CN117373357A - 用于显示器光学效率的像素光学结构 - Google Patents

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CN117373357A CN202311499356.XA CN202311499356A CN117373357A CN 117373357 A CN117373357 A CN 117373357A CN 202311499356 A CN202311499356 A CN 202311499356A CN 117373357 A CN117373357 A CN 117373357A
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程成
许锦纬
吕欣颐
I·G·饶
J·崔
J·M·博金斯
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J·M·约翰逊
廖瑞智
S·E·莫莱萨
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葛志兵
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Abstract

本公开涉及用于显示器光学效率的像素光学结构。一种电子设备可具有带有无机发光二极管阵列的显示器。该无机发光二极管阵列可被偏振片层诸如圆偏振片重叠。另选地，该显示器可以是在该无机发光二极管阵列上方无任何偏振片层的无偏振片显示器。每个无机发光二极管可被漫射体环绕，该漫射体将边缘发射朝向观看者重定向。顶部漫射体、滤色器层、微透镜和/或具有滤色和/或漫射属性的微透镜也可任选地与每个无机发光二极管重叠。这些无机发光二极管可具有反射侧壁以减轻边缘发射。在这种类型的布置中，该无机发光二极管阵列可与一个或多个不透明遮蔽层共面。为了减轻反射，该显示器可包括具有不同属性的两个不透明遮蔽层或单个相分离不透明遮蔽层。

Description

用于显示器光学效率的像素光学结构
本申请是申请日为2023年3月17日、题为“用于显示器光学效率的像素光学结构”的发明专利申请202310257782.6的分案申请。
背景技术
本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有显示器的电子设备。
电子设备通常包括显示器。例如，电子设备可具有基于有机发光二极管像素的有机发光二极管(OLED)显示器、或基于液晶显示器像素的液晶显示器(LCD)。如果不小心，显示器可能具有比期望分辨率、对比度或效率低的分辨率、对比度或效率，或者可能受到其他伪影的影响。
发明内容
一种电子设备可具有显示器诸如发光二极管显示器。该显示器可具有无机发光二极管阵列。该无机发光二极管阵列可被偏振片层诸如圆偏振片重叠。另选地，该显示器可以是在该无机发光二极管阵列上方无任何偏振片层的无偏振片显示器。
每个无机发光二极管可被漫射体环绕，该漫射体将边缘发射朝向观看者重定向。该漫射体可被图案化为不存在于围绕该无机发光二极管的区域之外以实现用于在显示器下方的光学传感器的更高透射率，或者可被形成为毯式层。顶部漫射体也可被图案化为位于这些无机发光二极管上方，或者顶部漫射体可形成为该无机发光二极管阵列上方的毯式层。滤色器层、微透镜和/或具有滤色和/或漫射属性的微透镜也可任选地与每个无机发光二极管重叠。
这些无机发光二极管可具有反射侧壁以减轻边缘发射。在这种类型的布置中，该无机发光二极管阵列可与一个或多个不透明遮蔽层共面。
为了减轻反射，在该显示器中可包括具有不同属性(例如，不同透射率和不同折射率)的两个不透明遮蔽层。另选地，可使用单个相分离不透明遮蔽层。该相分离不透明遮蔽层可沿其深度具有折射率梯度，其中在上表面处具有最小折射率。
该发光二极管显示器可与光学传感器重叠。显示器中的不透明遮蔽层可包括不与任何发光二极管重叠的开口，以允许附加环境光穿过该显示器到该光学传感器。
附图说明
图1是根据各种实施方案的具有显示器的例示性电子设备的示意图。
图2是根据各种实施方案的例示性显示器的示意图。
图3是根据各种实施方案的具有像素控制电路的例示性显示器的示意图。
图4是根据各种实施方案的由像素控制电路控制的发光二极管的例示性无源矩阵的示意图。
图5是根据各种实施方案的具有偏振片和发光二极管的例示性显示器的横截面侧视图。
图6是根据各种实施方案的图5的例示性显示器的顶视图。
图7是根据各种实施方案的具有偏振片和冗余发光二极管的例示性显示器的横截面侧视图。
图8是根据各种实施方案的图7的例示性显示器的顶视图。
图9是根据各种实施方案的具有偏振片、冗余发光二极管和使用动态光刻形成的不透明遮蔽层的例示性显示器的横截面侧视图。
图10是根据各种实施方案的具有偏振片和被两个平面化层重叠的发光二极管的例示性显示器的横截面侧视图。
图11是根据各种实施方案的具有偏振片和被微透镜重叠的发光二极管的例示性显示器的横截面侧视图。
图12是根据各种实施方案的具有偏振片和被两个平面化层和微透镜重叠的发光二极管的例示性显示器的横截面侧视图。
图13是根据各种实施方案的具有针对不同颜色发光二极管的不同尺寸的不透明遮蔽层开口的例示性显示器的顶视图。
图14是根据各种实施方案的具有偏振片和被图案化顶部漫射体重叠的发光二极管的例示性显示器的横截面侧视图。
图15是根据各种实施方案的具有偏振片和被毯式顶部漫射体重叠的发光二极管的例示性显示器的横截面侧视图。
图16是根据各种实施方案的具有偏振片、发光二极管和在发光二极管之间的水平不透明遮蔽层部分的例示性显示器的横截面侧视图。
图17是根据各种实施方案的具有偏振片、发光二极管和在发光二极管之间的竖直不透明遮蔽层部分的例示性显示器的横截面侧视图。
图18是根据各种实施方案的具有偏振片、发光二极管和附加平面化层的例示性显示器的横截面侧视图。
图19是根据各种实施方案的具有偏振片、发光二极管和厚绝缘层的例示性显示器的横截面侧视图。
图20是根据各种实施方案的具有有着不同属性的第一不透明遮蔽层和第二不透明遮蔽层的例示性显示器的横截面侧视图。
图21是根据各种实施方案的具有形成在不透明遮蔽层上方的滤色器层的例示性显示器的横截面侧视图。
图22是根据各种实施方案的具有低光密度不透明遮蔽层的例示性显示器的横截面侧视图。
图23是根据各种实施方案的具有相分离不透明遮蔽层的例示性显示器的横截面侧视图。
图24是根据各种实施方案的用于形成相分离层诸如图23的相分离不透明遮蔽层的例示性方法的图。
图25是根据各种实施方案的相分离层诸如图23的相分离不透明遮蔽层的折射率随深度变化的曲线图。
图26是根据各种实施方案的具有波纹形上表面的例示性发光二极管的横截面侧视图。
图27是根据各种实施方案的具有非平面反射下表面的例示性发光二极管的横截面侧视图。
图28是根据各种实施方案的具有偏振片、发光二极管和带有与传感器重叠的开口的不透明遮蔽层的例示性显示器的横截面侧视图。
图29是根据各种实施方案的图28的例示性显示器的顶视图。
图30是根据各种实施方案的具有偏振片、发光二极管、带有与传感器重叠的开口的不透明遮蔽层以及在传感器和开口之间去除了部分的顶部漫射体的例示性显示器的横截面侧视图。
图31是根据各种实施方案的具有偏振片、发光二极管和与传感器重叠的低光密度不透明遮蔽层的例示性显示器的横截面侧视图。
图32是根据各种实施方案的具有偏振片、发光二极管以及形成在传感器上方的有着不同属性的第一不透明遮蔽层和第二不透明遮蔽层的例示性显示器的横截面侧视图。
图33是根据各种实施方案的具有被图案化顶部漫射体和滤色器层重叠的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图34是根据各种实施方案的图33的例示性无偏振片显示器的顶视图。
图35是根据各种实施方案的具有被图案化顶部漫射体和滤色器层重叠的冗余发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图36是根据各种实施方案的具有被均使用动态光刻形成的图案化顶部漫射体和滤色器层重叠的冗余发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图37是根据各种实施方案的具有被使用动态光刻形成的图案化顶部漫射体和滤色器层重叠的冗余发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图38是根据各种实施方案的具有发光二极管以及有着不同属性的第一不透明遮蔽层和第二不透明遮蔽层的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图39是根据各种实施方案的具有被两个平面化层和微透镜重叠的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图40是根据各种实施方案的具有被微透镜重叠的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图41是根据各种实施方案的具有被滤色微透镜重叠的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图42是根据各种实施方案的具有被漫射微透镜重叠的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图43是根据各种实施方案的具有被毯式顶部漫射体重叠的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图44是根据各种实施方案的具有被图案化顶部漫射体和滤色器层重叠的具有反射侧壁的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图45是根据各种实施方案的具有被图案化顶部漫射体和量子点层重叠的具有反射侧壁的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图46是根据各种实施方案的具有被漫射微透镜重叠的具有反射侧壁的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图47是根据各种实施方案的具有被图案化顶部漫射体、滤色器层和微透镜重叠的具有反射侧壁的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图48是根据各种实施方案的具有被微透镜重叠的具有反射侧壁的发光二极管的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图49是根据各种实施方案的具有有着反射侧壁的发光二极管以及相分离不透明遮蔽层的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图50是根据各种实施方案的具有有着反射侧壁的发光二极管以及有着不同属性的第一不透明遮蔽层和第二不透明遮蔽层的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图51是根据各种实施方案的具有发光二极管以及形成在传感器上方的第一不透明遮蔽层和第二不透明遮蔽层的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图52是根据各种实施方案的具有发光二极管以及形成在传感器上方的低光密度不透明遮蔽层的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图53是根据各种实施方案的具有有着反射侧壁的发光二极管以及带有形成在传感器上方的开口的不透明遮蔽层的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图54是根据各种实施方案的具有有着反射侧壁的发光二极管以及形成在传感器上方的第一不透明遮蔽层和第二不透明遮蔽层的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图55是根据各种实施方案的具有有着反射侧壁的发光二极管、形成在传感器上方的第一不透明遮蔽层和第二不透明遮蔽层、以及形成在第一不透明遮蔽层和第二不透明遮蔽层之间的阴极线的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
图56是根据各种实施方案的具有有着反射侧壁的发光二极管以及形成在传感器上方的低光密度不透明遮蔽层的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。
具体实施方式
本申请要求2023年1月30日提交的美国专利申请第18/161,763号、2023年1月30日提交的美国专利申请第18/161,764号、2022年3月22日提交的美国临时专利申请第63/322,306号以及2022年3月22日提交的美国临时专利申请第63/322,309号的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。
图1中示出了可具有显示器的类型的例示性电子设备。电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他装备，或其他可穿戴式或微型设备)、显示器、包含嵌入式计算机的计算机显示器、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备被安装在信息亭或汽车中的系统)、或其他电子装备。电子设备10可具有一副眼镜(例如，支撑框架)的形状，可形成具有头盔形状的外壳，或者可具有用于帮助将一个或多个显示器的部件安装和固定在用户的头部上或眼睛附近的其他构型。
如图1所示，电子设备10可包括控制电路16用于支持设备10的操作。控制电路16可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等等。控制电路16中的处理电路可用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。
设备10中的输入-输出电路诸如输入-输出设备12可用于允许将数据提供至设备10，并且允许将数据从设备10提供至外部设备。输入-输出设备12可包括按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、扬声器、音频发生器、振动器、相机、传感器、发光二极管和其他状态指示器、数据端口等。用户可由通过输入-输出设备12的输入资源供应命令来控制设备10的操作，并且可使用输入输出设备12的输出资源从设备10接收状态信息和其他输出。
输入-输出设备12可包括一个或多个显示器，诸如显示器14。显示器14可为包括用于采集来自用户的触摸输入的触摸传感器的触摸屏显示器，或者显示器14可对触摸不敏感。显示器14的触摸传感器可基于电容性触摸传感器电极的阵列、声学触摸传感器结构、电阻性触摸部件、基于力的触摸传感器结构、基于光的触摸传感器，或其他合适的触摸传感器布置。用于显示器14的触摸传感器可由在具有显示器14的显示器像素的公共显示器衬底上形成的电极形成，或可由与显示器14的像素重叠的独立触摸传感器面板形成。如果需要，显示器14可对触摸不敏感(即，触摸传感器可被省略)。电子设备10中的显示器14可以是抬头显示器，其可在不需要用户远离典型视点的情况下观看，或者可以是结合到佩戴在用户头部的设备中的头戴式显示器。如果需要，显示器14也可以是用于显示全息图的全息显示器。
可使用控制电路16来在设备10上运行软件，诸如操作系统代码和应用程序。在设备10的操作期间，运行在控制电路16上的软件可在显示器14上显示图像。
输入-输出设备12也可包括一个或多个传感器13，诸如力传感器(例如，应变仪、电容式力传感器、电阻式力传感器等)、音频传感器诸如麦克风、触摸和/或接近传感器诸如电容传感器(例如，与显示器相关联的二维电容式触摸传感器、和/或形成按钮、触控板或不与显示器相关联的其他输入设备的触摸传感器)和其他传感器。根据一些实施方案，传感器13可包括光学传感器诸如发射和检测光的光学传感器(例如，光学接近传感器诸如透射反射式光学接近结构)、超声波传感器、和/或其他触摸传感器和/或接近传感器、单色和彩色环境光传感器、图像传感器(相机)、指纹传感器、温度传感器、接近传感器和其他用于测量三维无接触手势(“空中手势”)的传感器、压力传感器、用于检测位置、取向和/或运动的传感器(例如，加速度计、磁性传感器(诸如罗盘传感器)、陀螺仪和/或包含这些传感器中的一些或全部的惯性测量单元)、健康传感器、射频传感器、深度传感器(例如，结构光传感器和/或基于立体成像设备的深度传感器)、光学传感器(诸如自混合传感器和采集飞行时间测量结果的光探测及测距(激光雷达)传感器)、湿度传感器、水分传感器、视线跟踪传感器以及/或者其他传感器。在一些布置中，设备10可使用传感器13和/或其他输入-输出设备来采集用户输入(例如，按钮可用于采集按钮按压输入、与显示器重叠的触摸传感器可用于采集用户触摸屏输入、触控板可用于采集触摸输入、麦克风可用于采集音频输入、加速度计可用于监测手指何时接触输入表面，并且因此可用于采集手指按压输入等)。
显示器14可以是有机发光二极管显示器、由各自由晶体半导体管芯形成的分立的发光二极管(微LED)的阵列形成的显示器、液晶显示器、或任何其他合适类型的显示器。其中显示器14包括微LED的设备配置有时在本文中作为示例描述。然而，这仅为例示性的。如果需要，可使用任何合适类型的显示器。一般来讲，显示器14可以具有矩形形状(即，显示器14可以具有矩形占有面积和围绕矩形占有面积延伸的矩形周边边缘)或者可以具有其他合适的形状。显示器14可以是平面的或可具有曲线轮廓。
图2为例示性显示器的图示。图2的显示器是有源矩阵显示器。如图2所示，显示器14可包括层，诸如基板层26。基板层诸如层26可由矩形平面材料层或具有其他形状(例如，圆形或具有一个或多个弯曲边缘和/或直边缘的其他形状)的材料层形成。显示器14的基板层可包括玻璃层、聚合物层、硅层、包括聚合物材料和无机材料的复合膜、金属箔等。
显示器14可具有用于为用户显示图像的像素22的阵列，诸如像素阵列28。阵列28中的像素22(例如，微LED)可按行和列布置。阵列28的边缘可以是直的或者弯曲的(即，阵列28中的像素22的每行和/或像素22的每列可具有相同的长度或者可具有不同的长度)。在阵列28中可存在任何合适数量的行和列(例如，十个或更多个、一百个或更多个，或者一千个或更多个等等)。显示器14可包括不同颜色的像素22。例如，显示器14可包括红色像素、绿色像素、和蓝色像素。
显示驱动器电路20可用于控制像素22的操作。显示驱动器电路20可由集成电路、薄膜晶体管电路、和/或其他合适的电路形成。图2的例示性显示驱动器电路20包括显示驱动器电路20A和附加显示驱动器电路诸如栅极驱动器电路20B。栅极驱动器电路20B可沿显示器14的一个或多个边缘形成。例如，栅极驱动器电路20B可沿显示器14的左侧和右侧布置，如图2所示。
如图2所示，显示驱动器电路20A(例如，一个或多个显示驱动器集成电路、薄膜晶体管电路等)可包含用于通过信号路径24与系统控制电路进行通信的通信电路。路径24可由柔性印刷电路上的迹线或其他缆线形成。控制电路可被定位在电子设备10中的一个或多个印刷电路上。在操作期间，控制电路(例如，图1的控制电路16)可为电路诸如电路20中的显示驱动器集成电路提供图像数据，以用于使图像被显示在显示器14上。图2的显示驱动器电路20A被定位在显示器14的顶部处。这仅是例示性的。显示驱动器电路20A可被定位在显示器14的顶部和底部两者处，或者被定位在设备10的其他部分中。
为了在像素22上显示图像，显示驱动器电路20A可在通过信号路径30向支持性显示驱动器电路诸如栅极驱动器电路20B发出控制信号时将对应图像数据供应到数据线D。利用图2的例示性布置，数据线D竖直延伸穿过显示器14，并且与像素22的相应列相关联。
栅极驱动器电路20B(有时被称为栅极线驱动器电路或水平控制信号电路)可使用一个或多个集成电路来实现，和/或可使用基板26上的薄膜晶体管电路来实现。水平控制线G(有时被称为栅极线、扫描线、发射控制线等)水平延伸穿过显示器14。每个栅极线G与像素22的相应行相关联。如果需要，可存在多个水平控制线诸如与像素的每行相关联的栅极线G。显示器14中的单独控制的信号路径和/或全局信号路径也可用于发布其他信号(例如，电源信号等)。
栅极驱动器电路20B可断言显示器14中的栅极线G上的控制信号。例如，栅极驱动器电路20B可在路径30上接收来自电路20A的时钟信号和其他控制信号，并可响应于所接收到的信号，从阵列28中的像素22的第一行中的栅极线信号G开始顺序断言栅极线G上的栅极线信号。在每个栅极线被断言时，来自数据线D的数据可被加载到像素的对应行中。通过这种方式，控制电路诸如显示驱动器电路20A和20B可为像素22提供用于指示像素22在显示器14上显示期望图像的信号。每个像素22可具有对来自显示驱动器电路20的控制信号和数据信号进行响应的发光二极管和电路(例如，基板26上的薄膜电路)。
栅极驱动器电路20B可包括栅极驱动器电路块，诸如栅极驱动器行块。每个栅极驱动器行块可包括电路诸如输出缓冲器和其他输出驱动器电路、寄存器电路(例如，可链接在一起形成移位寄存器的寄存器)，以及信号线、电力线和其他互连器。每个栅极驱动器行块可向显示器14的有效区域中的像素阵列的对应像素行中的一个或多个相应栅极线提供一个或多个栅极信号。
图2的有源矩阵寻址方案仅仅是例示性的。如果需要，显示器14可代替地使用对像素的局部无源矩阵进行寻址的像素控制电路。图3中示出了这种类型的示例。如图3所示，显示器14同样可包括层，诸如基板层26。诸如基板26的层可由诸如玻璃层、聚合物层、包括聚合物和无机材料的复合膜、金属箔、诸如硅或其他半导体材料的半导体、诸如蓝宝石的材料层(例如，结晶透明层、陶瓷等)或其他材料的材料层形成。基板26可任选地是透明的(例如，具有大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于98％、大于99％等的透射率)。基板26可以是平面的或者可具有其他形状(例如，凹形、凸形、具有平面和弯曲表面区的形状等)。基板26的轮廓(例如，当沿着Z方向从上方观看时)可以是圆形、椭圆形、矩形、正方形，可具有直边缘和弯曲边缘的组合，或者可具有其他合适的形状。如图3的矩形基板示例所示，基板26可具有左竖直边缘和右竖直边缘以及上水平边缘和下水平边缘。
显示器14可具有用于为用户显示图像的像素阵列22。可使用相应像素控制电路40(有时称为驱动电路40或微驱动器40)来控制图3中的一个或多个像素22的组。可使用基板26上的集成电路(例如，硅集成电路)和/或薄膜晶体管电路来形成像素控制电路40。薄膜晶体管电路可包括由硅形成的薄膜晶体管(例如，多晶硅薄膜晶体管或非晶硅晶体管)和/或可包括基于半导体氧化物的薄膜晶体管(例如，铟镓锌氧化物晶体管或其他半导体氧化物薄膜晶体管)。半导体氧化物晶体管诸如氧化铟镓锌晶体管可表现出低泄漏电流并且可因此在期望降低功率消耗(例如，通过降低显示器的像素的刷新速率)的显示器14的配置中是有利的。如果需要，可使用其中像素控制电路40各自由硅集成电路和薄膜半导体氧化物晶体管的组形成的显示器14的配置。
像素22可按阵列(例如，具有行和列的阵列)组织。像素控制电路40可按相关联的阵列(例如，具有行和列的阵列)组织。如图3所示，像素控制电路40可散布在像素阵列22之间。像素22和像素控制电路40可按具有矩形轮廓的阵列组织，或者可具有其他适当形状的轮廓。在每个阵列中可存在任何合适数量的行和列(例如，十个或更多个、一百个或更多个，或者一千个或更多个)。
每个像素22可由诸如发光二极管的发光部件形成。如果需要，每个像素可包含发光二极管对或其他合适数量的发光二极管以用于冗余。在这种类型的配置中，可并行地驱动每个像素中的发光二极管对(作为示例)。在发光二极管中的一个发光二极管失效的情况下，另一个发光二极管将仍然产生光。另选地或附加地，多个像素控制电路可被配置为控制每个像素。在像素控制电路中的一个像素控制电路失效的情况下，另一个像素控制电路将仍然控制该像素。
可使用焊料或导电粘合剂将显示驱动器电路诸如显示驱动器电路20耦接到导电路径诸如基板26上的金属迹线。显示驱动器电路20可包含用于通过路径24与系统控制电路通信的通信电路。路径24可由柔性印刷电路上的迹线或其他缆线形成，或者可使用设备10中的其他信号路径结构形成。控制电路可定位在使用显示器14的电子设备中的主逻辑板上。在操作期间，逻辑板上的控制电路(例如，图1的控制电路16)可为电路诸如显示驱动器电路20提供要在显示器14上显示的有关图像的信息。为了在显示器像素22上显示图像，显示驱动器电路20可向信号线S提供对应图像数据、控制信号和/或电源信号。信号线向像素控制电路40提供对应图像数据、控制信号和功率。基于接收到的功率、图像数据和控制信号，像素控制电路40指引像素22的相应子组生成期望强度水平的光。
信号线S可携载模拟控制信号和/或数字控制信号(例如，扫描信号、发射晶体管控制信号、时钟信号、数字控制数据、电源信号等)。在一些情况下，信号线可耦接到像素控制电路40的相应列。在一些情况下，信号线可耦接到像素控制电路40的相应行。每个像素控制电路40可耦接到一个或多个信号线。电路20可形成在显示器14的上边缘上(如图3中)、显示器14的下边缘上、显示器14的上边缘和左边缘上、显示器的上边缘、左边缘和右边缘上或者显示器14内的任何其他期望位置上。
诸如电路20的显示控制电路可使用一个或多个集成电路(例如，诸如定时控制器集成电路的显示驱动器集成电路和相关联的源极驱动器电路和/或栅极驱动器电路)来实现，或者可使用实现在基板26上的薄膜晶体管电路来实现。
像素22可以是有机发光二极管像素或液晶显示器像素。另选地，图3中的像素22可由分立的无机发光二极管(有时称为微LED)形成。像素22可包括不同颜色(例如，红色、绿色、蓝色)的发光二极管。对应信号线可用于携载红色、绿色和蓝色数据。如果需要，可使用其他颜色的像素布置(例如，四种颜色布置、包括白色像素的布置、具有除红色、绿色和蓝色像素之外的像素的三像素配置等)。为了产生不同的颜色，像素22的发光二极管可由不同的材料系统构造(例如，用于红色二极管的AlGaAs、分别用于绿色二极管和蓝色二极管的具有不同量子阱配置的GaN多量子阱二极管)，可使用不同的磷光材料或不同的量子点材料来形成以产生红色、蓝色和/或绿色发光，或者可使用其他技术或这些技术的组合来形成。像素22的发光二极管可向上辐射(即，像素22可使用顶部发射设计)或者可向下辐射穿过基板26(即，像素22可使用底部发射设计)。发光二极管可具有介于0.5微米和10微米之间的厚度，并且可具有介于2微米和100微米之间的横向尺寸(作为示例)。如果需要，也可使用具有其他厚度(例如，低于2微米、高于2微米等)和具有其他横向尺寸(例如，低于10微米、低于20微米、高于3微米、高于15微米等)的发光二极管。
如果需要，可将数字控制信号提供到电路40(通过信号线S)，然后这些电路可基于数字控制信号来产生对应模拟发光驱动信号。在显示器14的操作期间，每个像素控制电路40可基于由该像素控制电路从显示驱动器电路20接收的控制信号来将输出信号提供到像素22的对应组。
例如，每个像素控制电路40可控制LED像素22的相应局部无源矩阵42。图4是LED像素22的局部无源矩阵42的示意图。如图4所示，每个LED 22的阳极耦接到相应阳极接触线A(有时称为阳极接触A或阳极线A)。无源矩阵中每列的LED 22连接到共用阳极接触A。每个LED 22的阴极耦接到相应阴极接触线C(有时称为阴极接触C或阴极线C)。无源矩阵中每行的LED 22连接到共用阴极接触C。
像素控制电路40还可控制提供到每个阳极线A的电流和电压。像素控制电路40还可控制提供到每个阴极接触线C的电压。通过这种方式，像素控制电路40控制通过每个发光二极管22的电流，这控制由每个发光二极管发射的光的强度。在无源矩阵的操作期间，像素控制电路40可高速逐行地扫描像素22，以致使每个LED 22以期望亮度水平发射光。换句话讲，将第一行中的每个像素更新到期望亮度水平，然后将第二行中的每个像素更新到期望亮度水平，等等。
像素控制电路40可具有耦接到阳极接触线A的第一输出端子32和耦接到阴极接触线C的第二输出端子34。例如，像素控制电路40可具有每个阳极接触线一个输出端子32和每个阴极接触线一个输出端子34。因此，使用如图4中的无源矩阵允许像素控制电路40仅使用16个输出端(8个阳极输出端子和8个阴极输出端子)来控制64个发光二极管(例如，以8×8栅格)。
图5是具有LED 22和像素控制电路40的例示性显示器(例如，具有图3和图4的布置的显示器)的横截面侧视图。如图5所示，显示器14可包括基板26。如先前所提及的，基板26可由诸如玻璃层、聚合物层(例如，聚酰亚胺)、包括聚合物和无机材料的复合膜、金属箔、诸如硅或其他半导体材料的半导体、诸如蓝宝石的材料层等材料层形成。在图5的示例中，基板26可由聚酰亚胺形成。
像素控制电路40(有时称为微驱动器40)形成在基板26上。像素控制电路40被平面化层54横向地环绕。例如，平面化层54可以是光学清透的有机树脂。平面化层54可由任何其他期望材料形成。
在平面化层54的上表面上形成一个或多个绝缘层56。每个绝缘层56可由相同的材料形成，或者不同的绝缘层可由不同的材料形成。层56可由与层54相同的材料或与层54不同的材料形成。例如，层56可由光学清透的有机树脂形成。一般来讲，层56可由任何期望材料形成。层56用作背板金属层72的绝缘层。背板金属层72可包括用于在显示器14内电路由信号的各种信号线和导电通孔。例如，背板金属层可将微驱动器40电连接到LED 22。
间隔层70和LED形成在层56的上表面上。间隔部70可由与层56相同的材料或与层56不同的材料形成。间隔部70可由与层54相同的材料或与层54不同的材料形成。例如，间隔部70可由光学清透的有机树脂形成。一般来讲，间隔部70可由任何期望材料形成。间隔部用于将LED 22定位在显示器内的期望位置(高度)处。LED 22可利用粘合剂或利用导电结构(例如，导电粘合剂)附接到间隔部70的上表面。
LED 22和间隔部70可被平面化层58横向地环绕。平面化层58可由与层54相同的材料或与层54不同的材料形成。平面化层58可由与层56相同的材料或与层56不同的材料形成。平面化层58可由与层70相同的材料或与层70不同的材料形成。例如，平面化层58可由光学清透的有机树脂形成。
诸如阴极线C的导电层可形成在平面化层58的上表面上。阴极线C可由诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料形成。阴极线C可具有高透射率(例如，大于75％、大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于99％等)。阴极线C可电连接到显示器上的一个或多个LED22(如结合图4所示和讨论的)。
不透明遮蔽层60可形成在显示器14上的LED上方。如图5所示，不透明遮蔽层60形成在阴极线C的上表面上。不透明遮蔽层具有与LED 22对准的开口(以允许来自LED 22的光穿过不透明遮蔽层)。不透明遮蔽层60可具有大于50％、大于70％、大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于99％等的不透明度。不透明遮蔽层60可由(例如)嵌入在有机树脂中的炭黑粒子形成。用不透明遮蔽层60覆盖背板金属(72)防止环境光从背板金属朝向观看者反射(这将降低显示器对比度)。
在不透明遮蔽层60上方形成平面化层62。平面化层62可由与层54相同的材料或与层54不同的材料形成。平面化层62可由与层58相同的材料或与层58不同的材料形成。平面化层62可由与层56相同的材料或与层56不同的材料形成。平面化层62可由与层70相同的材料或与层70不同的材料形成。例如，平面化层62可由光学清透的有机树脂形成。
偏振片层64可形成在平面化层62上方。偏振片层64可以是包括线性偏振片和四分之一波片的圆偏振片层64。圆偏振片可减轻环境光从显示器14的反射。
覆盖层66可形成在偏振片层64上方。覆盖层66可由玻璃、聚合物、诸如蓝宝石的结晶透明层等形成。覆盖层66可具有高透射率(例如，大于75％、大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于99％等)。
层54、56、58和62可各自具有高透射率(例如，大于75％、大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于99％等)。
LED 22可在正Z方向上竖直地发射光(例如，通过不透明遮蔽层60中的开口)。另外，LED 22可发射平行于XY平面(或在角度上比竖直更接近XY平面)的边缘光。为了增加显示器14的效率，期望将边缘发射光朝向显示器的观看者重定向。因此，如图5所示，可围绕每个LED 22形成漫射体68。漫射体68可由嵌入在清透的有机树脂(有时称为主体材料)中的纳米粒子(有时称为漫射纳米粒子或光散射纳米粒子)形成。漫射体的主体材料可以是与层58相同的材料(换句话讲，漫射体由嵌入在层58中的纳米粒子形成)。另选地，与层58的材料不同的单独主体材料可被包括用于漫射体68。
如图6的顶视图所示，漫射体68可形成在横向地环绕LED 22的环中。这使得来自LED 22的所有侧面的侧面发射光能够朝向显示器的观看者重定向，以增加该显示器的效率。
在图5和图6中，漫射体68被图案化为不存在于围绕无机发光二极管的区域之外。例如，这可允许通过显示器到显示器下方的光学传感器的更高透射率。该示例仅仅是例示性的。在另一个可能布置中，漫射体68可以是在整个平面化层58上跨显示器延伸的毯式层。换句话讲，全部平面化层58可包括嵌入的纳米粒子，使得全部平面化层58用作漫射体层。在本文具有侧面漫射体68的所有实施方案中，侧面漫射体可被图案化为仅包括在围绕无机发光二极管的区域中(如在图5中)，或者侧面漫射体可以是完全覆盖显示器的毯式层(例如，全部平面化层58用作漫射体层)。
图5和图6的布置仅仅是例示性的。在另一个可能布置中，可针对显示器中的每个LED包括冗余LED。图7是具有冗余LED的例示性显示器的横截面侧视图。如图所示，在绝缘层56的上表面上形成第一间隔部70-1和第二间隔部70-2。第一LED 22-1形成在间隔部70-1的上表面上，并且第二LED 22-2形成在间隔部70-2的上表面上。LED 22-1和LED 22-2中的每一个LED可电连接到阴极线C。
包括冗余LED可允许LED 22中制造误差的可能性。换句话讲，LED 22的制造过程可能导致小百分比的LED 22不可操作。如果LED中的一个LED不可操作，则冗余LED可代替地用于显示器14(在冗余LED可操作的可能情况下)。LED 22-1和LED 22-2因此可以是相同颜色的LED(例如，均被配置为发射红光、均被配置为发射绿光、均被配置为发射蓝光等)。
如图7所示，漫射体68可插置在LED 22-1和LED 22-2之间以及围绕LED 22-1和LED22-2的周边形成。图8是图7中的显示器14的顶视图，其示出漫射体68如何具有插置在LED22-1和LED 22-2之间(在XY平面内)的部分。漫射体68还具有围绕LED 22-1和LED 22-2的周边延伸的部分。
在图7和图8中，不透明遮蔽层60具有(在Z方向上)与LED 22-1和LED 22-2两者重叠的开口。该示例仅仅是例示性的。在图9所示的另一个可能布置中，可使用动态光刻工艺来覆盖未使用的冗余LED。换句话讲，可测试LED 22以验证哪些LED运转正常。一旦确认LED中的一个LED运转正常(例如，图9中的LED 22-2)，不透明遮蔽层60可被图案化为覆盖未使用的LED(例如，图9中的LED 22-1)。
显示器14中的每个像素可具有LED对。不透明遮蔽层可覆盖LED对中的一个LED(例如，未使用的LED)并且在另一个LED(例如，用于显示光的LED)上方限定开口。这样基于哪些LED运转正常来选择性图案化不透明遮蔽层可称为动态光刻(因为在制造期间针对每个显示器更新不透明遮蔽层的图案)。
图9中的漫射体68具有与图7中的漫射体相同的布置。然而，图9的显示器的顶视图与如图6所示的显示器的顶视图相同(具有通过不透明遮蔽层中的每个开口发射光的单个LED)。
为了增加显示器14的效率，平面化层62(例如，在图5、图7或图9中)可具有低折射率。例如，平面化层62可具有小于1.5、小于1.45、小于1.4、小于1.35、小于1.3等的折射率。平面化层62的低折射率可导致偏轴光通过全内反射在LED 22和平面化层62之间的界面处被反射，从而导致光最终从LED侧壁朝向显示器观看者反射。
用低折射率材料形成平面化层62的示例仅仅是例示性的。在图10所示的另一个期望布置中，平面化层62可使用多个层形成。第一层62-2可定位在LED 22和第二层62-1之间。平面化层62-2可具有小于1.5、小于1.45、小于1.4、小于1.35、小于1.3等的折射率。平面化层62-1可具有大于层62-2的折射率(例如，至少0.05、至少0.1、至少0.15、至少0.2、至少0.3等)的折射率。平面化层62-1可具有大于1.4、大于1.5、大于1.6、大于1.7等的折射率。
为了从发光二极管提取光(并且由此提高显示器的效率)，可在发光二极管上方形成一个或多个微透镜。图11是例示性显示器的横截面侧视图，该图示出例示性微透镜74。微透镜74形成在阴极电极线C的上表面上的不透明遮蔽层60(和对应LED 22)中的开口上方。微透镜74可由无机材料或有机材料形成。微透镜74可具有大于1.4、大于1.5、大于1.7、大于1.9、大于2.0、小于2.2、小于2.0、小于1.8、小于1.6等的折射率。
图11中的微透镜74形成在阴极线C的上表面上的示例仅仅是例示性的。在图12所示的另一个可能布置中，平面化层62分成第一平面化层62-1和第二平面化层62-2(如在图10中)，并且微透镜74形成在平面化层62-2的上表面上。
LED和不透明遮蔽层中的对应开口之间的失准可导致显示器14上的可见伪影。为了减轻这些问题，可在用于LED的不透明遮蔽层中提供更大的开口。然而，使不透明遮蔽层开口太大可能将显示器上的漫反射增大到超过目标水平。为了平衡这些因素，用于某些颜色的LED的开口可具有与用于其他颜色的LED的开口不同的尺寸。
一般来讲，人眼对绿光比对红光和蓝光更敏感。人眼可对蓝光比对红光和绿光更不敏感。因此，用于绿色像素的不透明遮蔽层开口可大于用于红色像素和蓝色像素的开口。由于人眼对绿光最敏感，因此用于绿色像素的大开口为LED开口失准提供最大容差。用于蓝色像素的不透明遮蔽层开口可小于用于红色像素和蓝色像素的开口。由于人眼对蓝光最不敏感，因此用于蓝色像素的小开口减少了显示器中的漫反射，而不会导致因LED开口失准造成的伪影。
如图13所示，显示器14可包括诸如LED 22-G的绿色LED、诸如LED 22-B的蓝色LED和诸如LED 22-R的红色LED。每个开口可由具有第一横向尺寸和第二横向尺寸(例如，在XY平面内)的开口限定。开口可以是正方形的(使得第一横向尺寸和第二横向尺寸相同，如在图13中)或者可以是非正方形的矩形的(使得第一横向尺寸和第二横向尺寸不同)。每个红色LED 22-R可被不透明遮蔽层中具有最大尺寸76-1的开口重叠。每个绿色LED 22-G可被不透明遮蔽层中具有最大尺寸76-2的开口重叠。每个蓝光LED 22-B可被不透明遮蔽层中具有最大尺寸76-3的开口重叠。最大尺寸76-2大于最大尺寸76-1(例如，大于5％、大于10％、大于15％、大于25％、大于50％等)。最大尺寸76-1大于最大尺寸76-3(例如，大于5％、大于10％、大于15％、大于25％、大于50％等)。用于绿色像素的每个开口的面积可大于用于红色像素的每个开口的面积(例如，大于5％、大于10％、大于15％、大于25％、大于50％等)。用于红色像素的每个开口的面积可大于用于蓝色像素的每个开口的面积(例如，大于5％、大于10％、大于15％、大于25％、大于50％等)。如在图13中那样定制不透明遮蔽层开口尺寸减轻了由LED开口失准引起的反射和伪影两者。
图14示出减轻显示器14中的可见伪影的另一种方式。显示器中的可见伪影的一个潜在原因是具有不同发射轮廓的不同LED。为了减轻这种类型的变型，每个LED可由顶部漫射体78覆盖。漫射体78可由嵌入在清透的有机树脂(有时称为主体材料)中的纳米粒子(有时称为漫射纳米粒子或光散射纳米粒子)形成。漫射体的主体材料可以是与层62相同的材料(换句话讲，漫射体由嵌入在层62中的纳米粒子形成)。另选地，与层62的材料不同的单独主体材料可被包括用于漫射体78。如图14所示，可在阴极线C的上表面上的LED 22上方形成漫射体78。用于漫射体78的纳米粒子可与用于漫射体68的纳米粒子相同，或者可与用于漫射体68的纳米粒子不同。用于漫射体78的主体材料可与用于漫射体68的主体材料相同或者可与用于漫射体68的主体材料不同。
在图14中，漫射体78可被图案化为位于显示器14中的每个LED上方。该示例仅仅是例示性的。在图15所示的另一个可能布置中，可在显示器上方形成与显示器中的LED中的所有LED重叠的毯式漫射体。如图15所示，漫射体78跨显示器的宽度形成(并且与显示器中的多个LED重叠)。在这种类型的布置中，漫射体78的主体材料可以是与层62相同的材料，漫射体78的主体材料可以是与层58相同的材料，漫射体78的主体材料可以是与层56相同的材料，漫射体78的主体材料可以是与层54相同的材料，漫射体78的主体材料可以是与层70相同的材料，或者漫射体78的主体材料可以是与用于层54、56、58、70和62的主体材料不同的材料。用于漫射体78的纳米粒子可与用于漫射体68的纳米粒子相同，或者可与用于漫射体68的纳米粒子不同。
显示器中可见伪影的一个潜在原因是高角度光从覆盖层和设备外部之间的界面(例如玻璃-空气界面)的反射。这些反射可能从相邻像素反射，从而导致光在显示器的标称关闭区域中可见。考虑图16中的光80。如果不小心，则该光可能从显示器覆盖层66的外表面和空气之间的界面反射，从相邻的LED 22反射，并且朝向显示器的观看者反射。为了防止这些反射，可在显示器中的像素之间包括附加的不透明遮蔽层82。如图16所示，在平面化层62和偏振片64之间形成不透明遮蔽层82。该示例仅仅是例示性的。不透明遮蔽层82可代替地嵌入在平面化层62中、形成在偏振片64和覆盖层66之间、或者形成在显示器叠堆内的另一个期望位置处。不透明遮蔽层82与显示器中相邻LED 22之间的区重叠。
用于不透明遮蔽层82的材料可与用于不透明遮蔽层60的材料相同或者可与用于不透明遮蔽层60的材料不同。
在图16中，不透明遮蔽层82在平面化层62的上部部分处形成为水平层(例如，平行于层60和XY平面)。该示例仅仅是例示性的。在图17所示的另一个可能布置中，不透明遮蔽层82可由平行于Z轴延伸的不透明遮蔽层的竖直条形成。不透明遮蔽层的竖直部分可完全延伸穿过平面化层62(例如，从与偏振片64相邻的平面化层62的上表面延伸到与不透明遮蔽层60相邻的平面化层62的下表面)。该示例仅仅是例示性的。不透明遮蔽层的竖直部分可代替地仅部分地延伸穿过平面化层62。
如图17所示，在显示器14中的相邻LED之间可包括不透明遮蔽层的多个(例如，两个、三个、多于三个)竖直部分。用于不透明遮蔽层82的材料可与用于不透明遮蔽层60的材料相同或者可与用于不透明遮蔽层60的材料不同。
如图18所示，平面化层54可具有一些非平面性(例如，与微驱动器40相邻)。这种不平坦的形貌可能导致显示器14中的可见伪影。为了减轻这些类型的可见伪影，可在绝缘层56和平面化层58之间包括附加平面化层90(如图18所示)。例如，附加平面化层90可由光学清透的有机树脂形成。层90的材料可以是与层54、层56、层70、层58和/或层62中使用的材料相同的材料。另选地，层90的材料可以是与层54、56、58、70和62中的材料不同的材料。
层90可具有大于3微米、大于5微米、大于8微米、大于10微米、小于20微米、小于10微米、介于5微米和10微米之间等的最大厚度84。层90的存在确保了用于诸如间隔部70、平面化层58、阴极线C、不透明遮蔽层60等的叠置层的平面化上表面。
在图18中，绝缘层56(包括背板金属72)具有总厚度86。厚度86可小于10微米、小于5微米、小于3微米、大于1微米等。在微驱动器40之上为显示器14提供平面表面的另一个选项是增大绝缘层56的厚度。图19是这种类型的显示器的横截面侧视图。如图19所示，绝缘层56具有大于图18的厚度86的厚度88(例如，最大厚度)。图19中的厚度88可大于3微米、大于5微米、大于8微米、大于10微米、小于20微米、小于10微米、介于3微米和10微米之间等。
显示器14中的一个或多个层可被设计来减轻环境光的反射。减轻环境光的反射可减轻显示器中的不期望可见伪影。图20至图23是显示器14的一部分(例如，LED之间的一部分)的横截面侧视图。具体地，图20至图23示出了用于减轻反射的显示层的各种布置。在图20至图23中，为了清楚起见，从图示省略了阴极线C。然而，应当理解，阴极线C仍然可包括在显示器中。
在图20中，使用两个不透明遮蔽层来代替一个不透明遮蔽层。如图所示，第一不透明遮蔽层60-1形成在第二不透明遮蔽层60-2上。第二不透明遮蔽层60-2形成在平面化层58上。不透明遮蔽层60-1可具有与平面化层62的折射率类似的折射率。例如，层60-1的折射率和层62的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。
不透明遮蔽层60-2可具有与平面化层58的折射率类似的折射率。例如，层60-2的折射率和层58的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。
平面化层62的折射率可低于平面化层58的折射率。因此，不透明遮蔽层60-1的折射率可低于不透明遮蔽层60-2的折射率。层60-1的折射率和层60-2的折射率的差值可大于0.5、大于0.3、大于0.2、大于0.1、大于0.05、大于0.01等。
不透明遮蔽层60-1和60-2均可由嵌入在有机树脂中的炭黑粒子形成。可针对每个不透明遮蔽层选择有机树脂内的炭黑粒子密度以控制不透明遮蔽层的透射率。较高的炭黑粒子密度(有时称为光密度)导致较低的透射率和较高的不透明度，而较低的炭黑粒子密度导致较高的透射率和较低的不透明度。在一个例示性布置中，不透明遮蔽层60-2的光密度可大于不透明遮蔽层60-1的光密度(例如，大于10％、大于20％、大于50％、大于100％、大于200％等)。不透明遮蔽层60-1的总透射率可大于5％、大于15％、大于25％、大于40％、大于50％、大于70％等。不透明遮蔽层60-2的总透射率可小于3％、小于5％、小于10％、小于25％等。不透明遮蔽层60-1和60-2之间的总透射率的差值可大于5％、大于15％、大于25％、大于40％、大于50％、大于70％等。
作为一个具体示例，层62可具有1.4的折射率。层60-1可具有1.6的折射率。层60-2可具有1.7的折射率。层62可具有1.8的折射率。降低不透明遮蔽层60-1的光密度允许层60-1的折射率相对于层60-2降低。
在图21中，滤色器层92形成在不透明遮蔽层60上方。滤色器层92可具有与平面化层62的折射率类似的折射率。例如，滤色器层92的折射率和层62的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。
不透明遮蔽层60可具有与平面化层58的折射率类似的折射率。例如，层60的折射率和层58的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。
平面化层62的折射率可低于平面化层58的折射率。因此，滤色器层92的折射率可低于不透明遮蔽层60的折射率。层60的折射率和层92的折射率的差值可大于0.5、大于0.3、大于0.2、大于0.1、大于0.05、大于0.01等。
不透明遮蔽层60的总透射率可小于3％、小于5％、小于10％、小于25％等。滤色器层92可包括(例如)红色、绿色和蓝色颜料的复合物。
在图22中，在平面化层62和58之间形成低光密度不透明遮蔽层94。不透明遮蔽层94可具有与平面化层62的折射率类似的折射率。例如，不透明遮蔽层94的折射率和层62的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。
不透明遮蔽层94的总透射率可大于5％、大于15％、大于25％、大于40％、大于50％、大于70％等。不透明遮蔽层94可具有被选择用于充分阻挡从背板金属72进行的环境光反射的光密度和厚度。层94的总厚度可大于1微米、大于2微米、大于3微米、大于4微米等。
在图23中，在平面化层62和58之间形成相分离不透明遮蔽层96。为了形成相分离不透明遮蔽层96，可在平面化层58上形成溶液。该溶液可包括聚合物粘结剂、黑色材料(例如，炭黑粒子)和低折射率添加剂。低折射率添加剂可具有低表面自由能(SFE)。在溶液沉积之后，可在真空室干燥(VCD)步骤中加热溶液。来自VCD步骤的加热引起溶液中的相分离，其中低折射率添加剂迁移到相分离不透明遮蔽层的表面。所得相分离不透明遮蔽层在其上表面处具有折射率梯度。该折射率梯度可减轻不透明遮蔽层和随后沉积的平面化层(62)之间的界面处的反射。
图24是示出用于形成相分离不透明遮蔽层96的例示性方法的图。如图24所示，溶液涂层98最初沉积在平面化层58上。如先前所提及的，溶液涂层98可包括聚合物粘结剂、黑色材料(例如，炭黑粒子)和低折射率添加剂。溶液涂层98还可包括溶剂。然后在真空室中加热该溶液(有时称为真空室干燥步骤)以引起溶液98的相分离和/或固化，这形成相分离不透明遮蔽层96(在图24中的右侧)。在图24的加热步骤期间，可在大于100摄氏度、大于125摄氏度、大于150摄氏度、大于200摄氏度、小于200摄氏度、介于125摄氏度和175摄氏度之间等的温度下加热该溶液。可加热该溶液至少5分钟、至少15分钟、至少25分钟、至少45分钟、小于45分钟、介于15分钟和45分钟之间等。
图25是相分离不透明遮蔽层96的折射率随深度(在负Z方向上)变化的曲线图。如图25中的曲线100所示，相分离不透明遮蔽层96在深度0处(例如，在相分离不透明遮蔽层96的上表面处)具有最小折射率n1。然后折射率在负Z方向上逐渐增加。如图25所示，折射率可在相分离不透明遮蔽层96中的给定深度处达到最大折射率n2。该折射率然后在到相分离不透明遮蔽层96的下表面的负Z方向上(在n2处)保持近似恒定。
相分离不透明遮蔽层96中的低折射率添加剂可具有小于50、小于40、小于30、小于20等的表面自由能(以mN/m为单位)。这种属性可导致低折射率添加剂在图24的真空室干燥步骤期间迁移到相分离不透明遮蔽层96的上表面。相分离不透明遮蔽层96中的低折射率添加剂可包括多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)、戊烷、己烷、辛烷、苯或任何其他期望基础分子。相分离不透明遮蔽层96中的低折射率添加剂可被氟化(例如，将氟添加到基础分子)。将氟包括在添加剂中可降低添加剂的表面自由能(SFE)，确保低折射率添加剂在相分离期间迁移到表面。
图25中的n1的大小(例如，与平面化层62相邻的相分离不透明遮蔽层96的上表面处的折射率)可小于1.5、小于1.45、介于1.35和1.45之间、大于1.3等。图25中的n1和平面化层62的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。
图25中的n2的大小(例如，与平面化层58相邻的相分离不透明遮蔽层96的下表面处的折射率)可大于1.5、大于1.6、大于1.65、小于1.9、小于1.8、介于1.65和1.75之间等。图25中的n2和平面化层58的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。
相分离不透明遮蔽层96中的n1和n2之间的差值可大于0.5、大于0.3、大于0.2、大于0.1、大于0.05、大于0.01等。
相分离不透明遮蔽层96的折射率可跨至少10纳米、至少20纳米、至少30纳米、小于40纳米、小于30纳米、介于10纳米和30纳米之间等的深度变化。相分离不透明遮蔽层96的总厚度可大于1微米、大于2微米、大于3微米、大于4微米等。相分离不透明遮蔽层96的折射率可跨小于相分离不透明遮蔽层的总厚度的20％、小于相分离不透明遮蔽层的总厚度的15％、小于相分离不透明遮蔽层的总厚度的10％、小于相分离不透明遮蔽层的总厚度的5％、大于相分离不透明遮蔽层的总厚度的5％、大于相分离不透明遮蔽层的总厚度的10％、介于相分离不透明遮蔽层的总厚度的5％和15％之间等的深度变化。
在图23至图25中，相分离层用于平面化层58和62之间的折射率匹配。该示例仅仅是例示性的。如果需要，具有折射率梯度的相分离层的相同概念可用于显示器14中任何期望层之间的折射率匹配。例如，可包括用于平面化层62和偏振片64、不透明遮蔽层60、滤色器层92(图21中)和/或微透镜74(图10和图11中)之间的折射率匹配的相分离层，可包括用于漫射体68和不透明遮蔽层60和/或滤色器层之间的折射率匹配的相分离层等。一般来讲，显示器14中的任何两个层可具有用于折射率匹配的具有折射率梯度的居间相分离层。
在图23至图25中，相分离层具有变化的折射率，以用于使用折射率匹配来减轻反射。该示例仅仅是例示性的。如果需要，使用与图24类似的技术形成的相分离层可用于其他目的。例如，相分离层可选择性地改变显示器中的层的疏水性或粗糙度。例如，可使用相分离技术来形成显示器14中的层诸如平面化层62。平面化层62可包括具有比用于平面化层的块状材料高的亲水性的添加剂。在相分离期间，高亲水性添加剂迁移到平面化层的表面。由于相分离，平面化层的表面因此可具有更高的亲水性。例如，这可改善平面化层和相邻层之间的相容性。显示器中的不透明遮蔽层或滤色器层也可以类似方式包括高亲水性添加剂(例如，以促进与相邻层的附着力)。又如，漫射体68(或显示器中的另一个层)可包含可能导致不期望粗糙表面的大分子(例如，金属氧化物)。相分离添加剂可包括在由小分子形成的层中。小分子可在相分离期间迁移到表面，从而改善层(例如，漫射体)的平面化。
又如，漫射体68、平面化层58、绝缘层56和/或另一个显示层可包括在相分离过程期间迁移到表面的浸出阻挡添加剂。浸出阻挡添加剂可阻挡潜在有问题的材料(例如，来自平面化层62的氟)扩散到层中并且损坏显示器部件诸如LED 22。浸出阻挡添加剂可在相分离期间在层的表面处形成交联层，从而提高相分离层在该表面处的阻挡效率。
一般来讲，使用图24的技术形成的相分离层可最终(在相分离之后)具有添加剂，该添加剂在该层的一个表面处具有最大浓度并且随着进入到相分离层中的深度增加而具有浓度梯度。受添加剂影响的属性(例如，亲水性、折射率、平面性、阻挡效率等)可因此遵循此相同曲线(在表面处具有局部最大值/最小值并且随着进入到相分离层中的深度增加而具有梯度)。
减轻显示器14中的可见伪影的另一个可能技术是使用具有非平面上表面和/或下表面的LED。图26是具有波纹形上表面的例示性LED的横截面侧视图。如图26所示，LED 22的上表面102可具有交替的脊104和谷106。脊和谷可沿着平行于Y轴(进出图26中的页面)的纵向轴线延伸。图26的波纹形上表面可防止与LED 22的反射相关联的可见伪影。
在图27所示的另一个可能布置中，LED 22可具有由金属层108限定的下表面。金属层108有时可称为p金属(因为该金属用作LED 22中的p型半导体的接触)。金属层108可具有大于50％、大于70％、大于80％、大于90％、大于99％等的反射率。如图27所示，金属层108是非平面的。金属层可沿着一个维度(例如，沿着图27所示的X轴)具有曲率。金属层可任选地沿着两个维度(例如，沿着X轴和Y轴)具有曲率。在图27中，金属层108具有凸曲率(例如，在负Z方向上延伸)。该示例仅仅是例示性的。金属层108可代替地具有凹曲率或不规则曲率。由金属层108限定的LED 22的非平面下表面可防止与LED 22的反射相关联的可见伪影。
在一些电子设备中，可期望诸如环境光传感器或相机的光学传感器通过显示器14操作。换句话讲，光学传感器定位在显示器14的有效区域内。环境光可穿过显示器叠堆(包括LED 22)到达传感器。
图28是与光学传感器13重叠的显示器的横截面侧视图。显示器可具有本文所述的显示器布置中的任何显示器布置(例如，具有与LED 22重叠的漫射体78的图14的布置)。为了允许更多的环境光112到达传感器13，不透明遮蔽层60可具有不与任何LED重叠的一个或多个附加开口110。开口110可允许附加环境光穿过显示器14的层并且最终由传感器13感测到。开口110可被定位成与显示器叠堆的具有最高透射率的部分(例如，具有最少背板金属72的部分)重叠。开口110可定位在绝缘层56的具有最低密度背板金属72的部分上方。在不透明遮蔽层不阻挡环境光(例如，在开口区110中)的情况下，到达传感器13的环境光的量大得多。
在图28的示例中，漫射体78填充不透明遮蔽层60中与LED 22重叠的开口。该示例仅仅是例示性的。如果需要，可从LED 22上方的不透明遮蔽层60中的开口中省略漫射体78。
图29是图28的例示性显示器的顶视图。如图29所示，LED 22跨显示器分布。不透明遮蔽层60具有容纳LED 22的开口。不透明遮蔽层附加地具有允许环境光穿过显示器到达传感器13的开口110。开口110的尺寸、形状和布置可基于下面的背板金属的密度来选择和/或可被选择来减轻由传感器13感测到的图像中的衍射伪影。一般来讲，开口110可具有任何期望布置。
在一些情况下，传感器可通过包括(例如，图15所示的类型的)毯式顶部漫射体的显示器来操作。在(图30所示的)这种类型的布置中，可在不透明遮蔽层60的具有开口110的部分下方去除(省略)漫射体78。因此，不透明遮蔽层具有形成在顶部漫射体上的一些部分(例如，在图30的左侧)，以及形成在阴极线C和/或平面化层58上的不具有居间顶部漫射体的一些部分。
图31是用于与传感器重叠的显示器的另一个布置的横截面侧视图。在该示例中，在平面化层62和58之间形成(例如，结合图22所示出和讨论的类型的)低光密度不透明遮蔽层94。不透明遮蔽层94可具有与平面化层62的折射率类似的折射率。例如，不透明遮蔽层94的折射率和层62的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。不透明遮蔽层94的总透射率可大于5％、大于15％、大于25％、大于40％、大于50％、大于70％等。层94的总厚度可大于1微米、大于2微米、大于3微米、大于4微米等。
图31中的低光密度不透明遮蔽层94的不透明度可足够低以允许环境光112穿过显示器叠堆到达传感器13。因此，在低光密度不透明遮蔽层94中不需要开口110(来自图28和图30)。
图32是用于与传感器重叠的显示器的另一个布置的横截面侧视图。在该示例中，使用两个不透明遮蔽层60-1和60-2(如结合图21详细讨论的)。当这种类型的不透明遮蔽层形成在传感器13上方时，开口110可形成在不透明遮蔽层60-2(具有较高的不透明度)中，而不形成在不透明遮蔽层60-1(具有较低的不透明度)中。如图32所示，在不透明遮蔽层60-2中的开口110中形成不透明遮蔽层60-1。此示例仅仅是例示性的，并且如果需要，可在层60-1和60-2两者中形成开口110。选择性地去除开口110中的不透明遮蔽层60-2的部分允许更多的环境光112到达传感器13。
在前述实施方案中，显示器14包括偏振片64(例如，圆偏振片)。偏振片层64可以是包括线性偏振片和四分之一波片的圆偏振片层64。圆偏振片可减轻环境光从显示器14的反射。作为减轻环境光的反射的后果，偏振片64还减轻由显示器14中的LED 22发射的显示光的亮度。因此，为了提高显示器的效率，有时可省略偏振片64。在(例如，图33所示的)这种类型的布置中，在LED 22和显示器覆盖层66之间不存在偏振片。这些类型的显示器可称为无偏振片显示器。
图33是无偏振片显示器的横截面侧视图。如图33所示，显示器的布置类似于先前描述的具有偏振片的显示器。应当指出的是，为了简洁起见，本文可省略已经结合另一个附图描述的部件的描述。
在图33中，LED 22形成在间隔部70上并且可被漫射体68横向地环绕。在平面化层58和阴极线C上方形成不透明遮蔽层60。不透明遮蔽层具有开口，以允许来自LED 22的光穿过以到达观看者。在不透明遮蔽层60的开口中形成附加漫射体78(有时称为顶部漫射体)。
除漫射体78之外，每个LED 22可由滤色器层114覆盖。滤色器层114可减轻从漫射体78和/或LED 22进行的不期望环境光反射，同时仍然使由LED 22发射的光穿过。例如，如果LED 22发射红光，则滤色器层114可以是在使红光穿过的同时阻挡其他颜色的光的红色滤色器层。如果LED 22发射蓝光，则滤色器层114可以是在使蓝光穿过的同时阻挡其他颜色的光的蓝色滤色器层。如果LED 22发射绿光，则滤色器层114可以是在使绿光穿过的同时阻挡其他颜色的光的绿色滤色器层。
图34是图33的无偏振片显示器中的像素的顶视图。如图所示，漫射体78与LED 22重叠。然后在LED 22和顶部漫射体78两者的顶部上形成滤色器层114。
在图33和图34中，漫射体68被图案化为不存在于围绕无机发光二极管的区域之外。例如，这可允许通过显示器到显示器下方的光学传感器的更高透射率。该示例仅仅是例示性的。在另一个可能布置中，漫射体68可以是在整个平面化层58上跨显示器延伸的毯式层。换句话讲，全部平面化层58可包括嵌入的纳米粒子，使得全部平面化层58用作漫射体层。在本文具有侧面漫射体68的所有无偏振片显示器中，侧面漫射体可被图案化为仅包括在围绕无机发光二极管的区域中(如在图33中)，或者侧面漫射体可以是完全覆盖显示器的毯式层(例如，全部平面化层58用作漫射体层)。
在另一个可能布置中，可针对无偏振片显示器中的每个LED包括冗余LED。图35是具有冗余LED的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。如图所示，在绝缘层56的上表面上形成第一间隔部70-1和第二间隔部70-2。第一LED 22-1形成在间隔部70-1的上表面上，并且第二LED 22-2形成在间隔部70-2的上表面上。LED 22-1和LED 22-2中的每一个LED可电连接到阴极线C。
包括冗余LED可允许LED 22中制造误差的可能性。换句话讲，LED 22的制造过程可能导致小百分比的LED 22不可操作。如果LED中的一个LED不可操作，则冗余LED可代替地用于显示器14(在冗余LED可操作的可能情况下)。LED 22-1和LED 22-2因此可以是相同颜色的LED(例如，均被配置为发射红光、均被配置为发射绿光、均被配置为发射蓝光等)。
如图35所示，漫射体68可插置在LED 22-1和LED 22-2之间以及围绕LED 22-1和LED 22-2的周边形成。在LED 22-1和LED 22-2上方形成不透明遮蔽层60中的单个开口。顶部漫射体78形成在开口中并且与LED 22-1和LED 22-2两者重叠。滤色器层114与顶部漫射体78重叠。滤色器层114可减轻从漫射体78和/或LED 22-1和LED 22-2进行的不期望环境光反射，同时仍然使由LED发射的光穿过。
在图35中，不透明遮蔽层60具有(在Z方向上)与LED 22-1和LED 22-2两者重叠的开口。该示例仅仅是例示性的。在图36所示的另一个可能布置中，可使用动态光刻工艺来覆盖未使用的冗余LED。换句话讲，可测试LED 22以验证哪些LED运转正常。一旦确认LED中的一个LED运转正常(例如，图36中的LED 22-2)，不透明遮蔽层60可被图案化为覆盖未使用的LED(例如，图36中的LED 22-1)。
还可使用动态光刻工艺来形成顶部漫射体78和滤色器层114。因此，漫射体78形成在不透明遮蔽层60中的开口中(与LED 22-2重叠但不与LED 22-1重叠)。类似地，滤色器层114被图案化以与LED 22-2重叠而不与LED 22-1重叠。
如果需要，为了简化滤色器层的沉积过程，滤色器层可与LED 22-1和LED 22-2两者重叠(即使仅LED 22-2通过不透明遮蔽层开口发射光)。如图37所示，顶部漫射体78形成在不透明遮蔽层60中的开口中(并且与LED 22-2重叠但不与LED 22-1重叠)。然而，滤色器层114形成在不透明遮蔽层60和顶部漫射体78上方，并且与LED 22-1和LED 22-2两者重叠。换句话讲，不透明遮蔽层60和顶部漫射体78是使用动态光刻工艺形成的，而滤色器层114不是使用动态光刻工艺形成的。
图38中示出了用于无偏振片显示器的另一个可能布置。如图所示，使用两个不透明遮蔽层来代替图38中的一个不透明遮蔽层。顶部漫射体78形成在开口中，该开口形成在不透明遮蔽层60-1和60-2两者中。滤色器层114形成在顶部漫射体78和不透明遮蔽层60-1的上表面上方。如图38所示，第一不透明遮蔽层60-1形成在第二不透明遮蔽层60-2上。第二不透明遮蔽层60-2形成在平面化层58上(具有居间阴极线C)。不透明遮蔽层60-1可具有与平面化层62的折射率类似的折射率。例如，层60-1的折射率和层62的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。不透明遮蔽层60-2可具有与平面化层58的折射率类似的折射率。例如，层60-2的折射率和层58的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。平面化层62的折射率可低于平面化层58的折射率。因此，不透明遮蔽层60-1的折射率可低于不透明遮蔽层60-2的折射率。层60-1的折射率和层60-2的折射率的差值可大于0.5、大于0.3、大于0.2、大于0.1、大于0.05、大于0.01等。
图38中的不透明遮蔽层60-1和60-2均可由嵌入在有机树脂中的炭黑粒子形成。在一个例示性布置中，不透明遮蔽层60-2的光密度可大于不透明遮蔽层60-1的光密度(例如，大于10％、大于20％、大于50％、大于100％、大于200％等)。不透明遮蔽层60-1的总透射率可大于5％、大于15％、大于25％、大于40％、大于50％、大于70％等。不透明遮蔽层60-2的总透射率可小于3％、小于5％、小于10％、小于25％等。不透明遮蔽层60-1和60-2之间的总透射率的差值可大于5％、大于15％、大于25％、大于40％、大于50％、大于70％等。作为一个具体示例，层62可具有1.4的折射率。层60-1可具有1.6的折射率。层60-2可具有1.7的折射率。层62可具有1.8的折射率。降低不透明遮蔽层60-1的光密度允许层60-1的折射率相对于层60-2降低。
在图39所示的另一个可能布置中，在无偏振片显示器中，平面化层62可分成两个层。第一层62-2可定位在LED 22和第二层62-1之间。平面化层62-2可具有小于1.5、小于1.45、小于1.4、小于1.35、小于1.3等的折射率。平面化层62-1可具有大于层62-2的折射率(例如，至少0.05、至少0.1、至少0.15、至少0.2、至少0.3等)的折射率。平面化层62-1可具有大于1.4、大于1.5、大于1.6、大于1.7等的折射率。
为了从发光二极管提取光(并且由此提高显示器的效率)，可在发光二极管上方形成一个或多个微透镜。在图39中，微透镜74形成在平面化层62-2的上表面上的不透明遮蔽层60(和对应LED 22)中的开口上方。微透镜74可由无机材料或有机材料形成。微透镜74可具有大于1.4、大于1.5、大于1.7、大于1.9、大于2.0、小于2.2、小于2.0、小于1.8、小于1.6等的折射率。在图39中，平面化层62-2插置在滤色器114和微透镜74之间。平面化层62-2适形于滤色器114的上表面和边缘。
图39中的微透镜74形成在平面化层62-2上的示例仅仅是例示性的。在图40所示的另一个可能布置中，在无偏振片显示器中，微透镜74直接适形于滤色器层114的上表面和边缘。
在图41所示的用于无偏振片显示器的另一个可能布置中，滤色微透镜74-CF形成在顶部漫射体78上方。滤色微透镜74-CF可具有弯曲的上表面(类似于先前讨论的微透镜)。附加地，微透镜74-CF在透射来自重叠的LED 22的光的同时阻挡其他颜色的光。如果LED 22发射红光，则微透镜74-CF可以是在使红光穿过的同时阻挡其他颜色的光的红色滤色器层。如果LED 22发射蓝光，则微透镜74-CF可以是在使蓝光穿过的同时阻挡其他颜色的光的蓝色滤色器层。如果LED 22发射绿光，则微透镜74-CF可以是在使绿光穿过的同时阻挡其他颜色的光的绿色滤色器层。当微透镜74-CF用作滤色器时，可省略专用滤色器114(例如，来自图40)。微透镜74-CF可由无机材料或有机材料形成。微透镜74-CF可具有大于1.4、大于1.5、大于1.7、大于1.9、大于2.0、小于2.2、小于2.0、小于1.8、小于1.6等的折射率。
在图42所示的另一个可能布置中，滤色微透镜也用作漫射微透镜。换句话讲，纳米粒子(有时称为漫射纳米粒子或光散射纳米粒子)可遍布于漫射微透镜74-D。当微透镜具有滤色功能时(如在图42中)，微透镜74-D可用作漫射元件，从而允许省略专用滤色器元件114和顶部漫射体78两者。在另一个可能布置中，当微透镜74-D不具有滤色功能(例如，如在图40中)时，微透镜可用作漫射元件，从而允许省略顶部漫射体78(而滤色器层114保持存在)。微透镜74-D可由无机材料或有机材料形成。微透镜74-D可具有大于1.4、大于1.5、大于1.7、大于1.9、大于2.0、小于2.2、小于2.0、小于1.8、小于1.6等的折射率。
在图33至图41中，顶部漫射体78被图案化为在每个LED 22上方形成分立的贴片。该示例仅仅是例示性的。在这些布置中的任何布置中，顶部漫射体78可代替地形成为跨整个显示器形成的毯式层。图43是具有顶部漫射体78的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图。如图43所示，漫射体78跨显示器的宽度形成(并且与显示器中的多个LED重叠)。不透明遮蔽层60形成在顶部漫射体78上方，使得漫射体78插置在平面化层58和不透明遮蔽层60之间。滤色器层114形成在LED 22和顶部漫射体78上方的不透明遮蔽层开口中。
在图33至图43中，LED 22可通过它们的侧壁(例如，平行于XY平面)发射一些光。因此，包括漫射体68以通过不透明遮蔽层开口将这些侧发射重定向到观看者。该LED布置仅仅是例示性的。
在图44所示的另一个可能布置中，每个LED 22可具有反射侧壁。LED的反射侧壁确保所有LED光在正Z方向上朝向观看者发射。因此，图33至图43的漫射体68可被省略，并且不透明遮蔽层60可被图案化为适形于LED 22的侧面。如图44所示，平面化层58可覆盖(并且横向地环绕)间隔层70以及任选地LED 22的部分。不透明遮蔽层60形成在平面化层58上。不透明遮蔽层可直接接触LED 22的侧壁。不透明遮蔽层60可完全横向地环绕(例如，在XY平面内)LED 22。
利用图44的布置类型，减轻了LED 22和不透明遮蔽层开口(其可存在于图33至图43中)之间的失准。这可减轻显示器中的可见伪影并且提高易制性。图44的显示器是无偏振片显示器。因此，漫射体78和滤色器元件114形成在LED 22上方。
图44中的LED布置(其中LED具有反射侧壁以防止侧面发射)可称为晶片上杯状(CoW)LED布置。一般来讲，前述显示器布置中的任何前述显示器布置(例如，顶部漫射体布置、滤色器元件布置、不透明遮蔽层布置、微透镜布置等)可用在具有晶片上杯状LED的显示器(具有或不具有偏振片)中。
在图44中，滤色器元件114可任选地被省略(使得LED被漫射体78重叠，但是不被滤色器元件重叠)。在另一个可能布置中，漫射体78可任选地从图44中省略(使得LED被滤色器元件114重叠，但是不被漫射体重叠)。
在先前的实施方案中，滤色器元件114由过滤光的同质材料形成。该示例仅仅是例示性的。在图45所示的另一个可能布置中，显示器14可包括在LED 22上方的具有量子点122的量子点层120(来代替滤色器层或作为滤色器层的附加)。量子点层120包括分布在主体材料(例如，透明主体材料)中的量子点122。量子点可以是红色量子点(例如，将蓝光转换为红光)和/或绿色量子点(例如，将蓝光转换为绿光)。包括如图45中的量子点层可允许在整个显示器14中使用单一颜色的LED 22。例如，可在整个显示器14中使用蓝色LED，其中LED中的一些LED被红色量子点层或绿色量子点层选择性地覆盖以允许全色发射。
在图45中，量子点层120适形于无偏振片显示器中的漫射体78。该示例仅仅是例示性的。量子点层可用在本文的显示器中的任何显示器(具有或不具有偏振片)中。具有量子点层的显示器还可包括附加结构(例如，一个或多个反射层以确保由量子点层生成的光在Z方向上朝向观看者定向)。
图46是具有漫射微透镜74-D的例示性无偏振片显示器的横截面侧视图，这些漫射微透镜形成在具有反射侧壁的LED上方。图46中的微透镜74-D还可具有滤色功能，从而允许省略专用滤色器元件114和顶部漫射体78两者。在另一个可能布置中，当微透镜74-D不具有滤色功能(例如，如在图40中)时，微透镜可用作漫射元件，从而允许省略顶部漫射体78(而滤色器层114保持存在)。微透镜74-D可由无机材料或有机材料形成。微透镜74-D可具有大于1.4、大于1.5、大于1.7、大于1.9、大于2.0、小于2.2、小于2.0、小于1.8、小于1.6等的折射率。
图46中的形成在LED 22上方的具有滤色属性的漫射微透镜的示例仅仅是例示性的。在另一个可能布置中，可在LED 22上方形成漫射滤色器(具有不形成微透镜的平面上表面)。
用于叠置部件的其他布置可用在具有LED 22的显示器中，这些LED具有反射侧壁。在图47中，漫射体78、滤色器元件114和微透镜74与LED 22重叠。微透镜74可由无机材料或有机材料形成。微透镜74可具有大于1.4、大于1.5、大于1.7、大于1.9、大于2.0、小于2.2、小于2.0、小于1.8、小于1.6等的折射率。在图48中，平面化层62分成第一层62-1和第二层62-2，其中微透镜74形成在层62-2的上表面上(例如，类似于如图39所示的)。在图49中，使用相分离不透明遮蔽层96(如结合图23所示和讨论的)。在图50中，不透明遮蔽层60分成第一不透明遮蔽层60-1和第二不透明遮蔽层60-2(如结合图20所示和讨论的)。在图50中，阴极线C形成在不透明遮蔽层60-1和60-2之间，并且漫射体78形成在不透明遮蔽层60-1中的开口中(而LED 22形成在不透明遮蔽层60-2中的开口中)。该示例仅仅是例示性的。作为一个可能的另选方案，阴极线C可代替地形成在不透明遮蔽层60-1和60-2两者下方。
在一些电子设备中，可期望诸如环境光传感器或相机的光学传感器通过通过无偏振片显示器14操作。换句话讲，光学传感器定位在无偏振片显示器14的有效区域内。环境光可穿过显示器叠堆(包括LED 22)到达传感器。在无偏振片显示器中不存在偏振片可允许更多的环境光到达传感器。
图51是与传感器重叠的无偏振片显示器的横截面侧视图。在该示例中，使用两个不透明遮蔽层60-1和60-2(如结合图21详细讨论的)。当这种类型的不透明遮蔽层形成在传感器13上方时，开口110可形成在不透明遮蔽层60-2(具有较高的不透明度)中，而不形成在不透明遮蔽层60-1(具有较低的不透明度)中。如图51所示，在不透明遮蔽层60-2中的开口110中形成不透明遮蔽层60-1。选择性地去除开口110中的不透明遮蔽层60-2的部分允许更多的环境光112到达传感器13。
如图51所示，漫射体78可形成在LED 22上方的不透明遮蔽层60-1和60-2中的开口中。然后滤色器层114形成在LED 22上方的顶部漫射体78和不透明遮蔽层60-1的上表面上。
开口110可被定位成与显示器叠堆的具有最高透射率的部分(例如，具有最少背板金属72的部分)重叠。开口110可定位在绝缘层56的具有最低密度背板金属72的部分上方。在不透明遮蔽层不阻挡环境光(例如，在开口区110中)的情况下，到达传感器13的环境光的量大得多。例如，图51中的LED和开口可布置有如图29所示的占有面积。
在图51的布置中，顶部漫射体78被图案化为在LED 22上方形成贴片。该示例仅仅是例示性的。在另选布置(例如，类似于如图30所示的)中，漫射体形成为跨显示器的毯式层，其中选择性地去除光传感器13和开口110之间的部分。一般来讲，对于本文讨论的布置中的任何布置，可使用毯式漫射体层(其中在传感器上方任选去除)来代替图51所示的图案化顶部漫射体。
图52是用于与传感器重叠的无偏振片显示器的另一个布置的横截面侧视图。在该示例中，在平面化层62和58之间形成(例如，结合图22所示出和讨论的类型的)低光密度不透明遮蔽层94。不透明遮蔽层94可具有与平面化层62的折射率类似的折射率。例如，不透明遮蔽层94的折射率和层62的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。不透明遮蔽层94的总透射率可大于5％、大于15％、大于25％、大于40％、大于50％、大于70％等。层94的总厚度可大于1微米、大于2微米、大于3微米、大于4微米等。图52中的低光密度不透明遮蔽层94的不透明度可足够低，以允许环境光112穿过显示器叠堆到达传感器13。因此，在低光密度不透明遮蔽层94中不需要开口110(来自图51)。图52中的滤色器层114形成在顶部漫射体78和低光密度不透明遮蔽层94的上表面上。
图53至图56示出了与光学传感器重叠的无偏振片显示器的附加例示性布置。在图53至图56中的每一个图中，LED 22可具有反射侧壁(在晶片上杯状布置中)。在图53的示例中，开口110形成在传感器13上方的不透明遮蔽层60中。开口110可定位在绝缘层56的具有最低密度背板金属72的部分上方。在不透明遮蔽层不阻挡环境光(例如，在开口区110中)的情况下，到达传感器13的环境光的量大得多。在图53的示例中，阴极线C形成在不透明遮蔽层60上方并且形成在开口110中。漫射体78形成在LED 22上方的阴极线C上。滤色器层114适形于漫射体78并且与漫射体78和LED 22重叠。
在图54和图55中，不透明遮蔽层分成第一层60-1和第二层60-2(如结合图21详细讨论的)。当这种类型的不透明遮蔽层形成在传感器13上方时，开口110可形成在不透明遮蔽层60-2(具有较高的不透明度)中，而不形成在不透明遮蔽层60-1(具有较低的不透明度)中。如图54所示，在不透明遮蔽层60-2中的开口110中形成不透明遮蔽层60-1。选择性地去除开口110中的不透明遮蔽层60-2的部分允许更多的环境光112到达传感器13。
在图54中，阴极线C形成在不透明遮蔽层60-1和60-2两者上方。因此，阴极线C插置在LED 22和顶部漫射体78之间。阴极线C在开口110上方与不透明遮蔽层60-1重叠。在图55所示的另一个可能布置中，阴极线C形成在不透明遮蔽层60-1和60-2之间。利用这种布置，LED 22被不透明遮蔽层60-2横向地环绕，而不被不透明遮蔽层60-1横向地环绕。阴极线C插置在LED 22和漫射体78之间。顶部漫射体78形成在LED 22上方的不透明遮蔽层60-1中的开口中。顶部漫射体78被不透明遮蔽层60-1横向地环绕，而不被不透明遮蔽层60-2(在共用平面内)横向地环绕。滤色器层114形成在顶部漫射体78和不透明遮蔽层60-1的上表面上。
图56是用于具有LED的无偏振片显示器的另一个布置的横截面侧视图，这些LED具有反射侧壁。在该示例中，在平面化层62和58之间形成(例如，结合图22所示出和讨论的类型的)低光密度不透明遮蔽层94。不透明遮蔽层94可具有与平面化层62的折射率类似的折射率。例如，不透明遮蔽层94的折射率和层62的折射率之间的差值可小于0.3、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。不透明遮蔽层94的总透射率可大于5％、大于15％、大于25％、大于40％、大于50％、大于70％等。层94的总厚度可大于1微米、大于2微米、大于3微米、大于4微米等。图56中的低光密度不透明遮蔽层94的不透明度可足够低，以允许环境光112穿过显示器叠堆到达传感器13。因此，在低光密度不透明遮蔽层94中不需要开口110(例如，来自图53)。图56中的阴极线C形成在LED 22和低光密度不透明遮蔽层94的上表面上。顶部漫射体78形成在阴极线C上的LED 22上方。滤色器层114适形于顶部漫射体78并且与LED 22重叠。
要重申的是，本文所述的结构/布置中的每一个结构/布置可以任何期望组合用在单个显示器中。
在一些显示器中，每个彩色LED可具有相同的布置(例如，不透明遮蔽层、顶部漫射体、微透镜、滤色器层等的布置)。在另一个可能实施方案中，不同颜色的LED可具有不同的布置。例如，显示器中的绿色LED可被相应微透镜重叠，而红色LED和蓝色LED不被微透镜重叠。一般来讲，每种颜色的LED可具有本文所述的布置中的任何布置。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括：无机发光二极管阵列；显示器覆盖层，该显示器覆盖层与该无机发光二极管阵列重叠；圆偏振片，该圆偏振片插置在该无机发光二极管阵列和该显示器覆盖层之间；以及多个漫射体，每个漫射体横向地环绕至少一个相应无机发光二极管。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：不透明遮蔽层，该不透明遮蔽层具有与这些无机发光二极管重叠的开口。
根据另一个实施方案，该无机发光二极管阵列包括红色无机发光二极管、绿色无机发光二极管和蓝色无机发光二极管，这些红色无机发光二极管中的每一个红色无机发光二极管被该不透明遮蔽层中具有第一面积的相应开口重叠，这些绿色无机发光二极管中的每一个绿色无机发光二极管被该不透明遮蔽层中具有第二面积的相应开口重叠，这些蓝色无机发光二极管中的每一个蓝色无机发光二极管被该不透明遮蔽层中具有第三面积的相应开口重叠，该第二面积大于该第一面积，并且该第一面积大于该第三面积。
根据另一个实施方案，该无机发光二极管阵列包括相同颜色的无机发光二极管对。
根据另一个实施方案，该不透明遮蔽层中的每个开口与相应无机发光二极管对重叠。
根据另一个实施方案，该不透明遮蔽层中的每个开口与相应无机发光二极管对中的这些无机发光二极管中的一个而不是两个无机发光二极管重叠。
根据另一个实施方案，每个漫射体横向地环绕相应无机发光二极管对的周边，并且每个漫射体包括插置在该相应无机发光二极管对之间的部分。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：第一平面化层，该第一平面化层与该无机发光二极管阵列重叠；以及第二平面化层，该第二平面化层与该无机发光二极管阵列重叠，该第二平面化层插置在该第一平面化层和该无机发光二极管阵列之间。
根据另一个实施方案，该第二平面化层具有比该第一平面化层低的折射率。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：多个微透镜，每个微透镜在相应无机发光二极管上方形成在该第二平面化层的上表面上。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：多个微透镜，每个微透镜与相应无机发光二极管重叠。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：多个附加漫射体，每个附加漫射体与相应无机发光二极管重叠。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：附加漫射体，该附加漫射体与该无机发光二极管阵列中的多个无机发光二极管重叠。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：第一平面化层，该第一平面化层与该无机发光二极管阵列共面；第一不透明遮蔽层，该第一不透明遮蔽层形成在该第一平面化层上，该第一不透明遮蔽层具有与这些无机发光二极管重叠的开口，并且该第一不透明遮蔽层形成在第一平面中；第二平面化层，该第二平面化层形成在该第一不透明遮蔽层上方；以及第二不透明遮蔽层，该第二不透明遮蔽层形成在该第二平面化层上，该第二不透明遮蔽层形成在与该第一平面平行的第二平面中。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：第一平面化层，该第一平面化层与该无机发光二极管阵列共面；第一不透明遮蔽层，该第一不透明遮蔽层形成在该第一平面化层上，该第一不透明遮蔽层具有与这些无机发光二极管重叠的开口；第二平面化层，该第二平面化层形成在该第一不透明遮蔽层上方；以及第二不透明遮蔽层，该第二不透明遮蔽层与该第一不透明遮蔽层正交并且延伸穿过该第二平面化层。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：基板；像素控制电路，这些像素控制电路安装在该基板上；第一平面化层，该第一平面化层位于该基板上，横向地环绕这些像素控制电路；至少一个绝缘层，该至少一个绝缘层形成在该第一平面化层上；背板金属，该背板金属形成在该至少一个绝缘层中；多个间隔层，每个无机发光二极管安装在相应间隔层上；第二平面化层，该第二平面化层与该多个间隔层和该无机发光二极管阵列共面；以及第三平面化层，该第三平面化层插置在该至少一个绝缘层和该第二平面化层之间。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：基板；像素控制电路，这些像素控制电路安装在该基板上；第一平面化层，该第一平面化层位于该基板上，横向地环绕这些像素控制电路；至少一个绝缘层，该至少一个绝缘层形成在该第一平面化层上；背板金属，该背板金属形成在该至少一个绝缘层中；多个间隔层，每个无机发光二极管安装在相应间隔层上；以及第二平面化层，该第二平面化层与该多个间隔层和该无机发光二极管阵列共面，该至少一个绝缘层插置在该第一平面化层和该第二平面化层之间，并且该至少一个绝缘层具有大于3微米的总厚度。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：第一不透明遮蔽层；以及第二不透明遮蔽层，该第二不透明遮蔽层形成在该第一不透明遮蔽层上并且具有与该第一不透明遮蔽层不同的至少一种属性。
根据另一个实施方案，该第二不透明遮蔽层具有与该第一不透明遮蔽层不同的折射率和与该第一不透明遮蔽层不同的透射率。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：不透明遮蔽层，该不透明遮蔽层与无机发光二极管之间的区重叠；以及滤色器层，该滤色器层在这些无机发光二极管之间的区中与该不透明遮蔽层重叠。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：不透明遮蔽层，该不透明遮蔽层与无机发光二极管之间的区重叠，该不透明遮蔽层具有大于25％的透射率和大于3微米的厚度。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：不透明遮蔽层，该不透明遮蔽层与无机发光二极管之间的区重叠，该不透明遮蔽层具有从上表面朝向下表面逐渐变化的折射率。
根据另一个实施方案，每个无机发光二极管具有波纹形上表面。
根据另一个实施方案，每个无机发光二极管具有非平面且反射的下表面。
根据另一个实施方案，该电子设备包括：光学传感器，该光学传感器被该无机发光二极管阵列的至少一部分重叠。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括：无机发光二极管阵列；显示器覆盖层，该显示器覆盖层与该无机发光二极管阵列重叠；圆偏振片，该圆偏振片插置在该无机发光二极管阵列和该显示器覆盖层之间；以及不透明遮蔽层，该不透明遮蔽层形成在该无机发光二极管阵列上方，该不透明遮蔽层具有开口，每个开口与相应无机发光二极管重叠，该不透明遮蔽层具有上表面和下表面，该上表面插置在该圆偏振片和该下表面之间，并且该不透明遮蔽层具有从该上表面朝向该下表面逐渐增大的折射率。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括：无机发光二极管阵列；显示器覆盖层，该显示器覆盖层与该无机发光二极管阵列重叠；圆偏振片，该圆偏振片插置在该无机发光二极管阵列和该显示器覆盖层之间；第一不透明遮蔽层，该第一不透明遮蔽层形成在该无机发光二极管阵列上方；以及第二不透明遮蔽层，该第二不透明遮蔽层形成在该第一不透明遮蔽层上方，该第二不透明遮蔽层具有比该第一不透明遮蔽层低的折射率。
前文仅为例示性的，并且在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下，本领域的技术人员可作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (22)

1.一种电子设备，包括：
无机发光二极管阵列；
显示器覆盖层，所述显示器覆盖层与所述无机发光二极管阵列重叠，其中，没有偏振器层与所述无机发光二极管阵列重叠；
多个第一漫射体，其中每个第一漫射体横向地环绕至少一个相应无机发光二极管；和
多个第二漫射体，其中每个第二漫射体与至少一个相应无机发光二极管重叠。
2.根据权利要求1中所述的电子设备，还包括：
不透明遮蔽层，所述不透明遮蔽层具有与所述无机发光二极管重叠的开口，其中所述无机发光二极管阵列包括相同颜色的无机发光二极管对。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述不透明遮蔽层中的每个开口与相应无机发光二极管对重叠。
4.根据权利要求3中所述的电子设备，还包括：
多个滤色器层，其中每个滤色器层与相应无机发光二极管对重叠，并且其中每个第二漫射体与相应无机发光二极管对重叠。
5.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述不透明遮蔽层中的每个开口与相应无机发光二极管对中的无机发光二极管中的一个而不是两个无机发光二极管重叠。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，每个第二漫射体与相应无机发光二极管对中的无机发光二极管中的一个而不是两个无机发光二极管重叠。
7.根据权利要求6中所述的电子设备，还包括：
多个滤色器层，其中每个滤色器层与相应无机发光二极管对中的无机发光二极管中的一个而不是两个无机发光二极管重叠。
8.根据权利要求6中所述的电子设备，还包括：
多个滤色器层，其中每个滤色器层与相应无机发光二极管对中的两个无机发光二极管重叠。
9.根据权利要求2所述的电子设备，其中，每个第一漫射体横向地环绕相应无机发光二极管对的周边，并且其中每个第一漫射体包括插置在所述相应无机发光二极管对之间的部分。
10.根据权利要求1中所述的电子设备，还包括：
第一不透明遮蔽层；和
第二不透明遮蔽层，所述第二不透明遮蔽层形成在所述第一不透明遮蔽层上并且具有与所述第一不透明遮蔽层不同的至少一种属性。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第二不透明遮蔽层具有与所述第一不透明遮蔽层不同的折射率和与所述第一不透明遮蔽层不同的透射率。
12.根据权利要求1中所述的电子设备，还包括：
多个滤色器元件，其中每个滤色器元件与至少一个相应无机发光二极管以及至少一个第二漫射体重叠。
13.根据权利要求1中所述的电子设备，还包括：
多个微透镜，其中每个微透镜与相应无机发光二极管重叠。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中，每个微透镜是滤色微透镜。
15.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述第二漫射体包括漫射微透镜。
16.根据权利要求1中所述的电子设备，还包括：
光学传感器，所述光学传感器被所述无机发光二极管阵列的至少一部分重叠。
17.一种电子设备，包括：
无机发光二极管阵列，其中每个无机发光二极管具有反射侧壁；
显示器覆盖层，所述显示器覆盖层与所述无机发光二极管阵列重叠，其中，没有偏振器层与所述无机发光二极管阵列重叠；
多个漫射体，其中每个漫射体与至少一个相应无机发光二极管重叠；和
多个滤色器元件，其中每个滤色器元件与至少一个相应无机发光二极管以及至少一个漫射体重叠。
18.根据权利要求17所述的电子设备，还包括多个微透镜，其中每个微透镜与至少一个相应无机发光二极管重叠。
19.权利要求17中所述的电子设备，还包括：
不透明遮蔽层，所述不透明遮蔽层具有与所述无机发光二极管重叠的开口，其中所述不透明遮蔽层和所述无机发光二极管阵列共面。
20.根据权利要求17中所述的电子设备，还包括：
光学传感器，所述光学传感器被所述无机发光二极管阵列的至少一部分重叠。
21.一种电子设备，包括：
无机发光二极管阵列，其中每个无机发光二极管具有反射侧壁；
显示器覆盖层，所述显示器覆盖层与所述无机发光二极管阵列重叠，其中，没有偏振器层与所述无机发光二极管阵列重叠；
多个漫射体，其中每个漫射体与至少一个相应无机发光二极管重叠；和
多个量子点层，其中每个量子点层与至少一个相应无机发光二极管以及至少一个漫射体重叠。
22.一种电子设备，包括：
无机发光二极管阵列；
显示器覆盖层，所述显示器覆盖层与所述无机发光二极管阵列重叠；
圆形偏振器，所述圆形偏振器被插置在所述无机发光二极管阵列与所述显示器覆盖层之间；和
多个漫射体，其中每个漫射体横向地围绕至少一个相应无机发光二极管。
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