TW202239035A - 微型發光二極體顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種微型發光二極體顯示裝置。微型發光二極體顯示裝置包含一基板。微型發光二極體顯示裝置也包含一第一微型發光二極體，第一微型發光二極體設置於基板之上。微型發光二極體顯示裝置更包含至少一第一屈光結構，第一屈光結構對應設置於第一微型發光二極體之上。此外，微型發光二極體顯示裝置包含一第二微型發光二極體，第二微型發光二極體設置於基板之上並與第一微型發光二極體相鄰。微型發光二極體顯示裝置也包含至少一第二屈光結構，第二屈光結構對應設置於第二微型發光二極體之上。

Description

微型發光二極體顯示裝置
本揭露實施例是有關於一種發光二極體顯示裝置，且特別是有關於一種包含屈光結構的微型發光二極體顯示裝置。
發光二極體(light-emitting diode, LED)顯示裝置屬於主動式半導體元件顯示裝置，其具有省電、具備優異的對比度且在陽光下可具有更佳的可視性等優勢。隨著攜帶型電子設備的發展以及使用者對於彩色、對比度等顯示品質的要求日益提升，將發光二極體以陣列排列製作的微型發光二極體(micro LED)顯示裝置在市場上逐漸受到重視。
在現有的微型發光二極體顯示裝置中，顯示晶片(即，微型發光二極體)的出光角度較大，可能導致使用者於正面觀看微型發光二極體顯示裝置時，顯示的強度(例如，亮度)不足。此外，由於不同顏色的微型發光二極體的出光角度彼此不同，在特定的角度觀看時可能會產生混光，導致顯示品質不佳。再者，不同顏色的微型發光二極體的亮度(即，發光效率)不同，特定的色光(例如，綠色)容易外溢而影響整體的顯示品質。
雖然現有的微型發光二極體顯示裝置已大致符合需求，但仍然存在一些問題。如何改善現有的微型發光二極體顯示裝置已成為目前業界相當重視的課題之一。
在本揭露實施例的微型發光二極體顯示裝置中，每個微型發光二極體之上對應設置至少一個屈光結構。屈光結構可改變微型發光二極體的出光方向，進而增加微型發光二極體顯示裝置正向(即，微型發光二極體的出光面的法線方向)的整體亮度。此外，透過屈光結構可有效降低混光，藉此提升微型發光二極體顯示裝置的顯示品質。
本揭露實施例包含一種微型發光二極體顯示裝置。微型發光二極體顯示裝置包含一基板。微型發光二極體顯示裝置也包含一第一微型發光二極體，第一微型發光二極體設置於基板之上。微型發光二極體顯示裝置更包含至少一第一屈光結構，第一屈光結構對應設置於第一微型發光二極體之上。此外，微型發光二極體顯示裝置包含一第二微型發光二極體，第二微型發光二極體設置於基板之上並與第一微型發光二極體相鄰。微型發光二極體顯示裝置也包含至少一第二屈光結構，第二屈光結構對應設置於第二微型發光二極體之上。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露實施例敘述了一第一特徵部件形成於一第二特徵部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵部件與上述第二特徵部件是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵部件形成於上述第一特徵部件與上述第二特徵部件之間，而使上述第一特徵部件與第二特徵部件可能未直接接觸的實施例。
應理解的是，額外的操作步驟可實施於所述方法之前、之間或之後，且在所述方法的其他實施例中，部分的操作步驟可被取代或省略。
此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如「在… 下方」、「下方」、「較低的」、「在… 上方」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵部件與另一個(些)元件或特徵部件之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。
在說明書中，「約」、「大約」、「大抵」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，或10%之內，或5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「大抵」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「大抵」之含義。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
以下所揭露之不同實施例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
第1圖顯示根據本揭露一實施例的微型發光二極體顯示裝置100的部分剖面圖。要特別注意的是，為了簡便起見，第1圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置100的部分部件。
參照第1圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置100包含一基板10。基板10可例如為顯示基板、發光基板、具有薄膜電晶體(thin-film transistor, TFT)或積體電路(integrated circuit, IC)等功能元件的基板或其他類型的電路基板，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，基板10可為整塊的(bulk)半導體基板或包含由不同材料形成的複合基板，並且可以將基板10摻雜(例如，使用p型或n型摻質)或不摻雜。此外，基板10可包含半導體基板、玻璃基板或陶瓷基板，例如矽基板、矽鍺基板、碳化矽基板、氮化鋁基板、藍寶石(sapphire)基板、前述之組合或類似的材料，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第1圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置100包含微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25，微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25設置於基板10之上。具體而言，微型發光二極體23分別與微型發光二極體21及微型發光二極體25相鄰。例如，微型發光二極體21及微型發光二極體25分別設置於微型發光二極體23的相對兩側，但本揭露實施例並非以此為限。在此，微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25各別的長度或寬度可介於約2 μm至約5 μm，厚度可介於約8 μm至約10 μm，但本揭露實施例並非以此為限。
微型發光二極體21可為微型紅色(red)光二極體，其包含紅色光晶片21R與連接於紅色光晶片21R的電極21E；微型發光二極體23可為微型綠色(green)光二極體，其包含綠色光晶片23G與連接於綠色光晶片23G的電極23E；微型發光二極體25可為微型藍色(blue)光二極體，其包含藍色光晶片25B與連接於藍光晶片25B的電極25E，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25也可發出其他的色光，例如：白色(white)光、黃色(yellow)光、青綠(cyan)光、洋紅色(magenta)光或翠綠色(emerald)光等。
微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25可透過磊晶成長製程形成於基板10之上。舉例來說，磊晶成長製程可包含金屬有機化學氣相沉積(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)、氫化物氣相磊晶法(hydride vapor phase epitaxy, HVPE)、分子束磊晶法(molecular beam epitaxy, MBE)、其他適用的方法或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。
如第1圖所示，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置100包含一反射層30，反射層30設置於基板10之上並圍繞微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25。具體而言，反射層30可設置於微型發光二極體21與微型發光二極體23之間，或設置於微型發光二極體23與微型發光二極體25之間。舉例來說，反射層30的材料可包含金屬，例如：鎳、銀、鉑等，或者反射層30的材料可包含(白色)樹脂，但本揭露實施例並非以此為限。反射層30可透過物理氣相沉積(physical vapor deposition treatment, PVD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)、蒸鍍(evaporation)、濺鍍(sputtering)、類似的製程或前述之組合形成於基板10之上，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第1圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置100包含屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B，屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B分別對應設置於微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25之上。亦即，在微型發光二極體顯示裝置100中，每種色光的微型發光二極體皆可配置一個對應的屈光結構。
屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B的材料可包含玻璃、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚氨酯、其他合適的材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，可透過光阻熱回流法(photoresist reflow method)、熱壓成型法(hot embossing method)、其他合適的方法或其組合形成屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B。形成屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B的步驟可包含旋轉塗佈製程、微影製程、蝕刻製程、其他合適的製程或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第1圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置100包含一介質層50，介質層50設置於微型發光二極體21與屈光結構40R之間，介質層50也設置於微型發光二極體23與屈光結構40G之間及微型發光二極體25與屈光結構40B之間。介質層50可例如為空氣或透光材料(例如，有機膠材)。此外，在一些實施例中，介質層50的折射率與屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B的折射率不同。
舉例來說，介質層50的折射率可介於約1.0至約1.5之間，屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B的折射率可介於約1.2至約1.5之間，且介質層50的折射率小於屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B的折射率，但本揭露實施例並非以此為限。如第1圖所示，屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B可包含微透鏡(micro lens)。更詳細而言，屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B可包含微型(半)凸透鏡。舉例來說，屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B各別的半徑可例如介於約0.5 μm至約3.0 μm之間。此外，第1圖中所示的屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B具有相同的尺寸，但本揭露實施例並非以此為限。屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B也可具有不同的尺寸(例如，具有不同的半徑或厚度)。
如第1圖所示，在一些實施例中，屈光結構40R的光軸CR通過微型發光二極體21的出光面的中心，屈光結構40G的光軸CG通過微型發光二極體23的出光面的中心，而屈光結構40B的光軸CB通過微型發光二極體25的出光面的中心。
屈光結構40R可用於調整微型發光二極體21所發出的光的光型，使微型發光二極體21所發出的光相較於沒有設置屈光結構40R時往中央收斂。類似地，屈光結構40G與屈光結構40B可分別用於調整微型發光二極體23與微型發光二極體25所發出的光的光型，使微型發光二極體23與微型發光二極體25所發出的光相較於沒有設置屈光結構40G與屈光結構40B時往中央收斂。因此，屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B可增加微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25在其出光面的法線方向的亮度，並降低微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25所發出的光線彼此發生混光的可能性，藉此提升微型發光二極體顯示裝置100的顯示品質。
參照第1圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置100包含一覆蓋層60，覆蓋層60設置於屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B之上。覆蓋層60可包含玻璃、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚氨酯、其他合適的材料或其組合，且覆蓋層60與基板10之間的距離可介於約10 μm至約30 μm，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，覆蓋層60可為一平坦的玻璃層，用於保護屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B。
具體而言，可分別先將微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25形成於基板10之上，而將屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B形成於覆蓋層60之上，再將覆蓋層60倒裝於塗佈介質層50(例如，透明膠材)的基板10之上，使得屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B分別對應於微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25，而介質層50佔據微型發光二極體21與屈光結構40R之間、微型發光二極體23與屈光結構40G之間及微型發光二極體25與屈光結構40B之間的空間，但本揭露實施例並非以此為限。
如第1圖所示，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置100包含一遮光層70，遮光層70設置於微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25之上並圍繞屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B。具體而言，遮光層70可設置於屈光結構40R與屈光結構40G之間，或設置於屈光結構40G與屈光結構40B之間。
遮光層70的材料可包含光阻(例如，黑光阻或其他適當之非透明的光阻)、油墨(例如，黑色油墨或其他適當之非透明的油墨)、模制化合物(molding compound)(例如，黑色模制化合物或其他適當之非透明的模制化合物)、防焊材料(solder mask)(例如，黑色防焊材料或其他適當之非透明的防焊材料)、環氧樹脂、其他適當之材料或前述材料之組合。此外，遮光層70的材料可為光固化材料、熱固化材料或前述材料之組合，但本揭露實施例並非以此為限。
類似地，遮光層70可形成於覆蓋層60之上。舉例來說，遮光層70可透過物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、蒸鍍、濺鍍、類似的製程或前述之組合形成於覆蓋層60之上，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，遮光層70的厚度大於或等於屈光結構40R的厚度、屈光結構40G的厚度與屈光結構40B的厚度。遮光層70可用於降低微型發光二極體21所發出的光、微型發光二極體23所發出的光及微型發光二極體25所發出的光發生串擾(crosstalk)。
第2圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置102的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第2圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置102的部分部件。
第2圖所示的微型發光二極體顯示裝置102具有與第1圖所示的微型發光二極體顯示裝置100類似的結構。亦即，微型發光二極體顯示裝置102包含一基板10。微型發光二極體顯示裝置102也包含微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25，微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25設置於基板10之上。微型發光二極體顯示裝置102更包含屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B，屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B分別對應設置於微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25之上。此外，微型發光二極體顯示裝置102包含一介質層50，介質層50設置於微型發光二極體21與屈光結構40R之間，介質層50也設置於微型發光二極體23與屈光結構40G之間及微型發光二極體25與屈光結構40B之間。微型發光二極體顯示裝置102也包含一覆蓋層60，覆蓋層60設置於屈光結構40R、屈光結構40G及屈光結構40B之上。
參照第2圖，在一些實施例中，屈光結構40R的厚度TR、屈光結構40G的厚度TG與屈光結構40B的厚度TB不同。亦即，屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B三者的焦距不同。舉例來說，如第2圖所示，屈光結構40G的厚度TG可大於屈光結構40B的厚度TB，而屈光結構40B的厚度TB可大於屈光結構40R的厚度TR，但本揭露實施例並非以此為限。
由於紅色光的發光效率較差，而人眼對綠色光較敏感，當微型發光二極體21為微型紅色光二極體且微型發光二極體23為微型綠色光二極體時，將對應於發出綠色光的微型發光二極體23的屈光結構40G的厚度TG設計為較對應於發出紅色光的微型發光二極體21的屈光結構40R的厚度TR更厚，可加強綠色光的收斂效果。因此，在第2圖所示的實施例中，將屈光結構40R、屈光結構40G與屈光結構40B三者的焦距設計為不同，將使三種色光的光型趨於一致，避免互相干擾(例如，避免綠色光遮蓋紅色光)。
第3圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置104的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第3圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置104的部分部件。
參照第3圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置104包含複數個屈光結構40R，複數個屈光結構40R對應設置於微型發光二極體21之上。在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置104也包含複數個屈光結構40G與複數個屈光結構40B，複數個屈光結構40G與複數個屈光結構40B分別對應設置於微型發光二極體23與微型發光二極體25之上。
舉例來說，複數個屈光結構40R可形成M×N陣列，其中M與N分別為大於或等於1的正整數。此外，複數個屈光結構40G或複數個屈光結構40G也可分別形成M×N陣列。要注意的是，屈光結構40R的數量、屈光結構40G的數量及屈光結構40B的數量彼此可不同，可依據實際需求調整。
在一些實施例中，複數個屈光結構40R皆具有相同的厚度TR，複數個屈光結構40G皆具有相同的厚度TG，而複數個屈光結構40B皆具有相同的厚度TB。類似地，如第3圖所示，每個屈光結構40G的厚度TG可大於每個屈光結構40B的厚度TB，而每個屈光結構40B的厚度TB可大於每個屈光結構40R的厚度TR，但本揭露實施例並非以此為限。
第4圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置106的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第4圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置106的部分部件。
在第4圖所示的實施例中，微型發光二極體顯示裝置106也包含複數個屈光結構40R1、40R2、複數個屈光結構40G1、40G2與複數個屈光結構40B1、40B2，其分別對應設置於微型發光二極體21、微型發光二極體23與微型發光二極體25之上。參照第4圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置106的屈光結構40R1與屈光結構40R2具有不同的厚度，屈光結構40G1與屈光結構40G2具有不同的厚度，而屈光結構40B1與屈光結構40B2具有不同的厚度。
舉例來說，如第4圖所示，屈光結構40R2設置於屈光結構40R1的兩側，且屈光結構40R2的厚度大於屈光結構40R1的厚度；屈光結構40G2設置於屈光結構40G1的兩側，且屈光結構40G2的厚度小於屈光結構40G1的厚度；屈光結構40B2設置於屈光結構40B1的兩側，且屈光結構40B2的厚度小於屈光結構40B1的厚度。
當微型發光二極體21為微型紅色光二極體，微型發光二極體23為微型綠色光二極體且微型發光二極體25為微型藍色光二極體時，各個屈光結構組成曲率不同的凹透鏡或凸透鏡，可依據不同需求而調整微型發光二極體顯示裝置106之結構設計。在第4圖中，前述厚度設計將使紅色光較為發散，而綠色光與藍色光則相對地更為收斂，藉以控制三種色光的光型趨於一致，避免互相干擾，但本揭露實施例並非以此為限。
第5A圖顯示根據本揭露一實施例的微型發光二極體顯示裝置108的部分俯視圖，第5B圖是沿著第5A圖中的剖面線A-A所切的部分剖面圖，而第5C圖是沿著第5A圖中的剖面線B-B所切的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第5A圖、第5B圖與第5C圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置108的部分部件。
參照第5A圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置108的微型發光二極體21(第5A圖中僅繪示紅色光晶片21R)、微型發光二極體23(第5A圖中僅繪示綠色光晶片23G)與微型發光二極體25(第5A圖中僅繪示藍色光晶片25B)形成一陣列結構(例如，1×2陣列)。在一些實施例中，微型發光二極體21(紅色光晶片21R)與微型發光二極體23(綠色光晶片23G)、微型發光二極體25(藍色光晶片25B)皆分別沿著Y方向相鄰，而微型發光二極體23(綠色光晶片23G)與微型發光二極體25(藍色光晶片25B)沿著X方向相鄰。
如第5A圖所示，在一些實施例中，微型發光二極體21的出光面(即紅色光晶片21R的頂表面)的面積大於微型發光二極體23的出光面(即綠色光晶片23G的頂表面)的面積與微型發光二極體25的出光面(即藍色光晶片25B的頂表面)的面積。此外，如第5B圖、第5C圖所示，在一些實施例中，屈光結構40R的曲率半徑大於屈光結構40G的曲率半徑或屈光結構40B的曲率半徑。
當微型發光二極體21為微型紅色光二極體，微型發光二極體23為微型綠色光二極體且微型發光二極體25為微型藍色光二極體時，將微型發光二極體21的出光面(即紅色光晶片21R的頂表面)的面積設計為較大，並將對應於微型發光二極體21的屈光結構40R的曲率半徑設計為較大，可拉近紅色光與綠色光(或藍色光)對於觀看者的視覺感受。
如第5B圖與第5C圖所示，屈光結構40R的厚度TR可與屈光結構40G的厚度TG相同或相近，而屈光結構40R的厚度TR與屈光結構40G的厚度TG皆大於屈光結構40B的厚度TB，但本揭露實施例並非以此為限。要注意的是，雖然在第5B圖與第5C圖中顯示屈光結構40R的數量、屈光結構40G的數量與屈光結構40B的數量皆相同，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，屈光結構40R的數量、屈光結構40G的數量與屈光結構40B的數量彼此不同。
第6A圖與第6B圖分別顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置110沿著不同的剖面線所切的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第6A圖與第6B圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置110的部分部件。
參照第6A圖，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置110包含一輔助微型發光二極體21-2，輔助微型發光二極體21-2設置於基板10之上並與微型發光二極體21-1沿著X方向相鄰。此外，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置110也包含輔助屈光結構40R-2，輔助屈光結構40R-2對應設置於輔助微型發光二極體21-2之上，並具有與屈光結構40R-1類似的結構，在此不多加贅述。
此外，微型發光二極體顯示裝置110的俯視圖可類似於第5A圖所示的微型發光二極體顯示裝置108的部分俯視圖。亦即，微型發光二極體顯示裝置110的微型發光二極體21-1、輔助微型發光二極體21-2、微型發光二極體23與微型發光二極體25可形成一陣列結構(例如，2×2陣列)。舉例來說，微型發光二極體21-1可與微型發光二極體23沿著Y方向相鄰，輔助微型發光二極體21-2可與微型發光二極體25沿著Y方向相鄰，而微型發光二極體23(綠色光晶片23G)可與微型發光二極體25(藍色光晶片25B)沿著X方向相鄰，但本揭露實施例並非以此為限。
輔助微型發光二極體21-2可作為輔助發光或當微型發光二極體21-1故障時用以修復(repair)。屈光結構40R-1的數量與輔助屈光結構40R-2的數量可相同或不同，可依實際需求決定。屈光結構40R-1的數量(或輔助屈光結構40R-2的數量)與屈光結構40G的數量或屈光結構40B的數量可不同。舉例來說，如第6A圖與第6B圖所示，單一個屈光結構40R-1對應設置於微型發光二極體21-1之上，單一個輔助屈光結構40R-2對應設置於輔助微型發光二極體21-2之上，複數個屈光結構40G對應設置於微型發光二極體23之上，而複數個屈光結構40B對應設置於微型發光二極體25之上，但本揭露實施例並非以此為限。此外，屈光結構40R-1、輔助屈光結構40R-2、屈光結構40G與屈光結構40B的厚度也可不同，在此不多加贅述。
第7A圖與第7B圖分別顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置112沿著不同的剖面線所切的部分剖面圖。類似地，微型發光二極體顯示裝置112的俯視圖可類似於第5A圖所示的微型發光二極體顯示裝置108的部分俯視圖。此外，為了簡便起見，第7A圖與第7B圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置112的部分部件。
微型發光二極體顯示裝置112具有與第6A圖與第6B圖所示的微型發光二極體顯示裝置110類似的結構。參照第7A圖與第7B圖，在一些實施例中，屈光結構40R’-1、輔助屈光結構40R’-2、屈光結構40G’與屈光結構40B’各別為一菲涅耳透鏡(Fresnel lens)。菲涅耳透鏡具有體積更小、相同厚度下焦距更短、聚焦能力更佳等優勢，可提升微型發光二極體顯示裝置112的顯示品質並進一步縮小微型發光二極體顯示裝置112的尺寸。
如第7A圖與第7B圖所示，在一些實施例中，遮光層70的厚度大於或等於屈光結構40R’-1的厚度、輔助屈光結構40R’-2的厚度、屈光結構40G’的厚度與屈光結構40B’的厚度，藉此使微型發光二極體顯示裝置112所發出的光線皆經過對應的屈光結構聚焦，確保各色光的光型。
第8圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置114的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第8圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置114的部分部件。
參照第8圖，在一些實施例中，微型發光二極體21的出光面相對於基板10的高度、微型發光二極體23的出光面相對於基板10的高度和微型發光二極體25的出光面相對於基板10的高度不同。舉例來說，可透過改變微型發光二極體21的電極21E’的厚度、微型發光二極體23的電極23E’的厚度及微型發光二極體25的電極25E’的厚度，或者改變基板10上分別與電極21E’、電極23E’與電極25E’連接的焊料(未繪示)的厚度，以使各個色光之晶片的出光面具有不同高度。
如第8圖所示，相對於基板10，微型發光二極體21的出光面可高於微型發光二極體25的出光面，而微型發光二極體25的出光面可高於微型發光二極體23的出光面，但本揭露實施例並非以此為限。換言之，微型發光二極體21的出光面與基板10的最短距離HR可大於微型發光二極體25的出光面與基板10的最短距離HB，而微型發光二極體25的出光面與基板10的最短距離HB可大於微型發光二極體23的出光面與基板10的最短距離HG。
第9圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置116的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第9圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置116的部分部件。舉例來說，第9圖僅繪示微型發光二極體21以及對應設置於微型發光二極體21之上的屈光結構40R，但微型發光二極體23以及對應設置於微型發光二極體23之上的屈光結構40G、微型發光二極體25以及對應設置於微型發光二極體25之上的屈光結構40B也可具有類似的結構。
參照第9圖，在一些實施例中，反射層30具有與微型發光二極體21的側面直接接觸的一反射面30S，反射面30S與微型發光二極體21的出光面之間具有一傾斜夾角θ。舉例來說，傾斜夾角θ可介於60度至約90度，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，屈光結構40R於基板10上的正投影完全覆蓋反射面30S於基板10上的正投影。由於微型發光二極體21的體積較小，其側向出光的比例可能較正向出光更高，反射面30S與微型發光二極體21的出光面之間的傾斜夾角θ可有助於大幅提升正向出光的比例。
第10圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置118的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第10圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置118的部分部件。
參照第10圖，在一些實施例中，介質層50的折射率大於對應設置於微型發光二極體21之上的屈光結構45R的折射率，且屈光結構45R包含微型凹透鏡。類似地，對應設置於微型發光二極體23之上的屈光結構(未繪示)或對應設置於微型發光二極體25之上的屈光結構(未繪示)也可各別包含微型凹透鏡，在此不多加贅述。
綜上所述，在本揭露實施例的微型發光二極體顯示裝置中，每個微型發光二極體之上對應設置至少一個屈光結構。屈光結構可改變微型發光二極體的出光方向，進而增加微型發光二極體顯示裝置正向(即，微型發光二極體的出光面的法線方向)的整體亮度。此外，透過屈光結構可有效降低混光，藉此提升微型發光二極體顯示裝置的顯示品質。
以上概述數個實施例的部件，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的觀點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。
整份說明書對特徵、優點或類似語言的引用，並非意味可以利用本揭露實現的所有特徵和優點應該或者可以在本揭露的任何單個實施例中實現。相對地，涉及特徵和優點的語言被理解為其意味著結合實施例描述的特定特徵、優點或特性包括在本揭露的至少一個實施例中。因而，在整份說明書中對特徵和優點以及類似語言的討論可以但不一定代表相同的實施例。
再者，在一個或多個實施例中，可以任何合適的方式組合本揭露的所描述的特徵、優點和特性。根據本文的描述，相關領域的技術人員將意識到，可在沒有特定實施例的一個或多個特定特徵或優點的情況下實現本揭露。在其他情況下，在某些實施例中可辨識附加的特徵和優點，這些特徵和優點可能不存在於本揭露的所有實施例中。
100,102,104,106,108,110,112,114,116,118:微型發光二極體顯示裝置 10:基板 21,21-1,23,25:微型發光二極體 21-2:輔助微型發光二極體 21E,21E’,23E,23E’,25E,25E’:電極 21R:紅色光晶片 23G:綠色光晶片 25B:藍色光晶片 30:反射層 30S:反射面 40B,40B1,40B2,40B’,40G,40G1,40G2,40G’,40R,40R1,40R2,40R-1, 40R’-1:屈光結構 40R-2,40R’-2:輔助屈光結構 50:介質層 60:覆蓋層 70:遮光層 A-A:剖面線 B-B:剖面線 CB,CG,CR:光軸 HB,HG,HR:出光面與基板的最短距離 TB,TG,TR:厚度 X,Y,Z:坐標軸 θ:傾斜夾角
以下將配合所附圖式詳述本揭露實施例。應注意的是，各種特徵部件並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，元件的尺寸可能經放大或縮小，以清楚地表現出本揭露實施例的技術特徵。 第1圖顯示根據本揭露一實施例的微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。 第2圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。 第3圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。 第4圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。 第5A圖顯示根據本揭露一實施例的微型發光二極體顯示裝置的部分俯視圖。 第5B圖是沿著第5A圖中的剖面線A-A所切的部分剖面圖。 第5C圖是沿著第5A圖中的剖面線B-B所切的部分剖面圖。 第6A圖與第6B圖分別顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置沿著不同的剖面線所切的部分剖面圖。 第7A圖與第7B圖分別顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置沿著不同的剖面線所切的部分剖面圖。 第8圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。 第9圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。 第10圖顯示根據本揭露另一實施例的微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。
100:微型發光二極體顯示裝置
10:基板
21,23,25:微型發光二極體
21E,23E,25E:電極
21R:紅色光晶片
23G:綠色光晶片
25B:藍色光晶片
30:反射層
40B,40G,40R:屈光結構
50:介質層
60:覆蓋層
70:遮光層
CB,CG,CR:光軸

Claims (25)

  1. 一種微型發光二極體顯示裝置，包括： 一基板； 一第一微型發光二極體，設置於該基板之上； 至少一第一屈光結構，對應設置於該第一微型發光二極體之上； 一第二微型發光二極體，設置於該基板之上並與該第一微型發光二極體相鄰；以及 至少一第二屈光結構，對應設置於該第二微型發光二極體之上。
  2. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一屈光結構的光軸通過該第一微型發光二極體的出光面的中心，且該第二屈光結構的光軸通過該第二微型發光二極體的出光面的中心。
  3. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，其中該第二屈光結構的厚度與該第一屈光結構的厚度不同。
  4. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，更包括： 複數個第一屈光結構，對應設置於該第一微型發光二極體之上；及 複數個第二屈光結構，對應設置於該第二微型發光二極體之上。
  5. 如請求項4之微型發光二極體顯示裝置，其中該些第一屈光結構具有一第一厚度，該些第二屈光結構具有一第二厚度，且該第二厚度與該第一厚度不同。
  6. 如請求項4之微型發光二極體顯示裝置，其中該些第一屈光結構具有不同的厚度，或該些第二屈光結構具有不同的厚度。
  7. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，更包括： 一第三微型發光二極體，設置於該基板之上並與該第二微型發光二極體相鄰；及 至少一第三屈光結構，對應設置於該第三微型發光二極體之上。
  8. 如請求項7之微型發光二極體顯示裝置，其中該第二微型發光二極體與該第一微型發光二極體沿著一第一方向相鄰，該第三微型發光二極體與該第二微型發光二極體沿著一第二方向相鄰，且該第二方向與該第一方向垂直。
  9. 如請求項8之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一微型發光二極體、該第二微型發光二極體與該第三微型發光二極體形成一陣列結構。
  10. 如請求項9之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一微型發光二極體的出光面的面積大於該第二微型發光二極體的出光面的面積與該第三微型發光二極體的出光面的面積。
  11. 如請求項10之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一屈光結構的曲率半徑大於該第二屈光結構的曲率半徑或該第三屈光結構的曲率半徑。
  12. 如請求項9或10之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一微型發光二極體為一微型紅光二極體。
  13. 如請求項10之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一屈光結構的厚度與該第二屈光結構的厚度相同。
  14. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，更包括： 一第一輔助微型發光二極體，設置於該基板之上並與該第一微型發光二極體相鄰；及 至少一第一輔助屈光結構，對應設置於該第一輔助微型發光二極體之上。
  15. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一屈光結構的數量小於該第二屈光結構的數量。
  16. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一微型發光二極體的出光面相對於該基板的高度與該第二微型發光二極體的出光面相對於該基板的高度不同。
  17. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，更包括： 一反射層，設置於該基板之上並圍繞該第一微型發光二極體，其中該反射層具有與該第一微型發光二極體的側面直接接觸的一反射面，該反射面與該第一微型發光二極體的出光面之間具有一傾斜夾角。
  18. 如請求項17之微型發光二極體顯示裝置，該第一屈光結構於該基板上的正投影完全覆蓋該反射面於該基板上的正投影。
  19. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，更包括： 一遮光層，設置於該第一微型發光二極體之上並圍繞該第一屈光結構與該第二屈光結構。
  20. 如請求項19之微型發光二極體顯示裝置，其中該遮光層之厚度大於或等於該第一屈光結構的厚度與該第二屈光結構的厚度。
  21. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，更包括： 一介質層，設置於該第一微型發光二極體與該第一屈光結構之間，其中該介質層的折射率與該第一屈光結構的折射率不同。
  22. 如請求項21之微型發光二極體顯示裝置，其中該介質層的折射率小於該第一屈光結構的折射率，且該第一屈光結構包括一微型凸透鏡。
  23. 如請求項21之微型發光二極體顯示裝置，其中該介質層的折射率大於該第一屈光結構的折射率，且該第一屈光結構包括一微型凹透鏡。
  24. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一屈光結構為一菲涅耳透鏡。
  25. 如請求項1之微型發光二極體顯示裝置，更包括： 一覆蓋層，設置於該第一屈光結構與該第二屈光結構之上。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116435296B (zh) * 2023-06-12 2023-10-24 惠科股份有限公司 显示面板及其制备方法和显示装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201227942A (en) * 2010-08-27 2012-07-01 Ind Tech Res Inst Light emitting unit array and projection system
KR102608421B1 (ko) * 2016-02-23 2023-12-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US11367713B2 (en) * 2017-10-13 2022-06-21 PlayNitride Display Co., Ltd. Micro light emitting device display apparatus
GB201800574D0 (en) * 2018-01-14 2018-02-28 Optovate Ltd Illumination apparatus
TWI680573B (zh) * 2018-11-02 2019-12-21 友達光電股份有限公司 顯示面板及其畫素結構
TWI715155B (zh) * 2019-08-16 2021-01-01 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光元件顯示裝置及其製造方法
US11114419B2 (en) * 2019-09-11 2021-09-07 Jade Bird Display (shanghai) Limited Multi-color LED pixel unit and micro-LED display panel
CN112802832B (zh) * 2021-01-04 2023-06-02 业成科技（成都）有限公司 微发光二极体显示装置及其制造方法

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