陣列式發(fā)光元件及其顯示裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請日為2009年3月20日、申請?zhí)枮?00910128984. 0、發(fā)明名稱為"陣 列式發(fā)光元件及其顯示裝置"的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明關(guān)于陣列式發(fā)光元件及其顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 藍光發(fā)光二極管的出現(xiàn)使得發(fā)光二極管光源應(yīng)用于照明領(lǐng)域的目標(biāo)不再遙不可 及。照明光源不外乎白光光源，目前成熟的技術(shù)包括以紅光、藍光、綠光發(fā)光二極管混光以 形成白光；另一成熟技術(shù)包括以藍光發(fā)光二極管搭配黃色熒光粉膠體封裝形成白光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出一新穎的發(fā)光二極管晶粒結(jié)構(gòu)以及顯示裝置以廣泛應(yīng)用于各式光源。
[0005] 本發(fā)明的一方面提供發(fā)光元件，包含基板；半導(dǎo)體發(fā)光陣列絕緣地形成于所述的 基板上，發(fā)出具有第一光譜的第一光線，其中，所述的發(fā)光陣列包含第一發(fā)光單元及第二發(fā) 光單元；第一波長轉(zhuǎn)換層形成于所述的第一發(fā)光單上，并藉由所述的第一光線激發(fā)出具有 第二光譜的第二光線；第二波長轉(zhuǎn)換層形成于所述的第二發(fā)光單元上，并藉由所述的第一 光線激發(fā)出具有相異于第二光譜的第三光譜的第三光線；以及電路層以連接形式使第一發(fā) 光單元及第二發(fā)光單元電性連接，使得第一發(fā)光單元及第二發(fā)光單元于電源驅(qū)動時，依預(yù) 定時脈交互點亮。
[0006] 本發(fā)明的一方面提供具有陣列式發(fā)光元件的顯示裝置。所述的顯示裝置具有多個 像素，包含背光模塊、液晶模塊形成于背光模塊之上、彩色濾光模塊形成于液晶模塊之上、 以及控制模塊，用以控制所述的背光模塊及所述的液晶模塊。所述的背光模塊包含發(fā)光元 件用以提供所述的顯示裝置所需的光源；所述的彩色濾光模塊，包含多個濾光區(qū)塊分別對 應(yīng)于所述的顯示裝置的多個像素，且所述的多個濾光區(qū)塊至少包含一第一濾光區(qū)塊用以過 濾除了具有第一光譜的第一光線以外的光線，以及透光區(qū)塊，實質(zhì)上不具有濾光功能。依本 發(fā)明的一實施例，所述的發(fā)光元件包含第一發(fā)光單元發(fā)出具有第一光譜的第一光線、第二 發(fā)光單元發(fā)出具有相異于第一光譜的第二光譜的第二光線、以及電路連接單元以連接形式 使第一發(fā)光單元及第二發(fā)光單元電性連接，使得顯示裝置于電源驅(qū)動顯示時，第一發(fā)光單 元及第二發(fā)光單元依預(yù)定時脈交互點亮。
【附圖說明】
[0007] 圖1顯示依本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管晶粒俯視圖；
[0008] 圖2顯示依本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管晶粒剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0009] 圖3顯示依本發(fā)明第一實施例所形成的發(fā)光元件電路圖及時脈圖；
[0010] 圖4顯示依本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管晶粒剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0011] 圖5顯示依本發(fā)明第三實施例的發(fā)光二極管晶粒俯視圖；
[0012] 圖6顯示依本發(fā)明的顯示裝置的一實施例。
[0013] 主要元件符號說明
[0014] 101、501 :發(fā)光元件；
[0015] 110、410、510、610 :發(fā)光二極管晶粒；
[0016] 111 :成長基板；
[0017] 112:第一接觸層；
[0018] 113:發(fā)光層；
[0019] 1131 :第一導(dǎo)電型束縛層；
[0020] 1132:有源層；
[0021] 1133 :第二導(dǎo)電型束縛層；
[0022] 114:第二接觸層；
[0023] 115:第二電極；
[0024] 116 :第一電極；
[0025] 117-1 :第一波長轉(zhuǎn)換層；
[0026] 117-2 :第二波長轉(zhuǎn)換層；
[0027] 117-3 :第三波長轉(zhuǎn)換層；
[0028] 117-4 :第四波長轉(zhuǎn)換層；
[0029] 118、518:導(dǎo)電層；
[0030] 121 :支持基板；
[0031] 122:反射層；
[0032] 123 :非單晶相接合層；
[0033] 320、520 :交流式電源；
[0034] 600 :顯示裝置；
[0035] 601 :背光源模塊；
[0036] 602 :第一偏光模塊；
[0037] 603 :薄膜電晶體模塊；
[0038] 604 :液晶模塊；
[0039] 605 :第二偏光模塊；
[0040] 606 :彩色濾光模塊；
[0041] 607:控制模塊；
[0042] AA ' ：剖面線；
[0043] B :藍色濾光區(qū)塊；
[0044] C :透光區(qū)塊；
[0045] R :紅色濾光區(qū)塊；
[0046] Rl、R2、R3、R4 :發(fā)光單元。
【具體實施方式】
[0047] 圖1揭示一符合本發(fā)明的發(fā)光二極管晶粒110的俯視圖，包含一 2乘2的發(fā)光陣 列。發(fā)光二極管晶粒110包含發(fā)光單元RU發(fā)光單元R2、發(fā)光單元R3、以及發(fā)光單元R4彼 此絕緣地形成于一成長基板111上，并與該成長基板電性絕緣、一電路層118以一連接形式 使發(fā)光單元Rl~R4電性連接、波長轉(zhuǎn)換層117-1、117-2、117-3、及117-4分別對應(yīng)形成于 發(fā)光單元虹、1?2、1?3、及1?4之上。請同時參考圖3，揭示圖1的電路示意圖，其中，電路層118 的連接形式使得發(fā)光單元Rl及R3為串聯(lián)連接，發(fā)光單元R2及R4為串聯(lián)連接，串聯(lián)的發(fā)光 單元Rl及R3與串聯(lián)的發(fā)光單元R2及R4則為反向并聯(lián)（anti-parallel)連接，并共同連 接至一電源裝置的二端，所述的電源裝置可為一交流式（Alternating Current ;AC)電源。
[0048] 圖2為圖1依AA'剖面線所示的結(jié)構(gòu)示意圖，發(fā)光單元Rl及R3共同形成于基板上， 并且以一溝渠隔開以彼此電性絕緣，發(fā)光單元Rl及R3各包含一第一接觸層112外延成長 于成長基板111之上、一發(fā)光疊層113,由一具有第一導(dǎo)電型的第一束縛層1131 (cladding layer)、一有源層1132 (active layer)、以及一具有第二導(dǎo)電型的第二束縛層1133依續(xù)外 延成長于第一接觸層112之上、一第二接觸層114形成于第二束縛層1133之上、一第一電 極116形成于第一接觸層112之上、一第二電極115形成于第一接觸層114上、以及波長轉(zhuǎn) 換層117-1及波長轉(zhuǎn)換層117-3對應(yīng)地形成于發(fā)光單元Rl及R3的第二接觸層114之上。 電路層118延伸自發(fā)光單元Rl的第一電極116上至發(fā)光單元R3的第二電極115上，使得發(fā) 光單元Rl及R3形成串聯(lián)連接。相同地，如圖1所示，發(fā)光單元R2的第二電極115藉由電 路層118串聯(lián)連接至發(fā)光單元R4的第一電極116 ;并且，發(fā)光單元Rl的第二電極115與發(fā) 光單元R2的第一電極116藉由電路層118共同連接至交流式電源的正極，發(fā)光單元R3的第 一電極116與發(fā)光單元R4的第二電極115藉由電路層118共同連接至交流式電源的負極， 以形成反向并聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)。于本發(fā)明的另一實施例，發(fā)光二極管晶粒110還包含一電流 分散層（未繪示）形成于第二接觸層114及第二電極115之間，以使電流分散于發(fā)光二極管 晶粒110表面，其中，所述的電流分散層具有低于第二接觸層114的電阻值（resistivity)。
[0049] 如圖2所示，發(fā)光二極管晶粒110還包含一絕緣層119形成于電路層118與發(fā)光 單元Rl及R3側(cè)壁以及電路層118與基板111之間以防止發(fā)光單元Rl或R3因電路層118 而發(fā)生短路現(xiàn)象。相同地，發(fā)光單元Rl~R4具有相似的結(jié)構(gòu)，即發(fā)光單元Rl~R4具有相 同的發(fā)光疊層結(jié)構(gòu)，因此可發(fā)出具有相同光譜的光線，并且形成于其上的各所述的波長轉(zhuǎn) 換層可為不同的波長轉(zhuǎn)換材料，以因應(yīng)需求使各所述的發(fā)光單元藉由其對應(yīng)的波長轉(zhuǎn)換層 轉(zhuǎn)換為具有不同光譜的光線。于本發(fā)明的實施例，波長轉(zhuǎn)換層為一層狀結(jié)構(gòu)直接涂布于第 二接觸層114的表面并為發(fā)光二極管晶粒的一部分，且第二電極115突出于所述的波長轉(zhuǎn) 換層。波長轉(zhuǎn)換層117-1、117-2、117-3、及117-4包含至少一種材料選自于藍色熒光粉、黃 色熒光粉、綠色熒光粉、紅色熒光粉、硒化鋅、硒化鎘鋅、ΠΙ族磷化物、III族砷化物、以及 III族氮化物所組成的材料群組。所述的藍色熒光粉指能將入射至熒光粉的光線轉(zhuǎn)換為藍 光的熒光粉；其他諸如黃色熒光粉、綠色熒光粉、及紅色熒光粉亦具有類似的意義。各熒光 粉材料及其組成屬該領(lǐng)域的習(xí)知技藝，不在此贅述。
[0050] 如圖3所示，發(fā)光元件101包含如圖1或圖2所示的發(fā)光二極管晶粒110,以及一 交流式電源連接至發(fā)光二極管晶粒110。下表例示發(fā)光單元Rl~R4及其對應(yīng)的波長轉(zhuǎn)換 層117-1、117-2、117-3、及117-4的材料組合，其中，發(fā)光單元Rl~R4發(fā)出波長范圍大約介 于410~430nm左右的近紫外光（near UV)或波長范圍大約介于440~480nm的藍光，并 分別經(jīng)過波長轉(zhuǎn)換層117-1、117-2、117-3、及117-4轉(zhuǎn)換成各種顏色的光線，以混合形成白 光。
[0051] [表一]各波長轉(zhuǎn)換層材質(zhì)的實施例
[0052]
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)光元件，可發(fā)出白光，包含： 第一發(fā)光單元； 第二發(fā)光單元； 第一波長轉(zhuǎn)換層配置于該第一發(fā)光單元之上，并可被該第一發(fā)光單元發(fā)出的光所激發(fā) 而產(chǎn)生非該白光的第一光線； 第二波長轉(zhuǎn)換層配置于該第二發(fā)光單元之上，并可被該第二發(fā)光單元發(fā)出的光所激發(fā) 而產(chǎn)生非該白光的第二光線，該第二光線的發(fā)射時點及波長范圍與該第一光線不同；及 基板，與該第一波長轉(zhuǎn)換層分別位于該第一發(fā)光單元的相反側(cè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，還包含： 第三發(fā)光單元；及 第三波長轉(zhuǎn)換層配置于該第三發(fā)光單元之上，并可被該第三發(fā)光單元發(fā)出的光所激發(fā) 而產(chǎn)生非該白光的第三光線，該第三光線的發(fā)射時點及波長范圍與該第二光線不同。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，還包含： 第四發(fā)光單元；及 第四波長轉(zhuǎn)換層配置于該第四發(fā)光單元之上，并可被該第四發(fā)光單元發(fā)出的光所激發(fā) 而產(chǎn)生非該白光的第四光線，該第四光線的發(fā)射時點及波長范圍與該第一光線不同。
4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其中該第一光線、該第二光線、該第三光線及該第四 光線可混合成該白光。
5. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其中該第一光線及該第三光線的發(fā)射時點相同，第 二光線及該第四光線的發(fā)射時點相同。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，還包含： 第三發(fā)光單元，可直接發(fā)出非該白光的第三光線，該第三光線的發(fā)射時點及波長范圍 與該第二光線不同； 第四發(fā)光單元；及 第四波長轉(zhuǎn)換層配置于該第四發(fā)光單元之上，并可被該第四發(fā)光單元發(fā)出的光所激發(fā) 而產(chǎn)生非該白光的第四光線，該第四光線的發(fā)射時點及波長范圍與該第一光線不同。
7. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件，其中該第一光線、該第二光線、該第三光線及該第四 光線可混合成該白光。
8. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中該第一光線及該第二光線的發(fā)光時點分屬同一 周期內(nèi)的相異半周期。
9. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中第一發(fā)光單元外延成長于該基板之上。
10. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中該第一發(fā)光單元及該第二發(fā)光單元反向并聯(lián)。
【專利摘要】本發(fā)明關(guān)于一種陣列式發(fā)光元件及其顯示裝置，該陣列式發(fā)光元件包含基板；半導(dǎo)體發(fā)光陣列形成于基板上，可發(fā)出具有第一光譜的第一光線，其中發(fā)光陣列包含第一發(fā)光單元及第二發(fā)光單元；第一波長轉(zhuǎn)換層形成于第一發(fā)光單元上，并藉由第一光線激發(fā)出具有第二光譜的第二光線；第二波長轉(zhuǎn)換層形成于第二發(fā)光單元上，并藉由第一光線激發(fā)出具有第三光譜的第三光線；以及電路層以連接形式使第一發(fā)光單元及第二發(fā)光單元電性連接，使第一發(fā)光單元及第二發(fā)光單元于電源驅(qū)動時，依預(yù)定時脈交互點亮。
【IPC分類】F21S2-00, F21V23-00, F21V9-10, G02F1-13357, G09G3-36
【公開號】CN104747945
【申請?zhí)枴緾N201510129056
【發(fā)明人】徐舒婷, 陳彥文, 陳威佑, 李宗憲
【申請人】晶元光電股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2009年3月20日
【公告號】CN101839401A