TWI396151B - 顯示裝置與電子裝置 - Google Patents

Description

顯示裝置與電子裝置

本發明係有關於一種顯示裝置與電子裝置，且特別係有關於具有局部非平坦結構的顯示裝置與電子裝置。

近年來，隨著科技的進步，許多不同的顯示裝置，例如液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)或電激發光(Electro Luminenscence，EL)顯示裝置已廣泛地應用於平面顯示器。

請參照圖1，其顯示依照一種現有顯示裝置的局部剖面示意圖。以電激發光顯示裝置900為例來說明，電激發光顯示裝置900包括基板901、絕緣層902、陽極903、電洞傳輸層904、發光層905、電子傳輸層906及陰極907。絕緣層902、陽極903、電洞傳輸層904、發光層905、電子傳輸層906及陰極907係依序地堆疊於基板901上，其中絕緣層902的全部表面具有凹凸結構，因而後續所堆疊之結構層的全部表面亦可具有凹凸結構。因此，電激發光顯示裝置900可利用此凹凸結構來增加發光層905的實際發光表面，進而提高顯示裝置900的發光亮度。

然而，上述顯示裝置900的凹凸結構容易影響顯示對比度，造成整體對比度的下降，因而影響上述顯示裝置900的顯示品質。

因此本發明之一方面係在於提供一種顯示裝置與電子裝置，藉以形成部分平坦結構和部分非平坦結構，來減少對比度不佳的問題。

根據本發明之實施例，本發明之顯示裝置包含第一基板、光學結構層、顯示層、第一電極及第二電極。第一基板包括像素區，光學結構層形成於第一基板上，並包括平坦結構和非平坦結構，其中平坦結構係對位於像素區的局部區域，非平坦結構係對位於像素區的其餘區域。第一電極形成於光學結構層上，顯示層形成於第一電極層上，第二電極係形成於顯示層上。

又，根據本發明之實施例，上述顯示裝置可應用於一電子裝置中。

因此，根據本發明之顯示裝置與電子裝置，可改善光學效果，同時減少對比度不佳的問題，以確保顯示品質。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，本說明書將特舉出一系列實施例來加以說明。但值得注意的是，此些實施例只係用以說明本發明之實施方式，而非用以限定本發明。

以下具體實施例之描述與相關之圖示應同時讀取，圖式被認為是本案說明書描述之一部分，於本案說明書中使用一些比較性的文字，例如：“較低”、“較上”、“水平”、“水平”、“垂直”、“之上”、“之下”、“上”、“下”、“頂端”及“底端”，以及由上述比較性文字所延伸出的，例如“水平地”、“朝下地”或“朝上地”等，這些比較應參考如說明書所述或如圖式中所顯示之位置，以獲得較佳的瞭解，這些相對性的文字是以方便描述的方法來呈現於說明書中，同時並不要求所描述之裝置需位於一特定位置上，於圖式中，相似之參考數字代表相同之元件。

請參照圖2，其顯示依照本發明之第一實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。本實施例之顯示裝置100可為自發光型顯示裝置，例如有機發光二極體(OLED)顯示裝置，其包含第一基板110與第二基板120。反射層130、光學結構層(Optical Enhance Layer)140、平坦層150、第一電極160、顯示層170及第二電極180可依序地堆疊於第一基板110上，並位於第一基板110與第二基板120之間。

如圖2所示，本實施例的第一基板110可例如為玻璃基板、可撓性塑膠基板、晶圓基板或散熱基板，第一基板110可包括複數個像素區111、複數條信號線(未繪示)及開關元件(未繪示)，信號線可用以傳送信號，例如掃描信號、資料信號或測試信號。這些信號線例如可為垂直配置的資料線和水平配置的閘極線，其相互交錯地配置，而形成矩陣式排列的像素區111，用以顯示影像。開關元件例如為薄膜電晶體(TFT)，其設置於每一像素區111中，並電性連接於相鄰的信號線，且第一電極160亦形成於每一像素區111中，並電性連接於開關元件，亦即第一電極160可為像素電極，其可經由開關元件的控制來導通電流。

如圖2所示，本實施例的第二基板120可例如為玻璃基板或可撓性塑膠基板，用以封裝和保護顯示裝置100。第二基板120可包括遮光層121及彩色濾光層122。遮光層121的材料例如為金屬(例如鉻)、石墨或樹脂型材料，其形成於第二基板120上，並可形成黑色矩陣(Black Matrix)結構，用以分隔不同顏色的彩色濾光層122。彩色濾光層122係分別以不同顏色之彩色光阻材料所形成，用以形成彩色影像效果。此時，顯示層170較佳可提供白光來通過彩色濾光層122，而形成彩色光線。在一實施例中，顯示層170亦可直接提供不同顏色的色光，此時，第二基板120可省略設置彩色濾光層122。

本實施例的顯示裝置100可更包含間隔單元(Spacer)190，用以支撐於第一基板110與第二基板120之間，間隔單元190的材料例如為：矽、高分子材料或光阻材料，其可例如呈球形或柱形。

本實施例的反射層130係以高反射率材料所製成，用以反射光線朝第二基板120發出，此高反射率材料例如為銀、鋁、金、鉻、銅、銦、銥、鎳、鉑、錸、銠、錫、鉭、鎢、錳、上述任意合金或耐黃化且耐熱之白色反射漆料(如二氧化鈦)。

本實施例的光學結構層140係可以絕緣材料製成，例如：耐高溫塑膠、環氧樹脂、玻璃纖維、聚-鄰-苯二甲醯胺(PPA)、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、氮氧化矽、氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鈣、三氧化二鋁、矽、砷化鎵、陶瓷或其任意組合，其形成於第一基板110與第一電極160之間。在本實施例中，光學結構層140可形成於反射層130上，此時，光學結構層140可具有透光性。

如圖2所示，本實施例的光學結構層140包括有平坦結構141和非平坦結構142，其中平坦結構141係對位於每一像素區111的局部區域，而非平坦結構142係對位於每一像素區111的其餘區域，亦即在光學結構層140對應於像素區111的整個區域中，同時形成有平坦結構141和非平坦結構142。於此區域中，非平坦結構142所佔的面積比率約為10~90%。非平坦結構142可以係由多個大小相同或不同的連續微凸部或微凹部所組成，其可利用顯影曝光、蝕刻等圖案化方式來形成。每一微凸部或微凹部的尺寸大小約為2~5μm，並可例如呈半球狀、錐狀、金字塔形、矩形方塊結構或任何適合的形狀。

請參照圖2以及圖3A至圖3D，其顯示依照本發明之光學結構層在像素區中的上視示意圖。如圖2和圖3A所示，在非平坦區係對位於像素區111之部分區域的情況下，非平坦結構142可對位於像素區111的外圍區域，並可擴至像素區111以外的區域，亦即也對位於遮光層121的區域，而平坦結構141亦可對位於像素區111的中間區域。如圖3B所示，在另一實施例中，非平坦結構145可對位於像素區111的中間區域，而平坦結構141可對位於像素區111的外圍區域。然不限於此，在一些實施例中，平坦結構141與非平坦結構142的配置方式可為任意形式，例如環層交錯形式(如圖3C所示)或棋盤交錯形式(如圖3D所示)。

如圖2所示，本實施例的平坦層150係形成於光學結構層140上，平坦層150可為具有透光性的有機材料或氧化材料所製成。第一電極160和第二電極180係可以透明導電材料所製成，例如：ITO、IZO、AZO、GZO、TCO或ZnO。在本實施例中，顯示層170可為有機發光二極體顯示裝置(OLED)的有機發光層，第一電極160係形成於平坦層150上，用以作為陽極，而第二電極180係形成於顯示層170上，用以作為陰極。此時，顯示層170可包括電洞注入層、電洞傳輸層、發光材料層(例如白光有機發光材料層)、電子傳輸層及電子注入層，其依序堆疊於第一電極160上。顯示層170可經由開關元件所提供的電流來驅動發光，再經由透光的第二電極180及第二基板120向外部發光。

因此，當本實施例的顯示裝置100進行影像顯示時，顯示層170可發出光線，例如白光，並可經由第二基板120的彩色濾光層122來形成色光。而朝第一基板110的光線，可經由反射層130來反射，並可經由光學結構層140的非平坦結構142來改善光學效果，以擴散光線、提高光線亮度及增加可視角度。同時，由於非平坦結構142僅形成在對位於像素區111之部分區域的位置，因而可減少對比度不佳的問題，以確保顯示品質。

請參照圖4，其顯示依照本發明之第二實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。相較於第一實施例，第二實施例之顯示裝置100可未設有平坦層，此時，第一電極260可直接形成於光學結構層140上。此時，位於非平坦結構142上的顯示層170的表面可利用其形成厚度來選擇是否形成非平坦表面，亦即當顯示層170的厚度較大，且足以填平此非平坦結構142時，則顯示層170可為全部平坦表面；反之，當顯示層170的厚度較小，而不足以填平此非平坦結構142，則顯示層170可形成部分非平坦表面，以增加顯示層170的發光面積，且可提升發光亮度。

請參照圖5，其顯示依照本發明之第三實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。相較於第一實施例，第三實施例之顯示裝置100之光學結構層340的非平坦結構342可由多個獨立的、非連續形成的微凸部所組成，其可形成於反射層130上，並位於部分像素區111中，且可形成平坦表面341(平坦結構)於非平坦結構342的微凸部之間。當形成非平坦結構342的此些微凸部時，可先形成一絕緣材料層(未繪示)於反射層130或第一基板110上，再對此絕緣材料層進行顯影曝光、蝕刻等圖案化步驟，以形成此些微凸部，因而組成光學結構層340的非平坦結構342。

請參照圖6，其顯示依照本發明之第四實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。相較於第一實施例，第四實施例之顯示裝置100的光學結構層440係直接形成於第一基板110上，而反射層430係形成於光學結構層440上。此時，位於非平坦結構442上的反射層430可具有非平坦表面，因而可增加反射層430的反射面積，以提升發光亮度，且由於非平坦結構442僅形成在對位於像素區111之部分區域的位置，因而可確保顯示裝置100的顯示對比度。又，此時，光學結構層440可選擇未具有透光性，且顯示裝置100亦可選擇性地設置平坦層150(如圖6所示)於反射層430上，或者亦可未設有平坦層。當顯示裝置100未設有平坦層時，位於光學結構層440上的反射層430和第一電極160可隨光學結構層440的非平坦結構442，而具有非平坦表面。

請參照圖7A和圖7B，其顯示依照本發明之第五實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。相較於上述實施例的顯示裝置為自發光型顯示裝置，第五實施例之顯示裝置500例如為半穿透半反射液晶顯示裝置，此時，顯示裝置500可更包含背光模組(未繪示)，用以提供背光。顯示層570為液晶層，每一像素區511包括穿透區514和反射區515，並可省略平坦層，光學結構層540係形成於第一基板110上，且光學結構層540的非平坦結構542可對位於反射區515之全部區域(如圖7A所示)或部分區域(如圖7B所示)，且光學結構層540的平坦結構541亦可未形成於穿透區514上，而與非平坦結構542一同形成於反射區515(如圖7B所示)。第一電極560包括穿透電極561和反射電極562。穿透電極561為透明導電材料所製成，而形成於穿透區514。反射電極562為高反射率導電材料所製成，例如：Al、Ag、Cr、Mo、Ti或AlNd等金屬材料，而形成於反射區515。且第二電極180係設置於第二基板120上，用以與第一電極560形成電場來控制液晶分子的偏轉。由於反射電極562係形成於非平坦結構542上，因而反射電極562可對應於非平坦結構542而具非平坦表面，進而增加反射電極562的反射面積。當顯示裝置500進行影像顯示時，光學結構層540的非平坦結構542可增加反射電極562的反射面積，藉以改善光學效果，提升顯示亮度並增加可視角度。

請參照圖8，其顯示具有根據本發明之顯示裝置的電子裝置。本發明之顯示裝置100或500可為電子裝置600的一部分。此電子裝置600包括根據本發明之顯示裝置100以及控制單元601，控制單元601係電性連接於顯示裝置100，以傳輸訊號至顯示裝置100，藉以使顯示裝置100顯示影像。此電子裝置600可為手機、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、衛星導航、車上顯示器、航空用顯示器或可攜式DVD放影機等。

由上述本發明的實施例可知，本發明之顯示裝置與電子裝置可形成部分非平坦結構來改善光學效果，且減少對比度不佳的問題，以確保顯示品質。

綜上所述，雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、500、900．．．顯示裝置

110．．．第一基板

111、511．．．像素區

120．．．第二基板

121．．．遮光層

122．．．彩色濾光層

130．．．反射層

140、540．．．光學結構層

141、541．．．平坦結構

142、542．．．非平坦結構

150．．．平坦層

160、560．．．第一電極

170、570．．．顯示層

180．．．第二電極

190．．．間隔單元

514．．．穿透區

515．．．反射區

561．．．穿透電極

562．．．反射電極

600．．．電子裝置

601．．．控制單元

901．．．基板

902．．．絕緣層

903．．．陽極

904．．．電洞傳輸層

905．．．發光層

906．．．電子傳輸層

907．．．陰極

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

圖1顯示一習知顯示裝置的局部剖面示意圖。

圖2顯示依照本發明之第一實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。

圖3A至圖3D顯示依照本發明之光學結構層在像素區中的上視示意圖。

圖4顯示依照本發明之第二實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。

圖5顯示依照本發明之第三實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。

圖6顯示依照本發明之第四實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。

圖7A和圖7B顯示依照本發明之五實施例之顯示裝置的局部剖面示意圖。

圖8顯示具有根據本發明之顯示裝置的電子裝置。

100．．．顯示裝置

110．．．第一基板

111．．．像素區

120．．．第二基板

121．．．遮光層

122．．．彩色濾光層

130．．．反射層

140．．．光學結構層

141．．．平坦結構

142．．．非平坦結構

150．．．平坦層

160．．．第一電極

170．．．顯示層

180．．．第二電極

190．．．間隔單元

Claims (20)

1. 一種顯示裝置，包含：一第一基板，包括一像素區；一光學結構層，形成於該第一基板上，並包括一平坦結構和一非平坦結構，其中該平坦結構係對位於該像素區之局部區域，而該非平坦結構係對位於該像素區之其餘區域；一第一電極，形成於該光學結構層上；一顯示層，形成於該第一電極層上；以及一第二電極，形成於該顯示層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，該第一基板更包括一開關元件設置於該像素區中，並耦接於該第一電極。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包含：一第二基板，設置於該第二電極上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中該第二基板包括一遮光層及複數個彩色濾光層，該遮光層係用以分隔該些彩色濾光層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中一反射層係設置於該光學結構層與該第一基板之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中一反射層係設置於該光學結構層與該第一電極之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中在該光學結構層對應於該像素區的區域中，該非平坦結構所佔的面積比率係為10~90%。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該非平坦結構係由複數個微凸部或微凹部所組成，每一該些微凸部或微凹部係呈半球狀、錐狀、金字塔形或矩形方塊結構。
9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該非平坦結構係由複數個連續的微凸部所組成。
10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該非平坦結構係對位於該像素區的外圍區域，而該平坦結構係對位於該像素區的中間區域。
11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該非平坦結構係對位於該像素區的中間區域，而該平坦結構係對位於該像素區的外圍區域。
12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該平坦結構與該非平坦結構的配置方式為一環層交錯形式。
13. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該平坦結構與該非平坦結構的配置方式為一棋盤交錯形式。
14. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包含：一平坦層，形成於該光學結構層與該第一電極之間。
15. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一電極和該第二電極係以透明導電材料所製成。
16. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示層包括一發光材料層。
17. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示層包括一液晶層，該像素區包括一穿透區和一反射區，該光學結構層的該非平坦結構係對位於該反射區。
18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該非平坦結構係對位於該反射區的全部區域。
19. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該非平坦結構係對位於該反射區的局部區域。
20. 一種電子裝置，包含：如申請專利範圍第1項所定義的顯示裝置；以及一控制單元，電性連接於該顯示裝置，用以傳輸訊號至該顯示裝置，其中該電子裝置為一手機、一數位相機、一個人數位助理、一筆記型電腦、一桌上型電腦、一電視、一衛星導航、一車上顯示器、一航空用顯示器或一可攜式DVD放影機。