CN118974957A - 微型led结构及微型led面板 - Google Patents
微型led结构及微型led面板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118974957A CN118974957A CN202280092896.3A CN202280092896A CN118974957A CN 118974957 A CN118974957 A CN 118974957A CN 202280092896 A CN202280092896 A CN 202280092896A CN 118974957 A CN118974957 A CN 118974957A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- micro led
- mesa
- mesa structure
- connection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/018—Bonding of wafers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/811—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions
- H10H20/812—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions within the light-emitting regions, e.g. having quantum confinement structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/83—Electrodes
- H10H20/831—Electrodes characterised by their shape
- H10H20/8312—Electrodes characterised by their shape extending at least partially through the bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/83—Electrodes
- H10H20/832—Electrodes characterised by their material
- H10H20/835—Reflective materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/84—Coatings, e.g. passivation layers or antireflective coatings
- H10H20/841—Reflective coatings, e.g. dielectric Bragg reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
- H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
- H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
- H10H29/14—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
- H10H29/142—Two-dimensional arrangements, e.g. asymmetric LED layout
-
- H10W90/00—
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本公开文本提供的微型LED结构和全彩微型LED面板包括至少三个台面结构。第一介电层形成在第一连接层与第二连接层之间;第三连接层由第二台面结构和第三台面结构共享。所述微型LED结构可以改善发光效率,并且减少相邻的微型LED之间的串扰。
Description
技术领域
本公开文本总体上涉及微型发光二极管(LED)制造技术,并且更具体地涉及微型LED结构以及使用微型LED结构的微型LED面板。
背景技术
无机微型发光二极管也被称为“微型LED”。由于它们在各种应用(包括例如自发射微型显示器、可见光通信和光遗传学)中的使用,它们越来越重要。由于更好的应变松弛、改进的光提取效率、均匀的电流散布等,微型LED具有比常规LED更大的输出性能。此外,与常规LED相比,微型LED具有改进的热效应、在更高电流密度下的改进操作、更好的响应速率、更大的操作温度范围、更高的分辨率、更高的色域、更高的对比度、更低的功耗等。
微型LED面板是通过将数千个甚至数百万个微型LED阵列与驱动电路系统背板集成来制造的。微型LED面板的每个像素由一个或多个微型LED形成。微型LED面板可以是单色或多色的面板。特别地,对于多色LED面板,每个像素可以进一步包括相应地由多个微型LED形成的多个子像素,每个微型LED对应于一个不同的颜色。例如,可以将相应地对应于红色、绿色和蓝色的三个微型LED叠加以形成一个像素。不同的颜色可以混合以产生广泛的颜色。
然而,现有的微型LED技术面临若干个挑战。例如,一个挑战是当相邻LED之间的距离确定时如何改进每个像素内的有效照明区域。此外,当单个LED照明区域确定时,进一步改进微型LED面板的整体分辨率可能会是比较困难的任务,因为具有不同颜色的微型LED必须占据其在单个像素内的指定区。
此外,由LED管芯发射的光是由自发发射生成的,因此不是定向的,并导致了大的发散角。大的发散角可能导致微型LED面板中的各种问题。一方面,由于大的发散角,由微型LED发射的光中仅有一小部分可以被利用。这可能会显著降低微型LED显示系统的效率和亮度。另一方面,由于大的发散角,由一个微型LED像素发射的光可能照亮其相邻的像素,导致像素之间的光串扰、清晰度损失和对比度损失。
发明内容
本公开文本提供了一种微型LED结构,所述微型LED结构解决了现有技术中的问题,诸如上述问题。特别地,所公开的微型LED结构通过将两个或更多个竖直堆叠的微型LED放置在微型LED结构的不同层并且将它们电连接至集成电路(IC)背板来将它们集成。微型LED结构有效增强了单个像素区域内的光照明效率,同时提高了微型LED面板的分辨率。
此外,所公开的微型LED结构通过包括反射层进一步提高了光照明效率,所述反射层不仅有效地增加了由每个竖直堆叠的微型LED发射的光量,而且减少了竖直堆叠的微型LED之间的光学串扰。
与所公开的实施方案一致,多个所公开的微型LED结构可以布置在微型LED阵列中以形成微型LED面板。所述多个微型LED结构中的每一个对应于所公开的微型LED结构中的一个像素,并且像素中的多个竖直堆叠的微型LED相应地对应于多个子像素。
在一些实施方案中,所公开的微型LED结构包括:IC背板;包括第一台面结构和第二台面结构的台面结构堆叠;以及在第一台面结构与第二台面结构之间的介电层。
在一些实施方案中,第一台面结构可以位于IC背板上并且包括:第一发光层;形成在第一发光层上并且电连接至所述第一发光层的第一顶部连接层;以及导电结合层,所述导电结合层形成在第一发光层下方并且将第一发光层电连接至IC背板。
在一些实施方案中,第二台面结构可以位于第一台面结构上并且包括:第二发光层;形成在第二发光层上并且电连接至所述第二发光层的第二顶部连接层;形成在第二发光层下方的第二导电结合层;以及第二底部连接层,所述第二底部连接层形成在第二导电结合层下方并且经由第二导电结合层电连接至第二发光层。
在一些实施方案中,第一台面结构可以不具有第二连接层,在于第一导电结合层可以将第一光发光层结合至IC背板。
在一些实施方案中,第三台面结构可以堆叠在第二台面结构的顶部上。除了第三台面结构不具有第三底部连接层之外,第三台面结构可以包括与第二台面结构相同的层。代替地,第三光发光层可以从其顶部电连接至第二顶部连接层。
在一些实施方案中,光发光层中的每一个包括P型半导体层、N型半导体层以及在P型半导体层与N型半导体层之间的量子阱层。例如,光发光层中的每一个可以包括在底部的P型半导体层和在顶部的N型半导体层,由此形成P-N结;或者替代性地,光发光层中的每一个可以包括在底部的N型半导体层和在顶部的P型半导体层,由此形成N-P结。
附图说明
图1A是根据本公开文本的一些实施方案的微型LED结构的截面视图;
图1B是根据本公开文本的一些实施方案的示例性微型LED结构的俯视图;
图1C是根据本公开文本的一些实施方案的另一个示例性微型LED结构的俯视图;
图1D是根据本公开文本的一些实施方案的示例性微型LED面板的俯视图;
图1E是根据本公开文本的一些实施方案的另一个示例性微型LED面板的俯视图;
图2是根据本公开文本的一些实施方案的另一个微型LED结构的截面视图;
图3是根据本公开文本的一些实施方案的另一个微型LED结构的截面视图;
图4是根据本公开文本的一些实施方案的另一个微型LED结构的截面视图。
具体实施方式
现在将详细参照示例性实施方案以提供对本公开文本的进一步理解。所讨论的具体实施方案和附图仅说明进行和使用本公开文本的具体方式,而不限制本公开文本或所附权利要求的范围。
图1A是根据本公开文本的一些实施方案的微型LED结构10的截面视图。如图1A所示,微型LED结构10包括IC背板900和三个台面结构。具体地,在三个台面结构之中,第一台面结构从下往上包括第一导电结合层103、第一光发光层100(例如,发射红色光的层)以及第一顶部连接层101。第一顶部连接层101电连接至第一光发光层100的顶部,并且第一导电结合层103将第一光发光层100的底部结合至IC背板900。微型LED结构10的第二台面结构从下往上包括第二底部连接层202、第二导电结合层203、第二光发光层200(例如,发射绿色光的层)以及第二顶部连接层201。第二顶部连接层201电连接至第二光发光层200的顶部,并且第二底部连接层202将第二光发光层200的底部电连接至IC背板900。微型LED结构10的第三台面结构从下往上包括第三导电结合层303、第三光发光层300(例如,发射蓝色光的层)以及第三顶部连接层301。第二顶部连接层201结合并电连接至第三光发光层300。这三个台面结构被堆叠在IC背板900上,其中第二台面结构形成在第一台面结构上方,并且第三台面结构形成在第二台面结构上方。在IC背板900上可以存在接触焊盘(例如,901、902、903),所述接触焊盘中的每一个相应地向第一台面结构、第二台面结构或第三台面结构提供电信号。
继续参考图1A,在一些实施方式中,介电材料700可以填充在顶部连接层101与底部连接层202之间,并且因此在第一顶部连接层101与第二底部连接层202之间形成介电层701。在一些实施方案中,介电材料700可以填充在微型LED结构10的间隙中,由此隔离光发光层(例如,光发光层100、200、300)以免其彼此电连接。
在一些实施方案中,光发光层100、200、300可以发射不同颜色的光或光图像。在一些示例性实施方案中,第一光发光层100被选择为红色光发光层,第二光发光层200被选择为绿色光发光层,并且第三光发光层300被选择为蓝色光发光层。以上颜色分配仅用于说明性目的。与所公开的实施方案一致,可以向光发光层分配光颜色的其他组合以获得任何需要的结果。
在将微型LED结构10的台面结构竖直投影到水平面上时,台面结构中的每一个在水平面上形成投影区域。水平面上的每个投影区域具有轮廓,所述轮廓在本文被称为平面视图(即,俯视图)中的投影轮廓。在一些实施方案中,所公开的微型LED结构被配置成使上部光发光层在平面视图中的投影轮廓位于下部光发光层在平面视图中的投影形状内,由此形成具有不同宽度的多个台面结构。具体地,图1B是图1A的微型LED结构10的俯视图。如图1B所示,R、G、B相应地表示在俯视图中形成的光发光层100、200、300的区域。在这个示例性实施方案中,光发光层300的投影轮廓位于光发光层200的投影轮廓内;并且光发光层200的投影轮廓位于光发光层100的轮廓内。
返回参考图1A,在其中所展示的示例性实施方案中,导电结合层103、203、303的侧壁相应地与光发光层100、200、300的侧壁对齐。具体地,导电结合层103的侧壁与光发光层100的侧壁对齐;导电结合层203的侧壁与光发光层200的侧壁对齐;并且导电结合层303的侧壁与光发光层300的侧壁对齐。
在一些实施方案中,导电结合层可以是透明的或不透明的。在一些实施方案中,导电结合层的材料选自金属、复合金属或透明导电材料中的一种。在一些实施方案中,透明导电材料可以由透明塑料(树脂)或二氧化硅(SiO2)制成,例如,旋涂玻璃(SOG)、胶粘剂MicroResist BCL-1200等。金属可以选自铜(Cu)、金(Au)等。在一些实施方案中,导电结合层(例如,103、203、303)的厚度可以在从约0.1微米至约5微米的范围内。在一些实施方案中,用于结合层的金属组成可以包括Au-Au结合、Au-Sn结合、Au-In结合、Ti-Ti结合、Cu-Cu结合或其组合。例如,当需要Au-Au结合时,两层Au各自需要将铬(Cr)涂层作为粘附层,并且在金层与铬涂层之间需要铂(Pt)涂层作为防扩散层。Cr层和Pt层可以形成在待结合的两个Au层上。在一些实施方案中,当待结合的两个Au层的厚度大约相同时,在高压和高温下,两个Au层上的Au的相互扩散可以将这两个层结合在一起。示例结合技术可以包括共晶结合、热压缩结合和瞬态液相(TLP)。
在一些实施方案中,顶部连接层101、201、301和底部连接层202的材料可以选自透明导电材料。在一些实施方案中,透明导电材料可以是氧化铟锡(ITO)。在一些实施方案中,ITO层的厚度可以在从约0.01微米至约1微米的范围内。
在一些实施方案中,第二台面结构和第三台面结构由第二顶部连接层201结合。第二顶部连接层201的侧壁可以与第二光发光层对齐并且被认为是第二台面结构的层。换言之,第二光发光层200和第三光发光层300两者均电连接至第二顶部连接层201。在一些实施方案中,第二光发光层200可以使其整个区域被第二顶部连接层201覆盖,并且因此使其整个区域得到利用。
在一些实施方案中,填充有导电金属的公共连接层通孔400可以紧邻光发光层100、200、300并紧邻台面结构堆叠而形成。在一些示例性实施方案中,如图1A所示,公共连接层通孔400经由顶部连接层101、201电连接至光发光层100、200、300。在一些实施方案中,顶部接触焊盘401可以形成在公共连接层通孔400的顶部上。顶部接触焊盘401可以电连接至微型LED结构10外部的电路系统。
在一些实施方案中,阳极连接层通孔500、600中的至少一个可以紧邻微型LED结构10的堆叠台面结构形成。阳极连接层通孔500、600形成在与公共连接层通孔400的位置分开的位置处。例如,阳极连接层通孔500、600可以位于台面结构的与公共连接层通孔400不同的一侧上。通孔400、500、600彼此不电连接。
在一个示例性实施方案中,如图1A所示,阳极连接层通孔500经由第二底部连接层202将光发光层200连接至IC背板900。并且阳极连接层通孔600经由顶部连接层301将光发光层300连接至IC背板900。在这个示例性实施方案中,第一光发光层100经由导电结合层103电连接至IC背板900,并且因此不需要连接层通孔将第一光发光层100连接至IC背板900。
图1B示意性地展示了根据示例性实施方案的图1A的微型LED结构10的俯视图。虚线矩形相应地表示底部连接层202和302。为了更好地说解释相关结构特征,其他层未在图1B中示出。如图1B所示,顶部接触焊盘401形成在台面结构的与阳极连接通孔500、600相反的一侧上。阳极连接层通孔500、600在垂直于台面结构的相邻边缘的方向上形成。
图1C示意性地展示了根据另一个示例性实施方案的图1A的微型LED结构10的俯视图。如图1C所示,阳极连接层通孔500、600在平行于台面结构的相邻边缘的方向上形成。图1B和图1C中的实施方案仅用于说明性目的。公共连接层通孔和阳极连接层通孔可以形成在微型LED区域中的任何位置处。
图1D是根据示例性实施方案的微型LED面板11的俯视图。如图1D所示,微型LED面板11包括微型LED结构10的阵列。如图1D所示,每一行中的多个微型LED结构10的顶部接触焊盘401连接在一起以形成连续的线。共享的接触焊盘402将所有行的顶部接触焊盘401连接在一起。在这个示例性实施方案中,阳极连接层通孔500、600的分布方向垂直于顶部接触焊盘401的分布方向。
图1E是根据另一个示例性实施方案的微型LED面板11的俯视图。如图1E所示,相邻行的微型LED共享一个顶部接触焊盘401。这种布置进一步增加了微型LED面板的集成度。
在一些实施方案中,每个台面结构可以进一步包括反射层。每个台面结构中的反射层可以形成在相应的光发光层的底表面处或者相应的导电结合层的底表面处。此外,反射层可以形成在台面结构之间,例如,在较高台面结构的底部连接层与较低台面结构的顶部连接层之间。下面结合图2-图4详细描述这些实施方案。
图2是根据一些示例性实施方案的微型LED结构20的截面视图。微型LED结构20是微型LED结构10(图1A)的变体。图1A和图3中的相同数字是指相同的结构,在此不再重复其细节。下面仅解释图1A与图2之间的差异。如图2所示,至少一个台面结构可以具有形成在其光发光层(例如,100、200、300)的底表面处的反射层(例如,104、204、304)。例如,反射层104、204、304相应地形成在光发光层100、200、300的底表面处。反射层104、204、304的侧壁相应地与台面结构中的光发光层100、200、300的侧壁对齐。例如,在底部台面结构中,反射层104形成在光发光层100的底表面处,并且反射层104的侧壁与光发光层100的侧壁对齐;在中间台面结构中,反射层204形成在光发光层200的底表面处,并且反射层204的侧壁与光发光层200的侧壁对齐;并且在顶部台面结构中,反射层304形成在光发光层300的底表面处,并且反射层304的侧壁与光发光层300的侧壁对齐。在一些实施方案中,微型LED结构20中的反射层包括堆叠的透明层和金属全向反射(ODR)层、堆叠的分布式布拉格反射(DBR)层或者高反射率金属。在一些实施方案中,反射层的厚度在从约0.1微米至约5微米的范围内。
在一些实施方案中,反射层(例如,104、204或304)可以是绝缘层(例如,介电DBR层)。可以添加侧壁连接层以在光发光层(例如,100、200、300)与导电结合层(例如,103、203、303)之间提供电连续性。例如,侧壁连接层310可以在光发光层300与导电结合层303之间提供电连接。根据需要,可以向第一台面结构和/或第二台面结构添加类似的侧壁连接层。
图3是根据一些示例性实施方案的微型LED结构30的截面视图。微型LED结构30是微型LED结构10(图1A)的变体。图1A和图3中的相同数字是指相同的结构,在此不再重复其细节。下面仅解释图1A与图3之间的差异。如图3所示,反射层105、205、305相应地形成在导电结合层103、203、303的底表面处。类似地,反射层105、205、305的侧壁相应地与台面结构中的导电结合层103、203、303的侧壁对齐。例如,在底部台面结构中,反射层105形成在导电结合层103的底表面处,并且导电结合层103的侧壁与对应的反射层105的侧壁对齐;在中间台面结构中,反射层205形成在导电结合层203的底表面处,并且导电结合层203的侧壁与对应的反射层205的侧壁对齐;并且在顶部台面结构中,反射层305形成在导电结合层303的底表面处,并且导电结合层303的侧壁与对应的反射层305的侧壁对齐。在一些实施方案中,微型LED结构30中的反射层中的每一个包括堆叠的透明层和金属ODR层、堆叠的DBR层或者高反射率金属。
在一些实施方案中,反射层(例如,105、205或305)可以是绝缘层(例如,介电DBR层)。可以添加侧壁连接层以在光发光层(例如,100、200、300)与连接层或IC背板(例如,201、202、900)之间提供电连续性。例如,侧壁连接层310可以在光发光层300与第二顶部连接层201之间提供电连接。根据需要,可以向第一台面结构和/或第二台面结构添加类似的侧壁连接层。
图4是根据本公开文本的一些实施方案的微型LED结构40的截面视图。微型LED结构40是微型LED结构10(图1A)的变体。与图1A相比,图4中的相同数字是指相同的结构,在此不再重复其细节。下面仅解释与图4的差异。如图4所示,透明反射层(例如,106或206)形成在顶部连接层(例如,101、201)的顶部上。例如,在第一台面结构的顶部连接层与第二台面结构的底部连接层之间,以及在第二台面结构的顶部连接层与第三导电结合层303之间。在这个示例性实施方案中,透明反射层106、206的侧壁可以与第二台面结构和第三台面结构(例如,相应地为200、300)的光发光层的侧壁对齐。也就是说,透明反射层106形成在第一顶部连接层101上和中间台面结构的第二底部连接层202的底部处,并且透明反射层106的侧壁与第二台面结构的光发光层200的侧壁对齐;透明反射层206形成在第二顶部连接层201上和顶部台面结构的第三导电结合层303的底部处,并且透明反射层206的侧壁与第三台面结构的光发光层300的侧壁对齐。透明反射层106、206反射从相应的下部光发光层(例如,相应地为100、200)发射的光。例如,从光发光层100发射的向上光(例如,红光)被透明反射层106反射,所述透明反射层具有比导电结合层203更高的反射率。类似地,从光发光层200发射的向上光(例如,绿光)被透明反射层206反射,所述透明反射层具有比导电结合层303更高的反射率。
在一些实施方案中,反射层(例如,106、206)可以是绝缘层(例如,介电DBR层)。可以添加侧壁连接层以在光发光层(例如,200、300)与连接层(例如,101、201)之间提供电连续性。例如,侧壁连接层310可以在光发光层300与第二顶部连接层201之间提供电连接。根据需要,可以向第二台面结构添加类似的侧壁连接层。
在一些实施方案中,上述反射层各自可以包括分布式布拉格反射器(DBR)结构。例如,反射层可以通过堆叠具有不同折射率的交替或不同材料的多个层来形成。在一些实施方案中,DBR结构的每个层边界都可以导致光波的部分反射。在一些实施方案中,反射层由多层SiO2和Ti3O5制成。在一些实施方案中,反射层由多层Au和/或氧化铟锡(ITO)制成。通过操控SiO2和Ti3O5层的厚度和/或数量,或通过操控Au和/或ITO层的厚度和/或数量,可以实现对特定波长的光的选择性反射或透射。例如,在示例性设计中,图4中的反射层106反射红光;并且图4中的反射层206反射绿光。例如,表1中所示的以下DBR结构可以用于反射层,以反射来自绿光发光层的绿光:
表1:绿光反射层的DBR层结构。
在一些实施方案中,用于绿光LED结构的反射层204可以对由三色LED器件的不同层生成的光具有低吸收率(例如,等于或小于5%)。在一些实施方案中,用于绿光层的反射层204对其自身上方生成的光(例如,绿光和蓝光)具有高反射率(例如,等于或大于95%)。
在一些示例性实施方案中,在微型LED结构10(图1A)、20(图2)、30(图3)或40(图4)中的第一光发光层100被设计成发射红光。红光发光层的例子包括III-V氮化物、III-V砷化物、III-V磷化物和III-V锑化物外延结构。在一些实施方案中,红光发光层内的膜可以包括P型(Al)(In)(Ga)P/P型(Al)InGaP光发光层/N型(Al)(In)(Ga)P/N型GaAs的层。在一些实施方案中,P型可以是Mg掺杂的或碳掺杂的,并且N型可以是Si掺杂的。在一些实施方案中,光发光层100的厚度可以在从约0.3微米至约5微米的范围内。
在一些实施方案中,在微型LED结构10(图1A)、20(图2)、30(图3)或40(图4)中的第二光发光层200被设计成发射绿光。绿光发光层的例子包括III-V氮化物、III-V砷化物、III-V磷化物和III-V锑化物外延结构。在一些实施方案中,绿光发光层200内的膜可以包括P型GaN/InGaN光发光层/N型GaN的层。在一些实施方案中,P型可以是Mg掺杂的,并且N型可以是Si掺杂的。在一些实施方案中,光发光层200的厚度可以在从约0.3微米至约5微米的范围内。
在一些实施方案中,在微型LED结构10(图1A)、20(图2)、30(图3)或40(图4)中的光发光层300被设计成发射蓝光。蓝光发光层的例子包括III-V氮化物、III-V砷化物、III-V磷化物和III-V锑化物外延结构。在一些实施方案中,蓝光发光层300内的膜可以包括P型GaN/InGaN光发光层/N型GaN的层。在一些实施方案中,P型可以是Mg掺杂的,并且N型可以是Si掺杂的。在一些实施方案中,蓝光发光层300的厚度可以在从约0.3微米至约5微米的范围内。
在一些实施方案中,在微型LED结构10(图1A)、20(图2)、30(图3)或40(图4)中,在微型LED结构的最顶部的连接层(例如,第三顶部连接层302)被沉积在光发光层300上。在一些实施方案中,第三顶部连接层302(ITO层)的厚度可以从约0.01微米至约1微米。
在一些实施方案中,微透镜800可以形成在微型LED结构(例如,如图1A和图2-图4所示的微型LED结构)的顶部上。
在所公开的实施方案中描述的微型LED在体积上具有非常小的尺寸。微型LED可以是有机LED或无机LED。在一些实施方案中,微型LED可以应用在微型LED阵列面板中。微型LED阵列面板的发光区域可以非常小,例如,1mm×1mm、3mm×5mm等。在一些实施方案中,发光区域可以是微型LED阵列面板中的微型LED阵列的区域。微型LED阵列面板可以包括形成像素阵列的一个或多个微型LED阵列,例如,1600×1200、680×480或1920×1080像素阵列,其中微型LED是像素。微型LED的直径可以在约200nm至2μm的范围内。在一些实施方案中,IC背板可以形成在微型LED阵列的背表面处并且电连接至微型LED阵列。在一些实施方案中,IC背板可以经由信号线从外部获取诸如图像数据等信号,以控制对应的微型LED的开/关(例如,发射光或不发射光)。
因此,可以制造不同类型的显示面板。例如,在一些实施方案中,显示面板的分辨率可在8×8至3840×2160的范围内。常见的显示分辨率包括分辨率为320×240且宽高比为4:3的QVGA、分辨率为1024×768且宽高比为4:3的XGA、分辨率为1280×720且宽高比为16:9的D、分辨率为1920×1080且宽高比为16:9的FHD、分辨率为3840×2160且宽高比为16:9的UHD、以及分辨率为4096×2160且宽高比为1.9的4K。还可以存在各种各样的像素尺寸,范围从亚微米及以下到10mm及以上。整个显示区域的尺寸也可以广泛地变化,范围为对角线从小到几十微米或更小直到几百英寸或更大。
本领域技术人员理解的是,微型LED显示面板不受上述结构的限制,并且可以包括比图示的那些更多或更少的部件,或者可以组合一些部件,或者可以使用不同的部件。
应当注意的是,本文中的关系术语,诸如“第一”和“第二”,仅用于将实体或操作与另一个实体或操作区分开来,而不要求或暗示这些实体或操作之间的任何实际关系或顺序。此外,词语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包含(containing)”和“包括(including)”和其他类似的形式旨在是在意义上是等效的,并且是开放式的,在这些词语中的任何一个后面的一个或多个项并不意味着是这样一个或多个项的详尽列表,或者意味着仅限于所列出的一个或多个项。
如本文所使用的,除非另有明确说明,否则术语“或”涵盖所有可能的组合,除非不可行。例如,如果声明数据库可以包括A或B,则除非另有明确声明或不可行,否则所述数据库可以包括A、或B、或A和B。作为第二例子,如果声明数据库可以包括A、B或C,则除非另有明确说明或不可行,否则所述数据库可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。
本领域技术人员理解的是,用于实现前述实施方案的全部或部分步骤可以通过硬件来实现,或者可以通过指示相关硬件的程序来实现。所述程序可以存储在前述闪存中、在前述常规计算机装置中、在前述中央处理模块中、在前述调整模块中等。
以上描述仅为本公开文本的实施方案,并且本公开文本不限于此。在不脱离本公开文本的构思和原理的情况下所做的修改、等同替换和改进都应落入本公开文本的保护范围内。
Claims (24)
1.一种微型LED结构,其包括:
IC背板;
形成在所述IC背板上的第一台面结构,所述第一台面结构包括第一连接层;
形成在所述第一台面结构上的第一介电层;
形成在所述第一介电层上的第二台面结构,所述第二台面结构包括第二连接层和第三连接层;以及
形成在所述第三连接层上的第三台面结构,所述第三台面结构包括第四连接层;
其中,所述第二连接层和所述第四连接层与所述IC背板电连接;
其中,所述第一连接层电连接至所述第三连接层;
其中,所述第三连接层电连接至所述第三台面结构的底表面;并且
其中,所述第一台面结构、所述第二台面结构和所述第三台面结构中的每一个包括:
具有第一导电类型的第一外延层;
在所述第一外延层上的量子阱层;以及
在所述量子阱层上的第二外延层,所述第二外延层具有第二导电类型。
2.根据权利要求1所述的微型LED结构,其中,所述第一台面结构、所述第二台面结构和所述第三台面结构在平面视图中相应地形成第一轮廓、第二轮廓和第三轮廓,所述第三轮廓设置在所述第二轮廓内,所述第二轮廓设置在所述第一轮廓内。
3.根据权利要求2所述的微型LED结构,其进一步包括:
形成在所述第一台面结构下方的第一结合层,所述第一结合层将所述第一台面结构的底表面结合至所述IC背板;
形成在所述第二连接层与所述第二台面结构的其余部分之间的第二结合层,所述第二结合层将所述第二台面结构的其余部分的底表面结合至所述第二连接层;以及
形成在所述第三连接层与所述第三台面结构的其余部分之间的第三结合层,所述第三结合层将所述第三台面结构的其余部分的底表面结合至所述第三连接层。
4.根据权利要求3所述的微型LED结构,其中:
所述第一结合层的侧壁与所述第一台面结构的侧壁对齐;
所述第二结合层的侧壁与所述第二台面结构的侧壁对齐;并且
所述第三结合层的侧壁与所述第三台面结构的侧壁对齐。
5.根据权利要求3所述的微型LED结构,其中,所述第一结合层、所述第二结合层和所述第三结合层中的每一个包括:
金属;
复合金属;或者
透明导电材料。
6.根据权利要求5所述的微型LED结构,其中,所述透明导电材料是二氧化硅(SiO2)或氧化铟锡(ITO)。
7.根据权利要求3所述的微型LED结构,其中,所述第一介电层包括第一反射层。
8.根据权利要求7所述的微型LED结构,其中,所述透明导电材料是氧化铟锡(ITO)。
9.根据权利要求7所述的微型LED结构,其中,所述第一反射层的侧壁与所述第二台面结构的侧壁对齐。
10.根据权利要求9所述的微型LED结构,其中,所述第一反射层包括:
堆叠的透明层;
金属全向反射(ODR)层;
堆叠的分布式布拉格反射(DBR)层;或者
高反射率金属。
11.根据权利要求9所述的微型LED结构,其中,所述第一反射层是电绝缘的。
12.根据权利要求7所述的微型LED结构,其中,所述第一反射层、所述第一连接层和所述第二连接层是透明的。
13.根据权利要求7所述的微型LED结构,其进一步包括形成在所述第三连接层与所述第三结合层之间的第二反射层。
14.根据权利要求13所述的微型LED结构,其中,所述第二反射层的侧壁与所述第三台面结构的侧壁对齐。
15.根据权利要求14所述的微型LED结构,其中,所述第二反射层包括:
堆叠的透明层和金属全向反射(ODR)层;
堆叠的分布式布拉格反射(DBR)层;或者
高反射率金属。
16.根据权利要求13所述的微型LED结构,其中,所述第二反射层和所述第三连接层是透明的。
17.根据权利要求13所述的微型LED结构,其中,所述第二反射层是电绝缘的。
18.根据权利要求13所述的微型LED结构,其进一步包括在所述第三连接层上的侧壁连接结构,其中,所述侧壁连接结构紧邻所述第二反射层的侧壁和所述第三结合层的侧壁形成并且被配置成连接所述第二反射层的侧壁和所述第三结合层的侧壁。
19.根据权利要求1所述的微型LED结构,其中,所述第一连接层、所述第二连接层和所述第三连接层中的每一个包括透明导电材料。
20.根据权利要求1所述的微型LED结构,其进一步包括紧邻所述第一台面结构、所述第二台面结构和所述第三台面结构中的一个或多个形成的第一通孔,所述第一通孔电连接至所述第一连接层和所述第三连接层。
21.根据权利要求20所述的微型LED结构,其进一步包括紧邻所述第一台面结构、所述第二台面结构和所述第三台面结构中的一个或多个形成的第二通孔和第三通孔,其中,所述第二通孔将所述第二连接层连接至所述IC背板,并且所述第三通孔将所述第四连接层连接至所述IC背板。
22.根据权利要求1所述的微型LED结构,其中:
所述第一导电类型是P型半导体,并且
所述第二导电类型是N型半导体。
23.根据权利要求1所述的微型LED结构,其中:
所述第一导电类型是N型半导体,并且
所述第二导电类型是P型半导体。
24.一种全彩微型LED面板,其包括微型LED阵列,其中,所述微型LED阵列包括根据权利要求1至23中任一项所述的微型LED结构。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2022/141526 WO2024130718A1 (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Micro led structure and micro led panel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118974957A true CN118974957A (zh) | 2024-11-15 |
Family
ID=91583997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280092896.3A Pending CN118974957A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 微型led结构及微型led面板 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240213292A1 (zh) |
| JP (1) | JP2025539961A (zh) |
| KR (1) | KR20250126982A (zh) |
| CN (1) | CN118974957A (zh) |
| TW (2) | TWI875401B (zh) |
| WO (1) | WO2024130718A1 (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060043912A (ko) * | 2004-11-10 | 2006-05-16 | 광주과학기술원 | 마이크로렌즈가 집적된 광전소자 제조방법 |
| US20190164945A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-30 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode for display and display apparatus having the same |
| WO2020257391A1 (en) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited | Systems and methods for coaxial multi-color led |
| US20210384181A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | Jade Bird Display (shanghai) Limited | Systems and methods for multi-color led pixel unit with vertical light emission |
| CN114766065A (zh) * | 2019-06-19 | 2022-07-19 | 上海显耀显示科技有限公司 | 用于多色led像素单元的系统和方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021109094A1 (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-10 | 苏州市奥视微科技有限公司 | 一种全彩显示芯片及半导体芯片的制造工艺 |
| WO2021148895A1 (en) * | 2020-01-22 | 2021-07-29 | King Abdullah University Of Science And Technology | Light processing device array and method for manufacturing thereof |
| AU2021282566A1 (en) * | 2020-06-03 | 2023-02-02 | Jade Bird Display (shanghai) Limited | Systems and methods for multi-color led pixel unit with horizontal light emission |
| TW202224178A (zh) * | 2020-10-06 | 2022-06-16 | 吳伯仁 | 製造微發光二極體顯示器的系統與方法 |
-
2022
- 2022-12-23 CN CN202280092896.3A patent/CN118974957A/zh active Pending
- 2022-12-23 WO PCT/CN2022/141526 patent/WO2024130718A1/en not_active Ceased
- 2022-12-23 JP JP2024551581A patent/JP2025539961A/ja active Pending
- 2022-12-23 KR KR1020247028835A patent/KR20250126982A/ko active Pending
-
2023
- 2023-12-17 US US18/542,748 patent/US20240213292A1/en active Pending
- 2023-12-22 TW TW112150398A patent/TWI875401B/zh active
- 2023-12-22 TW TW114103467A patent/TW202523163A/zh unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060043912A (ko) * | 2004-11-10 | 2006-05-16 | 광주과학기술원 | 마이크로렌즈가 집적된 광전소자 제조방법 |
| US20190164945A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-30 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode for display and display apparatus having the same |
| WO2020257391A1 (en) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited | Systems and methods for coaxial multi-color led |
| CN114766065A (zh) * | 2019-06-19 | 2022-07-19 | 上海显耀显示科技有限公司 | 用于多色led像素单元的系统和方法 |
| US20210384181A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | Jade Bird Display (shanghai) Limited | Systems and methods for multi-color led pixel unit with vertical light emission |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI875401B (zh) | 2025-03-01 |
| KR20250126982A (ko) | 2025-08-26 |
| TW202427819A (zh) | 2024-07-01 |
| TW202523163A (zh) | 2025-06-01 |
| JP2025539961A (ja) | 2025-12-11 |
| US20240213292A1 (en) | 2024-06-27 |
| WO2024130718A1 (en) | 2024-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110809824B (zh) | 利用半导体发光元件的显示装置 | |
| TWI636562B (zh) | 顯示裝置 | |
| KR20190074067A (ko) | 발광소자 패키지 | |
| JP7772785B2 (ja) | 発光装置および画像表示装置 | |
| CN118843938B (zh) | 微型led结构及微型led面板 | |
| CN118901134B (zh) | 微型led结构及全彩微型led面板 | |
| WO2023176539A1 (ja) | 発光装置および発光装置の製造方法ならびに画像表示装置 | |
| TWI875401B (zh) | 微型led結構及微型led面板 | |
| WO2024130717A1 (en) | Micro led structure and micro led panel | |
| TWI880690B (zh) | 微型led結構和微型led陣列 | |
| WO2021193277A1 (ja) | 発光デバイスおよび画像表示装置 | |
| US20250331341A1 (en) | Micro light-emitting device display apparatus | |
| WO2025204186A1 (ja) | 発光装置および画像表示装置 | |
| TW202508096A (zh) | 微型led以及微型led顯示面板 | |
| CN119947358A (zh) | 一种提高光提取效率的微型发光二极管结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 201306 Shanghai Pudong New Area China Free Trade Zone Lingang New Area Ocean Road 99, No. 11, 13 7th Floor Applicant after: Shanghai Xianyao Display Technology Co., Ltd. Address before: 201306, 7th Floor, No. 11 and 13, Lane 99, Haiyang Fourth Road, Lingang New Area, China (Shanghai) Pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai Applicant before: SHANGHAI XIANYAO DISPLAY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CB02 | Change of applicant information |