200939174 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 * 本發明涉及一種顯示裝置，尤其係一種全彩固態發光 ' 元件顯示裝置。 【先前技術】 目前，發光二極體（Light Emitting Diode，LED)作為一 種固態發光元件，因其具功耗低、壽命長、體積小及亮度
高等特性而可用於構建LED顯示裝置之畫素單元，可參見 A v Atsushi Okuno 等人於 2003 IEEE Electronic Components and
Technology Conference 上發表之 “ Unique White LED «
Packaging Systems” 一文。 先前之全彩發光二極體顯示裝置（Full Color LED Display)通常包括複數個以行列方式排佈之畫素單元，各畫 素單元分別包括紅、綠及藍三色發光二極體。經由控制各 畫素單元之發光二極體之點亮及關閉狀態，可最終達到顯 ❹示畫面之效果。然而，各個畫素單元之複數個發光二極體 受激產生的光之自混光程度並不高，使得全彩發光二極體 顯示裝置之整體色彩表現度較差，導致顯示效果不佳。 因此，有必要提供一種發光二極體顯示裝置，其具有 較佳之顯示效果。 【發明内容】 下面將以實施例說明一種發光二極體顯示裝置，其可 具有較佳之顯示效果。 一種發光二極體顯示裝置，其包括一線路板以及複數 7 200939174 _ 個以行列方式排佈之畫素單元，每一畫素單元包括： \ 複數個發光二極體，其包括至少一紅光發光二極體、 至少一綠光發光二極體以及至少一藍光發光二極體，該複 數個發光二極體設置於線路板上且與線路板電性連接； 一混光元件，用以對該複數個發光二極體受激產生之 紅、綠及藍三色光進行混光；以及 一光學修正元件，其設置於混光元件之出光側，用以 A對從混光元件之出光側出射之光進行光路修正。 〇 相對於先前技術，該發光二極體顯示裝置針對每一晝 素單元設置一混光元件及一光學修正元件，利用該混光元 件對相對應之複數個發光二極體受激所產生之三色光進行 混光以改善混光效果，再經由光學修正元件對從混光元件 出射之光作進一步之光路修正，例如修正各晝素單元最終 出射之光的光型等特性。因此，該發光二極體顯示裝置可 具更好之顯示效果。 〇【實施方式】 下面將結合附圖對本發明實施例作進一步之詳細說 明。 參見圖1及圖2,本發明第一實施例提供之一種發光二 極體顯示裝置100，其包括：一個線路板110以及複數個畫 素單元130;每一畫素單元130包括複數個發光二極體 132、一個混光元件134以及一個光學修正元件136。複數 個發光二極體132設置於線路板110上且與線路板110電 性連接，混光元件134用以對複數個發光二極體132受激 8 200939174 '產生之三色光進行混光，光學修正元件136設置於混光元 ‘件134之出光側，用以對從混光元件134出射之光進行光 路修正以使其之光型變窄。 * 複數個發光二極體132包括至少一個紅光（R)發光二極 體、至少一個綠光（G)發光二極體以及至少一個藍光（B)發光 二極體，該複數個（例如九個）發光二極體132可為封農之 (packaged)紅、綠及藍三色發光二極體之組合，或者紅、綠 及藍三色發光二極體晶片之組合且封裝於同一個封裝透鏡 〇 中。線路板110上可設置有被動元件如電阻、電感、及/或 電容等，或是主動元件如電晶體等，用以調整提供給發光 二極體132之電流。線路板11〇可為印刷電路板（printed circuit board，PCB)或是金屬芯電路板（metal core PCB)。 混光元件134為一個光導管（light pipe)。光導管之外形 可為圓形（如圖1所示）、或者正方形等多邊形，其可為一實 心結構或者一中空結構（如圖2所示）。複數個發光二極體 〇 132鄰近光導管之入光面1341設置，其受激產生之紅、綠 及藍三色光經由光導管之入光面1341進入其内且於光導管 内發生全反射而達到較佳之混光效果，最後經由光導管之 出光面1343出射。 光學修正元件136為一個聚光透鏡，其位於光導管之 出光側且鄰近光導管之出光面1343設置，並可經由折射率 匹配（index matching)膠（圖中未示出）黏附於光導管之出光 面1343上。聚光透鏡會聚從光導管之出光面1343出射之 光，以修正該出射光之光路使出射光之光型變窄，從而可 200939174 使得相鄰兩個畫素單元130之間的干涉降低，進而增加整 個發光二極體顯示裝置100之解析度。 較佳者，參見圖3，可將混光元件134之出光面1343 設置成為一斜面；斜面設計可避免從出光面1343出射之部 分光向上出射而超出觀察者之視角範圍進而成為無用光， 其可將該部分光偏轉為向下出射以提高光之利用效率。 參見圖4,本發明第二實施例提供之一種發光二極體顯 ❹示裝置200,其包括：一個線路板110以及複數個晝素單元 230，每一晝素單元230包括複數個發光二極體132、一個 混光元件234以及一個光學修正元件236。複數個發光二極 體132設置於線路板110上且與線路板110電性連接，混 光元件234用以對複數個發光二極體132受激產生之三色 光進行混光，光學修正元件236設置於混光元件234之出 光側，用以對從混光元件234出射之光進行光路修正以使 其平行化。 ❹ 混光元件234為一個橢圓反射罩，其具有一個第一焦 點2341及一個第二焦點2343。複數個發光二極體132設置 於橢圓反射罩之第一焦點2341位置，其受激產生之紅、綠 及藍三色光於橢圓反射罩内經由反射進行混光後會聚於第 二焦點2343位置。 光型修正元件236為一個抛物面反射罩，其位於橢圓 反射罩之出光側。抛物面反射罩具有一個拋物面焦點，其 與橢圓反射罩之第二焦點2343之位置相同。因此，會聚於 橢圓反射罩之第二焦點2343(亦係抛物面反射罩之拋物面 10 200939174 焦點）位置之光將經由拋物面反射罩之反射作用而最終以平 行光出射；至此，拋物面反射罩達成光路修正功能且使出 射光之光型變窄。 參見圖5及圖6,本發明第三實施例提供之一種發光二 極體顯示裝置300，其包括：一個線路板110以及複數個畫 素單元330;每一晝素單元330包括複數個發光二極體 132、一個混光元件334以及一個光學修正元件336。複數 •個發光二極體132設置於線路板110上且與線路板110電 性連接，混光元件334用以對複數個發光二極體132受激 產生之三色光進行混光，光學修正元件336設置於混光元 件334之出光側，用以對從混光元件334出射之光進行光 路修正以使其之光型變窄。 混光元件334為一個透鏡陣列（lens array)，其包括複數 個陣列排佈之微透鏡（如圖6所示）；每一微透鏡為一凹凸雙 柱面透鏡，其具有兩個軸向成一預設夾角（例如90度）之柱 ❹面。當然，該微透鏡亦可為雙凸雙柱面透鏡或平凸單柱面 透鏡。複數個發光二極體132位於透鏡陣列之入光面 3341，其受激產生之紅、綠及藍三色光經由透鏡陣列多點 成像而混光，且混光後從透鏡陣列之出光面3343出射。 光型修正元件336為一個聚光透鏡，其位於透鏡陣列 之出光側且鄰近透鏡陣列之出光面3343設置。聚光透鏡會 聚從透鏡陣列之出光面3343出射之光，以修正該出射光之 光路使出射光之光型變窄，從而可使得相鄰兩個晝素單元 330之間的干涉降低，進而增加整個發光二極體顯示裝置 11 200939174 300之解析度。 參見圖7,本發明第四實施例提供之一種發光二極體顯 示裝置400,其包括：一個線路板110以及複數個畫素單元 430，每一晝素單元430包括複數個發光二極體132、一個 混光元件434以及一個光學修正元件436。複數個發光二極 體132設置於線路板110上且與線路板110電性連接，混 光元件434用以對複數個發光二極體132受激產生之三色 A光進行混光，光學修正元件436設置於混光元件434之出 〇 光侧，用以對從混光元件434出射之光進行光路修正以使 偏轉向下出射。 « 混光元件 434 為一個全反射（total internal reflection, TIR)透鏡，複數個發光二極體132位於全反射透鏡之入光 面4341，其受激產生之紅、綠及藍三色光穿透全反射透鏡 之入光面4341進入全反射透鏡内並經由全反射透鏡之連接 入光面4341與出光面4343之碗狀弧面反射後混光，混光 ❹後從出光面4343出射。本實施例中，全反射透鏡還具有縮 小複數個發光二極體132之光線角度之功用。 光學修正元件436為一個微結構陣列，其位於全反射 透鏡之出光側。微結構陣列包括複數個微結構，每一微結 構可為一柱狀直角三角形，其高度Η小於300微米（Am)， 相鄰兩個微結構之間的間距Ρ小於400微米。從混光元件 434之出光面4343出射之光經由微結構陣列之偏轉作用向 下偏轉出射，從而可避免光線向上出射成為無用光。 參見圖8,本發明第五實施例提供之一種發光二極體顯 12 200939174 示裝置500,其包括：一個線路板110以及複數個畫素單元 .530，每一晝素單元530包括複數個發光二極體I32、一個 混光元件534以及一個光學修正元件536。複數個發光二極 體132設置於線路板上且與線路板I10電性連接’混 光元件534用以對複數個發光二極體132受激產生之三色 光進行混光，光學修正元件536設置於混光元件534之出 光側，用以對從混光元件534出射之光進行光路修正以使 φ偏轉向下出射。 混光元件534為一個光擴散板（diffuser)，其包括一個 透明本體以及分佈於透明本體内之散射粒子。透明本體之 * 材料可為聚碳酸醋（polycarbonate，PC)、壓克力（polymethyl methacrylate, PMMA)、玻璃等折射率大於1.4之材料；散 射粒子之粒徑尺寸可選為小於500微米，其材料可為二氧 化欽（Ti02)、聚碳酸醋、壓克力、溶融之石英（fused silica)、 氧化鋁（A1203)或氧化鎂（MgO)等透明材料。複數個發光二 〇極體132位於光擴散板之入光面5341，其受激產生之紅、 綠及藍三色光穿透光擴散板之入光面5341進入光擴散板内 並經由散射粒子之散射作用而混光，混光後從出光面5343 出射。可理解的是，光擴散板亦可不設置散射粒子，而係 將其入光面5341作粗縫化（roughening)處理，其同樣可達成 混光之目的。 光學修正元件536為一微結構陣列，其位於全反射透 鏡之出光側。微結構陣列包括複數個微結構，每一微結構 可為一柱狀直角三角形，其高度Η小於300微米（以m)，相 13 200939174 鄰兩個微結構之間的間距P小於微米。從混光 ^出光面洲出射之光經由微結構陣列之偏轉作用: 轉出射，從而可避免光線向上出射成為無用光。 卜偏 另外’需要指明的是，前述實施例中之混光 !=元件可為-體成型結構，亦可為分離設置之結構 則边實施例中之發光二極體顯示裝置之複數個晝素單元之 ❾ 2光元件可整合在-起且以行財式排佈，❹採用射出 成^式，亦可為相互分離設置。同樣的，發光二極體顯 不裝置之稷數個畫素單元之光學修正元件可整合在—起且 崎列方式排佈，亦可為如圖1所示之相互分離設置。每 晝素早70中之複數個發光：極體並不限於紅、綠及藍三 j色發光二極體之組合’其亦可本領域技術人員悉知的其 他原色光發光二極體之組合。 4上所述’本發g㈣已符合發明專利之要件，遂依法 ^出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 工『自不▲以此限制本案之中請專利範圍。舉凡熟悉本案 技藝^人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆 應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明第一實施例提供之發光二極體顯示裝置 之結構不意圖。 圖2為圖1所示發光二極體顯示装置之局部之截面示 意圖。 圖3為將圖2中之混光元件之出光面設計成斜面之戴 14 200939174 面示意圖。 圖4係本發明第二實施例提供之發光二極體顯示裝置 之局部之截面示意圖。 圖5係本發明第三實施例提供之發光二極體顯示裝置 之局部之截面示意圖。 圖6係圖5中之混光元件之立體放大示意圖。 圖7係本發明第四實施例提供之發光二極體顯示裝置 ❹之局部之截面不意圖。 圖8係本發明第五實施例提供之發光二極體顯示裝置 之局部之截面示意圖。 【主要元件符號說明】 發光二極體顯示裝置 100 ' 200 、 300 、 400 、 500 線路板 110 晝素單元 130 、 230 、 330 、 430 、 530 發光二極體 132 ❹混光元件 134 、 234 、 334 、 434 、 534 光學修正元件 136 、 236 ' 336 、 436 、 536 入光面 1341 、 3341 、 4341 、 5341 出光面 1343 、 3343 、 4343 、 5343 第一焦點 2341 第二焦點 2343 15