TW201926667A - 畫素結構 - Google Patents

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Abstract

一種畫素結構，具有至少一子畫素。子畫素包括基板、第一微型發光元件、修補用微型發光元件、第一連接線、第二連接線以及橋接圖案。第一微型發光元件設置於基板上。修補用微型發光元件設置於第一微型發光元件上，且與第一微型發光元件於垂直基板方向上部分重疊。第一連接線電性連接於第一微型發光元件的第一電極與修補用微型發光元件的第三半導體層。第二連接線電性連接於第一微型發光元件的第二電極。橋接圖案位於第一微型發光元件與修補用微型發光元件之間，且電性連接第二電極與修補用微型發光元件的第四半導體層。

Description

畫素結構
本發明係關於一種子畫素的修補技術，特別是一種畫素結構。
發光元件，因其具有高光電轉換效率與壽命長等優點，已經廣泛的應用於顯示面板。一般而言，發光元件係設置於子畫素內。然，當發光元件損壞或脫落時，就無法發光而使得顯示面板產生暗點。再者，顯示面板重工不易且製程繁瑣，目前業界仍在努力改善的方向之一。
本發明一實施例提出一種畫素結構，其包括基板、至少一個驅動元件、第一微型發光元件、修補用微型發光元件、第一連接線、第二連接線、絕緣層以及橋接圖案。切換元件設置於基板上。第一微型發光元件設置於基板上且電性連接於切換元件。第一微型發光元件包含第一半導體層、第二半導體層、第一電極與第二電極。第一半導體層的摻雜型不同於第二半導體層的摻雜型。第一電極電性連接第一半導體層，且第二電極電性連接第二半導體層。修補用微型發光元件設置於第一微型發光元件上，且與第一微型發光元件於垂直基板方向上部分重疊，修補用微型發光元件包含第三半導體層與第四半導體層，且第三半導體層的摻雜型不同於第四半導體層的摻雜型。第一連接線電性連接於第一微型發光元件的第一電極與修補用微型發光元件的第三半導體層，且第一連接線與驅動元件電性連接。第二連接線電性連接於第一微型發光元件的第二電極。絕緣層設置於第一微型發光元件上且部份覆蓋第一微型發光元件，其中，絕緣層具有第一開口與第二開口，且第一開口與第一連接線部份重疊，第二開口與第二連接線部份重疊。橋接圖案位於第一微型發光元件與修補用微型發光元件之間，且電性連接第二電極與修補用微型發光元件的第四半導體層。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件”上”或”連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為”直接在另一元件上”或”直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，”連接”可以指物理及/或電性連接。再者，電性連接或耦接可為二元件間存在其它元件。
本文使用的”約”、”近似”、”實質上”、或”大致上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，”約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的“約”、”近似”或“實質上”可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
除非另有定義，本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
圖1為一對比例之畫素結構的俯視圖。圖2為對應於圖1之畫素結構之子畫素的等效電路圖。圖3為對應於圖1之A-A'剖線之一對比例的子畫素截面示意圖。請參考圖1、圖2及圖3，對比例之畫素結構100’的子畫素P1’的驅動架構與本發明實施例的驅動架構大致相同（例如:使用2T1C驅動架構），對比例之畫素結構驅動架構係包括切換元件SW’與驅動元件DR’以及儲存電容Cst’，但本發明並不以此為限，詳細各元件間的電性連接設計請參閱後續對應圖4之說明。當圖1所繪示之對比例的第一微型發光元件110X’損壞時，由於修補用微型發光元件120’的設置位置與第一微型發光元件110X’位置不同，因而修補用微型發光元件120’一般係設置於第一微型發光元件110X’旁邊的預留空間，並與第一微型發光元件110X’為並聯。為避免子畫素P1’內的線路或電極因不適當的接觸而產生短路的情形，通常會移除第一微型發光元件110X’、或是移除第一微型發光元件110X’與主動元件DR’之間的線路、或者是於第一微型發光元件110X’的陽極與陰極上設置絕緣層以使修補用微型發光元件120’與第一微型發光元件110X’電性絕緣。因此，修補用微型發光元件120’的出光的光場型可能會受到影響。而且修補用微型發光元件120’及其備用連接墊及備用線路會占用子畫素的顯示面積，使得開口率下降。此外。需要額外的重工或修補製程的步驟，且額外製作備用連接墊及備用線路會使得製程繁瑣以及線路設計複雜。
請參考圖3，圖3切換元件SW’與驅動元件DR’是以頂閘極型薄膜電晶體（Top Gate-TFT）為例，即閘極SWG’、DRG’位於半導體層SE之上方。在其他實施例中，切換元件SW’與驅動元件DR’也可以是底部閘極型薄膜電晶體（Bottom Gate-TFT），即閘極SWG’、DRG’位於半導體層SE之下方。以頂閘極型薄膜電晶體（Top Gate-TFT）為例，更包括閘極介電層GI覆蓋半導體層SE，第一絕緣層PV1覆蓋閘極SWG’、DRG’，源極SWS’、DRS’與汲極SWD’、DRD’分別貫穿第一絕緣層PV1而與對應之半導體層SE電性連接。第二絕緣層PV2覆蓋切換元件SW’與驅動元件DR’。畫素定義層SV可選擇性地設置於第二絕緣層PV2上，且第三絕緣層PV3可選擇性地設置於畫素定義層SV上。導電電極DE設置於第二絕緣層PV2上，其中導電電極DE可選擇性地具有反射性的導電層，然本發明並不以此為限。第一微型發光元件110X’與修補用微型發光元件120’可選擇性的經由焊料（圖未繪示）或黏著層（圖未繪示）設置於導電電極DE上。
圖4為本發明之第一實施例之畫素結構的俯視圖。請參考圖4，於此一實施例中，畫素結構100包括多個子畫素P，複數個子畫素P分別沿第一方向D1以及第二方向D2以矩陣狀排列，此些複數個子畫素結構能夠使顯示面板達到全彩顯示的效果。舉例而言畫素結構100具有第一子畫素P1以及第二子畫素P2，且分別具有一發光元件（例如:第一微型發光元件110X），若檢測結果顯示第一子畫素P1之第一微型發光元件110X的功能為異常時（例如:文中所指異常可能為亮度衰減或不發光，但並不以此為限），則可對功能異常之第一微型發光元件110X進行重工或修補，也就是說於第一子畫素P1內設置另一發光元件（例如:修補用微型發光元件120）。因此，第一微型發光元件110X係為被修補之微型發光元件。須說明的是，圖4係簡單示意圖，其省略繪示第一微型發光元件110X、第二微型發光元件190和修補用微型發光元件120的電極或是用以電性連接的線路（例如是於後續說明的第一至第四電極113、114、123、124、193、194、第一連接線130、第二連接線140或其他線路等）。
請參考圖5，圖5為對應於圖4之畫素結構之其中一子畫素的等效電路圖。圖2與圖5之子畫素的驅動架構以2T1C架構為範例，例如:驅動架構係包括兩個薄膜電晶體（包括切換元件SW與驅動元件DR）以及一儲存電容Cst，但本發明並不以此為限。於其他實施態樣中，畫素結構的驅動架構亦可以視電路設計或是製程而調整薄膜電晶體和儲存電容的數量和結構，例如是但不限於3T1C架構、3T2C架構、4T1C架構、4T2C架構、5T1C架構、5T2C架構、6T1C架構、6T2C架構或其它適合的驅動架構。舉例而言，切換元件SW的閘極SWG與閘極線GL電性連接，源極SWS與資料線DL電性連接，且切換元件SW的汲極SWD與驅動元件DR的閘極DRG以及儲存電容Cst一端電性連接，而儲存電容Cst一端電性連接於切換元件SW的汲極SWD與驅動元件DR的閘極DRG之間。儲存電容Cst另一端係電性連接於電源線PL與驅動元件DR的源極DRS。驅動元件DR的汲極DRD與第一微型發光元件110電性連接。此外，電源線PL可提供電壓OVDD給第一微型發光元件的一電極（例如陽極），而第一微型發光元件之另一電極（例如陰極）可接收電壓OVSS，其中電壓OVSS可為共通電壓、接地電壓、或其它合適的電壓。各子畫素P的發光元件可以接收實質上相同的電壓OVSS，但不以此為限。
圖6為對應於圖4之B-B'剖線之一示範例之其中一子畫素的截面示意圖。請同時參考圖4、圖5與圖6。於此，畫素結構100具有至少一子畫素P1。子畫素P1包括基板S1、至少一個驅動元件DR、第一微型發光元件110X、修補用微型發光元件120、第一連接線130、第二連接線140、絕緣層150以及橋接圖案160。第一微型發光元件110X係為被修補的微型發光元件，其設置於基板S1上且電性連接於驅動元件DR。畫素結構100可另包括子畫素P2，其中子畫素P2之微型發光元件110可為正常發光，因此並不需要設置修補用微型發光元件120。修補用微型發光元件120係為於重工或修補製程中設置的微型發光元件，其設置於第一微型發光元件110X上，且第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120於垂直投影方向D3上至少部分重疊。
第一微型發光元件110X、修補用微型發光元件120的尺寸是微米等級，第一微型發光元件110和修補用微型發光元件120可為微型發光二極體（micro light emitting diode，μ-LED），其大小約為10微米以下，但本發明並不以此數值為限。此外，第一微型發光元件110X可選擇性的經由焊料（圖未繪示）或黏著層（圖未繪示）設置於基板S1上。
第一微型發光元件110X包含第一半導體層111、第二半導體層112、第一電極113與第二電極114。其中，第一半導體層111和第二半導體層112電性連接，且第一電極113電性連接第一半導體層111，第二電極114電性連接第二半導體層112。在一些實施態樣中，第一微型發光元件110X較佳為水平式二極體結構，例如:第一電極113和第二電極114分別位於第一半導體層111和第二半導體層112的同一側，但不限於此。
在朝向基板S1的垂直投影方向D3上，修補用微型發光元件120的垂直投影範圍與第一微型發光元件110X的垂直投影範圍至少部分重疊。修補用微型發光元件120包含第三半導體層121、第四半導體層122、第三電極123與第四電極124。其中，第三半導體層121和第四半導體層122電性連接，且第三電極123電性連接第三半導體層121，第四電極124電性連接第四半導體層122。在一些實施態樣中，修補用微型發光元件120可以為水平式二極體結構，例如:第三電極123和第四電極124分別位於第三半導體層121和第四半導體層122的同一側，但不限於此。第三半導體層121於垂直投影方向D3上可往第一微型發光元件110X延伸，第三半導體層121位於第一半導體層111與第四半導體層122之間，第一半導體層111的垂直投影範圍與第三半導體層121的垂直投影範圍可大致重疊，且第二半導體層112的垂直投影範圍與第四半導體層122的垂直投影範圍大致重疊。
絕緣層150可設置於第一微型發光元件110X上且部份覆蓋第一微型發光元件110X。絕緣層150具有第一開口H1與第二開口H2。第一開口H1暴露出部分的第一微型發光元件110X的第一半導體層111，且第二開口H2暴露出部分的第一微型發光元件110X的第二半導體層112。第一電極113設置於第一半導體層111上且第一電極113至少一部份位於第一開口H1內，且第二電極114設置於第二半導體層112上且第二電極114至少一部份位於第二開口H2內。第一連接線130和第二連接線140可設置於絕緣層150上，第一連接線130與第一開口H1部份重疊且與第一電極113以及第三電極123電性連接，第二連接線140與第二開口H2部份重疊且與第二電極114以及橋接圖案160電性連接。在一些實施態樣之製程工序中，導電材料層（圖未標示）形成於絕緣層150之上。接著，導電材料層透過雷射或其他製程蝕刻從而形成第一連接線130和第二連接線140。在一些實施態樣中，形成第一連接線130和第二連接線140製程工序，也可為印刷導電材料製程、曝光顯影導電材料製程或其它合適的製程。依此，第一微型發光元件110X位於第一連接線130和第二連接線140之間的位置可選擇性的具有微粗糙化的表面，但不限於此。
於又一實施例中，畫素結構100可以更包括覆蓋於第一微型發光元件110X的保護層180。保護層180具有第三開口H3與第四開口H4，其中第三開口H3的垂直投影範圍與第三半導體層121的垂直投影範圍至少部份重疊，第四開口H4的垂直投影範圍與橋接圖案160的垂直投影範圍至少部份重疊。
第一微型發光元件110X和修補用微型發光元件120可共用第一連接線130和第二連接線140，以便於與其他電路（圖未繪示）電性連接，於此示範例中第一微型發光元件110X和修補用微型發光元件120共用第一連接線130和第二連接線140係分別與驅動元件DR與電源線PL電性連接。絕緣層150設置於第一連接線130和第二連接線140與第一微型發光元件110X之間。橋接圖案160位於第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120之間。
在一些實施態樣中，基板S1可以是硬質基板，例如是但不限於玻璃基板或藍寶石基板。在另一些實施態樣中，基板S1也可以是軟質基板，例如是但不限於可撓式基板（flexible substrate）。在一實施態樣中，切換元件SW及/或驅動元件DR舉例為薄膜電晶體（thin film transistor，TFT），例如但不限於是頂閘極型薄膜電晶體、底閘極型薄膜電晶體或其它合適型式的薄膜電晶體，形成主動陣列基板。
在一實施態樣中，第一電極113、第二電極114、第三電極123和第四電極124其中至少一者可為單層或多層結構，且其材料可以是金屬、合金、透明導電材料、或其它合適的材料、或上述至少兩種材料組合（例如:混合、摻雜等）。
在一些實施態樣中，第一半導體層111的摻雜型不同於第二半導體層112的摻雜型，且第三半導體層121的摻雜型不同於第四半導體層122的摻雜型。在一些實施態樣中，第一半導體層111與第三半導體層121可以是P型半導體層和N型半導體層中之一者，且第二半導體層112與第四半導體層122可以是P型半導體層和N型半導體層中之另一者，也就是說第一半導體層111與第三半導體層121摻雜型可實質上相同，第二半導體層112與第四半導體層122摻雜型可實質上相同，但不限於此。於此，第一微型發光元件110的發光層的型態可以是P-N接面。不過，在另一實施態樣中，第一微型發光元件110可更包括本質半導體層（intrinsic semiconductor layer）或稱為量子井（圖未繪示，Quantum Well， QW）可包含多量子井（MQW）或單量子井（SQW），於此，第一微型發光元件110的發光層的型態可以是P-I-N接面。在一些實施態樣中，第一半導體層111和第二半導體層112可以分別是採用化學週期表的第二族及第六族的材料，例如形成硒化鎘（CdSe）、硫化鎘（CdS）、硒化鋅（ZnSe）；或是，第一半導體層111和第二半導體層112可以分別是採用化學週期表的第三族及第五族的材料，例如形成砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AlN）、氮化銦（InN）、氮化銦鎵（InGaN）、或其他合適的材料，但本發明不以此為限。
不過，於其他實施態樣中，如圖6所繪示，修補用微型發光元件120的第三電極123可以與第一微型發光元件110X的第一電極113及/或第一連接線130一體成形，但不限於此。
第一連接線130電性連接於第一微型發光元件110X的第一電極113與修補用微型發光元件120的第三半導體層121，且第一連接線130與驅動元件DR電性連接。第二連接線140電性連接於第一微型發光元件110X的第二電極114與修補用微型發光元件120的第四半導體層122，且第二連接線140與電源線PL電性連接。於此，第一連接線130可以設置於透過第一電極113與第三電極123之間，而第二連接線140可設置於第二電極114與第四電極124之間。
在一些實施態樣中，第一連接線130和第二連接線140其中至少一者可為單層或多層結構，且其材料可以是金屬、合金、透明導電材料、或其它合適的材料。
橋接圖案160位於第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120之間。於一實施例中，橋接圖案160位於第一微型發光元件110X的第二電極114與修補用微型發光元件120的第四電極124之間且橋接圖案160電性連接第一微型發光元件110X的第二電極114、修補用微型發光元件120的第四半導體層122及第二連接線140。於此一實施例中，在朝向基板S1的垂直投影方向D3上，橋接圖案160的垂直投影範圍位於第二半導體層112的投影的範圍之內。舉例而言，橋接圖案160疊設於第一微型發光元件110X的第二半導體層112上且與第二半導體層112於垂直基板S1方向上重疊。橋接圖案160可以先形成於第一微型發光元件110X之第二連接線140上，之後再轉置修補用微型發光元件120於橋接圖案160與第一連接線130上。或者，橋接圖案160先形成於修補用微型發光元件120之第四電極124，之後再轉置修補用微型發光元件120於第一微型發光元件110X上。
另外，橋接圖案160的態樣可以依第一微型發光元件110X和修補用微型發光元件120的結構或是堆疊設計而有多種。於一實施例中，橋接圖案160為一導電電極，橋接圖案160的一端與第四半導體層122電性連接且另一端與第二連接線140連接橋接圖案160（例如:導電電極）可以視設計而與第四電極124一體成形。於另一實施態樣中，橋接圖案160與第四電極124一體成形，且第一電極113與第二電極114於垂直投影方向D3上的高度不同，於較佳實施例中第二電極114於垂直投影方向D3上的高度大於第一電極113，如此可提降低橋接圖案160於垂直投影方向D3上的高度。再者，為了讓修補用微型發光元件120可平穩地位於第一微型發光元件110X上，橋接圖案160之厚度，可依設計的需要加以變更，例如:當橋接圖案160之厚度大於保護層180之厚度，橋接圖案160頂面可突出於保護層180之頂面來電性連接於第四半導體層122與第二半導體層112;當橋接圖案160之厚度實質上等於或小於保護層180之厚度，則橋接圖案160可經由增加電極厚度來電性連接於第四半導體層122與第二半導體層112，且增加電極厚度可選擇性的增加第四電極124、第二連接電極140、第二電極114、額外電極（圖未繪示）、或其它合適的電極其中至少一者之厚度。
在一實施態樣中，橋接圖案160可為單層或多層結構，且其材料可以是金屬、合金、透明導電材料、或其它合適的材料。
於此一實施例中，第一半導體層111的摻雜型與第三半導體層121的摻雜型可實質上相同，且第二半導體層112的摻雜型與第四半導體層122的摻雜型可實質上相同。修補用微型發光元件120的第三半導體層121透過第一電極131與第一微型發光元件110X的第一半導體層111電性連接，且修補用微型發光元件120的第四半導體層122透過橋接圖案160及第二電極114與第一微型發光元件110X的第二半導體層112電性連接。於此，修補用微型發光元件120可視為與第一微型發光元件110X以並聯方式耦接。
當檢測結果顯示第一微型發光元件110X的功能為異常時，則於第一微型發光元件110X上方設置修補用微型發光元件120以進行重工或修補。舉例而言，第一半導體層111和第三半導體層121都為是P型半導體層，且第一電極113及/或第三電極123可以作為陽極；第二半導體層112和第四半導體層122都為是N型半導體層，且第二電極114以及第四電極124或橋接圖案160可以作為陰極，但不限於此。電源線PL提供電壓OVDD且透過第一連接線130傳遞至第一微型發光元件110X以及修補用微型發光元件120，而第一微型發光元件110X以及修補用微型發光元件120可以透過第二連接線140接收電壓OVSS，其中，電壓OVSS可以為共通電壓、接地電壓或其它合適的電壓。因此，將修補用微型發光元件120轉置到第一微型發光元件110X上，即可修補第一微型發光元件110X，而可以不需要在粘合或電性連接於修補用微型發光元件120後，再設置額外的電極/電路層。
此外，修補用微型發光元件120的第三半導體層121往第一微型發光元件110X的方向延伸，且對應於第一微型發光元件110X的第一半導體層111上，第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120可以透過蝕刻及/或其他製程而去除部分半導體層來調整其剖面形狀，於此示範例中，係為去除部分之第一半導體層111與部分之第三半導體層121，例如剖面形狀是L型或類L型（例如:圖6之修補用第一微型發光元件110X剖面形狀或修補用微型發光元件120剖面形狀）、U型或類U型（例如:圖8之修補用微型發光元件120剖面形狀）、或是其它合適的剖面形狀。依此，第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120堆疊的態樣可以有多種。
請參考圖6，於此實施例中，第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120都類似為L型。以第一微型發光元件110X且以水平式結構為範例，蝕刻去除其中一側的第一半導體層111，以使第一半導體111位於第二半導體112之上且第一半導體111於第一方向D1的寬度小於第二半導體112的於第一方向D1的寬度。舉例而言，第一半導體111的垂直投影範圍小於第二半導體112的垂直投影範圍且約略對應第二半導體112的垂直投影範圍之其中一側；以修補用微型發光元件120且以水平式結構為範例，蝕刻去除部分的第三半導體層121，以使第三半導體層121位於第四半導體層122之上且第三半導體層121於第一方向D1的寬度小於第四半導體層122的於第一方向D1的寬度。舉例而言，第三半導體層121的垂直投影範圍小於第四半導體層122的垂直投影範圍且約略對應第四半導體層122的垂直投影範圍之其中一側。於此實施例中，如圖6所繪示，第三半導體層121垂直疊設於第一半導體層111，且第四半導體層122與第二半導體層112之間相距的間距大致上相當於第一半導體層111、第三半導體層121、第一連接線130及/或第三電極123疊加的厚度。從另一方面觀之，第三半導體層121的垂直投影範圍與第一半導體層111的垂直投影範圍可至少部份重疊，且第四半導體層122的垂直投影範圍與第二半導體層112的垂直投影範圍可至少部份重疊。於一實施態樣中，如圖6所繪示，第四半導體層122於第一方向D1的寬度大致上等於第二半導體層112於第一方向D1的寬度。從另一方面觀之，第四半導體層122的垂直投影範圍大致上等於第二半導體層112的垂直投影範圍。於部份實施例中，第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120大小大致上相同可以使製程上更為便利，不必因第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120規格不同而增加額外的製程。
在此必須說明的是，圖7、圖8、圖9與圖10的實施例沿用圖6的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖7，圖7為對應於圖4之B-B'剖線之另一示範例的子畫素的截面示意圖。於另一示範例中，第一微型發光元件110與修補用微型發光元件120都為L型或類L型。與圖6的差別在於第四半導體層122於第一方向D1的寬度大於第二半導體層112於第一方向D1的寬度。從另一方面觀之，第三半導體層121的垂直投影範圍與第一半導體層111的垂直投影範圍不重疊，且第四半導體層122的垂直投影範圍與第二半導體層112的垂直投影範圍部分重疊。橋接圖案160位於基板S1上且位於第一微型發光元件110X的相對於第三半導體層121的一側（例如:另一外側）。於部份實施例中，第一微型發光元件110X位於第三半導體層121和橋接圖案160之間。舉例而言，第四半導體層122的垂直投影範圍超出第二半導體層112的垂直投影範圍，且橋接圖案160的垂直投影範圍係與第一微型發光元件110X的垂直投影範圍不重疊。
此外，於此示範例中可以更包括覆蓋於第一微型發光元件110X的保護層180。保護層180具有第三開口H3與第四開口H4，從而第三半導體層121延伸入第三開口H3並與第一電極113電性連接，且至少部分的橋接圖案160填入或者延伸入第四開口H4並與第二電極114電性連接，以便於將修補用微型發光元件120設置於第一微型發光元件110X上。從另一方面觀之，於垂直投影方向D3上，第三開口H3的垂直投影範圍與第三半導體層121的垂直投影範圍重疊，可視為第三開口H3實質上對應於第三半導體層121，且第四開口H4的垂直投影範圍與橋接圖案160的垂直投影範圍重疊，可視為第四開口H4實質上對應於橋接圖案160。由於圖7的第三半導體層121係電性連接於第一微型發光元件110X側邊的第一連接線130，且橋接圖案160係電性連接於第一微型發光元件110X側邊的第二連接線140，不必與圖6所示之第三半導體層121需要大致完全重疊於第一半導體層111，且橋接圖案160需要大致完全重疊於絕緣層150之第二開口H2，因此圖7修補用微型發光元件120的製程對位容忍度較圖6修補用微型發光元件120大。
請參考圖8，圖8為對應於圖4之B-B'剖線之又一示範例的子畫素的截面示意圖，且可配合參閱於圖6之部份實施例。於又一示範例中，修補用微型發光元件120類似於倒U型，修補用微型發光元件120更包括另一第三半導體層121b，其另一第三半導體層121b可用以作為橋接圖案160的一部分。於此示範例中，橋接圖案160包括導電電極161、另一第三半導體層121b及至少一導電柱162，如圖8、圖9、或圖10所繪示。另一第三半導體層121b位於導電電極161和第四半導體層122之間，且另一第三半導體層121b與第三半導體層121a具有實質上相同的摻雜型。從另一方面觀之，導電柱162一端與第二半導體層112電性連接，導電柱162另一端與第四半導體層122電性連接。導電電極161位於第二連接線140與另一第三半導體層121b之間。導電柱162貫穿另一第三半導體層121b，導電柱162的一端可經由導電電極161另一端與第四半導體層122連接。橋接圖案160可選擇性的更包括絕緣圖案163，絕緣圖案163位於導電柱162的外表面且電性隔離導電柱162與另一第三半導體層121b，可避免導電柱162與另一第三半導體層121b之間有不必要的電性連接。
導電電極161的厚度、形狀及設置位置可以依第一微型發光元件110X和修補用微型發光元件120的結構（類似L型或是類似U型）或是堆疊設計而調整。於一實施態樣中，如圖8所繪示，導電電極161設置於位於基板S1上的第二連接線140上，且導電電極161的厚度大致上由第二連接線140的表面的水平延伸面至第一半導體層112的表面的水平延伸面之間的間距。因此，導電電極161的厚度大約相當於第一半導體層111、第二半導體層121、第一連接線130及/或第三電極123疊加的厚度，然本發明並不以此為限，只要第四半導體層122可大致平行基板S1即可。
請參考圖9，圖9為對應於圖4之B-B'剖線之又一示範例的子畫素的截面示意圖。此外，畫素結構100可以依第一微型發光元件110X和修補用微型發光元件120的結構或是堆疊設計而更包括另一橋接圖案170。圖9之實施例與圖8之實施例的差別在於第四半導體層122於第一方向D1的寬度大於第二半導體層112於第一方向D1的寬度，且圖9之實施例可更包括另一橋接圖案170設置於第三半導體層121a與第一連接線130之間。於部份實施例中，第三半導體層121a於垂直投影方向D3上不與絕緣層150之第一開口H1重疊，以墊高第三半導體層121a，如此圖9之實施例之導電電極161於垂直投影方向D3上的高度（例如:厚度）較圖8之實施例小。另外，於此實施態樣中，橋接圖案170也可以視設計而與圖6之實施例所示之第三電極123一體成形。
於又一實施例中，畫素結構100可以更包括覆蓋於第一微型發光元件110X的保護層180。保護層180具有第三開口H3與第四開口H4，從而第三半導體層121a延伸入第三開口H3並與第一電極113電性連接，且至少部分的橋接圖案160填入或延伸入第四開口H4並與第二電極114電性連接，以便於將修補用微型發光元件120設置於第一微型發光元件110X上。其中，第三開口H3對應修補用微型發光元件120的第三半導體層121，且第四開口H4對應橋接圖案160。從另一方面觀之，於垂直投影方向D3（於此為平行於基板S1的法線方向）上，第三開口H3的垂直投影範圍與第三半導體層121的垂直投影範圍重疊，且第四開口H4的垂直投影範圍與橋接圖案170的垂直投影範圍重疊。於另一實施態樣中，第四半導體層122於第一方向D1的寬度可以大於第二半導體層112於第一方向D1的寬度，第一電極113的位置位於第一微型發光元件110X的靠近第一半導體層111的外側，且橋接圖案160的位置大致上對應於第二電極114的位置。於此，第三開口H3的投影與第一開口H1的投影不重疊，且第四開口H4的投影與第二開口H2的投影部份重疊。
請參考圖10，圖10為對應於圖4之B-B'剖線之再一示範例的子畫素的截面示意圖。此示範，為圖9之另一變化實施例。相較於圖9，的差別在於圖10之另一第三半導體層121b於第一方向D1上的寬度較大。
於另一實施態樣中，如圖7、圖8與圖10所繪示，第四半導體層122於第一方向D1的寬度可以大於第二半導體層112於第一方向D1的寬度，第一電極113的位置位於第一微型發光元件110X的靠近第一半導體層111的外側，且橋接圖案160的位置位於橋接圖案170之外（例如:位於第一微型發光元件110的相對於第三半導體層121的另一外側）。於此，第三開口H3的投影與第一開口H1的投影不重疊，且第四開口H4的投影與第二開口H2的投影不重疊。
於再一實施例中，畫素結構100包括多個子畫素P，其中至少一子畫素P可以具有兩個發光元件（例如:第一微型發光元件110X和第二微型發光元件190）。圖11為本發明第二實施例的畫素結構的俯視示意圖。圖12為對應於圖11之C-C'剖線之一示範例的畫素結構的截面示意圖。圖13為對應於圖12之的畫素結構的等效電路圖。請參閱圖11、圖12與圖13。須說明的是，圖12係簡單示意圖，其省略繪示第一微型發光元件110X、第二微型發光元件190和修補用微型發光元件120的電極或是用以電性連接的線路（例如是於後續說明的第一至第四電極113、114、123、124、193、194、第一連接線130、第二連接線140或其他線路等）。其中，第一微型發光元件110X和修補用微型發光元件120的相關描述可參閱與運用前述實施例其中一種。於此，若檢測結果顯示第一微型發光元件110X及/或第二微型發光元件190的功能為異常時，則可於第一微型發光元件110X及/或第二微型發光元件190之上設置修補用微型發光元件120以進行重工或修補。
第二微型發光元件190包含一另一第一半導體層191、一另一第二半導體層192、一另一第一電極193與一另一第二電極194。其中，另一第一半導體層191和另一第二半導體層192接觸，且另一第一電極193電性連接另一第一半導體層191，另一第二電極194電性連接另一第二半導體層192。第二微型發光元件190的另一第一電極193與第一連接線130電性連接，且另一第二電極194與第二連接線140電性連接。在一些實施態樣中，第一微型發光元件110X較佳為水平式二極體結構，例如:第一電極193和第二電極194分別位於第一半導體層191和第二半導體層192的同一側。
在一實施態樣中，第一電極193和第二電極194其中一者之結構及或材料可參閱前述描述，例如:第一電極113和第二電極114其中一者之結構及/或材料於此不再贅言。不過，於另一實施態樣中，第一電極193和第二電極194其中一者之結構及或材料可選擇性的實質上相同或不同於第一電極113和第二電極114其中一者之結構及/或材料。第一半導體層191和第二半導體層192的描述、型態及/或材料可參閱第一半導體層111和第二半導體層112，於此不再贅言。不過，於另一實施態樣中，第一半導體層191和第二半導體層192的型態及/或材料可選擇性的實質上相同或不同於第一半導體層111和第二半導體層112的型態及/或材料。
於此一實施例中，第一半導體層191的摻雜型與第一半導體層111及第三半導體層121的摻雜型實質上相同，且第二半導體層192的摻雜型與第二半導體層112及第四半導體層122的摻雜型實質上相同。第二微型發光元件190的第一半導體層191透過第一電極131與第一微型發光元件110X的第一半導體層111和修補用微型發光元件120的第三半導體層121電性連接；第二微型發光元件190的第二半導體層192與第一微型發光元件110X的第二半導體層112及修補用微型發光元件120的第四半導體層122電性連接。於此，第二微型發光元件190、第一微型發光元件110X與修補用微型發光元件120三者彼此並聯。此外，第一微型發光元件110X與第二微型發光元件190可選擇性的經由焊料（圖未繪示）或黏著層（圖未繪示）設置於基板S1上。
在一實施態樣中，如圖13所繪示，畫素結構100的驅動架構係以2T1C架構為例，但不限於此。於其它實施例中，亦可使用前述架構其中一種。驅動元件DR的汲極DRD與第一微型發光元件110X和第二微型發光元件190電性連接。當檢測結果顯示第一微型發光元件110X的功能為異常時，則於第一微型發光元件110X上方所設置的修補用微型發光元件120以進行重工或修補。
舉例而言，第一半導體層111、第一半導體層191和第三半導體層121都可以作為P型半導體層，且第一電極113和第一電極193可以作為陽極；第二半導體層112、第二半導體層192和第四半導體層122都可以作為N型半導體層，且第二電極114、第二電極194以及第三電極123或橋接圖案160可以作為陰極，但不限於此。電源線PL提供電壓OVDD且透過第一連接線130傳遞至第一電極113、第一電極193以及修補用微型發光元件120，而第二電極114、第二電極194以及第三電極123或橋接圖案160可接收電壓OVSS，其中，電壓OVSS可以為共通電壓、接地電壓、或其它合適的電壓。
綜上所述，本發明實施例之畫素結構中，當檢測出第一微型發光元件的功能異常時，可在垂直於第一微型發光元件之上設置修補用微型發光元件，例如:修補用微型發光元件與第一微型發光元件於垂直基板方向上至少部分重疊。藉此，修補用微型發光元件不會額外地占用子畫素區域的其他空間，也不會因為設置位置偏離第一微型發光元件的設置位置而影響出光的光場型。因此，相較於對比例而言，本發明實施例無須移除第一微型發光元件或是於第一微型發光元件的陽極與陰極上設置絕緣層，因此可以減少重工或修補製程的步驟。此外，本發明實施例改善因修補或重工製程而導致開口率降低的情形，並且改善降低修補用微型發光元件的出光的光場型受影響的情形，以提供更佳的光學品質。此外，修補用微型發光元件可以透過第一微型發光元件原先設置的第一連接線及第二連接線來與電源線及/或共用電壓電性連接，因而無須於粘合或電性連接於修補用微型發光元件後，再額外設置備用連接墊及備用線路，進而避免製程繁瑣以及線路設計複雜。
雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、100’‧‧‧畫素結構
110‧‧‧微型發光元件
111、191‧‧‧第一半導體層
112、192‧‧‧第二半導體層
113、193‧‧‧第一電極
114、194‧‧‧第二電極
110X、110X’‧‧‧第一微型發光元件
120、120’‧‧‧修補用微型發光元件
121、121a、121b‧‧‧第三半導體層
122‧‧‧第四半導體層
123‧‧‧第三電極
124‧‧‧第四電極
130‧‧‧第一連接線
140‧‧‧第二連接線
150‧‧‧絕緣層
160、170‧‧‧橋接圖案
161‧‧‧導電電極
162‧‧‧導電柱
163‧‧‧絕緣圖案
180‧‧‧保護層
190‧‧‧第二微型發光元件
A-A'、B-B'、C-C'‧‧‧剖面線
Cst、Cst’‧‧‧儲存電容
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧垂直投影方向
DE‧‧‧導電電極
DR、DR’‧‧‧驅動元件
DL、DL’‧‧‧資料線
DRG、DRG’‧‧‧閘極
DRD、DRD’‧‧‧汲極
DRS、DRS’‧‧‧源極
GL、GL’‧‧‧閘極線
GI‧‧‧閘極介電層
H1‧‧‧第一開口
H2‧‧‧第二開口
H3‧‧‧第三開口
H4‧‧‧第四開口
S1‧‧‧基板
SE‧‧‧半導體層
SV‧‧‧畫素定義層
SW、SW’‧‧‧切換元件
SWS、SWS’‧‧‧源極
SWD、SWD’‧‧‧汲極
SWG、SWG’‧‧‧閘極
OVDD、OVSS‧‧‧電壓
P、P1、P2、P1’‧‧‧子畫素
PL、PL’‧‧‧電源線
PV1‧‧‧第一絕緣層
PV2‧‧‧第二絕緣層
PV3‧‧‧第三絕緣層
圖1為一對比例之畫素結構的俯視圖。 圖2為對應於圖1之畫素結構之子畫素的等效電路圖。 圖3為對應於圖2之A-A'剖線之一對比例的子畫素截面示意圖。 圖4為本發明之第一實施例之畫素結構的俯視圖。 圖5為對應於圖4之畫素結構之其中一子畫素的等效電路圖。 圖6為對應於圖4之B-B'剖線之一示範例之其中一子畫素截面示意圖。 圖7為對應於圖4之B-B'剖線之另一示範例的子畫素的截面示意圖。 圖8為對應於圖4之B-B'剖線之又一示範例的子畫素的截面示意圖。 圖9為對應於圖4之B-B'剖線之又一示範例的子畫素的截面示意圖。 圖10為對應於圖4之B-B'剖線之再一示範例的子畫素的截面示意圖。 圖11為本發明之第二實施例的畫素結構的俯視圖。 圖12為對應於圖11之C-C'剖線之一示範例的畫素結構的截面示意圖。 圖13為對應於圖12之的畫素結構的等效電路圖。

Claims (17)

  1. 一種畫素結構，具有至少一子畫素，該至少一子畫素包含： 一基板； 至少一個驅動元件，設置於該基板上； 一第一微型發光元件，設置於該基板上且電性連接於該驅動元件，該第一微型發光元件包含一第一半導體層、一第二半導體層、一第一電極與一第二電極，該第一半導體層的摻雜型不同於該第二半導體層的摻雜型，且該第一電極電性連接該第一半導體層，該第二電極電性連接該第二半導體層； 一修補用微型發光元件，設置於該第一微型發光元件上，且與該第一微型發光元件於垂直該基板方向上部分重疊，該修補用微型發光元件包含一第三半導體層與一第四半導體層，該第三半導體層的摻雜型不同於該第四半導體層的摻雜型； 一第一連接線，電性連接於該第一微型發光元件的該第一電極與該修補用微型發光元件的該第三半導體層，且該第一連接線與該驅動元件電性連接； 一第二連接線，電性連接於該第一微型發光元件的該第二電極； 一絕緣層，設置於該第一微型發光元件上，且部份覆蓋該第一微型發光元件，其中，該絕緣層具有一第一開口與一第二開口，且該第一開口與該第一連接線部份重疊，該第二開口與該第二連接線部份重疊；以及 一橋接圖案，位於該第一微型發光元件與該修補用微型發光元件之間，且電性連接該第二電極與該修補用微型發光元件的該第四半導體層。
  2. 如請求項1所述之畫素結構，其中該修補用微型發光元件更包括一第三電極以及一第四電極，該第三電極位於該第一連接線與該第三半導體層之間，該第四電極位於該第二連接線與該第四半導體層之間。
  3. 如請求項1所述之畫素結構，更包含一第二微型發光元件，該第二微型發光元件包含一另一第一半導體層、一另一第二半導體層、一另一第一電極與一另一第二電極，該另一第一半導體層的摻雜型不同於該另一第二半導體層的摻雜型，且該另一第一電極電性連接該另一第一半導體層，該另一第二電極電性連接該另一第二半導體層，且該第一連接線電性連接該另一第一電極。
  4. 如請求項1所述之畫素結構，其中該第三半導體層往該第一微型發光元件方向延伸。
  5. 如請求項4所述之畫素結構，其中該第三半導體層位於該第一半導體層上，該第一半導體層的垂直投影範圍與該第三半導體層的垂直投影範圍重疊，且該第二半導體層的垂直投影範圍與該第四半導體層的垂直投影範圍重疊。
  6. 如請求項1所述之畫素結構，其中該第一半導體層的垂直投影範圍與該第三半導體層的垂直投影範圍不重疊，且該第二半導體層的垂直投影範圍小於該第四半導體層的垂直投影範圍。
  7. 如請求項1所述之畫素結構，其中該第四半導體層於一第一方向的寬度大於該第二半導體層的寬度。
  8. 如請求項6或7所述之畫素結構，更包括另一橋接圖案，設置於該第一連接線與該第三半導體層之間。
  9. 如請求項4-7任一項所述之畫素結構，其中該橋接圖案包括一導電電極，該導電電極的一端貼合該第四半導體，且該導電電極的另一端貼合該第二連接線。
  10. 如請求項4-7任一項所述之畫素結構，其中該橋接圖案更包括一導電電極、另一第三半導體及至少一導電柱，該導電電極位於該第二連接線與該另一第三半導體之間、該另一第三半導體位於該導電電極與該第四半導體之間，各該導電柱貫穿該另一第三半導體，各該導電柱的一端與該導電電極耦接，且各該導電柱的另一端與該第四半導體耦接。
  11. 如請求項10所述之畫素結構，其中該橋接圖案更包括一絕緣圖案，該絕緣圖案電性隔離各該導電柱與該另一第三半導體。
  12. 如請求項1所述之畫素結構，更包括一保護層，該保護層覆蓋該第一微型發光元件且具有一第三開口與一第四開口，其中該第三開口的垂直投影範圍與該第三半導體層的垂直投影範圍重疊，該第四開口的垂直投影範圍與該橋接圖案的垂直投影範圍重疊。
  13. 如請求項12所述之畫素結構，其中，該第三開口的垂直投影範圍與該第一開口的垂直投影範圍至少部分重疊，且該第四開口的垂直投影範圍與該第二開口的垂直投影範圍至少部分重疊。
  14. 如請求項12所述之畫素結構，其中該第三開口的垂直投影範圍與該第一開口的垂直投影範圍不重疊，且該第四開口的垂直投影範圍與該第二開口的垂直投影範圍不重疊。
  15. 如請求項13或14所述之畫素結構，其中該第三半導體層延伸入該第三開口與該第一電極電性連接，且至少部分的該橋接圖案延伸入該第四開口與該第二電極電性連接。
  16. 如請求項1所述之畫素結構，其中該第一微型發光元件係為預修補之微型發光元件。
  17. 如請求項1所述之畫素結構，其中該第一半導體層的摻雜型與該第三半導體層的摻雜型相同，該第二半導體層的摻雜型與該第四半導體層的摻雜型相同。
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