TWI703722B - 發光裝置 - Google Patents
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Abstract
一種發光裝置，包括第一發光元件層、第二發光元件層以及第三發光元件層。第一發光元件層具有多個紅色發光元件。第二發光元件層位於第一發光元件層的發光面上，且具有多個綠色發光元件。第三發光元件層位於第二發光元件層的發光面上，且具有多個藍色發光元件。綠色發光元件對應設置於紅色發光元件上。藍色發光元件對應設置於綠色發光元件上。
Description
本發明是有關於一種發光裝置，且特別是有關於一種包括第一發光元件層、第二發光元件層以及第三發光元件層的發光裝置。
發光二極體是一種電致發光的半導體元件，具有效率高、壽命長、不易破損、反應速度快、可靠性高等優點。隨著大量的時間與金錢的投入，發光二極體的尺寸逐年縮小，然而，要將發光二極體使用於發光裝置的畫素結構中仍有困難，尤其是在單個畫素就具有紅色子畫素、綠色子畫素及藍色子畫素的發光裝置中，單個子畫素的尺寸很小，不論是在製造符合小尺寸子畫素的發光二極體或是在轉置所述發光二極體時都有製程良率低的問題，因此，目前亟需一種能解決前述問題的方法。
本發明提供一種具有發光二極體的發光裝置，能改善生產良率不足的問題。
本發明的一種發光裝置，包括第一發光元件層、第二發光元件層以及第三發光元件層。第一發光元件層具有多個紅色發光元件。第二發光元件層位於第一發光元件層的發光面上，且具有多個綠色發光元件。第三發光元件層位於第二發光元件層的發光面上，且具有多個藍色發光元件。綠色發光元件對應設置於紅色發光元件上，且藍色發光元件對應設置於綠色發光元件上。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明的一實施例的一種發光裝置的分解示意圖。圖2是圖1剖面線11’的剖面示意圖。
請參考圖1與圖2，發光裝置10包括第一發光元件層100、第二發光元件層200以及第三發光元件層300。
第一發光元件層100具有背面B1以及相對於背面B1的發光面F1。第一發光元件層100具有第一基板110以及位於第一基板110上的多個紅色發光元件R。紅色發光元件R發出具有指向性的光，且紅色發光元件R所發出之光會自發光面F1離開第一發光元件層100。
在本實施例中，紅色發光元件R包括第一發光二極體122以及環繞第一發光二極體122的封裝材料124。封裝材料124例如為紅色螢光材料或紅色磷光材料。在本實施例中，第一發光二極體122為無機發光二極體（例如無機藍色發光二極體或無機白色發光二極體），但本發明不以此為限。在其他實施例中，紅色發光元件R是有機紅色發光二極體。
在本實施例中，每個紅色發光元件R都有對應的驅動電路（未繪出），換句話說，第一發光元件層100上之每個紅色發光元件R都可以單獨開關。
第二發光元件層200具有背面B2以及相對於背面B2的發光面F2。第二發光元件層200位於第一發光元件層100的發光面F1上，也可以說第二發光元件層200的背面B2面對第一發光元件層100的發光面F1。第二發光元件層200具有第二基板210以及位於第二基板210上的多個綠色發光元件G。綠色發光元件G發出具有指向性的光，綠色發光元件G所發出之光會自發光面F2離開第二發光元件層200。
在本實施例中，每個綠色發光元件G都有對應的驅動電路（未繪出），換句話說，第二發光元件層200上之每個綠色發光元件G都可以單獨開關。
在本實施例中，綠色發光元件G包括第二發光二極體222以及環繞第二發光二極體222的封裝材料224。封裝材料224例如為綠色螢光材料或綠色磷光材料。在本實施例中，第二發光二極體222為無機發光二極體（例如無機藍色發光二極體或無機白色發光二極體），但本發明不以此為限。在其他實施例中，綠色發光元件G是有機綠色發光二極體。
第三發光元件層300具有背面B3以及相對於背面B3的發光面F3。第三發光元件層300位於第二發光元件層200的發光面F2上，也可以說第三發光元件層300的背面B3面對第二發光元件層200的發光面F2。第三發光元件層300具有第三基板310以及位於第三基板310上的多個藍色發光元件B。藍色發光元件B發出具有指向性的光，藍色發光元件B所發出之光會自發光面F3離開第三發光元件層300。
在本實施例中，藍色發光元件B包括第三發光二極體322以及環繞第三發光二極體322的封裝材料324。封裝材料324例如為透明封裝材料、藍色螢光材料或藍色磷光材料。在本實施例中，第三發光二極體322為無機發光二極體（例如無機藍色發光二極體或無機白色發光二極體），但本發明不以此為限。在其他實施例中，藍色發光元件B是有機藍色發光二極體。
在本實施例中，每個藍色發光元件B都有對應的驅動電路（未繪出），換句話說，第三發光元件層300上之每個藍色發光元件B都可以單獨開關。
在本實施例中，綠色發光元件G對應設置於紅色發光元件R上，且藍色發光元件B對應設置於綠色發光元件G上。紅色發光元件R發出的紅光RL可以穿過第二發光元件層200以及第三發光元件層300，並與綠色發光元件G發出的綠光GL及/或藍色發光元件B發出的藍光BL混合。綠色發光元件G發出的綠光GL可以穿過第三發光元件層300並與藍色發光元件B發出的藍光BL混合。
在本實施例中，一個紅色發光元件R、所述紅色發光元件R所對應的綠色發光元件G以及所述紅色發光元件R所對應的藍色發光元件B共同組成一個發光單元U。在本實施例中，紅色發光元件R至少部分重疊於對應之綠色發光元件G，且紅色發光元件R至少部分重疊於對應之藍色發光元件B。在本實施例中，紅色發光元件R、綠色發光元件G以及藍色發光元件的尺寸相等。在一些實施例中，紅色發光元件R、綠色發光元件G以及藍色發光元件的尺寸小於200微米，舉例來說，紅色發光元件R、綠色發光元件G以及藍色發光元件可以是尺寸為100微米~200微米的次毫米發光二極體（Mini LED），也可以是尺寸小於100微米或小於30微米的微發光二極體（Micro LED）。
欲使發光裝置10其中一個發光單元U發出紅光RL時，開啟其中一個紅色發光元件R，並關閉所述紅色發光元件R所對應的綠色發光元件G以及所述紅色發光元件R所對應的藍色發光元件B，如發光單元U1所示。
欲使發光裝置10其中一個發光單元U發出綠光GL時，開啟其中一個綠色發光元件G，並關閉所述綠色發光元件G所對應的紅色發光元件R以及所述綠色發光元件G所對應的藍色發光元件B，如發光單元U2所示。
欲使發光裝置10其中一個發光單元U發出藍光GL時，開啟其中一個藍色發光元件B，並關閉所述藍色發光元件B所對應的紅色發光元件R以及所述藍色發光元件B所對應的綠色發光元件G，如發光單元U3所示。
欲使發光裝置10其中一個發光單元U發出青色光時，開啟其中一個綠色發光元件G以及所述綠色發光元件G所對應的藍色發光元件B，並關閉所述綠色發光元件G所對應的紅色發光元件R。如發光單元U4所示，所述綠色發光元件G發出的綠光GL會與所述對應的藍色發光元件B發出的藍光BL混合成青色光。
欲使發光裝置10其中一個發光單元U發出洋紅色光（紫光）時，開啟其中一個紅色發光元件R以及所述紅色發光元件R所對應的藍色發光元件B，並關閉所述紅色發光元件R所對應的綠色發光元件G。如發光單元U5所示，所述紅色發光元件R發出的紅光RL會與所述對應的藍色發光元件B發出的藍光BL混合成洋紅色光。
欲使發光裝置10其中一個發光單元U發出黃光時，開啟其中一個紅色發光元件R以及所述紅色發光元件R所對應的綠色發光元件G，並關閉所述紅色發光元件R所對應的藍色發光元件B。如發光單元U6所示，所述紅色發光元件R發出的紅光RL會與所述對應的綠色發光元件G發出的綠光GL混合成黃光。
欲使發光裝置10其中一個發光單元U發出白光時，開啟其中一個紅色發光元件R、所述紅色發光元件R所對應的綠色發光元件G以及所述紅色發光元件R所對應的藍色發光元件B。如發光單元U7所示，所述紅色發光元件R發出的紅光RL會與所述對應的綠色發光元件G發出的綠光GL以及所述對應的藍色發光元件B發出的藍光BL混合成白光。
欲使發光裝置10其中一個發光單元U不發光時，關閉其中一個紅色發光元件R、所述紅色發光元件R所對應的綠色發光元件G以及所述紅色發光元件R所對應的藍色發光元件B。如發光單元U8所示。
藉由將紅色發光元件R、綠色發光元件G以及藍色發光元件B設置於不同的發光元件層，可以提高發光裝置10的解析度並降低發光裝置10的製程難度，藉此改善顯示裝置10生產良率不足。
在本實施例中，由於紅光RL的波長＜綠光GL的波長＜藍光BL的波長，因此，紅光RL較不容易激發綠色發光元件G以及藍色發光元件B，且綠色發光元件G較不易激發藍色發光元件B。
基於上述，將綠色發光元件G設置於紅色發光元件R上，且將藍色發光元件B設置於綠色發光元件G上，可以避免第一發光元件層100、第二發光元件層200以及第三發光元件層300之間互相干擾。舉例來說，當開啟其中一個紅色發光元件R，且關閉所述紅色發光元件R所對應之綠色發光元件G及/或藍色發光元件B時，所述紅色發光元件R發出的紅光RL不容易激發所述對應之綠色發光元件G及/或藍色發光元件B；當開啟其中一個綠色發光元件G，且關閉所述綠色發光元件G所對應之藍色發光元件B時，所述綠色發光元件G發出的綠光GL不容易激發所述對應之藍色發光元件B。
圖3是依照本發明的一實施例的一種發光裝置的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖3的實施例沿用圖1、圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖3，發光裝置20中之每個紅色發光元件R包括第一發光二極體122（例如是藍色發光二極體）以及環繞第一發光二極體122的封裝材料124。封裝材料124例如包括高分子層124A以及分散於高分子層124A中的紅色量子點材料124B，紅色量子點材料124B環繞第一發光二極體122。
發光裝置20中之每個綠色發光元件G包括第二發光二極體222（例如是藍色發光二極體）以及環繞第二發光二極體222的封裝材料224。封裝材料224例如包括高分子層224A以及分散於高分子層224A中的綠色量子點材料224B，綠色量子點材料224B環繞第二發光二極體222。
發光裝置20中之每個藍色發光元件B包括第三發光二極體322（例如是藍色發光二極體）以及環繞第三發光二極體322的封裝材料324。封裝材料324例如為透明封裝材料，或者，封裝材料324例如為包括高分子層324A以及分散於高分子層324A中的藍色量子點材料324B，藍色量子點材料324B環繞第三發光二極體322。
圖4是依照本發明的一實施例的一種發光裝置的分解示意圖。圖5是圖4剖面線22’的剖面示意圖。圖6是圖4之液晶顯示面板中部分構件的上視示意圖。在此必須說明的是，圖4、圖5和圖6的實施例沿用圖1、圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖4、圖5和圖6，發光裝置30更包括液晶顯示面板400。液晶顯示面板400位於第三發光元件層300的發光面F3上。
液晶顯示面板400包括基板410、多條掃描線420、多條資料線430、多個子畫素440、液晶層450以及對向基板460。在一些實施例中，液晶顯示面板400更包括覆蓋層470、配向層480、配向層490、偏光片P1、偏光片P2、驅動電路DC1以及驅動電路DC2。
基板410例如為透明基板。掃描線420與資料線430位於基板410上。驅動電路DC1以及驅動電路DC2位於基板410上，且分別電性連接至掃描線420與資料線430。
子畫素440位於基板410上，且每個子畫素440電性連接至對應的至少一條掃描線420以及對應的至少一條資料線430。在一些實施例中，子畫素440包括開關元件442以及畫素電極444，開關元件442電性連接至畫素電極444、對應的至少一條掃描線420以及對應的至少一條資料線430。在一些實施例中，子畫素440還包括其他驅動元件，但本發明不以此為限。在本實施例中，一個子畫素440的範圍是由相鄰的兩條掃描線420以及相鄰的兩條資料線430所定義出來。每個子畫素440重疊於一個對應的紅色發光元件R、一個對應的綠色發光元件G以及一個對應的藍色發光元件B。
液晶層450位於對向基板460與基板410之間。液晶層450位於子畫素440上。在本實施例中，液晶層450與子畫素440之間還具有配向層480，且液晶層450與對向基板460之間還具有配向層490。在一些實施例中，配向層490與對向基板460之間還具有覆蓋層470。
偏光片P1與偏光片P2分別設置於基板410以及對向基板460上。
在本實施例中，第一發光元件層100、第二發光元件層200以及第三發光元件層300可作為背光模組BU使用。由於背光模組BU即可發出彩色的光，因此不需於液晶顯示面板400設置彩色濾光元件。在本實施例中，液晶顯示面板400可以用來調整發光裝置30所發出之光線的灰階。
綜上所述，本發明藉由將紅色發光元件、綠色發光元件以及藍色發光元件設置於不同的發光元件層，可以提高發光裝置的解析度並降低發光裝置的製程難度，藉此改善顯示裝置生產良率不足。此外，將綠色發光元件設置於紅色發光元件上，且將藍色發光元件設置於綠色發光元件上，可以避免第一發光元件層、第二發光元件層以及第三發光元件層之間互相干擾。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
11’、22’‧‧‧剖面線10、20、30‧‧‧發光裝置100‧‧‧第一發光元件層110‧‧‧第一基板122‧‧‧第一發光二極體124、224、324‧‧‧封裝材料124A、224A、324A‧‧‧高分子層124B‧‧‧紅色量子點材料200‧‧‧第二發光元件層210‧‧‧第二基板222‧‧‧第二發光二極體224B‧‧‧綠色量子點材料300‧‧‧第三發光元件層310‧‧‧第三基板322‧‧‧第三發光二極體324B‧‧‧藍色量子點材料400‧‧‧液晶顯示面板410‧‧‧基板420‧‧‧掃描線430‧‧‧資料線440‧‧‧子畫素442‧‧‧開關元件444‧‧‧畫素電極450‧‧‧液晶層460‧‧‧對向基板470‧‧‧覆蓋層480‧‧‧配向層490‧‧‧配向層B‧‧‧藍色發光元件B1、B2、B3‧‧‧背面DC1、DC2‧‧‧驅動電路F1、F2、F3‧‧‧發光面G‧‧‧綠色發光元件P1、P2‧‧‧偏光片R‧‧‧紅色發光元件
圖1是依照本發明的一實施例的一種發光裝置的分解示意圖。 圖2是圖1剖面線11’的剖面示意圖。 圖3是依照本發明的一實施例的一種發光裝置的剖面示意圖。 圖4是依照本發明的一實施例的一種發光裝置的分解示意圖。 圖5是圖4剖面線22’的剖面示意圖。 圖6是圖4之液晶顯示面板中部分構件的上視示意圖。
11’‧‧‧剖面線
10‧‧‧發光裝置
100‧‧‧第一發光元件層
110‧‧‧第一基板
200‧‧‧第二發光元件層
210‧‧‧第二基板
300‧‧‧第三發光元件層
310‧‧‧第三基板
B‧‧‧藍色發光元件
B1、B2、B3‧‧‧背面
F1、F2、F3‧‧‧發光面
G‧‧‧綠色發光元件
R‧‧‧紅色發光元件
Claims (8)
- 一種發光裝置，包括：一第一發光元件層，具有多個紅色發光元件；一第二發光元件層，位於該第一發光元件層的發光面上，且具有多個綠色發光元件；以及一第三發光元件層，位於該第二發光元件層的發光面上，且具有多個藍色發光元件，其中該些綠色發光元件對應設置於該些紅色發光元件上，且該些藍色發光元件對應設置於該些綠色發光元件上，其中，每個該些紅色發光元件、每個該些綠色發光元件以及每個該些藍色發光元件係單獨開關，其中該第一發光元件層包括一第一基板，該些紅色發光元件位於該第一基板上；該第二發光元件層包括一第二基板，該些綠色發光元件位於該第二基板上；以及該第三發光元件層包括一第三基板，該些藍色發光元件位於該第三基板上。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中每個該些紅色發光元件包括一第一藍色發光二極體以及環繞該第一藍色發光二極體的一紅色螢光材料或一紅色磷光材料；每個該些綠色發光元件包括一第二藍色發光二極體以及環繞該第二藍色發光二極體的一綠色螢光材料或一綠色磷光材料；以及 每個該些藍色發光元件包括一第三藍色發光二極體以及環繞該第三藍色發光二極體的一透明封裝材料、一藍色螢光材料或一藍色磷光材料。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中每個該些紅色發光元件包括一第一藍色發光二極體以及環繞該第一藍色發光二極體的一紅色量子點材料；每個該些綠色發光元件包括一第二藍色發光二極體以及環繞該第二藍色發光二極體的一綠色量子點材料；以及每個該些藍色發光元件包括一第三藍色發光二極體以及環繞該第三藍色發光二極體的一透明封裝材料或一藍色量子點材料。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，更包括：一液晶顯示面板，位於該第三發光元件層的發光面上。
- 如申請專利範圍第4項所述的發光裝置，其中該液晶顯示面板包括：一基板；多條掃描線與多條資料線，位於該基板上；多個子畫素，位於該基板上；一液晶層，位於該些子畫素上；以及一對向基板，該液晶層位於該對向基板與該基板之間。
- 如申請專利範圍第5項所述的發光裝置，其中每個該子畫素重疊於一個對應的該紅色發光元件、一個對應的該綠色發光元件以及一個對應的該藍色發光元件。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中該些紅色發光元件、該些綠色發光元件以及該些藍色發光元件的尺寸小於200微米。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中每個該些紅色發光元件包括一有機紅色發光二極體，每個該些綠色發光元件包括一有機綠色發光二極體，每個該些藍色發光元件包括一有機藍色發光二極體。
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