TWM635724U - 透明顯示器 - Google Patents

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邢陳震崙
謝孟庭
洪榮豪
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Abstract

本創作提供一種透明顯示器，包含多層水平線路層，其中各層水平線路層沿著一水平方向延伸，多個垂直導電柱，將該多層水平線路層相互連接，一控制積體電路，位於多層水平線路層的其中一層上，以及至少一發光元件，位於多層水平線路層的另一層上，其中該控制積體電路與至少一發光元件在一垂直方向上重疊。

Description

透明顯示器
本創作係有關於一種透明顯示器，尤其是關於一種將發光元件與封裝積體電路設置於多層線路層後再疊合的透明顯示器，具有較小元件面積的優點。
隨著顯示技術的進步，除了一般的顯示器之外，業界也開始研發將發光元件製作於透明的基板(例如玻璃)上的顯示器，又可稱為透明顯示器，其同時具有透光以及顯示器的功能。當發光元件不啟動時，可以當作普通的透光玻璃使用，而當發光元件啟動時，則能在透明的玻璃上產生圖案，以顯示例如商標或是廣告等。
第1圖繪示一種現有的透明顯示器的剖面結構圖，如第1圖所示，封裝積體電路(IC)11作為控制器連接發光元件10(例如發光二極體)，兩者之間藉由線路層12相連。其中上述元件位於一不透明載板14(例如為PCB板)上，然後不透明載板14再位於一透明基板16(例如玻璃)上。上述結構中，增加發光元件10的數量時，不透明載板14的面積也會隨之變大以容納更多個發光元件10。但不透明載板14的面積增大，由於透明基板16(例如玻璃或窗戶)的面積不變，將會導致透明基板16的透光面積變少，進而影響到總透光率(也就是透明基板可透光的面積/透 明基板的總面積)。
因此，需要一種新的結構，在提高透明顯示器的發光效率的同時，也能維持良好的透光率。
本創作提供一種透明顯示器，包含多層水平線路層，其中各層水平線路層沿著一水平方向延伸，多個垂直導電柱，將該多層水平線路層相互連接，一控制積體電路，位於多層水平線路層的其中一層上，以及至少一發光元件，位於多層水平線路層的另一層上，其中該控制積體電路與至少一發光元件在一垂直方向上重疊。
本創作的特徵在於，將原先位於透明基板上同一層的控制積體電路以及發光元件製作成多層封裝發光元件，其中控制積體電路以及發光元件分別設置於多層封裝發光元件的不同層，使得控制積體電路以及發光元件在垂直方向上相互重疊，如此可以大幅度減少元件的佔用面積，並且明顯提高透明顯示器的總透光率。
10:發光元件
11:封裝積體電路
12:線路層
14:不透明載板
16:透明基板
20:多層封裝發光元件
22:第一材料層
24:第二材料層
26:第一線路層
28:第二線路層
30:第三線路層
32:控制積體電路
34:發光元件
35:垂直導電柱
36:透明基板
38:透明導線
40:保護層
50:透明顯示器
50’:透明顯示器
60:金屬導線
第1圖繪示一種現有的透明顯示器的剖面結構圖。
第2圖繪示根據本創作第一較佳實施例的一種透明顯示器的剖面結構圖。
第3圖繪示根據本創作第二較佳實施例的一種透明顯示器的剖面結構圖。
為使熟習本創作所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本創作，下文特列舉本創作之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本創作的構成內容及所欲達成之功效。
為了方便說明，本創作之各圖式僅為示意以更容易了解本創作，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。在文中所描述對於圖形中相對元件之上下關係，在本領域之人皆應能理解其係指物件之相對位置而言，因此皆可以翻轉而呈現相同之構件，此皆應同屬本說明書所揭露之範圍，在此容先敘明。
請參考第2圖，其繪示根據本創作第一較佳實施例的一種透明顯示器的剖面結構圖。如第2圖所示，首先製作一個多層封裝發光元件20，此多層封裝發光元件20主要包含有多層材料層與多層水平線路層、垂直導電柱、控制積體電路以及發光元件所構成。更詳細而言，多層封裝發光元件20包含有第一材料層22、第二材料層24、第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30。其中第一材料層22與第二材料層24的材質例如為聚醯亞胺(Polyimide，PI)、矽膠、環氧樹脂等，第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30例如為金屬等導電性良好的材質，常見的例如為銅、鋁、鎢、銀、金等金屬，但本創作不限於此。本實施例中，第一材料層22位於第一線路層26與第二線路層28之間，第二材料層24位於第二線路層28與第三線路層30之間。因此從剖面圖來看，第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30三者位於不同的水平面上，彼此之間被第一材料層22或是第二材料層24所隔開，構成多層的結構。值得注意的是，雖然本實施例中以三層線路層(第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30)以及兩層材料層(第一材料層22與第二材料層24)為例說明，但在本創作的概念中，可以包含有更 多層的材料層與線路層(例如4層以上的線路層)，也屬於本創作的涵蓋範圍。
除此之外，本創作的多層封裝發光元件20還包含有至少一控制積體電路32、至少一發光元件34、以及多個垂直導電柱35。其中本實施例中控制積體電路32的內部結構大致上與習知的積體控制電路類似，包含許多例如開關元件等邏輯元件，可以做為控制器使用。而發光元件34例如為發光二極體，或進一步包含有機發光二極體(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。其中發光元件34可發出單色或是多色混合光，例如紅光、藍光、綠光或是其他由多種顏色的組合的混合光(白光等)，本創作並不以此為限。或是在其他實施例中，可以包含有多個發光元件34，例如由紅、綠、藍(RGB)三色組合成的發光二極體晶片，或是紅、綠、藍、白(RGBW)四色組合成的發光二極體晶片，均屬於本創作的涵蓋範圍。在一些實施例中，一個多層封裝發光元件20可以設置單個或是多個發光元件34，本創作並不限制一個多層封裝發光元件20所設置的發光元件34的數量。
本實施例中，控制積體電路32位於第二線路層28上，發光元件34位於第三線路層30上，而多個垂直導電柱35則貫穿第一材料層22或第二材料層24，以電性連接第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30。也就是說，藉由垂直導電柱35，可以將位於第二線路層28上的控制積體電路32以及位於第三線路層30上的發光元件34電性連接，使控制積體電路32可控制發光元件34。
從第2圖的結構來看，發光元件34與控制積體電路32位於不同層的線路層上，並且在垂直方向上至少一部份重疊。也就是說，相較於先前技術將控 制積體電路32與發光元件34設置於同一線路層上，本創作將控制積體電路32與發光元件34設置為相互堆疊的結構，發光元件34位於最頂層的線路層(本實施例為第三線路層30)，因此不會被其他元件擋住而影響光線。而控制積體電路32則位於發光元件34下方的其他線路層上(本實施例為第二線路層28)，因此相較於先前技術，本創作的結構可以大幅度減少元件的面積。
除此之外，本創作中將控制積體電路32製作在第二線路層28上還具有另一優點，那就是控制積體電路32會被第二材料層24直接接觸並包覆，如此一來控制積體電路32還能被第二材料層24所保護，避免過度接觸外界的空氣、水氧等而影響控制積體電路32的性能。也就是說，第二材料層24還能當作封裝材料所使用，以達到保護控制積體電路32的功能。
接下來，形成一保護層40，覆蓋住第三線路層30以及的發光元件34，其中保護層40包含透明的絕緣材料，例如矽膠或環氧樹脂等。保護層40可以用來固定發光元件34的位置，且可以防止外界的灰塵或是水氣等接觸發光元件34，達到保護元件的功效。
如第2圖所示，另提供一透明基板36，透明基板36例如為玻璃或是其他可透光的材質，在透明基板36上可鍍上以透明導電材質(例如銦錫氧化物，ITO)等構成的透明導線38，其中透明基板36可以作為透明顯示器的基板，例如於窗戶上產生發光顯示效果時所用的透明玻璃，但本創作不限於此。上述多層封裝發光元件20的第一線路層26則是用來電性連接透明基板上的透明導線。也就是說，第一線路層26直接接觸並且電性連接透明導線38。
在形成上述各元件之後，透明基板36、多層封裝發光元件20以及保護層40共同構成一個透明顯示器50，其中透明顯示器50包含有堆疊於控制積體電路32上的發光元件34，且透明顯示器50的多層封裝發光元件20直接安裝於包含有透明導線38的透明基板36上，可以減少元件所占用的面積以提高透明顯示器的整體透光率。
值得注意的是，本實施例中第一材料層22與第二材料層24的材質可選用樹脂等硬性材料，且第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30等線路層可以以印刷等方式形成於樹脂等硬性材料層上，因此所製作出的多層封裝發光元件20可以為一硬性的元件，適用於玻璃等透明基板。另一方面，第一材料層22與第二材料層24的材料也可以選用矽膠等軟性材質，如此一來就可以製作可撓性的多層封裝發光元件20，再搭配可撓性的透明基板(例如塑膠膜)就可以製作成可撓性的透明顯示器。此種結構也屬於本創作的涵蓋範圍。
另外，本創作所述的透明顯示器50，除了上述多層封裝發光元件20可由不透明的材質所構成之外，剩餘的基板(也就是透明基板36)均由透明的材質所構成，因此可以達到透明視覺效果。與一般顯示器不同之處在於，除了上述多層封裝發光元件20以外，本創作的透明顯示器50不包含其他不透明的基板。也就是說，除了多層封裝發光元件20上的元件之外，其餘用來承載元件的基板均為透明的。另外，所有多層封裝發光元件20的面積總和小於透明基板36的面積，較佳所有多層封裝發光元件20的面積總和與透明基板36的面積的比值小於0.5，但不限於此。
下文將針對本創作之透明顯示器及其製作方法的不同實施樣態進行 說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本創作之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。
在上述實施例中，控制積體電路32直接接觸第二線路層28，發光元件34直接接觸第三線路層30，因此不需要形成額外的導線來連接控制積體電路32與發光元件34。然而，在上述的實施例中，控制積體電路32以及發光元件34的腳位必須要與第二線路層28或第三線路層30的圖案相互匹配。
在本創作的其他實施例中，也可以依照需求配置導線，以連接封裝積體電路與發光元件，如此一來元件的配置就更具有靈活性。請參考第3圖，其繪示根據本創作第二較佳實施例的一種透明顯示器的剖面結構圖。如第3圖所示，本實施例所示的透明顯示器50’的結構大致上與上述第一實施例相似，同樣包含有透明基板36，其上包含有透明導線38，多層封裝發光元件20位於透明基板36上，並且第一線路層26電性連接透明導線38。此外，多層封裝發光元件20同樣包含有多層材料層(第一材料層22、第二材料層24)以及多層線路層(第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30)，且控制積體電路32與發光元件34位於不同層線路層上，彼此之間藉由垂直導電柱35相互電性連接。值得注意的是，本實施例中的控制積體電路32同樣也是位於第二線路層28上，且發光元件34也是位於第三線路層30上，但本實施例更包含有多條金屬導線60，其中金屬導線60可用來連接控制積體電路32以及第二線路層28，或是電性連接發光元件34與第三線路層30。因此，若控制積體電路32以及發光元件34的腳位與第二線路層28或第三線路層30的圖案有不匹配的情況時，可以藉由金屬導線60來彌補。本實施例的優點在於，可以提高發光元件34配置的靈活度。
綜合以上說明書與圖式，本創作提供一種透明顯示器，包含一種透明顯示器，包含多層水平線路層(第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30)，其中各層水平線路層沿著一水平方向延伸(例如沿著第2圖的X軸延伸)，多個垂直導電柱35，將多層水平線路層相互連接，一控制積體電路32，位於多層水平線路層的其中一層上(例如為第二線路層28)，以及至少一發光元件34，位於多層水平線路層的另一層(例如為第三線路層30)上，其中控制積體電路32與至少一發光元件34在一垂直方向上重疊(例如第2圖的Y方向上相互重疊)。
在本創作的其中一些實施例中，其中多層水平線路層包含有一第一線路層26、一第二線路層28以及一第三線路層30，其中控制積體電路32位於第二線路層28上，發光元件34位於第三線路層30上。
在本創作的其中一些實施例中，其中更包含有一透明基板36，透明基板上包含有一透明導線38，其中第一線路層26與透明導線38電性連接。
在本創作的其中一些實施例中，其中透明基板36的材質包含玻璃，透明導線38的材質包含有銦錫氧化物(ITO)。
在本創作的其中一些實施例中，其中各水平線路層(第一線路層26、第二線路層28以及第三線路層30)的一面積小於透明基板36的一面積。
在本創作的其中一些實施例中，其中除了透明基板36之外，透明顯示器50、50’不包含有其他由不透明材質所構成的基板。
在本創作的其中一些實施例中，其中更包含有一第一材料層22，其中第一材料層22位於第一線路層26與第二線路層28之間，其中部分垂直導電柱35穿透過第一材料層22，並且電性連接第一線路層26與第二線路層28。
在本創作的其中一些實施例中，其中更包含有一第二材料層24，其中第二材料層24位於第二線路層28與第三線路層30之間，其中部分垂直導電柱35穿透過第二材料層24，並且電性連接第二線路層28與第三線路層30。
在本創作的其中一些實施例中，其中控制積體電路32直接接觸第二材料層24與第二線路層28。
在本創作的其中一些實施例中，其中更包含有一保護層40，覆蓋於發光元件34上。
在本創作的其中一些實施例中，其中保護層40的材質包含透明的矽膠或環氧樹脂。
在本創作的其中一些實施例中，其中更包含有多條金屬導線60，電性連接發光元件34與第三線路層30，或電性連接控制積體電路32與第二線路層28。
本創作的特徵在於，將原先位於透明基板上同一層的控制積體電路以及發光元件製作成多層封裝發光元件，其中控制積體電路以及發光元件分別 設置於多層封裝發光元件的不同層，使得控制積體電路以及發光元件在垂直方向上相互重疊，如此可以大幅度減少元件的佔用面積，並且明顯提高透明顯示器的總透光率。
20:多層封裝發光元件
22:第一材料層
24:第二材料層
26:第一線路層
28:第二線路層
30:第三線路層
32:控制積體電路
34:發光元件
35:垂直導電柱
36:透明基板
38:透明導線
40:保護層
50:透明顯示器

Claims (12)

  1. 一種透明顯示器，包含：多層水平線路層，其中各層水平線路層沿著一水平方向延伸；多個垂直導電柱，將該多層水平線路層相互連接；一控制積體電路，位於該多層水平線路層的其中一層上；以及至少一發光元件，位於該多層水平線路層的另一層上，其中該控制積體電路與該至少一發光元件在一垂直方向上重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的透明顯示器，其中該多層水平線路層包含有一第一線路層、一第二線路層以及一第三線路層，其中該控制積體電路位於該第二線路層上，該發光元件位於該第三線路層上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的透明顯示器，其中更包含有一透明基板，該透明基板上包含有一透明導線，其中該第一線路層與該透明導線電性連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的透明顯示器，其中該透明基板的材質包含玻璃，該透明導線的材質包含有銦錫氧化物(ITO)。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的透明顯示器，其中各水平線路層的一面積小於該透明基板的一面積。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的透明顯示器，其中除了該透明基板之外，該透明顯示器不包含有其他由不透明材質所構成的基板。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的透明顯示器，其中更包含有一第一材料層，其中該第一材料層位於該第一線路層與該第二線路層之間，其中部分該垂直導電柱穿透過該第一材料層，並且電性連接該第一線路層與該第二線路層。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的透明顯示器，其中更包含有一第二材料層，其中該第二材料層位於該第二線路層與該第三線路層之間，其中部分該垂直導電柱穿透過該第二材料層，並且電性連接該第二線路層與該第三線路層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的透明顯示器，其中該控制積體電路直接接觸該第二材料層與該第二線路層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的透明顯示器，其中更包含有一保護層，覆蓋於該該發光元件上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的透明顯示器，其中該保護層的材質包含透明的矽膠或環氧樹脂。
  12. 如申請專利範圍第2項所述的透明顯示器，其中更包含有多條金屬導線，電性連接該發光元件與該第三線路層，或電性連接該控制積體電路與該第二線路層。
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