TWI771883B - 顯示裝置、波長轉換模組及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種波長轉換模組包括隔離結構層、多個波長轉換圖案、分色濾光膜及至少一分色濾光層。隔離結構層具有多個開口以及彼此相對的第一表面與第二表面。多個波長轉換圖案分別設置於這些開口的其中一部分內，且適於吸收多道激發光束的第一部分並激發出多道轉換光束。分色濾光膜設置於隔離結構層的第一表面的一側。至少一分色濾光層設置於隔離結構層的第二表面的一側或者設置於這些開口內。部分的轉換光束經由分色濾光膜反射回這些波長轉換圖案。通過這些波長轉換圖案的這些激發光束的第二部分經由至少一分色濾光層反射回這些波長轉換圖案。

Description

顯示裝置、波長轉換模組及其製造方法

本發明是有關於一種發光裝置、光學模組及其製造方法，且特別是有關於一種顯示裝置、波長轉換模組及其製造方法。

近年來，在有機發光二極體（Organic light-emitting diode，OLED）顯示面板的製造成本偏高及其使用壽命無法與現行的主流顯示器相抗衡的情況下，微型發光二極體顯示器（Micro LED Display）逐漸吸引各科技大廠的投資目光。微型發光二極體顯示器具有與有機發光二極體顯示技術相當的光學表現，例如高色彩飽和度、應答速度快及高對比，且具有低耗能及材料使用壽命長的優勢。一般來說，微型發光二極體顯示器的製造技術係採用晶粒轉置的方式將預先製作好的微型發光二極體晶粒直接轉移到驅動電路背板上，即所謂的巨量轉移技術。然而，此巨量轉移技術並無法有效應用在畫素尺寸小於5微米的全彩微型發光二極體顯示器的製作上。

為了滿足上述的產品需求，一種利用單一色光（例如藍光）的微型發光二極體元件陣列來激發波長轉換材料（例如奈米級螢光粉或量子點材料）以形成所需的各種色光的技術方案被提出。然而，此類的技術方案存在著光轉換效率低以及激發光束無法被完全吸收而伴隨著轉換光束出射（例如漏藍光）的問題，導致出光顏色的色純度不足。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種波長轉換模組，其出光效率良好。

本發明提供一種顯示裝置，其出光顏色具有高色純度。

本發明提供一種波長轉換模組的製造方法，其製作出的分色濾光層可確保波長轉換模組自隔離結構層的多個開口出射的光線具有良好的色純度。

為達上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種波長轉換模組。波長轉換模組包括隔離結構層、多個波長轉換圖案、分色濾光膜以及至少一分色濾光層。隔離結構層具有相對的第一表面與第二表面以及貫穿第一表面與第二表面的多個開口。多個波長轉換圖案分別設置於這些開口的其中一部分內。這些波長轉換圖案適於吸收多道激發光束的第一部分並激發出多道轉換光束。分色濾光膜設置於隔離結構層的第一表面的一側，且重疊於這些波長轉換圖案。至少一分色濾光層設置於隔離結構層的第二表面的一側或者設置於這些開口內，且重疊於這些波長轉換圖案。這些轉換光束的一部分經由分色濾光膜反射回這些波長轉換圖案，且通過這些波長轉換圖案的這些激發光束的第二部分經由至少一分色濾光層反射回這些波長轉換圖案。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組的至少一分色濾光層的數量為一個。分色濾光層設置於隔離結構層的第二表面的該側。波長轉換模組更包括多個透光圖案，這些透光圖案分別設置於這些開口的其中另一部分內。分色濾光層具有重疊於這些透光圖案的透光區，且通過這些透光圖案的這些激發光束的第三部分直接通過分色濾光層的透光區。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組更包括阻擋層，設置在分色濾光層與隔離結構層之間，且直接接觸多個波長轉換圖案與分色濾光層。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組更包括透光基板與黏著層。透光基板設置於多個波長轉換圖案與分色濾光層之間。黏著層連接透光基板與隔離結構層的第二表面。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組的多個開口包括多個第一開口與多個第二開口。這些第一開口與這些第二開口交替排列。各個第一開口包括位於第一表面的多個第一子開口以及位於第二表面的一第二子開口。第二子開口連通於這些第一子開口之間。多個波長轉換圖案分別設置於這些第一子開口內，且波長轉換模組更包括多個透光圖案。這些透光圖案分別設置於這些第二開口內，且適於讓這些激發光束的第三部分通過。至少一分色濾光層的數量為多個。這些分色濾光層分別設置於這些第一開口的這些第二子開口內。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組經由分色濾光膜反射的這些轉換光束的一部分的波長介於475奈米至700奈米之間。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組經由至少一分色濾光層反射的這些激發光束的第二部分的波長小於500奈米。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組的這些激發光束在通過分色濾光膜後，這些激發光束的發散角由第一角度轉變為第二角度，且第二角度小於第一角度。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組的第二角度小於等於90度。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組的隔離結構層的材質包括吸光材料、具有高反射率的金屬材料或具有高反射率的非金屬材料。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組更包括透光基板與多個光學微結構。透光基板設置於隔離結構層的第二表面的一側。多個光學微結構設置於透光基板背離隔離結構層的一側表面上。多個波長轉換圖案重疊於這些光學微結構。

為達上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種波長轉換模組的製造方法。波長轉換模組的製造方法包括於透光基板上形成彼此分離的多個分色濾光層、形成多個彼此分離的波長轉換圖案、形成多個透光圖案以及於這些透光圖案與這些波長轉換圖案之間形成隔離結構層。這些波長轉換圖案完全重疊於這些分色濾光層。這些波長轉換圖案與這些透光圖案交替排列，且彼此分離開來。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組的製造方法更包括形成分色濾光膜。分色濾光膜位於隔離結構層背離透光基板的一側。

在本發明的一實施例中，上述的波長轉換模組的製造方法更包括於隔離結構層背離透光基板的一側形成中介層。中介層位於隔離結構層與分色濾光膜之間。

為達上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種顯示裝置。顯示裝置包括光源模組與波長轉換模組。光源模組包括基板與多個發光二極體元件。這些發光二極體元件設置於基板上，且用以提供多道激發光束。波長轉換模組重疊設置於光源模組，且包括隔離結構層、多個波長轉換圖案、分色濾光膜以及至少一分色濾光層。隔離結構層具有相對的第一表面與第二表面以及貫穿第一表面與第二表面的多個開口，且這些發光二極體元件分別重疊於這些開口。多個波長轉換圖案分別設置於這些開口的其中一部分內。這些波長轉換圖案適於吸收這些激發光束的第一部分並激發出多道轉換光束。分色濾光膜設置於隔離結構層的第一表面的一側，且重疊於這些波長轉換圖案。至少一分色濾光層設置於隔離結構層的第二表面的一側或者設置於這些開口內，且重疊於這些波長轉換圖案。這些轉換光束的一部分經由分色濾光膜反射回這些波長轉換圖案，且通過這些波長轉換圖案的這些激發光束的第二部分經由至少一分色濾光層反射回這些波長轉換圖案。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括透明導電膜。透明導電膜包括基材與導電材料層，且導電材料層配置於基材與光源模組之間。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的光源模組的基板上設有多個導電圖案，多個發光二極體元件各自電性連接於這些導電圖案的其中一者與導電材料層之間，且波長轉換模組貼附於透明導電膜的基材上。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的至少一分色濾光層的數量為一個。分色濾光層設置於隔離結構層的第二表面的一側。波長轉換模組更包括多個透光圖案，這些透光圖案分別設置於這些開口的其中另一部分內。分色濾光層具有重疊於這些透光圖案的透光區，且通過這些透光圖案的這些激發光束的第三部分直接通過分色濾光層的透光區。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括阻擋層，設置在分色濾光層與隔離結構層之間，且直接接觸多個波長轉換圖案與分色濾光層。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括透光基板與黏著層。透光基板設置於多個波長轉換圖案與分色濾光層之間。黏著層連接透光基板與隔離結構層的第二表面。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的多個開口包括多個第一開口與多個第二開口。這些第一開口與這些第二開口交替排列。各個第一開口包括位於第一表面的多個第一子開口以及位於第二表面的第二子開口。第二子開口連通於這些第一子開口之間。多個波長轉換圖案分別設置於這些第一子開口內，且波長轉換模組更包括多個透光圖案。這些透光圖案分別設置於這些第二開口內，且適於讓這些激發光束的第三部分通過。至少一分色濾光層的數量為多個。這些分色濾光層分別設置於這些第一開口的這些第二子開口內。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括透光基板與多個光學微結構。透光基板設置於隔離結構層的第二表面的一側。多個光學微結構設置於透光基板背離隔離結構層的一側表面上。多個波長轉換圖案重疊於這些光學微結構。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的光源模組更包括多個光學微結構，分別覆蓋多個發光二極體元件，且位於這些發光二極體元件與分色濾光膜之間。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的這些激發光束在通過多個光學微結構後的發散角的角度小於等於60度。

基於上述，在本發明的一實施例的波長轉換模組及顯示裝置中，設置在波長轉換圖案一側的分色濾光層適於將通過波長轉換圖案的激發光束反射回波長轉換圖案，而設置在波長轉換圖案另一側的分色濾光膜適於將來自波長轉換圖案的轉換光束反射回波長轉換圖案。據此，可提升波長轉換模組的出光效率及轉換效率。另外，分色濾光層對轉換光束的可穿透性以及對激發光束的反射特性還可有效提升顯示裝置的顯示色彩的色純度。在本發明的一實施例的波長轉換模組的製造方法中，隔離結構層的形成是在波長轉換圖案、分色濾光層與透光圖案的形成之後。因此，彼此間隔排列的波長轉換圖案（或分色濾光層）與透光圖案可被後續形成的隔離結構層隔離開來，從而提升各開口的出光集中性以及顯示裝置的顯示品質（例如影像清晰度）。

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。

有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。圖2是圖1的顯示裝置的局部區域的放大示意圖。圖3是圖1的分色濾光膜的穿透率相對於入射角的曲線關係圖。圖4是圖1的分色濾光膜的穿透率相對於波長的曲線關係圖。圖5是圖1的分色濾光層的穿透率相對於波長的曲線關係圖。

請參照圖1，顯示裝置10包括光源模組100與波長轉換模組200。波長轉換模組200重疊設置於光源模組100。光源模組100包括基板110與多個發光二極體元件LED。這些發光二極體元件LED可陣列排列於基板110上，且用以提供多道激發光束LBe。在本實施例中，基板110可包含畫素電路層，且此畫素電路層適於個別地驅使這些發光二極體元件LED發出多道激發光束LBe。也就是說，來自這些發光二極體元件LED的這些激發光束LBe各自的光強度可被獨立地控制，以產生顯示裝置10所欲顯示的影像畫面。

舉例來說，在本實施例中，發光二極體元件LED具有磊晶結構ES以及設置於磊晶結構ES相對兩側的第一電極E1與第二電極E2。亦即，本實施例的發光二極體元件LED可以是垂直式（vertical type）微型發光二極體（micro light emitting diode，micro-LED），但不以此為限。在其他實施例中，發光二極體元件LED也可以是水平式（lateral type）微型發光二極體或覆晶式（flip-chip type）微型發光二極體。

在本實施例中，第一電極E1與第二電極E2的材質例如是金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、或鋅等金屬、或上述的合金。也因此，本實施例的第一電極E1具有適於讓激發光束LBe出射的透光區E1a。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一電極也可以是光穿透式電極，而光穿透式電極的材質可包括金屬氧化物，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少兩者之堆疊層。

波長轉換模組200包括隔離結構層210與多個波長轉換圖案WCP。隔離結構層210具有相對的第一表面210s1與第二表面210s2以及貫穿第一表面210s1與第二表面210s2的多個開口OP。隔離結構層210的第一表面210s1朝向光源模組100。舉例來說，這些波長轉換圖案WCP包括分別設置在這些開口OP的其中一部分內並且交替排列的多個紅光波長轉換圖案WCP1以及多個綠光波長轉換圖案WCP2，但不以此為限。波長轉換圖案WCP的材料例如是量子點（quantum dot）材料或奈米級螢光粉（nanophosphor）。這些波長轉換圖案WCP適於吸收來自光源模組100的多道激發光束LBe的至少部分（即第一部分）並激發出多道轉換光束LBc。此外，來自光源模組100的多道激發光束LBe其中另一部分激發光束LBe’在通過這些波長轉換圖案WCP後，並無法被波長轉換圖案WCP有效吸收，此部分的激發光束LBe’即定義為來自光源模組100的多道激發光束LBe的第二部分。

值得一提的是，波長轉換模組200還可包括透光基板201，隔離結構層210設置於透光基板201上，且隔離結構層210的這些開口OP可陣列排列於透光基板201上，並定義出顯示裝置10的多個顯示畫素區。為了達到彩色顯示的效果，來自這些顯示畫素區的光束可分別具有多種顯示顏色（例如紅色、綠色與藍色）。舉例來說，在本實施例中，紅光波長轉換圖案WCP1在吸收來自光源模組100的一部分激發光束LBe後，可激發出多道紅色轉換光束（例如分別朝向隔離結構層210的相對兩側出射的轉換光束LBc1a與轉換光束LBc1b）。綠光波長轉換圖案WCP2在吸收來自光源模組100的一部分激發光束LBe後，可激發出多道綠色轉換光束（例如分別朝向隔離結構層210的相對兩側出射的轉換光束LBc2a與轉換光束LBc2b）。此外，波長轉換模組200更包括多個透光圖案TP，這些透光圖案TP分別設置於這些開口OP的其中另一部分內，來自光源模組100的一部分激發光束LBe（即，來自光源模組100的多道激發光束LBe的第三部分）可直接通過這些透光圖案TP並作為顯示用的藍光。在本實施例中，透光圖案TP的材料例如是可讓激發光束LBe直接通過的光阻材料或光學膠材，但不以此為限。在其他實施例中，隔離結構層210中設有透光圖案TP的開口OP也可以是未設有任何構件的空腔。

更具體地說，相鄰排列且分別設有紅光波長轉換圖案WCP1、濾光波長轉換圖案WCP2與透光圖案TP的三個開口OP可定義出顯示裝置10的一個畫素單元，且此畫素單元的顯示顏色取決於來自紅光波長轉換圖案WCP1的紅色轉換光束的光強度、來自綠光波長轉換圖案WCP2的綠色轉換光束的光強度以及來自透光圖案TP的藍色激發光束的光強度的比例關係。

在本實施例中，隔離結構層210的材質可包括黑色樹脂、白色樹脂、或其他合適的吸光材料或反射材料，但不以此為限。因此，光路徑與隔離結構層210的第一表面210s1的法線方向（例如方向Z）的夾角較大的轉換光束LBc或者是激發光束LBe容易被隔離結構層210吸收或反射。據此，可有效提升各顯示畫素區（或開口OP）的出光集中性，從而獲得顯示品質（例如影像清晰度）的提升。

需說明的是，在本實施例中，用來提供激發光束LBe的發光二極體元件LED例如是藍光發光二極體，且其發光波長例如介於430奈米至480奈米之間的範圍。雖然本實施例中來自光源模組100的部分激發光束LBe可直接作為顯示用的藍光，但在其他實施例中，為了提高藍光的色純度（即，縮小藍光波長的分布範圍）或者在使用其他光源的情況下為了轉換出藍光，其他實施例的波長轉換模組可選擇設置藍光波長轉換圖案以獲得符合需求的藍光。

進一步而言，波長轉換模組200更包括重疊設置於多個波長轉換圖案WCP的分色濾光膜220。分色濾光膜220設置在隔離結構層210的第一表面210s1的一側，且透光基板201位於隔離結構層210與分色濾光膜220之間。亦即，分色濾光膜220是設置在透光基板201背離隔離結構層210的一側，並且朝向光源模組100。請同時參照圖2，分色濾光膜220可以是多個介電層的堆疊結構。這些介電層例如包含多個高介電常數層221與多個低介電常數層222，高介電常數層221與低介電常數層222交互堆疊以形成上述的堆疊結構。高介電常數層221的材質例如是二氧化鈦（TiO ₂），而低介電常數層222的材質例如是二氧化矽（SiO ₂），但不以此為限。

特別說明的是，光束（例如激發光束LBe）在通過上述的分色濾光膜220後的穿透率具有入射角度的相依性（如圖3所示）。舉例來說，在本實施例中，來自光源模組100的發光二極體元件LED的多道激發光束中，光路徑與分色濾光膜220的表面220s的法線方向（例如方向Z）的夾角（入射角）大於45度的激發光束LBe”會被分色濾光膜220反射而無法通過，而光路徑與分色濾光膜220的表面220s的法線方向（例如方向Z）的夾角小於45度（例如是30度）的激發光束LBe則可通過分色濾光膜220。因此，來自發光二極體元件LED的激發光束在通過分色濾光膜220後，其發散角會由第一角度θ1轉變為第二角度θ2，且第二角度θ2小於第一角度θ1。也就是說，分色濾光膜220具有縮減光束發散角的效果，據此可提升光源模組100的出光效率。在一較佳的實施例中，第二角度θ2小於等於90度。

由於來自光源模組100的激發光束LBe必須通過分色濾光膜220方能傳遞至波長轉換圖案WCP，因此，本實施例的分色濾光膜220在前述發光二極體元件LED的至少部分的發光波長範圍（例如430奈米至460奈米）內應具有較高的穿透率（如圖4所示）。特別注意的是，在本實施例中，波長範圍介於475奈米至700奈米之間的光束會被分色濾光膜220反射。也就是說，分色濾光膜220對於波長範圍介於475奈米至700奈米之間的光束的穿透率大致上為0%。

舉例來說，轉換光束LBc的一部分可經由分色濾光膜220反射回波長轉換圖案WCP。具體而言，波長轉換圖案WCP在吸收激發光束LBe後所激發出的多道轉換光束LBc中，朝向光源模組100傳遞的轉換光束（例如紅色的轉換光束LBc1b與綠色的轉換光束LBc2b）可被分色濾光膜220反射回波長轉換圖案WCP並從隔離結構層210的第二表面210s2的一側出射，從而提升波長轉換模組200的出光效率。

進一步而言，波長轉換模組200更包括重疊設置於多個波長轉換圖案WCP的分色濾光層230，且分色濾光層230位於隔離結構層210的第二表面210s2的一側。在本實施例中，波長轉換模組200還可選擇性地包括另一透光基板202與黏著層205，透光基板202設置於多個波長轉換圖案WCP與分色濾光層230之間，且黏著層205連接透光基板202與隔離結構層210的第二表面210s2，但不以此為限。也就是說，分色濾光層230可先形成在透光基板202上，再經由黏著層205貼附於隔離結構層210的第二表面210s2上。

特別注意的是，分色濾光層230對於波長小於500奈米的光束具有明顯的反射效果。也就是說，分色濾光層230對於波長小於500奈米的光束的穿透率小於50%（如圖5所示）。相反地，分色濾光層230對於綠光與紅光的穿透率都大於90%。因此，舉例來說，通過波長轉換圖案WCP的激發光束LBe的第二部分LBe’可經由分色濾光層230反射回波長轉換圖案WCP。具體而言，無法被波長轉換圖案WCP有效吸收的一部分激發光束LBe’（即，來自光源模組100的多道激發光束LBe的第二部分）可經由分色濾光層230反射回波長轉換圖案WCP，有助於提升波長轉換模組200的轉換效率。

在本實施例中，分色濾光層230具有在方向Z上重疊於透光圖案TP的開口230a，且此開口230a可定義出分色濾光層230的透光區TR。來自光源模組100的一部分激發光束LBe（即，來自光源模組100的多道激發光束LBe的第三部分）通過透光圖案TP後可直接通過此透光區TR而不被分色濾光層230反射。也就是說，顯示裝置10用於顯示藍色的光束即為通過透光圖案TP的激發光束LBe的第三部分。

綜上所述，在本實施例中，設置在隔離結構層210與光源模組100之間的分色濾光膜220可將來自波長轉換圖案WCP的部分轉換光束（例如紅色的轉換光束LBc1b與綠色的轉換光束LBc2b）反射回波長轉換圖案WCP，以提升波長轉換模組200的出光效率。設置在隔離結構層210背離光源模組100一側的分色濾光層230可將通過波長轉換圖案WCP且未被吸收的部分激發光束反射回波長轉換圖案WCP，以提升波長轉換模組200的轉換效率。另外，分色濾光層230對轉換光束LBc的可穿透性以及對激發光束的反射特性還可有效提升顯示裝置10的顯示色彩的色純度。

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6是本發明的第二實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。請參照圖6，本實施例的顯示裝置10A與圖1的顯示裝置10的差異在於：波長轉換模組的組成不同。具體而言，顯示裝置10A的波長轉換模組200A並未具有如圖1所示的透光基板202與黏著層205。因此，可進一步縮減顯示裝置10A的整體厚度。為了避免在分色濾光層230的成膜過程中受波長轉換圖案WCP或隔離結構層210的結構影響，波長轉換模組200A的分色濾光層230與隔離結構層210之間設有阻擋層240，且阻擋層240直接接觸多個波長轉換圖案WCP（例如紅光波長轉換圖案WCP1與綠光波長轉換圖案WCP2）與分色濾光層230。

圖7是本發明的第三實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。請參照圖7，本實施例的顯示裝置10B與圖6的顯示裝置10A的差異在於：本實施例的波長轉換模組200B的隔離結構層210A的材質為具有高反射率的金屬材料。據此，可進一步提升激發光束LBe的光能利用率以及波長轉換模組200B的轉換效率。在其他實施例中，波長轉換模組200B的隔離結構層210A的材質也可為具有高反射率的非金屬材料。

圖8是本發明的第四實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。圖9A至圖9F是圖8的波長轉換模組的製造流程的示意圖，以波長轉換模組的部分的剖視視圖呈現。請參照圖8，本實施例的顯示裝置20與圖6的顯示裝置10A的主要差異在於：分色濾光層與隔離結構層的構型不同。在本實施例中，隔離結構層210B的多個開口可包括多個第一開口OP1與多個第二開口OP2。這些第一開口OP1與這些第二開口OP2交替排列。第一開口OP1具有位於第一表面210s1的多個第一子開口OP1a以及位於第二表面210s2的第二子開口OP1b，且第二子開口OP1b連通於這些第一子開口OP1a之間。

多個波長轉換圖案WCP（例如紅光波長轉換圖案WCP1與綠光波長轉換圖案WCP2）分別設置於多個第一開口OP1的多個第一子開口OP1a內。特別注意的是，波長轉換模組200C亦包括多個透光圖案TP，這些透光圖案TP分別設置在多個第二開口OP2內。因此，來自光源模組100的一部分激發光束LBe（即，來自光源模組100的多道激發光束LBe的第三部分）可直接通過這些透光圖案TP並作為顯示用的藍光。在本實施例中，透光圖案TP的材料例如是可讓激發光束LBe直接通過的光阻材料或光學膠材，但不以此為限。在其他實施例中，隔離結構層210B的多個第二開口OP2也可以是未設有任何構件的空腔。

特別注意的是，在本實施例中，波長轉換模組200C具有多個分色濾光層230P，且這些分色濾光層230P分別設置在多個第一開口OP1的第二子開口OP1b內。也就是說，這些分色濾光層230P在結構上彼此分離。由於本實施例顯示裝置20的波長轉換圖案WCP、分色濾光膜220與分色濾光層230P對激發光束與轉換光束的作用相似於圖1的顯示裝置10中的波長轉換圖案WCP、分色濾光膜220與分色濾光層230對激發光束與轉換光束的作用，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再贅述。

以下將針對波長轉換模組200C的製造方法進行示範性地說明。首先，於透光基板202上形成彼此分離的多個分色濾光層230P，如圖9A所示。接著，於這些分色濾光層230P上分別形成多個彼此分離的波長轉換圖案WCP。舉例來說，這些波長轉換圖案WCP的形成步驟可包括形成多個紅光波長轉換圖案WCP1以及形成多個綠光波長轉換圖案WCP2，如圖9B所示。特別注意的是，這些波長轉換圖案WCP在透光基板202的表面202s的法線方向上完全重疊於這些分色濾光層230P。

在波長轉換圖案WCP的形成步驟完成後，形成多個透光圖案TP，如圖9C所示。這些透光圖案TP設置在多個分色濾光層230P之間，且與這些分色濾光層230P間隔排列。更具體地說，多個波長轉換圖案與這些透光圖案TP交替排列於透光基板202上，且彼此分離開來。需說明的是，本發明並不加以侷限透光圖案TP與波長轉換圖案WCP的形成先後，在其他實施例中，多個波長轉換圖案WCP也可以形成在多個透光圖案TP之後。舉例來說，此處的分色濾光層230P、紅光波長轉換圖案WCP1、綠光波長轉換圖案WCP2與透光圖案TP的形成步驟例如是一般的微影蝕刻步驟，於此便不再詳述。

請參照圖9D，接著，於多個波長轉換圖案WCP與多個透光圖案TP之間的縫隙內形成隔離結構層210B，且多個波長轉換圖案WCP、多個透光圖案TP與隔離結構層210B各自背離透光基板202的一側表面相互切齊。在本實施例中，波長轉換模組200C的製造方法還可包括於隔離結構層210B背離透光基板202的一側形成中介層250（如圖9E所示）。此處中介層250的材質例如包括二氧化矽（SiO ₂）、氮化矽（SiNx）、或其他合適的介電質層，可藉由選擇中介層250的材質以使中介層250作為保護層及平坦層。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，波長轉換模組的製造方法也可不包含中介層250的形成步驟。請參照圖9F，在中介層250的形成步驟完成後，於中介層250上形成分色濾光膜220。亦即，中介層250位於隔離結構層210B與分色濾光膜220之間。於此，便完成波長轉換模組200C的製作。

值得一提的是，由於隔離結構層210B的形成是在多個分色濾光層230P、多個波長轉換圖案WCP與多個透光圖案TP的形成之後，因此，這些彼此間隔排列的波長轉換圖案WCP（或分色濾光層230P）與透光圖案TP可被後續形成的隔離結構層210B隔離開來。據此，可有效提升各顯示畫素區（即，第一開口OP1或第二開口OP2）的出光集中性，從而獲得顯示品質（例如影像清晰度）的提升。

圖10是本發明的第五實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。請參照圖10，本實施例的顯示裝置20A與圖8的顯示裝置20的差異在於：本實施例的光源模組100A更包括多個光學微結構180，分別覆蓋多個發光二極體元件LED，且位於這些發光二極體元件LED與分色濾光膜220之間。透過這些光學微結構180的設置，可縮減發光二極體元件LED發出的激發光束LBe在通過光學微結構180後的發散角α，且此發散角α例如是小於等於60度的角度。據此，可提升光源模組100A的出光集中性。

另一方面，本實施例的波長轉換模組200D的透光基板202背離隔離結構層210B的一側表面202s上設有多個光學微結構280，且這些光學微結構280在此表面202s的法線方向（例如方向Z）上分別重疊於多個波長轉換圖案WCP（例如紅光波長轉換圖案WCP1與綠光波長轉換圖案WCP2）與多個透光圖案TP。據此，可縮減來自第一開口OP1的轉換光束（例如轉換光束LBc1a與轉換光束LBc2a）以及來自第二開口OP2的激發光束LBe在通過這些光學微結構280後的發散角，有助於提升各顯示畫素區（即，第一子開口OP1a或第二開口OP2）的出光集中性。換句話說，可提升顯示裝置20A的顯示品質（例如影像清晰度）。

圖11是本發明的第六實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。請參照圖11，本實施例的顯示裝置20B與圖10的顯示裝置20A的主要差異在於：光源模組的結構不同。在本實施例中，顯示裝置20B更包括透明導電膜120，且其光源模組100B不具有如圖10所示的多個光學微結構180。透明導電膜120包括基材121與導電材料層122。導電材料層122配置於基材121與光源模組100B之間。

在本實施例中，光源模組100B的基板110上設有多個導電圖案114。多個發光二極體元件LED’設置在透明導電膜120與基板110之間，且各自電性連接這些導電圖案114的其中一者與透明導電膜120的導電材料層122。更具體地說，透明導電膜120的導電材料層122可作為這些發光二極體元件LED’的共電極層。另一方面，光源模組100B的基板110上還設有轉接元件115，且透明導電膜120與基板110之間設有導電膠材130以電性導通透明導電膜120的導電材料層122與轉接元件115。

值得注意的是，由於透明導電膜120具有基材121，因此波長轉換模組200D可貼附於此基材121背離導電材料層122的一側表面上，但不以此為限。

綜上所述，在本發明的一實施例的波長轉換模組及顯示裝置中，設置在波長轉換圖案一側的分色濾光層適於將通過波長轉換圖案的激發光束反射回波長轉換圖案，而設置在波長轉換圖案另一側的分色濾光膜適於將來自波長轉換圖案的轉換光束反射回波長轉換圖案。據此，可提升波長轉換模組的出光效率及轉換效率。另外，分色濾光層對轉換光束的可穿透性以及對激發光束的反射特性還可有效提升顯示裝置的顯示色彩的色純度。在本發明的一實施例的波長轉換模組的製造方法中，隔離結構層的形成是在波長轉換圖案、分色濾光層與透光圖案的形成之後。因此，彼此間隔排列的波長轉換圖案（或分色濾光層）與透光圖案可被後續形成的隔離結構層隔離開來，從而提升各開口的出光集中性以及顯示裝置的顯示品質（例如影像清晰度）。

惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露的全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明的權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件（element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

10、10A、10B、20、20A、20B:顯示裝置 100、100A、100B:光源模組 110:基板 114:導電圖案 115:轉接元件 120:透明導電膜 121:基材 122:導電材料層 130:導電膠材 180、280:光學微結構 200、200A、200B、200C、200D:波長轉換模組 201、202:透光基板 202s、220s:表面 205:黏著層 210、210A、210B:隔離結構層 210s1:第一表面 210s2:第二表面 220:分色濾光膜 221:高介電常數層 222:低介電常數層 230、230P:分色濾光層 230a:開口 240:阻擋層 250:中介層 E1:第一電極 E1a:透光區 E2:第二電極 ES:磊晶結構 LBc、LBc1a、LBc1b、LBc2a、LBc2b:轉換光束 LBe、LBe’、LBe”:激發光束 LED、LED’:發光二極體元件 OP、OP1、OP2:開口 OP1a、OP1b:子開口 TP:透光圖案 TR:透光區 WCP:波長轉換圖案 WCP1:紅光波長轉換圖案 WCP2:綠光波長轉換圖案 Z:方向 θ1:第一角度 θ2:第二角度 α:發散角

圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。 圖2是圖1的顯示裝置的局部區域的放大示意圖。 圖3是圖1的分色濾光膜的穿透率相對於入射角的曲線關係圖。 圖4是圖1的分色濾光膜的穿透率相對於波長的曲線關係圖。 圖5是圖1的分色濾光層的穿透率相對於波長的曲線關係圖。 圖6是本發明的第二實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。 圖7是本發明的第三實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。 圖8是本發明的第四實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。 圖9A至圖9F是圖8的波長轉換模組的製造流程的示意圖。 圖10是本發明的第五實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。 圖11是本發明的第六實施例的顯示裝置的部分的剖視示意圖。

10:顯示裝置

100:光源模組

110:基板

200:波長轉換模組

201、202:透光基板

205:黏著層

210:隔離結構層

210s1:第一表面

210s2:第二表面

220:分色濾光膜

230:分色濾光層

230a:開口

E1:第一電極

E1a:透光區

E2:第二電極

ES:磊晶結構

LBc、LBc1a、LBc1b、LBc2a、LBc2b:轉換光束

LBe、LBe’:激發光束

LED:發光二極體元件

OP:開口

TP:透光圖案

TR:透光區

WCP:波長轉換圖案

WCP1:紅光波長轉換圖案

WCP2:綠光波長轉換圖案

Z:方向

Claims (24)

1. 一種波長轉換模組，包括： 一隔離結構層，具有相對的一第一表面與一第二表面以及貫穿該第一表面與該第二表面的多個開口； 多個波長轉換圖案，分別設置於該些開口的其中一部分內，該些波長轉換圖案適於吸收多道激發光束的一第一部分並激發出多道轉換光束； 一分色濾光膜，設置於該隔離結構層的該第一表面的一側，且重疊於該些波長轉換圖案；以及 至少一分色濾光層，設置於該隔離結構層的該第二表面的一側或者設置於該些開口內，且重疊於該些波長轉換圖案，其中該些轉換光束的一部分經由該分色濾光膜反射回該些波長轉換圖案，且通過該些波長轉換圖案的該些激發光束的一第二部分經由該至少一分色濾光層反射回該些波長轉換圖案。
2. 如請求項1所述的波長轉換模組，其中該至少一分色濾光層的數量為一個，該分色濾光層設置於該隔離結構層的該第二表面的該側，且該波長轉換模組更包括多個透光圖案，該些透光圖案分別設置於該些開口的其中另一部分內，該分色濾光層具有重疊於該些透光圖案的一透光區，且通過該些透光圖案的該些激發光束的一第三部分直接通過該分色濾光層的該透光區。
3. 如請求項2所述的波長轉換模組，更包括： 一阻擋層，設置在該分色濾光層與該隔離結構層之間，且直接接觸該些波長轉換圖案與該分色濾光層。
4. 如請求項2所述的波長轉換模組，更包括： 一透光基板，設置於該些波長轉換圖案與該分色濾光層之間；以及 一黏著層，連接該透光基板與該隔離結構層的該第二表面。
5. 如請求項1所述的波長轉換模組，其中該些開口包括多個第一開口與多個第二開口，該些第一開口與該些第二開口交替排列，各該第一開口包括位於該第一表面的多個第一子開口以及位於該第二表面的一第二子開口，該第二子開口連通於該些第一子開口之間，該些波長轉換圖案分別設置於該些第一子開口內，且該波長轉換模組更包括多個透光圖案，該些透光圖案分別設置於該些第二開口內，且適於讓該些激發光束的一第三部分通過，該至少一分色濾光層的數量為多個，該些分色濾光層分別設置於該些第一開口的該些第二子開口內。
6. 如請求項1所述的波長轉換模組，其中經由該分色濾光膜反射的該些轉換光束的該部分的波長介於475奈米至700奈米之間。
7. 如請求項1所述的波長轉換模組，其中經由該至少一分色濾光層反射的該些激發光束的該第二部分的波長小於500奈米。
8. 如請求項1所述的波長轉換模組，其中該些激發光束在通過該分色濾光膜後，該些激發光束的發散角由一第一角度轉變為一第二角度，且該第二角度小於該第一角度。
9. 如請求項8所述的波長轉換模組，其中該第二角度小於等於90度。
10. 如請求項1所述的波長轉換模組，其中該隔離結構層的材質包括吸光材料、具有高反射率的金屬材料或具有高反射率的非金屬材料。
11. 如請求項1所述的波長轉換模組，更包括： 一透光基板，設置於該隔離結構層的該第二表面的該側；以及 多個光學微結構，設置於該透光基板背離該隔離結構層的一側表面上，其中該些波長轉換圖案重疊於該些光學微結構。
12. 一種波長轉換模組的製造方法，包括： 於一透光基板上形成彼此分離的多個分色濾光層； 形成多個彼此分離的波長轉換圖案，且該些波長轉換圖案完全重疊於該些分色濾光層； 形成多個透光圖案，其中該些波長轉換圖案與該些透光圖案交替排列，且彼此分離開來；以及 於該些透光圖案與該些波長轉換圖案之間形成一隔離結構層。
13. 如請求項12所述的波長轉換模組的製造方法，更包括： 形成一分色濾光膜，且該分色濾光膜位於該隔離結構層背離該透光基板的一側。
14. 如請求項13所述的波長轉換模組的製造方法，更包括： 於該隔離結構層背離該透光基板的一側形成一中介層，且該中介層位於該隔離結構層與該分色濾光膜之間。
15. 一種顯示裝置，包括： 一光源模組，包括： 一基板；以及 多個發光二極體元件，設置於該基板上，該些發光二極體元件用以提供多道激發光束；以及 一波長轉換模組，重疊設置於該光源模組，該波長轉換模組包括： 一隔離結構層，具有相對的一第一表面與一第二表面以及貫穿該第一表面與該第二表面的多個開口，且該些發光二極體元件分別重疊於該些開口； 多個波長轉換圖案，分別設置於該些開口的其中一部分內，該些波長轉換圖案適於吸收多道激發光束的一第一部分並激發出多道轉換光束； 一分色濾光膜，設置於該隔離結構層的該第一表面的一側，且重疊於該些波長轉換圖案；以及 至少一分色濾光層，設置於該隔離結構層的該第二表面的一側或者設置於該些開口內，且重疊於該些波長轉換圖案，其中該些轉換光束的一部分經由該分色濾光膜反射回該些波長轉換圖案，且通過該些波長轉換圖案的該些激發光束的一第二部分經由該至少一分色濾光層反射回該些波長轉換圖案。
16. 如請求項15所述的顯示裝置，更包括： 一透明導電膜，包括一基材及一導電材料層，其中該導電材料層配置於該基材與該光源模組之間。
17. 如請求項16所述的顯示裝置，其中該光源模組的該基板上設有多個導電圖案，該些發光二極體元件各自電性連接於該些導電圖案的其中一者與該導電材料層之間，且該波長轉換模組貼附於該透明導電膜的該基材上。
18. 如請求項15所述的顯示裝置，其中該至少一分色濾光層的數量為一個，該分色濾光層設置於該隔離結構層的該第二表面的該側，且該波長轉換模組更包括多個透光圖案，該些透光圖案分別設置於該些開口的其中另一部分內，該分色濾光層具有重疊於該些透光圖案的一透光區，且通過該些透光圖案的該些激發光束的一第三部分直接通過該分色濾光層的該透光區。
19. 如請求項18所述的顯示裝置，更包括： 一阻擋層，設置在該分色濾光層與該隔離結構層之間，且直接接觸該些波長轉換圖案與該分色濾光層。
20. 如請求項18所述的顯示裝置，更包括： 一透光基板，設置於該些波長轉換圖案與該分色濾光層之間；以及 一黏著層，連接該透光基板與該隔離結構層的該第二表面。
21. 如請求項15所述的顯示裝置，其中該些開口包括多個第一開口與多個第二開口，該些第一開口與該些第二開口交替排列，各該第一開口包括位於該第一表面的多個第一子開口以及位於該第二表面的一第二子開口，該第二子開口連通於該些第一子開口之間，該些波長轉換圖案分別設置於該些第一子開口內，且該波長轉換模組更包括多個透光圖案，該些透光圖案分別設置於該些第二開口內，且適於讓該些激發光束的一第三部分通過，該至少一分色濾光層的數量為多個，該些分色濾光層分別設置於該些第一開口的該些第二子開口內。
22. 如請求項15所述的顯示裝置，更包括： 一透光基板，設置於該隔離結構層的該第二表面的該側；以及 多個光學微結構，設置於該透光基板背離該隔離結構層的一側表面上，其中該些波長轉換圖案重疊於該些光學微結構。
23. 如請求項15所述的顯示裝置，其中該光源模組更包括： 多個光學微結構，分別覆蓋該些發光二極體元件，且位於該些發光二極體元件與該分色濾光膜之間。
24. 如請求項23所述的顯示裝置，其中該些激發光束在通過該些光學微結構後的發散角的角度小於等於60度。

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