TW202224229A - 具有集成離軸微透鏡陣列之顯示面板 - Google Patents

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Abstract

各種實施例包含一種具有一集成微透鏡陣列之顯示面板。該顯示面板通常包含一台面陣列，其包含電耦合至對應像素驅動器電路(例如FET)之一像素光源(例如LED)陣列。該微透鏡陣列離軸配置於包含該等像素光源之該等台面上，且經定位以減少由該等像素光源產生之光發散，且逐像素將該光導引至一特定角度或聚焦點。不同微透鏡形狀及組合在該顯示面板中實施。該顯示面板亦可包含由相同微透鏡材料層形成之一集成光學間隔件以維持該等微透鏡與該等像素驅動器電路之間的定位。

Description

具有集成離軸微透鏡陣列之顯示面板
本發明大體上係關於顯示裝置，且更特定言之，本發明係關於用於與一離軸微透鏡陣列集成之顯示面板之系統及製造方法。
顯示技術在當今商業電子裝置中變得越來越重要。此等顯示面板廣泛用於固定大螢幕，諸如液晶顯示電視(LCD TV)及有機發光二極體電視(OLED TV)以及可攜式電子裝置，諸如膝上型個人電腦、智慧型電話、平板電腦及可穿戴電子裝置。固定大螢幕之諸多發展旨在達成一高視角以適應及實現多個觀眾自各種角度觀看螢幕。例如，已發展各種液晶材料(諸如超扭轉向列(STN)及薄膜補償超扭轉向列(FSTN))來達成一顯示面板中每個像素光源之一大視角。
然而，大多數可攜式電子裝置主要為單一使用者而設計，且此等可攜式裝置之螢幕定向應針對對應使用者調整為最佳視角而非適應多個觀眾之一大視角。例如，適合於一使用者之一視角可垂直於螢幕表面。在此情況中，與固定大螢幕相比，依大視角發射之光大部分被浪費。另外，大視角引起用於公共區域中之可攜式電子裝置之隱私問題。
另外，在基於一被動成像器裝置(諸如液晶顯示器(LCD)、數位鏡裝置(DMD)及矽上液晶(LCOS))之一習知投影系統中，被動成像器裝置本身不發射光。具體而言，習知投影系統藉由光學調變自一光源發射之準直光(即，藉由(例如)由一LCD面板透射或(例如)由一DMD面板反射)像素級光之部分)來投射影像。然而，未透射或反射之光之部分被損耗，其降低投影系統之效率。此外，為提供準直光，複合照明光學器件用於收集自光源發射之發散光。照明光學器件不僅引起系統體積變大，且亦給系統帶來額外光學損耗，其進一步影響系統之效能。在一習知投影系統中，通常由光源產生之照明光之小於10%用於形成投射影像。
具有長使用壽命、低能耗及其他之優點之發光二極體(LED)廣泛用於各種領域中。作為下一代光源，其用作為行動電話、數位裝置、液晶顯示器等之背光單元且亦用作為車輛之儀表板及尾燈、交通燈之照明及其他一般照明。其廣泛用於包含內部及外部電光標誌之顯示領域中以及包含水污染及血氧濃度之生物及環境領域中。歸因於產品效能之提高及生產成本之降低，LED之應用範圍每年不斷擴大。為滿足此等需求，各種研究在進行中。存在兩種主要方法：提高內部量子效率及提高外部提取效率。可藉由提高在LED之主動層中發射光之電子-電洞對之重組率且降低不發射光之電子-電洞對之重組率來提高內部量子效率。然而，此方法在技術上具有一些限制。另一方面，關於提高外部提取效率之研究現在積極進行中。為克服此問題，微透鏡陣列用於減少散射、內反射、波導、吸收及其類似者之一或多者。
由半導體材料製成之LED可用於單色或全色顯示器中。在採用LED之當前顯示器中，LED通常用作為提供由(例如) LCD或DMD面板光學調變之光之光源。即，由LED發射之光本身不形成影像。亦已研究使用包含複數個LED晶粒之LED面板作為成像器裝置之LED顯示器。在此一LED顯示器中，LED面板係一自發光成像器裝置，其中各像素可包含一個LED晶粒(單色顯示器)或複數個LED晶粒(全色顯示器)，複數個LED晶粒之各者表示原色之一者。
然而，由LED晶粒發射之光自自發發射產生且因此無方向性以導致一大發散角。大發散角可引起一LED顯示器中之各種問題。例如，歸因於大發散角，由LED晶粒發射之光可更易於在LED顯示器中散射及/或反射。散射/反射光可照明其他像素以導致像素之間的光串擾、清晰度損失及對比度損失。
此外，習知LED中自每個微透鏡發射之光方向相同，藉此光可僅聚焦於一平面上而非一單一點上，其限制LED之應用領域。另外，需要在LED中應用額外折射光學結構以引起像素之間的光串擾、清晰度損失及對比度損失。
需要改良及有助於解決諸如上述缺點之習知顯示系統之缺點之改良顯示設計。特定言之，需要具有減小視角以更佳地保護使用者之隱私、更佳定向聚焦或/及具有減少光浪費以降低功耗及減少像素之間的光干涉以具有更佳影像之顯示面板。
各種實施例包含一種具有集成微透鏡陣列之顯示面板。顯示面板通常包含電耦合至對應像素驅動電路(例如FET)之一像素光源陣列(例如LED、OLED)。微透鏡陣列與像素光源對準且經定位以減小由像素光源產生之光之發散度。顯示面板亦可包含一集成光學間隔件以維持微透鏡與像素驅動電路之間的定位。
微透鏡陣列減小由像素光源產生之光之發散角及顯示面板之可用視角。此繼而減少電力浪費、增加亮度及/或更佳地保護公共區域中之使用者隱私。
具有集成微透鏡陣列之一顯示面板可使用各種製造方法製造以導致各種裝置設計。在一個態樣中，微透鏡陣列直接製造為具有像素光源之基板之台面或突起。在一些態樣中，自組裝、高溫回流、灰階遮罩光微影、模製/壓印/衝壓及乾式蝕刻圖案轉印係可用於製造微透鏡陣列之技術。
其他態樣包含組件、裝置、系統、改良、方法及程序，其包含製造方法、應用及與上述任何者相關之其他技術。
本發明提供一種具有一離軸微透鏡之發光結構，藉此可在無需額外光學結構之情況下改變來自微透鏡之光之方向。
在一些實施例中，具有一離軸微透鏡陣列之發光顯示器可控制每個微透鏡之光方向，且來自微透鏡陣列之不同微透鏡之光可聚焦於一個點上。
本發明亦提供一種具有一離軸微透鏡陣列之光偵測裝置，且光偵測裝置可自一點接收光。此外，來自點之非平行光可透過微透鏡陣列改變為平行光。接著，平行光可進入至感測器或另一光偵測單元中。
在一些實施例中，本發明提供一種包括三個微透鏡之發光結構。藉此，可調整使用發光結構之發光顯示器之亮度及/或清晰度，且可減小可用視角。
本發明之一些例示性實施例包含一種發光結構，其包括三個微透鏡。例如，一第一微透鏡可形成於一第一發光台面上方，且第一微透鏡之一中心軸線不與第一發光台面之一中心軸線同軸對準。自第一發光區域發射之光之一部分可直接到達且穿過第一微透鏡。一第二微透鏡可定位於第二發光台面上且一第三微透鏡可定位於第二微透鏡上。自第二發光台面發射之光之一部分可直接到達且穿過第二微透鏡。穿過第二微透鏡之光之一部分可進一步到達且穿過第三微透鏡。因此，光路徑可基於三個微透鏡之相對位置調整。因此，可減小發散度且可減小可用視角至使用LED裝置之顯示器及面板可由垂直於顯示器及面板之表面之一使用者之視野看見之程度。此繼而可減少電力浪費且增加亮度及/或更佳地保護公共區域中之使用者隱私。
在另一實例中，發光結構可進一步包括一或多個反射杯，且第一發光台面及第二發光台面可由一或多個反射杯包圍。自第一發光台面及第二發光台面發射之光之一部分可直接到達且穿過三個微透鏡之一或多者。自第一發光台面及第二發光台面發射之光之另一部分可到達一或多個反射杯且由一或多個反射杯反射且接著到達且穿過三個微透鏡之一或多者。因此，與無任何反射杯之發光結構相比，可利用自第一發光台面及第二發光台面發射之更多光。因此，可減小發散度且可減小可用視角至使用LED裝置之顯示器及面板可由若干使用者看見之程度。此亦可減少電力浪費、增加亮度及/或適當保護公共區域中之使用者隱私。
在一些實施例中，一發光結構包含一繞射透鏡，藉此可調整發光顯示器之亮度及/或清晰度。光之選擇性波長亦可由繞射透鏡反射或穿過繞射透鏡。
本發明之一些例示性實施例包含一種發光結構，其包括形成於一發光台面上之一微透鏡及覆蓋微透鏡之一繞射透鏡。微透鏡可與發光台面對準且由繞射透鏡覆蓋以減小自發光台面發射之光之發散度。例如，微透鏡可與發光台面同軸對準且由繞射透鏡覆蓋。自發光區域發射之光之一部分可直接到達且穿過微透鏡，且接著選擇性穿過繞射透鏡。自發光台面發射之光之另一部分可直接到達且選擇性穿過繞射透鏡。所揭示之發光結構之一個優點係提高發光結構之亮度。另一優點係增加發光結構之對比度。因此，可減小發散度且可減小可用視角至使用LED裝置之顯示器及面板可由垂直於顯示器及面板之表面之一使用者之視野看見之程度。此繼而可減少電力浪費且增加亮度及/或更佳地保護公共區域中之使用者隱私。
在另一實例中，微透鏡可與發光區域同軸對準、定位於發光台面上、由繞射透鏡覆蓋及由一反射杯包圍。自發光區域發射之光之部分可直接到達且穿過微透鏡及/或繞射透鏡。自發光中心發射之光之另一部分可到達反射杯且由反射杯反射且接著到達且穿過微透鏡及/或繞射透鏡。因此，與無反射杯之發光結構相比，可利用自發光台面發射之更多光。因此，可減小發散度且可減小可用視角至使用LED裝置之顯示器及面板可由若干使用者看見之程度。此亦可減少電力浪費、增加亮度及/或適當保護公共區域中之使用者隱私。
因此，本發明包含(但不限於)以下例示性實施例。
本發明之一些例示性實施例包含一種具有一離軸微透鏡陣列結構之發光結構陣列系統，其包括：至少一個發光台面；及至少一個微透鏡，其形成於發光台面上方，其中至少一個微透鏡之一中心軸線不與至少一個發光台面之一中心軸線同軸對準。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，各微透鏡相對於發光結構陣列系統中之一對應發光台面之相對位置相同。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構陣列系統進一步包含一感測器，且透過至少一個微透鏡自至少一個發光台面發射之光線一起轉換至感測器中。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，感測器配置於發光結構陣列系統之一中心軸線處。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，一各自微透鏡之一中心軸線相對於一各自發光台面之一中心軸線之一各自偏移距離自發光結構陣列系統之中心至發光結構陣列系統之任一邊緣變大。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，感測器未配置於發光結構陣列系統之一中心軸線處。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，一各自微透鏡之一中心軸線相對於一各自發光台面之一中心軸線之一偏移距離自感測器之一中心軸線至發光結構陣列系統之任一邊緣變大。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，自一各自微透鏡發出之光之一角度自感測器之一中心軸線至發光結構陣列系統之任一邊緣變大。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，至少一個微透鏡之中心軸線自至少一個發光台面之中心軸線之偏移範圍不大於4.5 μm。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，至少一個發光台面之一底面之一邊緣與至少一個微透鏡之一底面之一邊緣之間的偏移距離在至少一個微透鏡之底面之一直徑之30%內。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，至少一個微透鏡之材料係氧化矽或有機材料。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，至少一個微透鏡之底面與至少一個發光台面之中心軸線相交。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構陣列系統進一步包含一半導體基板及一反射杯，且至少一個發光台面形成於半導體基板上，且至少一個發光台面由反射杯包圍。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，至少一個發光台面包含：一發光層；一底部接合層，其位於發光層之底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其覆蓋至少一個發光台面且與反射杯電連接。在一些實施例中，反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構陣列系統進一步包含形成於至少一個發光台面與至少一個微透鏡之間的一間隔件。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於至少一個微透鏡之高度。
在發光結構陣列系統之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種具有至少一個離軸微透鏡之發光結構，其包含：一發光台面；一第一微透鏡，其形成於發光台面上；及一第二微透鏡，其形成於發光台面上且覆蓋第一微透鏡。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之直徑大於第一微透鏡之直徑。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之一中心軸線與發光台面之一中心軸線同軸對準，且第二微透鏡之一中心軸線不與發光台面之中心軸線同軸對準。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之一中心軸線與發光台面之一中心軸線同軸對準，且第一微透鏡之一中心軸線不與發光台面之中心軸線同軸對準。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之一中心軸線不與發光台面之一中心軸線同軸對準，且第二微透鏡之一中心軸線不與發光台面之中心軸線同軸對準，且第一微透鏡之中心軸線不與第二微透鏡之中心軸線同軸對準。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構包含一組以上之發光台面、第一微透鏡及第二微透鏡。在一些實施例中，一各自第一微透鏡相對於一各自組內之發光結構上之一各自第二微透鏡之位置不同。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之中心軸線與發光台面之中心軸線之間的偏移距離不大於12 μm。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之中心軸線與發光台面之中心軸線之間的偏移距離不大於1.5 μm。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之中心軸線與第二微透鏡之中心軸線之間的偏移距離不大於6 μm且不小於4.5 μm。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之底面與發光台面之中心軸線相交。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之底面與發光台面之中心軸線相交。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之材料相同於第二微透鏡之材料。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有至少一個離軸微透鏡之發光結構進一步包含一半導體基板及一反射杯。在一些實施例中，發光台面形成於半導體基板上，且發光台面由反射杯包圍。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光台面包含：一發光層；一底部接合層，其位於發光層之底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其覆蓋發光台面且與反射杯電連接，其中反射杯與半導體基板電連接。
在一些實例性實施例或實例性實施例之任何組合中，具有至少一個離軸微透鏡之發光結構進一步包含形成於發光台面與第一微透鏡之間的一間隔件。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於第一微透鏡之高度。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種具有至少一個離軸微透鏡之發光結構，其包括：一發光台面；一第一微透鏡，其形成於發光台面上；及一第二微透鏡，其形形成於第一微透鏡上。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之直徑小於第一微透鏡之直徑。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之一中心軸線與發光台面之一中心軸線同軸對準，且第二微透鏡之一中心軸線不與發光台面之中心軸線同軸對準。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構包含一組以上之發光台面、第一微透鏡及第二微透鏡。在一些實施例中，一各自第一微透鏡相對於一各自組內之發光結構上之一各自第二微透鏡之一位置不同。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之中心軸線與發光台面之中心軸線之間的偏移距離不大於1.5 μm。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之底面與發光台面之中心軸線相交。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之底面不與發光台面之中心軸線相交。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之材料相同於第二微透鏡之材料。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有至少一個離軸微透鏡之發光結構進一步包含一半導體基板及一反射杯，其中發光台面形成於半導體基板上，且發光台面由反射杯包圍。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光台面包含：一發光層；一底部接合層，其位於發光層之底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其覆蓋發光台面且與反射杯電連接，其中反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有至少一個離軸微透鏡之發光結構進一步包含形成於發光台面與第一微透鏡之間的一間隔件。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於第一微透鏡之高度。
在具有至少一個離軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種具有一離軸微透鏡結構之發光結構，其包括：一第一發光台面；至少一第一微透鏡，其形成於第一發光台面上方，其中第一微透鏡之一中心軸線不與第一發光台面之一中心軸線同軸對準；一第二發光台面；至少一第二微透鏡，其形成於第二發光台面上方；及至少一第三微透鏡，其形成於第二發光台面上。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第三微透鏡覆蓋且接觸第二微透鏡之整個頂面。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之中心軸線自第一發光台面之中心軸線之偏移範圍不大於4.5 μm。
在發光結構之一些實例性實施例或實例性實施例之任何組合中，第一發光台面之底面之一邊緣與第一微透鏡之底面之一邊緣之間的偏移距離在第一微透鏡之底面之一直徑之30%內。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之材料係氧化矽或有機材料。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之底面與第一發光台面之中心軸線相交。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構進一步包含一半導體基板及至少兩個反射杯，其中第一發光台面、第二發光台面形成於半導體基板上，且第一發光台面及第二發光台面由兩個反射杯之一各自反射杯包圍。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一發光台面包含：一第一發光層；一第一底部接合層，其位於第一發光層之一底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其位於第一發光台面之一頂面處且與兩個反射杯之一第一反射杯電連接。在一些實施例中，第二發光台面包含：一第二發光層；一第二底部接合層，其位於第二發光層之一底部處且與半導體基板接合；及頂部電極層，其亦位於第二發光台面之一頂面處且與兩個反射杯之一第二反射杯電連接，其中第一反射杯及第二反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構進一步包含覆蓋第一發光台面及第二發光台面之一間隔件，其中間隔件形成於第一發光台面與第一微透鏡之間，且間隔件亦形成於第二發光台面與第二微透鏡之間。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於第一微透鏡之高度。
如技術方案51至61中任一項之發光結構，其中第三微透鏡之直徑大於第二微透鏡之直徑。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之一中心軸線與第二發光台面之一中心軸線同軸對準，且第三微透鏡之一中心軸線不與第二發光台面之中心軸線同軸對準。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第三微透鏡之一中心軸線與第二發光台面之一中心軸線同軸對準，且第二微透鏡之一中心軸線不與第二發光台面之中心軸線同軸對準。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之一中心軸線不與第二發光台面之一中心軸線同軸對準，第三微透鏡之一中心軸線不與第二發光台面之中心軸線同軸對準，且第二微透鏡之中心軸線不與第三微透鏡之中心軸線同軸對準。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構包含一組以上之發光台面、第一微透鏡、第二微透鏡及第三微透鏡。在一些實施例中，一各自第二微透鏡相對於一各自組內之發光結構上之一各自第三微透鏡之一位置不同。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第三微透鏡之中心軸線與第二發光台面之中心軸線之間的偏移距離不大於12 μm。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之中心軸線與第二發光台面之中心軸線之間的偏移距離不大於1.5 μm。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之中心軸線與第三微透鏡之中心軸線之間的偏移距離不大於6 μm且不小於4.5 μm。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第三微透鏡之底面與第二發光台面之一中心軸線相交。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之底面不與第二發光台面之中心軸線相交。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之材料相同於第三微透鏡之材料，且第一微透鏡之材料相同於第三微透鏡之材料。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之中心軸線與第一發光台面之中心軸線之間的偏移距離小於第三微透鏡之一中心軸線與第二發光台面之一中心軸線之間的一偏移距離。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種發光結構，其包括：一第一發光台面；一第一微透鏡，其形成於第一發光台面上方，其中第一微透鏡之一中心軸線不與第一發光台面之一中心軸線同軸對準；一第二發光台面；一第二微透鏡，其形成於第二發光台面上方；及一第三微透鏡，其形成於第二微透鏡上，其中第三微透鏡未覆蓋第二微透鏡之整個頂面。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之中心軸線與第一發光台面之中心軸線之間的偏移距離不大於4.5 μm。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一發光台面之一底面之一邊緣與第一微透鏡之一底面之一邊緣之間的偏移距離在第一微透鏡之底面之一直徑之30%內。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之材料係氧化矽或有機材料。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之底面與第一發光台面之中心軸線相交。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構進一步包含一半導體基板及反射杯，其中第一發光台面及第二發光台面形成於半導體基板上，且其中第一發光台面及第二發光台面由一各自反射杯包圍。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之各者之內側壁呈樓梯形。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一發光台面包含：一第一發光層；一第一底部接合層，其形成於第一發光層之一底部處且與半導體基板接合；一頂部電極層，其覆蓋第一發光層且與反射杯之一第一反射杯電連接。在一些實施例中，第二發光台面包含：一第二發光層；一第二底部接合層，其形成於第二發光層之一底部處且與半導體基板接合；頂部電極層，其亦覆蓋第二發光層且與反射杯之一第二反射杯電連接，其中反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構進一步包含覆蓋第一發光台面及第二發光台面之一間隔件，其中間隔件形成於第一發光台面與第一微透鏡之間，且間隔件亦形成於第二發光台面與第二微透鏡之間。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於第一微透鏡之高度。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第三微透鏡之水平尺寸小於第二微透鏡之一底面之水平尺寸。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之一中心軸線與第二發光台面之一中心軸線同軸對準，且第三微透鏡之一垂直軸線不與第二發光台面之中心軸線同軸對準，當第三微透鏡係一完整形狀時，垂直軸線通過第三微透鏡之一中心點。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構包含一組以上之發光台面、第一微透鏡及第二微透鏡。在一些實施例中，一各自第一微透鏡相對於一各自組內之發光結構上之一各自第二微透鏡之一位置不同。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第三微透鏡之垂直軸線與第二發光台面之中心軸線之間的偏移距離不大於1.5 μm。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之底面與第二發光台面之中心軸線相交。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之底面不與第一發光台面之中心軸線相交。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之材料相同於第三微透鏡之材料，且第一微透鏡之材料相同於第二微透鏡之材料。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之中心軸線與第一發光台面之中心軸線之間的偏移距離大於第三微透鏡之垂直軸線與第二發光台面之中心軸線之間的偏移距離。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種具有同軸微透鏡之發光結構，其包括：一發光台面；一第一微透鏡，其形成於發光台面上；及一第二微透鏡，其覆蓋且接觸第一微透鏡。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之折射率高於第二微透鏡之折射率。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第二微透鏡之材料不同於第一微透鏡之材料。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡具有一半球結構，且第二微透鏡具有無第一微透鏡之分割之一多邊形結構或無第一微透鏡之分割之複合結構。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，複合結構係一半球結構及一梯形結構或一半球結構及一三角形結構之一組合。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，梯形結構形成於半球結構之一底部處，或三角形結構形成於半球結構之底部處。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，多邊形結構係一梯形結構，其具有相對於梯形結構之一底面之一傾斜頂面。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，第一微透鏡之一中心軸線及第二微透鏡之一中心軸線與發光台面之一中心軸線同軸對準。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有同軸微透鏡之發光結構進一步包含一半導體基板及一反射杯，其中發光台面形成於半導體基板上，且發光台面由反射杯包圍。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光台面包含：一發光層；一底部接合層，其位於發光層之底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其覆蓋發光台面且與反射杯電連接，其中反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有同軸微透鏡之發光結構進一步包含形成於發光台面上方之一間隔件。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於第一微透鏡之高度或第二微透鏡之高度。
在具有同軸微透鏡之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種具有一橢圓形微透鏡結構之發光結構，其包括：一發光台面；至少一橢圓形微透鏡，其形成於發光台面上方，其中橢圓形微透鏡之一中心軸線不與發光台面之一中心軸線同軸對準。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，橢圓形微透鏡由1/4球體與1/4橢球體之組合形成。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，球體之一半徑不大於9 μm，且橢球體之一長半徑不大於18 μm。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，橢圓形微透鏡之一中心自水平面上之發光台面之一中心之一偏移距離不大於4.5 μm。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，橢圓形微透鏡之材料係氧化矽或有機材料。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，橢圓形微透鏡之底面與發光台面之中心軸線相交。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構進一步包含一半導體基板及一反射杯，其中發光台面形成於半導體基板上，且發光台面由反射杯包圍。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光台面包含：一發光層；一底部接合層，其位於發光層之一底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其覆蓋發光台面且與反射杯電連接，其中反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構進一步包含形成於發光台面與橢圓形微透鏡之間的一間隔件。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於橢圓形微透鏡之高度。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於5 μm。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種具有一微透鏡複合結構之發光結構，其包括：一發光台面；及一微透鏡複合結構。在一些實施例中，微透鏡複合結構包含：至少一微透鏡，其形成於發光台面上方；及一反射部分，其形成於微透鏡之一側上。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡係在微透鏡之一表面處具有一缺口之一球體。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射部分形成於缺口之一表面上。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，缺口具有相對於微透鏡之一底面之一傾斜表面，且反射部分係附接於傾斜表面上之一平面結構。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，缺口係一凹陷，且反射部分附接至凹陷之一表面。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡之材料係氧化矽或有機材料。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡之底面與發光台面之一中心軸線相交。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有一微透鏡複合結構之發光結構進一步包含一半導體基板及一反射杯，其中發光台面形成於半導體基板上且發光台面由反射杯包圍。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光台面包含：一發光層；一底部接合層，其位於發光層之底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其覆蓋發光台面且與反射杯電連接，其中反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有一微透鏡複合結構之發光結構進一步包含形成於發光台面與微透鏡之間的一間隔件。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於微透鏡之高度。
在具有一微透鏡複合結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種發光結構，其包括：一發光台面；一微透鏡，其形成於發光台面上；及一繞射透鏡，其覆蓋微透鏡。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡之材料不同於繞射透鏡之材料。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，繞射透鏡係一布拉格(Bragg)鏡。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，繞射透鏡之一頂面之中心點位於微透鏡之中心軸線上。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，繞射透鏡之一中心軸線相對於垂直於發光結構之一基板之一垂直軸線傾斜且微透鏡之中心軸線相對於垂直於發光結構之基板之垂直軸線垂直。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡具有一半球結構，且繞射透鏡具有一多邊形結構或一複合結構。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，複合結構包括一半球結構及一梯形結構之一組合或一半球結構及一三角形結構之一組合。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，梯形結構形成於半球結構之一底部處，或三角形結構形成於半球結構之底部處。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，多邊形結構係一梯形結構，其包括相對於梯形結構之一底面之一傾斜頂面。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡之一中心軸線及通過繞射透鏡之一頂面之一中心點之一軸線與發光台面之一中心軸線同軸對準。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構進一步包含一半導體基板及至少一個反射杯，其中發光台面形成於半導體基板上，且發光台面由至少一個反射杯包圍。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光台面包含：一發光層；一底部接合層，其位於發光層之底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其覆蓋發光台面且與至少一個反射杯電連接，且其中至少一個反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光結構進一步包含覆蓋發光台面之一間隔件。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於微透鏡之高度。
在發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本發明之一些例示性實施例包含一種具有一離軸微透鏡結構之發光結構，其包括：一發光台面；及至少一微透鏡，其形成於發光台面上方，其中微透鏡之一中心軸線不與發光台面之一中心軸線同軸對準。
在具有一離軸微透鏡結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡之中心軸線自發光台面之中心軸線之偏移距離不大於4.5 μm。
在具有一離軸微透鏡結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光台面之一底面之一邊緣與微透鏡之一底面之一邊緣之間的偏移距離在第一微透鏡之底面之一直徑之30%內。
在具有一離軸微透鏡結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡之材料係氧化矽或有機材料。
在具有一離軸微透鏡結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微透鏡之底面與發光台面之中心軸線相交。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有一離軸微透鏡結構之發光結構進一步包含一半導體基板及一反射杯，其中發光台面形成於半導體基板上，且發光台面由反射杯包圍。
在具有一離軸微透鏡結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，反射杯之內側壁呈樓梯形。
在具有一離軸微透鏡結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，發光台面包含：一發光層；一底部接合層，其位於發光層之一底部處且與半導體基板接合；及一頂部電極層，其覆蓋發光台面且與反射杯電連接，其中反射杯與半導體基板電連接。
在一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，具有一離軸微透鏡結構之發光結構進一步包含形成於發光台面與微透鏡之間的一間隔件。
在具有一離軸微透鏡結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，間隔件之高度小於微透鏡之高度。
在具有一離軸微透鏡結構之發光結構之一些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，半導體基板係一IC基板。
本文所揭示之顯示裝置及系統之設計導致提高顯示系統之光發射效率、解析度及總效能之減小視角及減少光干涉。因此，與使用習知顯示器相比，具有微透鏡陣列之顯示系統之實施方案可更佳地滿足擴增實境(AR)及虛擬實境(VR)、抬頭顯示器(HUD)、行動裝置顯示器、可穿戴裝置顯示器、高清投影儀及汽車顯示器之顯示要求。
應注意，上述各種實施例可與本文所描述之任何其他實施例組合。說明書中所描述之特徵及優點不具完全包含性且特定言之，一般技術者將鑑於圖式、說明書及申請專利範圍而明白諸多額外特徵及優點。再者，應注意，用於說明書中之語言已主要為了可讀性及教學而選擇，而非被選擇用於劃定或限定本發明標的。
本文描述諸多細節以提供繪示於附圖中之實例性實施例之一透徹理解。然而，可在無諸多具體細節之情況下實踐一些實施例，且申請專利範圍之範疇僅受限於申請專利範圍中明確敘述之特徵及態樣。此外，未詳細窮舉地描述熟知程序、組件及材料以免不必要地使本文所描述之實施例之相關態樣不清楚。
如上文所討論，在一些實例中，LED晶粒具有一大發散角，其可引起諸如先前技術部分中所討論之問題之各種問題。再者，在採用具有複數個LED晶粒之一LED陣列作為一自發光成像器裝置之一投影系統中，需要一投影透鏡或一投影透鏡組來投射由LED陣列產生之影像，且投影透鏡可具有一有限數值孔徑。因此，歸因於LED晶粒之大發散角，由LED晶粒發射之光之僅一部分可由投影透鏡收集。此降低基於LED之投影系統之亮度及/或增加功耗。
根據本發明之實施例包含作為一自發光成像器裝置之一集成顯示面板及製造顯示面板之方法，集成顯示面板包含具有一像素驅動器電路陣列之一基板、形成於基板上之可包含(例如) LED晶粒之一台面陣列及形成於台面陣列上之一微透鏡陣列。顯示面板及基於顯示面板之投影系統將光源、影像形成功能及光束準直功能組合成一單一單片裝置且能夠克服習知投影系統之缺點。此外，可在形成於顯示面板上之微透鏡群組及發光台面對之各者上個別調整來自LED之光之方向及焦點。
圖1A繪示根據一些實施例之一例示性發光結構100之一橫截面圖。為方便起見，「向上」用於意謂遠離基板110，「向下」意謂朝向基板110，且相應地解譯諸如頂部、底部、上方、下方、之下、下面等之其他方向術語。發光結構100包括一發光台面101，如圖1A中虛線矩形內所展示。在一些實施例中，發光台面101包含至少一個單像素發光裝置(諸如一LED或一微LED或一OLED)，且光自發光台面101發射。發光台面101具有一頂面及一底面。在一些實施例中，發光台面101之頂面之直徑或寬度在1 μm至8 μm之範圍內，且發光台面101之底面之直徑或寬度在3 μm至10 μm之範圍內。在一些實施例中，發光台面101之頂面之直徑或寬度在8 μm至25 μm之範圍內，且發光台面101之底面之直徑或寬度在10 μm至35 μm之範圍內。在一些實施例中，發光台面101之高度在1 μm至10 μm之範圍內。在一些實施例中，發光台面101之高度係約1.3 μm。在一些實施例中，發光台面101之頂面之直徑或寬度等於或大於發光台面101之底面之直徑或寬度。
在一些實施例中，一顯示面板包含一單像素發光裝置陣列，諸如發光台面101。在一些實施例中，兩個相鄰發光台面之中心軸線之間的距離在1 μm至10 μm之範圍內。在一些實施例中，兩個相鄰發光台面之中心軸線之間的距離可自約40 μm變動至約20 μm、約10 μm及/或約5 μm或以下。在一些實施例中，台面之大小及發光台面之間的距離可取決於顯示器之解析度。例如，對於具有5000像素每英寸(PPI)之一顯示面板，發光台面101之頂面之直徑或寬度係1.5 μm且發光台面101之底面之直徑或寬度係2.7 μm。在一些實施例中，兩個相鄰發光台面之最近底部邊緣之間的距離可在1 μm至10 μm之範圍內。在一些實施例中，兩個相鄰發光台面之最近底部邊緣之間的距離係2.3 μm。
在一些例示性實施例中，發光結構100進一步包括一微透鏡。如圖1A中所展示，發光結構100可包括形成於發光台面101上方之一微透鏡102。在一些實施例中，微透鏡102相對於發光台面101定位，且減小自發光台面101發射之光之發散度及減小自單像素LED裝置之可用視角。如圖1A中所展示，微透鏡102具有一垂直中心軸線A-A'，且發光台面101具有一垂直中心軸線B-B'。垂直中心軸線垂直於基板110之表面。中心軸線可係指通過一圖之任何兩個中心點之一直線。例如，微透鏡102之中心軸線(即，中心軸線A-A')通過微透鏡102之頂面之中心點及微透鏡102之底面之中心點。
在一些實施例中，微透鏡102離軸堆疊於發光台面101上，即，微透鏡102之中心軸線A-A'不與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準、重疊或重合。在一些實施例中，微透鏡102之中心軸線A-A'與發光台面101之中心軸線B-B'之間的水平距離係至少1 μm、2 μm、5 μm或10 μm。在一些實施例中，微透鏡102之中心軸線A-A'與發光台面101之中心軸線B-B'之間的水平距離不大於4.5 μm。在一些例項中，水平偏移距離可小於發光台面101之底面之直徑之一半，小於發光台面101之底面之直徑之1/4。因此，可減小發散度且可減小可用視角至使用單像素LED裝置之顯示器及面板可由若干使用者看見之程度。此亦可減少電力浪費、增加亮度及/或適當保護公共區域中之使用者隱私。
在一些其他實施例(圖1A中未展示)中，微透鏡102沿A-A'方向與發光台面101同軸對準，且微透鏡102之中心軸線A-A'與發光台面101之中心軸線B-B'之間的水平距離係0。自發光台面101發射之所有光可直接到達且穿過微透鏡102。因此，當微透鏡102之中心軸線A-A'及發光台面101之中心軸線B-B'相同時，可減小發散度且可減小可用視角至使用單像素LED裝置之顯示器及面板可由垂直於顯示器及面板之表面之一使用者之視野看見之程度。此繼而可減少電力浪費且增加亮度及/或更佳地保護公共區域中之使用者隱私。在另一實例中，自發光台面101發射之光之一部分可直接到達且穿過微透鏡102，且自發光中心發射之光之另一部分可繞過或避開微透鏡102。因此，可調整發光結構之亮度。
在一些實施例中，微透鏡之結構可包含具有一個平面及一個凸面之一個元件。例如，如圖1A中所展示，微透鏡102之結構可為半球。微透鏡102之結構亦可為半橢球體、半卵形或具有一個平面及一個凸面之其他單一元件。在一些實施例中，微透鏡102之結構亦可為一多邊形結構或一複合結構。例如，複合結構可包括一半球及定位於半球之平面之下的一圓柱體。又例如，複合結構可由1/4球體與1/4橢球體之組合形成。在此實例中，球體之半徑可不大於9 μm且橢球體之長半徑可不大於18 μm。然而，在一些實施例中，微透鏡可具有一三角形或矩形底面同時具有一曲面。
在一些實施例中，微透鏡可進一步包含可調整光路徑之一反射部分。例如，微透鏡102可包含形成於微透鏡102之表面之一側上之一傾斜表面且反射部分可形成於傾斜表面上。在一個實例中，反射部分可為附接至傾斜表面之一平面。在另一實例中，反射部分可為一彎曲或波狀表面。
在一些實施例中，微透鏡之材料可包括對於自發光結構100發射之光透明之無機或塑膠(有機)材料。例如，微透鏡102之較佳材料可為氧化矽。在一些實施例中，無機材料包含氧化矽、氮化矽、碳化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、磷矽酸鹽玻璃(PSG)或硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG)或其等之任何組合。在一些實施例中，塑膠材料包含聚合物(諸如SU-8、PermiNex、苯並環丁烯(BCB))或包含旋塗式玻璃(SOG)之透明塑膠(樹脂)或黏合黏著劑Micro Resist BCL-1200或其等之任何組合。
在一些實施例中，由無機或有機材料構成之微透鏡藉由使用一遮罩圖案化、一光微影程序及接著蝕刻來形成。在一些實施例中，由有機材料構成之微透鏡藉由使用一遮罩圖案化、一光微影程序及接著一高溫回流程序來形成。
在一些實施例中，用於製造一微透鏡之一第一方法包含將一微透鏡材料層直接沈積於像素光源之至少頂部上且與像素光源直接實體接觸之一步驟。在一些實施例中，微透鏡材料層之形狀與像素光源之形狀一致且在像素光源上形成一半球。在一些實施例中，像素光源之頂部大體上平坦且所形成之微透鏡102之形狀大體上為半球。在一些實施例中，微透鏡材料層藉由化學氣相沈積(CVD)技術直接沈積於像素光源之表面(諸如單像素三色LED裝置之平坦化表面)上。在一些實施例中，CVD程序之沈積參數係：功率係約0 W至約1000 W，壓力係約100毫托至約2000毫托，溫度係約23°C至約500°C，氣流係約0 sccm至約3000 sccm (標準立方厘米每分鐘)，且時間係約1小時至約3小時。在一些實施例中，微透鏡材料層之材料係一介電材料，諸如二氧化矽。
在一些實施例中，用於製造一微透鏡之第一方法進一步包含圖案化微透鏡材料層以曝露基板之電極區域之一步驟。在一些實施例中，圖案化微透鏡材料層之步驟包含一蝕刻步驟。在一些實施例中，蝕刻步驟包含使一遮罩形成於微透鏡材料之表面上之一步驟。蝕刻步驟亦包含經由一光微影程序圖案化遮罩之一步驟，藉此使開口形成於遮罩中且曝露像素光源之電極區域上方之微透鏡材料層。蝕刻步驟進一步包含在適當遮罩保護下蝕刻由開口曝露之微透鏡材料層之部分之一步驟。在一些實施例中，藉由一濕式蝕刻方法蝕刻經曝露微透鏡材料層。
在一些實施例中，用於製造一微透鏡之一第二方法亦包含形成具有用於與後續步驟中沈積之微透鏡材料層對準之標記之一標記層之一選用步驟。例如，標記層經形成以使發光像素之單元與微透鏡材料層對準以使微透鏡形成於像素光源之中心處。在一些實施例中，標記層經形成以使像素光源與其上方之層(尤其是微透鏡材料層)對準以使微透鏡形成於像素光源之頂部上。
用於製造一微透鏡之第二方法進一步包含將一微透鏡材料層直接沈積於一個像素光源之至少頂部上之一步驟。圖1B至圖1C進一步展示根據一些實施例之使用自上而下圖案轉印形成與一微透鏡陣列集成之一顯示面板之一製造方法。在一些實施例中，微透鏡材料層1145覆蓋像素光源1106M之頂部(如圖1B中所展示)且微透鏡材料層1145之頂面係平坦的。在一些實施例中，微透鏡材料層1145藉由旋塗沈積於像素光源陣列1106之頂部上。在一些實施例中，微透鏡材料層1145之材料係光阻劑。在一些實施例中，微透鏡材料層1145之材料係介電材料，諸如氧化矽。
用於製造一微透鏡之第二方法進一步包含自上而下圖案化微透鏡材料層之一步驟，藉此使至少一半球形成於微透鏡材料層中，如圖1B至圖1C中所展示。在一些實施例中，實施圖案化而不穿過或蝕刻至微透鏡材料層1145之底部。在一些實施例中，將微透鏡1120之半球放置於至少一個像素光源1106M上方。
在一些實施例中，自上而下圖案化微透鏡材料層之步驟進一步包含將一遮罩層1130沈積於微透鏡材料層1145之表面上之一第一步驟，如圖1B中所展示。
自上而下圖案化微透鏡材料層之步驟亦包含圖案化遮罩層1130以使一半球圖案形成於遮罩層1130中之一第二步驟。在一些實例中，遮罩層1130藉由首先一光微影程序及接著一回流程序來圖案化。在一些實施例中，將光敏聚合物遮罩層1130圖案化為隔離胞元1140 (如圖1B中虛線矩形胞元中所展示)以準備形成半球圖案。作為一個實例，隔離胞元1140被圖案化且經由一光微影程序形成。接著，使用高溫回流程序將具有隔離胞元1140之圖案化光敏聚合物遮罩層1150塑形為半球圖案1160。在一個方法中，隔離胞元1140經由高溫回流形成為隔離半球圖案1160。在一些實施例中，一個像素之隔離半球圖案1160不與一相鄰像素之一半球圖案直接實體接觸。在一些實施例中，一個像素之半球圖案1160僅與半球圖案1160之底部處之一相鄰像素之一半球圖案接觸。將圖案化光敏聚合物遮罩層1150加熱至高於聚合物材料之熔點之一溫度達一特定時間。在將聚合物材料熔化成一液化狀態之後，液化材料之表面張力將使其變成具有一平滑曲率表面之一形狀。對於具有一半徑R之一圓形基底之一胞元，當胞元之高度係2R/3時，將在回流程序之後形成一半球形狀/圖案。圖1B展示在完成高溫回流程序之後與半球圖案1160之陣列集成之一顯示面板。在一些實施例中，遮罩層中之半球圖案可藉由其他製造方法(包含用於製造一微透鏡之第一方法中所描述之微透鏡之製造方法)形成。在一些其他實施例中，可使用灰階遮罩光微影曝光來形成遮罩層中之半球圖案。在一些其他實施例中，遮罩層中之半球圖案可經由一模製/壓印程序形成。
自上而下圖案化微透鏡材料層之步驟進一步包含使用半球圖案1160作為一遮罩來蝕刻微透鏡材料層1145以使半球形成於微透鏡材料層1145中之一第三步驟。在一些實例中，蝕刻微透鏡材料層1145係藉由一光微影程序。在一些實例中，蝕刻微透鏡材料層1145係藉由一乾式蝕刻(諸如電漿蝕刻程序1135)，如圖1B中所展示。在一些實施例中，在蝕刻微透鏡材料層1145之後，不蝕穿微透鏡材料層1145以曝露像素光源1106M之頂面(如圖1B至圖1C中所展示)，藉此使一間隔件1170形成於像素光源1106M之頂部上或覆蓋像素光源1106M之頂部(如圖1C中所展示)。
用於製造一微透鏡之第二方法進一步包含圖案化微透鏡材料層以曝露基板之電極區域(圖1C中未展示)之一步驟。在一些實施例中，圖案化微透鏡材料層之步驟包含一蝕刻步驟。在一些實施例中，蝕刻步驟包含使一遮罩形成於微透鏡材料之表面上之一步驟。蝕刻步驟亦包含經由一光微影程序圖案化遮罩之一步驟，藉此使開口形成於遮罩中且曝露像素光源之電極區域上方之微透鏡材料層。蝕刻步驟進一步包含在遮罩保護下蝕刻經曝露微透鏡材料層之一步驟。在一些實施例中，藉由一濕式蝕刻方法蝕刻經曝露微透鏡材料層。在一些實施例中，一電極之開口定位於顯示陣列區域外部。
如上文所描述，圖1B至圖1C展示形成與一微透鏡陣列集成之一顯示面板之各種製造方法。應瞭解，此等僅係實例，且亦可使用其他製造技術。
儘管詳細描述含有諸多細節，但此等不應被解釋為限制本發明之範疇，而是繪示本發明之不同實例及態樣。應瞭解，本發明之範疇包含上文未詳細討論之其他實施例。例如，亦可使用具有不同形狀基底(諸如正方形基底或其他多邊形基底)之微透鏡。
在一些例示性實施例中，發光結構100可進一步包括覆蓋發光台面之一間隔件。例如，如圖1A中所展示，發光結構100可包括覆蓋發光台面101之一間隔件108。間隔件108可為經形成以在微透鏡102與發光台面101之間提供一適當間距之一光學透明層。因此，自發光台面101發射之光可穿過間隔件108且接著到達微透鏡102。在一些實施例中，間隔件108亦可填充包圍發光台面101之區域且提高包圍發光台面101之介質之折射率。因此，間隔件108可改變自發光台面101發射之光之光學路徑。在一些實施例中，間隔件108可定位於發光台面101與微透鏡102之間。在一些實施例中，間隔件108之頂面可平坦化。在一些實施例中，間隔件108可直接形成於一平坦化絕緣層109之表面上，如圖1A中所展示。在一些實施例中，間隔件108可覆蓋且接觸一導電層(例如導電層115)之曝露頂面，如圖1A中所展示。在一些實施例中，間隔件108可與微透鏡102集成。在一些實施例中，間隔件108可相同於平坦化絕緣層109或為平坦化絕緣層109之部分且與平坦化化絕緣層109集成。
在一些實施例中，間隔件108延伸自發光台面101發射之光路徑。在一些實施例中，間隔件108藉由根據設計需要使自LED裝置發射之光更聚焦或更發散來改變自單像素LED裝置發射之光路徑。
在一些實施例中，微透鏡102之底面之尺寸可小於發光台面101之底面之尺寸。在一些實施例中，微透鏡102之底面之尺寸可相同於或大於發光台面101之底面之尺寸，如圖1A中所展示。
在一些實施例中，間隔件108可由對自發光台面101發射之波長透明之各種材料製成。間隔件108之實例性透明材料包含聚合物、介電質及半導體。在一些實施例中，間隔件108可包括一或多個介電材料。在一些實施例中，介電材料包含一或多個材料，諸如氧化矽、氮化矽、碳化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁。在一些實施例中，間隔件108由光阻劑製成。在一些實施例中，間隔件108及微透鏡102具有相同材料。在一些實施例中，間隔件108及微透鏡102具有不同材料。
在一些例示性實施例中，間隔件之高度可小於微透鏡之高度。例如，如圖1A中所展示，間隔件108之高度可小於微透鏡102之高度。在一些例示性實施例中，間隔件108之高度可等於或大於微透鏡102之高度。在一些實施例中，形成於一個發光台面與一個微透鏡之間的間隔件之高度可不等於形成於相同顯示面板內之另一發光台面與另一微透鏡之間的間隔件之高度。在其他實施例中，形成於一個發光台面與一個微透鏡之間的間隔件之高度可不均勻。例如，關於形成於發光台面101與第一微透鏡102之間的間隔件之高度，中心軸線A-A'處之間隔件之高度可小於中心軸線B-B'處之空間之高度。
在一些例示性實施例中，發光結構100可進一步包括一半導體基板及至少一個反射杯。發光台面可形成於半導體基板上，且發光台面之邊緣/邊緣表面可由至少一個反射杯包圍。一反射杯係相對於發光台面101定位以在一實質上向上方向上反射自發光台面101發射之光之一結構。在一些實施例中，一反射杯圍繞發光台面101形成一圓形側壁且包含多個部分，諸如反射杯部分111及112。例如，如圖1A中所展示，發光結構100可包括一半導體基板110及反射杯部分111及112。發光台面101可形成於半導體基板110上，且由反射杯部分111及112包圍。反射杯部分111及112可形成於半導體基板110上。
在一些例示性實施例中，半導體基板110可為一積體電路系統(IC)基板。發光台面可由IC個別或共同驅動。在一些實施例中，半導體基板110可為另一導電基板。
在一些實施例中，反射杯部分111及112可隔離自發光台面101發射之至少一些光或實質上所有光。例如，如圖1A中所展示，當反射杯部分111及112之高度高於發光台面101之高度時，反射杯部分111及112可防止自發光台面101周圍之相鄰發光台面發射之一些或實質上所有光干涉自發光台面101發射之光。因此，反射杯部分111及112可抑制像素間光串擾且提高使用發光結構100之LED顯示器之總對比度。在一些實施例中，來自反射杯之反射亦可藉由使光發射聚焦至一特定方向上來提高發光效率及亮度。例如，自發光台面101發射之一些光可到達反射杯部分111及112且由反射杯部分111及112向上反射。
在一些實施例中，反射杯部分111及112之高度可大於發光台面101之高度。在一些實施例中，反射杯部分111及112之高度可等於或低於發光台面101之高度。在一些實施例中，反射杯部分111及112之高度可在0.5微米至50微米之間。在一些實施例中，反射杯部分111及112之高度可在1微米至20微米之間。在一些實施例中，反射杯部分111及112之高度可在2微米至10微米之間。在一較佳實施例中，反射杯部分111及112之高度係約2.5微米，而發光台面101之高度係約1.9微米。在一些實施例中，反射杯之高度可變動。例如，反射杯部分111之高度可不同於反射杯部分112之高度。
在一些實施例中，間隔件108之頂面可高於反射杯部分111及112之頂面。在一些實施例中，間隔件108之頂面可與反射杯部分111及112之頂面處於相同高度或低於反射杯部分111及112之頂面。在一些實施例中，間隔件108之頂面可與反射杯部分111之頂面處於相同高度或低於反射杯部分111之頂面但高於反射杯部分112之頂面。
反射杯之一內側壁可係指面向發光台面之表面。例如，如圖1A中所展示，反射杯部分111之內側壁113及反射杯部分112之內側壁114可面向發光台面101。反射杯之內側壁之形狀可為各種形狀。在一些實施例中，反射杯之內側壁可為筆直的，如圖1A中所展示之內側壁113及114。在一些實施例中，反射杯部分111及112之內側壁之陡度可經設計以減小自發光台面101發射之光之發散度。例如，反射杯111之內側壁相對於垂直於半導體基板110之一垂直軸線之角度可為自至少5度至至多75度。在另一實例中，反射杯111之內側壁相對於垂直於半導體基板110之一垂直軸線之角度可為至少10度至至多50度。
在一些實施例中，反射杯之內側壁可為彎曲、波狀、多線或其等之一組合。下文將使用圖2A至圖2C中之一些例示性實施例進一步描述反射杯之內側壁之詳細結構。
在一些實施例中，反射杯可包括金屬。在一些實施例中，反射杯可包括介電材料，諸如氧化矽。在一些實施例中，反射杯可包括光敏介電材料。在一些實施例中，光敏介電材料可包括SU-8、光敏聚醯亞胺(PSPI)或苯並環丁烯(BCB)。在其他實施例中，反射杯可包括光阻劑材料。
在一些例示性實施例中，一發光台面101可包含一導電電極層115作為發光台面101之頂部處之一覆蓋層。在一些實施例中，一發光台面101包含一發光層120。一般而言，一LED發光層包含具有一p型區域/層及一n型區域/層之一PN接面/二極體及p型區域/層與n型區域/層之間的一主動層。
導電電極層可與包含反射杯部分111及112之反射杯電連接，且可進一步與發光層(諸如發光台面101之發光層120)電連接。在一個實例中，如圖1A中所展示，導電電極層115可分別在反射杯部分111及112之各者之底部處電連接至反射杯部分111及112。在圖1A中未展示之另一實例中，導電電極層115可分別在反射杯部分111及112之各者之頂部處電連接至反射杯部分111及112。導電電極層可覆蓋發光層120且進一步在發光層120之頂部處與發光層120電連接。在另一實例中，導電電極層115可分別在反射杯部分111及112之各者之內側壁(諸如113及114)處電連接至反射杯部分111及112。在一些實施例中，導電電極層115可形成於發光層120與微透鏡102之間。在一些實施例中，導電電極層115可形成於間隔件108與發光層120之間。在一些實施例中，導電電極層115可由諸如石墨烯、氧化銦錫(ITO)、摻鋁氧化鋅(AZO)或摻氟氧化錫(FTO)或其等之任何組合之材料製成。在一些實施例中，導電電極層115可為透明的且自發光層120發射之一些光可穿過導電電極層115。
在一些例示性實施例中，發光台面101可進一步包括形成於半導體基板110上之一或多個金屬接合層(例如金屬接合層116)。金屬接合層可與發光台面101電連接。例如，如圖1A中所展示，發光台面101可包括發光台面101之底部處之金屬接合層116。金屬接合層116可形成於半導體基板110上。金屬接合層116可進一步形成於發光台面101之底部處且與發光層120電連接。在一些實施例中，金屬接合層116具有一傾斜側表面。傾斜側表面可促進不同連接器容易地連接至LED發光層，防止該等連接器由於銳角而斷開連接，且增強裝置之總穩定性。在一些實施例中，金屬接合層116亦可用作為一反射器以反射自上方LED層發射之光。
在一些實施例中，金屬接合層116電連接至半導體基板110上之一驅動器電路及金屬接合層116上方之發光層120兩者以充當一P電極。在一些實施例中，金屬接合層116之厚度係約0.1微米至約3微米。在其他實施例中，金屬接合層116之厚度係約0.3 µm。金屬接合層116可包含歐姆接觸層及金屬接合層。在一些實施例中，兩個金屬層可包含於金屬接合層116中。金屬層之一者可沈積為發光結構100內金屬接合層上方之層。一對應接合金屬層亦可沈積於半導體基板110上。
在一些實施例中，金屬接合層116之組合物包含Au-Au鍵合、Au-Sn鍵合、Au-In鍵合、Ti-Ti鍵合、Cu-Cu鍵合或其等之一混合物。例如，若選擇Au-Au鍵合，則兩個Au層分別需要Cr塗層作為一黏著層及Pt塗層作為一防擴散層。且Pt塗層位於Au層與Cr層之間。Cr及Pt層定位於兩個接合Au層之頂部及底部上。在一些實施例中，當兩個Au層之厚度大致相同時，在一高壓及一高溫下，兩個層上之Au之相互擴散將兩個層接合在一起。共晶接合、熱壓接合及暫態液相(TLP)接合係可使用之實例性技術。
在一些例示性實施例中，發光結構100可進一步包含基板110上發光台面(諸如發光台面101)之間的一些隔離結構(諸如118)。隔離結構118形成於基板110上。在一些實施例中，隔離結構118比接合層116薄。在一些實施例中，隔離結構118由介電材料(諸如SiO 2)製成。在一些實施例中，隔離結構118之介電材料可為無機或有機材料。
在一些例示性實施例中，發光結構100可在發光層120之表面上及隔離結構118及接合層116之表面上進一步包含一絕緣層117。在一些實施例中，導電電極層115接著形成於絕緣層117之表面上。在一些實施例中，絕緣層117由介電材料(諸如SiO 2)製成。在一些實施例中，絕緣層117之介電材料可為無機或有機材料。
圖2A至圖2C各繪示根據一些實施例之可對應於圖1A中之反射杯部分111及/或112之反射杯之一些例示性實施例之一橫截面圖。在一些實施例中，如圖2A中所展示，反射杯201可包括面向發光台面101之一內側壁201a。內側壁201a可彎曲以向上反射自發光台面101發射之一些光。在一些實施例中，如圖2B中所展示，反射杯202之內側壁可為多線，其包含子內側壁202A、202B及202C。子內側壁202A、202B及202C面向發光台面101，使得自發光台面發射之一些光可由子內側壁202A、202B及202C向上反射。子內側壁之各者亦可調整以一不同圖案發射(尤其是水平地)之光之焦點。在一些實施例中，子內側壁之各者(相對於反射杯202之底部)自反射杯202之底部至頂部之陡度(反射杯之內側壁相對於垂直於半導體基板110之一垂直軸線之角度)可變大。在其他實施例中，子內側壁之各者(相對於反射杯202之底部)自反射杯202之底部至頂部之陡度可變小。在其他實施例中，可隨機選擇子內側壁之各者(相對於反射杯202之底部)自反射杯202之底部至頂部之陡度。
然而，在一些實施例中，如圖2C中所展示，反射杯203之內側壁可呈樓梯形。反射杯203可包含一或多個樓梯結構(例如樓梯結構203-1、203-2及203-3)。一或多個樓梯結構之各者可包括一子內側壁(例如分別係子內側壁203a、203b及203c)。類似於上文所提及之反射杯202，反射杯203亦可向上反射自發光台面發射之一些光，且(例如)藉由改變子內側壁之各者之陡度及高度來調整以一不同圖案發射(尤其是水平地)之光之焦點。
在一些實施例中，反射杯可藉由沈積、光微影及蝕刻程序之一組合製造。在一些實施例中，反射杯可藉由其他適合方法製造。在一個實例中，反射杯可藉由以下步驟製造：1)藉由光微影程序使PSPI形成為反射杯形狀；2)藉由氣相沈積將具有高反射率之一金屬層(Pt、Rh、Al、Au、Ag)、TiO 2/SiO 2堆疊層(分佈式布拉格反射器(DBR))或具有全反射性質(ODR)之任何其他層沈積於整個表面上；及3)由一光阻劑遮蔽反射層，同時蝕刻其他區域上之反射層，藉此使發光區域曝露於空氣中。在另一實例中，反射杯可藉由以下步驟製造：1)將比發光結構厚之一隔離層(SiO 2、SiN或SU8)沈積或旋塗於發光結構上；2)使用光阻劑作為一遮罩，在隔離層中刻蝕反射杯形狀；3)藉由氣相沈積將具有高反射率之一金屬層(Pt、Rh、Al、Au、Ag)、TiO 2/SiO 2堆疊層(DBR)或具有全反射性質(ODR)之任何其他層沈積於整個表面上；及4)由一光阻劑遮蔽反射層，同時蝕刻其他區域上之反射層，藉此曝露發光區域。
在一些實施例中，反射杯可進一步包含一或多個反射塗層。一或多個反射塗層可安置於反射杯之一或多個內側壁上，例如內側壁113、114及201a、子內側壁202A、202B及202C及子內側壁203a、203b及203c。一或多個反射塗層之各者之底部不接觸發光台面，例如圖1A中所描述之發光台面101 (圖2中未展示)。一或多個反射塗層可反射自發光台面發射之光且因此提高微LED面板或顯示器之亮度及發光效率。例如，自發光台面發射之光可到達一或多個反射塗層且可由一或多個反射塗層向上反射。
在一些實施例中，一或多個反射塗層與反射杯一起可利用自發光台面發射之光之反射方向及/或反射強度。例如，子內側壁203a、203b及203c可以一特定角度傾斜，因此，安置於子內側壁203a、203b及203c上之一或多個反射塗層以相同於子內側壁203a、203b及203c之角度傾斜。當自發光台面發射之光到達一或多個反射塗層時，自發光台面發射之光將根據子內側壁203a、203b及203c之角度由一或多個反射塗層反射。
一或多個反射塗層之材料可以大於60%、70%或80%之一反射率高度反射，因此，自發光台面發射之大多數光可被反射。在一些實施例中，一或多個反射塗層可包括具有高反射率之一或多個金屬導電材料。在此等實施例中，一或多個金屬導電材料可包括鋁、金或銀之一或多者。在其他一些實施例中，一或多個反射塗層可為多層。更具體而言，一或多個反射塗層可包括一或多個反射材料層及一或多個介電材料層之一堆疊。例如，一或多個反射塗層可包括一個反射材料層及一個介電材料層。在一些其他實施例中，一或多個反射塗層可包括兩個反射材料層及定位於兩個反射材料層之間的一個介電材料層。然而，在一些其他實施例中，一或多個反射塗層可包括兩個介電材料層及定位於兩個介電材料層之間的一個反射材料層。在一些實施例中，多層結構可包括兩個或更多個金屬層，其可包括TiAu、CrAl或TiWAg之一或多者。
在一些實施例中，一或多個反射塗層可為多層全向反射器(ODR)，其包括一金屬層及一透明及導電氧化物(TCO)層。例如，多層結構可包括一介電材料層、一金屬層及一TCO層。在一些實施例中，一或多個反射塗層可包括兩個或更多個介電材料層，其等經交替安置以形成一DBR。例如，一或多個反射塗層可包括一介電材料層、一金屬層及一透明介電層。透明介電層可包括SiO 2、Si 3N 4、Al 2O 3或TiO 2之一或多者。一或多個反射塗層可進一步包括一介電材料層、一TCO及一DBR。在其他實施例中，一或多個反射塗層可包括具有高反射之一或多個金屬導電材料。在此等實施例中，一或多個金屬導電材料可包括鋁、金或銀之一或多者。
在一些實施例中，一或多個反射塗層可導電，且接著一或多個反射塗層亦可執行如至發光結構100之電接點般之功能。例如，發光台面101可與一或多個反射塗層電連接。一或多個反射塗層可經圖案化以不阻擋自發光台面發射之光。接著，一或多個反射塗層亦可充當一顯示面板上LED裝置及/或LED之共同電極。
圖3繪示根據一些實施例之圖1A中之基板110上之發光台面101之一例示性結構之一橫截面圖300。如圖1A中所描述，發光台面101可包含至少一個發光層(例如發光層120)、位於發光層120之底部處且與半導體基板110接合之一底部接合層(例如底部接合層116)。在一些實施例中，發光台面101包含覆蓋發光層120且與至少一個反射杯(例如反射杯部分111及/或112)電連接之一頂部電極層(例如頂部電極層115)，如圖1A中所描述。在一些實施例中，至少一個反射杯(例如反射杯部分111或112)可與半導體基板110電連接。例如，如圖3中所展示，發光台面101可包含發光層120、位於發光層120之底部處且與半導體基板110接合之底部接合層116及覆蓋發光層120且與至少一個反射杯111及/或112 (如圖1至圖2中所描述，圖3中未展示)電連接之頂部電極層115。
在一些實施例中，發光層120可發射綠光、藍光或紅光。自發光層120發射之光可穿過及/或繞過頂部電極層115而到達微透鏡102 (如圖1A中所描述，圖3中未展示)。自發光層120發射之光亦可到達至少一個反射杯111及/或112且向上反射至微透鏡102或/及另一透鏡(圖3中未展示)。在一些實施例中，發光台面101可包括發射不同色彩之兩個或更多個發光層。兩個或更多個發光層可垂直堆疊或平行配置於相同層級中。例如，發射綠光之發光層可安置於發射紅光之發光層上；或發射綠光之發光層可在水平方向上平行於發射紅光之發光層配置。在一些實施例中，發光結構100可包含兩個或更多個發光台面。在一些實施例中，發光台面之各者可包含發射一不同色彩之至少一發光層。當兩個發光台面位於發光結構100內時，可自發光結構100發射兩個色彩及兩個色彩之組合。當三個發光台面位於發光結構100內時，可自發光結構100發射三個色彩及三個色彩之組合。
在一些實施例中，發光層(諸如301)可包含具有不同組合物之諸多磊晶子層。LED磊晶層之實例可包含III-V族氮化物、III-V族砷化物、III-V族磷化物及III-V族銻化物磊晶結構。微LED之實例可包含基於GaN之UV/藍色/綠色微LED、基於AlInGaP之紅色/橙色微LED及基於GaAs或InP之紅外(IR)微LED。
在一些實施例中，底部接合層116可為一金屬層或一導電透明層(諸如一ITO層)，其形成於發光層120之底部處以改良導電性及透明度。在一些實施例中，當發光台面內存在一個以上發光層時，發光層藉由其等之間之一各自接合層來接合在一起。自發光層發射之光可穿過當前發光層上方之接合層且由當前發光層下面之接合層反射。在一些實施例中，底部接合層116與半導體基板110接合。
在一些實施例中，頂部電極層115可為形成於發光層120上以改良導電性及透明度之一金屬層或一導電透明層(諸如一ITO層)。另外，在一些實施例中，發光層之各者之底部及頂部處存在額外導電層，諸如發光層120之底部處之導電層302及發光層120之頂部處之導電層303。導電層之各者與頂部電極層或基板內之IC電路電連接。頂部電極層115可與另一電路或組件電連接。在一些實施例中，如圖3中所展示，可存在定位於頂部電極層115與導電層303之間的一接觸墊304。接觸墊304可由諸如石墨烯、ITO、TCO、AZO或FTO或其等之任何組合之材料製成。在一些實施例中，導電層303可經由導電電極層115與至少一個反射杯電連接(如圖1A中所描述)。
在一些實施例中，一反射層(諸如反射層301)可定位於底部接合層116上方及各發光層(諸如發光層120)之底部處。在一些實施例中，一反射層(諸如反射層301)可定位於導電層(諸如導電層302)下方，在各發光層(諸如發光層120)之底部處。反射層可提高光傳輸效率。例如，自發光層120發射之光可由反射層301反射。在一些實施例中，反射層之材料可具有一高反射率，尤其對於由當前反射層上方之(若干)發光層發射之光。例如，反射層之反射率高於60%。在另一實例中，反射層之反射率高於70%。在又一實例中，反射層之反射率高於80%。在一些實施例中，反射層之材料可為選自Rh、Al、Ag及Au之一或多者之金屬。在一些實施例中，反射層可包含具有不同折射率之至少兩個子層。子層之各者亦具有一高反射率，諸如高於60%、70%或80%。在一些實施例中，反射層可包含一DBR結構。例如，反射層可由具有變化折射率之多個交替或不同材料層形成。在一些例項中，DBR結構之各層邊界引起一光波之一部分反射。反射層可用於反射一些選定波長。在一些實施例中，反射層可由分別為SiO 2及Ti 3O 5之多個層(例如至少兩個層)製成。藉由分別變動SiO 2及Ti 3O 5之厚度及數目，可形成不同波長之光之選擇性反射或透射。
在一些實施例中，至少一個反射杯可與半導體基板電連接，例如透過一頂部電極層。
圖4繪示根據一些實施例之具有一微透鏡陣列及發光台面之一例示性發光結構400之一橫截面圖。在一些例示性實施例中，一發光結構包括一第一發光台面。例如，發光結構400包括一第一發光台面401，如圖4中所展示。在一些實施例中，第一發光台面401具有相同或類似於圖1A中所描述之發光台面101及相關結構之尺寸、形狀、結構、組合物、定位及製造(包含反射杯及其他相關結構，諸如一選用間隔件)。第一發光台面401可包含一LED或一微LED且光可自第一發光台面401發射。第一發光台面401可具有一頂面及一底面。在一些實施例中，第一發光台面401之頂面之直徑或寬度及第一發光台面401之底面之直徑或寬度可在類似於上文參考圖1A所描述之範圍之範圍內。
在一些例示性實施例中，發光結構400進一步包括一第一微透鏡。如圖4中所展示，發光結構400包括形成於第一發光台面401上之一第一微透鏡402。在一些實施例中，第一微透鏡402可具有相同或類似於圖1A中所描述之微透鏡102之尺寸、形狀、結構、組合物、定位及製造。在一些實施例中，第一微透鏡402可沿C-C'方向與第一發光台面401同軸對準(圖4中未展示)，且定位於第一發光台面401上方。圖4中所展示之軸線C-C'係指第一發光台面401之中心軸線，且圖4中所展示之軸線D-D'係指第一微透鏡402之中心軸線。在具有同軸對準中心軸線(圖4中未展示)之此等實施例中，自第一發光台面401發射之所有光可直接到達且穿過第一微透鏡402。因此，可減小發散度且可減小可用視角至使用單像素LED裝置之顯示器及面板可由垂直於顯示器及面板之表面之一使用者之視野看見之程度。此繼而可減少電力浪費且增加亮度及/或更佳地保護公共區域中之使用者隱私。在另一實例中，自第一發光台面401發射之光之一部分可直接到達且穿過第一微透鏡402，且自發光中心發射之光之另一部分可繞過或避開微透鏡402。因此，可調整來自第一發光台面401之亮度。
然而，在另一實例中，第一微透鏡402之中心軸線離軸堆疊於第一發光台面401之中心軸線上，如圖4中所展示。換言之，第一微透鏡402之中心軸線D-D'不與第一發光台面401之中心軸線C-C'同軸對準、重疊或重合，如圖4中所展示。在一些實施例中，第一微透鏡402之中心軸線D-D'與第一發光台面401之中心軸線C-C'之間的一偏移距離不大於4.5 μm。在此實例中，來自發光台面401之中心之垂直光陣列440由微透鏡重定向為與垂直光陣列440成一角度之光陣列442。自發光台面401之邊緣朝向微透鏡402之中心之光陣列444由微透鏡重定向為相對於光陣列444之角度與垂直於基板410之軸線成一更大角度之光陣列446。在此實施例中，可減小發散度且可減小可用視角至使用單像素LED裝置之顯示器及面板可僅在顯示器及面板之表面之某些度數處由一使用者之視野看見之程度。此亦可減少電力浪費、增加亮度及/或適當保護公共區域中之使用者隱私。
在圖4中，發光結構包含分佈成一陣列之多個發光台面。例如，圖5係根據一些實施例之離軸配置之發光台面及微透鏡之一發光結構陣列系統500之一俯視圖。陣列之形狀可為一矩陣、一圓形、一矩形、一正方形、一六邊形或另一形狀。在陣列中，一個微透鏡分別配置於發光台面之各者上方。一發光台面501及發光台面501之頂部上之一微透鏡502包含於離軸配置之發光台面及微透鏡之陣列中。在一些實施例中，第一發光台面之一邊緣靠近第一微透鏡之一邊緣，例如，第一發光台面之一底面之一邊緣與第一微透鏡之一底面之一邊緣之間的一偏移距離在第一微透鏡之底面之一直徑之30%內。例如，如圖4中所展示，線E-E'係指通過第一發光台面401之底面之邊緣之最遠點(圖5中沿G-G'之橫截面圖中第一發光台面501之最遠點504)之垂直線。類似地，線F-F'係指通過第一微透鏡402之底面之邊緣之最遠點(圖5中沿G-G'之橫截面圖中第一微透鏡502之最遠點506)之垂直線。第一發光台面401之底面之邊緣與第一微透鏡402之底面之邊緣之間的偏移距離係指線E-E'與線F-F'之間的偏移距離。在一些實施例中，如圖5中所展示，第一發光台面401之底面之邊緣與第一微透鏡402之底面之邊緣之間的偏移距離係零，例如，504及506係相同點。在一些實施例中，如圖4中所展示，第一發光台面401/501之底面之邊緣504與第一微透鏡402/502之底面之邊緣506之間的偏移距離非常小，例如，線E-E'與線F-F'之間的偏移距離可在第一微透鏡402之底面之直徑之30%內。在一些實施例中，線E-E'與線F-F'之間的偏移距離可大於第一微透鏡402之底面之直徑之30%但小於50%。在一些實施例中，線E-E'與線F-F'之間的偏移距離可大於第一微透鏡402之底面之直徑之50%。
在一些實施例中，第一微透鏡402之底面覆蓋第一發光台面401之中心軸線C-C'之一位置。換言之，第一發光台面401之中心軸線C-C'與第一微透鏡402之底面相交，如圖4中所展示。
在一些實施例中，第一微透鏡402之結構可包含具有一個平面及一個凸面之一個元件。例如，如圖4中所展示，第一微透鏡402之結構可為半球。第一微透鏡402之其他結構亦可為類似於上文參考圖1A所描述之結構/形狀之其他結構/形狀。在一些實施例中，第一微透鏡402可進一步包含可調整光路徑之一反射部分。反射部分可類似於上文所闡釋之反射部分。
在一些實施例中，第一微透鏡402之材料包括無機或有機材料。例如，第一微透鏡402之材料可包括氧化矽。第一微透鏡402之其他材料及製造方法可相同或類似於上文參考圖1A所闡釋之微透鏡102之材料及製造。
在一些實施例中，發光結構400進一步包括一第二發光台面及形成於第二發光台面上方之一第二微透鏡。例如，如圖4中所展示，發光台面400包括一第二發光台面403及形成於第二發光台面403上方之一第二微透鏡404。在一些實施例中，第二發光台面403可類似於上述第一發光台面401，且第二微透鏡404可類似於上述第一微透鏡402。在一些實施例中，第二發光台面403可相鄰於第一發光台面401。例如，如圖4中所展示，第二發光台面403在相同水平面上相鄰於第一發光台面401。在另一實例中，第二發光台面403可在一較高或較低水平面上相鄰於第一發光台面401。
在一些實施例中，第二微透鏡404之結構可包含具有一個平面及一個凸面之一個元件。例如，如圖4中所展示，第二微透鏡404之結構可為半球。第二微透鏡404之其他結構亦可為類似於上文參考圖1A所描述之結構/形狀之其他結構/形狀。在一些實施例中，第二微透鏡404可進一步包含可調整光路徑之一反射部分。反射部分可類似於上文所闡釋之反射部分。
在一些實施例中，第一微透鏡402之中心軸線與第一發光台面401之中心軸線之間的偏移相同於第二微透鏡404之中心軸線與第二發光台面403之中心軸線之間的偏移。在一些實施例中，第一微透鏡402之中心軸線與第一發光台面401之中心軸線之間的偏移不相同於第二微透鏡404之中心軸線與第二發光台面403之中心軸線之間的偏移。如圖5中所展示，在一些實施例中，各微透鏡(諸如502)相對於各對應發光台面(例如501)之位置在發光結構陣列系統500內係相同的。例如，一微透鏡之中心軸線相對於一對應發光台面之中心軸線之偏移距離(諸如圖4中所展示之線D-D'與線C-C'之間的距離)在發光結構陣列系統500上之所有發光台面及微透鏡對中係相同的。依此方式，自發光結構陣列系統500上之發光台面及微透鏡對發射之所有光以相同角度或類似角度範圍朝向一使用者或一裝置導引。
圖6繪示根據一些實施例之一發光結構陣列系統600及位於發光結構陣列系統600上方之一中心位置處之一感測器602之一橫截面圖。發光結構陣列系統600包含一或多個發光台面(諸如604、608、612、616及620)及一或多個微透鏡(諸如606、610、614、618及622)，其等之各者可類似於圖1至圖5之任一者中所描述。在一些實施例中，透過一或多個微透鏡自一或多個發光台面發射之光線一起轉換至感測器602中。在一些實施例中，感測器602 (或感測器602之中心軸線)配置於發光結構陣列系統600之一中心軸線H-H'處之一位置處。
在一些實施例中，微透鏡相對於對應發光台面之偏移距離在發光結構陣列系統600內係不同的。在一些實施例中，微透鏡相對於發光台面之偏移距離由感測器之位置及微透鏡相對於感測器之位置決定。在一些實施例中，如圖6中所展示，一微透鏡之中心軸線相對於一對應發光台面之中心軸線之偏移距離(諸如圖4中所展示之線D-D'與線C-C'之間的距離)自感測器602所在之發光結構陣列系統之中心至發光結構陣列系統600之邊緣變大。換言之，當一第一微透鏡(諸如610)及一第一發光台面(諸如608)兩者比一第二微透鏡(諸如614)及一第二發光台面(諸如612)兩者距離上更靠近感測器602時，第一微透鏡之中心軸線相對於第一發光台面之中心軸線之偏移距離小於第二微透鏡之中心軸線相對於第二發光台面之中心軸線之偏移距離。在一些實施例中，當一微透鏡(諸如606)之中心軸線及一對應發光台面(諸如604)之中心軸線兩者與感測器602之中心軸線同軸對準時，微透鏡之中心軸線相對於發光台面之中心軸線之偏移距離係零。在一些實施例中，發光結構陣列系統600上之微透鏡及發光台面對之偏移距離範圍不大於4.5 μm。
在一些實施例中，一各自微透鏡之中心軸線相對於一各自對應發光台面之中心軸線之偏移距離圍繞感測器602所在之發光結構陣列系統600之中心軸線對稱。例如，微透鏡610之中心軸線相對於一對應發光台面608之中心軸線之偏移距離及微透鏡618之中心軸線相對於一對應發光台面616之中心軸線之偏移距離係相同的。微透鏡614之中心軸線相對於一對應發光台面612之中心軸線之偏移距離及微透鏡622之中心軸線相對於一對應發光台面620之中心軸線之偏移距離係相同的。在一些實施例中，在感測器之中心軸線之右邊，微透鏡相對於微透鏡下面之對應發光台面左移(參閱(例如)圖6中之微透鏡610及614)。在一些實施例中，在感測器之中心軸線之左邊，微透鏡相對於微透鏡下面之對應發光台面右移(參閱(例如)圖6中之微透鏡618及622)。
如圖6中所展示，發光結構陣列系統600可導引自發光台面之各者發射之光朝向一中心位置處之感測器602。例如，在發光結構陣列系統600之中心處自發光台面604沿其中心軸線發射之光在穿過微透鏡606之後不改變其方向。自發光台面608沿其中心軸線發射之光在穿過微透鏡610之後使其方向改為朝向感測器602。自發光台面612沿其中心軸線發射之光在穿過微透鏡614之後使其方向改為朝向感測器602。自接近發光結構陣列系統600之邊緣定位之微透鏡發射之光相對於垂直於基板之表面之一垂直軸線之角度大於自接近發光結構陣列系統600之中心定位之微透鏡發射之光相對於垂直於基板之表面之一垂直軸線之角度。例如，自接近發光結構陣列系統600之邊緣定位之微透鏡614發射之光相對於垂直於基板之表面之一垂直軸線之角度大於自接近發光結構陣列系統600之中心定位之微透鏡610發射之光相對於垂直於基板之表面之一垂直軸線之角度。
圖7繪示根據一些實施例之一發光結構陣列系統700及位於發光結構陣列系統700上方之一側或非中心位置處之一感測器702之一橫截面圖。發光結構陣列系統700包含一或多個發光台面(諸如704、708、712、716及720)及一或多個微透鏡(諸如706、710、714、718及722)，其等之各者可類似於圖1至圖5之任一者中所描述。在一些實施例中，透過一或多個微透鏡自一或多個發光台面發射之光線一起轉換至感測器702中。在一些實施例中，感測器702 (或感測器702之中心軸線)配置於不位於發光結構陣列系統700之一中心軸線處之一位置處。例如，感測器702之一中心軸線I-I'通過發光結構陣列系統700之一側。
在一些實施例中，微透鏡相對於對應發光台面之偏移距離在發光結構陣列系統700內係不同的。在一些實施例中，微透鏡相對於發光台面之偏移距離由感測器之位置及微透鏡相對於感測器之位置決定。在一些實施例中，如圖7中所展示，對於各微透鏡-台面對，一微透鏡之中心軸線相對於一對應發光台面之中心軸線之偏移距離(諸如圖4中所展示之線D-D'與線C-C'之間的距離)隨著位置自感測器702之一中心軸線I-I'前進至發光結構陣列系統700之一邊緣(即，在圖7中之一向左水平方向上自中心軸線I-I'前進)而變大。換言之，當一第一微透鏡(諸如706)及一第一發光台面(諸如704)兩者比一第二微透鏡(諸如710)及第二發光台面(諸如708)兩者距離上更靠近感測器702時，第一微透鏡之中心軸線相對於第一發光台面之中心軸線之偏移距離小於第二微透鏡之中心軸線相對於第二發光台面之中心軸線之偏移距離。在圖7中未展示之一些實施例中，當一微透鏡之中心軸線及一對應發光台面之中心軸線兩者與感測器702之中心軸線同軸對準時，微透鏡之中心軸線相對於發光台面之中心軸線之偏移距離係零。在一些實施例中，發光結構陣列系統700上之微透鏡及發光台面對之偏移距離範圍不大於4.5 μm。
在圖7中未展示之一些實施例中，一各自微透鏡之中心軸線相對於一各自對應發光台面之中心軸線之偏移距離圍繞感測器702之中心軸線對稱。在一些實施例中，在感測器之中心軸線之右邊，微透鏡相對於微透鏡下面之對應發光台面左移。在一些實施例中，在感測器之中心軸線之左邊，微透鏡相對於微透鏡下面之對應發光台面右移。
如圖7中所展示，發光結構陣列系統700可導引自發光台面之各者發射之光朝向一非中心位置處之感測器702。例如，自發光台面708沿其中心軸線發射之光在穿過微透鏡710之後使其方向改為朝向感測器702。自發光台面712沿其中心軸線發射之光在穿過微透鏡714之後使其方向改為朝向感測器702。自更遠離感測器702之中心軸線定位之微透鏡發射之光相對於垂直於基板之表面之一垂直軸線之角度大於自更靠近感測器702之中心軸線定位之微透鏡發射之光相對於垂直於基板之表面之一垂直軸線之角度。例如，自更遠離感測器702之中心軸線定位之微透鏡714發射之光相對於垂直於基板之表面之一垂直軸線之角度大於自更靠近感測器702之中心軸線定位之微透鏡710發射之光相對於垂直於基板之表面之一垂直軸線之角度。
當微透鏡相對於對應發光台面之偏移距離相同時，自微透鏡陣列發出之光平行且形成一照射平面。當微透鏡相對於對應發光台面之偏移距離不同時，自微透鏡陣列發出之光可聚焦於一點而非一平面上。
圖8繪示根據一些實施例之在一大微透鏡內具有一小微透鏡之一例示性發光結構800之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。在一些實施例中，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構800包含一小微透鏡(諸如806或808)及一大微透鏡(諸如802或804)。小微透鏡(諸如806或808)形成於發光台面(諸如401或403)上。大微透鏡形成於發光台面(諸如401或403)上，且覆蓋小微透鏡(諸如806或808)。大微透鏡(諸如802)之直徑大於小微透鏡(諸如806)之直徑以提高光提取效率。
在一些實施例中，如圖8中所展示，小微透鏡806之中心軸線J-J'自發光台面401之中心軸線K-K'移位以改變光方向，而大微透鏡802之中心軸線與發光台面401之中心軸線K-K'同軸對準(或相同於發光台面401之中心軸線K-K')。在一些實施例中，小微透鏡806之中心軸線與發光台面401之中心軸線之間的偏移距離不大於9 μm，較佳地不大於1.5 μm。
在一些實施例中，小微透鏡806之邊緣無需覆蓋發光台面401之中心軸線，如圖8中所展示，而大微透鏡802之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，亦如上文圖4中所描述。換言之，發光台面401之中心軸線K-K'無需與小微透鏡806之底面相交，而發光台面401之中心軸線K-K'與大微透鏡802之底面相交。在圖8中未展示之一些其他實施例中，小微透鏡806及大微透鏡802兩者之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線。換言之，發光台面401之中心軸線K-K'與小微透鏡806之底面相交，且發光台面401之中心軸線K-K'與大微透鏡802之底面相交。
在一些實施例中，自發光台面401發射之光線840在自大微透鏡802射出時重定向為842。自發光台面401發射之光線844在其行進穿過小微透鏡806時重定向為846且在自大微透鏡802射出時重定向為848。在大微透鏡內添加小微透鏡可進一步將LED像素結構之一特定部分內之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖8中，來自大微透鏡之光線在出射之後在某些方向上更聚焦。
圖9A至圖9D繪示根據一些實施例之自來自圖8中所展示之發光結構800之大微透鏡出射之光之一些例示性模擬結果。圖9A至圖9D展示來自發光結構800之出射光強度隨著發光台面(諸如401)之中心軸線K-K'與小微透鏡(諸如806)之中心軸線J-J'之間的偏移距離改變而改變，而大微透鏡(諸如802)之中心軸線與發光台面(諸如401)之中心軸線K-K'同軸對準(或相同於發光台面之中心軸線K-K')。在通過發光台面之垂直中心軸線(諸如發光台面401之中心軸線K-K')之一垂直平面中量測出射光強度。X及Y表示在兩個正交方向(X方向及Y方向)上平行於基板410之一水平面上之偏移距離(以微米為單位)。在此實例中，發光台面(諸如401)之最大水平尺寸(諸如底面)係8 μm。小微透鏡(諸如806)之最大水平尺寸(諸如底面)係18 μm。大微透鏡(諸如802)之最大水平尺寸(諸如底面)係36 μm。圖9A至圖9D亦展示來自發光結構800之出射光強度隨著出射光線相對於垂直於基板410之一軸線之角度(以度數表示之出射角θ)改變而改變。
例如，在圖9A中，當發光台面之中心軸線與小微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係1.5 μm且在Y方向上係1.5 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.3 a.u.。在約+30度及約-30度出射角處存在兩個其他次峰值正規化出射光強度。次峰值強度係約0.15 a.u.。當出射角之絕對值大於30度時，光強度隨著出射角之絕對值變大而逐漸減小至零。當出射角之絕對值小於30度時，光強度隨著出射角之絕對值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.05 a.u.。
例如，在圖9B中，當發光台面之中心軸線與小微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係3 μm且在Y方向上係3 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.3 a.u.。在約+35度及約-35度出射角處存在兩個其他次峰值正規化出射光強度。次峰值強度係約0.16 a.u.。當出射角之絕對值大於35度時，光強度隨著出射角之絕對值變大而逐漸減小至零。當出射角之絕對值小於35度時，光強度隨著出射角之絕對值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.05 a.u.。
例如，在圖9C中，當發光台面之中心軸線與小微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係4.5 μm且在Y方向上係4.5 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.2 a.u.。在約+30度及約-30度出射角處存在兩個其他次峰值正規化出射光強度。次峰值強度係約0.16 a.u.。當出射角之絕對值大於30度時，光強度隨著出射角之絕對值變大而逐漸減小至零。當出射角之絕對值小於30度時，光強度隨著出射角之絕對值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.01 a.u.。
例如，在圖9D中，當發光台面之中心軸線與小微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係9 μm且在Y方向上係9 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.275 a.u.。在約+40度及約-40度出射角處存在兩個其他次峰值正規化出射光強度。次峰值強度係約0.16 a.u.。當出射角之絕對值大於40度時，光強度隨著出射角之絕對值變大而逐漸減小至零。當出射角之絕對值小於40度時，光強度隨著出射角之絕對值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.075 a.u.。
圖10繪示根據一些實施例之在一大微透鏡內具有一小微透鏡之一例示性發光結構1000之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。在一些實施例中，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構1000包含一小微透鏡(諸如1006或1008)及一大微透鏡(諸如1002或1004)。小微透鏡(諸如1006或1008)形成於發光台面(諸如401或403)上。大微透鏡形成於發光台面(諸如401或403)上，且覆蓋小微透鏡(諸如1006或1008)。大微透鏡(諸如1002)之直徑大於小微透鏡(諸如1006)之直徑以提高光提取效率。
在一些實施例中，如圖10中所展示，大微透鏡1002之中心軸線M-M'自發光台面401之中心軸線L-L'移位以改變光方向，而小微透鏡1006之中心軸線與發光台面401之中心軸線L-L'同軸對準(或相同於發光台面401之中心軸線L-L')。較佳地，大微透鏡1002之中心軸線與發光台面401之中心軸線之間的偏移距離不大於12 μm，在一些實施例中，不大於1.5 μm。
在一些實施例中，小微透鏡1006之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，如圖10中所展示，且大微透鏡1002之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，亦如上文圖4中所描述。換言之，發光台面401之中心軸線L-L'與小微透鏡1006之底面相交，且發光台面401之中心軸線L-L'與大微透鏡1002之底面相交。
在一些實施例中，自發光台面401發射之光線1038在其行進穿過大微透鏡1002時重定向為1040且在自大微透鏡1002射出時重定向為1042。自發光台面401發射之光線1044行進穿過小微透鏡1006且接著在自大微透鏡1002射出時重定向為1046。在大微透鏡內添加小微透鏡可進一步將LED像素結構之一特定部分內之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖10中，來自大微透鏡之光線在出射之後在某些方向上更聚焦。
圖11A至圖11E繪示根據一些實施例之自來自圖10中所展示之發光結構1000之大微透鏡出射之光之一些例示性模擬結果。圖11A至圖11E展示來自發光結構1000之出射光強度隨著發光台面(諸如401)之中心軸線L-L'與大微透鏡(諸如1002)之中心軸線M-M'之間的偏移距離改變而改變，而小微透鏡(諸如1006)之中心軸線與發光台面(諸如401)之中心軸線L-L'同軸對準(或相同於發光台面之中心軸線L-L')。在通過發光台面之垂直中心軸線(諸如發光台面401之中心軸線L-L')之一垂直平面中量測出射光強度。X及Y表示在兩個正交方向(X方向及Y方向)上平行於基板410之一水平面上之偏移距離(以微米為單位)。在此實例中，發光台面(諸如401)之最大水平尺寸(諸如底面)係8 μm。小微透鏡(諸如1006)之最大水平尺寸(諸如底面)係18 μm。大微透鏡(諸如1002)之最大水平尺寸(諸如底面)係36 μm。圖11A至圖11E亦展示來自發光結構1000之出射光強度隨著出射光線相對於垂直於基板410之一軸線之角度(以度數表示之出射角θ)改變而改變。
例如，在圖11A中，當發光台面之中心軸線與大微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係3 μm且在Y方向上係3 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.28 a.u.。在約+40度出射角處存在一個次峰值正規化出射光強度且次峰值強度係約0.175 a.u.。當出射角之值大於40度時，光強度隨著出射角之值變大而逐漸減小至零。當出射角之值小於40度時，光強度隨著出射角之值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.05 a.u.。當出射角之值小於0度時，光強度保持穩定直至約-30度，且接著隨著出射角之值變小而逐漸減小至零。
例如，在圖11B中，當發光台面之中心軸線與大微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係4.5 μm且在Y方向上係4.5 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.2 a.u.。在約+45度出射角處存在一個峰值正規化出射光強度且峰值強度係約0.2 a.u.。當出射角之值大於45度時，光強度隨著出射角之值變大而逐漸減小至零。當出射角之值小於45度且大於0度時，光強度隨著出射角之值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.025 a.u.。當出射角之值小於0度時，光強度隨著出射角之值變小而逐漸減小至零。
例如，在圖11C中，當發光台面之中心軸線與大微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係6 μm且在Y方向上係6 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.21 a.u.。在約+50度出射角處存在一次峰值正規化出射光強度且次峰值強度係約0.18 a.u.。當出射角之值大於50度時，光強度隨著出射角之值變大而逐漸減小至零。當出射角之值小於50度且大於0度時，光強度隨著出射角之值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.025 a.u.。當出射角之值小於0度時，光強度保持穩定直至約-20度，且接著隨著出射角之值變小而逐漸減小至零。
例如，在圖11D中，當發光台面之中心軸線與大微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係9 μm且在Y方向上係9 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.15 a.u.。在約+55度出射角處存在一次峰值正規化出射光強度且次峰值強度係約0.09 a.u.。當出射角之值大於55度時，光強度隨著出射角之值變大而逐漸減小至零。當出射角之值小於55度且大於0度時，光強度隨著出射角之值變小而逐漸減小，其中在接近25度處一最小強度值係約0.03 a.u.且光強度隨著出射角之值變小而逐漸增大。當出射角之值小於0度時，光強度保持穩定直至約-20度，且接著隨著出射角之值變小而逐漸減小至零。
例如，在圖11E中，當發光台面之中心軸線與大微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係12 μm且在Y方向上係12 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.2 a.u.。當出射角之值小於0度時，光強度隨著出射角之值變小而逐漸減小至零。當出射角之值大於0度時，光強度隨著出射角之值變大而逐漸減小至零。
圖12繪示根據一些實施例之在一大微透鏡內具有一小微透鏡之一例示性發光結構1200之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。在一些實施例中，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構1200包含一小微透鏡(諸如1206或1208)及一大微透鏡(諸如1202或1204)。小微透鏡(諸如1206或1208)形成於發光台面(諸如401或403)上。大微透鏡形成於發光台面(諸如401或403)上，且覆蓋小微透鏡(諸如1206或1208)。大微透鏡(諸如1202)之直徑大於小微透鏡(諸如1206)之直徑以提高光提取效率。
在一些實施例中，如圖12中所展示，小微透鏡1206之中心軸線N-N'及大微透鏡1202之中心軸線自發光台面401之中心軸線O-O'移位以改變光方向，而小微透鏡1206之中心軸線與大微透鏡1202之中心軸線同軸對準(或相同於大微透鏡1202之中心軸線)。較佳地，大微透鏡1202之中心軸線與發光台面401之中心軸線之間的偏移距離不大於12 μm。
在一些實施例中，小微透鏡1206之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，如圖12中所展示，且大微透鏡1202之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，亦如上文圖4中所描述。換言之，發光台面401之中心軸線O-O'與小微透鏡1206之底面相交，且發光台面401之中心軸線O-O'與大微透鏡1202之底面相交。
在一些實施例中，自發光台面401發射之光線1236在其行進穿過小微透鏡1206時重定向為1238，接著在其行進穿過大微透鏡1202時重定向為1240且在自大微透鏡1202射出時重定向為1242。自發光台面401發射之光線1244行進穿過小微透鏡1206，接著在其行進穿過大微透鏡1202時重定向為1246且在自大微透鏡1202射出時重定向為1248。在大微透鏡內添加小微透鏡可進一步將LED像素結構之一特定部分內之光導引及調整至一特定角度，尤其當第一微透鏡及大微透鏡具有不同折射率時。例如，在圖12中，來自大微透鏡之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。
圖13繪示根據一些實施例之在一大微透鏡內具有一小微透鏡之一例示性發光結構1300之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。在一些實施例中，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構1300包含一小微透鏡(諸如1306或1308)及一大微透鏡(諸如1302或1304)。小微透鏡(諸如1306或1308)形成於發光台面(諸如401或403)上。大微透鏡形成於發光台面(諸如401或403)上，且覆蓋小微透鏡(諸如1306或1308)。大微透鏡(諸如1302)之直徑大於小微透鏡(諸如1306)之直徑以提高光提取效率。
在一些實施例中，如圖13中所展示，小微透鏡1306之中心軸線Q-Q'及大微透鏡1302之中心軸線R-R'自發光台面401之中心軸線P-P'移位以改變光方向，而小微透鏡1306之中心軸線不與大微透鏡1302之中心軸線同軸對準(或不相同於大微透鏡1302之中心軸線)。較佳地，小微透鏡1306之中心軸線Q-Q'與大微透鏡1302之中心軸線R-R'之間的偏移距離不大於6 μm且不小於4.5 μm。在一些實施例中，大微透鏡1302之中心軸線與發光台面401之中心軸線不大於12 μm。此外，一各自微透鏡群組及發光台面對之小微透鏡相對於大微透鏡之位置可在相同顯示面板內不同以獲得各種光方向及光角度。
在一些實施例中，小微透鏡1306之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線P-P'，如圖13中所展示，且大微透鏡1302之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線P-P'，亦如上文圖4中所描述。換言之，發光台面401之中心軸線P-P'與小微透鏡1306之底面相交，且發光台面401之中心軸線P-P'與大微透鏡1302之底面相交。在另一實施例中，僅小微透鏡1306之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線P-P'。
在一些實施例中，自發光台面401發射之光線1338在其行進穿過大微透鏡1302時重定向為1340且在自大微透鏡1302射出時重定向為1342。自發光台面401發射之光線1344行進穿過小微透鏡1306，接著在其行進穿過大微透鏡1302時重定向為1346且在自大微透鏡1302射出時重定向為1348。在大微透鏡內添加小微透鏡可進一步將LED像素結構之一特定部分內之光導引及調整至一特定角度，尤其當第一微透鏡及大微透鏡具有不同折射率時。例如，在圖13中，來自大微透鏡之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。
圖14A至圖14B繪示根據一些實施例之自來自圖13中所展示之發光結構1300之大微透鏡出射之光之一些例示性模擬結果。圖14A至圖14B展示來自發光結構1300之出射光強度隨著發光台面(諸如401)之中心軸線P-P'與小微透鏡(諸如1306)之中心軸線Q-Q'之間的偏移距離及發光台面(諸如401)之中心軸線P-P'與大微透鏡(諸如1302)之中心軸線R-R'之間的偏移距離兩者改變而改變。在通過發光台面之垂直中心軸線(諸如發光台面401之中心軸線P-P')之一垂直平面中量測出射光強度。X及Y表示在兩個正交方向(X方向及Y方向)上平行於基板410之一水平面上之偏移距離(以微米為單位)。在此實例中，發光台面(諸如401)之最大水平尺寸(諸如底面)係8 μm。小微透鏡(諸如1306)之最大水平尺寸(諸如底面)係18 μm。大微透鏡(諸如1302)之最大水平尺寸(諸如底面)係36 μm。圖14A至圖14B亦展示來自發光結構1300之出射光強度隨著出射光線相對於垂直於基板410之一軸線之角度(以度數表示之出射角θ)改變而改變。
例如，在圖14A中，當發光台面之中心軸線與小微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係3 μm且在Y方向上係3 μm且發光台面之中心軸線與大微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係9 μm且在Y方向上係9 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.06 a.u.。在約+55度出射角處存在一峰值正規化出射光強度且峰值強度係約0.095 a.u.。當出射角之值大於+55度時，光強度隨著出射角之值變大而逐漸減小至零。當出射角之值小於55度且大於0度時，光強度隨著出射角之值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.015 a.u.。當出射角之值小於0度時，光強度保持穩定在0.025 a.u.直至約-55度，且接著隨著出射角之值變小而逐漸減小至零。
例如，在圖14B中，當發光台面之中心軸線與小微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係4.5 μm且在Y方向上係4.5 μm且發光台面之中心軸線與大微透鏡之中心軸線之間的偏移距離在X方向上係9 μm且在Y方向上係9 μm時，0度出射角處之最大正規化出射光強度係約0.08 a.u.。在約+55度出射角處存在一峰值正規化出射光強度且峰值強度係約0.09 a.u.。當出射角之值大於+55度時，光強度隨著出射角之值變大而逐漸減小至零。當出射角之值小於+55度且大於0度時，光強度隨著出射角之值變小而逐漸減小，其中在接近0度出射角處一最小強度值係約0.015 a.u.。當出射角之值小於0度時，光強度保持穩定在0.025 a.u.直至約-55度，且接著隨著出射角之值變小而逐漸減小至零。
在圖8至圖13之一些實施例中，較佳地，大微透鏡之邊緣覆蓋發光台面之中心軸線，藉此避免光提取效率降低。在圖8至圖13之一些實施例中，小微透鏡之材料不同於大微透鏡之材料，例如，大微透鏡及小微透鏡具有不同折射率及不同光學性質。在圖8至圖13之一些實施例中，小微透鏡之材料相同於大微透鏡之材料以避免界面處之光損失。
圖15繪示根據一些實施例之在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)之一例示性發光結構1500之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。在一些實施例中，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構1500包含一小微透鏡(諸如1506或1508)及一大微透鏡(諸如1502或1504)。大微透鏡(諸如1502或1504)形成於發光台面(諸如401或403)上。小微透鏡形成於大微透鏡(諸如1502或1504)上方，且覆蓋大微透鏡之表面之一部分但未覆蓋大微透鏡之整個表面。大微透鏡(諸如1502)之直徑大於小微透鏡(諸如1506)之直徑以提高光提取效率。在圖15中所展示之一些實施例中，小微透鏡(諸如1506)依大微透鏡之頂面完好無缺(具有其原始形狀，諸如一半球)且小微透鏡之底面與大微透鏡之表面之形狀一致之一方式直接形成於大微透鏡(諸如1502)上。在一些實施例中，小微透鏡之總形狀係一半球且底面與大微透鏡之頂面之一部分之形狀一致。
在一些實施例中，如圖15中所展示，小微透鏡1506之中心軸線界定為垂直於通過完整球形或形成小微透鏡之其他形狀(作為一不完整球形或其他形狀)之中心之基板410之表面之軸線。在一些實施例中，小微透鏡1506之中心軸線J-J'自發光台面401之中心軸線K-K'移位以改變光方向，而大微透鏡1502之中心軸線與發光台面401之中心軸線K-K'同軸對準(或相同於發光台面401之中心軸線K-K')。在一些實施例中，小微透鏡1506之中心軸線與發光台面401之中心軸線之間的偏移距離不大於9 μm，較佳地不大於1.5 μm。
在一些實施例中，小微透鏡1506之邊緣無需覆蓋發光台面401之中心軸線，如圖15中所展示，而大微透鏡1502之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，亦如上文圖4中所描述。換言之，發光台面401之中心軸線K-K'無需與小微透鏡1506之底面相交，而發光台面401之中心軸線K-K'與大微透鏡1502之底面相交。在圖15中未展示之一些其他實施例中，小微透鏡1506及大微透鏡1502兩者之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線。換言之，發光台面401之中心軸線K-K'與小微透鏡1506之底面相交，且發光台面401之中心軸線K-K'與大微透鏡1502之底面相交。
在一些實施例中，自發光台面401發射之光線1540在自大微透鏡1502射出時重定向為1542。自發光台面401發射之光線1544在其行進穿過大微透鏡1502時重定向為1546，接著在其行進穿過小微透鏡1506時重定向為1548，且在自小微透鏡1506射出時重定向為1550。在大微透鏡上方添加小微透鏡可進一步將LED像素結構之一特定部分內之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖15中，來自大微透鏡之光線在出射之後在某些方向上更聚焦。
在一些實施例中，自來自圖15中所展示之發光結構1500之大微透鏡及小微透鏡出射之光之模擬結果非常類似於在小微透鏡如圖8中所展示般位於大微透鏡實施例內時圖9A至圖9D中所展示之情形。例如，當大微透鏡(例如1502)之中心軸線與發光台面(諸如401)之中心軸線K-K'同軸對準(或相同於發光台面之中心軸線K-K')時，來自發光結構1500之出射光強度隨著發光台面(例如401)之中心軸線K-K'與小微透鏡(例如1506)之中心軸線J-J'之間的偏移距離改變而改變。在通過發光台面之垂直中心軸線(諸如發光台面401之中心軸線K-K')之一垂直平面中量測出射光強度。X及Y表示在兩個正交方向(X方向及Y方向)上平行於基板410之一水平面上之偏移距離(以微米為單位)。在此實例中，發光台面(諸如401)之最大水平尺寸(諸如底面)係8 μm。小微透鏡(諸如1506)之最大水平尺寸(諸如底面)係18 μm。大微透鏡(諸如1502)之最大水平尺寸(諸如底面)係36 μm。來自發光結構1500之出射光強度亦隨著出射光線相對於垂直於基板410之一軸線之角度(以度數表示之出射角θ)改變而改變。
圖16繪示根據一些實施例之在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)之一例示性發光結構1600之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。在一些實施例中，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構1600包含一小微透鏡(諸如1606或1608)及一大微透鏡(諸如1602或1604)。大微透鏡(諸如1602或1604)形成於發光台面(諸如401或403)上。小微透鏡形成於大微透鏡(諸如1602或1604)上方，且覆蓋大微透鏡之表面之一部分但未覆蓋大微透鏡之整個表面。大微透鏡(諸如1602)之直徑大於小微透鏡(諸如1606)之直徑以提高光提取效率。在圖16中所展示之一些實施例中，小微透鏡(諸如1606)依大微透鏡之頂面完好無缺(具有其原始形狀，諸如一半球)且小微透鏡之底面與大微透鏡之表面之形狀一致之一方式直接形成於大微透鏡(諸如1602)上。在一些實施例中，小微透鏡之總形狀係一半球且底面與大微透鏡之頂面之一部分之形狀一致。
在一些實施例中，如圖16中所展示，小微透鏡1606之中心軸線界定為垂直於通過完整球形或形成小微透鏡之其他形狀(作為一不完整球形或其他形狀)之中心之基板410之表面之軸線。在一些實施例中，如圖16中所展示，大微透鏡1602之中心軸線M-M'自發光台面401之中心軸線L-L'移位以改變光方向，而小微透鏡1606之中心軸線與發光台面401之中心軸線L-L'同軸對準(或相同於發光台面401之中心軸線L-L')。較佳地，大微透鏡1602之中心軸線與發光台面401之中心軸線之間的偏移距離不大於12 μm。在一些實施例中，微透鏡1602之中心軸線與發光台面401之中心軸線之間的偏移距離不大於1.5 μm。
在一些實施例中，小微透鏡1606之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，如圖16中所展示，且大微透鏡1602之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，亦如上文圖4中所描述。換言之，發光台面401之中心軸線L-L'與小微透鏡1606之底面相交，且發光台面401之中心軸線L-L'與大微透鏡1602之底面相交。
在一些實施例中，自發光台面401發射之光線1638在其行進穿過大微透鏡1602時重定向為1640，且接著在自大微透鏡1602射出時重定向為1642。自發光台面401發射之光線1644行進穿過大微透鏡1602，在其行進穿過小微透鏡1606時重定向為1646，且接著在自小微透鏡1606射出時重定向為1648。在大微透鏡上方添加小微透鏡可進一步將LED像素結構之一特定部分內之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖16中，來自大微透鏡之光線在出射之後在某些方向上更聚焦。
在一些實施例中，自來自圖16中所展示之發光結構1600之大微透鏡及小微透鏡出射之光之模擬結果非常類似於在小微透鏡如圖10中所展示般位於大微透鏡實施例內時圖11A至圖11E中所展示之情形。
圖17繪示根據一些實施例之在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)之一例示性發光結構1700之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。在一些實施例中，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構1700包含一小微透鏡(諸如1706或1708)及一大微透鏡(諸如1702或1704)。大微透鏡(諸如1702或1704)形成於發光台面(諸如401或403)上。小微透鏡形成於大微透鏡(諸如1702或1704)上方，且覆蓋大微透鏡之表面之一部分但未覆蓋大微透鏡之整個表面。大微透鏡(諸如1702)之直徑大於小微透鏡(諸如1706)之直徑以提高光提取效率。在圖17中所展示之一些實施例中，小微透鏡(諸如1706)依大微透鏡之頂面完好無缺(具有其原始形狀，諸如一半球)且小微透鏡之底面與大微透鏡之表面之形狀一致之一方式直接形成於大微透鏡(諸如1702)上。在一些實施例中，小微透鏡之總形狀係一半球且底面與大微透鏡之頂面之一部分之形狀一致。
在一些實施例中，如圖17中所展示，小微透鏡1706之中心軸線界定為垂直於通過完整球形或形成小微透鏡之其他形狀(作為一不完整球形或其他形狀)之中心之基板410之表面之軸線。在一些實施例中，如圖17中所展示，小微透鏡1706之中心軸線N-N'及大微透鏡1702之中心軸線自發光台面401之中心軸線O-O'移位以改變光方向，而小微透鏡1706之中心軸線與大微透鏡1702之中心軸線同軸對準(或相同於大微透鏡1702之中心軸線)。較佳地，大微透鏡1702之中心軸線與發光台面401之中心軸線之間的偏移距離不大於12 μm。
在一些實施例中，小微透鏡1706之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，如圖17中所展示，且大微透鏡1702之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，亦如上文圖4中所描述。換言之，發光台面401之中心軸線O-O'與小微透鏡1706之底面相交，且發光台面401之中心軸線O-O'與大微透鏡1702之底面相交。
在一些實施例中，自發光台面401發射之光線1738在其行進穿過大微透鏡1702時重定向為1740且在自大微透鏡1702射出時重定向為1742。自發光台面401發射之光線1744行進穿過大微透鏡1702，接著在其行進穿過小微透鏡1706時重定向為1746，且在自小微透鏡1706射出時重定向為1748。在大微透鏡上方添加小微透鏡可進一步將LED像素結構之一特定部分內之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖17中，來自大微透鏡之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。
圖18繪示根據一些實施例之在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)之一例示性發光結構1800之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。在一些實施例中，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構1800包含一小微透鏡(諸如1806或1808)及一大微透鏡(諸如1802或1804)。大微透鏡(諸如1802或1804)形成於發光台面(諸如401或403)上。小微透鏡形成於大微透鏡(諸如1802或1804)上方，且覆蓋大微透鏡之表面之一部分但未覆蓋大微透鏡之整個表面。大微透鏡(諸如1802)之直徑大於小微透鏡(諸如1806)之直徑以提高光提取效率。在圖18中所展示之一些實施例中，小微透鏡(諸如1806)依大微透鏡之頂面完好無缺(具有其原始形狀，諸如一半球)且小微透鏡之底面與大微透鏡之表面之形狀一致之一方式直接形成於大微透鏡(諸如1802)上。在一些實施例中，小微透鏡之總形狀係一半球且底面與大微透鏡之頂面之一部分之形狀一致。
在一些實施例中，如圖18中所展示，小微透鏡1806之中心軸線界定為垂直於通過完整球形或形成小微透鏡之其他形狀(作為一不完整球形或其他形狀)之中心之基板410之表面之軸線。在一些實施例中，如圖18中所展示，小微透鏡1806之中心軸線Q-Q'及大微透鏡1802之中心軸線R-R'自發光台面401之中心軸線P-P'移位以改變光方向，而小微透鏡1806之中心軸線不與大微透鏡1802之中心軸線同軸對準(或不相同於大微透鏡1802之中心軸線)。較佳地，小微透鏡1806之中心軸線Q-Q'與大微透鏡1802之中心軸線R-R'之間的偏移距離不大於6 μm且不小於4.5 μm。在一些實施例中，大微透鏡1802之中心軸線與發光台面401之中心軸線不大於12 μm。此外，一各自微透鏡群組及發光台面對之小微透鏡相對於大微透鏡之位置可在相同顯示面板內不同以獲得各種光方向及光角度。
在一些實施例中，小微透鏡1806之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線P-P'，如圖18中所展示，且大微透鏡1802之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線，亦如上文圖4中所描述。換言之，發光台面401之中心軸線P-P'與小微透鏡1806之底面相交，且發光台面401之中心軸線P-P'與大微透鏡1802之底面相交。在另一實施例中，僅大微透鏡1802之邊緣覆蓋發光台面401之中心軸線P-P'。
在一些實施例中，自發光台面401發射之光線1838在其行進穿過大微透鏡1802時重定向為1840且在自大微透鏡1802射出時重定向為1842。自發光台面401發射之光線1844行進穿過大微透鏡1802，接著在其行進穿過小微透鏡1806時重定向為1846，且在自小微透鏡1806射出時重定向為1848。在大微透鏡上方添加小微透鏡可進一步將LED像素結構之一特定部分內之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖18中，來自大微透鏡之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。
在一些實施例中，自來自圖18中所展示之發光結構1800之大微透鏡及小微透鏡出射之光之模擬結果非常類似於在小微透鏡如圖13中所展示般位於大微透鏡實施例內時圖14A至圖14B中所展示之情形。
在圖15至圖18之一些實施例中，較佳地，大微透鏡之邊緣覆蓋發光台面之中心軸線，藉此避免光提取效率降低。在圖15至圖18之一些較佳實施例中，小微透鏡之材料相同於大微透鏡之材料以避免界面處之光損失。在圖15至圖18之一些實施例中，小微透鏡之材料不同於大微透鏡之材料，例如，大微透鏡及小微透鏡具有不同折射率及不同光學性質。
圖19繪示根據一些實施例之具有至少兩個微透鏡及發光台面對之一例示性發光結構1900之一橫截面圖，且對之至少一者在一大微透鏡內具有一小微透鏡，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖4中)所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。發光結構1900包含一第一對之大微透鏡402及發光台面401。發光結構1900包括一第二對之大微透鏡404及發光台面403及大微透鏡404內之一小微透鏡1902。
類似於上文圖8、圖10、圖12及圖13之任一者中所展示，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構1900包含一小微透鏡(諸如1902)及一大微透鏡(諸如404)。小微透鏡(諸如1902)形成於發光台面(諸如403)上及大微透鏡(諸如404)內。大微透鏡(諸如404)形成於發光台面(諸如403)上，且覆蓋小微透鏡(諸如1902)。大微透鏡(諸如404)之直徑大於小微透鏡(諸如1902)之直徑以提高光提取效率。
在發光結構1900之相同微透鏡群組及發光台面對內，發光台面403之中心軸線S-S'、小微透鏡1902之中心軸線T-T'及大微透鏡404之中心軸線U-U'之間的相對位置及偏移距離相同或類似於上文圖8、圖10、圖12及圖13之任一者中所描述。
在一些實施例中，在圖19中，微透鏡402之中心軸線D-D'與對應發光台面401之中心軸線C-C'之間的偏移距離小於大微透鏡404之中心軸線U-U'與對應發光台面403之中心軸線S-S'之間的偏移距離。
圖20繪示根據一些實施例之具有至少兩個微透鏡及發光台面對之一例示性發光結構2000之一橫截面圖，且對之至少一者在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。大微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)陣列結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖4中)所描述之發光結構。小微透鏡之材料、形狀及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之大微透鏡。發光結構2000包含一第一對之大微透鏡402及發光台面401。發光結構2000包括一第二對之大微透鏡404及發光台面403及大微透鏡404上方之一小微透鏡2002。
類似於上文圖15至圖18中所展示，在相同微透鏡群組及發光台面對內，發光結構2000包含一小微透鏡(諸如2002)及一大微透鏡(諸如404)。大微透鏡(諸如404)形成於發光台面(諸如403)上。小微透鏡(諸如2002)形成於大微透鏡(諸如404)上方，且覆蓋大微透鏡之表面之一部分但未覆蓋大微透鏡之整個表面。大微透鏡(諸如404)之直徑大於小微透鏡(諸如2002)之直徑以提高光提取效率。在圖20中所展示之一些實施例中，小微透鏡(諸如2002)依大微透鏡之頂面完好無缺(具有其原始形狀，諸如一半球)且小微透鏡之底面與大微透鏡之表面之形狀一致之一方式直接形成於大微透鏡(諸如404)上。在一些實施例中，小微透鏡之總形狀係一半球且底面與大微透鏡之頂面之一部分之形狀一致。
在發光結構2000之相同微透鏡群組及發光台面對內，發光台面403之中心軸線S-S'、小微透鏡2002之中心軸線T-T'及大微透鏡404之中心軸線U-U'之間的相對位置及偏移距離相同或類似於上文圖15至圖18之任一者中所描述。
在一些實施例中，在圖20中，微透鏡402之中心軸線D-D'與對應發光台面401之中心軸線C-C'之間的偏移距離大於小微透鏡2002之中心軸線T-T'與對應發光台面403之中心軸線S-S'之間的偏移距離。
在一些實施例中，在圖19至圖20之任一者中，小微透鏡1902或2002之材料相同於相同微透鏡群組及發光台面對內之大微透鏡404之材料。在一些實施例中，大微透鏡402之材料相同於另一微透鏡群組及發光台面對中之小微透鏡1902或2002之材料。
圖21繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構2100之一橫截面圖。微透鏡102及發光台面101對陣列(包含相關反射杯及選用間隔件)之結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖1A中)所描述之發光結構。在圖21中，一微透鏡2102形成於微透鏡102上方。在一些實施例中，微透鏡2102覆蓋且接觸微透鏡102之頂面。微透鏡2102之材料及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之微透鏡102。在一些實施例中，微透鏡102之中心軸線與微透鏡2102之中心軸線同軸對準或相同。在上文所描述之一些實施例中，微透鏡102之中心軸線不與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一較佳實施例中，微透鏡102之中心軸線與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一些實施例中，微透鏡2102之水平尺寸相同於或大於微透鏡102之水平尺寸。
在一些實施例中，微透鏡2102之材料不同於微透鏡102之材料。在一些實施例中，微透鏡102之折射率高於微透鏡2102之折射率以提高光提取效率。來自發光台面101之光線方向經由微透鏡102及微透鏡2102改變。例如，自發光台面101之中心軸線發射之光線2104行進穿過微透鏡102及微透鏡2102，且在自微透鏡2102射出時重定向為2106。自發光台面101發射之光線2108行進穿過微透鏡102，在其行進穿過微透鏡2102時重定向為2110，且在自微透鏡2102射出時重定向為2112。
在圖21中，在一些實施例中，微透鏡2102之底部與微透鏡102之頂部曲面一致。在一些實施例中，微透鏡102具有一半球形狀。在一些實施例中，當不考量微透鏡102之分割時，微透鏡2102具有含一多邊形橫截面之一柱形結構。當在不考量微透鏡102之分割之情況下自一橫截面圖觀看時，多邊形結構可為由經連接以形成一閉合多邊形鏈之有限數目個直線段勾畫之一平面圖。例如，平面圖可為一角形、二角形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、十邊形、十一邊形、十二邊形、十三邊形、十四邊形、十五邊形、十六邊形、十七邊形、十八邊形、十九邊形、二十邊形、二十四邊形、三十邊形、四十邊形、五十邊形、六十邊形、七十邊形、八十邊形、九十邊形、一百邊形或其他規則或不規則形狀。
如圖21中所展示，在一些實施例中，多邊形橫截面係具有一傾斜頂面2130之一梯形且不考量微透鏡102之分割。在一些實施例中，傾斜頂面2130具有10度至80度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。在一些實施例中，傾斜頂面2130具有30度至60度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。在一些實施例中，傾斜頂面可為彎曲、波狀或其等之組合。
在微透鏡102上方添加微透鏡2102可進一步將來自發光台面之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖21中，來自微透鏡102之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。因此，即使發光台面101之中心軸線及微透鏡102之中心軸線相同，但自微透鏡102射出之光仍會在其行進穿過微透鏡2102且自微透鏡2102射出時朝向一特定角度重定向。此外，當微透鏡102及微透鏡2102之中心軸線相對於發光台面101之中心軸線之偏移分別改變時，可進一步調整光出射角度及強度。例如，微透鏡2102之中心軸線無需相同於微透鏡102之中心軸線或發光台面101之中心軸線且偏移可在相同顯示器內變動。
圖22繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構2200之一橫截面圖。微透鏡102及發光台面101對陣列(包含相關反射杯及選用間隔件)之結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖1A中)所描述之發光結構。在圖22中，一微透鏡2202形成於微透鏡102上方。在一些實施例中，微透鏡2202覆蓋且接觸微透鏡102之頂面。微透鏡2202之材料及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之微透鏡102。在一些實施例中，微透鏡102之中心軸線及微透鏡2202之中心軸線同軸對準或相同。在上文所描述之一些實施例中，微透鏡102之中心軸線不與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一較佳實施例中，微透鏡102之中心軸線與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一些實施例中，微透鏡2202之水平尺寸相同於或大於微透鏡102之水平尺寸。
在一些實施例中，微透鏡2202之材料不同於微透鏡102之材料。在一些實施例中，微透鏡102之折射率高於微透鏡2202之折射率以提高光提取效率。來自發光台面101之光線方向經由微透鏡102及微透鏡2202改變。例如，自發光台面101之中心軸線發射之光線2204行進穿過微透鏡102及微透鏡2202，且在自微透鏡2202射出時重定向為2206。自發光台面101發射之光線2208行進穿過微透鏡102，在其行進穿過微透鏡2202時重定向為2210，且在自微透鏡2202射出時重定向為2212。
在圖22中，在一些實施例中，微透鏡2202之底部與微透鏡102之頂部曲面一致。在一些實施例中，微透鏡102具有一半球形狀。在一些實施例中，當不考量微透鏡102之分割時，微透鏡2202具有含一三角形橫截面之一柱形結構。如圖22中所展示，在一些實施例中，微透鏡2202具有一傾斜頂面2230。在一些實施例中，傾斜頂面2230具有10度至80度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。在一些實施例中，傾斜頂面2230具有30度至60度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。
在微透鏡102上方添加微透鏡2202可進一步將來自發光台面之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖22中，來自微透鏡102之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。因此，即使發光台面101之中心軸線及微透鏡102之中心軸線相同，但自微透鏡102射出之光仍會在其行進穿過微透鏡2202且自微透鏡2202射出時朝向一特定角度重定向。此外，當微透鏡102及微透鏡2202之中心軸線相對於發光台面101之中心軸線之偏移分別改變時，可進一步調整光出射角度及強度。例如，微透鏡2202之中心軸線無需相同於微透鏡102之中心軸線或發光台面101之中心軸線且偏移可在相同顯示器內變動。
圖23繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構2300之一橫截面圖。微透鏡102及發光台面101對陣列(包含相關反射杯及選用間隔件)之結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖1A中)所描述之發光結構。在圖23中，一微透鏡2302形成於微透鏡102上方。在一些實施例中，微透鏡2302覆蓋且接觸微透鏡102之頂面。微透鏡2302之材料及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之微透鏡102。在一些實施例中，微透鏡102之中心軸線及微透鏡2302之中心軸線同軸對準或相同。在上文所描述之一些實施例中，微透鏡102之中心軸線不與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一較佳實施例中，微透鏡102之中心軸線與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一些實施例中，微透鏡2302之水平尺寸相同於或大於微透鏡102之水平尺寸。
在一些實施例中，微透鏡2302之材料不同於微透鏡102之材料。在一些實施例中，微透鏡102之折射率高於微透鏡2302之折射率以提高光提取效率。來自發光台面101之光線方向經由微透鏡102及微透鏡2302改變。例如，自發光台面101之中心軸線發射之光線2304行進穿過微透鏡102及微透鏡2302，且在自微透鏡2302射出時重定向為2306。自發光台面101發射之光線2308行進穿過微透鏡102，在其行進穿過微透鏡2302時重定向為2310，且在自微透鏡2302射出時重定向為2312。
在圖23中，在一些實施例中，微透鏡2302之底部與微透鏡102之頂部曲面一致。在一些實施例中，微透鏡102具有一半球形狀。在一些例示性實施例中，一複合結構可為兩個或更多個結構之一組合。在一些實施例中，微透鏡2302係具有兩個形狀組件2302-1及2302-2之一複合結構。微透鏡組件2302-1形成於微透鏡組件2302-2之底部處。在一些實施例中，當不考量微透鏡102之分割時，微透鏡組件2302-1具有含一多邊形橫截面之一柱形結構。如圖23中所展示，在一些實施例中，多邊形橫截面係具有一傾斜頂面2330之一梯形形狀且不考量微透鏡102之分割。如圖23中所展示，在一些實施例中，微透鏡組件2302-1具有一傾斜頂面2330。在一些實施例中，傾斜頂面2330具有10度至80度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。在一些實施例中，傾斜頂面2330具有30度至60度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。如圖23中所展示，在一些實施例中，微透鏡組件2302-2具有含一平坦底側表面及一凸形頂側表面之一半球形狀。微透鏡組件2302-2之平坦底側表面與微透鏡組件2302-1之傾斜頂面2330無縫接觸且覆蓋。微透鏡組件2302-2之平坦底側表面及微透鏡組件2302-1之傾斜頂面2330具有相同形狀及尺寸，且其等兩者以相對於垂直於基板110之表面之軸線之相同角度傾斜。兩個微透鏡組件2302-1及2302-2係微透鏡2302之集成部分且形成微透鏡2302之一複合形狀。
在微透鏡102上方添加微透鏡2302可進一步將來自發光台面之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖23中，來自微透鏡102之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。因此，即使發光台面101之中心軸線及微透鏡102之中心軸線相同，但自微透鏡102射出之光仍會在其行進穿過微透鏡2302且自微透鏡2302射出時朝向一特定角度重定向。此外，當微透鏡102及微透鏡2302之中心軸線相對於發光台面101之中心軸線之偏移分別改變時，可進一步調整光出射角度及強度。例如，微透鏡2302之中心軸線無需相同於微透鏡102之中心軸線或發光台面101之中心軸線且偏移可在相同顯示器內變動。
圖24繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構2400之一橫截面圖。微透鏡102及發光台面101對陣列(包含相關反射杯及選用間隔件)之結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖1A中)所描述之發光結構。在圖24中，一微透鏡2402形成於微透鏡102上方。在一些實施例中，微透鏡2402覆蓋且接觸微透鏡102之頂面。微透鏡2402之材料及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之微透鏡102。在一些實施例中，微透鏡102之中心軸線及微透鏡2402之中心軸線同軸對準或相同。在上文所描述之一些實施例中，微透鏡102之中心軸線不與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一較佳實施例中，微透鏡102之中心軸線與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一些實施例中，微透鏡2402之水平尺寸相同於或大於微透鏡102之水平尺寸。
在一些實施例中，微透鏡2402之材料不同於微透鏡102之材料。在一些實施例中，微透鏡102之折射率高於微透鏡2402之折射率以提高光提取效率。來自發光台面101之光線方向經由微透鏡102及微透鏡2402改變。例如，自發光台面101之中心軸線發射之光線2404行進穿過微透鏡102及微透鏡2402，且在自微透鏡2402射出時重定向為2406。自發光台面101發射之光線2408行進穿過微透鏡102，在其行進穿過微透鏡2402時重定向為2410，且在自微透鏡2402射出時重定向為2412。
在圖24中，在一些實施例中，微透鏡2402之底部與微透鏡102之頂部曲面一致。在一些實施例中，微透鏡102具有一半球形狀。在一些實施例中，微透鏡2402係具有兩個形狀組件2402-1及2402-2之一複合結構。微透鏡組件2402-1形成於微透鏡組件2402-2之底部處。當不考量微透鏡102之分割時，微透鏡組件2402-1具有含一三角形橫截面之一柱形結構。如圖24中所展示，在一些實施例中，微透鏡組件2402-1具有一傾斜頂面2430。在一些實施例中，傾斜頂面2430具有10度至80度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。在一些實施例中，傾斜頂面2430具有30度至60度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。如圖24中所展示，在一些實施例中，微透鏡組件2402-2具有含一平坦底側表面及一凸形頂側表面之一半球形狀。微透鏡組件2402-2之平坦底側表面與微透鏡組件2402-1之傾斜頂面2430無縫接觸且覆蓋。微透鏡組件2402-2之平坦底側表面及微透鏡組件2402-1之傾斜頂面2430具有相同形狀及尺寸，且其等兩者以相對於垂直於基板110之表面之軸線之相同角度傾斜。兩個微透鏡組件2402-1及2402-2係微透鏡2402之集成部分且形成微透鏡2402之一複合形狀。
在微透鏡102上方添加微透鏡2402可進一步將來自發光台面之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖24中，來自微透鏡102之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。因此，即使發光台面101之中心軸線及微透鏡102之中心軸線相同，但自微透鏡102射出之光仍會在其行進穿過微透鏡2402且自微透鏡2402射出時朝向一特定角度重定向。此外，當微透鏡102及微透鏡2402之中心軸線相對於發光台面101之中心軸線之偏移分別改變時，可進一步調整光出射角度及強度。例如，微透鏡2402之中心軸線無需相同於微透鏡102之中心軸線或發光台面101之中心軸線且偏移可在相同顯示器內變動。
圖25繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構2500之一橫截面圖。微透鏡102及發光台面101對陣列(包含相關反射杯及選用間隔件)之結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖1A中)所描述之發光結構。在圖25中，一微透鏡2502形成於微透鏡102上方。在一些實施例中，微透鏡2502覆蓋且接觸微透鏡102之頂面。微透鏡2502之材料及製造類似於上文圖1至圖7中所描述之微透鏡102。在一些實施例中，微透鏡2502係一繞射微透鏡。在一些實施例中，微透鏡102之中心軸線與繞射微透鏡2502之頂面2540之中心點相交。在一較佳實施例中，微透鏡102之中心軸線與發光台面101之中心軸線B-B'同軸對準或相同。在一些實施例中，微透鏡2502之水平尺寸相同於或大於微透鏡102之水平尺寸。
在一些實施例中，微透鏡2502之材料不同於微透鏡102之材料。在一些實施例中，微透鏡102之折射率高於微透鏡2502之折射率以提高光提取效率。在一些實施例中，微透鏡102之折射率小於微透鏡2502之折射率。來自發光台面101之光線方向經由微透鏡102及微透鏡2502改變。例如，自發光台面101之中心軸線發射之光線2504行進穿過微透鏡102及微透鏡2502，且在自微透鏡2502射出時重定向為2506。自發光台面101發射之光線2508行進穿過微透鏡102，在其行進穿過微透鏡2502時重定向為2510，且在自微透鏡2502射出時重定向為2512。
在圖25中，在一些實施例中，微透鏡2502之底部與微透鏡102之頂部曲面一致。在一些實施例中，微透鏡102具有一半球形狀。在一些實施例中，微透鏡2502係具有四個形狀組件2502-1、2502-2、2502-3及2502-4之一複合結構。在一些實施例中，當不考量微透鏡102之分割時，微透鏡組件2502-1具有含一多邊形橫截面之一柱形結構。如圖25中所展示，在一些實施例中，多邊形橫截面係具有一傾斜頂面2530之一梯形形狀且不考量微透鏡102之分割。在圖25中未展示之一些實施例中，當不考慮微透鏡102之分割時，微透鏡組件2502-1具有含一三角形橫截面之一柱形結構，類似於上文圖22及圖24中所描述之微透鏡組件。微透鏡組件2502-1形成於微透鏡組件2502-2、2502-3及2502-4之底部處。
如圖25中所展示，在一些實施例中，微透鏡組件2502-1具有一傾斜頂面2530。在一些實施例中，傾斜頂面2530具有10度至80度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。在一些實施例中，傾斜頂面2530具有30度至60度之範圍內之相對於垂直於基板110之表面之一軸線之一角度。如圖25中所展示，在一些實施例中，微透鏡組件2502-2具有含一平坦底側表面及一凸形頂側表面之一半球形狀。在一些實施例中，微透鏡組件2502-2具有通過半球形微透鏡組件2502-2之頂面之中心點及底面之中心點之一中心軸線V-V'。在一些實施例中，中心點可係指依使得對於一幾何圖上之任何點，圖上存在另一點使得結合兩個點之一直線由原點平分之一方式與圖相關之一點。例如，繞射微透鏡2502可為一半球結構，因此，繞射微透鏡2502之頂面之中心點可係指半球結構之頂面之峰值點。
當微透鏡102之中心軸線垂直時，中心軸線V-V'傾斜。在一些實施例中，微透鏡組件2502-2之中心軸線V-V'垂直於微透鏡組件2502-1之傾斜頂面2530。微透鏡組件2502-2之平坦底側表面與微透鏡組件2502-1之傾斜頂面2530之一中心部分無縫接觸且覆蓋。微透鏡組件2502-2之平坦底側表面及微透鏡組件2502-1之傾斜頂面2530彼此接觸，且其等兩者以相對於垂直於基板110之表面之軸線之相同角度傾斜。在一些實施例中，自圖25中之橫截面看，圍繞微透鏡組件2502-2形成一些多邊形結構(諸如微透鏡組件2502-3及2502-4)以增加繞射。在一些實施例中，多邊形結構類似於圖2C中所描述之樓梯狀結構。在一些實施例中，樓梯狀結構微透鏡組件2502-3及2502-4具有朝向微透鏡2502之邊緣增加階梯之一頂面。在一些實施例中，微透鏡組件2502-3及2502-4具有以不同角度傾斜以將來自發光結構2500之光重定向至不同方向上之多個表面。四個微透鏡組件2502-1、2502-2、2502-3及2502-4係微透鏡2502之集成部分且形成微透鏡2502之一複合形狀。在一些實施例中，微透鏡2502具有以不同角度傾斜以將來自發光結構2500之光重定向至不同方向上之多個表面。
在微透鏡102上方添加繞射微透鏡2502可進一步將來自發光台面之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖25中，來自微透鏡102之光線在出射之後在某些方向上圍繞發光台面更聚焦。因此，即使發光台面101之中心軸線及微透鏡102之中心軸線相同，但自微透鏡102射出之光仍會在其行進穿過微透鏡2502且自微透鏡2502射出時朝向若干角度重定向。此外，當微透鏡102及微透鏡2502之中心軸線相對於發光台面101之中心軸線之偏移分別改變時，可進一步調整光出射角度及強度。例如，微透鏡2502之中心軸線無需相同於微透鏡102之中心軸線或發光台面101之中心軸線且偏移可在相同顯示器內變動。
在一些實施例中，根據繞射微透鏡2502之設計，具有特定波長之光可選擇性穿過繞射微透鏡2502或由繞射微透鏡2502反射。在一些實施例中，繞射透鏡可位於微透鏡102上且繞射微透鏡2502之底面不大於微透鏡102之底面。
在一些實施例中，繞射微透鏡2502可包括其中可發生繞射效應之一單狹縫。在一些實施例中，繞射微透鏡2502可包括其中可發生繞射效應之一雙狹縫。在一些實施例中，繞射微透鏡2502可包括其中可發生繞射效應之一或多個圓孔。在一些實施例中，繞射微透鏡2502可包括其中可發生繞射效應之一或多個週期性及/或非週期性結構。
在一些例示性實施例中，繞射微透鏡2502可為一布拉格鏡。布拉格鏡可包括兩個不同光學材料之層之一交替序列。例如，布拉格鏡可為一1/4波鏡。光學材料之各層可具有對應於設計布拉格鏡之波長之1/4之一不同厚度。當布拉格鏡針對較大入射角設計時，可相應地需要較厚層。因此，自發光台面發射之光及/或穿過微透鏡之光之選定波長可由布拉格鏡反射。在一些實施例中，布拉格鏡實施於微透鏡2502之頂面上。在一些實施例中，布拉格鏡僅實施於微透鏡組件2502-3及2502-4之表面上。
在一些實施例中，用於一紅光LED之一布拉格鏡包含Au或/及氧化銦錫(ITO)之多個層。
在一個實例中，布拉格鏡可包括TiO 2及SiO 2層之一交替配置。在一個實例中，表1中所展示之以下分佈式布拉格反射器(DBR)結構可用於反射來自一綠光LED之綠光：
表1：一綠光LED反射層之DBR層結構
層組合物 層厚度(以奈米為單位)
SiO 2 1000
TiO 2 109.54
SiO 2 318.48
TiO 2 64.95
SiO 2 106.07
TiO 2 245.76
SiO 2 137.08
TiO 2 65.14
SiO 2 106.77
TiO 2 338.95
SiO 2 37.27
TiO 2 12.41
SiO 2 352.18
TiO 2 70.83
SiO 2 229.25
氧化銦錫(ITO) 20
在一個實例中，表2中所展示之以下DBR結構可用於反射來自一藍光LED之藍光：
表2：一藍光LED反射層之DBR層結構
層組合物 層厚度(以奈米為單位)
SiO 2 1000
SiO 2 183.36
TiO 2 96
SiO 2 84.65
TiO 2 51.37
SiO 2 332.37
TiO 2 79.95
SiO 2 423.13
TiO 2 52.99
SiO 2 35.87
TiO 2 235.03
SiO 2 253.67
TiO 2 64.38
SiO 2 336.08
ITO 20
發光結構2500可使用具有不同結構之布拉格鏡。在一些實施例中，布拉格鏡可為基於薄膜塗覆技術、(例如)使用電子束蒸鍍或使用離子束濺鍍製造之一介電鏡。在此等實施例中，布拉格鏡可包括非晶材料。在一些實施例中，布拉格鏡可為光纖布拉格光柵，其包含長週期光纖光柵。在此等實施例中，可藉由使用空間圖案化紫外光照射一光纖來製造光纖布拉格光柵。在一些實施例中，布拉格鏡可為可以光敏塊體玻璃製造之體積布拉格光柵。在一些實施例中，布拉格鏡可為可使用微影方法製造之一半導體布拉格鏡。可基於(例如)可經由微影製造之波紋波導結構來使用其他類型之布拉格鏡。
在一些實施例中，布拉格鏡可使用不同於簡單1/4波設計之其他多層鏡設計。在此等實施例中，對於相同數目個層，布拉格鏡可具有一較低反射率，但可最佳化為(例如)二向色鏡或用於色散補償之色散啁啾鏡。
在一些實施例中，如圖1A中所描述，微透鏡102可形成為諸多不同形狀或複合形狀。圖26繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡及發光台面對之一例示性發光結構2600之一橫截面圖。微透鏡2602及發光台面2601對陣列(包含相關反射杯及選用間隔件)之結構、尺寸、形狀、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖1A中)所描述之發光結構。在一些實施例中，微透鏡2602係由1/4球體與1/4橢球體之組合形成之一橢圓形微透鏡。在圖26中未展示之一些實施例中，圖8至圖25中所描述之其他微透鏡可形成於微透鏡2602上方或微透鏡2602內。
在一較佳實施例中，微透鏡2602之中心軸線(垂直於基板之表面之通過微透鏡2602之底面之中心點之軸線)不與發光台面2601之中心軸線同軸對準或相同。
在一些實施例中，微透鏡2602係具有兩個形狀組件2602-1及2602-2之一複合結構。在一些實施例中，微透鏡組件2602-1係一球體之1/4。在一些實施例中，微透鏡組件2602-2係一橢球體之1/4。兩個形狀組件2602-1及2602-2無縫形成且彼此集成。例如，微透鏡組件2602-1之直徑匹配微透鏡組件2602-2沿Z方向之直徑及沿垂直於橫截面2600之方向之直徑。兩個微透鏡組件2602-1及2602-2係微透鏡2602之集成部分且形成微透鏡2602之一複合形狀。
來自發光台面2601之光線方向經由微透鏡2602自微透鏡2602之不同表面以一不同角度改變。圖26展示自發光台面2601至微透鏡2602中之諸多不同光線之光線路徑之一模擬，其包含繞射及反射效應。例如，自發光台面2601之中心軸線發射之光線2604行進穿過微透鏡2602，且在自微透鏡2602射出時重定向為2606。自發光台面2601發射之光線2608行進穿過微透鏡2602，在自微透鏡2602射出時重定向為2610。
在一些實施例中，球體之半徑不大於9 μm且橢球體之長半徑不大於18 μm。在一些實施例中，類似於圖1A中之微透鏡102，為提高光提取效率，微透鏡2602之中心軸線與發光台面2601之中心軸線在水平面上之偏移距離不大於4.5 μm。在一些實施例中，類似於圖1A之微透鏡102，微透鏡2602之邊緣覆蓋發光台面2601之中心軸線。
微透鏡2602之複合不對稱形狀可進一步將來自發光台面之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖26中，來自微透鏡2602之光線在出射之後圍繞發光台面在某些方向上更繞射且在其他方向上更聚焦。因此，即使發光台面2601之中心軸線及微透鏡2602之中心軸線相同，但自微透鏡2602射出之光仍會在其行進穿過微透鏡2602且自微透鏡2602射出時朝向若干角度重定向。此外，當微透鏡2602及微透鏡2602上方之微透鏡之中心軸線相對於發光台面2601之中心軸線之偏移分別改變時，可進一步調整光出射角度及強度。例如，微透鏡2602上方之微透鏡之中心軸線無需相同於微透鏡2602之中心軸線或發光台面2601之中心軸線且偏移可在相同顯示器內變動。
圖27繪示根據一些實施例之具有至少兩個微透鏡及發光台面對之一例示性發光結構2700之一橫截面圖，且微透鏡之至少一者具有由一反射部分覆蓋之一缺口部分。微透鏡及發光台面對(包含相關反射杯及選用間隔件)之陣列結構、尺寸、形狀(不考量缺口)、製造及材料相同或類似於圖1至圖7之任一者中(尤其圖4中)所描述之發光結構。發光結構2700包含一第一對之微透鏡2702及發光台面401。發光結構2700包含一第二對之微透鏡2704及發光台面403。
在一些實施例中，微透鏡2702或2704在微透鏡之頂面之一側處具有一分割部分作為一缺口。在一個實例中，缺口2710在微透鏡2702上留下一傾斜平面。在另一實例中，缺口2720在微透鏡2704上留下一曲面。在一些實施例中，一反射部分形成於缺口之表面上或附接至缺口之表面。例如，一反射部分2712形成於缺口2710之表面上。一反射部分2722形成於缺口2720之表面上。反射部分係與微透鏡上之缺口之表面之形狀一致之一表面。例如，微透鏡2702上之反射部分2712係一傾斜平面層。微透鏡2704上之反射部分2722係一曲面層。缺口及反射部分之形狀不限於平坦及彎曲形狀，而是可為其他形狀，諸如矩形、三角形、正方形、多邊形及其他複合形狀之表面之一部分。
在一些實施例中，反射部分2712或2722可包含一反射層以改良微透鏡之一特定部分內之光反射。在此等實施例中，反射層可具有一高反射率。例如，反射層之反射率可高於60%。在另一實例中，反射層之反射率可高於70%。在又一實例中，反射層之反射率可高於80%。然而，在此等實施例中，反射層之材料可包括選自Rh、Al、Ag及Au之一或多者之金屬，或包括具有不同折射率之兩個子層。在一些實施例中，反射層可為上文圖25中所描述之一布拉格鏡。
在一些實施例中，來自發光台面401之光線方向經由微透鏡2702及反射部分2712自微透鏡2702之不同表面以不同角度改變。例如，自發光台面401發射之光線2714行進穿過微透鏡2702，在微透鏡2702內反射為2716，且在自微透鏡2702射出時重定向為2718。在一些實施例中，來自發光台面403之光線方向經由微透鏡2704及反射部分2722自微透鏡2704之不同表面以不同角度改變。例如，自發光台面403發射之光線2724行進穿過微透鏡2704，在微透鏡2704內反射為2726，且在自微透鏡2704射出時重定向為2728。
具有一缺口與一反射部分之組合之微透鏡之不對稱形狀可進一步將來自發光台面之光導引及調整至一特定角度。例如，在圖27中，來自微透鏡2702或2704之光線在出射之後圍繞發光台面在某些方向上更繞射且在其他方向上更聚焦。因此，即使發光台面(諸如401)之中心軸線及微透鏡(諸如2702)之中心軸線相同，但自微透鏡2702射出之光仍會在其行進穿過微透鏡2702且自微透鏡2702射出時朝向若干角度重定向。此外，當微透鏡(諸如2702)之中心軸線相對於發光台面(諸如401)之中心軸線之偏移及微透鏡上之缺口(諸如2710)之位置分別改變時，可進一步調整光出射角度及強度。例如，微透鏡之中心軸線及發光台面之中心軸線之偏移、缺口之位置及缺口之形狀及類型可在相同顯示器內變動。
儘管詳細描述含有諸多細節，但此等不應被解釋為限制本發明之範疇，而是僅繪示本發明之不同實例及態樣。應瞭解，本發明之範疇包含上文未詳細討論之其他實施例。例如，亦可使用具有不同形狀基底(諸如正方形基底或其他多邊形基底)之微透鏡。可不背離隨附申請專利範圍中界定之本發明之精神及範疇之情況中對本文所揭示之本發明之方法及設備之配置、操作及細節進行熟習技術者將易於明白之各種其他修改、改變及變動。因此，本發明之範疇應由隨附申請專利範圍及其合法等效物判定。
進一步實施例亦包含上述實施例之各種子集，其包含組合或否則重新配置於各種其他實施例中之圖1至圖27中所展示之實施例。例如，圖1至圖27之任一者中所描述之微透鏡(群組)及發光台面對結構之各實施例可與圖1至圖27中所描述之任何其他實施例混合於相同顯示面板內。
圖28係根據一些實施例之一微LED顯示面板2800之一俯視圖。顯示面板2800包含一資料介面2810、一控制模組2820及一像素區域2850。資料介面2810接收界定待顯示影像之資料。此資料之(若干)源及格式將取決於應用而變動。控制模組2820接收傳入資料且將其轉換為適合於驅動顯示面板中之像素之一形式。控制模組2820可包含用於自所接收之格式轉換為適合於像素區域2850之格式之數位邏輯及/或狀態機、用於儲存及傳送資料之移位暫存器或其他類型之緩衝器及記憶體、數位轉類比轉換器及位準移位器及包含時脈電路系統之掃描控制器。
像素區域2850包含具有像素之一台面陣列(圖28中未與LED 2834分開展示)。像素包含與像素驅動器集成之微LED (諸如一單色或多色LED 2834)，例如上文所描述。一微透鏡陣列(圖28中未與LED 2834分開展示)覆蓋台面陣列之頂部。在此實例中，顯示面板2800係一彩色RGB顯示面板。其包含紅色、綠色及藍色像素。在各像素內，LED 2834由一像素驅動器控制。根據先前所展示之實施例，像素接觸一供應電壓(圖中未展示)及經由一接地墊2836接地，且亦接觸一控制信號。儘管圖28中未展示，但LED 2834之p電極及驅動電晶體之輸出電連接。LED電流驅動信號連接(在LED之p電極與像素驅動器之輸出之間)、接地連接(在n電極與系統接地之間)、供應電壓Vdd連接(在像素驅動器之源極與系統Vdd之間)及至像素驅動器之閘極之控制信號連接根據各種實施例進行。本文所揭示之任何微透鏡陣列可使用微LED顯示面板2800實施。
圖28僅係一代表圖。其他設計將顯而易見。例如，色彩不必為紅色、綠色及藍色。其亦不必配置成行或條。作為一個實例，除圖28中所展示之一正方形像素矩陣之配置之外，亦可使用六邊形像素矩陣之一配置來形成顯示面板2800。
在一些應用中，無需一完全可程式化矩形像素陣列。具有各種形狀及顯示器之顯示面板之其他設計亦可使用本文所描述之裝置結構形成。一類實例係特殊應用，其包含標牌及汽車。例如，多個像素可以一星形或螺旋形形狀配置以形成一顯示面板，且顯示面板上之不同圖案可藉由接通及切斷LED來產生。另一特殊實例係汽車前照燈及智慧型照明，其中某些像素分組在一起以形成各種照明形狀且各群組之LED像素可由個別像素驅動器接通或切斷或否則調整。
甚至各像素內之裝置之橫向配置可變動。在圖1A中，LED及像素驅動器垂直配置，即，各LED位於對應像素驅動器電路之頂部上。其他配置係可行的。例如，像素驅動器亦可位於LED「後面」、LED「前面」或LED「旁邊」。
可製造不同類型之顯示面板。例如，一顯示面板之解析度通常可在自8×8至3840×2160之範圍內。常見顯示解析度包含具有320×240解析度及4:3縱橫比之QVGA、具有1024×768解析度及4:3縱橫比之XGA、具有1280×720解析度及16:9縱橫比之D、具有1920×1080解析度及16:9縱橫比之FHD、具有3840×2160解析度及16:9縱橫比之UHD及具有$326×2160解析度之4K。亦可存在自次微米及以下至10 mm及以上之範圍內之各種像素大小。總顯示區域之大小亦可在自小至數十微米或更小之對角線至高達數百英寸或更大之範圍內廣泛變動。
不同應用亦將具有不同光學亮度及視角要求。實例性應用包含直視顯示螢幕、家庭/辦公室投影儀及可攜式電子器件(諸如智慧型電話、膝上型電腦、可穿戴電子器件、AR及VR眼鏡)之光引擎及視網膜投影。功耗可自視網膜投影儀之低至數毫瓦特變動至大螢幕戶外顯示器、投影儀及智慧型汽車前照燈之高達數千瓦特。就圖框速率而言，歸因於無機LED之快速響應(奈秒級)，圖框速率可高達KHz或甚至小解析度之MHz。
進一步實施例亦包含上述實施例之各種子集，其包含組合或否則重新配置於各種其他實施例中之圖1至圖28中所展示之實施例。
儘管詳細描述含有諸多細節，但此等不應被解釋為限制本發明之範疇，而是僅繪示本發明之不同實例及態樣。應瞭解，本發明之範疇包含上文未詳細討論之其他實施例。例如，上述方法可應用於除LED及OLED之外的功能裝置與除像素驅動器之外的控制電路系統之集成。非LED裝置之實例包含垂直腔面射型雷射(VCSEL)、光偵測器、微機電系統(MEMS)、矽光子裝置、電力電子裝置及分佈式回饋雷射(DFB)。其他控制電路系統之實例包含電流驅動器、電壓驅動器、轉阻放大器及邏輯電路。
提供所揭示之實施例之以上描述來使熟習技術者能夠製造或使用本文所描述之實施例及其變型。熟習技術者將易於明白此等實施例之各種修改，且本文所界定之一般原理可在不背離本文所揭示之標的之精神或範疇之情況下應用於其他實施例。因此，本發明不意欲受限於本文所展示之實施例，而是應被給予與以下申請專利範圍及本文所揭示之原理及新穎特徵一致之最廣範疇。
本發明之特徵可在一電腦程式產品中、使用一電腦程式產品或藉助一電腦程式產品實施，諸如其上/其中儲存有可用於程式化一處理系統以執行本文所呈現之特徵之任何者之指令之一(若干)儲存媒體或電腦可讀儲存媒體。儲存媒體可包含(但不限於)高速隨機存取記憶體(諸如DRAM、SRAM、DDR RAM或其他隨機存取固態記憶體裝置)，且可包含非揮發性記憶體(諸如一或多個磁碟儲存裝置、光碟儲存裝置、快閃記憶體裝置或其他非揮發性固態儲存裝置)。記憶體視情況包含遠離(若干) CPU定位之一或多個儲存裝置。記憶體或替代地，記憶體內之(若干)非揮發性記憶體裝置包括一非暫時性電腦可讀儲存媒體。
儲存於(若干)任何機器可讀媒體上之本發明之特徵可併入軟體及/或韌體中用於控制一處理系統之硬體及用於使一處理系統能夠利用本發明之結果與其他機構交互作用。此軟體或韌體可包含(但不限於)應用程式碼、裝置驅動程式、作業系統及執行環境/容器。
應瞭解，儘管術語「第一」、「第二」等可在本文中用於描述各種元件或步驟，但此等元件或步驟不應由此等術語限制。此等術語僅用於使元件或步驟彼此區分。
本文所使用之術語僅用於描述特定實施例且不意欲限制申請專利範圍。如實施例及隨附申請專利範圍之描述中所使用，除非內文另有明確指示，否則單數形式「一」及「該」亦意欲包含複數形式。亦應瞭解，本文所使用之術語「及/或」係指且涵蓋相關聯列項之一或多者之任何及所有可能組合。應進一步瞭解，本說明書中所使用之術語「包括」特指定存在所述特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件，但不排除存在或添加一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其等之群組。
如本文所使用，術語「若」可被解釋為意謂「當一所述先決條件為真時」或「在一所述先決條件為真之後」或「回應於判定一所述先決條件為真」或「根據一所述先決條件為真之一判定」或「回應於偵測到一所述先決條件為真」，其取決於上下文。類似地，片語「若判定[一所述先決條件為真]」或「若[一所述先決條件為真]」或「當[一所述先決條件為真]時」可被解釋為意謂「在判定所述先決條件為真之後」或「回應判定所述先決條件為真」或「根據所述先決條件為真之一判定」或「在偵測到所述先決條件為真之後」或「回應於偵測到所述先決條件為真」，其取決於上下文。
為了闡釋，已參考具體實施例描述以上描述。然而，以上繪示性討論不意欲具窮舉性或使申請專利範圍受限於所揭示之精確形式。可鑑於以上教示進行諸多修改及變動。實施例經選擇及描述以最佳闡釋操作原理及實際應用以藉此使其他熟習技術者能夠最佳利用本發明及各種實施例。
100:發光結構 101:發光台面 102:微透鏡 108:間隔件 109:平坦化絕緣層 110:半導體基板 111:反射杯部分 112:反射杯部分 113:內側壁 114:內側壁 115:導電電極層 116:金屬接合層 117:絕緣層 118:隔離結構 120:發光層 201:反射杯 201a:內側壁 202:反射杯 202a:子內側壁 202b:子內側壁 202c:子內側壁 203:反射杯 203-1:樓梯結構 203-2:樓梯結構 203-3:樓梯結構 203a:子內側壁 203b:子內側壁 203c:子內側壁 300:橫截面圖 301:反射層 302:導電層 303:導電層 304:接觸墊 400:發光結構 401:第一發光台面 402:第一微透鏡 403:第二發光台面 404:第二微透鏡 410:基板 440:垂直光陣列 442:光陣列 444:光陣列 446:光陣列 500:發光結構陣列系統 501:發光台面 502:微透鏡 504:最遠點/邊緣 506:最遠點/邊緣 600:發光結構陣列系統 602:感測器 604:發光台面 606:微透鏡 608:發光台面 610:微透鏡 612:發光台面 614:微透鏡 616:發光台面 618:微透鏡 620:發光台面 622:微透鏡 700:發光結構陣列系統 702:感測器 704:發光台面 706:微透鏡 708:發光台面 710:微透鏡 712:發光台面 714:微透鏡 716:發光台面 718:微透鏡 720:發光台面 722:微透鏡 800:發光結構 802:大微透鏡 804:大微透鏡 806:小微透鏡 808:小微透鏡 840:光線 842:光線 844:光線 846:光線 848:光線 1000:發光結構 1002:大微透鏡 1004:大微透鏡 1006:小微透鏡 1008:小微透鏡 1038:光線 1040:光線 1042:光線 1044:光線 1046:光線 1106:像素光源陣列 1106M:像素光源 1120:微透鏡 1130:遮罩層 1135:電漿蝕刻程序 1140:隔離胞元 1145:微透鏡材料層 1150:圖案化光敏聚合物遮罩層 1160:半球圖案 1170:間隔件 1200:發光結構 1202:大微透鏡 1204:大微透鏡 1206:小微透鏡 1208:小微透鏡 1236:光線 1238:光線 1240:光線 1242:光線 1244:光線 1246:光線 1248:光線 1300:發光結構 1302:大微透鏡 1304:大微透鏡 1306:小微透鏡 1308:小微透鏡 1338:光線 1340:光線 1342:光線 1344:光線 1346:光線 1348:光線 1500:發光結構 1502:大微透鏡 1504:大微透鏡 1506:小微透鏡 1508:小微透鏡 1540:光線 1542:光線 1544:光線 1546:光線 1548:光線 1550:光線 1600:發光結構 1602:大微透鏡 1604:大微透鏡 1606:小微透鏡 1608:小微透鏡 1638:光線 1640:光線 1642:光線 1644:光線 1646:光線 1648:光線 1700:發光結構 1702:大微透鏡 1704:大微透鏡 1706:小微透鏡 1708:小微透鏡 1738:光線 1740:光線 1742:光線 1744:光線 1746:光線 1748:光線 1800:發光結構 1802:大微透鏡 1804:大微透鏡 1806:小微透鏡 1808:小微透鏡 1838:光線 1840:光線 1842:光線 1844:光線 1846:光線 1848:光線 1900:發光結構 1902:小微透鏡 2000:發光結構 2002:小微透鏡 2100:發光結構 2102:微透鏡 2104:光線 2106:光線 2108:光線 2110:光線 2112:光線 2130:傾斜頂面 2200:發光結構 2202:微透鏡 2204:光線 2206:光線 2208:光線 2210:光線 2212:光線 2230:傾斜頂面 2300:發光結構 2302:微透鏡 2302-1:微透鏡組件 2302-2:微透鏡組件 2304:光線 2306:光線 2308:光線 2310:光線 2312:光線 2330:傾斜頂面 2400:發光結構 2402:微透鏡 2402-1:微透鏡組件 2402-2:微透鏡組件 2404:光線 2406:光線 2408:光線 2410:光線 2412:光線 2430:傾斜頂面 2500:發光結構 2502:微透鏡 2502-1:微透鏡組件 2502-2:微透鏡組件 2502-3:微透鏡組件 2502-4:微透鏡組件 2504:光線 2506:光線 2508:光線 2510:光線 2512:光線 2530:傾斜頂面 2540:頂面 2600:發光結構 2601:發光台面 2602:微透鏡 2602-1:微透鏡組件 2602-2:微透鏡組件 2604:光線 2606:光線 2608:光線 2610:光線 2700:發光結構 2702:微透鏡 2704:微透鏡 2710:缺口 2712:反射部分 2714:光線 2716:光線 2718:光線 2720:缺口 2722:反射部分 2724:光線 2726:光線 2728:光線 2800:顯示面板 2810:資料介面 2820:控制模組 2834:發光二極體(LED) 2836:接地墊 2850:像素區域 θ:出射角
因此，可更詳細理解本發明，可參考各種實施例之特徵進行更特定描述，一些特徵繪示於附圖中。然而，附圖僅繪示本發明之相關特徵且因此不應被視為限制，因為描述可允許其他有效特徵。
為方便起見，「向上」用於意謂遠離一發光結構之基板，「向下」意謂朝向基板，且相應地解譯諸如頂部、底部、上方、下方、之下、下面等之其他方向術語。
圖1A繪示根據一些實施例之一例示性發光結構之一橫截面圖。
圖1B繪示根據一些實施例之使用自上而下圖案轉印形成與一微透鏡陣列集成之一顯示面板之一製造方法。
圖1C繪示根據一些實施例之使用自上而下圖案轉印形成與一微透鏡陣列集成之一顯示面板之一製造方法。
圖2A至圖2C各繪示根據一些實施例之反射杯之一些例示性實施例之一橫截面圖。
圖3繪示根據一些實施例之圖1A中之基板上之發光台面之一例示性結構之一橫截面圖。
圖4繪示根據一些實施例之具有一微透鏡陣列及發光台面之一例示性發光結構之一橫截面圖。
圖5係根據一些實施例之離軸配置之發光台面及微透鏡之一發光結構陣列系統之一俯視圖。
圖6繪示根據一些實施例之一發光結構陣列系統及位於發光結構陣列系統上方之一中心位置處之一感測器之一橫截面圖。
圖7繪示根據一些實施例之一發光結構陣列系統及位於發光結構陣列系統上方之一側或非中心位置處之一感測器之一橫截面圖。
圖8繪示根據一些實施例之在一大微透鏡內具有一小微透鏡之一例示性發光結構之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖9A至圖9D繪示根據一些實施例之自來自圖8中所展示之發光結構之大微透鏡出射之光之一些例示性模擬結果。
圖10繪示根據一些實施例之在一大微透鏡內具有一小微透鏡之一例示性發光結構之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖11A至圖11E繪示根據一些實施例之自來自圖10中所展示之發光結構之大微透鏡出射之光之一些例示性模擬結果。
圖12繪示根據一些實施例之在一大微透鏡內具有一小微透鏡之一例示性發光結構之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖13繪示根據一些實施例之在一大微透鏡內具有一小微透鏡之一例示性發光結構之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖14A至圖14B繪示根據一些實施例之自來自圖13中所展示之發光結構之大微透鏡出射之光之一些例示性模擬結果。
圖15繪示根據一些實施例之在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)之一例示性發光結構之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖16繪示根據一些實施例之在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)之一例示性發光結構之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖17繪示根據一些實施例之在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)之一例示性發光結構之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖18繪示根據一些實施例之在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)之一例示性發光結構之一橫截面圖，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖19繪示根據一些實施例之具有至少兩個微透鏡及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖，且對之至少一者在一大微透鏡內具有一小微透鏡，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖20繪示根據一些實施例之具有至少兩個微透鏡及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖，且對之至少一者在一大微透鏡上方具有一小微透鏡(或相對於大微透鏡位於發光結構之發光路徑上更遠處之小微透鏡)，其中小微透鏡之橫向尺寸小於大微透鏡之橫向尺寸。
圖21繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖。
圖22繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖。
圖23繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖。
圖24繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖。
圖25繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡群組及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖。
圖26繪示根據一些實施例之具有至少一個微透鏡及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖。
圖27繪示根據一些實施例之具有至少兩個微透鏡及發光台面對之一例示性發光結構之一橫截面圖，且微透鏡之至少一者具有由一反射部分覆蓋之一缺口部分。
圖28係根據一些實施例之一微LED顯示面板之一俯視圖。
根據慣例，圖式所繪示之各種特徵可不按比例繪製。因此，為清楚起見，可任意擴大或減小各種特徵之尺寸。另外，一些圖式可不描繪一給定系統、方法或裝置之所有組件。最後，在整個說明書及圖中，相同元件符號可用於標示相同特徵。
100:發光結構
101:發光台面
102:微透鏡
108:間隔件
109:平坦化絕緣層
110:半導體基板
111:反射杯部分
112:反射杯部分
113:內側壁
114:內側壁
115:導電電極層
116:金屬接合層
117:絕緣層
118:隔離結構
120:發光層

Claims (20)

  1. 一種具有一離軸微透鏡陣列結構之發光結構陣列系統，其包括： 至少一個發光台面；及 至少一個微透鏡，其形成於該發光台面上方，其中該至少一個微透鏡之一中心軸線不與該至少一個發光台面之一中心軸線同軸對準。
  2. 如請求項1之發光結構陣列系統，其中各微透鏡相對於該發光結構陣列系統中之一對應發光台面之相對位置相同。
  3. 如請求項1之發光結構陣列系統，其進一步包括一感測器，其中透過該至少一個微透鏡自該至少一個發光台面發射之光線一起轉換至該感測器中。
  4. 如請求項3之發光結構陣列系統，其中該感測器配置於該發光結構陣列系統之一中心軸線處。
  5. 如請求項4之發光結構陣列系統，其中一各自微透鏡之一中心軸線相對於一各自發光台面之一中心軸線之一各自偏移距離自該發光結構陣列系統之中心至該發光結構陣列系統之一邊緣變大。
  6. 如請求項3之發光結構陣列系統，其中該感測器不配置於該發光結構陣列系統之一中心軸線處。
  7. 如請求項6之發光結構陣列系統，其中一各自微透鏡之一中心軸線相對於一各自發光台面之一中心軸線之一偏移距離自該感測器之一中心軸線至該發光結構陣列系統之一邊緣變大。
  8. 如請求項6之發光結構陣列系統，其中自一各自微透鏡發出之光之一角度自該感測器之一中心軸線至該發光結構陣列系統之一邊緣變大。
  9. 如請求項1之發光結構陣列系統，其中該至少一個微透鏡之該中心軸線自該至少一個發光台面之該中心軸線之一偏移範圍不大於4.5 μm。
  10. 如請求項1之發光結構陣列系統，其中該至少一個發光台面之一底面之一邊緣與該至少一個微透鏡之一底面之一邊緣之間的一偏移距離在該至少一個微透鏡之該底面之一直徑之30%內。
  11. 如請求項1之發光結構陣列系統，其中該至少一個微透鏡之材料係氧化矽或有機材料。
  12. 如請求項1之發光結構陣列系統，其中該至少一個微透鏡之一底面與該至少一個發光台面之該中心軸線相交。
  13. 如請求項1之發光結構陣列系統，其進一步包括一半導體基板及一反射杯，其中該至少一個發光台面形成於該半導體基板上，且該至少一個發光台面由該反射杯包圍。
  14. 如請求項13之發光結構陣列系統，其中該反射杯之內側壁呈樓梯形。
  15. 如請求項13之發光結構陣列系統，其中該至少一個發光台面包含： 一發光層， 一底部接合層，其位於該發光層之一底部處且與該半導體基板接合，及 一頂部電極層，其覆蓋該至少一個發光台面且與該反射杯電連接，其中該反射杯與該半導體基板電連接。
  16. 如請求項1之發光結構陣列系統，其進一步包括形成於該至少一個發光台面與該至少一個微透鏡之間的一間隔件。
  17. 如請求項16之發光結構陣列系統，其中該間隔件之高度小於該至少一個微透鏡之高度。
  18. 如請求項13之發光結構陣列系統，其中該半導體基板係一IC基板。
  19. 如請求項13之發光結構陣列系統，其中該反射杯之內側壁包括不同角度之多個側壁。
  20. 一種具有一離軸微透鏡陣列結構之發光結構陣列系統，其包括： 兩個或更多個發光台面；及 兩個或更多個微透鏡，該兩個或更多個微透鏡之各者形成於該兩個或更多個發光台面之各者上方； 其中一各自微透鏡之一中心軸線相對於一各自發光台面之一中心軸線之一各自偏移距離自該發光結構陣列系統之中心至該發光結構陣列系統之一邊緣變大。
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