无光串扰MicroLED芯片的制作方法

文档序号:21356109发布日期:2020-07-04 04:28阅读:409来源:国知局
无光串扰MicroLED芯片的制作方法

本发明涉及新型显示领域,尤其涉及一种无光串扰microled芯片。



背景技术:

microled显示是新一代显示技术,是新型显示与led两大产业跨界融合的重要发展方向。microled显示采用尺寸在几微米至几十微米之间的led发光芯片(microled芯片)作为像素单元,一颗一颗紧密地排列成阵列,每颗芯片都能独立地被驱动点亮发出光线。microled显示与lcd、oled显示技术相比较,具有自发光、高效、长寿命、超高分辨率等诸多优点。microled显示的潜在应用领域包括可穿戴设备、超大室内显示屏幕、抬头显示器(hud)、无线光通讯li-fi、ar/vr等等。

显示器件要求每个像素点亮发光时,不影响周围的其他像素。现有的microled芯片通常采用通体透明的结构,外延发光层发出的光线会在microled芯片中以光波导的形式横向传播,最终有部分光线在侧面出射。其中一个像素点亮时,该侧面出射的光线会把microled芯片阵列中与其紧邻的其他像素也照亮,造成不同像素之间的光串扰(crosstalk),对microled显示的分辨率、色域等性能造成不利影响。

彩色显示器要求像素单元的出光,有足够高的色纯度。microled芯片的尺寸在微米级,其周长与体积比远远高于传统的led芯片。生产过程中对外延层的蚀刻加工,会在microled芯片发光层的侧壁造成侧壁缺陷,如果有电流注入侧壁缺陷,则会在microled芯片的边缘区域形成侧壁缺陷发光,侧壁缺陷发光的波长与发光层发光的波长不同,会导致microled芯片整体的发光光谱展宽,像素单元发光的色纯度下降,进而显示器色域变小。如何在microled芯片的出光面上,获得窄光谱带宽的出射光线,成为需要解决的问题。

美国专利us2010244065a1通过在倒装结构led芯片的硅衬底上设置过孔,将led芯片发光层发出的光线从过孔的顶部开口出射,进一步在该过孔内设置荧光材料,实现波长转换。过孔的侧壁可以阻挡荧光材料所发出光线的横向光线出射,有利于克服荧光材料所发出光线造成的光串扰。其缺点在于,硅衬底本身是导体,与led芯片半导体层直接接触的硅衬底层与led芯片半导体层形成了导电通路,硅衬底层的侧壁作为最终器件的侧壁,会从硅衬底的侧壁造成漏电通道;led芯片紧邻硅衬底的半导体层外延层侧壁没有包覆,该半导体外延层会形成光波导效应,在其侧壁有横向的光线出射,造成光串扰,同时该未被包覆的半导体层外延层侧壁也会造成漏电通道;该专利的技术方案无法实现窄光谱带宽的出射光线。

美国专利us10381507b2在led芯片外延结构的上下两侧均设置衬底基板,并在上下两侧衬底基板上均设置过孔,将led芯片发光层发出的光线从上下两侧的过孔内导出。过孔的侧壁可以阻挡从过孔所发出光线的横向出射,有利于减轻光串扰。其缺点同样在于,led芯片紧邻衬底的半导体层外延层侧壁没有包覆,会造成光串扰及漏电通道;无法实现窄光谱带宽的出射光线。

中国专利cn103503171a通过在led外延结构的硅衬底上设置过孔,将正负电极两者中的一个从该过孔中引出。中国专利cn106784258b通过在倒装结构led芯片的衬底上设置过孔,将led芯片发光层发出的光线从过孔的顶部开口出射,并在过孔顶部设置光耦合透镜。上述两件专利的技术方案均有助于消除光串扰;共同的不足之处,在于无法实现窄光谱带宽的出射光线。



技术实现要素:

有鉴于此,有必要提供一种既能克服光串扰,又能实现窄光谱带宽发光的microled芯片。为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种无光串扰microled芯片,设置有至少一个第一半导体层、至少一个多量子阱发光层、至少一个第二半导体层,多量子阱发光层设置于第一半导体层与第二半导体层之间,所述第一半导体层、多量子阱发光层、第二半导体层的侧壁被绝缘层包覆,所述多量子阱发光层发出的光线会从所述第一半导体层的上表面出射,所述第一半导体层连接有第一金属电极,所述第二半导体层连接有第二金属电极,所述第一金属电极和第二金属电极分别穿过绝缘层延伸至所述无光串扰microled芯片的下表面,所述第一半导体层上方设置有遮光挡墙,所述遮光挡墙的上方设置有盖板,所述遮光挡墙合围出一个从第一半导体层上表面到盖板下表面之间的出光通道,所述盖板设置有透明基板、遮光层,所述透明基板的下表面朝向第一半导体层,所述遮光层设置于所述透明基板的下表面,所述遮光层不透过可见光,所述遮光层设置有镂空区,所述镂空区对准该出光通道,所述镂空区使得来自出光通道的光线能够经该镂空区从透明基板出射,所述出光通道内从第一半导体层上表面到盖板下表面之间还至少设置有一个滤光层,所述滤光层只透过特定波长范围内的光线。

进一步优选的,所述遮光挡墙环绕所述第一半导体层上表面的边缘设置,所述遮光挡墙的底面至少有一部分压在所述第一半导体层的上表面上,所述遮光挡墙的底面与所述第一半导体层的上表面在同一水平面上,所述遮光挡墙的底面在所述第一半导体层的上表面合围形成第一出光口,所述遮光挡墙在其自身的顶面合围形成一个第二出光口,所述第二半导体层与所述第二金属电极之间还设置有电流扩展层,所述电流扩展层与第二半导体层平行,且所述电流扩展层的宽度不大于所述第一出光口的宽度。

所述电流扩展层材质为金属银、金、镍,或者透明氧化物ito。

所述遮光挡墙的作用在于,将由多量子阱发光层发出并从所述第一半导体层的上表面出射的光线,局限在出光通道内传播,并从第二出光口出射,杜绝了横向的出光,从而克服了光串扰问题。

所述电流扩展层的宽度不大于第一出光口的宽度,使得电流注入仅集中于与第一出光口对应的多量子阱发光层区域,注入microled芯片的载流子中,扩散至多量子阱发光层边缘侧壁缺陷区域的载流子非常少,借助该电流拥挤效应,削弱侧壁缺陷发光。

当所述由多量子阱发光层发出并从所述第一半导体层的上表面出射的光线为蓝光时,采用仅对467nm附近的蓝光波段有着高透光率的滤光层,将侧壁缺陷发出的的光滤除,实现窄光谱带宽的蓝光microled。

进一步优选的,所述遮光挡墙顶面与盖板的底面之间粘合密封,在所述出光通道内形成密闭腔体,所述的密闭腔体内充有氦气、氦氢混合气、氮气、空气等中的任意一种。

进一步优选的,所述出光通道内从第一半导体层上表面到滤光层下表面之间还至少设置有一个荧光转换层,所述由多量子阱发光层发出并从所述第一半导体层的上表面出射的光线为第一光线,所述荧光转换层能吸收所述第一光线并能在第一光线激发下发射出第二光线,所述第二光线的光谱峰值波长与所述第一光线的光谱峰值波长不同,所述滤光层不透过第一光线,所述滤光层仅对第二光线光谱范围内的部分波长具有高的透光率,使得所述从透明基板上表面出射的光线的光谱带宽比第二光线的光谱带宽更窄。

通过采用近紫外光或者蓝光激发下发出绿光的荧光转换层,将近紫外光或者蓝光波段的第一光线转换为绿光,再搭配仅对532nm附近绿光波段有着高透光率的滤光层,实现窄光谱带宽的绿光microled。

通过采用近紫外光或者蓝光激发下发出红光的荧光转换层,将近紫外光或者蓝光波段的第一光线转换为红光,再搭配仅对波长大于625nm的红光波段有着高透光率的滤光层,实现窄光谱带宽的红光microled。

通过采用近紫外光激发下发出蓝光的荧光转换层,将近紫外光波段的第一光线转换为蓝光,再搭配仅对467nm附近的蓝光波段有着高透光率的滤光层,实现窄光谱带宽的蓝光microled。

进一步优选的,所述遮光挡墙为硅衬底,所述第一半导体层、多量子阱发光层、第二半导体层经由半导体外延生长在硅衬底上逐层生长而得,所述硅衬底遮光挡墙除底面之外的其他外表面均覆盖有第二绝缘层,杜绝漏电问题;

进一步优选的,所述遮光挡墙为设置于第一半导体层上表面的树脂遮光挡墙,所述树脂遮光挡墙外表面不设置第二绝缘层,所述树脂遮光挡墙对第一光线及第二光线均不透光。

进一步优选的,所述遮光挡墙为设置于盖板下表面的树脂遮光挡墙,所述树脂遮光挡墙外表面不设置第二绝缘层,所述树脂遮光挡墙对所述第一光线及第二光线均有高的反射率。

进一步优选的,所述出光通道内的遮光挡墙侧壁上还设置有反光层,所述第一金属电极与第二金属电极之间设置有绝缘包覆介质,所述绝缘层外部也均覆盖有绝缘包覆介质。

进一步优选的,所述绝缘包覆介质对所述第一光线及第二光线均有高的反射率。

进一步优选的,所述绝缘包覆介质对所述第一光线及第二光线均有高的吸光率,所述绝缘包覆介质对所述第一光线及第二光线均不透光。

进一步优选的,所述滤光层设置于所述盖板下表面,所述滤光层覆盖遮光层的所述镂空区,所述滤光层的宽度小于所述第二出光口的宽度,所述由多量子阱发光层发出并从所述第一半导体层的上表面出射的光线为第一光线,所述滤光层仅对第一光线光谱范围内的部分波长具有高的透光率,使得所述从透明基板上表面出射光线的光谱带宽比第一光线的光谱带宽更窄。

进一步优选的,所述滤光层覆盖所述遮光层的镂空区,且所述滤光层直接接触与所述镂空区对应的透明基板下表面,所述滤光层下表面设置有荧光转换层;

进一步优选的,所述荧光转换层由透明基质和分散在所述透明基质中的荧光颗粒构成;

进一步优选的,所述荧光转换层由荧光复合层及包覆于荧光复合层外表面的隔水隔氧透明包覆层组成,所述荧光复合层由透明基质和分散在所述透明基质中的荧光颗粒构成。

进一步优选的,所述出光通道内的第一半导体层上表面设置有隔热透明层,所述隔热透明层上表面设置有荧光转换层,所述滤光层覆盖所述遮光层的所述镂空区且所述滤光层直接接触与所述镂空区对应的透明基板下表面。

进一步优选的,所述出光通道内的第一半导体层上表面设置有隔热透明层,所述隔热透明层上表面设置有荧光转换层,所述滤光层覆盖在所述荧光转换层的上表面。

进一步优选的,所述荧光颗粒包括但不限于量子点、纳米晶发光材料、稀土离子掺杂荧光粉、锰离子掺杂荧光粉。例如,稀土离子ce3+掺杂yag荧光粉、pr3+掺杂yag荧光粉、eu3+掺杂yag荧光粉、eu2+掺杂yag荧光粉、tm3+掺杂yag荧光粉、gd3+掺杂yag荧光粉中的任意一种;稀土离子eu2+掺杂caalsin3、eu2+掺杂ca0.8li0.2al0.8si1.2n3、eu2+掺杂(ca,sr,ba)2si5n8:eu2+中的任意一种;inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;mn4+掺杂k2sif6荧光粉、mn4+掺杂k2gef6荧光粉、mn4+掺杂k2tif6荧光粉中的任意一种;eu2+掺杂β-sialon、eu2+掺杂li2casio4中的任意一种;或者上述各种发光材料中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

进一步优选的,所述无光串扰microled芯片设置有第一半导体层、若干个岛状发光结构,所述单个岛状发光结构的宽度小于所述第一半导体层的宽度,所述岛状发光结构设置有第三半导体层、多量子阱发光层、第二半导体层,多量子阱发光层设置于第三半导体层与第二半导体层之间,所述第三半导体层与第一半导体层的成分相同,所述第三半导体层的顶面连接于所述第一半导体层的下表面;所述岛状发光结构的侧壁之间填充有平坦化层。

进一步优选的,所述岛状发光结构呈圆柱状,所述岛状发光结构的直径在150纳米至2微米之间,所述第一半导体层下表面非岛状发光结构的区域均覆盖有掩膜层,所述掩膜层为金属钛,或者二氧化硅,或者氮化硅;

进一步优选的,所述岛状发光结构呈环形柱体,所述环形柱体岛状发光结构的壁厚为100纳米至200纳米之间;

一种集成式无光串扰microled芯片,所述集成式无光串扰microled芯片由若干个芯片单元周期性地排列成阵列,所述芯片单元为上述的任一无光串扰microled芯片,所述集成式无光串扰microled芯片至少包含三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元,发光光谱峰值波长不同的芯片单元周期性地排列成阵列,所述所有芯片单元侧壁相接连成一体,所述所有芯片单元的透明基板合并为同一块透明基板。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

(1)所述遮光挡墙将由多量子阱发光层发出并从所述第一半导体层的上表面出射的光线局限在出光通道内传播;所述遮光挡墙将由荧光转换层吸收第一光线后发出的第二光线也局限在出光通道内传播,出光通道内的光线仅能从盖板侧出射,杜绝了横向的出光,从而克服了光串扰问题。

(2)所述电流扩展层的宽度不大于第一出光口的宽度,使得电流注入仅集中于第一出光口对应的区域,注入的载流子扩散至多量子阱发光层边缘区域的非常少,借助该电流拥挤效应,削弱侧壁缺陷发光,使得多量子阱发光层发出光线的光谱中源自侧壁缺陷发光的光线变少,多量子阱发光层发出光线的光谱带宽变窄。

(3)所述由多量子阱发光层发出并从所述第一半导体层的上表面出射的第一光线,或者经由荧光转换层吸收第一光线后发出的第二光线,经过窄带通的滤光层滤除,在盖板顶部实现更窄光谱带宽的发光。

(4)microled芯片的各半导体层侧壁均被绝缘包覆,解决漏电问题。

本发明专利的技术方案,同时实现了上述三个技术效果,从而获得无光串扰、窄光谱带宽的microled芯片。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例一的无光串扰microled芯片示意图。

图2为本发明实施例二的无光串扰microled芯片示意图。

图3为本发明实施例三的无光串扰microled芯片示意图。

图4为本发明实施例四的无光串扰microled芯片示意图。

图5为本发明实施例五的无光串扰microled芯片示意图。

图6为本发明实施例六的无光串扰microled芯片示意图。

图7为本发明实施例七的无光串扰microled芯片示意图。

图8为本发明实施例八的无光串扰microled芯片示意图。

图9为本发明实施例九的无光串扰microled芯片示意图。

图10为本发明实施例十的无光串扰microled芯片示意图。

图11为本发明实施例十一的集成式无光串扰microled芯片示意图。

图12为本发明实施例十二的集成式无光串扰microled芯片示意图。

图13为本发明实施例十三的集成式无光串扰microled芯片示意图。

图14为本发明实施例十四的集成式无光串扰microled芯片示意图。

图15为本发明实施例十五的集成式无光串扰microled芯片示意图。

图16为本发明实施例十六的集成式无光串扰microled芯片示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。

实施例一

请参考图1,一种无光串扰microled芯片,设置有第一半导体层11、多量子阱发光层12、第二半导体层13,多量子阱发光层12设置于第一半导体层11与第二半导体层13之间。第一半导体层11中包含有一层为n型掺杂的gan,第一半导体层11中还包含有缓冲层,多量子阱发光层12由化学通式为alxinygazn(其中,x+y+z=1,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)的两种组分不同、厚度在纳米级的半导体层交替堆叠而成,第二半导体层13中包含有一层为p型掺杂的gan,第二半导体层13中含包含有电子阻挡层。

所述第一半导体层11、多量子阱发光层12、第二半导体层13的侧壁被绝缘层14包覆,所述多量子阱发光层12发出的光线会从所述第一半导体层11的上表面出射,所述第一半导体层11连接有第一金属电极15,所述第二半导体层13连接有第二金属电极16,所述第一金属电极15和第二金属电极16分别穿过绝缘层延伸至所述无光串扰microled芯片的下表面。

所述第一半导体层11上方设置有遮光挡墙31,所述遮光挡墙31的上方设置有盖板,所述遮光挡墙31合围出一个从第一半导体层11上表面到盖板下表面之间的出光通道30,所述盖板设置有透明基板41、遮光层42,所述透明基板41的下表面朝向第一半导体层11,所述遮光层42设置于所述透明基板41的下表面,所述遮光层42不透过可见光,所述遮光层42设置有镂空区,所述镂空区对准该出光通道30,所述镂空区使得来自出光通道30的光线能够经该镂空区从透明基板41与镂空区对应的区域出射。

所述遮光挡墙31环绕所述第一半导体层11上表面的边缘设置,所述遮光挡墙31的底面有一部分压在所述第一半导体层11的上表面上,所述遮光挡墙31的底面与所述第一半导体层11的上表面在同一水平面上,所述遮光挡墙31的底面在所述第一半导体层11的上表面合围形成第一出光口20,所述遮光挡墙31在其自身的顶面合围形成一个第二出光口,所述第二半导体层13与所述第二金属电极16之间还设置有电流扩展层17,所述电流扩展层17与第二半导体层13平行,且所述电流扩展层17的宽度等于第一出光口的宽度,第二金属电极16的面积小于电流扩展层17的的面积,所述电流扩展层材质为金属银、金、镍,或者透明氧化物ito。

所述滤光层51设置于所述盖板下表面,所述滤光层51覆盖遮光层42的镂空区,所述滤光层51的宽度小于所述第二出光口的宽度,所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为467nm附近的蓝光,所述滤光层51仅对467nm附近的蓝光波段有着高透光率,从而将侧壁缺陷发出的光滤除,使得所述从透明基板41上表面出射光线的光谱带宽比第一光线的光谱带宽更窄。实现窄光谱带宽的蓝光microled。

所述遮光挡墙31为硅衬底,所述第一半导体层11、多量子阱发光层12、第二半导体层13经由半导体外延生长在硅衬底上逐层生长而得,所述硅衬底遮光挡墙31除底面之外的其他外表面均覆盖有第二绝缘层32。

所述出光通道30内的遮光挡墙31侧壁上还设置有反光层33,所述第一金属电极15与第二金属电极16之间设置有绝缘包覆介质18,所述绝缘层14外部也均覆盖有绝缘包覆介质18,所述绝缘包覆介质18对所述第一光线有高的反射率。

所述遮光挡墙顶面与盖板的底面之间有粘结层43粘合密封,在所述出光通道30内形成密闭腔体,所述的密闭腔体内充有空气。

实施例二

请参考图2,所述绝缘包覆介质对所述第一光线有高的反射率。

所述电流扩展层17的宽度小于第一出光口的宽度。

所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为532nm附近的绿光。所述滤光层51仅对532nm附近的绿光波段有着高透光率,将侧壁缺陷发出的光滤除,使得所述从透明基板41上表面出射光线的光谱带宽比第一光线的光谱带宽更窄。实现窄光谱带宽的绿光microled。

所述遮光挡墙31为树脂遮光挡墙。所述树脂遮光挡墙不透过第一光线。

其余与实施例一相同。

实施例三

请参考图3,一种无光串扰microled芯片,设置有第一半导体层11、多量子阱发光层12、第二半导体层13,多量子阱发光层12设置于第一半导体层11与第二半导体层13之间。第一半导体层11中至少包含有一层为掺杂的algaas,多量子阱发光层12由化学通式为alxgayinzp(其中,x+y+z=1,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)的两种组分不同、厚度在纳米级的半导体层交替堆叠而成,第二半导体层13中至少包含有一层为掺杂的algaas。

所述遮光挡墙31为设置于盖板下表面的树脂遮光挡墙,所述树脂遮光挡墙对所述第一光线有高的吸收率。

所述遮光挡墙31底面与第一半导体层11的顶面之间有粘结层43粘合密封,在所述出光通道30内形成密闭腔体,所述的密闭腔体内充有空气。

所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为红光。所述滤光层51仅对对波长大于625nm的红光波段有着高透光率,使得所述从透明基板41上表面出射光线的光谱带宽比第一光线的光谱带宽更窄。实现窄光谱带宽的红光microled。

其余与实施例一相同。

实施例四

请参考图4,所述的密闭腔体内充有氦气或者氮气等惰性其他中的任意一种。

所述滤光层51覆盖于所述遮光层42的镂空区,且所述滤光层51直接接触与所述镂空区对应的透明基板41下表面,所述滤光层51下表面设置有荧光转换层60。

所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为蓝光或者近紫外光。

所述荧光转换层60能吸收所述第一光线并能在第一光线激发下发射出第二光线,所述第二光线的光谱峰值波长与所述第一光线的光谱峰值波长不同,所述滤光层51不透过第一光线,所述滤光层仅对第二光线光谱范围内的部分波长具有高的透光率,使得所述从透明基板41上表面出射的光线的光谱带宽比第二光线的光谱带宽更窄。

所述荧光转换层60侧面还环绕设置有围坝63,所述第一光线、第二光线均无法透过所述围坝63,围坝63也起到了类似遮光层42的的作用。

所述荧光转换层60由透明基质61和分散在所述透明基质61中的荧光颗粒62构成。

通过采用近紫外光或者蓝光激发下发出绿光的荧光转换层60,将近紫外光或者蓝光波段的第一光线转换为绿光,再搭配仅对532nm附近绿光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的绿光microled。所述荧光颗粒为inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;eu2+掺杂β-sialon、eu2+掺杂li2casio4中的任意一种;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

通过采用近紫外光或者蓝光激发下发出红光的荧光转换层60,将近紫外光或者蓝光波段的第一光线转换为红光,再搭配仅对波长大于625nm的红光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的红光microled。所述荧光颗粒为稀土离子eu2+掺杂caalsin3、eu2+掺杂ca0.8li0.2al0.8si1.2n3、eu2+掺杂(ca,sr,ba)2si5n8:eu2+中的任意一种;inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;mn4+掺杂k2sif6荧光粉、mn4+掺杂k2gef6荧光粉、mn4+掺杂k2tif6荧光粉中的任意一种;pr3+掺杂yag荧光粉;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

通过采用近紫外光激发下发出蓝光的荧光转换层60,将近紫外光波段的第一光线转换为蓝光,再搭配仅对467nm附近的蓝光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的蓝光microled。所述荧光颗粒为inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;tm3+掺杂yag荧光粉;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

所述绝缘包覆介质18对所述第一光线及第二光线均有高的反射率。

其余与实施例一相同。

实施例五

请参考图5,所述的密闭腔体内充有空气。

所述滤光层51覆盖于所述遮光层42的镂空区,且所述滤光层51直接接触与所述镂空区对应的透明基板41下表面,所述滤光层51下表面设置有荧光转换层。

所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为蓝光或者近紫外光。

所述荧光转换层能吸收所述第一光线并能在第一光线激发下发射出第二光线,所述第二光线的光谱峰值波长与所述第一光线的光谱峰值波长不同,所述滤光层51不透过第一光线,所述滤光层仅对第二光线光谱范围内的部分波长具有高的透光率,使得所述从透明基板41上表面出射的光线的光谱带宽比第二光线的光谱带宽更窄。

所述荧光转换层侧面还环绕设置有围坝63,所述第一光线、第二光线均无法透光所述围坝63,围坝63也起到了类似遮光层42的的作用。

所述荧光转换层由荧光复合层69及包覆于荧光复合层外表面的隔水隔氧透明包覆层64组成,所述荧光复合层69由透明基质61和分散在所述透明基质61中的荧光颗粒62构成。

通过采用近紫外光或者蓝光激发下发出绿光的荧光转换层,将近紫外光或者蓝光波段的第一光线转换为绿光,再搭配仅对532nm附近绿光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的绿光microled。所述荧光颗粒为inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;eu2+掺杂β-sialon、eu2+掺杂li2casio4中的任意一种;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

通过采用近紫外光或者蓝光激发下发出红光的荧光转换层,将近紫外光或者蓝光波段的第一光线转换为红光,再搭配仅对波长大于625nm的红光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的红光microled。所述荧光颗粒为稀土离子eu2+掺杂caalsin3、eu2+掺杂ca0.8li0.2al0.8si1.2n3、eu2+掺杂(ca,sr,ba)2si5n8:eu2+中的任意一种;inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;mn4+掺杂k2sif6荧光粉、mn4+掺杂k2gef6荧光粉、mn4+掺杂k2tif6荧光粉中的任意一种;pr3+掺杂yag荧光粉;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

通过采用近紫外光激发下发出蓝光的荧光转换层,将近紫外光波段的第一光线转换为蓝光,再搭配仅对467nm附近的蓝光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的蓝光microled。所述荧光颗粒为inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;tm3+掺杂yag荧光粉;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

所述树脂遮光挡墙31不透过第一光线及第二光线。

其余与实施例二相同。

实施例六

请参考图6,所述滤光层51覆盖于所述遮光层42的镂空区,且所述滤光层51直接接触与所述镂空区对应的透明基板41下表面。

所述出光通道30内的第一半导体层11上表面设置有隔热透明层71,优选的所述隔热透明层71为硅胶或者环氧树脂。所述隔热透明层71上表面设置有荧光转换层。所述荧光转换层由荧光复合层69及包覆于荧光复合层69外表面的隔水隔氧透明包覆层64组成,所述荧光复合层69由透明基质和分散在所述透明基质中的荧光颗粒构成。

其余与实施例四相同。

实施例七

请参考图7,所述出光通道30内的第一半导体层11上表面设置有隔热透明层71,优选的所述隔热透明层71为硅胶或者环氧树脂。所述隔热透明层71上表面设置有荧光转换层。所述荧光转换层由荧光复合层69及包覆于荧光复合层69外表面的所述滤光层51组成,所述荧光复合层69由透明基质和分散在所述透明基质中的荧光颗粒构成。

其余与实施例六相同。

实施例八

请参考图8,所述无光串扰microled芯片设置有第一半导体层11、若干个岛状发光结构,所述单个岛状发光结构的宽度小于所述第一半导体层11的宽度,所述岛状发光结构设置有第三半导体层21、多量子阱发光层12、第二半导体层13、电流扩展层17,多量子阱发光层12设置于第三半导体层21与第二半导体层13之间,所述第三半导体层13与第一半导体层11的成分相同,所述第三半导体层21的顶面连接于所述第一半导体层11的下表面;所述单个岛状发光结构的侧壁设置有内壁绝缘层19,所述岛状发光结构之间填充有平坦化层23。

所述岛状发光结构呈圆柱状,所述岛状发光结构的直径在150纳米至2微米之间,所述第一半导体层11下表面非岛状发光结构的区域均覆盖有掩膜层22,所述掩膜层22为金属钛,或者二氧化硅,或者氮化硅。

所述岛状发光结构的直径在1微米至2微米之间时,所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为蓝光,所述滤光层51仅对467nm附近的蓝光波段有着高透光率的滤光层,将侧壁缺陷发出的的光滤除,使得所述从透明基板41上表面出射光线的光谱带宽比第一光线的光谱带宽更窄。实现窄光谱带宽的蓝光microled。

所述岛状发光结构的直径在500纳米至1微米之间时,所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为绿光,所述滤光层51仅对532nm附近的蓝光波段有着高透光率的滤光层,将侧壁缺陷发出的的光滤除,使得所述从透明基板41上表面出射光线的光谱带宽比第一光线的光谱带宽更窄。实现窄光谱带宽的绿光microled。

所述岛状发光结构的直径在150纳米至200纳米之间时,所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为红光,所述滤光层51仅对对波长大于625nm的红光波段有着高透光率,使得所述从透明基板41上表面出射光线的光谱带宽比第一光线的光谱带宽更窄。实现窄光谱带宽的红光microled。

其余与实施例一相同。

实施例九

请参考图9,所述无光串扰microled芯片设置有第一半导体层11、若干个岛状发光结构,所述单个岛状发光结构的宽度小于所述第一半导体层11的宽度,所述岛状发光结构设置有第三半导体层21、多量子阱发光层12、第二半导体层13、电流扩展层17,多量子阱发光层12设置于第三半导体层21与第二半导体层13之间,所述第三半导体层13与第一半导体层11的成分相同,所述第三半导体层21的顶面连接于所述第一半导体层11的下表面;所述单个岛状发光结构的侧壁设置有内壁绝缘层14,所述岛状发光结构之间填充有平坦化层23。

所述岛状发光结构呈环形柱体,所述环形柱体岛状发光结构的壁厚为100纳米至200纳米之间。

其余与实施例一相同。

实施例十

请参考图10,所述的密闭腔体内充有空气。

所述滤光层51覆盖于所述遮光层42的镂空区,且所述滤光层51直接接触与所述镂空区对应的透明基板41下表面,所述滤光层51下表面设置有荧光转换层。

所述由多量子阱发光层12发出并从所述第一半导体层11的上表面出射的光线为第一光线为蓝光或者近紫外光。

所述荧光转换层能吸收所述第一光线并能在第一光线激发下发射出第二光线,所述第二光线的光谱峰值波长与所述第一光线的光谱峰值波长不同,所述滤光层51不透过第一光线,所述滤光层51仅对第二光线光谱范围内的部分波长具有高的透光率,使得所述从透明基板41上表面出射的光线的光谱带宽比第二光线的光谱带宽更窄。

所述荧光转换层侧面还环绕设置有围坝63,所述第一光线、第二光线均无法透光所述围坝63,围坝63也起到了类似遮光层42的的作用。

所述荧光转换层由荧光复合层69及包覆于荧光复合层外表面的隔水隔氧透明包覆层64组成,所述荧光复合层69由透明基质61和分散在所述透明基质61中的荧光颗粒62构成。

通过采用近紫外光或者蓝光激发下发出绿光的荧光转换层,将近紫外光或者蓝光波段的第一光线转换为绿光,再搭配仅对532nm附近绿光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的绿光microled。所述荧光颗粒为inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;eu2+掺杂β-sialon、eu2+掺杂li2casio4中的任意一种;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

通过采用近紫外光或者蓝光激发下发出红光的荧光转换层,将近紫外光或者蓝光波段的第一光线转换为红光,再搭配仅对波长大于625nm的红光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的红光microled。所述荧光颗粒为稀土离子eu2+掺杂caalsin3、eu2+掺杂ca0.8li0.2al0.8si1.2n3、eu2+掺杂(ca,sr,ba)2si5n8:eu2+中的任意一种;inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;mn4+掺杂k2sif6荧光粉、mn4+掺杂k2gef6荧光粉、mn4+掺杂k2tif6荧光粉中的任意一种;pr3+掺杂yag荧光粉;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

通过采用近紫外光激发下发出蓝光的荧光转换层,将近紫外光波段的第一光线转换为蓝光,再搭配仅对467nm附近的蓝光波段有着高透光率的滤光层51,实现窄光谱带宽的蓝光microled。所述荧光颗粒为inp量子点、cdse量子点、cdse/zns核壳结构量子点、钙钛矿结构cspbx3(x=cl,br,i)量子点中的任意一种;tm3+掺杂yag荧光粉;或者上述各种中任意两种的组合,或者任意三种的组合。

所述遮光挡墙31不透过第一光线及第二光线。

其余与实施例九相同。

实施例十一

请参考图11,一种集成式无光串扰microled芯片,所述无光串扰microled芯片由3个芯片单元排列成阵列,所述芯片单元为三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元。所述芯片单元为实施例一的蓝光microled芯片100、实施例四的绿光microled芯片200、实施例四的红光microled芯片300。所述所有芯片单元侧壁相接连成一体,所述所有芯片单元的透明基板合并为同一块透明基板,绝缘包覆介质也连为一体。进一步,所述三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元周期性地排列成更大的阵列,可以实现3n颗芯片单元的集成式无光串扰microled芯片。

实施例十二

请参考图12,一种集成式无光串扰microled芯片,所述无光串扰microled芯片由3个芯片单元排列成阵列,所述芯片单元为三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元。所述芯片单元为实施例一的蓝光microled芯片100、实施例六的绿光microled芯片200、实施例六的红光microled芯片300。所述所有芯片单元侧壁相接连成一体,所述所有芯片单元的透明基板合并为同一块透明基板,绝缘包覆介质也连为一体。进一步,所述三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元周期性地排列成更大的阵列,可以实现3n颗芯片单元的集成式无光串扰microled芯片。

实施例十三

请参考图13,一种集成式无光串扰microled芯片,所述无光串扰microled芯片由3个芯片单元排列成阵列,所述芯片单元为三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元。所述芯片单元为实施例六的蓝光microled芯片100、实施例六的绿光microled芯片200、实施例六的红光microled芯片300。所述所有芯片单元侧壁相接连成一体,所述所有芯片单元的透明基板合并为同一块透明基板,绝缘包覆介质也连为一体。进一步,所述三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元周期性地排列成更大的阵列,可以实现3n颗芯片单元的集成式无光串扰microled芯片。

实施例十四

请参考图14,一种集成式无光串扰microled芯片,所述无光串扰microled芯片由3个芯片单元排列成阵列,所述芯片单元为三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元。所述芯片单元为实施例五的蓝光microled芯片100、实施例五的绿光microled芯片200、实施例五的红光microled芯片300。所述所有芯片单元侧壁相接连成一体,所述所有芯片单元的透明基板合并为同一块透明基板,绝缘包覆介质也连为一体。进一步,所述三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元周期性地排列成更大的阵列,可以实现3n颗芯片单元的集成式无光串扰microled芯片。

实施例十五

请参考图15,一种集成式无光串扰microled芯片,所述无光串扰microled芯片由3个芯片单元排列成阵列,所述芯片单元为三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元。所述芯片单元为实施例八的蓝光microled芯片300、实施例八的绿光microled芯片200、实施例八的红光microled芯片100。所述所有芯片单元侧壁相接连成一体,所述所有芯片单元的透明基板合并为同一块透明基板,绝缘包覆介质也连为一体。进一步,所述三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元周期性地排列成更大的阵列,可以实现3n颗芯片单元的集成式无光串扰microled芯片。

实施例十六

请参考图16,一种集成式无光串扰microled芯片,所述无光串扰microled芯片由3个芯片单元排列成阵列,所述芯片单元为三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元。所述芯片单元为实施例九的蓝光microled芯片100、实施例一的绿光microled芯片200、实施例十的红光microled芯片300。所述所有芯片单元侧壁相接连成一体,所述所有芯片单元的透明基板合并为同一块透明基板,绝缘包覆介质也连为一体。进一步,所述三种发光光谱峰值波长不同的芯片单元周期性地排列成更大的阵列,可以实现3n颗芯片单元的集成式无光串扰microled芯片。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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