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TWI665800B - 發光二極體顯示器及其製造方法 - Google Patents

發光二極體顯示器及其製造方法 Download PDF

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TWI665800B
TWI665800B TW104119432A TW104119432A TWI665800B TW I665800 B TWI665800 B TW I665800B TW 104119432 A TW104119432 A TW 104119432A TW 104119432 A TW104119432 A TW 104119432A TW I665800 B TWI665800 B TW I665800B
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light emitting
micro
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張正杰
吳宗典
劉康弘
蕭翔允
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友達光電股份有限公司
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Abstract

一種發光二極體顯示器綜合考慮人眼感受度與紅色、藍色、綠色次畫素的發光二極體發光效率不一致的問題，將紅光微型發光二極體的出光面總面積大於綠光微型發光二極體的出光面總面積，改善不同顏色的次畫素發光效率不一致的問題。

Description

發光二極體顯示器及其製造方法
本說明書揭露內容(以下簡稱“本揭露”)係有關於一種顯示器，更特別有關於發光二極體顯示器及其製造方法。
隨著科技的進步，顯示器也從較為厚重的陰極射線管(Cathode Ray Tube,CRT)顯示器逐漸轉變成較為扁平且輕薄的液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、電漿顯示器(Plasma Display Panel,PDP)或有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)顯示器等。
有機發光二極體顯示器相較於液晶顯示器不需要傳統液晶顯示器中的彩色濾光片，此結構更為簡單、體積小。並且，發光二極體可製作在可撓式之基板上，使得發光二極體顯示器不只輕薄還可彎曲。因此，發光二極體顯示器之開發與研究儼然已成為目前市場重要的趨勢之一。然而有機發光二極體顯示器其藍光效率低落，以及發光材料穩定性等問題，是造成現今產品量產所面臨的一大問題。
本揭露係有關於廣泛應用於照明設備的發光二極體(Light Emitting Diode,LED)，將發光二極體邊長尺寸縮小為3微米~150微米之間製作於基板上或3微米~100微米之間，形成發光二極體顯示器。
全彩的發光二極體顯示器可利用縮小化的發光二極體構成紅、綠、藍色之次畫素，而不需要傳統液晶顯示器中的彩色濾光片。然而，發光二極體在縮小到微米尺寸後，不同顏色之發光二極體的發光效率並非一致。此外，人眼對於不同波段之光線的感受也不盡相同。因此，使用者可能會覺得某些波段的光線太亮，某些則太暗，導致發光二極體顯示器的發展受到阻礙。
本揭露之一技術態樣為一種發光二極體顯示器。
根據本揭露一實施方式，一種發光二極體顯示器包含畫素單元、紅光微型發光二極體、綠光微型發光二極體以及藍光微型發光二極體。畫素單元設置於基板上，紅色次畫素包括至少一紅光微型發光二極體、綠色次畫素包括至少一綠光微型發光二極體以及藍色次畫素包括至少一藍光微型發光二極體，其中紅色次畫素、綠色次畫素以及藍色次畫素位於畫素單元中。在個別畫素單元中，紅光微型發光二極體、綠光微型發光二極體以及藍光微型發光二極體分別包含第一型半導體層、主動層以及第二型半導體層。主動層設置於第一型半導體層上，第二型半導體層設置於主動層上。第二型半導體層具有出光面，其中紅光微型發光二極體的出光面之總面積大於綠光微型發光二極體 的出光面之總面積。
根據本揭露一實施方式，一種發光二極體顯示器包含畫素單元、第一次畫素以及第二次畫素。畫素單元設置於基板上。第一次畫素包括至少一第一微型發光二極體。第二次畫素包括至少一第二微型發光二極體。第一次畫素與第二次畫素位於畫素單元中。第一微型發光二極體具有相對應的第一出光表面，第二微型發光二極體具有相對應的第二出光面，且第一出光表面與第二出光表面的面積不相等。
本揭露之另一技術態樣為一種發光二極體顯示器的製造方法。
根據本揭露一實施方式，發光二極體顯示器的製造方法包含以下步驟。提供基板，其中基板包含畫素單元。設置紅光微型發光二極體於畫素單元中，形成紅色次畫素。設置綠光微型發光二極體於畫素單元中，形成綠色次畫素。設置藍光微型發光二極體於畫素單元中，形成藍色次畫素。紅色次畫素、綠色次畫素與藍色次畫素位於畫素單元中，其中紅光微型發光二極體的出光面之總面積大於綠光微型發光二極體的出光面之總面積。
由於紅光為型發光二極體的發光效率較綠光微型發光二極體差。因此，在本揭露之上述實施方式中，因為紅光微型發光二極體的出光面之總面積大於綠光微型發光二極體的出光面之總面積，所以可改善紅色次畫素發光效率較差的問題。此外，相較於綠光，人眼對紅光之敏感度 較低。因此，若紅光微型發光二極體的出光面之總面積較大，可改善人眼不易感受到紅光的問題，改善不同顏色的次畫素發光效率不一致的問題。
10‧‧‧發光二極體顯示器
100‧‧‧畫素單元
101‧‧‧第一次畫素
102‧‧‧第二次畫素
103‧‧‧第三次畫素
100R‧‧‧紅色次畫素
100G‧‧‧綠色次畫素
100B‧‧‧藍色次畫素
110‧‧‧基板
111‧‧‧顯示區
112‧‧‧非顯示區
114‧‧‧資料線驅動電路
115‧‧‧掃描線驅動電路
120‧‧‧紅光微型發光二極體
121‧‧‧第一型半導體層
122‧‧‧主動層
123‧‧‧第二型半導體層
130‧‧‧綠光微型發光二極體
140‧‧‧藍光微型發光二極體
150‧‧‧絕緣層
160‧‧‧畫素定義層
171、172、173‧‧‧第一電極
180‧‧‧第二電極
191、192、193‧‧‧電性黏結層
T1、T2、T3‧‧‧畫素電路
TH1、TH2、TH3‧‧‧通孔
S1、S2、S3‧‧‧出光面
為讓本揭露內容及其優點更明顯易懂，所附圖式之說明參考如下：
第1圖係繪示發光二極體顯示器之個別畫素單元中，紅色次畫素、綠色次畫素以及藍色次畫素之示意圖。
第2圖係繪示紅光微型發光二極體、綠光微型發光二極體以及藍光微型發光二極體之外部量子效率與電流密度的關係圖。
第3圖為根據本揭露一實施方式之發光二極體顯示器的示意圖。
第4圖為沿第3圖之線段4的剖面圖。
第5圖係繪示本揭露另一實施方式之發光二極體顯示器的剖面圖。
第6圖為本揭露一實施方式之發光二極體顯示器的畫素單元之放大圖。
第7圖係繪示人眼對於不同波段之光線的感受度曲線圖。
第8圖為本揭露一實施方式之發光二極體顯示器的畫素單元之放大圖。
第9圖為本揭露一實施方式之發光二極體顯示器的畫 素單元之放大圖。
以下將以圖式說明本揭露內容之複數個實施方式，為明確說明，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露內容。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。
關於本文中所使用的用詞『實質上(substantially)』、『大約(around)』、『約(about)』或『近乎(approximately)』應大體上意味在給定值或範圍的百分之二十以內，較佳係在百分之十以內，而更佳地則是百分五之以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，即如『實質上』、『大約』、『約』或『近乎』所表示的誤差或範圍。
在以下實施方式中，發光二極體顯示器包含複數個畫素單元，其中單一個畫素單元可包含有多個次畫素(例如紅色次畫素、綠色次畫素與藍色次畫素或是第一次畫素、第二次畫素與第三次畫素)，而每一個次畫素可包含有一個或多個單一色光的微型發光二極體(例如紅色次畫素可包含有一個或多個紅光微型發光二極體，綠色次畫素與藍色次畫素也依此類推)，其中微型發光二極體的尺寸為微米等級。更詳細而言，微型發光二極體的邊長尺寸介於3微米 ~150微米之間，但本揭露不以此為限。此外，在以下實施方式中，微型發光二極體之出光面的「總面積」指的是每一個次畫素中，一或多個微型發光二極體之出光面的面積總合。也就是說，若次畫素中只具有一個微型發光二極體，則「總面積」指的是所述次畫素中的單一個微型發光二極體之出光面的面積。若次畫素中具有複數個微型發光二極體，則「總面積」指的是所述次畫素中所有的微型發光二極體之出光面的面積總合。
值得注意的是，上述紅色次畫素中的紅光微型發光二極體、綠色次畫素中的綠光微型發光二極體以及藍色次畫素中的藍光微型發光二極體之發光效率並不一樣。更具體而言，請參考第1圖，其係繪示發光二極體顯示器10的個別畫素單元100中，紅色次畫素100R、綠色次畫素100G以及藍色次畫素100B之示意圖。如第1圖所示，紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積、綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積以及藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積的大小實質上相同。在這種情況下，如果紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140之發光效率不一致，將會影響發光二極體顯示器10的色彩表現。
更進一步而言，請一併參考第1圖與第2圖，其中第2圖係繪示紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140之外部量子效率與電流密度的關係圖，其中橫軸代表電流密度，單位為nA/μm2， 縱軸代表外部量子效率(External Quantum Effect,EQE)。如第2圖所示，若紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140之出光面的面積皆為100μm2，則紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140在不同的電流密度下，紅光、綠光與藍光微型發光二極體120、130、140之外部量子效率最高分別約為3%、10%以及15%。在這種情形下，縱使紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140可分別得到不同的電流大小，也難以改善紅色次畫素100R發光效率較差的問題。
有鑑於此，本揭露之多個實施方式係提出一種可以改善紅色次畫素100R發光效率較差之問題的發光二極體顯示器。進一步而言，藉由調整紅色次畫素100R中的紅光微型發光二極體120之出光面的總面積，與其他顏色之次畫素中的微型發光二極體之出光面的總面積之間的大小關係，可以改善發光二極體顯示器中不同顏色之微型發光二極體之發光效率不一致的問題，詳細說明如下。
首先，請先參考第3圖與第4圖，第3圖為根據本揭露一實施方式之發光二極體顯示器10的示意圖。第4圖為沿第3圖之線段4的剖面圖。如第3圖所示，發光二極體顯示器10包含複數個畫素單元100、第一次畫素101、第二次畫素102以及第三次畫素103。畫素單元100設置於基板110上。基板110包含顯示區111與非顯示區112。畫素單元100位於顯示區111中，且第一次畫素101、第二次 畫素102與第三次畫素103又位於畫素單元100中。各畫素單元100所佔據的面積大致相同。亦即，顯示區111中的每一個畫素單元100具有大致相同的面積。此外，每一個畫素單元100所包含的第一次畫素101、第二次畫素102與第三次畫素103例如可分別為紅色次畫素100R、綠色次畫素100G以及藍色次畫素100B，但本揭露並不以此為限。另外，每一個次畫素可包含至少一個微型發光二極體。舉例來說，第一次畫素101可包含至少一個第一微型發光二極體(例如紅光微型發光二極體120)，第二次畫素102可包含至少一個第二微型發光二極體(例如綠光微型發光二極體130)，第三次畫素103可包含至少一個第三微型發光二極體(例如藍光微型發光二極體140)。
舉例而言，紅光微型發光二極體120可用以形成紅色次畫素100R、綠光微型發光二極體130可用以形成綠色次畫素100G、藍光微型發光二極體140可用以形成藍色次畫素100B，其中紅色次畫素100R、綠色次畫素100G以及藍色次畫素100B位於畫素單元100中。非顯示區112可包含有資料線驅動電路114以及掃描線驅動電路115。資料線驅動電路114連接至紅、綠、藍色次畫素100R、100G、100B之資料線，以傳遞資料訊號至各個次畫素。掃描線驅動電路115連接至紅、綠、藍色次畫素100R、100G、100B之掃描線，以傳遞掃描訊號至各個次畫素。
在第4圖之實施方式中，畫素單元100之第一次畫素101(即紅色次畫素100R)包含一個紅光微型發光二極體 120、第二次畫素102(即綠色次畫素100G)可包含一個綠光微型發光二極體130，而第三次畫素103(即藍色次畫素100B)可包含一個藍光微型發光二極體140。藉由紅色、綠色以及藍色次畫素所發出之光線的組合，可使得發光二極體顯示器10發出全彩的影像。
請繼續參考第3圖與第4圖，發光二極體顯示器10之基板110可為主動元件陣列基板。更詳細而言，基板110包含有複數個畫素電路T1、T2、T3、絕緣層150、畫素定義層160、至少一第一電極171、172、173以及至少一第二電極180。複數個畫素電路T1、T2、T3分別位於相對應的紅色次畫素100R、綠色次畫素100G與藍色次畫素100B中，用以分別驅動紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140。在一實施方式中，畫素電路T1、T2、T3可還包含一種薄膜電晶體。絕緣層150覆蓋畫素電路T1、T2、T3。畫素定義層160位於絕緣層150上，且畫素定義層160包含複數個開口O1、O2、O3於其中。在本實施方式中，紅光微型發光二極體120位於開口O1中，綠光微型發光二極體130位於開口O2中，藍光微型發光二極體140位於開口O3中。第一電極171、172、173可分別位於開口O1、O2、O3中且三個第一電極171、172、173分別電性連接畫素電路T1、T2、T3。在一實施方式中，第一電極171、172、173可包括非透明導電材料例如銀、鋁、銅、鎂或鉬、透明導電材料例如氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅、上述材料之複合層或 上述材料之合金，但並不以此為限。第一電極171、172、173除具有良好的導電性外還具有光反射性。
更詳細而言，絕緣層150中可具有多個通孔TH1、TH2、TH3，暴露出部分的畫素電路T1、T2與T3。畫素定義層160之開口O1、O2、O3可分別暴露通孔TH1、TH2、TH3，且當第一電極171、172、173形成於開口O1、O2、O3中時，第一電極171、172、173可透過通孔TH1、TH2、TH3與畫素電路T1、T2、T3電性連接。此外，三個第一電極171、172、173可分別電性連接至紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140之一端。第二電極180則電性連接紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140之另一端。在本實施方式中，第二電極180可作為共通電極。
此外，在個別畫素單元100中，紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140可分別包含第一型半導體層121、主動層122以及第二型半導體層123(圖中雖僅標示紅光微型發光二極體120、但應了解的是，綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140也具有同樣的結構)。主動層122設置於第一型半導體層121上，第二型半導體層123設置於主動層122上。並且，第二型半導體層123相對主動層122之表面具有出光面S1。同理，綠光微型發光二極體130以及藍光微型發光二極體140之第二型半導體層也分別具有出光面 S2、S3。在本實施方式中，第一次畫素101中的第一微型發光二極體具有相對應的第一出光表面，第二次畫素102中的第二微型發光二極體具有相對應的第二出光面，且第一出光表面與第二出光表面的面積不相等。具體來說，紅色次畫素100R中的紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積大於綠色次畫素100G中的綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積。如此一來，因為紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積大於綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積，所以可以彌補紅色次畫素100R發光效率較差的問題。
第5圖係繪示本揭露另一實施方式之發光二極體顯示器10的剖面圖，且第5圖之剖面位置同第4圖。本實施方式與第4圖之實施方式不同的地方在於，本實施方式之畫素單元100中，紅光微型發光二極體120的數量為複數個。更進一步而言，由第5圖之實施方式可知，本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，應可選擇設置一個較大的紅光微型發光二極體120，或選擇設置複數個較小的紅光微型發光二極體120，使得紅光微型發光二極體120之出光面S1的面積總合大於綠光微型發光二極體130之出光面S2的面積總合。舉例而言，一個出光面的面積為100μm2的微型發光二極體可以等效為十個面積為10μm2的微型發光二極體。如此一來，因為多個紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積大於至少一個綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積，所以可以彌補紅色次畫素100R 發光效率較差的問題。由於次畫素具有多個單一色光的微型發光二極體，相較於次畫素中單一個微型發光二極體所負載的電流較小，因此能避免電流過大所造成的微型發光二極體損壞，延長發光二極體顯示器10的壽命。以及，次畫素中多個單一色光的微型發光二極體如有部分損壞，不會造成亮態時，次畫素的暗點產生。
第6圖為本揭露一實施方式之發光二極體顯示器10的畫素單元100之放大圖。在第6圖之實施方式中，第一次畫素101(即紅色次畫素100R)包含有兩個紅光微型發光二極體120，第二次畫素102(即綠色次畫素100G)包含有兩個綠光微型發光二極體130，第三次畫素103(即藍色次畫素100B)包含有兩個藍光微型發光二極體140。在本實施方式中，考慮到不同顏色的微型發光二極體的發光效率不同，而調整不同顏色間微型發光二極體總面積之大小關係，其中在本實施方式之畫素單元100中，第二次畫素102中的第二微型發光二極體具有相對應的第二出光表面，第三次畫素103中的第三微型發光二極體具有相對應的第三出光面，且第二出光表面與第三出光表面的面積不相等。具體來說，綠色次畫素100G中的綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積大於藍色次畫素100B中的藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積。更進一步而言，本實施方式之藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積、綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積、紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積實質上滿足以下 關係式：AR≧AG≧AB (1)其中AR為紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積、AG為綠光微型發光二極體130的出光面S2的總面積、AB為藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積。如此一來，若單純考慮微型發光二極體的發光效率，因為紅光微型發光二極體120的外部量子效率較低、藍光微型發光二極體140的外部量子效率較高，所以本實施方式的藍光微型發光二極體140的出光面S3的總面積較小，而紅光微型發光二極體120的出光面S1的總面積較大，藉以彌補某些顏色的次畫素(如紅色次畫素100R)發光效率較差的問題。
更具體而言，紅光微型發光二極體120的出光面S1的總面積(AR)、綠光微型發光二極體130的出光面S2的總面積(AG)以及藍光微型發光二極體140的出光面S3(AB)的總面積實質上滿足以下之比例：AR：AG：AB=10：3：2 (2)如此一來，因為第2圖中紅光、綠光、藍光微型發光二極體之外部量子效率最高分別為3%、10%以及15%。因此，當AR：AG：AB為10：3：2時，本實施方式可藉由調整出光面S1、S2、S3的總面積比例對發光效率較差的次畫素進行補償，以改善不同顏色的次畫素發光效率不一致的問題。
更進一步而言，請參考「表格一」。「表格一」係揭 露未微型化之發光二極體(表格一中簡稱為LED)的外部量子效率(EQE)與微型化之發光二極體(表格一中簡稱為μ LED)的外部量子效率，以及單純考量不同顏色的發光二極體之發光效率時，未微型化之發光二極體與微型化之發光二極體之總發光面積之間的補償比例關係。上述未微型化之發光二極體指的是邊長尺寸在3~150微米之外的發光二極體，例如可以是市售的發光二極體，邊長尺寸可為1釐米。
在部分實施方式中，若只考量發光二極體之發光效率，紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積可為綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積的1至35倍之間，藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積可為綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積的0.5至1倍之間。具體而言，由「表格一」可知，若只考量不同顏色的微型發光二極體的發光效率時，AR/AG的範圍約介於1.43~3.3之間，而AB/AG的範圍約介於0.67~0.77之間。也就是說，在第6圖之實施方式中，紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積可為綠光微型發光二極體130之 出光面S2的總面積的1.43至3.3倍之間，藍光微型發光二極體130之出光面S2的總面積可為綠光微型發光二極體140之出光面S3的總面積的0.67至0.77倍之間。如此一來，藉由適當的調整紅光、綠光以及藍光微型發光二極體120、130、140之出光面S1、S2、S3之總面積間的大小關係，可改善不同顏色之次畫素發光效率不一致的問題。
此外人眼對於紅光、綠光與藍光之感受程度也不盡相同。舉例而言，請參考第7圖，其係繪示人眼對於不同波段之光線的感受度曲線圖，其中橫軸代表光波波長，單位為nm，縱軸代表明視覺函數V(λ)。在明亮的環境中，人眼對555nm的視覺感應最敏銳，因此明視覺函數V(λ)可為波長555nm的光和任一波長的光，在產生相同亮度感覺時的輻射能通量之比值V(λ)。如圖所示，若紅光波長以650nm為衡量標準；綠光波長以555nm為衡量標準；藍光波長以460nm為衡量標準，則在相同光強度下，人眼對於紅光、綠光以及藍光之感受度的比值分別為0.1：1：0.04。換句話說，人眼對於綠光波段之光線是比較敏感的。因此，在個別或者說是單一畫素單元100中，若考慮人眼對於不同波段之光線的感受度，綠光微型發光二極體130之出光面的總面積可以較小，紅光微型發光二極體120應較綠光微型發光二極體130具備更大的發光總面積。如第6圖之實施方式中，因為紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積大於綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積，所以也可以改善人眼不易感受到紅光的問題。
第8圖為本揭露一實施方式之發光二極體顯示器10的畫素單元100之放大圖。如圖所示，本實施方式中，個別畫素單元100中的各個次畫素101(100R)、102(100G)、103(100B)分別具有兩個紅光微型發光二極體120、兩個綠光微型發光二極體130以及兩個藍光微型發光二極體140。此外，若單純考慮人眼對於不同波段之光線的感受度，本實施方式之藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積大於紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積。更進一步而言，藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積、綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積、紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積實質上滿足以下關係式：AB≧AR≧AG (3)如此一來，因為人眼對藍光敏感度較低，對綠光敏感度較高，所以本實施方式的藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積較大，而綠光微型發光二極體130的出光面S2的總面積較小，藉以改善人眼對於不同波段之光線感受度不同的問題。
更具體而言，藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積可為綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積的1至20倍之間。在另一實施方式中，藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積可為綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積的16至20倍。如此一來，藉由適當的調整紅光、綠光以及藍光微型發光二極體120、 130、140之出光面S1、S2、S3的總面積間的比例關係，可改善人眼對於不同波段的光線感受度不同的問題。
請參考表格二。在具體應用時，紅光微型發光二極體120的出光面S1的總面積、綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積以及藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積實質上滿足以下之比例：AR：AG：AB=10：1：25 (4)如此一來，因為人眼對於紅光、綠光以及藍光之感受度的比值分別為0.1：1：0.04(參考第7圖)，所以當AR：AG：AB為10：1：25時，在大致相同的電流密度下，可改善人眼對畫素單元100內紅光、綠光以及藍光的感受度。
第9圖為本揭露一實施方式之發光二極體顯示器10的畫素單元100之放大圖。如圖所示，本實施方式中，個別畫素單元100中的各個次畫素101(100R)、102(100G)、103(100B)分別具有兩個紅光微型發光二極體120、兩個綠光微型發光二極體130以及兩個藍光微型發光二極體140。本實施方式同時考慮微型發光二極體之發光效率以及人眼對於不同顏色之光線的感受度，去調整不同顏色的微型發光二極體的總面積之間的大小關係，其中本實施方式之藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積小於紅光 微型發光二極體120之出光面S1的總面積，並且大於綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積。簡言之，本實施方式之藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積、綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積、紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積實質上滿足以下關係式：AR≧AB≧AG (5)如此一來，在同時考慮微型發光二極體之發光效率以及人眼對於不同顏色之光線的感受度的情況下，本實施方式之總面積之間的大小關係可對發光效率較差的次畫素進行補償，亦可改善人眼對於不同波段之光線感受度不同的問題。
更具體而言，紅光微型發光二極體120的出光面S1的總面積(AR)、綠光微型發光二極體130的出光面S2的總面積(AG)以及藍光微型發光二極體140的出光面S3的總面積(AB)實質上滿足：AR：AG：AB=100：3：50 (6)本實施方式之比例關係(3)可藉由相乘上述之比例關係(1)以及比例關係(2)而得到。如此一來，本實施方式之因為紅光微型發光二極體120的外部量子效率較低，且人眼對於紅光的感受度亦較差，所以紅光微型發光二極體120的出光面S1之總面積獲得較大的補償。相反的，人眼對於綠光較敏感，且綠光之外部量子效率至少大於紅光，因此綠光所需獲得的總面積補償較小。因此，本實施方式可同時改善不同顏色的次畫素發光效率不一致的問題以及人眼對於 不同波段之光線感受度不同的問題。
接著，請參考「表格三」，「表格三」係為「表格一」的資訊加上「表格二」人眼對不同顏色之光線的感受度比值以及只考量人眼感受度時，微型發光二極體(表格三中簡稱為μ LED)以及未微型之發光二極體(表格三中簡稱為LED)之發光面積補償比，還有同時考量發光二極體之發光效率以及人眼感受度後的發光面積補償比。
在部分實施方式中，若同時考量發光二極體之發光效率以及人眼感受度後，紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積可為綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積的14至34倍之間。藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積為綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積的16至20倍之間。更具體而言，請參考「表格二」，紅光微型發光二極體120之出光面S1的總面積可為綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積的14.3至33.3倍之間，藍光微型發光二極體140之出光面S3的總面積為綠光微型發光二極體130之出光面S2的總面積的16.67至19.25倍之間。如此一來，藉由適當的調整紅光、綠光以及藍光微型發光二極體120、130、140之出光面S1、S2、S3的總面積間的大小關係，可一併改善不同顏色的次畫素發光效率不一致的問題以及人眼對於不同波段之光線感受度不同的問題。
另外，上述一或多個實施方式中的紅光微型發光二極體120的出光面S1的總面積、綠光微型發光二極體130的出光面S2的總面積、藍光微型發光二極體140的出光面S3的總面積實質上還可滿足以下關係：Amin<Amax<35*Amin (7)其中Amin為紅光微型發光二極體120的出光面S1的總面積、綠光微型發光二極體130的出光面S2的總面積與藍光微型發光二極體140的出光面S3的總面積中最小者，Amax為紅光微型發光二極體120的出光面S1的總面積、綠光微型發光二極體130的出光面S2的總面積與藍光微型發光二極體140的出光面S3的總面積中最大者。舉例而言，在第 9圖之實施例中，紅光微型發光二極體120的出光面S1的總面積小於35倍的綠光微型發光二極體130的出光面S2的總面積。
應了解的是，本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，可分別設置不同數量的紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130與藍光微型發光二極體140，以實現上述一或多個實施方式中的面積比例關係或面積大小關係。此外，在第6圖至第9圖之實施方式中，紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130與藍光微型發光二極體140之出光面S1、S2、S3係繪示為矩形，但本揭露不以此為限。只要能符合上述一或多個實施方式中的面積比例關係或面積大小關係，紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130與藍光微型發光二極體140之出光面S1、S2、S3可為任意形狀。
又，上述實施方式探討的皆是不同顏色的次畫素間，微型發光二極體之出光面的總面積大小關係或比例關係。應了解到，在實際應用時，有鑑於製程能力的限制，各個次畫素內的所有微型發光二極體之出光面的總面積佔其所在的次畫素的面積百分比亦應介於一預定範圍內。請參考「表格四」，其係為一實施方式中紅色、綠色或藍色微型發光二極體120、130、140之出光面的總面積佔其所在的紅色、綠色或藍色次畫素100R、100G、100B的面積百分比，其中表格四的個別次畫素之面積大約為99微米乘以33微米，而考慮製程能力上限微型發光二極體邊長最小約 為3微米乘以3微米；最大約為20微米乘以20微米，且各個次畫素內的微型發光二極體的數目為一至兩個。
如「表格四」所示，在一實施方式中，各個次畫素內的所有微型發光二極體之出光面的總面積佔其所在的次畫素的面積百分比介於約0.3%至約24.5%之間，但本揭露不以此為限。在其他實施方式中，次畫素面積可大於或小於99微米乘以33微米，且微型發光二極體的邊長尺寸可達150微米，各個次畫素內的微型發光二極體的數目也不限為1~2個。因此，在其他實施方式中，各個次畫素內的所有微型發光二極體之出光面的總面積佔其所在的次畫素的面積百分比有可能介於0.3%~24.5%之外，例如介於0.3%~30%之間。
綜合上述，以上實施方式可藉由調整紅色、綠色、藍色次畫素100R、100G、100B內之紅色、綠色以及藍色微型發光二極體120、130、140之總面積之間的比例關係，改善不同顏色的次畫素發光效率不一致的問題或人眼對於不同波段之光線感受度不同的問題，使得個別畫素單元100 中，紅光微型發光二極體120、綠光微型發光二極體130與藍光微型發光二極體140中出光面S1、S2、S3的總面積較大者，其亮度大於或等於出光面S1、S2、S3的總面積較小者。
接著，為使更於理解，以下實施方式更進一步揭露上述發光二極體顯示器10之製造方法。請一併參考第3圖與第4圖，發光二極體顯示器10之製造方法可包含以下步驟：
S1：提供基板110。如第3圖所示，基板110可包含至少一畫素單元100，且基板110可為主動元件陣列基板。
S2：設置至少一紅色微型發光二極體120於畫素單元中100以形成紅色次畫素100R、設置至少一綠色微型發光二極體130於畫素單元中100以形成綠色次畫素100G以及設置至少一藍色微型發光二極體140於畫素單元中100以形成藍色次畫素100B，且紅色次畫素100R、綠色次畫素100G與藍色次畫素100B位於畫素單元100中。更明確而言，紅色、綠色以及藍色微型發光二極體120、130、140可藉由一微機械裝置轉置至基板110之畫素單元100中。並且上述紅色、綠色以及藍色微型發光二極體120、130、140設置的數目可根據所需的發光面S1、S2、S3大小而設置一個或多個。
在一實施方式中，上述提供基板110之步驟可更包含：
S1.1：形成畫素電路T1、T2、T3。畫素電路T1、T2、T3位於畫素單元130中，畫素電路T1、T2、T3可包含有電晶體、資料線、掃描線等，可用以分別驅動紅色、綠色以及藍色微型發光二極體120、130、140之發光。
S1.2：形成絕緣層150於畫素電路T1、T2、T3上。更詳細而言，絕緣層150覆蓋畫素電路T1、T2、T3，且絕緣層150可具有多個通孔TH1、TH2、TH3。上述紅色、綠色以及藍色微型發光二極體120、130、140可透過通孔TH1、TH2、TH3與畫素電路T1、T2、T3電性連接。
S1.3：形成畫素定義層160於絕緣層150上。畫素定義層160可利用微影蝕刻定義出多個開口O1、O2、O3。
S1.4：形成第一電極171、172、173於各開口O1、O2、O3中。第一電極171、172、173可藉由通孔TH1、TH2、TH3電性連接畫素電路T1、T2、T3。第一電極171、172、173電性連接至紅色、綠色以及藍色微型發光二極體120、130、140之一端，且第一電極171、172、173可藉由高反射性的金屬材料所製成，用以反射光線。在一實施方式中，各開口O1、O2、O3中之第一電極171、172、173上設置有電性黏結層191、192、193。舉例而言，電性黏結層191、192、193為導電膠或其它合適的導電材料，其導電材料可為例如銦(In)、鉍(Bi)、錫(Sn)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎵(Ga)與銻(Sb)之其中至少一者，但不以此為限。電性黏結層191、192、193用以將紅色、綠色以及藍色微型發光二極體120、130、140固定在開口O1、O2、O3中，並且電 性連接各個第一電極171、172、173。
S1.5：形成第二電極180。第二電極180可為可透光之電極，用以電性連接紅色、綠色以及藍色微型發光二極體120、130、140之另一端。
雖然本揭露內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (22)

  1. 一種發光二極體顯示器，包含：一畫素單元，設置於一基板上；一紅色次畫素，包括至少一紅光微型發光二極體；一綠色次畫素，包括至少一綠光微型發光二極體；以及一藍色次畫素，包括至少一藍光微型發光二極體，且該紅色次畫素、該綠色次畫素與該藍色次畫素位於該畫素單元中，其中該紅光微型發光二極體、該綠光微型發光二極體以及該藍光微型發光二極體更分別包含：一第一型半導體層；一主動層，設置於該第一型半導體層上；一第二型半導體層，設置於該主動層上，且該第二型半導體層相對該主動層之表面為一出光面，其中該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積大於該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積；以及一對電極，包括一第一電極與一第二電極，該對電極對應設置於該紅色次畫素、該綠色次畫素與該藍色次畫素中，該對電極兩者之一與一薄膜電晶體電性連接，且位於該第一型半導體層相對該出光面的一底表面下方。
  2. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積大於該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積。
  3. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中各該出光面的總面積佔所在的次畫素的面積百分比介於0.3%~30%之間。
  4. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中在個別該畫素單元中，該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積、該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積與該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積實質上滿足：AR：AG：AB=10：1：25其中AR為該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積，AG為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積，AB為該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積。
  5. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積大於該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積。
  6. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中在個別該畫素單元中，該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積、該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積與該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積實質上滿足：AR：AG：AB=10：3：2其中AR為該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積，AG為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積，AB為該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積。
  7. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中在個別該畫素單元中，該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積之1.0至35倍，且該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積之0.5至20倍。
  8. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中在個別該畫素單元中，該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積之14至34倍，該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積之16至20倍。
  9. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中在個別該畫素單元中，該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積、該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積與該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積實質上滿足：AR：AG：AB=100：3：50其中AR為該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積，AG為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積，AB為該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積。
  10. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中在個別該次畫素中，該紅光微型發光二極體、該綠光微型發光二極體與該藍光微型發光二極體其中至少一者的數量為複數個。
  11. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積、該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積與該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積實質上滿足：Amin<Amax<35*Amin其中Amin為該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積、該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積與該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積中最小者，Amax為該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積、該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積與該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積中最大者。
  12. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中該基板包含：一絕緣層，覆蓋位於相對應的該紅色次畫素、該綠色次畫素與該藍色次畫素中的該薄膜電晶體，該絕緣層具有複數個通孔，該紅色次畫素、該綠色次畫素與該藍色次畫素中的該對電極兩者之一藉由相對應的該些通孔與該薄膜電晶體連接。
  13. 如請求項12所述之發光二極體顯示器，更包含：一畫素定義層，位於該絕緣層上，且該畫素定義層具有複數個開口，其中該紅色次畫素、該綠色次畫素與該藍色次畫素中的該對電極位於相對應的開口中。
  14. 如請求項1所述之發光二極體顯示器，其中該至少一畫素單元的數目為複數個，且各該畫素單元的面積相同。
  15. 一種發光二極體顯示器，包含：一畫素單元，設置於一基板上；一第一次畫素，包括至少一第一微型發光二極體；一第二次畫素，包括至少一第二微型發光二極體，該第一次畫素與該第二次畫素位於該畫素單元中，其中該第一微型發光二極體具有相對應的一第一出光表面，該第二微型發光二極體具有相對應的一第二出光面，該第一微型發光二極體為紅光微型發光二極體，該第二微型發光二極體為綠光微型發光二極體，且該第一出光表面的總面積大於該第二出光表面的總面積；以及一電極，電性連接該第一微型發光二極體，且位於該第一微型發光二極體相對該第一出光表面的一底表面下方。
  16. 如請求項15所述之發光二極體顯示器，其中該第一次畫素包括複數個該第一微型發光二極體，且該些第一微型發光二極體的該些第一出光表面的總面積大於該第二出光表面的總面積。
  17. 如請求項15所述之發光二極體顯示器，其中更包括一第三次畫素，該第三次畫素包括至少一第三微型發光二極體。
  18. 如請求項17所述之發光二極體顯示器，其中該第一微型發光二極體為紅光微型發光二極體，該第二微型發光二極體為綠光微型發光二極體，該第三微型發光二極體為藍光微型發光二極體。
  19. 如請求項18所述之發光二極體顯示器，其中各該次畫素所對應的該些微型發光二極體，至少一者的數量為複數個。
  20. 如請求項18所述之發光二極體顯示器，其中該紅光微型發光二極體的該出光面的總面積為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積之1.0至35倍，且該藍光微型發光二極體的該出光面的總面積為該綠光微型發光二極體的該出光面的總面積之0.5至20倍。
  21. 一種發光二極體顯示器之製造方法，包含：提供一基板，該基板包含至少一畫素單元；設置至少一紅光微型發光二極體於該畫素單元中，形成一紅色次畫素；設置至少一綠光微型發光二極體於該畫素單元中，形成一綠色次畫素；設置至少一藍光微型發光二極體於該畫素單元中，形成一藍色次畫素，且該紅色次畫素、該綠色次畫素與該藍色次畫素位於該畫素單元中，其中該紅光微型發光二極體的一出光面的總面積大於該綠光微型發光二極體的一出光面的總面積；以及形成一電極於該基板與該紅光微型發光二極體之間以電性連接該紅光微型發光二極體，使得該電極位於該紅光微型發光二極體相對其該出光表面的一底表面下方。
  22. 如請求項21所述之發光二極體顯示器之製造方法，其中提供該基板之步驟更包含：形成一畫素電路，位於該畫素單元中；形成一絕緣層於該畫素電路上；形成一畫素定義層於該絕緣層上，且在該畫素定義層上形成至少一開口；形成一第一電極於各該開口中且電性連接該畫素電路，該第一電極電性連接至該紅光微型發光二極體、該綠光微型發光二極體與該藍光微型發光二極體至少其中之一之一端；以及形成一第二電極電性連接至該紅光微型發光二極體、該綠光微型發光二極體與該藍光微型發光二極體至少其中之一者之另一端。
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