TWI665801B - 微型led顯示面板 - Google Patents

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Abstract

一種微型LED顯示面板，其包括依次層疊設置的透明導電層、微型LED層及第一金屬層，所述微型LED層包括間隔設置的複數微型LED，所述第一金屬層包括間隔設置的複數第一金屬單元，所述複數第一金屬單元作為所述複數微型LED的陽極，所述透明導電層包括間隔設置的複數透明導電單元，所述複數透明導電單元作為所述複數微型LED的陰極並複用為觸控電極。本發明的微型LED顯示面板兼具有顯示功能及觸控功能。

Description

微型LED顯示面板
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種微型LED顯示面板。
Micro-LED(Micro Light Emitting Display)，亦稱為微型LED或µLED，是一種新興的平板顯示器技術。習知微型LED顯示面板，其通常包括層疊設置的N型摻雜的無機發光材料層及P型摻雜的無機發光材料層、連接所述N型摻雜的無機發光材料層的透明導電膜層（作為陰極）、連接所述P型摻雜的無機發光材料層的金屬層（作為陽極）。然，習知的微型LED顯示面板通常未設置有內嵌式(in-cell)的觸控感測電極。
鑒於以上內容，本發明提供一種微型LED顯示面板，其包括： 依次層疊設置的透明導電層、微型LED層及第一金屬層； 所述微型LED層包括間隔設置的複數微型LED； 所述第一金屬層包括間隔設置的複數第一金屬單元，所述複數第一金屬單元作為所述複數微型LED的陽極； 所述透明導電層包括間隔設置的複數透明導電單元，所述複數透明導電單元作為所述複數微型LED的陰極並複用為觸控電極。
本發明實施例的微型LED顯示面板，複數透明導電單元作為所述複數微型LED的陰極並複用為觸控電極。藉由採用分時驅動的方式將複數所述透明導電單元交替作為微型LED的陰極及微型LED顯示面板的觸控電極。在顯示時間段，複數透明導電單元被輸入直流電壓訊號，使得各微型LED發光，以用於顯示畫面；在觸控時間段，複數透明導電單元被輸入交流電壓訊號，以實現觸控功能。藉此，本發明實施例的微型LED顯示面板兼具有顯示功能及觸控功能。
本文所述的微型LED是指尺寸小於500μm的LED，更確切地說，是指尺寸大約在1μm~100μm的範圍LED。
第一實施例
圖1為本發明第一實施例的微型LED顯示面板100的剖面示意圖。如圖1所示，該微型LED顯示面板100，包括依次層疊設置的上基板10、透明導電層20、微型LED層30及第一金屬層40。上基板10為透明的，透明導電層20包括間隔設置的複數透明導電單元211，微型LED層30包括間隔設置的複數微型LED31，第一金屬層40包括間隔設置的複數第一金屬單元41，所述複數第一金屬單元41作為所述複數微型LED31的陽極，所述複數透明導電單元211作為所述複數微型LED31的陰極並複用為觸控電極。
請繼續參閱圖1，微型LED顯示面板100包括複數子畫素321，相鄰的複數發不同顏色光的子畫素321形成一個畫素32。在本實施例中，每一個畫素32包括三個相鄰的子畫素321，該三個相鄰的子畫素321分別為第一色子畫素3211、第二色子畫素3212及第三色子畫素3213。其中，第一色子畫素3211包括一個發紅光的紅色微型LED31，第二色子畫素3212包括發綠光的綠色微型LED31，第三色子畫素3213包括發藍光的藍色微型LED31。可以理解地，在本發明的其他實施例中，第一色子畫素3211、第二色子畫素3212及第三色子畫素3213亦可以分別包括發其他顏色光的微型LED31。
可以理解地，在本發明的其他實施例中每一個畫素32亦可以包括三個以上相鄰的子畫素，比如相鄰的四個所述子畫素321形成一個畫素32。該相鄰的四個子畫素321分別包括發紅光的紅色微型LED31、發綠光的綠色微型LED31、發藍光的藍色微型LED31及發白光的白色微型LED31。
請繼續參閱圖1，每一個子畫素321包括一個微型LED31、層疊於微型LED31上方的一個透明導電單元211以及層疊於微型LED31下方的一個第一金屬單元41。每一個微型LED31至少包括層疊設置的N型摻雜的無機非金屬層311、P型摻雜的無機非金屬層312、及設置在N型摻雜的無機非金屬層311及P型摻雜的無機非金屬層312之間的活性層（圖未示）。藉由調整微型LED31中的活性層材料，可以使微型LED31發不同顏色的光，從而使不同子畫素321發不同顏色的光。
請繼續參閱圖1，微型LED顯示面板100還包括層疊設置的控制電路層70及下基板80，下基板80與上基板10相對設置，畫素32及控制電路層70位於下基板80與上基板10之間。每一個第一金屬單元41電性連接控制電路層70，並被控制電路層70施加電壓訊號。
具體地，控制電路層70包括薄膜電晶體(TFT)陣列（圖未示），下基板80為薄膜電晶體(TFT)陣列的絕緣承載基板，每個子畫素321對應的第一金屬單元41與一個薄膜電晶體(TFT)連接。另，控制電路層70還包括一訊號源（圖未示），用於進行電源及控制訊號的切換。具體地，該訊號源可為現場可程式設計閘陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）、積體電路（IC）等等。
請繼續參閱圖1，微型LED顯示面板100還包括層疊設置的異方性導電物質層50及第二金屬層60，異方性導電物質層50包括間隔設置的複數異方性導電單元51，第二金屬層60包括間隔設置的複數第二金屬單元61。其中每一個透明導電單元211與一個微型LED31、一個第一金屬單元41、一個異方性導電單元51及一個第二金屬單元61為依次層疊設置。每一個異方性導電單元51用於電性連接一個第一金屬單元41及一個第二金屬單元61，每一個第二金屬單元61位於一個異方性導電單元51及控制電路層70之間。藉此設置，使得控制電路層70能夠電性連接第一金屬單元41，並藉由第一金屬單元41為其相對應的微型LED31提供直流電壓訊號。
請繼續參閱圖1，微型LED顯示面板100還包括複數絕緣結構90，絕緣結構90絕緣隔離複數透明導電單元211，絕緣隔離複數微型LED31，絕緣隔離複數第一金屬單元41，絕緣隔離複數所述異方性導電單元51以及絕緣隔離複數所述第二金屬單元61。
本實施例中，絕緣結構90包括第一鈍化層902、第二鈍化層903及第三鈍化層904。其中，在製程中，將第一鈍化層902、第二鈍化層903形成於上基板10上以絕緣隔離複數所述子畫素321，第三鈍化層904形成於下基板80的控制電路層70上以絕緣隔離複數所述第二金屬單元61，然後再藉由異方性導電單元51將每一個第一金屬單元41及每一個第二金屬單元61綁定，以使控制電路層70能夠電性連接每一個第一金屬單元41，並藉由複數第一金屬單元41為其相對應的微型LED31提供電壓訊號。
圖2A為本發明第一實施例的微型LED顯示面板100的另一剖面示意圖，為了便於呈現的更加清楚，圖2A中省略了控制電路層70及下基板80。如圖2A所示，每一個第一金屬單元41完全覆蓋與其對應的P型摻雜的無機非金屬層312，即，每一個第一金屬單元41在上基板10上的投影完全覆蓋與其對應的P型摻雜的無機非金屬層312在上基板10上的投影。
圖2B為圖2A所示的微型LED顯示面板100的透明導電單元211及N型摻雜的無機非金屬層311在上基板10上的投影圖。如圖2B所示，每一個透明導電單元211完全覆蓋其對應的N型摻雜的無機非金屬層311，即，每一個N型摻雜的無機非金屬層311在上基板10上的投影完全位於其對應的透明導電單元211在所述上基板10上的投影之內。
圖2C為圖2A所示的微型LED顯示面板100的第一金屬單元41及第二金屬單元61在上基板上的投影圖。請結合參閱圖2A及圖2C，透明導電單元211不覆蓋N型摻雜的無機非金屬層311的部分與一第二金屬單元61電性接觸。其中，每一個所述第二金屬單元61電性連接控制電路層70，控制電路層70藉由複數所述第二金屬單元61電性連接透明導電單元211。
圖3為本發明第一實施例的微型LED顯示面板100的平面示意圖。如圖3所示，所有的透明導電單元211呈矩陣排佈成多行及多列，相鄰的複數透明導電單元211構成一個觸控單元21。每一個觸控單元21中，同一行的複數透明導電單元211藉由一第一引線212電性連接，不同行的透明導電單元211再藉由一條第二引線213電性連接至控制電路層70的訊號源，控制電路層70用於為透明導電單元211施加直流電壓訊號或交流電壓訊號。
本實施例中，一個觸控單元21內的複數透明導電單元211排佈為邊長大致為3~4mm的矩形。
本實施例中，每一個子畫素321包括一個透明導電單元211。透明導電單元211採用分時驅動的方式交替作為微型LED31的陰極及微型LED顯示面板100的觸控電極。
在顯示時間段，透明導電單元211作為其對應的微型LED31的陰極，控制電路層70藉由第二引線213以及複數複數第一引線212為觸控單元21中每一個透明導電單元211施加直流電壓訊號，使得觸控單元中的每一個所述微型LED31的陰極（透明導電單元211）的電位低於微型LED31的陽極（第一金屬單元41）的電位，進而每一個微型LED31發光，微型LED顯示面板的實現顯示功能。
本實施例中，在觸控時間段，觸控單元21可被覆用作為單層自容式觸控電極或被覆用作為單層互容式觸控電極。
請繼續參閱圖3，在觸控時間段，若觸控單元21被覆用作為單層自容式觸控電極，則控制電路層70藉由第二引線213以及複數複數第一引線212為觸控單元21中每一個透明導電單元211施加交流電壓訊號以作為驅動訊號。具體地，該交流電壓訊號可為正弦波、方波、三角波、鋸齒波等，在此不作唯一限定。
進一步地，控制電路層70還用於接收並處理觸控單元21的電容感應訊號。具體地，圖3所示的觸控單元21中的每一行的複數透明導電單元211的電容感應訊號藉由其電性連接的第一引線212匯總至第二引線213，並經第二引線213被控制電路層70接收。當上基板10上有導電物體（例如手指）觸摸時，該區域的電容感應訊號出現差異，其中該電容感應訊號經控制電路層70中接收並處理，然後再經過換算即可得到觸控點的相對位置。
本實施例中，控制電路層70讀取的電容感應訊號為觸控單元21中的複數透明導電單元211的電容感應訊號的總及，避免了電容感應訊號變化較小時，無法被偵測到的情況，提高了觸控點偵測的靈敏度。
請繼續參閱圖3，在觸控時間段，若觸控單元21被覆用作為單層互容式觸控電極，複數所述觸控單元21為一列被覆用為單層互容式觸控驅動電極，另一列被覆用為單層互容式觸控接收電極，藉此交替週期性重複排佈。可以理解地，在其他實施例中，所述觸控單元21亦可為一行被覆用為單層互容式觸控驅動電極，另一行被覆用為單層互容式觸控接收電極，藉此交替週期性重複排佈。
本實施例中，控制電路層70藉由第二引線213以及複數第一引線212為被覆用為單層互容式觸控驅動電極的觸控單元21中每一個透明導電單元211施加交流電壓訊號以作為驅動訊號。具體地，該交流電壓訊號可為正弦波、方波、三角波、鋸齒波等，在此不作唯一限定。
進一步地，控制電路層70還用於接收並處理被覆用為單層互容式觸控接收電極的觸控單元21的電容感應訊號。具體地，圖3中被覆用為單層互容式觸控接收電極的觸控單元21中的每一行的複數透明導電單元211的電容感應訊號藉由其電性連接的第一引線212匯總至第二引線213，並經第二引線213被控制電路層70接收。當上基板10上有導電物體（例如手指）觸摸時，該區域的電容感應訊號出現差異，其中該電容感應訊號經控制電路層70中接收並處理，然後再經過換算即可得到觸控點的相對位置。藉此設置，使得本發明實施例的微型LED顯示面板100兼具有顯示功能及觸控功能。
圖4A為本發明第一實施例的微型LED顯示面板100的觸控單元21的正面示意圖。圖4B為圖4A所示的微型LED顯示面板100的觸控單元21的背面示意圖。如圖4A及圖4B所示，觸控單元21包括複數透明導電單元211，其中複數透明導電單元211呈矩陣排佈成多行及多列，同一行的複數所述透明導電單元211藉由一第一引線212電性連接，不同行的透明導電單元211藉由第二引線213電性連接。
如圖4B所示，絕緣結構90上開設有用於供第一引線212及第二引線213穿過的過孔905。過孔905包括第一過孔9051及第二過孔9052，其中，第一過孔9051用於電性連接第一引線212及相應的透明導電單元211；第二過孔9052用於電性連接第一引線212、第二引線213及相應的透明導電單元211。
第二實施例
圖5為本發明第二實施例的微型LED顯示面板200的剖面示意圖。圖6為本發明第二實施例的微型LED顯示面板200的另一剖面示意圖。請結合參閱圖5及圖6，微型LED顯示面板200與本發明第一實施例的微型LED顯示面板100基本相同，包括同樣的依次層疊設置的上基板10、透明導電層20、微型LED層30、第一金屬層40、異方性導電物質層50、第二金屬層60、控制電路層70及下基板80。
其中，上基板10為透明的，透明導電層20包括間隔設置的複數透明導電單元211，微型LED層30包括間隔設置的複數微型LED31，第一金屬層40包括間隔設置的複數第一金屬單元41。異方性導電物質層50包括間隔設置的複數異方性導電單元51，第二金屬層60包括間隔設置的複數第二金屬單元61，每一個異方性導電單元51用於電性連接一個第一金屬單元41及一個第二金屬單元61，每一個第一金屬單元41電性連接控制電路層70，並被控制電路層70施加電壓訊號。所述複數第一金屬單元41作為所述複數微型LED31的陽極，所述複數透明導電單元211作為所述複數微型LED31的陰極並複用為觸控電極。
另，微型LED顯示面板200同樣還包括複數絕緣結構90，絕緣結構90絕緣隔離複數透明導電單元211，絕緣隔離複數微型LED31，絕緣隔離複數第一金屬單元41，絕緣隔離複數所述異方性導電單元51以及絕緣隔離複數所述第二金屬單元61。
本實施例中的微型LED顯示面板200與第一實施例的微型LED顯示面板100的區別在於：第一實施例中，每一個所述子畫素321包括一個透明導電單元211；而本實施例中，相鄰的複數發不同顏色光的子畫素321形成一個畫素32，至少一個畫素32的複數子畫素321共用一個相同的透明導電單元211。
圖7為本發明第二實施例的微型LED顯示面板100的平面示意圖。如圖7所示，所有的透明導電單元211呈矩陣排佈成多行及多列，每一個單獨的透明導電單元211構成一個觸控單元21。每一個所述觸控單元21中的透明導電單元211一條第二引線213電性連接至控制電路層70，控制電路層70用於為透明導電單元211施加直流電壓訊號或交流電壓訊號。
本實施例中，觸控單元21內的透明導電單元211為邊長大致為3~4mm的矩形。
本實施例中，至少一個畫素32的複數子畫素321共用一個相同的透明導電單元211。透明導電單元211採用分時驅動的方式交替作為微型LED31的陰極及微型LED顯示面板100的觸控電極。
在顯示時間段，透明導電單元211作為其對應的微型LED31的陰極，控制電路層70藉由第二引線213為觸控單元21中的透明導電單元211施加直流電壓訊號，使得透明導電單元211對應的每一個所述微型LED31的陰極（透明導電單元211）的電位低於所述微型LED31的陽極（第一金屬單元41）的電位，進而每一個所述微型LED31發光，微型LED顯示面板的實現顯示功能。
本實施例中，在觸控時間段，觸控單元21可被覆用作為單層自容式觸控電極或被覆用作為單層互容式觸控電極。
請繼續參閱圖7，在觸控時間段，若觸控單元21被覆用作為單層自容式觸控電極，則控制電路層70藉由第二引線213為觸控單元21中的透明導電單元211施加交流電壓訊號以作為驅動訊號。具體地，該交流電壓訊號可為正弦波、方波、三角波、鋸齒波等，在此不作唯一限定。
進一步地，控制電路層70還用於接收並處理觸控單元21的電容感應訊號。具體地，圖7所示的觸控單元21中的透明導電單元211的電容感應訊號經第二引線213被控制電路層70接收。當上基板10上有導電物體（例如手指）觸摸時，該區域的電容感應訊號出現差異，其中該電容感應訊號經控制電路層70中接收並處理，然後再經過換算即可得到觸控點的相對位置。
請繼續參閱圖7，在觸控時間段，若觸控單元21被覆用作為單層互容式觸控電極，複數所述觸控單元21為一列被覆用為單層互容式觸控驅動電極，另一列被覆用為單層互容式觸控接收電極，藉此交替週期性重複排佈。可以理解地，在其他實施例中，觸控單元21亦可為一行被覆用為單層互容式觸控驅動電極，另一行被覆用為單層互容式觸控接收電極，藉此交替週期性重複排佈。
本實施例中，控制電路層70藉由第二引線213為被覆用為單層互容式觸控驅動電極的觸控單元21中的透明導電單元211施加交流電壓訊號以作為驅動訊號。具體地，該交流電壓訊號可為正弦波、方波、三角波、鋸齒波等，在此不作唯一限定。
進一步地，控制電路層70還用於接收並處理被覆用為單層互容式觸控接收電極的觸控單元21的電容感應訊號。具體地，圖7中被覆用為單層互容式觸控接收電極的觸控單元21中的透明導電單元211的電容感應訊號經第二引線213被控制電路層70接收。當上基板10上有物體觸摸時，該區域的電容感應訊號出現差異，其中該電容感應訊號經控制電路層70中接收並處理，然後再經過換算即可得到觸控點的相對位置。藉此，使得本發明實施例的微型LED顯示面板200兼具有顯示功能及觸控功能。
以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神及範圍。
100、200‧‧‧微型LED顯示面板
10‧‧‧上基板
20‧‧‧透明導電層
21‧‧‧觸控單元
211‧‧‧透明導電單元
212‧‧‧第一引線
213‧‧‧第二引線
32‧‧‧畫素
321‧‧‧子畫素
3211‧‧‧第一色子畫素
3212‧‧‧第二色子畫素
3213‧‧‧第三色子畫素
30‧‧‧微型LED層
31‧‧‧微型LED
311‧‧‧N型摻雜的無機非金屬層
312‧‧‧P型摻雜的無機非金屬層
40‧‧‧第一金屬層
41‧‧‧第一金屬單元
50‧‧‧異方性導電物質層
51‧‧‧異方性導電單元
60‧‧‧第二金屬層
61‧‧‧第二金屬單元
70‧‧‧控制電路層
80‧‧‧下基板
90‧‧‧絕緣結構
902‧‧‧第一鈍化層
903‧‧‧第二鈍化層
904‧‧‧第三鈍化層
905‧‧‧過孔
9051‧‧‧第一過孔
9052‧‧‧第二過孔
圖1為本發明第一實施例的微型LED顯示面板的剖面示意圖。
圖2A為本發明第一實施例的微型LED顯示面板的另一剖面示意圖。
圖2B為圖2A所示的微型LED顯示面板的透明導電單元及N型摻雜的無機非金屬層在上基板上的投影圖。
圖2C為圖2A所示的微型LED顯示面板的透明導電單元及第二金屬單元在上基板上的投影圖。
圖3為本發明第一實施例的微型LED顯示面板的平面示意圖。
圖4A為本發明第一實施例的微型LED顯示面板的觸控單元的正面示意圖。
圖4B為圖4A所示的微型LED顯示面板的觸控單元的背面示意圖。
圖5為本發明第二實施例的微型LED顯示面板的剖面示意圖。
圖6為本發明第二實施例的微型LED顯示面板的另一剖面示意圖。
圖7為本發明第二實施例的微型LED顯示面板的平面示意圖。

Claims (10)

  1. 一種微型LED顯示面板，其包括： 依次層疊設置的透明導電層、微型LED層及第一金屬層； 所述微型LED層包括間隔設置的複數微型LED； 所述第一金屬層包括間隔設置的複數第一金屬單元，所述複數第一金屬單元作為所述複數微型LED的陽極； 其改良在於，所述透明導電層包括間隔設置的複數透明導電單元，所述複數透明導電單元作為所述複數微型LED的陰極並複用為觸控電極。
  2. 如請求項1所述的微型LED顯示面板，其中，至少一個所述透明導電單元構成一個觸控單元。
  3. 如請求項2所述的微型LED顯示面板，其中，所述觸控單元作為單層自容式觸控電極。
  4. 如請求項2所述的微型LED顯示面板，其中，所述觸控單元作為單層互容式觸控電極。
  5. 如請求項4所述的微型LED顯示面板，其中，所述單層互容式觸控電極包括單層互容式觸控驅動電極及單層互容式觸控接收電極； 複數所述觸控單元呈矩陣排佈，複數所述觸控單元一列為複數單層互容式觸控驅動電極，另一列為複數單層互容式觸控接收電極交替週期性重複排佈； 或複數所述觸控單元一行為複數單層互容式觸控驅動電極，另一行為複數單層互容式觸控接收電極交替週期性重複排佈。
  6. 如請求項1所述的微型LED顯示面板，其中，所述微型LED顯示面板包括複數子畫素； 每一個子畫素包括一個微型LED、層疊於所述微型LED上方的透明導電單元及層疊於所述微型LED下方的一個第一金屬單元。
  7. 如請求項6所述的微型LED顯示面板，其中，每一個子畫素包括一個透明導電單元。
  8. 如請求項6所述的微型LED顯示面板，其中，相鄰的複數發不同顏色光的子畫素形成一個畫素，至少一個畫素的複數子畫素共用一個相同的透明導電單元。
  9. 如請求項1至8中任意一項所述的微型LED顯示面板，其中，所述微型LED顯示面板還包括控制電路層，所述複數第一金屬單元電性連接所述控制電路層。
  10. 如請求項9所述的微型LED顯示面板，其中，每一個所述觸控單元電性連接所述控制電路層，所述控制電路層用以向所述觸控單元施加直流電壓訊號或交流電壓訊號。
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