CN113299679A - 发光二极管微型显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发光二极管微型显示装置，包括一线路基板、多个微发光元件、一绝缘层以及一共电极层。线路基板具有多个导电图案。该些微发光元件接合于线路基板，并与该些导电图案对应设置，每一个微发光元件具有一底面、一顶面、及一侧壁，底面与对应的导电图案连接，侧壁具有邻近线路基板的一第一侧壁部、及与第一侧壁部连接的一第二侧壁部。绝缘层设置于线路基板，并覆盖第一侧壁部。共电极层设置于线路基板，并覆盖绝缘层，且与该些微发光元件电性连接，共电极层接触第二侧壁部且曝露每一个微发光元件的顶面。
Description
技术领域
本发明关于一种显示装置，特别关于一种发光二极管微型显示装置。
背景技术
当世界都在关注未来显示技术时，Micro LED(微型发光二极管)是最被看好的技术之一。简单来说，Micro LED是将LED微缩化和矩阵化的技术，将数百万乃至数千万颗小于100微米，比一根头发还细的晶粒，排列整齐放置在基板上。与现阶段OLED(有机发光二极管)显示技术相比，Micro LED同样是自主发光，却因使用材料的不同，因此可以解决OLED最致命的“烙印”问题，同时还有低功耗、高对比、广色域、高亮度、体积小、轻薄、节能等优点。因此，全球各大厂皆争相投入Micro LED技术的研发。
在现有一种发光二极管微型显示装置的制造过程中，是分别制造线路基板及微发光元件基板后，再将两者对位、接合。但是，在高分辨率(高PPI，例如UHD、AR/VR)显示装置的要求下，接合精度往往无法符合需求，使得工艺合格率较低。另外，在现有另一种制造过程中，巨量转移(mass transfer)技术扮演着相当重要的角色，其是将预先制作完成并存放在暂时性基板上的微型发光二极管元件巨量转移至应用端(例如显示装置)的线路基板上。然而，以目前巨量转移技术的转移精度而言，将其应用于高分辨率显示装置的生产仍有合格率的问题。
即使不采用上述两种制造技术而直接在显示装置的线路基板上进行微发光元件的制作，所形成的微型发光二极管元件仍有发光效率不佳的问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种可具有较高发光效率的发光二极管微型显示装置。
为达上述目的，依据本发明的一种发光二极管微型显示装置，包括一线路基板、多个微发光元件、一绝缘层以及一共电极层。线路基板具有多个导电图案。该些微发光元件设置于线路基板，并与该些导电图案对应设置，其中，每一个微发光元件具有一底面、一顶面、及与底面和顶面连接的一侧壁，底面与对应的导电图案连接，侧壁具有邻近线路基板的一第一侧壁部、及与第一侧壁部连接且远离线路基板的一第二侧壁部。绝缘层设置于线路基板，并覆盖第一侧壁部。共电极层设置于线路基板，并覆盖绝缘层，且共电极层与该些微发光元件电性连接，共电极层接触第二侧壁部且曝露每一个微发光元件的顶面。
在一实施例中，微发光元件的高宽比大于等于0.5、小于等于2.5。
在一实施例中，微发光元件包括依序重叠设置的一第一型半导体层、一发光层及一第二型半导体层，第一型半导体层与对应的导电图案电性连接。
在一实施例中，绝缘层覆盖发光层的侧面。
在一实施例中，发光二极管微型显示装置更包括多个对接电极及多个导电件，各对接电极分别形成于对应的微发光元件的底面；各导电件分别设置于对应的对接电极与对应的导电图案之间，其中微发光元件通过对应的对接电极与导电件接合于线路基板上，且与对应的导电图案电性连接。
在一实施例中，导电件的宽度大于对应的导电图案，且小于或等于对应的微发光元件的宽度。
在一实施例中，对接电极内缩于微发光元件的底面。
在一实施例中，对接电极包括一透明导电层或一金属层、或其组合。
在一实施例中，绝缘层包括重叠设置的一第一绝缘层、一第二绝缘层及一第三绝缘层，第一绝缘层设置于该些导电件之间，第二绝缘层设置于第一绝缘层与第三绝缘层之间，且第三绝缘层设置于第一侧壁部及共电极层之间。
在一实施例中，发光二极管微型显示装置更包括一平坦层及一光转换层。平坦层设置于共电极层上，其中平坦层、共电极层及该些微发光元件的顶面共同定义出多个凹槽；光转换层设置于至少一部分的该些凹槽中。
在一实施例中，发光二极管微型显示装置更包括一保护层，其设置于平坦层与光转换层上。
在一实施例中，保护层填入至少一部分的该些凹槽中。
在一实施例中，光转换层包括一光转换物质与一滤光材料。
在一实施例中，发光二极管微型显示装置更包括一透光层，其设置于保护层上。
在一实施例中，透光层包括聚光结构或胶合材料。
在一实施例中，透光层包括多个聚光结构，每一聚光结构对应每一像素而设置。
在一实施例中，透光层包括多个聚光结构，每一聚光结构对应每一微发光元件而设置。
如上所述，在本发明的发光二极管微型显示装置中，通过微发光元件与线路基板的导电图案对应设置，而绝缘层覆盖微发光元件的第一侧壁部，且共电极层与微发光元件电性连接，并接触微发光元件的第二侧壁部且曝露出微发光元件的顶面的结构设计，使微发光元件由其顶面射出的光线不会被自身的共电极层所遮蔽或吸收。因此，本发明的发光二极管微型显示装置可具有较高的发光效率，并且可因应高分辨率显示器的需求。
附图说明
图1A为本发明一实施例的一种发光二极管微型显示装置的示意图。
图1B为图1A的发光二极管微型显示装置中，沿割面线A-A的剖面图。
图2A至图2H分别为本发明不同实施例的发光二极管微型显示装置的示意图。
图3A及图3B分别为本发明一实施例的一种发光二极管微型显示装置的制造过程示意图。
具体实施方式
以下将参照相关说明书附图，说明依本发明一些实施例的发光二极管微型显示装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
图1A为本发明一实施例的一种发光二极管微型显示装置的示意图，而图1B为图1A的发光二极管微型显示装置中，沿割面线A-A的剖面图。在此，图1A只示出了发光二极管微型显示装置1包括多个像素(Pixel)P，该些像素P配置成由行与列构成的矩阵状。本实施例的各像素P包括并排配置的三个子像素(Sub-pixel)，各子像素包含一个微发光元件12(即每一个像素P包括三个并排配置的微发光元件12)。在不同的实施例中，像素P的三个子像素的排列方式也可不同；例如三个子像素中，二个子像素上下排列，并与另一个子像素并排配置，或是其他的排列方式。在不同的实施例中，各像素P也可包括例如四个或大于四个的子像素。以四个子像素为例，这四个子像素可以并排配置，或者排列成2×2的矩阵状或其他排列方式，本发明都不限制。
请参照图1A和图1B所示，本实施例的发光二极管微型显示装置1可为主动矩阵式(Active Matrix)或被动矩阵式(Passive Matrix)发光二极管微型显示器，并可包括一线路基板11、多个微发光元件12、一绝缘层13以及一共电极层CE。另外，本实施例的发光二极管微型显示装置1更可包括多个对接电极E及多个导电件C。
线路基板11具有一基板111、多个导电图案112及一电路层(图中未示出)，该些导电图案112间隔配置于基板111的一表面113上，且各导电图案112与对应的电路层电连接，而各导电图案112之间有介电层114隔离。线路基板11可通过电路层(包含但不限于转层线路与电晶体元件)传送独立控制的电信号至对应的导电图案112。在一些实施例中，线路基板11例如可为CMOS(互补式金属氧化物半导体)基板、LCOS(硅基液晶)基板、TFT(薄膜晶体管)基板、或其他具有工作电路的线路基板11，以驱动该些微发光元件12。在一些实施例中，线路基板11的边长可例如但不限于小于或等于1吋，且每英寸像素(Pixels Per Inch,PPI)可大于1000；当然，线路基板11的边长也可大于1吋，每英寸像素也不限制。
多个微发光元件12设置于线路基板11上，并分别与该些导电图案112对应设置。在此，一个微发光元件12对应一个导电图案112。每一个微发光元件12具有一底面B、一顶面T、及与底面B和顶面T连接的一侧壁S。底面B面向线路基板11，并与对应的导电图案112连接，而顶面T与底面B相对，并位于远离线路基板11的一侧。侧壁S具有邻近线路基板11的一第一侧壁部S1、及与第一侧壁部S1连接且远离线路基板11的一第二侧壁部S2。
在本实施例中，微发光元件12是以无机材料形成的微型发光二极管。如图1B所示，在微发光元件12的一截面方向上，d1为微发光元件12的底面B的宽度，d2为微发光元件12的顶面T的宽度，d3为微发光元件12的第一侧壁部S1的高度，d4为微发光元件12的第二侧壁部S2的高度(d3与d4的和为微发光元件12的高度)。在一些实施例中，宽度d1可介于0.05μm(微米)与10μm之间；宽度d2可大于0.01μm且小于d1；高度d3可介于0.5μm与2μm之间；高度d4可介于0.1μm与4μm之间。总结来说，在一些实施例中，微发光元件12的高宽比(高度和宽度的比值)可大于等于0.4、小于等于30，而在本发明中微发光元件12高宽比的较佳范围可大于等于0.5、小于等于2.5。若高宽比小于0.4，表示此微发光元件尺寸大、并不适合用于高分辨率的微型显示面板；若高宽比大于30表示此微发光元件非常细长，也不适用于本发明工艺制作。要注意的是，本申请中提到的“高度”指的是垂直线路基板11的表面113方向上的高度(例如d3、d4或d3+d4)；而“宽度”指的是平行线路基板11的表面113方向上的宽度(例如d1或d2)。
微发光元件12包括依序重叠设置的一第一型半导体层121、一发光层122及一第二型半导体层123，第一型半导体层121与对应的导电图案112电性连接，且发光层122夹置于第一型半导体层121与第二型半导体层123之间。本实施例的第一型半导体层121的厚度小于第二型半导体层123的厚度，使发光层122比较接近线路基板11侧。本实施例的第一型半导体层121例如为P型半导体，第二型半导体层123例如为N型半导体，而发光层122例如可以是MWQ(多重量子井)层，但不以此为限。在不同的实施例中，第一型半导体层121可为N型半导体，第二型半导体层123可为P型半导体。
各对接电极E分别设置于对应的微发光元件12的底面B与对应的导电图案112之间。其中，对接电极E与微发光元件12的底面B连接，且各导电件C分别设置于对应的对接电极E与对应的导电图案112之间，使微发光元件12可通过对应的对接电极E与对应的导电图案112接合于线路基板11上，且与对应的导电图案112电性导通。因此，本实施例的微发光元件12(的底面B)是通过导电件C使对接电极E(透明导电层E2、金属层E1)与对应的导电图案112连接。
本实施例的对接电极E是内缩于微发光元件12的底面B。换句话说，对接电极E的宽度小于底面B的宽度，且由微发光元件12远离线路基板11的一侧(即图1B的微发光元件12的上侧)俯视线路基板11时，对接电极E可完全被微发光元件12的底面B所遮蔽。另外，导电件C的宽度大于对应的导电图案112，且小于或等于对应的微发光元件12的宽度。本实施例的导电件C的宽度是以大于对应的导电图案112，且等于对应的微发光元件12的宽度为例。通过导电件C的宽度不大于(小于或等于)微发光元件12，在进行蚀刻工艺时，蚀刻液才不会伤害到导电件C。
对接电极E可包括金属层E1或透明导电层E2、或其组合。本实施例的对接电极E是以包括重叠设置的金属层E1和透明导电层E2，且透明导电层E2位于金属层E1与底面B为例。金属层E1的材质可为金属(例如为铝、铜、银、钼、或钛)或其合金，透明导电层E2的材料例如可为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)、镉锡氧化物(CTO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、或其他透明导电材料；而导电件C的材料可例如但不限于包含锡、铜、银、金、或上述任何组合的合金(Alloy，例如锡以外的金属加上铜)，本发明皆不限定。
更详细地说，请先参阅图3A和图3B所示，本实施例的发光二极管微型显示装置1是先在一磊晶基板(例如Sapphire或GaAs基板，图中未示出)上进行高品质的半导体磊晶层(如图3A的12’)以及对接电极层(如图3A的E’)。接着，将整层未经过晶粒图案化的膜层反置再利用导电件C对接至线路基板11上，在去除磊晶基板之后，再进行晶粒以及对接电极的图案化(也就是利用微影、蚀刻等进行图案化工艺)，如图3A所示，形成彼此分离的微发光元件12与对接电极E。由于具有半导体磊晶层12’以及对接电极层E’的磊晶基板接合至线路基板11时仍是整层膜层，因此，既不容易发生晶粒缺失，也不会有对位精准度不足、导致晶粒间短路的问题。
请再参照图1B所示，绝缘层13设置于线路基板11，并覆盖第一侧壁部S1。具体来说，绝缘层13可包覆该些微发光元件12的第一侧壁部S1的所有表面，且绝缘层13需覆盖发光层122的侧面。详细来说，绝缘层13覆盖微发光元件12的第一侧壁部S1的高度(即绝缘层13的最高点与线路基板11的表面113的距离)需超过发光层122的高度(即发光层122的最高点与线路基板11的表面113的距离)，避免后续设置的共电极层CE会接触发光层122而发生短路现象。
本实施例的绝缘层13包括依序重叠设置于线路基板11的表面113上的一第一绝缘层131、一第二绝缘层132及一第三绝缘层133。第一绝缘层131设置于该些导电件C之间；第二绝缘层132设置于第一绝缘层131与第三绝缘层133之间，且第三绝缘层133覆盖第二绝缘层132，并设置于微发光元件12的第一侧壁部S1及共电极层CE之间，且接触微发光元件12的第一侧壁部S1及共电极层CE。第一绝缘层131可防止导电件C之间发生短路。另外，第二绝缘层132的一部分材料可位于微发光元件12的底面B与对接电极E之间，藉此填充制作过程，例如蚀刻工艺或其他工艺中所造成的间隙(即填入对接电极E内缩于底面B的区域Z，请参考图1B)。在不同的实施例中，也可不设置第二绝缘层132，使第一绝缘层131或第三绝缘层133的一部分材料填入微发光元件12的底面B与对接电极E之间(区域Z)。
第一绝缘层131可为有机材料(例如结构光阻)；第二绝缘层132的材料可为有机材料(例如结构光阻)或无机材料(例如二氧化硅或氮化硅)，第二绝缘层132的材料可与第一绝缘层131相同或不同；而第三绝缘层133的材料可为无机材料(例如二氧化硅或氮化硅)。在一些实施例中，第一绝缘层131的厚度可介于1μm与4μm之间；第二绝缘层132的厚度可介于0.05μm与3μm之间；第三绝缘层133的厚度可大于5纳米(nm)与600nm之间。
共电极层CE设置于线路基板11，并覆盖绝缘层13，并且共电极层CE与该些微发光元件12电性连接。在此，共电极层CE接触微发光元件12的第二侧壁部S2且曝露每一个微发光元件12的顶面T。本实施例的共电极层CE分别包覆(接触)每一个微发光元件12的第二侧壁部S2(即接触第二型半导体层123)，而与微发光元件12电性连接，以作为该些微发光元件12的共电极，并且分别曝露出每一个微发光元件12的顶面T。共电极层CE可为透明导电层、金属层、或其组合，并不限制。透明导电层可为上述所列出的透明导电材料；而金属层的材质可为上述所列出的金属或其合金。在一些实施例中，共电极层CE的厚度可介于0.1μm与3μm之间。
因此，在发光二极管微型显示装置1中，由部分共电极层CE、微发光元件12与对接电极E所形成的微型发光二极管例如是垂直式(vertical type)微型发光二极管，当发光二极管微型显示装置1被致能时，对接电极E例如可具有一高电位，而共电极层CE例如可具有一接地电位(Ground)或低电位，通过对接电极E与共电极层CE之间的电位差所产生的电流，可致能对应的微发光元件12向上侧发出(可见)光束。更具体地说，发光二极管微型显示装置1可通过线路基板11的驱动元件(例如主动元件，如TFT)进行控制，通过对应的导电图案112使该些对接电极E分别具有不同的高电位，致使该些微发光元件12因各自的驱动电流不同而发出不同强度的光束，这些具有不同光强度的光束在空间中的分布便可形成影像画面而被人眼所看见。在一些实施例中，微发光元件12例如可发出蓝光、绿光或白光，使发光二极管微型显示装置1为一单色显示器。
承上，在本实施例的发光二极管微型显示装置1中，通过微发光元件12与线路基板11的导电图案112对应设置，绝缘层13覆盖微发光元件12的第一侧壁部S1，且共电极层CE与微发光元件12电性连接，并接触微发光元件12的第二侧壁部S2且曝露出微发光元件12的顶面T的结构设计，使微发光元件12由其顶面T发出的光线不会被自身的共电极层CE所遮蔽或吸收。因此，本实施例的发光二极管微型显示装置1可具有较高的发光效率，并且可因应高分辨率显示器的需求。
图2A至图2H分别为本发明不同实施例的发光二极管微型显示装置的示意图。在此，图2A与图2B、图2G与图2H分别显示发光二极管微型显示装置的两个像素的结构。
如图2A所示，本实施例的发光二极管微型显示装置1a与上述实施例的发光二极管微型显示装置1其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的发光二极管微型显示装置1a中，两个相邻的微发光元件12的间距更小，使得发光二极管微型显示装置1a的分辨率(PPI)高于发光二极管微型显示装置1。因应较高分辨率的发光二极管微型显示装置1a，相较于图1B来说，图2A中位于两个微发光元件12之间的共同电极层E和第三绝缘层133往线路基板11方凹陷的区域较小。
另外，如图2B所示，本实施例的发光二极管微型显示装置1b与上述实施例的发光二极管微型显示装置1a其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的发光二极管微型显示装置1b中，两个相邻微发光元件12的间距更小，使得发光二极管微型显示装置1b的分辨率高于发光二极管微型显示装置1a或1。因应更高分辨率的发光二极管微型显示装置1b，相较于图2A来说，图2B位于两个微发光元件12之间的第三绝缘层133为平坦，不具有往线路基板11方向凹陷的区域。
另外，如图2C所示，本实施例的发光二极管微型显示装置1c与上述实施例的发光二极管微型显示装置1其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的发光二极管微型显示装置1c中，更包括一平坦层14及一保护层15，平坦层14设置于共电极层CE，而保护层15则设置于平坦层14上，并且覆盖该些微发光元件12的顶面T。平坦层14的材料可为黑色绝缘材料或其他可吸光材料，其材质可为有机材料，例如可以是黑色光阻、BCB(苯并环丁烯)、PI(聚酰亚胺)、或有机胶材。保护层15用以保护微发光元件12免于水气或异物的入侵而破坏其特性，其材质可包括无机材料、有机材料、或其他合适的材料、或上述的组合。无机材料可例如为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其它合适的材料、或上述至少两种材料的堆叠层。在一些实施例中，保护层15的厚度可例如介于0.05μm与5μm之间。
另外，如图2D所示，本实施例的发光二极管微型显示装置1d与上述实施例的发光二极管微型显示装置1c其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的发光二极管微型显示装置1d中，更包括一透光层17，透光层17设置且覆盖于保护层15上。在本实施例中，透光层17是胶合材料，例如可光学胶(OCA)或光学树脂(OCR)，用于保护微发光元件12免于异物或水气的入侵而破坏其特性。
特别的是，透光层17除了胶合材料形成的膜层外，也可以是聚光结构。请先参照图2G所示，在发光二极管微型显示装置1g中，透光层17包括多个聚光结构171，聚光结构171与该些微发光元件12对应设置，该些聚光结构171例如是微透镜，用以聚光，提高微发光元件12的亮度。在图2G的发光二极管微型显示装置1g中，各聚光结构171对应每一个像素(包括三个微发光元件12)而设置。在另一实施例中，如图2H所示的发光二极管微型显示装置1h中，各聚光结构171是对应每一个微发光元件12而设置。
另外，如图2E所示，本实施例的发光二极管微型显示装置1e与上述实施例的发光二极管微型显示装置1其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的发光二极管微型显示装置1c中，更包括一平坦层14、一保护层15及一光转换层16。共电极层CE的设置高度高于顶面T(但露出顶面T)，而平坦层14设置于共电极层CE上，且平坦层14、共电极层CE及该些微发光元件12的顶面T共同定义出多个凹槽U。光转换层16设置于至少一部分的该些凹槽U中。在此，光转换层16设置于未填入保护层15的凹槽U中。另外，保护层15设置于平坦层14与光转换层16上，并填入至少一部分的凹槽U(例如填入一个像素的其中一个子像素的凹槽U中)。本实施例的保护层15的材料填入各像素的三个子像素中的其中一个子像素的凹槽U中，而光转换层16则设置于未填入保护层15的其他另两个凹槽U中。光转换层16可包括一光转换物质，光转换物质可例如包括量子点(Quantum Dot,QD)、磷光材料或萤光材料。本实施例的光转换物质是以包括量子点(形成量子点层161)为例。值得一提的是，在不同实施例中，也可以不设置光转换层16，而将保护层15填入所有的凹槽U中。
在本实施例中，该些微发光元件12例如可为发出蓝光的μLED，而在一个像素P的三个子像素中，未填入光转换物质的两个凹槽U可填入不同尺寸的量子点，使蓝光照射在不同尺寸的量子点上可分别激发而产生绿光和红色，以构成全彩的微型发光二极管显示器。在一些实施例中，量子点层161的厚度可例如介于4μm与8μm之间。
另外，如图2F所示，本实施例的发光二极管微型显示装置1f与上述实施例的发光二极管微型显示装置1e其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的发光二极管微型显示装置1f中，光转换层16包括光转换物质(形成量子点层161)与滤光材料(形成滤光层162，滤光层162位于量子点层161与顶面T之间)为例。在本实施例中，该些微发光元件12例如可为发出蓝光的μLED，而在一个像素P的三个子像素中，不同尺寸的量子点可使蓝光分别激发出绿光和红色，搭配绿色和红色的滤光材料，可构成全彩的微型发光二极管显示器。在此，设置滤光材料(滤光层162)的目的是，可防止未转换的蓝光向上射出，增加射出光线的色彩纯度。在其他实施例中，蓝色子像素中也可形成蓝色的滤光材料以提升波长均匀性。
除此之外，本实施例的发光二极管微型显示装置1f更包括透光层17，透光层17设置于保护层15上。透光层17可包括聚光结构或胶合材料。本实施例的透光层17是以光学胶为例。
综上所述，在本发明的发光二极管微型显示装置中，通过微发光元件与线路基板的导电图案对应设置，而绝缘层覆盖微发光元件的第一侧壁部，且共电极层与微发光元件电性连接，并接触微发光元件的第二侧壁部且曝露出微发光元件的顶面的结构设计，使微发光元件由其顶面发出的光线不会被自身的共电极层所遮蔽或吸收。因此，本发明的发光二极管微型显示装置可具有较高的发光效率，并且可因应高分辨率显示器的需求。
以上所述仅为举例性，而并非是限制性的。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求书中。
Claims (17)
1.一种发光二极管微型显示装置，其特征在于，所述发光二极管微型显示装置包括：
一线路基板，具有多个导电图案；
多个微发光元件，接合于该线路基板，并与该些导电图案对应设置，其中，每一个该微发光元件具有一底面、一顶面、及与该底面和该顶面连接的一侧壁，该底面与对应的该导电图案连接，该侧壁具有邻近该线路基板的一第一侧壁部、及与该第一侧壁部连接且远离该线路基板的一第二侧壁部；
一绝缘层，设置于该线路基板，并覆盖该第一侧壁部；以及
一共电极层，设置于该线路基板，并覆盖该绝缘层，且该共电极层与该些微发光元件电性连接，
其中，该共电极层接触该第二侧壁部且曝露每一个该微发光元件的该顶面。
2.如权利要求1所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该微发光元件的高宽比大于等于0.5、小于等于2.5。
3.如权利要求1所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该微发光元件包括依序重叠设置的一第一型半导体层、一发光层及一第二型半导体层，该第一型半导体层与对应的该导电图案电性连接。
4.如权利要求3所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该绝缘层覆盖该发光层的侧面。
5.如权利要求1所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，进一步包括：
多个对接电极，分别形成于对应的该微发光元件的该底面；及
多个导电件，分别设置于对应的该对接电极与对应的该导电图案之间，其中该微发光元件通过对应的该对接电极与该导电件接合于该线路基板上，且与对应的该导电图案电性连接。
6.如权利要求5所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该导电件的宽度大于对应的该导电图案，且小于或等于对应的该微发光元件的宽度。
7.如权利要求5所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该对接电极内缩于该微发光元件的该底面。
8.如权利要求5所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该对接电极包括一金属层或一透明导电层、或其组合。
9.如权利要求5所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该绝缘层包括重叠设置的一第一绝缘层、一第二绝缘层及一第三绝缘层，该第一绝缘层设置于该些导电件之间，该第二绝缘层设置于该第一绝缘层与该第三绝缘层之间，且该第三绝缘层设置于该第一侧壁部及该共电极层之间。
10.如权利要求1所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，进一步包括：
一平坦层，设置于该共电极层上，其中该平坦层、该共电极层及该些微发光元件的顶面共同定义出多个凹槽；及
一光转换层，设置于至少一部分的该些凹槽中。
11.如权利要求10所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，进一步包括：
一保护层，设置于该平坦层与该光转换层上。
12.如权利要求11所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该保护层填入至少一部分的该些凹槽中。
13.如权利要求10所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该光转换层包括一光转换物质与一滤光材料。
14.如权利要求11所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，进一步包括：
一透光层，设置于该保护层上。
15.如权利要求14所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该透光层包括聚光结构或胶合材料。
16.如权利要求14所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该透光层包括多个聚光结构，每一聚光结构对应每一像素而设置。
17.如权利要求14所述的发光二极管微型显示装置，其特征在于，该透光层包括多个聚光结构，每一聚光结构对应每一微发光元件而设置。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113594196A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 錼创显示科技股份有限公司 | 微型发光二极管显示装置及其制造方法 |
| CN114122215A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-03-01 | 北京芯海视界三维科技有限公司 | 发光单元及发光器件 |
| TWI799929B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-04-21 | 錼創顯示科技股份有限公司 | 微型發光二極體顯示裝置及其製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170309678A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | Au Optronics Corporation | Micro light emitting diode structure, pixel unit, and light emitting diode display panel |
| TW201916342A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-16 | 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 | 顯示裝置 |
| US20190355786A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Micro light emission element and image display device |
| CN110707119A (zh) * | 2019-06-21 | 2020-01-17 | 錼创显示科技股份有限公司 | 半导体材料基板、微型发光二极管面板及其制造方法 |
| CN111201620A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-05-26 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 发光装置及其制作方法 |
| CN111580269A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-08-25 | 昆山梦显电子科技有限公司 | 基于眼球追踪技术的显示面板及其制备方法、显示装置 |
-
2021
- 2021-05-20 CN CN202110552459.2A patent/CN113299679A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170309678A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | Au Optronics Corporation | Micro light emitting diode structure, pixel unit, and light emitting diode display panel |
| TW201916342A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-16 | 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 | 顯示裝置 |
| US20190355786A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Micro light emission element and image display device |
| CN111201620A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-05-26 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 发光装置及其制作方法 |
| CN110707119A (zh) * | 2019-06-21 | 2020-01-17 | 錼创显示科技股份有限公司 | 半导体材料基板、微型发光二极管面板及其制造方法 |
| CN111580269A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-08-25 | 昆山梦显电子科技有限公司 | 基于眼球追踪技术的显示面板及其制备方法、显示装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113594196A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 錼创显示科技股份有限公司 | 微型发光二极管显示装置及其制造方法 |
| TWI799929B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-04-21 | 錼創顯示科技股份有限公司 | 微型發光二極體顯示裝置及其製造方法 |
| CN114122215A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-03-01 | 北京芯海视界三维科技有限公司 | 发光单元及发光器件 |
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