TWI830395B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI830395B TW111135774A TW111135774A TWI830395B TW I830395 B TWI830395 B TW I830395B TW 111135774 A TW111135774 A TW 111135774A TW 111135774 A TW111135774 A TW 111135774A TW I830395 B TWI830395 B TW I830395B
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Abstract

一種顯示裝置，包括基板、第一發光單元、第一帶通濾波器以及第一光轉換層。第一發光單元設置在基板上且用以發射第一光束。第一帶通濾波器設置在第一發光單元上且具有第一截止波長。第一光轉換層設置在第一帶通濾波器上且用以將第一光束轉換成第一轉換光束。第一轉換光束具有第一峰值波長。第一截止波長與第一峰值波長的差值小於第一峰值波長的10%。

Description

顯示裝置
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種顯示裝置。
在顯示裝置中，發光元件以及光轉換材料等元件的出光特性為藍伯漫射(Lambertian)，導致大量的光在面板結構中溢漏和浪費，使得光轉換效率不佳。
本發明提供一種顯示裝置，其具有好的光轉換效率。
在本發明的一實施例中，顯示裝置包括基板、第一發光單元、第一帶通濾波器以及第一光轉換層。第一發光單元設置在基板上且用以發射第一光束。第一帶通濾波器設置在第一發光單元上且具有第一截止波長。第一光轉換層設置在第一帶通濾波器上且用以將第一光束轉換成第一轉換光束。第一轉換光束具有第一峰值波長。第一截止波長與第一峰值波長的差值小於第一峰值波長的10%。
在本發明的另一實施例中，顯示裝置包括基板、第一發光單元、第二發光單元、帶通濾波器以及光轉換層。第一發光單元設置在基板上且用以發射第一光束。第二發光單元設置在基板上且用以發射第二光束。第一光束與第二光束具有不同顏色，且第二光束具有第一峰值波長。帶通濾波器設置在第一發光單元以及第二發光單元上且具有截止波長。光轉換層設置在帶通濾波器上且用以將第一光束轉換成第一轉換光束。第一轉換光束具有第二峰值波長，且截止波長介於第一峰值波長與第二峰值波長之間。
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。
現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於附圖中。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。
本揭露通篇說明書與所附的申請專利範圍中會使用某些詞彙來指稱特定元件。所屬技術領域中具有通常知識者應理解，電子裝置製造商可能會以不同的名稱來指稱相同的組件。本文並不意在區分那些功能相同但名稱不同的組件。在下文說明書與申請專利範圍中，「含有」與「包含」等詞為開放式詞語，因此其應被解釋為「含有但不限定為…」之意。
本文中所提到的方向用語，例如：“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本揭露。在附圖中，各圖式繪示的是特定實施例中所使用的方法、結構及/或材料的通常性特徵。然而，這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域及/或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。
本揭露中所敘述之一結構（或層別、組件、基材）位於另一結構（或層別、元件、基材）之上/上方，可以指二結構相鄰且直接連接，或是可以指二結構相鄰而非直接連接。非直接連接是指二結構之間具有至少一中介結構（或中介層別、中介組件、中介基材、中介間隔），一結構的下側表面相鄰或直接連接於中介結構的上側表面，另一結構的上側表面相鄰或直接連接於中介結構的下側表面。而中介結構可以是單層或多層的實體結構或非實體結構所組成，並無限制。在本揭露中，當某結構設置在其它結構「上」時，有可能是指某結構「直接」在其它結構上，或指某結構「間接」在其它結構上，即某結構和其它結構間還夾設有至少一結構。
術語「大約」、「等於」、「相等」或「相同」、「實質上」或「大致上」一般解釋為在所給定的值或範圍的20%以內，或解釋為在所給定的值或範圍的10%、5%、3%、2%、1%或0.5%以內。
說明書與申請專利範圍中所使用的序數例如「第一」、「第二」等之用詞用以修飾元件，其本身並不意含及代表該（或該些）元件有任何之前的序數，也不代表某一元件與另一元件的順序、或是製造方法上的順序，該些序數的使用僅用來使具有某命名的元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚區分。申請專利範圍與說明書中可不使用相同用詞，據此，說明書中的第一構件在申請專利範圍中可能為第二構件。
本揭露中所敘述之電性連接或耦接，皆可以指直接連接或間接連接，於直接連接的情況下，兩電路上元件的端點直接連接或以一導體線段互相連接，而於間接連接的情況下，兩電路上元件的端點之間具有開關、二極體、電容、電感、電阻、其他適合的元件、或上述元件的組合，但不限於此。
在本揭露中，厚度、長度與寬度的量測方式可以是採用光學顯微鏡量測而得，厚度或寬度則可以由電子顯微鏡中的剖面影像量測而得，但不以此為限。另外，任兩個用來比較的數值或方向，可存在著一定的誤差。另外，本揭露中所提到的術語“等於”、“相等”、“相同”、“實質上”或“大致上”通常代表落在給定數值或範圍的10%範圍內。此外，用語“給定範圍為第一數值至第二數值”、“給定範圍落在第一數值至第二數值的範圍內”表示所述給定範圍包括第一數值、第二數值以及它們之間的其它數值。若第一方向垂直於第二方向，則第一方向與第二方向之間的角度可介於80度至100度之間；若第一方向平行於第二方向，則第一方向與第二方向之間的角度可介於0度至10度之間。
須知悉的是，以下所舉實施例可以在不脫離本揭露的精神下，可將數個不同實施例中的特徵進行替換、重組、混合以完成其他實施例。各實施例間特徵只要不違背發明精神或相衝突，均可任意混合搭配使用。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包含技術及科學用語)具有與本揭露所屬技術領域中具有通常知識者通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語例如在通常使用的字典中定義用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
在本揭露中，電子裝置可包括顯示裝置、背光裝置、天線裝置、感測裝置或拼接裝置，但不以此為限。電子裝置可為可彎折或可撓式電子裝置。顯示裝置可為非自發光型顯示裝置或自發光型顯示裝置。天線裝置可為液晶型態的天線裝置或非液晶型態的天線裝置，感測裝置可為感測電容、光線、熱能或超聲波的感測裝置，但不以此為限。在本揭露中，電子元件可包括被動元件與主動元件，例如電容、電阻、電感、二極體、電晶體等。二極體可包括發光二極體或光電二極體。發光二極體可例如包括有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)、次毫米發光二極體(mini LED)、微發光二極體(micro LED)或量子點發光二極體(quantum dot LED)，但不以此為限。拼接裝置可例如是顯示器拼接裝置或天線拼接裝置，但不以此為限。需注意的是，電子裝置可為前述之任意排列組合，但不以此為限。下文將以顯示裝置做為電子裝置或拼接裝置以說明本揭露內容，但本揭露不以此為限。
圖1、圖5至圖11A以及圖12A分別是根據本揭露的一些實施例的顯示裝置的局部剖面示意圖。圖2、圖4以及圖11B分別是帶通濾波器的波長-穿透率曲線圖。圖3是帶通濾波器的波長-反射率曲線圖。圖12B是光束通過帶通濾波器後的角度-光強度曲線圖。須說明的是，下文中不同實施例所提供的技術方案可相互替換、組合或混合使用，以在未違反本揭露精神的情況下構成另一實施例。
請參照圖1，顯示裝置1可包括基板10、第一發光單元11、第一帶通濾波器12以及第一光轉換層13。第一發光單元11設置在基板10上且用以發射第一光束B1。第一光束B1是在單一個畫素P(未繪示於圖1，請參考圖10)中的單一子畫素SP下，發光單元(如第一發光單元11)所射出的光。舉例來說，第一光束B1的波長可為430nm至470nm。第一帶通濾波器12設置在第一發光單元11上且具有第一截止波長WC1。在一些實施例中，第一光束B1通過第一帶通濾波器12後可能變成第一光束B1’。第一光束B1’可具有與第一光束B1相同或相似的波形與波長。第一光轉換層13設置在第一帶通濾波器12上且用以將第一光束B1/第一光束B1’轉換成第一轉換光束C1。第一轉換光束C1是在單一個畫素中的單一子畫素SP下，經過所有發光結構而傳遞至使用者的光。其中，第一轉換光束C1可以是紅色光束、綠色光束或藍色光束，第一轉換光束C1的波長可以是紅色光束、綠色光束或藍色光束對應的波長。舉例來說，第一轉換光束C1的波長可為520nm至550nm。
詳細來說，基板10可包括電路板或其上形成有線路的載板，但不以此為限。電路板可包括印刷電路板、可撓性印刷電路板等，但不以此為限。載板的材料可包括玻璃、塑膠、陶瓷、石英、藍寶石或上述材料的組合，但不以此為限。在一些實施例中，電子裝置1還可包括反射器100。反射器100設置在第一發光單元11下，用以將朝基板10傳遞的第一光束B1轉向，使第一光束B1轉而向第一光轉換層13傳遞。例如，可額外在基板10上形成反光圖案作為反射器100。
第一發光單元11可通過焊錫、黏貼或任何一種可行的接合方式固定在基板10上並透過基板10上的線路(未繪示)與外部電路(如電源)電性連接，藉此提供第一光束B1。第一光束B1例如為藍色，但不以此為限。第一發光單元11可包括發光二極體，如有機發光二極體、次毫米發光二極體、微發光二極體或量子點發光二極體，但不以此為限。在一些實施例中，第一發光單元11可包括發光二極體晶粒(die)。在另一些實施例中，第一發光單元11可包括封裝發光二極體，但不以此為限。在一些實施例中，儘管未繪示，顯示裝置1可包括多個第一發光單元11，且多個第一發光單元11可在基板10上排列成陣列，以提供面光源。
第一帶通濾波器12可讓特定波段的光穿透且將其餘波段的光反射。舉例來說，第一帶通濾波器12可設計成讓第一發光單元11所發射的第一光束B1穿透，使得大部分的第一光束B1能夠傳遞至第一光轉換層13以產生第一轉換光束C1。此外，第一帶通濾波器12可設計成將第一光轉換層13所轉換的至少部分第一轉換光束C1反射，使得朝第一帶通濾波器12傳遞的第一轉換光束C1可經由第一帶通濾波器12的反射而有機會自顯示裝置1射出。藉此提升光利用率或光轉換效率。在一些實施例中，第一帶通濾波器12可包括多層膜，如多層高折射率層以及多層低折射率層的交替堆疊層，但不以此為限。在另一些實施例中，第一帶通濾波器12可包括布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector，DBR)，但不以此為限。
第一光轉換層13可包括波長轉換材料。波長轉換材料可被一波長的光束(如第一光束B1)所激發，並將該波長的光束轉換成另一波長的光束(如第一轉換光束C1)。波長轉換材料可包括螢光(fluorescence)、磷光(phosphor)、量子點(Quantum Dot，QD)、其他合適的材料或上述的組合，但不以此為限。在一些實施例中，第一光轉換層13還可包括光散射粒子130，以增加第一光束B1在第一光轉換層13中的傳遞路徑，使更多的第一光束B1被波長轉換材料轉換成第一轉換光束C1，但不以此為限。
請參照圖2，曲線L1例如表示第一帶通濾波器12在可見光波段(如波長落在380奈米(nm)至780nm的光)對於入射(例如垂直入射)第一帶通濾波器12的光的穿透率，曲線L2例如表示第一發光單元11(如藍色發光單元)發射的第一光束B1(如藍色光束)的頻譜。藉由使第一光束B1的頻譜落在第一帶通濾波器12的穿透波長範圍內可使得大部分的第一光束B1能夠穿透第一帶通濾波器12並傳遞至第一光轉換層13。
請參照圖3，曲線L3例如表示第一帶通濾波器12在可見光波段對於入射(例如垂直入射)第一帶通濾波器12的光的反射率，曲線L4例如表示第一光轉換層13(如綠光轉換層)轉換的第一轉換光束C1(如綠色光束)的頻譜，曲線L5例如表示另一光轉換層(未繪示，如紅光轉換層)轉換的轉換光束(如紅色光束)的頻譜。藉由使轉換光束(如第一轉換光束C1以及紅色光束)的頻譜落在第一帶通濾波器12的反射波長範圍內可使得大部分的轉換光束能夠被第一帶通濾波器12反射而有機會自顯示裝置1射出。其中，第一轉換光束C1具有第一峰值波長WP1。第一峰值波長WP1是指在第一轉換光束C1的波長範圍(如520nm至550nm)中具有最高灰階(如255灰階)或最大光強度的最大波峰所對應的波長。第一截止波長WC1與第一峰值波長WP1的差值小於第一峰值波長WP1的10%。
請參照圖4，圖4的多條曲線分別表示以不同入射角入射第一帶通濾波器12的光的穿透率。入射角定義為光行進方向與第一帶通濾波器12的下表面法線之間的夾角。入射角為0度表示光束垂直入射第一帶通濾波器12，如圖1的光束B11所示。入射角不為0度表示光束斜向入射第一帶通濾波器12，如圖1的光束B12所示。曲線L6、曲線L7、曲線L8以及曲線L9所對應的入射角分別為0度、15度、30度以及45度。
由圖4可知，第一帶通濾波器12的穿透率(或反射率)隨著入射角的增加而向短波長的移動(即藍移)，即第一帶通濾波器12對於第一光束B1的穿透率隨著第一光束B1的入射角的增加而減少，此造成傳遞至第一光轉換層13的第一光束B1的量減少並導致光轉換效率降低。
在本實施例中，可通過使第一帶通濾波器12的穿透率向長波長移動(即紅移)，來改善因穿透率藍移而導致對藍光穿透率降低的問題。以圖3為例，可通過改變第一帶通濾波器12中高折射率層及/或低折射率層的材料、厚度或上述的組合來使第一帶通濾波器12的穿透率向長波長移動。在一些實施例中，第一截止波長WC1可大於第一轉換光束C1的第一峰值波長WP1，且第一截止波長WC1與第一峰值波長WP1的差值小於第一峰值波長WP1的10%，即(WC1-WP1)＜WP1*10%，以兼顧第一帶通濾波器12對於第一光束B1的穿透率以及對於第一轉換光束C1的反射率。第一帶通濾波器12的第一截止波長WC1定義為第一帶通濾波器12在可見光波段內對應穿透率為50%的波長或在可見光波段內對應反射率為50%的波長。
在一些實施例中，第一截止波長WC1的範圍為510nm至630nm，即510nm≦WC1≦630nm，但不以此為限。在一些實施例中，第一截止波長WC1的範圍為510nm至550nm，即510nm≦WC1≦550nm，但不以此為限。
請再參照圖1，根據不同的需求，顯示裝置1可進一步包括其他元件或膜層。舉例來說，顯示裝置1還可包括畫素定義層14。畫素定義層14設置在基板10上且圍繞第一發光單元11。舉例來說，畫素定義層14可由不透光材料形成，但不以此為限，且畫素定義層14可包括開口A1，且第一發光單元11設置在開口A1中。不透光材料可包括有機材料、無機材料或上述的組合。
顯示裝置1還可包括底部填充劑15。底部填充劑15設置在開口A1中且覆蓋第一發光單元11。底部填充劑15的材料可包括液體環氧樹脂、可變形凝膠(deformable gel)、矽橡膠(silicon rubber)或類似材料，但不以此為限。
顯示裝置1還可包括基板16、遮光層17、濾色層18、擋牆19、平坦層20以及黏著層21，但不以此為限。
基板16為透光基板。基板16的材料可包括玻璃、塑膠、陶瓷、石英、藍寶石或上述材料的組合，但不以此為限。
遮光層17設置在基板16面向基板10的表面上且具有開口A2。開口A2在顯示裝置1的厚度方向(如方向Z)上與開口A1至少部分重疊。遮光層17的材料可包括黑矩陣、黑色光阻或其他顏色的光阻，但不以此為限。
濾色層18設置在基板16面向基板10的表面上且位於開口A2中。濾色層18可用以提升色純度。舉例來說，濾色層18可包括吸收式彩色光阻，以讓至少部分的第一轉換光束C1通過且將其餘顏色光束過濾。若第一光轉換層13上沒有濾光層/濾光圖案，則第一轉換光束C1是通過第一光轉換層13的光。若第一光轉換層13上有濾光層/濾光圖案，則第一轉換光束C1是通過濾光層/濾光圖案的光。
擋牆19設置在遮光層17面向基板10的表面上且具有開口A3。開口A3在顯示裝置1的厚度方向(如方向Z)上與開口A1以及開口A2至少部分重疊。擋牆19的材料可包括吸光材料，如黑色光阻、白色光阻或其他顏色的光阻，但不以此為限。在一些實施例中，儘管未繪示，除了吸光材料之外，擋牆19的材料還可包括光散射粒子，但不以此為限。在其他實施例中，擋牆19的材料可包括透光材料(如透明光阻)以及設置在透光材料上的反射層或吸光層。
第一光轉換層13設置在濾色層18面向基板10的表面上且位於開口A3中。因此，第一光轉換層13在顯示裝置1的厚度方向(如方向Z)上與濾色層18以及第一發光單元11至少部分重疊。
平坦層20設置在擋牆19面向基板10的表面上以及第一光轉換層13面向基板10的表面上。平坦層20可用以封裝第一光轉換層13，還可提供用以設置第一帶通濾波器12的平坦表面。平坦層20的材料可包括無機材料，如氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或上述的組合，但不以此為限。平坦層20的材料也可包括有機材料，如壓克力矽、矽氧烷矽或上述的組合，但不以此為限。平坦層20的材料也可以是上述無機材料與有機材料的組合，但不以此為限。
第一帶通濾波器12設置在平坦層20面向基板10的表面上。透過平坦層20提供設置第一帶通濾波器12的平坦表面，可提升第一帶通濾波器12的光穿透及/或光反射的效果。
黏著層21設置在第一發光單元11與第一光轉換層13之間，且第一帶通濾波器12例如設置在黏著層21與第一光轉換層13之間。舉例來說，第一帶通濾波器12可透過黏著層21而貼附至畫素定義層14以及底部填充劑15，但不以此為限。
請參照圖5，顯示裝置1A與圖1的顯示裝置1的主要差異說明如後。在顯示裝置1A中，第一帶通濾波器12設置在黏著層21與第一發光單元11之間。舉例來說，第一帶通濾波器12可設置在畫素定義層14以及底部填充劑15上，且第一帶通濾波器12可透過黏著層21而貼附至平坦層20。
請參照圖6，顯示裝置1B與圖5的顯示裝置1A的主要差異說明如後。顯示裝置1B可不包括圖5的底部填充劑15，但不以此為限。畫素定義層14具有上表面ST以及側表面SS，上表面ST相鄰於側表面SS，其中第一帶通濾波器12還設置在畫素定義層14的上表面ST以及側表面SS上。此外，第一發光單元11具有上表面ST’以及側表面SS’，上表面ST’相鄰於側表面SS’，其中第一帶通濾波器12還設置在第一發光單元11的上表面ST’以及側表面SS’上。舉例來說，第一帶通濾波器12可透過鍍膜方式形成在畫素定義層14的上表面ST與側表面SS上以及第一發光單元11的上表面ST’與側表面SS’上，但不以此為限。另外，黏著層21還設置在開口A1中並位於第一發光單元11以及基板10之間。在其他實施例中，顯示裝置1B可包括底部填充劑15，例如可在形成第一帶通濾波器12之後形成底部填充劑15，然後再形成黏著層21。
請參照圖7，顯示裝置1C與圖5的顯示裝置1A的主要差異說明如後。在顯示裝置1C中，第一帶通濾波器12設置在第一發光單元11上且不設置在畫素定義層14以及底部填充劑15上。舉例來說，可先將第一帶通濾波器12設置在第一發光單元11上，然後再將第一發光單元11與基板10接合，再形成底部填充劑15。在此架構下，第一帶通濾波器12、畫素定義層14以及底部填充劑15皆與黏著層21接觸。
由於第一帶通濾波器12具有聚光效果，因此將第一帶通濾波器12直接設置在第一發光單元11上有助於提升傳遞至第一光轉換層13的第一光束的光強度或提升顯示裝置1C在正視下的光強度。
請參照圖8，顯示裝置1D與圖7的顯示裝置1C的主要差異說明如後。顯示裝置1D還包括第二帶通濾波器22。第二帶通濾波器22設置在黏著層21與第一光轉換層13之間。舉例來說，第二帶通濾波器22可設置在平坦層20面向基板10的表面上並透過黏著層21與第一帶通濾波器12、畫素定義層14以及底部填充劑15接合。
第二帶通濾波器22具有第二截止波長，且第一截止波長可大於第二截止波長。詳細來說，可利用設置在第一發光單元11上的第一帶通濾波器12提升朝第一光轉換層13傳遞的第一光束的準直性，並使設置在第一發光單元11上的第一帶通濾波器12具有較大的截止波長來改善穿透率藍移問題，使更多的第一光束能夠穿透第一帶通濾波器12並傳遞至第一光轉換層13。穿過第一帶通濾波器12且朝第二帶通濾波器22傳遞的第一光束的發散角因已被第一帶通濾波器12收斂，降低了大角度入射第二帶通濾波器22的第一光束的比例，因此可使第二帶通濾波器22的紅移程度小於第一帶通濾波器12的紅移程度，亦即使第二截止波長小於第一截止波長，以增加第一轉換光束的回收量。
請參照圖9，顯示裝置1E與圖5的顯示裝置1A的主要差異說明如後。顯示裝置1E還包括第二帶通濾波器22。關於第二帶通濾波器22的詳細說明請參照上述，於此不再重述。
請參照圖10，顯示裝置1F與圖5的顯示裝置1A的主要差異說明如後。顯示裝置1F還包括第二發光單元23以及第二光轉換層24。第二發光單元23設置在基板10上且用以發射第二光束(未繪示)。第二發光單元23可通過焊錫、黏貼或任何一種可行的接合方式固定在基板10上且設置在畫素定義層14的開口A1中。第二發光單元23可透過基板10上的線路(未繪示)與外部電路(如電源)電性連接，藉此提供第二光束。第二光束與第一光束可為相同顏色(例如同為藍色)，但不以此為限。第二發光單元23可包括發光二極體，如有機發光二極體、次毫米發光二極體、微發光二極體或量子點發光二極體，但不以此為限。在一些實施例中，第二發光單元23可包括發光二極體晶粒。在另一些實施例中，第二發光單元23可包括封裝好的發光二極體，但不以此為限。反射器100還可設置在第二發光單元23下，用以將朝基板10傳遞的第二光束轉向，使第二光束轉而向第二光轉換層24傳遞。
第二光轉換層24例如設置在濾色層18面向基板10的表面上且位於擋牆19的開口A3中。第二光轉換層24用以將第二光束轉換成第二轉換光束C2(參見圖3)。第二轉換光束C2是在單一個畫素P中的單一子畫素SP下，經過所有發光結構而傳遞至使用者的光。其中，第二轉換光束C2可以是紅色光束、綠色光束或藍色光束，第二轉換光束C2的波長可以是紅色光束、綠色光束或藍色光束對應的波長。若第二光轉換層24上沒有濾光層/濾光圖案，則第二轉換光束C2是通過第二光轉換層24的光。若第二光轉換層24上有濾光層/濾光圖案，則第二轉換光束C2是通過濾光層/濾光圖案的光。舉例來說，第二轉換光束C2的波長可為610nm至650nm。第二轉換光束C2具有第二峰值波長WP2，第二峰值波長WP2是指在第二轉換光束C2的波長範圍(如610nm至650nm)中具有最高灰階(如255灰階)或最大光強度的最大波峰所對應的波長。第一峰值波長WP1與第二峰值波長WP2不同。在一些實施例中，第二光轉換層24還可包括光散射粒子240，以增加第二光束在第二光轉換層24中的傳遞路徑，使更多的第二光束被波長轉換材料轉換成第二轉換光束C2(參見圖3)，但不以此為限。
第一帶通濾波器12還可設置在第二發光單元23上。如圖10所示，第一帶通濾波器12可設置在畫素定義層14以及底部填充劑15上並覆蓋第一發光單元11以及第二發光單元23，但不以此為限。
在一些實施例中，顯示裝置1F還可包括第三發光單元25以及透光層26。第三發光單元25設置在基板10上且用以發射第三光束(未繪示)。第三發光單元25可通過焊錫、黏貼或任何一種可行的接合方式固定在基板10上且設置在畫素定義層14的開口A1中。第三發光單元25可透過基板10上的線路(未繪示)與外部電路(如電源)電性連接，藉此提供第三光束。第三光束與第一光束可為相同顏色(例如同為藍色)，但不以此為限。第三發光單元25可包括發光二極體，如有機發光二極體、次毫米發光二極體、微發光二極體或量子點發光二極體，但不以此為限。在一些實施例中，第三發光單元25可包括發光二極體晶粒。在另一些實施例中，第三發光單元25可包括封裝好的發光二極體，但不以此為限。反射器100還可設置在第三發光單元25下，用以將朝基板10傳遞的第三光束轉向，使第三光束轉而向透光層26傳遞。
透光層26例如設置在濾色層18面向基板10的表面上且位於擋牆19的開口A3中。透光層26可讓穿透。舉例來說，透光層26的材料可包括透明聚合物。在一些實施例中，透光層26還可包括光散射粒子260，以使不同顏色畫素射出的光束的光型較為一致，降低因光型不一致所產生的色偏問題。
第一帶通濾波器12還可設置在第三發光單元25上。如圖10所示，在單一個畫素P中，第一帶通濾波器12可設置在畫素定義層14以及底部填充劑15上並覆蓋第一發光單元11、第二發光單元23以及第三發光單元25，但不以此為限。其中，第一發光單元11、第二發光單元23以及第三發光單元25例如分別對應一個單一子畫素SP。在其他未繪示的實施例中，第一帶通濾波器12的設置位置可根據圖1、圖6或圖7改變。或者，顯示裝置1F還可包括如圖8或圖9所示的第二帶通濾波器22。第二帶通濾波器22可設置在黏著層21與平坦層20之間且覆蓋第一發光單元11、第二發光單元23以及第三發光單元25。以下實施例的第一帶通濾波器12皆可同上述改變，或者顯示裝置可進一步包括如圖8或圖9所示的第二帶通濾波器22，於下便不再重述。
儘管未繪示，顯示裝置1F可包括多個第一發光單元11、多個第二發光單元23以及多個第三發光單元25，且這些發光單元可在基板10上排列成陣列。另外，濾色層18可包括分別與第一光轉換層13、第二光轉換層24以及透光層26在方向Z上至少部分重疊設置的第一濾色圖案180、第二濾色圖案182以及第三濾色圖案184，以提升色純度。在一些實施例中，第一發光單元11、第二發光單元23以及第三發光單元25可具有相同顏色，例如為藍色發光單元，第一光轉換層13以及第二光轉換層24可具有與前述發光單元顏色不同的顏色，例如分別為綠色光轉換層以及紅色光轉換層，且第一濾色圖案180、第二濾色圖案182以及第三濾色圖案184可具有不同顏色，例如分別為讓綠光通過的綠色濾色圖案、讓紅光通過的紅色濾色圖案以及讓藍光通過的藍色濾色圖案。也就是說，第一發光單元11、第二發光單元23以及第三發光單元25例如分別對應於顯示裝置1F的綠色畫素、紅色畫素以及藍色畫素，但不以此為限。
請參照圖11A以及圖11B，顯示裝置1G可包括基板10、第一發光單元11、第二發光單元23、帶通濾波器12G以及光轉換層13G。根據不同的需求，顯示裝置1G還可包括上述的其他元件，如畫素定義層14、底部填充劑15、基板16、遮光層17、濾色層18、擋牆19、平坦層20、黏著層21以及透光層26等，關於這些元件或膜層的細部內容請參照上述，於此不再重述。
在顯示裝置1G中，第一發光單元11(或第三發光單元25)所發射的第一光束B1(或第三光束B3)與第二發光單元23所發射的第二光束B2具有不同顏色。舉例來說，第一發光單元11以及第三發光單元25為藍色發光單元，且第一光束B1以及第三光束B3為藍色，而第二發光單元23為綠色發光單元，且第二光束B2為綠色。
第二光束B2具有第一峰值波長WP1。帶通濾波器12G設置在第一發光單元11、第二發光單元23以及第三發光單元25上且具有截止波長WC。圖11B中曲線L10表示帶通濾波器12G在可見光波段對於入射(例如垂直入射)帶通濾波器12G的光的穿透率。光轉換層13G設置在帶通濾波器12G上且用以將第一光束B1轉換成第一轉換光束C1。第一轉換光束C1具有第二峰值波長WP2，且截止波長WC介於第一峰值波長WP1與第二峰值波長WP2之間。以圖11B為例，光轉換層13G例如將藍光(第一光束B1)轉換成紅光(第一轉換光束C1)，且截止波長WC介於綠光與紅光之間。在一些實施例中，截止波長WC的範圍為560nm至630nm，即560nm≦WC≦630nm，但不以此為限。在一些實施例中，截止波長WC的範圍為580nm至600nm，即580nm≦WC≦600nm，但不以此為限。
在此實施例中，帶通濾波器12G設計成讓第一光束B1以及第二光束B2通過且將至少部分第一轉換光束C1反射，其中截止波長WC大於第一峰值波長WP1且小於第二峰值波長WP2，且截止波長WC與第二峰值波長WP2的差值例如小於第二峰值波長WP2的10%，例如(WP2-WC)＜WP2*10%。
藉由使帶通濾波器12G的穿透率紅移，例如使截止波長WC落在第一轉換光束C1的頻譜範圍內，有助於改善因穿透率藍移而導致對藍光穿透率降低的問題，進而有助於提升紅光的光轉換效率。
在顯示裝置1G中，第一發光單元11、第二發光單元23以及第三發光單元25例如分別對應於顯示裝置1G的紅色畫素、綠色畫素以及藍色畫素。在綠色畫素中，以發射綠光的第二發光單元23搭配透光層26取代圖10中發射藍光的第二發光單元23搭配第二光轉換層24。
請參照圖12A以及圖12B，顯示裝置1H與圖11A中顯示裝置1G的主要差異在於顯示裝置1H中的透光層26H不包括圖11A中的光散射粒子260。如圖12B所示，曲線L11表示未穿透帶通濾波器12G的第一光束在不同天頂角(θ角)下的光強度，而曲線L12表示穿透帶通濾波器12G的第一光束在不同天頂角下的光強度。從圖12B可看出帶通濾波器12G有助於提升正視視角(θ角在0度附近)的光強度，且帶通濾波器12G具有集中增亮效果。因此，可透過帶通濾波器12G的設置，並採用不具有光散射粒子的透光層26H，來提升顯示裝置1H的指向性、出光亮度或提供防窺效果等。至於光轉換層13G，則可透過光散射粒子130的設置，來增加來自第一發光單元11的第一光束在光轉換層13G中的光路徑，以激發出更多的第一轉換光束。
綜上所述，在本揭露的實施例中，透過帶通濾波器的設置來提升光利用率或光轉換效率，且透過第一截止波長與第一峰值波長的差值小於第一峰值波長的10%的設計，以兼顧帶通濾波器對於第一光束的穿透率以及對於第一轉換光束的反射率。
以上各實施例僅用以說明本揭露的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本揭露進行了詳細的說明，所屬技術領域中具有通常知識者應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本揭露各實施例技術方案的範圍。
雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾，且各實施例間的特徵可任意互相混合替換而成其他新實施例。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露的保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一請求項構成個別的實施例，且本揭露之保護範圍也包括各個請求項及實施例的組合。本揭露之保護範圍當視隨附之申請專利範圍所界定者為準。
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H:顯示裝置 10、16:基板 11:第一發光單元 12:第一帶通濾波器 12G:帶通濾波器 13:第一光轉換層 13G:光轉換層 14:畫素定義層 15:底部填充劑 17:遮光層 18:濾色層 19:擋牆 20:平坦層 21:黏著層 22:第二帶通濾波器 23:第二發光單元 24:第二光轉換層 25:第三發光單元 26、26H:透光層 100:反射器 130、240、260:光散射粒子 180:第一濾色圖案 182:第二濾色圖案 184:第三濾色圖案 A1、A2、A3:開口 B1、B1’:第一光束 B2:第二光束 B3:第三光束 B11、B12:光束 C1:第一轉換光束 C2:第二轉換光束 L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12:曲線 P:畫素 SP:子畫素 SS、SS’:側表面 ST、ST’:上表面 WC:截止波長 WC1:第一截止波長 WP1:第一峰值波長 WP2:第二峰值波長 Z:方向
圖1、圖5至圖11A以及圖12A分別是根據本揭露的一些實施例的顯示裝置的局部剖面示意圖。 圖2、圖4以及圖11B分別是帶通濾波器的波長-穿透率曲線圖。 圖3是帶通濾波器的波長-反射率曲線圖。 圖12B是光束通過帶通濾波器後的角度-光強度曲線圖。
1:顯示裝置
10、16:基板
11:第一發光單元
12:第一帶通濾波器
13:第一光轉換層
14:畫素定義層
15:底部填充劑
17:遮光層
18:濾色層
19:擋牆
20:平坦層
21:黏著層
100:反射器
130:光散射粒子
A1、A2、A3:開口
B1、B1’:第一光束
B11、B12:光束
C1:第一轉換光束
C2:第二轉換光束
SP:子畫素
Z:方向

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，包括：基板；第一發光單元，設置在所述基板上且用以發射第一光束；第一帶通濾波器，設置在所述第一發光單元上且具有第一截止波長；第一光轉換層，設置在所述第一帶通濾波器上且用以將所述第一光束轉換成第一轉換光束，其中所述第一轉換光束具有第一峰值波長，且所述第一截止波長與所述第一峰值波長的差值小於所述第一峰值波長的10%；以及黏著層，設置在所述第一發光單元與所述第一光轉換層之間，其中所述第一帶通濾波器設置在所述黏著層與所述第一發光單元之間。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述第一截止波長大於所述第一峰值波長。
  3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述第一截止波長的範圍為510nm至630nm。
  4. 如請求項3所述的顯示裝置，其中所述第一截止波長的範圍為510nm至550nm。
  5. 如請求項1所述的顯示裝置，還包括：第二帶通濾波器，設置在所述黏著層與所述第一光轉換層之間。
  6. 如請求項5所述的顯示裝置，其中所述第二帶通濾波器具有第二截止波長，且所述第一截止波長大於所述第二截止波長。
  7. 如請求項1所述的顯示裝置，還包括：畫素定義層，設置在所述基板上且圍繞所述第一發光單元。
  8. 如請求項7所述的顯示裝置，其中所述畫素定義層具有上表面以及側表面，所述上表面相鄰於所述側表面，其中所述第一帶通濾波器還設置在所述畫素定義層的所述上表面以及所述側表面上。
  9. 如請求項1所述的顯示裝置，還包括：第二發光單元，設置在所述基板上且用以發射第二光束；以及第二光轉換層，用以將所述第二光束轉換成第二轉換光束，其中所述第二轉換光束具有第二峰值波長，所述第一峰值波長與所述第二峰值波長不同，且所述第一帶通濾波器還設置在所述第二發光單元上。
  10. 一種顯示裝置，包括：基板；第一發光單元，設置在所述基板上且用以發射第一光束；第二發光單元，設置在所述基板上且用以發射第二光束，其中所述第一光束與所述第二光束具有不同顏色，且所述第二光束具有第一峰值波長； 帶通濾波器，設置在所述第一發光單元以及所述第二發光單元上且具有截止波長；光轉換層，設置在所述帶通濾波器上且用以將所述第一光束轉換成第一轉換光束，其中所述第一轉換光束具有第二峰值波長，且所述截止波長介於所述第一峰值波長與所述第二峰值波長之間；以及黏著層，設置在所述第一發光單元與所述光轉換層之間，其中所述帶通濾波器設置在所述黏著層與所述第一發光單元之間。
  11. 如請求項10所述的顯示裝置，其中所述截止波長的範圍為560nm至630nm。
  12. 如請求項11所述的顯示裝置，其中所述截止波長的範圍為580nm至600nm。
  13. 如請求項10所述的顯示裝置，其中所述第一光束為藍色。
  14. 如請求項10所述的顯示裝置，其中所述第二光束為綠色。
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