TW202125848A - 微型發光元件顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種包括基板、多個微型發光元件、隔離層以及空氣間隙的微型發光元件顯示裝置被提出。多個微型發光元件分散地設置於基板上。隔離層設置於這些微型發光元件之間。空氣間隙設置於這些微型發光元件、隔離層與基板之間。

Description

微型發光元件顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種微型發光元件顯示裝置。

近年來，在有機發光二極體（Organic light-emitting diode，OLED）顯示面板的製造成本偏高及其使用壽命無法與現行的主流顯示器相抗衡的情況下，微型發光二極體顯示器（Micro LED Display）逐漸吸引各科技大廠的投資目光。特別是，微型發光二極體顯示器除了具有與有機發光二極體顯示器相當的光學表現，例如高色彩飽和度、應答速度快及高對比，還具有低耗能以及材料使用壽命長的優勢。因此，有望成為下一世代的主流顯示技術。

然而，以目前的製造技術而言，微型發光二極體顯示器的製造良率仍有待提升。主因在於微型發光二極體顯示器的製造過程包含晶粒轉置的步驟，例如將暫存基板上預先製作完成的微型發光二極體晶粒轉移至顯示器的電路背板上。由於發光二極體在微型化的同時，兩電極接墊之間的距離也勢必縮短。當微型發光二極體被轉移並接合至電路背板上的連接墊時，連接墊（例如導電銲材）需被加熱而呈現熔融狀態。此時，微型發光二極體的兩電極接墊容易因連接墊的溢流而發生短路，造成轉移良率的下降。為了降低微型發光二極體顯示器的製造成本，解決上述的問題已成為相關廠商的當務之急。

本發明提供一種微型發光元件顯示裝置，具有較佳的轉移成功率。

本發明的微型發光元件顯示裝置，包括基板、多個微型發光元件、隔離層以及空氣間隙。多個微型發光元件分散地設置於基板上。隔離層設置於這些微型發光元件之間。空氣間隙設置於這些微型發光元件、隔離層與基板之間。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的微型發光元件在第一方向上具有第一寬度。空氣間隙位於相鄰的兩個微型發光元件之間的所佔區域在第一方向上具有第二寬度，且第二寬度小於第一寬度。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的第二寬度與第一寬度的比值大於等於0.5。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的隔離層連接微型發光元件的部分在基板的法線方向上具有第一高度。微型發光元件在基板的法線方向上具有第二高度，且第一高度小於第二高度。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的第一高度與第二高度的比值大於等於0.5。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的隔離層位於相鄰的兩個微型發光元件之間的部分的橫截面面積小於微型發光元件的橫截面面積。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的隔離層位於相鄰的兩個微型發光元件之間的部分的橫截面面積與微型發光元件的橫截面面積的比值小於1且大於等於0.5。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置更包括共電極。共電極覆蓋隔離層且電性連接多個微型發光元件。共電極與空氣間隙分別位於隔離層的相對兩側。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的微型發光元件具有磊晶結構以及設置於磊晶結構相對兩側的第一型電極與第二型電極。共電極包括第一型共電極層與第二型共電極層。第一型共電極層覆蓋隔離層與多個微型發光元件，且直接接觸各微型發光元件的第一型電極。第二型共電極層設置於這些微型發光元件之間，且位於第一型共電極層與隔離層之間。第二型共電極電性連接這些微型發光元件與第一型共電極層。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的第二型共電極層連接第一型共電極層的表面與基板之間具有第一高度。第一型電極連接第一型共電極層的表面與基板之間具有第二高度，且第一高度大於第二高度。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置更包括設置於第二型共電極層之間的波長轉換層。隔離層具有對應地設置於多個微型發光元件上的多個凹槽，且波長轉換層填入這些凹槽內。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的微型發光元件在第一方向上的寬度朝遠離基板的方向遞減，且第一方向平行於基板。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的微型發光元件在第一方向上具有最小寬度與最大寬度，而微型發光元件的最小寬度與最大寬度的比值小於等於0.5且大於等於0.05。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的微型發光元件在第一方向上具有最大寬度，相鄰的兩個微型發光元件之間在第一方向上具有最大間距，且最大間距小於微型發光元件的最大寬度。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的隔離層定義空氣間隙的表面為朝向隔離層內凹的曲面。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的隔離層包含反射材料、散射材料或是光阻擋材料。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的各微型發光元件包括磊晶結構、第一型電極以及第二型電極。第一型電極與第二型電極設置於磊晶結構的相對兩側。第一型電極電性連接共電極。第二型電極具有朝向基板的表面。隔離層覆蓋第二型電極的表面，且基板的連接墊透過隔離層的開口與第二型電極的表面電性接合。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置的隔離層具有對應地設置於多個微型發光元件上的多個凹槽。

在本發明的一實施例中，上述的微型發光元件顯示裝置更包括波長轉換層。波長轉換層設置於隔離層之間，且填入隔離層的多個凹槽內。

基於上述，在本發明的一實施例的微型發光元件顯示裝置中，透過設置在多個微型發光元件之間的隔離層，可增加這些微型發光元件的轉移成功率。另一方面，在這些微型發光元件接合至基板的過程中，基板上的連接墊被加熱而呈現熔融狀態。此時，位於隔離層與基板之間的空氣間隙可作為連接墊溢流時的緩衝空間，有助於提升這些微型發光元件的接合良率與平整度。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。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」可為二元件間存在其它元件。

現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1是本發明的第一實施例的微型發光元件顯示裝置的俯視示意圖。圖2是圖1的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。圖2對應於圖1的剖線A-A’。特別說明的是，為清楚呈現起見，圖1省略了圖2的連接墊110與共電極130的繪示。

請參照圖1及圖2，微型發光元件顯示裝置10包括基板100、多個微型發光元件120、共電極130以及隔離層140。這些微型發光元件120分散地設置於基板100上。隔離層140設置於基板100上且位於這些微型發光元件120之間。共電極130覆蓋隔離層140且延伸於這些微型發光元件120之間。更具體地說，本實施例的共電極130是整面性地覆蓋隔離層140與多個微型發光元件120，以電性連接這些微型發光元件120，但不以此為限。共電極130的材質可包括透明金屬氧化物，例如銦錫氧化物（indium tin oxide，ITO）、銦鋅氧化物（indium zinc oxide，IZO）、鋁錫氧化物（aluminum tin oxide，ATO）、鋁鋅氧化物（aluminum zinc oxide，AZO）、或其他合適的氧化物、或者是上述至少兩者的堆疊層。也可包括銀、金、鉻、銅、鉑、錫、鎳、鈦、鋁或是上述金屬的合金。

在本實施例中，基板100例如是顯示面板的電路背板。也就是說，微型發光元件顯示裝置10可以是顯示面板，但本發明不以此為限。基板100（即電路背板）具有位於顯示面板的顯示區DR的多個連接墊110，且這些微型發光元件120分別接合（bonding）至基板100的這些連接墊110。也就是說，微型發光元件120是透過連接墊110與基板100電性連接。在本實施例中，多個微型發光元件120（或者是連接墊110）是以等間距的方式沿方向X與方向Y排列於基板100上。亦即，這些微型發光元件120可陣列排列於基板100上，但本發明不以此為限。

舉例而言，多個微型發光元件120可以是多個第一微型發光元件120-1、多個第二微型發光元件120-2與多個第三微型發光元件120-3，且第一微型發光元件120-1、第二微型發光元件120-2與第三微型發光元件120-3的發光顏色分別為紅色、綠色與藍色。也就是說，本實施例的第一微型發光元件120-1、第二微型發光元件120-2與第三微型發光元件120-3可構成顯示面板的顯示畫素。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，多個微型發光元件120也可發出相同波長的光，例如紫外光或藍光。

另一方面，本實施例的基板100可包括驅動電路層，其中驅動電路層包括電晶體元件、電容、掃描線、資料線以及電源線等，且連接墊110例如是資料線的一部分或連接資料線的導電圖案。也就是說，驅動電路層可以是主動式的驅動電路層，但本發明不以此為限。根據其他實施例，驅動電路層也可不包含電晶體元件。亦即，驅動電路層也可以是被動式的驅動電路層。

詳細而言，微型發光元件120包括磊晶結構ESL、第一型電極121與第二型電極122。第一型電極121與第二型電極122設置於磊晶結構ESL的相對兩側表面上，且分別電性連接共電極130與連接墊110。在本實施例中，第一型電極121可以是光穿透式電極，而光穿透式電極的材質可包括金屬氧化物，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、或其他合適的氧化物、或者是上述至少兩者的堆疊層。第二型電極122的材質可包括鉑、鎳、鈦、金、銀、鉻、上述金屬之合金、上述合金之組合的一高功函數金屬、金屬氧化物、或者是導電高分子、石墨、石墨烯或黑磷等非金屬導電材料。

進一步而言，磊晶結構ESL包括第一型半導體層123、發光層124與第二型半導體層125。第一型半導體層123位於第一型電極121與發光層124之間，且第一型半導體層123透過第一型電極121與共電極130電性連接。第二型半導體層125位於第二型電極122與發光層124之間，且第二型半導體層125透過第二型電極122與連接墊110電性連接。更具體地說，本實施例的第二型電極122、磊晶結構ESL以及第一型電極121是依序地堆疊於基板100上。亦即，本實施例的微型發光元件120為垂直式微型發光二極體（vertical type micro light emitting diode）。

另一方面，本實施例的第一型半導體層123例如是P型半導體層，第二型半導體層125例如是N型半導體層。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，第一型半導體層123也可以是N型半導體層，而第二型半導體層125也可以是P型半導體層。舉例而言，第一型半導體層123的厚度可介於0.05微米至0.5微米之間，發光層124的厚度可介於0.1微米至1微米之間，而第二型半導體層125的厚度可介於1微米至5微米之間。據此，磊晶結構ESL的整體厚度可控制在1微米至6微米之間，有助於確保後續製程的良率與終端產品的特性。

在本實施例中，位於多個微型發光元件120之間的隔離層140是直接配置於微型發光元件120的磊晶結構ESL的兩側壁，以連接這些微型發光元件120，但本發明不以此為限。特別說明的是，此隔離層140是形成在這些微型發光元件120被轉移至基板100之前，例如：當這些微型發光元件120轉移至暫時基板上時，可於暫時基板上形成連接這些微型發光元件120的隔離層140。據此，透過此隔離層140的配置，可避免這些微型發光元件120在轉移中產生偏移，增加轉移成功率，有助於提升微型發光元件顯示裝置10（或顯示面板）的整體良率。

舉例而言，隔離層140連接微型發光元件120的部分在基板100的法線方向（例如方向Z）上具有高度H1，微型發光元件120在方向Z上具有高度H2，且隔離層140的高度H1小於微型發光元件120的高度H2。在本實施例中，隔離層140的高度H1與微型發光元件120的高度H2的比值大於等於0.5。據此，可確保隔離層140與多個微型發光元件120之間能產生足夠的連接力，以提升這些微型發光元件120的轉移成功率。在本實施例中，隔離層140的材質可包括光感材料（例如光阻）、熱感材料（例如高分子膠材）、氧化矽（SiO_x ）、氧化鋁(Al₂ O₃ )、氮化鋁(AlN)或氮化矽（SiN_x ）等的絕緣材料，但不以此為限。

從另一觀點來說，隔離層140位於相鄰的兩個微型發光元件120之間的部分的橫截面面積（例如在XZ平面上的垂直投影面積）小於微型發光元件120的橫截面面積（例如在XZ平面上的垂直投影面積）。在本實施例中，隔離層140位於相鄰的兩個微型發光元件120之間的部分的橫截面面積與微型發光元件120的橫截面面積的比值小於1且大於等於0.5。據此，可確保隔離層140與多個微型發光元件120之間能產生足夠的連接力，以提升這些微型發光元件120的轉移成功率。

進一步而言，微型發光元件120在方向X上具有最大寬度W_L 與最小寬度W_S ，而微型發光元件120的最小寬度W_S 與最大寬度W_L 的比值小於等於0.5且大於等於0.05，但不以此為限。在本實施例中，磊晶結構ESL（或第一型半導體層123）與第一型電極121的連接面可定義出微型發光元件120的最小寬度W_S ，而磊晶結構ESL（或第二型半導體層125）與第二型電極122的連接面可定義出微型發光元件120的最大寬度W_L 。更具體的是，微型發光元件120的磊晶結構ESL在方向X上的寬度可由第二型電極122往第一型電極121的方向（即朝遠離基板100的方向）縮減，而使磊晶結構ESL的橫截面輪廓呈現上窄下寬的正梯形，有助於增加共電極130於後製程中的製程裕度。

另一方面，在方向X上排列且相鄰的兩個微型發光元件120之間在方向X上具有最大間距S_L ，且此最大間距S_L 可小於微型發光元件120的最大寬度W_L 。據此，微型發光元件顯示裝置10可具有較高畫素解析度。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，相鄰的兩個微型發光元件120的最大間距S_L 也可大於等於微型發光元件120的最大寬度W_L 。

在本實施例中，微型發光元件120的最大寬度W_L 可以介於1微米到100微米之間，優選地是介於1微米到30微米之間。在一較佳的實施例中，微型發光元件120的最大寬度W_L 小於10微米。在另一較佳的實施例中，微型發光元件120的最大寬度W_L 小於5微米。值得一提的是，當微型發光元件120的最大寬度W_L 小於10微米時，微型發光元件120在經由轉移頭（transfer head；未繪示）的轉移過程中易產生偏移。因此，透過隔離層140與這些微型發光元件120的連接關係，可降低對載板結構上的多個轉移頭與多個微型發光元件120之間的黏著力（或吸附力）的均勻性需求。換句話說，可增加微型發光元件120在轉移時的製程裕度，並避免微型發光元件120產生偏移。

進一步而言，微型發光元件顯示裝置10更包括設置在基板100、多個微型發光元件120與隔離層140之間的空氣間隙G。特別說明的是，在這些微型發光元件120接合至基板100的過程中，基板100上的連接墊110被加熱而呈現熔融狀態。此時，基板100與隔離層140之間具有的空氣間隙G可作為連接墊110溢流的緩衝空間，有助於提升這些微型發光元件120的接合良率與平整度。在本實施例中，隔離層140具有定義空氣間隙G的表面140s，且此表面140s可以是朝向隔離層140內凹的曲面，以定義出較大的緩衝空間，但本發明不以此為限。在其他實施例中，隔離層定義空氣間隙的表面也可以是凸面，且此凸面可作為緩衝空間中的阻擋結構。

另一方面，微型發光元件120在平行於排列方向（例如方向X）上具有寬度W1，空氣間隙G位於相鄰的兩個微型發光元件120之間的所佔區域在方向X上具有寬度W2，且空氣間隙G的寬度W2小於微型發光元件120的寬度W1。在本實施例中，空氣間隙G的寬度W2與微型發光元件120的寬度W1的比值大於0.5，但本發明不以此為限。在其他實施例中，空氣間隙G的寬度W2與微型發光元件120的寬度W1的比值也可實質上等於0.5。據此，可確保隔離層140與多個微型發光元件120之間能產生足夠的連接力，以提升這些微型發光元件120的轉移成功率。同時，還可避免連接墊110的溢流造成相鄰的兩個微型發光元件120的第二型電極122的電性短路。

在本實施例中，基板100可以是一電路基板，例如是顯示基板、發光基板、具薄膜電晶體或積體電路（ICs）等功能元件的基板或其他類型的電路基板，但本發明不以此為限。微型發光元件顯示裝置10還可包括分別設置在基板100上的第一驅動電路150與第二驅動電路160。舉例來說，用以控制顯示畫素（即微型發光元件120）的電晶體元件是透過掃描線（scan line）與資料線（data line）而分別電性連接至第一驅動電路150（例如是一閘極驅動電路）與第二驅動電路160（例如是一源極驅動電路）。另一方面，微型發光元件顯示裝置10還可包括驅動電路板170，且此驅動電路板170可電性接合至基板100的一側以電性連接第一驅動電路150與第二驅動電路160。舉例而言，驅動電路板170可透過軟性電路板（flexible printed circuit board，FPCB；未繪示）而電性連接基板100，但本發明不以此為限。

需說明的是，在本實施例中，驅動電路的數量是以兩個為例進行示範性地說明，並不表示本發明以圖式揭示內容為限制。在其他實施例中，微型發光元件顯示裝置還可進一步包括電源控制電路、或其他適於驅動顯示畫素的電路（例如回饋電路、補償電路等）。應可理解的是，微型發光元件顯示裝置還可包括與上述驅動電路電性連接的訊號線。

以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。

圖3是本發明的第二實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。圖4A及圖4B是圖3的微型發光元件顯示裝置的製造流程的剖面示意圖。圖5是本發明的另一實施例的微型發光元件載板結構的剖面示意圖。請參照圖2及圖3，本實施例的微型發光元件顯示裝置11與圖2的微型發光元件顯示裝置10的主要差異在於：共電極的構型不同。具體而言，相較於微型發光元件顯示裝置10的共電極130，微型發光元件顯示裝置11的共電極130A位於多個微型發光元件120之間的部分在方向Z上具有較大的厚度。據此，可進一步提升微型發光元件顯示裝置11的共電極130A的電流傳導效率。另一方面，在本實施例中，在方向X上排列且相鄰的兩個微型發光元件120之間的最大間距S_L 大於微型發光元件120的最大寬度W_L ，但本發明不以此為限。

值得一提的是，本實施例的共電極130A是形成在多個微型發光元件120轉移至基板100之前。請參照圖4A及圖4B，舉例來說，形成微型發光元件顯示裝置11的步驟可包括：提供微型發光元件載板結構50（如圖4A所示）以及令微型發光元件載板結構50翻轉並靠近基板100，使多個微型發光元件120接合於基板100的多個連接墊110（如圖4B所示）。也就是說，此處的微型發光元件載板結構50可作為形成微型發光元件顯示裝置10的載板結構。以下將針對上述的步驟進行示例性地說明。

首先，請參照圖4A，形成微型發光元件載板結構50的步驟包括提供暫時基板101、將多個微型發光元件120轉移至暫時基板101上、於暫時基板101與多個微型發光元件120之間形成共電極130A以及於多個微型發光元件120之間形成隔離層140。暫時基板101可為一塑膠基板、一玻璃基板或一藍寶石基板等的暫時載板，可不具有電路配置於上，後續使微型發光元件120易轉移到基板101。舉例而言，在本實施例中，共電極130A是形成在微型發光元件120的轉移步驟前，但本發明不以此為限。在一實施例中，共電極也可形成在微型發光元件120轉移至暫時基板101後。在另一實施例中，微型發光元件120轉移至暫時基板101上的載板結構也可不具有共電極，如圖5所示。也就是說，共電極是形成在多個微型發光元件120轉移至基板100後。值得注意的是，由於微型發光元件載板結構51並未形成共電極，隔離層140、微型發光元件120的第一型電極121與暫時基板101之間具有空氣間隙G’，且此空氣間隙G’可作為微型發光元件120被轉移至暫時基板101時時的緩衝空間。

請繼續參照圖4A，在形成共電極130A後，於多個微型發光元件120之間形成隔離層140，其中共電極130A位於暫時基板101與隔離層140之間。隔離層140覆蓋共電極130A與磊晶結構ESL的相對兩側壁。值得注意的是，本實施例的隔離層140在遠離暫時基板101的一側表面140s可以是朝隔離層140內凹的曲面。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，隔離層140的表面140s也可對應不同的材料選用或製程條件而呈現不同的面形。

請參照圖4B，在微型發光元件載板結構50接合於基板100上的連接墊110的過程中，多個微型發光元件120、隔離層140與基板100之間所形成的空氣間隙G（如圖3所示）可作為連接墊110被加熱而溢流時的緩衝空間，有助於提升這些微型發光元件120的接合良率與平整度。由於隔離層140定義此空氣間隙G的表面140s為朝向隔離層140內凹的曲面，因此可為連接墊110的溢流提供更大的緩衝空間。另一方面，透過隔離層140與這些微型發光元件120的連接關係，可有效增加這些微型發光元件120的轉移成功率。

圖6是本發明的第三實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖6，本實施例的微型發光元件顯示裝置12與圖2的微型發光元件顯示裝置10的主要差異在於：隔離層的組成不同。具體而言，微型發光元件顯示裝置12的隔離層140A具有反射材料、散射材料或是光阻擋材料。在本實施例中，隔離層140A例如是二氧化矽或是氮化鋁等絕緣材料，其中包含有反射粒子145。反射粒子145的材料可包括是金屬粒子。

舉例而言，當微型發光元件顯示裝置12被致能時，微型發光元件120的磊晶結構ESL（或發光層124）發出的部分光束在入射隔離層140A後，可透過分散於隔離層140A內的反射粒子145的反射而傳遞回磊晶結構ESL，有助於提升微型發光元件120的正向出光量。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，隔離層的材質也可以是吸光材料，例如黑色樹脂材料。據此，可避免相鄰的多個微型發光元件120的出光範圍相互重疊，有助於實現高解析度的顯示效果。

圖7是本發明的第四實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖7，本實施例的微型發光元件顯示裝置13與圖2的微型發光元件顯示裝置10的主要差異在於：隔離層與連接墊的構型不同。具體而言，微型發光元件顯示裝置13的隔離層140B還覆蓋微型發光元件120的第二型電極122朝向基板100的表面122s，且具有重疊於連接墊110A的開口141。連接墊110A透過隔離層140B的此開口141電性連接微型發光元件120的第二型電極122的表面122s。值得一提的是，在本實施例中，由於隔離層140B與微型發光元件120的接觸面積更大，可使多個微型發光元件120與隔離層140B的連接關係更為穩固，有助於進一步提升這些微型發光元件120的轉移成功率。透過開口的設計也可以使第二型電極122與連接墊110A的接合處位於微型發光元件120的中央區域。若於轉移過程中因加熱加壓而使連接墊110A融化溢流，也不會流到第二型電極122的側面，以避免側漏電的問題。

另一方面，本實施例的連接墊110A相較於圖2的連接墊110在平行於基板100的方向（例如方向X）上具有較小的寬度。換句話說，在方向X上排列且相鄰的兩個連接墊110A之間具有較大的間距S，可避免相鄰的兩個連接墊110A溢流時所造成的電性短路。另一方面，位於隔離層140B與基板100之間的空氣間隙G1可作為連接墊110A溢流時的緩衝空間，有助於提升這些微型發光元件120的接合良率與平整度。

圖8是本發明的第五實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖8，本實施例的微型發光元件顯示裝置14與圖2的微型發光元件顯示裝置10的主要差異在於：隔離層的構型、微型發光元件的組成、共電極的組成以及微型發光元件顯示裝置的組成不同。在本實施例中，隔離層140C具有多個凹槽140Cr，這些凹槽140Cr在方向Z上重疊於多個微型發光元件120A。共電極130B包括彼此電性連接的第一型共電極層131與第二型共電極層132。第一型共電極層131設置於隔離層140C上並延伸至這些凹槽140Cr內以電性連接微型發光元件120A的第一型電極121。第二型共電極層132設置於這些微型發光元件120A之間，且夾設於第一型共電極層131與隔離層140C之間。

特別說明的是，在本實施例中，第二型共電極層132的導電率可高於第一型共電極層131的導電率。舉例來說，第一型共電極層131的材質可包括透明金屬氧化物，例如銦錫氧化物（indium tin oxide，ITO）、銦鋅氧化物（indium zinc oxide，IZO）、鋁錫氧化物（aluminum tin oxide，ATO）、鋁鋅氧化物（aluminum zinc oxide，AZO）、或其他合適的氧化物、或者是上述至少兩者的堆疊層。第二型共電極層132的材質可包括銀、金、鉻、銅、鉑、錫、鎳、鈦、鋁或是上述金屬的合金。由於共電極130B的第二型共電極層132是由金屬材質製作而成，其導電率與第一型共電極層131的導電率的比值可介於10至100的範圍。據此，可有效降低共電極130B的整體電阻值，有助於提升共電極130B的電流傳導效率。

在本實施例中，第二型共電極層132連接第一型共電極層131的表面132s與基板100之間具有高度H1’，微型發光元件120A的第一型電極121連接第一型共電極層131的表面121s與基板100之間具有高度H2’，且第二型共電極層132的高度H1’大於微型發光元件120A的第一型電極121的高度H2’，但本發明不以此為限。透過第二型共電極層132的高度H1’大於第一型電極121的高度H2’，可遮擋微型發光元件120A的大角度出光，進而避免相鄰的多個微型發光元件120A的出光範圍相互重疊，有助於實現高解析度的顯示效果。

另一方面，微型發光元件顯示裝置14更包括填入多個凹槽140Cr內的波長轉換層190，且第一型共電極層131位於隔離層140C與波長轉換層190之間。舉例來說，本實施例的微型發光元件120A用以發出單一波段的激發光（例如藍光或紫外光），而此激發光照射在波長轉換層190上以激發出紅光、綠光、或其他顏色的可見光。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，隔離層140C的這些凹槽140Cr內也可設有彩色濾光層，以將微型發光元件120A發出的可見光濾成所需的顏色光。

在本實施例中，相鄰的兩個微型發光元件120A之間在方向X上的最大間距S_L 可小於微型發光元件120B在方向X上的最大寬度W_L 。換句話說，本實施例的微型發光元件顯示裝置14可以是具有較高畫素解析度的微型發光二極體顯示面板。另一方面，微型發光元件120A還可包括設置於隔離層140C與磊晶結構ESL之間的絕緣層180。絕緣層180可直接覆蓋磊晶結構ESL以及部分第一型電極121的側壁。據此，可避免在磊晶結構ESL與隔離層140C的連接面產生漏電流。更具體地說，可確保任兩相鄰的微型發光元件120A的磊晶結構ESL彼此電性獨立。於未繪示出的實施例中，絕緣層也可以僅覆蓋磊晶結構ESL以使第一型電極121與共電極130B有更大的電性連接面積。

圖9是本發明的第六實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖9，本實施例的微型發光元件顯示裝置15與圖1及圖2的微型發光元件顯示裝置10的主要差異在於：共電極的組成與配置方式不同以及隔離層定義空氣間隙的表面的面形不同。在本實施例中，共電極130C包括彼此電性連接的第一型共電極層131C與第二型共電極層132C。第一型共電極層131C直接覆蓋隔離層140D與微型發光元件120的第一型電極121，以電性連接微型發光元件120。第二型共電極層132C設置於這些微型發光元件120之間，且夾設於第一型共電極層131C與隔離層140D之間。

在本實施例中，第二型共電極層132C連接第一型共電極層131C的表面132s與基板100之間具有高度H1”，微型發光元件120的第一型電極121連接第一型共電極層131C的表面121s與基板100之間具有高度H2”，且第二型共電極層132C的高度H1”小於微型發光元件120的第一型電極121的高度H2”，但本發明不以此為限。

另一方面，隔離層140D還可覆蓋微型發光元件120的第一型電極121的部分側壁，且隔離層140D定義空氣間隙G2的表面140s-1可以是平面，但本發明不以此為限。值得注意的是，相較於圖2的空氣間隙G，本實施例的空氣間隙G2在方向X上具有較大的寬度W2’，其中寬度W2’可以大於相鄰的兩個連接墊110之間的間距。空氣間隙G2的容積也可以分別大於基板100的連接墊110和每一微型發光元件120的第二型電極122的體積。據此，在微型發光元件120與基板100的連接墊110的接合過程中，可為連接墊110的溢流提供更大的緩衝空間。

圖10是本發明的第七實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖10，本實施例的微型發光元件顯示裝置16與圖8的微型發光元件顯示裝置14的主要差異在於：隔離層的材質與構型以及微型發光元件顯示裝置的組成不同。在本實施例中，隔離層140E具有多個凹槽140Er，且這些凹槽140Er在方向Z上重疊於多個微型發光元件120A。特別說明的是，隔離層140E的材質可以是具有反射和導電特性的材料，例如包括銀、金、鉻、銅、鉑、錫、鎳、鈦、鋁或是上述金屬的合金。因此，可以避免相鄰的兩微型發光元件120A的出光互相干擾，且隔離層140E還可作為具有良好導電效率的共電極。

另一方面，透過位於多個微型發光元件120A之間的隔離層140E電性連接這些微型發光元件120A的第一型電極121，可以避免共電極設置於出光面（例如第一電極121的表面121s）造成正向出光量的降低。然而，本發明不限於此，在未繪示出的一實施例中，亦可透過一第二型共電極層（未繪示）設置於隔離層140E上並延伸至這些凹槽140Er內以電性連接微型發光元件120A的第一型電極121。

在本實施例中，隔離層140E的表面140s-2與基板100之間具有高度H3，且透過隔離層140E的高度H3大於第一型電極121的高度H2’，可遮擋微型發光元件120A的大角度出光，進而避免相鄰的多個微型發光元件120A的出光範圍相互重疊，有助於實現高解析度的顯示效果。

另一方面，微型發光元件顯示裝置16的波長轉換層190填入多個凹槽140Er內。舉例來說，本實施例的微型發光元件120A用以發出單一波段的激發光（例如藍光或紫外光），而此激發光照射在波長轉換層190上以激發出紅光、綠光、或其他顏色的可見光。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，隔離層140E的這些凹槽140Er內也可設有彩色濾光層，以將微型發光元件120A發出的可見光濾成所需的顏色光。

綜上所述，在本發明的一實施例的微型發光元件顯示裝置中，透過設置在多個微型發光元件之間的隔離層，可增加這些微型發光元件的轉移成功率。另一方面，在這些微型發光元件接合至基板的過程中，基板上的連接墊被加熱而呈現熔融狀態。此時，位於隔離層與基板之間的空氣間隙可作為連接墊溢流時的緩衝空間，有助於提升這些微型發光元件的接合良率與平整度。

10、11、12、13、14、15、16:微型發光元件顯示裝置 50、51:微型發光元件載板結構 100、101:基板 110、110A:連接墊 120、120-1、120-2、120-3、120A:微型發光元件 121:第一型電極 121s、122s、132s、140s、140s-1、140s-2:表面 122:第二型電極 123:第一型半導體層 124:發光層 125:第二型半導體層 130、130A、130B、130C:共電極 131、131C:第一型共電極層 132、132C:第二型共電極層 132a:第一直線段 132b:第二直線段 140、140A、140B、140C、140D、140E:隔離層 140Cr、140Er:凹槽 141:開口 145:反射粒子 150:第一驅動電路 160:第二驅動電路 170:驅動電路板 180:絕緣層 190:波長轉換層 DR:顯示區 ESL:磊晶結構 G、G’、G1、G2:空氣間隙 H1、H2、H1’、H2’、H1”、H2”、H3:高度 S:間距 S_L :最大間距 W1、W2、W2’:寬度 W_L :最大寬度 W_S :最小寬度 X、Y、Z:方向 A-A’:剖線

圖1是本發明的第一實施例的微型發光元件顯示裝置的俯視示意圖。 圖2是圖1的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。 圖3是本發明的第二實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。 圖4A及圖4B是圖3的微型發光元件顯示裝置的製造流程的剖面示意圖。 圖5是本發明的另一實施例的微型發光元件載板結構的剖面示意圖。 圖6是本發明的第三實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。 圖7是本發明的第四實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。 圖8是本發明的第五實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。 圖9是本發明的第六實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。 圖10是本發明的第七實施例的微型發光元件顯示裝置的剖面示意圖。

10:微型發光元件顯示裝置

100:基板

110:連接墊

120:微型發光元件

121:第一型電極

122:第二型電極

123:第一型半導體層

124:發光層

125:第二型半導體層

130:共電極

140:隔離層

140s:表面

ESL:磊晶結構

G:空氣間隙

H1、H2:高度

S_L :最大間距

W1、W2:寬度

W_L :最大寬度

W_S :最小寬度

X、Z:方向

A-A’:剖線

Claims (19)

1. 一種微型發光元件顯示裝置，包括： 一基板； 多個微型發光元件，分散地設置於該基板上； 一隔離層，設置於該些微型發光元件之間；以及 一空氣間隙，設置於該些微型發光元件、該隔離層與該基板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該微型發光元件在一第一方向上具有一第一寬度，該空氣間隙位於兩相鄰的該些微型發光元件之間的所佔區域在該第一方向上具有一第二寬度，且該第二寬度小於該第一寬度。
3. 如申請專利範圍第2項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該第二寬度與該第一寬度的比值大於等於0.5。
4. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該隔離層連接該微型發光元件的部分在該基板的法線方向上具有一第一高度，該微型發光元件在該基板的法線方向上具有一第二高度，且該第一高度小於該第二高度。
5. 如申請專利範圍第4項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該第一高度與該第二高度的比值大於等於0.5。
6. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該隔離層位於兩相鄰的該些微型發光元件之間的部分的橫截面面積小於該微型發光元件的橫截面面積。
7. 如申請專利範圍第6項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該隔離層位於兩相鄰的該些微型發光元件之間的部分的橫截面面積與該微型發光元件的橫截面面積的比值小於1且大於等於0.5。
8. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置，更包括一共電極，覆蓋該隔離層且電性連接該些微型發光元件，該共電極與該空氣間隙分別位於該隔離層的相對兩側。
9. 如申請專利範圍第8項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該微型發光元件具有一磊晶結構以及設置於該磊晶結構相對兩側的一第一型電極與一第二型電極，該共電極包括： 一第一型共電極層，覆蓋該隔離層與該些微型發光元件，且直接接觸各該微型發光元件的該第一型電極；以及 一第二型共電極層，設置於該些微型發光元件之間，且位於該第一型共電極層與該隔離層之間，其中該第二型共電極電性連接該些微型發光元件與該第一型共電極層。
10. 如申請專利範圍第9項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該第二型共電極層連接該第一型共電極層的一表面與該基板之間具有一第一高度，該第一型電極連接該第一型共電極層的一表面與該基板之間具有一第二高度，且該第一高度大於該第二高度。
11. 如申請專利範圍第10項所述的微型發光元件顯示裝置，更包括： 一波長轉換層，設置於該第二型共電極層之間，其中該隔離層具有對應地設置於該些微型發光元件上的多個凹槽，且該波長轉換層填入該些凹槽內。
12. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該微型發光元件在一第一方向上的寬度朝遠離該基板的方向遞減，且該第一方向平行於該基板。
13. 如申請專利範圍第12項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該微型發光元件在該第一方向上具有一最小寬度與一最大寬度，而該微型發光元件的該最小寬度與該最大寬度的比值小於等於0.5且大於等於0.05。
14. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該微型發光元件在一第一方向上具有一最大寬度，兩相鄰的該些微型發光元件之間在該第一方向上具有一最大間距，且該最大間距小於該微型發光元件的該最大寬度。
15. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該隔離層定義該空氣間隙的一表面為朝向該隔離層內凹的曲面。
16. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置，其中該隔離層包含反射材料、散射材料或是光阻擋材料。
17. 如申請專利範圍第8項所述的微型發光元件顯示裝置，其中各該微型發光元件包括： 一磊晶結構；以及 一第一型電極與一第二型電極，設置於該磊晶結構的相對兩側，其中該第一型電極電性連接該共電極，該第二型電極具有朝向該基板的一表面，其中該隔離層覆蓋該第二型電極的該表面，且該基板的一連接墊透過該隔離層的一開口與該第二型電極的該表面電性接合。
18. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件顯示裝置， 其中，其中該隔離層具有對應地設置於該些微型發光元件上的多個凹槽。
19. 如申請專利範圍第18項所述的微型發光元件顯示裝置，更包括：一波長轉換層，設置於該隔離層之間，且該波長轉換層填入該隔離層的該些凹槽內。

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