TWI790121B

TWI790121B - 顯示面板

Info

Publication number: TWI790121B
Application number: TW111105167A
Authority: TW
Inventors: 周珊霙; 蔡正曄
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2021-10-20
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2023-01-11
Also published as: TW202318380A

Abstract

一種顯示面板，包含基板、隔離結構、發光元件、第二光激發材料層、第三光激發材料層、黑色矩陣層及吸收光阻層。隔離結構分隔基板上的第一、第二及第三發光區域。發光元件設置於第一、第二及第三發光區域，且發出第一光波。第二光激發材料層位於第二發光區域，受激發產生第二光波。第三光激發材料層位於第三發光區域，受激發產生第三光波。黑色矩陣層位於隔離結構上表面。吸收光阻層覆蓋於第二光激發材料層、第三光激發材料層及黑色矩陣層上，吸收第一光波。藉此克服組接公差所造成漏光、混光及環境光反射的問題，並達到高開口率及高亮度。

Description

顯示面板

本發明涉及顯示領域，尤其是一種顯示面板。

現有技術中，顯示器由控制面板及彩色濾光片兩塊面板組立，兩者分別達到電路控制及濾光的效果。然而，在兩塊面板間需要光學膠以進行接合，如此，由光源產生的光線可能沿著光學膠側向漏出。此外，由於組裝的公差，若有對位偏差產生時，朝發光面發出之不同色光也會發生混光的問題。

現有技術上，為了減少混光的問題，彩色濾光片上會設置的黑色矩陣層，以將不同的子畫素區加以區隔。但考量組裝公差，黑色矩陣層所會設計較寬的寬度，例如遮蔽到子畫素的1/5。雖然可以解決混光的問題，然而，這也必然地降低了產品的開口率以及亮度。

此外，由於兩塊面板的組立，若採用曲面的設計，對位偏差可能會增加，而導致現有的技術難以應用在可撓性的基板上，更限制了產品的設計裕度。

為了解決先前技術所面臨的問題，在此提供一種顯示面板。顯示面板包含基板、複數個隔離結構、複數個發光元件、第二光激發材料層、第三光激發材料層、黑色矩陣層、以及吸收光阻層。

基板定義有第一發光區域、第二發光區域以及第三發光區域。隔離結構設置於基板之上，分隔第一發光區域、第二發光區域以及第三發光區域。發光元件分別設置於基板的第一發光區域、第二發光區域以及第三發光區域中，且發光元件發出第一光波。

第二光激發材料層，填充於第二發光區域，第二光激發材料層受第一光波的激發，產生第二光波。第三光激發材料層填充於第三發光區域，第三光激發材料層受第一光波的激發，產生第三光波，其中第二光波及第三光波的波長不同於第一光波的波長。黑色矩陣層設置於隔離結構的上表面。吸收光阻層覆蓋於第二光激發材料層、第三光激發材料層及黑色矩陣層之上，吸收光阻層吸收第一光波。

在一些實施例中，黑色矩陣層包含金屬層及金屬氧化物層，金屬層位於隔離結構的該上表面，金屬氧化物層位於金屬層及吸收光阻層之間。

更詳細地，在一些實施例中，金屬層係選自由鉬金屬、鎳金屬、銦金屬、銅金屬、銀金屬、鋁金屬、鉻金屬、鉭金屬、鈦金屬、及其合金所構成之群組。金屬氧化物層係選自由鉬金屬氧化物、鎳金屬氧化物、銦金屬氧化物、銅金屬氧化物、銀金屬氧化物、鋁金屬氧化物、鉻金屬氧化物、鉭金屬氧化物、鈦金屬氧化物及鉬、鎳、銦、銅、銀、鋁、鉻、鉭、鈦之合金氧化物所構成之群組。

在一些實施例中，發光元件為藍光發光二極體，吸收光阻層為黃色光阻層。

在一些實施例中，發光元件為紫外光發光二極體，顯示面板更包含第一光激發材料層，第一光激發材料層填充於第一發光區域。吸收光阻層更覆蓋第一光激發材料層，吸收第一光波，第一光激發材料層受第一光波激發，而產生第四光波。

更詳細地，在一些實施例中，吸收光阻層在第一光激發材料層上的區域、第二光激發材料層上的區域及第三光激發材料層上的區域開設有複數個開槽。進一步地，在一些實施例中，開槽的寬度不相同。

在一些實施例中，吸收光阻層在第二光激發材料層與第三光激發材料層上的厚度不相同。

在一些實施例中，吸收光阻層在第二光激發材料層與第三光激發材料層上為曲面。

在一些實施例中，吸收光阻層在第二光激發材料層上的區域及第三光激發材料層上的區域開設有複數個開槽。

更詳細地，在一些實施例中，基板為可撓性基板，且開槽的長邊方向平行於基板的撓曲軸方向。

更詳細地，在一些實施例中，開槽的寬度不相同。

在一些實施例中，吸收光阻層在黑色矩陣層上的區域開設有開槽。

在一些實施例中，黑色矩陣層的邊緣突出於與隔離結構之上表面的邊緣。

在一些實施例中，在第二光激發材料層或第三光激發材料層的吸收光阻層與在黑色矩陣層上的吸收光阻層至少部分相連。

在一些實施例中，隔離結構可反射第一光波、第二光波及第三光波。

如同前述的實施例所述，顯示面板是透過面板製程直接製作黑色矩陣層及吸收光阻於單一面板上。因此，能解決先前技術上因為組接的公差造成漏光及混光的問題，同時解決環境光反射的問題。進一步地，還能應用在可撓性的基板上。更進一步地，在此結構上由於無須考量對位公差，黑色矩陣層的面積比例可以進一步下降，而使得顯示面板能具有更高的開口率及亮度。

附圖中，為了清楚起見，放大了部分元件、區域等的寬度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的「第一元件」、「部件」、「區域」、或「部分」可以被稱為第二元件、部件、區域、或部分而不脫離本文的教導。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下方」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

圖1係第一實施例的局部剖面示意圖。如圖1所示，顯示面板1包含基板10、複數個隔離結構20、複數個發光元件30、第二光激發材料層43、第三光激發材料層45、黑色矩陣層50，以及吸收光阻層60。在此，須說明的是，圖式中的各元件僅為了清楚示意，並未完全依照實際比例繪出。

基板10定義有第一發光區域11、第二發光區域13以及第三發光區域15。隔離結構20設置於基板10之上，分隔第一發光區域11、第二發光區域13以及第三發光區域15。更詳細地，以剖面來看，隔離結構20為柱狀的結構，而若以俯視方向，隔離結構20可以為網格的結構。設置隔離結構20後，第一發光區域11、第二發光區域13以及第三發光區域15與二個隔離結構20共同形成凹部區域。發光元件30分別設置於基板10的第一發光區域11、第二發光區域13以及第三發光區域15，且發光元件30發出第一光波L1。在此，隔離結構20可以為分離，也可以為部分相連的結構。

第二光激發材料層43填充於第二發光區域13，第二光激發材料層43受第一光波L1的激發產生第二光波L2。第三光激發材料層45填充於第三發光區域15，第三光激發材料層45受第一光波L1的激發產生第三光波L3。第二光波L2及第三光波L3的波長不同於第一光波L1。例如，第一光波L1可以為藍光、第二光波L2可以為紅光、第三光波可以為綠光，然而，以上僅為示例，而非用以限制。

黑色矩陣層50設置於隔離結構20的上表面，阻擋朝向到隔離結構20上表面發出的光線。如此，除了可以應用面板製程技術，減少對位公差之外，更可以減少黑色矩陣層50的面積比例，更提高面板的開口率。換言之，黑色矩陣層50僅有製程的公差，而無組裝的公差，可以更加地精準，無須考量兩塊面板對位的問題。在一些實施例中，隔離結構20的上表面的寬度約為5μm。在一些實施例中，黑色矩陣層50的邊緣與隔離結構20的上表面的邊緣可相距約0至5μm，換句話說，黑色矩陣層50由隔離結構20的上表面外突或內縮約0至5μm。為避免隔離結構20漏光或外界光於隔離結構20的上表面反射而降低顯示對比度，黑色矩陣層50較佳寬於隔離結構20的上表面，在一些實施例中，黑色矩陣層50由隔離結構20的上表面向外突出約0至5μm。

整體製程上，可以利用現有的面板製程技術，先完成第二光激發材料層43及第三光激發材料層45的填入，接著完成黑色矩陣層50。值得注意的是，在此截面寬度比(H2/H1)的範圍，由於黑色矩陣層50的遮蔽影響較小，因此，也可以先完成黑色矩陣層50，再填入第二光激發材料層43及第三光激發材料層45。如此，製程裕度可以進一步地提升，提高了生產的靈活度及設備的稼動率。

吸收光阻層60覆蓋於第二光激發材料層43、第三光激發材料層45及黑色矩陣層50之上，吸收光阻層60吸收第一光波L1。如此，可以吸收在第二光激發材料層43及第三光激發材料層45中，未激發第二光激發材料層43及第三光激發材料層45的第一光波L1，而純化由第二發光區域13以及第三發光區域15所發出的第二光波L2及第三光波L3。在此實施例中，第一發光區域11可以填入透光材料層41A，使得第一光波L1直接發射出。

在此實施例中，第二光激發材料層43或第三光激發材料層45的吸收光阻層60與在黑色矩陣層50上的吸收光阻層60至少部分相連。換言之，吸收光阻層60為整片式的覆蓋，可以透過遮罩方式，來排除不須覆蓋吸收光阻層60的位置。

更加具體地，在一些實施例中，發光元件30可以為藍光發光二極體，按照其尺寸，也可以是Mini-LED或Micro LED。第二光激發材料層43包含複數個第二光致激發材料431，例如，紅色量子點，或是高密度的紅色螢光粉。第三光激發材料層45包含複數個第三光致激發材料451，例如，綠色量子點或是高密度的綠色螢光粉。吸收光阻層60為黃色光阻層。然而，黃色光阻層是依據藍光發光元件、激發出紅光、綠光來設計，這僅為示例，而非用以限制。

圖2係圖1的局部放大圖。如圖2所示，黑色矩陣層50實質上可以是金屬層51及金屬氧化物層53堆疊的複合層，與吸收光阻層60共同形成三層的堆疊結構，然而，這僅為示例，而非用以限制。金屬層51位於隔離結構20的上表面，金屬氧化物層53位於金屬層51及吸收光阻層60之間。

更具體地，金屬層51可以是鉬金屬、鎳金屬、銦金屬、銅金屬、銀金屬、鋁金屬、鉻金屬、鉭金屬、鈦金屬、或是前述的金屬材料所構成之合金。金屬氧化物層53可以是鉬金屬氧化物、鎳金屬氧化物、銦金屬氧化物、銅金屬氧化物、銀金屬氧化物、鋁金屬氧化物、鉻金屬氧化物、鉭金屬氧化物、鈦金屬氧化物、也可以是鉬、鎳、銦、銅、銀、鋁、鉻、鉭、鈦之合金氧化物。更進一步地，金屬氧化物層53還可以添加半導體摻雜劑。金屬層51能反射隔離結構20的上表面發出的光線。金屬氧化物層53能保護下方的金屬避免氧化而影響光效能，也可以吸收部分隔離結構20的上表面發出的光線，同時。金屬層51及金屬氧化物層53可以透過低溫製程來完成，低溫可以避免第二光激發材料層43、第三光激發材料層45的效能衰退。

吸收光阻層60進一步覆蓋於金屬氧化物層53上。吸收穿透金屬氧化物層53或反射朝向隔離結構20的上表面發出的第一光波L1，而進一步達到防止混光的功效。

更詳細地，隔離結構20可反射第一光波L1、第二光波L2及第三光波L3。如此，發光元件30產生的第一光波L1，或是受激發產生的第二光波L2、第三光波L3，都能受到隔離結構20的反射，回到第一發光區域11、第二發光區域13以及第三發光區域15，由圖式上方的方向發出，從而增加了出光亮度。

隔離結構20可以包含高反射率材料，一般而言，隔離結構20呈白色。圖3係隔離結構另一實施例的局部放大圖。如圖3所示，在另一些實施例中，隔離結構20也可以是表面塗佈高反射率材料，而形成反射層21。高反射率材料可以是二氧化鈦。隔離結構20可以是由二氧化鈦製成、或是摻雜二氧化鈦粒子的光刻膠，也可以光刻膠為本體，鍍覆二氧化鈦來做為反射層21。然而，以上僅為示例，而非用以限制。

圖4係顯示面板第二實施例的局部剖面示意圖。如圖4所示，第二實施例的吸收光阻層60在第二光激發材料層43與第三光激發材料層45上的厚度不相同。例如，在第二光激發材料層43上的厚度小於在第三光激發材料層45上的厚度。在此，厚度設計不同的考量在於藍光的漏光程度，若是藍光滲漏較多，則需要更厚的吸收光阻層60。因此，以上僅為示例，並非用以限制，需實際考量第二光激發材料層43、第三光激發材料層45的顏色配置，以及藍光的漏光程度來進行配置。

圖5係顯示面板第三實施例的局部剖面示意圖。如圖5所示，進一步地，吸收光阻層60在第二光激發材料層43與第三光激發材料層45上為曲面。在此實施例中，發光元件30的光場是以正上方處的第一光波L1光線最強、側邊發出的第一光波L1較弱為例，對應地設置的吸收光阻層60呈單峰狀的弧形曲面。然而，若發光元件30有特殊發光角度。或是多個發光二極體，也可以呈現多波峰的曲面。因此，可以透過模擬發光元件30之光場的方式來進行吸收光阻層60的形狀配置，進一步地，可以配合第二實施例來進行調配。

圖6係顯示面板第四實施例的局部剖面示意圖。如圖6所示，在第四實施例中，發光元件30採用紫外光發光二極體(UV-LED)。顯示面板1更包含第一光激發材料層41，填充於第一發光區域11。第一光激發材料層41包含複數個第一光致激發材料411，例如，藍色量子點或是高密度的藍色螢光粉。同樣地，第二光激發材料層43包含複數個第二光致激發材料431，例如紅色量子點或是高密度的紅色螢光粉。第三光激發材料層45包含複數個第三光致激發材料451，例如，綠色量子點或是高密度的綠色螢光粉。吸收光阻層60更覆蓋第一光激發材料層41，吸收第一光波L1。在此實施例中，第一光波L1紫外光，第二光波L2為紅光、第三光波L3為綠光，而在第一發光區域11中，第一光致激發材料411受第一光波L1激發，而產生第四光波L4，在此，第四光波L4為藍光。

圖7係顯示面板第五實施例的局部俯視圖。如圖7所示，同時參考圖1、圖4及圖5，在此僅為了呈現吸收光阻層60的設計變化，僅呈現第一發光區域11、第二發光區域13、第三發光區域15、黑色矩陣層50及吸收光阻層60，省略了其他的元件。第五實施例的基板10採用可撓性基板，例如軟性電路板，而吸收光阻層60在第二發光區域13及第三發光區域15，即第二光激發材料層43上的區域及第三光激發材料層45上的區域，開設有複數個開槽61。開槽61的目的是作為應力釋放區，能分散集中於吸收光阻層60的拉張應力，從而避免基板10撓曲時吸收光阻層60受到拉張應力而導致脫落或分離。進一步地，可有多個開槽61的長邊方向大致平行於基板10的撓曲軸方向A，以更有效釋放應力。例如於本實施例中，開槽61的長邊方向皆大致平行於基板10的撓曲軸方向A。

圖8係顯示面板第六實施例的局部俯視圖。如圖8所示，同時參考圖7，第六實施例為第五實施例變化，在一些實施例中，進一步地對於開槽61的寬度作出變化，開槽61可以具有不同的寬度。例如，發光元件30之正上方光強度較強，其他方向較弱時，中心處可能產生的藍光滲漏較多，因此，可以採用中心區的開槽61寬度較窄，而邊緣的開槽61寬度較寬的設計，以調整藍光的滲漏量。然而，這僅為示例，而非用以限制，實際上可以依據實際發光元件30的光場來進行開槽61寬度、位置、數量的調配。進一步還可以配合圖4、圖5的設計來進行。

圖9係顯示面板第七實施例的局部俯視圖。如圖9所示，同時參考圖6，第七實施例中，採用可撓性基板，以及紫外光發光二極體(UV-LED)作為發光元件30。吸收光阻層60且更覆蓋第一光激發材料層41。吸收光阻層60在第一發光區域11，即第一光激發材料層41上的區域，也開設有複數個開槽61。進一步地，對照圖7，開槽61還可以延伸至部份的黑色矩陣層50區域。又進一步地，第七實施例也可以如圖8的第六實施例，依據設計的光場，進行開槽61寬度、位置、數量的調配。

圖10係顯示面板第八實施例的局部俯視圖。如圖10所示，吸收光阻層60在黑色矩陣層50上的區域開設有開槽61。開槽61除了作為應力釋放的區域。還可以藉由開槽61，提供部份環境光的反射，調整在顯示面板1暗態的狀態的色溫。

綜上所述，顯示面板1將黑色矩陣層50及吸收光阻層60與發光元件30設置在同一基板10上，能減少整體的厚度，並能減少組裝、對位的公差，因而能解決現有技術上因為兩塊面板組裝的公差所造成漏光及混光的問題，同時解決環境光反射的問題，更能應用在可撓性的基板10上。進一步地，透過公差的減少，黑色矩陣層50的面積比例可以減少，能使得顯示面板1具有更高的開口率及亮度。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:顯示面板 10:基板 11:第一發光區域 13:第二發光區域 15:第三發光區域 20:隔離結構 21:反射層 30:發光元件 41:第一光激發材料層 41A:透光材料層 411:第一光致激發材料 43:第二光激發材料層 431:第二光致激發材料 45:第三光激發材料層 451:第三光致激發材料 50:黑色矩陣層 51:金屬層 53:金屬氧化物層 60:吸收光阻層 61:開槽 A:撓曲軸方向 L1:第一光波 L2:第二光波 L3:第三光波 L4:第四光波

圖1係顯示面板第一實施例的局部剖面示意圖。圖2係圖1的局部放大圖。圖3係隔離結構另一實施例的局部放大圖。圖4係顯示面板第二實施例的局部剖面示意圖。圖5係顯示面板第三實施例的局部剖面示意圖。圖6係顯示面板第四實施例的局部剖面示意圖。圖7係顯示面板第五實施例的局部俯視圖。圖8係顯示面板第六實施例的局部俯視圖。圖9係顯示面板第七實施例的局部俯視圖。圖10係顯示面板第八實施例的局部俯視圖。。

1:顯示面板

10:基板

11:第一發光區域

13:第二發光區域

15:第三發光區域

20:隔離結構

30:發光元件

41A:透光材料層

43:第二光激發材料層

431:第二光致激發材料

45:第三光激發材料層

451:第三光致激發材料

50:黑色矩陣層

60:吸收光阻層

L1:第一光波

L2:第二光波

L3:第三光波

Claims

一種顯示面板，包含：一基板，定義有一第一發光區域、一第二發光區域以及一第三發光區域；複數個隔離結構，設置於該基板之上，分隔該第一發光區域、該第二發光區域以及該第三發光區域；複數個發光元件，分別設置於該基板的該第一發光區域、該第二發光區域以及該第三發光區域中，且該等發光元件發出一第一光波；一第二光激發材料層，填充於該第二發光區域，該第二光激發材料層受該第一光波的激發，產生一第二光波；一第三光激發材料層，填充於該第三發光區域，該第三光激發材料層受該第一光波的激發，產生一第三光波，其中該第二光波及該第三光波的波長不同於該第一光波的波長；一黑色矩陣層，設置於該等隔離結構的一上表面；以及一吸收光阻層，覆蓋於該第二光激發材料層、該第三光激發材料層及該黑色矩陣層之上，該吸收光阻層吸收該第一光波。
如請求項1所述之顯示面板，其中該黑色矩陣層包含一金屬層及一金屬氧化物層，該金屬層位於該等隔離結構的該上表面，該金屬氧化物層位於該金屬層及該吸收光阻層之間。
如請求項2所述之顯示面板，其中該金屬層係選自由鉬金屬、鎳金屬、銦金屬、銅金屬、銀金屬、鋁金屬、鉻金屬、鉭金屬、鈦金屬、及其合金所構成之群組，該金屬氧化物層係選自由鉬金屬氧化物、鎳金屬氧化物、銦金屬氧化物、銅金屬氧化物、銀金屬氧化物、鋁金屬氧化物、鉻金屬氧化物、鉭金屬氧化物、鈦金屬氧化物及鉬、鎳、銦、銅、銀、鋁、鉻、鉭、鈦之合金氧化物所構成之群組。
如請求項1所述之顯示面板，其中該發光元件為一藍光發光二極體，該吸收光阻層為一黃色光阻層。
如請求項1所述之顯示面板，其中該發光元件為一紫外光發光二極體，該顯示面板更包含一第一光激發材料層，該第一光激發材料層填充於該第一發光區域，該吸收光阻層更覆蓋該第一光激發材料層，吸收該第一光波，該第一光激發材料層受該第一光波激發，而產生一第四光波。
如請求項5所述之顯示面板，其中該吸收光阻層在該第一光激發材料層上的區域、該第二光激發材料層上的區域及該第三光激發材料層上的區域開設有複數個開槽。
如請求項6所述之顯示面板，其中該等開槽的寬度不相同。
如請求項1所述之顯示面板，其中該吸收光阻層在該第二光激發材料層與該第三光激發材料層上的厚度不相同。
如請求項1或請求項7所述之顯示面板，其中該吸收光阻層在該第二光激發材料層與該第三光激發材料層上為曲面。
如請求項1所述之顯示面板，其中該吸收光阻層在該第二光激發材料層上的區域及該第三光激發材料層上的區域開設有複數個開槽。
如請求項10所述之顯示面板，其中該基板為一可撓性基板，且該等開槽的一長邊方向平行於該基板的一撓曲軸方向。
如請求項10所述之顯示面板，其中該等開槽的寬度不相同。
如請求項1所述之顯示面板，其中該吸收光阻層在該黑色矩陣層上的區域開設有一開槽。
如請求項1所述之顯示面板，其中該黑色矩陣層的邊緣突出於該等隔離結構之該上表面的邊緣。
如請求項1所述之顯示面板，其中在該第二光激發材料層或該第三光激發材料層的該吸收光阻層與在該黑色矩陣層上的該吸收光阻層至少部分相連。
如請求項1所述之顯示面板，其中該等隔離結構可反射該第一光波、該第二光波及該第三光波。