TWI765461B - 透氣且防水的微型發光二極體顯示器 - Google Patents

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Abstract

一種微型發光二極體顯示器包含顯示模組以及疏水層。顯示模組包含基板、電極層以及微型發光二極體裝置。基板具有第一表面、第二表面以及至少一空氣通道，第二表面相對於第一表面，空氣通道自第一表面延伸至第二表面。電極層設置於基板的第一表面上，並接觸基板的第一表面。空氣通道具有開口在基板的第一表面上，電極層與開口分離。微型發光二極體裝置設置於電極層上，並具有小於或等於2500平方微米的發光面積。疏水層至少部分覆蓋顯示模組的一側。

Description

透氣且防水的微型發光二極體顯示器
本揭露是關於一種透氣且防水的微型發光二極體顯示器。
本節的陳述僅提供與本揭露有關的背景信息，而不必然構成先前技術。
近年來，穿戴式電子裝置的普及度迅速地增長。穿戴式電子裝置的舒適度對於整體的使用者體驗與使用者滿意度至關重要，尤其是對於具有顯示器以呈現數位資訊的穿戴式裝置而言。
依據本揭露的一實施例，一種微型發光二極體顯示器包含顯示模組以及第一疏水層。顯示模組包含基板、電極層以及微型發光二極體裝置。基板具有第一表面、第二表面以及至少一空氣通道，第二表面相對於第一表面，空氣通道自第一表面延伸至第二表面。電極層設置於基板的第一表面上，並接觸基板的第一表面。空氣通道具有開口在基板的第一表面上，電極層與開口分離。微型發光二極體裝置設置於電極層上，並具有小於或等於2500平方微米的發光面積。第一疏水層至少部分覆蓋顯示模組的第一側。
應當理解以上的一般描述以及以下的詳細描述僅是範例，旨在提供對請求保護的本揭露的進一步解釋。
以下詳細介紹本揭露的實施例，並且於附圖中繪示示例性的實施例。圖式與說明書中盡可能使用相同的元件符號來代表相同或相似的元件。
在各種實施例中，參考附圖進行描述。然而，某些實施例可以在沒有這些實務細節中的一或多個的情況下實施，或與其他已知方法及配置組合實施。在以下的敘述中，為了提供對本揭露透徹的理解而闡述了許多具體細節，例如具體的配置、尺寸及製程等。此外，一些習知慣用的半導體製程與製造技術並沒有被特別詳細地描述，以免不必要地模糊本揭露。全篇說明書中「一實施例」、「一些實施例」或類似用語表示針對該實施例描述的特定特徵、結構、配置或特性包含在本揭露的至少一個實施例中。因此，出現於本說明書中各處的片語「在一實施例中」、「在一些實施例中」等未必是指本揭露的同一實施例。此外，特定特徵、結構、配置或特性可以在一或多個實施例中以任何合適的方式組合。
本文中所使用的術語「在…的上方」、「到」、「在…之間」、及「之上」可以指一層相對於其他層的相對位置。一層在另一層「的上方」或「之上」或接合「到」另一層，可以是直接與另一層接觸，或具有一或多個中間層。多個層「之間」的一層可以直接與這些層接觸或具有一或多個中間層。
請參照第1圖，其為繪示依據本揭露的一實施例的微型發光二極體顯示器100的俯視圖。微型發光二極體顯示器100包含顯示模組100a，顯示模組100a包含基板110以及設置於基板110上的複數個微型發光二極體裝置120。基板110包含顯示區域111以及非顯示區域112，顯示區域111具有複數個像素單元113，非顯示區域112位於顯示區域111外。像素單元113排列為一矩陣，且每個像素單元113包含複數個子像素114，每個微型發光二極體裝置120設置於其中一子像素114內。在一些實施例中，基板110包含塑膠。在一些實施例中，基板110為柔性基板。在一些實施例中，每個微型發光二極體裝置120具有小於或等於2500平方微米的發光面積。在一些實施例中，每個微型發光二極體裝置120具有小於或等於50微米的側向長度。
如第1圖所示，顯示模組100a進一步包含數據驅動電路101以及掃描驅動電路102，數據驅動電路101以及掃描驅動電路102設置於基板110上，並位於非顯示區域112內。數據驅動電路101電性連接子像素114的數據線，並配置以傳送數據信號至子像素114。掃描驅動電路102電性連接子像素114的掃描線，並配置以傳送掃描信號至子像素114。
請參照第2圖，其為繪示第1圖所示的微型發光二極體顯示器100沿線段A-A’的局部放大剖視圖。基板110具有第一表面110a以及第二表面110b，第二表面110b相對於第一表面110a。顯示模組100a進一步包含電極層140，電極層140設置於基板110的第一表面110a上，並接觸基板110的第一表面110a，微型發光二極體裝置120設置於電極層140上。具體而言，電極層140是沉積形成於基板110的第一表面110a上，並包含第一電極141以及第二電極142，第一電極141以及第二電極142彼此分離並彼此電性絕緣。
如第2圖所示，在本實施例中，微型發光二極體裝置120為垂直式發光二極體，微型發光二極體裝置120包含堆疊設置的第一類型半導體層121 (例如：P型半導體層)、主動層123 (例如：一或多個量子阱)以及第二類型半導體層122 (例如：N型半導體層)。第一類型半導體層121以及第二類型半導體層122經由位於其間的主動層123彼此連接。在一些實施例中，微型發光二極體裝置120為雷射二極體。
如第2圖所示，第一類型半導體層121接觸電極層140的第一電極141，第二類型半導體層122經由上電極143電性連接電極層140的第二電極142。上電極143至少部分透明，且至少對於可見光是可透光的。在一些實施例中，上電極143包含透明導電材料，例如是氧化銦錫(indium-tin-oxide，ITO)。在一些實施例中，顯示模組100a進一步包含絕緣層150，絕緣層150覆蓋微型發光二極體裝置120的側壁。絕緣層150至少部分設置於第一電極141、第二電極142以及上電極143之間，以絕緣第一電極141與第二電極142以及上電極143。
如第2圖所示，基板110具有至少一空氣通道115，空氣通道115自第一表面110a延伸至第二表面110b。空氣通道115具有開口115a在基板110的第一表面110a上，電極層140與開口115a分離。空氣通道115的形成使空氣能流過微型發光二極體顯示器100，使得微型發光二極體顯示器100「可透氣」。
如第2圖所示，在本實施例中，空氣通道115為貫穿基板110的通孔。在本實施例中，通孔位於其中一像素單元113內，具體而言，通孔是位於其中一子像素114內。因此，開口115a的周緣所圍繞的面積小於對應的子像素114的面積。在一些實施例中，通孔是以適當溶劑溶解部分基板110所形成。
在一些實施例中，基板110包含至少十個通孔，以達到理想的透氣度。在一些實施例中，空氣通道115的開口115a的周緣所圍繞的面積小於2平方毫米。在上述尺寸配置下，微型發光二極體顯示器100在具有透氣特性的同時能保持視覺上的「完整性」，因為具有上述尺寸的通孔(即空氣通道115)幾乎是肉眼不可見。在一些實施例中，空氣通道115的開口115a的周緣所圍繞的面積較佳地是小於0.5平方毫米。
在一些實施例中，每個子像素114具有至少一通孔(即空氣通道115)形成於其內。在一些實施例中，至少一子像素114不透氣(亦即，不具有通孔)。在一些實施例中，至少一子像素114具有多個通孔形成於其內。在一些實施例中，基板110具有複數個空氣通道115，且空氣通道115的開口115a的周緣所圍繞的總面積佔基板110的第一表面110a的周緣所圍繞的面積的3%至90%。
基板110的通孔並不限定是位於像素單元113或子像素114內。在一些實施例中，基板110具有至少一通孔位於顯示區域111的非發光區域內，非發光區域可以是位在像素單元113之間(換言之，非發光區域將像素單元113分開)。
如第1圖所示，基板110的通孔並不限定是位於顯示區域111內。在一些實施例中，基板110具有至少一通孔116，通孔116位於非顯示區域112內，並與數據驅動電路101、掃描驅動電路102以及非顯示區域112內的任何導電線路分離。
如第2圖所示，在一些實施例中，顯示模組100a進一步包含包覆層160，包覆層160覆蓋基板110、電極層140、微型發光二極體裝置120、上電極143以及絕緣層150。包覆層160具有通孔161，通孔161與基板110的通孔(即空氣通道115)流體連通，允許空氣經由基板110的通孔(即空氣通道115)與包覆層160的通孔161流過顯示模組100a。通孔161與電極層140、微型發光二極體裝置120、上電極143以及絕緣層150分離。在一些實施例中，包覆層160的通孔161與基板110的通孔(即空氣通道115)彼此對齊，並具有實質上相同的孔徑。
如第2圖所示，顯示模組100a具有第一側100a1以及第二側100a2，第二側100a2相對於第一側100a1。微型發光二極體顯示器100進一步包含疏水層170，疏水層170至少部分覆蓋顯示模組100a的第一側100a1。具體而言，在本實施例中，疏水層170覆蓋包覆層160的頂面，並暴露包覆層160的通孔161。在一些實施例中，顯示模組100a的第一側100a1為顯示側，微型發光二極體裝置120發出的光從顯示側離開顯示模組100a。
在一些實施例中，疏水層170包含含氟表面活性劑(fluorosurfactant)。在一些實施例中，疏水層170是以在顯示模組100a上塗佈液態材料，並隨後將液態材料烤乾使其固化的方式形成在顯示模組100a的第一側100a1上。在一些實施例中，水在疏水層170上的接觸角至少為90度。
疏水層170能防止液態水附著於顯示模組100a的顯示側上，使微型發光二極體顯示器100能防水。在一些實施例中，空氣通道115的開口115a的最大寬度W1落在2奈米至20微米的範圍內。在一些實施例中，包覆層160的通孔161的最大寬度W2落在2奈米至20微米的範圍內。具有上述尺寸的開口115a能防止液態水從顯示模組100a的顯示側滲入，以提升微型發光二極體顯示器100的防水能力，同時，具有上述尺寸的開口115a能允許空氣通過，故微型發光二極體顯示器100可保持透氣。
如第2圖所示，在一些實施例中，微型發光二極體顯示器100進一步包含親水層180，親水層180至少部分覆蓋顯示模組100a的第二側100a2。具體而言，在本實施例中，親水層180覆蓋基板110的第二表面110b，並暴露基板110的通孔(即空氣通道115)。親水層180能促使水氣凝結於顯示模組100a的第二側100a2，親水層180上的凝結水隨後可因毛細作用而被輸送至顯示模組100a的第一側100a1。
請參照第3圖，其為繪示依據本揭露的另一實施例的微型發光二極體顯示器300的局部放大剖視圖。本實施例與第2圖所示的實施例的差異處，在於微型發光二極體顯示器300的微型發光二極體裝置320為覆晶式發光二極體。具體而言，微型發光二極體裝置320包含第一類型半導體層321、第二類型半導體層322以及主動層323，第一類型半導體層321以及第二類型半導體層322經由位於其間的主動層323彼此連接。
如第3圖所示，第一類型半導體層321接觸電極層140的第一電極141，第二類型半導體層322側向延伸至電極層140的第二電極142上方。第二類型半導體層322經由導電結構343電性連接電極層140的第二電極142，導電結構343位於第二類型半導體層322以及電極層140的第二電極142之間。包覆層160覆蓋基板110、電極層140、微型發光二極體裝置320以及導電結構343。
請參照第4圖，其為繪示依據本揭露的另一實施例的微型發光二極體顯示器400的局部放大剖視圖。本實施例與第2圖所示的實施例的差異處，在於微型發光二極體顯示器400包含疏水層470，疏水層470至少部分覆蓋顯示模組100a的第二側100a2。具體而言，在本實施例中，疏水層470覆蓋基板110的第二表面110b，並暴露基板110的通孔(即空氣通道115)。在顯示模組100a的兩側上均配置疏水層使得微型發光二極體顯示器400難以浸溼。在一些實施例中，疏水層170、470由相同材料製成，並具有實質上相同的物理特性。
請參照第5圖，其為繪示依據本揭露的另一實施例的微型發光二極體顯示器500的局部放大剖視圖。本實施例與第2圖所示的實施例的差異處，在於顯示模組500a的基板510包含多孔材料，多孔材料具有孔隙形成基板510的空氣通道515。在一些實施例中，多孔材料包含塑膠、陶瓷、織物、複合材料、其他合適的材料或其任意組合。
如第5圖所示，包覆層560覆蓋微型發光二極體裝置120、電極層140、上電極143以及絕緣層150，並暴露基板510的第一表面510a的至少一部分。空氣通道515具有至少一開口515a在基板510的第一表面510a上，開口515a與包覆層560及內嵌其中的部件分離。換言之，空氣通道515具有至少一開口515a在基板510的第一表面510a暴露的部分。
如第5圖所示，顯示模組500a具有第一側500a1 (例如：顯示模組500a的顯示側)以及第二側500a2，第二側500a2相對於第一側500a1，微型發光二極體顯示器500的疏水層570至少部分覆蓋顯示模組500a的第一側500a1。在一些實施例中，疏水層570部分覆蓋基板510的第一表面510a，並暴露空氣通道515的開口515a。
如第5圖所示，在一些實施例中，微型發光二極體顯示器500進一步包含親水層580，親水層580至少部分覆蓋顯示模組500a的第二側500a2。具體而言，在本實施例中，空氣通道515具有至少一開口515b在基板510的第二表面510b上 (第二表面510b相對於第一表面510a)，親水層580部分覆蓋基板510的第二表面510b，並暴露空氣通道515的開口515b。
在一些實施例中，基板510的孔隙的直徑落在2奈米至20微米的範圍內。具有上述尺寸的孔隙能防止液態水從顯示模組500a的顯示側滲入，同時保持顯示模組500a透氣。
綜上所述，本揭露的實施例提供一種透氣且防水的微型發光二極體顯示器，其包含顯示模組以及位在顯示模組的一側上的疏水層，其中顯示模組具有可透氣基板(在基板上形成通孔，或是使用多孔材料基板)。藉由上述配置，本揭露的微型發光二極體顯示器可應用於穿戴式裝置以提供舒適的穿戴體驗，並能夠在戶外使用。
儘管已以本揭露的特定實施例詳細地對其進行描述，但其他實施例亦是可能的。因此，所附申請專利範圍的精神與範圍不應限定於本文中所描述之實施例。
對於所屬技術領域中具有通常知識者而言，顯然可在不脫離本揭露的範圍或精神下對本揭露的結構進行各種修改與更動。有鑑於此，本揭露意圖涵蓋落入以下申請專利範圍內的修改與變化。
100,300,400,500:微型發光二極體顯示器 100a,500a:顯示模組 100a1,500a1:第一側 100a2,500a2:第二側 101:數據驅動電路 102:掃描驅動電路 110,510:基板 110a,510a:第一表面 110b,510b:第二表面 111:顯示區域 112:非顯示區域 113:像素單元 114:子像素 115,515:空氣通道 115a,515a,515b:開口 116:通孔 120,320:微型發光二極體裝置 121,321:第一類型半導體層 122,322:第二類型半導體層 123,323:主動層 140:電極層 141:第一電極 142:第二電極 143:上電極 150:絕緣層 160,560:包覆層 161:通孔 170,470,570:疏水層 180,580:親水層 343:導電結構 W1,W2:最大寬度
參照下列附圖閱讀下文中詳述的實施例，可更透徹地理解本揭露。 第1圖為繪示依據本揭露的一實施例的微型發光二極體顯示器的俯視圖； 第2圖為繪示第1圖所示的微型發光二極體顯示器沿線段A-A’的局部放大剖視圖； 第3圖為繪示依據本揭露的另一實施例的微型發光二極體顯示器的局部放大剖視圖； 第4圖為繪示依據本揭露的另一實施例的微型發光二極體顯示器的局部放大剖視圖；以及 第5圖為繪示依據本揭露的另一實施例的微型發光二極體顯示器的局部放大剖視圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100a:顯示模組
100a1:第一側
100a2:第二側
110:基板
110a:第一表面
110b:第二表面
115:空氣通道
115a:開口
120:微型發光二極體裝置
121:第一類型半導體層
122:第二類型半導體層
123:主動層
140:電極層
141:第一電極
142:第二電極
143:上電極
150:絕緣層
160:包覆層
161:通孔
170:疏水層
180:親水層
W1,W2:最大寬度

Claims (19)

  1. 一種微型發光二極體顯示器，包含：一顯示模組，包含：一基板，具有一第一表面、一第二表面以及至少一空氣通道，該第二表面相對於該第一表面，該至少一空氣通道自該第一表面延伸至該第二表面；一電極層，設置於該基板的該第一表面上，並接觸該基板的該第一表面，其中該至少一空氣通道具有一開口在該基板的該第一表面上，該電極層與該開口分離；以及一微型發光二極體裝置，設置於該電極層上，並具有一發光面積，該發光面積小於或等於2500平方微米；一疏水層，至少部分覆蓋該顯示模組的一第一側；以及一親水層，至少部分覆蓋該顯示模組的一第二側，該第二側相對於該第一側。
  2. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該顯示模組的該第一側為一顯示側，該微型發光二極體裝置發出的光從該顯示側離開該顯示模組。
  3. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該疏水層包含含氟表面活性劑。
  4. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器， 其中該至少一空氣通道的該開口的最大寬度落在2奈米至20微米的範圍內。
  5. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該至少一空氣通道包含一第一通孔，該第一通孔貫穿該基板。
  6. 如請求項5所述之微型發光二極體顯示器，其中該第一通孔位於該基板的一像素單元內。
  7. 如請求項5所述之微型發光二極體顯示器，其中該顯示模組進一步包含：一包覆層，覆蓋該基板、該電極層以及該微型發光二極體裝置，該包覆層具有一第二通孔，該第二通孔與該基板的該第一通孔流體連通；其中該疏水層覆蓋該包覆層，並暴露該第二通孔。
  8. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該基板包含一多孔材料，該多孔材料具有孔隙形成該至少一空氣通道。
  9. 如請求項8所述之微型發光二極體顯示器，其中該顯示模組進一步包含：一包覆層，覆蓋該微型發光二極體裝置以及該電極層， 並暴露該基板的該第一表面的至少一部分；其中該疏水層至少部分覆蓋該包覆層。
  10. 如請求項9所述之微型發光二極體顯示器，其中該疏水層部分覆蓋該基板的該第一表面，並暴露該至少一空氣通道的該開口。
  11. 如請求項8所述之微型發光二極體顯示器，其中該多孔材料的孔隙的直徑落在2奈米至20微米的範圍內。
  12. 如請求項8所述之微型發光二極體顯示器，其中該多孔材料包含塑膠、陶瓷、織物、複合材料或其任意組合。
  13. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該至少一空氣通道為複數個，該些空氣通道的該些開口的周緣所圍繞的總面積佔該基板的該第一表面的周緣所圍繞的面積的3%至90%。
  14. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該電極層沉積形成於該基板的該第一表面上。
  15. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器， 其中該微型發光二極體裝置包含堆疊設置的一第一類型半導體層、一主動層以及一第二類型半導體層，該第一類型半導體層接觸該電極層，該第二類型半導體層經由一上電極電性連接該電極層，該上電極至少部分透明。
  16. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該微型發光二極體裝置包含一第一類型半導體層、一第二類型半導體層以及一主動層，該主動層位於該第一類型半導體層以及該第二類型半導體層之間，該第一類型半導體層接觸該電極層，該第二類型半導體層經由一導電結構電性連接該電極層，該導電結構位於該第二類型半導體層以及該電極層之間。
  17. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該微型發光二極體裝置為一雷射二極體。
  18. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該至少一空氣通道的該開口的周緣所圍繞的面積小於2平方毫米。
  19. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示器，其中該至少一空氣通道包含至少十個通孔貫穿該基板。
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