显示面板

技术领域

本发明涉及一种显示技术，且特别涉及一种显示面板。

背景技术

发光二极管显示器因具有高色彩饱和度、应答速度快及高对比的光学表现而逐渐受市场青睐。其中，微型发光二极管显示器更因具有低能耗及材料使用寿命较长的特性而具有发展优势。为了提升微型发光二极管的出光效率，在微型发光二极管被转移并接合至电路基板后，会在其出光面的一侧设置微透镜来改变其出光场型。然而，当微型发光二极管的排列间距增加时，重叠于多个微型发光二极管的多个微透镜之间的空缺区会扩大，使得这些微透镜的曲率半径在工艺后的变异量过大而影响整体的出光均匀性及出光效率。

发明内容

本发明提供一种显示面板，其出光效率及均匀性都较佳。

本发明的显示面板，包括电路基板、多个发光元件、多个微透镜以及多个虚设微透镜。电路基板设有多个像素区。各个像素区设有这些发光元件。多个微透镜设置在电路基板上，且分别重叠于这些发光元件。多个虚设微透镜设置在这些微透镜之间，且不重叠于这些发光元件。

基于上述，在本发明的一实施例的显示面板中，重叠发光元件设置的微透镜能有效提高发光元件的出光效率。通过在微透镜周围且不重叠于发光元件的区域设置多个虚设微透镜，能有效降低微透镜的曲率半径在工艺后的变异量。

附图说明

图1是依照本发明的第一实施例的显示面板的正视示意图。

图2是图1的显示面板的剖视示意图。

图3是图1的显示面板的另一种变形实施方式的正视示意图。

图4是依照本发明的第二实施例的显示面板的正视示意图。

图5是图4的显示面板的剖视示意图。

图6是依照本发明的第三实施例的显示面板的正视示意图。

图7是图6的显示面板的剖视示意图。

图8是依照本发明的第四实施例的显示面板的正视示意图。

图9是图8的显示面板的剖视示意图。

图10是依照本发明的第五实施例的显示面板的正视示意图。

附图标记说明：

10、10A、20、30、30A、30B：显示面板

100：电路基板

100s：表面

101：基板

102：透光基板

105：像素驱动层

108：接合垫

110：隔离结构层

110r：凹槽

110s：斜面

120、121、122、123：发光元件

140、145：平坦层

151、151a：微透镜

153、153a：虚设微透镜

160：封装层

180、180A、180B：遮光图案层

185：遮光图案

d1：内径

d2：外径

Da1、Da2、Da3、Da4：圆径

ES：出光面

OP：开口

P1、P2：节距

PA：像素区

R、R1：曲率半径

RP：环状图案

S：间距

w：宽度

X、Y、Z：方向

A-A’、B-B’、C-C’、D-D’：剖线

θ：夹角

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，测量系统的限制)。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。

此外，诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件的“下”侧的元件将被定向在其它元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件“下方”或“下方”的元件将被定向为在其它元件“上方”。因此，示例性术语“上面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。

本文参考作为理想化实施例的示意图的截面图来描述示例性实施例。因此，可以预期到作为例如制造技术及/或(and/or)公差的结果的图示的形状变化。因此，本文所述的实施例不应被解释为限于如本文所示的区域的特定形状，而是包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙及/或非线性特征。此外，所示的锐角可以是圆的。因此，图中所示的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不是旨在示出区域的精确形状，并且不是旨在限制权利要求。

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说明书附图中。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是依照本发明的第一实施例的显示面板的正视示意图。图2是图1的显示面板的剖视示意图。图3是图1的显示面板的另一种变形实施方式的正视示意图。图2对应图1的剖线A-A’处。为清楚呈现起见，图1仅示出图2的电路基板100、微透镜151、虚设微透镜153及发光元件120。

请参照图1及图2，显示面板10包括电路基板100以及设置在电路基板100上的多个发光元件120、多个微透镜151及多个虚设微透镜153。电路基板100设有多个像素区PA，且这些像素区PA可沿着方向X与方向Y阵列排列，但不限于此。

举例来说，在本实施例中，各个像素区PA内可选择性地设有发光颜色彼此不同(例如红色、绿色与蓝色)的三个发光元件120，分别为第一发光元件121、第二发光元件122与第三发光元件123，但不限于此。

为了提高发光元件120的出光效率，各个像素区PA内对应地设有三个微透镜151，且这些微透镜151分别重叠于第一发光元件121、第二发光元件122与第三发光元件123。此处的重叠关系例如是指发光元件120与微透镜151沿着电路基板100的表面100s的法线方向(例如方向Z)相重叠。以下若未特别提及，则任两构件的重叠关系都是以相同的方式来界定，便不再赘述两者的重叠方向。

在本实施例中，第一发光元件121与第二发光元件122可沿着方向X排列，第二发光元件122与第三发光元件123可沿着方向Y排列，且这三个发光元件120与三个微透镜151是设置在像素区PA内偏右上角的区域(如图1所示)，但不限于此。特别注意的是，不同像素区PA内的多个微透镜151之间设有多个虚设微透镜153，且这些虚设微透镜153并不重叠于多个发光元件120。

举例来说，每个像素区PA在方向X上的宽度可容纳三个依节距P1排列的发光元件120，且在方向Y上的宽度可容纳三个依节距P2排列的发光元件120，亦即本实施例的像素区PA可容纳九个发光元件120及九个微透镜151。然而，在本实施例中，每个像素区PA无论是在方向X或方向Y上都未排满发光元件120而形成六个发光元件120(或六个微透镜151)设置范围的空缺区。

因此，通过在空缺区内设置虚设微透镜153，可有效降低微透镜151的结构尺寸(例如曲率半径R或圆径Da1)因周围的空缺区过大而产生实质的工艺变异量，进而提升显示面板10整体的出光效率及均匀性。在本实施例中，每个像素区PA内的虚设微透镜153的配置数量例如是六个，但不以此为限。

在另一个变形实施例中，显示面板10A的每个像素区PA内的虚设微透镜153的配置数量例如是五个(如图3所示)，即相较于图1的显示面板10少设置一个虚设微透镜153。特别注意的是，在变形实施例的显示面板10A中，每一个重叠发光元件120的微透镜151无论是在方向X或方向Y上的相对两侧都设有虚设微透镜153。因此，即使每个像素区PA的空缺区未排列满虚设微透镜153仍可提升多个微透镜151在结构尺寸上的均匀性。

从另一观点来说，在每个像素区PA中，多个虚设微透镜153在电路基板100上的正投影面积不同于多个微透镜151在电路基板100上的正投影面积。优选地，每个像素区PA内的多个微透镜151在电路基板100上的正投影面积对该像素区PA在电路基板100上的正投影面积的百分比值介于0.5％至30％的范围内。每个像素区PA内的多个虚设微透镜153在电路基板100上的正投影面积对该像素区PA在电路基板100上的正投影面积的百分比值介于0.2％至70％的范围内。

在本实施例中，三个微透镜151与六个虚设微透镜153可沿着方向X依节距P1间隔排列成三列，并且沿着方向Y依节距P2间隔排列成三行。其中，节距P1与节距P2可相等或彼此不同，本发明并不加以限制。另一方面，微透镜151与虚设微透镜153分别具有第一圆径Da1与第二圆径Da2，且第一圆径Da1与第二圆径Da2可选择性地相同。从另一观点来说，微透镜151与虚设微透镜153各自可具有相同的曲率半径R，但不以此为限。

请参照图2，电路基板100可包括基板101以及设置在基板101上的像素驱动层105。像素驱动层105可包括未示出的多条信号线(例如扫描线、数据线或电源线)、多个开关元件(例如薄膜晶体管)与多个无源元件(例如电容器)，这些元件可构成多个像素电路并且与对应的至少一信号线电性连接，但不限于此。

在本实施例中，像素驱动层105上还可设有隔离结构层110与多个接合垫108。详细地，隔离结构层110可具有多个凹槽110r，多个接合垫108设置在这些凹槽110r内，且用于接合多个发光元件120。亦即，隔离结构层110的这些凹槽110r内还设有多个发光元件120。需说明的是，本发明并不加以限制每一个凹槽110r内所设置的发光元件120数量，在其他实施例中，隔离结构层的每一个凹槽内的发光元件120数量可以是多个。

隔离结构层110与电路基板100具有定义凹槽110r的斜面110s与表面100s，斜面110s与表面100s的法线方向(例如方向Z)之间的夹角θ优选地可大于或等于30度且小于或等于60度。

进一步而言，发光元件120与隔离结构层110上可覆盖有平坦层140，且微透镜151与虚设微透镜153设置在平坦层140上。平坦层140的材质分别可包括无机材料(例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但不限于此)、有机材料(例如聚酰亚胺系树脂、环氧系树脂或压克力系树脂，但不限于此)、或其它合适的材料。在本实施例中，微透镜151可以是有机光刻胶材料制作而成，但不限于此。

在本实施例中，发光元件120背离电路基板100的出光面ES与相重叠的微透镜151之间具有间距S。间距S优选地可大于或等于10微米且小于或等于150微米。微透镜151在平坦层140上的正投影轮廓为圆形，且具有曲率半径R。曲率半径R优选地可大于或等于10微米且小于或等于50微米。在一优选的实施例中，间距S对曲率半径R的比值大于或等于0.1且小于或等于4。

显示面板10还可选择性地包括封装层160和透光基板102。透光基板102设置在微透镜151背离电路基板100的一侧。封装层160设置在透光基板102与平坦层140之间，且覆盖多个微透镜151与多个虚设微透镜153。封装层160的材料包括光刻胶、树脂、硅胶或其他合适的材料。透光基板102的材料包括玻璃、石英、高分子聚合物(例如聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯)、或其他合适的透光板材。

以下将列举另一些实施例以详细说明本发明，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4是依照本发明的第二实施例的显示面板的正视示意图。图5是图4的显示面板的剖视示意图。图5对应于图4的剖线B-B’处。为清楚呈现起见，图4仅示出图5的电路基板100、微透镜151、微透镜151a、虚设微透镜153及发光元件120。

请参照图4及图5，本实施例的显示面板20与图1的显示面板10的差异在于：微透镜与虚设微透镜的结构尺寸不同。举例来说，在本实施例中，显示面板20的第一发光元件121的发光颜色为红色，第二发光元件122与第三发光元件123的发光颜色为蓝色与绿色，且第一发光元件121的出光效率小于第二发光元件122与第三发光元件123的出光效率。

为了提升第一发光元件121的出光效率，重叠于第一发光元件121的微透镜151a的圆径Da4可大于重叠于第二发光元件122或第三发光元件123的微透镜151的圆径Da3。亦即，微透镜151a在电路基板100上的正投影面积可大于微透镜151在电路基板100上的正投影面积。

特别注意的是，在本实施例中，沿着方向Y彼此相邻的微透镜151a与一个虚设微透镜153a可具有相同的圆径Da4，而沿着方向Y相邻排列的微透镜151与虚设微透镜153可具有相同的圆径Da3。也就是说，在本实施例中，虚设微透镜153a与虚设微透镜153各自在电路基板100上的正投影的圆径可不同。或者是说，虚设微透镜153a与虚设微透镜153各自在电路基板100上的正投影面积可不同。

从另一观点来说，重叠于第一发光元件121的微透镜151a的曲率半径R1可小于重叠于第二发光元件122或第三发光元件123的微透镜151的曲率半径R。应可理解的是，在另一变形实施例中，倘若第二发光元件122与第三发光元件123的出光效率彼此不同，则分别重叠于第二发光元件122与第三发光元件123的两个微透镜各自的曲率半径也可不同，以补偿第二发光元件122与第三发光元件123间的出光量差异。

图6是依照本发明的第三实施例的显示面板的正视示意图。图7是图6的显示面板的剖视示意图。图7对应于图6的剖线C-C’处。为清楚呈现起见，图6仅示出图7的电路基板100、微透镜151、虚设微透镜153、发光元件120及遮光图案层180。

请参照图6及图7，本实施例的显示面板30与图1及图2的显示面板10的差异在于：本实施例的显示面板30还进一步包括遮光图案层180。遮光图案层180设置在电路基板100上，且位在发光元件120与微透镜151之间。

举例来说，遮光图案层180可设置在平坦层140上。遮光图案层180与微透镜151之间还设有另一平坦层145，且平坦层145覆盖遮光图案层180，但不以此为限。详细地，遮光图案层180具有重叠多个微透镜151(或多个发光元件120)与多个虚设微透镜153设置的多个开口OP。

特别注意的是，在本实施例中，遮光图案层180可以是定义出多个开口OP且彼此分离的多个环状图案RP。这些环状图案RP在电路基板100上的正投影分别环绕多个微透镜151与多个虚设微透镜153在电路基板100上的正投影。

在本实施例中，环状图案RP在电路基板100上的正投影可以是圆环状，且具有内径d1与外径d2，其中内径d1可大于发光元件120的宽度w(例如沿着方向X或方向Y的宽度)，但不以此为限。在另一实施例中，内径d1也可等于发光元件120的宽度w。在一优选的实施方式中，环状图案RP的外径d2对微透镜151的圆径Da1或虚设微透镜153的圆径Da2的比值大于或等于1且小于或等于1.5。

特别说明的是，通过遮光图案层180的设置，除了可改善发光元件120在大角度的漏光问题及不同发光元件120间的混色问题外，遮光图案层180的多个环状图案RP在结构上彼此分离的特征还可增加显示面板30的整体透光度，以满足透明显示器的应用需求。

然而，本发明不限于此。在另一变形实施例中，遮光图案层的多个环状图案RP可仅重叠微透镜151设置，即虚设微透镜153可不重叠设有环状图案RP。因此，可进一步提升显示面板在空缺区(即未设有发光元件120与微透镜151的区域)的透光度。

图8是依照本发明的第四实施例的显示面板的正视示意图。图9是图8的显示面板的剖视示意图。图9对应于图8的剖线D-D’处。为清楚呈现起见，图8仅示出图9的电路基板100、微透镜151、虚设微透镜153、发光元件120及遮光图案层180A。

请参照图8及图9，本实施例的显示面板30A与图6的显示面板30的差异在于：遮光图案层的配置方式不同。具体而言，在本实施例中，显示面板30A的遮光图案层180A可设置在隔离结构层110上，并且延伸入隔离结构层110的多个凹槽110r内。

举例来说，遮光图案层180A可以是彼此分离的多个遮光图案185所组成，且这些遮光图案185仅重叠多个发光元件120设置。亦即，多个虚设微透镜153在电路基板100上的正投影不重叠于遮光图案层180A在电路基板100上的正投影。因此，可大幅提升显示面板30A在空缺区(即未设有发光元件120与微透镜151的区域)的透光度，以满足透明显示器的应用需求。

在本实施例中，遮光图案185在电路基板100上的正投影可以是圆盘状。更具体地说，延伸入隔离结构层110的凹槽110r内的遮光图案185除了覆盖隔离结构层110的斜面110s外，还会覆盖电路基板100上被隔离结构层110及接合垫108显露出的部分表面100s(如图9所示)。据此，可大幅改善发光元件120在大角度的漏光问题及不同发光元件120间的混色问题，进而提升显示面板30A的显示品质。

图10是依照本发明的第五实施例的显示面板的正视示意图。请参照图10，本实施例的显示面板30B与图6的显示面板30的差异在于：遮光图案层的配置方式不同。具体而言，在本实施例中，遮光图案层180B的多个开口OP仅重叠于多个发光元件120设置。从另一观点来说，显示面板30B的多个虚设微透镜153在电路基板100上的正投影都位在遮光图案层180B在电路基板100上的正投影内，亦即这些虚设微透镜153完全重叠于遮光图案层180B。据此，可大幅改善发光元件120在大角度的漏光问题及不同发光元件120间的混色问题，进而提升显示面板30B的显示品质。

综上所述，在本发明的一实施例的显示面板中，重叠发光元件设置的微透镜能有效提高发光元件的出光效率。通过在微透镜周围且不重叠于发光元件的区域设置多个虚设微透镜，能有效降低微透镜的曲率半径在工艺后的变异量。