CN113675324A - 微型发光二极管显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种微型发光二极管显示装置，包括一线路基板、一磊晶结构层、一金属导电层、一光转换层以及一遮光结构。磊晶结构层包括面向线路基板的一第一表面、远离线路基板的一第二表面、以及彼此间隔配置的多个微型发光二极管单元，该些微型发光二极管单元与线路基板电性连接。金属导电层设置于第二表面且直接接触磊晶结构层，金属导电层的各光转换区域分别对应于该些微型发光二极管单元的其中之一。光转换层设置于部分的该些光转换区域内。遮光结构不覆盖该些光转换区域。其中，在垂直线路基板的接合表面的方向上，金属导电层的厚度大于磊晶结构层的厚度。

Description

微型发光二极管显示装置
技术领域
当世界都在关注未来显示技术时，微型发光二极管(Micro LED)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。
背景技术
当世界都在关注未来显示技术时，微型发光二极管(Micro LED)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。
在现有的微型发光二极管显示装置中，为了要得到均匀的亮度及降低功耗(powerconsumption)，一般都是通过金属网格(metal grid)的导电结构使微型发光二极管的半导体层与驱动基板电性连接。但是，在高解析度(高PPI，例如UHD、AR/VR)显示装置的要求下，在相当小的微型发光二极管的半导体层中制作金属网格的工艺容忍度会越低，直接影响了显示装置的工艺合格率。
因此，如何提供一种可符合高解析度的要求，并具有较高工艺合格率的微型发光二极管显示装置，一直是业界相当重视的课题之一。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的目的为提供一种有别于现有技术的新形态微型发光二极管显示装置，能够符合高解析度显示装置的要求，同时具有较高的工艺合格率。
为达上述目的，依据本发明的一种微型发光二极管显示装置，包括一线路基板、一磊晶结构层、一金属导电层、一光转换层以及一遮光结构。线路基板具有一接合表面。磊晶结构层设置于线路基板的接合表面，磊晶结构层包括面向线路基板的一第一表面、远离线路基板的一第二表面、以及彼此间隔配置的多个微型发光二极管单元，该些微型发光二极管单元于第一表面上并与线路基板电性连接，该些微型发光二极管单元由线路基板控制发光。金属导电层设置于磊晶结构层远离线路基板的第二表面且直接接触磊晶结构层，金属导电层定义彼此间隔的多个光转换区域，各光转换区域分别对应于该些微型发光二极管单元的其中之一。光转换层设置于部分的该些光转换区域内且用以转换所对应的微型发光二极管单元的发光波长。遮光结构具有多个第一遮光部设置于金属导电层上，该些第一遮光部不覆盖该些光转换区域。其中，在垂直线路基板的接合表面的方向上，金属导电层的厚度大于磊晶结构层的厚度。
在一实施例中，磊晶结构层的第二表面为一平坦表面。
在一实施例中，各光转换区域为金属导电层中所形成的一贯穿孔。
在一实施例中，贯穿孔与对应的微型发光二极管单元在垂直接合表面的方向上重叠设置，且微型发光二极管单元发出的光线通过贯穿孔以显示影像。
在一实施例中，磊晶结构层包括一连续的半导体层，该些微型发光二极管单元共用该半导体层。
在一实施例中，线路基板更具有多个导电电极，该些导电电极的其中之一通过一导电件与该些微型发光二极管单元的其中之一电性连接。
在一实施例中，线路基板输出一共电极的信号通过导电件、磊晶结构层传送至金属导电层。
在一实施例中，遮光结构还具有多个第二遮光部设置于磊晶结构层的第二表面，该些第二遮光部露出磊晶结构层的第二表面中，对应于该些微型发光二极管单元的部分区域。
在一实施例中，各第二遮光部与相邻的该些光转换区域之间具有间隙。
在一实施例中，微型发光二极管显示装置更包括一透光层，其设置于遮光结构远离金属导电层的一侧。
在一实施例中，部分的透光层的材料填入未设置光转换层的该些光转换区域内。
在一实施例中，微型发光二极管显示装置更包括一滤光层，其设置于光转换层远离磊晶结构层的一侧，滤光层包括多个滤光部，光转换层包括多个光转换部，各滤光部与各光转换部对应设置。
在一实施例中，各光转换部的一截面形状为倒梯形。
在一实施例中，磊晶结构层更包括朝向光转换层突出的多个突出部，各突出部分别与该些微型发光二极管单元的其中之一对应设置。
在一实施例中，光转换层包括多个光转换部，各光转换部的一截面形状为倒梯形，且各突出部的一截面形状为梯形。
在一实施例中，该些突出部彼此为独立构件。
在一实施例中，同一个像素的多个突出部彼此连接，相邻像素的两个相邻的突出部彼此为独立构件。
在一实施例中，光转换层具有远离磊晶结构层的一顶面，金属导电层具有远离磊晶结构层的一上表面，顶面与上表面齐平。
承上所述，在本发明的微型发光二极管显示装置中，并不以传统的金属网格使微型发光二极管单元与驱动基板电性连接，而是利用较厚的金属导电层协助各微型发光二极管单元的电流的传导，借此有助于微型发光二极管单元的发光效能，同时可得到均匀的亮度及降低功耗。因此，相较于利用金属网格使微型发光二极管与驱动基板电连接的现有技术来说，本发明的微型发光二极管显示装置可以符合高解析度的显示要求，也可具有较高的工艺合格率。
附图说明
图1A为本发明一实施例的一种微型发光二极管显示装置的示意图。
图1B为图1A的微型发光二极管显示装置中，沿割面线A-A的剖面图。
图1C为本发明另一实施例的一种微型发光二极管显示装置的示意图。
图2A至2G分别为本发明不同实施例的微型发光二极管显示装置的示意图。
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微型发光二极管显示装置，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微型发光二极管显示装置的示意图；图1B为图1A的微型发光二极管显示装置中，沿割面线A-A的剖面图；图1C为本发明另一实施例的一种微型发光二极管显示装置的示意图。
图1A和图1C绘示的微型发光二极管显示装置1包括有多个像素(Pixel)P，该些像素P配置成由行与列构成的矩阵状。如图1A所示，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型发光二极管单元121(即每一个像素P包括三个并排配置的微型发光二极管单元121)。在不同的实施例中，各像素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，且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、或是其他排列方式。以图1C为例，该些像素P排列成2*2的矩阵状。其中，上侧两个子像素的微型发光二极管单元121可例如分别为绿色、绿色，而下侧两个子像素的微型发光二极管单元121可分别例如为蓝色、红色，当然并不以此为限。
请参照图1B所示，本实施例的微型发光二极管显示装置1可为主动矩阵式(ActiveMatrix)或被动矩阵式(Passive Matrix)发光二极管微型显示器。微型发光二极管显示装置1可包括一线路基板11、一磊晶结构层12、一金属导电层13、一光转换层14以及一遮光结构15。
线路基板11具有一接合表面S1。在此，接合表面S1为线路基板11的上表面。线路基板11为驱动微型发光二极管单元121发光的驱动基板，例如可为互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)基板、硅基液晶(Liquid Crystal onSilicon，LCOS)基板、薄膜电晶体(Thin Film Transistor，TFT)基板、或其他具有工作电路的线路基板，并不限定。在一些实施例中，本发明的微型发光二极管显示装置是微型显示器(Micro Display)，适于AR(扩增实境)或VR(虚拟实境)的应用，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。
磊晶结构层12设置于线路基板11的接合表面S1上。其中，磊晶结构层12可包括面向线路基板11的一第一表面S21、远离线路基板11的一第二表面S22、以及彼此间隔配置且面向线路基板11的多个微型发光二极管单元121，该些微型发光二极管单元121位于第一表面S21上并与线路基板11电性连接，借此通过线路基板11控制(驱动)微型发光二极管单元121发光。本实施例的磊晶结构层12的第一表面S21形成多个凹部U而分隔出该些阵列排列的微型发光二极管单元121，令该些微型发光二极管单元121可以独立控制发光，且磊晶结构层12的第二表面S22则与金属导电层13直接接触。
在本实施例中，各微型发光二极管单元121可提供一个子像素的光源，并可包括重叠设置的一第一型半导体层121a、一发光层121b及一第二型半导体层121c，发光层121b夹置于第一型半导体层121a与第二型半导体层121c之间。前述的凹部U的深度大于第二型半导体层121c与发光层121b的总厚度。于此，第一型半导体层121a例如为N型半导体，详细来说，本实施例的磊晶结构层12包括连续的第一型半导体层121a，该些微型发光二极管单元121共用该第一型半导体层121a，惟不以此为限。另外，第二型半导体层121c例如为P型半导体，而发光层121b例如为多重量子井(Multiple Quantum Well，MQW)层，但不以此为限。在不同的实施例中，第一型半导体层121a可为P型半导体(在此情况下，则可形成共P型结构)，第二型半导体层121c可为N型半导体。
另外，线路基板11更可包括多个导电电极(111、112)，导电电极(111、112)分别对应于磊晶结构层12的微型发光二极管单元121而设置(例如一对一对应)。在此，各导电电极可与对应的线路基板11的电路层(未绘示)电连接，且各导电电极之间例如可以有介电层隔离(未绘示)。因此，线路基板11可通过电路层传送独立控制的电信号至对应的导电电极，借此驱动对应的微型发光二极管单元121发光。
该些导电电极的其中之一可通过一导电件C与该些微型发光二极管单元121的其中的一电性连接。本实施例的导电电极可包括多个第一电极111(图1B中显示四个第一电极111)及一个第二电极112，每一个第一电极111通过一个导电件C与对应的微型发光二极管单元121的第二型半导体层121c电性连接，而第二电极112则做为磊晶结构层12的共电极，且亦通过一个导电件C与微型发光二极管单元121的第一型半导体层121a电连接。上述的导电件C的材料可例如但不限于包含铟、锡、铜、银、金、或前述任何组合的合金(Alloy，例如锡以外的金属加上铜)，本发明不限定。此外，在该些微型发光二极管单元121中，除了与导电件C接触的区域之外，微型发光二极管单元121面向线路基板11的其他表面设置有绝缘层18，绝缘层18用以保护微型发光二极管单元121的结构。换句话说，磊晶结构层12的第一表面S21不与导电件C接触的区域设置有绝缘层18。在一些实施例中，线路基板11更可包含一阻焊层113，阻焊层113设置于接合表面S1与磊晶结构层12之间。阻焊层113除了提供压合时的缓冲以避免磊晶结构层12的碎裂外，也可进一步防止第一电极111间的短路。阻焊层113的材料可例如但不限于包含氮化硅、氧化硅等无机介电材料，或是包含光阻、油墨等有机高分子材料。值得提醒的是，为了得到均匀的亮度及降低功耗，本实施例的微型发光二极管显示装置1并不以传统的金属网格使微型发光二极管的半导体层(例如第一型半导体层121a)与驱动基板电性连接。
金属导电层13设置于磊晶结构层12远离线路基板11的第二表面S22且直接接触磊晶结构层12。本实施例的磊晶结构层12的第二表面S22为一平坦表面，并与线路基板11的接合表面S1实质上平行，且金属导电层13设置且直接接触磊晶结构层12的第一型半导体层121a而与该些微型发光二极管单元121电性连接。另外，金属导电层13也与线路基板11电性连接。例如，金属导电层13与线路基板11的第二电极112电性连接。在一些实施例中，在垂直线路基板11的接合表面S1的方向D上，磊晶结构层12的第二表面S22与发光层121b的最短距离可大于1微米(μm)且小于4微米。另外，前述凹部U的底部U1与磊晶结构层12的第二表面S22的厚度d3可小于3微米。在此，厚度d3不能太大，若太大则电流传输效果不好，较薄的厚度d3可以让线路基板11的电流信号(本实施例是共电极的电信号)更容易地通过导电件C、磊晶结构层12流往金属导电层13，并利用导电率高的金属导电层13均匀的流向整片显示区域。
另外，本实施例的金属导电层13可定义出彼此间隔的多个光转换区域131，各光转换区域131分别对应于该些微型发光二极管单元121的其中之一(亦即一个光转换区域131对应一个微型发光二极管单元121)。本实施例的光转换区域131与对应的微型发光二极管单元121在垂直接合表面S1的方向D上重叠设置。在此，各光转换区域131分别为金属导电层13中所形成的一贯穿孔，该贯穿孔可连通金属导电层13的上表面与下表面，因此，对应于光转换区域131的微型发光二极管单元121所发出的光线可以穿过贯穿孔(光转换区域131)而往上射出，也就是说微型发光二极管单元121发出的光线可通过该贯穿孔以显示影像。金属导电层13的材料可例如包含铜、银、铝、钛、铬或镍、或其合金。
光转换层14设置于部分的该些光转换区域131内，光转换层14用以转换所对应的微型发光二极管单元121的发光波长。本实施例的光转换层14包括多个分离的光转换部141a、141b，光转换部141a、141b位于对应的光转换区域131内，且一个光转换部141a、141b分别对应于一个微型发光二极管单元121。具体来说，在一个像素P的三个子像素中，有两个子像素的光转换区域131内分别填入可转换不同光波长的光转换部141a、141b的材料。在此，光转换层14(光转换部141a、141b)可包括光转换物质，例如可包括量子点(QuantumDot,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(形成光转换部141a、141b)为例。在此，不同尺寸的量子点可被激发而产生不同颜色的光(例如不同尺寸的量子点被蓝光激发可产生红光和绿光)。本实施例的光转换部141a、141b的形状例如分别为倒锥形，其截面形状例如分别为多边形(例如倒梯形)，当然并不以此为限。
本实施例的微型发光二极管显示装置1更可包括一滤光层17，滤光层17设置于光转换层14远离磊晶结构层12的一侧。滤光层17亦填入部分的光转换区域131内。在此，滤光层17包括多个滤光部171a、171b，各滤光部171a、171b分别与各光转换部141a、141b对应且重叠设置(例如一对一对应)。在实施上，当金属导电层13定义出彼此间隔的多个光转换区域131后，可依序将光转换部141a、141b的材料、滤光部171a、171b的材料分别对应设置于光转换区域131内，使各光转换部141a、141b及各滤光部171a、171b分别对应于其中一个微型发光二极管单元121(亦即，对应一个子像素的区域)。本实施例的滤光部171a、171b可包括对应不同颜色的滤光材料，例如红色滤光材料和绿色滤光材料。因此，在对应到光转换部141a、141b以及滤光部171a、171b的每一个光转换区域131中，该处的子像素(即微型发光二极管单元121)发出的光线(例如蓝光)将被对应的光转换部(光转换部141a、141b)转变为设定的颜色(例如红光、绿光)，再穿过对应的滤光部(滤光部171a、171b)后射出。在另一些实施例中，例如，在光转换部141a、141b的厚度足够厚而使光线的色纯度达到要求时，也可省略滤光层17(滤光部171a、171b)。当然，为了得到较高的色纯度而使用较厚的光转换层14(光转换部141a、141b)时，则需要有较厚的金属导电层13。此外，在不同实施例中，微型发光二极管单元121也可搭配其他对应的光转换部(及/或滤光部)，藉以发出其他颜色的光线(例如黄光或白光，但不以此为限)。前述提到的“厚度”或“高度”是指垂直线路基板11的接合表面S1或第二表面S22的方向D上的最大厚度或最大高度。
遮光结构15图案化地设置于金属导电层13的至少一侧。本实施例的遮光结构15具有多个第一遮光部151及多个第二遮光部152，该些第一遮光部151及该些第二遮光部152分别设置于金属导电层13的两相反侧。其中，第一遮光部151设置于金属导电层13远离磊晶结构层12的一上表面S3，且第一遮光部151围绕光转换区域131而设置。换句话说，在垂直线路基板11的接合表面S1的方向D上，第一遮光部151不会遮住光转换区域131(光转换部141a、141b或滤光部171a、171b)。另外，第二遮光部152设置于磊晶结构层12的第二表面S22，该些第二遮光部152可露出磊晶结构层12的第二表面S22中，对应于该些微型发光二极管单元121的部分区域，且位于两个相邻的光转换区域131之间。本实施例的各第二遮光部152与相邻的该些光转换区域131之间具有间隙，借此，驱动各微型发光二极管单元121的电流也可通过该间隙由金属导电层13流向各微型发光二极管单元121，进而提高发光效能。在不同的实施例中，各第二遮光部152可与相邻的该些光转换区域131彼此连接；或者，也可不设置第二遮光部152，本发明都不限制。前述遮光结构15(第一遮光部151、第二遮光部152)的材料可为导电或绝缘的不透光材料(例如黑色)，其用以遮蔽或吸收光线，以防止各子像素之间的干扰(例如混光)。
此外，本实施例的微型发光二极管显示装置1更包括一透光层16，透光层16设置于遮光结构15远离金属导电层13的一侧。在此，透光层16覆盖在部分的遮光结构15(第一遮光部151)及滤光部171a、171b上，且部分的透光层16的材料填入未设置光转换层14(及滤光层17)的光转换区域131内。透光层16可为透光薄膜，材料例如可包括压克力(PMMA，密度例如为1.18g/cm3)、环氧树脂(Epoxy，密度例如为1.1～1.4g/cm3)、或聚氨酯(PU)，也可选择无机材料，例如绝缘氧化物SiO2、TiO2、Al2O3、SiNx等等。透光层16的厚度可例如小于或等于20微米，较佳为小于0.5微米(例如0.15微米)，在较薄的厚度时，透光层16会沿着无光转换结构14与滤光层17的光转换区域131侧壁覆盖，也就是透光层16并不会形成一个完整的平面而是随时下面膜层的形状起伏。在一些实施例中，透光层16例如但不限于为抗反射膜(Anti-Reflection Film)、防眩膜(Anti-glare Film)、抗指纹膜(Anti-finger printing Film)、防水防污膜或防刮膜(Anti-scratch Film)，或上述膜层的组合，并不限制。
承上，当微型发光二极管显示装置1被致能时，第一电极111例如可具有一高电位，而第二电极112例如可具有一接地电位(Ground)或低电位，通过第一电极111与第二电极112之间的电位差(即驱动电压)所产生的电流可分别致能对应的微型发光二极管单元121发出对应的红光、绿光和蓝光。更具体地说，微型发光二极管显示装置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及/或电路层使每一个第一电极111分别具有不同的高电位，致使对应的微型发光二极管单元121可发出蓝光，再通过对应的光转换部141a、141b和滤光部171a、171b可产生红光和绿光，这些具有不同颜色、强度的光线在空间中的分布便可形成影像画面而被人眼所看见，使微型发光二极管显示装置1成为一全彩显示器。
在本实施例的微型发光二极管显示装置1中，在垂直线路基板11的接合表面S1的方向D上，金属导电层13的厚度d1大于磊晶结构层12的厚度d2。因此为了得到均匀的亮度及降低功耗，本实施例的微型发光二极管显示装置1并不以传统的金属网格使微型发光二极管的半导体层(例如第一型半导体层121a)与驱动基板电性连接，而是利用较厚的金属导电层13协助各微型发光二极管单元121的电流的传导，借此有助于微型发光二极管单元121的发光效能，同时也可得到均匀的亮度及降低功耗。在此，金属导电层13可同时拥有导电与反射或聚光的功能，除了可防止子像素之间的串扰问题外，相较于现有微型发光二极管显示装置来说，也可解决现有高解析度显示装置利用金属网格使微型发光二极管与驱动基板电连接所产生的工艺容忍度问题。因此，本实施例的微型发光二极管显示装置1可以符合高解析度的显示要求，也可具有较高的工艺合格率。
图2A至2G分别为本发明不同实施例的微型发光二极管显示装置的示意图。
如图2A所示，本实施例的微型发光二极管显示装置1a与前述实施例的微型发光二极管显示装置其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的微型发光二极管显示装置1a中，磊晶结构层12更可包括朝向光转换层14突出的多个突出部122，各突出部122与各光转换区域131对应设置，且各突出部122分别与该些微型发光二极管单元121的其中之一对应设置(即一个突出部122对应一个微型发光二极管单元121及一个光转换区域131)。在此，突出部122彼此为独立构件(但通过磊晶结构层12的共同的第一型半导体层121a间接连接)。突出部122的目的是为了减少遮光，且可增加磊晶结构层12与金属导电层13的接触面积(增加电流量)。具体来说，本实施例的光转换部141a、141b分别与对应的突出部122接触。突出部122的形状例如可为锥形状，其截面形状例如为多边形(例如为梯形)，然并不以此为限。另外，光转换部141a、141b的形状例如为倒锥形。通过各突出部122的截面形状为梯形以及各光转换部131的截面形状为倒梯形的对应形状配置(一个梯形对应一个倒梯形)，可提高微型发光二极管单元121的出光效能。在一些实施例中，突出部122的高度可大于2微米。
本实施例的各突出部122由上而下分别为不导电的未掺杂半导体层122a、与可导电的掺杂半导体层122b。未掺杂半导体层122a例如为未掺杂氮化镓(u-GaN)，而掺杂半导体层122b与第一型半导体层121a具有相同的材料，例如为N型氮化镓(n-GaN)。在不同的实施例中，可以整个突出部122都是可导电的掺杂半导体，本发明不限制。此外，本实施例的遮光结构15只有第一遮光部151，并没有设置第二遮光部152。
在一些实施例中，掺杂半导体层122b，例如n-GaN的导电率约为10-1～103S/m，而金属的导电率例如约为107S/m，故使用金属作为金属导电层13的材料，以作为微型发光二极管单元121的导电路径；在一些实施例中，金属网格的厚度可介于2μm与20μm之间，由于微型显示器通常需要很高的画面更新率来符合应用需求，因此使用高导电率、厚度增加的金属导电层13辅助磊晶结构层12的电流传导速度，又同时兼顾光反射的特性来进一步提升出光效率、提高显示亮度与品质。
在一些实施例中，光转换部141a、141b的厚度可大于等于2μm，且小于等于金属网格的厚度；在一些实施例中，突出部122的厚度d4可介于2μm与突出部122的顶部和发光层121b之间的厚度d5之间(2μm≤d4≤d5)；在一些实施例中，突出部122的顶部和发光层121b之间的厚度d5可小于等于4μm；在一些实施例中，突出部122的顶部的宽度W1可介于0.3μm与7μm之间(0.3μm≤W1≤7μm)；在一些实施例中，突出部122的顶部的宽度W1与突出部122的厚度d4的比值可介于0.075与3.5之间(0.075≤(W1/d4)≤3.5)；在一些实施例中，突出部122的顶部的宽度W1与金属网格的厚度的比值可介于0.015与7之间(0.015≤(W1/金属网格的厚度)≤7)。
另外，如图2B所示，本实施例的微型发光二极管显示装置1b与前述实施例的微型发光二极管显示装置其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的微型发光二极管显示装置1b中，除了第一遮光部151外，遮光结构15还包括有第二遮光部152。在此，突出部122的外围设置有第二遮光部152，且第二遮光部152与相邻的突出部122连接。
另外，如图2C所示，本实施例的微型发光二极管显示装置1c与前述实施例的微型发光二极管显示装置其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的微型发光二极管显示装置1c中，不包括有透光层16。因此，未设置光转换层14(及滤光层17)的光转换区域131没有填入任何材料。在一些实施例中，未设置光转换层14(及滤光层17)的光转换区域131可以填入例如光学胶等材料，但不以此为限。
另外，如图2D所示，本实施例的微型发光二极管显示装置1d与前述实施例的微型发光二极管显示装置其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的微型发光二极管显示装置1d中，光转换区域131的一部分填充有透光层16’，而滤光层17更包括蓝色滤光材料的滤光部171c，且滤光部171c与透光层16’重叠设置，也就是蓝色子像素中的光转换区域131也设置对应蓝光的滤光部171c，以进一步提高波长均匀度。
另外，如图2E所示，本实施例的微型发光二极管显示装置1e与前述实施例的微型发光二极管显示装置其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的微型发光二极管显示装置1e中，各突出部122的高度较高、彼此独立，并且各突出部122与对应的微型发光二极管单元121的第一型半导体层121a直接连接，但不与相邻的微型发光二极管单元121的第一型半导体层121a连接。该些微型发光二极管单元121的第一型半导体层121a也彼此独立，同时金属导电层13的厚度d1也较厚，较高的突出部122与较厚的金属导电层13有助于电流的传导，可提升微型发光二极管单元121的发光效能。此外，第二遮光部152与绝缘层18直接接触。也就是说，每一个微型发光二极管单元121所发出的光线不会干扰到邻近颗的微型发光二极管单元121，因此进一步可提高显示品质。
另外，如图2F所示，本实施例的微型发光二极管显示装置1f与前述实施例的微型发光二极管显示装置其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的微型发光二极管显示装置1f中，同一个像素P的三个突出部122彼此连接(形成单一构件，仍标示为122)，但相邻像素的两个相邻的突出部122则彼此为独立构件。在此，突出部122有一个平整的表面S122，可以增加光转换区域131接触的面积与提高对准精度、进一步改善合格率。
另外，如图2G所示，本实施例的微型发光二极管显示装置1g与前述实施例的微型发光二极管显示装置其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的微型发光二极管显示装置1g中，光转换层14具有远离磊晶结构层12的一顶面S4，顶面S4与金属导电层13远离磊晶结构层12的上表面S3齐平。换句话说，在填入光转换部141a、141b的材料时，就使光转换部141a、141b的材料与金属导电层13的上表面S3形成平坦面，之后再设置对应的滤光部171a、171b及透光层16。
综上所述，在本发明的微型发光二极管显示装置中，并不以传统的金属网格使微型发光二极管单元与驱动基板电性连接，而是利用较厚的金属导电层协助各微型发光二极管单元的电流的传导，借此有助于微型发光二极管单元的发光效能，同时可得到均匀的亮度及降低功耗。因此，相较于利用金属网格使微型发光二极管与驱动基板电连接的现有技术来说，本发明的微型发光二极管显示装置可以符合高解析度的显示要求，也可具有较高的工艺合格率。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。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，均应包含于后附的申请专利范围中。

Claims (18)

1.一种微型发光二极管显示装置，其特征在于，包括：
一线路基板，具有一接合表面；
一磊晶结构层，设置于该线路基板的该接合表面上，该磊晶结构层包括面向该线路基板的一第一表面、远离该线路基板的一第二表面、以及彼此间隔配置的多个微型发光二极管单元，该些微型发光二极管单元位于该第一表面上并与该线路基板电性连接，该些微型发光二极管单元由该线路基板控制发光；
一金属导电层，设置于该磊晶结构层的该第二表面且直接接触该磊晶结构层，该金属导电层定义彼此间隔的多个光转换区域，各该光转换区域分别对应于该些微型发光二极管单元的其中之一；
一光转换层，设置于部分的该些光转换区域内且用以转换所对应的该微型发光二极管单元的发光波长；以及
一遮光结构，具有多个第一遮光部设置于该金属导电层上，该些第一遮光部不覆盖该些光转换区域；
其中，在垂直该线路基板的该接合表面的方向上，该金属导电层的厚度大于该磊晶结构层的厚度。
2.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该磊晶结构层的该第二表面为一平坦表面。
3.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，各该光转换区域分别为该金属导电层中所形成的一贯穿孔。
4.如权利要求3所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该贯穿孔与对应的该微型发光二极管单元在垂直该接合表面的方向上重叠设置，且该微型发光二极管单元发出的光线通过该贯穿孔以显示影像。
5.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该磊晶结构层包括一连续的半导体层，该些微型发光二极管单元共用该半导体层。
6.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该线路基板更具有多个导电电极，该些导电电极的其中之一通过一导电件与该些微型发光二极管单元的其中的一电性连接。
7.如权利要求6所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该线路基板输出一共电极的信号通过该导电件、该磊晶结构层传送至该金属导电层。
8.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该遮光结构还具有多个第二遮光部设置于该磊晶结构层的该第二表面，该些第二遮光部露出该磊晶结构层的该第二表面中，对应于该些微型发光二极管单元的部分区域。
9.如权利要求8所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，各该第二遮光部与相邻的该些光转换区域之间具有间隙。
10.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，更包括：
一透光层，设置于该遮光结构远离该金属导电层的一侧。
11.如权利要求10所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，部分的该透光层的材料填入未设置该光转换层的该些光转换区域内。
12.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，更包括：
一滤光层，设置于该光转换层远离该磊晶结构层的一侧，该滤光层包括多个滤光部，该光转换层包括多个光转换部，各该滤光部与各该光转换部对应设置。
13.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该光转换层包括多个光转换部，各该光转换部的一截面形状为倒梯形。
14.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该磊晶结构层更包括朝向该光转换层突出的多个突出部，各该突出部分别与该些微型发光二极管单元的其中的一对应设置。
15.如权利要求14所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该光转换层包括多个光转换部，各该光转换部的一截面形状为倒梯形，且各该突出部的一截面形状为梯形。
16.如权利要求14所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该些突出部彼此为独立构件。
17.如权利要求14所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，同一个像素的多个该突出部彼此连接，相邻像素的两个相邻的该突出部彼此为独立构件。
18.如权利要求1所述的微型发光二极管显示装置，其特征在于，该光转换层具有远离该磊晶结构层的一顶面，该金属导电层具有远离该磊晶结构层的一上表面，该顶面与该上表面齐平。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114420720A (zh) * 2022-03-29 2022-04-29 季华实验室 一种MicroLED显示面板制作方法及显示面板

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003162229A (ja) * 2001-09-14 2003-06-06 Sony Corp 画像表示装置用フィルタ及び画像表示装置、並びに画像表示装置の製造方法
TWI643328B (zh) * 2017-10-13 2018-12-01 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 顯示裝置
US20200259055A1 (en) * 2017-09-13 2020-08-13 Sharp Kabushiki Kaisha Led unit, image display element, and method of manufacturing the same
TWI707491B (zh) * 2019-12-04 2020-10-11 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光二極體顯示面板
TWI709222B (zh) * 2019-12-30 2020-11-01 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光元件顯示裝置
JP2021012251A (ja) * 2019-07-04 2021-02-04 シャープ福山セミコンダクター株式会社 画像表示素子
US20210150978A1 (en) * 2016-12-22 2021-05-20 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
TWI736455B (zh) * 2020-10-26 2021-08-11 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光二極體顯示器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003162229A (ja) * 2001-09-14 2003-06-06 Sony Corp 画像表示装置用フィルタ及び画像表示装置、並びに画像表示装置の製造方法
US20210150978A1 (en) * 2016-12-22 2021-05-20 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
US20200259055A1 (en) * 2017-09-13 2020-08-13 Sharp Kabushiki Kaisha Led unit, image display element, and method of manufacturing the same
TWI643328B (zh) * 2017-10-13 2018-12-01 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 顯示裝置
JP2021012251A (ja) * 2019-07-04 2021-02-04 シャープ福山セミコンダクター株式会社 画像表示素子
TWI707491B (zh) * 2019-12-04 2020-10-11 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光二極體顯示面板
TWI709222B (zh) * 2019-12-30 2020-11-01 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光元件顯示裝置
TWI736455B (zh) * 2020-10-26 2021-08-11 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光二極體顯示器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114420720A (zh) * 2022-03-29 2022-04-29 季华实验室 一种MicroLED显示面板制作方法及显示面板

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