CN109659423A

CN109659423A - 显示装置

Info

Publication number: CN109659423A
Application number: CN201810499468.8A
Authority: CN
Inventors: 林俊贤; 张耕辅; 柯瑞峰; 谢朝桦; 郭书铭
Original assignee: Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2019-04-19
Anticipated expiration: 2038-05-23
Also published as: CN109659423B

Abstract

本公开提供一种显示装置，包括：多个像素，且其中至少一像素包括：一半导体装置，具有一发光区；一第一光转换层，设置于半导体装置上；以及一第一散射层，设置于半导体装置上，其中第一散射层设置于第一光转换层上。

Description

显示装置

技术领域

本公开有关于一种显示装置，特别有关于具有散射层的显示装置。

背景技术

智能手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器及电视等具有显示面板的电子装置已成为现代社会不可或缺的必需品。随着这类可携式电子产品的蓬勃发展，消费者对于这类产品的品质、功能及价格等有更高的期望。

以氮化镓(GaN)为基础的发光二极管(LED)被预期将用于未来的高效照明应用中，取代白炽灯及萤光灯。以GaN为基础的LED装置通常是借由异质磊晶生长技术(heteroepitaxial growth technique)于基底材料上进行制备。一般的晶圆级LED装置结构可包含形成于蓝宝石基底、单量子井(single quantum wel，SQW)或多重量子井(multiple quantum well，MQW)上的n掺杂的GaN下层以及p掺杂的GaN上层。

微型LED(Micro LED)技术为一种新兴的平板显示技术，微型LED显示器可驱动定址的微型LED的阵列。在目前的制造方法中，通常会于光转换层中加入具有高反射系数的纳米或亚微米(submicron)粒子，以提高光转换层中的量子点(quantum dot)材料的光吸收效率或散射效率等。一般而言，高反射系数粒子是以与量子点材料均匀混合的形式添加于光转换层中，然而，高浓度的高反射系数粒子的添加，使得量子点材料的浓度相对降低，因而可能造成光转换层的结构弱化。此外，在包含多个像素的显示阵列中，各个像素之间常存在许多变异，例如，各个像素中的LED的发光强度或发射的光的波长可能不同等。

因此，发展出可有效地改善显示装置的光提取效率与像素的一致性的结构设计，乃目前业界所致力的课题之一。

发明内容

在一些实施例中，本公开提供一种显示装置，包括：多个像素，且其中至少一像素包括：一半导体装置，具有一发光区；一第一光转换层，设置于该半导体装置上；以及一第一散射层，设置于该半导体装置上，其中该第一散射层设置于该第一光转换层上。

在一些实施例中，本公开提供一种显示装置，包括：一种显示装置，其特征在于，包括：一基板；多个像素，设置于该基板上，且其中至少一像素包括：一半导体装置，具有一发光元件；一第一光转换层，设置于该半导体装置上；以及一第一散射层，设置于该半导体装置上，其中该第一散射层设置于该第一光转换层上。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1A～1F显示根据本公开一些实施例中，显示装置的结构剖面示意图；

图2A～2D显示根据本公开一些实施例中，显示装置的结构剖面示意图；

图3显示根据本公开一些实施例中，显示装置的半导体装置的电路示意图；

图4A至4C显示根据本公开一些实施例中，显示装置的制造方法的示意图。

符号说明：

10A～10F、20A～20D 显示装置；

102 基板；

104 半导体装置；

106a 第一光转换层；

106b 第三光转换层；

108a 第一散射层；

108b 第二散射层；

108c 第三散射层；

108S 顶表面；

110 彩色滤光层；

112 第一遮光层；

114 第二遮光层；

116 第一保护层；

118 粘着层；

120 第二保护层；

204 发光元件；

204a 电极；

204b 电极；

204C 共用n电极；

204n 半导体层；

206 第二光转换层；

208 反射层；

304 感测元件；

304a 电极；

304b 电极；

AE 发光区；

AS 光感测区；

DL 资料线；

R₁ 第一区域；

S₁ 界面；

S₂ 界面；

S₂₀₄ 信号线；

S₃₀₄ 信号线；

SL 扫描线。

具体实施方式

以下针对本公开的显示装置的结构及其制造方法作详细说明。应了解的是，以下的叙述提供许多不同的实施例，用以实施本公开一些实施例的不同样态。以下所述特定的元件及排列方式仅为简单清楚描述本公开一些实施例。当然，这些仅用以举例而非本公开的限定。在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本公开一些实施例，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。再者当叙述一第一材料层设置于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形。或者，亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。

应理解的是，附图的元件或装置可以所属技术领域的技术人员所熟知的各种形式存在。此外实施例中可能使用相对性用语，例如“较低”或“底部”或“较高”或“顶部”，以描述附图的一个元件对于另一元件的相对关系。可理解的是，如果将附图的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。本公开实施例可配合附图一并理解，本公开的附图亦被视为公开说明的一部分。应理解的是，本公开的附图并未按照比例绘制，事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸以便清楚表现出本公开的特征，而在说明书及附图中，同样或类似的元件将以类似的符号表示。

可理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种元件、组成或部分，这些用语仅用来区别不同的元件、组成或部分，不应被限定。

在此，“约”、“大约”、“实质上”的用语通常表示在一给定值或范围的20％内，较佳是10％内，更佳是5％内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“实质上”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“实质上”的含义。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包含技术及科学用语)具有与本公开所属技术领域的技术人员通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语例如在通常使用的字典中定义用语，应被解读成具有与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本公开实施例有特别定义。

在本公开一些实施例中，关于接合、电性连接的用语，除非特别定义，否则可指两个结构是直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、电性连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。

根据本公开的一些实施例，提供的显示装置包含具有高反射系数粒子的散射层，散射层与光转换层的组合可避免于光转换层中添加过多高反射系数粒子，使得量子点材料的浓度相对降低，导致光转换层的结构弱化风险。散射层与光转换层的组合可解决材料的负载效应(loading effect)造成的问题，可相对提升光转换层中的量子点材料的浓度，改善显示装置的整体光提取效率。

根据本公开的一些实施例，显示装置可同时具有发光区及光感测区，光感测区中的光感测元件可检测发光区输出的光的特性(例如，强度或波长等)，可进而对应地调整控制发光区中的发光元件的相关信号，使显示装置具有自身监控的功能。

图1A显示根据本公开一些实施例中，显示装置10A的结构剖面示意图。应理解的是，显示装置10A可包含多个像素，而图1A仅绘示对应于一个像素的显示装置10A的结构，以方便说明其详细结构。如图1A所示，显示装置10A可包含基板102、半导体装置104、第一光转换层106a及第一散射层108a。在一些实施例中，基板102可作为显示装置10A的驱动基板。详细而言，基板102可进一步包含驱动电路(未绘示)，例如，用于控制半导体装置104的开关。驱动电路可为有源式驱动电路或被动式驱动电路。例如，在一些实施例中，驱动电路可包含薄膜晶体管(thin-film transistor，TFT)。在另一些实施例中，驱动电路可借由外部的集成电路(IC)或微芯片等进行控制。

在一些实施例中，基板102可包含玻璃、石英、蓝宝石(sapphire)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)、橡胶、玻璃纤维、其它适合材料或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，基板102可由金属-玻璃纤维复合板材、金属-陶瓷复合板或印刷电路板等制成。

如图1A所示，半导体装置104设置于基板102上。在一些实施例中，半导体装置104可包含发光元件(如图2A所示的发光元件204)。例如，在一些实施例中，所述发光元件可包含LED、微型LED或OLED。在一些实施例中，所述发光元件可具有约1μm×1μm×1μm至约150μm×150μm×150μm的尺寸。在一些实施例中，所述发光元件提供的光源可为短波长的光，例如，波长范围可为约360nm至约480nm。此外，半导体装置104可与基板102的驱动电路电性连接。可理解的是，虽然图示中未绘示出半导体装置104的详细结构，但本领域技术人员可视需要设置具有适当结构的半导体装置104。举例而言，在半导体装置104为LED或微型LED的实施例中，半导体装置104可包含具有p型导电类型的第一半导体层、具有n型导电类型的第二半导体层、设置于第一半导体层及第二半导体层之间的的量子井(quantum well)层以及分别与第一半导体层及第二半导体层电性连接的p电极及n电极等。所述第一半导体层可由p型的氮化镓(p-GaN)形成，所述第二半导体层可由n型的氮化镓(n-GaN)形成。所述量子井层可包含单量子井(SQW,Single Quantum Well)或多重量子井(MQW,Multiple QuantumWell)，且量子井层的材料可包含氮化铟镓、氮化镓或前述的组合，但不限于此。

再者，第一光转换层106a设置于半导体装置104上。第一光转换层106a具有转换光波长的功能，例如，可将半导体装置104的发光元件产生的光转换为具有特定波长范围(特定颜色)的光。在一些实施例中，第一光转换层106a可包含基质(matrix)及分散于基质中的颗粒。在一些实施例中，基质的材料可包含有机聚合物、无机聚合物、玻璃或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，基质可为透明或半透明的。

此外，在一些实施例中，所述颗粒包含磷光体(phosphor)、量子点材料或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，第一光转换层106a可包含用于将光源转换为红光、绿光、蓝光或其它合适颜色的光的磷光体。在一些实施例中，量子点材料可具有核心-外壳(core-shell)结构。核心结构可包含CdSe、CdTe、CdS、ZnS、ZnSe、ZnO、ZnTe、InAs、InP、GaP、其它合适的材料或上述的组合。外壳结构可包含ZnS、ZnSe、GaN、GaP、其它合适的材料或上述的组合。此外，在一些实施例中，第一光转换层106a亦可包含少量具有高反射系数的散射粒子。具有高反射系数的散射粒子可提升量子点材料的光吸收效率或散射效率。在一些实施例中，散射粒子的粒径范围可为约20nm至约500nm。在一些实施例中，散射粒子的材料包含钛(Ti)。例如，在一些实施例中，散射粒子可包含二氧化钛(TiO₂)、铌掺杂的氧化钛(niobium-doped titanium oxide，TNO)、氧化锌(ZnO)、二氧化锆(ZrO₂)或前述的组合，但不限于此。散射粒子可由具有高折射率与高反射率的任意材料形成。然而，应注意的是，第一光转换层106a所含有的散射粒子的浓度小于第一散射层108a所含有的散射粒子的浓度。在本公开中所指称的浓度，可为重量百分浓度或其它本领域技术人员常用的浓度单位。此外，在一些实施例中，可借由涂布制程、印刷制程、其它合适的方法或前述的组合形成第一光转换层106a。

请继续参照图1A，第一散射层108a设置于半导体装置104上，且亦设置于第一光转换层106a上。第一散射层108a具有高反射系数的散射粒子，可增加光的散射度及吸收度。在一些实施例中，所述具有高反射系数的散射粒子的反射率范围可为约50％至约100％。在一些实施例中，所述具有高反射系数的散射粒子的粒径范围可为约20nm至约500nm。在一些实施例中，所述具有高反射系数的散射粒子的折射率介于1.5～3之间。

详细而言，第一散射层108a可包含基质及分散于基质中的散射粒子。在一些实施例中，基质的材料可包含有机聚合物、无机聚合物、玻璃或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，基质可为透明或半透明的。在一些实施例中，散射粒子可包含钛。例如，在一些实施例中，散射粒子可包含二氧化钛、铌掺杂的氧化钛(TNO)、氧化锌(ZnO)、二氧化锆(ZrO2)或前述的组合，但不限于此。散射粒子可由具有高折射率与高反射率的任意材料形成。应注意的是，第一散射层108a所含有的散射粒子的浓度大于第一光转换层106a所含有的散射粒子的浓度。

在一些实施例中，可借由化学气相沉积制程、涂布制程、黄光制程、网印制程、喷墨制程(ink jet printing，IJP)其它合适的方法或前述的组合形成第一散射层108a。

此外，在一些实施例中，第一散射层108a所含有的散射粒子浓度大于第一光转换层106a所含有的散射粒子浓度，因此散射粒子有可能会从第一散射层108a扩散至第一光转换层106a，也就是说，在第一散射层108a与第一光转换层106a的交界面S1上的散射粒子浓度会大于第一光转换层106a非交界面区域的散射粒子浓度。更具体而言，在一些实施例中，由于散射粒子包含钛，第一散射层108a与第一光转换层106a的界面S₁具有第一钛浓度，第一光转换层106a在界面S₁之外的第一区域R₁具有第二钛浓度，且第一钛浓度大于第二钛浓度。此处所指的浓度是以重量百分浓度来计算。

特别地，高反射系数的散射粒子主要设置于第一散射层108a中，借此可防止第一光转换层106a中存在过多散射粒子而导致光转换材料的浓度相对降低。换言之，第一光转换层106a与第一散射层108a的组合可解决材料的负载效应造成的问题，例如，可改善第一光转换层106a的结构弱化问题。

请继续参照图1A，在一些实施例中，显示装置10A可进一步包含第二散射层108b，第二散射层108b可设置于第一光转换层106a下。亦即，第一光转换层106a可设置于第一散射层108a与第二散射层108b之间。第二散射层108b亦具有高反射系数的散射粒子，可增加光的散射度。

详细而言，第二散射层108b可包含基质及分散于基质中的散射粒子。在一些实施例中，基质的材料可包含有机聚合物、无机聚合物、玻璃或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，基质可为透明或半透明的。在一些实施例中，散射粒子可包含钛。例如，在一些实施例中，散射粒子可包含二氧化钛、铌掺杂的氧化钛(TNO)、氧化锌(ZnO)、二氧化锆(ZrO2)或前述的组合，但不限于此。散射粒子可由具有高折射率与高反射率的任意材料形成。在一些实施例中，可借由化学气相沉积制程、涂布制程、黄光制程、网印制程、喷墨制程(ink jetprinting，IJP)、其它合适的方法或前述的组合形成第二散射层108b。

应注意的是，第二散射层108b所含有的散射粒子的浓度大于第一光转换层106a所含有的散射粒子的浓度。此外，在一些实施例中，第二散射层108b所含有的散射粒子的浓度小于第一散射层108a所含有的散射粒子的浓度。更具体而言，在一些实施例中，由于散射粒子包含钛，第一散射层108a具有第三钛浓度，第二散射层108b具有第四钛浓度，且第三钛浓度大于第四钛浓度。所述第三钛浓度及第四钛浓度分别可视为第一散射层108a与第二散射层108b的平均浓度。

在一些实施例中，第二散射层108b所含有的散射粒子浓度大于第一光转换层106a所含有的散射粒子浓度，因此散射粒子有可能会从第二散射层108b扩散至第一光转换层106a。换言之，第二散射层108b与第一光转换层106a之间的界面S₂上的散射粒子浓度会大于第一光转换层106a非交界面区域的散射粒子浓度。更具体而言，在一些实施例中，由于散射粒子包含钛，第二散射层108b与第一光转换层106a的界面S₂具有第五钛浓度，第一光转换层106a在界面S₂之外的第一区域R₁具有第二钛浓度，且第五钛浓度大于第二钛浓度。

此外，在一些实施例中，显示装置10A可进一步包含彩色滤光层110设置于第一散射层108a上。彩色滤光层110可进一步过滤或调整穿透过第一光转换层106a及第一散射层108a的光的光学性质。在一些实施例中，彩色滤光层110可包含红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片、其它具有合适颜色或性能的滤光片或前述的组合。

在一些实施例中，显示装置10A可进一步包含第一遮光层112，第一遮光层112相邻于第一光转换层106a、第一散射层108a、第二散射层108b及彩色滤光层110。在一些实施例中，第一光转换层106a、第一散射层108a、第二散射层108b及彩色滤光层110夹置于第一遮光层112之间。此外，在一些实施例中，显示装置10A亦可进一步包含第二遮光层114，第二遮光层114可设置于基板102上，与半导体装置104相邻。基板102及第二遮光层114可共同定义出容纳半导体装置104的空间。此外，第一遮光层112及第二遮光层114可用以改善显示装置的串音(corss-talk)、提升色域范围。在一些实施例中，第一遮光层112及第二遮光层114可大致定义显示装置的像素的区域。在一些实施例中，每个像素可对应于一个半导体装置104。然而，在另一些实施例中，每个像素可对应于多于一个的半导体装置104。如图1A所示，在一剖面视角中，半导体装置104的两侧具有第二遮光层114。

第一遮光层112及第二遮光层114可由具有遮光特性的材料形成。在一些实施例中，第一遮光层112及第二遮光层114可由不透明材料形成。在一些实施例中，第一遮光层112及第二遮光层114可包含有机树脂、玻璃糊(glass paste)、其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，第一遮光层112及第二遮光层114可进一步包含金属颗粒(如镍、铝、钼及其合金)、金属氧化物颗粒(如氧化铬、二氧化钛)、金属氮化物颗粒(如氮化铬)或前述的组合。在一些实施例中，第一遮光层112及第二遮光层114可由相同材料形成。在一些实施例中，第一遮光层112及第二遮光层114可由不同材料形成。

在一些实施例中，可借由化学气相沉积制程、涂布制程、印刷制程、其它合适的方法或前述的组合形成第一遮光层112及第二遮光层114。另外，应理解的是，第一遮光层112及第二遮光层114的形状不限于如图1A所示的形状，在一些实施例中，第一遮光层112及第二遮光层114可视需要调整成其它任意合适的形状。

此外，在一些实施例中，显示装置10A可进一步包含第一保护层116。在一些实施例中，第一保护层116的两侧具有第二遮光层114。详细而言，第一保护层116可填充于第二遮光层114与基板102所定义的空间中，并环绕半导体装置104。第一保护层116可用以防止湿气或氧气损坏半导体装置104。在一些实施例中，第一保护层116的顶表面可实质上与半导体装置104的顶表面齐平。

在一些实施例中，第一保护层116可为透明或半透明的。第一保护层116可由有机材料或无机材料形成。在一些实施例中，所述有机材料可包含环氧树脂、丙烯酸树脂如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmetacrylate，PMMA)、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)、聚酰亚胺、聚酯、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)、其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，所述无机材料可包含氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、二氧化钛其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，可借由化学气相沉积制程、涂布制程、印刷制程、其它合适的方法或前述的组合形成第一保护层116。

此外，请继续参照图1A，在一些实施例中，显示装置10A可进一步包含设置于半导体装置104及第一光转换层106a之间的粘着层118。在一些实施例中，粘着层118设置于第一遮光层112及第二遮光层114之间，用以固定显示装置10A的整体结构。如图1A所示，在一些实施例中，粘着层118可与第二散射层108b及半导体装置104接触。

在一些实施例中，粘着层118可为透明或半透明的。粘着层118可由具有粘性的材料形成。在一些实施例中，粘着层118可包含光学透明胶(optical clear adhesive，OCA)、光学透明树脂(optical clear resin，OCR)、其它合适的粘着材料或前述的组合。

此外，在一些实施例中，显示装置10A可进一步包含设置于第一散射层108a上的第二保护层120。在一些实施例中，前述彩色滤光层110设置于第二保护层120与第一散射层108a之间。在一些实施例中，第二保护层120可为一覆盖基板。所述覆盖基板的材料可包含玻璃、石英、蓝宝石(sapphire)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、橡胶、玻璃纤维、其它适合材料或前述的组合，但不限于此。在另一些实施例中，第二保护层120可为一涂层。在一些实施例中，所述涂层可由有机材料或无机材料形成。在一些实施例中，所述有机材料可包含环氧树脂、丙烯酸树脂如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmetacrylate，PMMA)、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)、聚酰亚胺、聚酯、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)、其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，所述无机材料可包含氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。

接着，请参照图1B，图1B显示根据本公开另一些实施例中，显示装置10B的结构剖面示意图。应理解的是，后文中与前文相同或相似的组件或元件将以相同或相似的标号表示，其材料、制造方法与功能皆与前文所述相同或相似，故此部分在后文中将不再赘述。图1B所示的显示装置10B与前述图1A所示的显示装置10A类似，其差异在于，在显示装置10B中，第二散射层108b设置于粘着层118下方。第二散射层108b设置于粘着层118及半导体装置104之间。在此实施例中，第二散射层108b覆盖于半导体装置104上，且可与半导体装置104接触。此外，第二散射层108b亦可作为填充材料，用于填平第一保护层116。在一些实施例中，第二散射层108b的顶表面108S实质上与第二遮光层114齐平。特别地，当第二散射层108b与半导体装置104直接接触时，可进一步提升半导体装置104的发光元件的发光均匀度，进而改善光提取效率。

接着，请参照图1C，图1C显示根据本公开另一些实施例中，显示装置10C的结构剖面示意图。图1C所示的显示装置10C与前述图1A所示的显示装置10A类似，其差异在于，在显示装置10C中，第二散射层108b填充于粘着层118、第二遮光层114与基板102所定义的空间中，且第二散射层108b环绕半导体装置104。在此实施例中，显示装置10C可省略第一保护层116。此外，在此实施例中，第二散射层108b亦可与半导体装置104接触。

接着，请参照图1D，图1D显示根据本公开另一些实施例中，显示装置10D的结构剖面示意图。图1D所示的显示装置10D与前述图1A所示的显示装置10A的差异在于，在显示装置10D中，粘着层118设置于彩色滤光层110及第二保护层120之间。粘着层118可用以将第二保护层120固定于彩色滤光层110及第一遮光层112上。在此实施例中，第二散射层108b与半导体装置104之间并未具有粘着层118，换言之，第二散射层108b直接覆盖于半导体装置104上，且可与半导体装置104接触。此外，在此实施例中，第一光转换层106a夹置于第一散射层108a及第二散射层108b之间。

接着，请参照图1E，图1E显示根据本公开另一些实施例中，显示装置10E的结构剖面示意图。图1E所示的显示装置10E与前述图1D所示的显示装置10D类似，其差异在于，在显示装置10E中，第二散射层108b进一步填充于第二遮光层114与基板102所定义的空间中，且第二散射层108b环绕半导体装置104。在此实施例中，显示装置10E可省略第一保护层116。此外，在此实施例中，第二散射层108b可同时与半导体装置104及第一光转换层106a接触。

接着，请参照图1F，图1F显示根据本公开另一些实施例中，显示装置10F的结构剖面示意图。图1F所示的显示装置10F与前述图1A所示的显示装置10A的差异在于，显示装置10F具有两层光转换层。具体而言，显示装置10F进一步包含第三光转换层106b，以及设置于第一光转换层106a与第三光转换层106b之间的第三散射层108c。在一些实施例中，显示装置可包含两层以上的光转换层。在一些实施例中，显示装置可包含多层光转换层及散射层的层叠，举例而言，所述层叠可包含n层的光转换层及n+1层的散射层。

接着，请参照图2A，图2A显示根据本公开一些实施例中，显示装置20A的结构剖面示意图。如图2A所示，在一些实施例中，显示装置20A的半导体装置104包含发光区AE以及光感测区AS。此外，半导体装置104可包含对应于发光区AE以及光感测区AS设置的发光元件204及感测元件304。在一些实施例中，发光元件204可为LED或微型LED。在一些实施例中，感测元件304可为光电耦合元件，用以将感测到的光线转换为电子信号。

再者，显示装置20A进一步包含第二光转换层206，第二光转换层206设置于光感测区AS中，且第二光转换层206设置于感测元件304与第一光转换层106a之间。在一些实施例中，第二光转换层206设置于感测元件304与第二散射层108b之间，并与感测元件304及粘着层118接触。在一些实施例中，第二光转换层206可吸收从发光区AE所发射的光线L并进行转换。在一些实施例中，第二光转换层206可转换光线L的主峰波长。例如，在一些实施例中，第二光转换层206将第一光线转换为第二光线(未绘示)。在一些实施例中，第二光转换层206可将长主峰波长的光线(第一光线)转换为短主峰波长的光线(第二光线)，例如，将可见光(第一光线)转换为UV光(第二光线)，接着，经转换的光线可由感测元件304吸收。换言之，在一些实施例中，经第二光转换层206转换的光线L的主峰波长会小于从发光区AE发射的光线L的主峰波长。亦即，光感测区AS感测到的光线L的主峰波长会小于从发光区AE发射的光线L的主峰波长。

第二光转换层206可由具有转换光主峰波长的特性的材料形成。在一些实施例中，第二光转换层206包含Y₂SiO₅:Pr₃+，但不限于此。在一些实施例中，可借由化学气相沉积制程、磊晶成长制程、其它合适的方法或前述的组合形成第二光转换层206。

此外，在一些实施例中，感测元件304可进一步与感测电路(未绘示)电性连接，感测电路可将从感测元件304接受的电子信号传送至一信号处理器(未绘示)，信号处理器可根据接受的信号，给予相应地信号至发光元件204，进而相应地调整发光元件204，例如调整发光强度，借此建立感测元件304与发光元件204之间补偿机制，使显示装置具有自身监控的功能，进而改善像素显示品质的一致性。

此外，在一些实施例中，显示装置20A可进一步包含反射层208，反射层208设置于第二散射层108b与半导体装置104之间。在另一些实施例中，反射层208可设置于半导体装置104与第二保护层120之间的任一层。反射层208可用以协助将发光元件204所发出的光线L反射至光感测区AS的第二光转换层206。在一些实施例中，显示装置20A可不具有反射层208，而直接借由具有反射特性的第一光转换层106a或彩色滤光层110等将光线反射。

反射层208可由具有反射特性的材料形成。在一些实施例中，反射层208的材料可包含金属。举例而言，反射层208的材料可包含铜(Cu)、铝(Al)、铟(In)、钌(Ru)、锡(Sn)、金(Au)、铂(Pt)、锌(Zn)、银(Ag)、钛(Ti)、铅(Pb)、镍(Ni)、铬(Cr)、镁(Mg)、钯(Pd)、其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，可借由化学气相沉积制程、溅镀制程、电阻加热蒸镀制程、电子束蒸镀制程、印刷制程或其它合适的方法形成反射层208。

此外，如图2A所示，在一些实施例中，发光元件204与感测元件304在结构上可共用一半导体层204n。例如，在一些实施例中，发光元件204与感测元件304共用具有n型导电类型的半导体层。详细而言，除了共用的n型导电类型的半导体层之外，发光元件204及感测元件304可各自具有p型导电类型的半导体层、量子井层以及分别与p型导电类型的半导体层及n型导电类型的半导体层电性连接的p电极及n电极等。在一些实施例中，所述n型导电类型的半导体层可由n型的氮化镓(n-GaN)形成，所述p型导电类型的半导体层可由p型的氮化镓(p-GaN)形成。所述量子井层可包含单量子井(SQW)或多重量子井(MQW)，且量子井层的材料可包含氮化铟镓、氮化镓或前述的组合，但不限于此。此外，在一些实施例中，发光元件204的量子井层可包含发射蓝光或其它短波长的量子点材料。在一些实施例中，感测元件304的量子井层可包含吸收UV光的量子点材料。

接着，请参照图2B，图2B显示根据本公开另一些实施例中，显示装置20B的结构剖面示意图。如图2B所示，在一些实施例中，半导体装置104的发光元件204及感测元件304除了共用半导体层204n之外，亦可在结构上共用n电极204C，进一步节省制作成本。

接着，请参照图2C，图2C显示根据本公开另一些实施例中，显示装置20C的结构剖面示意图。图2C所示的显示装置20C与图2A所示的显示装置20A类似，其差异在于，于显示装置20C中，第二光转换层206设置于粘着层118与感测元件304之间，并与第二散射层108b及感测元件304接触。此外，在此实施例中，并未设置反射层208，然而从发光元件104发射的光线可借由具有反射特性的第一散射层108a、第二散射层108b、第一光转换层106a或彩色滤光层110等将光线反射至第二光转换层206。

接着，请参照图2D，图2D显示根据本公开另一些实施例中，显示装置20D的结构剖面示意图。图2D所示的显示装置20D与图2A所示的显示装置20A类似，其差异在于，在显示装置20D中，第二散射层108b取代第一保护层116填充于第二遮光层114、基板102与粘着层118所定义的空间中，且第二散射层108b环绕发光元件204及感测元件304。在此实施例中，第二光转换层206设置于感测元件304与粘着层118之间，并与感测元件304及粘着层118接触。

接着，请参照图3，图3显示根据本公开一些实施例中，显示装置的半导体装置104的电路示意图。如图3所示，半导体装置104可与扫描线(栅极线)SL及资料线DL电性连接，以控制半导体装置104的开关。再者，半导体装置104的发光元件204与感测元件304可分别与控制发光元件204与感测元件304的信号线S₂₀₄及S₃₀₄连接，而信号线S₂₀₄及S₃₀₄分别与资料线DL及扫描线SL连接，构成如图3所示的等效电路。

接着，请参照图4A至4C，图4A至4C显示根据本公开一些实施例中，显示装置20A的制造方法的示意图。首先，请参照图4A，在一些实施例中，可于承载基板202上先形成发光元件204及感测元件304。详细而言，可先形成发光元件204及感测元件304共用的半导体层204n于承载基板202上，接着，再分别形成发光元件204及感测元件304的其它结构于半导体层204n上，例如，分别形成与半导体层204n具有相反导电类型的半导体层、量子井层以及n电极及p电极等于半导体层204n上，以形成发光元件204及感测元件304。在一些实施例中，发光元件204及感测元件304共用的半导体层204n可为具有n型导电类型的半导体层，例如，具有n型导电类型的氮化镓(n-GaN)。此外，发光元件204及感测元件304可分别具有与半导体层204n电性连接的电极204b及电极304b，以及与半导体层204n具有相反导电类型的半导体层电性连接的电极204a及电极304a。

再者，所述承载基板202可暂时地作为支撑结构，并于后续制程中移除。在一些实施例中，承载基板202可为硅基板、玻璃基板、高分子基板、高分子基复合基板、蓝宝石基板或前述的组合，但不限于此。

接着，请参照图4B，将承载基板202移除，并将已形成的半导体装置104形成于基板102上。在一些实施例中，可借由表面组装技术(surface-mount technology，SMT)将发光元件204及感测元件304形成与基板102上。在一些实施例中，基板102可为已设置晶体管元件的基板，例如TFT基板。

接着，可于基板102上形成第二遮光层114，并将第一保护层116填充于基板102及第二遮光层114所定义的空间中。此外，在一些实施例中，可于第一保护层116填充完成后，对第一保护层116实行一平坦化制程，使得半导体装置的顶表面可与第一保护层116的顶表面大致上齐平。接着，可于半导体装置104的顶表面上形成第二光转换层206。

接着，请参照图4C，在一些实施例中，可预先于第二保护层120上形成彩色滤光层110、第一散射层108a、第一光转换层106a、第二散射层108b、第一遮光层112及反射层208等结构。接着，可将第二保护层120上形成的结构与基板102上形成的结构对组，并借由粘着层118固定，以形成显示装置20A。

综上所述，本公开提供的显示装置包含具有高反射系数粒子的散射层，散射层与光转换层的组合可避免于光转换层中添加过多高反射系数粒子，使得量子点材料的浓度相对降低，导致光转换层的结构弱化或光提取效率降低的风险。散射层与光转换层的组合可解决材料的负载效应(loading effect)造成的问题，可相对提升光转换层中的量子点材料的浓度，改善显示装置的整体光提取效率。

此外，在一些实施例，本公开提供的显示装置可同时具有发光区及光感测区，光感测区中的光感测元件可检测发光区输出的光的特性(例如，强度或波长等)，可进而对应地调整控制发光区中的发光元件的相关信号，使显示装置具有自身监控的功能，可借此提升显示装置的像素一致性。

虽然本公开的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本公开的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域的技术人员可从本公开揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本公开使用。因此，本公开的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一申请专利范围构成个别的实施例，且本公开的保护范围也包括各个申请专利范围及实施例的组合。本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

多个像素，且其中至少一像素包括：

一半导体装置，具有一发光区；

一第一光转换层，设置于该半导体装置上；以及

一第一散射层，设置于该半导体装置上，

其中该第一散射层设置于该第一光转换层上。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该至少一像素更包括：

一第二散射层，设置于该第一光转换层下。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，该第二散射层围绕该半导体装置。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一散射层包括钛。

5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，该第一散射层与该第一光转换层的一界面具有一第一钛浓度，该第一光转换层在该界面之外的一第一区域具有一第二钛浓度，其中该第一钛浓度大于该第二钛浓度。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该至少一像素更包括：

一彩色滤光层，设置于该第一散射层上。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该半导体装置更包括：

一光感测区，邻近于该发光区，其中该光感测区感测从该发光区发射的一第一光线。

8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该半导体装置更包括：

一第二光转换层，设置于该光感测区中，其中该第二光转换层转换该第一光线为一第二光线。

9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，该第二光线的主峰波长小于该第一光线的主峰波长。

10.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，该半导体装置更包括：

一基板，其中该半导体装置设置在基板上，其中该第二光转换层设置于该基板与该第一光转换层之间。