显示装置的制作方法

1.本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种包含菲涅耳透镜的显示装置。


背景技术：

2.发光二极管是一种电致发光的半导体元件，具有效率高、寿命长、不易破损、反应速度快、可靠性高等优点。微型发光二极管显示器(micro-led dispaly)与有机发光二极管显示器(oled display)是目前极具竞争力的显示装置。相较于液晶显示器，微型发光二极管显示器与有机发光二极管显示器因为不需要背光模块而具有更薄的厚度。为了进一步提升微型发光二极管显示器与有机发光二极管显示器的发光效率，许多厂商致力于研发避免显示器内部的发光二极管发出的光线在显示器内部出现全反射的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种显示装置，显示装置具有高出光效率与厚度薄的优点。
4.本发明的至少一实施例提供一种显示装置。显示装置包括基板、第一发光二极管、封装材料以及第一菲涅耳透镜。第一发光二极管位于基板上。封装材料覆盖第一发光二极管。第一菲涅耳透镜位于封装材料上，且重叠于第一发光二极管。第一菲涅耳透镜的宽度为第一发光二极管的宽度的4倍至10倍。
5.本发明的有益效果在于，本发明的显示装置中，菲涅耳透镜的宽度大于等于发光二极管的宽度的4倍，由此能有效提升显示装置的出光效率。
附图说明
6.图1是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。
7.图2是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。
8.图3是依照本发明的一实施例的菲涅耳透镜的宽度与显示装置的出光效率的折线图。
9.图4是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。
10.附图标记如下：
11.1、2:显示装置
12.100:基板
13.112:第一发光二极管
14.114:第二发光二极管
15.116:第三发光二极管
16.120:封装材料
17.120a、132a、134a、136a、170a:表面
18.132:第一菲涅耳透镜
19.134:第二菲涅耳透镜
20.136:第三菲涅耳透镜
21.140:反射基板
22.150:导电连接结构
23.160:黑矩阵
24.170:支撑结构
25.180:盖板
26.200:挡墙结构
27.c:原型凸起
28.d1:方向
29.o:开口
30.r1:第一环形凸起
31.r2:第二环形凸起
32.r3:第三环形凸起
33.r4:第四环形凸起
34.r5:第五环形凸起
35.t1:厚度
36.w1、w2、w3、w4、w5、w6、z1、z2、z3:宽度
37.x1、x2、x3:距离
具体实施方式
38.图1是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。
39.请参考图1，显示装置1包括基板100、第一发光二极管112、封装材料120以及第一菲涅耳透镜(fresnel lens)132。在本实施例中，显示装置1还包括第二发光二极管114、第三发光二极管116、第二菲涅耳透镜134、第三菲涅耳透镜136、反射基板140、导电连接结构150、黑矩阵160、支撑结构170以及盖板180。
40.在本实施例中，基板100为主动元件基板。举例来说，基板100包括基底以及形成于基底上的多条信号线以及多个主动元件，前述基底例如为透明基底。
41.第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116位于基板100上。第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116例如为微型发光二极管或有机发光二极管。在一些实施例中，第一发光二极管112的宽度w1、第二发光二极管114的宽度w2以及第三发光二极管116的宽度w3为18微米至381微米。
42.在第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116为微型发光二极管时，第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116通过导电连接结构150而电性连接至基板100中的信号线及/或主动元件。导电连接结构150例如为焊料、异方性导电胶或其他合适的材料。虽然在图1中，导电连接结构150整面覆盖基板100，但本发明不以此为限。在其他实施例中，导电连接结构150仅局部覆盖基板100。在其他实施例中，第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116为有机发光二极管，且不需要通过导电连接结构150就能电性连接至基板100中的信号线及/或主动元件，举例
来说，第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116直接形成于基板100中的电极上，使第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116电性连接至基板100中的信号线及/或主动元件。
43.黑矩阵160位于基板100上，且环绕第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116。在本实施例中，黑矩阵160形成于导电连接结构150上，但本发明不以此为限。在其他实施例中，导电连接结构150仅设置于第一发光二极管112与基板100之间、第二发光二极管114与基板100之间以及第三发光二极管116与基板100之间，且黑矩阵160未形成于导电连接结构150上。黑矩阵160例如为黑色树脂、黑色光刻胶、吸收光谱中特定波段的光的材料、黑色胶体、金属氧化物、金属氮化物或其他吸光材料。
44.封装材料120覆盖第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116。在本实施例中，封装材料120包覆第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116。封装材料120的厚度t1为8微米至500微米。在前述厚度范围内，封装材料120能具有较平坦的表面120a且不会对装置的整体厚度有太大的影响。
45.在一些实施例中，封装材料120选择性地还覆盖黑矩阵160。封装材料120例如为硅胶(silicone)、环氧树脂(epoxy)、光学胶(optically clear adhesive)或其他材料。在一些实施例中，封装材料120的折射率为1.5至1.6。
46.第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134以及第三菲涅耳透镜136位于封装材料120上。在一些实施例中，第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134以及第三菲涅耳透镜136形成于封装材料120的表面120a，且第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134、第三菲涅耳透镜136以及封装材料120可以包括相同或不同的材质。在本实施例中，第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134以及第三菲涅耳透镜136彼此分离。在其他实施例中，第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134、第三菲涅耳透镜136以及封装材料120包括相同材料。在其他实施例中，第一菲涅耳透镜132与封装材料120一体成型，第二菲涅耳透镜134与封装材料120一体成型，且第三菲涅耳透镜136与封装材料120一体成型。
47.第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134以及第三菲涅耳透镜136例如为硅胶(silicone)、环氧树脂(epoxy)、光学胶(optically clear adhesive)或其他材料。在一些实施例中，第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134以及第三菲涅耳透镜136的折射率为1.5至1.6。第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134以及第三菲涅耳透镜136的折射率大约等于封装材料120的折射率(例如约等于1.5)，由此减少光线在表面120a折射的机率。
48.第一菲涅耳透镜132重叠于第一发光二极管112。第二菲涅耳透镜134重叠于第二发光二极管114。第三菲涅耳透镜136重叠于第三发光二极管116。在本实施例中，在垂直于基板100的方向d1上，第一菲涅耳透镜132的中心、第二菲涅耳透镜134的中心以及第三菲涅耳透镜136的中心分别重叠于第一发光二极管112的中心、第二发光二极管114的中心以及第三发光二极管116的中心，由此增加显示装置1的出光效率。在本实施例中，黑矩阵120不重叠于第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134以及第三菲涅耳透镜136。
49.第一菲涅耳透镜132的宽度w4为第一发光二极管112的宽度w1的4倍至10倍。第二菲涅耳透镜134的宽度w5为第二发光二极管114的宽度w2的4倍至10倍。第三菲涅耳透镜136的宽度w6为第三发光二极管116的宽度w3的4倍至10倍。在本实施例中，宽度w4、w5、w6大于等于宽度w1、w2、w3的4倍，有助于增加显示装置1的出光效率。然而，为了避免反射过度，宽
度w4、w5、w6不大于宽度w1、w2、w3的10倍。
50.第一菲涅耳透镜132的曲率半径为第一菲涅耳透镜132的宽度w4的45％～55％。第二菲涅耳透镜134的曲率半径为第二菲涅耳透镜132的宽度w5的45％～55％。第三菲涅耳透镜136的曲率半径为第三菲涅耳透镜136的宽度w6的45％～55％。
51.第一菲涅耳透镜132的顶表面132a至第一发光二极管112的距离x1为8微米至500微米。第二菲涅耳透镜134的顶表面134a至第二发光二极管114的距离x2为8微米至500微米。第三菲涅耳透镜136的顶表面136a至第三发光二极管116的距离x3为8微米至500微米。
52.支撑结构170位于封装材料120上。盖板180重叠于基板100，且支撑结构170位于基板100与盖板180之间。支撑结构170的顶表面170a相较于第一菲涅耳透镜132的顶表面132a、第二菲涅耳透镜134的顶表面134a以及第三菲涅耳透镜136的顶表面136a更靠近盖板180，因此，支撑结构170有助于避免盖板180挤压第一菲涅耳透镜132、第二菲涅耳透镜134以及第三菲涅耳透镜136。
53.基于上述，第一菲涅耳透镜132的宽度w4大于等于第一发光二极管112的宽度w1的4倍，有助于增加显示装置1的出光效率。
54.图2是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。在此必须说明的是，图2的实施例沿用图1的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。
55.请参考图2，在本实施例中，菲涅耳透镜130的顶表面包括位于中央的圆形凸起c、环绕圆形凸起c的第一环形凸起r1、环绕第一环形凸起r1的第二环形凸起r2、环绕第二环形凸起r2的第三环形凸起r3、环绕第三环形凸起r3的第四环形凸起r4以及环绕第四环形凸起r4的第五环形凸起r5。在本实施例中，菲涅耳透镜130包括五个环形凸起，但本发明不以此为限，环形凸起的数量可以依照实际需求而进行调整。
56.在一些实施例中，圆形凸起c的宽度z3大于发光二极管110的宽度z1，使菲涅耳透镜130更易于对准发光二极管110。
57.图3是依照本发明的一实施例的菲涅耳透镜130的宽度z2(请参考图2)与显示装置的出光效率的折线图，以发光二极管110的宽度z1为130微米为例，在菲涅耳透镜130的宽度z2超过发光二极管110的宽度z1的十倍(1300微米)以上时，显示装置即具有优秀的出光效率。
58.菲涅耳透镜130的宽度z2、菲涅耳透镜130的曲率半径以及显示装置的出光效率(以绿光为例)的关系如表1所示。
59.表1
[0060][0061]
由表1可以得知，在菲涅耳透镜130的曲率半径为菲涅耳透镜130的宽度z2的50％时，显示装置具有较佳的出光效率。
[0062]
图4是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。在此必须说明的是，图4的实施例沿用图1的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。
[0063]
图4的显示装置2与图1的显示装置1的主要差异在于：显示装置2还包括挡墙结构200。
[0064]
在本实施例中，挡墙结构200环绕第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116。封装材料120填入挡墙结构200的多个开口o并覆盖第一发光二极管112、第二发光二极管114以及第三发光二极管116。在垂直于基板100的方向d1上，第一菲涅耳透镜132的顶表面132a、第二菲涅耳透镜134的顶表面134a以及第三菲涅耳透镜136的顶表面136a重叠于挡墙结构200的开口o的侧壁以及挡墙结构200的部分顶表面。
[0065]
综上所述，本发明的显示装置中，菲涅耳透镜的宽度大于等于发光二极管的宽度的4倍，由此能有效提升显示装置的出光效率。