CN112419909B - 微型发光二极管透明显示器 - Google Patents

Abstract

一种微型发光二极管透明显示器，具有相对的一第一显示面与一第二显示面，且包含一基板、多个像素区及至少一光栅层。第一显示面与第二显示面位于基板的二相反侧。像素区阵列设置于基板上，各像素区包含多个微型发光二极管，且微型发光二极管电性接合于基板。光栅层设置于基板上，且微型发光二极管位于光栅层与基板之间。光栅层可控制像素区的微型发光二极管产生的多个光线，光线部分穿透出第一显示面且部分反射至第二显示面。借此，可达到控制显示方向的效果。

Description

微型发光二极管透明显示器

技术领域

本公开内容涉及一种透明显示器，且特别是一种微型发光二极管透明显示器。

背景技术

因应显示器的发展趋势，市面上除了精进单向显示器的显示品质之外，双面显示器同时开始蓬勃发展。一般来说，双面显示器可使不同方向的观看者皆可从双面显示器的二侧观看到相同或不同的显示影像。

然而，目前较常见的双面显示器的形式大多为通过正反面各设置显示面板来达到双面显示的效果。因此，造成市面上双面显示器的厚度可能过厚，以及透明度不佳的情况。

发明内容

本公开内容提供一种微型发光二极管透明显示器，通过光栅层控制光线穿透与反射，可达到透明度佳、减少微型发光二极管透明显示器的厚度及可控制显示方向的效果。

依据本公开内容一实施方式提供一种微型发光二极管透明显示器，具有相对的一第一显示面与一第二显示面，且包含一基板、多个像素区及至少一光栅层。第一显示面与第二显示面位于基板的二相反侧。像素区阵列设置于基板上，各像素区包含多个微型发光二极管，且微型发光二极管电性接合于基板。光栅层设置于基板上，且微型发光二极管位于光栅层与基板之间。光栅层可控制像素区的微型发光二极管直接产生的多个光线，光线部分穿透出第一显示面且部分反射至第二显示面而控制显示方向。各像素区中的微型发光二极管的面积占比为10％至25％。微型发光二极管透明显示器的透明度达到60％以上。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中光栅层可为染色液晶层、电泳层或电致变色层。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，可还包含一平坦层，其中平坦层位于基板与光栅层之间，并覆盖微型发光二极管。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中平坦层的高度为L1，各微型发光二极管的高度为L2，其可满足下列条件：10≥L1/L2>5。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中光栅层可为反射偏振片。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，可还包含一液晶层，其中液晶层位于基板与光栅层之间，并覆盖微型发光二极管。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中像素区中任意相邻二者的间距为P，其可满足下列条件：P≥100微米。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中光栅层可包含一电极结构，电极结构用以调整光栅层控制光线穿透及反射的程度。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中电极结构可为透明导电层。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中各像素区可包含三微型发光二极管，三微型发光二极管分别发出蓝光、绿光以及红光。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中光栅层的数量可为二，且光栅层可为一第一光栅层与一第二光栅层。第一光栅层与第二光栅层分别设置于基板的二相反侧，且微型发光二极管位于第一光栅层与第二光栅层之间。

依据前段所述实施方式的微型发光二极管透明显示器，其中第一光栅层的材质与第二光栅层的材质可相同，并可皆为反射式染色液晶或吸收式染色液晶。

附图说明

图1示出依照本发明一实施方式中微型发光二极管透明显示器的示意图；

图2A示出依照图1实施方式中微型发光二极管透明显示器的设置示意图；

图2B示出依照本发明另一实施方式中微型发光二极管透明显示器的设置示意图；

图3示出依照本发明另一实施方式中微型发光二极管透明显示器的示意图；

图4示出依照本发明再一实施方式中微型发光二极管透明显示器的示意图；以及

图5示出依照本发明另一实施方式中微型发光二极管透明显示器的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100，200，300，400，500：微型发光二极管透明显示器

110，310，410，510：基板

111，211，511：像素区

120，220，320，420，520：微型单元

121，122，123，221，222，223，321，322，323，421，422，423，521，522，523：微型发光二极管

130，330，430：光栅层

131，531，571：染色液晶

132，432，532，572：电极结构

132a，432a，532a，572a：上电极图案

132b，432b，532b，572b：下电极图案

141，341，441，541：第一显示面

142，342，442，542：第二显示面

150，450，550：平坦层

360：液晶层

431：电致变色层

530：第一光栅层

570：第二光栅层

L：光线

L1：平坦层的高度

L2：各微型发光二极管的高度

P：像素区中任意相邻二者的间距

具体实施方式

请同时参照图1及图2A，其中图1示出依照本发明一实施方式中微型发光二极管透明显示器100的示意图，图2A示出依照图1实施方式中微型发光二极管透明显示器100的设置示意图。由图1与图2A可知，微型发光二极管透明显示器100具有相对的一第一显示面141与一第二显示面142，且包含一基板110、多个像素区111、一平坦层150及至少一光栅层130，其中第一显示面141与第二显示面142位于基板110的二相反侧。

像素区111阵列设置于基板110上，各像素区111设置有至少一微型单元120作为自发光光源，且各像素区111包含多个微型发光二极管。更详细来说，各微型单元120包含多个微型发光二极管，且微型发光二极管电性接合于基板110。图1实施方式中，微型单元120包含三微型发光二极管121、122、123，分别为红色微型发光二极管、绿色微型发光二极管及蓝色微型发光二极管，即微型发光二极管121、122、123分别发出红光、绿光以及蓝光，但其排列顺序不以图1实施方式公开为限。再者，各微型发光二极管121、122、123的厚度可为5微米至10微米，且各微型发光二极管121、122、123的大小可为10微米至30微米，但并不以此为限。

光栅层130设置于基板110上，且微型发光二极管121、122、123位于光栅层130与基板110之间，其中光栅层130可为染色液晶层、电泳层、电致变色层或反射偏振片。图1实施方式中，光栅层130包含一染色液晶131与一电极结构132，其中电极结构132夹设染色液晶131。染色液晶131可为掺杂高反射性染料的向列性(Nematic)液晶，且染色液晶131是利用光轴的旋转来控制反射效果，也就是说染色液晶131可利用电极结构132控制反射程度，但并不以此为限。值得一提的是，光栅层可为电泳层与电极结构的设计，而电泳层可控制粒子的聚集程度来改变反射效果，也就是说染色液晶与电泳层皆可利用电极结构控制反射程度，但并不以此为限。

具体来说，光栅层130可控制像素区111的微型发光二极管121、122、123产生的多个光线L，且光线L部分穿透射出第一显示面141且部分反射至第二显示面142。借此，可达到控制显示方向(正面、背面或正反面同时)的效果，并可缩小整体微型发光二极管透明显示器100的体积。

电极结构132包含上电极图案132a及下电极图案132b，染色液晶131位于上电极图案132a及下电极图案132b之间，通过上电极图案132a及下电极图案132b产生的电场控制染色液晶131的排列以调整光线L穿透及反射的程度。借此，可依据使用者的需求弹性地设定双面显示或单面显示，以及可适应地调整双面显示的显示亮度。再者，电极结构132为透明导电层，上电极图案132a及下电极图案132b可以是整面导电薄膜，或依像素区111位置做图案化设计。

平坦层150位于基板110与光栅层130之间，并覆盖微型发光二极管121、122、123，且平坦层150为光学胶层，其中光学胶层具有透光性，且其材质可为聚丙烯，但并不以此为限。进一步来说，平坦层150的高度为L1，各微型发光二极管121、122、123的高度为L2，其可满足下列条件：10≥L1/L2>5。借此，当L1/L2<5时，平坦层150覆盖微型单元120后的表面平坦度会不够；当L1/L2>10时，对于后制程良率与出光效率会有影响。

进一步来说，像素区111中任意相邻二者的间距为P，其满足下列条件：P≥100微米。借此，可避免影响各微型发光二极管121、122、123产生的光线L穿透及反射的效果，并可兼顾微型发光二极管透明显示器100的透明度与亮度，以达到优选的显示品质。

请参照图2B，其示出依照本发明另一实施方式中微型发光二极管透明显示器200的设置示意图。由图2A与图2B可知，图2B实施方式的微型发光二极管透明显示器200与图2A实施方式的微型发光二极管透明显示器100相似，差异点在于图2B实施方式的微型发光二极管透明显示器200的各像素区211中的微型单元220的面积占比为10％至25％。详细来说，各像素区211中的三微型发光二极管221、222、223于基板(图未示出)的投影面积总和是像素区211面积的10％至25％。换句话说，像素区211面积等于像素区211中任意相邻二者的间距的平方，三微型发光二极管221、222、223于基板的投影面积总和范围为0.1P²至0.25P²。借此，可让微型发光二极管透明显示器200的透明度提升，若同时搭配P≥100微米的设计，可令微型发光二极管透明显示器200的透明度达到60％以上。

另外，图2B实施方式与图2A实施方式其余的元件的结构及配置关系皆相同，在此将不另赘述。

请参照图3，其示出依照本发明另一实施方式中微型发光二极管透明显示器300的示意图。由图3可知，微型发光二极管透明显示器300具有相对的一第一显示面341与一第二显示面342，且包含一基板310、多个像素区(图未标示)、一液晶层360及至少一光栅层330，其中第一显示面341与第二显示面342位于基板310的二相反侧。

像素区阵列设置于基板310上，各像素区设置有至少一微型单元320作为自发光光源，且各像素区包含多个微型发光二极管。更详细来说，各微型单元320包含多个微型发光二极管，且微型发光二极管电性接合于基板310。图3实施方式中，微型单元320包含三微型发光二极管321、322、323，其中微型发光二极管321、322、323分别为红色微型发光二极管、绿色微型发光二极管及蓝色微型发光二极管，即微型发光二极管321、322、323分别发出红光、绿光以及蓝光，但其排列顺序不以图3实施方式公开为限。

光栅层330设置于微型单元320上，其中图3实施方式中，光栅层330为反射偏振片。反射偏振片用以搭配液晶层360，且反射偏振片可反射特定的偏振光。详细来说，基板310具有液晶控制电极(图未示出)与微型发光二极管控制电极(图未示出)，液晶控制电极可控制液晶层360的液晶转动，微型发光二极管控制电极则控制微型发光二极管321、322、323的发光亮度。

光栅层330可控制像素区的微型发光二极管321、322、323产生的多个光线(图未示出)，光线部分穿透出第一显示面341且部分反射至第二显示面342。借此，可达到控制显示方向(正面、背面或正反面同时)的效果，可缩小整体微型发光二极管透明显示器300的体积。

液晶控制电极利用电场控制液晶转动来决定微型单元320光线的偏振程度，用以调整光栅层330反射偏振光的程度。借此，可依据使用者的需求弹性地设定双面显示或单面显示，以及可适应地调整双面显示的显示亮度。

值得一提的是，液晶控制电极也可以分别设置于液晶层360两侧，也就是位于基板310上与光栅层330面向液晶层360的表面上。

液晶层360位于基板310与光栅层330之间，并覆盖微型单元320。在基板310上还设置有多个间隙元件(spacer)(图未示出)用以控制与维持液晶层360厚度，此为一般液晶面板的通常知识，在此不多加赘述。具体而言，液晶层360用以改变光线的折射率，并控制特定偏振光的穿透及反射。优选的液晶层360的厚度为不大于微型发光二极管321、322、323的2倍高度，但须高于微型发光二极管321、322、323。当液晶层360的厚度大于微型发光二极管321、322、323的2倍高度时，必须加强外加电场才能转动液晶，且透光率也降低；当液晶层360的厚度不足时，液晶层360无法覆盖微型发光二极管321、322、323。

另外，图3实施方式与图1实施方式其余的元件的结构及配置关系皆相同，在此将不另赘述。

请参照图4，其示出依照本发明再一实施方式中微型发光二极管透明显示器400的示意图。由图4可知，微型发光二极管透明显示器400具有相对的一第一显示面441与一第二显示面442，且包含一基板410、多个像素区(图未标示)、一平坦层450及至少一光栅层430，其中第一显示面441与第二显示面442位于基板410的二相反侧。

像素区阵列设置于基板410上，各像素区设置有至少一微型单元420作为自发光光源，且各像素区包含多个微型发光二极管。更详细来说，各微型单元420包含多个微型发光二极管，且微型发光二极管电性接合于基板410。图4实施方式中，微型单元420包含三微型发光二极管421、422、423，其中微型发光二极管421、422、423分别为红色微型发光二极管、绿色微型发光二极管及蓝色微型发光二极管，即微型发光二极管421、422、423分别发出红光、绿光以及蓝光，但其排列顺序不以图4实施方式公开为限。

光栅层430设置于微型单元420上，且微型发光二极管421、422、423位于光栅层430与基板410之间。图4实施方式中，光栅层430包含一电致变色层431与一电极结构432，其中电极结构432夹设电致变色层431。再者，电致变色层431的材质可为金属氧化物，如氧化钛，且用以控制反射光的程度。光栅层430可控制像素区的微型发光二极管421、422、423产生的多个光线(图未示出)，光线部分穿透出第一显示面441且部分反射至第二显示面442。借此，可达到控制显示方向(正面、背面或正反面同时)的效果，可缩小整体微型发光二极管透明显示器400的体积。

电极结构432包含上电极图案432a及下电极图案432b，电致变色层431位于上电极图案432a及下电极图案432b之间，通过上电极图案432a及下电极图案432b产生的电场控制电致变色层431的排列用以调整光线穿透及反射的程度。借此，可依据使用者的需求弹性地设定双面显示或单面显示，以及可适应地调整双面显示的显示亮度。再者，电极结构432为透明导电层，上电极图案432a及下电极图案432b可以是整面导电薄膜，或依像素区位置做图案化设计。

平坦层450位于基板410与光栅层430之间，并覆盖微型发光二极管421、422、423，且平坦层450为光学胶层，其中光学胶层具有透光性，且其材质可为聚丙烯，但并不以此为限。

另外，图4实施方式与图1实施方式其余的元件的结构及配置关系皆相同，在此将不另赘述。

请参照图5，其示出依照本发明另一实施方式中微型发光二极管透明显示器500的示意图。由图5可知，微型发光二极管透明显示器500具有相对的一第一显示面541与一第二显示面542，且包含一基板510、多个像素区511、一平坦层550、一第一光栅层530以及一第二光栅层570，其中第一显示面541与第二显示面542位于基板510的二相反侧。

像素区511阵列设置于基板510上，各像素区511设置有至少一微型单元520作为自发光光源，且各像素区511包含多个微型发光二极管。更详细来说，各微型单元520包含多个微型发光二极管，且微型发光二极管电性接合于基板510。图5实施方式中，微型单元520包含三微型发光二极管521、522、523，分别为红色微型发光二极管、绿色微型发光二极管及蓝色微型发光二极管，即微型发光二极管521、522、523分别发出红光、绿光以及蓝光，但其排列顺序不以图5实施方式公开为限。

图5实施方式的微型发光二极管透明显示器500与图1实施方式的微型发光二极管透明显示器100主要差异处的一在于光栅层的数量，其中图5实施方式的微型发光二极管透明显示器500的光栅层的数量为二，且分别为第一光栅层530与第二光栅层570。第一光栅层530与第二光栅层570分别设置于基板510的二相反侧，且微型发光二极管521、522、523位于第一光栅层530与第二光栅层570之间。进一步来说，第一光栅层530的材质与第二光栅层570的材质可相同，且第一光栅层530与第二光栅层570可皆为反射式染色液晶或吸收式染色液晶。图5实施方式中，第一光栅层530与第二光栅层570皆为吸收式染色液晶，但并不以此为限。

图5实施方式中，第一光栅层530包含一染色液晶531与一电极结构532，且第二光栅层570包含一染色液晶571与一电极结构572，其中电极结构532夹设染色液晶531，且电极结构572夹设染色液晶571。

具体而言，第一光栅层530利用电极结构532以像素区为单位控制像素区511中微型发光二极管521、522、523的光线L是否可以穿透出第一显示面541。相同的，第二光栅层570利用电极结构572以像素区511为单位控制像素区511中微型发光二极管521、522、523的光线L是否可以穿透出第二显示面542。

像素区511之间的染色液晶531、571则让光线L穿透不吸收，并维持微型发光二极管透明显示器500的透明度。进一步来说，电极结构532包含上电极图案532a及下电极图案532b，且染色液晶531位于上电极图案532a及下电极图案532b之间；电极结构572包含上电极图案572a及下电极图案572b，且染色液晶571位于上电极图案572a及下电极图案572b之间。可分别通过上电极图案532a、572a及下电极图案532b、572b产生的电场控制染色液晶531、571的排列以调整光线L吸收的程度。图5实施方式中，电极结构532、572为对应像素区511的位置调整设置位置。

平坦层550位于基板510与第一光栅层530之间，并覆盖微型发光二极管521、522、523，且平坦层550为光学胶层，其中光学胶层具有透光性，且其材质可为聚丙烯，但并不以此为限。

另外，图5实施方式与图1实施方式其余的元件的结构及配置关系皆相同，在此将不另赘述。

综上所述，本发明的微型发光二极管透明显示器可同时兼顾透明度与亮度，且缩小整体微型发光二极管透明显示器的体积。再者，可达到控制显示方向(正面、背面或正反面同时)的效果。再者，本发明的微型发光二极管透明显示器可应用在户外看板、展场橱窗，甚至可应用于车窗玻璃，但并不以上述的应用为限。借此，可达到双面显示、透明且降低面板成本的效果。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种微型发光二极管透明显示器，其特征在于，具有相对的一第一显示面与一第二显示面，且包含：

一基板，该第一显示面与该第二显示面位于该基板的二相反侧；

多个像素区，阵列设置于该基板上，各该像素区包含多个微型发光二极管，且所述微型发光二极管电性接合于该基板；以及

一光栅层，设置于该基板上，且所述微型发光二极管位于该光栅层与该基板之间；

其中，该光栅层可控制所述像素区的所述微型发光二极管朝向该光栅层产生的多个第一侧光线穿透及反射的程度，所述第一侧光线的一部分穿透出该第一显示面，形成该第一显示面显示方向的效果和可被调整的一显示亮度，同时所述第一侧光线的另一部分被该光栅层反射经过所述微型发光二极管间的间隙而至该第二显示面，形成该第二显示面显示方向的效果和可被调整的另一显示亮度；

其中，各该像素区中的所述微型发光二极管的面积占比为10％至25％；

其中，该微型发光二极管透明显示器的透明度达到60％以上。

2.如权利要求1所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，该光栅层为染色液晶层、电泳层或电致变色层。

3.如权利要求2所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，还包含：

一平坦层，位于该基板与该光栅层之间，并覆盖所述微型发光二极管。

4.如权利要求3所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，该平坦层的高度为L1，各该微型发光二极管的高度为L2，其满足下列条件：

10≥L1/L2>5。

5.如权利要求1所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，该光栅层为反射偏振片。

6.如权利要求5所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，还包含：

一液晶层，位于该基板与该光栅层之间，并覆盖所述微型发光二极管。

7.如权利要求1所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，所述像素区中任意相邻二者的间距为P，其满足下列条件：

P≥100微米。

8.如权利要求1所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，该光栅层包含一电极结构，该电极结构用以调整该光栅层控制所述第一侧光线穿透及反射的程度。

9.如权利要求8所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，该电极结构为透明导电层。

10.如权利要求1所述的微型发光二极管透明显示器，其特征在于，各该像素区包含三微型发光二极管，三该微型发光二极管分别发出蓝光、绿光以及红光。