TWI792424B

TWI792424B - 微型顯示面板結構

Info

Publication number: TWI792424B
Application number: TW110126326A
Authority: TW
Inventors: 葉志庭
Original assignee: 國立中正大學
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202306143A

Abstract

本發明提供一種微型顯示面板結構，其係於一電路板之一上方設置一發光層以及一濾光層，該發光層包含之一第一遮光層內設置一第一、二、三微型藍光發光元件，並對應設置紅、綠波長轉換層以及一第一透明層於該第一、二、三微型藍光發光元件之一上方，使其發出一第一、二、三色彩，該濾光層之一光學層設置於該發光層之一上方，該濾光層包含之一第二遮光層內設置一第一、二窄帶通層以及一第二透明層，使該第一、二、三色彩形成一第四、五、六色彩，進一步提升顯示面板光線之色度。

Description

微型顯示面板結構

本發明是關於一種微型顯示面板結構，尤其係指一種提升光線色度之微型顯示面板結構。

隨著時代的發展，發光二極體(LED)逐漸於顯示裝置使用，其起初應用於TFT-LCD的背光模組。TFT-LCD原為非自發光的平面顯示器，其顯示方式類似光控制開關，需有一提供光源的背光模組。自1990年代TFT-LCD開始蓬勃發展時，即有廠商利用LED做為液晶顯示器之背光源，其具有高色彩飽和度、省電、輕薄等特點，但因當時面板製造成本過高、散熱不佳、光電效率低等因素，並未大量應用於TFT-LCD產品中。

至2000年代，將藍光LED chip封裝於含螢光粉的樹脂中而製成的白光LED，其製程、效能、成本已逐漸成熟；於2010年代，白光LED的背光模組(LED backlight module)呈現爆發性的成長，幾年間即全面取代傳統的冷陰極管背光(CCFL backlight module)，其應用領域由手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型顯示器，乃至電視和公用看板。

然而，因TFT-LCD非自發光的顯示原理所致，其open cell穿透率約在7%以下，造成TFT-LCD的光電效率低落；且白光LED所能提供的色飽和度仍不如三原色LED(紅光LED、綠光LED、藍光LED)，大部份TFT-LCD產品約僅72% NTSC；再則，於室外環境下，TFT-LCD亮度無法提昇至1000nits以上，致使影像和色彩辨識度低，為其一大應用缺陷，因此產業界逐漸發展另一種直接利用三原色LED做為自發光顯示畫素的技術，即係微型發光二極體(Micro LED)。

微型發光二極體(Micro LED)顯示器的顯示原理，係將LED結構設計進行薄膜化、微小化、陣列化，其尺寸可進一步縮小至1~10μm；後將微型發光二極體大量轉移至電路板(含下電極與電晶體)，其可設置於硬性基板、軟性透明基板或不透明基板上；再利用物理沈積製程完成保護層與上電極，即可進行上基板的封裝，完成結構輕薄的顯示面板。

微型發光二極體常見的結構是PN接面二極體，由直接能隙半導體材料構成。當上下電極施加一順向偏壓於微型發光二極體，致使電流通過時，電子、電洞對於主動區(Active region)復合，而發射出單一色光。

隨著科技進步發光二極體(LED)的光電轉換效率大幅提高，100lm/W以上的發光二極體已成量產標準。而在微型發光二極體顯示器的應用上，為自發光的顯示特性，輔以幾乎無光耗元件的簡易結構，故可輕易達到低能耗(10%~20% TFT-LCD能耗)或高亮度(1000nits以上)的顯示器設計。可解決目前顯示器應用的兩大問題，一是穿戴型裝置、手機、平板等設備，電子裝置大量的能耗多於顯示器上，低能耗的顯示器技術可提供更長的電池續航力；二是環境光較強，例如戶外、半戶外場合，致使顯示器上的影像泛白、辨識度變差的問題，高亮度的顯示技術可使其應用的範疇更加寬廣。

但習知的微型發光二極體顯示器，其因微型發光二極體顯示器之結構太過緊湊，複數個微型發光二極體於發光時，其光線會互相照射干擾，例如藍光微型發光二極體與紅光微型發光二極體互相干擾，形成洋紅色的混光區域，或是藍光微型發光二極體與綠光微型發光二極體互相干擾，形成青色的混光區域，或紅光微型發光二極體與綠光微型發光二極體互相干擾，形成黃色的混光區域等，而該些混光區域進一步導致顯示器的色度不穩定，使顯示器的顯示品質下降。

有鑑於上述習知技術之問題，本發明提供一種微型顯示面板結構，其係於電路板上設置發光層以及濾光層，發光層設置遮光層以及複數個微型藍光發光元件，利用遮光層將該些個微型藍光發光元件間隔開，並二波長轉換層以及一透明層對應設置於微型藍光發光元件上，使其發出紅綠藍光，再利用濾光層之二窄帶通層以及另一透明層，且以另一遮光層將其間隔設置，以濾光層進一步提升光線之色度。

本發明之一目的在於提供一種微型顯示面板結構，其係於電路板上設置發光層以及濾光層，發光層以遮光層將複數個微型藍光發光元件間隔開，並以二波長轉換層以及一透明層對應設置於微型藍光發光元件上，使其發出紅綠藍光且不互相干擾，再利用濾光層之另一遮光層將二窄帶通層以及另一透明層間隔開，利用二窄帶通層以及另一透明層進一步提升光線之色度。

為達到上述所指稱之各目的與功效，本發明提供一種微型顯示面板結構，其包含，一電路板、一發光層以及一濾光層，該發光層係設置於該電路板之一上方，該發光層包含一第一遮光層，該第一遮光層設置一第一畫素區、一第二畫素區以及一第三畫素區，該第一畫素區之一內側設置一第一微型藍光發光元件，該第二畫素區之一內側設置一第二微型藍光發光元件，該第三畫素區之一內側設置一第三微型藍光發光元件，該第一微型藍光發光元件之一上方設置一紅色波長轉換層，並對應射出一第一色彩，該第二微型藍光發光元件之一上方設置一綠色波長轉換層，並對應射出一第二色彩，該第三微型藍光發光元件之一上方設置一第一透明層，並對應射出一第三色彩，該濾光層係設置於該發光層之一上方，該濾光層包含一光學件，該光學件之一上方設置一第二遮光層，該第二遮光層對應該第一畫素區、該第二畫素區以及該第三畫素區設置一第四畫素區、一第五畫素區以及一第六畫素區，該第四畫素區之一內側設置一第一窄帶通層，該第五畫素區之一內側設置一第二窄帶通層，該第六畫素區之一內側設置一第二透明層，該第一色彩穿過該第一窄帶通層形成一第四色彩，該第二色彩穿過該第二窄帶通層形成一第五色彩，該第三色彩穿過該第二透明層形成一第六色彩；利用此結構提供清晰光源之顯示面板。

為達到上述所指稱之各目的與功效，本發明提供一種微型顯示面板結構，其包含一電路板、一發光層以及一濾光層，該發光層係設置於該電路板之一上方，該發光層包含一第一遮光層以及複數個微型藍光發光元件，該第一遮光層設置一第一畫素區、一第二畫素區以及一第三畫素區，並各別對應設置於該些個微型藍光發光元件之一上方，該第一畫素區之一內側設置一紅色波長轉換層，該第二畫素區之一內側設置一綠色波長轉換層，該第三畫素區之一內側設置一第一透明層，該些個微型藍光發光元件各別以該紅色波長轉換層射出一第一色彩、以該綠色波長轉換層射出一第二色彩以及以該第一透明層射出一第三色彩，該濾光層係設置於該發光層之一上方，該濾光層包含一光學件，該光學件設置一第二遮光層，該第二遮光層對應該第一畫素區、該第二畫素區以及該第三畫素區設置一第四畫素區、一第五畫素區以及一第六畫素區，該第四畫素區之一內側設置一第一窄帶通層，該第五畫素區之一內側設置一第二窄帶通層，該第六畫素區之一內側設置一第二透明層，該第一色彩穿過該第一窄帶通層形成一第四色彩，該第二色彩穿過該第二窄帶通層形成一第五色彩，該第三色彩穿過該第二透明層形成一第六色彩。

本發明之一實施例中，其中該第一微型藍光發光元件、該第二微型藍光發光元件以及該第三微型藍光發光元件各別之一下方設置二第一電極，該二第一電極對應電性連接於該電路板之複數個第二電極。

本發明之一實施例中，其中該光學件之材料係玻璃。

本發明之一實施例中，其中該第一色彩係包含紅光以及藍光，該第二色彩係包含綠光以及藍光，該第三色彩係包含藍光。

本發明之一實施例中，其中該第四色彩係包含紅光，該第五色彩係包含綠光，該第六色彩係包含藍光。

本發明之一實施例中，其中該第一窄帶通層係藍光高反射，紅光高通過之材料。

本發明之一實施例中，其中該第二窄帶通層係藍光高反射，綠光高通過之材料。

本發明之一實施例中，其中該第二透明層係藍光高通過之材料。

本發明之一實施例中，其中該些個微型藍光發光元件各別之一下方設置二第一電極，該二第一電極對應電性連接於該電路板之複數個第二電極。

1:微型顯示面板結構

10:電路板

12:第二電極

20:發光層

21:微型藍光發光元件

22:第一遮光層

222:第一畫素區

224:第二畫素區

226:第三畫素區

23:第一微型藍光發光元件

24:紅色波長轉換層

25:第二微型藍光發光元件

26:綠色波長轉換層

27:第三微型藍光發光元件

28:第一透明層

29:第一電極

30:濾光層

32:光學層

34:第一遮光層

342:第四畫素區

344:第五畫素區

346:第六畫素區

35:第一窄帶通層

37:第二窄帶通層

39:第二透明層

C1:第一色彩

C2:第二色彩

C3:第三色彩

C4:第四色彩

C5:第五色彩

C6:第六色彩

第1圖：其為本發明之第一實施例之結構示意圖；以及第2圖：其為本發明之第二實施例之結構示意圖。

為使貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：

有鑑於上述習知技術之問題，本發明係於一電路板之一上方設置一發光層以及一濾光層，利用該發光層之一第一遮光層與一紅、綠波長轉換層以及一第一透明層，使一第一、二、三微型藍光發光元件發出一第一、二、三色彩，並利用該濾光層之一光學層、一第二遮光層內與一第一、二窄帶通層以及一第二透明層，使該第一、二、三色彩形成一第四、五、六色彩，解決習知技術光線混色之問題。

請參閱第1圖，其為本發明之第一實施例之結構示意圖，如圖所示，本實施例係第一實施例，其係一種微型顯示面板結構1，其包含一電路板10、一發光層20以及一濾光層30。

再次參閱第1圖，如圖所示，於本實施例中，該發光層20係設置於該電路板10之一上方，該發光層20包含一第一遮光層22，該第一遮光層22設置一第一畫素區222、一第二畫素區224以及一第三畫素區226，該第一畫素區222之一內側設置一第一微型藍光發光元件23，該第二畫素區224之一內側設置一第二微型藍光發光元件25，該第三畫素區226之一內側設置一第三微型藍光發光元件27，更於該第一微型藍光發光元件23之一上方設置一紅色波長轉換層24，該第二微型藍光發光元件25之一上方設置一綠色波長轉換層26，該第三微型藍光發光元件27之一上方設置一第一透明層28。

接續上述，該紅色波長轉換層24設置於該第一畫素區222之該內側，該第一微型藍光發光元件23發出藍光，並對應以該紅色波長轉換層24射出一第一色彩C1，該綠色波長轉換層26設置於該第二畫素區224 之該內側，該第二微型藍光發光元件25發出藍光，並對應以該綠色波長轉換層26射出一第二色彩C2，該第一透明層28設置於該第三畫素區226之該內側，該第三微型藍光發光元件27發出藍光，並對應以該第一透明層28射出一第三色彩C3。

接續上述，該濾光層30係設置於該發光層20之一上方，該濾光層30包含一光學件32，該光學件32之一上方設置一第二遮光層34，該第二遮光層34對應該第一畫素區222、該第二畫素區224以及該第三畫素區226設置一第四畫素區342、一第五畫素區344以及一第六畫素區346，該第四畫素區342之一內側設置一第一窄帶通層35，該第五畫素區344之一內側設置一第二窄帶通層37，該第六畫素區346之一內側設置一第二透明層39，而該第一色彩C1穿過該第一窄帶通層35形成一第四色彩C4，該第二色彩C2穿過該第二窄帶通層37形成一第五色彩C5，該第三色彩C3穿過該第二透明層39形成一第六色彩C6。

接續上述，於本實施例中，該第一色彩C1係包含紅光以及藍光，該第二色彩C2係包含綠光以及藍光，該第三色彩C3係包含藍光，該些色彩射至該濾光層30，該第一色彩C1通過之該第一窄帶通層35係藍光高反射，紅光高通過之材料，該第二色彩C2通過之該第二窄帶通層37係藍光高反射，綠光高通過之材料，該第二色彩C2通過之該第二透明層39係藍光高通過之材料，該第四色彩C4係包含紅光，該第五色彩C5係包含綠光，該第六色彩C6係包含藍光。

接續上述，於本實施例中，該第一微型藍光發光元件23、該第二微型藍光發光元件25以及該第三微型藍光發光元件27各別之一下方設置二第一電極29(圖示僅標註其中之二)，該二第一電極12對應電性連接於該電路板10之複數個第二電極12(圖示僅標註其中之二)。

接續上述，於本實施例中，該光學件32之材料係使用玻璃，但本發明不在此限制。

本實施例之一種微型顯示面板結構1係於該第一遮光層22之該第一、二、三畫素區222、224、226各別對應設置該第一、二、三微型藍光發光元件23、25、27，並於該第一、二、三微型藍光發光元件23、25、27之上方對應設置該紅色波長轉換層24、該綠色波長轉換層26以及該第一透明層28，該第一、二、三微型藍光發光元件23、25、27以紅色波長轉換層24將第一微型藍光發光元件23之光線轉成紅光之該第一色彩C1，該綠色波長轉換層26將第二微型藍光發光元件23之光線轉成綠光之該第二色彩C2，而該第一透明層28直接讓第三微型藍光發光元件23之穿透保持藍光之該第三色彩C3，以形成RGB三色光，並利用該濾光層30之該光學層32導光至該第二遮光層34之該第四畫素區342、該第五畫素區344以及該第六畫素區346各別設置之該第一窄帶通層35、該第二窄帶通層37以及該第二透明層39，其中，該第一色彩C1穿過該第一窄帶通層35進一步過濾其藍光形成純紅光之該第四色彩C4，該第二色彩穿C2過該第二窄帶通層37進一步過濾其藍光形成純綠光之該第五色彩C5，該第三色彩C3穿過該第二透明層39保持純藍光之該第六色彩C6，形成RGB三色光，以此結構進一步提升該微型顯示面板結構1之色度。

請參閱第2圖，其為本發明之第二實施例之結構示意圖，如圖所示，本實施例係第二實施例，其係一種微型顯示面板結構1，其包含一電路板10、一發光層20以及一濾光層30。

再次參閱第2圖，如圖所示，於本實施例中，該發光層20係設置於該電路板10之一上方，該發光層20包含一第一遮光層22以及複數個微型藍光發光元件21，該第一遮光層22設置一第一畫素區222、一第二畫素區224以及一第三畫素區226，並各別對應設置於該些個微型藍光發光元件21之一上方，例如該第一畫素區222設置於一微型藍光發光元件21，該第一畫素區222之一內側設置一紅色波長轉換層24，該第二畫素區224之一內側設置一綠色波長轉換層26，該第三畫素區226之一內側設置一第一透明層28，該些個微型藍光發光元件21各別以該紅色波長轉換層24射出一第一色彩C1、以該綠色波長轉換層26射出一第二色彩C2以及以該第一透明層28射出一第三色彩C3。

接續上述，於本實施例中，該些個微型藍光發光元件21各別之一下方設置二第一電極29，該二第一電極29(僅標註其中之二)對應電性連接於該電路板10之複數個第二電極12(僅標註其中之二)；本實施例之其他元件結構及其作動關係，皆與上述第一實施例相同，故不再贅述。

綜上所述，本發明提供一種微型顯示面板結構，其係利用發光層設置遮光層以及複數個微型藍光發光元件，利用遮光層將該些個微型藍光發光元件相互間隔，避免漏光，並以二波長轉換層以及一透明層對應設置於微型藍光發光元件上，使其發出紅綠藍光，再利用濾光層之二窄帶通層以及另一透明層，且以另一遮光層將其間隔設置，利用窄帶通層進一步提升光線之色度，解決習知微型發光二極體於發光時，其光線會互相照射干擾形成混光區域，進一步導致顯示器的色度不穩定，使顯示器的顯示品質下降之問題。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明一實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1 微型顯示面板結構 10 電路板 12 第二電極 20 發光層 22 第一遮光層 222 第一畫素區 224 第二畫素區 226 第三畫素區 23 第一微型藍光發光元件 24 紅色波長轉換層 25 第二微型藍光發光元件 26 綠色波長轉換層 27 第三微型藍光發光元件 28 第一透明層 29 第一電極 30 濾光層 32 光學層 34 第一遮光層 342 第四畫素區 344 第五畫素區 346 第六畫素區 35 第一窄帶通層 37 第二窄帶通層 39 第二透明層 C1 第一色彩 C2 第二色彩 C3 第三色彩 C4 第四色彩 C5 第五色彩 C6 第六色彩

Claims

一種微型顯示面板結構，其包含：一電路板；一發光層，其係設置於該電路板之一上方，該發光層包含一第一遮光層以及複數個微型藍光發光元件，該第一遮光層設置一第一畫素區、一第二畫素區以及一第三畫素區，並各別對應設置於該些個微型藍光發光元件之一上方，該第一畫素區之一內側設置一紅色波長轉換層，該第二畫素區之一內側設置一綠色波長轉換層，該第三畫素區之一內側設置一第一透明層，該些個微型藍光發光元件各別以該紅色波長轉換層射出一第一色彩、以該綠色波長轉換層射出一第二色彩以及以該第一透明層射出一第三色彩；以及一濾光層，其係設置於該發光層之一上方，該濾光層包含一光學件，該光學件之一上方設置一第二遮光層，該第二遮光層對應該第一畫素區、該第二畫素區以及該第三畫素區設置一第四畫素區、一第五畫素區以及一第六畫素區，該第四畫素區之一內側設置一第一窄帶通層，該第五畫素區之一內側設置一第二窄帶通層，該第六畫素區之一內側設置一第二透明層，該第一色彩穿過該第一窄帶通層形成一第四色彩，該第二色彩穿過該第二窄帶通層形成一第五色彩，該第三色彩穿過該第二透明層形成一第六色彩，該第一窄帶通層係藍光高反射，紅光高通過之材料，該第二窄帶通層係藍光高反射，綠光高通過之材料。
如請求項1所述之微型顯示面板結構，其中該些個微型藍光發光元件各別之一下方設置二第一電極，該二第一電極對應電性連接於該電路板之複數個第二電極。
如請求項1所述之微型顯示面板結構，其中該光學件之材料係玻璃。
如請求項1所述之微型顯示面板結構，其中該第一色彩係包含紅光以及藍光，該第二色彩係包含綠光以及藍光，該第三色彩係包含藍光。
如請求項1所述之微型顯示面板結構，其中該第四色彩係包含紅光，該第五色彩係包含綠光，該第六色彩係包含藍光。
如請求項1所述之微型顯示面板結構，其中該第二透明層係藍光高通過之材料。