显示设备的制作方法

本公开涉及一种用于在曲面上共形安装的显示装置。

背景技术：

各种显示设备已经被开发。它们的例子包括液晶显示(lcd)装置和有机发光显示(oled)装置。这些显示器通常用于各种电子设备，例如移动电话、电视、数字标牌等。

这些已知的显示装置通常由排列成行和列的导线矩阵驱动。

在无源矩阵显示装置中，行电极(x线)按时间顺序地逐行寻址，并且每个像素的发射强度由来自相应列电极(y线)的信号控制每个像素必须被动地保持其状态，而不受电路驱动。

相反，在有源矩阵显示装置中，通常使用位于x线和y线之间的交叉点处的一个或多个薄膜晶体管(tft)来控制每个像素的发射。行电极(x线)按时间顺序寻址单行逐行寻址，每个像素的发射强度由来自相应列电极(y线)的信号控制，其中每个像素主动保持像素状态，而其他像素被寻址。有源矩阵阵列(简化形式)如图1所示。

在无源和有源矩阵显示装置中，导线的配置将显示装置的像素形状限定为正方形或矩形(由于导线的栅格结构)。

技术实现要素：

具有正方形或矩形像素的显示装置可以安装到诸如圆柱的弯曲表面。在这种情况下，发明人已经确定，如果显示器对观看者是“在轴上”，则不影响显示质量。术语“轴上”在本文中用于指代显示装置的像素行和/或显示装置的像素列平行(在公差内)，其中垂直轴在观看者的眼睛之间垂直延伸，或者在观看者的眼睛之间水平延伸的水平轴。

发明人已经确定，当曲面倾斜时(例如，当显示装置安装到汽车的a柱时)，观看者和具有正方形或矩形像素的显示装置之间的观察方向离轴，对观看者感知的显示质量具有不利影响(例如，对比度将降低)。

本发明的实施例涉及改变像素的间距和形状(与已知显示装置的间距和像素形状相比)以匹配相对于水平面倾斜的曲面的斜角，以最小化观看者离轴观看显示器。

根据本发明的一个方面，提供一种显示装置，用于共形安装在相对于水平面倾斜角度的曲面上，所述显示装置包括：多个像素，连接到所述多个像素的第一组导线；以及连接到所述多个像素的第二组导线，其中当柔性显示装置安装在该曲面上时，对于观看者来说，所述第一组导线和所述第二组导线被配置成定义所述多个像素中的每个像素的形状，使得所述像素呈现为在柔性显示装置上至少一个水平或垂直延伸。

所述多个像素中的每个像素的形状和尺寸可以是均匀的。

所述多个像素中的每个像素的形状可以是菱形，并且具有与所述曲面倾斜的所述斜角相对应的一对相等的相对角。

所述多个像素中的每个像素的形状可以是长斜方形，并且具有与所述曲面倾斜的所述斜角相对应的一对相等的相对角。

在其他实施例中，所述多个像素中的每个像素的形状和尺寸可以是不均匀的。

所述多个像素中的每个像素的形状可以具有以下中的一个或多个：弯曲边、总和到不同于360度的角度的内角，以及非平行边。

当所述柔性显示装置安装在相对于所述水平面倾斜所述斜角的所述曲面上时，相对于所述显示设备在预定固定位置的观看者，所述第一组导线和所述第二组导线被配置成使得所述像素看起来在所述显示设备上水平和垂直延伸。

所述多个像素可以包括：第一基板；设置在所述第一基板上并与所述第一基板间隔开；以及设置在所述第一基板和所述第二基板之间的显示介质。

所述显示介质可以是有机或无机液晶显示介质。

所述显示介质可以是有机发光二极管显示介质。

所述第一组导线和所述第二组导线可以形成有源矩阵阵列或者可选地形成无源矩阵阵列。

显示设备可以是柔性的。

每个所述像素可以包括多个子像素，并且所述多个子像素中的至少一个子像素连接到所述第一组导线的第一导线，并且在所述像素中的至少一个另外的子像素可以连接到所述第一组导线的至少一个另外的导线。

每个所述像素可以包括多个子像素，并且所述多个子像素中的至少一个子像素连接到所述第二组导线的第一导线，并且在所述像素中的至少一个另外的子像素可以连接到所述第二组导线的至少一个另外的导线。

根据本发明的另一方面，提供一种制造显示装置的方法，所述方法包括：确定相对于将要安装显示装置的水平面的倾斜曲面的斜角；当所述显示装置安装在相对于所述水平面倾斜所述斜角的所述曲面上时，对于观看者来说，第一组导线和第二组导线被配置成定义多个像素中的每个像素的形状，使得所述像素呈现为在所述显示装置上至少一个水平或垂直延伸；根据所述多个像素中的每个像素的定义形状形成所述多个像素；以及将所述第一组导线和所述第二组导线连接到所述多个像素。

所述第一组导线和所述第二组导线可以配置成限定所述多个像素中的每个像素的平行四边形形状，所述平行四边形具有一对相等的相对角度，对应于所述曲面倾斜所述斜角。

或者，该配置可以包括：使用计算设备生成所述曲面的三维模型；以及将网格投影到所述曲面，使得所述网格被所述曲面扭曲；以及配置所述第一组导线和所述第二组导线，使得所述多个像素具有由失真的所述网格定义的形状。

根据本发明的另一个方面，提供一种系统，包括：显示装置，用于共形安装在相对于水平面倾斜斜角的曲面上；以及具有曲面的物品，其中所述显示装置包括：多个像素；第一组导线，其连接到所述多个像素；以及第二组导线，其连接到所述多个像素；其中，当所述显示装置安装在所述曲面上时，对于观看者来说，所述第一组导线和所述第二组导线被配置成定义所述多个像素中的每个像素的形状，使得所述像素呈现为在所述显示装置上至少一个水平或垂直延伸。

根据本发明的另一方面，提供一种在像素化显示器上显示图像的方法，该方法包括：配置显示器，使得显示器的像素具有平行四边形形状；将显示器安装在弯曲或倾斜的表面上；并在显示器上显示图像。

一种在像素化显示器上显示图像的方法，该方法包括：将网格投影到表面上，使得网格被表面扭曲；配置显示器使得显示器的像素具有由失真网格定义的形状；将显示器安装在表面上；并在显示器上显示图像。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造像素化显示器的方法，该方法包括：将栅格投射到表面上，使得栅格被表面扭曲；从失真网格确定显示器像素的形状；并且制造具有确定的像素形状的显示器。

从以下描述的实施例中，这些和其他方面将可以明显得知。本公开的范围并不意在由本概述也不限于一定能解决任何或所有指出的缺点的实现的限制。

附图说明

现在将仅通过示例并参考附图来描述本公开的一些优选实施例，其中：

图1所示为已知有源矩阵阵列的简化表示；

图2a所示为平坦地定位在水平表面的已知柔性显示装置；

图2b所示为图2a的已知柔性显示装置，其共形地安装在垂直圆柱体；

图2c所示为图2a的已知柔性显示装置，其共形地安装在圆柱体，该圆柱体相对于水平面倾斜一个斜角；

图3所示为具有弯曲表面的车辆内部，该弯曲表面相对于水平面倾斜一个角度；

图4a和4b所示为显示器的轴上观察；

图4c和4d所示为显示器的离轴观察；

图5a所示为根据本发明第一实施例的显示装置，其平放在水平表面；

图5b所示为图5a的显示装置，其共形地安装在垂直圆柱体；

图5c所示为图5a的显示装置，其共形地安装在圆柱体，该圆柱体相对于水平面倾斜一个斜角；

图6所示为图4a的显示装置的示例性横截面；

图7a-c所示为根据本发明第二实施例的制造显示装置的步骤；

图8所示为根据本发明第二实施例的显示装置的导线的示例图案；以及

图9所示为根据第二实施例的显示装置对观看者的外观。

具体实施方式

现在仅通过示例的方式描述实施例。

首先参考图2a-c，其示出具有多个像素的已知柔性显示设备100。如图2a中最清楚地所示(其示出柔性显示设备100平放在水平表面上)，已知的柔性显示设备100具有矩形像素的布置。为了清楚起见，已知的柔性显示设备被示出为具有64个像素，并且应当理解，这仅仅是示例。在显示装置上水平延伸的导电行电极(x1-x8)和在显示装置上垂直延伸的导电列电极(y1-y8)的配置定义显示装置的像素形状。

图2b示出图2a的已知柔性显示装置100，其共形地安装在垂直圆柱体。也就是说，柔性显示装置100缠绕在垂直圆柱体周围。如上所述，在这种情况下，如果向观看者“在轴上”观看显示设备，则不会影响对于观看者的显示质量。

然而，如果图2a的已知柔性显示装置100共形地安装到相对于水平面倾斜斜角的弯曲表面(例如圆柱体)，导电行电极不与在观看者的眼睛之间垂直延伸的垂直轴或在观看者的眼睛之间水平延伸的水平轴平行。类似地，导电列电极将不与在观看者的眼睛之间垂直延伸的垂直轴或在观看者的眼睛之间水平延伸的水平轴平行。

这种倾斜曲面的一个示例是图3所示汽车的a柱300。

当显示装置共形地安装到相对于水平面倾斜角度的曲面时，下面描述的本发明实施例中的显示装置有利地提供改进的显示质量。

我们参考图4a-d描述通过在轴上和轴外观察显示器的含义。

显示装置具有水平轴402和垂直轴404。观看方向由从显示器的表面法线406测量的倾斜角θ和方位角φ定义，方位角φ是观看方向在显示器表面上的投影与水平轴402形成的角度。

图4a所示为围绕显示装置的平面逆时针增加的方位角φ。如果观看方向与水平轴402(即方位角φ＝0°或180°)或垂直轴404(即方位角φ＝90°或270°)平行，则显示装置对观看者真正“在轴上”。应当理解，轴上通常是指直接指向显示器的单个角度，即表面的法线。

如图4b所示，在由0°的方位角φ指定的观看方向上，观看显示设备的观看者正在观看显示设备的轴上，而不管倾斜角θ。也就是说，观看者在轴上观看显示设备，无论沿着虚线408在哪里，他们都在观看显示设备。

此外，如图4b所示，在由90°的方位角φ指定的观察方向上，观看显示设备的另一观看者正在观看显示设备的轴上，而不管倾斜角θ。也就是说，观看者在轴上观看显示设备，无论沿着虚线408在哪里，他们都在观看显示设备。

图4c和4d示出观看显示设备的观看者在由225°的方位角φ指定的观看方向上，并因此正在观看离轴的显示设备，并且另一观看者在由方位角φ为315°指定的观察方向上观看显示设备，因此也在观看离轴显示器。

图5a-c示出根据第一实施例的显示装置500。显示装置500设计成共形地安装在曲面上，该曲面相对于水平面倾斜一个倾斜角度。

图5a示出平放在水平表面上的显示装置400；

如图5a所示，导电行电极和导电列电极被配置成限定在显示器上均匀的多个像素中的每个像素的形状和尺寸。多个像素中的每个像素的形状可以是平行四边形(例如，菱形或斜四方形)，并且具有与所述曲面倾斜的所述斜角相对应的一对相等的相对角。因此，应当理解，显示装置500的导电行电极和导电列电极通过预先知道要安装显示装置的弯曲表面的倾斜角度来配置。像素而不是正方形或矩形是扭曲的平行四边形。

图5b示出共形地安装到垂直圆柱体的显示装置500，图5c示出共形地安装到圆柱体的显示装置500，该圆柱体以上面提到的倾斜角度倾斜。

如图5c所示，由于导电行电极(x1-x8)和导电列电极(y1-y8)的排列，当显示装置500共形地安装在以倾斜角度倾斜的圆柱体时，导电行电极(x1-x8)垂直延伸，使得观看者看到像素在显示装置500上垂直延伸。

显示装置500的像素行与在观看者的眼睛之间垂直延伸的垂直轴平行(在公差内)，因此显示装置对观看者“在轴上”。

在第一实施例的上下文中，该公差被定义为观看方向与方位角φ相关联，方位角φ与水平轴402或垂直轴404在20°内。

返回参考图4a，其示出围绕显示装置的平面逆时针增加的方位角φ。在该示例中，如果0°≤φ≤20°、70°≤φ≤110°、160°≤φ≤200°、250°≤φ≤290°或者340°≤φ≤360°，则显示装置500对观看者“在轴上”。

如果满足两个条件，则显示装置500对观看者“离轴”，即(i)观察方向与距水平轴402或垂直轴404大于20°的方位角φ相关联；(ii)观察方向与从表面法线406大于20°的倾斜角θ相关联。

由于显示装置500以共形方式安装在表面上的方式，如图5b所示，像素对于观看者(在轴上观看显示器)看起来在显示设备500上垂直延伸，并且观察者看不到在显示设备500上水平延伸。然而，应当理解，显示装置500可以共形地安装到圆柱体，以倾斜角度倾斜使得导电列电极(y1-y8)水平延伸，使得观看者看到像素在显示装置500上水平延伸。

显示设备500可以有利地由多个观看者在相对于显示设备500的不同位置处在轴上观看。

在第一实施例中，导电行电极和导电列电极被配置为限定在显示器上均匀的多个像素中的每个像素的形状和尺寸。多个像素中的每一个是具有一对相等的相对角度的平行四边形，该对角度对应于将要安装显示装置的曲面的倾斜倾斜角度。每个像素可以包括形成单个像素的多个子像素，例如包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素(rgb)的三个子像素或者另外包括白色子像素的四个子像素像素(rgbw)。

像素中的每个子像素可以由显示装置500中的相同行电极驱动。类似地，像素中的每个子像素可以由显示装置500中的相同列电极驱动。

图6示出行和列电极的配置，其可以最大化可以透射光的区域并且不被跟踪和tft阻挡。图6示出当显示设备是边缘场切换(ffs)lcd显示设备时的示例显示设备500的示例性横截面。应当理解，该特定类型的显示设备仅仅是示例，并且如下面更详细描述的，本发明的实施例可以应用于各种不同类型的显示设备。

在图6的结构中，第一偏振膜或层606设置在背光(未示出)上方。控制电路设置在第一偏振层606上方，其包括连接到多个行电极606和多个导电列电极604的薄膜晶体管(tft)608的阵列。所述多个行电极606可以连接到薄膜晶体管(tft)608的栅极端子，多个导电列电极604连接到薄膜晶体管(tft)608的源极-漏极端子。或者，多个行电极606可以连接到薄膜晶体管(tft)608的源极-漏极端子，多个导电列电极604可以连接到薄膜晶体管(tft)608的栅极端子。多个子像素603形成像素。每个薄膜晶体管(tft)连接并配置成控制像素的子像素603。

在一个示例中，四个子像素603a、603b、603c和603d可以形成单个像素(子像素603e和603f形成另一像素的一部分)。如图6所示，由子像素603a、603b、603c和603d形成的像素的形状是具有一对相等的相对角度的平行四边形，该对角度对应于要安装显示装置的曲面的倾斜斜角。

在另一示例中，三个子像素603a、603c和603e可以形成单个像素，并且三个子像素603b、603d和603f可以形成另一个单个像素。如图6所示，由子像素603a、603c和603e形成的像素的形状是具有一对相等的相对角度的平行四边形，该对角度对应于要安装显示装置的曲面的倾斜斜角。

如图6所示，两个行电极606可以彼此相邻地设置(参见例如行电极606a、b)，使得行电极606a中的一个耦合到并驱动上子像素603e和603f，并且另一个行电极606b耦合到并驱动下子像素603c和603d。这种配置可以被重复的其他行电极606之间。虽然已经参考行电极606描述的这一点，但是应当理解，同样也适用于列电极，因为两个列电极604可以彼此相邻地设置，使得一个列电极耦合到并驱动左侧子像素和另一个列电极耦合到并驱动右侧子像素。

因此，在第一实施例中，像素中的至少一个子像素可以由第一行电极驱动，并且像素中的至少一个另外的子像素可以由至少一个另外的行电极驱动(与第一行电极不同)。或者，给定像素内的每个子像素可以由相同的行电极驱动。

以四个子像素603a、603b、603c和603d形成的像素为例，从图6中可以明显看出，子像素603a和603b由行电极606c驱动，子像素603c和603d由行电极606b驱动。以三个子像素603a、603c和603e形成的像素为例，从图6可以明显看出，子像素603a由行电极606c驱动，子像素603c由行电极606b驱动，子像素603e由行电极606a驱动。

此外，在第一实施例中，像素中的至少一个子像素可以由第一列电极驱动，并且像素中的至少一个另外的子像素可以由至少一个另外的列电极驱动(与第一列电极不同)。

以四个子像素603a、603b、603c和603d形成的像素为例，从图6中可以明显看出，子像素603a由列电极(图6中未示出)驱动，像素603b和603c由列电极604驱动，并且子像素603d由另一列电极(图6中未示出)驱动，该列电极与配置为驱动子像素603a的列电极不同。

以三个子像素603a、603c和603e形成的像素为例，从图6中可以明显看出，子像素603a和603e由列电极(图6中未示出)驱动，子像素603c由列电极604驱动。

像素中每个子像素的形状可以是具有一对相等的相对角度的平行四边形，该对角度对应于将要安装显示装置的曲面的倾斜斜角。或者，在ffslcd显示装置或面内切换(ips)显示装置中，每个子像素的形状可以不是具有一对相等的相对角度的平行四边形，该对角度对应于将要安装显示装置的曲面的倾斜斜角。应当理解，目的是表明尽管有平行四边形，但电极相对于预期的观看者而被绘制。

在像素上方提供第二偏振膜或层626。

可以在每个像素的结构中提供的各种层是已知的，因此这里不再详细讨论。出于说明目的，示出ffslcd显示设备的人字形像素电极610。为了便于制造，第一偏振层606的线可以配置成垂直于第二偏振层626的线，并且像素电极设置有6至16度偏移以形成人字形。

当第一实施例的显示装置500安装到已经为其设计显示装置的曲面时(即，像素的平行四边形形状具有与曲面的倾斜斜角相对应的一对相等的相对角度)，像素将看起来在显示设备上垂直(或水平)延伸，以确保在轴上(在公差内)观察显示设备。

在下面描述的第二实施例中，当显示装置安装在相对于水平面倾斜斜角的曲面上时，相对于显示设备在预定固定位置的观看者，导电行电极和导电列电极被配置成定义多个像素中的每个像素的形状和尺寸，使得所述像素看起来在所述显示设备上水平和垂直延伸。

在该实施例中，在设计显示设备时考虑观看者在相对于显示设备的预定固定位置处的观看方向，使得显示设备看起来仅与该特定观看者平坦。例如，对于坐在汽车的驾驶座椅中的驾驶员在将其安装在汽车的a柱300时看着该显示装置。

下面参考图7a-7c描述根据第二实施例的设计显示装置的多个像素中的每个像素的形状和尺寸的方法。

作为第一步，使用众所周知的技术在计算设备上执行的3d建模软件来创建倾斜曲面的表面模型700。如图7a所示，模型700一起放置在3d空间中，具有大致正确取向的图形线栅702。图形线栅702表示将配置在所制造的显示装置中的多个导电行电极和导电列电极，并且具有多个正方形或矩形。

作为第二步，如图7b所示，表面模型700被定向到如果从观看者在固定位置(例如汽车的驾驶员)观察时倾斜表面将具有的位置，然后是图形线栅702被转置到表面模型700上。也就是说，考虑单个方位角φ和限定观看者在固定位置处的观察方向的单个倾斜角θ，以将图形线栅702转置到表面模型700上。

通过执行该转置，可以看到像素所需的失真的形状，使得显示设备在固定位置看起来对于观看者是平坦的。图7c示出转置到表面模型700上的图形线栅702。该图案是对需要引入的像素的形状所需的失真的有效描述，使得显示设备看起来对观看者是平坦的。

作为第三步，将图形线栅702已经转置到其上的表面模型700(如图7c所示)展平，以产生图8中所示的像素显示布局800。应当理解，图8中所示的像素显示布局800仅仅是用于说明该概念的示例。

然后制造显示装置，其中导电行电极和导电列电极根据像素显示布局800布置，以限定显示装置中的多个像素中的每个像素的形状和尺寸。如像素显示布局800中所示，根据第二实施例的显示装置具有多个像素，由此多个像素中的每个像素的形状和尺寸是不均匀的。

如像素显示布局800中所示，根据第二实施例的显示装置可以具有非平行四边形的像素。相反，多个像素中的每个像素的形状具有以下中的一个或多个：弯曲边、总和到不同于360度的角度的内角，以及非平行边。

当第二实施例的显示装置安装到已经为其设计显示装置的倾斜曲面时，在预定的固定位置处，观看者将看到像素，以在显示设备上水平和垂直地延伸。这将使弯曲的显示装置(如图9的左手侧所示)出现在倾斜的曲面上，对于在预定固定位置处的一个人(例如驾驶员)看起来像在弯曲表面上的平坦投影(如图9的右手侧所示)。

当上述实施例的显示装置安装到诸如图3所示的汽车中的a柱300的倾斜曲面时，有利地提高对于观看者的显示质量。汽车的a柱仅是倾斜弯曲表面的一个示例，本文描述的实施例的显示装置可以安装在倾斜弯曲表面。倾斜的曲面可以在任何用于通过陆地、海上或空中运输货物和/或人的车辆。例如，显示设备可用于向车辆驾驶员或飞机驾驶员提供视觉辅助。这可以包括使相机耦合到显示设备以捕获车辆或平面的外部，并且在显示设备上显示捕获的图像数据，使得倾斜的曲面对于观看者看起来是透明的。这有利地消除否则将存在于驾驶员或飞行员视野中的任何盲点。替代地或另外地，显示设备可以用于显示车辆传感器数据(例如，速度、里程、发动机温度、燃料消耗等)或车载娱乐数据。

虽然以上涉及车辆中的倾斜曲面，但这仅仅是示例，并且本文描述的实施例延伸到安装到具有倾斜曲面的任何物品的显示装置。

上述实施例的显示装置的像素包括多个层，其配置对于本领域技术人员而言是已知的。通常，多个像素包括第一层和第二层，第一层包括第一基板，第二层设置在第一基板上并与第一基板隔开，以及设置在第一层和第二层之间的显示介质，其中第二层包括第二基板和/或封装层。

显示装置可以是lcd显示装置(具有第一基板和第二基板的像素)，由此显示介质是液晶显示介质。lcd显示设备可以根据多种已知技术之一操作，例如lcd显示设备可以是扭曲向列(tn)显示设备、边缘场切换(ffs)显示设备、面内切换(ips)显示设备、平面到线路切换(pls)显示设备，或根据本文未描述的另一种众所周知的lcd技术操作。

或者，显示装置可以是发光二极管(led)显示装置，由此显示介质是有机(例如oled显示装置)或无机led显示介质。如本领域技术人员所熟知的，oled显示装置的像素具有带有上封装层的单个基板。

上述实施例的显示装置可以是柔性的，即由显示装置的像素限定的整个有源区域表现出柔性，即可以弯曲多次而不会断裂。特别地，上面提到的第一层和第二层可以由可变形的塑料基底制成，例如：三乙酸纤维素(tac)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚酰亚胺(pi)或丙烯酸基等(取代传统的玻璃基板)，使得显示装置具有柔性并且可以卷起、折叠，在替代实施例中，上面提到的第一层和第二层由玻璃制成，使得由显示装置的像素限定的有源区域不具有这种柔性，但是被成形为用于共形安装到弯曲表面。或者，显示装置可以是非柔性类型，这可能只是舒适一次弯曲。

尽管已经根据如上所述的优选实施例描述了本公开，但是应该理解，这些实施例仅是说明性的，并且权利要求不限于那些实施例。鉴于本公开内容，本领域技术人员将能够进行修改和替换，这些修改和替换被认为落入所附权利要求的范围内。本说明书中公开或说明的每个特征可以结合在本公开中，无论是单独的还是与本文公开或示出的任何其他特征的任何适当组合。