TWI850673B

TWI850673B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI850673B
Application number: TW111121065A
Authority: TW
Inventors: 簡智偉
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2024-08-01
Also published as: CN115548001A; US20230395761A1; TW202349700A

Abstract

一種顯示裝置包括電路基板、多個發光單元、光學膜片、第一黏著層和第二黏著層。這些發光單元電性接合於電路基板上。光學膜片重疊設置於這些發光單元，且這些發光單元位在光學膜片與電路基板之間。光學膜片包括減光片，重疊設置於這些發光單元背離電路基板的出光面。第一黏著層設置在減光片與多個發光單元之間，並且延伸入這些發光單元間的多個空隙。第二黏著層設置在第一黏著層與減光片之間，並且連接第一黏著層。第二黏著層具有重疊於這些發光單元的第一部分以及重疊於這些空隙的第二部分。第一部分的膜厚不同於第二部分的膜厚。

Description

顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種具有光學膜片的顯示裝置。

發光二極體面板包括主動元件基板及被轉置於主動元件基板上的多個發光二極體元件。繼承發光二極體的特性，發光二極體面板因具有省電、高效率、高亮度及反應時間快等優點，有望成為下一世代顯示面板的主流。為了取得較佳的出光效率、色彩均勻度和重工性，一種先將多個發光二極體進行封裝，再將設有這些發光二極體的封裝結構（例如PLCC或SMD）黏著或接合至印刷電路板上的封裝方式被提出。然而，此種封裝方式所取得的發光二極體面板的表面平整度及暗態表現都較差。

為了改善上述的問題，一種在這些封裝體上貼附光學膜片的方法被提出。由於封裝體的厚度較單顆發光二極體來得高出許多，覆蓋在這些封裝體上的黏著層，其用來連接光學膜片的表面平整度會變差。因此，在光學膜片的貼附過程中，容易在光學膜片與黏著層的連接面產生氣泡而影響顯示品質。若是將黏著層的厚度加厚，雖然可改善氣泡生成的問題，但發光二極體面板在高溫高濕環境下的信賴性表現會變差。

本發明提供一種顯示裝置，其外觀品味以及在高溫高濕環境下的信賴性都較佳。

本發明的顯示裝置，包括電路基板、多個發光單元、光學膜片、第一黏著層和第二黏著層。這些發光單元電性接合於電路基板上。光學膜片重疊設置於這些發光單元，且這些發光單元位在光學膜片與電路基板之間。光學膜片包括減光片，重疊設置於這些發光單元背離電路基板的出光面。第一黏著層設置在減光片與多個發光單元之間，並且延伸入這些發光單元間的多個空隙。第二黏著層設置在第一黏著層與減光片之間，並且連接第一黏著層。第二黏著層具有重疊於這些發光單元的第一部分以及重疊於這些空隙的第二部分。第一部分的膜厚不同於第二部分的膜厚。

基於上述，在本發明的一實施例的顯示裝置中，光學膜片與電路基板上的多個發光單元是經由第一黏著層和第二黏著層進行接著。覆蓋這些發光單元的第一黏著層在遠離電路基板的一側表面較不平坦。通過第二黏著層在對應第一黏著層的不同位置的膜厚不同，可避免第一黏著層與光學膜片間產生氣泡，而影響顯示裝置的外觀品味。此外，透過減光片的設置，除了能提升顯示裝置的顯示對比外，還能增加第二黏著層的選用彈性，以有效改善顯示裝置在高溫高濕環境下的信賴性。

本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的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。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。

現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。圖2A是圖1的光學膜片的放大示意圖。圖2B至圖2D是依照本發明的另一些實施例的光學膜片的剖視示意圖。

請參照圖1及圖2A，顯示裝置10包括電路基板100、多個發光單元120、第一黏著層141、第二黏著層142與光學膜片160。這些發光單元120分散地設置在電路基板100的基板表面100s上，並且與電路基板100電性接合。舉例來說，這些發光單元120可分別沿著至少兩個方向陣列排列於電路基板100上，但不以此為限。

在本實施例中，電路基板100例如是印刷電路板（printed circuit board，PCB），但不以此為限。在其他實施例中，電路基板100也可以是玻璃基板和畫素電路層的組合，其中畫素電路層是採用半導體製程形成於玻璃基板上，且畫素電路層可包括主動元件（例如薄膜電晶體）和多種訊號線（例如資料線、掃描線或電源線），但不以此為限。

發光單元120例如是設有至少一發光元件（未繪示）的封裝結構（即封裝型發光元件），而封裝結構可以是塑膠晶粒載體封裝（Plastic Leaded Chip Carrier，PLCC）結構、表面黏著元件（surface mounted device，SMD）、壓模式（Molding）封裝結構、或其他合適的封裝結構。然而，本發明不限於此。根據其他未繪示的實施例，發光元件可直接接合在電路基板100的接合墊上，並且利用封裝膠層進行包封的封裝方式，即，板上晶片封裝（chip on board，COB）的方式。

前述的發光元件例如是微型發光二極體（micro light emitting diode，micro LED）、次毫米發光二極體（mini light emitting diode，mini LED）、或其他尺寸大小的發光二極體。根據不同的結構種類，發光元件可以是覆晶式（flip-chip type）發光二極體、垂直式（vertical type）發光二極體或水平式（lateral type）發光二極體。舉例來說，多個發光單元120可設有分別用於發出不同色光的多個發光二極體，例如紅光發光二極體、綠光發光二極體和藍光發光二極體。這些發光二極體可根據欲顯示的色度或灰階而分別發出具不同光強度的色光，並藉由混光來達到彩色顯示的效果。

需說明的是，由於發光單元120與電路基板100間的連接方式取決於電路基板100和發光單元120的種類，因此本實施例的圖式僅示意性地繪示出發光單元120與電路基板100的連接關係。舉例來說，在一未繪示的實施例中，電路基板100可具有多個接合墊（bonding pad），發光單元120為覆晶式發光二極體，且發光單元120透過位於磊晶結構同一側的兩電極與電路基板100上對應的兩個接合墊相互接合，但不以此為限。在另一未繪示的實施例中，發光單元120也可以是垂直式發光二極體，且發光單元120背離電路基板100一側的電極是經由連接導線與電路基板100電性連接。

為了提升顯示裝置10在暗態下的視覺品質（例如：暗態對比），這些發光單元120在背離電路基板100的一側設有光學膜片160，且此光學膜片160是經由第一黏著層141和第二黏著層142而貼附於這些發光單元120與電路基板100上。亦即，這兩個黏著層是設置在光學膜片160與電路基板100（或發光單元120）之間，並且連接這些發光單元120與光學膜片160。

在本實施例中，第一黏著層141可覆蓋多個發光單元120背離電路基板100的出光面120es，並且延伸入這些發光單元120之間的多個空隙120g。舉例來說，當發光單元120沿著電路基板100的厚度方向（例如方向Z）的厚度大於300微米時，第一黏著層141在朝向光學膜片160的一側表面的平整度會不佳。例如：第一黏著層141中重疊於多個發光單元120的第一表面141s1以及重疊於多個空隙120g的第二表面141s2相對於電路基板100的基板表面100s的高度差dH可大於5微米。

需說明的是，當本文中提及一構件重疊於另一構件時，是指這兩個構件沿著方向Z的重疊關係。以下若未特別提及，則重疊關係的描述都是以相同的方式來界定，便不再贅述。

透過第二黏著層142的設置，可避免在光學膜片160的貼附過程中，在第一黏著層141與光學膜片160的連接面產生氣泡而影響顯示裝置的外觀品味和信賴性。具體而言，位在第一黏著層141與光學膜片160間的第二黏著層142，其朝向第一黏著層141的表面142s與第一黏著層141的第一表面141s1和第二表面141s2共面。亦即，第二黏著層142的設置可消除第一黏著層141的第一表面141s1和第二表面141s2間的高度差dH，以解決上述氣泡產生的問題。

從另一觀點來說，第二黏著層142具有重疊於多個發光單元120的第一部分142a以及重疊於多個空隙120g的第二部分142b，且第一部分142a的膜厚t1不同於第二部分142b的膜厚t2。在本實施例中，第二黏著層142的第二部分142b的膜厚t2大於第一部分142a的膜厚t1。

第一黏著層141和第二黏著層142的材料可選自聚氨酯活性膠（Polyurethane reactive，PUR）、環氧樹脂（Epoxy）、矽膠（Silicone adhesive）、聚甲基丙烯酸甲酯基（PMMA-based）聚合物、光固化膠材（例如UV膠）、或其他合適的光學級膠材。第一黏著層141和第二黏著層142的材料選用可相同也可不同，本發明並不加以限制。此外，形成黏著層的膠材可以是經由加熱、照光或其他的物理方式來進行固化，且此固化反應為可逆或不可逆。

值得一提的是，第一黏著層141和第二黏著層142的蕭氏硬度值可介於A20至D80之間，以作為光學膜片160與這些發光單元120間的緩衝層。舉例來說，當光學膜片160受外力撞擊或擠壓時，此具有彈性的第一黏著層141和第二黏著層142會透過收縮形變來吸收大部分的外力，以避免發光單元120在外力的作用下而損壞。

此外，透過第二黏著層142的硬度小於第一黏著層141的硬度，可有效降低第二黏著層142的熱膨脹效應，進而提升顯示裝置10在高溫高濕環境下的耐受性和信賴性。

另一方面，藉由光學膜片160與多個發光單元120的重疊設置，可明顯降低顯示裝置10在環境光照射下的整體反射率。換句話說，可有效提升顯示裝置10在暗態下的防眩及抗反射特性。考量製程變異，每一個發光單元120在接合至電路基板100後，其出光面120es與電路基板100的基板表面100s間的配置關係（例如：彼此間相互平行或相互傾斜）會有些許不同，造成顯示裝置在出光側的表面平整度較差。因此，透過光學膜片160的設置，還可提升顯示裝置10於顯示面一側（即出光面120es一側）的表面平整度。

在本實施例中，光學膜片160例如是減光片161和表面處理層163的層疊結構，其中減光片161設置在表面處理層163與第二黏著層142之間。請參照圖2A，舉例來說，本實施例的表面處理層163可以是抗反射層163ar，而減光片161可以是頻譜吸收型濾光片，但不以此為限。詳細地，減光片161可具有片材161M以及分散在片材161M內的多個吸光粒子161P。這些吸光粒子161P適於吸收來自外部的環境光。吸光粒子161P的材料可包括碳黑（carbon black）、或色母顏料/染料。片材161M的材質例如包括聚甲基丙烯酸酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、三醋酸纖維素（TAC）、環烯烴聚合物（COP）或玻璃。較佳地，減光片161的穿透率可介於20%至70%之間。

特別注意的是，多個吸光粒子161P可具有擴散性，使碰撞吸光粒子161P但未被完全吸收的光線碰撞到其他吸光粒子161P的機率增加。據此，可加強減光片161整體的吸光能力。在本實施例中，多個吸光粒子161P沿著片材161M的厚度方向不均勻地分布在片材161M內。例如：吸光粒子161P的分布密度是沿著圖2A的垂直方向由下而上漸減，但不以此為限。在其他實施例中，吸光粒子161P也可以均勻地分散在片材161M內。

特別說明的是，減光片161的設置，除了能提升顯示裝置10的暗態表現或顯示對比外，還能增加第二黏著層142的選用彈性。在本實施例中，第二黏著層142的材料可選用固化後穿透率大於70%的透光膠材，且黏滯係數較低的液態光學膠，例如水膠。因此，第二黏著層142的整體膜厚無須太厚即可平坦化第一黏著層141上較粗糙的表面（即第一表面141s1與第二表面141s2的組合），有助於提升顯示裝置10在高濕高溫環境下的耐受性和信賴性。舉例來說，第二黏著層142的第一部分142a的膜厚t1可小於200微米。

然而，本發明不限於此。在圖2B的另一實施例中，光學膜片160A的表面處理層163A也可以是抗反射防眩層或防眩低反射層。詳細地，表面處理層163A例如是防眩層163ag和抗反射層163ar的層疊結構。其中，防眩層163ag可包括膠材以及摻雜於膠材內的多個散射粒子163P，其中膠材例如是光學感壓膠，散射粒子163P的材料包括矽氧樹脂、或聚甲基丙烯酸甲酯（Poly(methyl methacrylate)，PMMA），但不以此為限。在另一未繪示的變形實施例中，抗反射防眩層也可以是由多個表面微結構以及鍍在這些表面微結構上的抗反射膜製作而成。此外，在又一未繪示的實施例中，表面處理層也可以是單一的防眩層163ag、抗反射層163ar或低反射層所構成。

在圖2C的又一實施例中，光學膜片160B的減光片161A可以是偏光片POL，而偏光片POL例如是圓偏光片或線偏光片。在圖2D的再一實施例中，光學膜片160C的減光片161B也可以是偏光片POL和相位延遲片PR的層疊結構。亦即，本公開的減光片也可以是極化吸收型濾光片，且其穿透率可介於40%至60%之間。

以下將列舉另一實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。

圖3是依照本發明的第二實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖3，不同於圖1的顯示裝置10，本實施例的顯示裝置10A，其第一黏著層141A的第二表面141s2”更進一步地凹陷入多個發光單元120間的多個空隙120g。對應地，顯示裝置10A的第二黏著層142A的第二部分142b”更進一步地伸入這些發光單元120間的這些空隙120g內。

綜上所述，在本發明的一實施例的顯示裝置中，光學膜片與電路基板上的多個發光單元是經由第一黏著層和第二黏著層進行接著。覆蓋這些發光單元的第一黏著層在遠離電路基板的一側表面較不平坦。通過第二黏著層在對應第一黏著層的不同位置的膜厚不同，可避免第一黏著層與光學膜片間產生氣泡，而影響顯示裝置的外觀品味。此外，透過減光片的設置，除了能提升顯示裝置的顯示對比外，還能增加第二黏著層的選用彈性，以有效改善顯示裝置在高溫高濕環境下的信賴性。

10、10A:顯示裝置 100:電路基板 100s:基板表面 120:發光單元 120es:出光面 120g:空隙 141、141A:第一黏著層 141s1:第一表面 141s2、141s2”:第二表面 142、142A:第二黏著層 142a:第一部分 142b、142b”:第二部分 142s:表面 160、160A、160B、160C:光學膜片 161、161A、161B:減光片 161M:片材 161P:吸光粒子 163、163A:表面處理層 163ag:防眩層 163ar:抗反射層 163P:散射粒子 dH:高度差 POL:偏光片 PR:相位延遲片 t1、t2:膜厚 Z:方向

圖1是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。圖2A是圖1的光學膜片的放大示意圖。圖2B至圖2D是依照本發明的另一些實施例的光學膜片的剖視示意圖。圖3是依照本發明的第二實施例的顯示裝置的剖視示意圖。

10:顯示裝置 100:電路基板 100s:基板表面 120:發光單元 120es:出光面 120g:空隙 141:第一黏著層 141s1:第一表面 141s2:第二表面 142:第二黏著層 142a:第一部分 142b:第二部分 142s:表面 160:光學膜片 161:減光片 163:表面處理層 dH:高度差 t1、t2:膜厚 Z:方向

Claims

一種顯示裝置，包括：一電路基板；多個發光單元，電性接合於該電路基板上；一光學膜片，重疊設置於該些發光單元，且該些發光單元位在該光學膜片與該電路基板之間，該光學膜片包括：一減光片，重疊設置於該些發光單元背離該電路基板的一出光面，該減光片具有一片材以及分散在該片材內的多個吸光粒子，且該些吸光粒子沿著該片材的一厚度方向不均勻地分佈在該片材內；一第一黏著層，設置在該減光片與該些發光單元之間，並且延伸入該些發光單元間的多個空隙；以及一第二黏著層，設置在該第一黏著層與該減光片之間，並且連接該第一黏著層，其中該第二黏著層具有重疊於該些發光單元的一第一部分以及重疊於該些空隙的一第二部分，且該第一部分的膜厚不同於該第二部分的膜厚。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該光學膜片更包括：一表面處理層，設置在該減光片背離該些發光單元的一側，且該表面處理層為防眩層、抗反射層、防眩低反射層、抗反射防眩層或低反射層。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該減光片的穿透率介於20%至70%之間，且該減光片的材料包括聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、三醋酸纖維素、環烯烴聚合物或玻璃。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一黏著層和該第二黏著層的材料選自聚氨酯活性膠、環氧樹脂、矽膠、聚甲基丙烯酸甲酯基聚合物或光固化膠材。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第二黏著層的穿透率大於70%。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第二黏著層的蕭氏硬度值介於A20至D80之間。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第二黏著層的硬度小於該第一黏著層的硬度。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該些發光單元各自為一封裝型發光元件。
如請求項8所述的顯示裝置，其中各該些發光單元沿著該電路基板的一厚度方向的厚度大於300微米。
如請求項8所述的顯示裝置，其中該第一黏著層覆蓋該些發光單元的該出光面。
如請求項10所述的顯示裝置，其中該第一黏著層具有重疊於該些發光單元的該出光面的一第一表面以及位在該些發光單元之間且不重疊於該些發光單元的一第二表面，該電路基板的一基板表面設有該些發光單元，且該第一表面和該第二表面相對於該基板表面的高度差大於5微米。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該第二黏著層的該第二部分的膜厚大於該第一部分的膜厚。
如請求項12所述的顯示裝置，其中該第二黏著層的該第一部分的膜厚小於200微米。