TW202133366A - 顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置具有一透明基板、多個發光晶片群及一透明介質層，發光晶片群內的至少一發光晶片被點亮後構成顯示裝置的一顯示畫面。這些發光晶片群排列成陣列而設置於透明基板上，各個發光晶片群具有不同發光波長的發光晶片及一包覆發光晶片的封裝材。封裝材的上方側及側周側皆為發光晶片群的出光區域。透明介質層設置於透明基板的第一表面上且包覆住發光晶片群的出光區域，透明介質層的折射率介於封裝材的折射率和空氣的折射率之間。

Description

顯示裝置
本發明是關於一種顯示裝置，尤其是關於一種載有發光二極體的顯示裝置。
發光二極體(Light emitting diode；LED)是一種以半導體材料作為發光材料的電子元件，相較於白熾燈和冷陰極螢光燈管(Cold cathode fluorescent lamp；CCFL)的優點為省電、環保、壽命長、體積小和響應快。隨著平面顯示器的普及以及顯示螢幕朝大尺寸、平面化、薄型化及輕量化的發展需求，以LED作為平面顯示器的自發光源的技術開發已日益重要。
光的本身特性使然，在發光二極體的出光側如遇有媒介，除了穿射，必定會產生反射或折射。為了提升發光二極體顯示器的亮度，發光二極體在顯示器基板上的配置結構必須具有高出光率及低反射率。目前應用於顯示器基板上的發光二極體的封裝材通常為單側出光且出光角度約為120度，雖然出光率已可滿足需求但對於面向顯示器的出光側的觀眾而言，容易造成眾多亮點的視覺效果，產生違和感。另一方面，顯示器中配置於發光二極體的上方且面向觀眾的透明基板，造成了出光的反射，影響發光二極體顯示器的顯示效果。因此，本案希望針對這些技術課題提出解決方案。
有鑒於上述問題，本發明提出以下幾種顯示裝置。
一實施例中，所提出的第一種顯示裝置包含一透明基板、多個發光晶片群及一透明介質層，至少一個內含於一個發光晶片群的發光晶片被點亮後構成顯示裝置的一顯示畫面。透明基板具有第一表面及背對第一表面的第二表面。這些發光晶片群排列成陣列而設置於透明基板的第一表面上，發光晶片群構成一發光晶片封裝體且具有一封裝基板、至少三個設置於封裝基板的上表面上的各自具有不同發光波長的發光晶片及一包覆這些發光晶片的封裝材，封裝材的上方側及側周側皆為發光晶片封裝體的出光區域。透明介質層設置於透明基板的第一表面上且至少包覆住該些封裝材的該些側周側，透明介質層的折射率大於空氣的折射率、小於透明基板的折射率且小於封裝材的折射率。
一實施例中，所提出的第一種顯示裝置的透明介質層的折射率介於X和Y之間，其中X為空氣的折射率和透明基板的折射率的中間值，Y為空氣的折射率和封裝材的折射率的中間值。
一實施例中，所提出的第一種顯示裝置的發光晶片封裝體的封裝基板的上表面為白色，且封裝基板的背對封裝基板的上表面的一下表面為白色。
一實施例中，所提出的第一種顯示裝置的發光晶片封裝體的封裝材的上方側及側周側分別具有一第一出光面及一第二出光面，第一出光面平行透明基板的第一表面，第二出光面的法線和第一出光面的法線之間的夾角為30度至90度。
一實施例中，所提出的第一種顯示裝置的發光晶片封裝體的封裝材的第一出光面為表面粗糙區。
一實施例中，所提出的第一種顯示裝置的發光晶片封裝體的封裝材的第二出光面的法線和第一出光面的法線之間的夾角為45度。
一實施例中，所提出的第一種顯示裝置的發光晶片封裝體的封裝材具有一圓弧面，圓弧面跨越封裝材的上方側及側周側，且圓弧面的圓心位於封裝基板的上表面，三個以上的發光晶片圍繞圓心設置。
一實施例中，所提出的第一種顯示裝置的透明介質層包覆住封裝材的上方側及側周側，透明介質層的面對空氣的一上表面具有一平整區及複數表面粗糙區，平整區圍繞表面粗糙區，表面粗糙區各自設置於對應的發光晶片封裝體垂直投影於透明介質層的上表面處。
一實施例中，所提出的第二種顯示裝置包含一透明基板、多個發光晶片群及一透明介質層。透明基板具有第一表面及背對第一表面的第二表面。這些發光晶片群彼此間隔開來且排列成陣列而設置於透明基板的第一表面上，各個發光晶片群具有至少三個各自具不同發光波長的發光晶片，至少一個發光晶片被點亮後構成顯示裝置的一顯示畫面。透明介質層設置於透明基板的第一表面上且包覆住這些發光晶片的出光區域。此外，透明介質層的面對空氣的一上表面具有一平整區及複數表面粗糙區，平整區圍繞這些表面粗糙區，這些表面粗糙區各自設置於對應的發光晶片群垂直投影於透明介質層的上表面處。
一實施例中，所提出的第二種顯示裝置的各個發光晶片群具有一藍光發光晶片、一綠光發光晶片、一紅光發光晶片及一白光發光晶片。
綜上所述，本發明各實施例所提出的顯示裝置，首先利用了各個發光晶片群的大角度發光，例如具有180度的出光角，使相鄰的發光晶片群的出射光為人眼所接收時的視覺暫留影像的部分彼此大程度地重疊，降低了亮點視覺效果，讓觀眾所看到的顯示畫面具柔和感。此外，利用了各個發光晶片群的面向背光側的表面為白色，提高位於顯示裝置的背光側的觀看者望向顯示裝置時所感受到的通透度。尤其，在顯示裝置的出光側省去了另一面向發光晶片群的出光側的透明基板的設置而僅設置透明介質層，藉此避免發光晶片群的出射光在面向發光晶片群的出光側的透明基板上的反射。更進一步地，在整個顯示裝置的出光面上對應發光晶片群的位置處形成表面粗糙區，表面粗糙區將使發光晶片群的出射光擴散，降低發光晶片群的出射光的中心強度而減低了觀看者感受到的亮點的感覺。因此，本發明所提各種方案有效解決發光晶片群的出射光在顯示裝置中的出射及反射問題。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A是一側面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置。圖1B是一側面示意圖，顯示本發明另一實施例的顯示裝置。如圖1A及圖1B所示，這些實施例中，顯示裝置3、3a具有一透明基板31、二個以上的發光晶片群及一個透明介質層32。各個發光晶片群構成一發光晶片封裝體10，透明基板31例如是其上具導電圖案的玻璃基板、聚醯亞胺膜(Polyimide Film)或聚對苯二甲酸乙二酯膜(polyethylene terephthalate Film)，發光晶片封裝體10例如是LED燈珠，透明介質層32例如是固化的透明膠體層，當發光晶片封裝體10內含的發光晶片被點亮後將構成顯示裝置3、3a的一顯示畫面。本實施例中，透明基板31具有一第一表面311及背對第一表面311的一第二表面312，發光晶片封裝體10排列成陣列而設置於透明基板31的第一表面311上，例如是利用銲錫20將各個發光晶片封裝體10焊接至透明基板31的第一表面311上，發光晶片封裝體10的數量在此以五個為例示，但本發明不以此為限。透明介質層32為一種塗佈於透明基板31的第一表面311上經固化後的膠體層，其包覆住各個發光晶片封裝體10，透明介質層32的折射率小於透明基板31的折射率但大於空氣的折射率。
圖2A是一側面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置中的發光晶片封裝體。圖2B是一平面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置中的發光晶片封裝體的封裝材的上方側。請同時參照圖2A及圖2B，一實施例中，顯示裝置3、3a中的各個發光晶片封裝體10具有一封裝基板101、至少三個設置於封裝基板101的上表面1011上的各自具有不同發光波長的發光晶片102a、102b、102c及一包覆這些發光晶片102a、102b、102c的封裝材103。發光晶片封裝體10的發光晶片102a、102b、102c可以分別是各自發出紅、綠、藍光波長的單色晶片。另一實施例中，各個發光晶片封裝體10還可以進一步具有一白光發光晶片102d，用以補償亮度均勻性。封裝材103可以是環氧樹脂或矽膠。封裝材103的上方側1031及側周側1032皆為發光晶片封裝體10的出光區域。換言之，發光晶片102a、102b、102c的出射光可同時經由封裝材103的上方側1031和側周側1032進入透明介質層32中。一實施例中，封裝材的上方側1031具有一第一出光面10311而封裝材的側周側具有一第二出光面10321，第一出光面10311平行透明基板31的第一表面311，第二出光面10321的法線和第一出光面1031的法線之間的夾角較佳為30度至90度，例示為90度。圖3是一側面示意圖，顯示本發明另一實施例的顯示裝置中的發光晶片封裝體。另一實施例中，如圖3所示，封裝材103a的上方側1031a具有一第一出光面10311a而封裝材的側周側1032a具有一第二出光面10321a，第一出光面10311a平行透明基板31的第一表面311，第二出光面10321a的法線和第一出光面10311a的法線之間的夾角可以為30度至90度，較佳為45度，藉此增加發光晶片102a、102b、102c的出射光垂直入射第二出光面10321a的比例，減少被第二出光面10321a反射的比例。換言之，圖2A中的發光晶片102a、102b、102c的出射光可同時經由封裝材103的第一出光面10311和第二出光面10321進入圖1A或圖1B的透明介質層32中，而圖3中的發光晶片102a、102b、102c的出射光可同時經由封裝材103a的第一出光面10311a和第二出光面10321a進入圖1A或圖1B的透明介質層32中。
請同時參照圖1A及圖2A，透明介質層32包覆住且接觸發光晶片封裝體10的出光區域，例如是包覆住且接觸封裝材103的第一出光面10311及第二出光面10321。請同時參照圖1B及圖2A，另一實施例中，透明介質層32可以只包覆住且接觸封裝材103的側周側1032，未覆蓋封裝材103的上方側1031，此種結構下，封裝材103的第一出光面10311直接面對且接觸空氣，封裝材103的第一出光面10311可為表面粗糙區，透明介質層32的面對空氣的上表面321可為平整區，平整區維持了顯示裝置的通透性，表面粗糙區降低觀看者所感受到的發光晶片封裝體的出射光的中心強度而不會有看到亮點的感覺。另一方面，任兩相鄰的發光晶片封裝體10的發光晶片102a、102b、102c的通過圖2A的第二出光面10321或圖3的第二出光面10321a的出射光的路徑彼此相交。依此方式，由於出射光為人眼所接收時的視覺暫留影像的部分彼此大程度地重疊，因而降低了亮點視覺效果，讓觀眾所看到的顯示畫面具柔和感。此外，透明介質層32的折射率小於發光晶片封裝體10的封裝材103或封裝體10a的封裝材103a的折射率且小於透明基板31的折射率和大於空氣的折射率，較佳地，透明介質層32的折射率介於X和Y之間，其中X為空氣的折射率和透明基板31的折射率的中間值，Y為空氣的折射率和封裝材103的折射率的中間值。依此方式，可增加發光晶片封裝體10的發光晶片102a、102b、102c的出射光從顯示裝置3、3a的出光側出射至空氣中的比例。
圖4是一側面示意圖，顯示本發明又一實施例的顯示裝置中的發光晶片封裝體。請參照圖4，一實施例中，顯示裝置3中的各個發光晶片封裝體10b的封裝材103b的結構和前面實施例所例示的封裝材103的結構不同，除此外的其它元件均和前面實施例所例示者相同。因而，本實施例的發光晶片封裝體10b同樣具有一封裝基板101及至少三個設置於封裝基板101的上表面1011上的各自具不同發光波長的發光晶片102a、102b、102c。封裝材103b同樣包覆住這些發光晶片102a、102b、102c，封裝材103b的上方側1031b及側周側1032b皆為發光晶片封裝體10b的出光區域，透明介質層32包覆住且接觸發光晶片封裝體10b的所有出光區域。換言之，發光晶片102a、102b、102c的出射光可同時經由發光晶片封裝體10b的出光區域進入透明介質層32中。不同於前面實施例的是，封裝材103b具有一圓弧面，較佳為半圓弧面，圓弧面跨越封裝材103b的上方側1031b及側周側1032b，圓弧面的圓心位於封裝基板101的上表面1011，發光晶片102a、102b、102c圍繞圓心設置。請同時參照圖1A及圖4，發光晶片封裝體10b的封裝材103b的上方側1031b及側周側1032b皆面對透明介質層32，發光晶片封裝體10的發光晶片102a、102b、102c由於圍繞且鄰近圓心設置，因此發光晶片102a、102b、102c的出射光將大程度地垂直入射圓弧面，減少了被圓弧面反射的比例。另一方面，任兩相鄰的發光晶片封裝體10b的發光晶片102a、102b、102c的通過側周側1032b的出射光的路徑彼此相交。
圖5是一平面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置中的透明基板的背光側。請參照圖2A、圖3、圖4及圖5，一實施例中，發光晶片封裝體10、10a、10b的封裝基板101的上表面1011為白色，且封裝基板101的背對上表面1011的下表面1012亦為白色。封裝基板101的上表面1011為白色可以提高發光晶片封裝體10、10a、10b的發光晶片102a、102b、102c的出射光被反射回顯示裝置3、3a的出光側的光量，另一方面封裝基板101的下表面1012為白色可以提高位於顯示裝置3、3a的透明基板31的背光側的使用者面向透明基板31的第二表面312時所感受到的通透度。因此，能夠呈現出整個顯示裝置3、3a的高透明效果。
請參照圖1A、圖1B、圖2A、圖3及圖4，一實施例中，透明基板31的第一表面311上設置有一導電線路圖案40，發光晶片封裝體10、10a、10b具有複數導電接腳104，這些導電接腳104於發光晶片封裝體10、10a、10b的位於背光側的底部處向內彎折，並於安裝至透明基板31時和透明基板31上的導電線路圖案40電連接。前面所敘及的透明基板31上所設置的導電線路圖案40可以包含透明導電圖案層、設置於透明導電圖案層上的金屬導電圖案層及設置於金屬導電圖案層上的多個彼此電隔離的導電接腳接點，透明導電圖案層用以提升散熱能力，金屬導電圖案層用以提升導電能力，導電接腳接點供各個發光晶片封裝體10、10a、10b的導電接腳104電連接。
圖6是一側面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置中的一個發光晶片封裝體及其周邊的局部。請參照圖6及圖1A，一實施例中，當透明介質層32包覆住且接觸發光晶片封裝體10的出光區域，例如是包覆住且接觸封裝材103的第一出光面10311及第二出光面10321時，透明介質層32的面對空氣的上表面321具有平整區及複數表面粗糙區3211，各表面粗糙區3211位於對應的發光晶片封裝體10垂直投影於透明介質層32的上表面321的位置處，也就是表面粗糙區3211位於對應的出光區域的上方，例如是封裝材的上方側的正上方，透明介質層32的上表面321除這些表面粗糙區3211外的區域可為平整區，平整區圍繞這些表面粗糙區3211，以維持顯示裝置的通透性。表面粗糙區3211可以是呈凹凸的微結構。表面粗糙區3211有助於降低觀看者所感受到的發光晶片封裝體的出射光的中心強度而不會有看到亮點的感覺，且由於表面粗糙區3211的設置位置與發光晶片封裝體10的位置對應，因此表面粗糙區3211的面積可以最小化且被對應的發光晶片封裝體10遮擋，在不影響整個顯示裝置3的透明度的前提下，讓顯示裝置3的顯示畫面柔和化。
圖7是一側面示意圖，顯示本發明再一實施例的顯示裝置。如圖7所示，本實施例中，顯示裝置3b具有一透明基板31b、二個以上的發光晶片群100及一個透明介質層32b。透明基板31b和透明介質層32b分別相同於圖1A及圖1B所示的透明基板31和透明介質層32。本實施例中，透明基板31b具有一第一表面311b及背對第一表面311b的一第二表面312b。各個發光晶片群100具有如圖2B所示的至少三個分別具不同發光波長的發光晶片102a、102b、102c，例如是各自發出紅、綠、藍光波長的單色晶片。另一實施例中，各個發光晶片群100還可以進一步具有一白光發光晶片102d，用以補償亮度均勻性。這些發光晶片群100彼此間隔開來且排列成陣列，而所有的發光晶片102a、102b、102c設置於透明基板31b的第一表面311b上，一個以上的發光晶片被點亮後構成顯示裝置3b的一顯示畫面。發光晶片群100的數量在此以四個為例示，但本發明不以此為限。本實施例中，發光晶片102a、102b、102c之上方不具有如圖2A、3、4所示的封裝材，且發光晶片102a、102b、102c可全角度發光。透明介質層32b設置於透明基板31b的第一表面311b上且包覆住所有發光晶片群的發光晶片的出光區域，透明介質層32b的折射率小於透明基板31b的折射率但大於空氣的折射率。此外，透明介質層32b的面對空氣的一上表面321b具有一平整區及複數表面粗糙區3211b，平整區圍繞這些表面粗糙區3211b，這些表面粗糙區3211b各自設置於對應的發光晶片群100垂直投影於透明介質層32b的上表面321b處。換言之，本實施例中，透明介質層32b可一併扮演著圖2A、3、4所示的封裝材103、103a、103b的角色，而為了降低發光晶片102a、102b、102c直接帶來的亮點視覺效果，有需要在透明介質層32b上對應於發光晶片群100的位置處設置表面粗糙區3211b。
綜上所述，本發明各實施例所提出的顯示裝置，首先利用了各個發光晶片群的大角度發光，即具有180度的出光角，使相鄰發光晶片群的出射光為人眼所接收時的視覺暫留影像的部分彼此大程度地重疊，降低了亮點視覺效果，讓觀眾所看到的顯示畫面具柔和感。此外，利用了各個發光晶片群的面向背光側的表面為白色，提高位於顯示裝置的背光側的觀看者望向顯示裝置時所感受到的通透度。尤其，在顯示裝置的出光側省去了另一面向發光晶片群的出光側的透明基板的設置而僅設置透明介質層，藉此避免發光晶片群的出射光在面向發光晶片封裝體的出光側的透明基板上的反射。更進一步地，在整個顯示裝置的出光面上對應發光晶片群的位置處形成表面粗糙區，表面粗糙區將使發光晶片群的出射光擴散，降低發光晶片群的出射光的中心強度而減低了觀看者感受到的亮點的感覺。因此，本發明所提各種方案有效解決發光晶片群的出射光在顯示裝置中的出射及反射問題。
本發明的各種實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
３、３ａ、３ｂ:顯示裝置 １０、１０ａ、１０ｂ:發光晶片封裝體 １００:發光晶片群 １０１:封裝基板 １０１１:上表面 １０１２:下表面 １０２ａ:發光晶片 １０２ｂ:發光晶片 １０２ｃ:發光晶片 １０２ｄ:發光晶片 １０３、１０３ａ、１０３ｂ:封裝材 １０３１、１０３１ａ、１０３１ｂ:上方側 １０３２、１０３２ａ、１０３２ｂ:側周側 １０３１１、１０３１１ａ:第一出光面 １０３２１、１０３２１ａ:第二出光面 １０４:導電接腳 ２０:銲錫 ３１、３１ｂ:透明基板 ３１１、３１１ｂ:第一表面 ３１２、３１２ｂ:第二表面 ３２、３２ｂ:透明介質層 ３２１、３２１ｂ:上表面 ３２１１、３２１１ｂ:表面粗糙區 ４０:導電線路圖案
圖1A是一側面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置。 圖1B是一側面示意圖，顯示本發明另一實施例的顯示裝置。 圖2A是一側面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置中的發光晶片封裝體。 圖2B是一平面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置中的發光晶片封裝體的封裝材的上方側。 圖3是一側面示意圖，顯示本發明另一實施例的顯示裝置中的發光晶片封裝體。 圖4是一側面示意圖，顯示本發明又一實施例的顯示裝置中的發光晶片封裝體。 圖5是一平面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置中的透明基板的背光側。 圖6是一側面示意圖，顯示本發明一實施例的顯示裝置中的一個發光晶片封裝體及其周邊的局部。 圖7是一側面示意圖，顯示本發明再一實施例的顯示裝置。
3:顯示裝置
10:發光晶片封裝體
20:銲錫
31:透明基板
311:第一表面
312:第二表面
32:透明介質層
321:上表面
40:導電線路圖案

Claims (10)

  1. 一種顯示裝置，包含： 一透明基板，具有一第一表面及背對該第一表面的一第二表面； 複數發光晶片群，排列成陣列而設置於該透明基板的該第一表面上，該發光晶片群構成一發光晶片封裝體且具有一封裝基板、至少三個設置於該封裝基板的一上表面上的各自具不同發光波長的發光晶片及一包覆該些發光晶片的封裝材，該封裝材的上方側及側周側皆為該發光晶片封裝體的出光區域，至少一該發光晶片被點亮後構成該顯示裝置的一顯示畫面；及 一透明介質層，設置於該透明基板的該第一表面上且至少包覆住該些封裝材的該些側周側，該透明介質層的折射率大於空氣的折射率、小於該透明基板的折射率且小於該封裝材的折射率。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，該透明介質層的該折射率介於X和Y之間，其中X為該空氣的該折射率和該透明基板的該折射率的中間值，Y為該空氣的該折射率和該封裝材的該折射率的中間值。
  3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，該封裝基板的該上表面為白色，且該封裝基板的背對該封裝基板的該上表面的一下表面為白色。
  4. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，該封裝材的該上方側及該側周側分別具有一第一出光面及一第二出光面，該第一出光面平行該透明基板的該第一表面，該第二出光面的法線和該第一出光面的法線之間的夾角為30度至90度。
  5. 如請求項4所述的顯示裝置，其中，該封裝材的該第一出光面為表面粗糙區。
  6. 如請求項4所述的顯示裝置，其中，該第二出光面的該法線和該第一出光面的該法線之間的夾角為45度。
  7. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，該封裝材具有一圓弧面，該圓弧面跨越該封裝材的該上方側及該側周側，該圓弧面的圓心位於該封裝基板的該上表面，該至少三個發光晶片圍繞該圓心設置。
  8. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，該透明介質層包覆住該些封裝材的該些上方側及該些側周側，該透明介質層的面對空氣的一上表面具有一平整區及複數表面粗糙區，該平整區圍繞該些表面粗糙區，該些表面粗糙區各自設置於對應的該發光晶片封裝體垂直投影於該透明介質層的該上表面處。
  9. 一種顯示裝置，包含： 一透明基板，具有一第一表面及背對該第一表面的一第二表面； 複數發光晶片群，彼此間隔開來且排列成陣列而設置於該透明基板的該第一表面上，各個該發光晶片群具有至少三個各自具不同發光波長的發光晶片，至少一該發光晶片被點亮後構成該顯示裝置的一顯示畫面；及 一透明介質層，設置於該透明基板的該第一表面上且包覆住該些發光晶片的出光區域； 其中，該透明介質層的面對空氣的一上表面具有一平整區及複數表面粗糙區，該平整區圍繞該些表面粗糙區，該些表面粗糙區各自設置於對應的該發光晶片群垂直投影於該透明介質層的該上表面處。
  10. 如請求項9所述的顯示裝置，其中，該發光晶片封裝體群具有一藍光發光晶片、一綠光發光晶片、一紅光發光晶片及一白光發光晶片。
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TWI785960B (zh) * 2022-01-11 2022-12-01 友達光電股份有限公司 發光二極體顯示面板

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