TW202034042A - 顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種顯示裝置包含光學構件、設置於光學構件上方的顯示面板以及設置於光學構件下方並提供第一色光至光學構件的複數個發光單元。光學構件可包含具有在厚度方向上彼此面對的上表面和下表面,在平面圖中重疊於複數個發光單元的玻璃基板;以及直接設置於上表面或下表面上,且轉換第一色光至第二色光和第三色光的量子點層。
Description
本發明之例示性實施例總體上關於一種顯示裝置,特別是一種具有經改善的顯示品質的顯示裝置。
非發光顯示裝置(non-light emitting display device),諸如液晶顯示裝置(liquid crystal display device),藉由使用提供自背光單元(backlight unit)的光來產生影像。背光單元包含複數個發光單元用以發光。複數個發光單元中的每一個包含複數個發光元件。
非發光顯示裝置包含用於改善從發光單元提供的光特性的光學構件。光學構件設置於顯示面板下方。
揭露在此背景部分中之上述資訊僅為用於了解本發明概念的背景,且因此可包含不構成先前技術的資訊。
本發明之例示性實施例係提供一種具有寬色域(wide color gamut)及高亮度(high luminance)的顯示裝置。
本發明概念的附加特徵將於下述中闡述,且部分地將從描述中為顯而易見,或可藉由本發明概念的實踐來得知。
本發明之例示性實施例係提供一種顯示裝置,其包含:光學構件;設置於光學構件上方的顯示面板;設置於光學構件下方並配置以提供第一色光至光學構件的複數個發光單元;以及容置複數個發光單元、光學構件以及顯示面板的保護構件。光學構件包含具有在厚度方向上彼此面對的上表面和下表面,且在平面圖中重疊於複數個發光單元的玻璃基板;以及直接設置於上表面或下表面上,且配置以轉換第一色光至第二色光和第三色光的量子點層。
第一色光可具有410nm至480nm的波長。
凹面圖案可被界定於玻璃基板的下表面上並朝向玻璃基板的上表面。
散射圖案可被界定於玻璃基板的上表面上。
顯示裝置可進一步包含與玻璃基板的複數個散射圖案接觸並提供平坦表面的鈍化層。
複數個發光單元中的每一個可包含電路基板以及裝設於電路基板上的複數個發光元件。
顯示裝置可進一步包含反射片,反射片設置於複數個發光單元上並界定對應於複數個發光元件的複數個開口,以及反射片可以是藍色。
複數個發光元件可獨立地被開啟和關閉。
電路基板可包含界定外表面的保護層,且保護層可以是藍色。
保護構件可包含支撐複數個發光單元的第一保護構件以及耦接至第一保護構件的第二保護構件。第一保護構件可包含底部和側壁部;以及具有發光單元的電路基板可實質上完全地覆蓋底部。
顯示裝置可進一步包含直接設置於玻璃基板的上表面或玻璃基板的下表面上的散射層,散射層包含基底樹脂層和散射粒子,散射粒子係混合於基底樹脂層中。
散射粒子可包含TiO2
、SiO2
、ZnO、Al2
O3
、BaSO4
、CaCO3
或ZrO2
。
散射粒子可具有約2或更高的折射率(refractive index)以及可具有約150nm至400nm的直徑。
顯示裝置可進一步包含直接設置於玻璃基板的上表面和玻璃基板的下表面的其中一個上的第一濾光器,量子點層不直接設置於玻璃基板上,且第一濾光器配置以阻擋第二色光和第三色光。
第一濾光器可包含複數個第一層和與複數個第一層交替設置的複數個第二層。複數個第一層的折射率可以是約1.4至1.6,且複數個第二層的折射率可以是約1.9至2.1。連續層疊的複數個第一層的其中一個和複數個第二層的其中一個可被界定為單元層,且第一濾光器可包含6至15個單元層。
顯示裝置可進一步包含直接設置於玻璃基板的上表面上且配置以阻擋第一色光的第二濾光器。量子點層直接設置於下表面上。
第二濾光器可包含複數個第一層和與複數個第一層交替設置的複數個第二層。複數個第一層的折射率可以是約1.4至1.6,且複數個第二層的折射率可以是約1.9至2.1。連續層疊的複數個第一層的其中一個和複數個第二層的其中一個可被界定為單元層,且第二濾光器可包含1至5個單元層。
顯示裝置可進一步包含直接設置於第二濾光器上的散射層,散射層包含基底樹脂層和散射粒子,散射粒子係混合於基底樹脂層中。
本發明之另一例示性實施例係提供一種顯示裝置,其包含光學構件;設置於光學構件上方的顯示面板;以及設置於光學構件下方並配置以提供第一色光至光學構件的複數個發光單元。光學構件可包含具有在厚度方向上彼此面對的上表面和下表面,且在平面圖中重疊於複數個發光單元的玻璃基板;直接設置於上表面或下表面,且配置以產生來自第一色光的第二色光和第三色光的量子點層;設置於量子點層與玻璃基板之間,且具有500nm至550nm的截止波長(cut-off wavelength)的短通濾光器;以及設置於量子點層與玻璃基板之間,且包含散射粒子的散射層。
本發明之另一例示性實施例係提供一種顯示裝置,其包含光學構件;設置於光學構件上方的顯示面板;以及設置於光學構件下方並提供第一色光至光學構件的複數個發光單元。光學構件可包含具有在厚度方向上彼此面對的上表面和下表面,且在平面圖中重疊於複數個發光單元的玻璃基板;直接設置於上表面或下表面上,且配置以轉換第一色光至第二色光和第三色光的量子點層;設置於量子點層與玻璃基板之間,且具有500nm至550nm的截止波長的短通濾光器;以及直接設置於量子點層上,且具有465nm至485nm的截通波長(cut-on wavelength)的長通濾光器。
應當理解的是,上面的概括描述以及下面的詳細描述皆是例示性與說明性的,且旨在提供所主張之發明的進一步說明。
出於解釋之目的,下述將列舉諸多具體細節以提供對本發明各種例示性實施例或實施方式透徹的理解。如本文所使用的「實施例(embodiments)」是使用本文揭露之一個或多個發明概念的裝置或方法的非限制性實例。然而,顯而易見的是,可在沒有這些具體細節或一個或多個等效佈置的情況下實踐各種例示性實施例。在其它實例中,以方塊圖的形式表示已知的結構和裝置,以避免不必要的混淆各種例示性實施例。另外,各種例示性實施例可以是不同的,但未必是排他的(exclusive)。例如,在不脫離本發明概念的情況下,可在一例示性實施例中使用或實施在另一例示性實施例中的特定形狀、配置以及特徵。
除非另有說明,否則所表示的例示性實施例應被理解為在實際上提供可實施本發明概念的一些方式的不同細節的例示性特徵。因此,除非另有說明,否則在不脫離本發明概念的情況下,各種實施例的特徵、部件、模組、層、薄膜、面板、區(region)及/或態樣等(於下文中,分別或共同稱為「元件(elements)」),可另外被組合、分離、互換及/或重新佈置。
在所附圖式中,廣泛地提供交叉影線及/或陰影,以闡明相鄰元件之間的邊界。因此,除非另有說明,否則交叉影線或陰影的存在與否皆不表達或指示對元件的特定材料、材料特性、尺寸、比例、所示元件之間的共同性及/或任何其它特徵、屬性、性質等的任何偏好或需求。另外,在所附圖式中,為了清楚及/或敘述性的理由,可誇大元件尺寸以及相對尺寸。當可以不同地實施例示性實施例時,可以不同於所描述的順序執行特定製程順序。例如,兩個連續描述的製程可以實質上同時執行、或者以與所描述的順序相反的順序執行。另外,相似的元件符號代表相似的元件。
當諸如層的元件被指為「在」另一元件或層「上(on)」、「連接至(connected to)」或「耦接至(coupled to)」另一元件或層時,其可直接在其它元件或層上、直接連接至或耦接至其它元件或層,或可存在中間元件或層。然而,當元件或層被指「直接在」另一元件或層「上(directly on)」、「直接連接至(directly connected to)」或「直接耦接至(directly coupled to)」另一元件或層時,則不存在中間元件或層。因此,用語「連接(connected)」可以指在具有或不具有中間元件的情況下,物理上、電性上及/或流體的連接。另外,D1軸、D2軸以及D3軸不限於直角坐標系統的三個軸,諸如x、y以及z軸,且可在更廣泛的意義上解釋。例如,D1軸、D2軸以及D3軸可彼此垂直,或可表示彼此不垂直的不同方向。對於本揭露之目的,「X、Y及Z之其中至少一個(at least one of X, Y, and Z)」和「選自由X、Y及Z所組成的群組之中至少一個(at least one selected from the group consisting of X, Y, and Z)」可被理解為僅有X、僅有Y、僅有Z、或X、Y及Z之其中兩個或兩個以上的任意組合,例如XYZ、XYY、YZ、及ZZ。如用於本文中,用語「及/或(and/or)」包含一個或一個以上所列的相關項目之任意及所有組合。
雖然可以在本文中以「第一(first)」、「第二(second)」等用語來描述各種類型的元件,這些元件不應該被這些用語所限制。這些用語僅用來區分一個元件與另一個元件。因此,如下所述之第一元件可稱為第二元件,而不脫離本揭露之教示。
為了說明的目的,可在本文中使用空間相關的用語,例如「之下(beneath)」、「下方(below)」、「下面(under)」、「下部(lower)」、「上方(above)」、「上部(upper)」、「之上(over)」、「高於(higher)」、「側邊(side)」(例如,「側壁(sidewall)」)以及其它相似用語,且從而來描述圖式中所繪示之元件與另一元件的關係。除了圖式中描繪的方位之外,空間相關的用語旨在包含在使用、操作及/或製造中的裝置之不同方位。例如,若將圖式中的裝置翻轉,描述在其它元件或特徵「下方(below)」或「之下(beneath)」的元件將被轉向為在其它元件或特徵的「上方(above)」。因此,例示性用語「下方(below)」可同時包含上方與下方的方向。另外,裝置可轉向其它方位(例如,旋轉90度或其它方位),而在本文使用的空間相關描述用語應據此作相對應的解釋。
在本文所用之用語係僅為描述特定實施例之目的,而非旨在用於限制本發明。使用於本文時,除非文中另行明確地表示,否則「一(a)」、「一(an)」和「該(the)」之單數型式亦旨在包含複數型式。再者,當用語「包含(comprises)」、「包含(comprising)」、「包含(includes)」及/或「包含(including)」用於此說明書中時,係指明所述特徵、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其群組的存在,但是不排除一個或更多其它特徵、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其群組的存在或增添。需注意的是,如本文所使用之用語「實質上(substantially)」、「大約(about)」及其它相似用語,是用作為近似用語而不是作為程度用語,且旨在解釋本領域通常知識者所識別的在經測量、經計算、及/或經提供的數值的固有偏差(inherent deviation)。
本文中,參照示意圖描述理想化的例示性實施例及/或中間結構的剖面圖及/或爆炸圖來說明各種例示性實施例。因此,可以預期例如製造技術及/或公差而導致的與所繪示形狀之間的差異。因此,本文揭露的例示性實施例不需要以限於所示區的特定形狀來解釋,而是包含由例如製造產生的形狀偏差。在此情況中,圖式中所示的區本質上(in nature)是示意性的,且這些區的形狀並不反映裝置的區的實際形狀,且不需要旨在限制。
除非另有界定,否則本文所用之所有用語(包含技術與科學用語)具有與本領域通常知識者所通常理解的相同含義。諸如那些界定於常用字典內之用語,應被解釋為具有與其在相關技術的內容中的其之意義相符之意義,且除非明確地定義於此,否則不應以理想化或過於正式的意義解釋。
第1圖係為根據本發明概念之例示性實施例的顯示裝置DD的分解透視圖。如第1圖所示,根據本發明概念之例示性實施例的顯示裝置DD包含顯示面板100、發光單元200、光學構件300和保護構件400L及400U。
顯示面板100接收來自發光單元200的光並顯示影像。顯示面板100沒有特別限制,且可包含透射(transmissive)顯示面板或半透射(transflective)顯示面板,諸如液晶(liquid crystal)顯示面板、電泳(electrophoretic)顯示面板和電潤濕(electrowetting)顯示面板。
顯示面板100可經由顯示表面100-IS顯示影像。顯示表面100-IS平行於由第一方向軸DR1和第二方向軸DR2界定的平面。顯示表面100-IS的法線方向,亦即顯示面板100的厚度方向,表示為第三方向軸DR3。
根據第三方向軸DR3來界定下文描述的每個構件或單元的前表面(front surface)(或頂表面(top surface))和後表面(back surface)(或底表面(bottom surface))。然而,第1圖所示的第一方向軸DR1至第三方向軸DR3僅是例示性方向。於下文中,第一方向至第三方向被分別界定為由第一方向軸DR1至第三方向軸DR3表示的方向,且參考相同的元件符號。
儘管平面顯示面板100表示於此例示性實施例中,但在本發明概念的其它例示性實施例中,顯示面板100可具有彎曲顯示表面。顯示面板100的形狀沒有特別限制。
在此例示性實施例中,顯示面板100是液晶顯示面板。液晶顯示面板包含第一基板110、面對第一基板110的第二基板120以及設置於第一基板110和第二基板120之間的液晶層(未示出)。液晶顯示面板可區分為(divided into)顯示區域和環繞顯示區域的邊界區域。顯示區域是在平面圖中影像顯示於其中的區域,且邊界區域是在平面圖中影像不顯示於其中但相鄰於顯示區域的區域。液晶顯示面板包含設置於顯示區域中的複數個像素。
由訊號線和像素組成的像素電路設置於第一基板110和第二基板120中的任一個(於下文中,稱為陣列基板(array substrate))上。陣列基板可經由諸如薄膜覆晶(chip-on-film,COF)連接至主電路基板。用於驅動顯示面板100的中央控制電路設置於主電路基板上。中央控制電路可以是微處理器(micro-processor)。薄膜覆晶的晶片可以是資料驅動電路。閘極驅動電路可以低溫多晶矽(low temperature poly-silicone,LTPS)的形式裝設於陣列基板上,或可在陣列基板上整體化(integrated)。
中央控制電路可控制發光單元200。用於控制發光單元200的控制訊號可被發送(transmitted)至用於發光單元200的調光電路(dimming circuit)。
發光單元200設置於顯示面板100和光學構件300的下方。發光單元200產生第一色光。第一色光可包含410nm至480nm的波長。第一色光的波長之峰值(peak wavelength)可位於440nm至460nm的範圍內。第一色光可以是典型的藍光。
發光單元200中的每一個包含構成點光源(point light source)的複數個發光元件200-L以及將電子訊號提供至發光元件200-L的電路基板200-P。複數個發光元件200-L中的每一個可由發光二極體組成。發光單元200中的每一個可包含不同數量的發光元件200-L。
儘管未分別(separately)示出,但顯示裝置DD可進一步包含用於電性連接發光單元200的電路基板。調光電路可設置於電路基板上。調光電路基於從中央控制電路接收的控制訊號來對發光單元200調光。複數個發光元件200-L可同時地開啟或關閉,或可獨立地開啟和關閉。
光學構件300設置於顯示面板100下方且位於發光單元200上方。光學構件300從發光單元200接收第一色光。光學構件300部分地(partially)發送第一色光,且將第一色光轉換為第二色光和第三色光。
第二色光可包含500nm至570nm的波長。第三色光可包含580nm至675nm的波長。第二色光的波長之峰值可位於515nm至545nm的範圍內。第二色光可以是典型的綠光。第三色光的波長之峰值可位於610nm至645nm的範圍內。第三色光可以是典型的紅光。
保護構件400L和400U包含設置於發光單元200下方的第一保護構件400L和設置於顯示面板100上方的第二保護構件400U。第一保護構件400L和第二保護構件400U彼此耦接以容置顯示面板100、發光單元200和光學構件300。第一保護構件400L和第二保護構件400U可由金屬或塑膠製成。保護構件400L和400U可進一步包含模具(mold)構件(未示出)。
第一保護構件400L容置發光單元200。第一保護構件400L包含底部400L-10和從底部400L-10的邊緣彎曲並延伸的複數個側壁部400L-20。底部400L-10可具有矩形形狀,且第一保護構件400L可包含四個側壁部400L-20。第一保護構件400L的形狀沒有特別限制。可改變側壁部400L-20的數量,且可在底部400L-10和側壁部400L-20上形成台階。
發光單元200裝設於底部400L-10上。特別是發光單元200的電路基板200-P可完全覆蓋底部400L-10。電路基板200-P可覆蓋超過90%的底部400L-10。
第二保護構件400U設置於顯示面板100上方以覆蓋顯示面板100的邊緣區域。第二保護構件400U設置有開口400U-OP,影像穿過於其中。開口400U-OP對應於顯示面板100的顯示區域。
在平面圖中,第二保護構件400U可具有矩形框架(rectangular frame)。第二保護構件400U可被區分成四個部分(parts)。四個部分可具有整體形狀或可被組裝。四個部分中的每一個包含側壁部400U-10和從側壁部400U-10彎曲的前部400U-20。四個部分的前部400U-20實質上界定開口400U-OP。在例示性實施例中,前部400U-20可予以省略。
第2A圖係為根據本發明之例示性實施例的顯示裝置DD的一部分的平面圖。第2B圖係為根據本發明之例示性實施例的發光單元200的等效電路圖。第2C圖係為根據本發明之例示性實施例的發光單元200的剖面圖。第2D圖係為根據本發明之例示性實施例的顯示裝置DD的一部分的剖面圖。第3圖係為根據本發明之例示性實施例的用於說明反射片RS的效果的顯示裝置的剖面圖。
如第2A圖至第2D圖所示,發光單元200中的每一個包含發光元件200-L和電路基板200-P。在第2A圖中,發光單元200的一些部分未被示出。如第2B圖所示,發光元件200-L連接至訊號線200-S的每一條以用於調光(dimming)。如第2A圖和第2B圖所示,電路基板200-P具有在第一方向軸DR1上延伸的形狀。
如第2C圖所示,電路基板200-P包含至少一個絕緣層200-I和至少一個電路層200-SL。在第2C圖中,例示性示出了多層層疊的電路基板200-P,其中兩個絕緣層200-I和兩個電路層200-SL交替層疊。電路層200-SL可包含複數個導電圖案(conductive pattern),且導電圖案可包含第2B圖中的訊號線200-S。
兩個電路層200-SL中的最上層(uppermost)電路層200-SL被保護層200-SR覆蓋。保護層200-SR提供電路基板200-P的外表面。最上層電路層200-SL包含連接至訊號線200-S的連接端子200-T。保護層200-SR包含用於暴露連接端子200-T的開口200-SRO。
發光元件200-L可包含發光二極體(light emitting diode,LED)。發光二極體產生響應於經由第一電極ED1和第二電極ED2施加的驅動電壓的光。發光二極體可具有在其中n型半導體層(n-type semiconductor layer)、主動層(active layer)和p型半導體層(p-type semiconductor layer)依序層疊的結構。
第一電極ED1連接至連接端子中的一個,第二電極ED2連接至連接端子中的另一個。第一電極ED1和第二電極ED2可藉由導線WR1和WR2分別連接至連接端子。發光二極體可藉由黏合構件AD附接至保護層200-SR上。
發光元件200-L可進一步包含用於保護發光二極體的封裝構件EC。封裝構件EC防止導線WR1和WR2斷接(disconnected)或氧化(oxidized)。封裝構件EC可包含樹脂材料,諸如環氧樹脂(epoxy resin)。
如第2D圖所示,光學構件300包含玻璃基板300-G、量子點層300-Q和保護層300-P。
玻璃基板300-G支撐光學構件300的功能層(functional layer)。玻璃基板300-G的厚度可以是0.3mm至1mm。即使發光元件200-L與玻璃基板300-G之間的光學距離LD係為短的,由於玻璃基板300-G發生的熱變形(thermal deformation)較小,所以很少發生缺陷。光學距離LD可以是2mm至15mm。
朝厚度方向表示的凹面圖案300-RP可界定於玻璃基板300-G的下表面300-LS上。凹面圖案300-RP可具有透鏡形狀(lens shape),但形狀不限於此。凹面圖案300-RP的尺寸可以是不規則的。凹面圖案300-RP可使從發光單元200接收的第一色光L-B擴散(diffuse)。凹面圖案300-RP可藉由機械蝕刻(mechanical etching)、化學蝕刻chemical etching等形成。
量子點層300-Q「直接設置(directly disposed)」於玻璃基板300-G的上表面300-US上。本文中的「A層直接設置於B層上」是指黏著層(adhesive layer)未設置於A層與B層之間,但A層與B層之間的接觸(contact)或非接觸(non-contact)不受限制。在例示性實施例中,量子點層300-Q是藉由在玻璃基板300-G上塗覆(coating)或印刷(printing)而形成,而不是貼附分別製備之片材(separately prepared sheet)而形成。因為不使用分別製備之量子點片(separately prepared quantum dot sheet),所以光學構件300的厚度減小,且製造成本減少。
量子點層300-Q可包含基底樹脂BR和混合(或分散(dispersed))於基底樹脂BR中的量子點Q1和Q2。基底樹脂BR可以是量子點Q1和Q2分散於其中的介質,且可由一般稱為黏合劑(binder)的各種樹脂組合物(composition)組成。然而,本發明概念不限於此,且無論其名稱、附加的其它功能或組成材料等,本文中能夠分散量子點Q1和Q2的任何介質都可稱為基底樹脂BR。基底樹脂BR可以是聚合物樹脂(polymer resin)。例如,基底樹脂BR可包含丙烯酸類樹脂(acrylic-based resin)、胺甲酸乙酯類樹脂(urethane-based resin)、矽類樹脂(silicon-based resin)以及環氧類樹脂(epoxy-based resin)。基底樹脂BR可以是透明樹脂。
儘管未分別示出,但量子點層300-Q可進一步包含設置以接觸基底樹脂BR的上表面和下表面的阻障層(barrier layer)。阻障層可以是無機層(inorganic layer)且密封基底樹脂BR。
量子點Q1和Q2可以是改變提供自發光單元200(第1圖)中的光波長的粒子。量子點Q1和Q2具有數個奈米(nanometer)大小的晶體結構尺寸,且由數百至數千個原子組成,且因其尺寸小而表現出其中能帶間隙(energy band gap)變大的量子限制效應(quantum confinement effect)。當具有能量大於能帶間隙的波長的光入射至量子點Q1和Q2上時,量子點Q1和Q2可吸收光以激發(excited)並落入基態(ground state),同時發射具有特定波長的光。具有特定波長的發射光具有與能帶間隙對應的能量。若調整其尺寸和組成,量子點Q1和Q2的發光特性(luminescence characteristics)可藉由量子限制效應來調整。
量子點Q1和Q2可選自由II-VI族化合物(Group II-VI compound)、III-V族化合物(Group III-V compound)、IV-VI族化合物(Group IV-VI compound)、IV族元素(Group IV element)、IV族化合物(Group IV compound)及其組合所組成的群組。
II-VI族化合物可選自由下述所組成的群組:選自由CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS及其組合所組成的群組的二元(binary element)化合物;選自由AgInS、CuInS、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS及其組合所組成的群組的三元(ternary element)化合物;以及選自由HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe及其組合所組成的群組的四元(quaternary element)化合物。
III-V族化合物可選自由下述所組成的群組:選自由GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb及其組合所組成的群組的二元化合物;選自由GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb及其組合所組成的群組的三元化合物;以及選自由GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb及其組合所組成的群組的四元化合物。
IV-VI族化合物可選自由下述所組成的群組:選自由SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe及其組合所組成的群組的二元化合物;選自由SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe及其組合所組成的群組的三元化合物;以及選自SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe及其組合所組成的群組的四元化合物。
IV族元素可選自由Si、Ge及其組合所組成的群組。
IV族化合物可以是選自由SiC、SiGe及其組合所組成的群組的二元化合物。
於此,二元化合物、三元化合物和四元化合物可以均勻的濃度存在於粒子中。二元化合物、三元化合物和四元化合物存在於其中之濃度分佈區分為部分不同狀態的粒子中。
量子點Q1和Q2可具有包含核(core)以及環繞核的殼(shell)的核殼結構。可代替地,量子點Q1和Q2可具有另一核/殼結構,在其中一個量子點環繞另一量子點。核與殼之間的介面可具有濃度梯度(concentration gradient),在其中存在於殼中的元素濃度朝向粒子之中心逐漸減少。
量子點Q1和Q2可以是具有奈米級(nanometer-scale)尺寸的粒子。量子點Q1和Q2的發射波長光譜(emission wavelength spectrum)可具有約45nm或更小、較佳地約40nm或更小,更佳地約30nm或更小的「半峰全幅值」(full width of half maximum,FWHM);因此,可於上述範圍內提高顏色純度(color purity)或顏色重現性(color reproducibility)。另外,經由量子點Q1和Q2發射的光係沿所有方向發射,從而可改善光的視角(viewing angle)。
此外,量子點Q1和Q2的形狀不限於本領域中通常使用的特定形狀,但更具體而言,可使用具有球形、金字塔形、多臂形或立方體形的奈米粒子、奈米管、奈米線、奈米纖維或奈米板粒子等。
在例示性實施例中,量子點層300-Q可包含將入射光轉換成各自具有不同波長帶(wavelength band)的顏色的複數個量子點Q1和Q2。複數個量子點Q1和Q2可包含用於將第一色光L-B轉換為第二色光L-G的第一量子點Q1和用於將第一色光L-B轉換為第三色光L-R的第二量子點Q2。從量子點層300-Q發射的第一色光L-B、第二色光L-G和第三色光L-R可以以白光提供至顯示面板100(參照第1圖)。
可將保護層300-P沉積或塗覆於量子點層300-Q上以接觸量子點層300-Q。保護層300-P可包含有機層和/或無機層。在本發明概念的例示性實施例中,保護層300-P可予以省略。
根據例示性實施例,由於直接型(direct-type)發光單元200藉由使用量子點層300-Q將白光提供至顯示面板100(參照第1圖),顯示面板100可提供具有高亮度的影像。
根據例示性實施例,顯示裝置DD可進一步包含反射片RS。反射片RS設置於底部400L-10上,並界定對應於發光元件200-L的複數個開口RS-O。
反射片RS可具有反射第一色光的顏色。亦即,反射片RS可具有反射藍光的藍色。反射片RS可包含樹脂層(resin layer)和設置於樹脂層上的藍色有機層。有機層可吸收綠光和紅光。
第3圖係繪示能夠進行調光操作的顯示裝置的複數個顯示區域ON-A、OFF-A1和OFF-A2。第3圖係繪示第一發光元件200-L1至第三發光元件200-L3,以及與其對應的第一顯示區域ON-A、第二顯示區域OFF-A1和第三顯示區域OFF-A2。第一顯示區域ON-A、第二顯示區域OFF-A1和第三顯示區域OFF-A2是顯示面板100的部分區域(參照第1圖)。具有白色或銀色的反射片RS-W係設置於第二發光元件200-L2的周圍,且具有藍色的反射片RS-B係設置於第三發光元件200-L3的周圍。
第一顯示區域ON-A藉由使用從開啟(turned on)的第一發光元件200-L產生的光顯示影像。此時,第二顯示區域OFF-A1和第三顯示區域OFF-A2顯示黑色影像,且為此目的,可關閉分別對應於第二顯示區域OFF-A1和第三顯示區域OFF-A2的第二發光元件200-L2和第三發光元件200-L3。
從第一發光元件200-L產生的第一色光L-B之中藉由光學構件300反射的光可從具有藍色的反射片RS-B反射,且可再次入射至光學構件300上,從而提高光效率(light efficiency)。
從光學構件300產生後被引導至反射片RS的第二色光L-G和第三色光L-R(下文稱為洩漏光(leakage lights)),可從具有白色或銀色的反射片RS-W反射,且可入射至第二顯示區域OFF-A1上。洩漏光L-G和L-R可被吸收於具有藍色的反射片RS-B上。藉由防止洩漏光透過反射片RS-B入射至關閉區域(turned-off area)上,可減少在開啟區域(turn-on area)周圍產生的黃色光暈(yellow halo)(或光環(light ring))現象。
在本發明概念的例示性實施例中,第2D圖所示的反射片RS可予以省略。在本發明概念的例示性實施例中,參照第2C圖描述的保護層200-SR可具有藍色。保護層200-SR可以是包含具有藍色的染料(dye)或顏料(pigment)的有機層。保護層200-SR可具有與反射片相同的功能。電路基板200-P可實質上完全覆蓋底部400L-10,以藉由使用電路基板200-P更有效地實現光效率的提升。上面已參照第1圖描述了電路基板200-P和底部400L-10之間的設置關係。
第4A圖係為根據本發明之例示性實施例的顯示裝置DD的一部分的剖面圖。第4B圖係為根據本發明之例示性實施例的散射層300-S的剖面圖。於下文中,與參照第1圖至第3圖描述的相同配置的詳細描述將予以省略。
如第4A圖所示,散射層300-S直接設置於玻璃基板300-G的上表面300-US上。散射層300-S可藉由塗覆(coating)或印刷(printing)的方法形成。在例示性實施例中,散射層300-S設置於玻璃基板300-G與量子點層300-Q之間。散射層300-S可藉由散射穿過玻璃基板300-G的第一色光L-B來防止熱點現象(hot spot phenomenon)。熱點現象係為其中光量(light amount)僅集中於與發光元件200-L重疊的顯示面板100的一部分中的現象。
散射層300-S可包含基底樹脂BR和混合(或分散)於基底樹脂BR中的散射粒子SP,如第4B圖所示。基底樹脂BR係為其中分散有散射粒子SP的介質,且可由一般稱為黏合劑的各種樹脂組合物組成。然而,本發明概念不限於此,且無論其名稱、附加的其它功能和組成材料等,在本文中能夠分散散射粒子SP的任何介質皆可稱為基底樹脂BR。基底樹脂BR可以是聚合物樹脂(polymer resin)。例如,基底樹脂BR可包含丙烯酸類樹脂(acrylic-based resin)、胺甲酸乙酯類樹脂(urethane-based resin)、矽類樹脂(silicon-based resin)或環氧類樹脂(epoxy-based resin)等。基底樹脂BR可以是透明樹脂。
如第4B圖所示,散射粒子SP可包含至少一種粒子。散射粒子SP可具有約2或更大的折射率,且可具有約150nm至400nm的直徑。
散射粒子SP可包含無機粒子。無機粒子可以是TiO2
、SiO2
、ZnO、Al2
O3
、BaSO4
、CaCO3
或ZrO2
。
第5A圖係為根據本發明之例示性實施例的顯示裝置DD的一部分的剖面圖。第5B圖係為根據本發明之例示性實施例的第一濾光器300-F1的剖面圖。第5C圖係為根據本發明之例示性實施例的顯示裝置的一部分的剖面圖。於下文中,與參照第1圖至第4B圖描述的相同配置的詳細描述將予以省略。
如第5A圖所示,第一濾光器300-F1直接設置於玻璃基板300-G的上表面300-US上。第一濾光器300-F1可藉由塗覆或印刷或沉積的方法形成。在實施例中,第一濾光器300-F1設置於玻璃基板300-G與量子點層300-Q之間。
第一濾光器300-F1透射第一色光L-B並阻擋第二色光L-G和第三色光L-R。第一濾光器300-F1透射從發光元件200-L產生的光,且防止從量子點層300-Q產生的第二色光L-G和第三色光L-R在第一濾光器300-F1下方透射。因此,參照第3圖描述的洩漏光有所減少,且對比度(contrast ratio)可有所提高。第一濾光器300-F1可反射第二色光L-G和第三色光L-R,從而提高光效率。
第一濾光器300-F1具有二向色濾光器(dichroic filter)的功能。第一濾光器300-F1的截止波長(λCoff)可在500nm<λCoff<550nm的範圍內,其中當第一濾光器300-F1是短通濾光器時,截止波長(λCoff)被界定為透射率為50%的波長。
如第5B圖所示,第一濾光器300-F1包含交替層疊的複數個第一層L1和複數個第二層L2。複數個第一層L1的折射率可以是約1.4至1.6,且複數個第二層L2的折射率可以是約1.9至2.1。
複數個第一層L1和複數個第二層L2中的每一個可包含氧化矽(silicon oxide)、氮化矽(silicon nitride)或氮氧化矽(silicon oxynitride)。儘管包含相同的材料,但這些層可根據薄膜的沉積條件分別具有不同的折射率。連續層疊的第一層L1和第二層L2可被界定為單元層L-P1。第一濾光器300-F1可包含約6至15個單元層L-P1。
如圖5C所示,第一濾光器300-F1可直接設置於玻璃基板300-G的下表面300-LS上。
第6A圖至第6E圖係為根據本發明之例示性實施例的光學構件300的一部分的剖面圖。於下文中,與參照第1圖至第5D圖描述的相同配置的詳細描述將予以省略。
如第6A圖至第6E圖所示,光學構件300包含玻璃基板300-G、第一濾光器300-F1、散射層300-S、量子點層300-Q和保護層300-P。包含有機或無機材料的鈍化層可進一步設置於各層之間。
如第6A圖至第6E圖所示,玻璃基板300-G、第一濾光器300-F1、散射層300-S和量子點層300-Q的層疊順序可做各種不同的變化。第一濾光器300-F1、散射層300-S和量子點層300-Q可透過連續製程直接形成於玻璃基板300-G的上表面或下表面上。
第7A圖係為根據本發明之例示性實施例的顯示裝置DD的一部分的剖面圖。第7B圖係為根據本發明之例示性實施例從顯示裝置DD產生的光的光譜和第二濾光器的透射率的圖表。第7C圖係為根據本發明之例示性實施例的第二濾光器300-F2的剖面圖。第7D圖係為根據本發明之例示性實施例的顯示裝置DD的一部分的剖面圖。於下文中,與參照第1圖至第6E圖描述的相同配置的詳細描述將予以省略。
如第7A圖所示,第二濾光器300-F2直接設置於量子點層300-Q上。第二濾光器300-F2可藉由塗覆或印刷或沉積的方法形成。
第二濾光器300-F2具有二向色濾光器的功能。第二濾光器300-F2的截通波長(λCon)可在465nm<λCon<485nm的範圍內,其中當第二濾光器300-F2是長通濾光器時,截通波長(λCon)被界定為透射率為50%的波長。
第二濾光器300-F2降低第一色光L-B的透射率。從第二濾光器300-F2反射的第一色光L-B被反射至量子點層300-Q,因此,第二色光L-G和第三色光L-R的亮度變高。
參照第7B圖,第一曲線BF1係表示其中省略了第二濾光器300-F2的顯示裝置DD的發光光譜(light emission spectrum)。第二曲線BF2係表示第二濾光器300-F2的透射率。第三曲線BF3係表示其中設置有第二濾光器300-F2的顯示裝置DD的發光光譜。
已確認因第二濾光器300-F2的影響,第一色光L-B的發光強度(light emission intensity)藉由第一強度(first intensity)I-B而降低,但第二色光L-G的發光強度藉由第二強度I-G而增加,且第三色光L-R的發光強度藉由第三強度I-R而增加。
隨著從光學構件300發射出的第一色光L-B、第二色光L-G和第三色光L-R的發光強度的差異減少,可將幾乎不變色(discoloration)的白光提供至顯示面板100(參照第1圖)。
此外,在第三曲線BF3相較於第一曲線BF1中,具有約500nm的波長的光的發光強度有所降低。換句話說,第一色光L-B和第二色光L-G的發光光譜變得窄小。因此,從顯示面板100產生的影像的色域(color gamut)會變得寬大。
如第7C圖所示,第二濾光器300-F2包含交替層疊的複數個第一層L10和複數個第二層L20。複數個第一層L10的折射率可以是約1.4至1.6,且複數個第二層L20的折射率可以是約1.9至2.1。
複數個第一層L10和複數個第二層L20中的每一個可包含氧化矽、氮化矽或氮氧化矽。儘管包含相同的材料,但這些層可根據薄膜的沉積條件分別具有不同的折射率。
連續層疊的第一層L10和第二層L20可被界定為單元層L-P2。第二濾光器300-F2可包含約1至5個單元層L-P2。在例示性實施例中,設置於量子點層300-Q上的第二濾光器300-F2可具有保護層的功能。因此,保護層300-P可予以省略。
如第7D圖所示,散射層300-S可進一步設置於第二濾光器300-F2上。散射層300-S可與參考第4A圖和第4B圖描述的相同。由於第二濾光器300-F2具有二向色濾光器的功能,使穿過第二濾光器300-F2的光可根據視角被使用者辨別為不同的顏色。散射層300-S可藉由散射穿過第二濾光器300-F2的光來消除穿過二向色濾光器的光的上述特性。
儘管未分別示出,進一步包含第二濾光器300-F2的光學構件300,以及進一步包含第二濾光器300-F2和散射層300-S的光學構件300,可以相似於第6A圖至第6E圖所示的光學構件300的方式來變更。在變更之光學構件300中,第一濾光器300-F1可予以省略。
第8圖係為根據本發明之例示性實施例的顯示裝置DD的一部分的剖面圖。於下文中,對與參照第1圖至第7D圖描述的相同配置的詳細描述將予以省略。
如第8圖所示,散射圖案300-SP可被界定於玻璃基板300-G的上表面300-US上。散射圖案300-SP可不規則設置。散射圖案300-SP可散射從發光單元200接收的第一色光L-B。散射圖案300-SP可藉由蝕刻製程形成。
接觸散射圖案300-SP並提供平坦表面的鈍化層300-PA可設置於玻璃基板300-G的上表面300-US上。鈍化層300-PA可包含有機材料且可藉由塗覆形成。
根據上述,玻璃基板支撐光學構件的功能層。由於玻璃基板的熱變形較小,即便發光元件與玻璃基板之間的光學距離係為短的,缺陷數量可有所減少。
由於直接型發光單元藉由利用量子點層提供白光至顯示面板,顯示面板可提供具有高亮度的影像。
洩漏光可被吸收於具有藍色的反射片上。在調光操作中,可防止從反射片反射的洩漏光或從洩漏光轉換的光被提供至無效(inactive)顯示區域,從而可防止無效顯示區域的劣化(deterioration)。
儘管本發明已闡述各例示性實施例,但從本文之描述,其它實施例及變更將顯而易見。因此,本發明概念不侷限於這些實施例,而應侷限於所附申請專利範圍的廣泛範疇、以及對於本領域通常知識者為顯而易見的各種明顯的變更及等效佈置。
100:顯示面板
100-IS:顯示表面
110:第一基板
120:第二基板
200:發光單元
200-I:絕緣層
200-L:發光元件
200-L1:第一發光元件
200-L2:第二發光元件
200-L3:第三發光元件
200-P:電路基板
200-S:訊號線
200-SL:最上層電路層
200-SL:電路層
200-SR,300-P:保護層
200-SRO,400U-OP,RS-O:開口
200-T:連接端子
300:光學構件
300-F1:第一濾光器
300-F2:第二濾光器
300-G:玻璃基板
300-LS:下表面
300-PA:鈍化層
300-Q:量子點層
300-RP:凹面圖案
300-S:散射層
300-SP:散射圖案
300-US:上表面
400L,400U:保護構件
400L-10:底部
400L-20,400U-10:側壁部
400U-20:前部
AD:黏合構件
BF1:第一曲線
BF2:第二曲線
BF3:第三曲線
BR:基底樹脂
DD:顯示裝置
DR1:第一方向軸
DR3:第三方向軸
EC:封裝構件
ED1:第一電極
ED2:第二電極
I-B:第一強度
I-G:第二強度
I-R:第三強度
L1,L10:第一層
L2,L20:第二層
L-B:第一色光
LD:光學距離
L-G:第二色光
L-P1,L-P2:單元層
L-R:第三色光
OFF-A1:第二顯示區域
OFF-A2:第三顯示區域
ON-A:第一顯示區域
Q1,Q2:量子點
RS,RS-B, RS-W:反射片
SP:散射粒子
WR1,WR2:導線
所包含的附圖提供了本發明概念的進一步理解,且一併構成說明書的一部分並繪示例示性實施例,且配合描述一同用於解釋本發明概念。
第1圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的分解透視圖。
第2A圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的一部分的平面圖。
第2B圖係為根據例示性實施例的發光單元的等效電路圖。
第2C圖係為根據例示性實施例的發光單元的剖面圖。
第2D圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的一部分的剖面圖。
第3圖係為根據例示性實施例用於說明反射片的效果的顯示裝置的剖面圖。
第4A圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的一部分的剖面圖。
第4B圖係為根據例示性實施例的散射層的剖面圖。
第5A圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的一部分的剖面圖。
第5B圖係為根據例示性實施例的第一濾光器的剖面圖。
第5C圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的一部分的剖面圖。
第6A圖、第6B圖、第6C圖、第6D圖和第6E圖係為根據例示性實施例的光學構件的一部分的剖面圖。
第7A圖係為根據實施例的顯示裝置的一部分的剖面圖。
第7B圖係為根據例示性實施例從顯示裝置產生的光的光譜(spectra)和第二濾光器的透射率(transmittance)的圖表。
第7C圖係為根據例示性實施例的第二濾光器的剖面圖。
第7D圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的一部分的剖面圖。
第8圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的一部分的剖面圖。
200:發光單元
200-L:發光元件
200-P:電路基板
300-G:玻璃基板
300-LS:下表面
300-P:保護層
300-Q:量子點層
300-RP:凹面圖案
300-US:上表面
400L-10:底部
BR:基底樹脂
DD:顯示裝置
DR1:第一方向軸
DR3:第三方向軸
L-B:第一色光
LD:光學距離
L-G:第二色光
L-R:第三色光
Q1,Q2:量子點
RS:反射片
RS-O:開口
Claims (20)
- 一種顯示裝置,其包含: 一光學構件; 一顯示面板,設置於該光學構件上方; 複數個發光單元,設置於該光學構件下方並配置以提供一第一色光至該光學構件;以及 一保護構件,容置該複數個發光單元、該光學構件以及該顯示面板; 其中該光學構件包含: 一玻璃基板,具有在一厚度方向上彼此面對的一上表面和一下表面,且在平面圖中重疊於該複數個發光單元;以及 一量子點層,直接設置於該上表面或該下表面上,且配置以轉換該第一色光至一第二色光和一第三色光。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該第一色光具有410nm至480nm的波長。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中複數個凹面圖案被界定於該玻璃基板的該下表面上並朝向該玻璃基板的該上表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中複數個散射圖案被界定於該玻璃基板的該上表面上。
- 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置,其進一步包含與該玻璃基板的該複數個散射圖案接觸並提供一平坦表面的一鈍化層。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該複數個發光單元中的每一個包含一電路基板以及裝設於該電路基板上的複數個發光元件。
- 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置,其進一步包含一反射片,該反射片設置於該複數個發光單元上並界定對應於該複數個發光元件的複數個開口; 其中該反射片為藍色。
- 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置,其中該複數個發光元件獨立地被開啟和關閉。
- 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置,其中該電路基板包含界定一外表面的一保護層,且該保護層為藍色。
- 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置,其中: 該保護構件包含支撐該複數個發光單元的一第一保護構件以及耦接至該第一保護構件的一第二保護構件; 該第一保護構件包含一底部和一側壁部;以及 該電路基板完全覆蓋該底部。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該顯示裝置進一步包含直接設置於該玻璃基板的該上表面或該玻璃基板的該下表面上的一散射層,該散射層包含一基底樹脂層和複數個散射粒子,該複數個散射粒子係混合於該基底樹脂層中。
- 如申請專利範圍第11項所述之顯示裝置,其中該複數個散射粒子包含TiO2 、SiO2 、ZnO、Al2 O3 、BaSO4 、CaCO3 或ZrO2 。
- 如申請專利範圍第11項所述之顯示裝置,其中該複數個散射粒子具有2或更高的折射率(refractive index)以及具有150nm至400nm的直徑。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中: 該顯示裝置進一步包含直接設置於該玻璃基板的該上表面和該玻璃基板的該下表面的其中一個上的一第一濾光器,該量子點層不直接設置於該玻璃基板上;以及 該第一濾光器配置以阻擋該第二色光和該第三色光。
- 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置, 其中: 該第一濾光器包含: 複數個第一層;以及 複數個第二層,與該複數個第一層交替設置; 該複數個第一層的折射率為1.4至1.6; 該複數個第二層的折射率為1.9至2.1; 連續層疊的該複數個第一層的其中一個和該複數個第二層的其中一個被界定為一單元層;以及 該第一濾光器包含6至15個該單元層。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其進一步包含直接設置於該玻璃基板的該上表面上的一第二濾光器; 其中: 該第二濾光器配置以阻擋該第一色光;以及 該量子點層直接設置於該下表面上。
- 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置, 其中: 該第二濾光器包含: 複數個第一層;以及 複數個第二層,與該複數個第一層交替設置; 該複數個第一層的折射率為1.4至1.6; 該複數個第二層的折射率為1.9至2.1; 連續層疊的該複數個第一層的其中一個和該複數個第二層的其中一個被界定為一單元層;以及 該第二濾光器包含1至5個該單元層。
- 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置,其進一步包含直接設置於該第二濾光器上的一散射層,該散射層包含一基底樹脂層和複數個散射粒子,該複數個散射粒子係混合於該基底樹脂層中。
- 一種顯示裝置,其包含: 一光學構件; 一顯示面板,設置於該光學構件上方;以及 複數個發光單元,設置於該光學構件下方並配置以提供一第一色光至該光學構件; 其中該光學構件包含: 一玻璃基板,具有在一厚度方向上彼此面對的一上表面和一下表面,且在平面圖中重疊於該複數個發光單元; 一量子點層,直接設置於該上表面或該下表面上,且配置以轉換該第一色光至一第二色光和一第三色光; 一短通濾光器,設置於該量子點層與該玻璃基板之間,且具有500nm至550nm的截止波長(cut-off wavelength);以及 一散射層,設置於該量子點層與該玻璃基板之間,且包含複數個散射粒子。
- 一種顯示裝置,其包含: 一光學構件; 一顯示面板,設置於該光學構件上方;以及 複數個發光單元,設置於該光學構件下方並配置以提供一第一色光至該光學構件; 其中該光學構件包含: 一玻璃基板,具有在一厚度方向上彼此面對的一上表面和一下表面,且在平面圖中重疊於該複數個發光單元; 一量子點層,直接設置於該上表面或該下表面上,且配置以轉換該第一色光至一第二色光和一第三色光; 一短通濾光器,設置於該量子點層與該玻璃基板之間,且具有500nm至550nm的截止波長;以及 一長通濾光器,直接設置於該量子點層上,且具有465nm至485nm的截通波長(cut-on wavelength)。
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