TWI768272B - 微發光二極體驅動背板和顯示面板 - Google Patents
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Abstract
一種微發光二極體驅動背板和顯示面板，在驅動背板之基板表面劃分有呈行列配置的多個子畫素區域，以供設置微發光二極體陣列，且將子畫素區域周圍的基板厚度減薄以形成凹陷部，此凹陷部並未設有微發光二極體，則在進行顯示面板之塑形製程或產品撓曲應用時，除了能避免微發光二極體元件發生拉扯而造成損毀，也可根據產品外型所需形變量來設計對應的基板之減薄結構。
Description
本發明有關於一種微發光二極體顯示技術，特別是一種微發光二極體驅動背板和顯示面板。
微發光二極體（Micro LED）顯示技術是一種繼有機發光二極體（OLED）之後新一代的顯示技術，國內外大批廠商紛紛強攻，其市場前景備受看好。微發光二極體顯示面板最大的優勢來自於將LED體積微縮到約為傳統LED尺寸的百分之一，尺寸和畫素（pixel）間距都縮小到微米等級，每一點畫素都能定址控制及單點驅動發光，使得整體模組縮小，並具有高亮度、低功耗、超高解析度與色彩飽和度等特點。
再將微米等級的RGB三色(紅/藍/綠)LED透過巨量轉移技術，移轉至硬性、軟性透明或不透明的電路基板上，利用物理沈積製程完成保護層與上電極，進行上基板封裝，完成各種尺寸且結構簡單的Micro LED Display。
目前微發光二極體顯示面板的製備方法是以轉移技術為主流，然而，因為製程前段中微發光二極體晶片（chip）製作過程環境的限制，都需由晶圓（Wafer）作為基板磊晶後，再將微發光二極體晶片從晶圓基板巨量轉移到驅動背板，進而可用於製作微發光二極體顯示面板。
由於微發光二極體使用無機材料，應用在軟性顯示器具有使用壽命長且結構簡易的優點，但在軟性顯示面板的塑形（Conformal）製程中，應力並非作用於單一方向，製程中發光元件可能會因為承受不住而導致劈裂；實際使用在撓曲的行為上，也容易因疊構設計偏離機械中心面（或軸)（Mechanical Neutral Plan，NP），應力過大而造成元件損毀。
本發明的主要目的在於提供一種微發光二極體驅動背板和顯示面板，將驅動背板的基板設計成具有不同厚度的結構，可在進行塑形製程或產品的撓曲應用時，避免因為應力造成介面劈裂或元件損毀，從而提高製程良率和產品的使用壽命。
為了達成上述的目的，本發明提供一種微發光二極體驅動背板，包含基板和多個驅動元件，在基板的表面上界定出呈行列配置的多個子畫素區域，且於這些子畫素區域之外的基板表面具有凹陷部，而每至少一個驅動元件配置於每一個子畫素區域內，且每一個驅動元件上對應設有微發光二極體。
另外，本發明也提供一種微發光二極體顯示面板，包含前述微發光二極體驅動背板以及分別設於前述驅動元件上的多個微發光二極體。
在本發明中，前述基板為軟性基板。
在本發明中，前述凹陷部包含圍繞於子畫素區域外側的邊緣區以及間隔分佈於子畫素區域之間的中央區。
在本發明中，前述微發光二極體驅動面板更包含多條走線，這些走線設於基板表面的凹陷部並延伸至子畫素區域內，以電性連接至對應的驅動元件。
在本發明中，前述走線的材質為耐拉伸的金屬或複合材料。
在本發明中，前述微發光二極體顯示面板更包含封裝層，其包設於每一子畫素區域上的驅動元件和微發光二極體周圍。
在本發明中，前述微發光二極體包含紅光微發光二極體、綠光微發光二極體、藍光微發光二極體或其組合。
在本發明中，每一子畫素區域內設有紅光微發光二極體、綠光微發光二極體、藍光微發光二極體或其組合。
本發明所提供的一種微發光二極體驅動背板和顯示面板，由於在基板表面的凹陷部未設有微發光二極體，使得微發光二極體在塑形製程或撓曲過程中不會容易因為應力過大而導致損壞，而得以改善製程良率，可提昇顯示面板的產品可靠度，延長其使用壽命，且特別適合用於軟性微發光二極體顯示裝置之開發，在產業應用上將十分具有競爭力。
底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參照第1圖至第3圖。第1圖為根據本發明的第一實施例所揭露的微發光二極體驅動背板100的側視圖，第2圖為包含有第1圖的微發光二極體驅動背板100的微發光二極體顯示面板200的側視圖，第3圖為第2圖的微發光二極體顯示面板200的俯視圖。
第1圖所示的微發光二極體驅動背板100包括一基板10以及多個驅動元件20，且基板10可為具撓曲特性的軟性基板，基板10的表面界定出呈行列配置的多個子畫素區域11，且於子畫素區域11之外的基板10表面具有一凹陷部12，也就是說，基板10的結構是經由局部減薄而具有不同厚度，凹陷部12的厚度相對較小。而在每個子畫素區域11內分別配置至少一個驅動元件20，子畫素區域11之外的凹陷部12則未配置。本實施例中，每個子畫素區域11分別對應設有一個驅動元件20，且每個驅動元件20上可供一個微發光二極體30（見第2、3圖）設置。
第2圖所示的微發光二極體顯示面板200即包含第1圖所示的微發光二極體驅動背板100與分別對應設置於每個驅動元件20上的多個微發光二極體30，而每個子畫素區域11上的驅動元件20和微發光二極體30周圍還包覆有封裝層40。由第3圖所示的微發光二極體顯示面板200，可以更清楚看出基板10之凹陷部12包含圍繞於子畫素區域11外側的邊緣區13以及間隔分佈於子畫素區域11之間的中央區14。
具體來說，每個子畫素區域11內所配置的微發光二極體30的數量、排列方式及發光顏色可以根據需求進行對應的設計。本實施例中，每個子畫素區域11內的微發光二極體30的數量為一個，如圖所示的微發光二極體30排列成3行（colume）3列（row）的陣列，總數為9個。進一步地，本實施例採用紅綠藍三原色進行色彩顯示，微發光二極體30包含有紅光微發光二極體、綠光微發光二極體與藍光微發光二極體，同一行的微發光二極體30的發光顏色相同，且同一列的微發光二極體30的發光顏色依序為藍光微發光二極體、綠光微發光二極體和紅光微發光二極體，而此排列順序僅是示例，實際應用上不以此為限制。
請參照第4A圖～第4C圖和第5A圖～第5C圖，分別依序說明如何製作第一實施例所揭露的微發光二極體驅動背板100和微發光二極體顯示面板200的方法，其步驟包括：
如第4A圖和第5A圖所示，將一基板10表面界定有呈行列配置的多個子畫素區域11，將子畫素區域11之外的基板10表面進行減薄，以形成凹陷部12。然後，如第4B圖和第5B圖所示，使用黃光製程，於每個子畫素區域11內形成驅動元件20，再使用耐拉伸金屬或複合材料，於基板10表面外側製作多條走線15，這些走線15從凹陷部12朝向至子畫素區域11內延伸，以電性連接至對應的驅動元件20，而完成微發光二極體驅動背板100的製作。之後，如第4C圖和第5C圖所示，使用轉移技術，將具有多個微發光二極體30之晶片轉移至微發光二極體驅動基板100上，使微發光二極體30接合於對應的驅動元件20，再將每個子畫素區域11的驅動元件20和微發光二極體30以封裝層40予以包覆，即完成微發光二極體顯示面板200的封裝。
另外，請參照第6圖，其為根據本發明的第二實施例所揭露的微發光二極體驅動背板100’及使用微發光二極體驅動背板100’製作而成的微發光二極體顯示面板200’的俯視圖。
和第一實施例不同的是，本實施例的每個子畫素區域11’分別設有三個驅動元件20’，每個驅動元件20’上設置一個微發光二極體30’，因此，每個子畫素區域11’內的微發光二極體30’的數量為三個，圖中所示為三個子畫素區域11’， 微發光二極體30’ 的總數為9個，同樣排成3行3列的陣列。進一步地，同一列的3個微發光二極體30’的發光顏色依序為藍光微發光二極體、綠光微發光二極體和紅光微發光二極體，且同一行的微發光二極體30’的發光顏色相同，而此排列方式僅是示例，實際應用上不以此為限制。
請參照第7圖，其為根據本發明的第三實施例所揭露的微發光二極體驅動背板100”及使用微發光二極體驅動背板100”製作而成的微發光二極體顯示面板200”的俯視圖。
和第一實施例與第二實施例不同的是，本實施例的每個子畫素區域11”分別設有排成3行3列的9個驅動元件20”，每個驅動元件20”上設置一個微發光二極體30”，而圖中所示有上下排列的兩個子畫素區域11”，因此，每個子畫素區域11”內也包括排成3行3列的9個微發光二極體30”。進一步地，同一列的3個微發光二極體30”的發光顏色依序為藍光微發光二極體、綠光微發光二極體和紅光微發光二極體，且同一行的微發光二極體30”的發光顏色相同，而此排列方式僅是示例，實際應用上不以此為限制。
因為抗拉強度（Tensile Strength） = E * h。（E = 彈性模量、h=厚度）。由於厚度的變化或形狀的變化，受力後截面的應力分佈不再保持均勻。在結構受力拉伸時，應力會集中於抗拉強度較弱的位置。因此，本發明依此概念將微發光二極體驅動背板之基板製作成具有不同厚度的結構，也就是在子畫素區域周圍淨空且進行基板減薄，如此在進行顯示面板之塑形製程或產品撓曲應用時，即能避免微發光二極體元件被拉扯。
再者，本發明可依據產品外形所需拉伸量，進行微發光二極體驅動背板之基板減薄淨空後所形成之凹陷部的寬度與深度設計，除了避免元件顯示區拉伸，也可用於預測顯示區成形後之相對位置。
進一步地，請參照第8圖，其為微發光二極體顯示面板100塑形製程前後的結構變化情形。
第8圖所示的微發光二極體顯示面板100中基板10的凹陷部12原本具有寬度D及深度T，則在第8B圖中，經塑形製程貼附於保護玻璃上，寬度提昇ΔD，深度變小ΔT，也就是塑形後的凹陷部12具有寬度為D+ΔD及深度T-ΔT。
接著，在第9圖中定義凹陷部12的長度L1、高度d1、側壁傾斜角θ，基板的長度L2、高度（厚度）d2。以下表一為4組不同產品外型的基板之結構數據。
表一
| 組別 | L1（μm） | L2（μm） | θ（度） | d2（μm） | d1（μm） |
| （a） | 20 | 30 | 90 | 20 | 5 |
| （b） | 20 | 30 | 45 | 20 | 5 |
| （c） | 5 | 30 | 45 | 20 | 5 |
| （d） | 5 | 30 | 90 | 20 | 5 |
本發明可依據不同產品外型模擬熱塑過程產生的應力與形變量，如第10圖所示為表一中的4組不同產品外型的拉伸曲線，再由材料結構收集之數據反推需求形狀，並藉由拉伸預測量設計對應之抗拉伸強度，則根據所需拉伸量，例如外型需求形變量ε為ΔD，由第10圖可對照得知，可以組別（a）或組別（b）的產品外型之基板設計作為考量。
綜上所述，根據本發明所提供的微發光二極體驅動背板和微發光二極體顯示面板，將微發光二極體驅動背板的基板厚度作局部減薄之設計，且此減薄後所形成之凹陷部並未設有微發光二極體，在進行顯示面板之塑形製程或產品撓曲應用時，能避免微發光二極體元件發生拉扯而造成介面劈裂、元件損毀，特別適用於軟性微發光二極體顯示面板之基板結構開發。同時，上述基板減薄位置之特徵，可根據產品外型所需形變量來設計，且其施工簡單，易於實現，實務上可通過黃光、蝕刻、壓印、多層貼附等方式來製作。
以上所述之實施例，僅係為說明本發明之技術思想及特點，目的在使熟習此項技藝之人士足以瞭解本發明之內容，並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍。
100、100’、100”:微發光二極體驅動背板
10:基板
11、11’、11”:子畫素區域
12:凹陷部
13:邊緣區
14:中央區
15:走線
20、20’、20”:驅動元件
30、30’、30”:微發光二極體
40:封裝層
200、200’、200”:微發光二極體顯示面板
D、D+ΔD:寬度
T、T-ΔT:深度
L1、L2:長度
d1、d2:高度
θ:側壁傾斜角
第1圖為根據本發明第一實施例所揭露的微發光二極體驅動背板的側視圖。
第2圖為包含有第1圖的微發光二極體驅動背板的微發光二極體顯示面板的側視圖
第3圖為第2圖的微發光二極體顯示面板的俯視圖。
第4A圖～第4C圖為製作本發明第一實施例所揭露的微發光二極體驅動背板的方法步驟之結構俯視圖。
第5A圖～第5C圖為製作本發明第一實施例所揭露的微發光二極體驅動背板的方法步驟之結構側視圖，其分別對應第4A圖～第4C圖。
第6圖為根據本發明第二實施例所揭露的微發光二極體驅動背板及其製作而成的微發光二極體顯示面板的俯視圖。
第7圖為根據本發明第三實施例所揭露的微發光二極體驅動背板及其製作而成的微發光二極體顯示面板的俯視圖。
第8圖為微發光二極體顯示面板塑形製程前後的結構變化情形。
第9圖為微發光二極體驅動背板之基板結構。
第10圖為不同產品外型的拉伸曲線圖。
100:微發光二極體驅動背板
10:基板
11:子畫素區域
12:凹陷部
20:驅動元件
Claims (13)
- 一種微發光二極體驅動背板，用於在晶片轉移技術中，使複數微發光二極體轉移至該微發光二極體驅動背板上，該微發光二極體驅動背板包含：一基板，該基板的表面上界定呈行列配置的複數子畫素區域，且於該些子畫素區域之外的該基板表面具有一凹陷部；及複數驅動元件，每至少二個驅動元件配置於每一該子畫素區域內，且每一個驅動元件上設有一微發光二極體。
- 如請求項1所述之微發光二極體驅動背板，其中該基板為軟性基板。
- 如請求項1所述之微發光二極體驅動背板，其中該凹陷部包含圍繞於該些子畫素區域外側的一邊緣區以及間隔分佈於該些子畫素區域之間的一中央區。
- 如請求項1所述之微發光二極體驅動背板，更包含複數走線，該些走線設於該凹陷部並延伸至該些子畫素區域內，以電性連接至對應的驅動元件。
- 如請求項4所述之微發光二極體驅動背板，其中該些走線的材質為耐拉伸的金屬或複合材料。
- 一種微發光二極體顯示面板，包含：一微發光二極體驅動背板，包含：一基板，該基板的表面上界定呈行列配置的複數子畫素區域，且於該些子畫素區域之外的該基板表面具有一凹陷部；及複數驅動元件，每至少二個驅動元件配置於每一該子畫素區域內；及複數微發光二極體，係使用晶片轉移技術來轉移至該微發光二極體 驅動背板上，並分別設於該些驅動元件上。
- 如請求項6所述之微發光二極體顯示面板，其中該基板為軟性基板。
- 如請求項6所述之微發光二極體顯示面板，其中該凹陷部包含圍繞於該些子畫素區域外側的一邊緣區以及間隔分佈於該些子畫素區域之間的一中央區。
- 如請求項6所述之微發光二極體顯示面板，其中該微發光二極體驅動面板更包含複數走線，該些走線設於該基板表面的該凹陷部並延伸至該些子畫素區域內，以電性連接至對應的驅動元件。
- 如請求項9所述之微發光二極體顯示面板，其中該些走線的材質為耐拉伸的金屬或複合材料。
- 如請求項6所述之微發光二極體顯示面板，更包含一封裝層，該封裝層包設於每一該子畫素區域上的驅動元件和微發光二極體周圍。
- 如請求項6所述之微發光二極體顯示面板，其中該些微發光二極體包含紅光微發光二極體、綠光微發光二極體、藍光微發光二極體或其組合。
- 如請求項12所述之微發光二極體顯示面板，其中每一該子畫素區域內設有紅光微發光二極體、綠光微發光二極體、藍光微發光二極體或其組合。
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