TWI667643B

TWI667643B - 微型發光二極體顯示面板

Info

Publication number: TWI667643B
Application number: TW107113116A
Authority: TW
Inventors: Pei-Hsin Chen; 陳培欣; Yi-Ching Chen; 陳奕靜; Yi-Chun Shih; 史詒君; Yu-Chu Li; 李玉柱; Ying-Tsang Liu; 劉應蒼
Original assignee: PlayNitride Inc.; 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2019-08-01
Also published as: US20190325803A1; US10832610B2; TW201944383A

Abstract

一種微型發光二極體顯示面板。所述的微型發光二極體顯示面板具有底板、多個微型發光二極體、多個驅動晶片與一遮光層。底板具有第一表面與顯示區，微型發光二極體設置於底板的第一表面上且位於顯示區中。每一微型發光二極體具有分別位於兩相反側的底面與正出光面，底面鄰近第一表面，正出光面則遠離第一表面。驅動晶片亦設置於底板的第一表面上且位於顯示區中，驅動晶片與至少一個微型發光二極體電性連接，遮光層設置於底板上且覆蓋於驅動晶片上、並暴露出微型發光二極體的正出光面。

Description

微型發光二極體顯示面板

本發明係關於一種發光二極體顯示面板，特別是一種微型發光二極體顯示面板。

發光二極體的能量轉換效率高、體積小且使用壽命長，目前已廣泛地應用於各式電子產品，通常作為指示、照明或是用於顯示器以提供影像。簡要地來說，發光二極體具有主動發光層與至少兩種摻雜類型的半導體層，藉由調整主動發光層所使用的材料，廠商已可製造出不同顏色的發光二極體。

但是於實務上，發光二極體用於顯示影像需要精細地控制，傳統玻璃基板上製作的非晶矽薄膜電晶體電路已不敷使用。特別是應用於高解析度的顯示面板上，需要更小尺寸的發光二極體以及小電流的驅動，因此如何提高發光二極體的電流控制精準度、改善顯示發光二極體顯示畫面的品質是發光二極體顯示面板的研究發展方向之一。

本發明在於提供一種微型發光二極體顯示面板，以克服將畫素驅動晶片設置在顯示器基板時，畫素驅動晶片容易受環境因素影響的問題。

本發明揭露了一種微型發光二極體顯示面板。所述的微型發光二極體顯示面板具有底板、多個微型發光二極體、多個驅動晶片與一遮光層。底板具有一第一表面與一顯示區。各微型發光二極體，設置於該底板的該第一表面上且位於該顯示區中，各該微型發光二極體具有分別位於兩相反側的一底面與一正出光面，該底面鄰近該第一表面，該正出光面遠離該第一表面。各驅動晶片設置於該底板的該第一表面上且位於該顯示區中。各該驅動晶片與至少一該些微型發光二極體電性連接。遮光層設置於該底板的該第一表面上。該遮光層覆蓋該些驅動晶片且暴露出該些微型發光二極體的正出光面。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

本發明提供了一種微型發光二極體顯示面板。此微型發光二極體顯示面板具有底板、多個微型發光二極體、多個驅動晶片與遮光層。在本發明的各實施例中係舉圖式中的各個微型發光二極體與各個驅動晶片為例進行說明，然微型發光二極體與驅動晶片的數量並不以此為限。另一方面，在圖示中所繪示的微型發光二極體係為水平結構，於實務上，本發明所提及之微型發光二極體也可以是垂直結構。此外，微型發光二極體顯示面板具有多個畫素單元與多個不同的元件，為求敘述簡明，在此係舉微型發光二極體顯示面板的局部結構進行敘述，所屬領域具有通常知識者經詳閱本說明書後當可推得微型發光二極體顯示面板的整體結構。

參照圖1A～1B，圖1A係為根據本發明一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板1的俯視示意圖，圖1B係為根據圖1A所繪示之微型發光二極體顯示面板的1B-1B剖面的剖面示意圖。微型發光二極體顯示面板1具有一底板10、多個驅動晶片121、多個微型發光二極體D以及一遮光層14。底板10具有一第一表面S1、一顯示區AA、一非顯示區NA。顯示區AA是指用以顯示畫面的區域，顯示區AA中有多個彼此分隔、陣列排列的畫素單元P，本實施例中的每一畫素單元P包含了多個微型發光二極體D；非顯示區NA位於顯示區AA外圍，用以設置周邊電路、走線或其他電子元件，如攝影鏡頭等。

所述的多個微型發光二極體D電性接合於底板10，設置於第一表面S1上。微型發光二極體D具有分別位於兩相反側的一正出光面LS（light emitting surface）與一底面SB，底面SB鄰近且面向第一表面S1，且於本實施例中微型發光二極體D更具有兩電極E2設置於底面SB，正出光面LS遠離第一表面S1。第一表面S1、底面SB與正出光面LS概呈平行，也就是說底面SB位於第一表面S1與正出光面LS之間。每一畫素單元P中包含三個微型發光二極體D，分別為紅光微型發光二極體（R micro LED）、綠光微型發光二極體（G micro LED）以及藍光微型發光二極體（B micro LED），分別用以提供紅光、綠光與藍光，但不以此為限。

所述的多個驅動晶片121亦電性接合於底板10上且設置於顯示區AA中。驅動晶片121電性連接畫素單元P中的各個微型發光二極體D，用以控制及驅動所電性連接的各個微型發光二極體D，令每一畫素單元P發出預定的顯示顏色與亮度。驅動晶片121例如為以半導體製程製作的積體電路晶片（IC）。於本實施例中，一個驅動晶片121對應驅動八個畫素單元P中的微型發光二極體D。於實務上，一或多個驅動晶片121可用一對一、一對多或多對一的方式驅動一或多個畫素單元P中的一或多個微型發光二極體D，而不以所舉之例為限。

微型發光二極體顯示面板1更具有顯示驅動線路C，本實施例中顯示驅動線路C是形成於底板10的第一表面S1上的導電走線，用以電性連接驅動晶片121與對應的微型發光二極體D。其他實施例中，顯示驅動線路C還可以是包含電晶體元件的線路。

於實務上，驅動晶片121的接腳E1例如經由對應的導電凸塊（bump）B1電性連接於顯示驅動線路C，微型發光二極體D的電極E2例如經由對應的導電凸塊B2電性連接於顯示驅動線路C。顯示驅動線路C的走線設計係相應於驅動晶片221的接腳E1與各微型發光二極體D的電極E2的連結關係。相關細節於此不予贅述。

遮光層14可利用光阻塗布的方式形成於底板10上且具有足夠覆蓋驅動晶片121的厚度，再利用曝光顯影的圖案化方式暴露出微型發光二極體D。本實施例中經圖案化的遮光層14是覆蓋每一個驅動晶片121且具有多個分別對應畫素單元P的開口O。微型發光二極體D與部分的顯示驅動線路C位於開口O中，也就是說係外露於遮光層14。更詳細地說，遮光層14於第一表面S1的正投影係環繞於畫素單元P外，也就是遮光層14於第一表面S1上的正投影不與微型發光二極體D於第一表面S1的正投影重疊，令遮光層14暴露出微型發光二極體D的正出光面LS。從另一個角度來說，微型發光二極體D係不被遮光層14所覆蓋，而驅動晶片121則完全被遮光層14覆蓋。於實務上，遮光層14的材料例如為黑色光阻、不透光膠材、多層鉻膜、樹脂等。

更詳細地說，遮光層14具有一第二表面S2，第二表面S2遠離第一表面S1，第二表面S2與第一表面S1的距離H1大於各微型發光二極體D的正出光面LS與第一表面S1的距離H2、H2’、H2”。藉此，遮光層14可用以隔絕各畫素之間的出光影響，得以提升影像的對比程度。換句話說，各微型發光二極體D的正出光面LS是不突出於遮光層14的第二表面S2的。

此外，在此實施例中，不同顏色的微型發光二極體D的正出光面LS與第一表面S1的距離H2、H2’、H2”不同，藉此，在分批將各色的微型發光二極體D由暫時基板（未繪示）轉移至底板10時，得以避免在轉移不同顏色的微型發光二極體D時碰撞毀損已經轉移至底板10上的各微型發光二極體D。更具體地來說，依微型發光二極體D的正出光面LS與第一表面S1的距離的不同而分別對應安排微型發光二極體D的轉移順序。在本實施例，最小的距離H2所對應的微型發光二極體D是最先轉移，居中的距離H2’所對應的微型發光二極體D次之，最大的距離H2”所對應的微型發光二極體D則為最後。其中，正出光面LS與第一表面S1的距離係關聯於微型發光二極體D的厚度、包括磊晶層（圖未示）以及電極E2的厚度。在此實施例中的各微型發光二極體D的正出光面LS的相對於第一表面S1的距離係為舉例示範，但並不僅以所舉之例為限制。其他實施例中，正出光面LS與第一表面S1的距離亦可由其他方式控制，例如導電凸塊B2的厚度、顯示驅動線路C的走線厚度、甚至是第一表面S1的圖案起伏。

在本實施例中，遮光層14係分別環繞各個畫素單元P。從另一個角度來說，遮光層14並不直接接觸各微型發光二極體D。遮光層14除了用以覆蓋驅動晶片121以避免驅動晶片121受光照而劣化之外，遮光層14更可用以避免不同畫素單元P中的各個微型發光二極體D所發出的光互相干擾。反過來說，藉由高於微型發光二極體D的遮光層14環繞各個畫素單元P得以提升微型發光二極體面板1所提供影像的對比程度。

請接著參照圖2A、2B，圖2A係為根據本發明再一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板2的俯視示意圖，圖2B係為根據圖2A所繪示之微型發光二極體顯示面板的2B-2B剖面的一種實施態樣的剖面示意圖。

在圖2A所示的實施例與圖1A的微型發光二極體顯示面板1相似，本實施例之微型發光二極體顯示面板2具有一底板20、多個設置於底板20的第一表面S1上的驅動晶片221、多個微型發光二極體D以及一遮光層24。主要差異在於遮光層24具有連接形成的凸部PTR與凹部DNT，且每一驅動晶片221對應四個畫素單元P。遮光層24披覆於底板20的第一表面S1上，覆蓋驅動晶片221之外還環繞於各微型發光二極體D的部分側面。而微型發光二極體D的正出光面LS外露於遮光層24。也就是說，在此實施例中，各微型發光二極體D的部分結構外露於遮光層24，另一部分結構則被遮光層24所遮蓋。

進一步來說，遮光層24係覆蓋驅動晶片221、顯示驅動線路C。此外，遮光層24的凸部PTR係對應驅動晶片221的位置並覆蓋驅動晶片221，凹部DNT係對應該些微型發光二極體D的位置並覆蓋部分的微型發光二極體D與顯示驅動線路C。更具體地來說，遮光層24具有第二表面S2與第三表面S3，其中第二表面S2為凸部PTR的表面，第三表面S3為凹部DNT的表面。微型發光二極體D位於凹部DNT中，凹部DNT的表面（第三表面S3）於第一表面S1的正投影會部分重疊於微型發光二極體D於第一表面S1的正投影。換個方式來說，與圖1B實施例不同的是，遮光層24係延伸進微型發光二極體D所在的畫素單元P當中。另一方面，凹部DNT的表面與第一表面S1的距離H _D小於各微型發光二極體D的正出光面LS與第一表面S1的距離H2。也就是說，在此實施例中，各微型發光二極體D的部分磊晶結構也會外露於遮光層24的凹部DNT，而不被遮光層34所遮蓋。在此實施例中，驅動晶片221具有一頂表面S4。頂表面S4與第一表面S1之間具有距離H3。距離H3大於距離H2，而遮光層24的凸部PTR覆蓋於驅動晶片221上，因此凸部PTR的表面（第二表面S2）至第一表面S1的距離H1亦大於微型發光二極體D的正出光面LS至第一表面S1的距離H2。

本實施例進一步地利用遮光層24覆蓋於顯示區AA中的顯示驅動線路C，除了降低顯示驅動線路C的元件受光照影響外，也可改善反射光造成顯示品質下降的問題。

參照圖3，是本發明另一實施例的微型發光二極體顯示面板3的剖面示意圖。圖3所示的微型發光二極體顯示面板3與圖2B的實施例相似，本實施例之微型發光二極體顯示面板3具有一底板30、多個設置於底板30的第一表面S1上的驅動晶片321、多個微型發光二極體D以及一遮光層34。主要不同之處在於，驅動晶片321設置於底板30上的水平高度較微型發光二極體D設置於底板30上的水平高度來的低。因此，在此實施例中，基於製程的便利性，遮光層34並未被另定義出如圖2B所述的凹部DNT或是凸部PTR，而是利用例如塗布高度的控制使遮光層34厚度覆蓋驅動晶片321，但暴露出微型發光二極體D的正出光面LS。從另一個角度來說，遮光層34具有一第二表面S2，驅動晶片321具有頂表面S4，遮光層34的第二表面S2與第一表面S1之間具有距離H1、微型發光二極體D的正出光面LS與第一表面S1之間具有距離H2，而驅動晶片321的頂表面S4與第一表面S1之間具有距離H3’，其中距離H3’小於距離H1，距離H1小於距離H2。

再參照圖4，圖4係為根據本發明再一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板4的剖面示意圖。本實施例之微型發光二極體顯示面板4與圖2B的微型發光二極體顯示面板2相似，本實施例之微型發光二極體顯示面板4具有一底板40、多個設置於底板40的第一表面S1上的驅動晶片421、多個微型發光二極體D以及一遮光層44。主要差異在於本實施例微型發光二極體顯示面板4還包括一感測元件46，感測元件46為感光元件或是光敏元件且位於顯示區AA中。遮光層44暴露出感測元件46的頂面SI。相仿於圖2B所示的實施例，遮光層44定義有凸部PTR與凹部DNT。凸部PTR覆蓋驅動晶片421，微型發光二極體D與感測元件46位於凹部DNT中。相仿於前述，遮光層44具有一第二表面S2與一第三表面S3，其中第二表面S2為凸部PTR的表面，第三表面S3為凹部DNT的表面。驅動晶片421具有頂表面S4。遮光層44的第二表面S2與第一表面S1之間具有距離H1，微型發光二極體D的正出光面LS與第一表面S1之間具有距離H2，凹部DNT的表面與第一表面S1之間具有距離H _D，且感測元件46的頂面SI與第一表面S1之間具有距離H4。在此實施例中，距離H _D小於距離H2，距離H _D小於距離H4，距離H1大於距離H2。

請參照圖5，圖5係為根據本發明又一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板5的剖面示意圖。本實施例之微型發光二極體顯示面板5與圖4實施例相仿，主要差異在於本實施例之微型發光二極體顯示面板5還包括觸控元件TP，觸控元件TP於本實施例中是設置於底板50上的感測線路，用以感測觸控動作。凸部PTR覆蓋驅動晶片521與觸控元件TP，微型發光二極體D則位於凹部DNT中並暴露出其正出光面LS。特別說明的是，遮光層54的凸部PTR在驅動晶片521上的厚度TH1不同於遮光層54的凸部PTR在觸控元件TP上的厚度TH2。從另一個角度來說，遮光層54具有第二表面S2與第二表面S2’，第二表面S2對應覆蓋於驅動晶片521上的凸部PTR表面，而第二表面S2’對應覆蓋於觸控元件TP上的凸部PTR表面。在此實施例中，第二表面S2與第一表面S1的距離H1大於第二表面S2’與第一表面S1的距離H1’。

綜合以上所述，本發明提供了一種微型發光二極體顯示面板，此微型發光二極體顯示面板具有遮光層以覆蓋基板上的積體電路，以避免積體電路元件受光照影響而導致電性參數飄移。另一方面，遮光層更可用以覆蓋基板上的其他元件以避免這些元件反光而影響顯示品質。在一個實施例中，遮光層可以具有凹部與凸部，以更顯著地提升影像對比度。另一方面，在一類的實施例中，微型發光二極體顯示面板更具有偵測器，而依據偵測器的類型，遮光部係可覆蓋偵測器或是不覆蓋偵測器。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1、2、3、4、5‧‧‧微型發光二極體顯示面板

10、20、30、40、50‧‧‧底板

121、221、321、421、521‧‧‧驅動晶片

14~54‧‧‧遮光層

46‧‧‧感測元件

AA‧‧‧顯示區

B1、B2‧‧‧導電凸塊

C‧‧‧顯示驅動線路

DNT‧‧‧凹部

PTR‧‧‧凸部

D‧‧‧微型發光二極體

E1‧‧‧驅動晶片的接腳

E2‧‧‧微型發光二極體的電極

H1、H1’、H2、H2’、H2”、H3、H3’、H4、H_D‧‧‧距離

NA‧‧‧非顯示區

O‧‧‧開口

P‧‧‧畫素單元

S1‧‧‧第一表面

S2、S2’‧‧‧第二表面

S3‧‧‧第三表面

S4‧‧‧頂表面

SB‧‧‧底面

SI‧‧‧頂面

LS‧‧‧正出光面

TH1、TH2‧‧‧厚度

TP‧‧‧觸控元件

圖1A係為根據本發明一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板的俯視示意圖。圖1B係為根據圖1A所繪示之微型發光二極體顯示面板的1B-1B剖面的剖面示意圖。圖2A係為根據本發明再一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板的俯視示意圖。圖2B係為根據圖2A所繪示之微型發光二極體顯示面板的一種實施態樣的2B-2B剖面的剖面示意圖。圖3係為根據本發明另一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板的剖面示意圖。圖4係為根據本發明再一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板的剖面示意圖。圖5係為根據本發明又一實施例所繪示之微型發光二極體顯示面板的剖面示意圖。

Claims

一種微型發光二極體顯示面板，包括：一底板，具有一第一表面與一顯示區；多個微型發光二極體，設置於該底板的該第一表面上且位於該顯示區中，各該微型發光二極體具有分別位於兩相反側的一底面與一正出光面，該底面鄰近該第一表面，該正出光面遠離該第一表面；多個驅動晶片，設置於該底板的該第一表面上且位於該顯示區中，各該驅動晶片與至少一該些微型發光二極體電性連接；一遮光層，設置於該底板的該第一表面上，該遮光層覆蓋該些驅動晶片且暴露出該些微型發光二極體的正出光面；以及一感測元件，設置於該底板上且位於該底板的顯示區中，該感測元件被該遮光層覆蓋。
如請求項1所述之微型發光二極體顯示面板，更包括一顯示驅動線路形成於該底板上，電性連接該些微型發光二極體與該些驅動晶片，其中該遮光層具有多個開口，該些微型發光二極體位於該些開口中。
如請求項2所述之微型發光二極體顯示面板，其中該遮光層具有一第二表面，該第二表面與該第一表面的距離大於該些微型發光二極體的正出光面與該第一表面的距離。
如請求項1所述之微型發光二極體顯示面板，其中該遮光層具有多個凹部與多個凸部，該些微型發光二極體設置於該些凹部中，該些驅動晶片設置於該些凸部中，該些凹部表面與該第一表面的距離小於該些微型發光二極體的正出光面與該第一表面的距離，該些凸部表面與該第一表面的距離大於該些微型發光二極體的正出光面與該第一表面的距離。
如請求項1所述之微型發光二極體顯示面板，其中該些驅動晶片其中之一具有一頂表面，該頂表面與該第一表面的距離大於該些微型發光二極體的正出光面與該第一表面的距離。
如請求項1所述之微型發光二極體顯示面板，更包括多個觸控元件，該些觸控元件設置於該底板上且分佈於該顯示區中，該遮光層覆蓋該些觸控元件。
如請求項1所述之微型發光二極體顯示面板，其中該些微型發光二極體包含紅光微型發光二極體、綠光微型發光二極體以及藍光微型發光二極體，該些紅光微型發光二極體的該正出光面、該些綠光微型發光二極體的該正出光面、該些綠光微型發光二極體的該正出光面到該第一表面的距離不相同。
如請求項7所述之微型發光二極體顯示面板，更包括多個畫素單元，每一畫素單元具有至少一紅光微型發光二極體、至少一綠光微型發光二極體以及至少一藍光微型發光二極體。
如請求項1所述之微型發光二極體顯示面板，其中該遮光層具有一第二表面，該第二表面與該第一表面的距離大於該些驅動晶片的一頂表面與該第一表面的距離且小於該些微型發光二極體的正出光面與該第一表面的距離。
一種微型發光二極體顯示面板，包括：一底板，具有一第一表面與一顯示區；多個微型發光二極體，設置於該底板的該第一表面上且位於該顯示區中，各該微型發光二極體具有分別位於兩相反側的一底面與一正出光面，該底面鄰近該第一表面，該正出光面遠離該第一表面；多個驅動晶片，設置於該底板的該第一表面上且位於該顯示區中，各該驅動晶片與至少一該些微型發光二極體電性連接；一遮光層，設置於該底板的該第一表面上，該遮光層覆蓋該些驅動晶片且暴露出該些微型發光二極體的正出光面；以及一感測元件，設置於該底板上且位於該底板的顯示區中，該遮光層暴露出該感測元件的一頂面，該感測元件位於該些微型發光二極體之間。
如請求項10所述之微型發光二極體顯示面板，其中該遮光層具有多個凹部與多個凸部，該些微型發光二極體與該感測元件設置於該些凹部中，該些驅動晶片設置於該些凸部中，該些凹部表面與該第一表面的距離小於該些微型發光二極體的正出光面與該第一表面的距離，該些凹部表面與該第一表面的距離小於該感測元件的頂面與該第一表面的距離，該些凸部表面與該第一表面的距離大於該些微型發光二極體的正出光面與該第一表面的距離。