CN110738937B

CN110738937B - 显示面板

Info

Publication number: CN110738937B
Application number: CN201810800872.4A
Authority: CN
Inventors: 陈培欣; 陈奕静; 史诒君; 李玉柱; 刘应苍
Original assignee: British Cayman Islands Shangnachuang Technology Co ltd
Current assignee: British Cayman Islands Shangnachuang Technology Co ltd
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2021-12-07
Anticipated expiration: 2038-07-20
Also published as: CN110738937A

Abstract

本发明公开了一种显示面板，包括一第一基板与一遮光层。第一基板具有多个阵列设置的像素区。每一像素区中包括一第一色发光二极管与一第二色发光二极管。该第一色发光二极管具有朝向一显示方向的一第一正出光面。该第二色发光二极管具有朝向该显示方向的一第二正出光面。该第一正出光面的面积大于该第二正出光面的面积。遮光层设置于该些像素区中，且在该显示方向上重叠于部分的该些第一正出光面。

Description

显示面板

技术领域

本发明关于一种显示面板，特别是一种具有微型发光二极管的显示面板。

背景技术

在目前的显示面板的架构中，显示区中会设置有多个像素，而每个像素中会再设置多个子像素。每个子像素可以发出不同的光。子像素通常是被配置以分别发出红、绿、蓝三色光。每个子像素可以被分别驱动以分别发出预定强度的不同色光。在适当的像素尺寸比例下，对人眼感知来说，每个像素的不同色光会混成一色，从而使显示面板提供一生动的显示影像给观影者。

但于实务上，受限于材料或是制程，不同色的子像素可能会具有不同的发光效率从而影响像素的混光效果。在目前的做法中，通常是藉由调整电压或电流来补偿发光效果。另一方面，每个像素发出的光在理想上应是彼此独立而不互相干扰。但实际上，每个像素发出的光并无特殊的方向性而是沿各个方向发散，因此相邻的像素容易彼此影响。加上前述发光效率的影响，目前极需一种面板架构以克服这样的问题。

发明内容

本发明在于提供一种显示面板，以克服不同颜色发光二极管发光效率不同以及大小不同所造成的问题。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请权利要求保护范围更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

图2A为根据图1中的AA剖面所绘示的显示面板的一种实施例的剖面示意图。

图2B为根据图1中的BB剖面所绘示的显示面板的一种实施例的剖面示意图。

图3A为根据图1中的AA剖面所绘示的显示面板的另一种实施例的剖面示意图。

图3B为根据图1中的BB剖面所绘示的显示面板的另一种实施例的剖面示意图。

图4A为根据本发明第一实施例所绘示的显示面板于另一种出光实施例的AA剖面示意图的剖面示意图。

图4B为根据本发明第一实施例所绘示的显示面板于另一种出光实施例的BB剖面示意图的剖面示意图。

图5A为根据本发明第二实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

图5B为根据本发明第三实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

图6为根据本发明第四实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

图7为根据本发明第五实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

图8为根据本发明第七实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

图9为根据本发明第八实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

其中，附图标记：

1、1’、2、3、4、5、6、7、8 显示面板

10、10’ 第一基板

12、12’ 第一发光二极管

14、14’ 第二发光二极管

16、16’ 第三发光二极管

18、18’ 遮光层

182 凸出段

20 第二基板

d1、d1’、d2、d3 距离

ES1、ES1’ 第一正出光面

ES2、ES2’ 第二正出光面

ES3、ES3’ 第三正出光面

O 开口

P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8 像素区

S1、S1’ 第一表面

S2 第二表面

V、V’ 显示方向

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参照图1、图2A～2B，图1为根据本发明第一实施例所绘示的显示面板1的俯视示意图，图2A为根据图1中的AA剖面所绘示的剖面示意图，图2B为根据图1中的BB剖面所绘示的剖面示意图。显示面板1具有一第一基板10、多个第一色发光二极管12、多个第二色发光二极管14、多个第三色发光二极管16与一遮光层18。显示面板1具有一显示方向V。显示方向V指的是朝向观看者的方向，也就是影像显示的方向，以图1来说为正x轴方向；或者说是突出纸面的方向，以图2A～2B来说则为朝上的方向。第一基板10具有多个像素区P以及面向显示方向的第一表面S1。这些像素区P以阵列的形式设置。每一像素区P中具有第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16。第一色发光二极管12具有一面向显示方向V的第一正出光面ES1。第二色发光二极管14具有一面向显示方向V的第二正出光面ES2。第三色发光二极管16具有一面向显示方向V的第三正出光面ES3。第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16设置在第一表面S1上。

第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16例如为微型发光二极管(micro light emitting diode,micro LED)。后续以第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16分别用以提供红光、蓝光与绿光的例子进行说明。于实务上，第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16的发光效率会受到其尺寸的影响。尤其，用以提供红光的第一色发光二极管12的发光效率受到尺寸的影响最为显著。当第一色发光二极管12被微型化(例如实做为微型发光二极管)时，第一色发光二极管12的发光效率会明显地下滑。即使用系统或是软件调整电压或电流来进行补偿也很难让第一色发光二极管12提供足够亮度的红光，同时会增加许多功耗。因此，在此第一实施例中，第一色发光二极管12的尺寸会大于第二色发光二极管14、或第三色发光二极管16以改善发光效率。也就是说，第一正出光面ES1的面积被设计为大于第二正出光面ES2的面积或大于第三正出光面ES3的面积。在一较佳的做法中，第一正出光面ES1的尺寸为100～500微米(对角线长度)，或是第一正出光面ES1为第二正出光面ES2或第三正出光面ES3的面积的2～20倍。藉此，第一色发光二极管12可以维持较为理想的发光效率。

以第一基板10上相邻的像素区P(例如P1、P2)来看，由于第一色发光二极管12具有较大的尺寸，单纯从像素区P1、P2以及各色发光二极管的位置来说，像素区P1的第一色发光二极管12的一端会较第二色发光二极管14或第三色发光二极管16靠近像素区P2的第一色发光二极管12，也就是说像素区P1、P2中的两个第一色发光二极管12的距离d1小于两个第二色发光二极管14的距离d2。从人眼感知视觉来说，第一色发光二极管12有可能跟像素区P2中的第二色发光二极管14甚至第三色发光二极管16形成另一个非刻意为的的等效像素，而干扰了观看者的视觉，造成显示影像模糊。在另一种情况中，第一色发光二极管12所发出的部分的光可能会混入像素区P2中的各色发光二极管所提供的光中，形同增加了像素区P2所提供的光的红色分量，造成显示影像色彩偏差。因此，在此实施例中遮光层18在第一正出光面ES1的出光方向(同于前述的显示方向)上重叠于部分的第一正出光面ES1，藉以避免不同像素相干扰的问题。

虽然遮光层18会减少第一色发光二极管12实际提供至外部的光量而降低了外部量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)，但是由于第一色发光二极管12的发光效率(Internal quantum efficiency,IQE)提升，致使整体来说还是可以提升第一色发光二极管12所提供的色光亮度。

参照图2A与图2B以对遮光层进一步说明，图2A绘示出像素区P中第一色发光二极管12与遮光层18重叠的部分。图2B绘示出像素区P中各色发光二极管未与遮光层18重叠的剖面。在此实施例中，显示方向V指向正X轴方向，遮光层18设置于第一色发光二极管12以及第一基板10上。一般来说，第一基板10还包括了线路结构，例如半导体元件、导线等等以电性连接并驱动发光二极管发光，此非本发明主要技术特征，故不在此详述及绘示。

在本实施例中，配合各色发光二极管排列，遮光层18被图案化为条状且覆盖部分的第一正出光面ES1(如图1所示)，而另一部分的第一正出光面ES1并未被遮光层18所覆盖。在一实施例中，第一正出光面ES1的尺寸为100～500微米。若不论遮光层18的覆盖，则第一色发光二极管12于下一个像素区(如子像素区P2)的第一色发光二极管12之间具有距离d1；但若当设置有遮光层18时，不同子像素区(如子像素区P1与子像素区P2)的第一色发光二极管之间的距离则可以增加为距离d1’。换句话说，当覆盖上遮光层18时，虽然第一色发光二极管12具有较大的尺寸，但藉由遮光层18的阻挡可避免了相干扰的问题。

如图1所示，遮光层18沿Y轴方向延伸而同时重叠于像素区P1、P3中的第一色发光二极管12的第一正出光面ES1。但于实务上，遮光层18也可以被图案化为岛状图案而仅局部地设置于第一色发光二极管12的第一正出光面ES1上。此所属技术领域具有通常知识的技术人员经详阅本说明书后可依实际所需调整遮光层18形状、厚度与材料，在此并不加以限制。

参照图3A与图3B以对遮光层进行说明，为根据本发明第一实施例所绘示的显示面板的另一种实施例。图3A为根据图1中的AA剖面所绘示的显示面板的另一种实施例的剖面示意图，图3B为根据图1中的BB剖面所绘示的显示面板的另一种实施例的剖面示意图。在此实施例中，显示面板1’进一步具有第二基板20，第二基板20具有面对第一基板10的第二表面S2。遮光层18设置于第二基板20的第二表面S2。换句话说，遮光层18与第一基板10相隔有一段预设距离，而不是直接覆盖于第一色发光二极管12上。如图3A所示，于图3A所对应的像素区的部分，第一色发光二极管12的第一正出光面ES1部分于显示方向V上与遮光层18重叠，而挡住了第一色发光二极管12此部分往显示方向V发出的光。在此种实施例中，第二基板20具有高透光性，例如为玻璃基板、蓝宝石基板、高分子膜等等。遮光层18例如为由黑色光阻、不透光胶材、多层铬膜或树脂所制成。

藉由上述结构，第一色发光二极管12的晶粒尺寸被调大以提升了第一色发光二极管12的发光效率。另一方面，藉由适当地以遮光层18于显示方向V’上遮盖部分的第一色发光二极管12的第一正出光面ES1，得以有效地避免第一色发光二极管12所提供的色光干扰到相邻像素所发出的光。

参照图4A与图4B，图4A为根据本发明第二实施例所绘示的显示面板俯视示意图，图4B为根据图4A的CC剖面示意图。显示面板2与显示面板1类似，具有第一基板10’、第一色发光二极管12’、第二色发光二极管14’、第三色发光二极管16’与遮光层18’。主要差异之处在于，显示面板2的遮光层18’设置于第一基板10’的一第一表面S1’上，而第一色发光二极管12’则设置于遮光层18’，且显示方向V’为负X轴向。也就是说，相较于图1至图3B所示的实施例为上出光架构，图4A与图4B则绘示出了一种下出光架构。所谓上出光与下出光，用以界定显示面板主要沿通过第一基板的方向提供光线或是沿背离第一基板的方向提供光线。如图4所示，遮光层18’设置于第一基板10与第一色发光二极管12’之间，而显示方向V’为远离第一表面S1’的方向，因此，遮光层18’仍然是在显示方向V’上遮盖第一色发光二极管12’部分的第一正出光面ES1’，而第二色发光二极管14’、第三色发光二极管16’在显示方向V’上则不被遮光层18’遮蔽。在如图4B所示，各色发光二极管的部分设置于第一基板10上，然而观看者是由第一基板10’相反于第一表面S1’的那侧观看，因此藉由适当地以遮光层18’于显示方向V’上遮盖部分的第一色发光二极管12’的第一正出光面ES1’，得以有效地避免在一像素区P中的第一色发光二极管12’发出的光与相邻像素区P2过近而造成的干扰。

请接着参照图5A，图5A为根据本发明第三实施例所绘示的显示面板的俯视结构示意图。相仿于图1所示的实施例，第一基板10具有多个像素区P以及面向显示方向(正X轴向)的第一表面S1。每一像素区P中具有第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16。第一色发光二极管12具有一面向显示方向的第一正出光面ES1。第二色发光二极管14具有一面向显示方向的第二正出光面ES2。第三色发光二极管16具有一面向显示方向的第三正出光面ES3。第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16设置在第一表面S1上。

与图1所示的实施例不同的是，于图5A所示的实施例中，第二色发光二极管14具有比第三色发光二极管16更大的尺寸，也就是第二正出光面ES2的面积大于第三正出光面ES3的面积，于实务上，第二色发光二极管14例如用以提供绿光。由于小尺寸的绿光微型发光二极管对于波长蓝移有较明显的变动，因此可藉由使用较大尺寸的晶粒来改善波长偏移的问题，但由于人眼对绿光的敏感度较高，因此遮光层18除了避免像素间颜色的干扰外，也可以控制第二色发光二极管14的出光面积以达到良好的色彩平衡。于实务上，第二正出光面ES2的面积可以相同于或是不同于第一正出光面ES1的面积。故，在本第三实施例中，遮光层18在显示方向上会同时遮盖第一色发光二极管12的第一正出光面ES1与第二色发光二极管14的第二正出光面ES2。

另一方面，如上述所考量，为了达到良好的色彩平衡需要控制发光二极管的正出光面被遮光层遮盖的程度，因此请再参照图5B以对此进行说明，图5B为根据本发明第四实施例所绘示的显示面板的俯视结构示意图。此实施例的显示面板4与图5A的第三实施例相似，不同之处在于，遮光层18具有一凸出段182。凸出段182沿Z轴方向延伸而于显示方向上与第二正出光面ES2有更多的重叠面积。藉由适当地调整各凸出段182的尺寸即可以微调各个像素区P中的第二色发光二极管14的出光量。在图5B中举以凸出段182遮盖第二色发光二极管14为例，但可以理解的是，遮光层18也可具有其他的凸出段182以对应遮盖于第一色发光二极管12的第一正出光面ES1。

请接着参照图6，图6为根据本发明第五实施例所绘示的显示面板的俯视结构示意图。与前面实施例的主要差异是相邻两行的像素区P中的第一色发光二极管、第二色发光二极管与第三色发光二极管的排列是沿两个像素区P之间的对称轴镜像对称的。从另一种角度来说，在此实施例中，相邻两行中的各像素区P沿此两行之间的一对称轴呈镜像对称或线对称。在此实施例中，例如其中一像素区P(例如像素区P1)中的第一色发光二极管12与上一行的像素区P(例如像素区P5)中的第一色发光二极管12间隔有距离d1，此像素区P1中的第一色发光二极管12与下一行的像素区P(例如像素区P2)中的第一色发光二极管12间隔有距离d2。其中，距离d1大于距离d2。换句话说，第一色发光二极管12在第一基板10上的排列间隔距离(d1、d2)在图上的Z方向所呈现的长度是不同的，而尺寸较小的第二色发光二极管14或第三色发光二极管16所对应的间隔距离(d3)则是相同。更详细地说，相较于像素区P5中的第一色发光二极管12，像素区P1中的第一色发光二极管12较为靠近像素区P2中的第一色发光二极管12。也就是说，像素区P1、P2之间具有遮光层图案，而像素区P1、P5之间因为间距够宽而不需要设置遮光层图案。

因此，在此实施例中，利用这样的发光二极管的排列可使得遮光层18的图案设计的操作范围(process window)更宽，同时遮盖像素区P1中的部分的第一正出光面ES1且遮盖像素区P2中的部分的第一正出光面ES1。相仿地，遮光层18的另一部分同时遮盖像素区P5中的部分的第一正出光面ES1且遮盖像素区P6中的部分的第一正出光面ES1。在此虽然仅举像素区P1、P2、P5、P6作为示范，然所属技术领域具有通常知识的技术人员当可依此类推遮光层18相对于其他像素区的布局方式。

请参照图7，图7为根据本发明第六实施例所绘示的显示面板的俯视结构示意图。在此实施例中的显示面板6与图6的第五实施例相似，不同处在于相邻的像素区P(例如P1、P2)共用一颗第一色发光二极管12。更确切地来说，第一色发光二极管12的一部分用以为像素区P1提供红光，而此第一色发光二极管12的另一部分用以为像素区P2提供红光。遮光层18在显示方向(正X轴向)重叠于第一正出光面ES1的部分，且设置于像素区P1、P2之间，以将一个第一色发光二极管12的第一正出光面ES1分别对应像素区P1与像素区P2分隔出位于遮光层18两侧的发光区域。

请参照图8，图8为根据本发明第七实施例所绘示的显示面板的俯视结构示意图。图8所示的实施例的概念相仿于图7所示实施例。不同之处在于，在图8所示的显示面板7中，相邻两列的像素区P1,P3中的第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16的排列是沿两个像素区P之间的对称轴镜像对称的，且遮光层18沿z轴方向设置于第一表面S1与第一色发光二极管12上。从另一个角度来说，在此实施例中，像素区P1与像素区P3共用第一色发光二极管12，而像素区P2与像素区P4共用第一色发光二极管12。遮光层18遮盖第一色发光二极管12的部分，以分别为像素区P1与像素区P3定义出对应的发光面积。另一方面，以像素区P1来说，第二色发光二极管14与第三色发光二极管16沿Z轴排列，而第一色发光二极管12位于第二色发光二极管14与第三色发光二极管16所形成的轴向的一侧。从另一个角度来说，第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16三者不共线。在图8所示的架构之下，像素区P1中的第一色发光二极管12可以与像素区P7中的第一色发光二极管12保有一定的距离，从而在不需要遮光层的情况下也可以避免由像素区P7提供的光受到像素区P1中的第一色发光二极管12干扰。

请参照图9，图9为根据本发明第八实施例所绘示的显示面板的俯视结构示意图。此实施例的显示面板8与图1的显示面板1相似，主要差异在于遮光层18是整层覆盖于第一基板10上并具有多个开口O。该些开口O对应该些像素区P以暴露出第一正出光面ES1的一部分、第二正出光面ES2与第三正出光面ES3。从另一个角度来说，遮光层18环绕任一像素区P中的第一色发光二极管12、第二色发光二极管14与第三色发光二极管16。藉此，不同像素区P中的发光二极管被遮光层18隔开来，从而增加了显示面板7所提供的显示影像的对比度。

综合以上所述，本发明提供了一种显示面板，此显示面板具有不同色的发光二极管，其中第一色发光二极管尺寸较大，也就是第一色发光二极管的第一正出光面具有较大的出光面积。此外，显示面板还具有一遮光层，此遮光层在显示方向上与第一正出光面部分重叠。藉此，显示面板的各色发光二极管的出光面积可以依据其发光效率被调整。而且，遮光层可以避免像素发出的光影响到相邻像素的光色。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

一第一基板，具有多个阵列设置的像素区，每一该像素区中包括一第一色发光二极管、一第二色发光二极管与一第三色发光二极管，该第一色发光二极管具有朝向一显示方向的一第一正出光面，该第二色发光二极管具有朝向该显示方向的一第二正出光面，且该第三色发光二极管具有朝向该显示方向的一第三正出光面，其中，该第一正出光面的面积大于该第二正出光面的面积，且该第一正出光面的面积大于该第三正出光面的面积；以及

一遮光层，设置于该些像素区中，且在该显示方向上重叠于部分的该些第一正出光面，该些第三正出光面在该显示方向上不与该遮光层重叠。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第二正出光面的面积大于该第三正出光面的面积，该遮光层在该显示方向上重叠于部分的该第二正出光面上。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，该第一正出光面被该遮光层遮盖的面积不同于该第二正出光面被该遮光层遮盖的面积。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一色发光二极管与该第二色发光二极管位于该遮光层与该第一基板之间。

5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，进一步包括一第二基板，其中该遮光层设置于该第二基板上，该第一色发光二极管与该第二色发光二极管设置于该第一基板上。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一色发光二极管与邻近的另一个第一色发光二极管的距离小于该第二色发光二极管与邻近的另一个第二色发光二极管的距离。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，两个邻近的像素区共用该第一色发光二极管。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该遮光层具有多个对应该些像素区的开口，该些开口暴露出该些第一色发光二极管的部分第一正出光面与该些第二色发光二极管的第二正出光面。

9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该遮光层设置于该第一基板上且位于该第一色发光二极管与该第一基板之间。