[发明专利]光致发光LED显示装置及其制造方法

说明书

本发明提出一种光致发光LED显示装置及其制造方法，该显示装置包括一发光二极体阵列及设置于发光二极体阵列一侧的一显示面板，而显示面板包含一透光基板及一光致发光层结构。透光基板支撑光致发光层结构、且包含相邻的一红光穿透区、一绿光穿透区及一蓝光穿透区；光致发光层结构包含一红色光致发光层与一绿色光致发光层，其中，红色光致发光层设置于绿色光致发光层上。藉此垂直堆叠的光致发光层设置，光致发光层结构可不需像素精确对位以使显示装置更易于制造，同时显示装置亦具有较佳的光能量利用率与较大的显示视角。

技术领域

本发明有关一种显示装置及其制造方法，特别关于一种光致发光LED显示装置及其制造方法。

背景技术

传统的液晶显示装置包含一背光模组与一液晶面板，其中该液晶面板包含一薄膜电晶体控制电路层、一液晶层、一偏光板及一彩色滤光片等元件，该背光模组可产生一白光至该液晶面板，然后白光穿过由薄膜电晶体控制的液晶层后可抵达至彩色滤光片。如图1所示，彩色滤光片90包含红色像素区91、绿色像素区92及蓝色像素区93，其分别允许白光光谱中具有红色光谱的光线R、具有绿色光谱的光线G及具有蓝色光谱的光线B通过。以红色像素区91为例，白光光谱中能通过红色像素区91的仅有具有红色光谱的光线R，而其余光谱的光线G及B将会被红色像素区91阻挡并吸收；绿色像素区92及蓝色像素区93亦具有相似的特性。因此，白光在抵达彩色滤光片90时，会有大部分(约三分之二)的光谱无法通过彩色滤光片90而损耗。

由此可知，传统的液晶显示装置在形成影像时仅利用到很少部分由背光模组所提供的白光能量，通常仅有4％～10％的白光能量可输出至液晶显示装置外，因此光能量使用效率低。

另一方面，传统的液晶显示装置受限于液晶层切换光线的机制，通常具有视角(viewing angle)过小的问题。为此，企业界提出各种改善方案，例如日本日立(Hitachi)提出了IPS(In-Plane Switching)技术，采用水平电极使液晶分子产生平面旋转而增加视角；日本富士通(Fujitsu)与韩国三星(Samsung)分别提出MVA(Multi-Domain VerticalAlignment)与PVA(Pattern Vertical Alignment)技术，将单一像素切割成多重区域(Multi-Domain)以增加视角。上述技术皆可改善视角过小的问题，但却也面临制程复杂、良率低、生产成本高或透光率低等相应问题。此外，虽然富士通所提出的广视角膜(WideViewing Film)技术具有较低的生产成本，但其改善视角的功效却相对较低。因此，传统液晶显示装置广视角技术仍未具有令人满意的方案。

为了改善上述光能量使用效率低与视角过小的问题，有些由蓝光背光光源激发的荧光材料显示装置技术方案被提出。例如在美国专利公告号US8,670,089或US 8,947,619所揭露的显示装置中，背光模组是提供一蓝光，该蓝光在通过一液晶层后，可激发一光致发光层，该光致发光层包含并排(side by side)排列的红色荧光材料像素区、绿色荧光材料像素区及蓝色像素区，蓝色像素区通常不含荧光材料；当蓝光通过红色荧光材料像素区时可转换成红光，通过绿色荧光材料像素区时可转换成绿光，通过蓝色像素区时该蓝光可直接显示。藉此，显示装置不必透过彩色滤光片筛选波长便可产生红光、绿光及蓝光像素，减少了光能量的损耗，因此可在不需增加电源消耗之下，大幅增加彩色影像的亮度。此外，蓝光通过荧光材料时所产生的光散射(scattering)现象亦可改善传统的液晶显示装置视角过小的问题。

此外，亦有采取发光二极体阵列搭配波长转换层的技术方案。例如美国专利公告号US 9,111,464所揭露的显示装置中，每一个发光二极体(Light Emitting Diode)各自被覆盖波长转换层或光分散层，以使发光二极体发出的蓝光经过波长转换层后能转变成红光或绿光，而蓝光经过光分散层后仍维持为蓝光，或使发光二极体发出紫外光，紫外光经过波长转换层后能转变成红光、绿光或蓝光，藉此形成彩色影像。而此波长转换层亦采用并排(side by side)排列的方式分别覆盖发光二极体。