CN113838842B

CN113838842B - 显示面板

Info

Publication number: CN113838842B
Application number: CN202111114302.8A
Authority: CN
Inventors: 江宇涵; 王中原; 李家豪; 林上强; 田堃正
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2023-11-10
Anticipated expiration: 2041-09-23
Also published as: TW202226570A; TWI751850B; CN113838842A

Abstract

本发明提出一种显示面板。显示面板包括基板与多个显示单元。这些显示单元设置在基板上，且各自包括多个接合垫、多个微型发光元件、凸起结构以及低反射结构。这些微型发光元件分别电性接合这些接合垫。凸起结构围绕这些微型发光元件，并且定义出出光区。凸起结构具有远离基板的结构表面。这些微型发光元件分别具有远离基板的出光面，且各个微型发光元件的出光面较凸起结构的结构表面远离基板。低反射结构不重叠于出光区。这些显示单元的多个低反射结构位于这些显示单元的多个凸起结构之间。

Description

显示面板

技术领域

本发明涉及一种显示技术，尤其涉及一种显示面板。

背景技术

近年来，在有机发光二极管(Organic light-emitting diode，OLED)显示面板的制造成本偏高及其使用寿命无法与现行的主流显示器相抗衡的情况下，微型发光二极管显示(Micro LED Display)面板逐渐吸引各科技大厂的投资目光。微型发光二极管显示面板具有与有机发光二极管显示技术相当的光学表现，例如高色彩饱和度、应答速度快及高对比，且具有低耗能及材料使用寿命长的优势。然而，由于微型发光二极管的外延材料层的折射率较大(例如大于2)，使得有源层(或发光层)发出的光线无法有效率地自外延材料层与空气的交界面出射，造成整体的出光效率低落。此外，微型发光二极管显示面板的驱动电路因具有较多的金属信号线，使其整体的反射率偏高，造成暗态的显示效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种出光效率较佳且整体反射率较低的显示面板。

本发明的显示面板，包括基板与多个显示单元。这些显示单元设置在基板上，且各自包括多个接合垫、多个微型发光元件、凸起结构以及低反射结构。这些微型发光元件分别电性接合这些接合垫。凸起结构围绕这些微型发光元件，并且定义出出光区。凸起结构具有远离基板的结构表面。这些微型发光元件分别具有远离基板的出光面，且各个微型发光元件的出光面较凸起结构的结构表面远离基板。低反射结构不重叠于出光区。这些显示单元的多个低反射结构位于这些显示单元的多个凸起结构之间。

基于上述，在本发明的一实施例的显示面板中，各显示单元的多个微型发光元件的周围设有定义这些微型发光元件的出光区的凸起结构，且凸起结构的结构表面低于各微型发光元件的出光面。据此，可有效增加这些微型发光元件的出光效率。另外，在出光区以外的区域设置低反射结构，可降低显示面板的整体反射率，有助于提升其显示品质(例如暗态对比)。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的显示面板的俯视示意图。

图2是图1的显示面板的剖视示意图。

图3是本发明的第二实施例的显示面板的剖视示意图。

图4是本发明的第三实施例的显示面板的剖视示意图。

图5是图4的显示面板的整体反射率对低反射结构的反射率的关系图。

图6是本发明的第四实施例的显示面板的剖视示意图。

附图标记如下：

10、10A、11、12:显示面板

100:基板

110:显示驱动层

120、120A:凸起结构

120e:外缘

120s、120As:结构表面

130、130A:低反射结构

140、140A:保护层

140s:内表面

150:抗反射层

160:吸光材料层

160G:吸光材料

BP:接合垫

DU:显示单元

E1:第一电极

E2:第二电极

ES:外延结构层

ESs:表面

LB1、LB2:光线

LED、LED1、LED2、LED3:微型发光元件

LEDs:出光面

LER、LER’:出光区

L1、L2:长度

S1、S2:间距

X、Y、Z:方向

A-A’:剖线

具体实施方式

本文使用的“约”、“近似”、“本质上”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量***的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或例如±30％、±20％、±15％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”、“本质上”、或“实质上”可依测量性质、切割性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。

在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，“电性连接”可为二元件间存在其它元件。

现将详细地参考本发明的示范性实施方式，示范性实施方式的实例说明于所附附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是本发明的第一实施例的显示面板的俯视示意图。图2是图1的显示面板的剖视示意图。特别说明的是，图2对应图1的剖线A-A’，且图1省略了图2的保护层140的示出。请参照图1及图2，显示面板10包括基板100、显示驱动层110与多个显示单元DU。显示驱动层110设置于基板100上。这些显示单元DU设置于显示驱动层110上，且各自包括多个接合垫BP与多个微型发光元件LED。在本实施例中，多个显示单元DU分别在方向X与方向Y上排成多列与多行。也就是说，这些显示单元DU是以阵列的方式排列于基板100上。

举例来说，微型发光元件LED具有第一电极E1、第二电极E2与外延结构层ES，外延结构层ES远离基板100的一侧表面ESs可定义出微型发光元件LED的出光面LEDs。第一电极E1与第二电极E2设置在外延结构层ES背离出光面LEDs的一侧，且分别电性接合至前述多个接合垫BP的其中两者。更具体地说，本实施例的微型发光元件LED例如是倒装芯片型(flip-chip type)微型发光二极管。然而，本发明不限于此，根据其他实施例，微型发光元件也可以是垂直式(vertical type)微型发光二极管或水平式(lateral type)微型发光二极管。

需说明的是，在本实施例中，每一个显示单元DU的微型发光元件LED数量是以三个(例如第一微型发光元件LED1、第二微型发光元件LED2与第三微型发光元件LED3)为例进行示例性地说明，且这些微型发光元件LED的发光颜色可彼此不同，例如是红色、绿色与蓝色，但不以此为限。在其他实施例中，每一个显示单元DU的微型发光元件LED的数量以及对应的发光颜色种类也可根据实际的光学设计而调整。

对应于每一个微型发光元件LED的电极数量，每一个显示单元DU的接合垫BP数量可以是微型发光元件LED数量的两倍，但不以此为限。在其他实施例中，每一个显示单元DU的多个接合垫BP还可包括用于接合修补(repair)用的微型发光元件的接合垫BP。也就是说，每一个显示单元DU的接合垫BP数量也可根据工艺的修补需求而调整，未必要是微型发光元件LED数量的倍数。

在本实施例中，显示驱动层110例如包括多个有源元件(未示出)与多条信号线(未示出)，其中对应于各个微型发光元件LED的接合垫组(例如包含两个接合垫BP)的其中一个接合垫BP可电性连接这些有源元件的至少一个。多条信号线例如是多条数据线(dataline)、多条扫描线(scan line)以及多条电源线(power line)的组合，但不以此为限。举例来说，显示驱动层110用于驱动每一个显示单元DU的电路架构可以是1T1C的架构、2T1C的架构、3T1C的架构、3T2C的架构、4T1C的架构、4T2C的架构、5T1C的架构、5T2C的架构、6T1C的架构、6T2C的架构、7T2C的架构或是任何可能的架构的驱动单元来驱动，本发明并不加以局限。

进一步而言，每一个显示单元DU的这些微型发光元件LED的周围还设有凸起结构120。在本实施例中，凸起结构120可以是连续性地围绕这些微型发光元件LED，但不以此为限。在其他实施例中，凸起结构也可以局部断开的方式设置在这些微型发光元件LED的周围。凸起结构120的材质可包括金属材料(例如钼、铝、铜)、或钛。举例来说，在本实施例中，凸起结构120可经由蚀刻金属材料层而成，但不以此为限。在其他实施例中，凸起结构也可先经由蚀刻光刻胶材料层来产生如本实施例的凸起结构120的构型，再于其上覆盖一金属反射层而成。

在本实施例中，凸起结构120的外缘120e可定义出显示单元DU的出光区LER，但不以此为限。特别说明的是，沿着一方向(例如方向X或方向Y)排列且相邻的两个显示单元DU的两个凸起结构120在所述方向上的对称中线可定义出所述两个显示单元DU在所述方向上的交界(如图1的虚拟格线所示)。在本实施例中，凸起结构120的横截面(例如XZ平面或YZ平面)轮廓例如是三角形，且凸起结构120的结构表面120s为朝向微型发光元件LED设置的一斜面，但本发明不以此为限。在其他实施例中，凸起结构也可以是具有两个斜面的等腰三角形，且这两个斜面分别朝向微型发光元件LED与低反射结构130。

特别注意的是，凸起结构120具有远离基板100的结构表面120s，且微型发光元件LED的出光面LEDs(即，外延结构层ES的表面ESs)较凸起结构120的结构表面120s远离基板100。举例来说，微型发光元件LED发出的光线中以非预期角度出射的光线(例如自外延结构层ES的侧壁出射的光线LB1)可经由凸起结构120的结构表面120s的反射而从显示单元DU的出光区LER出射，有助于提升微型发光元件LED的出光效率。

另一方面，微型发光元件LED在方向Y与方向X上分别具有长度L1与长度L2，而凸起结构120远离微型发光元件LED的外缘120e(即，出光区LER的边界)与微型发光元件LED(例如第二微型发光元件LED2)之间在方向Y与方向X上分别具有间距S1与间距S2。在一较佳的实施例中，凸起结构120的外缘120e与微型发光元件LED之间的间距S1与微型发光元件LED的长度L1的比值以及凸起结构120的外缘120e与微型发光元件LED之间的间距S2与微型发光元件LED的长度L2的比值都小于等于1.216且大于0。由此，可让显示面板具有较佳的出光效率。

为了避免凸起结构120的设置造成显示面板10的整体反射率过度增加，凸起结构120于基板100上的垂直投影面积与各显示单元DU于基板100上的垂直投影面积的百分比值可大于0％且小于等于20％。在一较佳的实施例中，凸起结构120于基板100上的垂直投影面积与各显示单元DU于基板100上的垂直投影面积的百分比值大于等于10％且小于等于20％。

另一方面，为了降低显示面板10在微型发光元件LED的出光面LEDs的一侧(即显示侧)的整体反射率，每一个显示单元DU还包括低反射结构130。低反射结构130设置在同一显示单元DU内的凸起结构120远离微型发光元件LED的一侧，且位于同一个显示单元DU的凸起结构120与相邻的显示单元DU的凸起结构120之间。更具体地说，同一显示单元DU的凸起结构120是位于多个微型发光元件LED与低反射结构130之间。低反射结构130可以单层或多层材料的堆叠结构，且其材质可选自黑色树脂材料、黑化金属(例如：金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物)、棕色的有机材料等。在一较佳的实施例中，低反射结构130的反射率小于等于5。

在本实施例中，多个显示单元DU的多个低反射结构130彼此相连，且这些低反射结构130延伸于这些显示单元DU的多个凸起结构120之间，且在微型发光元件LED的出光面LEDs的法线方向(例如方向Z)上不重叠于凸起结构120所定义的出光区LER。也就是说，这些低反射结构130是设置在多个出光区LER以外的非出光区，并且覆盖显示驱动层110。举例来说，显示驱动层110可以是包含多种金属信号线(例如数据线、扫描线、电源线与转接线)的多个金属导电层的堆叠结构，这些金属信号线在显示侧容易反射外来的环境光而影响显示面板在暗态时的显示品质。因此，通过在多个出光区LER(或凸起结构120)之间设置低反射结构130可有效降低显示驱动层110的这些金属导电层在外在环境光的照射下的可视性(visibility)，进而提升显示面板10的显示品质(例如暗态对比)。

为了兼顾微型发光元件LED的出光效率以及显示面板10在显示侧的整体反射率，凸起结构120于基板100上的垂直投影面积要小于低反射结构130于基板100上的垂直投影面积。举例来说，低反射结构130于基板100上的垂直投影面积与各显示单元DU于基板100上的垂直投影面积的百分比值大于等于50％且小于100％。凸起结构120与低反射结构130于基板100上的垂直投影面积与各个显示单元DU于基板100上的垂直投影面积的百分比值大于等于70％且小于100％。

在一较佳的实施例中，凸起结构120与低反射结构130于基板100上的垂直投影面积与各个显示单元DU于基板100上的垂直投影面积的百分比值大于等于70％且小于等于98.5％，且凸起结构120于基板100上的垂直投影面积与各显示单元DU于基板100上的垂直投影面积的百分比值大于等于10％且小于等于20％。据此，可让显示面板在整体反射率不超过10％的情况下具有相对较佳的出光效率。

需说明的是，在本实施例中，低反射结构130可直接接触凸起结构120的外缘120e，但本发明不以此为限。在其他实施例中，由于工艺方法的不同或工艺弹性的考虑，低反射结构130与凸起结构120也可彼此间隔设置。也就是说，低反射结构130与凸起结构120之间可具有缝隙。

在本实施例中，显示面板10还可选择性地包括保护层140。保护层140覆盖多个微型发光元件LED、多个凸起结构120与多个低反射结构130。保护层140的材料可选自压克力(acrylic)、环氧树脂(Epoxy)、六甲基二硅氧烷(hexamethyldisiloxane，HMDSO)、或其他适合的有机材料。举例来说，由于保护层140与外在环境物质(例如空气)的折射率差异，微型发光元件LED发出的部分光线(例如图2的光线LB2)会在保护层140朝向基板100的内表面140s产生全反射。特别注意的是，这类经由保护层140的内表面140s反射的光线也可经由上述的凸起结构120的反射后从显示单元DU的出光区LER出射，有助于提升微型发光元件LED的出光效率。

以下将列举另一些实施例以详细说明本公开，其中相同的构件将标示相同的符号，并且省略相同技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。

图3是本发明的第二实施例的显示面板的剖视示意图。请参照图3，本实施例的显示面板10A与图2的显示面板10的差异在于：凸起结构的横截面轮廓不同。在本实施例中，凸起结构120A的横截面(例如XZ平面或YZ平面)轮廓例如是半椭圆形，凸起结构120A的结构表面120As为朝向微型发光元件LED设置的一曲面，且低反射结构130A并未覆盖凸起结构120A。特别注意的是，在本实施例中，每一个显示单元DU的出光区LER’并非由凸起结构120A远离微型发光元件LED的外缘来定义，而是由凸起结构120A的结构表面120As最远离基板100的部分来定义。

图4是本发明的第三实施例的显示面板的剖视示意图。图5是图4的显示面板的整体反射率对低反射结构的反射率的关系图。请参照图4及图5，本实施例的显示面板11与图2的显示面板10的差异在于：显示面板11还可选择性地包括抗反射层150与吸光材料层160。抗反射层150设置于保护层140(或多个显示单元DU)上，且重叠于多个显示单元DU的多个出光区LER。吸光材料层160设置在抗反射层150与多个显示单元DU之间。抗反射层150的材料可包括金属氧化物(例如二氧化钛)、氮化物(氮化硅)、二氧化硅、氮氧化物或上述的组合。特别一提的是，此处抗反层150的设置，可抑制外在环境光在吸光材料层160接触抗反射层150的表面发生反射，有助于降低显示面板11的整体反射率。

另一方面，在本实施例中，吸光材料层160可以是染料薄膜(dye film)，但不以此为限。染料薄膜例如包括高分子基材与多个染料分子，且这些染料分子分散地设置在高分子基材内。通过此吸光材料层160的设置，可进一步降低显示面板11在显示侧(即，微型发光元件LED的出光面LEDs的一侧)的整体反射率。从另一观点来说，可增加凸起结构120与低反射结构130的设计裕度，例如：可增加凸起结构120的设置面积，或者是，可采用反射率较图2的低反射结构130稍大的低反射结构材料。

如图5所示，本实施例的显示面板11的低反射结构130的反射率可具有较大的选用范围，例如介于1％至10％。相对地，在一比较例中，显示面板是以一般的彩色滤光(colorfilter)层来取代本实施例的吸光材料层160。由图5可知，为了满足显示面板的整体反射率小于10％，则所述比较例的低反射结构的反射率所能选用的范围明显较小，例如介于1％至3％。特别说明的是，此处低反射结构130的反射率例如是材料反射率，但不以此为限。在其他实施例中，低反射结构的反射率也可小于自身的材料反射率，也就是说，低反射结构的表面可设有抗反射的光学微结构使其整体的反射率低于自身材料的反射率。

图6是本发明的第四实施例的显示面板的剖视示意图。请参照图6，本实施例的显示面板12与图4的显示面板11的差异在于：吸光材料的配置方式不同。在本实施例中，吸光材料160G并非是以单独的膜层设置在抗反射层150与保护层140A之间，而是分散地设置在保护层140A内。也就是说，本实施例的保护层140A同时也是吸光材料层。此处的吸光材料160G例如是黑色凝胶(black gel)，但不以此为限。在其他实施例中，吸光材料也可以是染料分子(dye molecule)。由于本实施例的吸光材料160G所起的作用相似于图4的显示面板11的吸光材料层160，因此详细的说明请参见前述实施例的相关段落，于此便不再赘述。

综上所述，在本发明的一实施例的显示面板中，各显示单元的多个微型发光元件的周围设有定义这些微型发光元件的出光区的凸起结构，且凸起结构的结构表面低于各微型发光元件的出光面。据此，可有效增加这些微型发光元件的出光效率。另外，在出光区以外的区域设置低反射结构，可降低显示面板的整体反射率，有助于提升其显示品质(例如暗态对比)。

Claims

1.一种显示面板，包括：

一基板；以及

多个显示单元，设置于该基板上，且各自包括：

多个接合垫；

多个微型发光元件，分别电性接合于多个所述接合垫；

一凸起结构，围绕多个所述微型发光元件，并且定义出一出光区，该凸起结构具有远离该基板的一结构表面，其中多个所述微型发光元件分别具有远离该基板的一出光面，且各该微型发光元件的该出光面较该凸起结构的该结构表面远离该基板；以及

一低反射结构，不重叠于该出光区，多个所述显示单元的多个所述低反射结构位于多个所述显示单元的多个所述凸起结构之间；其中该低反射结构的反射率小于等于5％；其中该低反射结构的侧边与该凸起结构的侧边接触。

2.如权利要求1所述的显示面板，其中该凸起结构于该基板上的垂直投影面积与各该显示单元于该基板上的垂直投影面积的百分比值大于0％且小于等于20％。

3.如权利要求1所述的显示面板，其中该凸起结构于该基板上的垂直投影面积与各该显示单元于该基板上的垂直投影面积的百分比值大于等于10％且小于等于20％。

4.如权利要求1所述的显示面板，其中该低反射结构与该凸起结构于该基板上的垂直投影面积与各该显示单元于该基板上的垂直投影面积的百分比值大于等于70％且小于等于98.5％。

5.如权利要求1所述的显示面板，其中多个所述微型发光元件在一第一方向上各自具有一第一长度，该凸起结构远离多个所述微型发光元件的一外缘与各该微型发光元件之间在该第一方向上具有一第一间距，且该第一间距与该第一长度的比值小于等于1.216且大于0。

6.如权利要求1所述的显示面板，其中该低反射结构于该基板上的垂直投影面积与各该显示单元于该基板上的垂直投影面积的百分比值大于等于50％且小于100％。

7.如权利要求1所述的显示面板，其中各该显示单元的该凸起结构的横截面轮廓为三角形或半椭圆形。

8.如权利要求1所述的显示面板，还包括：

一抗反射层，设置于多个所述显示单元上，且重叠于各该显示单元的该出光区。

9.如权利要求8所述的显示面板，还包括：

一吸光材料层，设置在该抗反射层与多个所述显示单元之间。

10.如权利要求1所述的显示面板，其中多个所述微型发光元件各自具有一第一电极、一第二电极与一外延结构层，该外延结构层远离该基板的一侧表面定义各该微型发光元件的该出光面，该第一电极与该第二电极设置在该外延结构层背离该出光面的一侧，且分别电性接合多个所述接合垫的其中两者。

11.如权利要求1所述的显示面板，其中该凸起结构位于多个所述微型发光元件与该低反射结构之间。

12.如权利要求1所述的显示面板，其中该凸起结构于该基板的垂直投影面积小于该低反射结构于该基板的垂直投影面积。