TWI866871B - 發光二極體結構 - Google Patents

Abstract

提供發光二極體結構，包括基板、複數個第一型發光二極體在基板上、至少一第一光學元件及至少一第二光學元件。至少一第一光學元件位在第一型發光二極體的至少一第一者上，至少一第一光學元件將從至少一第一者發出的光的第一初始角度調整成第一調整角度，第一調整角度小於第一初始角度，以及第一初始角度與第一調整角度的差值為5°至60°。至少一第二光學元件位在第一型發光二極體的至少一第二者上，至少一第二光學元件將從至少一第二者發出的光的第二初始角度調整成第二調整角度，以及第二調整角度小於第二初始角度且大於第一調整角度。

Description

發光二極體結構

本揭示內容是關於一種發光二極體結構。

發光二極體作為光源廣泛應用於顯示面板中。然而隨著顯示面板應用於多種電子產品中，例如電腦、電視、手機、平板、廣告看板等，對於光源的調控的需求也越來越高，以符合各種應用需求。舉例來說，為避免顯示面板的顯示視角過大造成隱私外洩或基於補足不同光型的顯示差異等，需要開發一種可控制光源視角並具良好顯示解析度的發光二極體結構。

本揭示內容揭露一種發光二極體結構。發光二極體結構包括基板、複數個第一型發光二極體、至少一第一光學元件以及至少一第二光學元件。第一型發光二極體在基板上。至少一第一光學元件位在第一型發光二極體的至少一第一者上，至少一第一光學元件將從至少一第一者發出的光的第一初始角度調整成第一調整角度，第一調整角度小於第一初始角度，以及第一初始角度與第一調整角度的差值為5°至60°。至少一第二光學元件位在第一型發光二極體的至少一第二者上，至少一第二光學元件將從至少一第二者發出的光的第二初始角度調整成第二調整角度，以及第二調整角度小於第二初始角度且大於第一調整角度。

在一些實施方式中，至少一第一光學元件僅位在第一型發光二極體的至少一第一者上。

在一些實施方式中，第一型發光二極體發出的光的顏色實質上相同。

本揭示內容也揭露一種發光二極體結構。發光二極體結構包括基板、複數個第一型發光二極體、複數個第二型發光二極體、複數個第三型發光二極體、至少一第一光學元件、至少一第二光學元件以及至少一第三光學元件。第一型發光二極體在基板上且第一型發光二極體發出的光的顏色為紅色。第二型發光二極體在基板上且第二型發光二極體發出的光的顏色為綠色。第三型發光二極體在基板上且第三型發光二極體發出的光的顏色為藍色。至少一第一光學元件位在第一型發光二極體的至少一第一者上，至少一第一光學元件將從至少一第一者發出的光的第一初始角度調整成第一調整角度，第一調整角度小於第一初始角度，以及第一初始角度與第一調整角度的差值為5°至60°。至少一第二光學元件位在第二型發光二極體的至少一第二者上，至少一第二光學元件將從至少一第二者發出的光的第二初始角度調整成第二調整角度，以及第二調整角度小於第二初始角度。至少一第三光學元件位在第三型發光二極體的至少一第三者上，至少一第三光學元件將從至少一第三者發出的光的第三初始角度調整成第三調整角度，以及第三調整角度小於第三初始角度。

在一些實施方式中，至少一第二光學元件的曲率半徑及至少一第三光學元件的曲率半徑與至少一第一光學元件的曲率半徑實質上相同。

在一些實施方式中，發光二極體結構更包括至少一第四光學元件以及至少一第五光學元件。至少一第四光學元件位在第二型發光二極體的至少一第四者上，至少一第四光學元件將從至少一第四者發出的光的第四初始角度調整成第四調整角度，以及第四調整角度小於第四初始角度且大於第二調整角度。至少一第五光學元件位在第三型發光二極體的至少一第五者上，至少一第五光學元件將從至少一第五者發出的光的第五初始角度調整成第五調整角度，以及第五調整角度小於第五初始角度且大於第三調整角度。

為了使本揭示內容的說明更加詳細及完整，下文針對實施方式的態樣及具體實施方式做出說明性的描述。這並非限制本揭示內容的實施方式為唯一形式。本揭示內容的實施方式在有益的情形下可相互結合或取代，且可在未進一步說明的情況下附加其他實施方式。

空間相對用語，例如上方和下方等，可在本揭示內容中用來描述一個元件或特徵與圖中另一個元件或特徵的關係。除了圖中描述的方向，空間相對用語旨在涵蓋裝置使用或操作時的不同方向。例如裝置可能以其他方式定向（例如旋轉90度或其他方向等）。因此本揭示內容的空間相對用語也可相對應地解釋。在本揭示內容中，除非另有說明，否則不同圖中相同或相似的元件編號指相同或相似材料通過相同或相似方法形成的相同或相似元件。

本揭示內容使用的「約」、「近似」、「接近」、「基本上」或「實質上」等包括所述數值、特徵和所屬技術領域中通常知識者可理解的數值、特徵的偏差範圍。例如，考慮到數值、特徵的誤差等，前述用語可表示所述數值的一個或多個標準偏差內的值（例如±30%、±20%、±15%、±10%或±5%以內的值），或是表示所述特徵在實務操作上涵蓋的偏差（例如「實質上平行」的敘述可表示實務上接近平行而非理想上完美的平行）。此外可依照測量性質或其它性質等來選擇可接受的偏差範圍，而不以一種偏差範圍適用所有數值、特徵。

本揭示內容揭露一種發光二極體結構。發光二極體結構包括基板、複數個第一型發光二極體以及至少一第一光學元件。第一型發光二極體在基板上。至少一第一光學元件位在第一型發光二極體的至少一第一者上，至少一第一光學元件將從至少一第一者發出的光的第一初始角度調整成第一調整角度，第一調整角度小於第一初始角度，以及第一初始角度與第一調整角度的差值為5°至60°。接下來根據實施方式詳細說明前述發光二極體結構。

可參照第1A圖至第4圖，發光二極體結構100包括基板101、複數個第一型發光二極體111以及至少一第一光學元件121，其中第1B圖及第2B圖分別為第1A圖及第2A圖的俯視透視圖沿著線A-A及線B-B切出的剖面圖。接下來依序詳細說明前述元件。

首先說明基板101，可參照第1A圖至第4圖。基板101包括未繪示於圖中且用以驅動發光二極體（包括下文說明的第一型發光二極體111、第二型發光二極體112及第三型發光二極體113等）發光的電路，例如包括通過開與關來驅動發光二極體發光與否的電晶體等。在一些實施方式中，這些電路（或電晶體）各自獨立地控制其所對應的發光二極體來達到控制部分發光二極體發光而部分發光二極體不發光（詳細後述）。在一些實施方式中，基板101包括任何可行的半導體基板，例如包括元素半導體材料（例如矽、鍺或其類似物等）、化合物半導體材料（例如碳化矽、氮化鎵或其類似物等）、合金半導體材料（例如SiGe、AlGaAs或其類似物等）或其組合。

接著說明複數個第一型發光二極體111，可參照第1A圖至第4圖。複數個第一型發光二極體111位在基板101上，以作為顯示光源。在一些實施方式中，這些第一型發光二極體111中的每一個為微發光二極體且具有微米等級的尺寸，例如小於100微米。在一些實施方式中，這些第一型發光二極體111中的每一個各自具有對應的驅動電路以各自獨立地發光。在一些實施方式中，第一型發光二極體111包括任何可行的半導體材料，例如AlGaAs、InGaP、AlGaInP、GaP、InGaN或其類似物及組合等，以具有各種可行的發光顏色。

接著說明至少一第一光學元件121，可參照第1A圖至第4圖。至少一第一光學元件121位在複數個第一型發光二極體111中的至少一第一者111A上，使得至少一第一光學元件121可調整從至少一第一者111A發出的光的角度。例如，至少一第一光學元件121將從至少一第一者111A發出的光的第一初始角度θ1調整成第一調整角度ω1，其中第一初始角度θ1為光經調整前的行進方向D1與垂直於基板101表面的方向Z1的最大夾角，以及第一調整角度ω1為光經調整後的行進方向D2與垂直於基板101表面的方向Z1的最大夾角。在一些實施方式中，前述具最大夾角的光行進方向D1及行進方向D2分別為光經調整前後可測得至少50%光強（相對於可測得的最強光強數值來說）的位置。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121在基板101上的投影面積完全覆蓋或大於至少一第一者111A在基板101上的投影面積，以確保至少一第一光學元件121有效且符合預期地調整從至少一第一者111A發出的光的角度。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121的中心對準至少一第一者111A的中心，以確保至少一第一光學元件121有效且符合預期地調整從至少一第一者111A發出的光的角度。在一些實施方式中，第一調整角度ω1小於第一初始角度θ1，以達到聚焦及縮小出光視角等效果。在一些實施方式中，第一初始角度θ1與第一調整角度ω1的差值為5°至60°，例如5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、55°或60°等。差值過小對於改變視角來說可能不具顯著效果。差值過大則可能過度聚焦光線造成顯示位移等負面效果。在一些實施方式中，第一調整角度ω1為30°至85°，例如30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°或85°等。

繼續說明至少一第一光學元件121，可參照第1A圖至第4圖。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121包括一曲面且此曲面朝向遠離至少一第一者111A的方向凸出。在一些實施方式中，曲面的曲率半徑較佳為10 µm至50 µm，例如10 µm、20 µm、30 µm、40 µm或50 µm。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121為凸透鏡。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121的尺寸為微米等級。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121的表面具有鍍膜，例如抗反射塗層等。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121包括單一材質或多層材質，例如實質上具單一折射率的單一材質，或是每層具不同折射率且折射率往遠離至少一第一者111A的方向逐漸遞增的多層材質。在一些實施方式中，前述材質包括硼矽酸鹽玻璃、熔融石英、氟化鈣、氟化鎂、硒化鋅、鍺、矽或其組合。

在一些實施方式中，發光二極體結構100可更包括透光層102，且可參照第1A圖至第4圖。透光層102位在至少一第一者111A與至少一第一光學元件121之間，以作為光經過的介質並有助於調整光經過至少一第一光學元件121的聚焦程度。在一些實施方式中，透光層102的折射率小於至少一第一光學元件121的折射率。在一些實施方式中，至少一第一者111A與至少一第一光學元件121之間的距離L1或此距離L1所對應的透光層102的厚度T1較佳為10 µm至150 µm，例如10 µm、50 µm、100 µm或150 µm。在一些實施方式中，距離L1與至少一第一光學元件121的曲率半徑的比值較佳為0.1至4，例如0.1、0.5、1、2、3或4。

在一些實施方式中，發光二極體結構100可更包括保護層103，且可參照第1A圖至第4圖。保護層103（或稱平坦層）位在至少一第一光學元件121上，以作為其下可能的元件的保護結構並提供其上可能坐落的元件的平坦表面。在一些實施方式中，保護層103的折射率小於至少一第一光學元件121的折射率，以有助於增加從至少一第一光學元件121出射的光數量。

接下來以詳細實施例說明上述發光二極體結構100可能的變形。在未進一步說明的情況下，上述特徵適用於下述變形中，因此相關特徵可參上文，且下文可能不再贅述。

在第一實施例中，如第1A圖至第1B圖所示，至少一第一光學元件121僅位在第一型發光二極體111中的至少一第一者111A上且不位在至少一第二者111B上。也就是說，在俯視下，至少一第一光學元件121重疊第一型發光二極體111的至少一第一者111A但不重疊第一型發光二極體111的至少一第二者111B。因此，從至少一第二者111B發出的光實質上具有未經調整的第一初始角度θ1，並使得至少一第一者111A及至少一第二者111B各自獨立的電路可通過使至少一第一者111A、至少一第二者111B或其組合發光來達到不同出光視角的選擇。例如，當需要顯示窄的出光視角時，可使至少一第一者111A發光但至少一第二者111B不發光。例如，當需要顯示寬的出光視角時，可使至少一第二者111B發光但至少一第一者111A不發光，或是使至少一第一者111A及至少一第二者111B皆發光。在一些實施方式中，至少一第一者111A及至少一第二者111B發出的顏色實質上相同，因此前述出光視角的選擇可針對特定顏色進行調控，以得到具各種寬窄視角範圍的所需特定顏色。

在第二實施例中，如第2A圖至第2B圖所示，類似於第一實施例但發光二極體結構100更包括至少一第二光學元件122位在第一型發光二極體111中的至少一第二者111B上。至少一第二光學元件122及其相對於其他元件（例如基板101、至少一第二者111B、透光層102及保護層103等）的特徵基本上同於第一實施例中至少一第一光學元件121及其相對於其他元件（例如基板101、至少一第一者111A、透光層102及保護層103等）的特徵，詳細參照上文，此處不再贅述。惟不同的是，至少一第二光學元件122將光調整成不同於第一調整角度ω1的第二調整角度ω2，因此使用至少一第一光學元件121及至少一第二光學元件122時可得到更多出光視角選擇，以更加精準地符合所需顯示效果。舉例來說，至少一第二光學元件122將從至少一第二者111B發出的光的第二初始角度θ2（可實質上同於第一初始角度θ1）調整成小於第二初始角度θ2且大於第一調整角度ω1的第二調整角度ω2，因此至少一第二光學元件122同至少一第一光學元件121可達到聚焦及縮小出光視角等效果但程度小於至少一第一光學元件121。在一些實施方式中，第二初始角度θ2與第二調整角度ω2的差值為5°至50°，例如5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°或50°等。差值過小對於改變視角來說可能不具顯著效果。差值過大則可能過度聚焦光線造成顯示位移等負面效果，且也可能與至少一第一光學元件121不具顯著差異。在一些實施方式中，第二調整角度ω2為40°至85°，例如40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°或85°等。在一些實施方式中，至少一第二光學元件122的曲面的曲率半徑大於至少一第一光學元件121的曲面的曲率半徑。在一些實施方式中，至少一第二光學元件122的曲面的曲率半徑較佳為10 µm至50 µm，例如10 µm、20 µm、30 µm、40 µm或50 µm。在一些實施方式中，至少一第二光學元件122在基板101上的投影面積小於至少一第一光學元件121在基板101上的投影面積。

繼續說明第二實施例，如第2A圖至第2B圖所示。由於光通過至少一第一光學元件121及至少一第二光學元件122具有不同出光視角，可如上文第一實施例通過至少一第一者111A及至少一第二者111B各自獨立的電路使至少一第一者111A、至少一第二者111B或其組合發光來達到不同出光視角的選擇。詳細發光方式可參照第一實施例，此處不再贅述。在一些實施方式中，至少一第一者111A及至少一第二者111B發出的顏色實質上相同，因此前述出光視角的選擇可針對特定顏色進行調控，以得到具各種寬窄視角範圍的所需顏色。

在第三實施例中，如第3圖所示，發光二極體結構100更包括複數個第二型發光二極體112、複數個第三型發光二極體113、至少一第三光學元件123以及至少一第四光學元件124。第三實施例基本上為第一實施例的變形，例如包括三個如第一實施例所示的結構的組合，因此詳細可參照上文，且此處不再贅述。惟不同的是，第三實施例中對應第一型發光二極體111的第二型發光二極體112及第三型發光二極體113的發光顏色可能不同（圖中以不同網點示意之），以及第三實施例中對應至少一第一光學元件121的至少一第三光學元件123及至少一第四光學元件124的出光視角可能不同。在一些實施方式中，第一型發光二極體111發出的光為紅色、第二型發光二極體112發出的光為綠色，以及第三型發光二極體113發出的光為藍色，使得出光視角可通過至少一第一光學元件121、至少一第三光學元件123及至少一第四光學元件124被調整之外還可得到具不同出光視角的多種顏色，以提升顯示效果。詳細地說，可另參照第1B圖，至少一第一光學元件121位在第一型發光二極體111中的至少一第一者111A上以將發出的光的第一初始角度θ1調整成小於第一初始角度θ1的第一調整角度ω1；至少一第三光學元件123位在第二型發光二極體112中的至少一第三者112A上以將發出的光的第三初始角度θ3調整成小於第三初始角度θ3的第三調整角度ω3；以及至少一第四光學元件124位在第三型發光二極體113中的至少一第四者113A上以將發出的光的第四初始角度θ4調整成小於第四初始角度θ4的第四調整角度ω4。此外，同第一實施例，至少一第一光學元件121僅位在第一型發光二極體111中的至少一第一者111A上且不位在至少一第二者111B上；至少一第三光學元件123僅位在第二型發光二極體112中的至少一第三者112A上且不位在至少一第五者112B上；以及至少一第四光學元件124僅位在第三型發光二極體113中的至少一第四者113A上且不位在至少一第六者113B上。

繼續說明第三實施例，如第3圖所示。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121、至少一第三光學元件123及至少一第四光學元件124及其各自覆蓋的至少一第一者111A、至少一第三者112A及至少一第四者113A在基板101上沿著第一方向DIR1重複排列，且不限於第3圖所示的數量。在一些實施方式中，至少一第二者111B、至少一第五者112B及至少一第六者113B在基板101上沿著平行於第一方向DIR1的第二方向DIR2重複排列，且不限於第3圖所示的數量。在一些實施方式中，至少一第三光學元件123的曲率半徑及至少一第四光學元件124的曲率半徑與至少一第一光學元件121的曲率半徑實質上相同，以對不同顏色的至少一第一者111A、至少一第三者112A及至少一第四者113A進行相似的出光視角調整，以得到較為一致的出光效果。

在第四實施例中，如第4圖所示，發光二極體結構100更包括複數個第二型發光二極體112、複數個第三型發光二極體113、至少一第三光學元件123、至少一第四光學元件124、至少一第五光學元件125以及至少一第六光學元件126。第四實施例基本上為第二實施例的變形，例如包括三個如第二實施例所示的結構的組合，因此詳細可參照上文，且此處不再贅述。惟不同的是，第四實施例中對應第一型發光二極體111的第二型發光二極體112及第三型發光二極體113的發光顏色可能不同（圖中以不同網點示意之）；對應至少一第一光學元件121的至少一第三光學元件123及至少一第四光學元件124的出光視角可能不同；以及對應至少一第二光學元件122的至少一第五光學元件125及至少一第六光學元件126的出光視角可能不同。在一些實施方式中，第一型發光二極體111發出的光為紅色、第二型發光二極體112發出的光為綠色，以及第三型發光二極體113發出的光為藍色，使得出光視角可通過至少一第一光學元件121、至少一第二光學元件122、至少一第三光學元件123、至少一第四光學元件124、至少一第五光學元件125及至少一第六光學元件126被調整之外還可得到具不同出光視角的多種顏色，以提升顯示效果。詳細地說，且另參照第2B圖，至少一第一光學元件121及至少一第二光學元件122分別位在第一型發光二極體111中的至少一第一者111A及至少一第二者111B上以將發出的光的第一初始角度θ1及第二初始角度θ2分別調整成小於第一初始角度θ1及第二初始角度θ2的第一調整角度ω1及第二調整角度ω2，其中第二調整角度ω2大於第一調整角度ω1；至少一第三光學元件123及至少一第五光學元件125分別位在第二型發光二極體112中的至少一第三者112A及至少一第五者112B上以將發出的光的第三初始角度θ3及第五初始角度θ5分別調整成小於第三初始角度θ3及第五初始角度θ5的第三調整角度ω3及第五調整角度ω5，其中第五調整角度ω5大於第三調整角度ω3；以及至少一第四光學元件124及至少一第六光學元件126分別位在第三型發光二極體113中的至少一第四者113A及至少一第六者113B上以將發出的光的第四初始角度θ4及第六初始角度θ6分別調整成小於第四初始角度θ4及第六初始角度θ6的第四調整角度ω4及第六調整角度ω6，其中第六調整角度ω6大於第四調整角度ω4。

繼續說明第四實施例，如第4圖所示。在一些實施方式中，至少一第一光學元件121、至少一第三光學元件123及至少一第四光學元件124及其各自覆蓋的至少一第一者111A、至少一第三者112A及至少一第四者113A在基板101上沿著第一方向DIR1重複排列，且不限於第4圖所示的數量。在一些實施方式中，至少一第二光學元件122、至少一第五光學元件125及至少一第六光學元件126及其各自覆蓋的至少一第二者111B、至少一第五者112B及至少一第六者113B在基板101上沿著平行於第一方向DIR1的第二方向DIR2重複排列，且不限於第4圖所示的數量。在一些實施方式中，至少一第三光學元件123的曲率半徑及至少一第四光學元件124的曲率半徑與至少一第一光學元件121的曲率半徑實質上相同，以對不同顏色的至少一第一者111A、至少一第三者112A及至少一第四者113A進行相似的出光視角調整，以得到較為一致的出光效果。在一些實施方式中，至少一第五光學元件125的曲率半徑及至少一第六光學元件126的曲率半徑與至少一第二光學元件122的曲率半徑實質上相同，以對不同顏色的至少一第二者111B、至少一第五者112B及至少一第六者113B進行相似的出光視角調整，以得到較為一致的出光效果。

本揭示內容亦揭露另一種發光二極體結構。發光二極體結構包括基板、複數個發光二極體組以及至少一第一光學元件組。發光二極體組在基板上且發光二極體組中的每一個包括紅色發光二極體、綠色發光二極體及藍色發光二極體。至少一第一光學元件組位在發光二極體組的至少一第一者上，至少一第一光學元件組將從至少一第一者發出的光的第一初始角度調整成第一調整角度，第一調整角度小於第一初始角度。接下來根據實施方式詳細說明前述發光二極體結構。

可參照第5A圖至第12C圖，發光二極體結構200包括基板201、複數個發光二極體組211以及至少一第一光學元件組221，其中第5B圖、第6B圖、第7B圖及第8B圖分別為第5A圖、第6A圖、第7A圖及第8A圖的俯視透視圖沿著線C-C、線D-D、線E-E及線F-F切出的剖面圖。接下來依序詳細說明前述元件。

首先說明基板201，可參照第5A圖至第12C圖。基板201包括未繪示於圖中且用以驅動發光二極體組211發光的電路，例如包括通過開與關來驅動發光二極體組211發光的電晶體等。在一些實施方式中，這些電路（或電晶體）各自獨立地控制其所對應的發光二極體組211來達到控制部分發光二極體組211發光而部分發光二極體組211不發光（詳細後述）。在一些實施方式中，基板201包括任何可行的半導體基板，且可參照上文基板101的材料，因此此處不再贅述。

接著說明複數個發光二極體組211，可參照第5A圖至第12C圖。複數個發光二極體組211位在基板201上，以作為顯示光源。在一些實施方式中，發光二極體組211中的每一個包括紅色發光二極體211r、綠色發光二極體211g及藍色發光二極體211b，以得到不同的出光顏色。紅色發光二極體211r、綠色發光二極體211g及藍色發光二極體211b各自的特徵（例如尺寸、材料、其下具有的電路等）基本上同上文第一型發光二極體111、第二型發光二極體112及第三型發光二極體113的特徵，因此此處不再贅述。在一些實施方式中，紅色發光二極體211r、綠色發光二極體211g及藍色發光二極體211b在基板201上沿著一方向直線型排列，然而未另外繪示的其他排列方式也可能可行，例如三角型或L型等。

接著說明至少一第一光學元件組221，可參照第5A圖至第12C圖。至少一第一光學元件組221位在複數個發光二極體組211中的至少一第一者211A上，使得至少一第一光學元件組221可調整從至少一第一者211A發出的光的角度。例如，至少一第一光學元件組221將從至少一第一者211A發出的光的第一初始角度θ7調整成第一調整角度ω7，其中第一初始角度θ7為將至少一第一者211A視為一幾何體時，由此幾何體所發出的光經調整前的行進方向D3與垂直於基板201的方向Z2的最大夾角；以及第一調整角度ω7為將至少一第一光學元件組221視為另一幾何體時，光經此另一幾何體調整後的行進方向D4與垂直於基板201的方向Z2的最大夾角。在一些實施方式中，前述具最大夾角的光行進方向D3及行進方向D4分別為光經調整前後可測得至少50%光強（相對於可測得的最強光強數值來說）的位置。在一些實施方式中，第一調整角度ω7小於第一初始角度θ7，以達到聚焦及縮小出光視角等效果。在一些實施方式中，第一初始角度θ7與第一調整角度ω7的差值為5°至60°，例如5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、55°或60°等。差值過小對於改變視角來說可能不具顯著效果。差值過大則可能過度聚焦光線造成顯示位移等負面效果。在一些實施方式中，第一調整角度ω7為30°至85°，例如30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°或85°等。

繼續說明至少一第一光學元件組221，可參照第5A圖至第12C圖。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221包括曲面且曲面朝向遠離至少一第一者211A的方向凸出。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221為凸透鏡。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221的尺寸為微米等級。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221的表面具有鍍膜，例如抗反射塗層等。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221包括單一材質或多層材質，例如實質上具單一折射率的單一材質，或是每層具不同折射率且折射率往遠離至少一第一者211A的方向逐漸遞增的多層材質。在一些實施方式中，前述材質基本上同上文至少一第一光學元件121的材質，此處不再贅述。

在一些實施方式中，發光二極體結構200可更包括透光層202，且可參照第5A圖至第12C圖。透光層202位在至少一第一者211A與至少一第一光學元件組221之間，以作為光經過的介質並有助於調整光經過至少一第一光學元件組221的聚焦程度。在一些實施方式中，透光層202的折射率小於至少一第一光學元件組221的折射率。在一些實施方式中，至少一第一者211A與至少一第一光學元件組221之間的距離L2或此距離L2所對應的透光層202的厚度T2較佳為10 µm至150 µm，例如10 µm、50 µm、100 µm或150 µm。在一些實施方式中，距離L2與至少一第一光學元件組221的曲率半徑的比值較佳為0.1至4，例如0.1、0.5、1、2、3或4。

在一些實施方式中，發光二極體結構200可更包括保護層203，且可參照第5A圖至第12C圖。保護層203（或稱平坦層）位在至少一第一光學元件組221上，以作為其下可能的元件的保護結構並提供其上可能坐落的元件的平坦表面。在一些實施方式中，保護層203的折射率小於至少一第一光學元件組221的折射率，以有助於增加從至少一第一光學元件組221出射的光數量。

接下來以詳細實施例說明上述發光二極體結構200可能的變形。在未進一步說明的情況下，上述特徵適用於下述變形中，因此相關特徵可參上文，且下文可能不再贅述。

在第五實施例中，如第5A圖至第5B圖所示，至少一第一光學元件組221包括一個第一光學元件221A。在一些實施方式中，第一光學元件221A在基板201上的投影面積完全覆蓋或大於紅色發光二極體211r、綠色發光二極體211g及藍色發光二極體211b在基板201上的投影面積，以確保第一光學元件221A有效且符合預期地調整出光角度。在一些實施方式中，第一光學元件221A的中心對準紅色發光二極體211r、綠色發光二極體211g及藍色發光二極體211b的幾何中心，以確保第一光學元件221A有效且符合預期地調整出光角度。在一些實施方式中，第一光學元件221A的曲面的曲率半徑較佳為10 µm至50 µm，例如10 µm、20 µm、30 µm、40 µm或50 µm。

繼續說明第五實施例，如第5A圖至第5B圖所示。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221僅位在發光二極體組211中的至少一第一者211A上且不位在至少一第二者211B上。也就是說，在俯視下，至少一第一光學元件組221重疊發光二極體組211的至少一第一者211A但不重疊發光二極體組211的至少一第二者211B。因此，從至少一第二者211B發出的光實質上具有未經調整的第一初始角度θ7，並使得至少一第一者211A及至少一第二者211B各自獨立的電路可通過使至少一第一者211A、至少一第二者211B或其組合發光來達到不同出光視角的選擇。例如，當需要顯示窄的出光視角時，可使至少一第一者211A發光但至少一第二者211B不發光。例如，當需要顯示寬的出光視角時，可使至少一第二者211B發光但至少一第一者211A不發光，或是使至少一第一者211A及至少一第二者211B皆發光。

在第六實施例中，如第6A圖至第6B圖所示，至少一第一光學元件組221包括第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D，且第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D各自對準紅色發光二極體211r、綠色發光二極體211g及藍色發光二極體211b。在一些實施方式中，第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D在基板201上的投影面積各自完全覆蓋或大於紅色發光二極體211r、綠色發光二極體211g及藍色發光二極體211b在基板201上的投影面積，以確保第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D有效且符合預期地調整出光角度。在一些實施方式中，第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D的中心各自對準紅色發光二極體211r、綠色發光二極體211g及藍色發光二極體211b的中心，以確保第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D有效且符合預期地調整出光角度。在一些實施方式中，第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D各自的曲面的曲率半徑較佳為10 µm至50 µm，例如10 µm、20 µm、30 µm、40 µm或50 µm。在一些實施方式中，第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D的曲面的曲率半徑實質上相同，以對不同顏色進行相似的出光視角調整，以得到較為一致的出光效果。在一些實施方式中，第一光學元件221B、第一光學元件221C及第一光學元件221D各自分離或實質上直接接觸。

繼續說明第六實施例，如第6A圖至第6B圖所示。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221僅位在發光二極體組211中的至少一第一者211A上且不位在至少一第二者211B上。因此，類似於第五實施例，從至少一第二者211B發出的光實質上具有未經調整的第一初始角度θ7，並使得至少一第一者211A及至少一第二者211B各自獨立的電路可通過使至少一第一者211A、至少一第二者211B或其組合發光來達到不同出光視角的選擇。詳細發光方式可參照第五實施例，此處不再贅述。

在第七實施例中，如第7A圖至第7B圖所示，類似於第五實施例但發光二極體結構200更包括至少一第二光學元件組222位在發光二極體組211中的至少一第二者211B上。至少一第二光學元件組222及其相對於其他元件（例如基板201、至少一第二者211B、透光層202及保護層203等）的特徵基本上同於第五實施例中至少一第一光學元件組221及其相對於其他元件（例如基板201、至少一第一者211A、透光層202及保護層203等）的特徵，詳細參照上文，此處不再贅述。惟不同的是，至少一第二光學元件組222將光調整成不同於第一調整角度ω7的第二調整角度ω8，因此使用至少一第一光學元件組221及至少一第二光學元件組222時可得到更多出光視角選擇，以更加精準地符合所需顯示效果。舉例來說，至少一第二光學元件組222將從至少一第二者211B發出的光的第二初始角度θ8（可實質上同於第一初始角度θ7）調整成小於第二初始角度θ8且大於第一調整角度ω7的第二調整角度ω8，因此至少一第二光學元件組222同至少一第一光學元件組221可達到聚焦及縮小出光視角等效果但程度小於至少一第一光學元件組221。在一些實施方式中，第二初始角度θ8與第二調整角度ω8的差值為5°至50°，例如5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°或50°等。差值過小對於改變視角來說可能不具顯著效果。差值過大則可能過度聚焦光線造成顯示位移等負面效果，且也可能與至少一第一光學元件組221不具顯著差異。在一些實施方式中，第二調整角度ω8為40°至85°，例如40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°或85°等。在一些實施方式中，至少一第二光學元件組222的第二光學元件222A的曲面的曲率半徑大於至少一第一光學元件組221的第一光學元件221A的曲面的曲率半徑。在一些實施方式中，第二光學元件222A的曲面的曲率半徑較佳為10 µm至50 µm，例如10 µm、20 µm、30 µm、40 µm或50 µm。

繼續說明第七實施例，如第7A圖至第7B圖所示。由於光通過至少一第一光學元件組221及至少一第二光學元件組222具有不同出光視角，可如上文第五實施例通過至少一第一者211A及至少一第二者211B各自獨立的電路使至少一第一者211A、至少一第二者211B或其組合發光來達到不同出光視角的選擇。詳細發光方式可參照第五實施例，此處不再贅述。

在第八實施例中，如第8A圖至第8B圖所示，類似於第六實施例但發光二極體結構200更包括至少一第二光學元件組222位在發光二極體組211中的至少一第二者211B上。至少一第二光學元件組222及其相對於其他元件（例如基板201、至少一第二者211B、透光層202及保護層203等）的特徵基本上同於第六實施例中至少一第一光學元件組221及其相對於其他元件（例如基板201、至少一第一者211A、透光層202及保護層203等）的特徵，詳細參照上文，此處不再贅述。惟不同的是，至少一第二光學元件組222將光調整成不同於第一調整角度ω7的第二調整角度ω8，因此使用至少一第一光學元件組221及至少一第二光學元件組222時可得到更多出光視角選擇，以更加精準地符合所需顯示效果。舉例來說，至少一第二光學元件組222將從至少一第二者211B發出的光的第二初始角度θ8（可實質上同於第一初始角度θ7）調整成小於第二初始角度θ8且大於第一調整角度ω7的第二調整角度ω8，因此至少一第二光學元件組222同至少一第一光學元件組221可達到聚焦及縮小出光視角等效果但程度小於至少一第一光學元件組221。在一些實施方式中，第二初始角度θ8與第二調整角度ω8的差值為5°至50°，例如5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°或50°等。差值過小對於改變視角來說可能不具顯著效果。差值過大則可能過度聚焦光線造成顯示位移等負面效果，且也可能與至少一第一光學元件組221不具顯著差異。在一些實施方式中，第二調整角度ω8為40°至85°，例如40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°或85°等。在一些實施方式中，至少一第二光學元件組222的第二光學元件222B、第二光學元件222C及第二光學元件222D的曲面的曲率半徑各自大於至少一第一光學元件組221的第一光學元件221B、第一光學元件221C、第一光學元件221D的曲面的曲率半徑。在一些實施方式中，第二光學元件222B、第二光學元件222C及第二光學元件222D各自的曲面的曲率半徑較佳為10 µm至50 µm，例如10 µm、20 µm、30 µm、40 µm或50 µm。

繼續說明第八實施例，如第8A圖至第8B圖所示。由於光通過至少一第一光學元件組221及至少一第二光學元件組222具有不同出光視角，可如上文第六實施例通過至少一第一者211A及至少一第二者211B各自獨立的電路使至少一第一者211A、至少一第二者211B或其組合發光來達到不同出光視角的選擇。詳細發光方式可參照第六實施例，此處不再贅述。

在第九實施例中，如第9A圖至第9C圖所示，類似於第五實施例但至少一第一光學元件組221的數量可能為複數。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221與發光二極體組211的數量比為1/4至3/4，例如1/4（對應第9A圖）、2/4（對應第9B圖）或3/4（對應第9C圖）等，以在這些發光二極體組211皆發光時具有適中的聚焦程度並提升成像解析度。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221的數量為複數且在俯視時上下交錯排列（對應第9B圖），以進一步改善聚焦程度及提升成像解析度。

在第十實施例中，如第10A圖至第10C圖所示，類似於第六實施例但至少一第一光學元件組221的數量可能為複數。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221與發光二極體組211的數量比為1/4至3/4，例如1/4（對應第10A圖）、2/4（對應第10B圖）或3/4（對應第10C圖）等，以在這些發光二極體組211皆發光時具有適中的聚焦程度並提升成像解析度。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221的數量為複數且在俯視時上下交錯排列（對應第10B圖），以進一步改善聚焦程度及提升成像解析度。

在第十一實施例中，如第11A圖至第11C圖所示，類似於第七實施例但至少一第一光學元件組221及至少一第二光學元件組222的數量可能為複數。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221與發光二極體組211的數量比為1/4至3/4，例如1/4（對應第11A圖）、2/4（對應第11B圖）或3/4（對應第11C圖）等；以及至少一第二光學元件組222與發光二極體組211的數量比為1/4至3/4，例如1/4（對應第11C圖）、2/4（對應第11B圖）或3/4（對應第11A圖）等，以在這些發光二極體組211皆發光時具有適中的聚焦程度並提升成像解析度。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221與至少一第二光學元件組222的數量比較佳為1/3：1至3：1，例如1/3：1（對應第11A圖）、1：1（對應第11B圖）或3：1（對應第11C圖）等。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221及至少一第一光學元件組221的數量分別為複數且至少一第一光學元件組221及至少一第二光學元件組222在俯視時上下交錯排列（對應第11B圖），以進一步改善聚焦程度及提升成像解析度。

在第十二實施例中，如第12A圖至第12C圖所示，類似於第八實施例但至少一第一光學元件組221及至少一第二光學元件組222的數量可能為複數。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221與發光二極體組211的數量比為1/4至3/4，例如1/4（對應第12A圖）、2/4（對應第12B圖）或3/4（對應第12C圖）等；以及至少一第二光學元件組222與發光二極體組211的數量比為1/4至3/4，例如1/4（對應第12C圖）、2/4（對應第12B圖）或3/4（對應第12A圖）等，以在這些發光二極體組211皆發光時具有適中的聚焦程度並提升成像解析度。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221與至少一第二光學元件組222的數量比較佳為1/3：1至3：1，例如1/3：1（對應第12A圖）、1：1（對應第12B圖）或3：1（對應第12C圖）等。在一些實施方式中，至少一第一光學元件組221及至少一第一光學元件組221的數量分別為複數且至少一第一光學元件組221及至少一第二光學元件組222在俯視時上下交錯排列（對應第12B圖），以進一步改善聚焦程度及提升成像解析度。

本揭示內容的發光二極體結構可控出光視角且解析度良好，以因應各種顯示需求。

本揭示內容相當詳細地以一些實施方式進行描述，但其它實施方式也可能是可行的，因此不應以本揭示內容所含實施方式的描述限制所附申請專利範圍的範圍和精神。

對於所屬技術領域中具通常知識者來說，可在不偏離本揭示內容的範圍和精神下對本揭示內容進行修改和變更。只要前述修改和變更屬於所附申請專利範圍的範圍和精神，本揭示內容即涵蓋這些修改和變更。

100、200:發光二極體結構 101、201:基板 102、202:透光層 103、203:保護層 111:第一型發光二極體 111A:至少一第一者 111B:至少一第二者 112:第二型發光二極體 112A:至少一第三者 112B:至少一第五者 113:第三型發光二極體 113A:至少一第四者 113B:至少一第六者 121:至少一第一光學元件 122:至少一第二光學元件 123:至少一第三光學元件 124:至少一第四光學元件 125:至少一第五光學元件 126:至少一第六光學元件 211:發光二極體組 211A:至少一第一者 211B:至少一第二者 211b:藍色發光二極體 211g:綠色發光二極體 211r:紅色發光二極體 221:至少一第一光學元件組 221A、221B、221C、221D:第一光學元件 222:至少一第二光學元件組 222A、222B、222C、222D:第二光學元件 A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F:線 DIR1:第一方向 DIR2:第二方向 D1、D2、D3、D4:行進方向 L1、L2:距離 T1、T2:厚度 Z1、Z2:方向 θ1、θ7:第一初始角度 ω1、ω7:第一調整角度 θ2、θ8:第二初始角度 ω2、ω8:第二調整角度 θ3:第三初始角度 ω3:第三調整角度 θ4:第四初始角度 ω4:第四調整角度 θ5:第五初始角度 ω5:第五調整角度 θ6:第六初始角度 ω6:第六調整角度

閱讀本揭示內容的附圖時，建議從下文詳細的說明理解本揭示內容的各個面向。需注意的是，按照工業的標準做法，各種特徵尺寸可能未依比例繪製。且為了使討論清晰，各種特徵尺寸可能被增加或減少。且為了簡化圖式，慣用特徵及結構將在圖中以簡單示意的方式繪示。 第1A圖至第1B圖及第2A圖至第2B圖分別是根據本揭示內容第一實施例及第二實施例的發光二極體結構的俯視透視圖及剖面圖。 第3圖及第4圖分別是根據本揭示內容第三實施例及第四實施例的發光二極體結構的俯視透視圖。 第5A圖至第5B圖、第6A圖至第6B圖、第7A圖至第7B圖及第8A圖至第8B圖分別是根據本揭示內容第五實施例、第六實施例、第七實施例及第八實施例的發光二極體結構的俯視透視圖及剖面圖。 第9A圖至第9C圖、第10A圖至第10C圖、第11A圖至第11C圖及第12A圖至第12C圖分別是根據本揭示內容第九實施例、第十實施例、第十一實施例及第十二實施例的發光二極體結構的俯視透視圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:發光二極體結構

101:基板

102:透光層

103:保護層

111A:至少一第一者

111B:至少一第二者

112A:至少一第三者

112B:至少一第五者

113A:至少一第四者

113B:至少一第六者

121:至少一第一光學元件

122:至少一第二光學元件

123:至少一第三光學元件

124:至少一第四光學元件

125:至少一第五光學元件

126:至少一第六光學元件

D1、D2:行進方向

L1:距離

T1:厚度

Z1:方向

θ1:第一初始角度

ω1:第一調整角度

θ2:第二初始角度

ω2:第二調整角度

θ3:第三初始角度

ω3:第三調整角度

θ4:第四初始角度

ω4:第四調整角度

θ5:第五初始角度

ω5:第五調整角度

θ6:第六初始角度

ω6:第六調整角度

Claims (6)

1. 一種發光二極體結構，包括： 一基板； 複數個第一型發光二極體在該基板上； 至少一第一光學元件位在該些第一型發光二極體的至少一第一者上，該至少一第一光學元件將從該至少一第一者發出的光的一第一初始角度調整成一第一調整角度，該第一調整角度小於該第一初始角度，以及該第一初始角度與該第一調整角度的一差值為5°至60°；以及 至少一第二光學元件位在該些第一型發光二極體的至少一第二者上，該至少一第二光學元件將從該至少一第二者發出的光的一第二初始角度調整成一第二調整角度，以及該第二調整角度小於該第二初始角度且大於該第一調整角度。
2. 如請求項1所述的發光二極體結構，其中該至少一第一光學元件僅位在該些第一型發光二極體的至少一第一者上。
3. 如請求項1所述的發光二極體結構，其中該些第一型發光二極體發出的光的顏色實質上相同。
4. 一種發光二極體結構，包括： 一基板； 複數個第一型發光二極體在該基板上且該些第一型發光二極體發出的光的顏色為紅色： 複數個第二型發光二極體在該基板上且該些第二型發光二極體發出的光的顏色為綠色； 複數個第三型發光二極體在該基板上且該些第三型發光二極體發出的光的顏色為藍色； 至少一第一光學元件位在該些第一型發光二極體的至少一第一者上，該至少一第一光學元件將從該至少一第一者發出的光的一第一初始角度調整成一第一調整角度，該第一調整角度小於該第一初始角度，以及該第一初始角度與該第一調整角度的一差值為5°至60°； 至少一第二光學元件位在該些第二型發光二極體的至少一第二者上，該至少一第二光學元件將從該至少一第二者發出的光的一第二初始角度調整成一第二調整角度，以及該第二調整角度小於該第二初始角度；以及 至少一第三光學元件位在該些第三型發光二極體的至少一第三者上，該至少一第三光學元件將從該至少一第三者發出的光的一第三初始角度調整成一第三調整角度，以及該第三調整角度小於該第三初始角度。
5. 如請求項4所述的發光二極體結構，其中該至少一第二光學元件的一曲率半徑及該至少一第三光學元件的一曲率半徑與該至少一第一光學元件的一曲率半徑實質上相同。
6. 如請求項4所述的發光二極體結構，更包括： 至少一第四光學元件位在該些第二型發光二極體的至少一第四者上，該至少一第四光學元件將從該至少一第四者發出的光的一第四初始角度調整成一第四調整角度，以及該第四調整角度小於該第四初始角度且大於該第二調整角度；以及 至少一第五光學元件位在該些第三型發光二極體的至少一第五者上，該至少一第五光學元件將從該至少一第五者發出的光的一第五初始角度調整成一第五調整角度，以及該第五調整角度小於該第五初始角度且大於該第三調整角度。

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