CN115863523A - 微型led结构及其制备方法和发光装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种微型LED结构及其制备方法和发光装置，涉及发光技术领域。微型LED结构包括发光芯片和驱动芯片，所述发光芯片的表面设置有多个微透镜，所述微透镜通过阵列分布以形成微透镜阵列，所述发光芯片设有微透镜阵列的一侧为出光侧，所述驱动芯片与所述发光芯片远离所述出光侧的一侧连接。本申请提供的微型LED结构，能够改善光学能量发散，远距离显示时不清晰的现象。

Description

微型LED结构及其制备方法和发光装置

技术领域

本申请涉及发光技术领域，尤其涉及一种微型LED结构及其制备方法和发光装置。

背景技术

Micro-LED(Micro-Light Emitting Diode，微米发光二极管)技术是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列。在相关技术中，微型LED结构存在远距离显示不清晰的问题。

发明内容

本申请提供了一种微型LED结构及其制备方法和发光装置。

本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种微型LED结构，包括：

发光芯片，所述发光芯片的表面设置有多个微透镜，所述微透镜通过阵列分布以形成微透镜阵列，所述发光芯片设有微透镜阵列的一侧为出光侧；

驱动芯片，所述驱动芯片与所述发光芯片远离所述出光侧的一侧连接。

在第一方面的其中一个实施例中，所述发光芯片包括依次层叠设置的外延层和电极层，所述微透镜阵列设置于所述外延层上，所述电极层包括阳极和阴极，所述阳极和所述阴极均设置于所述外延层背离所述微透镜阵列的一侧。

在第一方面的其中一个实施例中，所述微型LED结构还包括消光层，所述消光层设有多个镂空，所述微透镜阵列穿设于所述镂空。

在第一方面的其中一个实施例中，所述消光层的厚度小于所述微透镜阵列的厚度。

在第一方面的其中一个实施例中，所述微透镜呈柱状结构。

在第一方面的其中一个实施例中，所述出光侧设置有消光层，所述消光层设有多个镂空，所述微透镜阵列穿设于所述镂空；

所述发光芯片包括依次层叠设置的外延层、电流扩展层、电极层、钝化层和键合层，所述微透镜阵列设置于所述外延层上，所述电流扩展层贴合于所述外延层背离所述微透镜阵列的一侧，所述电极层贴合于所述电流扩展层背离所述外延层的一侧，所述钝化层附着于所述外延层和所述电极层的表面，所述键合层穿过所述钝化层将所述电极层与所述驱动芯片连接；

所述外延层包括依次层叠设置的第二半导体层、发光层和第三半导体层，所述第二半导体层的一侧与所述微透镜阵列贴合，另一侧设置有多个间隔设置的凸台，所述发光层和所述第三半导体层依次层叠设置于所述第二半导体层的凸台端面，以形成台阶结构，所述电极层包括阳极和阴极，所述阳极设置于所述台阶结构的台阶面上，所述阴极设置于所述第二半导体层边侧的凹陷面，所述电极层与所述外延层之间设置有所述电流扩展层。

第二方面，本申请实施例还提供了一种发光装置，包括第一方面实施例中所述的微型LED结构。

在第一方面的其中一个实施例中，所述发光装置为投影设备，所述投影设备包括：

第一方面实施例中所述的微型LED结构，通过发光单元产生图像光束；

镜头，用于将所述图像光束进行投射以形成图像画面。

第三方面，本申请实施例还提供了一种微型LED结构的制备方法，包括：

生成微型LED结构初始框架；

在所述微型LED结构初始框架的基础上制备微透镜阵列。

在第三方面的其中一个实施例中，所述在所述微型LED结构初始框架的基础上制备微透镜阵列包括：

剥离所述微型LED结构初始框架中的衬底，以暴露所述微型LED结构初始框架中的第一半导体层；

在所述第一半导体层的表面间隔沉积掩膜材料，形成掩膜矩阵，对所述第一半导体层未被掩膜覆盖的区域进行刻蚀以获得微透镜阵列。

在第三方面的其中一个实施例中，所述微型LED结构的制备方法还包括：

在微透镜阵列的表面涂布光阻材料并刻蚀得到消光层。

在第三方面的其中一个实施例中，所述微型LED结构的制备方法还包括：

在第二半导体层涂布深色光阻材料，使深色光阻材料将所述微透镜阵列完全覆盖；对深色光阻材料进行曝光显影，露出所述微透镜阵列。

本申请提出一种微型LED结构及其制备方法和发光装置。相对于相关技术，本申请通过在发光层设置微透镜阵列，驱动芯片与发光芯片背离微透镜阵列的一侧连接。在微型LED结构的工作过程中，发光角度较小的光线经微透镜阵列的界面射出，发光角度较大的光线在临界面被全反射，无法从微型LED结构的出光侧发出，发光芯片发出的光线被准直和收敛，具有良好的聚光效果，提高光线的利用率，从而既能够提升图像显示的清晰度和显示效果，又可以提高亮度，进而使微型LED结构能够普遍适用于更多的应用场景。本申请能够改善相关技术中微型LED结构在远距离显示时不清晰的问题。

本申请提出的微型LED结构，尤其适用于以下电子设备：远距离显示的投影设备，例如光学投影等；对显示亮度有要求的应用设备，例如通常在室外使用的车窗显示、HUD(Head Up Display，平视显示系统)等车载产品，又例如军工行业的瞄准镜、望远镜等，还例如头戴设备如AR眼镜、滑雪眼镜、泳镜等。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了相关技术的微型LED结构的结构示意图；

图2示出了本申请一些实施例中微型LED结构的结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中带有消光层的微型LED结构的结构示意图；

图4示出了本申请一些实施例中微型LED结构初始框架的结构示意图；

图5示出了本申请一些实施例中衬底剥离后的结构示意图；

图6示出了本申请一些实施例中制备微透镜阵列的结构示意图；

图7示出了本申请一些实施例中涂布黑色光阻材料的结构示意图；

图8示出了本申请一些实施例中消光层的结构示意图；

图9示出了本申请一些实施例中微型LED结构的俯视结构示意图；

图10示出了本申请一些实施例中投影设备的结构示意图；

图11示出了本申请一些实施例中微型LED结构的制备方法流程图；

图12示出了本申请一些实施例中微型LED结构初始框架的制备方法流程图；

图13示出了本申请一些实施例中微透镜阵列的制备方法流程图；

图14示出了本申请一些实施例中消光层的制备方法流程图。

主要元件符号说明：

1-衬底；2-第一半导体层；3-第二半导体层；4-钝化层；5-发光层；6-第三半导体层；7-电流扩展层；8-电极层；9-键合层；10-驱动芯片；

110-衬底；120-外延层；121-第一半导体层；122-第二半导体层；123-发光层；124-第三半导体层；130-电流扩展层；140-电极层；150-钝化层；160-键合层；170-掩膜；180-消光层；200-驱动芯片；300-镜头。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，为相关技术中垂直结构的微型LED结构的结构图。本申请的发明人发现，在微型LED结构的工作过程，发光点的光线发射角度较大，造成光学能量发散，会出现远距离显示不清晰等问题，尤其应用于光学投影、HUD镜头等产品时，会出现远距离显示不清晰等问题，极大地影响到图像清晰度和肉眼分辨情况，显示效果差。并且，部分光线在第一半导体层2与衬底1的界面位置发生全反射，一部分全反射光线会从未点亮像素位置的钝化层4中折射并射出，从而形成光串扰，也会向外部传播构成周边的露光问题，影响微型LED结构整体的显示效果。

本方案提供的微型LED结构，不仅能够应用于光学投影、车载HUD等电子设备的投影部分，还可以应用于电子设备的显示部分，例如该电子设备可以包括：智能手机、智能手表、笔记本电脑、平板电脑、行车记录仪、导航仪、头戴式设备等任何具有显示屏的设备。

如图2所示，本申请的实施例提供了一种微型LED结构，可有效的对光线进行准直汇聚。同时，吸收发光角度较大的光线，从而缩小微型LED结构的发光角度，提高发光面的出光效率。解决相关技术中微型LED结构在远距离显示时不清晰的问题。

微型LED结构包括发光芯片和驱动芯片200，发光芯片的表面设置有多个微透镜，微透镜通过阵列分布以形成微透镜阵列，发光芯片设有微透镜阵列的一侧为出光侧，驱动芯片200与发光芯片远离出光侧的一侧连接。

具体的，通过微透镜阵列的设置，在微型LED结构的工作过程中，发光角度较小的光线经微透镜阵列的界面射出，发光角度较大的光线在临界面被全反射，无法从微型LED结构的出光侧发出，发光芯片发出的光线被准直和收敛，具有良好的聚光效果，提高光线的利用率，从而能够提升图像显示的清晰度和显示效果，又可以提高亮度，进而使微型LED结构能够普遍适用于更多的应用场景。

进一步地，发光芯片包括依次层叠设置的外延层120、电流扩展层130、电极层140、钝化层150和键合层160。

具体的，外延层120的一侧设置有透镜阵列，外延层120设有透镜阵列的一侧为微型LED结构的出光侧。电极层140包括阳极和阴极，阳极和阴极均设置于外延层120背离微透镜阵列的一侧。

更进一步地，外延层120背离微透镜阵列的一侧刻蚀形成多个台阶结构，台阶结构用作微型LED结构的阳极连接端，外延层120边侧的凹陷面用作微型LED结构的阴极连接端。

一并结合图3所示，再进一步地，微型LED结构还包括消光层180。

具体的，消光层180设置于微型LED结构的出光侧，消光层180中部设置有呈矩阵分布的镂空。消光层180可由黑胶或灰胶等能够吸收光线的深色光阻材料制成，以对接收的光线进行吸收。其中，消光层180可以选用黑胶光阻材料制成。

在一些实施例中，在微透镜阵列的表面涂布光阻材料，并进行曝光显影或刻蚀等方式得到设定图案的消光层180，消光层180中部设置的呈矩阵分布的镂空为微透镜阵列的位置，实现镂空与微透镜阵列对应设置，以使黑色光阻与微透镜交错分布。通过微透镜与消光层180的设置，发光角度较小的光线经微透镜准直后射出，发光角度较大的光线在临界面被消光层180吸收，提升微型LED结构的光束整形效果，使发光角度收敛在90°左右，具有出光均匀性高等效果，解决相关技术光学串扰的和周边漏光的问题。

进一步地，柱状透镜阵列的端面相较于消光层180的端面突出，也就是说，消光层180的厚度小于微透镜阵列的厚度。

具体的，微透镜阵列的厚度可选为4um、4.5um、5um、5.5um、6um、6.5um、7um等等，相应的，消光层180的厚度可选为3um、3.5um、4um、4.5um、5um、5.5um、6um等等。

即，始终满足消光层180的厚度小于微透镜阵列的厚度，微透镜阵列与消光层180的厚度差无固定限制，上述数值仅供参考，具体厚度根据不同生产工艺进行调整。通过消光层180与微透镜的厚度差设置，使经微透镜准直后的光线，在不串扰相邻的微透镜情况下，有更多的光线射出，从而提高光线的利用率，进而提高亮度。

再进一步地，微透镜呈柱状结构。

具体的，第一半导体层121经刻蚀形成微透镜阵列，第一半导体层121被完全刻蚀穿透，形成相对独立的若干圆柱体，圆柱体呈矩阵分布形成微透镜阵列。

本实施例中，通过用第一半导体层121制备微透镜阵列，制备出来的柱面微透镜阵列，能够很好对光线进行准直。同时，也能够降低采用其它材料制备透镜阵列的成本。

再进一步地，外延层120包括依次层叠设置的第一半导体层121、第二半导体层122、发光层123和第三半导体层124。

具体的，第一半导体层121经刻蚀形成微透镜阵列，微透镜阵列穿设于消光层180的镂空中。

具体的，第二半导体层122的一侧与第一半导体层121的贴合，另一侧刻蚀形成多个间隔设置的凸台。同时第二半导体层122的边侧区域露出凸台范围，且每个凸台的规格可设置为相同。

具体的，发光层123设置于第二半导体层122的台阶端面，第三半导体层124设置于发光层123背离第二半导体层122的一侧。通过发光层123和第三半导体层124依次层叠设置于第二半导体层122的凸台端面，以形成台阶结构。

具体的，电流扩展层130设置于外延层120背离消光层180的一侧，电极层140贴合于电流扩展层130背离外延层120的一侧。

具体的，电极层140包括阳极和阴极，阳极设置于外延层120的中部，阴极设置于外延层120的边侧。即，阳极设置于外延层120的台阶结构端面，而阴极设置于第二半导体层122边侧的凹陷平面。由于第二半导体层122的边侧没有设置发光层123，避免边侧发出的光线经全反射从周边露出。

具体的，阳极与第三半导体层124之间、阴极与第二半导体层122之间均通过电流扩展层130进行连接。

电流扩展层130可选用ITO(Indium tin oxide，氧化铟锡)、FTO(Fluorine tinoxide，氧化氟锡)或AZO(Aluminium Zinc oxide，氧化铝锌)等材料中的至少一种制成。

本实施例中，电流扩展层130使用材料可以为ITO。

电极层140可以由金属材料Ti/Al/Ti/Au(钛/铝/钛/金)以离子束蒸镀方法在电流扩展层130上依次沉积金属层制成。

在另一些实施例中，电极层140还可由Ni/Fe/Pt/Pd(镍/铁/铂/钯)金属制成，亦或其他导电材料制成。

再进一步地，电极层140也可为两层结构的金属沉积形成，如Ti/Al电极或Ti/Au电极。

再进一步地，钝化层150附着于外延层120和电极层140的表面，使钝化层150将台阶结构包覆。

具体的，钝化层150可由聚氯乙烯、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇、天然橡胶、聚苯乙烯或SiO₂(二氧化硅)等材料制成。

本实施例中，钝化层150可以由SiO₂沉积形成。

再进一步地，键合层160设置于钝化层150背离电极层140的一侧，并穿过钝化层150与电极层140连接。

具体的，钝化层150与阳极及阴极接触的部位均开设有通孔，键合层160穿过通孔将驱动芯片200与电极层140连接。

键合层160可由金属材料在通孔处沉积形成，并使键合层160相对于钝化层150远离衬底110的一侧表面凸出。键合层160可由金、钛、镍、铝、铜、铟、锡或银锡合金等金属材料制成。

本实施例中，键合层160可以由金属铟沉积形成。

再进一步地，驱动芯片200与键合层160背离电极层140的一侧连接。

具体的，键合层160与驱动芯片200上对应位置的焊盘键合连接。驱动芯片200可为CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)驱动芯片200或者TFT(hin Film Transistor，薄膜晶体管)驱动芯片200。

本实施例中，驱动芯片200可以选用CMOS驱动芯片200。

本申请提出的微型LED结构，尤其适用于以下电子设备：远距离显示的投影设备，例如光学投影等；对显示亮度有要求的应用设备，例如通常在室外使用的车窗显示、HUD等车载产品，又例如军工行业的瞄准镜、望远镜等，还例如头戴设备如AR眼镜、滑雪眼镜、泳镜等。

本申请还提供一种发光装置，包括上述的微型LED结构。

发光装置可以是电子设备的照明部分，例如该电子设备可以包括：车辆、路灯等任何具有照明组件的设备。发光装置也可以是电子设备的显示部分，例如该电子设备可以包括：智能手机、智能手表、笔记本电脑、平板电脑、行车记录仪、导航仪、头戴式设备等任何具有显示屏的设备。

如图10所示，在一些实施例中，发光装置可以为投影设备，投影设备包括上述微型LED结构和镜头300。该投影设备通过发光单元产生图像光束；镜头300将图像光束进行投射以形成图像画面。

具体的，镜头300可以具有图像缩放功能，通过调整镜头300的焦距，将发光单元产生的图像光束适应性地投射于被投影平面，且能够调整投影幕布上图像画面的大小。

如图11所示，本申请还提供一种微型LED结构的制备方法，用于制备上述实施例提供的微型LED结构，包括步骤：

S10，生成微型LED结构初始框架。

一并结合图4所示，微型LED结构初始框架包括依次层叠设置的衬底110、外延层120、电流扩展层130、电极层140、钝化层150和键合层160。

再一并结合图12所示，在本申请的一些实施例中，步骤S10具体可包括：

S11，选取一衬底110。

根据设计的需要，衬底110的材料可以选择使用Al₂O₃(蓝宝石)、Si(硅)、SiC(碳化硅)、GaAs(砷化镓)、AlN(氮化铝)、ZnO(氧化锌)等材料中的至少一种。

本实施例中，衬底110可以选用Al₂O₃(蓝宝石)衬底110。

S12，在衬底110的表面生长形成外延层120。

外延层120包括依次层叠设置的第一半导体层121、第二半导体层122、发光层123和第三半导体层124。

进一步地，第一半导体层121、第二半导体层122、发光层123和第三半导体层124可分别通过不同或相同的外延生长方法生长而成。例如，可分别通过气相外延生长方法、液相外延生长方法或分子束外延生长方法等外延生长方法中的至少一种方式进行生长。

S13，对外延层120进行刻蚀生成多个凸台。

从外延层120远离衬底110的一侧对外延层120进行刻蚀，但仍保留第二半导体层122的部分厚度，即第二半导体层122的部分区域露出凸台的范围。

本实施例中，可利用光刻工艺对外延层120进行刻蚀。

S14，在凸台的台阶面蒸镀形成电极层140。

电极层140设置于外延层120的台阶结构远离衬底110的一侧，电极层140与外延层120之间设置有电流扩展层130。设置于外延层120的台阶结构端面的电极层140为阳极，设置于外延层120的台阶结构端面的电极层140为阳极，设置于第二半导体层122边侧漏出凹陷平面的电极层140为阴极。阳极与第三半导体层124之间、阴极与第二半导体层122之间均通过电流扩展层130进行连接。

本实施例中，可以通过磁控溅射方法在外延层120远离衬底110的一侧表面沉积ITO材料，以获得电流扩展层130。可以通过离子束蒸镀方法在电流扩展层130远离台阶结构的一侧表面依次沉积Ti/Al/Ti/Au金属层，以形成电极层140。

S15，在外延层120远离衬底110的一侧制作钝化层150，并使钝化层150覆盖电极层140。

可以通过PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子增强化学气相沉积)方法在外延层120远离衬底110的一侧表面沉积钝化层150。其中，钝化层150可由SiO₂、Si₃N₄或Al2O3等材料制成。实施例中，钝化层150可同时覆盖于电极层140的表面。

实施例中，钝化层150可为外延层120和电极层140中其他结构件提供防护功能，避免杂质原子等吸附于外延层120、电极层140等结构的表面而造成污染，可确保微型LED结构的发光效果。同时，也可实现微型LED结构的防短路保护。

S16，在钝化层150开设通孔，使电极层140远离衬底110一侧的部分表面暴露。

可以通过光刻工艺在钝化层150上开设通孔，且使通孔与电极层140相对。可以理解的是，通孔可连通外界环境及电极层140。相应地，电极层140远离衬底110一侧的至少部分表面可通过钝化层150上的通孔外露。

S17，在通孔处沉积形成键合层160，并通过键合层160使电极层140与驱动芯片200连接。

可以通过PECVD方法在通孔所对应位置的电极层140上沉积键合层160，并使键合层160相对于钝化层150远离衬底110的一侧表面凸出，以便于对键合层160远离衬底110的一端进行焊接。在一些实施例中，键合层160可由金、钛、镍、铝、铜、铟、锡或银锡合金等金属材料制成。驱动芯片200可为CMOS驱动芯片或者TFT驱动芯片中的至少一种。

本实施例中，键合层160可由金属铟沉积形成，驱动芯片200可选用CMOS驱动芯片200。通过键合层160的铟回流形成铟球与驱动芯片200球键连接。

S20，在微型LED结构初始框架的基础上制备微透镜阵列。

再一并结合图13所示，在本申请的一些实施例中，步骤S20具体可包括：

S21，剥离衬底110

再一并结合图5所示，本实施例中，通过激光剥离技术将衬底110剥离，以暴露第一半导体层121。

S22，在衬底110上沉积掩膜170

再一并结合图6所示，本实施例中，采用PECVD方法在第一半导体层121的平坦表面间隔沉积SiO2，以形成掩膜170矩阵。

进一步地，掩模材料可以选用光刻胶。

S23，刻蚀得到微透镜阵列。

利用光刻工艺对第一半导体层121未被掩膜170覆盖的区域进行刻蚀，以获得微透镜阵列。

实施例中，呈阵列分布的多个柱面透镜可与微型LED结构中的电极层140的一一对应相对，即多个柱面透镜一一对应该地覆盖于多个电极层140。

S30，在微透镜阵列的表面涂布光阻材料并刻蚀得到消光层180。

光阻材料可选用黑色光阻，本申请的发明人发现，黑色光阻的消光效果好，在曝光工序中利用反射光抓取定位标识时，存在抓取困难，导致黑色光阻图案化精度不高。本实施例中，通过干法刻蚀工艺对黑色光阻材料进行整面性刻蚀，利用不同位置的黑色光阻的厚度差异，整面性刻蚀除去设定厚度的黑色光阻，刻蚀至微透镜阵列露出，能够保留设定位置的黑色光阻，形成设定图案的消光层180，这样，能够提升黑色光阻的图案化精度的精度，缩小了制备的消光层180的偏移量，进而既能够提升光串扰的改善效果，又能够提高微型LED结构的开口率。并且，通过上述工艺制备消光层180，一方面可降低涂布消光层180时的加工精度要求，降低加工难度。另一方面，也可确保消光层180远离驱动芯片200一侧表面的一致性。

再一并结合图14所示，在本申请的一些实施例中，得到消光层180，可包括：

S31，在第一半导体层121涂布深色光阻材料，使深色光阻材料将微透镜阵列完全覆盖。

再一并结合图7所示，在第一半导体层121涂布黑色光阻材料，并使黑色光阻材料填充于微透镜阵列中。其中，黑色光阻材料可充满微透镜阵列中的间隙，并将微透镜阵列的端面完全覆盖。

本实施例中，黑色光阻材料可选用黑胶光阻材料。

进一步地，消光层180还可选用灰胶等消光材料制成的光阻矩阵进行替换。只需光阻矩阵具备吸收光线的功能即可。

S32，对深色光阻材料进行曝光显影，露出微透镜阵列。

再一并结合图8所示，光阻材料可选用黑色光阻，对黑色光阻材料进行曝光显影，露出微透镜阵列，形成消光层180。

再一并结合图9所示，第一半导体层121穿设于消光层180中。通过上述工艺制备消光层180，一方面可降低涂布消光层180时的加工精度要求，降低加工难度。另一方面，也可确保消光层180远离驱动芯片200一侧表面的一致性。

综上，本申请通过在发光层123设置微透镜阵列，驱动芯片200与发光芯片背离微透镜阵列的一侧连接。在微型LED结构的工作过程中，发光角度较小的光线经微透镜阵列的界面射出，发光芯片发出的光线被准直和收敛，具有良好的聚光效果，提高光线的利用率，从而既能够提升图像显示的清晰度和显示效果，又可以提高亮度，进而使微型LED结构能够普遍适用于更多的应用场景。同时，发光角度较大的光线在临界面被消光层180吸收，无法从微型LED结构的出光侧发出，改善相关技术中微型LED结构在远距离显示时不清晰的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种微型LED结构，其特征在于，包括：

发光芯片，所述发光芯片的表面设置有多个微透镜，所述微透镜通过阵列分布以形成微透镜阵列，所述发光芯片设有微透镜阵列的一侧为出光侧；

驱动芯片，所述驱动芯片与所述发光芯片远离所述出光侧的一侧连接。

2.根据权利要求1所述的微型LED结构，其特征在于，所述发光芯片包括层叠设置的外延层和电极层，所述微透镜阵列设置于所述外延层上，所述电极层包括阳极和阴极，所述阳极和所述阴极均设置于所述外延层背离所述微透镜阵列的一侧。

3.根据权利要求1所述的微型LED结构，其特征在于，所述微型LED结构还包括消光层，所述消光层设有多个镂空，所述微透镜阵列穿设于所述镂空。

4.根据权利要求3所述的微型LED结构，其特征在于，所述消光层的厚度小于所述微透镜阵列的厚度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的微型LED结构，其特征在于，所述微透镜呈柱状结构。

6.根据权利要求1所述的微型LED结构，其特征在于，所述出光侧设置有消光层，所述消光层设有多个镂空，所述微透镜阵列穿设于所述镂空；

所述发光芯片包括依次层叠设置的外延层、电流扩展层、电极层、钝化层和键合层，所述微透镜阵列设置于所述外延层上，所述电流扩展层贴合于所述外延层背离所述微透镜阵列的一侧，所述电极层贴合于所述电流扩展层背离所述外延层的一侧，所述钝化层附着于所述外延层和所述电极层的表面，所述键合层穿过所述钝化层将所述电极层与所述驱动芯片连接；

所述外延层包括依次层叠设置的第二半导体层、发光层和第三半导体层，所述第二半导体层的一侧与所述微透镜阵列贴合，另一侧设置有多个间隔设置的凸台，所述发光层和所述第三半导体层依次层叠设置于所述第二半导体层的凸台端面，以形成台阶结构，所述电极层包括阳极和阴极，所述阳极设置于所述台阶结构的台阶面上，所述阴极设置于所述第二半导体层边侧的凹陷面，所述电极层与所述外延层之间设置有所述电流扩展层。

7.一种发光装置，其特征在于，包括：权利要求1-6中任一项所述的微型LED结构。

8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置为投影设备，所述投影设备包括：

所述微型LED结构，通过发光单元产生图像光束；

镜头，用于将所述图像光束进行投射以形成图像画面。

9.一种微型LED结构的制备方法，其特征在于，包括：

生成微型LED结构初始框架；

在所述微型LED结构初始框架的基础上制备微透镜阵列。

10.根据权利要求9所述的微型LED结构的制备方法，其特征在于，所述在所述微型LED结构初始框架的基础上制备微透镜阵列，包括：

剥离所述微型LED结构初始框架中的衬底，以暴露所述微型LED结构初始框架中的第一半导体层；

在所述第一半导体层的表面间隔沉积掩膜材料，形成掩膜矩阵，对所述第一半导体层未被掩膜覆盖的区域进行刻蚀以获得微透镜阵列。

11.根据权利要求9或10所述的微型LED结构的制备方法，其特征在于，所述微型LED结构的制备方法还包括：

在微透镜阵列的表面涂布光阻材料并刻蚀得到消光层。

12.根据权利要求9或10所述的微型LED结构的制备方法，其特征在于，所述微型LED结构的制备方法还包括：

在第二半导体层涂布深色光阻材料，使深色光阻材料将所述微透镜阵列完全覆盖；对深色光阻材料进行曝光显影，露出所述微透镜阵列。

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