CN109643724A - 高密度像素化的led和器件及其方法 - Google Patents

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Abstract

至少一个LED阵列(例如，具有倒装芯片配置)由具有覆盖有至少一种发光材料的光提取表面的基板支撑。与LED之间的间隙对准的光分离元件被配置成减少不同LED和/或发光材料区域的光发射之间的相互作用，以减少散射和/或光学串扰，从而保持所得发射的像素状分辨率。可以通过机械锯切或蚀刻，以在基板中限定凹槽或凹部，并且用光反射或光吸收材料填充凹槽或凹部，来形成光分离元件。可以通过光刻图案化和蚀刻牺牲材料和/或通过3D打印，来限定基板外部的光分离元件。

Description

高密度像素化的LED和器件及其方法
交叉引用相关申请
本国际申请要求2017年1月5日提交的美国专利申请No.15/399,729和2016年4月12日提交的美国临时专利申请No.62/321,514的权益。前述申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本文的主题涉及固态发光器件，包括减少了在相邻发射器的发射之间的相互作用的可寻址发光二极管(LED)阵列芯片、包含一个或多个LED阵列芯片的器件、包括这种器件的LED显示器和照射器件以及相关的制造方法。
背景技术
LED已经广泛用于各种照射环境中，用于液晶显示(LCD)系统的背光照射(例如，作为冷阴极荧光灯的替代品)，并且用于顺序照射LED显示器。利用LED阵列的应用包括车辆前照灯、道路照射、灯具以及各种室内、室外和专业背景。LED器件的理想特性包括高发光效率、长寿命和宽色域。
传统的LCD系统需要固有地降低光利用效率的滤色器(例如，红色、绿色和蓝色)。顺序照射LED显示器利用自发光LED，无需背光和滤色器，提高了光利用效率。
大格式多色顺序照射LED显示器(包括全色LED视频屏幕)通常包括许多单独的LED面板、封装和/或组件，提供由相邻像素之间的距离或“像素间距”确定的图像分辨率。顺序照射的LED显示器包括具有排列的红色、绿色和蓝色LED的“RGB”三色显示器，并且“RG”双色显示器可以包括排列的红色和绿色LED。可以使用其他颜色和颜色组合。用于远距离观看的大型显示器(例如，电子广告牌和体育场显示器)通常具有较大的像素间距，并且通常包括具有多色(例如，红色、绿色和蓝色)LED的分立LED阵列，这些LED可以独立操作，以形成观看者看起来像全色像素的东西。观看距离较短的中型显示器需要较短的像素间距(例如，3mm或更小)，并且可以包括安装在单个电子器件上的具有排列的红色、绿色和蓝色LED部件的面板，所述单个电子器件连接到控制LED的驱动器打印电路板(PCB)。
各种LED阵列应用包括(但不限于)适用于非常短的观看距离的高分辨率显示器以及车辆前照灯，可以受益于较小的像素间距；然而，实际考虑限制了其实现方式。可能难以在具有小像素间距的高密度阵列中可靠地实现可用于将LED部件和封装安装到PCB的传统拾取和放置技术。另外，由于LED和磷光体发射的全向特性，可能难以防止一个LED(例如，第一像素)的发射与阵列的另一LED(例如，第二像素)的发射显著重叠，这将损害LED阵列器件的有效分辨率。也可能难以避免相邻LED(例如，像素)之间的未照亮或“暗”区域，以提高均匀性，尤其是同时减少相邻LED的发射之间的串扰或光溢出。本技术继续寻求具有小像素间距的改进的LED阵列器件，同时克服与传统器件和生产方法相关的限制。
发明内容
本公开内容在各个方面涉及固态发光器件，包括由基板支撑的至少一个LED阵列，优选地包括一种或多种发光材料，该发光材料被布置成接收至少一些LED的发射，并且包括光分离元件，该光分离元件被配置成减少不同LED的发射和/或发光材料区域之间的相互作用，以减少散射和/或光学串扰，从而保持所得发射的像素状分辨率。在某些实施例中，LED芯片包括布置在生长基板、载体基板和/或额外层或基板上或上方的多个LED的阵列，具有促进LED阵列的发射的像素化的特征。在某些实施例中，以倒装芯片配置提供LED阵列。
在一个方面，可选地在LED阵列芯片中体现或包含LED阵列芯片的固态发光器件包括：LED阵列，其由基板支撑并被布置成通过基板的多个透光区域传输LED发射；至少一种发光材料，其布置在基板的光提取表面上或上方，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射，并且其中，所述至少一种发光材料包括基本上与所述多个透光区域对准的多个光输出区域；以及多个光分离元件，其至少部分地布置在基板内，其中，所述多个光分离元件中的光分离元件布置在多个透光区域的不同透光区域之间，并且所述多个光分离元件被配置成减少在所述不同透光区域之间的LED发射的通过。
在某些实施例中，LED阵列中的每个LED以倒装芯片配置提供。在某些实施例中，LED阵列中的每个LED是可单独寻址的。在某些实施例中，多个光分离元件从光提取表面延伸到基板的内部。
在某些实施例中，基板包括与光提取表面相对的光入射表面；并且多个光分离元件从光入射表面延伸到基板的内部。在某些实施例中，基板包括与光提取表面相对的光入射表面；多个光分离元件中的第一组光分离元件从光入射表面延伸到基板的内部；并且多个光分离元件中的第二组光分离元件从光提取表面延伸到基板的内部。
在某些实施例中，多个光分离元件包括从基板内部延伸到光提取表面的内部，并且包括延伸超出光提取表面的外部。在某些实施例中，固态发光器件还包括由光提取表面和多个光分离元件的外部界定的多个光提取凹部，其中，至少一种发光材料至少部分地布置在多个光提取凹部内。在某些实施例中，外部相对于内部是不连续的。
在某些实施例中，光提取表面限定了多个光提取凹部，并且至少一种发光材料至少部分地布置在多个光提取凹部内。
在某些实施例中，至少一种发光材料包括对应于多个光输出区域的第一光输出区域的第一发光材料以及对应于多个光输出区域的第二光输出区域的第二发光材料。在某些实施例中，第一发光材料被布置成产生具有第一主波长的发光发射，第二发光材料被布置成产生具有第二主波长的发光发射，并且第二主波长与第一主波长相差至少20nm。
在某些实施例中，多个光分离元件包括光反射材料。在某些实施例中，多个光分离元件包括光吸收材料。
在某些实施例中，光提取表面进行图案化、粗糙化或纹理化，以提供变化的表面来增加光从基板中的提取。在某些实施例中，多个光分离元件与LED阵列中的至少一些LED之间的边界对准。在某些实施例中，基板包括生长基板，LED阵列的有源层在生长基板上生长。在某些实施例中，基板包括载体基板，所述载体基板与其上生长LED阵列的有源层的生长基板不同。在某些实施例中，基板基本上是连续的。
在某些实施例中，固态发光器件还包括布置在至少一种发光材料上的多个微透镜，其中，每个微透镜布置在多个光输出区域的不同光输出区域上。在某些实施例中，多个微透镜包括不同的微透镜，其被布置成输出以不同方向为中心的光束。
在某些实施例中，本公开内容涉及包括本文公开的固态发光器件的多色顺序照射LED显示器。在某些实施例中，本公开内容涉及包括本文公开的固态发光器件的灯具。在某些实施例中，本公开内容涉及包括本文公开的固态发光器件的车辆(例如，汽车)前照灯。
在某些实施例中，LED发射与发光发射一起被配置成产生白光。
在另一方面，可选地在LED阵列芯片中体现或包含LED阵列芯片的固态发光器件包括：LED阵列，其被布置成通过基板的透光部分传输LED发射；至少一种发光材料，其布置在所述基板的光提取表面上或上方，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收LED发射的至少一部分并相应地生成发光体发射，其中，所述至少一种发光材料包括多个光输出区域；以及多个光分离元件，其与LED阵列中的至少一些LED之间的边界对准，其中，多个光分离元件的至少一部分布置在光提取表面的部分上或上方，并且延伸超出多个光输出区域。在某些实施例中，LED阵列中的每个LED包括倒装芯片LED。
在某些实施例中，多个光提取凹部由多个光分离元件和光提取表面界定，其中，至少一种发光材料至少部分地布置在多个光提取凹部内。
在某些实施例中，光提取表面限定了多个光提取凹部，并且至少一种发光材料至少部分地布置在多个光提取凹部内。在某些实施例中，多个光分离元件的部分延伸到基板的内部。
在某些实施例中，至少一种发光材料包括第一发光材料和第二发光材料，第一发光材料被布置成覆盖光提取表面的第一部分，第二发光材料被布置成覆盖光提取表面的第二部分。
在另一方面，本公开内容涉及一种制造可选地在LED阵列芯片中体现或包含LED阵列芯片的固态发光器件的方法，该方法包括：在支撑LED阵列的透光基板的至少一个表面中限定多个凹部或凹槽，其中，所述多个凹部或凹槽与LED阵列中的至少一些LED之间的边界对准；在所述多个凹部或凹槽中沉积光影响材料(例如，光反射或(不太优选地)光吸收材料)，以产生至少部分地布置在基板内的多个主要光分离元件，其中，所述多个主要光分离元件被配置成减少在所述透光基板的多个透光区域的不同透光区域之间的LED发射的通过；并且在基板的光提取表面上或上方提供至少一种发光材料。
在某些实施例中，LED阵列中的每个LED以倒装芯片配置提供。在某些实施例中，所述多个凹部或凹槽通过机械锯切来限定。在某些实施例中，所述多个凹部或凹槽通过蚀刻来限定。
在某些实施例中，该方法还包括在光提取表面中限定多个光提取凹部，其中，所述在光提取表面上或上方提供至少一种发光材料包括在所述多个光提取凹部中沉积至少一种发光材料的至少一部分。
在某些实施例中，所述至少一种发光材料包括多个光输出区域，并且所述方法还包括在所述至少一种发光材料上沉积影响光(例如，光反射或光吸收)的材料，以形成被布置成分离所述多个光输出区域的多个次级光分离元件。
在另一方面，本公开内容涉及一种制造可选地在LED阵列芯片中体现或包含LED阵列芯片的固态发光器件的方法，该方法包括：在支撑LED阵列的基板的光提取表面中形成多个光提取凹部；并且提供至少一种发光材料，所述发光材料至少部分地布置在所述多个光提取凹部内。
在某些实施例中，LED阵列中的每个LED以倒装芯片配置提供。在某些实施例中，该方法还包括提供至少部分地布置在所述基板内的多个光分离元件，其中，所述多个光分离元件被配置成减少在所述基板的多个透光区域的不同透光区域之间的LED发射的通过。
在某些实施例中，该方法还包括在光提取表面的至少一部分上或上方形成多个光分离元件。在某些实施例中，该方法还包括在至少一种发光材料的至少一部分上或上方形成多个光分离元件。
在某些实施例中，多个光分离元件与LED阵列中的至少一些LED之间的边界对准。
在另一方面，本公开内容涉及一种显示器件，其包括本文所述的单个发光器件或多个固态发光器件。
在另一方面，本公开内容涉及一种使用本文所述的显示器件显示文本和视觉图像中的至少一个的方法。
在另一方面，本公开内容涉及一种包括使用本文所述的固态照射器件照射物体、空间或环境的方法。
在另一方面，一种固态发光器件(可选地在LED阵列芯片中体现或包含LED阵列芯片)包括：LED阵列，其被布置成通过至少一个基板的多个透光部分传输LED发射；至少部分地布置在基板内的多个光分离元件，其中，多个光分离元件中的光分离元件布置在多个透光部分中的不同透光部分之间，所述多个光分离元件被配置成减少在不同透光部分之间的LED发射的通过，并且所述多个透光部分被配置成由LED阵列照射，以限定包括多个边界部分的多个像素，其中，所述多个像素中的每个像素包括所述多个边界部分中的至少一个边界部分；以及多个像素间光扩散区域，其被配置成通过所述多个边界部分中的边界部分透射光，以增强与所述多个光分离元件对准或接近的所述多LED芯片的发光表面部分处的像素间照射。
在某些实施例中，多个光分离元件包括至少一种光影响(例如，光反射或光吸收)材料，并且所述多个像素间光扩散区域包括布置成与至少一种光反射或光吸收材料接触的至少一种透光材料。
在某些实施例中，多个光分离元件完全布置在至少一个基板内；并且所述多个像素间光扩散区域包括至少一种透光材料，所述至少一种透光材料至少部分地布置在所述至少一个基板内和所述多个光分离元件上方。
在某些实施例中，多个像素间光扩散区包括至少一个透光材料区域，该透光材料区域相对于至少一个基板的表面升高并且至少部分地与多个光分离元件对准。
在某些实施例中，多个光分离元件包括在至少一个基板的部分内的多个未填充空隙。
在某些实施例中，固态发光器件还包括布置在所述基板的光提取表面上或上方的至少一种发光材料，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射。在某些实施例中，至少一种发光材料进一步布置在所述多个像素间光扩散区域上方。在某些实施例中，至少一种发光材料包括粘附在至少一个基板的光提取表面上或上方的发光材料膜。
在某些实施例中，多个像素间光扩散区中的每个像素间光扩散区包括至少一个基板的至少一个波长选择性透光表面部分。在某些实施例中，多个像素间光扩散区域中的每个像素间光扩散区域选自由滤光器和光学反射器构成的组。
在某些实施例中，多个像素间光扩散区域中的每个像素间光扩散区域包括单向镜。
在某些实施例中，至少一个基板的多个透光部分中的每个透光部分与至少一个基板的多个透光部分的至少一个其他透光部分隔开一个间隙，所述间隙：(i)具有宽度和深度，(ii)部分填充有所述多个光分离元件中的光分离元件，并且(iii)部分填充有限定所述多个像素间光扩散区域中的像素间光扩散区域的至少一种透光材料。
在某些实施例中，所述间隙包括填充有所述光分离元件的宽度的第一部分，并且包括填充有所述至少一种透光材料的宽度的第二部分。在某些实施例中，所述间隙包括填充有所述光分离元件的深度的第一部分，并且包括填充有所述至少一种透光材料的深度的第二部分。在某些实施例中，固态发光器件还包括至少一个透光材料区域，所述透光材料区域相对于所述基板的表面升高并且至少部分地与所述光分离元件或像素间光扩散区域中的至少一个对准。
在某些实施例中，至少一个基板的多个透光部分中的每个透光部分包括形成多个像素间光扩散区域中的像素间光扩散区域的至少一个斜边。在某些实施例中，所述至少一个基板包括包含所述至少一个斜边的至少一个光提取表面以及布置在所述至少一个光提取表面上或上方的至少一种发光材料，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射。
在某些实施例中，固态发光器件还包括：布置在至少一个基板上的透光次级基板；以及布置在透光次级基板和至少一个基板之间的发光材料，其中，所述发光材料被配置成接收LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射。
在某些实施例中，固态发光器件还包括布置在透光次级基板上的光散射层。在某些实施例中，透光次级基板布置在发光材料和光散射层之间。
在某些实施例中，透光次级基板包括蓝宝石晶片。
在某些实施例中，多个像素间光扩散区域至少部分地布置在透光次级基板内。
在某些实施例中，多个像素间光扩散区域包括在透光次级基板内的多个光重定向区域。在某些实施例中，多个光重定向区域包括在透光次级基板内限定的多个空隙。在某些实施例中，多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括另一种透光材料，所述另一种透光材料的组成与所述透光次级基板的材料不同。
在某些实施例中，多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括矩形横截面形状。
在某些实施例中，多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括三角形截面形状，三角形截面形状包括顶点和基板，并且顶点比基板更靠近至少一个基板。在某些实施例中，多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括三角形横截面形状，三角形横截面形状包括顶点和基板，并且基板比顶点更靠近至少一个基板。在某些实施例中，多层、相邻层、多个基板和/或相邻基板可以包含相同的结构或不同的结构，这些结构形成具有本文所述的特征的整体光重定向和/或光分离特征的一部分。
在某些实施例中，至少一个基板包括多个基板，并且LED阵列中的每个LED连接到多个基板中的不同基板。
在某些实施例中，至少一个基板由支撑LED阵列中的每个LED的单个连续基板组成。
在某些实施例中，LED阵列包括多个倒装芯片LED。
在另一方面，可选地在LED阵列芯片中体现或包含LED阵列芯片的固态发光器件包括：LED阵列，其被布置成通过至少一个基板的多个透光部分传输LED发射；多个光分离元件，其至少部分地布置在至少一个基板内，其中，所述多个光分离元件中的光分离元件布置在所述多个透光部分中的不同透光部分之间，所述多个光分离元件被配置成减少在不同透光部分之间的LED发射的通过；透光次级基板，其布置在至少一个基板上方；发光材料，其布置在透光次级基板和至少一个基板之间，其中，所述发光材料被配置成接收LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射；以及多个光重定向区域，其至少部分地布置在透光次级基板内，其中，所述多个光重定向区域中的每个光重定向区域被配置成增强与多个光分离元件重叠和对准的多LED芯片的发光表面部分的照射。
在某些实施例中，多个光分离元件包括至少一种光反射或光吸收材料。
在某些实施例中，固态发光器件还包括布置在透光次级基板上的光散射层。在某些实施例中，透光次级基板布置在发光材料和光散射层之间。
在某些实施例中，每个光重定向区域的一部分延伸到或穿过包含发光材料的发光材料层。
在某些实施例中，透光次级基板包括蓝宝石晶片。
在某些实施例中，多个光重定向区域包括在透光次级基板内限定的多个空隙。
在某些实施例中，多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括另一种透光材料，所述另一种透光材料的组成与所述透光次级基板的材料不同。
在某些实施例中，多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括矩形横截面形状。
在某些实施例中，多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括三角形截面形状，三角形截面形状包括顶点和基板，并且顶点比基板更靠近至少一个基板。在某些实施例中，多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括三角形横截面形状，三角形横截面形状包括顶点和基板，并且基板比顶点更靠近至少一个基板。
在某些实施例中，至少一个基板包括多个基板，并且LED阵列中的每个LED连接到多个基板中的不同基板。
在某些实施例中，至少一个基板由支撑LED阵列中的每个LED的单个连续基板组成。
在某些实施例中，多个光分离元件包括在至少一个基板中限定的多个未填充的空隙。
在某些实施例中，至少一个基板包括与LED阵列导电连通的多个阳极-阴极对；并且所述至少一个基板安装在包括多个电极对的载体基板或基板上，其中，所述多个阳极-阴极对与所述多个电极对导电连通。
在另一方面，一种用于制造固态发光器件(可选地在LED阵列芯片中体现或包含LED阵列芯片)的方法包括：在支撑LED阵列的基板中限定多个凹槽或凹部，其中，所述多个凹槽或凹部中的凹槽或凹部通常布置在LED阵列的LED之间，并且所述至少一个基板包括与LED阵列导电连通的多个阳极-阴极对；将至少一个基板安装在包括多个电极对的载体基板或基板上方，其中，所述安装包括在多个阳极-阴极对和多个电极对之间建立导电路径；在所述至少一个基板安装在载体基板或基板上方之后，减薄至少一个基板；并且在至少一个基板上方施加至少一种发光材料，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收LED阵列的至少一部分发射并响应性地生成发光体发射。
在某些实施例中，LED阵列被布置成通过至少一个基板的多个透光部分传输LED发射；并且该方法还包括在至少一个基板中形成多个光分离元件，该光分离元件被配置成减少在多个透光部分中的不同透光部分之间的LED发射的通过。
在某些实施例中，所述形成多个光分离元件包括将至少一种光反射材料添加到所述多个凹槽或凹部中。在某些实施例中，所述形成多个光分离元件包括在所述多个凹槽或凹部内形成多个未填充的空隙。在某些实施例中，所述形成多个未填充空隙包括：将可移除材料沉积到所述多个凹槽或凹部中；并且在所述将至少一种发光材料施加到至少一个基板之上之后，从多个凹槽或凹部移除可移除材料，以产生多个未填充的空隙。在某些实施例中，所述从多个凹槽或凹部移除可移除材料包括通过化学、机械或热方式中的至少一种移除。
在某些实施例中，所述多个透光部分被配置成由所述LED阵列照射，以限定包括多个边界部分的多个像素，其中，所述多个像素中的每个像素包括所述多个边界部分中的至少一个边界部分；并且所述方法还包括形成多个像素间光扩散区域，其被配置成通过多个边界部分中的边界部分透射光，以增强与多个光分离元件对准或接近的固态发光器件的发光表面部分处的像素间照射。在某些实施例中，所述形成多个像素间光扩散区域包括形成邻近多个凹槽或凹部的至少一个基板的斜边部分。
在某些实施例中，所述载体基板或基板包括半导体晶片，并且所述多个电极对布置在所述半导体晶片中、上或上方。在某些实施例中，载体基板或基板包括至少一个电路，该电路被配置成控制LED阵列的操作。
在另一方面，一种可选地在LED阵列芯片中体现或包含LED阵列芯片的固态发光器件包括：LED阵列，其由至少一个基板支撑；多个光分离元件，其布置在所述LED阵列的不同LED之间；多个阳极-阴极对，其由至少一个基板支撑并与LED阵列导电连通；以及载体基板，其包括半导体晶片和布置在所述半导体晶片中、上或上方的多个电极对；其中，所述多个阳极-阴极对与所述多个电极对导电连通。
在某些实施例中，所述LED阵列被布置成通过至少一个基板的多个透光部分传输LED发射。在某些实施例中，LED阵列包括多个倒装芯片LED。在某些实施例中，至少一个基板由支撑LED阵列中的每个LED的单个连续基板组成。
在某些实施例中，所述多个阳极-阴极对中的每个阳极包括与所述多个阳极-阴极对中的每个阴极不同的高度。在某些实施例中，载体基板或基板包括至少一个电路，该电路被配置成控制LED阵列的操作。
在另一方面，本公开内容涉及一种制造多发射器固态照射器件的方法，该方法包括：将多LED芯片安装在包括多个电极对的接口元件上，其中，多LED芯片包括由基板支撑的LED阵列，并且包括布置在基板和接口元件之间的多个阳极-阴极对，并且所述安装包括在多个阳极-阴极对和多个电极对之间建立导电路径；并且在所述安装之后，在基板上、中或上方形成以下物品(i)至(iv)中的一个或多个物品：(i)多个光影响元件、(ii)多个光处理元件、(iii)多个光分离元件或(iv)多个光转向结构。
在某些实施例中，该方法还包括在基板上施加至少一种发光材料，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收LED阵列的至少一部分发射并响应性地生成发光体发射。在某些实施例中，该方法还包括在基板和接口元件之间提供底部填充材料。在某些实施例中，接口元件包括载体基板，或者包括ASIC。
在某些实施例中，所述形成一个或多个物品包括至少部分地在基板内形成多个光分离元件，其中，至少部分地在基板内形成多个光分离元件包括在基板内限定多个凹部或凹槽。在某些实施例中，该方法还包括在多个凹口或凹槽内沉积至少一种光影响材料。
在某些实施例中，该方法还包括在所述安装之后减薄基板。在某些实施例中，接口元件包括半导体晶片。
在另一方面，本公开内容涉及一种用于制造多发射器固态照射器件的方法，该多发射器固态照射器件包括包含由基板支撑的LED阵列的多LED芯片，该方法包括：选择性地去除多LED芯片的外延层的部分(例如，经由蚀刻，或者可选地经由锯切或其他切割方法)，以分离LED阵列的LED的有源区域；并且在所述去除外延层的部分之后，将多LED芯片安装在包括多个电极对的接口元件上，其中，多LED芯片包括布置在基板和接口元件之间的多个阳极-阴极对，并且所述安装包括在多个阳极-阴极对和多个电极对之间建立导电路径。
在某些实施例中，该方法还包括，在所述安装之后，在基板上、中或上方形成以下物品(i)至(iv)中的一个或多个物品：(i)多个光影响元件、(ii)多个光处理元件、(iii)多个光分离元件或(iv)多个光转向结构。
在某些实施例中，该方法还包括在基板上施加至少一种发光材料，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收LED阵列的至少一部分发射并响应性地生成发光体发射。在某些实施例中，该方法还包括在基板和接口元件之间提供底部填充材料。在某些实施例中，接口元件包括载体基板或ASIC。
在某些实施例中，该方法还包括在基板中限定多个凹部或凹槽，其中，多个凹部或凹槽中的至少一些凹部或凹槽基本上与多LED芯片的区域对准，在多LED芯片的区域中选择性地去除了外延层的部分。在某些实施例中，至少一些凹部或凹槽延伸穿过基板的整个厚度。在其他实施例中，所述至少一些凹部或凹槽延伸穿过小于基板的整个厚度(例如，留下与选择性去除外延层的区域邻近的薄腹板或薄膜)。在某些实施例中，该方法还包括在多个凹部或凹槽内沉积至少一种光影响材料。在某些实施例中，该方法还包括在所述安装之后减薄基板。在某些实施例中，接口元件包括半导体晶片。
在另一方面，任何前述方面和/或本文所述的各种单独的方面和特征可以组合，以获得额外的优点。本文公开的各种特征和元件中的任何一个可以与一个或多个其他公开的特征和元件组合，除非在本文中有相反的指示。
通过随后的公开和所附权利要求，本公开内容的其他方面、特征和实施例将更加明显。
附图说明
图1是单个倒装芯片LED的侧截面图，该LED包括在LED的半导体层附近图案化的透光表面，包括在半导体层附近的多层反射器，并且包括在多层反射器和LED的电触点之间的钝化层，其中，单个LED代表可用于根据本公开内容的实施例的倒装芯片LED阵列中的倒装芯片；
图2A是倒装芯片LED的平面图照片，其中，透明基板朝上，可用于根据本公开内容的实施例的倒装芯片阵列中；
图2B是图2A的倒装芯片LED的平面图照片，其中，电极朝上；
图3A是可用于本公开内容的实施例中的多LED芯片的平面图照片，该多LED芯片包括在朝上的单个透明基板上的四个倒装芯片型LED的阵列；
图3B是图3A的多LED芯片的平面图照片，其中，电极朝上；
图4A是可用于本公开内容的实施例中的多LED芯片的平面图照片，该多LED芯片包括在朝上的单个透明基板上的100个倒装芯片LED的阵列；
图4B是图4A的多LED芯片的平面图照片，其中，电极朝上；
图5A-图5C是根据本公开内容的某些实施例的多LED芯片的平面图，该多LED芯片包括在单个透明基板上的16个倒装芯片LED的阵列，该透明基板在各种制造状态下朝上，以在倒装芯片LED之间限定凹槽或凹部，从而能够形成从光提取表面延伸到基板内部的光分离元件，并在光提取表面上沉积发光材料；
图5D是在其中形成光分离元件之后朝下的透明基板的平面图；
图5E是根据本公开内容的某些实施例的多LED芯片的平面图，该多LED芯片包括在光分离元件之间的形成在图5D的基板上的16个倒装芯片LED的阵列；
图6A-图6C是根据本公开内容的实施例的图5A-5C的多LED芯片的侧截面图，其中，单个透明基板在各种制造状态下朝下，以形成从基板的光提取表面延伸到基板内部的光分离元件，并且在光提取表面上沉积发光材料；
图7A是根据本公开内容的实施例的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括朝下的单个透明基板上的倒装芯片LED阵列，包括从光入射表面延伸到基板内部的光分离元件，并且包括布置在光提取表面上的发光材料；
图7B是根据本公开内容的实施例的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括朝下的单个透明基板上的倒装芯片LED阵列，包括从纹理光提取表面延伸到基板内部的光分离元件，并且包括布置在光提取表面上的发光材料；
图7C是根据本公开内容的实施例的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括朝下的单个透明基板上的倒装芯片LED阵列、从基板的光入射表面延伸到基板内部的第一组光分离元件、从基板的光提取表面延伸到基板内部的第二组光分离元件以及布置在光提取表面上的发光材料；
图8A-图8D是根据本公开内容的实施例的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括朝下的单个透明基板上的倒装芯片LED阵列，包括从基板的光提取表面延伸到基板内部的光分离元件，其中，该器件处于各种制造状态，以：在光提取表面中形成光提取凹部，在光提取凹部中沉积一种或多种发光材料，并且在沉积在光提取凹部中的一种或多种发光材料上方形成透镜；
图9A-图9C是根据本公开内容的实施例的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括朝下的单个透明基板上的倒装芯片LED阵列、从基板的光入射表面延伸到基板内部的第一组光分离元件、以及从基板的光提取表面延伸到基板内部的第二组光分离元件，其中，该器件处于各种制造状态，以：在光提取表面上形成凸起特征，在凸起特征之间沉积一种或多种发光材料，并且在沉积在光提取凹部中的一种或多种发光材料上方形成透镜；
图10A-图10C是根据本公开内容的实施例的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括单个透明基板上的倒装芯片LED阵列，该透明基板包括从基板的光入射表面延伸到基板内部的第一组光分离元件以及从基板的光提取表面延伸到基板内部的第二组光分离元件，其中，该阵列处于各种制造状态，以：在光提取表面上形成凸起特征，在凸起特征之间沉积一种或多种发光材料，并且在一种或多种发光材料上方形成透镜；
图11A是图6C的多LED芯片的侧截面分解图，该多LED芯片布置为靠近接口元件(可选地在专用集成电路(ASIC)或载体基板或基板中体现)和焊料凸块；
图11B是图11A的多LED芯片和接口元件在完成焊料凸块接合工艺以及在多LED芯片和接口元件之间添加底部填充材料之后的侧截面图；
图12A是发光器件(例如，多LED芯片)的平面图，该发光器件包括在单个透明基板上的16个倒装芯片LED阵列，其中，电极朝上；
图12B是用于图12A的发光器件的电接口的下层的平面图，其中，多个水平串串联连接均包括用于与发光器件的阳极耦合的多个导电通孔，并且下层还包括允许在电接口的上层中限定的导电通孔通过的开口；
图12C是用于图12A的发光器件的电接口的上层的平面图，其中，多个垂直串串联连接均包括用于与发光器件的阴极耦合的多个导电通孔，
图12D是图12C的上层叠加在图12B的下层上以形成图12A的发光器件的电接口的平面图；
图12E是与图12A的发光器件耦合的图12D的电接口的平面图；
图13A是发光器件(例如，多LED芯片)的平面图，该发光器件包括在单个透明基板上的16个倒装芯片LED阵列，其中，电极朝上；
图13B是用于图13A的发光器件的电接口的下层的平面图，其中，多个水平串串联连接均包括用于与发光器件的阳极耦合的多个导电通孔，并且下层还包括允许在电接口的上层中限定的导电通孔通过的开口；
图13C是用于图13A的发光器件的电接口的上层的平面图，其中，多个垂直布置的并联连接均包括用于与发光器件的阴极耦合的多个导电通孔；
图13D是图13C的上层叠加在图13B的下层上以形成图13A的发光器件的电接口的平面图；
图13E是根据本公开内容的实施例的与图13A的发光器件耦合的图13D的电接口的平面图；
图14A是根据本公开内容的实施例的被配置成产生第一颜色组合的可寻址多LED发光器件(例如，多LED芯片)的平面图；
图14B是根据本公开内容的实施例的被配置成产生第二颜色组合的可寻址多LED发光器件(例如，多LED芯片)的平面图；
图14C是根据本公开内容的实施例的被配置成产生第三颜色组合的可寻址多LED发光器件(例如，多LED芯片)的平面图；
图14D是根据本公开内容的实施例的被配置成产生第四颜色组合的可寻址多LED发光器件(例如，多LED芯片)的平面图；
图15是示出包括两个发射器阵列(例如，可选地在两个多LED芯片中体现)的发光器件的部件之间的互连的简化示意图，每个发射器阵列包括可单独寻址的倒装芯片LED；
图16是根据本公开内容的实施例的发光器件的侧截面图，该发光器件包括单个透明基板上的倒装芯片LED阵列，该透明基板朝下并连接到载体，其中，第一组光分离元件从基板的光入射表面延伸到基板的内部，第二组光分离元件从载体的光提取表面延伸到载体的内部，并且发光材料布置在载体的光提取表面上；
图17是根据本公开内容的实施例的发光器件的侧截面图，该发光器件包括均连接到载体的第一透明基板上的第一倒装芯片LED阵列(例如，在第一多LED芯片中体现)和第二透明基板上的第二倒装芯片LED阵列(例如，在第二多LED芯片中体现)，其中，每个基板包括从基板的光入射表面延伸到基板内部的第一组光分离元件以及从基板的光提取表面延伸到基板内部的第二组光分离元件，载体包括从载体的光入射表面延伸到载体内部的另一组光分离元件，并且发光材料布置在载体的纹理化或图案化光提取表面上；
图18是根据本公开内容的实施例的发光器件的侧截面图，该发光器件包括第一透明基板上的第一倒装芯片LED阵列(例如，在第一多LED芯片中体现)和第二透明基板上的第二倒装芯片LED阵列(例如，在第二多LED芯片中体现)、布置成与每个基板的光提取表面接触的发光材料层以及布置成支撑发光材料层和每个基板的载体，其中，每个基板包括从基板的光入射表面延伸到基板内部的第一组光分离元件以及从基板的光提取表面延伸到基板内部的第二组光分离元件，载体包括从载体的光入射表面延伸到载体内部的另一组光分离元件，并且载体包括纹理化或图案化光提取表面；
图19是根据本公开内容的实施例的发光器件的俯视图，该发光器件包括支撑四个可单独寻址的发光器件阵列(例如，在四个多LED芯片中体现)的载体，每个发光器件包括各个LED之间的光分离元件；
图20A是发光器件(例如，多LED芯片)的俯视图数字照片，该发光器件包括16个LED(例如，16个像素)的阵列，其中，在各个LED之间的光分离元件形成暗网格，并且每个LED显示为未照亮状态；
图20B是图20A的发光器件的俯视平面图，其中，将电流提供给最右列的四个LED，示出了照亮最右列的四个LED，示出了由于来自最右列的LED的光溢出而部分照亮的相邻列LED，并且示出了相邻照亮的LED之间的未照亮或“暗”区域；
图20C是图20B的数字照片的彩色反转版本；
图21A是包括多个LED的阵列的发光器件(例如，多LED芯片)的八像素部分的俯视强度映射图像，示出了照亮最左列的四个LED，示出了由于来自最左列的LED的光溢出而被部分照亮的相邻列的四个LED，并且示出了相邻照亮的LED之间的未照亮或“暗”区域；
图21B包括图21A的最左列的四个照亮的LED的相对光强(百分比)与位置(毫米)的四个重叠图；
图22A是在基板的至少一部分中形成凹部或凹槽之后包括两个LED的制造期间，固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图；
图22B是在凹部或凹槽中依次添加光分离元件和透光材料之后的图22A的固态发光器件部分的侧截面示意图，其中，透光材料用于增强固态发光器件的发光表面处的像素间照射，以在照射时减少出现在LED之间的未照亮的或“暗”区域；
图22C是在基板上和凹部或凹槽内的透光材料上施加发光材料之后的图22B的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图23A是固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件包括多个LED和基板，其中，在基板的至少一部分中的凹部或凹槽依次填充有光分离元件和透光材料，其中，透光材料区域相对于基板表面升高，并且发光材料布置在基板和升高的透光材料区域上方；
图23B是包括四个LED的图23A的固态发光器件部分的至少一部分的俯视图，其中，虚线描绘了升高的透光材料区域；
图24A是固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件在制造期间包括多个LED和基板，其中，基板部分包括过量厚度并包括凹部或凹槽，该凹部或凹槽依次填充有提供光分离效用的第一材料和提供光扩散或光重定向效用的第二材料，并且载体基板或基板具有位于固态发光器件的阳极-阴极对下方但不与之接触的多个电极对；
图24B是在将阳极-阴极对安装到载体基板或基板的电极对、减薄基板和嵌入其中的材料并且在基板上形成发光材料层之后，图24A的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图25A是固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件在制造期间包括多个LED和基板，其中，基板部分包括过量厚度并且包括填充有可移除(例如，牺牲)材料的凹部或凹槽，多个阳极-阴极对安装成与接口元件(例如，ASIC、载体基板或基板)的多个电极对导电连通，并且底部填充材料布置在多LED芯片和接口元件之间；
图25B是在减薄基板和嵌入其中的可移除材料之后，图25A的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图25C是在基板上形成发光材料层之后，图25B的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图25D是在从基板移除可移除材料之后，图25C的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图26A是固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件包括多个LED和安装在接口元件(例如，ASIC或载体基板或基板)上方的基板，其中，在基板中限定未填充的凹部或凹槽，在基板上方布置有增粘材料，在基板和增粘材料上方布置有发光材料膜，并且在多LED芯片和接口元件之间布置底部填充材料；
图26B是在基板上方粘附发光材料膜之后，图26A的固态发光器件部分的侧截面示意图，其中，布置在LED之间的凹部或凹槽保持未填充；
图27A是在执行某些制造步骤之后，固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面图，该固态发光器件包括三个LED和基板，其中，在相邻LED之间的基板部分中限定凹部或凹槽，并且每个凹部或凹槽的宽度的第一部分填充有光分离元件；
图27B是在添加至少一种透光材料以填充每个凹部或凹槽的宽度的第二部分之后，图27A的固态发光器件的部分的侧截面图，其中，至少一种透光材料与每个凹部或凹槽中的光分离元件接触；
图28A是三个LED的侧截面图，每个LED包括基板部分并沿着其第一侧面安装到载体上；
图28B是在每个LED和相应基板部分的第二侧面上形成至少一个光影响元件之后，图28A的三个LED和载体的侧截面图；
图28C是在将三个LED安装到载体基板或基板上之后并且在相邻LED的侧面之间形成透光材料之后，图28B的包含LED的固态发光器件的一部分的侧截面图；
图28D是在每个LED的基板部分上方以及在相邻LED之间的至少一个光影响元件和透光材料上方施加发光材料之后，图28C的固态发光器件部分的侧截面图；
图29A是固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面图，该固态发光器件包括两个LED和限定包含光分离元件的凹部或凹槽的基板，并且该基板包括布置为靠近光分离元件的斜边部分；
图29B是在基板、斜边部分和光分离元件上方施加发光材料之后，图29A的固态发光器件部分的侧截面图，其中，斜边部分用于增强在固态发光器件的发光表面处的像素间照射，以在照射时减少出现在LED之间的未照亮的或“暗”区域；
图30A是固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件包括多个LED和安装在接口元件(例如，ASIC或载体基板或基板)上方的基板，其中，在基板中限定未填充的凹部或凹槽，基板的斜边部分靠近凹部或凹槽，并且底部填充材料布置在多LED芯片和接口元件之间；
图30B是在基板上方添加了增粘材料并且在增粘材料上方粘附了发光材料膜之后，图30A的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图31是包括三个LED和基板(例如，多LED芯片)的固态发光器件的一部分的侧截面图，其中，在相邻LED之间的基板的部分中限定凹部或凹槽，每个凹部或凹槽填充有光分离元件、布置在基板和光分离元件上的发光材料层、布置在发光材料层上并且其中包括靠近发光材料层的三角形光重定向区域的次级基板、以及布置在次级基板上的光散射材料；
图32是包括三个LED和基板(例如，多LED芯片)的固态发光器件的一部分的侧截面图，其中，在相邻LED之间的基板的部分中限定凹部或凹槽，每个凹部或凹槽填充有光分离元件、布置在基板上方的发光材料膜层、布置在发光材料膜层上并且在次级基板中包括矩形光重定向区域并且延伸穿过发光材料膜层的次级基板以及布置在次级基板上的光散射材料，其中，光重定向区域与光分离元件的宽度基本上相同；
图33是包括三个LED和基板(例如，多LED芯片)的固态发光器件的一部分的侧截面图，其中，在相邻LED之间的基板的部分中限定凹部或凹槽，凹部或凹槽填充有光分离元件、布置在基板和光分离元件上的发光材料层、布置在发光材料层上并包括其中的三角形光重定向区域的次级基板、以及布置在次级基板上的光散射材料，其中，三角形光重定向区域均包括延伸穿过光散射材料的基部；
图34是包括三个LED和基板(例如，多LED芯片)的固态发光器件的一部分的侧截面图，其中，在相邻LED之间的基板的一部分中限定凹部或凹槽，每个凹部或凹槽填充有延伸超出基板的光分离元件、布置在光分离元件之间的基板上方的发光材料层、布置在发光材料层上方并在其中包括三角形光重定向区域的第二基板、以及布置在第二基板上方的光散射材料，其中，三角形光重定向区域均包括延伸穿过光散射材料的基部；
图35是包括三个LED和基板(例如，多LED芯片)的固态发光器件的一部分的侧截面图，其中，在相邻LED之间的基板的一部分中限定凹部或凹槽，每个凹部或凹槽填充有光分离元件、布置在基板上方的发光材料层、布置在发光材料层上方并且在次级基板中包括矩形光重定向区域并且延伸穿过发光材料层的次级基板、以及布置在次级基板上的光散射材料，其中，光重定向区域的宽度比光分离元件窄；
图36是用于操作固态发光器件的测试设备的电路板和载体基板或基板之间的互连的俯视图，该固态发光器件包括本文公开的高密度LED阵列(例如，体现至少一个多LED芯片)；
图37A是包括半导体晶片的载体基板或基板的俯视图，该半导体晶片支撑通向矩形阵列安装区域的多个电迹线，该矩形阵列安装区域适于接收包括高密度LED阵列并可用作测试设备的一部分的固态发光器件(例如，多LED芯片)；
图37B是图37A的颜色反转版本；
图38A是图37A和图37B的载体基板或基板的放大部分，图38B是图38A的颜色反转版本；
图39A是固态发光器件的一部分的侧截面示意性装配图，该固态发光器件包括与单个基板相关联的两个倒装芯片LED(例如，可选地在一个多LED芯片中体现)，其中，阳极和阴极相对于彼此具有不同的高度，并且布置在沿着载体基板或基板的顶面布置的不同高度的电极上方(不接触)；
图39B是固态发光器件的一部分的侧截面示意性装配图，该固态发光器件包括布置在单个基板上方的两个倒装芯片LED(例如，可选地在一个多LED芯片中体现)，其中，阳极和阴极相对于彼此具有不同的高度，并且布置在沿着载体基板或基板的顶面布置的电极上方(不接触)，每个电极对的一个电极包括包含焊料凸块材料的边界壁；
图40A是在限定连接LED的基板中限定的凹部或凹槽之前，固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件包括多个LED和安装在接口元件(例如，ASIC或载体基板或基板)上的基板；
图40B是在基板中形成凹部或凹槽之后，图40A的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图40C是在将可移除(例如，牺牲)材料添加到凹部或凹槽中之后以及在基板和可移除材料上形成发光材料层之后，图40B的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图40D是在从凹部或凹槽移除可移除材料之后，图40C的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图41是固态发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面示意图，该固态发光器件包括多个LED和安装在载体基板或基板中体现的第一接口元件上方的基板，该载体基板或基板包括布置在第一和第二主表面上的电触点，在其间布置有导电通孔，并且载体基板或基板定位在ASIC中体现的第二接口元件上，以能够将载体基板或基板安装在多LED芯片和ASIC之间；
图42是在限定多LED芯片的基板中的凹部或凹槽之前，安装在单个接口元件(例如，ASIC或载体基板或基板)上的两个固态发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面示意图；
图43是在限定连接多LED芯片的LED的基板中的凹部或凹槽之前，安装在多个接口元件(例如ASIC或载体基板或基板)上的单个固态发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面示意图；
图44A是固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件包括限定在多LED芯片的不同LED的外延层之间的凹槽或凹部；
图44B是在安装在接口元件(例如，ASIC或载体基板或基板)上之后，图44A的固态发光器件部分的侧截面示意图；
图44C是在多LED芯片和接口元件之间添加底部填充材料并在基板中形成凹部或凹槽之后，图44B的固态发光器件部分的侧截面示意图，其中，凹部或凹槽延伸穿过大部分基板但不是整个基板；
图44D是在多LED芯片和接口元件之间添加底部填充材料并在基板中形成凹部或凹槽之后，图44B的固态发光器件部分的侧截面示意图，其中，凹部或凹槽延伸穿过基板的整个厚度，以到达底部填充材料；
图45是固态发光器件(例如，多LED芯片)的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件包括在多LED芯片的相邻LED之间限定的凹槽或凹部，并且不同的发射区具有不同的特性。
具体实施方式
本领域持续寻求具有小像素间距的改进的LED阵列器件，同时克服了与传统器件和生产方法相关的限制。本文公开的各种实施例涉及固态发光器件，其包括由基板支撑的至少一个LED阵列(可选地在多LED芯片中体现)，优选地包括被布置成接收至少一些倒装芯片LED的发射的一种或多种发光材料，并且包括光分离元件，所述光分离元件被配置成减少不同LED的发射和/或发光材料区域之间的相互作用，以减少散射和/或光学串扰，从而保持所得发射的像素状分辨率。在某些实施例中，LED阵列中的每个LED具有倒装芯片配置。在某些实施例中，光分离元件至少部分地布置在支撑多个LED的基板内，并且位于基板的不同透光区域之间。在某些实施例中，光分离元件布置在基板的光提取表面的一部分上或上方，并且通常与LED之间的边界对准。在不存在光分离元件的情况下，LED和/或发光发射的全向特性将不利地影响LED阵列的分辨率(例如，像素分辨率)，由单个基板支撑一种或多种发光材料。在某些实施例中，LED限定了多个像素，并且多个像素间光扩散区域被配置成通过像素的边界部分透射光，以增强与光分离元件对准或接近的发光表面部分处的像素间照射。在某些实施例中，多个光重定向区域至少部分地布置在覆盖发光材料的透光次级基板内，发光材料布置在包括光分离元件的基板上，其中，光重定向区域被配置成增强覆盖光分离元件并与光分离元件对准的固态发光器件的发光表面部分的照射。前述像素间光扩散区域和/或光重定向区域优选地被配置成在照射时减少出现在LED之间的未照亮或“暗”区域。包括本文公开的光分离元件的固态发光器件(例如，体现或包括多LED芯片)可以用于各种应用，例如，顺序照射LED显示器、车辆前照灯、道路照射、灯具以及各种室内、室外和专业背景。还提供了用于制造本文公开的固态发光器件的方法。
在本文中阐述的实施例代表了必要的信息，以使本领域的技术人员能够实践这些实施例并说明实践这些实施例的最佳模式。在根据附图阅读以下描述时，本领域的技术人员将理解本公开内容的概念，并且将认识到在本文中没有特别解决的这些概念的应用。应当理解，这些概念和应用落在本公开内容和所附权利要求的范围内。
可以理解，尽管术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一元件。例如，在不脱离本公开内容的范围的情况下，第一元件可以称为第二元件，类似地，第二元件可以称为第一元件。本文使用的术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出物品的任何和所有组合。
应当理解，当诸如层、区域或基板等元件称为“在另一元件上”或延伸到另一元件“上”时，可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接在另一元件上”或“直接在另一元件上”延伸时，不存在中间元件。同样，将会理解，当诸如层、区域或基板等元件称为在另一元件的“上方”或在另一元件“上方”延伸时，可以直接在另一元件的上方或在另一元件上方延伸，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接在另一元件之上”或“直接在另一元件之上”延伸时，不存在中间元件。还应当理解，当一个元件称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。
在本文中可以使用诸如“下面”、“上面”、“上面”、“下面”、“水平”或“垂直”等相关术语来描述一个元件、层或区域与另一元件、层或区域的关系，如图所示。应当理解，除了附图中描述的取向之外，这些术语和上面讨论的那些术语旨在还包括设备的不同取向。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开内容。如本文所用，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应理解，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”在本文中使用时指定存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。还应该理解，本文使用的术语应该被解释为具有与其在本说明书和相关技术的上下文中的含义一致的含义，除非在本文中明确定义，否则不会被解释为理想化或过于正式的含义。
本文使用的固态发光器件的“有源区域”是指多数和少数电子载体(例如，空穴和电子)重组以产生光的区域。通常，根据本文公开的实施例的有源区域可以包括双异质结构或阱结构，例如，量子阱结构。
在本文中公开的固态发光器件可以包括至少一个固态光源(例如，LED)和一种或多种发光材料(在本文中也称为发光体)，其被布置成接收至少一个固态光源的发射。发光材料可以包括磷光体、闪烁体、发光墨水、量子点材料、日间发光带等中的一种或多种。在某些实施例中，发光材料可以具有一种或多种磷光体和/或量子点的形式，这些磷光体和/或量子点布置在诸如硅或玻璃等粘合剂中，布置成单晶板或层的形式，布置成多晶板或层的形式，和/或布置成烧结板的形式。在某些实施例中，诸如磷光体等发光材料可以旋涂或喷涂在LED阵列的表面上。在某些实施例中，发光材料可以位于生长基板上、外延层上和/或LED阵列的载体基板上。可以在单个板上制造包括一种或多种发光材料的多个像素。通常，固态光源可以生成具有第一主波长的光。接收由固态光源生成的光的至少一部分的至少一个发光体可以重新发射具有与第一主波长不同的第二主波长的光。可以选择固态光源和一种或多种发光材料，使得其组合输出产生具有一种或多种期望特性的光，例如，颜色、色点、强度等。在某些实施例中，一个或多个倒装芯片LED的总发射可选地与一种或多种发光材料组合，可以被布置成提供冷白光、中性白光或暖白光，例如，在2500k至10000k的色温范围内。在某些实施例中，可以使用具有青色、绿色、琥珀色、黄色、橙色和/或红色主波长的发光材料。在某些实施例中，发光材料可以通过诸如喷涂、浸渍、液体分配、粉末涂覆、喷墨打印等方法添加到一个或多个发射表面(例如，顶面和一个或多个边缘表面)。在某些实施例中，发光材料可以分散在密封剂、粘合剂或其他结合介质中。
如本文所使用的，当撞击在透明层或区域上的发射辐射的至少90％通过透明区域出现时，发光器件的层或区域可以被认为是“透明的”。此外，如本文所使用的，当反射撞击在LED的层或区域上的角度平均发射辐射的至少90％时，LED的层或区域被认为是“反射的”或体现“反射器”。例如，在氮化镓基蓝色和/或绿色LED的情况下，银(例如，至少90％反射性)可以被认为是反射材料。在紫外(UV)LED的情况下，可以选择合适的材料来提供期望的吸收，在一些实施例中，高反射率和/或期望的吸收，在一些实施例中，低吸收。在某些实施例中，“透光”材料可被配置成透射期望波长的发射辐射的至少50％。
本文公开的某些实施例涉及倒装芯片LED器件的使用，其中，透光基板代表暴露的发光表面。在某些实施例中，透光基板体现或包括LED生长基板，其中，多个LED在形成发光表面或区域的同一基板上生长。在某些实施例中，单片多LED芯片包括全部在相同生长基板上生长的LED，其中，LED还共享相同的n-GaN层和/或其他功能层。在某些实施例中，可以减薄或去除生长基板的一个或多个部分(或全部)和/或外延层的部分。在某些实施例中，可以将第二基板(也称为载体)添加到多LED芯片中，无论是否已经部分或完全去除生长基板。在某些实施例中，透光基板包括碳化硅(SiC)、蓝宝石或玻璃。多个LED(例如，倒装芯片LED)可以在基板上生长并包含到发光器件中。在某些实施例中，基板(例如，硅)可包括布置成与在其上安装或生长的LED芯片接触的通孔。在某些实施例中，作为使用倒装芯片的替代方案，单独的LED或LED封装可以单独放置并安装在基板上或上方，以形成阵列。例如，多个晶片级封装的LED可用于形成LED阵列或子阵列。
当使用体现倒装芯片配置的LED时，期望的倒装芯片LED包含多层反射器并包含沿着邻近半导体层的内表面图案化的透光(优选地，透明)基板。倒装芯片LED包括阳极触点和阴极触点，阳极触点和阴极触点间隔开并沿同一表面延伸，该表面与透光(优选地，透明)基板限定的表面相对。倒装芯片LED可以称为水平结构，与在LED芯片的相对面上具有触点的垂直结构相反。在某些实施例中，透明基板可以图案化、粗糙化或以其他方式纹理化，以提供增加内反射上的折射概率的变化表面，从而增强光提取。可以通过本领域已知的各种方法中的任何一种来图案化或粗糙化基板，包括(但不限于)通过使用任何合适的蚀刻剂蚀刻(例如，光刻蚀刻)来形成纳米尺度特征，可选地与一个或多个掩模组合。
基板的图案化或纹理化可能取决于基板材料以及对光提取效率和/或像素分离的影响。如果使用承载多个LED(例如，倒装芯片LED)的碳化硅基板，则碳化硅的折射率与LED的氮化镓基有源区域非常匹配，因此有源区域的光发射易于进入基板。如果使用承载多个LED(例如，倒装芯片LED)的蓝宝石基板，则可能希望在有源区域和基板之间提供图案化、粗糙化或纹理化的接口，以促进LED发射进入基板。关于基板的光提取表面，在某些实施例中，可能希望提供图案化、粗糙化或纹理化表面，以促进从基板提取光。
在某些实施例中，LED可以在第一材料(例如，硅、碳化硅或蓝宝石)的第一基板上生长，可以部分去除(例如，减薄)或完全去除第一(生长)基板，并且LED可以接合、安装到通过其传输LED发射的第二材料(例如，玻璃、蓝宝石等)的第二基板上或者由第二材料支撑，其中，第二材料优选地比第一材料更能传输LED发射。可以通过任何合适的方法来完成第一(生长)基板的去除，例如，使用通过以下方式削弱和/或分离的内部分离区域或分离层：施加能量(例如，激光光栅化、声波、热量等)、压裂、一个或多个加热和冷却循环、化学去除和/或机械去除(例如，包括一个或多个研磨、精研和/或抛光步骤)，或者通过任何合适的技术组合。在某些实施例中，一个或多个基板可以接合或以其他方式连接到载体。可以通过任何合适的方法来进行一个或多个LED与基板的接合或者基板与载体的接合。可以使用本领域已知的任何合适的晶片键合技术，例如，该技术可以依赖范德华键、氢键、共价键和/或机械互锁。在某些实施例中，可以使用直接接合。在某些实施例中，接合可包括一个或多个表面活化步骤(例如，等离子体处理、化学处理和/或其他处理方法)，随后施加热和/或压力，可选地随后是一个或多个退火步骤。在某些实施方案中，可以另外或替代地使用一种或多种粘合促进材料。
在某些实施例中，LED阵列是单片的，并且包括在单个第一(或生长)基板以及添加到LED的第二基板(或载体)上生长的多个倒装芯片LED，其中，从LED移除生长基板，第二基板包括一个或多个反射层、通孔和磷光体层(例如，旋涂磷光体层)。在某些实施例中，LED阵列是单片的，并且包括在单个生长基板上生长的多个倒装芯片LED，其中，凹槽、凹部或其他特征在生长基板和/或载体中限定，并且用于形成光影响元件，可选地填充有一种或多种材料，以便在各个LED或像素之间形成网格。
在利用倒装芯片LED的某些实施例中(例如，在单个多LED阵列中体现)，可以提供透光基板、多个半导体层、多层反射器和钝化层。透光基板优选地是透明的，其中，图案化表面包括多个凹部特征和/或多个凸起特征。多个半导体层邻近图案化表面，并且包括包含第一类型掺杂的第一半导体层和包含第二类型掺杂的第二半导体层，其中，发光有源区域布置在第一半导体层和第二半导体层之间。布置为靠近多个半导体层的多层反射器包括金属反射层和介电反射层，其中，介电反射层布置在金属反射层和多个半导体层之间。钝化层布置在金属反射层与第一和第二电触点之间，其中，第一电触点布置成与第一半导体层导电连通，第二电触点布置成与第二半导体层导电连通。在某些实施例中，导电微触点的第一阵列延伸穿过钝化层，并在第一电触点和第一半导体层之间提供电连通，导电微触点的第二阵列延伸穿过钝化层。在某些实施例中，可用于形成和支撑倒装芯片LED阵列的基板可包括蓝宝石；或者，基板可以包括硅、碳化硅、III族氮化物材料(例如，GaN)或前述材料的任何组合(例如，蓝宝石上的硅等)。在美国临时专利申请No.62/235,908(待审No.1194-308P/P2426US0)中公开了关于制造倒装芯片LED的进一步细节，其全部内容通过引用结合于此。
图1示出了包括基板15、第一和第二电触点61、62以及布置在其间的功能叠层60的单个倒装芯片LED 10。根据一个实施例，倒装芯片LED10包括内部透光表面14，该表面被图案化(具有多个凹部和/或凸起特征17)，靠近LED 10的半导体层，包括靠近半导体层的多层反射器。透光(优选地，透明)基板15具有外主表面11、侧边缘12和图案化表面14。夹着发光有源区域25的多个半导体层21、22与图案化表面14相邻，并且可以经由气相外延或任何其他合适的沉积工艺沉积。在一个实现方式中，靠近基板15的第一半导体层21体现n掺杂材料(例如，n-GaN)，第二半导体层22体现p掺杂材料(例如，p-GaN)。包括有源区域25的多个半导体层21、22的中心部分在远离基板15的方向上延伸，以形成台面29，该台面29由包含钝化材料(例如，作为钝化层50的一部分的氮化硅)的至少一个凹部39横向界定并且由第一半导体层21的表面延伸21A垂直界定。
多层反射器布置为靠近第二半导体层22(例如，在第二半导体层22上)，其中，多层反射器由介电反射层40和金属反射层42组成。介电反射层40布置在金属反射层42和第二半导体层22之间。在某些实现方式中，介电反射层40包括二氧化硅，金属反射层42包括银。许多导电通孔41-1、41-2限定在介电反射层40中，并且优选地布置成在第二半导体层22和金属反射层42之间接触。在某些实现方式中，导电通孔41-1、41-2包括与金属反射层42基本相同的材料。在某些实现方式中，介电反射层40和金属反射层42中的至少一个(优选地，两者)布置在由第二半导体层22终止的台面29的基本上整个主表面上(例如，第二半导体层22的台面部分的主(例如，下)表面的至少约90％、至少约92％或至少约95％)。
阻挡层48(包括部分48-1和48-2)优选地布置在金属反射层42和钝化层50之间。在某些实现方式中，阻挡层48包括溅射的Ti/Pt，随后是蒸发的Au，或者包括溅射的Ti/Ni，随后是蒸发的Ti/Au。在某些实现方式中，阻挡层48可用于防止金属从金属反射层42迁移。钝化层50布置在阻挡层48和都沿着由间隙59隔开的倒装芯片LED 10的下表面54布置的(i)第一外部可接近的电触点(或电极)61以及(ii)第二外部可接近的电触点(或电极)62之间。在某些实现方式中，钝化层50包括氮化硅。钝化层50包括布置在其中的含金属中间层55，其中，中间层55可以包括Al或其他合适的金属(或基本上由其组成)。
LED 10包括延伸穿过钝化层50的第一和第二微触点阵列63、64，第一微触点阵列63在第一电触点61和第一掺杂(例如，n掺杂)半导体层21之间提供导电连通，第二微触点阵列64在第二电触点62和第二(例如，p掺杂)半导体层22之间提供导电连通。第一微触点阵列63从第一电触点61(例如，n触点)延伸穿过钝化层50，穿过中间层55中限定的开口，穿过阻挡层48的第一部分48-1中限定的开口52，穿过金属反射层42的第一部分42-1中限定的开口，穿过介电反射层40的第一部分40-1中限定的开口，穿过第二半导体层22，并穿过有源区域25，以在第一半导体层21中终止。在中间层55、阻挡层48的第一部分48-1、金属反射层42的第一部分42-1和介电反射层40的第一部分40-1中限定的开口内，介电反射层40的介电材料横向封装微触点63，以防止在微触点63和相应层55、48、42、40之间的电接触。在介电反射层40的第一部分40-1中限定的一组通孔41-1与介电反射层40的第一部分40-1和第二半导体层22接触，这可能有利于促进电流在有源区域25中扩散。第二微触点阵列64从第二电触点62延伸穿过钝化层50并穿过在中间层55中限定的开口，到达(i)阻挡层48的第二部分48-2和(ii)金属反射层42的第二部分42-2中的至少一个，其中，通过在介电反射层40的第二部分40-2中限定的一组通孔41-2，在金属反射层42和第二半导体层22之间建立电连通。尽管第二微触点阵列64在某些实现方式中是优选的，但是在其他实现方式中，单个第二微触点可以被第二微触点阵列64代替。类似地，尽管在某些实现方式中优选地在介电反射层40的第二部分40-2中限定多个通孔41-2，但是在其他实现方式中，单个通孔或其他单个导电路径可以被多个通孔41-2代替。
在形成钝化层50之后，在基板15的外主表面11和第一半导体层21的表面延伸部21A之间延伸的一个或多个侧部16没有被钝化材料覆盖。这种侧部16体现非钝化侧表面。
在倒装芯片LED 10的操作中，电流可以从第一电触点(例如，n触点或阴极)61、第一微触点阵列63和第一(n掺杂)半导体层21流入有源区域25，以生成光发射。电流从有源区域25流过第二(p掺杂)半导体层22、通孔41-2、金属反射层部分42-2、阻挡层部分48-2和第二微触点阵列64，到达第二电触点(例如，p触点或阳极)62。由有源区域25生成的发射首先在所有方向上传播，反射层40、42用于在大致朝向基板15的方向上反射发射。当发射到达布置在基板15和第一半导体层21之间的图案化表面14时，布置在图案化表面14中或上的凹入/凸起特征17促进了在图案化表面14处的折射而不是反射，从而增加了光子从第一半导体层21进入基板15并随后通过外主表面11和非钝化侧部16离开LED 10的机会。在某些实现方式中，LED 10的一个或多个表面可以被一种或多种发光材料(未示出)覆盖，以促使在波长上上转换或下转换从LED 10发出的至少一部分发射。
图2A和图2B是在结构和操作上与图1的倒装芯片LED 10相似的单个倒装芯片LED10的平面图照片。参考图2A，倒装芯片LED 10包括被布置用于提取LED发射的外主表面11，并且包括具有长度L和宽度W的有源区域。在某些实施例中，有源区域包括大约280微米的长度L和大约220微米的宽度W，并且基板15延伸超出有源区域。参考图2B，倒装芯片LED 10包括沿着下表面54布置的阴极61和阳极62。在某些实施例中，阴极61包括约95微米×140微米的长度和宽度尺寸，阳极62包括约70微米×170微米的长度和宽度尺寸。
图3A和图3B是在单个透明基板15上包括四个倒装芯片LED 10的阵列的多LED芯片的平面图照片，其中，每个倒装芯片LED 10在结构和操作上与图1的倒装芯片LED 10基本相似。每个倒装芯片LED 10的有源区域与每个其他相邻倒装芯片LED 10的有源区域间隔开一个间隙(例如，长度方向40微米，宽度方向30微米)。每个间隙的中心部分体现仅由基板15构成的涡街70(例如，宽度约为10微米)，而每个间隙的外围部分(在每个涡街70和LED 10的有源区域之间)包括基板15以及钝化材料(例如，图1所示的钝化层50)。因此，每个涡街70代表相邻倒装芯片LED 10之间的边界。每个倒装芯片LED 10包括沿着下表面54布置的阴极61和阳极62，并且每个倒装芯片LED 10布置成通过基板15的外主表面11发射光。暴露的阴极61和阳极62允许与每个倒装芯片LED 10进行单独的电连接，使得每个倒装芯片LED 10可以单独寻址和独立控制。如果希望将倒装芯片LED 10彼此分开，则这样做的传统方法将是利用机械锯穿过涡街70切割，以产生单独的倒装芯片LED 10。
图4A和图4B是包括单个透明基板15上的100个倒装芯片LED 10的阵列的多LED芯片的平面图照片，其中，每个倒装芯片LED 10在结构和操作上与图1所示的倒装芯片LED 10基本相似。倒装芯片LED 10通过包括涡街70的间隙彼此分开。每个倒装芯片LED 10包括被布置用于提取LED发射的外主表面11，并且包括沿着下表面54布置的阴极61和阳极62。暴露的阴极61和阳极62允许与每个倒装芯片LED 10进行单独的电连接，使得每个倒装芯片LED10可以单独寻址和独立控制。
如前所述，LED和磷光体发射的全向特性可能使得难以防止一个LED(例如，第一像素)的发射与布置在单个透光基板上的倒装芯片LED阵列的另一LED(例如，第二像素)的发射显著重叠。支撑多个倒装芯片LED的单个透明基板将允许光束在多个方向上传播，导致光散射和通过基板透射的发射的像素状分辨率的损失。由于发光体发射的全向特性，存在一种或多种发光材料覆盖在基板的光提取表面上，会进一步加剧光散射和像素状分辨率损失的问题。在本文中公开的各种实施例通过提供光分离元件来解决这个问题，该光分离元件被配置成减少在不同LED和/或发光材料区域的发射之间的相互作用，从而减少散射和/或光学串扰，并保持所得发射的像素状分辨率。在某些实施例中，光分离元件可以从光入射表面延伸到基板中，可以从光提取表面延伸到基板中，可以从光提取表面向外延伸，或者前述的任何组合。在某些实施例中，可以通过不同的方法在同一基板和/或发光器件中定义多个光分离元件。在某些实施例中，不同尺寸和/或形状的光分离元件可以布置在同一基板和/或发光器件中。例如，在某些实施例中，具有第一尺寸、形状和/或制造技术的第一组光分离元件可以从光入射表面延伸到基板的内部，并且具有第二尺寸、形状和/或制造技术的第二组光分离元件可以从光入射表面延伸到基板的内部，其中，第二尺寸、形状和/或制造技术与第一尺寸、形状和/或制造技术不同。在某些实施例中，光分离元件可以包括基本垂直于LED阵列的主要发光表面的壁或者相对于LED阵列的主要发光表面以非垂直方式成角度的壁，以期望的方式反射光(例如，准直阵列的每个像素的发射)。在某些实施例中，不同形式的光分离、光重定向和/或光准直元件可以位于包括LED阵列的发光器件的不同层上或与其集成。
在某些实施例中，由单个基板(例如，多LED芯片)支撑的LED阵列的每个倒装芯片LED包括不大于约400微米、约300微米或约200微米的最大横向尺寸。在某些实施例中，由单个基板支撑的LED阵列的每个倒装芯片LED包括不大于约60微米、约50微米、约40微米、约30微米、约20微米或约10微米的芯片间间距。这种尺寸范围提供了理想的小像素间距。
在某些实施例中，多LED芯片包括用作像素的LED，每个像素具有基本上正方形的形状。在某些实施例中，多LED芯片包括用作像素的LED，每个像素具有矩形(但非正方形)形状。在其他实施例中，LED可以布置为具有六边形、圆形或其他形状的像素。
在某些实施例中，多LED芯片可以包括以二维阵列形式提供的LED，作为大约70μm长×70μm宽的像素，每个像素包括大约50μm长×50μm宽的有源区域，从而提供0.0025mm2/0.0049mm2＝0.51(或51％)的发射面积与总面积的比率。在某些实施例中，可以在不大于32mm长×24mm宽的区域中提供至少100个LED的阵列(如图4B所示)，其中，在LED之间的间距(像素间距)在长度方向上不大于40μm，在宽度方向上不大于30μm。在某些实施例中，每个LED可以包括280μm长×210μm宽的发射面积(总面积为0.0588mm2)。考虑到每个LED的总顶部面积为320μm长x240μm宽(总面积为0.0768mm2)，沿着主(例如，顶部)表面的发射面积与总面积(即，包括与非发射面积结合的发射面积)的比率为76.6％。在某些实施例中，本文公开的发光器件包括沿着主(例如，顶部)表面的发射面积与非发射(或暗)面积的比率，至少约30％、至少约40％、至少约50％(即，发射面积与非发射(暗)面积的比率为约1∶1)、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％或至少约80％。在某些实施例中，一个或多个前述值可以可选地构成由不大于70％、75％、80％、85％或90％的上限值限定的范围。在某些实施例中，可以提供至少1000个LED的阵列。
尽管图2A、图2B、图3A、图3B、图4A和图4B示出每个LED包括两个n触点通孔(体现与n触点或阴极61对准的垂直偏移圆)，但是在某些实施例中，n触点和任何相关联的n触点通孔可以横向移位，并且布置在每个LED的发射面积之外的暗区域中。
在某些实施例中，一个或多个光分离元件至少部分地布置在支撑倒装芯片LED的阵列(例如，在多LED芯片中体现)的基板内。在某些实施例中，支撑倒装芯片LED阵列(例如，多LED芯片)的基板包括接收来自倒装芯片LED的发射的光入射表面，并且包括光提取表面(通常与光入射表面相对)，LED发射旨在通过该光提取表面离开基板(例如，撞击在一种或多种发光材料上和/或离开照射器件)。在某些实施例中，一个或多个光分离元件可以从基板的光提取表面延伸到基板的内部，和/或一个或多个光分离元件可以从基板的光入射表面延伸到基板的内部。在优选实施例中，光分离元件不延伸穿过基板内部的整个厚度，从而可以避免基板的弱化或断裂。在某些实施例中，第一组光分离元件从光入射表面延伸到基板内部，第二组光分离元件从光提取表面延伸到基板内部。为了避免通过基板的横向边缘的光损失，这种边缘可以另外涂覆或覆盖有光影响材料，例如，光反射或光吸收材料。可以使用的反光材料的一个示例是二氧化钛[TiO2]，可选地布置为粉末形式并包含在粘合剂(例如，硅酮)中。可以使用的光吸收材料的一个示例是炭黑，可选地布置为粉末形式并包含在粘合剂(例如，硅酮)中。可以使用其他反光材料、吸光材料和/或粘合剂。
优选地，布置在基板内的光分离元件至少部分地限制基板的不同透光区域，并且被配置成减少由不同倒装芯片LED生成的LED发射在不同透光区域之间通过。当基板的光提取表面覆盖有至少一种发光材料时，这种材料可以包括基本上与基板的多个透光区域对准的多个光输出区域。在优选实施例中，光分离元件基本上与由基板支撑的倒装芯片LED阵列的至少一些倒装芯片LED之间的边界(例如，涡街)对准(例如，在多LED芯片中体现)。
各种方法可用于至少部分地在基板内形成光分离元件。在某些实施例中，可以通过机械技术(例如，机械锯切)(例如，使用金刚石锯片)、化学技术(例如，蚀刻)(可选地在光刻图案化之前)、或者热技术(例如，激光烧蚀)，在基板的一个或多个主表面(面)中形成凹部或凹槽。在形成这种凹部或凹槽之后，可以通过任何合适的技术在其中沉积一种或多种光影响(例如，光反射或光吸收)材料。在某些实施例中，凹部或凹槽可以具有基本均匀的宽度。在其他实施例中，凹部或凹槽可以具有随深度变化的宽度(例如，可以通过锯切或蚀刻来形成)；在这种情况下，凹部或凹槽可以具有倾斜的侧壁(即，不垂直于一个或多个LED的主要发光表面的侧壁)。在某些实施例中，可以通过蚀刻或锯切，随后将一种或多种反光、光吸收或其他材料沉积到凹部、凹槽或特征中，来限定凹部、凹槽或其他特征。这种特征可以形成网格，以在发光器件(例如，多LED芯片)的不同LED或像素之间延伸。在某些实施例中，可以在第一层中形成期望的特征，并且可以在与第一层接合的第二层中限定相应的结构或不同的特征，以限定具有期望特征的像素(或像素限定结构)。在某些实施例中，可以通过不同的制造技术在同一基板和/或发光器件中形成多个光分离元件。在某些实施例中，不同尺寸和/或形状的光分离元件可以布置在同一基板和/或发光器件中。
作为至少部分布置在基板内的光分离元件的存在的补充或替代，在某些实施例中，一个或多个光分离元件可以布置在基板的光提取表面上或上方。这种光分离元件可以为一个或多个发光材料区域和/或一个或多个微透镜限定至少部分横向边界。在这种情况下，优选地在将一个或多个发光材料区域和/或微透镜添加到诸如多LED芯片等照射器件之前，形成光分离元件。在某些实施例中，可以通过诸如三维打印等技术，通过添加一层或多层，然后选择性地去除所添加的一层或多层(例如，通过光刻蚀刻)，或者通过预制元件的粘附或其他接合，来将光分离元件沉积在基板的表面上。优选地，这种光分离元件基本上与由(例如，多LED芯片的)基板支撑的倒装芯片LED阵列的至少一些倒装芯片LED之间的边界对准。在某些实施例中，光分离元件可以部分地布置在基板内，部分地布置在基板外。在某些实施例中，布置在基板内的光分离元件可以与布置在基板外的光分离元件是不连续的。
作为至少部分布置在基板内或布置在基板上的光分离元件的存在的补充或替代，在某些实施例中，一个或多个光分离元件可以布置在由基板支撑的一种或多种发光材料上或上方。在某些实施例中，光分离元件可以通过诸如三维打印等技术或者通过预制元件的粘附或其他接合来沉积在一种或多种发光材料的表面上。
在某些实施例中，光学结构或特征可用于增强像素之间的对比度和光分离(从而改进像素化)和/或增强包括多个像素的发光表面的总发射的均匀性，可包括以下一个或多个：光提取结构、光分离元件、透镜、准直结构(例如，包括透镜和/或反射侧壁)、光控制结构或分区、以及高折射率材料和低折射率材料的组合(可选地布置在相邻层中)。根据实施例，可以在以下中的一个或多个中形成、在其上形成或者在其中或其上制造这些光学结构或特征：生长基板、外延层、载体基板(例如，与生长基板相对或与生长基板在LED阵列的同一侧)或发光材料(例如，发光层)。
图5A-图5C示出了多LED芯片，包括在各种制造状态下朝上的单个透明基板15上的16个倒装芯片LED 10的阵列。阴极61和阳极62朝下。如图5A所示，基板15在性质上是连续的，沿着外主(光提取)表面11没有任何表面特征。图5B示出了在形成从光提取表面11延伸到基板15内部的三个纵向凹部或凹槽72之后的基板15。这种凹槽或凹部可以通过本文所述的任何合适的技术形成，包括机械锯切。图5C示出了在形成从光提取表面11延伸到基板15内部的三个宽度方向的凹槽或凹部72之后的基板15。
在某些实施例中，可以在LED阵列生长之前，在基板中限定光分离元件。在其他实施例中，光分离元件可以与在LED之间形成涡街基本上同时限定在基板中。优选地，LED阵列中的各个LED在多个光分离元件的不同光分离元件之间生长。
图5D是在基板15中形成光分离元件74之后朝下的透明基板15的平面图，其中，每个光分离元件74从基板15的光入射(下)表面54延伸到基板15的内部。图5E是包括在光分离元件74之间的形成在图5D的基板15上的16个倒装芯片LED 10的阵列的多LED芯片的平面图。每个倒装芯片LED 10包括布置成将光发射到基板15的光入射表面54中的外主表面(未示出)，并且包括沿着光入射表面54布置的阴极61和阳极62。尽管图5D示出了在LED 10生长之前在基板15中限定的光分离元件74，但是在某些实施例中，光分离元件74可以与在LED10之间形成涡街(未示出但与光分离元件74对准)基本上同时生长。
图6A-图6C是在各种制造状态下朝下的单个透明基板15上的图5A-5C的多LED芯片的侧截面图。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60(包括半导体层和有源区域)上方的阴极61和阳极62。倒装芯片LED 10被包括涡街70的横向间隙分开。基板15包括邻近倒装芯片LED 10并与光提取表面11相对的下(光入射)表面54。基板15还包括侧边缘12。如图6A所示，凹槽或凹部72从光提取表面11延伸到基板15的内部，并且可以通过任何合适的技术(例如，机械锯切)形成。如图6B所示，在形成凹部或凹槽72之后，用合适的光影响(例如，光反射或光吸收)材料填充这些特征，以产生至少部分嵌入基板15内的光分离元件74。可选地，可以在形成光分离元件74之前和/或之后，在光提取表面11上执行平坦化和/或清洁步骤。另外，基板15的侧边缘12可以涂覆或覆盖有光反射或光吸收材料75，以防止由倒装芯片LED 10生成的LED发射横向逸出。如图6C所示，在形成光分离元件74之后，至少一种发光材料85(包括限定多个光输出区域86的外表面)可以沉积或以其他方式布置在光提取表面11上方。在光分离元件74之间(或光分离元件和侧边缘12之间)的区域限定了基板15的适于传输LED发射的透光区域80。在某些实施例中，至少一种发光材料85的光输出区域86基本上与基板15的透光区域80对准。在操作中，至少一种发光材料85接收通过光分离元件74之间的基板15传输的LED发射，将一部分接收到的LED发射转换成不同的波长，并且通过光输出区域86传输LED发射和发光发射的组合。
在某些实施例中，光分离元件可以从光入射表面延伸到基板的内部。另外，在某些实施例中，基板的光提取表面可以图案化或纹理化，以增强光提取。
图7A是包括单个透明基板15上的倒装芯片LED 10阵列的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60上的阴极61和阳极62，其中，相邻的倒装芯片LED 10被包括涡街70的横向间隙分开。基板15包括涂覆有光反射或光吸收材料75的侧边缘12以及靠近倒装芯片LED 10并且与光提取表面11相对的光入射表面54。在基板15中形成从光入射表面54延伸到基板内部的凹槽或凹部之后，这种凹槽或凹部可以填充有合适的光影响(例如，光反射或光吸收)材料，以产生至少部分嵌入基板15内的光分离元件76。在光分离元件76之间的区域限定了基板15的适于传输LED发射的透光区域80。具有限定多个光输出区域86的外表面的至少一种发光材料85布置在光提取表面11上方，其中，光输出区域86基本上与透光区域80对准。
在某些实施例中，光分离元件可以从光提取表面延伸到基板的内部。另外，在某些实施例中，基板的光提取表面可以图案化或纹理化，以增强光提取。
图7B是包括单个透明基板15上的倒装芯片LED 10阵列的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60上的阴极61和阳极62，其中，相邻的倒装芯片LED 10被包括涡街70的横向间隙分开。基板15包括涂覆有光反射或光吸收光影响材料75的侧边缘12以及靠近倒装芯片LED 10并且与图案化或纹理化光提取表面11A相对的光入射表面54。在基板15中形成从图案化或纹理化光提取表面11A延伸到基板15内部的凹槽或凹部之后，这种凹槽或凹部可以填充有合适的光影响(例如，光反射或光吸收)材料，以产生至少部分嵌入基板15内的光分离元件74。在光分离元件74之间的区域限定了基板15的适于传输LED发射的透光区域80。具有限定多个光输出区域86的外表面的至少一种发光材料85布置在光提取表面11A上方，其中，光输出区域86基本上与透光区域80对准。
在某些实施例中，第一组光分离元件可以从基板的光入射表面延伸到基板的内部，第二组光分离元件可以从基板的光提取表面延伸到基板的内部。
图7C是包括单个透明基板15上的倒装芯片LED 10阵列的发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60上的阴极61和阳极62，其中，相邻的倒装芯片LED 10被包括涡街70的横向间隙分开。基板15包括涂覆有光反射或光吸收材料75的侧边缘12以及靠近倒装芯片LED 10并且与图案化或纹理化光提取表面11A相对的光入射表面54。第一组光分离元件76从光入射表面54延伸到基板15的内部，第二组光分离元件74从光提取表面11A延伸到基板15的内部。在光分离元件74、76之间的区域限定了基板15的适于传输LED发射的透光区域80。具有限定多个光输出区域86的外表面的至少一种发光材料85布置在光提取表面11A上方，其中，光输出区域86基本上与透光区域80对准。
在某些实施例中，微透镜可以布置在至少一种发光材料的不同光输出区域上方。此外，在某些实施例中，光提取凹部可以限定在基板的光提取表面中。在某些实施例中，每个像素可以提供一个透镜。在某些实施例中，可以通过模制或通过将发光或其他材料分配到控制结构中，来为每个像素形成透镜。可以根据期望的透镜轮廓(例如，凹面、凸面或波状弯月面)来调整用于生产透镜的一种或多种材料的粘度，以实现LED阵列的期望均匀性和对比度特性。如果使用模制，可以提供光提取特征、光重定向特征或任何期望的光成形轮廓。某些实施例提供覆盖单独像素的凹透镜，其中，每个透镜朝向像素的边缘变平。
在某些实施例中，控制和/或反射结构形成倾斜侧壁，这些侧壁朝向像素的横截面的顶部减薄，从而准直每个像素的光，以减少串扰，同时提高像素之间的均匀性。这些结构可以布置在单个基板或层中，或者形成在多个基板和/或层中，以包括本文所述的整体横截面。
本文公开的任何光分离元件、侧壁、控制特征等可以是镜面和/或漫反射的，并且可以体现诸如线性、分段线性、弯曲、抛物线形、锥形(例如，朝向外表面更薄)或其他期望的形状等形状。各种光影响、光处理、光分离和/或光转向结构可以微加工、蚀刻、形成或沉积在本文公开的发光器件的一层或多层上。
图8A-图8D是发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括在各种制造状态中的在单个透明基板15上的倒装芯片LED 10的阵列。光分离元件76从光入射表面54延伸到基板15的内部。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60上方的阴极61和阳极62，其中，相邻的倒装芯片LED 10被包括涡街70的横向间隙分开。基板15包括涂覆有光反射或光吸收材料75的侧边缘12。如图8A所示，光致抗蚀剂81可以在基板15的外表面11’的部分上方图案化。如图8A所示，包含光致抗蚀剂81的区域通常与光分离元件76以及与倒装芯片LED 10之间的边界对准。如图8B所示，在光致抗蚀剂图案化完成之后，可以向基板15提供合适的化学蚀刻剂，以在光致抗蚀剂81的区域之间限定光提取凹部82。此后，至少一种发光材料85可以至少部分地布置在光提取凹部82内，如图8C所示。至少一种发光材料85包括限定基本上与布置在光分离元件76之间的基板15的透光区域80对准的多个光输出区域86的外表面。可选地，微透镜90可以形成在由至少一种发光材料85限定并与透光区域80对准的光输出区域86上方，如图8D所示。在某些实施例中，可以通过三维打印或通过接合预制元件来形成微透镜。在某些实施例中，可以在不同光输出区域上提供不同形状和/或配置的微透镜，以输出具有一种或多种不同属性的光束。在某些实施例中，不同形状和/或配置的微透镜可以被布置成输出以不同方向为中心的光束。在美国专利No.9,099,575中公开了关于包括透镜的光影响元件的三维打印的进一步细节，该专利通过引用结合于此，如同在本文中完全阐述一样。
在某些实施例中，除了存在至少部分布置在基板内的光分离元件之外，一个或多个光分离元件可以布置在基板的光提取表面上或上方(例如，作为凸起特征)。
图9A-图9C是发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括在各种制造状态中的在单个透明基板15上的倒装芯片LED 10阵列，以包括光分离元件84，该光分离元件84包含布置在基板15的光提取表面11上或上方的凸起特征。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60上方的阴极61和阳极62，其中，相邻的倒装芯片LED 10被包括涡街70的横向间隙分开。基板15包括侧边缘12，该侧边缘12涂覆有光反射或光吸收材料75。第一组光分离元件76从光入射表面54延伸到基板15的内部，第二组光分离元件74从光提取表面11延伸到基板15的内部。包含延伸超出光提取表面11的凸起特征的另一组光分离元件84可布置为第二组光分离元件74的延伸部分。如图9B所示，至少一种发光材料85可以布置在凹部中，该凹部部分由包含凸起特征的光分离元件84界定并且部分由光提取表面11界定。至少一种发光材料85的外表面限定了多个光输出区域86。在基板15内的光分离元件74、76之间的区域限定了基板15的适于传输LED发射的透光区域80。类似地，延伸超出基板15(并且可选地也延伸超出至少一种发光材料85)的光分离元件84之间的区域可以被布置成横向围绕多个光输出区域86。多个光输出区域86基本上与布置在内部光分离元件74、76之间的基板15的透光区域80对准。可选地，微透镜90可以形成在由至少一种发光材料85限定并与透光区域80对准的光输出区域86上方，如图9C所示。
在某些实施例中，一个或多个光分离元件可以布置在由基板支撑的一种或多种发光材料上或上方，可选地与至少部分布置在基板内的一种或多种光分离元件结合。
图10A-图10C是发光器件(例如，多LED芯片)的侧截面图，该发光器件包括在各种制造状态中的在单个透明基板15上的倒装芯片LED 10阵列，以包括布置在至少一种发光材料85上或上方的光分离元件87。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60上方的阴极61和阳极62，其中，相邻的倒装芯片LED 10被包括涡街70的横向间隙分开。基板15包括被光反射或光吸收材料75覆盖的侧边缘12。第一组光分离元件76从光入射表面54延伸到基板15的内部，第二组光分离元件74从光提取表面11延伸到基板15的内部。如图10A所示，在基板15中形成光分离元件74、76之后，可以在光提取表面11上方提供至少一种发光材料85，其中，所述至少一种发光材料85的外表面限定基本上与布置在内部光分离元件74、76之间的基板15的透光区域80对准的多个光输出区域86。此后，如图10B所示，包含延伸超出光提取表面11的凸起特征的另一组光分离元件87可以形成在至少一种发光材料85上或上方，并优选地与其他光分离元件74、76对准。可以通过诸如三维打印等各种技术或通过接合预制元件，来形成这些光分离元件87。可选地，微透镜90可以形成在光输出区域86上方，所述光输出区域由至少一种发光材料85限定，在光分离元件87之间，并且与透光区域80对准，如图10C所示。
在某些实施例中，包括倒装芯片LED阵列的发光器件(例如，多LED芯片)可以布置成直接耦合到有源接口元件，例如，具有通常对应于倒装芯片LED阵列的电极(阴极和阳极)的电极接合焊盘的专用集成电路(ASIC)芯片。在这种布置中，ASIC优选地包括集成晶体管，这些集成晶体管被配置成适应供应给倒装芯片LED阵列的各个芯片的电流的切换。
在某些实施例中，包括倒装芯片LED阵列的发光器件(例如，多LED芯片)可以被布置成与替代(例如，无源)接口元件(例如，载体或基板)耦合，其中，在发光器件和接口元件之间具有电连接。在某些实施例中，接口元件可以包括：第一接合焊盘或电触点阵列，其定位在第一表面上并被布置成与倒装芯片LED阵列的电极接触(例如，在一个或多个多LED芯片中体现)；以及第二接合焊盘或电触点阵列，其定位在第二表面上并被布置成与一个或多个ASIC或其他开关设备的电极接触，所述一个或多个ASIC或其他开关设备被配置成适应供应给倒装芯片LED阵列的各个芯片的电流的切换。可选地，可以通过接口元件限定导电通孔，以在第一接合焊盘或电触点阵列和第二接合焊盘或电触点阵列之间提供导电路径。
图11A是图6C的多LED芯片的侧截面分解图，该多LED芯片布置为靠近接口元件94(例如，可选地在专用集成电路(ASIC)或载体或基板中体现)和中间布置的焊料凸块93。发光器件包括在单个透明基板15上的多个倒装芯片LED 10。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60上方的阴极61和阳极62。在本文中结合图6C描述了照射器件的其他特征。接口元件94包括与倒装芯片LED 10的阴极61和阳极62对对准的多个电极对91、92。图11B是图11A的多LED芯片和接口元件94在完成焊料凸块接合工艺以及在多LED芯片和接口元件94之间添加底部填充材料99之后的侧截面图。焊料凸块接合工艺可包括加热和压缩焊料凸块93，以在接口元件94的相应电极对91、92与发光器件的成对阴极61和阳极62之间形成导电连接。示例性底部填充材料可以包括填充有球形二氧化硅[SiO2]的环氧树脂，以能够调节热膨胀系数(CTE)。可以使用其他底部填充材料，并且优选地包括介电材料，以防止在接口元件和多LED芯片之间的导电连接短路。
在某些实施例中，包括倒装芯片LED阵列的发光器件(例如，多LED芯片)可以被布置成耦合到无源接口元件，该无源接口元件提供与非车载控制器的电连接。在某些实施例中，正交布置(例如，垂直和水平)的导体形成网格图案的行和列，由此，单独的倒装芯片LED(或像素)由行和列的每个交叉点限定。通过使用公共行阳极或公共行阴极矩阵排列，多路序列可以用于允许对阵列中的每个LED进行单独控制，同时采用比阵列中的LED数量更少的导体，并且可以通过脉宽调制来提供亮度控制。
图12A-图12E示出了用于无源地与倒装芯片LED阵列接合的第一方案。图12A是发光器件(例如，多LED芯片)的平面图，该发光器件包括在单个透明基板15上的16个倒装芯片LED 10的阵列，基板15的下表面54以及阴极61和阳极62朝上。图12B是图12A的发光器件的电接口的下层的平面图。第一接口载体101包括多个水平串串联连接103，每个连接包括用于与图12A的发光器件的阳极62耦合的多个导电通孔102，并且还包括开口104，该开口104允许形成电接口的上层的第二接口载体105(图12C所示)中限定的导电通孔106通过。如图12C所示，多个垂直串串联连接107均包括多个导电通孔106，导电通孔106被布置用于与图12A的发光器件的阴极61耦合。图12D是图12C的上层叠加在图12B的下层上以形成图12A的发光器件的电接口的平面图。图12E是与图12A的发光器件耦合的图12D的电接口的平面图，由此水平串串联连接103和垂直串串联连接107允许单独控制阵列的每个倒装芯片LED 10(例如，利用多路序列)。
图13A-图13E示出了用于无源地与倒装芯片LED阵列接口的第二方案，包括对提供给阵列的阴极的信号的单独控制。图13A是发光器件(例如，多LED芯片)的平面图，该发光器件包括在单个透明基板15上的16个倒装芯片LED 10的阵列，基板15的下表面54以及阴极61和阳极62朝上。图13B是图13A的发光器件的电接口的下层的平面图。第一接口载体101包括多个水平串串联连接103，每个连接包括用于与图13A的发光器件的阳极62耦合的多个导电通孔102，并且还包括开口104，该开口104允许形成电接口的上层的第二接口载体105A(图13C所示)中限定的导电通孔106通过。图13C是用于图13A的发光器件的电接口的上层的平面图，其中，多个垂直布置的并联连接107A均包括用于与阵列的阴极61耦合的多个导电通孔106。图13D是图13C的上层叠加在图13B的下层上以形成图13A的发光器件的电接口的平面图。图13E是与图13A的发光器件耦合的图13D的电接口的平面图，由此水平串串联连接103和垂直布置的并联连接107A允许单独控制阵列的每个倒装芯片LED 10。
如前所述，本文公开的固态发射器阵列可以包括固态光发射器(例如，LED)和/或发光体的各种组合，所述发光体被配置成发射不同波长的光，使得发射器阵列可以被布置成发射多个主波长的光。各种颜色组合预期用于不同的应用中。
图14A-图14D是可寻址发光器件(例如，多LED芯片)的平面图，每个发光器件包括多个光发射器110(每个光发射器包括至少一个固态光发射器，可选地与至少一种发光材料组合)，光发射器110由单个基板15支撑并被配置成产生不同的颜色组合。根据在本文中公开的各种实施例，这种器件可以均包括在单个透明基板上的倒装芯片LED阵列。应当理解，在本文中公开的特定颜色组合和光发射器的数量仅仅是作为示例提供的，并不旨在限制本发明的范围，因为可以考虑颜色和光发射器数量的任何合适组合。
图14A示出了包括四组四个红(R)、绿(G)、蓝(B)和白(W)光发射器的发光器件(例如，多LED芯片)，其中，每个光发射器布置在行1至4之间的不同行中和列A至D之间的不同列中。在左上部分示出了包括R-G-B-W光发射器的单个重复单元112。在某些实施例中，蓝色(B)发射器包括缺少任何发光材料的LED；白色(W)发射器包括蓝色LED，其被布置成刺激黄色和红色发光体组合的发射；绿色(G)发射器包括绿色LED或蓝色LED，其被布置成刺激绿色发光体；红色(R)发射器包括红色LED或蓝色LED，其被布置成刺激红色发光体。在某些实施例中，图14A的发光器件可用作顺序照射的LED显示器，用于产生彩色图像或文本等。
图14B示出了包括四组四个短波长红色(R1)、绿色(G)、蓝色(B)和长波长红色(R2)光发射器的发光器件(例如，多LED芯片)，其中，每个光发射器布置在行1至4之间的不同行中以及列A至D之间的不同列中。在左上部分示出了包括R1-G-B-R2光发射器的单个重复单元112。在某些实施例中，蓝色(B)发射器包括缺少任何发光材料的LED；短波长红色(R1)和长波长红色(R2)发射器均包括红色LED或蓝色LED，其被布置成刺激红色发光体的发射；绿色(G)发射器包括绿色LED或蓝色LED，其被布置成刺激绿色发光体。通常，在红色范围内具有不同主波长的固态光源(例如，LED)的发光效率随着主波长的增加而下降，使得与从具有较短主波长的红色LED相比，从红色范围内具有长主波长的红色LED生成相同数量的红色流明可能需要明显更多的电流；然而，长主波长红色发射器非常适合产生高逼真度照射。在某些实施例中，由于长波长红色发射器的存在，图14A的发光器件可用作适于产生非常高逼真度图像的顺序照射LED显示器或广告牌。
图14C示出了包括四组四个蓝变黄色(BSY)、白色(W)、白色(W)和琥珀色(A)光发射器的发光器件(例如，多LED芯片)，其中，每个光发射器布置在行1至4之间的不同行中以及列A至D之间的不同列中。在左上部分示出了包括BSY-W-W-A光发射器的单个重复单元112。在某些实施例中，蓝变黄色(BSY)发射器包括蓝色LED，其被布置成刺激黄色磷光体的发射，提供比白色LED更好的效率但更差的显色性；白色(W)发射器包括蓝色LED，其被布置成刺激黄色和红色发光体组合的发射；琥珀色(A)发射器包括琥珀色LED或蓝色LED，其被布置成刺激琥珀色发光体。在某些实施例中，图14C的发光器件可用于车辆前照灯组件中，其中，当需要时，蓝变黄色(BSY)发射器可提供具有低至中等显色性的高发光效率，当需要时，白色(W)发射器可提供具有高显色性的中等发光效率，并且琥珀色(A)发射器可提供集成的转向信号效用。
图14D示出了包括四组四个蓝变黄色(BSY)、琥珀色(A)、红色(R)和蓝变黄色(BSY)光发射器的发光器件(例如，多LED芯片)，其中，每个光发射器布置在行1至4之间的不同行中以及列A至D之间的不同列中。在左上部分示出了包括BSY-A-R-BSY光发射器的单个重复单元112。在某些实施例中，蓝变黄色(BSY)发射器包括蓝色LED，其被布置成刺激黄色磷光体的发射，提供比白色LED更好的效率但更差的显色性；琥珀色(A)发射器包括琥珀色LED或蓝色LED，其被布置成刺激琥珀色发光体；红色(R)发射器包括红色LED或蓝色LED，其被布置成刺激红色发光体。在某些实施例中，图14D的发光器件可用于车辆前照灯组件中，其中，蓝变黄色(BSY)发射器可提供具有低至中等显色性的高发光效率，用红色(R)发射补充BSY发射可在需要时提供增强的显色性，并且琥珀色(A)发射器可提供集成的转向信号效用。
在某些实施例中，发光器件可以包括驱动器电路和/或一个或多个传感器或与之相关联。
图15是示出包括两个发射器阵列(例如，可选地在两个多LED芯片中体现)的发光器件的部件之间的互连的简化示意图，每个发射器阵列包括可单独寻址的倒装芯片LED以及驱动器电路和一个或多个传感器。尽管为了简单起见，单线被示出为耦合各种部件，但是应该理解，带有斜线的每条线表示多个导体。照射器件包括第一和第二发射器阵列120A、120B以及耦合到发射器阵列120A、120B的驱动器电路126。每个发射器阵列120A、120B包括多个固态光发射器(例如，由单个基板支撑的倒装芯片LED)，这些固态光发射器分别耦合在驱动器电路126和地面之间，从而允许每个发射器阵列120A、120B的每个组成固态光发射器可单独寻址和单独控制。每个固态光发射器被配置成响应于施加由驱动器电路126提供的电流而生成发射(例如，蓝光、绿光、UV发射或任何其他合适的波长范围)。每个固态光发射器的发射可以与驱动器电路126向其提供的电流成比例。在每个发射器阵列120A、120B中，至少一些固态发射器(或所有固态发射器)被至少一种发光材料覆盖，该发光材料被布置成输出可见范围内的任何合适波长，使得每个发射器阵列120A、120B的总发射可以包括与发光体发射相结合的固态发射器发射的至少一部分。从每个发射器阵列120A、120B输出的所得总光可以包括任何期望的颜色或颜色组合。
在某些实施例中，每个发射器阵列120A、120B包括不同的单独发射器，这些发射器被配置成发射不同波长的光，使得每个发射器阵列120A、120B可以被配置成发射多个主波长的光。例如，在某些实施例中，每个发射器阵列120A、120B可以被布置成发射短波长蓝光、长波长蓝光、青色光、绿光、黄光、琥珀色光、橙色光、红光、白光、蓝变黄光和蓝变绿光中的任意两种或多种。不同主波长的固态发射器和/或不同主波长的发光材料可以布置在一个或多个发射器阵列120A、120B内，以能够产生不同波长的光。在某些实施例中，多个发光体部分可以在空间上彼此分离，并且被布置成接收来自相应固态光源的发射。
驱动器电路126包括电力转换器电路124和控制电路122。电力转换器电路124可以被配置成从电源132接收电力，电源132可以是直流(DC)或交流(AC)电源，并且向发射器阵列120A、120B中的每个固态发射器提供期望的电流。控制电路122可以向电力转换器电路124提供一个或多个控制信号，以便控制提供给发射器阵列120A、120B中的每个发射器的电流量，使得每个发射器阵列120A、120B的各个发射器(例如，形成像素)独立操作。每个发射器阵列120A、120B具有与其相关联的开关电路组128A、128B，包括耦合在每个单独固态发射器和地面之间的开关电路。在某些实施例中，开关电路组128A、128B可以包括多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)，每个MOSFET包括耦合到相应发射极的漏极触点、耦合到地面的源极触点和耦合到控制电路122的栅极触点。在这种情况下，控制电路122可以被配置成改变提供给每个晶体管的栅极触点的电压，使得通过发射极阵列120A、120B的每个固态发射极的电流是独立可控的。
在某些实施例中，控制电路122基于来自至少一个传感器130的输入提供控制信号。至少一个传感器130可以体现任何合适的传感器类型，例如，光电传感器、雷达传感器、图像传感器、温度传感器、运动传感器等。在另一实施例中，控制电路122可以基于提供给控制电路122的用户输入来提供控制信号。
在某些实施例中，每个发射器阵列120A、120B包括多个固态发射器，其被布置成输出以不同方向为中心的光束。这种功能可以例如由不同形状和/或配置的微透镜提供。在某些实施例中，不同的微透镜可以布置在至少一种发光材料的不同光输出区域上方，该发光材料布置在支撑多个倒装芯片LED的基板上方。输出以不同方向为中心的光束的能力在车辆(例如，汽车)前照灯的情况下可能是有益的，在这种情况下，可能希望选择性地照亮和变暗移动车辆前方的不同区域，以提供最大的照射，而不会刺眼或损害迎面而来的或相邻的车辆的驾驶员的视觉。例如，任何合适类型的多个传感器130(例如，雷达传感器、光电传感器、图像传感器、热传感器等)可用于区分不同的照射目标，例如，其他车辆、行人、动物和其他物体，并根据照射目标的特性、环境条件、道路条件等选择性地照射或避免照射选定的照射目标。
在某些实施例中，由被布置成传输至少一个阵列的发射的透光或透明基板(可选地，体现其上生长LED的基板)支撑的至少一个LED阵列还可以由还被布置成传输由阵列生成的发射的透光或透明载体支撑。在某些实施例中，多个LED阵列(例如，多个多LED芯片，每个芯片包括基板)安装到单个载体上，以便形成模块化多阵列发光器件。在某些实施例中，载体可以包括内部和/或外部光分离元件，优选地与基板的光分离元件对准，使得载体的光提取或光输出区域与载体支撑的一个或多个基板的透光区域对准。在某些实施例中，载体的光提取表面可以包括与光输出区域相对应的一个或多个纹理化或图案化区域。在某些实施例中，载体的光提取表面可以覆盖有至少一种发光材料(例如，在整个光提取表面上方以均匀方式布置的一种或多种发光材料，或者在光提取表面的不同区域上方布置的不同发光材料)。在某些实施例中，至少一种发光材料可以布置在至少一个基板和载体之间。
图16是发光器件的侧截面图，该发光器件包括在透明基板15上的倒装芯片LED 10阵列，该透明基板15进一步由透光(或透明)载体135支撑。每个倒装芯片LED 10包括布置在由基板15支撑的功能叠层60上方的阴极61和阳极62，其中，相邻的倒装芯片LED 10被包括涡街70的横向间隙分开。基板15包括涂覆有光反射或光吸收材料75的侧边缘12以及靠近倒装芯片LED 10并且与光提取表面11相对的光入射表面54。第一组光分离元件76从光入射表面54延伸到基板15的内部。值得注意的是，光分离元件76包括不均匀的宽度(例如，可以通过锯切或蚀刻来形成)，其中，宽度随着延伸到基板15内部的深度而变窄。载体135接合(例如，通过直接接合)或以其他方式固定到基板15，其中，载体135的光入射表面134邻近基板15的光提取表面11。载体135包括从图案化或纹理化光提取表面138延伸到载体135内部的内部光分离元件136，其中，光分离元件136包括随着延伸到载体135内部的深度而变窄的宽度。至少一种发光材料85布置在载体135的光提取表面138上或上方，其中，至少一种发光材料85包括限定多个光输出区域86的外表面。额外的光分离元件139可选地布置在至少一种发光材料85的外表面上方，其中，每个额外的光分离元件139可选地包括随着远离至少一种发光材料85的距离而逐渐变窄的宽度。在基板15的光分离元件76之间(或在光分离元件76和侧边缘12之间)以及在载体135的光分离元件136之间的区域限定了基板15和载体135的适于传输LED发射的透光区域80。优选地，至少一种发光材料85的光输出区域86基本上与基板15和载体135的透光区域80对准。在操作中，至少一种发光材料85接收通过在光分离元件76之间的基板15传输的并通过在光分离元件136之间的载体135传输的LED发射，将一部分接收到的LED发射转换成不同的波长，并通过光输出区域86传输LED发射和发光体发射的组合。虽然在图16中仅示出了支撑单个LED阵列10的单个基板15，但是应当理解，在某些实施例中，多个基板(每个基板包括LED阵列)可以由单个载体支撑，从而形成包括多个子阵列的大阵列。
图17是发光器件的侧截面图，该发光器件包括第一透明基板15A上的第一倒装芯片LED 10A阵列(例如，在第一多LED芯片中体现)和第二透明基板15上的第二倒装芯片LED10B阵列(例如，在第二多LED芯片中体现)，其中，这两个基板15A、15B都连接(例如，接合)到载体135。如图17所示，倒装芯片LED 10A、10B的每个阵列基本相同。在每个阵列中，每个倒装芯片LED 10A、10B包括布置在由相应基板15A、15B支撑的功能叠层60A、60B上方的阴极61A、61B和阳极62A、62B，其中，相邻的倒装芯片LED 10A、10B被包括涡街70A、70B的横向间隙隔开。每个基板15A、15B包括涂覆有光反射或光吸收材料75A、75B的侧边缘12A、12B以及靠近倒装芯片LED 10A、10B并且与光提取表面11A、11B相对的光入射表面54A、54B。每个基板15A、15B包括从光入射表面54A、54B延伸到基板15A、15B内部的第一组光分离元件76A、76B，并且包括从光提取表面11A、11B延伸到基板15A、15B内部的第二组光分离元件74A、74B。载体135接合(例如，通过直接接合)或以其他方式固定到基板15A、15B，其中，载体135的光入射表面134邻近基板15A、15B的光提取表面11A、11B。载体135包括从图案化或纹理化光提取表面延伸到载体135内部的内部光分离元件136。载体135的光提取表面包括由未纹理化的(例如，平坦的)区域137分离的纹理化或图案化光提取区域138。至少一种发光材料85布置在载体135的光提取表面上或上方，其中，至少一种发光材料85包括限定多个光输出区域86的外表面。
继续参考图17，在基板15A、15B的光分离元件76A、76B、74A、74B之间(或在光分离元件76A、76B、74A、74B和侧边缘12A、12B之间)以及在载体135的光分离元件136之间的区域限定了基板15A、15B和载体135的适于传输LED发射的透光区域80A、80B。优选地，载体135的纹理化或图案化光提取区域138和至少一种发光材料85的光输出区域86基本上与基板15A、15B和载体135的透光区域80A、80B对准。
在图17的器件的操作中，至少一种发光材料85接收通过光分离元件76A、76B、74A、74B之间的基板15A、15B传输并通过光分离元件136之间的载体135传输的LED发射，将一部分接收到的LED发射转换成不同的波长，并且通过光输出区域86传输LED发射和发光体发射的组合。优选地，独立地控制每个LED 10A、10B，并且由器件阵列产生的图像的像素状分辨率保存在所得发射中。
图18是与图17的器件相似的发光器件的侧截面图，但是其中，至少一种发光材料布置在基板15A、15B和载体135之间的至少一层中。参考图18，发光器件包括第一透明基板15A上的第一倒装芯片LED 10A阵列(例如，在第一多LED芯片中体现)和第二透明基板15B上的第二倒装芯片LED 10B阵列(例如，在第二多LED芯片中体现)，其中，这两个基板15A、15B连接(例如，接合)到载体135。每个阵列在性质上可以基本相同。在每个阵列内，每个倒装芯片LED 10A、10B包括布置在由相应基板15A、15B支撑的功能叠层60A、60B上方的阴极61A、61B和阳极62A、62B，其中，相邻的倒装芯片LED 10A、10B被包括涡街70A、70B的横向间隙隔开。每个基板15A、15B包括涂覆有光反射或光吸收材料75A、75B的侧边缘12A、12B以及靠近倒装芯片LED 10A、10B并且与光提取表面11A、11B相对的光入射表面54A、54B。每个基板15A、15B包括从光入射表面54A、54B延伸到基板15A、15B内部的第一组光分离元件76A、76B，并且包括从光提取表面11A、11B延伸到基板15A、15B内部的第二组光分离元件74A、74B。包括光提取表面86’的至少一种发光材料85布置在基板15A、15B和载体135之间的至少一个区域或层中。在某些实施例中，所述至少一种发光材料85可以布置在透光粘合剂材料中，例如，环氧树脂或硅树脂，该材料在基板15A、15B和载体135之间提供接合，其中，载体135的光入射表面134邻近所述至少一种发光材料85。
继续参考图18，在基板15A、15B的光分离元件76A、76B、74A、74B之间(或在光分离元件76A、76B、74A、74B和侧边缘12A、12B之间)的区域限定了透光区域80A、80B，所述透光区域80A、80B适于传输LED发射，以撞击到具有光输出区域86’的至少一种发光材料85上。另外，在载体135的光分离元件136之间的区域限定了适于传输发光体材料发射和未转换的LED发射的组合的额外透光区域80A’、80B’，其中，组合的发射通过载体135的光提取表面的纹理化或图案化光提取区域138离开器件。优选地，载体135的纹理化或图案化光提取区域138和至少一种发光材料85的光输出区域86’基本上与基板15A、15B的透光区域80A、80B和载体135的额外透光区域80A’、80B’对准。此外，在优选实施例中，独立控制每个LED 10A、10B，并且由器件阵列产生的图像的像素状分辨率保存在所得发射中。
图19是包括四个可单独寻址的LED 10A-10D阵列(或子阵列)的发光器件的俯视图，LED 10A-10D由彼此紧邻布置的透光基板15A-15D支撑，并且还由透光载体135支撑。每个阵列(或子阵列)在性质上可以是单片的，每个阵列包括在单个基板15A-15D上生长的多个LED 10A-10D，以产生多LED芯片。如图19所示，LED 10A-10D的阴极61A-61D和阳极62A-62D朝下，并且载体135的光提取表面138朝上。每个基板15A-15D可以邻接另一基板15A-15D，或者可以被小间隙150分开，优选地，以保持由不同基板15A-15D支撑的阵列10A-10D之间基本相同的恒定像素间距(即，各个LED 10A-10D之间的间距)。重申一下，子阵列之间的间距(每个子阵列包括支撑LED 10A-10D的基板15A-15D)可以与每个子阵列内的像素之间的间距紧密匹配。每个基板15A-15D(以及可选地，也是载体135)包括在各个LED 10A-10D之间的光分离元件74A-74D。优选地，至少一种发光材料(未示出)布置在载体135的光提取表面138上或沿着载体135的光提取表面138布置，或者布置在载体135和基板15A-15D之间。尽管在图19中仅示出了LED 10A-10D的四个子阵列(每个子阵列由基板15A-15D支撑)，但是应当理解，任何合适数量的子阵列和基板可以由单个载体135支撑，以形成具有任何期望数量的像素的大复合阵列(即，LED 10A-10D)。优选地，独立控制每个LED 10A-10D，并且由LED10A-10D的整个复合阵列产生的图像的像素状分辨率保存在所得光发射中。
在某些实施例中，LED的每个子阵列在性质上是单片的和/或相同的。使用支撑多个LED子阵列的载体可以避免在单个大生长基板上形成单个大结阵列的实际困难(例如，从产量和成本的角度)。
在某些应用中，整个复合阵列和/或一个或多个子阵列可以具有一个、两个或另一数量的非活动像素的容限，用于某些应用(例如，汽车前照灯)，在这些应用中，分辨率可能不如顺序照射的LED显示器那么重要。在某些实施例中，不同的像素可以被布置成输出不同主波长的光。
本文公开的各种实施例旨在提供LED阵列的点亮区域和未点亮区域之间的强对比度和/或锐度，同时力图减少或消除这些区域之间的串扰或光溢出。然而，当点亮相邻的LED时，这些LED之间的光分离元件的存在(旨在减少或消除串扰)可能导致LED之间的未照亮或“暗”区域，从而降低复合发射的均匀性。下文描述的各种实施例旨在提供LED阵列的点亮和未点亮区域之间的强对比度和/或锐度，同时当点亮阵列的相邻LED时，增强复合发射的均匀性。例如，在某些实施例中，LED阵列(可选地，在多LED芯片中体现)定义了多个像素，并且多个像素间光扩散区域被配置成通过像素的边界部分透射光，以增强与多个光分离元件对准或接近的发光表面部分处的像素间照射。在某些实施例中，多个光重定向区域至少部分地布置在覆盖发光材料的透光次级基板内，该发光材料布置在包括多个光分离元件的基板上方，其中，光重定向区域被配置成增强覆盖多个光分离元件并与多个光分离元件对准的固态发光器件的发光表面部分的照射。前述物品(例如，像素间光扩散区域和/或光重定向区域)优选地被配置成在照亮LED时减少在LED之间出现未照亮或“暗”区域(对应于光分离元件)。在某些实施例中，光分离元件的宽度可以在约10μm至30μm的范围内或者在约15μm至约25μm的范围内。
参考图20A-图20C，可以更好地理解与多LED阵列相关联的均匀性和串扰问题。图20A是包括16个LED(例如，形成16个像素)的阵列152的发光器件(例如，多LED芯片)的俯视平面图数字照片，其中，光分离元件156布置在形成暗网格的各个LED(例如，LED 155A1-155A4)之间，并且每个LED显示为未照亮状态。LED排列成四列(例如，包括列154A、154B)。光分离元件156作为暗网格可见，该暗网格分离体现LED阵列152的发光表面部分或像素的浅色(例如，灰色)正方形。图20B是图20A的发光器件的LED阵列152的俯视平面图，其中，将电流提供给照亮的最右列154A的四个LED 155A1-155A4。如图所示，由于来自最右列154A的LED的光溢出，所以部分照亮相邻列154B的LED(右边的第二列)，并且对应于光分离元件156的未照亮(或“暗”)区域在相邻的照亮的LED之间是可见的。图20C是图20B的数字照片的彩色反转版本。为了促进在点亮区域和未点亮区域之间增强对比度和/或清晰度，希望消除或至少减少最右列154A的LED 155A1-155A4和相邻列155B的LED之间的串扰或光溢出。为了促进LED阵列152的复合发射的均匀性，希望消除或至少减少在单独LED(例如，像素)之间出现对应于光分离元件156的暗网格，包括但不限于LED 155A1-155A4。
图21A是发光器件(例如，多LED芯片)的八像素部分的俯视强度映射图像，该发光器件包括形成像素的多个LED的阵列162，示出了照亮的最左列164A的四个LED 165A1-165A4。如图所示，由于来自最左列164A的LED的光溢出，所以部分照亮相邻列164B的四个LED，并且在对应于布置在LED(例如，LED 165A1-165A4)之间的光分离元件166的相邻照亮的LED之间，可以看到未照亮或“暗”区域。示出了跨越LED最左列164A的每个LED 165A1-165A4的垂直线167。图21B包括图21A的最左列的四个照射LED的相对光强度(百分比)与位置(毫米)的四个重叠图，其中，每个图对应于延伸穿过图21A的最左列164A的LED165A1-165A4的四条垂直线167中的一个。如图21B所示，在对应于光分离元件166的存在的LED165A1-165A4之间的位置处，相对光强度急剧下降(例如，包括降低约70％)。如前所述，为了促进LED阵列的复合发射的均匀性，希望消除或至少减少在暗度LED(例如，像素)之间出现对应于光分离元件166的暗网格。
在某些实施例中，固态发光器件可以包括：LED阵列，其被布置成通过至少一个基板的多个透光部分传输LED发射；多个光分离元件，其至少部分地布置在至少一个基板内；以及多个像素间光扩散区域，其被配置成通过由至少一个基板的透光部分限定的像素的边界部分透射光，以增强在与光分离元件对准或接近的发光表面部分处的像素间照射。在某些实施例中，至少一个基板由支撑LED阵列的单个基板组成(例如，通过在基板上或上方生长多个LED)。在这种情况下，相邻的LED可以被形成在基板中的凹部或凹槽分开，并且光分离元件(可选地与至少一种透光材料组合)可以至少部分地布置在凹部或凹槽内。在其他实施例中，每个LED包括对应的基板部分，使得至少一个基板体现多个基板部分，可选地安装在单个基板或其他安装表面上，其中，光分离元件(可选地与至少一种透光材料组合)可以布置在相邻LED的侧面之间和/或沿着相邻LED的侧面布置。
本公开内容的某些实施例涉及发光器件，包括完全布置在固态发光器件(例如，多LED芯片)的至少一个基板内(例如，在相邻LED之间的至少一个基板中限定的凹部或凹槽内)的多个光分离元件以及多个像素间光扩散区域，这些区域包括至少部分布置在至少一个基板内和光分离元件上方的至少一种透光材料。在某些实施例中，可以在至少一个基板中限定多个凹部或凹槽，可以在凹部或凹槽中沉积至少一种材料(例如，优选地，银或白光反射材料，或者更优选地，诸如炭黑等光吸收材料)，以形成光分离元件，并且可以将至少一种透光材料沉积在光分离元件上方，以形成像素间光扩散区域，这些区域被配置成通过由至少一个基板的透光部分限定的像素的边界部分透射光。此后，可以在至少一个基板上方以及在形成像素间光扩散区域的至少一种透光材料上方沉积或提供至少一种发光材料。在某些实施例中，凹部或凹槽单独(即，不添加光反射或光吸收材料)可用于提供光分离效用。
图22A-图22C示出了固态发光器件168(例如，多LED芯片)的一部分，该固态发光器件168包括在执行顺序制造步骤之后如上所述的特征。图22A是固态发光器件168的一部分在制造期间的侧截面示意图，包括在基板的至少一部分(包括基板部分173A、173B)中形成凹部或凹槽179之后的两个LED 10A、10B。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到基板部分173A、173B中。在这点上，每个LED 10A、10B可以体现倒装芯片LED。在某些实施例中，不同LED 10A、10B的功能叠层170A、170B和/或基板部分173A、173B可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。每个基板部分173A、173B包括侧表面174A、174B(包括界定凹部或凹槽179的侧表面)，并且包括主要发光表面部分175A、175B。
图22B示出了在依次添加用作光分离元件176的第一材料(例如，光反射材料)和添加用作凹部或凹槽179(图22A所示)中的光扩散和/或光重定向元件177的第二材料(例如，透光材料，可选地包括光散射材料，例如，熔融石英、煅制氧化硅等)，以形成填充凹部178之后，图22A的固态发光器件168的部分。图22C示出了在基板部分173A、173B的主要发光表面部分175A、175B和填充凹部178上方施加发光材料180之后，图22B的固态发光器件168的部分。在某些实施例中，发光材料180包括分散在适当载体(例如，硅树脂或环氧树脂)中的磷光体颗粒，该载体可以固化，以将发光材料180粘附到基板部分173A、173B。
在固态发光器件168的操作中，电流经由阳极-阴极对171A-172A、171B-172B提供给LED 10A、10B，并且在功能叠层170A、170B中生成LED发射。这种LED发射通过基板部分173A、173B传播，大部分撞击在主要发光表面部分175A、175B上方的发光材料层180上。光分离元件176阻挡浅角度LED发射在基板部分173A、173B之间传输；然而，一部分中等角度发射可以穿过光扩散和/或光重定向元件177，以撞击在与填充凹部178对准(与光分离元件176对准)的发光材料180的一部分上。以这种方式，照射光分离元件176前方的区域，减少在基板部分173A、173B之间出现未照亮或暗区域，并且增强发光器件的发光均匀性。
图23A和图23B示出了与图22C的固态发光器件168相似的固态发光器件182(例如，多LED芯片)的一部分，但是添加了与光分离元件176对准的升高的透光材料区域184。在某些实施例中，升高的透光材料区域184包括材料珠，例如，硅树脂，可选地包括一种或多种漫射材料或其他材料。如图23A所示，发光器件182包括两个LED 10A、10B，这两个LED 10A、10B被填充有依次布置的材料的凹部或凹槽(即，间隙)分开，形成光分离元件176和光扩散和/或光重定向元件177。升高的透光材料区域184体现了光扩散和/或光重定向元件177的向上延伸，并且包括宽度185，该宽度允许升高的透光材料区域184与基板部分173A、173B的边界部分重叠，以增强进一步覆盖在光分离元件176上的发光材料层180的部分的照射。每个LED10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到基板部分173A、173B中。在某些实施例中，不同LED 10A、10B的功能叠层170A、170B和/或基板部分173A、173B可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。每个基板部分173A、173B包括侧表面174A、174B(包括界定凹部或凹槽的侧表面)，并且包括主要发光表面部分175A、175B。发光材料层180布置在基板部分173A、173B以及升高的透光材料区域184上方，其中，发光材料180包括从恒定高度到升高高度的过渡181，以适应升高的透光材料区域184的升高高度。图23B是包括四个LED的图23A的固态发光器件部分的至少一部分的俯视图，其中，虚线描绘了升高的透光材料区域。固态发光器件182的操作基本上类似于图22C的固态发光器件168的操作。在替代实施例中，升高的透光材料区域184可以布置在发光材料层180上方。
在某些实施例中，支撑多个LED的固态发光器件(例如，LED芯片)的基板部分可以布置有过量厚度，以避免弯曲或翘曲，并且基板部分可以在安装到载体基板或基板之后减薄或去除(例如，通过化学机械平面化、机械抛光、化学蚀刻和/或其他合适的抛光技术)。例如，基板部分首先可以具有300μm至500μm范围内的厚度，但是在安装和抛光之后，基板部分可以具有大约50μm至100μm范围内的最终厚度。用于这种应用的优选载体基板或基板包括具有导电迹线的半导体(例如，硅)晶片(例如，布置在覆盖基板上的介电层中、上或上方，以便于形成复杂的、不相交的迹线图案)，由此相对于传统电路板材料(例如，树脂、FR4等)，半导体晶片可以提供显著增强的平整度。优选地，载体基板或基板包括多个电极对，并且所述安装在LED的阳极-阴极对和载体基板或基板的电极对之间建立导电路径(例如，使用焊膏、焊料凸块等)。将具有过量厚度并且支撑多个LED的基板部分安装在基于半导体材料的载体基板或基板上，促进增强配合表面的平坦度，从而能够形成可靠的电连接。在安装完成之后，基板部分可以减薄，以增强光提取。在这种情况下，基板用于支撑LED芯片，以允许处理LED芯片(例如，具有可能的处理步骤，包括但不限于生长基板减薄或移除)，使得基板充当载体基板。
图24A和图24B示出了处于不同制造状态的固态发光器件(例如，多LED芯片)186的一部分，相应的图示出了具有过量厚度(在图24A中)的以及在安装、基板减薄和发光材料沉积之后(在图24B中)的基板部分。如图24A所示，固态发光器件186包括两个LED 10A、10B，这两个LED 10A、10B被填充依次布置的材料的间隙(例如，凹部或凹槽)分隔开，形成光分离元件176和光扩散和/或光重定向元件177。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到包括侧面174A、174B(即，包括界定填充间隙的侧面)的基板部分173A、173B中。在某些实施例中，不同LED 10A、10B的功能叠层170A、170B和/或基板部分173A、173B可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。继续参考图24A，阳极-阴极对171A-172A、171B-172B布置在电极对91、92和对应的焊料凸块93上方，但不与之接触，所述焊料凸块布置在优选地包括半导体晶片的接口元件(例如，载体基板或基板)94上方。
图24B示出了在执行额外的制造步骤之后，图24A的固态发光器件186的部分，包括：将基板部分173A、173B安装在接口元件94上方(例如，包括在阳极-阴极对171A-172A、171B-172B和电极对91、92之间进行电连接)、减薄基板部分173A、173B(同时减薄形成光扩散和/或光重定向元件177的材料)，并且在(减薄的)基板部分173A、173B的主要发光表面部分175A、175B上方以及在光扩散和/或光重定向元件177上方形成发光材料层180。在某些实施例中，发光材料层包括具有悬浮发光材料(例如，磷光体颗粒)的载体(例如，硅树脂)，并且在固化时，可以具有大约30μm至45μm的厚度。图24B的固态发光器件186的操作基本上类似于图22C的器件168的操作。
在某些实施例中，在基板中限定的未填充凹槽或凹部可以用作光分离元件，以减少LED阵列的不同LED之间的串扰。具体地，可以使用本文公开的技术(例如，通过化学方式(例如，蚀刻)或机械方式(例如，线锯))在基板中限定凹槽或凹部。根据入射光的入射角，这种凹槽或凹部的侧壁或边界可以透射或反射光，从而可以反射小角度光，并且可以透射大角度光。然而，在支撑LED阵列的基板的凹槽或凹部限定部分上方提供发光材料，可能会导致材料无意中沉积到凹槽或凹部中，从而干扰光分离效用。在图25A-25D以及图26A和26B中解决了克服这个问题的技术。
图25A-图25D示出了处于不同制造状态的固态发光器件188(例如，多LED芯片)，其中，在制造期间，在限定在基板中的凹部或凹槽中布置可移除材料，随后移除该材料，以在基板部分之间产生未填充的凹部或凹槽。可移除材料可以通过化学、机械或热方式中的至少一种来移除。作为一个非限制性示例，可移除材料可以是水溶性的(例如，可从日本东京DiscoCorporation获得的HogoMax材料)，并且可以通过暴露于水来移除，可选地通过超声波处理辅助，由此可以经由延伸到暴露边缘的凹槽或凹部，从基板的暴露边缘移除可移除材料。
如图25A所示，固态发光器件188(例如，多LED芯片)包括由填充有可移除材料189的凹部或凹槽分开的两个LED 10A、10B。基板部分173A、173B布置有过量厚度，以防止翘曲或弯曲，从而提高阵列中每个LED成功电连接到接口元件94的可能性。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到包括侧面174A、174B(即，包括界定填充凹部或凹槽的侧面)的基板部分173A、173B中。在某些实施例中，不同LED 10A、10B的功能叠层170A、170B和/或基板部分173A、173B可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。继续参考图25A，阳极-阴极对171A-172A、171B-172B安装(例如，通过焊料凸块93)到接口元件94的电极对91、92，接口元件94优选地包括半导体晶片。尽管示出了焊料凸块93，但是应当理解，可以替代地使用任何合适的电连接器件(例如，焊膏或其他器件)。图25A还示出了在固态发光器件188和接口元件94之间添加底部填充材料99(例如，可选地包括填充有SiO2微球的环氧树脂)，由此底部填充材料99可以在前述元件之间提供结构支撑，而不损害阳极-阴极对171A-172A、171B-172B和接口元件94的电极对91、92之间的导电连接。
图25B示出了在减薄(例如，经由抛光)基板部分173A、173B以增强光提取之后，图25A的固态发光器件188，产生主要发光表面部分175A、175B。这种减薄相应地降低了布置在基板部分173A、173B之间的可移除材料189的高度。图25C示出了在减薄的基板部分173A、173B的主要发光表面部分175A、175B上方以及在可移除材料189上方形成发光材料层180之后，图25B的固态发光器件188。图25D示出了在移除可移除材料，以产生被发光材料层180覆盖的未填充凹部或凹槽179之后，图25C的固态发光器件188。未填充的凹部或凹槽179优选地用作光分离元件，以在操作中防止或限制LED 10A、10B之间的串扰。固态发光器件188的操作基本上类似于图22C的固态发光器件168的操作。
尽管图25D示出了未填充的凹部或凹槽179延伸穿过基板部分173A、173B的整个厚度，但是在替代实施例中，可移除材料可以首先形成在凹部或凹槽的底部，之后具有透光材料，以形成光扩散或光重定向元件，由此不打算移除透光材料。所得结构可以包括：凹部或凹槽的未填充下部，以提供光分离效用；以及凹部或凹槽的上部，以提供光扩散或光重定向效用。
图26A和图26B示出了固态发光器件190(例如，多LED芯片)的一部分，该固态发光器件190利用发光材料膜180’和粘合促进材料191来免除添加和随后移除可移除材料的需要，如结合图25A-25D所述。参考图26A，固态发光器件190包括由未填充的凹部或凹槽179分开的两个LED 10A、10B。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到包括侧表面174A、174B(即，包括界定未填充的凹部或凹槽179的侧表面)的基板部分173A、173B和主要发光表面部分175A、175B中。在某些实施例中，不同LED 10A、10B的功能叠层170A、170B和/或基板部分173A、173B可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。继续参考图26A，阳极-阴极对171A-172A、171B-172B安装(例如，经由焊料凸块93)到接口元件94的电极对91、92，接口元件94优选地包括半导体晶片。图26A还示出了在固态发光器件190和接口元件94之间添加底部填充材料99(例如，可选地包括填充有SiO2微球的环氧树脂)，由此底部填充材料99可以在前述元件之间提供结构支撑，而不损害阳极-阴极对171A-172A、171B-172B和接口元件94的电极对91、92之间的导电连接。随着安装完成，基板部分173A、173B被示出为处于减薄状态(这种减薄优选地在基板部分173A、173B安装在接口元件94上方之后)。粘合促进材料191(例如，硅树脂或环氧树脂)优选地布置在基板部分173A、173B的主要发光表面部分175A、175B上方的薄层中。图26B示出了在使用粘合促进材料191将发光材料膜180’粘合在基板部分173A、173B上方之后，图26A的固态发光器件190，从而封闭未填充的凹部或凹槽179。未填充的凹部或凹槽179优选地用作光分离元件，以在操作中防止或限制LED 10A、10B之间的串扰。固态发光器件188的操作基本上类似于图22C的固态发光器件168和图25D的固态发光器件190的操作。
在某些实施例中，本文公开的多LED芯片的每个层和/或基板(包括外延区域)可以包括在器件芯片的一个或多个部分中或上蚀刻、研磨、锯切、形成和/或沉积的特征，以形成具有LED芯片的期望光学特性和/或性能的LED芯片的像素化区域。添加于或不同于那些明确描述的层和/或基板的层和/或基板可以包括额外特征。例如，可以提供额外的光学耦合层，例如，具有折射率值的耦合层，该折射率值将促进从被这些层覆盖的LED芯片的像素化区域的部分中提取光，例如，在每个像素的内部或中心区域中。在另一示例中，粘合层(例如，图26A-26N中所示的粘合层191)也可以用于该目的，或者额外层可以用于提供光学、粘合、结构和/或钝化用途。其他光提取和/或光整形可以布置在像素区域上或与像素区域相关联，以提供期望的光学性能。在某些实施例中，如果层或基板在其第一侧上包括这种特征，则层或基板的第一侧可以接合到相邻的(例如，根据取向在下面或上面)其他层或基板上，以实现期望的光学性能。在完成这种接合之后，可以在层或基板的相对的第二侧上执行额外处理，这种额外处理步骤的非限制性示例包括研磨、蚀刻、锯切、限定额外光学特征和/或减薄层或基板，以增强(例如，曝光或限定)第一侧上的特征和/或与第一侧上的特征配合。在处理第二侧之前或之后，额外特征也可以沉积或形成在第二侧上。这样，可以提供光学特征的不同累积形状和/或光学特性，以框定或界定LED芯片的像素区域，和/或影响每个像素区域的任何期望区域，以获得期望的光学特性。这种特性可以布置在一层中或上，或者可以通过沉积或堆叠额外的和/或不同的层或基板来提供，包括相同和/或不同的材料。在某些实施例中，期望的光学特性(例如，期望的均匀性和对比度)可以根据最终用途而改变。
虽然本文公开的某些实施例包括凹部或凹槽的不同高度部分，该凹部或凹槽包含提供不同效用(例如，光分离效用对光扩散和/或光重定向效用)的材料，但是在其他实施例中，在基板部分之间的凹部或凹槽的不同宽度部分可以包含不同的材料。在图27A和27B中示出这种实施例的一个示例。图27A示出了固态发光器件194(例如，多LED芯片)的一部分，该固态发光器件194包括三个LED 10A-10C和在执行某些制造步骤之后的基板，其中，凹部或凹槽179A-179C限定在相邻LED 10A-10C之间的基板部分中，以限定基板部分173A-173C。(第四基板部分173Z示出为横向界定或限定凹部或凹槽179A。)每个凹部或凹槽179A-179C包括第一宽度部分179A1、179B1、179C1和第二宽度部分179A2、179B2、179C2。如图27A所示，每个凹部或凹槽179A-179C的第一宽度部分179A1、179B1、179C1包含光分离元件176A-176C。例如，可以通过在流体浴中垂直定向基板，并循环含有流体的颗粒材料，以将颗粒材料沉积在凹部或凹槽179A-179C中，来形成这些光分离元件176A-176C。可以使用其他方法来在每个凹部或凹槽179A-179C的第一宽度部分179A1、179B1、179C1中沉积光分离材料。
如图27A所示，每个LED 10A-10C包括靠近功能叠层170A-170C的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B、171C-172C，该功能叠层170A-170C被布置成将光发射到基板部分173A-173C中，该基板部分173A-173C包括侧表面174A-174C(即，包括界定相应凹部或凹槽179A-179C的侧表面)和主要发光表面部分175A-175C。在某些实施例中，不同LED 10A-10C的功能叠层170A-170C和/或基板部分173A-173C可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接。或者，每个LED 10A-10C可以彼此物理和/或电气断开。
图27B示出了在将透光材料添加到凹部或凹槽(179A-179C；如图27A中所示)的每个第二宽度部分179A2、179B2、179C2，以形成光扩散和/或光重定向元件177A-177C之后，图27A的固态发光器件194，与每个光分离元件176A-176C占据相应光扩散和/或光重定向元件177A-177C的整个宽度的替代配置相比，该光扩散和/或光重定向元件177A-177C用于减少出现由光分离元件176A-176C产生的未照亮或暗区域。
在某些实施例中，可以在不同的固态发射器基板部分之间提供一个或多个光学元件，例如，波长选择性透光区域(例如，滤光器或光学反射器)或单向反射镜，以促进光在LED阵列的像素之间传播，因此，增强组合发射的均匀性。结合图28A-28D描述了一个示例，图28A-28D示出了使用沿着固态发射器基板部分的侧表面布置的光学元件。
图28A是三个LED 10A-10C的侧截面图，每个LED 10A-10C包括基板部分173A-173C，并且每个LED沿着其侧面174A-174C安装到载体195上。每个LED 10A-10C包括靠近功能叠层170A-170C的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B、171C-172C，该功能叠层170A-170C被布置成将光发射到包括侧表面174A-174C(即，包括界定相应凹部或凹槽的侧表面)的基板部分173A-173C和主要发光表面部分175A-175C。如图28B所示，将LED 10A-10C安装到载体195上，旨在能够沿着LED 10A-10C的侧表面形成光学元件196A-196C。此后，LED 10A-10C可以从载体195上移除，并且(在使用精确拾取和放置技术等放置之后)安装在接口元件94上方，以形成固态发光器件200，如图28C所示。特别地，基板部分173A-173C可以安装在接口元件94上方，同时在LED 10A-10C的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B、171C-172C和接口元件94的相应电极对91、92之间形成电连接(例如，使用焊料凸块93、焊膏或类似器件)。另外，透光材料可以沉积到光学元件196A-196C和相邻LED 10A-10C的侧面174A-174C之间的间隙中，以形成光扩散和/或光重定向元件197A-197C。此后，如图28D所示，主要发光表面部分175A-175C、光学元件196A-196C和光扩散和/或光重定向元件197A-197C覆盖有发光材料层180。
在固态发光器件200的操作中，电流经由阳极-阴极对171A-172A、171B-172B、171C-172C提供给LED 10A-10C，并且在功能叠层170A-170C中生成LED发射。这种LED发射通过基板部分173A-173C传播，大部分陡角发射撞击在主要发光表面部分175A-175C上方的发光材料层180上。浅角度LED发射可以经由光学元件196A-196C在基板部分173A-173C之间透射(可选地与折射相结合)或反射，但是优选地，可以通过光扩散和/或重定向元件197A-197C引导与光学元件196A-196C相互作用的至少一部分任何LED发射，以撞击在上覆的发光材料180上。以这种方式，优选地减少在基板部分173A-173C之间出现未照亮或暗区域，并且可以增强发光器件的光发射的均匀性。
在某些实施例中，至少一个基板的透光部分包括至少一个斜边，以增强光在光分离元件上方扩散，因此，用作像素间光扩散区域。在某些实施例中，在多LED芯片中形成多个像素间光扩散区域。可以调整至少一个斜边的角度范围，以优化光提取。结合图29A和29B以及图30A和30B示出这种配置的示例。
图29A和图29B示出了固态发光器件202(例如，多LED芯片)的一部分，该固态发光器件202包括两个LED 10A、10B和限定包含光分离元件176的凹部或凹槽179的基板(包括基板部分173A、173B)，并且基板部分173A、173B包括布置为靠近光分离元件176的斜边部分204A、204B。在某些实施例中，凹部或凹槽179可形成有线锯，并且斜边部分204A、204B可形成有线锯，该线锯被布置成在每种情况下沿倾斜方向行进。斜边部分204A、204B横向限定了扩大的凹部部分179’，其宽度大于包含光分离元件176的凹部或凹槽179。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到包括侧表面174A、174B(即，包括界定凹部或凹槽179的侧表面)的基板部分173A-173C和主要发光表面部分175A、175B。在某些实施例中，不同LED 10A、10B的功能叠层170A、170B和/或基板部分173A、173B可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。图29B示出了在基板部分173A、173B和光分离元件176上方形成发光材料层180之后，图29A的固态发光器件202。
在固态发光器件202的操作中，电流经由阳极-阴极对171A-172A、171B-172B提供给LED 10A、10B，并且在功能叠层170A、170B中生成LED发射。这种LED发射通过基板部分173A、173B传播，大部分撞击在主要发光表面部分175A、175B上方的发光材料层180上。光分离元件176阻挡浅角度LED发射在基板部分173A、173B之间传输；然而，一部分中等角度的发射可以穿过斜边部分204A、204B(用作光扩散和/或光重定向区域)，以撞击在扩大的凹部部分179’内并与光分离元件176对准(或接近)的发光材料180的一部分上。以这种方式，照亮光分离元件176前方的区域(对应于像素间光扩散区域203)，减少在基板部分173A、173B之间出现非照亮或暗区域，并且增强固态发光器件202的光发射的均匀性。
图30A和图30B示出了另一斜边实施例，该实施例包括用作光分离元件的未填充的凹部或凹槽，并且被布置成被发光材料膜覆盖。参考图30A，固态发光器件205(例如，多LED芯片)包括被未填充的凹部或凹槽179分开的两个LED 10A、10B。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到包括侧表面174A、174B(即，包括界定未填充的凹部或凹槽179的侧表面)的基板部分173A、173B和主要发光表面部分175A、175B中。基板部分173A、173B包括布置为靠近未填充的凹部或凹槽179的斜边部分204A、204B。斜边部分204A、204B横向界定比凹部或凹槽179宽的扩大的凹槽部分179’。在某些实施例中，不同LED10A、10B的功能叠层170A、170B和/或基板部分173A、173B可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。如图所示，阳极-阴极对171A-172A、171B-172B安装(例如，经由焊料凸块93或其他器件，例如，焊膏等)到接口元件94的电极对91、92，接口元件94优选地包括半导体晶片。另外，底部填充材料99布置在固态发光器件205和接口元件94之间。
参考图30B，粘合促进材料191(例如，硅树脂或环氧树脂)优选地布置在基板部分173A、173B的主要发光表面部分175A、175B上的薄层中，并且发光材料膜180’粘合在粘合促进材料191上，从而封闭未填充的凹部或凹槽179和扩展的凹部部分179’。未填充的凹部或凹槽179优选地用作光分离元件，以在操作中防止或限制LED 10A、10B之间的串扰，并且斜边部分204A、204B优选地用作光扩散和/或光重定向元件，以使LED发射撞击在覆盖扩展的凹部部分179’的发光材料膜180’的一部分上。以这种方式，照亮未填充的凹部或凹槽179前方的区域(前部区域对应于像素间光扩散区域203)，减少在基板部分173A、173B之间出现未照亮或暗区域，并且增强固态发光器件205的光发射的均匀性。
在某些实施例中，可以在多LED阵列(例如，在多LED芯片中体现)的基板部分之间限定光分离元件，可以在基板部分上方布置发光材料层，并且可以在发光材料层上方布置包括光扩散和/或光重定向区域的透光次级基板，以减少出现覆盖光分离元件的未照亮或暗区域。透光次级基板可以包括可图案化的晶片型材料，例如，蓝宝石，并且可以通过光刻图案化和选择性材料去除，可选地随后选择性材料沉积(例如，沉积具有发光材料和/或相对于透光次级基板的主体具有不同折射率、散射或光学特性的材料)来限定光扩散和/或光重定向区域。结合图31-35描述了这些实施例的示例。
图31示出了固态发光器件206(例如，多LED芯片)的一部分，该固态发光器件206包括三个LED 10A-10C和基板，其中，在相邻LED10A-10C之间的基板部分中限定凹部或凹槽，以限定基板部分173A-173C。每个凹部或凹槽填充有光分离元件176A、176B。每个LED 10A-10C包括靠近功能叠层170A-170C的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B、171C-172C，该功能叠层170A-170C被布置成将光发射到包括侧表面174A-174C(即，包括界定相应凹部或凹槽的侧表面)的基板部分173A-173C和主要发光表面部分175A-175C。在某些实施例中，不同LED10A-10C的功能叠层170A-170C和/或基板部分173A-173C可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A-10C可以彼此物理和/或电气断开。发光材料层180布置在主要发光表面部分175A-175C和光分离元件176A、176B上。次级基板210布置在发光材料层180上，并且包括次级基板210中邻近发光材料层180的三角形光扩散和/或光重定向区域214A、214B。次级基板210包括下表面211和上表面212，其中，下表面靠近发光材料层180。每个光扩散和/或光重定向区域214A、214B包括基板215A、215B和顶点216A、216B，其中，基板215A、215B比顶点216A、216B更靠近基板部分173A-173C，使得每个顶点216A、216B指向上方。光散射材料208进一步布置在次级基板210的上表面212上。
在固态发光器件206的操作中，电流经由阳极-阴极对171A-172A、171B-172B、171C-172C提供给LED 10A-10C，并且在功能叠层170A-170C中生成LED发射。这种LED发射通过基板部分173A-173C传播，其中，大部分陡角发射撞击在主要发光表面部分175A-175C上方的发光材料层180上。浅角度LED发射可以被光分离元件176A、176B反射，并朝向发光材料180向上重定向。基板部分173A-173C之间的发光材料180的一部分被配置成将发射引导到光扩散和/或光重定向区域214A、214B中。以这种方式，照亮光分离元件176A、176B前面的区域(对应于像素间光扩散区域207A、207b)，减少在对应于光分离元件164A、176B的基板部分173A-173C之间出现未照亮或暗区域，并且增强固态发光器件206的光发射的均匀性。
图32示出了另一固态发光器件220(例如，多LED芯片)的一部分，其基本上类似于图31的固态发光器件206(使得不再描述相同的元件)，但是具有不同形状和不同位置的光扩散和/或光重定向区域218A、218B。特别地，布置在发光材料膜层180’上方的次级基板210包括次级基板210中的矩形光扩散和/或光重定向区域218A、218B，其延伸穿过发光材料膜层180’(使得该层在性质上可以是不连续的)并穿过次级基板210的下部(例如，穿过次级基板210的下表面211但不到达上表面212)。每个光扩散和/或光重定向区域218A、218B与下面的光分离元件176A、176B对准，并且包括与相应的下面的光分离元件176A、176B基本相同的宽度。固态发光器件220的操作基本上类似于图31的固态发光器件206的操作。
图33示出了另一固态发光器件222(例如，多LED芯片)的一部分，其基本上类似于图31的固态发光器件206(使得不再描述相同的元件)，但是具有不同位置和取向的光扩散和/或光重定向区域224A、224B。特别地，布置在发光材料层180上方的次级基板210包括次级基板210中的三角形光扩散和/或光重定向区域224A、224B，其靠近次级基板210的上表面212。每个光扩散和/或光重定向区域224A、224B包括基板225A、225B和顶点226A、226B，其中，顶点226A、226B比基板225A、225B更靠近基板部分173A-173C，使得每个顶点226A、226B指向下方。光散射材料208进一步布置在次级基板210的上表面上，其中，每个光扩散和/或光重定向区域224A、224B的基板225A、225B向上延伸穿过光散射材料208的至少一部分。固态发光器件220的操作基本上类似于图31的固态发光器件206的操作。
图34示出了另一固态发光器件228(例如，多LED芯片)的一部分，其基本上类似于图31的固态发光器件206(使得不再描述相同的元件)，但是具有不同位置和取向的光扩散和/或光重定向区域224A、224B以及加长的光分离元件176’A、176’B。特别地，每个加长的光分离元件176’A、176’B向上延伸经过基板部分173A-173C，并穿过发光材料膜层180’的至少一部分。此外(以类似于图33的方式)，布置在发光材料膜层180’上的次级基板210包括次级基板210中靠近次级基板210的上表面212的三角形光扩散和/或光重定向区域224A、224B。每个光扩散和/或光重定向区域224A、224B包括基板225A、225B和顶点226A、226B，其中，顶点226A、226B比基板225A、225B更靠近基板部分173A-173C，使得每个顶点226A、226B指向下方。光散射材料208进一步布置在次级基板210的上表面上，其中，每个光扩散和/或光重定向区域224A、224B的基板225A、225B向上延伸穿过光散射材料208的至少一部分。固态发光器件220的操作基本上类似于图31的固态发光器件206的操作。
图35示出了另一固态发光器件230(例如，多LED芯片)的一部分，其基本上类似于图31的器件206和图32的器件220(使得不再描述相同的元件)，但是具有不同的放置、尺寸和取向的光扩散和/或光重定向区域232A、232B。布置在发光材料膜层180’上的次级基板210包括次级基板210中的矩形光扩散和/或光重定向区域232A、232B，其延伸穿过发光材料膜层180’(使得发光材料膜层180’在性质上可以是不连续的)并穿过次级基板210的下部(即，延伸穿过次级基板210的下表面211，但不足以接触上表面212)。每个光扩散和/或光重定向区域232A、232B与下面的光分离元件176A、176B对准，但是包括基本上小于相应的下面的光分离元件176A、176B的宽度。固态发光器件230的操作基本上类似于图31的固态发光器件206和图32的固态发光器件220的操作。
图36示出了用于操作固态发光器件(例如，多LED芯片)的测试设备的电路板240和基板250之间的互连，该固态发光器件包括本文公开的高密度LED阵列。电路板240包括支撑许多(例如，铜)电迹线243的基板241(例如，包括诸如FR-4等传统电路板材料)，所述电迹线243可形成在其一侧或两侧上，和/或可形成在具有中间介电层(未示出)的连续层中。电路板240支撑多个互连，包括四个互连242A-242D，其被配置成接收带状电缆244A-244D，用于与基板250的互连252A-252D连通信号。基板250优选地包括半导体晶片251，该半导体晶片251具有布置在其上的多个迹线253。矩形阵列安装区域255被配置成接收LED阵列，并且优选地允许单独控制LED阵列的每个像素(LED)，例如，通过为每个LED提供一个阳极和一个阴极。
图37A和图37B描绘了包括半导体晶片261的另一基板260，半导体晶片261支撑多个电迹线263，将电迹线263路由到矩形阵列安装区域265，该矩形阵列安装区域265被配置成接收在本文中公开的LED阵列(未示出)。迹线263延伸到接近基板260的一个边缘的多个触点262。基板260可用作测试设备，使得在矩形阵列安装区域265内，只有选定的触点对266(例如，在图示虚线形状中以大致对角的方向布置)是有源的并且能够操作LED阵列的LED。需要额外的有源触点对来操作占据整个矩形阵列安装区域265的LED阵列中的每个像素。在某些实施例中，有源触点对可以沿着专用集成电路(ASIC)芯片的可访问表面布置，该芯片被配置成接收在本文中公开的LED阵列。图38A是图37A和37B的基板260的放大部分，示出了布置在半导体晶片261上的迹线263和矩形阵列安装区域265以及可操作的选定触点对266(在图示的虚线形状内)。
图39A是包括两个倒装芯片LED 10A、10B(例如，可从位于位于北卡罗来纳州达勒姆的Cree公司获得的Cree EZ系列倒装芯片)的固态发光器件的一部分的侧截面示意性装配图，该倒装芯片LED 10A、10B被布置成通过由凹部或凹槽279分开的透光基板部分273A、273B传输LED发射。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层270A、270B的阳极-阴极对271A-272A、271B-272B，该功能叠层270A、270B被布置成将光发射到基板部分273A、273B中，其中，LED 10A、10B可选地单个多LED芯片中体现。阳极271A、271B相对于阴极272A、272B具有不同的高度，并且布置在优选地包括半导体晶片的基板280的电极281A、282A、281B、282B上方。电极281A、282A、281B、282B被布置为电极对281A-282A、281B-282B，其中，每个电极对包括一个短电极281A、281B和一个高电极282A、282B，并且每个电极281A、282A、281B、282B被配置成与互补高度的阳极271A、272A或阴极271B、272B配合。电极对281A-282A、281B-282B被布置成通过适当的安装器件例(例如，焊膏、焊料凸块等)接收阳极-阴极对271A-272A、271B-272B。提供不同高度的电极281A-282A、281B-282B可以减少由于安装期间过量焊膏或焊剂的流动而导致相反极性的电极(或阳极和阴极)之间意外短路的风险，当LED 10A、10B具有小像素间距(即，彼此非常接近)时，这可能特别令人关注。
图39B是固态发光器件的一部分的侧截面示意图，该固态发光器件类似于图39A的器件，但是包括沿着基板的电极的改进布置。如图所示，固态发光器件包括两个倒装芯片LED 10A、10B，其被布置成通过由凹部或凹槽279分开的透光基板部分273A、273B传输LED发射。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层270A、270B的阳极-阴极对271A-272A、271B-272B，该功能叠层270A、270B被布置成将光发射到基板部分273A、273B中。阳极271A、271B相对于阴极272A、272B具有不同的高度，并且布置在优选地包括半导体晶片的基板290的电极291A、292A、291B、292B上方。两个电极292A、292B包括边界壁295A、295B，这些边界壁295A、295B被布置成防止焊接操作期间熔化时可能从焊料凸块293流出的焊料横向流动。焊料凸块293的存在还提高了电极292A、292B相对于其他电极291A、291B的有效高度，其他电极291A、291B可以被配置成接收具有比焊料凸块293更薄的有效高度的焊膏。电极对291A-292A、291B-292B被布置成接收阳极-阴极对271A-272A、271B-272B。提供不同有效高度的电极291A-292A、291B-292B并且提供边界壁295A、295B，可以降低安装操作期间相反极性的电极(或阳极和阴极)之间意外短路的风险，当LED 10A、10B具有小像素间距(即，彼此非常接近)时，这可能特别令人关注。
在某些实施例中，包括多个LED和基板的固态发光器件(例如，多LED芯片)可以在连接LED的基板中限定一个或多个凹部或凹槽之前安装在接口元件(例如，ASIC、载体基板或基板)上方。在基板中限定凹部或凹槽易于削弱基板并可能影响其平面性。通过在基板中限定一个或多个凹部或凹槽之前将固态发光器件安装到接口元件，可以增强确保在其间可靠连接的能力。
图40A-图40D示出了制造固态发光器件300的步骤，该固态发光器件300具有促进提高的对比度和像素间均匀性的特征，安装在接口元件94上方(例如，可选地在ASIC或载体或基板中体现)，其中，在固态发光器件300的不同LED 10A、10B之间形成凹部或凹槽之前，进行这种安装。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到基板173的部分中。基板173包括侧面174A、174B和发光表面，该发光表面分成多个发光表面部分175A、175B。在某些实施例中，功能叠层170A、170B和/或基板173的对应于不同LED 10A、10B的部分可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。阳极-阴极对171A-172A、171B-172B安装(例如，经由焊料凸块93)到接口元件94的电极对91、92，接口元件94可以包括半导体晶片。尽管示出了焊料凸块93，但是应当理解，可以替代地使用任何合适的电连接器件(例如，焊膏或其他器件)。在某些实施例中，在固态发光器件300和接口元件94之间的接合包括限定多个多LED芯片的晶片和限定多个接口元件的晶片或其他基板的晶片级接合，其中，在完成诸如开槽、填充和单一化等步骤之前，接口元件94的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B和电极对91、92的所有触点适当地对准。
图40B示出了在图40A的基板173中形成凹部或凹槽179以形成基板部分173A、173B之后，图40A的固态发光器件300，每个基板部分具有相应的发光表面部分175A、175B。尽管仅示出了单个凹部或凹槽179和两个LED 10A、10B，但是应当理解，可以提供由凹部或凹槽分开的任何合适数量的LED，其中，LED优选地布置成二维阵列。在某些实施例中，可以通过机械锯切、通过蚀刻、通过激光切割或通过其他方法来限定凹部或凹槽，并且可以仅通过基板的一部分或通过基板的整个厚度来限定凹部或凹槽，以产生基板部分173A、173B。
图40C示出了在将可移除(例如，牺牲)材料189添加到凹部或凹槽179(如图40B所示)之后，并且在基板部分173A、173B和可移除材料189上方形成发光材料180之后，图40B的固态发光器件300。可选地，底部填充材料(未示出)可以布置在接口元件94和固态发光器件300之间。
图40D示出了在从基板部分173A、173B之间移除可移除材料189(在图40C中示出)，以产生被发光材料180覆盖的未填充凹部或凹槽179之后，图40C的固态发光器件300。未填充的凹部或凹槽179优选地用作光分离元件，以在操作时防止或限制LED 10A、10B之间的串扰。固态发光器件300的操作基本上类似于图22C的固态发光器件168的操作。
在某些实施例中，固态发光器件(例如，多LED芯片)可以安装在第一接口元件(例如，在载体基板或基板中体现)上，第一接口元件为固态发光器件提供结构支撑，并且包括用于将第一接口元件安装到第二接口元件(例如，在ASIC中体现)的穿透式电连接。在某些实施例中，穿透式电连接可以包括穿过第一接口元件内部的导电通孔，以在限定在第一接口元件的相对面上的接触焊盘之间提供导电路径。在某些实施例中，可以将多LED芯片安装到第一接口元件，以在其中限定一个或多个凹部或凹槽之前，为多LED芯片提供结构支撑。这种支撑可能有利于促进处理和/或解决封装限制，因为凹部或凹槽的形成可能会导致发光器件非常脆弱并且容易断裂。
图41是固态发光器件(例如，多LED芯片)304的侧截面示意图，该固态发光器件304包括多个LED 10A、10B和安装在载体基板或基板中体现的第一接口元件305上方的基板173。第一接口元件305包括布置在第一主表面306上的电触点311、312、布置在第二主表面308上的电触点315、316以及在第一主表面306和第二主表面308之间延伸以在相应的电触点311、212、315、316之间提供导电路径的导电通孔309。第一接口元件305位于在ASIC中体现的(第二)接口元件94上方式，以使得能够在固态发光器件304和第二接口元件94之间安装第一接口元件305。第二接口元件94包括电极对91、92，电极对91、92被布置成使用焊料凸块93或诸如焊膏(未示出)等其他器件沿着第一接口元件305的第二主表面308电连接到对应的电触点315、316。基板173可分成基板部分，每个基板部分与不同的LED 10A、10B相关联。每个LED 10A、10B包括靠近功能叠层170A、170B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B，该功能叠层170A、170B被布置成将光发射到相应的一个基板部分中，每个LED 10A、10B体现倒装芯片LED。在某些实施例中，功能叠层170A、170B和/或不同LED 10A、10B的基板部分可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A、10B可以彼此物理和/或电断开。每个基板部分包括侧表面174A、174B，并且包括主要发光表面部分175A、175B。如图所示，固态发光器件304在LED 10A、10B之间没有任何凹槽或凹部，但是应当理解，可以在固态发光器件304安装到第一接口元件305之后，或者在第一接口元件305(固态发光器件304布置在其上)安装到第二接口元件94上方之后，通过LED 10A、10B之间的基板173的一部分厚度或整个厚度来限定凹槽或凹部(以形成基板部分)。
在某些实施例中，可选地布置在二维阵列中的多个固态发光器件(例如，多芯片LED)可以安装在单个接口元件上方，例如，ASIC或载体基板或基板上方，可选地在固态发光器件的LED之间的基板部分中限定一个或多个凹槽或凹部之前。在其他实施例中，多个接口元件(例如，ASIC，或载体基板或基板)可以被布置成安装到单个多芯片固态发光器件(例如，多芯片LED芯片)，可选地在多芯片固态发光器件的部分中限定一个或多个凹槽或凹部之前。在某些实施例中，多个单个化LED阵列或多LED器件(在其中形成凹槽或凹部之前)可以放置并接合到单个接口元件(例如，ASIC或载体基板或基板)；或者，在其他实施例中，单个LED阵列可以被布置成接收多个放置和接合的单一化ASIC芯片。
图42示出了在固态发光器件320-1、320-2的基板173-1、173-2中限定凹部或凹槽之前，安装在单个接口元件(例如，ASIC、载体基板或基板)94上的两个固态发光器件(例如，多LED芯片)320-1、320-2。尽管图42示出了在固态发光器件320-1、320-2之间存在间隙321，但是在某些实施例中，间隙321可以填充有一种或多种材料和/或消除该间隙(例如，通过使固态发光器件320-1、320-2彼此邻接，在其间没有空间)。每个固态发光器件320-1、320-2包括多个LED 10-1A、10-1B、10-2A、10-2B，每个LED 10-1A、10-1B、10-2A、10-2B包括接近功能叠层170-1A、170-1B、170-2A、170-2B的阳极-阴极对171-1A、172-1B、171-2A、172-2B，该功能叠层被布置为将光发射到基板173-1、173-2的部分中。每个基板173-1、173-2可分成(例如，使用凹槽或凹部，未示出)基板部分，每个基板部分与不同的LED 10-1A、10-1B、10-2A、10-2B相关联。每个基板173-1、173-2包括侧表面174-1A、174-2B和主要发光表面，主要发光表面分成多个发光表面部分175-1A、175-1B、175-2A、175-2B。在某些实施例中，功能叠层170-1A、170-1B、170-2A、170-2B和/或对应于不同LED 10-1A、10-1B、10-2A、10-2B的基板173-1、173-2的部分可以经由至少一个互连170’-1、170’-2整体形成和/或连接；或者，每个LED 10-1A、10-1B、10-2A、10-2B可以彼此物理和/或电断开。阳极-阴极对171-1A、172-1B、171-2A、172-2B安装(例如，经由焊料凸块93)到接口元件94的电极对91、92，接口元件94可以包括半导体晶片。在某些实施例中，可以在安装到接口元件94之后，处理固态发光器件320-1、320-2，例如，薄化整个基板173-1、173-2和/或限定基板173-1、173-2中的在LED 10-1A、10-1B、10-2A、10-2B之间的凹部或凹槽，例如，在虚线箭头322-1、322-2标记的位置中。
图43示出了在连接固态发光器件330的多个LED 10A-10D的基板173中限定凹部或凹槽之前，安装在多个接口元件94-1、94-2(例如，ASIC或载体基板或基板)上的固态发光器件(例如，多LED芯片)330。每个LED 10A-10D包括靠近功能叠层170A-170D的阳极(例如，阳极171A)和阴极(例如，阴极172D)，该功能叠层170A-170D被布置成将光发射到基板173的部分中，该基板173可分成基板部分，每个基板部分与不同的LED 10A-10D相关联。具体地，可以通过限定通过通常在LED 10A-10D之间的基板173的一部分厚度或整个厚度的凹部或凹槽(未示出)，来划分基板173，例如，在由虚线箭头332A-332C标记的位置中。基板173包括侧表面174A、174D和主要发光表面，主要发光表面分成多个发光表面部分175A-175D。在某些实施例中，功能叠层170A-170D和/或基板173的对应于不同LED 10A-10D的部分可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A-10D可以彼此物理和/或电气断开。阳极-阴极对(例如，包括阳极171A至阴极172D)安装(例如，经由焊料凸块93)到接口元件94-1、94-2的电极对91-1、92-1、91-2、92-2，接口元件可以包括半导体晶片。在某些实施例中，可以在安装到接口元件94-1、94-2之后处理固态发光器件330，例如，薄化整个基板173，和/或在LED 10A-10D之间的基板173中限定凹部或凹槽。
在某些实施例中，可以在将固态发光器件安装到接口元件(例如，ASIC或载体基板或基板)之前，选择性地去除包括固态发光器件(例如，多LED芯片)的有源层的外延层部分。这种选择性去除可以通过蚀刻、锯切或其他方式来完成，并且可以可选地随后选择性去除延伸穿过支撑外延层的基板的部分或整个厚度的基板材料。在某些实施例中，可以在LED之间选择性地去除外延层部分，这可能是实现独立操作不同LED和/或减少在不同LED之间的热连通所希望的。在某些实施例中，可以在第一方向上(例如，从正面)通过固态发光器件的外延层部分限定一个或多个第一凹部或凹槽，随后将固态发光器件安装在接口元件上方，随后在第二方向上(例如，从背面)通过固态发光器件的基板部分限定一个或多个第二凹部或凹槽。在某些实施例中，第一凹部或凹槽可以与第二凹部或凹槽对准，可选地，以促使第一凹部与第二凹部合并的方式，或者可替代地，使基板的薄膜部分分离第一凹部和第二凹部。
图44A-图44C示出了制造具有促进提高对比度和像素间均匀性的特征的固态发光器件(例如，多LED芯片)340的步骤，该固态发光器件安装在接口元件94(例如，可选地在ASIC或载体或基板中体现)上，其中，在安装之前沿第一方向在固态发光器件340中限定第一凹部或凹槽341。
图44A示出了包括第一(前侧)凹部或凹槽341的固态发光器件(例如，多LED芯片)340。第一凹部或凹槽341延伸穿过外延层，形成固态发光器件340的不同LED 10A、10B的功能叠层170A、170B。功能叠层170A、170B布置在基板173和LED 10A、10B的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B之间，其中，功能叠层170A、170B布置成将光发射到基板173的部分中，以通过在侧面174A、174B之间界定的基板173的主要发光表面部分175A、175B离开。如图所示，通过外延层限定第一凹部或凹槽341(例如，通过蚀刻或其他方式)，以分离功能叠层170A、170B。
图44B示出了在安装在接口元件(例如，ASIC或载体基板或基板)94上方之后，图44A的固态发光器件340。虚线箭头342A标识了可以通过基板173的至少一部分限定第二凹部(未示出)的位置。固态发光器件340的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B安装(例如，经由焊料凸块93)到接口元件94的电极对91、92，接口元件94可以包括半导体晶片。尽管示出了焊料凸块93，但是应当理解，可以替代地使用任何合适的电连接器件(例如，焊膏或其他器件)。
图44C示出了在固态发光器件340和接口元件94之间添加底部填充材料345并形成通过基板的一部分限定的第二凹部或凹槽343(即，在与形成第一凹部或凹槽341的第一方向相反的第二方向上)，以产生基板部分173A、173B之后，图44B的固态发光器件340。如图所示，第二凹部或凹槽343与第一凹部或凹槽341对准(即，对准)，但是各个凹部或凹槽341、343被基板173的薄膜区域344分开。
图44D示出了固态发光器件340’，其基本上类似于图44C中所示的器件340(由此将不再描述具有相同附图标记的元件)，但是包括延伸穿过基板部分173A、173B的整个厚度的第二替代凹部或凹槽346(即，暴露通常布置在固态发光器件340’和接口元件94之间的底部填充材料345的一部分)。
图45示出了固态发光器件(例如，多LED芯片)350，其包括在相邻LED 10A-10C之间限定的凹部或凹槽，其中，不同发射区351-353具有不同特性。每个LED 10A-10C包括靠近功能叠层170A-170C的阳极-阴极对171A-172A、171B-172B、171C-172C，该功能叠层170A-170C被布置成将光发射到基板部分173A-173C中。在各个LED 10A-10C之间限定凹部或凹槽，以在各个LED 10A-10C之间产生侧表面174A-174C，并沿着基板部分173A-173C的侧边界产生斜边部分204A、204B-1、204B-2、204C，以提供光分离和像素间光扩散效用。各个LED 10A-10C的基板部分173A-173C的主要发光表面覆盖有粘合促进材料191(例如，环氧树脂)和在每个LED 10A-10C之上和之间跨越的发光材料层180。在某些实施例中，不同LED 10A-10C的功能叠层170A-170C和/或基板部分173A-173C可以经由至少一个互连170’整体形成和/或连接；或者，每个LED 10A-10C可以彼此物理和/或电气断开。光反射涂层355A、355C可以布置在基板部分173A、173C的侧边附近，基板部分173A、173C可沿着固态发光器件的侧边布置。可以定制不同发射区351-353的特性，以提供不同的特性(例如，方向性、横向截止、光束图案、色点、色温、强度等)，这根据固态发光器件中的发射区351-353的相对位置可能是有用的。
本文公开的实施例可以提供以下一个或多个有益的技术效果：能够制造具有小像素间距发射器阵列的固态发光器件；提供具有减小的散射和/或光学串扰特性的小像素间距固态发光器件(包括含发光体的发光器件)；提供具有增强的照射均匀性的小像素间距固态发光器件(包括含发光体的发光器件)，同时提供降低的光学串扰；简化多色顺序照射LED显示器的制造并提高分辨率；能够制造固态发光器件的大模块阵列；简化制造具有多个照射区域的下一代车辆前照灯，并能够选择性地照射或避免照射选定的照射目标；并且能够在目标照射表面上投影图像或信息。
本领域的技术人员将认识到对本公开内容的优选实施例的改进和修改。所有这些改进和修改都被认为在本文公开的概念和随后的权利要求的范围内。

Claims (78)

1.一种多LED芯片，包括：
LED阵列，由基板支撑并被布置成通过所述基板的多个透光区域传输LED发射；
至少一种发光材料，布置在所述基板的光提取表面上或上方，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收所述LED发射的至少一部分并响应性地产生发光体发射，并且其中，所述至少一种发光材料包括基本上与所述多个透光区域对准的多个光输出区域；以及
多个光分离元件，至少部分地布置在所述基板内，其中，所述多个光分离元件中的光分离元件布置在所述多个透光区域中的不同透光区域之间，并且所述多个光分离元件被配置成减少所述不同透光区域之间的所述LED发射的通过。
2.根据权利要求1所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件从所述光提取表面延伸到所述基板的内部。
3.根据权利要求1所述的多LED芯片，其中：
所述基板包括与所述光提取表面相对的光入射表面；并且
所述多个光分离元件从所述光入射表面延伸到所述基板的内部。
4.根据权利要求1所述的多LED芯片，其中：
所述基板包括与所述光提取表面相对的光入射表面；
所述多个光分离元件中的第一组光分离元件从所述光入射表面延伸到所述基板的内部；并且
所述多个光分离元件中的第二组光分离元件从所述光提取表面延伸到所述基板的内部。
5.根据权利要求1所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件包括从所述基板的内部延伸到所述光提取表面的里部，并且包括延伸超出所述光提取表面的外部。
6.根据权利要求5所述的多LED芯片，还包括由所述光提取表面和所述多个光分离元件的外部界定的多个光提取凹部，其中，所述至少一种发光材料至少部分地布置在所述多个光提取凹部内。
7.根据权利要求6所述的多LED芯片，其中，所述外部相对于所述里部是不连续的。
8.根据权利要求1所述的多LED芯片，其中，所述光提取表面限定了多个光提取凹部，并且所述至少一种发光材料至少部分地布置在所述多个光提取凹部内。
9.根据权利要求1所述的多LED芯片，其中，所述至少一种发光材料包括对应于所述多个光输出区域中的第一光输出区域的第一发光材料以及对应于所述多个光输出区域中的第二光输出区域的第二发光材料。
10.根据权利要求1所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件包括光反射材料。
11.根据权利要求1所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件与所述LED阵列中的至少一些LED之间的边界对准。
12.根据权利要求1所述的多LED芯片，还包括布置在所述至少一种发光材料上的多个微透镜，其中，所述多个微透镜中的每个微透镜布置在所述多个光输出区域的不同光输出区域上。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的多LED芯片，其中，所述基板包括生长基板，所述LED阵列的有源层在所述生长基板上生长。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的多LED芯片，其中，所述基板包括与生长基板不同的载体基板，在所述生长基板上生长所述LED阵列的有源层。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的多LED芯片，其中，所述LED阵列中的每个LED具有倒装芯片配置。
16.根据权利要求1至12中任一项所述的多LED芯片，其中，所述LED阵列中的每个LED是可单独寻址的。
17.一种多LED芯片，包括：
LED阵列，被布置成通过基板的透光部分传输LED发射；
至少一种发光材料，布置在所述基板的光提取表面上或上方，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收所述LED发射的至少一部分并响应性地产生发光体发射，其中，所述至少一种发光材料包括：多个光输出区域；以及
多个光分离元件，与所述LED阵列中的至少一些LED之间的边界对准，其中，所述多个光分离元件中的至少一部分布置在所述光提取表面的部分上或上方，并且延伸超出所述多个光输出区域。
18.根据权利要求17所述的多LED芯片，其中，所述多个光提取凹部由所述多个光分离元件和所述光提取表面界定，并且其中，所述至少一种发光材料至少部分地布置在所述多个光提取凹部内。
19.根据权利要求17所述的多LED芯片，其中，所述光提取表面限定了多个光提取凹部，并且所述至少一种发光材料至少部分地布置在所述多个光提取凹部内。
20.根据权利要求17所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件的部分延伸到所述基板的内部。
21.根据权利要求17所述的多LED芯片，其中，所述至少一种发光材料包括第一发光材料和第二发光材料，所述第一发光材料被布置成覆盖所述光提取表面的第一部分，并且所述第二发光材料被布置成覆盖所述光提取表面的第二部分。
22.根据权利要求17所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件包括光反射材料。
23.根据权利要求17所述的多LED芯片，还包括布置在所述至少一种发光材料上的多个微透镜，其中，所述多个微透镜中的每个微透镜布置在所述多个光输出区域的不同光输出区域上。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的多LED芯片，其中，所述LED阵列中的每个LED具有倒装芯片配置。
25.根据权利要求17至23中任一项所述的多LED芯片，其中，所述LED阵列中的每个LED是可单独寻址的。
26.一种制造多LED芯片的方法，所述方法包括：
在支撑LED阵列的透光基板的至少一个表面中限定多个凹部或凹槽，其中，所述多个凹部或凹槽与所述LED阵列中的至少一些LED之间的边界对准；
在所述多个凹部或凹槽中沉积光影响材料，以产生至少部分地布置在所述透光基板内的多个主要光分离元件，其中，所述多个主要光分离元件被配置成减少所述透光基板的多个透光区域的不同透光区域之间的LED发射的通过；并且
在所述透光基板的光提取表面上或上方提供至少一种发光材料。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述多个凹部或凹槽通过机械锯切来限定。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述多个凹部或凹槽通过蚀刻来限定。
29.根据权利要求26所述的方法，还包括在所述光提取表面中限定多个光提取凹部，其中，在所述光提取表面上或上方提供所述至少一种发光材料包括在所述多个光提取凹部中沉积所述至少一种发光材料的至少一部分。
30.根据权利要求26所述的方法，其中，所述至少一种发光材料包括多个光输出区域，并且所述方法还包括在所述至少一种发光材料上沉积光影响材料，以形成多个次级光分离元件，所述多个次级光分离元件被布置成分离所述多个光输出区域。
31.根据权利要求26所述的方法，其中，所述光影响材料包括光反射材料。
32.根据权利要求26至31中任一项所述的方法，其中，所述LED阵列中的每个LED具有倒装芯片配置。
33.一种制造多LED芯片的方法，所述方法包括：
在支撑LED阵列的基板的光提取表面中形成多个光提取凹部；
和
提供至少一种发光材料，所述发光材料至少部分地布置在所述多个光提取凹部内。
34.根据权利要求33所述的方法，还包括提供至少部分地布置在所述基板内的多个光分离元件，其中，所述多个光分离元件被配置成减少所述基板的多个透光区域的不同透光区域之间的LED发射的通过。
35.根据权利要求33所述的方法，还包括在(i)所述光提取表面的至少一部分和(ii)所述至少一种发光材料的至少一部分中的一个或多个上或上方形成多个光分离元件。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述多个光分离元件与所述LED阵列中的至少一些LED之间的边界对准。
37.根据权利要求33至36中任一项所述的方法，其中，所述LED阵列中的每个LED具有倒装芯片配置。
38.一种多LED芯片，包括：
LED阵列，被布置成通过基板的多个透光部分传输LED发射；
至少部分地布置在基板内的多个光分离元件，其中，所述多个光分离元件中的光分离元件布置在所述多个透光部分中的不同透光部分之间，所述多个光分离元件被配置成减少不同透光部分之间的LED发射的通过，并且所述多个透光部分被配置成由所述LED阵列照射以限定包括多个边界部分的多个像素，其中，所述多个像素中的每个像素包括所述多个边界部分中的至少一个边界部分；以及
多个像素间光扩散区域，被配置成通过所述多个边界部分中的边界部分来透射光，以增强与所述多个光分离元件对准或接近的所述多LED芯片的发光表面部分处的像素间照射。
39.根据权利要求38所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件包括至少一种光影响材料，并且所述多个像素间光扩散区域包括布置成与所述至少一种光影响材料接触的至少一种透光材料。
40.根据权利要求38所述的多LED芯片，其中：
所述多个光分离元件完全布置在所述基板内；并且
所述多个像素间光扩散区域包括至少一种透光材料，所述透光材料至少部分地布置在所述基板内以及所述多个光分离元件上方。
41.根据权利要求38所述的多LED芯片，其中，所述多个像素间光扩散区域包括至少一个透光材料区域，所述透光材料区域相对于所述基板的表面升高并且所述透光材料区域至少部分地与所述多个光分离元件对准。
42.根据权利要求38所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件包括在所述基板的部分内的多个未填充的空隙。
43.根据权利要求38所述的多LED芯片，还包括布置在所述基板的光提取表面上或上方的至少一种发光材料，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收所述LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射。
44.根据权利要求43所述的多LED芯片，其中，所述至少一种发光材料进一步布置在所述多个像素间光扩散区域上方。
45.根据权利要求38所述的多LED芯片，其中，所述基板的多个透光部分中的每个透光部分与所述基板的多个透光部分中的至少一个其他透光部分隔开间隙，所述间隙：(i)具有宽度和深度，(ii)部分填充有所述多个光分离元件中的光分离元件，并且(iii)部分填充有限定所述多个像素间光扩散区域中的一个像素间光扩散区域的至少一种透光材料。
46.根据权利要求45所述的多LED芯片，其中，所述间隙包括用所述光分离元件填充的宽度的第一部分，并且包括用所述至少一种透光材料填充的宽度的第二部分。
47.根据权利要求45所述的多LED芯片，其中，所述间隙包括用所述光分离元件填充的深度的第一部分，并且包括用所述至少一种透光材料填充的深度的第二部分。
48.根据权利要求45所述的多LED芯片，还包括至少一个透光材料区域，所述透光材料区域相对于所述基板的表面升高并且至少部分地与所述光分离元件和像素间光扩散区域中的至少一个对准。
49.根据权利要求38所述的多LED芯片，其中，所述基板的多个透光部分中的每个透光部分包括形成所述多个像素间光扩散区域中的一个像素间光扩散区域的至少一个斜边。
50.根据权利要求49所述的多LED芯片，其中，所述基板包括至少一个光提取表面，所述光提取表面包含所述至少一个斜边以及布置在所述至少一个光提取表面上或上方的至少一种发光材料，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收所述LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射。
51.根据权利要求38所述的多LED芯片，还包括：
布置在所述基板上方的透光次级基板；以及
布置在所述透光次级基板和所述基板之间的发光材料，其中，所述发光材料被配置成接收所述LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射。
52.根据权利要求51所述的多LED芯片，还包括布置在所述透光次级基板上的光散射层。
53.根据权利要求51所述的多LED芯片，其中，所述多个像素间光扩散区域至少部分地布置在所述透光次级基板内。
54.根据权利要求51所述的多LED芯片，其中，所述多个像素间光扩散区域包括在所述透光次级基板内的多个光重定向区域。
55.根据权利要求54所述的多LED芯片，其中，所述多个光重定向区域包括在所述透光次级基板内限定的多个空隙。
56.根据权利要求54所述的多LED芯片，其中，所述多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括另一种透光材料，所述另一种透光材料的组成与所述透光次级基板的材料不同。
57.一种多LED芯片，包括：
LED阵列，被布置成通过基板的多个透光部分传输LED发射；
多个光分离元件，至少部分地布置在所述基板内，其中，所述多个光分离元件中的光分离元件布置在所述多个透光部分中的不同透光部分之间，所述多个光分离元件被配置成减少不同透光部分之间的所述LED发射的通过；
透光次级基板，布置在所述基板上方；
发光材料，布置在所述透光次级基板和所述基板之间，其中，所述发光材料被配置成接收所述LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射；以及
多个光重定向区域，至少部分地布置在所述透光次级基板内，其中，所述多个光重定向区域中的每个光重定向区域被配置成增强与所述多个光分离元件重叠和对准的所述多LED芯片的发光表面部分的照射。
58.根据权利要求57所述的多LED芯片，还包括布置在所述透光次级基板上的光散射层。
59.根据权利要求58所述的多LED芯片，其中，所述透光次级基板布置在所述发光材料和所述光散射层之间。
60.根据权利要求57所述的多LED芯片，其中，每个光重定向区域的一部分延伸到或穿过包含所述发光材料的发光材料层。
61.根据权利要求57所述的多LED芯片，其中，所述多个光重定向区域包括在所述透光次级基板内限定的多个空隙。
62.根据权利要求57所述的多LED芯片，其中，所述多个光重定向区域中的每个光重定向区域包括另一种透光材料，所述另一种透光材料的组成与所述透光次级基板的材料不同。
63.根据权利要求57所述的多LED芯片，其中，所述多个光分离元件包括在所述基板中限定的多个未填充的空隙。
64.根据权利要求57所述的多LED芯片，其中：
所述基板包括多个与所述LED阵列导电连通的多个阳极-阴极对；并且
所述基板安装在包括多个电极对的载体基板上方，其中，所述多个阳极-阴极对与所述多个电极对导电连通。
65.一种用于制造多LED芯片的方法，所述方法包括：
在支撑LED阵列的基板中限定多个凹槽或凹部，其中，所述多个凹槽或凹部中的凹槽或凹部基本上布置在LED阵列的LED之间，并且所述基板包括与所述LED阵列导电连通的多个阳极-阴极对；
将所述基板安装在包括多个电极对的载体基板上方，其中，所述安装包括在所述多个阳极-阴极对和多个电极对之间建立导电路径；
在所述基板安装在所述载体基板上方之后使所述基板变薄；并且
在所述基板上方施加至少一种发光材料，其中，所述至少一种发光材料被配置成接收所述LED阵列的至少一部分发射并响应性地生成发光体发射。
66.根据权利要求65所述的方法，其中：
所述LED阵列被布置成通过所述基板的多个透光部分传输LED发射；并且
所述方法还包括在所述基板中形成多个光分离元件，所述光分离元件被配置成减少在所述多个透光部分中的不同透光部分之间的所述LED发射的通过。
67.根据权利要求66所述的方法，其中，形成所述多个光分离元件包括将至少一种光反射材料添加到所述多个凹槽或凹部中。
68.根据权利要求66所述的方法，其中，形成所述多个光分离元件包括在所述多个凹槽或凹部内形成多个未填充的空隙。
69.根据权利要求68所述的方法，其中，形成所述多个未填充的空隙包括：
将可移除材料沉积到所述多个凹槽或凹部中；并且
在将所述至少一种发光材料施加到所述基板之上之后，从所述多个凹槽或凹部移除所述可移除材料，以产生所述多个未填充的空隙。
70.根据权利要求69所述的方法，其中，从所述多个凹槽或凹部中移除所述可移除材料包括通过化学方法、机械方法和热方法中的至少一种来进行移除。
71.根据权利要求66所述的方法，其中：
所述多个透光部分被配置成由所述LED阵列照射，以限定包括多个边界部分的多个像素，其中，所述多个像素中的每个像素包括所述多个边界部分中的至少一个边界部分；并且
所述方法还包括形成多个像素间光扩散区域，所述多个像素间光扩散区域被配置成通过所述多个边界部分中的边界部分透射光，以增强与所述多个光分离元件对准或接近的所述多LED芯片的发光表面部分处的像素间照射。
72.根据权利要求71所述的方法，其中，形成所述多个像素间光扩散区域包括：形成与所述多个凹槽或凹部相邻的所述基板的斜边部分。
73.根据权利要求66至72中任一项所述的方法，其中，所述载体基板包括半导体晶片，并且所述多个电极对布置在所述半导体晶片中、或所述半导体晶片上或上方。
74.一种多LED芯片，包括：
LED阵列，由基板支撑；
多个光分离元件，布置在所述LED阵列的不同LED之间；
多个阳极-阴极对，由所述基板支撑并与所述LED阵列导电连通；以及
载体基板，包括半导体晶片以及布置在所述半导体晶片中、或所述半导体晶片上或上方的多个电极对；
其中，所述多个阳极-阴极对与所述多个电极对导电连通。
75.根据权利要求74所述的多LED芯片，其中，所述LED阵列被布置成通过所述基板的多个透光部分传输LED发射。
76.根据权利要求74所述的多LED芯片，其中，所述多个阳极-阴极对中的每个阳极具有与所述多个阳极-阴极对中的每个阴极不同的高度。
77.根据权利要求74所述的多LED芯片，其中，所述LED阵列被配置成产生LED发射，并且器件还包括至少一种发光材料，所述发光材料被配置成接收所述LED发射的至少一部分并响应性地生成发光体发射。
78.根据权利要求74至77中任一项所述的多LED芯片，其中，所述LED阵列中的每个LED具有倒装芯片配置。
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