TW202230317A - 顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種顯示裝置包括電路基板、多個發光元件、光學膜片以及黏著層。這些發光元件電性接合於電路基板上。光學膜片重疊設置於這些發光元件。這些發光元件位於光學膜片與電路基板之間。黏著層設置在光學膜片與電路基板之間，且連接這些發光元件與光學膜片。這些發光元件、電路基板與黏著層之間具有空腔。
Description
本發明是有關於一種顯示技術，且特別是有關於一種顯示裝置。
發光二極體面板包括主動元件基板及被轉置於主動元件基板上的多個發光二極體元件。繼承發光二極體的特性，發光二極體面板因具有省電、高效率、高亮度及反應時間快等優點，有望成為下一世代顯示面板的主流。目前的發光二極體顯示面板的封裝方式主要有二，其中一種是利用傳統封裝體並經由表面黏著元件（surface mounted device，SMD）進行固定的封裝方式。另一種是直接將發光二極體元件接合於印刷電路板（chip on board，COB）的接合墊上，並且利用環氧樹脂（epoxy）進行包封的封裝方式。
雖然採用SMD封裝方式的發光二極體面板具有較佳的出光效率、色彩均勻度以及重工性，但其發光二極體元件較容易受外力碰撞而損壞，且其整體顯示面的平整度也較差。而另一種採用COB封裝方式的發光二極體面板，雖然可取得較佳的表面平整度，但其出光效率和色彩均勻度卻較差，且發光二極體元件的修補困難度也較高。
本發明提供一種顯示裝置，其具有較佳的暗態表現及重工性。
本發明的顯示裝置，包括電路基板、多個發光元件、光學膜片以及黏著層。這些發光元件電性接合於電路基板上。光學膜片重疊設置於這些發光元件。這些發光元件位於光學膜片與電路基板之間。黏著層設置在光學膜片與電路基板之間，且連接這些發光元件與光學膜片。這些發光元件、電路基板與黏著層之間具有空腔。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的黏著層不重疊多個發光元件之一部分的膜厚大於重疊這些發光元件的另一部分的膜厚。
在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的黏著層的所述部分的膜厚介於0.02 mm至1.0 mm之間。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的多個發光元件具有元件表面。元件表面在一個方向上，具有相對於電路基板的基板表面的高度。黏著層具有面向基板表面的表面。黏著層的所述表面與這些發光元件的元件表面在所述方向上具有距離，且所述距離與所述高度的百分比值介於1%至70%之間。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的多個發光元件在第一方向與第二方向上分別依第一節距與第二節距排列於電路基板上。每一個發光元件在第一方向與第二方向分別上具有第一寬度與第二寬度，第一方向垂直於第二方向，且第一寬度與第二寬度的乘積對第一節距與第二節距的乘積的百分比值介於1%至70%之間。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的黏著層的穿透率大於等於90%。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的黏著層的光學密度介於0至1.0之間。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的黏著層具有多個散射粒子。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的黏著層的蕭氏硬度值介於A20至D80之間。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的光學膜片包括偏光層。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的光學膜片更包括多個光學微結構，設置在偏光層背離多個發光元件的一側。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的光學膜片具有表面處理層，設置在黏著層背離多個發光元件的一側，且表面處理層為防眩層、抗反射層、防眩低反射層、抗反射防眩層或低反射層。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的電路基板未重疊於多個發光元件的部分表面設有反射層。
在本發明的一實施例中，上述顯示裝置的多個發光元件背離電路基板的元件表面上設有多個光學微結構。
基於上述，在本發明的一實施例的顯示裝置中，光學膜片經由黏著層與多個發光元件相連接。設置於電路基板上的這些發光元件，藉由此光學膜片的覆蓋，來提升顯示裝置於顯示面一側的表面平整度。另一方面，黏著層未連接這些發光元件的部分與電路基板之間還具有位於這些發光元件之間的空腔。透過此空腔的設置，使光學膜片的重工更容易進行，並且有效降低發光元件的修補難度，從而提升顯示裝置的修補良率。
本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。
現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的俯視示意圖。圖2是圖1的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖1及圖2，顯示裝置10包括電路基板100、多個發光元件120、黏著層140與光學膜片160。這些發光元件120分散地設置在電路基板100的基板表面100s上，並且與電路基板100電性接合。舉例來說，這些發光元件120可分別沿著方向X與方向Y排成多列與多行，其中方向X垂直於方向Y。亦即，這些發光元件120可陣列排列於電路基板100上，但不以此為限。
在本實施例中，電路基板100例如是印刷電路板（printed circuit board，PCB），但不以此為限。在其他實施例中，電路基板100也可以是玻璃基板和畫素電路層的組合，其中畫素電路層是採用半導體製程形成於玻璃基板上，且畫素電路層可包括主動元件（例如薄膜電晶體）和多種訊號線（例如資料線、掃描線或電源線），但不以此為限。
發光元件120例如是微型發光二極體（micro light emitting diode，micro LED）、次毫米發光二極體（mini light emitting diode，mini LED）、或其他尺寸大小的發光二極體。根據不同的結構種類，本實施例的發光元件120可以是覆晶式（flip-chip type）發光二極體、垂直式（vertical type）發光二極體或水平式（lateral type）發光二極體。舉例來說，這些發光元件120可分別用於發出不同顏色的光線，這些光線可根據欲顯示的影像數據而具有不同的光強度，據此來達到彩色顯示的效果。
需說明的是，由於發光元件120與電路基板100間的連接方式取決於電路基板100和發光元件120的種類，因此本實施例的圖式僅示意性地繪示出發光元件120與電路基板100的連接關係。舉例來說，在一未繪示的實施例中，電路基板100可具有多個接合墊（bonding pad），發光元件120為覆晶式發光二極體，且發光元件120透過位於磊晶結構同一側的兩電極與電路基板100上對應的兩個接合墊相互接合，但不以此為限。在另一未繪示的實施例中，發光元件120也可以是垂直式發光二極體，且發光元件120背離電路基板100一側的電極是經由連接導線與電路基板100電性連接。
為了提升顯示裝置10在暗態下的視覺品質（例如：暗態對比），這些發光元件120背離電路基板100的一側設有光學膜片160，且此光學膜片160是經由黏著層140而貼附於這些發光元件120上。亦即，黏著層140是設置在光學膜片160與電路基板100之間，並且連接這些發光元件120與光學膜片160。在本實施例中，光學膜片160例如是偏光層161與抗反射防眩層162的疊層結構。偏光層161例如是圓偏光層，但不以此為限。在其他實施例中，偏光層161也可以是線偏光層。抗反射防眩層162例如包括多個表面微結構以及鍍在這些表面微結構上的抗反射膜，但不以此為限。
透過此光學膜片160與這些發光元件120的重疊設置，可明顯降低顯示裝置10在環境光照射下的整體反射率。換句話說，可有效提升顯示裝置10在暗態下的防眩及抗反射特性。考量製程變異，每一個發光元件120在接合至電路基板100後，其元件表面120s與電路基板100的基板表面100s間的配置關係（例如：彼此間相互平行或相互傾斜）會有些許不同，造成顯示裝置在出光側的表面平整度較差。因此，透過光學膜片160的設置，還可提升顯示裝置10於顯示面一側的表面平整度。
應注意的是，連接於多個發光元件120的元件表面120s的黏著層140還進一步伸入這些發光元件120間的縫隙，並且覆蓋這些發光元件120的部分側壁表面。換句話說，在電路基板100的基板表面100s的法線方向（例如方向Z）上，黏著層140不重疊於這些發光元件120的一部分的膜厚t1大於重疊於這些發光元件120的另一部分的膜厚t2。舉例來說，黏著層140的膜厚t1可介於0.02 mm至1.0 mm之間。
從另一觀點來說，發光元件120的元件表面120s在方向Z上具有相對於電路基板100的基板表面100s的高度h，黏著層140朝向基板表面100s的表面140s與發光元件120的元件表面120s在方向Z上具有距離d，且距離d與高度h的百分比值可介於1%至70%之間。也就是說，黏著層140並未填滿這些發光元件120間的縫隙，且基板表面100s、這些發光元件120的部分側壁以及黏著層140的表面140s可在這些發光元件120之間定義出一空腔CA。透過此空腔CA的設置，能讓光學膜片160的重工更容易進行，並有效降低發光元件120的修補難度，從而提升顯示裝置10的修補良率。
另一方面，這些發光元件120在方向X和方向Y上分別是以節距Px和Py排列於電路基板100上，且每一個發光元件120在方向X和方向Y上分別具有寬度Wx和寬度Wy。為了增加這些發光元件120在側視角的出光效率，以提升顯示裝置10的光能利用率，寬度Wx和寬度Wy的乘積對節距Px和節距Py的乘積的百分比值可設置在1%至70%之間。
黏著層140的材料包括光學透明膠（Optical Clear Adhesive，OCA）、光學感壓膠（Pressure Sensitive Adhesive，PSA）、矽膠（silicone adhesive）、聚氨酯活性（Polyurethane reactive，PUR）膠、聚氨酯（Polyurethane，PU）膠、或其他合適的光學級膠材。特別說明的是，由於本實施例是透過光學膜片160的設置來提升顯示裝置10的抗反射及防眩光能力，因此黏著層140可選用穿透率較高的光學膠材（例如光學透明膠）。舉例來說，在本實施例中，黏著層140的穿透率可大於90%，但不以此為限。
值得一提的是，黏著層140的蕭氏硬度值可介於A20至D80之間，以作為光學膜片160與這些發光元件120的緩衝層。舉例來說，當光學膜片160受外力撞擊或擠壓時，此具有彈性的黏著層140會透過收縮形變來吸收大部分的外力，以避免發光元件120在外力的作用下而損壞。
在本實施例中，顯示裝置10還可選擇性地包括側封膠180。側封膠180的材質可包括PUR膠、環氧樹脂（epoxy）、矽膠、感光膠材、或其他合適的膠材。此側封膠180設置在電路基板100的周邊，並且圍繞這些發光元件120設置。具體而言，側封膠180連接電路基板100、黏著層140與光學膜片160並定義出一密封腔室，且此密封腔室內設有前述的多個發光元件120。透過此側封膠180的設置，除了可進一步穩固光學膜片160與電路基板100的連接關係外，還可避免外部環境中的異物進入這些發光元件120之間的空腔CA。
以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。
圖3是本發明的第二實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖3，本實施例的顯示裝置11與圖2的顯示裝置10的主要差異在於：光學膜片的組成不同。具體而言，顯示裝置11的光學膜片160A為偏光層161、防眩膠層163與表面處理層165的堆疊結構。防眩膠層163設置在偏光層161與黏著層140之間。偏光層161設置在防眩膠層163與表面處理層165之間。在本實施例中，防眩膠層163可包括膠材以及摻雜於膠材內的多個散射粒子163P，其中膠材例如是光學感壓膠，散射粒子163P的材料包括矽氧樹脂、或聚甲基丙烯酸甲酯（Poly(methyl methacrylate)，PMMA），但不以此為限。
然而，本發明不限於此，在其他未繪示的實施例中，光學膜片160A也可以經由防眩膠層163直接貼附於多個發光元件120上。因此，顯示裝置無須設置前述實施例的黏著層140。在本實施例中，表面處理層165例如是偏光層161的上表面經由粗糙化而成。亦即，表面處理層165可以是表面粗糙層，但不以此為。
圖4是本發明的第三實施例的顯示裝置的剖視示意圖。圖5是本發明的第四實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖4，本實施例的顯示裝置12與圖2的顯示裝置10的差異在於：光學膜片與黏著層的組成不同。在本實施例中，黏著層140A還可具有多個吸光粒子141，這些吸光粒子141適於吸收來自外部的環境光。吸光粒子141的材料可包括碳黑（carbon black）、或色母顏料/染料。舉例來說，黏著層140A的光學密度（Optical density，OD）可介於0至1.0之間。
透過在黏著層140A內摻雜這些吸光粒子141，可增加光學膜片160B的設計彈性。在本實施例中，光學膜片160B可以是防眩低反射層或低反射層。然而，本發明不限於此。請參照圖5，在其他實施例中，顯示裝置13的光學膜片160C也可以是具有粗糙表面的表面處理層。
圖6是本發明的第五實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖6，本實施例的顯示裝置14與圖2的顯示裝置10的差異在於：光學膜片的組成不同。具體而言，顯示裝置14的光學膜片160D為偏光層161、折光層164和表面處理層166的堆疊結構，且折光層164設置在表面處理層166與偏光層161之間。
舉例來說，在本實施例中，折光層164可具有多個光學微結構164MS。這些光學微結構164MS例如是多個微稜鏡，且適於將來自發光元件120的光線LB偏折至特定的出光範圍，以增加顯示裝置14的出光集中性。在本實施例中，表面處理層166例如是防眩層、抗反射層、防眩低反射層、抗反射防眩層或低反射層，但不以此為限。
圖7是本發明的第六實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖7，本實施例的顯示裝置15與圖2的顯示裝置10的差異在於：顯示裝置15的發光元件120A的元件表面120s還設有多個光學微結構120MS。這些光學微結構120MS可增加元件表面120s的粗糙度，以降低元件表面120s對於外部環境光的反射率。
另一方面，在本實施例中，電路基板100的基板表面100s未重疊於多個發光元件120的部分表面還設有反射層110。此反射層110例如是白漆或鏡面塗層，以進一步增加顯示裝置15的出光效率。特別說明的是，由於光學膜片160的設置，即使電路基板100的基板表面100s上設置反射層110來增加出光效率，顯示裝置15仍可具有在暗態下的防眩及抗反射特性。
綜上所述，在本發明的一實施例的顯示裝置中，光學膜片經由黏著層與多個發光元件相連接。設置於電路基板上的這些發光元件，藉由此光學膜片的覆蓋，來提升顯示裝置於顯示面一側的表面平整度。另一方面，黏著層未連接這些發光元件的部分與電路基板之間還具有位於這些發光元件之間的空腔。透過此空腔的設置，使光學膜片的重工更容易進行，並且有效降低發光元件的修補難度，從而提升顯示裝置的修補良率。
10、11、12、13、14、15:顯示裝置
100:電路基板
100s:基板表面
120、120A:發光元件
120MS、164MS:光學微結構
120s:元件表面
140、140A:黏著層
140s:表面
141:吸光粒子
160、160A、160B、160C、160D:光學膜片
161:偏光層
162:抗反射防眩層
163:防眩膠層
163P:散射粒子
164:折光層
165、166:表面處理層
180:側封膠
CA:空腔
d:距離
h:高度
LB:光線
Px、Py:節距
t1、t2:膜厚
Wx、Wy:寬度
X、Y、Z:方向
圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的俯視示意圖。
圖2是圖1的顯示裝置的剖視示意圖。
圖3是本發明的第二實施例的顯示裝置的剖視示意圖。
圖4是本發明的第三實施例的顯示裝置的剖視示意圖。
圖5是本發明的第四實施例的顯示裝置的剖視示意圖。
圖6是本發明的第五實施例的顯示裝置的剖視示意圖。
圖7是本發明的第六實施例的顯示裝置的剖視示意圖。
10:顯示裝置
100:電路基板
100s:基板表面
120:發光元件
120s:元件表面
140:黏著層
140s:表面
160:光學膜片
161:偏光層
162:抗反射防眩層
180:側封膠
CA:空腔
d:距離
h:高度
t1、t2:膜厚
Z:方向
Claims (14)
- 一種顯示裝置，包括： 一電路基板； 多個發光元件，電性接合於該電路基板上； 一光學膜片，重疊設置於該些發光元件，該些發光元件位於該光學膜片與該電路基板之間；以及 一黏著層，設置於該光學膜片與該電路基板之間，且連接該些發光元件與該光學膜片，其中該些發光元件、該電路基板與該黏著層之間具有一空腔。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該黏著層不重疊該些發光元件的一部分的膜厚大於重疊該些發光元件的另一部分的膜厚。
- 如請求項2所述的顯示裝置，其中該黏著層的該部分的膜厚介於0.02 mm至1.0 mm之間。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該些發光元件具有一元件表面，該元件表面在一方向上具有相對於該電路基板的一基板表面的一高度，該黏著層具有面向該基板表面的一表面，該黏著層的該表面與該些發光元件的該元件表面在該方向上具有一距離，且該距離與該高度的百分比值介於1%至70%之間。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該些發光元件在一第一方向與一第二方向上分別依一第一節距與一第二節距排列於該電路基板上，各該些發光元件分別在該第一方向與該第二方向上分別具有一第一寬度與一第二寬度，該第一方向垂直於該第二方向，且該第一寬度與該第二寬度的乘積對該第一節距與該第二節距的乘積的百分比值介於1%至70%之間。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該黏著層的穿透率大於等於90%。
- 如請求項6所述的顯示裝置，其中該黏著層的光學密度介於0至1.0之間。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該黏著層具有多個散射粒子。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該黏著層的蕭氏硬度值介於A20至D80之間。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該光學膜片包括一偏光層。
- 如請求項10所述的顯示裝置，其中該光學膜片更包括多個光學微結構，設置在該偏光層背離該些發光元件的一側。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該光學膜片具有一表面處理層，設置在該黏著層背離該些發光元件的一側，且該表面處理層為防眩層、抗反射層、防眩低反射層、抗反射防眩層或低反射層。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該電路基板未重疊於該些發光元件的部分表面設有一反射層。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中該些發光元件背離該電路基板的一元件表面上設有多個光學微結構。
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