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CN112147823A - 显示设备 - Google Patents

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CN112147823A CN201910562012.6A CN201910562012A CN112147823A CN 112147823 A CN112147823 A CN 112147823A CN 201910562012 A CN201910562012 A CN 201910562012A CN 112147823 A CN112147823 A CN 112147823A
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Abstract

一种显示设备，包括一基板、多条扫描线以及多条数据线，其中该多条数据线包括依序排列的一第一数据线、一第二数据线、一第三数据线与一第四数据线，该第一数据线、该第二数据线、该第三数据线与该第四数据线分别包括一第一线段与一第二线段，该第一线段与该多条扫描线重迭，该第二线段位于两相邻的扫描线之间，该第一数据线的该第一线段与该第二数据线的该第一线段之间具有一距离Wa，该第三数据线的该第一线段与该第四数据线的该第一线段之间具有一距离Wc，该第一数据线的该第二线段与该第二数据线的该第二线段之间具有一距离W1，该第三数据线的该第二线段与该第四数据线的该第二线段之间具有一距离W3，该等距离满足关系式(W1/Wa)≠(W3/Wc)。

Description

显示设备
技术领域
本发明涉及一种显示设备，特别涉及一种具有改善的亮度的液晶显示设备。
背景技术
平面显示设备具有重量轻与厚度薄等特性，已逐渐成为显示设备市场上的主流产品。为了符合不同应用场景的显示需求，通常会对显示设备进行子像素(sub-pixel)颜色的调整。然而，目前的调整方法仍无法兼顾应用需求或显示质量。
发明内容
本发明提出一种显示设备，可符合子像素颜色的目标值并且兼顾显示画面质量。
根据本发明的一实施例的显示设备，包括一基板，多条扫描线，沿着一第一方向延伸排列在该基板上，多条数据线，沿着一第二方向延伸排列在该基板上，该第一方向不同于该第二方向，其中该多条数据线包括依序排列的一第一数据线、一第二数据线、一第三数据线与一第四数据线，该第一数据线、该第二数据线、该第三数据线与该第四数据线分别包括一第一线段与一第二线段，该第一线段与该多条扫描线重迭，该第二线段位于两相邻的该多条扫描线之间，该第一数据线的该第一线段与该第二数据线的该第一线段之间具有一距离Wa，该第三数据线的该第一线段与该第四数据线的该第一线段之间具有一距离Wc，该第一数据线的该第二线段与该第二数据线的该第二线段之间具有一距离W1，该第三数据线的该第二线段与该第四数据线的该第二线段之间具有一距离W3，该等距离满足关系式(W1/Wa)≠(W3/Wc)。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的显示设备的俯视示意图。
图2为图1所示显示设备的剖面示意图。
图3为图1所示显示设备的像素单元的放大俯视示意图。
图4为图3所示像素单元更包括像素电极和屏蔽开口时的俯视示意图。
图5为图3所示像素单元的部分放大俯视示意图。
图6为根据本发明一实施例的显示设备的剖面示意图。
图7为根据本发明另一实施例的显示设备的剖面示意图。
图8为根据本发明又另一实施例的显示设备的像素单元的放大俯视示意图。
附图标记说明：X、Y、Z、A、A’-方向；11-显示设备；12、22-像素单元；112-第一基板；113-电路层；114-显示介质层；116-第二基板；DL(N)-第一数据线；DL(N+1)-第二数据线；DL(N+2)-第三数据线；DL(N+3)-第四数据线；DL’-弯折区；SL(M)-第一扫描线；SL(M+1)-第二扫描线；121-第一子像素单元；122-第二子像素单元；123-第三子像素单元；120a、121a、122a、123a-第一线段；120b、121b、122b、123b-第二线段；120b1、121b1、122b1、123b1-第一区段；120c1、121c1、122c1、123c1-第二区段；W-宽度；L、L1、L2、L3-长度；Wa、Wb、Wc-距离；W1、W2、W3-距离；W4、W5、W6、W7、W8、W9、W10、W11-宽度；d1、d2、d3-距离；PE-子像素电极；PE1-第一子像素电极；PE2-第二子像素电极；PE3-第三子像素电极；P0-分支电极；P0’-弯折部；S0-狭缝；COM-共享电极；BM1-第一屏蔽开口；BM2-第二屏蔽开口；BM3-第三屏蔽开口；BM1-1、BM2-1、BM3-1-第一边缘；BM1-2、BM2-2、BM3-2-第二边缘；TFT1-第一薄膜晶体管；TFT2-第二薄膜晶体管；TFT3-第三薄膜晶体管；GE-闸极；GE1-第一闸极；GE2-第二闸极；GE3-第三闸极；DE-汲极；DE1-第一汲极；DE2-第二汲极；DE3-第三汲极；SE-源极；SE1-第一源极；SE2-第二源极；SE3-第三源极；C1、C2、C3-第一重迭区域；C2-第二重迭区域；C3-第三重迭区域；θ、θ1、θ2、θ3-夹角；GI-闸极介电层；N-半导体层；N1-第一半导体；N2-第二半导体；N3-第三半导体；401-第一绝缘层；402-第二绝缘层；403-第三绝缘层；A-A’-切线。
具体实施方式
为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，以下特列举本发明的实施例，并配合附图详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。须注意的是，附图均为简化的示意图，因此，仅显示与本发明有关的元件与组合关系，以对本发明的基本架构或实施方法提供更清楚的描述，而实际的元件与布局可能更为复杂。另外，为了方便说明，本发明的各附图中所示的元件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。以下所举的实施例可以在不脱离本发明的精神下，将实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。
再者，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“具有”时，其指定了所述特征、区域、步骤、操作和/或元件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、步骤、操作、元件和/或其组合的存在或增加。当一个元件(或其变型，例如层或区域)被称为“在另一元件(或其变型)上”或“延伸到另一元件上”时，它可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者两者之间还可以存在插入的元件。另一方面，当称一元件“直接在另一元件(或其变型)上”或者“直接延伸到另一元件上”时，两者间不存在插入元件。并且，当一元件被称作“耦接”到另一元件(或其变型)时，它可以直接连接到另一元件或通过一或多个元件间接地连接(例如，电性连接)到另一元件。
为了方便说明以及为了使本领域的技术人员能更容易了解本发明，本发明的各附图只是示意图，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。在说明中所描述对于图形中相对器件的上下关系，本领域的技术人员应能理解其是指对象的相对位置，都可以翻转而呈现相同的构件，因此，都应同属本说明书所发明的范围。
本文中对于元件之间的“间距”或“距离”，或元件的“宽度”或“长度”等描述，是该元件在XY平面、YZ平面或XZ平面上的投影沿着X方向、Y方向或Z方向来定义。同样的“平行”或“不平行”指元件的延伸线在XY平面、YZ平面或XZ平面上的投影为“平行”或“不平行”。本文中元件之间的“夹角”是指两元件的边缘之间的夹角。
请参考图1和图2。图1为根据本发明一实施例的显示设备11的俯视示意图，图2为图1显示设备11的剖面示意图。如图1所示，显示设备11具有沿着第一方向(例如是X方向)和第二方向(例如是Y方向)延伸的一表面。显示设备11包括由多个像素单元12沿着X方向和Y方向排列构成的像素矩阵。像素单元12具有一长度L和一宽度W。X方向和Y方向互相垂直，方向Z为与X方向和Y方向构成的平面垂直的方向。如图2所示，显示设备11可包括相对设置的第一基板112和第二基板116以及设置在两者之间的一显示介质层114。第一基板112与第二基板116可为透明基板，例如是玻璃基板、石英基板或蓝宝石基板等硬质基板，或塑料基板例如包括聚亚酰胺材料(polyimide,PI)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)或聚对苯二甲酸乙二酯材料(polyethylene terephthalate,PET)等可挠式基板或其他适合的材料，或上述材料的组合，但不限于此。显示介质层114例如是液晶层，但不限于此。在一些实施例中，显示设备11还可包括一封胶层(图未示)，设置于第一基板112与第二基板116之间，可用来黏合第一基板112和第二基板116。在一些实施例中，显示设备11还可包括间隙物(图未示)，设置于第一基板112与第二基板116之间，可用来在第一基板112和第二基板116之间间隔出填充显示介质层114的间隙。应特别说明的是，图1所示像素单元12的形状是以便于说明为目的，并非用于限制本发明的范围。像素单元12的形状可根据产品需求而调整。以上仅是以一平面显示器为例，本发明的其他实施例可以是非平面显示设备，例如是曲面显示设备。
为了简化图示，图1和图2省略了设置在第一基板112与第二基板116表面的部分元件，例如绝缘层、半导体层、电路层、彩色滤光层、遮光层、偏光片、光学膜、配向层、平坦层等，但不限于此。举例来说，第一基板112例如是一阵列基板，可设置有一电路层，电路层可包括晶体管、扫描线、数据线、像素电极和/或绝缘层等元件，但不限于此。第二基板116可设置有一遮光层，例如是黑色矩阵层(black matrix)，其包括多个开口，各对应于第一基板112的一像素电极设置。多个彩色滤光层(color filter)，例如但不限于红色光阻层、绿色光阻层和/或蓝色光阻层，至少部分与黑色矩阵层的开口重迭，以调整通过各开口的光线颜色。在一些实施例中，可将第二基板116上的至少部分层别及/或元件设置在第一基板112上，但不限于此。另外，显示设备11的一侧还可设置有一背光源元件(图未示)，例如设置在第一基板112下方。背光源元件可包括发光二极管(light emitting diode,LED)、次毫米发光二极管(mini LED)、微型发光二极管(micro LED)、量子点(quantum dot,QD)、量子点发光二极管(QLED、QD-LED)、荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)、其他适合的材料，或上述材料的组合，但不限于此。
请参考图3、图4和图5。图3为图1所示一像素单元12的放大俯视示意图。图4为图3所示像素单元12更包括子像素电极PE和屏蔽开口BM时的俯视示意图。图5为图3所示像素单元12的部分放大俯视示意图。为便于说明本发明的概念和特征，以下以由三个子像素单元构成的像素单元为例进行说明，本领域技术人员应可理解本发明的概念也可应用在具有其他数量及/或形状的子像素单元的显示设备上。
如图3和图4所示，像素单元12位于相邻的第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)之间的区域内，包括第一子像素单元121、第二子像素单元122和第三子像素单元123分别位于连续排列的第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)之间的区域内，其中M和N分别为任意正整数。第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)沿着X方向延伸并沿着Y方向排列。第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)沿着Y方向延伸并沿着X方向排列。像素单元12的长度L为第一扫描线SL(M)边缘至第二扫描线SL(M+1)边缘的最小距离，例如是第一扫描线SL(M)的下边缘至第二扫描线SL(M+1)的下边缘之间的最小距离。宽度W为第一数据线DL(N)边缘至第四数据线DL(N+3)边缘的最小距离，例如是第一数据线DL(N)左侧边缘至第四数据线DL(N+3)左侧边缘之间的最小距离。
第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)分别至少包括与第一扫描线SL(M)重迭的第一线段120a、121a、122a、123a，以及位于第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)之间的第二线段120b、121b、122b、123b。也就是说，第一数据线DL(N)是由第一线段120a和第二线段120b沿着Y方向交替排列构成，第二数据线DL(N+1)是由第一线段121a和第二线段121b沿着Y方向交替排列构成，第三数据线DL(N+2)是由第一线段122a和第二线段122b沿着Y方向交替排列构成，第四数据线DL(N+3)是由第一线段123a和第二线段123b沿着Y方向交替排列构成。在一些实施例中，各数据线的第二线段可包括直接连接第一线段的第一区段以及直接连接第一区段的第二区段。例如，第一数据线DL(N)的第二线段120b可包括连接第一线段120a的第一区段120b1和连接第一区段120b1的第二区段120c1；第二数据线DL(N+1)的第二线段121b可包括连接第一线段121a的第一区段121b1和连接第一区段121b1的第二区段121c1；第三数据线DL(N+2)的第二线段122b可包括连接第一线段122a的第一区段122b1和连接第一区段122b1的第二区段122c1；第四数据线DL(N+3)的第二线段123b可包括连接第一线段123a的第一区段123b1和连接第一区段123b1的第二区段123c1。
显示设备11的像素单元12包括多个子像素单元，例如是包括三个子像素单元，分别是第一子像素单元121、第二子像素单元122和第三子像素单元123。第一子像素单元121、第二子像素单元122和第三子像素单元123均介于第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)之间，其中，第一子像素单元121位于数据线DL(N)和数据线DL(N+1)之间，第二子像素单元122位于数据线DL(N+1)和数据线DL(N+2)之间，第三子像素单元123位于数据线DL(N+2)和数据线DL(N+3)之间。在一些实施例中，第一子像素单元121可包括第一子像素电极PE1；第二子像素单元122可包括第二子像素电极PE2；第三子像素单元123可包括第三子像素电极PE3。根据一些实施例，显示设备11显示多种颜色，例如但不限制是可以显示红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)色域的显示设备。可藉由在第一子像素单元121、第二子像素单元122和第三子像素单元123的区域上分别设置R、G或B等颜色的彩色滤光层(图未示)，使该多条子像素单元分别为R、G或B之一种原始颜色(primary color)的色点。显示设备11的「白点」颜色即为R、G或B色点共同构成的颜色。显示设备11可以符合「白点」颜色的目标值，或可以是符合RGB各色点的目标值。本发明藉由像素单元12的子像素单元的设计，使显示设备11可以容易达到符合白点或是R、G、B各色点的目标值，达到良好的显示质量。
如图5所示，显示设备11更包括与第一子像素电极PE1电连接的第一薄膜晶体管TFT1、与第二子像素电极PE2电连接的第二薄膜晶体管TFT2，以及与第三子像素电极PE3电连接的第三薄膜晶体管TFT3。第一薄膜晶体管TFT1可包括第一闸极GE1、第一半导体N1、第一汲极DE1以及第一源极SE1。第二薄膜晶体管TFT2可包括第二闸极GE2、第二半导体N2、第二汲极DE2以及第二源极SE2。第三薄膜晶体管TFT3可包括第三闸极GE3、第三半导体N3、第三汲极DE3以及第三源极SE3。第一闸极GE1、第二闸极GE2和第三闸极GE3分别与第一扫描线SL(M)电连接。第二数据线DL(N+1)通过第一薄膜晶体管TFT1与第一子像素电极PE1电连接来控制第一子像素单元121的显示亮度。第三数据线DL(N+2)通过第二薄膜晶体管TFT2与第二子像素电极PE2电连接来控制第二子像素单元122的显示亮度。第四数据线DL(N+3)通过第三薄膜晶体管TFT3与第三子像素电极PE3电连接来控制第三子像素单元123的显示亮度。结构上，第一闸极GE1、第二闸极GE2、第三闸极GE3均为扫描线SL(M)的一部分。请参考图5，第一闸极GE1与第二数据线DL(N+1)、第一汲极DE1和第一半导体N1至少部分重迭。第二闸极GE2与第三数据线DL(N+2)、第二汲极DE2和第二半导体N2至少部分重迭。第三闸极GE3与第三数据线DL(N+3)、第三汲极DE3和第三半导体N3至少部分重迭。可利用现有的薄膜沉积制程、曝光、显影、蚀刻等，将第一扫描线SL(M)、第二扫描线SL(M+1)、第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)、第四数据线DL(N+3)、第一薄膜晶体管TFT1、第二薄膜晶体管TFT2、第三薄膜晶体管TFT3和第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3等结构制作在第一基板112上，详细制程在此不再赘述。
本发明藉由像素单元12的子像素单元不同大小的设计，来达到良好的显示质量。举例来说，可藉由调整子像素电极的宽度、加大子像素电极的面积、将子像素电极与部分数据线重迭、调整彩色滤光层的设计或调整子像素区域的黑色矩阵开口区域的大小，使各子像素的出光亮度分别达到目标值。在一些实施例中，可藉由调整像素内的各个子像素薄膜晶体管区域的电容设计，或是调整像素电极与部分数据线及/或部分扫描线的重迭面积，使显示设备11可以有良好的显示质量或是改善画面闪烁(image flicker)问题。
如图4所示，在一些实施例中，第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3各包括由多条分支电极P0和狭缝S0沿着Y方向延伸并沿着X方向交替排列构成，以提供电场控制液晶分子的排列，使出光亮度获得调整。分支电极P0和狭缝S0在X方向上的宽度为分别是宽度W4和宽度W5。第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3中的至少两者包括不同数量的分支电极P0。也就是说，在X方向上，第一子像素电极PE1的宽度W6、第二子像素电极PE2的宽度W7和第三子像素电极PE3的宽度W8的至少两者不相等。在一些实施例中，在X方向上，第一子像素电极PE1的宽度W6、第二子像素电极PE2的宽度W7和第三子像素电极PE3的宽度W8的至少两者可相差一分支电极P0的宽度W4与一狭缝S0的宽度W5的总和的n倍，其中n为大于0的正整数。举例来说，在一些实施例中，宽度W8与宽度W6相差一分支电极P0的宽度W4与一狭缝S0的宽度W5的总和的n倍。在一些实施例中，宽度W8与宽度W7相差一分支电极P0的宽度W4与一狭缝S0的宽度W5的总和的n倍。在一些实施例中，宽度W6与宽度W7相差一分支电极P0的宽度W4与一狭缝S0的宽度W5的总和的n倍。所增加的分支电极与狭缝，在其区域范围可以形成新的电场分布，可以增加对于液晶的驱动，增加子像素区域的出光亮度。除了宽度的调整，也可以是长度的调整，例如在Y方向上的分支电极或是狭缝长度的调整，也可以是分别不同形状的设计，以达到子像素电极面积可以是大或小的设计，或是电场区域的弹性的调整，可以容易达到良好的显示质量。
如图4所示，第一子像素电极PE1的宽度W6和第三子像素电极PE3的宽度W8相差一分支电极P0的宽度W4与一狭缝S0的宽度W5。第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3的宽度W8相差一分支电极P0的宽度W4与一狭缝S0的宽度W5。第三子像素电极PE3的宽度大于第一子像素电极PE1的宽度W6，第三子像素电极PE3的宽度大于第二子像素电极PE2的宽度W7。子像素电极内的狭缝长度也是可以调整成相同或是不同，如图4所示，第一子像素电极PE1的狭缝长度大于第三子像素电极PE3的狭缝长度。第二子像素电极PE2的狭缝长度大于第三子像素电极PE3的狭缝长度。子像素电极内的分支电极长度也是可以调整成相同或是不同。
根据本发明一些实施例，为了使子像素单元有效利用，或是子像素单元之间电特性的考虑，例如是电容耦合效应的考虑，可以设计划素电极其中至少一者可与数据线及/或扫描线部分重迭。例如，参考图4，第一子像素电极PE1与其一侧的的该数据线部分重迭，举例而言，第一子像素电极PE1与第一数据线DL(N)的第一线段120a部分重迭。第二子像素电极PE2与第三数据线DL(N+2)的第一线段120a部分重迭。第三子像素电极PE3与第四数据线DL(N+3)部分重迭。以上仅是举例，但不以此为限制。
本发明的第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3的至少两者的狭缝S0在Y方向上的长度不相等。或者，第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3在邻近同一条扫描线(例如第一扫描线SL(M))处，第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3的至少两者的狭缝S0与对应的汲极区的在Y方向上的最小距离不相等。举例来说，第一子像素电极PE1的狭缝S0与第一汲极区DE1在沿着Y方向上的最小距离为d1；第二子像素电极PE2的狭缝S0邻近第二汲极区DE2的端部与第二汲极区DE2在沿着Y方向上的最小距离为d2；第三子像素电极PE3的狭缝S0邻近第三汲极区DE3的端部与第三汲极区DE3在沿着Y方向上的最小距离为d3。其中，d1、d2和d3的其中至少两者不相等。例如，在一些实施例中，d1＝d2≠d3。在一些实施例中，d1<d3。在一些实施例中，d2<d3。
分支电极可为弯折形电极、直线电极或其他适合的图案化电极。在一些实施例中，分支电极的中间区域与邻近扫描线的两侧区域与Y方向之间具有不同夹角，例如图4所示，各分支电极P0包含位于中间区域的一弯折部P0’以及位于弯折部P0’两侧、分别沿着与Y方向夹有一夹角θ的A方向或A’方向延伸的两个延伸部。藉此弯折部P0’设计，可使显示介质层114例如是液晶层于施加电场时可具有较快的反应速度，有助于液晶层的控制。Y方向与A方向或A’方向之间的夹角θ可介于0度至45度之间，或介于5度至15度之间。根据一实施例，夹角θ为7度。
第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)可与分支电极P0实质上平行，以能获得第一子像素单元121、第二子像素单元122和第三子像素单元123均匀的电场分布。第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)分别包括位于中间区域的一弯折区DL’以及位于弯折区DL’两侧、分别沿着A方向或A’方向延伸的两个延伸区。
第一子像素单元121、第二子像素单元122和第三子像素单元123分别包括第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3，例如是一黑色矩阵层的开口，为透光区。第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3均位于第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)之间，其中第一屏蔽开口BM1位于第一数据线DL(N)和第二数据线DL(N+1)之间、第二屏蔽开口BM2位于第二数据线DL(N+1)和第三数据线DL(N+2)之间，第三屏蔽开口BM3位于第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)之间。第一屏蔽开口BM1包括一对沿着X方向延伸的第一边缘BM1-1以及介于第一边缘BM1-1之间的一对第二边缘BM1-2，其中第一屏蔽开口BM1的长度L1为该对第一边缘BM1-1在Y方向上的间距，宽度W9为该对第二边缘BM1-2在X方向上的间距。第二屏蔽开口BM2包括一对沿着X方向延伸的第一边缘BM2-1以及介于第一边缘BM2-1之间的一对第二边缘BM2-2，其中第二屏蔽开口BM2的长度L2为该对第一边缘BM2-1在Y方向上的间距，宽度W10为该对第二边缘BM2-2在X方向上的间距。第三屏蔽开口BM3包括一对沿着X方向延伸的第一边缘BM3-1以及介于第一边缘BM3-1之间的一对第二边缘BM3-2，其中第三屏蔽开口BM3的长度L3为该对第一边缘BM3-1在Y方向上的间距，宽度W11为该对第二边缘BM3-2在X方向上的间距。第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3分别对应于第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3设置，分别显露出部分第一子像素电极PE1、部分第二子像素电极PE2和部分第三子像素电极PE3的栅状区域。
本发明特征之一在于，可根据显示设备期望的R、G或B颜色，于制造显示设备时调配各子像素单元的像素电极设计，使显示设备较容易达成期望的R、G或B颜色。在一些实施例中，本发明也可藉由屏蔽开口的设计，使显示设备在相同的背光源元件下，使子像素单元达到接近亮度目标值，或是R、G、B各色点的目标值，或是白点颜色的目标值，或具有较佳的显示色彩或亮度。
在一些实施例中，除了像素电极或者狭缝的调整，还可以再搭配屏蔽开口的设计，来调整子像素的出光面积，使子像素单元接近期望的亮度，或是R、G或B各色点的规格，或是白点颜色的规格，或具有较佳的显示色彩或亮度。在一些实施例中，第一子像素单元121、第二子像素单元122、第三子像素单元123中的至少两者可包括不同的像素电极设计及/或屏蔽开口的面积，例如第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3中的至少两者包括不同面积。例如，第一屏蔽开口BM1和第二屏蔽开口BM2具有相同面积，但不同于第三屏蔽开口BM3的面积。或者，第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3具有相同面积，但不同于第一屏蔽开口BM1的面积。或者，第一屏蔽开口BM1和第三屏蔽开口BM3具有相同面积，但不同于第二屏蔽开口BM2的面积。或者，第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3三者的面积均不相同。
屏蔽开口面积的调整，可例如是调整该多条屏蔽开口的长度/及或宽度来获得不同的面积，即第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3中的至少两者的长度及/或宽度不同。例如，第一屏蔽开口BM1的长度L1和第二屏蔽开口BM2的长度L2相同，但不同于第三屏蔽开口BM3的长度L3。在一些实施例中，第一屏蔽开口BM1的长度L1和第三屏蔽开口BM3的长度L3相同，但不同于第二屏蔽开口BM2的长度L2。在一些实施例中，第三屏蔽开口BM3的长度L3和第二屏蔽开口BM2的长度L2相同，但不同于第一屏蔽开口BM1的长度L3。在一些实施例中，第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3三者的长度L1、L2和L3均不相同。在一些实施例中，第一屏蔽开口BM1的宽度W9和第二屏蔽开口BM2的宽度W10相同，但不同于第三屏蔽开口BM3的宽度W11。在一些实施例中，第一屏蔽开口BM1的宽度W9和第三屏蔽开口BM3的宽度W11相同，但不同于第二屏蔽开口BM2的宽度W10。在一些实施例中，第三屏蔽开口BM3的宽度W11和第二屏蔽开口BM2的宽度W10相同，但不同于第一屏蔽开口BM1的宽度W9。在一些实施例中，第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3三者的宽度W9、W10和W11均不相同。举例来说，如图4所示，第一屏蔽开口BM1面积小于第三屏蔽开口BM3面积，第一屏蔽开口BM1和第二屏蔽开口BM2面积相同。第一屏蔽开口BM1的宽度W9小于第三屏蔽开口BM3的宽度W11，第一屏蔽开口BM1的宽度W9和第二屏蔽开口BM2的宽度W10相同。此屏蔽开口设计可对应于第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3的设计调整，使显示设备的亮度达到目标值。仅是举例但不以此为限。
为了在固定像素单元12面积下调配屏蔽开口BM1、BM2和BM3的宽度及/或长度并维持较佳的开口率，本发明的屏蔽开口BM1、BM2和BM3和数据线DL可如下设计。
如图4所示，第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3的第二边缘BM1-2、BM2-2、BM3-2可与分支电极P0平行，并且与接近数据线的分支电极P0部分重迭。或者，在其他实施例中，至少部分第二边缘BM1-2、BM2-2、BM3-2可分别位于第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2和第三子像素电极PE3的分支电极P0与数据线之间的区域(未绘示)。对应于分支电极P0的形状，第二边缘BM1-2、BM2-2、BM3-2包括两侧分别沿着A方向或A’方向延伸的两个延伸段。由于第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3的至少两者包括不同宽度及/或长度及/或面积，第一边缘BM1-1、BM2-1、BM3-1的至少两者会包括不同长度，或者第二边缘BM1-2、BM2-2、BM3-2的至少两者会包括不同长度。为了达到第一子像素单元121、第二子像素单元122和第三子像素单元123的色点或亮度目标值，第一边缘BM1-1、BM2-1、BM3-1在X方向上的长度差异也可以是一分支电极P0的宽度W4与一狭缝S0的宽度W5的总和的n倍，n为大于0的正整数。
请同时参考图3和图4。第一数据线DL(N)的第一线段120a和第二数据线DL(N+1)的第一线段121a相隔距离Wa、第二数据线DL(N+1)的第一线段121a和第三数据线DL(N+2)的第一线段122a相隔距离Wb，第三数据线DL(N+2)的第一线段122a和第四数据线DL(N+3)的第一线段123a相隔距离Wc。距离Wa、距离Wb和距离Wc相等，各为像素单元12的宽度W的三分之一，即三者之值相加等于像素单元的宽度W之值。此第一线段之间具有实质上相等距离的设计，可以使薄膜晶体管、栅极或汲极之间相关的设计较为容易调整，以达到各子像素单元之间的电特性接近或是相当，使显示设备可具有良好的显示质量。
第一数据线DL(N)和第二数据线DL(N+1)相隔距离W1，第二数据线DL(N+1)和第三数据线DL(N+2)相隔距离W2，第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)相隔距离W3。距离W1、距离W2和距离W3的总和等于W，且距离W1、距离W2和距离W3的至少两者不相等。根据以上，本发明的距离Wa、Wb、Wc、W1、W2、W3会符合以下关系式的至少其中一个:
(W1/Wa)≠(W3/Wc) (式一)
(W1/Wa)≠(W2/Wb) (式二)
(W2/Wb)≠(W3/Wc) (式三)
(W1/Wa)≠(W2/Wb)≠(W3/Wc) (式四)
(W1/Wa)＝(W2/Wb)≠(W3/Wc) (式五)
在一些实施例中，距离W1、距离W2和距离W3可对应于第一子像素电极PE1的宽度W6、第二子像素电极PE2的宽度W7和第三子像素电极PE3的宽度W8对应设置，在一些实施例中差异可以是分支电极P0宽度W4加上狭缝S0宽度W5的n倍，n为大于0的正整数。以上仅是举例，但不以此为限。
请参考图5，为图3所示像素单元12接近第一扫描线SL(M)的部分放大俯视示意图。本发明之一特征在于，由于距离Wa、Wb、Wc、W1、W2、W3之间的差异，第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)的第二线段120b、121b、122b、123b的第一区段120b1、120b2、120b3和第二区段120c1、121c1、122c1、123c1可具有不同的连接角度，以能够顺利地连接并使数据线整体的走线阻抗顺畅或于制造过程中不易断线。
举例来说，如图5所示，第一数据线DL(N)的第一区段120b1和第二区段120c1之间具有夹角θ3，第二数据线DL(N+1)的第一区段121b1与第二区段121c1之间具有夹角θ1，第三数据线DL(N+2)的第一区段122b1与第二区段121c1之间具有夹角θ2，第四数据线DL(N+3)的第一区段123b1与第二区段123c1之间具有夹角θ3，其中θ1、θ2、θ3的至少两者不相等。θ1、θ2、θ3符合以下任一关系式:
θ1≠θ3 (式六)
θ2≠θ3 (式七)
θ1≠θ2 (式八)
θ1≠θ2≠θ3 (式九)
随着连接角度的不同，第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)的第二线段120b、121b、122b、123b至少两者的长度也不相等。
于液晶显示面板中，为了达到良好的显示质量，子像素单元的前馈电压(feedthrough voltage)可正比于Cgd/(Cst+Clc+Cgd)，电容Cst为储存电容，电容Clc为液晶电容，而电容Cgd为薄膜晶体管的闸极与汲极重迭区域所形成的电容。当像素电极大小改变后，会造成Cst及/或Clc电容值的改变，故Cgd/(Cst+Clc+Cgd)的比值也会改变，此时，需要调整其他电容值以使像素单元内各个子像素单元的前馈电压接近，以维持良好的显示质量。例如当Cst或Clc变大时，可以调大Cgd的值，来使各个子单元之间的前馈电压维持平衡。反之，当Cst或Clc变小时，可以调小Cgd的值。以上仅是举例，但并不以此为限。在一些实施例中，子像素电极大小彼此不同，Cst、Clc或Cg可以是相同。
本发明的另一特征在于，可根据各子像素单元的像素电极面积不同造成的电容差异，对应调整各子像素单元的汲极区与闸极区之间的电容Cgd，意即调整汲极区与闸极区的重迭的面积，使像素单元的电性特性趋近于相同，进而使显示设备11可以有良好的显示质量。例如，子像素单元的像素电极面积较大，则汲极区与闸极区的电容也可以同时设计较大，但不以此为限制。举例来说，请参考图5，第一薄膜晶体管TFT1的第一汲极DE1与第一闸极GE1和第一扫描线SL(M)具有第一重迭区域C1，具有第一重迭面积、第二薄膜晶体管TFT21的第二汲极DE2与第二闸极GE2和第一扫描线SL(M)具有第二重迭区域C2，具有第二重迭面积、第三薄膜晶体管TFT31的第三汲极DE3与第三闸极GE3和第一扫描线SL(M)具有第三重迭区域C3，具有第三重迭面积。第一重迭区域C1，第二重迭区域C2，第三重迭区域C3各会产生一电容Cgd，其数值可由各重迭区域的重迭面积调整。调整重迭面积的方法例如是调整第一闸极GE1、第二闸极GE2、第三闸极GE3来使第一重迭区域C1、第二重迭区域C1和第三重迭区域C3具有不同重迭面积以产生不同大小的电容Cgd，补偿由于第一子像素电极PE1、第二子像素电极PE2、第三子像素电极PE3面积不同造成的电容Cst或电容Clc差异。可藉由调整闸极域在X方向上的宽度来调整重迭面积。在一些实施例中，第一重迭面积小于第三重迭面积。在一些实施例中，第一重迭面积小于第三重迭面积。在一些实施例中，第一重迭面积沿着X方向上的宽度小于第三重迭面积沿着X方向上的最大宽度。在一些实施例中，第一重迭面积沿着Y方向上的宽度小于第三重迭面积沿着Y方向上的最大宽度。
请参考图6，为根据本发明一实施例的显示设备11的剖面示意图，例如是沿着图5中A-A’切线切过第二薄膜晶体管TFT2区域的剖面示意图。图6中的一些元件在图5中为了简化并未绘示出来。应可理解，第一薄膜晶体管TFT1和第三薄膜晶体管TFT3也具有类似的剖面结构。如图6所示显示设备11包括相对设置的第一基板112和第二基板116。一电路层113设置在第一基板112上，电路层113内包括闸极GE、设置在第二闸极GE上的闸极介电层GI、设置在闸极介电层GI上的半导体层(semiconductor layer)N，设置在半导体层N上表面两侧的源极SE和汲极DE、第一绝缘层401覆盖在半导体层N、源极SE和汲极DE上，第二绝缘层402覆盖在第一绝缘层401上。在图6所示实施例中，形成第二绝缘层402后，先于第二绝缘层402上形成共享电极COM，然后形成第三绝缘层403覆盖共享电极COM，再于第三绝缘层403上形成子像素电极PE。闸极GE与一扫描线SL电连接，源极SE与一数据线DL电连接，子像素电极PE通过贯穿第一绝缘层401和第三绝缘层403的开口而与汲极DE电连接。通过扫描线SL控制闸极GE两侧源极SE和汲极DE的导通，将数据线DL的显示数据提供至子像素电极PE。
第一基板112的材料如前文所述可为透明基板，例如是玻璃基板、石英基板或蓝宝石基板等硬质基板，或塑料基板例如包括聚亚酰胺材料(PI)、聚碳酸酯(PC)或聚对苯二甲酸乙二酯材料(PET)等可挠式基板，或其他合适的材料，但不限于此。第一基板112和第二基板116还可包括显示介质层114、配向层(图未示)以及间隙物(photospacer,图未示)。显示介质层114设置在电路层113上。第二基板116设置在显示介质层114上。显示介质层114例如是液晶层，利用控制共享电极COM和子像素电极PE之间的电场来控制液晶分子的排列方式进而改变背光源元件层发出的光线通过液晶层的透光率，以达到显示效果。
闸极GE与扫描线SL可通过图案化一第一导电层形成。汲极DE、源极SE和数据线DL可通过图案化一第二导电层形成。第一导电层和第二导电层分别包括导电材料，例如金属。举例来说，第一导电层和第二导电层可包括铝、铜、银、铬、钛、钼、镍等合适的导电材料，或者是上述金属材料的合金，或者是上述材料的组合，但不限于此。扫描线SL、闸极GE、数据线DL、源极SE、子像素电极PE等结构的布局配置可参考图3。
闸极介电层GI、第一绝缘层401、第二绝缘层402或第三绝缘层403包括介电材料，例如分别可包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiON)等无机介电材料，或者丙烯酸类树脂(acrylic resin)等有机介电材料，或其他适合的材料，或前述的组合，但不限于此。第二绝缘层402可包括有机介电材料，并且具有足够厚度以作为像素阵列的平坦化层和薄膜晶体管的保护层。半导体层N可包括半导体材料，例如非晶硅、多晶硅或氧化物半导体材料，或者是其他合适的材料，或是上述材料的组合，但不限于此。共享电极COM和子像素电极PE分别包括透明导电材料，例如铟锡氧化物(indium tin oxide,ITO)、锑掺杂氧化锡(antimony doped tin oxide,ATO)、氟掺杂氧化锡(fluorine doped tin oxide,FTO)，但不限于此。
请参考图7，为根据本发明另一实施例的显示设备的剖面示意图。图7与图6相同的元件以相同标号表示。与图6不同的地方在于，图7的共享电极COM是位于子像素电极PE的上层。如图7所示，在形成第二绝缘层402后，接着形成子像素电极PE，然后再全面性的形成第三绝缘层403，再于第三绝缘层403上形成共享电极COM。
请参考图8，为本发明另一实施例的显示设备的像素单元22的放大俯视示意图，其中与图3和图4所示实施例相同的元件以相同的标号表示。类似于图3和图4的像素单元12，图8所示像素单元22位于相邻的第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)之间的区域内，包括第一子像素单元121、第二子像素单元122和第三子像素单元123分别位于连续排列的第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)之间的区域内，其中M和N分别为任意正整数。第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)沿着X方向延伸并沿着Y方向排列。第一数据线数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)沿着Y方向延伸并沿着X方向排列。像素单元22具有一长度L和一宽度W。长度L为第一扫描线SL(M)边缘至第二扫描线SL(M+1)边缘的最小距离，例如是第一扫描线SL(M)的下边缘至第二扫描线SL(M+1)的下边缘之间的最小距离。宽度W为第一数据线DL(N)边缘至第三数据线DL(N+3)边缘的最小距离，例如是第一数据线DL(N)左侧边缘至第四数据线DL(N+3)左侧边缘之间的最小距离。第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)分别包括与第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)重迭的第一线段120a、121a、122a、123a、位于第一扫描线SL(M)和第二扫描线SL(M+1)之间的第二线段120b、121b、122b、123b。第一数据线DL(N)的第二线段120b可包括连接第一线段120a的第一区段120b1和连接第一区段120b1的第二区段120c1；第二数据线DL(N+1)的第二线段121b可包括连接第一线段121a的第一区段121b1和连接第一区段121b1的第二区段121c1；第三数据线DL(N+2)的第二线段122b可包括连接第一线段122a的第一区段122b1和连接第一区段122b1的第二区段122c1；第四数据线DL(N+3)的第二线段123b可包括连接第一线段123a的第一区段123b1和连接第一区段123b1的第二区段123c1。与图3和图4所示实施例不同之处在于，图8所示实施例的第一数据线DL(N)、第二数据线DL(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)的中间区域并未包括弯折区。
请继续参考图8。像素单元22还包括第一屏蔽开口BM1，位于第一数据线DL(N)和第二数据线数据线DL(N+1)之间、第二屏蔽开口BM2，位于第二数据线DL(N+1)和第三数据线DL(N+2)之间，以及第三屏蔽开口BM3，位于第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)之间。第一屏蔽开口BM1包括一对第一边缘BM1-1以及介于第一边缘BM1-1之间的一对第二边缘BM1-2。第二屏蔽开口BM2包括一对第一边缘BM2-1以及介于第一边缘BM2-1之间的一对第二边缘BM2-2。第三屏蔽开口BM3包括一对第一边缘BM3-1以及介于第一边缘BM3-1之间的一对第二边缘BM3-2。与图4所示实施例不同处在于，图8的第二边缘BM1-2、BM2-2、BM3-2是沿着Y方向延伸，中间没有弯折，与Y方向之间的夹角θ，例如为零度。第一数据线DL(N)、第二数据线DN(N+1)、第三数据线DL(N+2)和第四数据线DL(N+3)也沿着Y方向延伸，中间没有弯折。与图3相同，图8实施例的第一区段120b1、120b1、122b1、123b1和对应的第二区段120c1、120c1、122c1、123c1之间的夹角可不同，以能够连接第一线段120a、121a、122a、123a和第二线段120b、121b、122b、123b并使数据线整体的走线阻抗顺畅或于制造过程中不易断线。同样的，图8实施例的第一线段120a、121a、122a、123a之间的距离Wa、Wb、Wc和第二线段120b、120b、122b、123b之间的距离W1、W2、W3会符合前文式一至式四的其中一种关系，图8实施例的第二线段120b、120b、122b、123b的第一区段120b1、120b1、122b1、123b1和连接的第二区段120c1、120c1、122c1、123c1的夹角θ1、θ2、θ3也会符合前文式五至式八其中一种关系。图8实施例的第一屏蔽开口BM1、第二屏蔽开口BM2和第三屏蔽开口BM3中的至少两者包括不同面积，第一边缘BM1-1、BM2-1、BM3-1的至少两者的延伸线在像素区域中沿着X方向的方向上并不重迭。
现有的显示设备藉由调整子像素的Gamma值及/或RGB色点来调整亮度时，由于调整的幅度较大，显示设备整体的亮度或画面质量也会受到较大的影响。本发明提出的设计方法，例如像素电极、子像素之间的宽度比例、电容、数据线弯折角度、黑色矩阵(BM)的开口尺寸等，可缩小显示设备的调整幅度，使显示设备在做子像素亮度的调整及/或原始颜色的色点调整及/或白点校正之前就具有较接近需求目标值的R、G或B色点及/或白点颜色，可减少因下修任一子像素单元的亮度而导致的显示设备整体的亮度下降和显示质量下降的问题。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示设备，其特征在于，包括:
一基板；
多条扫描线，沿着一第一方向延伸排列在该基板上；以及
多条数据线，沿着一第二方向延伸排列在该基板上，该第一方向不同于该第二方向，其中该多条数据线包括依序排列的一第一数据线、一第二数据线、一第三数据线与一第四数据线，该第一数据线、该第二数据线、该第三数据线与该第四数据线分别包括一第一线段与一第二线段，该第一线段与该多条扫描线重迭，该第二线段位于两相邻的扫描线之间，该第一数据线的该第一线段与该第二数据线的该第一线段之间具有一距离Wa，该第三数据线的该第一线段与该第四数据线的该第一线段之间具有一距离Wc，该第一数据线的该第二线段与该第二数据线的该第二线段之间具有一距离W1，该第三数据线的该第二线段与该第四数据线的该第二线段之间具有一距离W3，该等距离满足下列关系式:
(W1/Wa)≠(W3/Wc)
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，其中该第二数据线的该第一线段与该第三数据线的该第一线段之间具有一距离Wb，该第二数据线的该第二线段与该第三数据线的该第二线段之间具有一距离W2，且满足以下关系式:
(W1/Wa)＝(W2/Wb)。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，其中该第一数据线，该第二数据线、该第三数据线与该第四数据线中的至少两者的该第二线段具有不同长度。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，其中该第一数据线、该第二数据线、该第三数据线与该第四数据线的该第二线段各包括连接该第一线段的一第一区段以及连接该该第一区段的一第二区段，其中该第一数据线的该第一区段和该第一数据线的该第二区段的夹角不同于该第二数据线的该第一区段和该第二数据线的该第二区段的夹角。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，另包括:
一第一薄膜晶体管，电连接于该第一数据线，该第一薄膜晶体管的一第一汲极与一第一闸极具有一第一重迭面积；
一第二薄膜晶体管，电连接于该第二数据线，该第二薄膜晶体管的一第二汲极与一第二闸极具有一第二重迭面积；以及
一第三薄膜晶体管，电连接于该第三数据线，该第三薄膜晶体管的一第三汲极与一第三闸极具有一第三重迭面积；
其中该第一重迭面积、该第二重迭面积以及该第三重迭面积中的至少两者不相等。
6.根据权利要求5所述的显示设备，其特征在于，其中该第一重迭面积小于该第三重迭面积。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中该距离W1、该距离W3、该距离Wa和该距离Wc满足下列关系式:
(W1/Wa)<(W3/Wc)。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，另包括:
一第一子像素电极，位于该第一数据线和该第二数据线之间；
一第二子像素电极，位于该第二数据线和该第三数据线之间；以及
一第三子像素电极，位于该第三数据线和该第四数据线之间，其中该第一子像素电极、该第二子像素电极和该第三子像素电极的其中至少一者与一该数据线部分重迭。
9.根据权利要求8所述的显示设备，其特征在于，其中该第一子像素电极、该第二子像素电极和该第三子像素电极的至少两者在该第一方向上具有不同宽度。
10.根据权利要求8所述的显示设备，其特征在于，其中该第一子像素电极、该第二子像素电极和该第三子像素电极分别包括多条狭缝，其中该第一子像素电极的该多条狭缝、该第二子像素电极的该多条狭缝和该第三子像素电极的该多条狭缝至少两者在该第一方向上的长度不相等。
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