CN103928587A - 发光元件、发光元件阵列以及发光元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光元件、发光元件阵列与发光元件的制造方法。发光元件包括透光基板、第一电极、第二电极、发光二极管晶片、反射杯以及透光封装材料。第一电极配置于透光基板上。发光二极管晶片接触第一电极与第二电极。反射杯配置于透光基板上并罩覆发光二极管晶片与第一电极。透光封装材料填充于透光基板、反射杯与发光二极管晶片的侧壁之间。
Description
技术领域
本发明是有关于一种发光元件、发光元件阵列以及发光元件的制造方法,且特别是有关于一种可提高发光效率以及发光区的亮度均匀性的发光元件、发光元件阵列以及发光元件的制造方法。
背景技术
随着半导体科技的进步,现今的发光二极管已具备了高亮度的输出,再加上发光二极管具有诸如寿命长、体积小、高抗震性、低热产生及低功率消耗等优点,因此已被广泛应用于家用及各种设备中的指示器或光源。近年来,发光二极管已朝高功率发展,因此其应用领域已扩展至道路照明、大型户外看板、交通号志灯及相关领域。如今,发光二极管已成为兼具省电及环保功能的主要照明光源以及常用的显示元件。
然而,就现有以发光二极管作为光源的发光元件的结构而言,较不易将发光二极管发出的光线收敛集中。因此,如何提高发光元件的发光效率以及发光区的亮度均匀性,已成为亟待解决的课题。
发明内容
本发明提供一种发光元件、发光元件阵列以及发光元件的制造方法,有助于提高发光效率以及发光区的亮度均匀性。
本发明提出一种发光元件,其包括透光基板、第一电极、第二电极、发光二极管晶片、反射杯(reflector)以及透光封装材料。第一电极配置于透光基板上。发光二极管晶片接触第一电极与第二电极。反射杯配置于透光基板上并罩覆发光二极管晶片与第一电极。透光封装材料填充于透光基板、反射杯与发光二极管晶片的侧壁之间。
本发明提出一种发光元件阵列,其包括透光基板、多个第一电极、多个第二电极、多个发光二极管晶片、多个反射杯以及多个透光封装材料。这些第一电极配置于透光基板上。各个发光二极管晶片接触一个第一电极与一个第二电极。这些反射杯配置于透光基板上并罩覆一个发光二极管晶片与一个第一电极。透光封装材料填充于基板、一个反射杯与一个发光二极管晶片的侧壁之间。
本发明提出一种发光元件的制造方法,其包括以下步骤。首先,在透光基板上形成第一电极。接着,在第一电极上配置发光二极管晶片。接着,在透光基板上填充透光封装材料并环绕发光二极管晶片的侧壁。之后,第二电极与一反射杯形成于发光二极管晶片上,其中第二电极接触发光二极管晶片,反射杯并罩覆发光二极管晶片、透光封装材料与第一电极。
本发明另提出一种发光元件,其包括透光基板、第一电极、第二电极、发光二极管晶片以及波长转换层。第一电极配置于透光基板上。发光二极管晶片配置于第一电极与第二电极之间并电性连接两者。波长转换层配置于第一电极与发光二极管晶片之间并电性连接两者,或配置于第二电极与发光二极管晶片之间并电性连接两者。
本发明另提出一种发光元件阵列,其包括透光基板、多个第一电极、多个第二电极、多个发光二极管晶片以及多的波长转换层。这些第一电极配置于透光基板上。这些发光二极管晶片分别配置于一个第一电极与一个第二电极之间并电性连接两者。波长转换层配置于一个第一电极与一个发光二极管晶片之间并电性连接两者,或配置于一个第二电极与一个发光二极管晶片之间并电性连接两者。
基于上述,本发明的发光元件利用反射杯的设计,可以让发光二极管晶片所发出的光线集中从透光基板射出,从而提高其发光效率。并且,电性连接于第一电极与发光二极管晶片之间的波长转换层,或电性连接于第二电极与发光二极管晶片之间的波长转换层,可将发光二极管晶片所发出的光线转换为面光源,进而提升发光区的亮度均匀性。
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,并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1D是本发明一实施例的发光元件的制造方法的剖面流程示意图;
图2A至图2D分别是图1A至图1D的俯视示意图;
图3A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图;
图3B是图3A的发光元件的俯视示意图;
图4A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图;
图4B是图4A的发光元件的俯视示意图;
图5A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图;
图5B是图5A的发光元件的俯视示意图;
图6A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图;
图6B是图6A的发光元件的俯视示意图;
图7A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图;
图7B是图7A的波长转换层的微观示意图;
图8是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图;
图9是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图;
图10是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图;
图11是本发明一实施例的发光元件阵列的线路示意图。
其中,附图标记:
100A~100I:发光元件
110:透光基板
120、120a:第一电极
130、130a:发光二极管晶片
140:透光封装材料
150、150a、150b、150c:第二电极
160、160a、160b:反射杯
170、170a:遮光图案
180、180a:绝缘图案
190、190a、190b:波长转换层
191a:荧光粉
192a:导电膜
200:发光元件阵列
201:发光元件
201a:发光二极管晶片
201b:第一电极
201c:第二电极
210:透光基板
211:扫描线
212:数据线
213:主动元件
214:共同配线
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
图1A至图1D是本发明一实施例的发光元件的制造方法的剖面流程示意图。图2A至图2D分别是图1A至图1D的俯视示意图。如图1A所示,首先在透光基板110上形成第一电极120,透光基板110的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是可挠性材料,以提高发光元件的机械强度并提供良好的光线穿透性,而第一电极120的材质例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物等透明导电材质或金属。如图2A所示,第一电极120大致上形成于透光基板110的中央区域。
接着,如图1B所示,在第一电极120上配置发光二极管晶片130,其中发光二极管晶片130例如是通过微元件移转法(micro-device transfer method)以微机械装置挟持并且装设于透光基板110上,而发光二极管晶片130例如是通过焊接方式将其阳极接合于第一电极120上,但本发明不以此为限,且彼此电性连接,如图2B所示。通常而言,第一电极120例如是与驱动线路(图未示)相连接,藉此驱动信号可通过驱动线路(图未示)而传送至发光二极管晶片130,以驱动发光二极管晶片130。就其制程而言,驱动线路(图未示)与第一电极120例如是同时形成于透光基板110上,或依序形成于透光基板110上,其中驱动线路(图未示)与第一电极120可由相同或不同的透明或不透明导电材质所构成,对此本发明皆不加以限制。
完成上述制程后,如图1C所示,在透光基板110上填充透光封装材料140,透光封装材料140例如是环氧树脂,可藉由热固化的方式将其固定于透光基板110上。此外,透光封装材料140可防止水气入侵至发光二极管晶片130,以维持其性能与使用寿命。进一步而言,透光封装材料140环绕发光二极管晶片130的侧壁,以提供发光二极管晶片130发出的光线的折射或散射所用。此外,透光封装材料140暴露出发光二极管晶片130的电极(如图2C所示),以于后续制程中作为与其他电极接合所用。
最后,如图1D所示,形成第二电极150与反射杯160于发光二极管晶片130上,其中第二电极150与反射杯160是由图案化同一金属层而形成的,也就是说,第二电极150为反射杯160的一部份。第二电极150与反射杯160例如是由银或铝等高反射的金属导电材料所构成。其中,第二电极150接触发光二极管晶片130而相互电性连接。至此,发光元件100A的制造已大致完成。
如图1D与图2D所示,反射杯160罩覆了发光二极管晶片130、透光封装材料140与第一电极120,而透光封装材料140填充于透光基板110、反射杯160与发光二极管晶片130的侧壁之间。发光二极管晶片130发出的光线若非通过透光基板110而直接射出,也会藉由反射杯160的反射后再经由透光基板110传递至外界。换言之,发光元件100A所发出的光线中背向透光基板110的部分,仍可藉由反射杯160而反射至外界,藉此提高发光效率。
虽然本发明以上述实施例的发光元件100A的制造方法及其结构配置为范例做介绍,但非用以限制本发明,亦可视其需求而调整其制造流程及其结构配置。图3A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。图3B是图3A的发光元件的俯视示意图。如图3A以及图3B所示,相较于发光元件100A的制造流程与结构配置而言,在本实施例的发光元件100B中,是在形成第一电极120之前,还在透光基板110上形成遮光图案170。发光二极管晶片130被遮光图案170环绕,且反射杯160的外缘例如是位于遮光图案170上。
详细而言,遮光图案170可经由图案化制程形成透光基板110上,其例如是如是由高反射材料所构成,也因此,发光元件100B可同时藉由反射杯160与遮光图案170将发光二极管晶片130发出的光线反射至外界,藉此提高发光效率。在本实施例中,遮光图案170是以封闭的环状图案作为举例说明,然而在其他未绘示的实施例中,遮光图案170亦可为非封闭的环状图案,其于透光基板110上的正投影例如是呈现U型或L型等图案,本发明对此不加以限制。
图4A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。图4B是图4A的发光元件的俯视示意图。如图4A以及图4B所示,相较于发光元件100B的制造流程与结构配置而言,在本实施例的发光元件100C中,在形成遮光图案170之后,还形成绝缘图案180覆盖遮光图案170,其中绝缘图案180可藉由薄膜沉积法(thin film deposition)形成于遮光图案170上,其材质例如是二氧化硅或氮化硅。绝缘图案180的材质也可以是常用于制作黑色矩阵的黑色树脂。遮光图案170例如是如是由银或铝等高反射的金属导电材料所构成。
不同于上述实施例的是,发光元件100C的驱动线路可以是遮光图案170,而第一电极120电性连接至遮光图案170,藉此驱动信号可通过驱动线路(遮光图案170)而传送至发光二极管晶片130,以驱动发光二极管晶片130。具体而言,绝缘图案180暴露出部份的遮光图案170,而第一电极120进一步延伸至遮光图案170未被绝缘图案180覆盖的部份以与其电性连接。另一方面,反射杯160的外缘位于遮光图案170上方的绝缘图案180上,藉此遮光图案170可与反射杯160电性绝缘。如此配置下,亦可达到相同于上述实施例的技术功效。
图5A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。图5B是图5A的发光元件的俯视示意图。如图5A以及图5B所示,相较于发光元件100C的制造流程与结构配置而言,在本实施例的发光元件100D中,是在形成第二电极150之后与形成反射杯160之前,还配置波长转换层190于透光封装材料140与第二电极150上,而反射杯160配置于波长转换层190上。也就是说,在本实施例中,第二电极150与反射杯160并非图案化同一金属层所形成,其中第二电极150的材质例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物等透明导电材质或金属。此外,波长转换层190内例如散布荧光粉,可藉由涂布的方式形成于透光封装材料140与第二电极150上。
具体而言,发光二极管晶片130发出的光线若非通过透光基板110而直接射出,则会进一步照射至波长转换层190上,而波长转换层190不仅可作为光散射所用,亦可在受到前述光线的激发后发出其他的光线(例如可见光)。换言之,本实施例的发光元件100D可采用发出不可见光的发光二极管晶片130,而不可见光由波长转换层190转换为可见光,这些可见光若非通过透光基板110而直接射出,亦会藉由反射杯而反射至外界,藉此提高发光效率。另外,在其他可能的实施例中,波长转换层190也可以配置于透光封装材料140与透光基板110之间,也就是透光基板110的表面。或者,也可以直接在透光封装材料140内散布波长转换材料例如荧光粉。
图6A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。图6B是图6A的发光元件的俯视示意图。如图6A以及图6B所示,相较于发光元件100D的制造流程与结构配置而言,在本实施例的发光元件100E中,是在形成第二电极150与反射杯160之前,还配置波长转换层190于透光封装材料140上,而反射杯160配置于波长转换层190上。也就是说,在本实施例中,第二电极150与反射杯160例如是图案化同一金属层所形成。
更进一步而言,本实施例的波长转换层190可具有导电功能,因此波长转换层190内除了例如散布有荧光粉之外亦散布有导电材料。换言之,不同于发光元件100D的是,发光元件100E的第二电极150并不与发光二极管晶片130直接接触,而是通过配置于透光封装材料140与反射杯160之间的波长转换层190相互电性连接。另一方面,由于波长转换层190可具有导电功能,因此本实施例的第二电极120的配置方式例如是相同于发光元件100A,如此为之,可避免第二电极120接触到波长转换层190而发生短路的情形。
图7A是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。如图7A所示,相较于发光元件100C的结构配置而言,在本实施例的发光元件100F中,第二电极150a可以成条状或是类树枝状不完全罩覆发光二极管晶片130a与第一电极120a,或是罩覆发光二极管晶片130a与第一电极120a,其中第二电极150a的外缘位于遮光图案170a上方的绝缘图案180a上。具体而言,第二电极150a例如是银或铝等高反射的金属导电材料经由图案化制程而形成的,因此,发光二极管晶片130a发出的光线若非通过透光基板110而直接射出,也会藉由第二电极150a的反射后再经由透光基板110传递至外界,藉此提高发光效率。虽然图中绘示两个发光二极管晶片130a,但在其他未绘示的实施例中,亦可设置一个或多于两个的发光二极管晶片,本发明对此不加以限制。
另一方面,第一电极120a的两端分别电性连接于遮光图案170a,其中第一电极120a的两端皆由绝缘图案180a所覆盖,也就是说,绝缘图案180a可将第一电极120a与第二电极150a分隔开来,以避免发生短路的情形。在本实施例中,发光元件100F还包括波长转换层190a,其中波长转换层190a配置于第一电极120a与发光二极管晶片130a之间并电性连接两者。由于遮光图案170a与绝缘图案180a例如是封闭的环状图案,其所环绕的区域大致上定义出发光元件100F的发光区,而波长转换层190a例如是全面性地铺设于前述发光区上,因此发光二极管晶片130a所发出的光线在经由透光基板110传递至外界之前会先通过波长转换层190a。具体而言,波长转换层190a不仅可作为光散射所用,以将前述光线转换为面光源,从而提升发光区的亮度均匀性,亦可在受到前述光线的激发后发出其他不同波长的光线。举例而言,本实施例的发光元件100F可采用发出单一光源(例如紫外光、蓝光)的发光二极管晶片130a,而前述单一光源可藉由波长转换层190a激发为红光、绿光或蓝光,以达成全彩显示且避免漏光的情形产生。
图7B是图7A的波长转换层的微观示意图。如图7B所示,进一步而言,波长转换层190a可包括荧光粉191a以及包裹荧光粉191a的导电膜192a,其中导电膜192a的材质例如是金属氧化物透明导电薄膜,之后由导电膜192a包覆的荧光粉会掺入胶材内,以利于图案化制程的进行。通常而言,可通过溶胶凝胶法(sol-gel method)将荧光粉191a包覆于导电膜192a,以下是以含铝掺杂的氧化锌(Zno:Al)的导电膜192a的制程作为举例说明。
首先,在烧瓶中加入醋酸锌与硝烟铝等前驱物以及溶剂例如是异丙醇(IPA)。接者,将上述烧瓶内的前驱物与溶剂加热到适当温度后加入荧光粉191a并于均匀混合后滤干,此时荧光粉191a的表面即会形成凝胶(gel)。之后,针对表面形成有凝胶的荧光粉191a进行煅烧制程(calcination),通过高温煅烧后的凝胶即可形成含铝掺杂的氧化锌的导电膜192a。一般而言,前述胶材料例如是可被烧除的黏着剂(binder),主要是由乙基纤维素(ethylcellulose)或聚乙烯醇(PVA)所构成,前述黏着剂可与粒子均匀混合以利于后续制程使用,并且前述黏着剂不必然于制程中被烧除,可依实际需求将其保留。另一方面,波长转换层190a亦可包括多个扩散粒子(图未示),这些扩散粒子散布于波长转换层190a内,因此当前述光线通过波长转换层190a时,可藉由扩散粒子来提高光散射率。
图8是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。如图8所示,相较于发光元件100F的结构配置而言,在本实施例的发光元件100G中,第二电极150与反射杯160a是由图案化同一金属层而形成的,也就是说,第二电极150b例如是反射杯160a的一部分。此时,第二电极150b的外缘并未位于遮光图案170a上方的绝缘图案180a上,且第二电极150b例如是块状电极,但本发明不限于此。在其他未绘示的实施例中,第二电极150b亦可以是同时与两个发光二极管晶片130a电性连接的条状电极,或者是同时与两个发光二极管晶片130a电性连接的类树枝状的电极结构。
图9是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。如图9所示,相较于发光元件100G的结构配置而言,在本实施例的发光元件100H中,其第二电极150c设置于反射杯160b的内面(亦即面向透光基板的表面),也就是说,第二电极150c与反射杯160b并非图案化同一金属层所形成,其中第二电极150c的材质例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物等透明导电材质。此时,第二电极150c的外缘并未位于遮光图案170a上方的绝缘图案180a上,且第二电极150c例如是个别与两个发光二极管晶片130a电性连接的块状电极,但本发明不限于此。在其他未绘示的实施例中,第二电极150c亦可以是同时与两个发光二极管晶片130a电性连接的条状电极,或者是同时与两个发光二极管晶片130c电性连接的类树枝状的电极结构。
图10是本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。如图10所示,相较于发光元件100F的结构配置而言,在本实施例的发光元件100I中,其还包括配置于第二电极150a与发光二极管晶片130a之间并电性连接两者的波长转换层190b,其中波长转换层190b大致与波长转换层190a相同。因此,发光二极管晶片130a发出的光线若非通过透光基板110而直接射出,则会进一步照射至波长转换层190b上,而波长转换层190b不仅可作为光散射所用,亦可在受到前述光线的激发后发出其他不同波长的光线,并经由第二电极150a反射至透光基板110。由于波长转换层190a与波长转换层190b个别设置于发光二极管晶片130a的相对两侧,且波长转换层190a例如是全面性地铺设于前述发光区上,波长转换层190b例如是全面性地铺设于第二电极150a的内面(亦即面向透光基板110的表面),因此发光二极管晶片130a所发出的光线的转换效率与光散射率可获得显著的提升,从而提高发光元件100I的发光效率以及发光区的亮度均匀性。基于此,图8的发光元件100G与图9的发光元件100H亦可参照上述说明,分别于反射杯160a与160b的内面全面性地铺设波长转换层190b,而第二电极150b与150c个别藉由波长转换层190b电性连接于发光二极管晶片130a,以达到上述的技术功效。
图11是本发明一实施例的发光元件阵列的线路示意图。如图11所示,在本实施例中,发光元件阵列200包括了多个阵列排列的发光元件201,而发光元件201可以是前述多个可能实施例的发光元件100A至100I的其中之一,发光元件201的发光二极管晶片201a(例如是前述多个可能实施例中的发光二极管晶片130或130a)可用以发出红光、绿光、蓝光、不可见光或其他光线,或者是发出单一光源(例如紫外光)并藉由波长转换层激发为红光、绿光或蓝光,以达成全彩显示且避免漏光的情形产生,本发明对此不加以限制。
具体而言,发光元件阵列200还包括配置于透光基板210上的多个扫描线211、多个数据线212、多个主动元件213以及至少一共同配线214,这些扫描线211与数据线212垂直交错排列于透光基板210上。各个主动元件213例如是薄膜电晶体(TFT),分别电性连接其中一条扫描线211与其中一条数据线212。另一方面,每个主动元件213电性连接其中一个第一电极201b,其中第一电极201b可以是前述多个可能实施例中的第一电极120。共同配线214平行于扫描线211且位于任两相邻的扫描线211之间,其电性连接这些第二电极201c,而第二电极201c可以是前述多个可能实施例中的第二电极150。
详细而言,主动元件213的栅极连接至扫描线211,漏极连接至数据线212,而源极则连接至与发光二极管晶片201a接触的第一电极201b。在同一条扫描线211上,每个主动元件213的栅极相互连接,因此当其中一条扫描线211施加足够大的正电压时,此扫描线211上的每个主动元件213的源极与漏极皆会被导通。此时,数据线212上所搭载的信号会经由第一电极201b写入发光元件201。由于每条数据线212可提供不同的电压至第一电极201b,而共同配线214则提供相同的电压至第二电极201c,因此各个第一电极201b与对应的各个第二电极201c之间可产生不同电压差,以控制发光二极管晶片201a发出不同亮度的光线(例如是不同亮度的红光、绿光或蓝光)。
简言之,由于构成此发光元件阵列200的发光元件201可以是前述多个可能实施例的发光元件100A至100I的其中一,因此发光元件阵列200整体发光效率以及发光区的亮度均匀性可获得显著的提升。
综上所述,本发明发光元件利用反射杯的设计,可以让发光二极管所发出的光线集中从透光基板射出,从而提高其发光效率。此外,在形成反射杯而使其罩覆于发光二极管晶片之前,可进一步于第一电极与发光二极管晶片之间或第二电极与发光二极管晶片之间配置波长转换层。波长转换层不仅可作为光散射所用,以将发光二极管晶片所发出的光线转换为面光源,进而提升发光区的亮度均匀性,亦可在受到发光二极管晶片所发出的光线的激发后发出其他不同波长的光线。换言之,本发明的发光元件亦可采用发出单一光源的发光二极管并藉由波长转换层激发为红光、绿光或蓝光,以达成全彩显示且避免漏光的情形产生,而这些不同色光若非通过透光基板而直接射出,亦会藉由反射杯而反射至外界,藉此提高发光效率。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,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后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (28)
1.一种发光元件,其特征在于,包括:
一透光基板;
一第一电极,配置于该透光基板上;
一第二电极;
一发光二极管晶片,接触该第一电极与该第二电极;
一反射杯,配置于该透光基板上并罩覆该发光二极管晶片与该第一电极;以及
一透光封装材料,填充于该透光基板、该反射杯与该发光二极管晶片的侧壁之间。
2.根据权利要求1所述的发光元件,其特征在于,该第二电极为该反射杯的一部份。
3.根据权利要求2所述的发光元件,其特征在于,还包括一波长转换层,配置于该透光封装材料与该反射杯之间。
4.根据权利要求1所述的发光元件,其特征在于,还包括一遮光图案,配置于该透光基板上,其中该发光二极管晶片被该遮光图案环绕。
5.根据权利要求4所述的发光元件,其特征在于,还包括一绝缘图案,其中该遮光图案的材质为金属,该第一电极电性连接至该遮光图案,该绝缘图案覆盖该遮光图案,且该反射杯的外缘位于该遮光图案上方的该绝缘图案上。
6.根据权利要求5所述的发光元件,其特征在于,该遮光图案与该绝缘图案为封闭环状。
7.根据权利要求1所述的发光元件,其特征在于,还包括一波长转换层,配置于该透光封装材料与该反射杯之间,且该波长转换层隔绝该反射杯与该第二电极。
8.根据权利要求1所述的发光元件,其特征在于,还包括一波长转换材料,散布于该透光封装材料内。
9.根据权利要求1所述的发光元件,其特征在于,还包括一波长转换层,配置于该第一电极与该发光二极管晶片之间并电性连接两者。
10.一种发光元件阵列,其特征在于,包括:
一透光基板;
多个第一电极,阵列配置于该透光基板上;
多个第二电极;
多个发光二极管晶片,其中各该发光二极管晶片接触一个所述第一电极与一个所述第二电极;
多个反射杯,配置于该透光基板上,其中各该反射杯罩覆一个所述发光二极管晶片与一个所述第一电极;以及
多个透光封装材料,其中各该透光封装材料填充于该基板、一个所述反射杯与一个所述发光二极管晶片的侧壁之间。
11.根据权利要求10所述的发光元件阵列,其特征在于,还包括:
多个扫描线,配置于该透光基板上;
多个数据线,配置于该透光基板上;
多个主动元件,配置于该透光基板上,其中各该主动元件电性连接一条所述扫描线与一条所述数据线,且各该主动元件电性连接一个所述第一电极;以及
至少一共同配线,配置于该透光基板上,并电性连接所述第二电极。
12.根据权利要求10所述的发光元件阵列,其特征在于,各该发光二极管晶片用以发出红光、绿光或蓝光。
13.根据权利要求10所述的发光元件阵列,其特征在于,还包括多个波长转换层,分别配置于一个所述第一电极与对应的一个所述发光二极管晶片之间并电性连接两者。
14.根据权利要求10所述的发光元件阵列,其特征在于,还包括多个波长转换层,分别配置于一个所述第二电极与对应的一个所述发光二极管晶片之间并电性连接两者。
15.根据权利要求10所述的发光元件阵列,其特征在于,还包括多个波长转换层,配置于一个所述透光封装材料与对应的一个所述反射杯之间,且该波长转换层隔绝一个所述反射杯与一个所述第二电极。
16.根据权利要求10所述的发光元件阵列,其特征在于,所述发光二极管晶片用以发出单一光源,并且藉由波长转换层激发为红光、绿光或蓝光。
17.一种发光元件,其特征在于,包括:
一透光基板;
一第一电极,配置于该透光基板上;
一第二电极;
一发光二极管晶片,配置于该第一电极与该第二电极之间并电性连接两者;以及
一波长转换层,配置于该第一电极与该发光二极管晶片之间并电性连接两者,或配置于该第二电极与该发光二极管晶片之间并电性连接两者。
18.根据权利要求17所述的发光元件,其特征在于,还包括一透光封装材料,填充于该透光基板、该第二电极与该发光二极管晶片的侧壁之间,其中该第二电极罩覆该发光二极管晶片与该第一电极。
19.根据权利要求17所述的发光元件,其特征在于,还包括一遮光图案,配置于该透光基板上,其中该发光二极管晶片被该遮光图案环绕。
20.根据权利要求19所述的发光元件,其特征在于,还包括一绝缘图案,其中该遮光图案的材质为金属,该第一电极电性连接至该遮光图案,该绝缘图案覆盖该遮光图案。
21.根据权利要求20所述的发光元件,其特征在于,该第二电极的外缘位于该遮光图案上方的该绝缘图案上。
22.根据权利要求20所述的发光元件,其特征在于,该遮光图案与该绝缘图案为封闭环状。
23.根据权利要求17所述的发光元件,其特征在于,该波长转换层包括荧光粉以及包裹荧光粉的导电膜。
24.根据权利要求23所述的发光元件,其特征在于,该波长转换层还包括多个扩散粒子。
25.一种发光元件阵列,其特征在于,包括:
一透光基板;
多个第一电极,阵列配置于该透光基板上;
多个第二电极;
多个发光二极管晶片,分别配置于一个所述第一电极与一个所述第二电极之间并电性连接两者;以及
多个波长转换层,分别配置于一个所述第一电极与一个所述发光二极管晶片之间并电性连接两者,或配置于一个所述第二电极与一个所述发光二极管晶片之间并电性连接两者。
26.根据权利要求25所述的发光元件阵列,其特征在于,还包括:
多个扫描线,配置于该透光基板上;
多个数据线,配置于该透光基板上;
多个主动元件,配置于该透光基板上,其中各该主动元件电性连接一条所述扫描线与一条所述数据线,且各该主动元件电性连接一个所述第一电极;以及
至少一共同配线,配置于该透光基板上,并电性连接所述第二电极。
27.根据权利要求25所述的发光元件阵列,其特征在于,各该发光二极管晶片用以发出红光、绿光或蓝光。
28.根据权利要求25所述的发光元件阵列,其特征在于,所述发光二极管晶片用以发出单一光源,并且藉由波长转换层激发为红光、绿光或蓝光。
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Publications (2)
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Family
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111416031A (zh) * | 2019-01-07 | 2020-07-14 | 美科米尚技术有限公司 | 双面微型发光二极管显示器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200608596A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-01 | Opto Tech Corp | White-light light emitting device |
JP2006086193A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Stanley Electric Co Ltd | Led装置 |
JP2007335731A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sony Corp | 発光ダイオード搭載基板、発光ダイオードバックライト、発光ダイオード照明装置、発光ダイオードディスプレイおよび電子機器 |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200608596A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-01 | Opto Tech Corp | White-light light emitting device |
JP2006086193A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Stanley Electric Co Ltd | Led装置 |
JP2007335731A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sony Corp | 発光ダイオード搭載基板、発光ダイオードバックライト、発光ダイオード照明装置、発光ダイオードディスプレイおよび電子機器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111416031A (zh) * | 2019-01-07 | 2020-07-14 | 美科米尚技术有限公司 | 双面微型发光二极管显示器 |
CN111416031B (zh) * | 2019-01-07 | 2023-10-10 | 美科米尚技术有限公司 | 双面微型发光二极管显示器 |
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