CN117976691A - 发光二极管单元 - Google Patents

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Abstract

根据一实施例的发光二极管单元，包括：第一发光单体、第二发光单体及第三发光单体，分别包括第一导电型半导体层、活性层及第二导电型半导体层；垫，电连接于所述第一发光单体至第三发光单体，以能够将所述第一发光单体至第三发光单体独立地驱动；第二波长转换器，转换从所述第二发光单体发出的光的波长；以及第三波长转换器，转换从所述第三发光单体发出的光的波长，其中，所述第三波长转换器相比于所述第二波长转换器将光的波长转换为更长的波长，所述第二发光单体具有大于第一发光单体的面积，所述第三发光单体具有大于第二发光单体的面积。由于使用包括有多个像素的显示用发光二极管单元，可易于将发光单体贴装于基板上。

Description

发光二极管单元
本申请是申请日为2017年11月08日、申请号为201780081450.X、发明名称为“包括多个像素的显示用发光二极管单元及具有该显示用发光二极管单元的显示装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种新一代显示用发光二极管单元及具有该发光二极管单元的显示装置。
背景技术
发光二极管作为无机光源，广泛地利用于如显示装置、车辆用灯具、一般照明等各种领域。发光二极管具有寿命较长、耗电量低、响应速度快的优点，从而正快速地取代现有光源。
另外，现有的发光二极管在显示装置中主要作为背光光源而使用。然而，最近正在开发利用发光二极管直接实现图像的新一代显示器的微型LED。
显示装置一般利用蓝色、绿色及红色的混合色实现多种颜色。显示装置的每个像素具备蓝色、绿色及红色的子像素，并通过此种子像素的颜色而限定特定像素的颜色，并且借由此种像素的组合实现图像。
在微型LED显示装置的情况下，布置有与每个子像素对应的微型LED，据此，需要在一个基板上布置非常多的数量的微型LED。然而，微型LED的尺寸非常小，是200μm以下甚至为100μm以下，并且由于如此小的尺寸发生多种问题点。尤其，小尺寸的发光二极管难以处理，从而不易于将发光二极管贴装于显示面板上，并且，在贴装的微型LED中将不良LED更换为良品LED的过程也较为困难。
另外，发光二极管一般发出紫外线或蓝光，并可通过与荧光体组合而实现绿光及红光。并且，为了提高每个颜色的纯度，每个子像素使用彩色滤光片，然而彩色滤光片也具有滤光效率的差异。据此，即使操作相同的发光二极管发出相同强度的光，蓝色子像素、绿色子像素及红色子像素的光强也会发生差异。为了克服此种差异，可改变每个发光二极管的操作电流密度，然而根据电流密度变化可发生发光二极管的发光效率的减少。
发明内容
技术课题
本发明所要解决的课题是提供一种易于贴装及更换的显示用发光二极管及具有此的显示装置。
本发明所要解决的另一课题为提供一种可以以最佳的发光效率操作每个子像素的发光二极管的显示用发光二极管及具有此的显示装置。
技术方案
根据本发明的一实施例的显示用发光二极管单元包括多个像素。进一步，其中，每个像素包括：第一发光单体、第二发光单体及第三发光单体，分别包括第一导电型半导体层、活性层及第二导电型半导体层；垫，电连接于所述第一发光单体至第三发光单体，以独立地驱动第一发光单体至第三发光单体；第二波长转换器，转换从第二发光单体发出的光的波长；以及第三波长转换器，转换从第二发光单体发出的光的波长，其中，所述第三波长转换器将光的波长转换为比所述第二波长转换器的转换波长更长的波长，所述第二发光单体具有大于第一发光单体的面积，所述第三发光单体具有大于第二发光单体的面积。
根据本发明的又一实施例的显示装置包括：电路基板；以及多个发光二极管单元，排列于所述电路基板上，并且所述多个发光二极管单元分别为根据之前一实施例的显示用发光二极管单元。
发明效果
根据本发明的实施例，提供一种如下的显示用发光二极管单元：包括第一发光单元至第三发光单元，以能够将包括有发出彼此不同颜色的光的子像素的多个像素布置于一个发光二极管单元内，从而能够易于贴装及更换。进而，通过使第一发光单元至第三发光单元的面积不同，从而能够使每个子像素的发光单元以最佳的发光效率操作。
通过以下详细说明，可明确针对本发明的其他优点及特征。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的一实施例的显示装置的示意性的剖面图。
图2是用于说明根据本发明的一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图。
图3是放大图示图2的显示用发光二极管单元内的像素的平面图。
图4是沿图3的截取线A-A而截取的示意性的剖面图。
图5是根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元内的像素的示意性的剖面图。
图6是用于说明根据本发明的一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。
图7是用于说明根据本发明的又一实施例的显示装置的驱动的概括向的电路图。
图8是用于说明根据本发明的又一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。
图9是用于说明根据本发明的又一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。
图10是用于说明根据本发明的又一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。
图11是根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元内的像素的示意性的剖面图。
图12是根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元内的像素的示意性的剖面图。
图13是根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元内的像素的示意性的剖面图。
图14是用于说明根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图。
图15是用于说明根据本发明的一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图。
图16是用于说明根据本发明的一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图。
图17是用于说明根据本发明的一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图。
图18a及图18b是用于说明包括有波长转换器的膜的剖明图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。为了能够将本发明的思想充分传递给本发明所属技术领域的普通技术人员，作为示例提供以下介绍的实施例。因此，本发明并不限定于如下所述的实施例，其可以具体化为其他形态。另外，在附图中，也可能为了方便而夸大表现构成要素的宽度、长度、厚度等。并且，当记载到一个构成要素位于另一构成要素的“上部”或“上”时，不仅包括各部分均“直接”位于另一构成要素的“上部”或“上”的情形，还包括各构成要素与另一构成要素之间夹设有又一构成要素的情形。在整个说明书中，相同的附图标号表示相同的构成要素。
根据本发明的一实施例的显示用发光二极管单元包括多个像素。进一步，其中，每个像素包括：第一发光单体、第二发光单体及第三发光单体，分别包括第一导电型半导体层、活性层及第二导电型半导体层；垫，电连接于所述第一发光单体至第三发光单体，以能够将所述第一发光单体至第三发光单体独立地驱动；第二波长转换器，转换从所述第二发光单体发出的光的波长；以及第三波长转换器，转换从所述第二发光单体发出的光的波长，其中，所述第三波长转换器相比于所述第二波长转换器将光的波长转换为更长的波长，所述第二发光单体具有大于第一发光单体的面积，所述第三发光单体具有大于第二发光单体的面积。
在一个发光二极管单元内布置多个像素，并在每个像素内布置三个发光单体，从而可在每个像素内实现不同颜色的光。据此，利用一个发光二极管单元可形成包括有三个子像素的多个像素。从而，相比于现有的微型LED，发光二极管单元的尺寸相对增加，因此易于贴装及更换。进而，通过考虑波长转换器的转换效率等，可使发光单体的面积彼此不同，从而可使发光单体在最佳的发光效率条件下操作。
本发明中“发光二极管单元”表示贴装于电路基板的发光二极管的单位。一个发光二极管单元内的像素彼此物理连接，从而发光二极管单元内的像素一同被贴装或更换。因此，一个发光二极管单元内的像素并不会单独分离而被使用。因此，一个发光二极管单元包括将内部的像素彼此连接的构成要素，并且该构成要素从另外发光二极管单元隔开。
特定实施例中，所述第一发光单体至第三发光单体可发出蓝光，所述第二波长转换器可将所述蓝光转换为绿光，所述第三波长转换器可将所述蓝光转换为红光。从所述第一发光单体发出的蓝光并不会进行波长转换而使用。
另外，相对于所述第一发光单体的第二发光单体及第三发光单体的面积比分别可通过考虑所述第二波长转换器的光转换效率及所述第三波长转换器的光转换效率而设定。尤其，波长转换器的光转换效率越低，相应的发光单体的面积变大。举一例，相对于所述第一发光单体的第二发光单体及第三发光单体的面积比分别与所述第二波长转换器的光转换效率及所述第三波长转换器的光转换效率成反比。
又一实施例中，所述显示用发光二极管单元可还包括：第一波长转换器，将所述第一发光单体发出的光的波长转换为第一波长，其中，所述第一波长转换器可相比于所述第二波长转换器将光的波长转换为更短的波长，所述第一发光单体至第三发光单体发出紫外线。
尤其，所述第一波长转换器可将紫外线转换为蓝光，所述第二波长转换器可将所述紫外线转换为绿光，所述第三波长转换器可将所述紫外线转换为红光。
相对于所述第一发光单体的第二发光单体及第三发光单体的面积比分别可可通过考虑第一波长转换器、第二波长转换器及第三波长转换器的光转换效率而设定。举一例，相对于所述第一发光单体的第二发光单体及第三发光单体的面积比分别与相对于所述第一波长转换器的所述第二波长转换器的光转换效率比及所述第三波长转换器的光转换效率比成反比。
并且，所述显示用发光二极管单元可还包括：第二滤色器，布置于所述第二波长转换器上；及第三滤色器，布置于所述第三波长转换器上。第二滤色器可过滤掉除绿光以外的光，第三滤色器可过滤掉除红光以外的光。进而，所述显示用发光二极管单元可还包括布置于所述第一波长转换器上的第一滤色器，并且所述第一滤色器过滤掉除蓝光以外的光。
特定实施例中，所述第一发光单体、第二发光单体及第三发光单体的面积比可以是1:2:7。
另外，所述每个像素的第一发光单体至第三发光单体可共享第一导电型半导体层。进而，至少两个像素可共享第一导电型半导体层。发光单体或像素通过共享第一导电型半导体层，从而可提供制造工序及结构简单的发光二极管单元。
另外，至少一个垫可共同电连接于第一发光单体至第三发光单体的第一导电型半导体层或第二导电型半导体层。从而，可减少所需的垫的数量。
所述显示用发光二极管单元可还包括：欧姆反射层，布置于所述第一发光单体至第三发光单体的第二导电型半导体层上；下部绝缘层，覆盖所述多个像素的所述第一发光单体至第三发光单体，并具有将第一导电型半导体层暴露的至少一个第一开口部及将所述欧姆反射层暴露的第二开口部。进而，所述显示用发光二极管单元可还包括：第一电极垫，布置于所述下部绝缘层上，通过所述下部绝缘层的第一开口部电连接于第一导电型半导体层；第二电极垫，从所述第一电极垫隔开而布置于所述下部绝缘层上，并通过所述第二开口部电连接于所述欧姆反射层；以及上部绝缘层，覆盖所述第一电极垫及第二电极垫，其中，所述垫可通过所述上部绝缘层的开口部连接于所述第一电极垫及第二电极垫。
几个实施例中，所述下部绝缘层可包括分布式布拉格反射器。所述下部绝缘层可覆盖发光单体的侧面，因此，可防止发光单体之间的光干涉。
一实施例中，所述垫可包括与所述第一发光单体至第三发光单体的第一导电型半导体层共同连接的一个第一垫和与第二导电型半导体层分别连接的三个第二垫。进而，所述一个第一垫可与至少两个像素的第一导电型半导体层共同连接。
又一实施例中，所述垫可包括与第一发光单体至第三发光单体的第一导电型半导体层分别连接的第一垫和与所述第二导电型半导体层共同连接的一个第二垫。进而，所述一个第二垫可与至少两个像素的第二导电型半导体层共同连接。
根据本发明的又一实施例的显示装置包括：电路基板；以及多个发光二极管单元，排列于所述电路基板上，并且所述多个发光二极管单元分别为如之前所述的显示用发光二极管单元。
进而，第一发光单体至第三发光单体可以以无源矩阵或有源矩阵方式所驱动。
以下参照图针对本发明的一实施例进行具体说明。
图1是用于说明根据本发明的一实施例的显示装置的示意性的剖面图，图2是用于说明根据本发明的一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图，图3是放大图示图2的显示用发光二极管单元内的像素的平面图，图4是沿图3的截取线A-A而截取的示意性的剖面图。
首先，参照图1，显示装置包括电路基板100及显示用发光二极管单元200。虽然以根据本实施例的显示装置的多个发光二极管单元200排列于电路基板100上的情形进行说明，然而本发明并非必须局限于此，也可以将单个发光二极管单元200布置于电路基板100上。
电路基板100包括用于以无源矩阵或有源矩阵的方式驱动发光二极管单元200内的发光单体的电路。例如，为了以无源矩阵方式驱动，电路基板100可以是包括有电阻等的无源元件的印刷电路基板。与此相反，为了以有缘矩阵方式驱动，电路基板100可包括如薄膜晶体管的有源元件。
如图2所图示，显示用发光二极管单元200包括多个像素F1、F2、F3、F4。虽然在此图示有四个像素，然而并非局限于此，在一个发光二极管单元200内布置的像素的数量可以是两个或三个，也可以是五个以上。每个像素F1、F2、F3或F4包括三个发光单体，并且每个发光单体上布置有波长转换器，从而实现蓝光、绿光及红光。像素F1、F2、F3、F4的结构大致上相同或类似。以下，参照图3及图4代表性地针对像素F1进行详细说明。
参照图3及图4，像素F1可包括基板21、第一发光单体至第三发光单体30：30a、30b、30c、欧姆反射层31、下部绝缘层33、电极垫35a、35b、上部绝缘层37、第一波长转换器51a、第二波长转换器51b、第三波长转换器51c、第一滤色器53a、第二滤色器53b、第三滤色器53c及阻隔物质层(或阻隔壁)。第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c分别包括第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27。并且，像素F1包括子像素10B、10G、10R，然而子像素10B、10G、10R分别包括发光单体30、波长转换器51a、51b、51c及滤色器53a、53b、53c。
基板21只要是可以使氮化镓系列半导体层生长的基板，则并不特别受限。作为基板21的示例可以是蓝宝石基板、氮化镓基板、SiC基板等多种，并且可以是图案化的蓝宝石基板。在一个基板21设置有多个像素F1、F2、F3、F4，基板21可具有矩形或正方形的外形，然而并非必须局限据此。基板21的整体尺寸可根据像素数量而改变。
第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c布置为彼此相隔。像素F1内的发光单体之间的间距可以小于像素F1、F2、F3、F4之间的间距，然而也可以相同。
另外，如图3及图4所图示，第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c具有彼此不同的面积。第二发光单体30b具有比第一发光单体30a更大的面积，第三发光单体30c具有比第二发光单体30b更大的面积。第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c的面积可以考虑波长转换器51a、51b、51c的光转换效率而决定，对此在后文中说明。
另外，第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c可布置为彼此相隔。即，第一发光单体30a可相邻于第二发光单体30b及第三发光单体30c，第二发光单体30b可相邻于第一发光单体30a及第三发光单体30c，并且第三发光单体30c可相邻于第一发光单体30a及第二发光单体30b。如图3所图示，可以沿第三发光单体30c的长轴排列有第一发光单体30a及第二发光单体30b。然而，本发明并非局限于此，还可以排列为多种不同形态。例如，一个发光单体还可布置于另外两个发光单体之间。并且，所述第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c可具有矩形形状，然而并非局限于此，可具有多种形状。
第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c分别包括第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27。第一导电型半导体层23布置于基板21的下部。第一导电型半导体层23作为在基板21上生长的层，可以是涂覆有杂质，例如Si的氮化镓系列半导体层。
第一导电型半导体层23上布置有活性层25及第二导电型半导体层27。活性层25布置于第一导电型半导体层23和第二导电型半导体层27之间。活性层25及第二导电型半导体层27可具有小于第一导电型半导体层23的面积。通过将除活性层25及第二导电型半导体层27局部地去除，可暴露第一导电型半导体层23的一部分。如图4所图示，可形成有贯通活性层25及第二导电型半导体层27而暴露第一导电型半导体层23的通孔。与此相反，活性层25及第二导电型半导体层27可以形成为台面形状，并且可暴露台面周围的第一导电型半导体层23。
活性层25可具有单量子阱结构或多量子阱结构。活性层25内的阱层的组成及厚度可决定生成的光的波长。尤其，通过调节阱层的组成，可提供生成紫外线或蓝光的活性层。本事实例中，第一发光单体30a、第二发光单体30b及第三发光单体30c的活性层25均为在相同条件下在同一个基板21上生长的单体，具有相同组成及厚度，据此发出相同波长的光。
另外，第二导电型半导体层27可以是涂覆有p型杂质，例如Mg的氮化镓系列的半导体。第一导电型半导体层23及第二导电型半导体层27分别可以是单层，然而并不是局限于此，也可以是多层，并且可包括超晶格层。第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27可利用如金属有机化学气相生长法(MOCVD)或分子束外延(MBE)之类的公知的方法在容器内基板21上生长而形成。
欧姆反射层31欧姆接触于每个发光单体30a、30b、30c的第二导电型半导体层27。欧姆反射层31可包括欧姆层和反射层，例如，可包括如Ni或ITO的欧姆层及诸如Ag或Al的反射层。并且，欧姆反射层31可以在如ITO等透明氧化物层和反射层之间包括如SiO2等的绝缘层，反射层通过绝缘层可接触于透明氧化物层。
下部绝缘层33覆盖发光单体30a、30b、30c，并且覆盖暴露的第二导电型半导体层27及活性层25的侧面。下部绝缘层33具有暴露第一导电型半导体层23及欧姆反射层31的开口部。虽然下部绝缘层33可形成为如SiO2或Si3N4的单一层，然而并非局限于此，可形成为多层。尤其，下部绝缘层33可包括分布式布拉格反射器。
第一电极垫35a及第二电极垫35b布置于下部绝缘层33上。第一电极垫35a及第二电极垫35b布置于每个发光单体上，并且第一电极垫35a电连接于第一导电型半导体层23，第二电极垫35b电连接于欧姆反射层31。第一电极垫35a及第二电极垫35b可在同一个工序中一同形成，从而可位于同一水平位置。第二电极垫35b可以被省略。
本实施例中，第一电极垫35a可布置为围绕第二电极垫35b。并且，一个子像素的电极垫35a、35b可从相邻的子像素的电极垫35a、35b隔开。因此，在发光二极管单元200内，第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c彼此电隔离。进而，像素F1内的电极垫35a、35b还会从其他像素F2、F3、F4内的电极垫35a、35b隔开。然而本发明并非局限于此，可以实现发光单体30a、30b、30c彼此电连接的多种实施例，并且可实现发光单体在像素之间电连接的多种实施例。对此在其他实施例中进行详细说明。
另外，上部绝缘层37覆盖第一电极垫35a及第二电极垫35b，同时具有将此暴露的开口部。上部绝缘层37可形成为如SiO2或Si3N4的单一层，然而并非局限于此，可形成为多层。尤其，下部绝缘层33可包括分布式布拉格反射器。
另外，第一43a及第二凸块垫43b形成于每个发光单体30a、30b、30c上，并且通过上部绝缘层37的开口部接触于第一电极垫35a及35b。具体地，第一凸块垫43a连接于第一电极垫35a，第二凸块垫43b连接于第二电极垫35b。每个发光单体30a、30b、30c设置有两个凸块垫43a、43b。
凸块垫43a、43b占有相对较宽的面积，凸块垫43a、43b的最大宽度可至少超出发光单体的最小宽度的1/2。如图所示，凸块垫43a、43b可具有矩形形状，然而并非局限于此，还可以具有圆形或椭圆形形状。凸块垫43a、43b可以为了将发光二极管单元200贴装到电路基板100而使用，并且，例如可包括Au或AuSn。
另外，除了凸块垫43a、43b以外，可以在发光单体上布置有至少一个虚设凸块垫(未图示)。尤其，发光单体具有彼此不同的面积，从而在具有相对较短的面积的发光单体30b或30c上可布置有虚设凸块垫。虚设凸块垫布置于上部绝缘层37上，从而可与凸块垫43a、43b电隔离。虚设凸块垫可被利用为用于释放从发光单体生成的热的散热通路，从而可提升发光二极管单元200的光效率。
支撑部件45可覆盖凸块垫43a、43b的侧面。支撑部件45也可覆盖虚设凸块垫的侧面。支撑部件45可利用热固性或热塑性树脂而形成。
另外，第一波长转换器至第三波长转换器51a、51b、51c与发光单体30a、30b、30c对向而布置于基板21上。第一波长转换器51a布置于第一发光单体30a的上部，第一波长转换器51b布置于第二发光单体30b的上部，第一波长转换器51c布置于第三发光单体30c的上部。
第一波长转换器51a转换从第一发光单体30a发出的光的波长，第一波长转换器51b转换从第二发光单体30b发出的光的波长，第三波长转换器51c转换从第三发光单体30c发出的光的波长。在此，相比于第一波长转换器51a，第二波长转换器51b将光转换为更长的波长，相比于第二波长转换器51b，第三波长转换器51c将光转换为更长的波长。例如，第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c可发出紫外线，第一波长转换器51a将紫外线转换为蓝光，51b可将紫外线转换为绿光，第三波长转换器51c可将紫外线转换为红光。
另外，第一滤色器53a、第二滤色器53b及第三滤色器53c分别布置于第一波长转换器至第三波长转换器51a、51b、51c上，从而过滤从波长转换器发出的光。例如，第一滤色器53a将除了蓝光以外的光过滤，第二滤色器53b将除了绿光以外的光过滤，第三滤色器53c将除了红光以外的光过滤。由于使用所述第一滤色器53a至第三绿色器53c，从而可提升蓝光、绿光及红光的颜色纯度。
本实施例中，以所述活性层25发出紫外线的情形为例进行说明，然而活性层25还可发出蓝光。在此情况下，所述第一波长转换器51a可被省略，并且透明树脂可代替第一波长转换器51a而布置。另外，第一波长转换器51b将蓝光转换为绿光，51c将蓝光转换为红光。
另外，光阻隔物质层55可布置于波长转换器51a、51b、51c之间。光阻隔物质层55阻隔光从一个波长转换器向另一个波长转换器行进，从而防止子像素10B、10G、10R之间的光干涉。光阻隔物质层55可利用能够反射光的白色树脂或PSR形成。另外，下部绝缘层33包括分布式布拉格反射器，或第一导电型半导体层235a和/或第一导电型半导体层235b布置为覆盖发光单体的侧壁，从而防止发光单体30a、30b、30c之间的光干涉。
本实施例的像素F1具有三个子像素10B、10G、10R，并且这些子像素固定于基板21上。例如，子像素10B可借由第一发光单体10a或第一发光单体10a与第一波长转换器51a的组合而实现蓝光，子像素10G可借由子像素10B与第一波长转换器51b的组合而实现绿光，子像素10R可借由第三发光单体10c与第一波长转换器51c的组合而实现红光。
本实施例中，像素F2、F3、F4包括与像素F1相同结构的子像素。并且，基板、下部绝缘层33及上部绝缘层37可横跨于全部子像素F1、F2、F3、F4而连续地形成。
根据本实施例，可提供具有倒装型结构的发光单体的发光二极管单元200，从而可提升每个发光单体的发光效率。
并且，多个子像素F1、F2、F3、F4可与基板21一同贴装到电路基板100上。对现有的微型LED而言，由于贴装单独的子像素，因此工序数较多并且贴装工序较难执行。与此相反，在本实施例中，由于一个发光二极管单元包括多个子像素F1、F2、F3、F4，因此发光二极管单元的尺寸相比于微型LED相对变得较大，从而减少了贴装工序数，并易于贴装。
另外，在本实施例中，第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c占有彼此不同的面积。并且，布置于这些发光单体上的波长转换器51a、51b、51c也占有彼此不同的面积。发光单体的相对的面积与波长转换器的光转换效率密切相关，进而也与滤色器53a、53b、53c的滤色效率相关。
波长转换器一般可包括荧光体。例如，β-塞隆(SiAlON)适合于发出绿光，并且CASN(CaAlSiN)系列的荧光体适合于发出红光。
然而，荧光并不能将所有的蓝光转换为绿光或红光，而是根据每个荧光体具有预定的光转换效率。尤其，将同一波长的紫外线或蓝光转换为红光的红色荧光体的光转换效率相比于转换为绿光的绿色荧光体的光转换效率较低。尤其，红光相比于绿光，能见度也较低。因此，在将第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c形成为相同面积的情况下，实现红光的子像素10R的第三发光单体30c为了实现与其他子像素10B或10G类似强度的灵敏度，应在更高的电流密度下驱动。实现绿光的子像素10G的第二发光单体30b也应在比第一发光单体30a更高的电流密度下驱动。即，为了实现通常的图像而需要的电流密度在每个发光单体上存在差异，据此，会发生无法以最佳的发光效率驱动第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c的问题。
本实施例中，使第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c的面积不同，以使用于驱动发光单体的电流密度相同或类似，从而可以以最佳的发光效率条件驱动发光单体。
第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c的相对面积可考虑到第一波长转换器至第三波长转换器51a、51b、51c的相对光转换效率而决定。波长转换器的光转换效率越小，使对应的发光单体的面积越大。
例如，第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c发出蓝光的情况下，第一波长转换器51a将被省略，并且相对于第一发光单体30a的第二发光单体30b及第三发光单体30c的面积比分别可以与第二波长转换器51b的光转换效率及第三波长转换器51c的光转换效率成反比。特定例子中，第一波长转换器51b包括β-塞隆，第三波长转换器包括CASN的情况下，第一发光单体30a、第二发光单体30b及第三发光单体30c之间的相对的面积比可以是1:2:7。
并且，在第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c发出紫外线的情况下，相对于第一发光单体30a的第二发光单体30b及第三发光单体30c的面积比可以分别与相对于第一波长转换器51a的所述第二波长转换器51b的光转换效率比及第三波长转换器51c的光转换效率比成反比。
本实施例中，虽然对于考虑到波长转换器的光转换效率而决定发光单体的面积的情形进行说明，然而在第一滤色器至第三滤色器53a、53b、53c的过滤效率彼此不同的情况下，还可以考虑其效率差异而决定发光单体的面积。
根据本实施例，使第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c的面积彼此不同，从而可将该发光单体在相同的电流密度下驱动。因此，可将驱动发光单体的电流密度设定为最佳条件，从而可提升发光效率。
图5是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管单元的像素的示意性的剖面图。
参照图5，根据本实施例的发光二极管单元与参照图3及图4所说明的发光二极管单元大致类似，然而差异在于基板21被省略。第一波长转换器至第三波长转换器51a、51b、51c布置于发光单体30a、30b、30c上，而并非布置于基板21上。基板21可利用激光剥离等的技术被去除，并且在暴露的第一导电型半导体层23的表面可形成有粗糙面。
根据本实施例，通过去除基板21，可进一步抑制住光通过基板21向侧面方向传递而可能在相邻的子像素之间及相邻的像素F1、F2、F3、F4之间发生的光干涉。
图6是用于说明根据本发明的一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。在此，以粗线表示的区域是示出具有三个发光单体的像素。
参照图6，电路基板(图1的100)上可排列有多个发光二极管单元，据此，发光单体可以排列为矩阵形态。如图6所图示，一个发光二极管单元200内的像素F1、F2、F3、F4可以连接于扫描线(scan line)和数据线(data line)。扫描线和数据线可设置于电路基板100内，并使电极垫35a、35b键合于电路基板100上，从而可形成如图6所示的电路。即，像素F1内的三个发光单体和像素F3内的三个发光单体的阳极共同连接于数据线Vdata1，并且阴极连接于彼此不同的扫描线Vscan1、Vscan2、Vscan3、Vscan4、Vscan5、Vscan6。并且，像素F2内的三个发光单体和像素F4内的三个发光单体的阳极共同连接于数据线Vdata1，并且阴极连接于彼此不同的扫描线Vscan1、Vscan2、Vscan3、Vscan4、Vscan5、Vscan6。如图所示，像素F1的每个发光单体的阴极和像素F2的每个发光单体的阴极一同连接于同一个扫描线。
借由扫描线和数据线而发出光的子像素可被选择，并可以选择依次驱动的子像素而可以实现图像。并且，从一个子像素中发出的光度可利用脉冲宽度调节(PWM)方式或通过改变数据线和扫描线之间的电压(或电流)而被调整。
图7是用于说明根据本发明的又一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。
参照图7，在之前的实施例中，对于一个像素内的发光单体的阳极连接于同一个数据线，并且阴极连接于彼此不同的扫描线的情形进行了说明，然而本实施例中，一个像素内的发光单体的阳极连接于彼此不同的数据线，阴极连接于同一个扫描线。并且，发光二极管单元内的像素F1、F2、F3、F4在驱动电路中排列为矩阵形态。
图8是用于说明根据本发明的又一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。
参照图8，虽然图6及图7中像素F1、F2、F3、F4在驱动电路内排列为矩阵形态，然而在本实施例中，全部发光单体的阳极连接于同一个数据线。虽然像素F1、F2、F3、F4在基板21上可排列为矩阵形态，然而通过像素F1、F2、F3、F4和电路基板100之间的电连接，可形成如图8所示的电路。
图9是用于说明根据本发明的又一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。
参照图9，虽然在图8中像素F1、F2、F3、F4的全部发光单体的阳极连接于同一个数据线，然而本实施例中，全部发光单体的阳极在驱动电路内连接于彼此不同的数据线，并且阴极连接于同一个扫描线。
图10是用于说明根据本发明的又一实施例的显示装置的驱动的示意性的电路图。之前的实施例是针对无源矩阵(Passive matrix)的电路图，但是本实施例是针对有源矩阵(Passive matrix)的驱动的电路图。
参照图10，根据本实施例的驱动电路包括两个以上晶体管Tr1、Tr2及电容器。若在选择线Vrow1、Vrow2、Vrow3连接电源，并在数据线Vdata1、Vdata2、Vdata3施加数据电压，则电压被施加到对应的发光单体。并且，根据Vdata1、Vdata2、Vdata3的值，在对应的电容器充电电荷。借由电容器的充电电压可维持晶体管Tr2的导通状态，因此即使Vrow1断电，也能够维持电容器的电压，并可对发光单体(LED1、LED2、LED3)施加电压。并且，根据Vdata1、Vdata2、Vdata3的值可调整在LED1、LED2、LED3流动的电流。通过Vdd可一直提供电流，据此可连续发光。
晶体管Tr1、Tr2及电容器可形成于电路基板100内。例如，形成于硅基板上的薄膜晶体管可以为了有源矩阵驱动而使用。
另外，发光单体的阳极连接于晶体管Tr2，并且阴极接地。
本实施例中，以用于有源矩阵驱动的一个实施例作为示例，但是可使用其他电路。并且，虽然描述为发光单体的阳极连接于彼此不同的晶体管Tr2，并阴极接地，然而多个发光单体的阳极可连接于同一个共同电流供给器Vdd，阴极可连接于彼此不同的晶体管。
以上，针对用于无源矩阵驱动及有源矩阵驱动的多种电路进行了说明。这些电路中发光单体的阳极或阴极可共同电连接。上文中说明的发光二极管单元200的第一发光单体至第三发光单体30a、30b、30c在发光二极管单元200中彼此电隔离，然而通过电路基板100彼此电连接。然而，发光二极管单元200内的发光单体的一部分或全部在发光二极管单元内可以彼此电连接，以下针对它们之间的电连接进行说明。
图11是根据本发明的又一事事顺利的显示用发光二极管单元内的像素F1的示意性的剖面图。
参照图11，根据本实施例的像素与参照图4所说明的像素大致类似，但是在发光单体30a、30b、30c的第一导电型半导体层23由第一电极垫35a而彼此连接这一点上具有差异。
即，单个第一电极垫35a横跨于发光单体30a、30b、30c上而形成，并电连接于每个发光单体区域的第一导电型半导体层23。据此，发光单体30a、30b、30c的阴极彼此电连接。
另外，由于发光单体30a、30b、30c的第一导电型半导体层23借由第一电极垫35a彼此连接，因此没必要在每个发光单体上布置第一凸块垫43a，而可利用一个第一凸块垫43a向每个发光单体30a、30b、30c供给电流。
尤其，像素F1、F2、F3、F4中的至少两个像素内的发光单体的阴极可借由第一电极垫35a彼此连接，因此，可进一步减少发光二极管单元200内所需的第一凸块垫43a的数量。
由于可减少第一凸块垫43a的数量，因此在将发光二极管单元200贴装到电路基板100时，可减少发生贴装不良的可能性。
另外，虽然在本实施例中图示及说明了发光单体30a、30b、30c布置于基板21下部的情形，然而如参照图5所述，基板21可被省略。
图12是根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元内的像素的示意性的剖面图。
参照图12，虽然图11中对利用第一电极垫35a将发光单体30a、30b、30c的第一导电型半导体层23电连接的情形进行了说明，然而本实施例中发光单体30a、30b、30c共享第一导电型半导体层23。即，在图11的实施例中，第一导电型半导体层23彼此隔开，虽然第一电极垫35a将第一导电型半导体层23电连接，但在本实施例中由于发光单体30a、30b、30c共享第一导电型半导体层23，因此第一电极垫35a可在任意的位置连接于第一导电型半导体层23。例如，如图11所示，第一电极垫35a可通过通孔电连接于第一导电型半导体层23，并且如图12所图示，还可以在发光单体30a、30b、30c之间的区域或发光单体30a、30b、30c周围的区域电连接于第一导电型半导体层23。
根据本实施例，由于发光单体30a、30b、30c共享第一导电型半导体层23，因此可以以多种方式选择第一电极垫35a的连接区域，从而可以在有限的发光二极管单元200内增加发光单体30a、30b、30c的发光面积。
像素F1、F2、F3、F4也可共享第一导电型半导体层23，对此参照图14至图17在后文中进行详细说明。
另外，本实施例中虽然图示及说明了基板21下部布置有发光单体30a、30b、30c的情形，然而如参照图5所述，基板21可被省略。
图13是根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元内的像素F1的示意性的剖面图。
参照图13，之前的实施例说明了发光单体30a、30b、30c的阴极彼此电连接的情形，然而本实施例中差异在于发光单体30a、30b、30c的阳极彼此电连接。
即，发光单体30a、30b、30c的第二导电型半导体层27借由第二电极垫35b彼此电连接。相比之下，发光单体30a、30b、30c的第一导电型半导体层23彼此被电隔离。
第二电极垫35b可横跨于发光单体30a、30b、30c上而连续地形成，并电连接于每个发光单体上的欧姆反射层31。并且，本实施例中，第二电极垫35b可围绕第一电极垫35a。
另外，由于发光单体30a、30b、30c的第二导电型半导体层27借由第二电极垫35b彼此连接，因此没必要在每个发光单体上布置第二凸块垫43b，可以利用一个第二凸块垫43b为每个发光单体30a、30b、30c供给电流。
尤其，像素F1、F2、F3、F4中的至少两个像素内的发光单体的阳极可借由第二电极垫35b彼此连接，因此，可进一步减少发光二极管单元200内所需的第二凸块垫43b的数量。
由于可减少第二凸块垫43b的数量，因此在将发光二极管单元200贴装到电路基板100时，可减少发生贴装不良的可能性。
另外，虽然在本实施例中图示及说明在基板21下部布置发光单体30a、30b、30c的情形，然而如参照图5所述，基板21可被省略。
图14是根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元内的像素的示意性的剖面图。
如之前参照图12所述，每个像素F1、F2、F3、F4内的发光单体30a、30b、30c可共享第一导电型半导体层23。然而，如图所示，在像素之间第一导电型半导体层可彼此相隔。
根据本实施例，由于一个像素内的发光单体的阴极彼此连接，用于将它们连接的电路没必要在电路基板100内配置，并且可减少第一凸块垫43a的数量。即，每个像素中可分别布置有一个第一凸块垫43a和三个第二凸块垫43b。
另外，为了进行无缘矩阵驱动，同一个像素内的发光单体的阴极将连接于同一个数据线或扫描线。并且，为了进行有源矩阵驱动，同一个像素内的发光单体的阴极将接地。
另外，由于像素F1、F2、F3、F4彼此电隔离，因此这些像素可在驱动电路内以多种方式排列。
图15是用于说明根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图。
参照图15，本实施例中，像素F1和像素F3共享第一导电型半导体层23，像素F2和像素F4也共享第一导电型半导体层23。据此，在像素F1和像素F2可布置有共同的第一凸块垫43a，并且在像素F3和像素F4可布置有共同的第一凸块垫43a，因此相比于图14的实施例，可进一步减少第一凸块垫43a的数量。
另外，为了进行无源矩阵驱动，像素F1和像素F3内的发光单体的阴极将全部连接于同一个数据线或扫描线，像素F1和像素F3内的发光单体的阴极也将全部连接于同一个数据线或扫描线。并且，为了有源矩阵驱动，像素F1、F2、F3、F4内的发光单体将接地。
图16是用于说明根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图。
参照图16，本实施例中，像素F1和像素F2共享第一导电型半导体层23，像素F3和像素F4也共享第一导电型半导体层23。据此，在像素F1和像素F2可布置有共同的第一凸块垫43a，并且在像素F3和像素F4可布置有共同的第一凸块垫43a，因此相比于图14的实施例，可进一步减少第一凸块垫43a的数量。
另外，为了进行无源矩阵驱动，像素F1和像素F2内的发光单体的阴极将全部连接于同一个数据线或扫描线，并且像素F3和像素F4内的发光单体的阴极也将全部连接于同一个数据线或扫描线。并且，为了有源矩阵驱动，像素F1、F2、F3、F4内的发光单体将接地。
图17是用于说明根据本发明的又一实施例的显示用发光二极管单元的示意性的平面图。
参照图17，发光二极管单元200内的全部像素F1、F2、F3、F4可共享第一导电型半导体层。据此，像素F1、F2、F3、F4可布置于共同的第一凸块垫43a，因此相比于图15及图16的实施例，可进一步减少第一凸块垫43a的数量。
图18a及图18b是用于说明包括波长转换器的膜的剖面图。
首先，参照图18a，虽然在之前的实施例中第一波长转换器至第三波长转换器51a、51b、51c可彼此隔开而分别贴附或形成于发光单体30a、30b、30c上，但是在本实施例中，第一波长转换器至第三波长转换器51a、51b、51c在一个膜内排列于一层内。波长转换器51a、51b、51c之间的区域中可布置有透明或不透明的树脂151。不透明的树脂151可起到光阻隔层55的功能。
本实施例中，在发光单体发出蓝光的情况下，第一波长转换器51a还可以被省略，在此情况下，透明的树脂151可位于第一波长转换器51a的位置。
另外，每个像素还可布置有包括波长转换器51a、51b、51c的膜，并且一个膜还可覆盖两个以上像素。
参照图18b，根据本实施例的膜作为多层的层叠膜，例如，第一层151a可包括第一波长转换器51a，第二层151b可包括第一波长转换器51b，第三层151c可包括第三波长转换器51c。第一层至第三层分别可构成为透明的树脂151和波长转换器的组合。另外，在发光单体发出蓝光的情况下，第一层151a可被省略。
另外，在每个像素可布置有层叠膜，并且一个层叠膜可覆盖多个像素。
本实施例中，虽然说明了多个示例，然而除此之外还可使用多种结构的膜。
以上，说明了根据本发明的各种实施例，然而本发明并非局限于这些实施例。并且，在特定实施例中介绍的构成要素在不脱离本发明的技术思想的前提下可应用于其他实施例。

Claims (12)

1.一种发光二极管单元，包括：
电路基板；以及
发光二极管单元，排列在所述电路基板上，
所述发光二极管单元包括：
第一发光单体、第二发光单体及第三发光单体，包括第一导电型半导体层、活性层及第二导电型半导体层；
欧姆层，布置于所述第一发光单体至所述第三发光单体中的每一个的第二导电型半导体层上；
第一电极垫，分别与所述第一发光单体、所述第二发光单体及所述第三发光单体的所述第一导电型半导体层电连接；
第二电极垫，从所述第一电极垫隔开并分别与所述第一发光单体、所述第二发光单体及所述第三发光单体的所述欧姆层电连接；
凸块垫，通过所述第一电极垫及所述第二电极垫电连接于所述第一发光单体至所述第三发光单体，以能够将所述第一发光单体至所述第三发光单体独立地驱动；
第二波长转换器，转换从所述第二发光单体发出的光的波长；
第三波长转换器，转换从所述第三发光单体发出的光的波长；以及
光阻隔物质层，布置于所述第二波长转换器与所述第三波长转换器之间，
其中，所述第二发光单体具有大于第一发光单体的面积，
所述第三发光单体具有大于第二发光单体的面积，
所述凸块垫在所述第一发光单体至第三发光单体分别单独地与所述第一导电型半导体层及所述第二导电型半导体层电连接，
所述凸块垫分别在对应的所述第一发光单体至第三发光的区域内布置，
所述凸块垫的最大宽度超过对应的发光单体的最小宽度的1/2。
2.如权利要求1所述的发光二极管单元，其中，
所述第一发光单体至第三发光单体发出蓝光，
所述第二波长转换器将所述蓝光转换为绿光，
所述第三波长转换器将所述蓝光转换为红光。
3.如权利要求2所述的发光二极管单元，其中，
相对于所述第一发光单体的第二发光单体及第三发光单体的面积比分别与所述第二波长转换器的光转换效率及所述第三波长转换器的光转换效率成反比。
4.如权利要求1所述的发光二极管单元，还包括：
第一波长转换器，将从所述第一发光单体发出的光的波长转换为第一波长，
其中，所述第一波长转换器相比于所述第二波长转换器将光的波长转换为更短的波长，
所述第一发光单体至第三发光单体发出紫外线。
5.如权利要求4所述的发光二极管单元，其中，
所述第一波长转换器将紫外线转换为蓝光，
所述第二波长转换器将所述紫外线转换为绿光，
所述第三波长转换器将所述紫外线转换为红光。
6.如权利要求5所述的发光二极管单元，其中，
相对于所述第一发光单体的第二发光单体及第三发光单体的面积比分别与相对于所述第一波长转换器的所述第二波长转换器的光转换效率比及所述第三波长转换器的光转换效率比成反比。
7.如权利要求4所述的发光二极管单元，还包括：
第一滤色器，布置于所述第一波长转换器上；
第二滤色器，布置于所述第二波长转换器上；以及
第三滤色器，布置于所述第三波长转换器上。
8.如权利要求1所述的发光二极管单元，还包括：
第二滤色器，布置于所述第二波长转换器上；及
第三滤色器，布置于所述第三波长转换器上。
9.如权利要求1所述的发光二极管单元，其中，
所述第一发光单体、第二发光单体及第三发光单体的面积比是1:2:7。
10.如权利要求1所述的发光二极管单元，还包括：
上部绝缘层，覆盖所述第一电极垫及第二电极垫，
其中，所述欧姆层是欧姆反射层，所述凸块垫通过所述上部绝缘层的开口部连接于所述第一电极垫及第二电极垫。
11.如权利要求10所述的发光二极管单元，其中，
所述上部绝缘层包括SiO2。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的发光二极管单元，其中，
所述第一发光单体至第三发光单体以无源矩阵或有源矩阵方式驱动。
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