显示模块及包含其的显示装置的制作方法

1.本发明涉及一种显示模块，且特别涉及一种包括上述显示模块的显示装置。


背景技术：

2.微型发光二极管显示装置是直接以微型发光二极管芯片作为发光单元，透过将发光单元封装于电路基板上来达到整面显示的效果。由于微型发光二极管芯片的表面与其周边的电路基板的反射率不同，为了呈现良好的画面品质，通常会使用深色的封装胶来封装微型发光二极管芯片，并在电路基板上涂覆暗色油墨来降低反射率，以避免外界光线射入显示装置时产生的反射光影响显示装置的画面品质。
3.然而，当近距离观看显示装置时，仍可观察到芯片的表面与周围的封装胶或油墨因反射率差异而呈现颜色不均匀的外观，甚至其显示面还会出现网格状的图案。


技术实现要素：

4.本发明提供一种显示模块，具有良好的画面品质。
5.本发明提供一种显示装置，具有良好的画面品质。
6.本发明的一个实施例提出一种显示模块，包括：电路基板；多个发光元件，位于电路基板上，且与电路基板电性连接；遮光层，位于电路基板上，且位于多个发光元件之间；封装层，位于多个发光元件及遮光层上；以及光学膜，位于封装层上。
7.在本发明的一实施例中，上述的多个发光元件具有反射率rc，光学膜具有透射率t
p
，遮光层具有反射率ri，且0.001rc《t
p2ri
《0.212rc。
8.在本发明的一实施例中，0.01《t
p
《0.46。
9.在本发明的一实施例中，0.002《ri《0.307。
10.在本发明的一实施例中，上述的多个发光元件包括红色发光二极管、绿色发光二极管及蓝色发光二极管。
11.在本发明的一实施例中，上述的封装层的透射率大于0.95。
12.在本发明的一实施例中，上述的光学膜包括圆偏光片。
13.在本发明的一实施例中，上述的显示模块还包括抗眩膜、抗反射膜、微结构膜、光学胶或其组合。
14.在本发明的一实施例中，上述的显示模块还包括多个封装电路板，分别位于多个发光元件与电路基板之间，且多个封装电路板分别电性连接多个发光元件与电路基板。
15.在本发明的一实施例中，上述的显示模块还包括多个封装垫，分别位于多个封装电路板上，且多个封装垫分别电性连接多个发光元件与多个封装电路板。
16.在本发明的一实施例中，上述的显示模块还包括保护层，其中保护层覆盖多个封装垫、但不覆盖多个发光元件。
17.在本发明的一实施例中，上述的保护层具有反射率rs，且0.002《rs《0.307。
18.在本发明的一实施例中，上述的遮光层或保护层的厚度大于或等于1μm。
19.在本发明的一实施例中，上述的遮光层具有多个开孔。
20.在本发明的一实施例中，上述的遮光层具有非均一的反射率分布。
21.本发明的一个实施例提出一种显示装置，包括：多个上述的显示模块，其中多个显示模块呈矩阵排列。
22.在本发明的一实施例中，上述的显示模块具有中央反射率及边缘反射率，上述的多个发光元件之间具有第一间距，且多个显示模块之间具有第二间距，当第二间距大于第一间距时，边缘反射率大于中央反射率。
23.在本发明的一实施例中，当上述的第二间距小于第一间距时，边缘反射率小于中央反射率。
附图说明
24.为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。
25.图1a是依照本发明一实施例的显示模块的上视示意图。
26.图1b是沿图1a的剖面线a-a’所作的剖面示意图。
27.图2是依照本发明一实施例的显示模块的剖面示意图。
28.图3是依照本发明一实施例的显示装置的上视示意图。
29.图4是依照本发明一实施例的显示装置的上视示意图。
30.符号说明
31.10、20：显示装置
32.100、200、300、400：显示模块
33.110：电路基板
34.112：底板
35.114：电路层
36.120：发光元件
37.130：遮光层
38.140：封装层
39.150：光学膜
40.152：光学胶
41.154：抗反射抗眩膜
42.160：封装电路板
43.170：保护层
44.a-a’：剖面线
45.bd：低反射率油墨图案
46.d1、d2、d5、d6：横向间距
47.d3、d4：纵向间距
48.dc：驱动元件
49.l1、l2、l3：入射光
50.o1、o2、o3：开孔
51.pa、pb、pc：接垫
52.pd、pe：封装垫
53.pxs：子像素
具体实施方式
54.图1a是依照本发明一实施例的显示模块100的上视示意图。图1b是沿图1a的剖面线a-a’所作的剖面示意图。为了使附图的表达较为简洁，图1a示意性绘示电路基板110、发光元件120以及遮光层130，并省略其他构件。
55.请参照图1a至图1b，显示模块100包括：电路基板110；多个发光元件120，位于电路基板110上，且与电路基板110电性连接；遮光层130，位于电路基板110上，且位于多个发光元件120之间；封装层140，位于多个发光元件120及遮光层130上；以及光学膜150，位于封装层140上。
56.在本发明的一实施例的显示模块100中，通过控制遮光层130的反射率，可使显示模块100的显示面具有颜色均匀的外观，从而具有良好的画面品质。以下，配合图1a至图1b，继续说明显示模块100的各个元件的实施方式，但本发明不以此为限。
57.请同时参照图1a至图1b，显示模块100可以包括多个子像素pxs，且多个子像素pxs呈阵列排列。各子像素pxs主要由发光元件120所组成。在一些实施例中，多个发光元件120可以都为蓝色发光二极管，且显示模块100可以另包括设置于多个发光元件120上的色转换层(图未示)，其中色转换层可以包括荧光粉或类似性质的波长转换材料，以让蓝色发光二极管所发出的蓝色光线转换成不同色彩的光线而实现全彩化的显示效果。在其他的实施例中，多个发光元件120可以包括多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管及多个蓝色发光二极管，从而实现全彩化的显示效果。当多个发光元件120本身的发光色彩不同时，则可不需设置色转换层。在另外一些实施例中，多个发光元件120可以都是白色发光二极管，而色转换层可以是彩色滤光层以实现全彩化的显示效果。
58.在本实施例中，电路基板110可以包括底板112以及电路层114。底板112可以是透明底板或非透明底板，其材料可以是石英、玻璃、高分子或其他适当的材料，但本发明不以此为限。电路层114可以包括多个接垫pa、pb、pc。电路层114中还可以选择性地设置显示模块100需要的线路或元件，例如电源线、驱动信号线、时序信号线、检测信号线、电流补偿线、驱动元件、开关元件、储存电容等等，而且上述线路或元件可以透过接垫pa、pb、pc与电路基板110外部的线路或元件电性连接。
59.在本实施例中，显示模块100还可以包括驱动元件dc，且驱动元件dc可以电性连接子像素pxs，以传递信号至发光元件120。举例而言，在子像素pxs中，发光元件120电性连接至接垫pa及接垫pb，而驱动元件dc可以分别电性连接至每一子像素pxs中的接垫pa及接垫pb。在一些实施例中，多个子像素pxs中的接垫pa彼此分离，且独立地接收由驱动元件dc提供的信号。在一些实施例中，多个子像素pxs中的接垫pb可彼此电性相连及/或接垫pb在操作时被施加相同的共用电压。在一些实施例中，驱动元件dc可为接合至电路基板110的芯片或直接形成于电路基板110中的电路元件(包含有源元件、被动元件或其组合)。
60.在本实施例中，发光元件120可以是于生长基板(例如蓝宝石基板)上制造后，透过例如巨量转移制作工艺被转置于电路基板110上，且电性连接至接垫pa及接垫pb，因此，显
示模块100可以具有板上芯片封装(chip onboard，cob)的形式。发光元件120可以是倒装片式发光二极管，且发光元件120可以透过位于外延结构同一侧的两个电极与电路基板110上对应的接垫pa及接垫pb电性连接。在一些实施例中，发光元件120也可以是垂直式发光二极管，且发光元件120背离电路基板110一侧的电极是经由连接导线与电路基板110上对应的接垫pa或接垫pb电性连接。在一些实施例中，发光元件120与接垫pa以及接垫pb之间还可以包括其他的导电材料或导电胶，例如焊料或异方性导电胶(acf)。
61.遮光层130位于多个发光元件120之间，且遮光层130可以遮蔽发光元件120之间的电路基板110的表面。在本实施例中，遮光层130布满发光元件120之间的电路基板110的表面，且露出发光元件120，如此可吸收入射于发光元件120周边的电路基板110上的入射光，以避免反射光干扰发光元件120发出的光线。此外，遮光层130可同时覆盖电路基板110上的线路，例如接垫pa、pb、pc，以防止电路基板110上的线路受损或短路。在某些实施例中，由于制造程序的差异，遮光层130可以不覆盖接垫pa、pb，而使接垫pa、pb从遮光层130部分露出。在一些实施例中，遮光层130的厚度可以大于或等于1μm，例如1μm、2μm或3μm。遮光层130的材料可以是油墨或其它适合的材料，本发明不以此为限。
62.封装层140覆盖发光元件120及遮光层130，且封装层140填充于发光元件120的侧壁之间。进一步而言，封装层140环绕发光元件120的侧壁，以提供发光元件120发出之光线进行折射或散射。封装层140可以防止水气进入，以维持发光元件120的性能与使用寿命。在本实施例中，封装层140可以具有高透射率，举例而言，封装层140的透射率可以大于95％，但本发明不限于此。封装层140的材料可以包括透明胶材，例如pur胶、环氧树脂(epoxy)、硅胶、或其他适合的胶材，本发明不以此为限。
63.光学膜150设置于发光元件120背离电路基板110的一侧，且封装层140位于光学膜150与发光元件120之间。在本实施例中，光学膜150可以包括圆偏光片，但本发明不以此为限。在一些实施例中，光学膜150也可以包括线偏光片与1/4波片的叠层结构。
64.在一些实施例中，显示模块100还可以包括光学胶152，且光学膜150通过光学胶152而贴附于封装层140上。光学胶152的材料包括光学透明胶(optical clear adhesive，oca)、光学感压胶(pressure sensitive adhesive，psa)、硅胶(silicone adhesive)、聚氨酯活性(polyurethane reactive，pur)胶、聚氨酯(polyurethane，pu)胶、或其他适合的光学级胶材。光学胶152可选用穿透率较高的光学透明胶，且光学胶152的穿透率可大于90％，但不以此为限。
65.在其他实施例中，显示模块100还可以包括抗反射抗眩膜154，抗反射抗眩膜154例如包括多个表面微结构以及镀在这些表面微结构上的抗反射膜，以调整显示模块100在环境光照射下的整体反射率、防眩性能及表面平整度等。
66.请参照图1b，在本实施例中，为了使入射于发光元件120的入射光l1与入射于遮光层130的入射光l2具有相同的反射率，以使显示模块100的整体表面呈现颜色均匀的显示面，以下说明如何界定遮光层130的反射率范围。
67.对于入射光l1以及入射光l2来说，由于其穿过光学胶152及抗反射抗眩膜154的透射率并不会因发光元件120的反射面为镜面或非镜面而有所不同，且光学胶152及抗反射抗眩膜154的透射率对其总反射率的影响都相同，因此，在比较其总反射率时，可不估算光学胶152与抗反射抗眩膜154的透射率的影响。
68.因此，在本实施例中，可将入射光l1描述为先穿过光学膜150及封装层140，再经发光元件120的反射面反射，随后再次穿过封装层140及光学膜150而离开显示模块100，故可得到入射光l1的总反射率r
t
如下：
69.r
t
＝t
p2
t
g2
rcꢀꢀ
式(1)，
70.其中t
p
为光学膜150的透射率，tg为封装层140的透射率，rc为发光元件120的反射率。
71.在本实施例中，当封装层140的透射率大于98％时，则可得到：
72.t
g2
≈1。
73.一般来说，光学膜150的透射率t
p
约为0.46，但考量到发光元件120的反射面的反射特性可介于镜面与非镜面(或雾面)之间，且若入射光l1通过光学膜150的圆偏光片后经镜面反射并再次通过光学膜150射出时，反射光的强度将极低，因此，对于入射光l1而言，可得到：
74.0.001《t
p2
《(0.46)2，即
75.0.001《t
p2
《0.212，将其带入式(1)可得：
76.0.001rc《r
t
《0.212rcꢀꢀ
式(2)。
77.另外，鉴于一般显示模块的反射率为6.5％，为求改善，将入射光l1的最大反射率限定为小于6.5％，同时设定发光元件120的反射率rc为大于0.5，将其带入式(2)可得：
78.0.0005《r
t
《0.065
ꢀꢀ
式(3)。
79.相似地，对于入射光l2而言，可将入射光l2描述为先穿过光学膜150及封装层140，再经遮光层130反射，随后再次穿过封装层140及光学膜150而离开显示模块100。因此，可得到入射光l2的总反射率ru如下：
80.ru＝t
p2
t
g2ri
，
81.其中ri为遮光层130的反射率。
82.由于封装层140的透射率大于98％，因此，可得到：
83.ru＝t
p2ri
ꢀꢀ
式(4)。
84.为了使入射光l2的总反射率ru近似于入射光l1的总反射率r
t
，即ru具有与r
t
相同的范围，将式(4)带入式(2)及式(3)可得：
85.0.001rc《t
p2ri
《0.212rc，且
86.0.0005《t
p2ri
《0.065。
87.由于遮光层130的表面较接近雾面，因此，对于入射光l2而言可得到：
88.t
p2
≤0.212。
89.因此，可得出：
90.0.0005《0.212ri《0.065，故
91.0.002《ri《0.307。
92.从上述的推导过程可知，在本实施例的显示模块100中，可以从封装层140的透射率tg、光学膜150的透射率t
p
、以及发光元件120的反射率rc得出相应的遮光层130的反射率ri的范围，以使入射光l2与入射光l1具有相近或相同的总反射率。
93.请参照图1a，在一些实施例中，遮光层130还可以具有多个开孔o1，或是局部使用具有高反射率的油墨，以调高局部反射率。在一些实施例中，遮光层130也可以具有多个低
反射率油墨图案bd，以局部调低遮光层130的反射率。在一些实施例中，可以通过使用多种反射率不同的油墨、或局部使用浓度不同的油墨来形成遮光层130，以调整遮光层130的反射率分布，使遮光层130具有非均一的反射率分布。如此一来，举例而言，当因应设计需求造成发光元件120之间较为靠近而产生亮线或较为远离而产生暗线时，即可局部调整遮光层130的反射率来使显示模块100的显示面具有颜色均匀的外观。
94.图2是依照本发明一实施例的显示模块200的剖面示意图。与图1所示的显示模块100相比，如图2所示的显示模块200中的结构的不同之处在于：显示模块200中的各个发光元件120先个别封装于封装电路板160上，再组装于电路基板110上，因此，显示模块200可具有板上封装(package onboard，pob)的形式。
95.请参照图2，在本实施例中，封装电路板160位于发光元件120与电路基板110之间，且封装电路板160电性连接发光元件120与电路基板110。举例而言，封装电路板160可包括多个封装垫pd、pe，封装垫pd、pe位于封装电路板160上，且封装垫pd、pe可分别电性连接发光元件120的两个电极。另一方面，封装电路板160上的封装垫pd、pe可分别电性连接电路基板110上的接垫pa、pb。如此一来，发光元件120的两个电极即可透过封装电路板160上的封装垫pd、pe分别电性连接至电路基板110上的接垫pa、pb。
96.在本实施例中，显示模块200还可以包括保护层170，保护层170可以布满封装电路板160上未被发光元件120覆盖的表面，且露出发光元件120，如此可吸收入射于发光元件120周边的封装电路板160上的所有入射光，以避免反射光干扰发光元件120发出的光线。此外，保护层170还可保护封装电路板160上的线路，例如保护层170可以覆盖封装垫pd、pe，以防止封装电路板160上的线路受损或短路。在一些实施例中，保护层170的厚度可以大于1μm，且保护层170的材料可以是防焊漆(solder resist)、油墨或其它适当材料，但本发明不以此为限。
97.在本实施例中，可以在将发光元件120设置于封装电路板160之后，先于封装电路板160形成保护层170，然后使用封装层140封装发光元件120，之后再将封装电路板160设置于电路基板110上，随后再于电路基板110上形成遮光层130。因此，封装层140覆盖发光元件120及保护层170，且封装层140未覆盖遮光层130。在一些实施例中，保护层的厚度可以大于或等于1μm，但不以此为限。
98.请参照图2，在本实施例中，入射光l1入射于发光元件120，入射光l2入射于遮光层130，且入射光l3入射于保护层170。为了使入射于遮光层130的入射光l2以及入射于保护层170的入射光l3与入射于发光元件120的入射光l1具有相同的反射率，以使显示模块200的整体表面呈现一致的颜色，以下说明如何界定遮光层130以及保护层170的反射率范围。
99.在本实施例中，入射光l2先穿过光学膜150，随后经遮光层130反射，然后再次穿过光学膜150。虽然入射光l2未通过封装层140，但由于封装层140的透射率可接近1，因此，遮光层130的反射率范围可近似于由前述实施例的显示模块100得到的范围。
100.在本实施例中，可将入射光l3描述为先穿过光学膜150及封装层140，再经保护层170反射，随后再次穿过封装层140及光学膜150而离开显示模块200。因此，可得到入射光l3的总反射率rv如下：
101.rv＝t
p2
t
g2rs
，
102.其中rs为保护层170的反射率。
103.由于封装层140的透射率大于98％，因此，可得到：
104.rv＝t
p2rs
ꢀꢀ
式(5)。
105.为了使入射光l3的总反射率rv近似于入射光l1的总反射率r
t
，即rv具有与r
t
相同的范围，将式(5)带入式(2)及式(3)可得：
106.0.001rc《t
p2rs
《0.212rc，且
107.0.0005《t
p2rs
《0.065。
108.由于保护层170的表面较接近雾面，因此，对于入射光l3而言可得到：
109.t
p2
≤0.212。
110.因此，可得出：
111.0.0005《0.212rs《0.065，故
112.0.002《rs《0.307。
113.从上述的推导过程可知，在本实施例的显示模块200中，可以从封装层140的透射率tg、光学膜150的透射率t
p
、以及发光元件120的反射率rc得出遮光层130的反射率ri以及保护层170的反射率rs的范围，以使入射光l1、入射光l2以及入射光l3都具有近似或相同的总反射率。
114.在本实施例中，遮光层130以及保护层170也可以具有多个开孔，或是局部使用具有高反射率、具有低反射率或不同浓度的油墨图案，以局部调整遮光层130以及保护层170的反射率，使得遮光层130及保护层170具有非均一的反射率分布，且可因应需求而局部调整遮光层130及保护层170的反射率，从而使显示模块200的显示面具有颜色均匀的外观，而能够具有良好的画面品质。
115.图3是依照本发明一实施例的显示装置10的上视示意图。显示装置10可以包括多个显示模块300，其中显示模块300可以是上述实施例所说明的显示模块100或显示模块200。多个显示模块300可以矩阵的形式排列且相互拼接，而形成显示装置10。
116.在本实施例中，显示装置10可以包括六个显示模块300，且六个显示模块300以3
×
2的矩阵排列拼接。每一显示模块300包括多个发光元件120，其中相邻的两个发光元件120之间具有横向间距d1及纵向间距d3。显示模块300的中央可具有中央反射率rm，且中央反射率rm可以是显示模块300的中央区域的平均反射率。另外，在显示装置10中，相邻的两个显示模块300之间可具有横向间距d2及纵向间距d4，且显示模块300的边缘可具有边缘反射率rn。在本实施例中，由于显示模块300之间的横向间距d2大于发光元件120之间的横向间距d1，且显示模块300之间的纵向间距d4大于发光元件120之间的纵向间距d3，导致显示模块300之间出现暗线。因此，可于显示模块300的边缘处的遮光层130中形成开孔o2来局部提高显示模块300的边缘反射率rn，以使显示模块300的边缘反射率rn大于中央反射率rm而消除显示模块300之间的暗线，从而使显示装置10具有良好的画面品质。
117.图4是依照本发明一实施例的显示装置20的上视示意图。显示装置20可以包括多个显示模块400，其中显示模块400可以是上述实施例中说明的显示模块100或显示模块200，且多个显示模块400呈矩阵排列而拼接形成显示装置20。
118.与图3所示的显示装置10相比，如图4所示的显示装置20的不同之处在于：相邻的两个发光元件120之间具有纵向间距d3及横向间距d5，相邻的两个显示模块400之间具有纵向间距d4及横向间距d6。由于纵向间距d4大于纵向间距d3，导致显示模块400之间产生横向
暗线，同时，由于横向间距d6小于横向间距d5，导致显示模块400之间产生纵向亮线。因此，可于显示模块400的横向边缘处的遮光层130中形成开孔o3来局部提高显示模块400的边缘反射率r
n1
，使显示模块400的边缘反射率r
n1
大于中央反射率rm，从而消除显示模块400之间的横向暗线。同时，可于显示模块400的纵向边缘处的遮光层130中局部使用低反射率油墨图案bd来局部降低显示模块400的边缘反射率r
n2
，使显示模块400的边缘反射率r
n2
小于中央反射率rm，从而消除显示模块400之间的纵向亮线。如此一来，可同时消除显示模块400之间的横向暗线以及纵向亮线，而使显示装置20能够具有良好的画面品质。
119.综上所述，本发明的显示模块通过控制遮光层的反射率，使得显示模块的显示面能够具有颜色均匀的外观，从而得到良好的画面品质。另外，本发明的显示装置通过调整遮光层的反射率，可消除显示模块之间的暗线或亮线，从而具有良好的画面品质。
120.虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。