CN115413371A - 具有反射元件的发光二极管芯片结构 - Google Patents

具有反射元件的发光二极管芯片结构 Download PDF

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Abstract

提供了一种具有杯状反射元件的发光二极管(LED)芯片结构。LED芯片结构包括基板、隔离元件和包括LED并被隔离元件围绕的台面。隔离元件包括上隔离部和下隔离部。下隔离部位于基板中，上隔离部从基板的表面突出。上隔离部的侧壁上设置有反射层，反射层的底部不接触台面。该杯状反射元件至少包括具有反射层的隔离元件。

Description

具有反射元件的发光二极管芯片结构
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年4月21日提交的申请号为No.63/013,358，标题为“LIGHT-EMITTING DIODE CHIP STRUCTURES WITH REFLECTIVE ELEMENTS(具有反射元件的发光二极管芯片结构)”的美国临时专利申请的优先权，该申请通过引用并入本文。
技术领域
本公开一般涉及发光二极管(LED)显示装置，更具体地，涉及具有一个或多个反射元件的LED芯片结构。
背景技术
随着近年来迷你LED和微型LED技术的开发，诸如增强现实(AR)、投影、平视显示器(HUD)、移动设备显示器、可穿戴设备显示器和车载显示器之类的消费者设备和应用需要具有改进的分辨率和亮度的LED面板。LED可以小型化并在显示系统中用作像素光发射器，例如在微型显示系统中。当试图在小型显示器上实现更高的分辨率和亮度时，同时满足分辨率和亮度要求可能具有挑战性。也就是说，像素分辨率和亮度可能难以同时平衡，因为它们可能具有相反的关系。例如，为每个像素获得高亮度可能会导致低分辨率。另一方面，获得高分辨率可能会降低亮度。
此外，由微型LED发射的光可能是由自发发射产生的，因此可能不是定向的，从而导致大的发散角。大的发散角可能会在微型LED显示器中引起各种问题。一方面，由于发散角大，由微型LED发射的光的仅一小部分能够被利用。这可能会显著降低微型LED显示系统的效率和亮度。另一方面，由于发散角大，由一个微型LED像素发射的光可能会照亮其相邻的像素，从而导致像素之间的光串扰、清晰度损失、对比度损失。传统的减小大发散角的解决方案可能无法有效地处理微型LED发出的整体的光，可能只利用自微型LED发射的光的中心部分，而使得其余的以更倾斜的角度发射的光未被利用。
因此，希望提供一种用于显示装置的LED结构，以解决特别是上述提到的缺点以及其他缺陷。
发明内容
本公开的示例性实施例针对具有一个或多个反射元件的LED芯片结构。在一些实施例中，反射元件是围绕LED像素单元的杯状结构。
本公开中的LED芯片结构的示例性实施例包括隔离元件，该隔离元件包括上隔离部和下隔离部。示例性实施例还包括直接或间接地设置在上隔离部上的反射层。隔离元件可以减少从包括LED像素单元的台面发射的光的发散，并减少相邻像素之间的光串扰。例如，隔离元件和反射层可以利用来自倾斜角的光。通过这种方式，可以实现更高的收集和汇聚这些光的效率，以实现比传统解决方案更高亮度和更高功率效率的显示。另外，隔离元件可以阻挡相邻像素中LED发出的光，这可以有效地抑制像素间串扰，增强色彩对比度和清晰度。本公开的示例性实施例可以提高投影亮度和对比度，从而降低投影应用中的功耗。本公开的示例性实施例还可以提高显示器的发光方向性，从而为用户提供更好的图像质量并在直视应用中保护用户的隐私。
本公开的示例性实施例可以提供多个优点。一个优点是本公开的示例性实施例可以抑制像素间光串扰并提高亮度。例如，间距是指显示面板上相邻像素的中心之间的距离。间距可以从约40微米变化到约20微米、到约10微米、和/或到约5微米或以下。在间距规格确定的情况下，单个像素面积是固定的。本公开的示例性实施例可以抑制处于更小的间距下的像素间的光串扰，同时以更高功率效率的方式提高单个像素内的亮度。另一个优点是，在本公开的示例性实施例中，发光二极管可以直接键合在具有像素驱动器的基板上，无需引入中间基板，这可以改善散热，从而提高LED芯片的可靠性和性能。
因此，本公开包括但不限于以下示例性实施例。
一些示例性实施例提供了第一LED芯片结构。第一LED芯片结构包括基板和隔离元件。隔离元件包括上隔离部和下隔离部。下隔离部位于基板中，上隔离部从基板的表面突出。第一LED芯片结构还包括反射层，设置在上隔离部的侧壁上。第一LED芯片结构还包括台面，包括LED部件并被隔离元件围绕，并且反射层的底部部分不接触台面。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，基板包括半导体晶圆和位于半导体晶圆之上的键合金属层。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，反射层设置于上隔离部的侧壁和顶表面上，并且反射层的底部部分沿从隔离元件到台面的方向延伸。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，该第一LED芯片结构还包括设置在台面的侧壁的底部处的介电层，介电层被反射层的底部部分覆盖。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部的高度高于下隔离部的高度。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部的底部宽度等于或大于下隔离部的顶部宽度。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部的底部宽度大于下隔离部的顶部宽度且小于下隔离部的顶部宽度的两倍，上隔离部的每个底部端部处形成有两个突出部，两个突出部中的每一个的宽度均小于下隔离部的顶部宽度的一半。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，在侧视图中，上隔离部的横截面为梯形，下隔离部的横截面为倒梯形，上隔离部的底部覆盖下隔离部的顶部。在一些实施例中，上隔离部底部的面积大于下隔离部顶部的面积。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部和下隔离部是轴对称的和同轴的。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部相对于基板的表面的高度高于台面相对于基板的表面的高度，以及上隔离部的侧壁相对于与基板的表面正交的轴线的倾斜角大于台面的侧壁相对于与基板的表面正交的轴线的倾斜角。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，台面的侧壁的倾斜角小于45°，上隔离部的侧壁的倾斜角大于45°。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，介电层覆盖台面的顶表面和侧壁，台面的顶表面包括未被介电层覆盖或无介电层的区域。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，介电层对于第一LED芯片结构发射的光是透明的。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，介电层包括含硅介电层、含铝介电层或含钛介电层中的一种或多种。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，含硅介电层包括硅的氧化物或氮化物，含铝介电层包括铝的氧化物，含钛介电层包括钛的氧化物。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，钛的氧化物为Ti3O5。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，反射层包括多层结构。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，多层结构包括一个或多个反射材料层以及一个或多个介电材料层的堆叠体。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，反射层包括一种或多种具有高反射率的金属导电材料。在一些实施例中，高反射率在70％以上。在一些实施例中，高反射率在80％以上。在一些实施例中，高反射率在90％以上。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，所述一种或多种金属导电材料包括铝、金或银中的一种或多种。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，台面的顶表面和侧壁以及上隔离部的顶表面和侧壁被导电层完全或部分地覆盖。在一些实施例中，导电层是连续的。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，导电层对于第一LED芯片结构发射的光是透明的。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，隔离元件包括光敏介电材料。
在第一LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，光敏介电材料为SU-8或光敏聚酰亚胺(PSPI)。
其他示例性实施例提供了第二LED芯片结构。第二LED芯片结构包括基板、隔离元件、台面、介电层以及导电层。隔离元件包括上隔离部和下隔离部。下隔离部位于基板中，上隔离部从基板的表面突出。台面包括LED部件并被隔离元件围绕。介电层覆盖台面的顶表面和侧壁，台面的顶表面还包括未被介电层覆盖的区域，例如：无介电层的区域。导电层覆盖介电层、台面的包括无介电层区域的顶表面、以及上隔离部的至少一个侧壁。反射层至少设置于覆盖上隔离部的侧壁的导电层上，且反射层的底部部分不接触台面。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，基板包括半导体晶圆和位于半导体晶圆之上的键合金属层。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，导电层设置在上隔离部的顶表面和侧壁上，反射层设置在设置于上隔离部的顶表面和侧壁上的导电层上，其中反射层的底部部分从隔离元件延伸到台面。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部的高度高于下隔离部的高度。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部的底部宽度等于或大于下隔离部的顶部宽度。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部的底部宽度大于下隔离部的顶部宽度且小于下隔离部的顶部宽度的两倍，上隔离部的每个底部端部处形成有两个突出部，两个突出部中的每一个的宽度均小于下隔离部的顶部宽度的一半。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，在侧视图中，上隔离部的横截面为梯形，下隔离部的横截面为倒梯形，上隔离部的底部覆盖下隔离部的顶部。在一些实施例中，上隔离部底部的面积大于下隔离部顶部的面积。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部和下隔离部是轴对称的和同轴的。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，上隔离部相对于基板的表面的高度高于台面相对于基板的表面的高度，以及上隔离部的侧壁相对于与基板的表面正交的轴线的倾斜角大于台面的侧壁相对于与基板的表面正交的轴线的倾斜角。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，台面的侧壁的倾斜角小于45°，上隔离部的侧壁的倾斜角大于45°。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，介电层对于第二LED芯片结构发射的光是透明的。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，介电层包括含硅介电层、含铝介电层或含钛介电层中的一种或多种。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，含硅介电层包括硅的氧化物或氮化物，含铝介电层包括铝的氧化物，含钛介电层包括钛的氧化物。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，钛的氧化物为Ti3O5。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，反射层包括多层结构。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，多层结构包括一个或多个反射材料层以及一个或多个介电材料层的堆叠体。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，反射层包括一种或多种具有高反射率的金属导电材料。在一些实施例中，高反射率在70％以上。在一些实施例中，高反射率在80％以上。在一些实施例中，高反射率在90％以上。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，所述一种或多种金属导电材料包括铝、金或银中的一种或多种。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，导电层对于第二LED芯片结构发射的光是透明的。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，隔离元件包括光敏介电材料。
在第二LED芯片结构的一些示例性实施例或前述示例性实施例的任何组合中，光敏介电材料为SU-8或光敏聚酰亚胺(PSPI)。
本公开的这些和其他特征、方面和优点将通过阅读下面的详细描述连同在下文简要描述的附图而变得明显。本公开包括在本公开中阐述的两个或更多个特征或要素的任何组合，无论这些特征或要素是否在本文描述的特定示例实施例中明确组合或被以其他方式叙述。本公开意在被整体地阅读，使得本公开的在其任何方面和示例性实施例中的任何可分离的特征或要素都应被视为可组合的，除非本公开的上下文另有明确规定。
因此应当理解，提供这个简要发明内容的目的仅仅是为了概括一些示例性实施例以便提供对本公开的一些方面的基本理解。因此，应当理解，上述示例性实施例仅仅是示例并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。其他示例性实施例、方面和优点将从以下结合附图的详细描述中变得明显，这些附图通过示例的方式示出了一些所描述的示例性实施例的原理。
附图说明
为使本公开可以被更详细地理解，可通过参照各种实施例的特征对本公开进行更具体的描述，所述特征中的一些特征在附图中示出。但是，这些附图仅示出了本公开内容的有关特征，因此不应被认为是限制性的，因为该描述可以允许有其他有效的特征。
图1示出了根据一些示例性实施例的LED芯片结构的俯视图。
图2示出了根据一些示例性实施例的LED芯片结构的截面图。
图3示出了根据一些示例性实施例的另一种LED芯片结构的截面图。
图4示出了根据一些示例性实施例的具有多层结构的反射层的截面图。
根据常见的做法，附图中所图示的各种特征可能并非按比例绘制。因此，为了清楚起见，各种特征的尺寸可以是任意扩展或减小的。另外，一些附图可能并未描绘给定系统、方法或设备的所有部件。最后，相同的附图标记可以用于表示整个说明书和附图中的类似特征。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述本公开的一些实施例，其中示出了本公开的一些但不是全部的实施例。实际上，本公开的各种实施例可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些示例性实施例是为了使本公开彻底和完整，并将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。例如，除非另有说明，否则将某事物称为第一、第二等不应被解释为暗示特定顺序。此外，可以将某物描述在某物上方(除非另有说明)，也可以改为在某物下方，反之亦然；类似地，被描述为在其他事物左侧的事物也可以在右侧，反之亦然。相同的附图标记始终指代相同的元件。
本公开的示例性实施例总体上针对LED显示装置，并且具体地针对具有反射层的LED芯片结构。
图1示出了根据一些示例性实施例的LED芯片结构100的俯视图。如图所示，在一些实施例中，LED芯片结构100包括一个或多个台面101(例如，台面101a、101b和101c)。每个台面101可以包括LED或微型LED。每个台面101具有顶部和底部。例如，圆形120a可以指示台面101b的顶部，圆形120b可以指示台面101b的底部，连接台面101b的顶部和台面101b的底部的表面，即，台面的侧壁，在图中由圆形120a与圆形120b之间的空间表示。在一些实施例中，每个台面101的顶部的直径可以在1μm-8μm的范围内，并且每个台面的底部的直径可以在3μm-10μm的范围内。在一些实施例中，每个台面101的顶部的直径可以在8μm-25μm的范围内，并且每个台面的底部的直径可以在10μm-35μm的范围内。两个相邻台面的中心之间的距离可以在1μm-10μm的范围内。在一些实施例中，两个相邻台面的中心之间的距离可以从约40μm变化到约20μm，到约10μm，和/或到约5μm或以下。台面的大小和台面之间的距离取决于显示器的分辨率。例如，对于具有5000像素每英寸(PPI)的显示面板，台面101b的顶部的直径或宽度可以是1.5μm，而台面101b的底部的直径或宽度可以是2.7μm。台面的高度约为1.3μm。台面101a和台面101b的最靠近的底边之间的距离可以是2.3μm。
在一些实施例中，台面101可以被至少一个隔离元件102围绕。隔离元件102可以隔离从不同台面发射的光。例如，在隔离元件102的高度高于台面101a和/或101c的高度的情况下，隔离元件102可以将台面101a和/或101c所发射光的至少一部分与台面101b发射的光隔离开。因此，隔离元件102可以抑制像素间的光串扰并提高LED显示器的对比度。
在一些实施例中，LED芯片结构100还包括一个或多个反射层103(例如，反射层103a、103b和103c)。每个反射层103可以设置在隔离元件102的侧壁上。例如，如图1所示，反射层103b可以设置在围绕台面101b的隔离元件102的圆形侧壁上。反射层103可以反射台面101发射的光，从而提高LED显示器的亮度和发光效率。例如，台面101b发射的光可以到达反射层103b并且可以被反射层103b向上反射。
反射层103与隔离元件102一起能够利用台面101所发射光的反射方向和/或反射强度。例如，隔离元件102的侧壁可以以一定角度倾斜，因此设置在隔离元件102的侧壁上的反射层103b以相同的角度倾斜(在制造公差内)。当台面101b发射的光到达反射层103b时，台面101b发射的光会根据隔离元件102的侧壁角度被反射层103b反射。反射层103的材料可以是高反射性的，因此台面101，例如台面101b，发射的光的大部分(例如，高于60％)可以被反射。为了简化说明，图1中省略了LED芯片结构100的一些元件。下面将参照图2-4更详细地描述LED芯片结构的一些实施例。
图2示出了根据一些示例性实施例的LED芯片结构200的截面图。在一些实施例中，LED芯片结构200的横截面沿图1中的A-A线截取。如图所示，在一些实施例中，LED芯片结构200包括基板208，基板208包括晶圆207和位于晶圆207之上的一个或多个键合金属层206。键合金属层206(例如，键合金属层206a、206b和206c)可以设置在晶圆207上并且电键合晶圆207。在一些实施例中，键合金属层206的厚度为约0.1微米至约3微米。例如，对于具有5000PPI的显示面板，键合金属层206的厚度约为1.3μm。在一些情况下，键合金属层206中包括两个金属层。金属层之一沉积在台面201上。另一对应的键合金属层也沉积在晶圆207上。在一些实施例中，键合金属层206的组成成分包括Au-Au键合、Au-Sn键合、Au-In键合、Ti-Ti键合、Cu-Cu键合或上述的组合。例如，如果选择Au-Au键合，则两层Au分别需要Cr涂层作为粘合层以及Pt涂层作为反扩散层。Pt涂层位于Au层与Cr层之间。Cr层和Pt层位于两个键合在一起的Au层的顶部和底部。在一些实施例中，当两个Au层的厚度大致相同，在高压和高温下，两个层上的Au相互扩散将所述两个层键合在一起。共晶(eutectic)键合、热压键合和瞬态液相(TLP，transient liquid phase)键合是可以使用的示例性技术。
在一些实施例中，LED芯片结构200可以包括集成在晶圆207中的像素驱动器集成电路(IC)。晶圆207可以包含硅作为具有高导热率的载体材料，这可以促进散热并提供低的热膨胀。
在一些实施例中，LED芯片结构200还包括至少一个隔离元件202，类似于上面参照图1解释的隔离元件102。如图2所示，在一些实施例中，隔离元件202可以包括一个或多个上隔离部204(例如，上隔离部204a和204b)以及一个或多个下隔离部205(例如，下隔离部205a和205b)。例如，如图2所示，隔离元件202包括上隔离部204a和下隔离部205a。在一些实施例中，上隔离部204a和下隔离部205a一体地形成为一个部件，如图2所示。下隔离部205a位于基板208中，例如在键合金属层206的区域内。上隔离部204a从基板208的表面突出，例如从键合金属层206的顶表面突出，并且位于下隔离部205a的顶部。
在一个实施例中，各个上隔离部204(例如，上隔离部204a和204b)可以彼此电连接，例如，通过使用导电材料或扩展各个上隔离部以使其彼此接触或重叠。在另一实施例中，各个上隔离部204(例如，上隔离部204a和204b)可以彼此隔离，例如，通过利用设置在相邻上隔离部之间的缓冲空间。
在一些实施例中，LED芯片结构200还包括被隔离元件202围绕的一个或多个台面201(例如，台面201a、201b和201c)，类似于上面参照图1所解释的。例如，如图2所示，台面201b被隔离元件202围绕，例如被上隔离部204a和204b围绕以及被下隔离部205a和205b围绕。各个台面201可以位于基板208之上，例如，位于键合金属层206之上，并且可以由像素驱动器IC单独或集体驱动。
在一些实施例中，台面201可以通过键合金属层206电连接到晶圆207。例如，虽然图2中未示出，但是台面201的p电极和驱动晶体管的输出端可以位于台面201下面，并通过键合金属层206电连接。台面电流驱动信号连接(在台面的p电极与像素驱动器的输出端之间)，接地连接(在n电极与系统地之间)，Vdd连接(在像素驱动器的源极与系统Vdd之间)，以及到像素驱动器栅极的控制信号连接是根据各种实施例进行的，例如在美国专利申请序列号为No.15/135,217(美国公开号No.2017/0179192)的专利申请“Semiconductor Deviceswith Integrated Thin-Film Transistor Circuitry(具有集成薄膜晶体管电路的半导体器件)”中所描述的，该专利申请通过引用并入本文。
台面201可以是产生广泛发散光的LED或微型LED。例如，台面201b可以是一个LED或微型LED，或者可以是一组LED或微型LED。在一个实施例中，台面201侧壁所发射光的量大于台面201顶部所发射光的量。这可能导致发射的光发散广且远场分布的角度范围大，可能高达180度，这会产生像素间光串扰。隔离元件202可以抑制像素间光串扰。在一些实施例中，如图2所示，台面201b被上隔离部204a和204b以及被下隔离部205a和205b围绕。隔离元件202可以用作光学隔离件，隔离台面201所发射光中的至少一部分。例如，台面201b所发射光中的一部分可以被上隔离部204a和204b隔离，从而防止台面201a和/或201c发射的光照射台面201b发射的光。
在一些实施例中，LED芯片结构200还包括一个或多个反射层203(例如，反射层203a、203b和203c)，类似于上面参照图1所解释的。每个反射层203被设置在隔离元件202的一个或多个上隔离部的一个或多个侧壁上。例如，如图2所示，反射层203b被设置在上隔离部204a的侧壁上，并且反射层203b也设置在上隔离部204b的侧壁上。在一些实施例中，每个反射层203，包括每个反射层的底部，不直接接触每个台面201。例如，反射层203b的底部不接触或不直接接触台面201b，或其他台面201a和201c。反射层203可以用作反射台面201所发射光中的一部分的无源光学器件。例如，台面201b发射的光可以到达反射层203b并被反射层203b向上反射，从而减少台面201b所发射光的发散。
在一些实施例中，反射层203设置在一个或多个上隔离部204的一个或多个侧壁上和/或设置在一个或多个上隔离部204的顶表面上。例如，如图2所示，反射层203b可以设置在上隔离部204a和204b的侧壁上，并且反射层203d和203e可以分别设置在上隔离部204a和204b之上。反射层203的底部从隔离元件202延伸至台面。例如，反射层203b的底部从上隔离部204a和204b延伸至台面201b。在一个实施例中，反射层203a-203e可以是以相同工艺使用相同材料形成的同样的反射层。
在一些实施例中，反射层203可以包括对LED芯片结构200所发射的光具有高反射率的一种或多种金属导电材料。在一些实施例中，该高反射率在70％以上。在一些实施例中，该高反射率在80％以上。在一些实施例中，该高反射率在90％以上。在这些实施例中，所述一种或多种金属导电材料可以包括铝、金或银中的一种或多种。在一些实施例中，反射层203可以通过电子束沉积或溅射工艺中的一种或多种来制备。
在一些实施例中，LED芯片结构200还包括一个或多个介电层209(例如，介电层209a、209b和209c)。每个介电层209可以位于键合金属层206部分顶表面的上方，位于台面201之间且在每个台面201侧壁的底部处。例如，对于具有5000PPI的显示面板，键合金属层206顶表面位于台面201底部一个侧端的部分的宽度为0.55μm。并且介电层209位于键合金属层206部分顶表面上方的底部部分被每个反射层203的底部部分覆盖。例如，如图2所示，介电层209b设置在键和金属层206b部分顶表面的上方，位于台面201之间以及台面201b侧壁的底部处。并且介电层209b位于键合金属层206b部分顶表面上方的底部部分被每个反射层203b的底部部分覆盖。在一些实施例中，可以通过化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或溅射中的一种或多种来制备介电层209。
在一些实施例中，每个介电层209可以进一步覆盖每个台面201的顶表面和侧壁，然而每个台面201的顶表面可以包括未被对应的介电层覆盖的区域，即，无介电层的区域。例如，如图2所示，介电层209b覆盖台面201b的侧壁以及台面201b的顶表面。台面201b的顶表面包括未被介电层209b覆盖的区域或开口。使用介电层209可以保证每个反射层203的底部不直接接触台面201。
在一些实施例中，介电层209可以是透明的。在一些实施例中，介电层209对于LED芯片结构200发射的光是透明的。在一些实施例中，介电层209可以包括含硅介电层、含铝介电层或含钛介电层中的一种或多种。在这些实施例中，对于介电层209，含硅介电层可以包括硅的氧化物或氮化物，含铝介电层可以包括铝的氧化物，含钛介电层可以包括钛的氧化物。在一个实施例中，对于介电层209，钛的氧化物是Ti3O5。
在一些实施例中，LED芯片结构200还包括至少一个导电层210。每个台面201的顶表面和侧壁以及每个上隔离部204的顶表面和侧壁被导电层210覆盖。例如，如图2所示，导电层210直接或间接地覆盖上隔离部204a和205a的顶表面和侧壁以及台面201b的顶表面和侧壁。在一些实施例中，导电层210是透明的。在一些实施例中，导电层210对于LED芯片结构200发射的光是透明的。在一些实施例中，导电层210可以包括透明导电氧化物(TCO)层，该透明导电氧化物(TCO)层含有氧化铟锡(ITO)或ZnO中的一种或多种。
在一些实施例中，可以通过热蒸发或溅射工艺中的一种或多种来制备导电层210。导电层210可以在反射层203形成之前或之后制备，只要导电层210中的电流，例如用于N-电极的电流，能够通过反射层203快速且均匀地分布即可。例如，导电层210可以在反射层203之上(如图2所示)或被反射层203覆盖(如图3所示)。在一些实施例中，介电层209可以在形成隔离元件202之前或之后制备，只要隔离元件202和导电层210都与键合金属层206绝缘即可，例如，导电层210和反射层203内的N-电极电流与连接到P-电极的键合金属层206绝缘。导电层210可以例如在台面201b与系统Vdd之间传导电流。
如上所述，在隔离元件202高于台面201的情况下，隔离元件202可以将一个台面(例如，台面201a)发射的光与另一台面(例如，台面201b)发射的光隔离开。在一些实施例中，对于隔离元件202，每个上隔离部204的高度被确定为从上隔离部204的顶表面到键合金属层206的顶表面的距离。在一些实施例中，对于隔离元件202，每个下隔离部205的高度被确定为从下隔离部205的底表面到键合金属层206的顶表面的距离。在一些实施例中，对于隔离元件202，上隔离部204的高度可以高于下隔离部205的高度。例如，如图2所示，上隔离部204a的高度高于下隔离部205a的高度。在其他实施例中，上隔离部204的高度可以与下隔离部205的高度相同或低于下隔离部205的高度。另外，各个上隔离部的高度可以不同。例如，上隔离部204a的高度可以不同于上隔离部204b的高度。各个下隔离部205的高度也可以不同。例如，下隔离部205a的高度可以不同于下隔离部205b的高度。
在一些实施例中，对于隔离元件202，每个上隔离部204的底部宽度可以等于或大于每个下隔离部205的顶部宽度。例如，如图2所示，上隔离部204a的底部宽度可以等于或大于下隔离部205b的顶部宽度。例如，对于5000PPI的显示面板，上隔离部204b的底部宽度约为1.7μm，下隔离部205b的顶部宽度约为1.2μm，下隔离部205b的底部宽度约为0.3μm。在这些实施例中，上隔离部204a的底部宽度与下隔离部205a的顶部宽度之间存在差异，因此在上隔离部204a的底部形成两个突出部。上隔离部204a的底部宽度可以超出下隔离部205a的顶部宽度但超出部分小于下隔离部205a的顶部宽度。上隔离部204a的总底部宽度大于下隔离部204a的顶部宽度但小于下隔离部204a顶部宽度的两倍。在一些实施例中，每个突出部的宽度小于下隔离部204a顶部宽度的一半。在其他实施例中，两个突出部中的每一个的宽度可以不同。例如，上隔离部204a底部左侧突出部的宽度与上隔离部204a底部右侧突出部的宽度不同。例如，对于5000PPI的显示面板，上隔离部204a底部左侧突出部的宽度约为0.2μm。
在一些实施例中，对于隔离元件202，每个上隔离部204的横截面是梯形并且每个下隔离部205的横截面是倒梯形，并且每个上隔离部204的底部覆盖每个下隔离部205的顶部。在一些实施例中，上隔离部204底部的面积大于下隔离部205的顶部的面积。例如，如图2所示，上隔离部204a的横截面为梯形，下隔离部205a的横截面为倒梯形。上隔离部204a的底部覆盖下隔离部205a的顶部。另外，该梯形和倒梯形可以是等腰或直角的。例如，上隔离部204a为梯形，下隔离部205a为倒梯形，两者都可以是等腰的。在其他实施例中，上隔离部(例如，上隔离部204a)和对应的下隔离部(例如，下隔离部205a)可以是轴对称的和/或同轴的。
在一些实施例中，每个上隔离部204的相对于键合金属层206的表面的高度可以高于每个台面201的相对于键合金属层206的表面的高度。在一些实施例中，每个上隔离部204的侧壁的相对于与晶圆207的表面正交的轴线的倾斜角可以大于每个台面201的侧壁的相对于与晶圆207的表面正交的轴线的倾斜角。
例如，如图2所示，上隔离部204a相对于键合金属层206的表面的高度可以高于台面201b相对于键合金属层206的表面的高度。上隔离部204a的高度也可以高于其余的台面201(即，台面201a和201c)。另外，如图2所示，上隔离部204a的侧壁相对于键合金属层206顶表面的倾斜角α可以小于90°，并且台面201a的侧壁相对于键合金属层206顶表面的倾斜角β可以小于90°。上隔离部204a侧壁的倾斜角α可以小于台面201a侧壁的倾斜角β。在一些实施例中，台面201a侧壁的倾斜角β可以大于45°，而上隔离部204a侧壁的倾斜角α可以小于45°。
在一些实施例中，隔离元件202包括介电材料，诸如氧化硅。在一些实施例中，隔离元件202包括光敏介电材料。在一些实施例中，该光敏介电材料包括SU-8或光敏聚酰亚胺(PSPI)。在其他实施例中，隔离元件202包括光刻胶。然而在一些实施例中，隔离元件202可以通过光刻工艺产生。
LED芯片结构200可以增大台面201所产生光的整体准直。已经相当准直的光束(诸如台面顶部发射的光束)不会撞击隔离元件202且在不被隔离元件202重定向的情况下从LED芯片结构200射出。相反，未很好准直的光束(诸如台面201侧壁发射的光束)将撞击隔离元件202并被重定向为更准直方向，包括与台面201顶部所发射光束相同的方向。因此，发散角减小，而台面201所产生光的整体准直，包括沿向前方向(LED芯片表面的竖向方向)，提高。LED芯片结构200的以小角度的发光效率和亮度也得到增强。
图3示出了根据一些示例性实施例的LED芯片结构300的截面图。在一些实施例中，LED芯片结构300的横截面沿图1中的A-A线截取。如图所示，在一些实施例中，LED芯片结构300包括基板308，基板308包括晶圆307以及位于晶圆307之上的一个或多个键合金属层306。每个键合金属层(例如键合金属层306a、306b和306c)可以形成在晶圆307上。键合金属层306的材料和结构类似于图2中描述的键合金属层206。在一些实施例中，LED芯片结构300可以包括集成在晶圆307中的像素驱动器IC。晶圆307可以包含硅作为具有高导热率的载体材料，这有利于散热并实现低的热膨胀。
在一些实施例中，LED芯片结构300还包括至少一个隔离元件302，类似于上面参照图1解释的隔离元件102。如图3所示，在一些实施例中，隔离元件302可以包括一个或多个上隔离部304(例如，上隔离部304a和304b)以及一个或多个下隔离部305(例如，下隔离部305a和305b)。例如，如图3所示，隔离元件302包括上隔离部304a和下隔离部305a。在一些实施例中，如图3所示，上隔离部304a和下隔离部305a一体地形成为一个部件。下隔离部305a位于基板308中，例如，在键合金属层306的区域内。上隔离部304a从基板308的表面突出，例如从键合金属层306的顶表面突出，并且位于下隔离部305a之上。
在一些实施例中，隔离元件302可以包括光敏介电材料。在其他实施例中，光敏介电材料可以是SU-8或光敏聚酰亚胺(PSPI)。然而在一些实施例中，隔离元件302可以通过光刻工艺产生。在一个实施例中，上隔离部304(例如，上隔离部304a和304b)可以彼此电连接，例如，通过利用导电材料或扩展各个上隔离部以彼此接触或重叠。在另一实施例中，上隔离部304(例如，上隔离部304a和304b)可以彼此隔离，例如，通过利用设置在相邻上隔离部之间的缓冲空间。
在一些实施例中，LED芯片结构300还包括被隔离元件302围绕的一个或多个台面301(例如，台面301a、301b和301c)，类似于上面参照图1所解释的。例如，如图3所示，台面301b被隔离元件302围绕，例如被上隔离部304a和304b围绕以及被下隔离部305a和305b围绕。台面301可以位于基板308之上，例如，位于键合金属层306之上，并且可以由像素驱动器IC单独或集体驱动。
在一些实施例中，台面301可以通过键合金属层306电连接到晶圆307。例如，虽然图3中未示出，但是台面301的p-电极和驱动晶体管的输出端可以位于台面301下面，并通过键合金属层306电连接。台面301可以是产生广泛发散光的LED或微型LED。例如，台面301b可以是一个LED或微型LED，或者可以是一组LED或微型LED。隔离元件302可以抑制像素间串扰。在一些实施例中，如图3所示，台面301b被上隔离部304a和304b围绕以及被下隔离部305a和305b围绕。隔离元件302可以用作隔离台面301所发射光中的一部分的光学隔离件。例如，台面301b所发射光中的一部分可以被上隔离部304a和304b隔离，从而抑制像素间光串扰。
在一些实施例中，LED芯片结构300还包括一个或多个介电层309(例如，介电层309a、309b和309c)。每个介电层309可以位于键合金属层306部分顶表面的上方，位于台面301之间且在每个台面301侧壁的底部处。例如，对于具有5000PPI的显示面板，键合金属层306的顶表面位于台面301底部一侧端的部分的宽度为0.55μm。并且介电层309位于键合金属层306部分顶表面上方的底部部分被每个导电层310的底部部分覆盖，如下所述。
在一些实施例中，每个介电层309可以覆盖每个台面301的顶表面和侧壁，然而每个台面301的顶表面可以包括未被对应的介电层覆盖的区域。例如，如图3所示，介电层309b覆盖台面301b的侧壁以及台面301b顶表面的一部分。另外，台面301b的顶表面包括未被介电层309b覆盖的区域或开口。使用介电层309可以保证导电层310或每个反射层303的底部不直接接触台面301。在一些实施例中，介电层309可以通过CVD、ALD或溅射工艺中的一种或多种产生。
在一些实施例中，介电层309可以是透明的。在一些实施例中，介电层309对于LED芯片结构300发射的光是透明的。在一些实施例中，介电层309可以包括含硅介电层、含铝介电层或含钛介电层中的一种或多种。在这些实施例中，对于介电层309，含硅介电层可以包括硅的氧化物或氮化物，含铝介电层可以包括铝的氧化物，含钛介电层可以包括钛的氧化物。在其它实施例中，钛的氧化物可以是Ti3O5。
在一些实施例中，LED芯片结构300还包括至少一个导电层310。如图3所示，导电层310覆盖介电层309、包括未被介电层309覆盖的区域的每个台面301的顶表面、以及每个上隔离部304(例如，上隔离部304a和304b)的侧壁。在一些实施例中，如图3所示，导电层310覆盖上隔离部304a和304b的顶表面和侧壁以及诸如台面301b之类的各个台面的顶表面和侧壁。在一些实施例中，导电层310是透明的。在一些实施例中，导电层310对于LED芯片结构300发射的光是透明的。在一些实施例中，导电层310可以包括透明导电氧化物(TCO)层，该透明导电氧化物(TCO)层含有氧化铟锡(ITO)或ZnO中的一种或多种。
在一些实施例中，导电层310可以通过热蒸发或溅射工艺中的一种或多种来制备。导电层310可以在反射层303形成之前或之后制备，只要导电层310中的电流，例如用于N-电极的电流，能够通过反射层303快速且均匀地分布即可。例如，导电层310可以在反射层303之上(如图2所示)或被反射层303覆盖(如图3所示)。在一些实施例中，介电层309可以在隔离元件302形成之前或之后制备，只要隔离元件302和导电层310与键合金属层306绝缘即可，例如，导电层310和反射层303内的N-电极电流与连接到P-电极的键合金属层306绝缘。导电层310可以例如在台面301b与系统Vdd之间传导电流。
在一些实施例中，LED芯片结构300还包括一个或多个反射层303(例如，反射层303a、303b和303c)，类似于上面参照图1所解释的。每个反射层303设置在隔离元件302的一个或多个上隔离部304的至少一个或多个侧壁上，并且每个反射层303的底部可以不接触台面301。例如，如图3所示，反射层303b设置在上隔离部304a的侧壁上，以及上隔离部304b的侧壁上。在一些实施例中，每个反射层303，包括每个反射层303的底部，不直接接触每个台面301。反射层303b的底部可以不接触或不直接接触台面301b。反射层303可以用作反射台面301所发射光中的一部分的无源光学器件。例如，台面301b发射的光可以到达反射层303b并被反射层303b向上反射，从而减少台面301b所发射光的发散并增强亮度和发光效率。
在一些实施例中，反射层303可以包括对LED芯片结构300发射的光具有高反射率的一种或多种金属导电材料。在一些实施例中，该高反射率在70％以上。在一些实施例中，该高反射率在80％以上。在一些实施例中，该高反射率在90％以上。在这些实施例中，所述一种或多种金属导电材料可以包括铝、金或银中的一种或多种。在一些实施例中，反射层303可以通过电子束沉积或溅射工艺中的一种或多种来制备。
在一些实施例中，导电层310可以设置在每个上隔离部304(例如，上隔离部304a和304b)的顶表面和侧壁上，并且反射层可以设置在设置于每个上隔离部的顶表面和侧壁上的导电层上。例如，如图3所示，上隔离部304a和304b的顶表面和侧壁被导电层310覆盖，反射层进一步覆盖覆盖着上隔离部304a和304b的顶表面和侧壁的导电层310。在一些实施例中，每个反射层303的底部可以从隔离元件302延伸到对应的台面。例如，如图3所示，反射层303b的底部从隔离元件302的上隔离部304a和304b延伸到台面301b。
如上所述，由于高度，隔离元件302可以将台面301a和/或301c发射的光与台面301b发射的光隔离开。在一些实施例中，对于隔离元件302，每个上隔离部304的高度被确定为从上隔离部304的顶表面到键合金属层306的顶表面的距离。在一些实施例中，对于隔离元件302，每个下隔离部305的高度被确定为从下隔离部305的底表面到键合金属层306的顶表面的距离。在一些实施例中，对于隔离元件302，上隔离部304的高度可以高于下隔离部305的高度。例如，如图3所示，上隔离部304a的高度高于下隔离部305a的高度。在其他实施例中，上隔离部304的高度可以与下隔离部305的高度相同或低于下隔离部305的高度。另外，各个上隔离部的高度可以不同。例如，上隔离部304a的高度可以不同于上隔离部304b的高度。各个下隔离部305的高度也可以彼此不同。例如，下隔离部305a的高度可以不同于下隔离部305b的高度。
在一些实施例中，对于隔离元件302，每个上隔离部304的底部宽度可以等于或大于每个下隔离部305的顶部宽度。例如，如图3所示，上隔离部304a的底部宽度可以等于或大于下隔离部305b的顶部宽度。例如，对于5000PPI的显示面板，上隔离部304b的底部宽度约为1.7μm，下隔离部305b的顶部宽度约为1.2μm，下隔离部305b的底部宽度约为0.3μm。在这些实施例中，上隔离部304a的底部宽度与下隔离部305a的顶部宽度之间存在差异，因此在上隔离部304a的底部形成两个突出部。上隔离部304a的底部宽度可以超出下隔离部305a的顶部宽度，但超出部分小于下隔离部305a的顶部宽度。上隔离部304a的总底部宽度大于下隔离部304a的顶部宽度但小于下隔离部304a顶部宽度的两倍。在一些实施例中，每个突出部的宽度小于下隔离部304a顶部宽度的一半。在其他实施例中，两个突出部中每一个的宽度可以不同。例如，上隔离部304a底部的左侧突出部的宽度与上隔离部304a底部的右侧突出部的宽度不同。例如，对于5000PPI的显示面板，上隔离部304a底部的左侧突出部的宽度约为0.2μm。
在一些实施例中，对于隔离元件302，每个上隔离部304的横截面是梯形并且每个下隔离部305的横截面是倒梯形，并且每个上隔离部304的底部覆盖每个下隔离部305的顶部。在一些实施例中，上隔离部304底部的面积大于下隔离部305顶部的面积。例如，如图3所示，上隔离部304a的横截面为梯形，下隔离部305a的横截面为倒梯形。上隔离部304a的底部覆盖下隔离部305a的顶部。另外，该梯形和倒梯形可以是等腰的或直角的。例如，上隔离部304a为梯形，下隔离部305a为倒梯形，两者都可以是等腰的。在其他实施例中，上隔离部(例如，上隔离部304a)和对应的下隔离部(例如，下隔离部305a)可以是轴对称的和/或同轴的。
在一些实施例中，每个上隔离部304相对于键合金属层306的表面的高度可以高于每个台面301(例如，台面301a、301b和301c)相对于键合金属层306的表面的高度，每个上隔离部304的侧壁相对于与晶圆307的表面正交的轴线的倾斜角可以大于每个台面301(例如，台面301a、301b和301c)的侧壁相对于与晶圆307的表面正交的轴线的倾斜角。
例如，如图3所示，上隔离部304a相对于键合金属层306的表面的高度可以高于台面301b相对于键合金属层306的表面的高度。上隔离部304a的高度也可以高于其余的台面301(即，台面301a和301c)。另外，如图3所示，上隔离部304a的侧壁相对于键合金属层306顶表面的倾斜角α可以小于90°，并且台面301a的侧壁相对于键合金属层306顶表面的倾斜角β可以小于90°。上隔离部304a侧壁的倾斜角α可以小于台面301a侧壁的倾斜角β。在一些实施例中，台面301a侧壁的倾斜角β可以大于45°，而上隔离部304a侧壁的倾斜角α可以小于45°。
图1、图2和图3仅示出了根据一些实施例的LED芯片结构。在其他实施例中，LED芯片结构可以包括不同数量的台面101和/或不同数量的反射层103。在其他实施例中，每个台面101可以包括多个单独的光元件，例如并联或一一堆叠的多个LED或微型LED。在其他实施例中，台面101在俯视图中可以不是圆形。在其他实施例中，隔离元件102围绕每个台面101的侧壁在俯视图中可以不是圆形。也就是说，隔离元件102围绕每个台面101的侧壁在俯视图中可以具有其他形状，包括但不限于三角形、正方形、矩形、五边形、六边形和八边形。在其他实施例中，隔离元件102可以包括多个单独或隔离的子元件，每个子元件可以围绕一个台面。可以在多个单独或隔离的子元件之间生成缓冲空间。
图4示出了根据一些示例性实施例的具有多层结构的反射层400的截面图。对于如上所述的LED芯片结构，反射层400可以包括多层结构。多层结构可以包括一个或多个反射材料层以及一个或多个介电材料层的堆叠体。在一个示例性实施例中，如图4所示，反射层400包括多层结构，该多层结构包括一个反射材料层401和一个介电材料层402。在其他实施例中，该多层结构可以包括两个反射材料层和位于所述两个反射材料层之间的一个介电材料层。然而，在一些其他实施例中，该多层结构还可以包括两个介电材料层和位于所述两个介电材料层之间的一个反射材料层。在一些实施例中，该多层结构可以包括两个或更多个金属层。例如，金属层可以包括TiAu、CrAl或TiWAg中的一种或多种。
在一些实施例中，该多层结构可以是多层全向反射器(ODR)，包括金属层和透明导电氧化物(TCO)。例如，该多层结构可以包括介电材料层、金属层和TCO层。在一些实施例中，该多层结构可以包括两个或更多个介电材料层，所述两个或更多个介电材料层交替设置以形成分布式布拉格反射器(DBR)。例如，该多层结构可以包括介电材料层、金属层和透明介电层。透明介电层可以包括SiO2、Si3N4或Al2O3中的一种或多种。该多层结构可以还包括介电材料层、TCO和DBR。在其他实施例中，反射层400可以包括一种或多种具有高反射率的金属导电材料。在一些实施例中，该高反射率在70％以上。在一些实施例中，该高反射率在80％以上。在一些实施例中，该高反射率在90％以上。在这些实施例中，所述一种或多种金属导电材料可以包括铝、金或银中的一种或多种。
所公开的实施例的前述描述被提供以使能够作出或使用本文描述的实施例及其变型。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且本文定义的通用原理可以应用于其他实施例而不脱离本文公开的主题的精神或范围。因此，本公开不旨在限于本文所示的实施例，而是将符合与以下权利要求和本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
根据本公开中的一种或多种实施例，不同类型的显示面板可以被制造出来。例如，显示面板的分辨率通常可以在8×8至3840×2160的范围内。常见的显示分辨率包括具有分辨率320×240且长宽比4:3的QVGA、分辨率1024×768且长宽比4:3的XGA、分辨率1280×720且长宽比16:9的D、分辨率1920×1080且长宽比16:9的FHD、分辨率3840×2160且长宽比16:9的UHD以及分辨率4096×2160的4K。还可以有各种各样的像素大小，范围从亚微米及以下到10mm及以上。整体显示区域的尺寸也可以广泛变化，范围从对角线小到几十微米或更小到数百英寸或更大。
示例应用包括显示屏，用于家庭/办公投影仪和便携式电子产品，诸如智能手机、笔记本电脑、可穿戴电子设备、AR和VR眼镜的光引擎，以及视网膜投影。功耗可在从用于视网膜投影仪的低至几毫瓦到用于大屏幕户外显示器、投影仪和智能汽车前灯的高达千瓦级的范围内变化。就帧速率而言，由于无机LED的快速响应(纳秒级)，帧速率可以高达KHz级别，或者对于小分辨率甚至是MHz级别。
本发明的特征可以通过使用计算机程序产品或在计算机程序产品的帮助下实现，所述计算机程序产品为诸如存储介质(多种介质)或计算机可读存储介质(多种介质)，其中或其上存储有指令，这些指令可被用于对处理系统进行编程，以执行本文所呈现的任何特征。存储介质可以包括但不限于高速随机存取存储器，诸如DRAM、SRAM、DDRRAM或其他随机接入固态存储器设备，并且可以包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储设备、光盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器可选地包括远离CPU定位的一个或多个存储设备。存储器或可选地存储器内的非易失性存储器设备包括非暂时性计算机可读存储介质。
存储在任何机器可读介质(多种介质)上的本发明的特征可以包含在软件和/或固件中，用于控制处理系统的硬件，以及使处理系统能够利用本发明的结果与其他机构交互。这种软件或固件可以包括但不限于应用程序代码、设备驱动程序、操作系统和执行环境/容器。
应当理解，尽管本文可以使用术语“首先”、“第二”等来描述各种要素，但这些要素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个要素与另一个要素区分开来。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制权利要求。如在实施例和所附权利要求的描述中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“这个”旨在也包括多个形式，除非上下文另有清楚地表明。还应理解，如本文所用的术语“和/或”是指并且包括一个或多个相关的列出的项目的任何和所有可能的组合。还应理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定所说的特征、整数、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不妨碍存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或组。
如本文所用，术语“如果”可以被解释为意味着根据上下文“在……情况下”“当……时”或“响应于检测到”，陈述的先决条件是真的。类似地，短语“如果确定了[那个陈述的先决条件是真的]”或“如果[陈述的先决条件是真的]”或“当[陈述的先决条件是真的]时”可以被解释为意味着根据上下文，“当确定”或“响应于确定”或“根据确定”或“当检测到”或“响应于检测到”，所陈述的先决条件是真的。
已经参考特定实施例描述了用于说明的前述描述。然而，上述说明性讨论并非旨在穷举，或者将权利要求限制在所公开的精确形式。考虑到上述教导，可以进行许多改型和变化。选择和描述实施例，以便最佳地解释实际应用和操作的原理，从而使本领域的其他技术人员能够最佳地利用本发明和各种实施例。

Claims (21)

1.一种发光二极管(LED)芯片结构，包括：
基板；
隔离元件，包括
上隔离部和下隔离部，其中，所述下隔离部位于所述基板中，所述上隔离部从所述基板的表面突出；
台面，包括LED部件并被所述隔离元件围绕，
介电层，覆盖所述台面的顶表面和侧壁，所述台面的所述顶表面包括未被所述介电层覆盖的区域；
导电层，覆盖所述介电层、包括未被所述介电层覆盖的区域的台面的顶表面、以及所述上隔离部的至少一个侧壁；以及
反射层，至少设置在覆盖所述上隔离部的所述侧壁的所述导电层上，其中，所述反射层的底部不接触所述台面。
2.根据权利要求1所述的LED芯片结构，其中，所述导电层设置在所述上隔离部的顶表面和所述侧壁上，所述反射层设置在设置于所述上隔离部的所述顶表面和所述侧壁上的所述导电层上，其中，所述反射层的底部由所述隔离元件延伸至所述台面。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述上隔离部的高度高于所述下隔离部的高度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述上隔离部的底部宽度等于或大于所述下隔离部的顶部宽度。
5.根据权利要求4所述的LED芯片结构，其中，所述上隔离部的所述底部宽度大于所述下隔离部的所述顶部宽度且小于所述下隔离部的所述顶部宽度的两倍，所述上隔离部的每个底部端部处形成有两个突出部，所述两个突出部中的每一个的宽度均小于所述下隔离部的所述顶部宽度的一半。
6.根据权利要求4-5中任一项所述的LED芯片结构，其中，在侧视图中，所述上隔离部的横截面为梯形，所述下隔离部的横截面为倒梯形，所述上隔离部的底部覆盖所述下隔离部的顶部。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述上隔离部和所述下隔离部是轴对称的和同轴的。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述上隔离部相对于所述基板的表面的高度高于所述台面相对于所述基板的所述表面的高度，以及所述上隔离部的所述侧壁相对于与所述基板的所述表面正交的轴线的倾斜角大于所述台面的所述侧壁相对于与所述基板的所述表面正交的轴线的倾斜角。
9.根据权利要求8所述的LED芯片结构，其中，所述台面的所述侧壁的所述倾斜角小于45°，所述上隔离部的所述侧壁的所述倾斜角大于45°。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述介电层对于所述LED芯片结构发射的光是透明的。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述介电层包括含硅介电层、含铝介电层或含钛介电层中的一种或多种。
12.根据权利要求11所述的LED芯片结构，其中，所述含硅介电层包括硅的氧化物或氮化物，所述含铝介电层包括铝的氧化物，所述含钛介电层包括钛的氧化物。
13.根据权利要求12所述的LED芯片结构，其中，所述钛的氧化物为Ti3O5。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述反射层包括多层结构。
15.根据权利要求14所述的LED芯片结构，其中，所述多层结构包括一个或多个反射材料层以及一个或多个介电材料层的堆叠体。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述反射层包括一种或多种具有80％以上高反射率的金属导电材料。
17.根据权利要求16所述的LED芯片结构，其中，所述一种或多种金属导电材料包括铝、金或银中的一种或多种。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述导电层对于所述LED芯片结构发射的光是透明的。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述隔离元件包括光敏介电材料。
20.根据权利要求19所述的LED芯片结构，其中，所述光敏介电材料为SU-8或光敏聚酰亚胺(PSPI)。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的LED芯片结构，其中，所述基板包括半导体晶圆和位于所述半导体晶圆之上的键合金属层。
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