TWI908570B - 顯示裝置 - Google Patents

顯示裝置

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TWI908570B
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Abstract

一種顯示裝置，包括畫素陣列基板、彩色濾光基板及相機模組。畫素陣列基板包括多條掃描線、多條資料線、多個顯示區子畫素以及多個相機區子畫素。彩色濾光基板包括重疊於相機區的第一濾光區以及重疊於顯示區的第二濾光區。彩色濾光基板包括多個掃描線遮蔽結構以及子畫素分隔結構。掃描線遮蔽結構重疊於掃描線。子畫素分隔結構重疊於資料線，且包括在第一方向上排列的第一遮光部以及第二遮光部。掃描線遮蔽結構針對可見光的穿透率不同於第二遮光部針對可見光的穿透率。

Description

顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置。
屏下攝像技術是一種將相機模組隱藏於顯示屏幕下方的技術，透過特定區域的透明或半透明設計，允許光線穿過顯示屏幕進入相機模組進行拍攝，同時保持顯示屏幕的顯示效果。此技術結合光學設計、材料科學及影像處理技術，實現了無孔全屏的外觀，提升裝置美觀性和用戶體驗。
本發明提供了一種顯示裝置，能有效改善屏下攝像畫面因繞射所造成的負面影響。
本發明的至少一實施例提供一種顯示裝置，其包括畫素陣列基板、彩色濾光基板及相機模組。畫素陣列基板具有顯示區及相機區，且包括多條掃描線、多條資料線、位於顯示區中的多個顯示區子畫素以及位於相機區中的多個相機區子畫素。掃描線沿著第一方向延伸。資料線沿著不平行於第一方向的第二方向延伸。彩色濾光基板包括重疊於相機區的第一濾光區以及重疊於顯示區的第二濾光區。彩色濾光基板包括位於第一濾光區中的多個掃描線遮蔽結構以及子畫素分隔結構。掃描線遮蔽結構重疊於掃描線。子畫素分隔結構重疊於資料線，且包括在第一方向上排列的第一遮光部以及第二遮光部。掃描線遮蔽結構針對可見光的穿透率不同於第二遮光部針對可見光的穿透率。相機區位於相機模組與第一濾光區之間。
本發明的至少一實施例提供一種顯示裝置，其包括畫素陣列基板、彩色濾光基板以及相機模組。畫素陣列基板具有顯示區及相機區，且包括多條掃描線、多條資料線、多個顯示區子畫素以及多個相機區子畫素。掃描線沿著第一方向延伸。資料線沿著不平行於第一方向的第二方向延伸。顯示區子畫素位於顯示區中。相機區子畫素位於相機區中。彩色濾光基板包括重疊於相機區的第一濾光區以及重疊於顯示區的第二濾光區，且包括位於第一濾光區中的多個掃描線遮蔽結構與子畫素分隔結構及位於該第二濾光區中的黑矩陣。掃描線遮蔽結構重疊於掃描線。子畫素分隔結構重疊於資料線。子畫素分隔結構包括在第一方向以及第二方向上排成陣列的多個第一遮光部以及多個第二遮光部。每個第一遮光部在第一方向上的寬度不同於每個第二遮光部在第一方向上的寬度。黑矩陣重疊於顯示區中的掃描線以及資料線。相機區位於相機模組與第一濾光區之間。
圖1是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置10A的分解圖。請參考圖1，在本實施例中，顯示裝置10A包括畫素陣列基板100A、彩色濾光基板200A以及相機模組310。在本實施例中，顯示裝置10A包括液晶顯示裝置，且進一步包括液晶層400A、背光模組410、第一偏光片420以及第二偏光片430。
畫素陣列基板100A重疊於彩色濾光基板200A。液晶層400A位於畫素陣列基板100A以及彩色濾光基板200A之間。第一偏光片420以及第二偏光片430分別位於畫素陣列基板100A以及彩色濾光基板200A上。背光模組410位於畫素陣列基板100A的背側，且具有通孔410H。相機模組310重疊於通孔410H，使背光模組410不會遮蔽相機模組310欲接收的光線。
在一些實施例中，相機模組310包括紅外光感光元件。在太陽光中，波長約940nm的紅外光容易被空氣中的水氣吸收，且輻射能量較低。因此，選用紅外光感光元件能減少環境光對影像造成的干擾。此外，偏光片對於紅外光具有高穿透率，且不易使紅外光產生偏振特性。因此，選用紅外光感光元件可以減少相機模組310受到液晶顯示裝置畫面切換的干擾。
在一些實施例中，在相機模組310包括紅外光感光元件時，可選地於顯示裝置10A中包括紅外光光源320。在一些實施例中，紅外光光源320可以設置於背光模組410中或液晶顯示裝置外側，本發明並未特別限制紅外光光源320所在的位置。
圖2A是圖1的顯示裝置10A的畫素陣列基板100A的局部放大上視透視圖。圖2B是圖1的顯示裝置10A的彩色濾光基板200A的局部放大上視透視圖。圖3A是沿著圖2A與2B的線A-A’以及B-B’的剖面示意圖。圖3B是沿著圖2A與2B的線C-C’以及D-D’的剖面示意圖。請參考圖2A、圖3A以及圖3B，在本實施例中，背光模組410為直下式背光模組，且包括燈板412以及一或多個光學膜片414，但本發明不以此為限。其他類型的背光模組也可以適用於本發明，例如側入式背光模組等。
畫素陣列基板100A具有相機區102及顯示區104。顯示區104位於相機區102的至少一側。在本實施例中，顯示區104環繞相機區102。相機區102的形狀例如為圓形、正方形、橢圓形、長方形或其他幾何形狀。相機區102重疊於相機模組310。顯示區104重疊於背光模組410。在本實施例中，顯示區104以及相機區102皆能用於顯示畫面。
畫素陣列基板100A包括第一基板110、絕緣層120, 130, 140, 150、多條掃描線SL、多條資料線DL、位於顯示區104中的多個顯示區子畫素SP1以及位於相機區102中的多個相機區子畫素SP2。在一些實施例中，顯示區子畫素SP1以及相機區子畫素SP2中的每一者包括主動元件T以及與其電性連接的畫素電極PE。在一些實施例中，絕緣層120, 130, 140, 150的數量可以依據需求進行調整。
多條掃描線SL位於第一基板110上，且沿著第一方向D1延伸，且至少部分的掃描線SL從顯示區104延伸至相機區102中。在一些實施例中，主動元件T的閘極與掃描線SL整合在一起。
絕緣層120位於掃描線SL上。主動元件T的半導體層SM位於絕緣層120上，並重疊於閘極。絕緣層130位於半導體層SM上。
多條資料線DL位於絕緣層130上，且沿著不平行於第一方向D1的第二方向D2延伸，且至少部分的資料線DL從顯示區104延伸至相機區102中。在一些實施例中，主動元件T的第一源極/汲極與資料線DL整合在一起，而第二源極/汲極分離於資料線DL。主動元件T的第一源極/汲極與第二源極/汲極電性連接至半導體層SM。
在本實施例中，以主動元件T包括底部閘極型薄膜電晶體為例，但本發明不以此為限。在其他實施例中，主動元件T包括頂部閘極型薄膜電晶體、雙閘極型薄膜電晶體或其他類型的薄膜電晶體。
絕緣層140位於資料線DL上。共用電極CE位於絕緣層140上。在本實施例中，畫素陣列基板100A包括共用電極CE，但本發明不以此為限。在其他實施例中，共用電極CE設置於彩色濾光基板200A中。也可以說彩色濾光基板200A包括共用電極CE。
絕緣層150位於共用電極CE上。畫素電極PE位於絕緣層150上，且重疊於共用電極CE。通過畫素電極PE與共用電極CE之間的電場，可以控制液晶層400A中的液晶分子402。在一些實施例中，畫素電極PE上還包括液晶配向層（未繪出），但本揭露不以此為限。
請參考圖2B、圖3A以及圖3B，彩色濾光基板200A具有第一濾光區202及第二濾光區204。第二濾光區204位於第一濾光區202的至少一側。在本實施例中，第二濾光區204環繞第一濾光區202。第一濾光區202的形狀例如為圓形、正方形、橢圓形、長方形或其他幾何形狀。第一濾光區202重疊於相機模組310。畫素陣列基板100A的相機區102位於相機模組310與彩色濾光基板200A的第一濾光區202之間。第二濾光區204重疊於背光模組410。
彩色濾光基板200A包括第二基板210、位於第一濾光區202中的多個掃描線遮蔽結構230A、位於第一濾光區202中的子畫素分隔結構220A以及位於第二濾光區204中的黑矩陣240。黑矩陣240重疊於畫素陣列基板100A的顯示區104中的掃描線SL以及資料線DL（請參考圖2A），而掃描線遮蔽結構230A以及子畫素分隔結構220A重疊於畫素陣列基板100A的相機區102中的掃描線SL以及資料線DL。
在本實施例中，彩色濾光基板200A包括位於第二基板210上的第一色濾光圖案CF1、第二色濾光圖案CF2以及第三色濾光圖案CF3，其中第一色濾光圖案CF1、第二色濾光圖案CF2以及第三色濾光圖案CF3為不同顏色的濾光圖案，且掃描線遮蔽結構230A、子畫素分隔結構220A以及黑矩陣240用於將不同子畫素所對應的濾光圖案分隔開來。在一些實施例中，第一色濾光圖案CF1、第二色濾光圖案CF2以及第三色濾光圖案CF3分別為紅色濾光圖案、綠色濾光圖案以及藍色濾光圖案。
掃描線遮蔽結構230A沿著第一方向D1延伸，且重疊於掃描線SL（請參考圖2A）。請參考圖3B，在本實施例中，每個掃描線遮蔽結構230A包括第一濾光層230a以及重疊於第一濾光層230a的第二濾光層230b。第一濾光層230a與第二濾光層230b中的一者與第一色濾光圖案CF1具有相同材料且連成一體，且另一者與第三色濾光圖案CF3具有相同材料且連成一體。在一些實施例中，第一濾光層230a與第二濾光層230b分別與紅色濾光圖案以及藍色濾光圖案具有相同的材料。圖4顯示了一些實施例中的紅色濾光圖案、綠色濾光圖案、藍色濾光圖案以及紅外光濾光圖案的光線波長與穿透率之間的關係圖。在可見光的波長範圍內，紅色濾光圖案以及藍色濾光圖案的主要穿透光的波長範圍不重疊，因此，將紅色濾光圖案的材料以及藍色濾光圖案的材料堆疊在一起構成的掃描線遮蔽結構230A可以有效的遮蔽可見光。此外，由圖4可以得知，紅外光（例如波長約940nm）對於紅色濾光圖案、綠色濾光圖案以及藍色濾光圖案都有很高的穿透率（例如90%以上的穿透率），因此，利用紅色濾光圖案的材料以及藍色濾光圖案的材料當作掃描線遮蔽結構230A，可以減少紅外光在第一濾光區202中的繞射問題。
回到圖2B、圖3A以及圖3B，在一些實施例中，彩色濾光基板200A可選的包括多個遮光層250。遮光層250彼此分離，且重疊於畫素陣列基板100A中的半導體層SM，避免主動元件T因為照射到紅外光而導致光漏電或電性劣化的問題。在一些實施例中，遮光層250與黑矩陣240各自為單層的黑色吸光材料，且包括相同的材料。在一些實施例中，遮光層250與黑矩陣240包括相同的材料，且掃描線遮蔽結構230A針對紅外光的穿透率大於遮光層250與黑矩陣240針對紅外光的穿透率。在一些實施例中，遮光層250與黑矩陣240的材料包括黑色顏料、黑色染料、黑色樹脂、黑色金屬、金屬氧化物或其他合適的吸光材料。
子畫素分隔結構220A重疊於資料線DL（請參考圖2A），且包括在第一方向D1上排列的第一遮光部222A、第二遮光部224A以及第三遮光部226A。
第一遮光部222A在第一方向D1上位於第一色濾光圖案CF1與第三色濾光圖案CF3之間，第二遮光部224A在第一方向D1上位於第一色濾光圖案CF1與第二色濾光圖案CF2之間，且第三遮光部226A在第一方向D1上位於第二色濾光圖案CF2與第三色濾光圖案CF3之間。
在本實施例中，第一遮光部222A包括第一底層222a以及第一覆蓋層222b。第一覆蓋層222b重疊於第一底層222a。第一底層222a與第一覆蓋層222b中的一者與第一色濾光圖案CF1具有相同材料且連成一體，且另一者與第三色濾光圖案CF3具有相同材料且連成一體。在一些實施例中，第一遮光部222A與掃描線遮蔽結構230A具有相同的材料。換句話說，第一遮光部222A與掃描線遮蔽結構230A針對可見光具有相同的穿透率，且第一遮光部222A與掃描線遮蔽結構230A針對紅外光具有相同的穿透率。
第二遮光部224A包括第二底層224a以及第二覆蓋層224b。第二覆蓋層224b重疊於第二底層224a。第二底層224a與第二覆蓋層224b中的一者與第一色濾光圖案CF1具有相同材料且連成一體，且另一者與第二色濾光圖案CF2具有相同材料且連成一體。掃描線遮蔽結構230A以及第一遮光部222A針對可見光的穿透率不同於第二遮光部224A針對可見光的穿透率。在一些實施例中，掃描線遮蔽結構230A以及第一遮光部222A針對紅外光的穿透率相同或不同於第二遮光部224A針對紅外光的穿透率。
第三遮光部226A包括第三底層226a以及第三覆蓋層226b。第三覆蓋層226b重疊於第三底層226a。第三底層226a與第三覆蓋層226b中的一者與第二色濾光圖案CF2具有相同材料且連成一體，且另一者與第三色濾光圖案CF3具有相同材料且連成一體。掃描線遮蔽結構230A以及第一遮光部222A針對可見光的穿透率不同於第三遮光部226A針對可見光的穿透率。在一些實施例中，掃描線遮蔽結構230A以及第一遮光部222A針對紅外光的穿透率相同或不同於第三遮光部226A針對紅外光的穿透率。
在本實施例中，第一遮光部222A、第二遮光部224A以及第三遮光部226A針對紅外光的穿透率皆大於遮光層250與黑矩陣240針對紅外光的穿透率。因此，可以減少紅外光在第一濾光區202中的繞射問題。
保護層260覆蓋第一色濾光圖案CF1、第二色濾光圖案CF2、第三色濾光圖案CF3、掃描線遮蔽結構230A以及子畫素分隔結構220A。
在本實施例中，彩色濾光基板200A與畫素陣列基板100A之間可選地包括間隔物440。間隔物440有助於控制彩色濾光基板200A與畫素陣列基板100A之間的液晶層400A的厚度。
圖5是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖5的實施例沿用圖1至圖3B的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖5，液晶層400A的厚度為HLC。保護層260的厚度為HOC。相機區子畫素SP2中的相鄰兩者的畫素電極PE之間的距離為DPE。第一遮光部222A在第一方向D1上的寬度為L，且相機區子畫素SP2中位於第一色濾光圖案CF1下方的一者的畫素電極PE與第一底層222a的側壁之間的最短虛擬連線UL與第一底層222a的頂面的法線方向之間的夾角為θ。
在一些實施例中，寬度L符合數學式1。 L＞2×（HOC+HLC）×tanθ–DPE        (數學式1)
通過使寬度L滿足數學式1，有助於避免第一遮光部222A兩側的子畫素的光線互相干擾而導致混色或色偏的問題。
在一些實施例中，寬度L符合數學式2。 2×（HOC+HLC）×tan 60°–DPE＞L＞2×（HOC+HLC）×tan 40°–DPE (數學式2)
通過使寬度L滿足數學式2，有助於避免視角在40°至60°內出現的混色或色偏的問題。
在一些實施例中，第二遮光部224A（請參考圖3A以及圖3B）的寬度以及第三遮光部226A（請參考圖3A以及圖3B）的寬度等於第一遮光部222A的寬度L。
圖6A以及圖6B是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置10A應用於車輛中的示意圖。請參考圖6A以及圖6B，顯示裝置10A可應用於車輛中，且例如可以做為儀表板使用。在一些實施例中，顯示裝置10A中的相機模組310可用於監控駕駛座DR上的駕駛員，以提升行車安全性。舉例而言，相機模組310可用於辨識駕駛員的眼白、眼球等特徵，並能在駕駛員出現昏睡狀態時，即時進行偵測並發出警示通知。
圖7是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。請參考圖6B以及圖7，由於相機模組310的中心可能並非對齊駕駛座DR的中心線CL，彩色濾光基板200A中的第一遮光部222A、第二遮光部以及第三遮光部可以採用偏離相鄰相機區子畫素SP2連線中心的設計。圖7以第一遮光部222A為例說明，請參考圖7，位於第一色濾光圖案CF1下方的相機區子畫素SP2的畫素電極PE與第一覆蓋層222b在第一方向D1上之間相隔距離X2，位於第三色濾光圖案CF3下方的相機區子畫素SP2的畫素電極PE與第一底層222a在第一方向D1上之間相隔距離X1。距離X1不等於距離X2。
請同時參考圖6B以及圖7，在本實施例中，相機模組310相對於方向盤WL及/貨駕駛座DR的中心線CL的右側，且距離X2大於距離X1。在其他實施例中，相機模組310相對於方向盤WL及/貨駕駛座DR的中心線CL的左側，且距離X2小於距離X1。
圖8A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。圖8B是沿著圖8A的線F-F’的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖8A以及圖8B的實施例沿用圖1至圖3B的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。請參考圖8A與圖8B，在本實施例中，第二遮光部224A在第一方向D1上的寬度W2以及第三遮光部226A在第一方向D1上的寬度W3小於第一遮光部222A在第一方向D1上的寬度W1。
通過調整第一遮光部222A的寬度W1，可以改變子畫素的發光面積的形狀以及週期性，進而減少繞射問題的產生。由於人眼對紅光與藍光的敏感度相對於綠光來的低，因此，改變由藍色濾光材料以及紅色濾光材料構成的第一遮光部222A對相機區的顯示畫面影響較小。
在本實施例中，第一遮光部222A為長條狀，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一遮光部222A具有波浪型的邊緣，如圖9以及圖10所示。
圖11是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置10B的分解圖。在此必須說明的是，圖11的實施例沿用圖1至圖3B的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖11，在本實施例中，顯示裝置10B包括畫素陣列基板100B、彩色濾光基板200A以及相機模組310。在本實施例中，顯示裝置10B包括微型發光二極體顯示裝置。
在一些實施例中，在相機模組310包括紅外光感光元件時，可選地於顯示裝置10B中包括紅外光光源320。在一些實施例中，紅外光光源320可以設置於畫素陣列基板100B上或微型發光二極體顯示裝置外側，本發明並未特別限制紅外光光源320所在的位置。
圖12是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置10B的剖面示意圖。請參考圖12，畫素陣列基板100B包括第一基板110、絕緣層120, 130, 140、多條掃描線（圖12未單獨顯示）、多條資料線（圖12未單獨顯示）、位於顯示區104中的多個顯示區子畫素SP1以及位於相機區102中的多個相機區子畫素SP2。在一些實施例中，顯示區子畫素SP1以及相機區子畫素SP2中的每一者包括主動元件T以及與其電性連接的微型發光二極體LD。在一些實施例中，絕緣層120, 130, 140的數量可以依據需求進行調整。
在本實施例中，彩色濾光基板200A通過封裝膠400B貼合至畫素陣列基板100B，而封裝膠400B包覆微型發光二極體LD。
圖13是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置10C的剖面示意圖。請參考圖13，畫素陣列基板100C包括第一基板110、絕緣層120, 130, 140、多條掃描線（圖13未單獨顯示）、多條資料線（圖13未單獨顯示）、位於顯示區104中的多個顯示區子畫素SP1以及位於相機區102中的多個相機區子畫素SP2。在一些實施例中，顯示區子畫素SP1以及相機區子畫素SP2中的每一者包括主動元件T以及與其電性連接的有機發光二極體OLD。在一些實施例中，絕緣層120, 130, 140的數量可以依據需求進行調整。
有機發光二極體OLD包括第一電極E1、第二電極E2以及位於兩者之間的有機發光層OL。第一電極E1電性連接至主動元件T。第二電極E2為共用電極。
在本實施例中，彩色濾光基板200A貼合至畫素陣列基板100C，在一些實施例中，彩色濾光基板200A與畫素陣列基板100C之間包括黏著層（未繪出）。
圖14是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。在此必須說明的是，圖14的實施例沿用圖1至圖3B的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖14，彩色濾光基板200B具有第一濾光區202及第二濾光區204。第二濾光區204位於第一濾光區202的至少一側。
彩色濾光基板200B包括位於第一濾光區202中的多個掃描線遮蔽結構230B、位於第一濾光區202中的子畫素分隔結構220B以及位於第二濾光區204中的黑矩陣240。黑矩陣240重疊於顯示區104中的掃描線SL以及資料線DL（請參考圖2A），而掃描線遮蔽結構230B以及子畫素分隔結構220B重疊於相機區102中的掃描線SL以及資料線DL。
在本實施例中，彩色濾光基板200B包括位於第二基板上的第一色濾光圖案CF1、第二色濾光圖案CF2以及第三色濾光圖案CF3，其中第一色濾光圖案CF1、第二色濾光圖案CF2以及第三色濾光圖案CF3為不同顏色的濾光圖案，且掃描線遮蔽結構230B、子畫素分隔結構220B以及黑矩陣240用於將不同子畫素所對應的濾光圖案分隔開來。在一些實施例中，第一色濾光圖案CF1、第二色濾光圖案CF2以及第三色濾光圖案CF3分別為紅色濾光圖案、綠色濾光圖案以及藍色濾光圖案。
掃描線遮蔽結構230B沿著第一方向D1延伸，且重疊於掃描線SL（請參考圖2A）。在一些實施例中，掃描線遮蔽結構230B與黑矩陣240包括相同的材料。舉例來說，掃描線遮蔽結構230B與黑矩陣240皆為單層的黑色吸光材料，且材料包括黑色顏料、黑色染料、黑色樹脂、黑色金屬、金屬氧化物或其他合適的吸光材料。
子畫素分隔結構220B重疊於資料線DL（請參考圖2A），且包括在第一方向D1以及第二方向D2上排列的多個遮光部222。在第二方向D2上相鄰的遮光部222被掃描線遮蔽結構230B所隔開。
在本實施例中，每個遮光部222包括相同的材料。然而，遮光部222針對紅外光的穿透率大於掃描線遮蔽結構230B與黑矩陣240針對紅外光的穿透率，藉此減少紅外光在第一濾光區202中的繞射問題。在本實施例中，遮光部222包括紅外光濾光圖案。具體地說，大部分的可見光波段會被紅外光濾光圖案吸收，而大部分的紅外光可以穿透紅外光濾光圖案。在一些實施例中，紅外光濾光圖案針對940nm之紅外光的穿透率為70%以上（請參考圖4），而針對波長為700nm以下之可見光的穿透率為15%以下（請參考圖4）。在一些實施例中，掃描線遮蔽結構230B與黑矩陣240針對940nm之紅外光的穿透率（例如為5%以下）低於紅外光濾光圖案。然而，紅外光濾光圖案針對波長約700nm之紅光的穿透率例如為5%~15%）則高於掃描線遮蔽結構230B與黑矩陣240針對波長約700nm之紅光的穿透率（例如為5%以下）。
在一些實施例中，紅外光濾光圖案針對波長相對較短（例如620nm至650nm）之紅光的穿透率低於紅色濾光圖案針對波長相對較短（例如620nm至650nm）之紅光的穿透率。
在本實施例中，由於部分的紅光（例如波長約700nm之紅光）可穿過遮光部222，為避免紅光穿透而干擾綠色或藍色子畫素，將第二濾光圖案CF2（即綠色濾光圖案）以及第三濾光圖案CF3（即藍色濾光圖案）延伸至第一濾光圖案CF1（即色濾光圖案）頂面，如圖15所示。請參考圖15，每個遮光部222的頂面重疊於第二濾光圖案CF2以及第三濾光圖案CF3中的至少一者。通過第二濾光圖案CF2以及第三濾光圖案CF3可以濾除穿過遮光部222的紅光，減少色偏問題的產生。
圖16A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板200C的局部放大上視透視圖。圖16B是圖16A的彩色濾光基板200C及位於其上方的第二偏光片430與蓋板500的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖16A與圖16B的實施例沿用圖14的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖16A與圖16B，在本實施例中，資料線（未繪出）大致上呈鋸齒狀（zigzag），因此，彩色濾光基板200C黑矩陣（未繪出）用於遮蔽資料線的部分以及子畫素分隔結構220C也採用鋸齒狀設計。
在本實施例中，子畫素分隔結構220C包括第一遮光部221C、第二遮光部222C以及第三遮光部223C。第一遮光部221C、第二遮光部222C以及第三遮光部223C包括相同的材料，例如皆為紅外光濾光圖案。第一遮光部221C位於第一濾光圖案CF1與第三濾光圖案CF3之間，第二遮光部222C位於第一濾光圖案CF1與第二濾光圖案CF2之間，第三遮光部223C位於第二濾光圖案CF2與第三濾光圖案CF3之間。第一遮光部221C、第二遮光部222C以及第三遮光部223C沿著第一方向D1排列。在一些實施例中，第一遮光部221C、第二遮光部222C以及第三遮光部223C各自連接於掃描線遮蔽結構230B中相鄰的兩者之間。
在本實施例中，掃描線遮蔽結構230B針對可見光的穿透率不同於第一遮光部221C、第二遮光部222C以及第三遮光部223C針對可見光的穿透率。
圖17A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板200D的局部放大上視透視圖。圖17B是圖17A的彩色濾光基板200D及位於其上方的第二偏光片430與蓋板500的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖17A與圖17B的實施例沿用圖14的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖17A與圖17B，在本實施例中，資料線（未繪出）大致上呈鋸齒狀（zigzag），因此，彩色濾光基板200D的黑矩陣（未繪出）用於遮蔽資料線的部分以及在第一顯示區中的子畫素分隔結構220D也採用鋸齒狀設計。
在本實施例中，子畫素分隔結構220D包括第一遮光部221D以及第二遮光部222D。第一遮光部221D以及第二遮光部222D包括不同的材料。舉例來說，第一遮光部221D與掃描線遮蔽結構230B以及黑矩陣（未繪出）包括相同的黑色吸光材料，而第二遮光部222D包括紅外光濾光圖案。因此，第二遮光部222D針對紅外光的穿透率大於第一遮光部221D針對紅外光的穿透率。在本實施例中，掃描線遮蔽結構230B針對可見光的穿透率不同於第二遮光部222D針對可見光的穿透率。
在本實施例中，多個第一遮光部221D以及多個第二遮光部222D在第一方向D1上以1個對1個的方式交替排列，但本發明不以此為限，在其他實施例中，多個第一遮光部221D以及多個第二遮光部222D在第一方向D1上以多個對1個（例如2個對1個）的方式交替排列，如圖18A以及圖18B的彩色濾光基板200E的子畫素分隔結構220E所示。在圖18A以及圖18B的子畫素分隔結構220E中，第二遮光部222D設置於第二濾光圖案CF2（即綠色濾光圖案）以及第三濾光圖案CF3（即藍色濾光圖案）之間，藉此濾除可穿過第二遮光部222D的紅光。
圖19是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板200F的局部放大上視透視圖。在此必須說明的是，圖19的實施例沿用圖14的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖19，在本實施例中，資料線（未繪出）大致上呈鋸齒狀（zigzag），因此，彩色濾光基板200F的黑矩陣（未繪出）用於遮蔽資料線的部分以及子畫素分隔結構220F也採用鋸齒狀設計。
在本實施例中，子畫素分隔結構220F包括第一遮光部221F、第二遮光部222F、第三遮光部223F以及第四遮光部224F。在本實施例中，第一遮光部221F、第四遮光部224F以及掃描線遮蔽結構230B以及黑矩陣包括相同材料（例如黑色吸光材料），而第二遮光部222F以及第三遮光部223F包括相同材料（例如紅外光濾光圖案）。第一遮光部221F以及第二遮光部222F在第一方向D1上排列，而第三遮光部223F以及第四遮光部224F也在第一方向D1上排列。
在本實施例中，每個第一遮光部221F在第二方向D2上位於對應的掃描線遮蔽結構230B與第三遮光部223F之間，且每個第二遮光部222F在第二方向D2上位於對應的掃描線遮蔽結構230B與第四遮光部224F之間。第一遮光部221F、第二遮光部222F、第三遮光部223F以及第四遮光部224F在第二方向D2上位於掃描線遮蔽結構230B中相鄰的兩者之間。
在本實施例中，第一遮光部221F與第三遮光部223F重疊於資料線（未繪出）中的同一者，且第二遮光部222F與第四遮光部224F重疊於資料線（未繪出）中的另外同一者。
圖20A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的局部放大上視透視圖。圖20B是沿著圖20A的線A-A’以及B-B’的剖面示意圖。圖20A顯示了彩色濾光基板200G的子畫素分隔結構220G與掃描線遮蔽結構230B，以及畫素陣列基板100D的掃描線SL、資料線DL、半導體層SM以及主動元件的源極/汲極SD，並省略其他構件；圖20B顯示了彩色濾光基板200G、畫素陣列基板100D以及位於兩者之間的液晶層400A，並省略其他構件。在此必須說明的是，圖20A以及圖20B的實施例沿用圖1至圖3B的實施例以及圖19的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖20A以及圖20B，子畫素分隔結構220G包括第一遮光部221G、第二遮光部222G、第三遮光部223G以及第四遮光部224G。在本實施例中，第一遮光部221G、第四遮光部224G以及掃描線遮蔽結構230B以及黑矩陣包括相同材料（例如黑色吸光材料），而第二遮光部222G以及第三遮光部223G包括相同材料（例如紅外光濾光圖案）。第一遮光部221G以及第二遮光部222G在第一方向D1上排列，而第三遮光部223G以及第四遮光部224G也在第一方向D1上排列。
在本實施例中，第一遮光部221G與第三遮光部223G重疊於資料線DL中的同一者，且第二遮光部222G與第四遮光部224G重疊於資料線DL中的另外同一者。
在本實施例中，半導體層SM包括不同的形狀設計。舉例來說，半導體層SM1的兩端位於對應的掃描線SL的相同側（圖20A中為下側），且重疊於第一遮光部221G以及源極/汲極SD；半導體層SM2的兩端位於對應的掃描線SL的相反兩側（圖20A中為上下兩側），且重疊於第四遮光部224G以及源極/汲極SD。
通過本實施例的子畫素分隔結構220G以及半導體層SM的設計，可以在避免光線照射到半導體層SM的情況下，提供半導體層SM更多個設計空間，此外，不同形狀的半導體層SM1以及半導體層SM2具有減輕繞射問題的效果。
圖21是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板200H的局部放大上視透視圖。在此必須說明的是，圖21的實施例沿用圖1至圖3B的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖21，彩色濾光基板200H包括重疊於畫素陣列基板之相機區的第一濾光區以及重疊於畫素陣列基板之顯示區的第二濾光區。圖21為彩色濾光基板200H的第一濾光區的局部放大上視透視圖。
彩色濾光基板200H包括位於第一濾光區中的多個掃描線遮蔽結構230H以及子畫素分隔結構220H。在一些實施例中，彩色濾光基板200H還包括位於第二濾光區中的黑矩陣（圖21未繪出），關於黑矩陣的描述請參考前面的實施例，於此不贅述。
在本實施例中，掃描線遮蔽結構230H以及子畫素分隔結構220H包括相同的材料，例如皆為紅外光濾光圖案。掃描線遮蔽結構230H重疊於畫素陣列基板的掃描線，而子畫素分隔結構220H重疊於畫素陣列基板的資料線。
子畫素分隔結構220H包括在第一方向D1以及第二方向D2上排成陣列的多個第一遮光部221H以及多個第二遮光部222H。每個第一遮光部221H在第一方向D1上的寬度W1不同於每個第二遮光部222H在第一方向D1上的寬度W2。在本實施例中，第一遮光部221H在第一方向D1上的寬度W1大於第二遮光部222H在第一方向D1上的寬度W2。
在本實施例中，重疊於第一濾光區的相機模組包括紅外光感光元件，且子畫素分隔結構220H以及掃描線遮蔽結構230H針對紅外光的穿透率大於黑矩陣（例如包括黑色吸光材料）針對紅外光的穿透率。因此，可以避免紅外光在第一濾光區中的繞射問題。
在本實施例中，第一遮光部221H以及第二遮光部222H在第一方向D1上以1個對多個（例如1個對2個）的方式交替排列，且第一遮光部221H以及第二遮光部222H在第二方向D2上以1個對1個的方式交替排列。通過使第一遮光部221H以及第二遮光部222H交替排列，可以改變子畫素的發光面積的形狀以及週期性，進而減少繞射問題的產生。
在本實施例中，部分的第一遮光部221H位於第一色濾光圖案CF1以及第三色濾光圖案CF3之間，而另一部分的第一遮光部221H位於第二色濾光圖案CF2以及第三色濾光圖案CF3之間。
10A, 10B, 10C:顯示裝置 100A, 100B, 100C, 100D:畫素陣列基板 102:相機區 104:顯示區 110:第一基板 120, 130, 140, 150:絕緣層 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F, 200G, 200H:彩色濾光基板 202:第一濾光區 204:第二濾光區 210:第二基板 220A, 220B, 220C, 220D, 220E, 220F, 220G, 220H:子畫素分隔結構 221C, 221D, 221F, 221G, 221H, 222A:第一遮光部 222C, 222D, 222F, 222G, 222H, 224A:第二遮光部 222:遮光部 222a:第一底層 222b:第一覆蓋層 223C, 223F, 223G, 226A:第三遮光部 224F, 224G:第四遮光部 224a:第二底層 224b:第二覆蓋層 226a:第三底層 226b:第三覆蓋層 230A, 230B, 230H:掃描線遮蔽結構 230a:第一濾光層 230b:第二濾光層 240:黑矩陣 250:遮光層 260:保護層 310:相機模組 320:紅外光光源 400A:液晶層 400B:封裝膠 402:液晶分子 410:背光模組 410H:通孔 412:燈板 414:光學膜片 420:第一偏光片 430:第二偏光片 440:間隔物 500:蓋板 CE:共用電極 CF1:第一色濾光圖案 CF2:第二色濾光圖案 CF3:第三色濾光圖案 CL:中心線 D1:第一方向 D2:第二方向 DL:資料線 DPE, X1, X2:距離 DR:駕駛座 E1:第一電極 E2:第二電極 HLC, HOC:厚度 L:寬度 LD:微型發光二極體 OLD:有機發光二極體 OL:有機發光層 PE:畫素電極 SD:源極/汲極 SL:掃描線 SM, SM1, SM2:半導體層 SP1:顯示區子畫素 SP2:相機區子畫素 T:主動元件 UL:虛擬連線 W1, W2, W3:寬度 θ:夾角
圖1是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的分解圖。 圖2A是圖1的顯示裝置的畫素陣列基板的局部放大上視透視圖。 圖2B是圖1的顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖3A是沿著圖2A與2B的線A-A’以及B-B’的剖面示意圖。 圖3B是沿著圖2A與2B的線C-C’以及D-D’的剖面示意圖。 圖4顯示了一些實施例中的紅色濾光圖案、綠色濾光圖案、藍色濾光圖案以及紅外光濾光圖案的光線波長與穿透率之間的關係圖。 圖5是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。 圖6A以及圖6B是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置應用於車輛中的示意圖。 圖7是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。 圖8A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖8B是沿著圖8A的線F-F’的剖面示意圖。 圖9是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖10是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖11是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的分解圖。 圖12是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。 圖13是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。 圖14是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖15是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的剖面示意圖。 圖16A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖16B是圖16A的彩色濾光基板及位於其上方的第二偏光片與蓋板的剖面示意圖。 圖17A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖17B是圖17A的彩色濾光基板及位於其上方的第二偏光片與蓋板的剖面示意圖。 圖18A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖18B是圖18A的彩色濾光基板及位於其上方的第二偏光片與蓋板的剖面示意圖。 圖19是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。 圖20A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的局部放大上視透視圖。 圖20B是沿著圖20A的線A-A’以及B-B’的剖面示意圖。 圖21是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的彩色濾光基板的局部放大上視透視圖。
10A:顯示裝置
100A:畫素陣列基板
102:相機區
104:顯示區
110:第一基板
120,130,140,150:絕緣層
200A:彩色濾光基板
202:第一濾光區
204:第二濾光區
210:第二基板
222A:第一遮光部
222a:第一底層
222b:第一覆蓋層
224A:第二遮光部
224a:第二底層
224b:第二覆蓋層
226A:第三遮光部
226a:第三底層
226b:第三覆蓋層
260:保護層
310:相機模組
400A:液晶層
402:液晶分子
410:背光模組
412:燈板
414:光學膜片
420:第一偏光片
430:第二偏光片
440:間隔物
CE:共用電極
CF1:第一色濾光圖案
CF2:第二色濾光圖案
CF3:第三色濾光圖案
D1:第一方向
DL:資料線
PE:畫素電極
SP1:顯示區子畫素
SP2:相機區子畫素

Claims (20)

  1. 一種顯示裝置，包括： 一畫素陣列基板，具有一顯示區以及一相機區，且包括： 多條掃描線，沿著一第一方向延伸； 多條資料線，沿著不平行於該第一方向的一第二方向延伸；以及 多個顯示區子畫素，位於該顯示區中；以及 多個相機區子畫素，位於該相機區中； 一彩色濾光基板，包括重疊於該相機區的一第一濾光區以及重疊於該顯示區的一第二濾光區，其中該彩色濾光基板包括： 多個掃描線遮蔽結構，位於該第一濾光區中，且重疊於該些掃描線；以及 一子畫素分隔結構，位於該第一濾光區中，且重疊於該些資料線，其中該子畫素分隔結構包括在該第一方向上排列的一第一遮光部以及一第二遮光部，其中該些掃描線遮蔽結構針對可見光的穿透率不同於該第二遮光部針對可見光的穿透率；以及 一相機模組，其中該相機區位於該相機模組與該第一濾光區之間。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該彩色濾光基板包括： 一第一色濾光圖案、一第二色濾光圖案以及一第三色濾光圖案，其中該第一遮光部在該第一方向上位於該第一色濾光圖案與該第三色濾光圖案之間，且該第二遮光部在該第一方向上位於該第一色濾光圖案與該第二色濾光圖案之間。
  3. 如請求項2所述的顯示裝置，其中該第一遮光部包括： 一第一底層；以及 一第一覆蓋層，重疊於該第一底層，其中該第一底層與該第一覆蓋層中的一者與該第一色濾光圖案具有相同材料且連成一體，且該第一底層與該第一覆蓋層中的另一者與該第三色濾光圖案具有相同材料且連成一體；且該第二遮光部包括： 一第二底層；以及 一第二覆蓋層，重疊於該第二底層，其中該第二底層與該第二覆蓋層中的一者與該第一色濾光圖案具有相同材料且連成一體，且該第二底層與該第二覆蓋層中的另一者與該第二色濾光圖案具有相同材料且連成一體，其中該第一遮光部針對可見光的穿透率不同於該第二遮光部針對可見光的穿透率。
  4. 如請求項3所述的顯示裝置，其中該畫素陣列基板與該彩色濾光基板之間包括厚度為H LC的一液晶層，該彩色濾光基板包括覆蓋該第一色濾光圖案、該第二色濾光圖案以及該第三色濾光圖案且厚度為H OC的一保護層，其中各該相機區子畫素包括一畫素電極，該些相機區子畫素中的相鄰兩者的該畫素電極之間的距離為D PE，該第一遮光部在該第一方向上的寬度為L，且該些相機區子畫素中位於該第一色濾光圖案下方的一者的該畫素電極與該第一底層的側壁之間的最短虛擬連線與該第一底層的頂面的法線方向之間的夾角為θ，其中L＞2×（H OC+H LC）×tanθ–D PE。
  5. 如請求項3所述的顯示裝置，其中各該相機區子畫素包括一畫素電極，該些相機區子畫素中位於該第一色濾光圖案下方的一者的該畫素電極與該第一覆蓋層在該第一方向上之間相隔距離X2，該些相機區子畫素中位於該第三色濾光圖案下方的另一者的該畫素電極與該第一底層在該第一方向上之間相隔距離X1，其中距離X1不等於距離X2。
  6. 如請求項2所述的顯示裝置，其中各該掃描線遮蔽結構包括： 一第一濾光層；以及 一第二濾光層，重疊於該第一濾光層，其中該第一濾光層與該第二濾光層中的一者與該第一色濾光圖案具有相同材料且連成一體，且該第一濾光層與該第二濾光層中的另一者與該第三色濾光圖案具有相同材料且連成一體。
  7. 如請求項2所述的顯示裝置，其中該子畫素分隔結構更包括一第三遮光部，該第三遮光部包括： 一第三底層；以及 一第三覆蓋層，重疊於該第三底層，其中該第三底層與該第三覆蓋層中的一者與該第二色濾光圖案具有相同材料且連成一體，且該第三底層與該第三覆蓋層中的另一者與該第三色濾光圖案具有相同材料且連成一體。
  8. 如請求項7所述的顯示裝置，其中該第一遮光部在該第一方向上的寬度大於該第二遮光部的在該第一方向上的寬度以及該第三遮光部的在該第一方向上的寬度。
  9. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該相機模組包括紅外光感光元件。
  10. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一遮光部具有波浪形的邊緣。
  11. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該第二遮光部與該第一遮光部包括相同的材料。
  12. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該第二遮光部(針對紅外光的穿透率大於該第一遮光部針對紅外光的穿透率。
  13. 如請求項12所述的顯示裝置，其中該彩色濾光基板包括多個該第一遮光部以及多個該第二遮光部，其中該些第一遮光部以及該些第二遮光部在該第一方向上以1個對1個或多個對1個的方式交替排列。
  14. 如請求項12所述的顯示裝置，其中該彩色濾光基板包括： 一紅色濾光圖案、一綠色濾光圖案以及一藍色濾光圖案，其中該綠色濾光圖案以及該藍色濾光圖案延伸至該紅色濾光圖案的頂面，且該第二遮光部的頂面重疊於該綠色濾光圖案以及該藍色濾光圖案中的至少一者。
  15. 如請求項12所述的顯示裝置，其中該子畫素分隔結構更包括在該第一方向上排列的一第三遮光部以及一第四遮光部，其中該第一遮光部、該第四遮光部以及該些掃描線遮蔽結構包括相同材料，該第二遮光部以及該第三遮光部包括相同材料，其中該第一遮光部與該第三遮光部重疊於該些資料線中的同一者，且該第二遮光部與該第四遮光部重疊於該些資料線中的另外同一者。
  16. 如請求項15所述的顯示裝置，其中該第一遮光部、該第二遮光部、該第三遮光部以及該第四遮光部在該第二方向上位於該些掃描線遮蔽結構中相鄰的兩者之間。
  17. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該彩色濾光基板更包括： 一黑矩陣，位於該第二濾光區中，且重疊於該顯示區中的該些掃描線以及該些資料線。
  18. 一種顯示裝置，包括： 一畫素陣列基板，具有一顯示區以及一相機區，且包括： 多條掃描線，沿著一第一方向延伸； 多條資料線，沿著不平行於該第一方向的一第二方向延伸；以及 多個顯示區子畫素，位於該顯示區中；以及 多個相機區子畫素，位於該相機區中； 一彩色濾光基板，包括重疊於該相機區的一第一濾光區以及重疊於該顯示區的一第二濾光區，其中該彩色濾光基板包括： 多個掃描線遮蔽結構，位於該第一濾光區中，且重疊於該些掃描線；以及 一子畫素分隔結構，位於該第一濾光區中，且重疊於該些資料線，其中該子畫素分隔結構包括在該第一方向以及該第二方向上排成陣列的多個第一遮光部以及多個第二遮光部，其中各該第一遮光部在該第一方向上的寬度不同於各該第二遮光部在該第一方向上的寬度；以及 一黑矩陣，位於該第二濾光區中，且重疊於該顯示區中的該些掃描線以及該些資料線；以及 一相機模組，其中該相機區位於該相機模組與該第一濾光區之間。
  19. 如請求項18所述的顯示裝置，其中該相機模組包括紅外光感光元件，且該子畫素分隔結構以及該些掃描線遮蔽結構針對紅外光的穿透率大於該黑矩陣針對紅外光的穿透率。
  20. 如請求項18所述的顯示裝置，其中各該第一遮光部的寬度大於各該第二遮光部的寬度，且其中該些第一遮光部以及該些第二遮光部在該第一方向上以1個對多個的方式交替排列，且該些第一遮光部以及該些第二遮光部在該第二方向上以1個對1個的方式交替排列。
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