DE21744964T1 - Mikrolichtleuchtdiode mit hoher lichtauskopplung - Google Patents

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Abstract

Mikro-Leuchtdiode mit einer hohen Lichtextraktionseffizienz, umfassend:eine untere leitende Schicht;eine lichtemittierende Schicht auf der unteren leitenden Schicht;eine obere leitende Struktur auf der lichtemittierenden Schicht;eine untere dielektrische Schicht, die zwischen der unteren leitenden Schicht und der lichtemittierenden Schicht angeordnet ist; undeinen leitenden Seitenarm, der eine Seitenwand einer unteren Schicht der lichtemittierenden Schicht und die untere leitende Schicht verbindet.

Claims (39)

  1. Mikro-Leuchtdiode mit einer hohen Lichtextraktionseffizienz, umfassend: eine untere leitende Schicht; eine lichtemittierende Schicht auf der unteren leitenden Schicht; eine obere leitende Struktur auf der lichtemittierenden Schicht; eine untere dielektrische Schicht, die zwischen der unteren leitenden Schicht und der lichtemittierenden Schicht angeordnet ist; und einen leitenden Seitenarm, der eine Seitenwand einer unteren Schicht der lichtemittierenden Schicht und die untere leitende Schicht verbindet.
  2. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 1, ferner umfassend eine ohmsche Kontaktschicht umfasst, die zwischen der oberen leitenden Struktur und der lichtemittierenden Schicht angeordnet ist.
  3. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 2, wobei die laterale Breite der ohmschen Kontaktschicht viel schmaler ist als die der lichtemittierenden Schicht.
  4. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die obere leitende Struktur die ohmsche Kontaktschicht direkt bedeckt und ein wesentlicher Teil der lichtemittierenden Schicht nicht durch die ohmsche Kontaktschicht abgeschirmt ist.
  5. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die ohmsche Kontaktschicht ein Metallfilm ist.
  6. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Dicke der ohmschen Kontaktschicht weniger als 20 nm und die laterale Breite der ohmschen Kontaktschicht weniger als 0,5 µm beträgt.
  7. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Material der ohmschen Kontaktschicht mindestens eine oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus Gruppe I, Gruppe II, Gruppe III, Gruppe IV, Gruppe VI und Gruppe VIII von Metallen aus einer Periodentabelle enthält.
  8. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die obere leitende Struktur transparent ist und die ohmsche Kontaktschicht transparent ist.
  9. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die untere dielektrische Schicht eine zusammengesetzte reflektierende Schicht ist.
  10. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 9, wobei die zusammengesetzte reflektierende Schicht mehrere Schichten enthält, die mindestens eine isolierende reflektierende dielektrische Schicht und eine zusammengesetzte reflektierende Metallschicht umfassen, und die zusammengesetzte reflektierende Metallschicht an der Unterseite der isolierenden reflektierenden dielektrischen Schicht angeordnet ist und die untere leitende Schicht berührt.
  11. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 10, wobei die zusammengesetzte reflektierende Metallschicht mehrere Schichten aufweist.
  12. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei die isolierende reflektierende dielektrische Schicht ferner eine obere isolierende dielektrische Schicht und einen unteren Bragg-Spiegel umfasst.
  13. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 12, wobei die obere isolierende dielektrische Schicht nicht weniger als drei Schichten aufweist.
  14. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 12-13, wobei das Material der oberen isolierenden dielektrischen Schicht Metalloxid ist.
  15. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die laterale Breite der unteren leitenden Schicht größer ist als die der unteren dielektrischen Schicht, so dass die untere leitende Schicht eine vorstehende Oberseite aufweist, die sich außerhalb der unteren dielektrischen Schicht erstreckt; und ein Ende des leitenden Seitenarms mit einer unteren Schicht der lichtemittierenden Schicht verbunden ist und mindestens ein Teil eines anderen Endes des leitenden Seitenarms mit der vorstehenden Oberseite der unteren leitenden Schicht verbunden ist und auf dieser getragen ist.
  16. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die laterale Breite der unteren dielektrischen Schicht nicht geringer ist als die Breite der Unterseite der lichtemittierenden Schicht.
  17. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1-16, wobei: die lichtemittierende Schicht ferner einen ersten Typ von Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und einen zweiten Typ von Halbleiterschicht umfasst, die von oben nach unten angeordnet sind, der zweite Typ von Halbleiterschicht eine vorstehende Oberseite aufweist, die sich außerhalb der aktiven Schicht und der erste Typ von Halbleiterschicht erstreckt, und ein Ende des leitenden Seitenarms die vorstehende Oberseite des zweiten Typs der Halbleiterschicht bedeckt und berührt und ein anderes Ende des leitenden Seitenarms die untere leitende Schicht berührt.
  18. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 17, wobei: die laterale Breite der unteren leitenden Schicht größer ist als die des zweiten Typs der Halbleiterschicht und die der unteren dielektrischen Schicht, so dass die untere leitende Schicht eine vorstehende Oberseite aufweist, die sich außerhalb des zweiten Typs der Halbleiterschicht und der unteren dielektrischen Schicht erstreckt, und mindestens ein Teil des leitenden Seitenarms auf der vorstehenden Oberseite der unteren leitenden Schicht getragen ist.
  19. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 18, wobei die laterale Breite der unteren leitenden Schicht weniger als 2 µm beträgt.
  20. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 18-19, wobei die Breite der vorstehenden Oberseite der unteren leitenden Schicht nicht größer ist als die Breite der vorstehenden Oberseite des zweiten Typs der Halbleiterschicht.
  21. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei der zweite Typ von Halbleiterschicht ferner einen zweiten Typ von oberer Halbleiterschicht und einen zweiten Typ von unterer Halbleiterschicht umfasst und der zweite Typ von unterer Halbleiterschicht sich relativ zum zweiten Typ von oberer Halbleiterschicht nach außen erstreckt und dadurch eine vorstehende Oberseite bildet.
  22. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 21, wobei das Material des zweiten Typs der oberen Halbleiterschicht sich von dem des zweiten Typs der unteren Halbleiterschicht unterscheidet.
  23. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 21-22, wobei der zweite Typ der oberen Halbleiterschicht AlGalnP und der zweite Typ der unteren Halbleiterschicht GaP ist und der erste Typ der Halbleiterschicht AllnP ist.
  24. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 21-23, wobei das Ende des leitenden Seitenarms: in elektrischem Kontakt mit der vorstehenden Oberseite des zweiten Typs der unteren Halbleiterschicht steht, nicht in elektrischem Kontakt mit dem zweiten Typ der oberen Halbleiterschicht steht, und nicht in elektrischem Kontakt mit der lichtemittierenden Schicht und dem ersten Typ der Halbleiterschicht steht.
  25. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 17-24, wobei die laterale Breite des ersten Typs der Halbleiterschicht gleich oder größer als die der aktiven Schicht ist.
  26. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 17-24, wobei die laterale Breite des ersten Typs der Halbleiterschicht viel schmaler ist als die der aktiven Schicht.
  27. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1-26, wobei der leitende Seitenarm eine umgekehrte L-Form aufweist.
  28. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1-27, wobei der leitende Seitenarm an einer Seitenwand der unteren dielektrischen Schicht angebracht und mit dieser verbunden ist.
  29. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1-28, wobei die laterale Breite der unteren leitenden Schicht größer ist als die der unteren dielektrischen Schicht und eine Seitenwand der unteren leitenden Schicht außerhalb und über eine Seitenwand des leitenden Seitenarms hinaus vorsteht.
  30. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 17-29, ferner umfassend: eine transparente Isolierschicht, die zumindest die vorstehende Oberseite des zweiten Typs der Halbleiterschicht, eine Oberseite und eine Seitenwand des leitenden Seitenarms, eine Seitenwand der lichtemittierenden Schicht und eine Seitenwand des ersten Typs der Halbleiterschicht bedeckt, und die obere leitende Struktur auf der transparenten Isolierschicht angeordnet ist.
  31. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1-30, wobei das Material des leitenden Seitenarms leitendes Metall ist.
  32. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 17-31, wobei der erste Typ der Halbleiterschicht eine Halbleiterschicht vom N-Typ und der zweite Typ der Halbleiterschicht eine Halbleiterschicht vom P-Typ ist.
  33. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 17-31, wobei der erste Typ der Halbleiterschicht eine Halbleiterschicht vom P-Typ ist und der zweite Typ der Halbleiterschicht eine Halbleiterschicht vom N-Typ ist.
  34. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1-33, wobei das Material der unteren leitenden Schicht einen oder mehrere Typen von leitendem Metall enthält.
  35. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 34, ferner umfassend eine elektrische Schaltungsbasis an der Unterseite der unteren leitenden Schicht, wobei die untere leitende Schicht als Verbindungsschicht verwendet wird, die mit einer Oberfläche der elektrischen Schaltungsbasis verbunden ist.
  36. Mikro-Leuchtdiode nach Anspruch 35, wobei die elektrische Schaltungsbasis mindestens eine Treiberschaltung umfasst, die die Emission der lichtemittierenden Schicht steuert.
  37. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 36, wobei die Mikro-Leuchtdiode eine Lichtextraktionseffizienz von mindestens 20 % aufweist.
  38. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 36, wobei die Mikro-Leuchtdiode eine Lichtextraktionseffizienz von mindestens 40 % aufweist.
  39. Mikro-Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 36, wobei die Mikro-Leuchtdiode eine Lichtextraktionseffizienz von mindestens 60 % aufweist.
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