TW202349747A - 微型ｌｅｄ、微型ｌｅｄ面板和微型ｌｅｄ晶片 - Google Patents

微型ｌｅｄ、微型ｌｅｄ面板和微型ｌｅｄ晶片 Download PDF

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Abstract

一種微型LED包括：發光結構；鈍化層，其形成在所述發光結構上；反射層，其形成在所述鈍化層上；以及導電層，其形成在所述鈍化層的頂表面上以及在所述反射層的頂表面上。

Description

微型LED、微型LED面板和微型LED晶片
發明領域
本公開文本總體上涉及發光二極管技術領域，並且更具體地涉及一種微型發光二極管(LED)、一種微型LED面板和一種微型LED晶片。
發明背景
無機微型像素發光二極管(也稱爲微型發光二極管、微型LED或μ-LED)由於其用於包括自發射式微型顯示器、可見光通信和光遺傳學的各種應用中而變得日益重要。由於更好的應變弛豫、提高的光提取效率和均勻的電流擴展，微型LED比傳統LED具有更高的輸出性能。與傳統LED相比，微型LED還展現出若干優點，諸如改善的熱效應、快速的響應速率、更大的工作溫度範圍、更高的分辨率、更寬的色域、更高的對比度、更低的功耗、以及在更高的電流密度下的可操作性。
常規地，無機微型LED是通過蝕刻III-V族外延層以形成多個台面來製造的。從台面的側壁發射的大部分光具有與微型顯示器正交的大發射角度。然而，在增強現實(AR)裝置中，具有大發射角度的所發射光被阻擋且損耗，使得所述發射光無法到達使用者的眼睛。結果，發光效率被降低。因此，需要減少來自台面的側壁的發射光的損耗。
以上討論僅被提供用於幫助理解本公開文本的技術方案，並且不構成對上述爲現有技術的承認。
發明概要
爲了克服上述缺陷，本公開文本提供了一種微型LED，以對從台面的側壁發射的光進行再利用。
本公開文本的實施方案提供了一種微型LED。所述微型LED包括：發光結構；鈍化層，其形成在所述發光結構上；反射層，其形成在所述鈍化層上；以及導電層，其形成在所述鈍化層的頂表面上以及在所述反射層的頂表面上。
本公開文本的實施方案提供了一種微型LED面板。所述微型LED面板包括兩個或更多個上述微型LED，其中，所述反射層形成在所述兩個或更多個微型LED的相鄰發光結構之間。
本公開文本的實施方案提供了一種微型LED晶片。所述微型LED晶片包括一個或多個上述微型LED面板。
通過下面的詳細描述和附圖，將進一步理解本公開文本的其他優點和特徵。
較佳實施例之詳細說明
現在將詳細參考示例性實施方案，所述示例性實施方案的例子在附圖中展示。以下描述參考附圖，其中不同附圖中的相同數字表示相同的或相似的元件，除非另有表示。在示例性實施方案的以下描述中闡述的實現方式並不代表與本公開文本一致的所有實現方式。相反，它們僅是與本發明有關的、同所附權利要求中所列舉的方面一致的設備和方法的例子。下面更詳細地描述了本公開文本的特定方面。如果與通過引用併入的術語和/或定義相衝突，則以本文提供的術語和定義爲準。
圖1是根據本公開文本的一些實施方案的示例性微型LED 100的結構圖。參考 圖 1，微型LED 100包括發光結構110、鈍化層120、導電層130、反射層140和導電基板150。
發光結構110形成在導電基板150上。在一些實施方案中，發光結構110包括PN結和量子阱。例如，發光結構110包括由n摻雜半導體層和p摻雜半導體層形成的PN結。量子阱形成在n摻雜半導體層與p摻雜半導體層之間。發光結構110是具有平坦頂表面的台面結構。在一些實施方案中，發光結構110是沒有尖頂的圓錐體結構。導電基板150是電路基板，諸如IC(集成電路)基板。發光結構110經由金屬鍵合工藝而鍵合在導電基板150上。金屬鍵合層170形成在發光結構110與導電基板150之間。金屬鍵合層170的材料可以包括一種或多種反射金屬材料，以便將來自發光結構110的底部的光反射到發光結構110的頂部。利用金屬鍵合層170，基本上沒有來自底部的發光損耗，並且提高了發光效率。
發光結構110被鈍化層120覆蓋，其中頂部上具有暴露區域A。即，鈍化層120形成在發光結構110的除了暴露區域A之外的頂部和側壁上。鈍化層120還形成在導電基板150上。在該實施方案中，如 圖 1中所示出的，鈍化層120進一步形成在金屬鍵合層170的表面上。鈍化層120的材料可以是介電材料。在一些實施方案中，鈍化層120的材料選自SiO2、Si3N4等。導電層130形成在鈍化層120上，並且填充暴露區域A。因此，形成了連接孔。
反射層140形成在導電層130上。反射層140的頂表面高於發光結構110的頂表面並且低於導電層130的頂表面。在一些實施方案中，鈍化層120的頂表面高於或等於反射層140的頂表面。優選地，反射層140完全填充在相鄰的發光結構110之間的空間中。在一些實施方案中，反射層140的材料可以是金屬或氧化物材料。在一些實施方案中，反射層140是由堆疊層形成的。在一些實施方案中，反射層140是由Ni層、Ag層或Au層中的至少一個堆疊的。在一些實施方案中，反射層140的厚度大於發光結構110的一半厚度，例如， ，其中H1和H2是 圖 1中所示出的厚度。
微型LED 100進一步包括微型透鏡160和導電層130。導電層130形成在微型透鏡160的底表面與鈍化層120和反射層140之間，並填充暴露區域A。如圖1所示，導電層130覆蓋整個微型LED表面(包括鈍化層120的表面和反射層140的表面)，並沉積在暴露區域A上。在一些實施方案中，例如如 圖 1所示，當鈍化層120的頂表面高於反射層140的頂表面時，導電層130進一步形成在鈍化層120的上側壁上。因此，導電層130覆蓋微型LED 100的整個表面。導電層130的材料可以是透明導電材料。在一些實施方案中，導電層130的材料爲ITO(IN)(錫摻雜的氧化銦)、FTO(氟摻雜的氧化錫)等。
在一些實施方案中，微型透鏡160僅覆蓋導電層130的頂表面，即微型透鏡160的底表面與導電層130的頂表面相同。微型透鏡160的材料選自氧化矽、光刻膠等。
如 圖 1中所示出的，在一些實施方案中，發光結構110的側壁的傾斜角α小於90°。在一些實施方案中，發光結構110的側壁的傾斜角α小於90°且大於60°。導電層130的頂表面高於反射層140的頂表面。
本公開文本中提供的微型LED 100提高了經由反射層140以小角度發射光的效率。從發光結構110的側壁發射的光最初被反射層140反射一次或多次，並且從發光結構110的頂表面發射。因此，降低了從側壁發射的光的損耗，並且提高了從發光結構110的頂表面的發光效率。結果，基本上所有光都可以從發光結構110的頂表面發射出，而不會被阻擋在裝置(例如，AR裝置)中。
圖2是示出了根據本公開文本的一些實施方案的示例性微型LED面板200的平面視圖的結構圖。如 圖 2中所示出的，微型LED面板200包括一個或多個上述微型LED 100。所述一個或多個微型LED 100以陣列布置在微型LED面板200上。 圖 3是以側截面視圖示出了根據本公開文本的一些實施方案的微型LED 100、如微型LED面板200中所包括的示例性相鄰微型LED 300a和300b的結構圖。參考 圖 2和 圖 3，導電層330形成在整個微型LED面板200上並且覆蓋所述整個微型LED面板。反射層340分别形成在微型LED 300a和300b的相鄰發光結構310a與310b之間，並且覆蓋整個微型LED面板200。反射層340的結構是具有孔陣列的網，所述孔分别對應於微型LED面板200上的微型LED 100的陣列。
在一些實施方案中，在微型LED面板200中，微型LED 100陣列可以是640 480、1280 720或1920 1080等。
圖4是示出根據本公開文本的一些實施方案的示例性微型LED晶片400的平面視圖的結構圖。如 圖 4中所示出的，微型LED晶片400包括一個或多個微型LED顯示面板410，每個微型LED顯示面板均具有以上參考 圖 2和 圖 3所描述的微型LED面板的結構。參考 圖 3和 圖 4，導電層330形成在整個微型LED晶片400上並且覆蓋所述整個微型LED晶片。反射層340形成在相鄰的發光結構310a與310b之間，並且覆蓋整個微型LED晶片400。反射層340的結構可以是具有孔陣列的網，所述孔分别對應於微型LED 100。
注意的是， 圖 2中的微型LED面板200中的微型LED 100的數量，以及 圖 4中所示出的微型LED面板410的數量僅用於說明目的。在實踐中，微型LED面板中的微型LED的數量和微型LED晶片中的微型LED面板的數量可以變化。
應當注意的是，本文中的關係術語，諸如“第一”和“第二”，僅用於將實體或操作與另一個實體或操作區分開來，而不要求或暗示這些實體或操作之間的任何實際關係或順序。此外，詞語“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包含(containing)”和“包括(including)”和其他類似的形式旨在是在意義上是等效的，並且是開放式的，在這些詞語中的任何一個後面的一個或多個項並不意味着是這樣一個或多個項的詳盡列表，或者意味着僅限於所列出的一個或多個項。
如本文所使用的，除非另有明確說明，否則術語“或”涵蓋所有可能的組合，除非不可行。例如，如果聲明資料庫可以包括A或B，則除非另有明確聲明或不可行，否則所述資料庫可以包括A、或B、或A和B。作爲第二例子，如果聲明資料庫可以包括A、B或C，則除非另有明確說明或不可行，否則所述資料庫可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。
在前面的說明書中，已經參考許多具體細節描述了實施方式，這些細節可以因實現方式而異。可以對所描述的實施方案進行某些改動和修改。考慮到在此公開的本發明的說明書和實踐，其他實施方案對於本領域技術人員而言是顯而易見的。說明書和例子旨在被視爲僅是示例性的，本發明的真實範圍和精神是通過以下權利要求來指示的。附圖中示出的步驟順序也旨在僅用於說明目的，而不旨在限於任何特定的步驟順序。因此，本領域技術人員可以理解，這些步驟可以在實現相同方法的同時以不同的順序執行。
在附圖和說明書中，已經公開了示例性實施方案。然而，可以對這些實施方案進行許多變化和修改。相應地，盡管採用了特定的術語，但它們僅用於一般性和描述性的意義，而不是出於限制的目的。
100,300a,300b:微型LED 110:發光結構 120:鈍化層 130,330:導電層 140,340:反射層 150:導電基板 160:微型透鏡 170:金屬鍵合層 200:微型LED面板 310a,310b:發光結構 400:LED晶片 410:微型LED顯示面板 H1,H2:厚度 A:暴露區域 α:傾斜角
在下面的詳細描述和附圖中展示了本公開文本的實施方案和各個方面。附圖中示出的各種特徵未按比例繪製。
圖1是根據本公開文本的一些實施方案的示例性微型LED的結構圖。
圖2是根據本公開文本的一些實施方案的示例性微型LED面板的結構圖。
圖3是展示根據本公開文本的一些實施方案的相鄰微型LED的結構圖。
圖4是根據本公開文本的一些實施方案的示例性微型LED晶片的結構圖。
100:微型LED
110:發光結構
120:鈍化層
130:導電層
140:反射層
150:導電基板
160:微型透鏡
170:金屬鍵合層
H1,H2:厚度
A:暴露區域
α:傾斜角

Claims (17)

  1. 一種微型LED，其包括： 發光結構； 鈍化層，其形成在所述發光結構上； 反射層，其形成在所述鈍化層上；以及 導電層，其形成在所述鈍化層的頂表面上以及在所述反射層的頂表面上。
  2. 如請求項1所述的微型LED，其中，所述反射層的頂表面等於或低於所述鈍化層的頂表面；並且所述導電層進一步形成在所述鈍化層的上側壁上，所述上側壁高於所述反射層的頂表面。
  3. 如請求項1或2所述的微型LED，其中，所述反射層完全填充在相鄰的發光結構之間的空間中。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的微型LED，其中，所述反射層的所述頂表面高於所述發光結構的頂表面。
  5. 如請求項1至4中任一項所述的微型LED，其中，所述反射層的材料是金屬或氧化物材料。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的微型LED，其中，所述反射層是由堆疊層形成的。
  7. 如請求項6所述的微型LED，其中，所述反射層包括Ni、Ag或Au的堆疊層。
  8. 如請求項1至7中任一項所述的微型LED，其中，所述發光結構的側壁的傾斜角小於90°。
  9. 如請求項1至8中任一項所述的微型LED，其中，所述反射層的厚度大於所述發光結構的厚度的一半。
  10. 如請求項1至9中任一項所述的微型LED，其中，所述發光結構是具有平坦頂表面的台面結構。
  11. 如請求項10所述的微型LED，其中，所述發光結構是沒有尖頂的圓錐體結構。
  12. 如請求項1至11中任一項所述的微型LED，進一步包括微型透鏡，所述微型透鏡形成在所述導電層和所述反射層上。
  13. 如請求項1至12中任一項所述的微型LED，進一步包括導電基板，所述導電基板與所述發光結構電連接並且形成在所述發光結構下方。
  14. 如請求項13所述的微型LED，其中，所述導電基板爲集成電路(IC)基板。
  15. 如請求項13或14所述的微型LED，其中，所述導電基板與所述發光結構鍵合。
  16. 一種微型LED面板，包括兩個或更多個如請求項1至15中任一項所述的微型LED，其中，所述反射層形成在所述兩個或更多個微型LED的相鄰發光結構之間。
  17. 一種微型LED晶片，其包括一個或多個如請求項16所述的微型LED面板。
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