TW202230714A - 使用金屬奈米粒子之電漿散射的微型led之增強的光輸出耦合 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種微型發光二極體（微型LED），其包括基板、包括形成於該基板上之複數個半導體層之台面結構以及在該台面結構之側壁上之絕緣材料層。該台面結構包括被配置以發射第一波長之光之發光區域。該絕緣材料層包括透明絕緣材料以及浸沒於該透明絕緣材料中之金屬奈米粒子。該透明絕緣材料及所述金屬奈米粒子被配置以引起該第一波長之該光回至該台面結構中的電漿散射，使得該第一波長之該光可在該台面結構中經隨機化，藉此改良該微型LED之光萃取效率及外部量子效率。

Description

使用金屬奈米粒子之電漿散射的微型LED之增強的光輸出耦合

本揭示內容大體上係關於微型發光二極體（微型LED），且詳言之，係關於用於改良微型LED之光輸出耦合效率的技術。

發光二極體（LED）將電能轉換成光能，且提供優於其他光源之許多益處，諸如減小尺寸、改良耐久性及增加效率。LED可用作許多顯示系統中之光源，所述顯示系統為諸如電視、電腦監視器、膝上型電腦、平板電腦、智慧型電話、投影系統及可穿戴電子裝置。已開始開發基於III-V半導體（諸如AlN、GaN、InN、GaAs、四級磷化組成物（例如，AlGaInP）及其類似者之合金）之微型LED（「μLED」）以用於各種顯示器應用，此係歸因於其較小尺寸（例如，具有小於100 μm、小於50 μm、小於10 μm或小於5 μm之線性尺寸）、高封裝密度、較高解析度及高亮度。舉例而言，發射不同色彩（例如，紅色、綠色及藍色）之光的微型LED可用以形成諸如電視或近眼顯示器系統之顯示系統的子像素。

本揭示內容大體上係關於微型發光二極體（微型LED）。更具體言之，本揭示內容係關於改良自微型LED至例如顯示系統中且最終至使用者眼睛中之光輸出耦合效率。本文中描述各種發明性具體實例，包括裝置、系統、方法、材料、處理程序及其類似者。

根據本揭示內容之第一態樣，提供一種微型發光二極體，其包含：基板；台面結構，其包括形成於該基板上之複數個半導體層，該台面結構包括被配置以發射第一波長之光的發光區域；以及絕緣材料層，其在該台面結構之側壁上，該絕緣材料層包括：透明絕緣材料；以及金屬奈米粒子，其浸沒於該透明絕緣材料中，其中該透明絕緣材料及所述金屬奈米粒子被配置以使得該第一波長之該光與所述金屬奈米粒子相互作用以在所述金屬奈米粒子上引起表面電漿子共振。

在該微型LED之一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可包括貴金屬或銅之奈米粒子。在一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可包括奈米球、奈米棒、奈米籠或奈米殼。在一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可具有大於約50 nm之線性尺寸。在一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可具有大於約100 nm之線性尺寸。在一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可塗佈有形成所述金屬奈米粒子之殼的非導電材料層。在一些具體實例中，該透明絕緣材料可包括氧化矽、氮化矽、氧化鋁或矽酮。在一些具體實例中，該絕緣材料層之特徵可為針對該第一波長之該光的散射與總消光比大於50%。

在一些具體實例中，該微型LED可進一步包括在該台面結構之所述側壁與該絕緣材料層之間的透明鈍化層。在一些具體實例中，該透明鈍化層可包括氧化矽或氮化矽。在一些具體實例中，該台面結構之所述側壁可包括垂直側壁、向內傾斜側壁、向外傾斜側壁、圓錐形側壁或拋物線形側壁。在一些具體實例中，該台面結構可具有小於50 μm、小於20 μm或小於10 μm之側向線性尺寸。在一些具體實例中，該台面結構可包括n型半導體層及p型半導體層，且該發光區域可在該n型半導體層與該p型半導體層之間。在一些具體實例中，該微型LED可進一步包括該台面結構上之背向反射器，其中該背向反射器可包括金屬接觸層。在一些具體實例中，該微型LED亦可包括微型透鏡，該微型透鏡被配置以將該第一波長之該光耦合出該微型發光二極體。在一些具體實例中，該微型透鏡可在該基板上。在一些具體實例中，該第一波長之該光可包括紅光、綠光或藍光。

根據本揭示內容之第二態樣，提供一種微型發光二極體陣列，其包含：基板；複數個台面結構，其在該基板上，該複數個台面結構中之每一台面結構包括被配置以發射第一波長之光的發光區域；以及絕緣材料，其在該複數個台面結構之間，該絕緣材料包括：透明絕緣材料；以及 金屬奈米粒子，其分散於該透明絕緣材料中，其中該透明絕緣材料及所述金屬奈米粒子被配置以使得該第一波長之該光與所述金屬奈米粒子相互作用以在所述金屬奈米粒子上引起表面電漿子共振。

在該微型LED陣列之一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可包括貴金屬或銅之奈米粒子。在一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可包括奈米球、奈米棒、奈米籠、奈米殼或其類似者。在一些具體實例中，該絕緣材料層之特徵可為針對該第一波長中之該光的散射與總消光比大於50%。在一些具體實例中，該透明絕緣材料可包括氧化矽、氮化矽、氧化鋁或矽酮。在一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可具有大於約50 nm或大於約100 nm之線性尺寸。在一些具體實例中，所述金屬奈米粒子可塗佈有形成所述金屬奈米粒子之殼的非導電材料層。在一些具體實例中，該絕緣材料層之特徵可為針對該第一波長之該光的散射與總消光比大於50%。

應瞭解，本文中描述為適合於併入至本揭示內容之一或多個態樣或具體實例中的任何特徵意欲在整個本揭示內容之任何及所有態樣及具體實例中為普遍適用的。此發明內容既不意欲識別所主張主題之關鍵或基本特徵，亦不意欲單獨使用以判定所主張主題之範圍。應參考本揭示內容之整篇說明書之適當部分、任何或所有圖式及每一申請專利範圍來理解該主題。下文將在以下說明書、申請專利範圍及隨附圖式中更詳細地描述前述內容連同其他特徵及實例。前文之一般描述及下文之詳細描述僅為例示性及解釋性的，且並不限制申請專利範圍。

本揭示內容大體上係關於微型發光二極體（微型LED）。更具體言之，且非限制性地，本文中揭示了用於改良微型LED之光輸出耦合效率的技術。本文中描述各種發明性具體實例，包括裝置、系統、方法、材料、處理程序及其類似者。

在基於微型LED之顯示系統中，自微型LED或微型LED陣列發射之光可耦合至用於將影像遞送至使用者眼睛之顯示器（例如，波導顯示器）中。在LED中，通常經由主動區域（例如，一或多個半導體層）內電子與電洞之再結合而以特定內部量子效率產生光子，其中該內部量子效率為發射光子之主動區域中之電子電洞再結合的比例。接著可例如在特定方向上或在特定立體角內以光萃取效率（LEE）自LED萃取所產生之光。自LED萃取的經發射光子之數目與通過LED的電子之數目之間的比稱為外部量子效率（EQE），其描述LED將經注入電子轉化為自LED萃取之光子的高效程度。在某一立體角內之所萃取之光的僅一部分可耦合至波導中且歸因於顯示系統之有限視野及/或出射光瞳（或眼眶）而最終到達使用者眼睛。基於微型LED之顯示系統的總效率可取決於每一微型LED之外部量子效率、自微型LED至波導中之顯示光的輸入耦合效率，以及自波導朝向使用者眼睛之顯示光的輸出耦合效率。對於LED，且詳言之，對於具有減小的實體尺寸之微型LED，內部及外部量子效率可能很低，且改良LED之效率可具挑戰性。

根據某些具體實例，包括台面結構之微型LED可包括由浸沒於台面結構之側壁處的絕緣基質中之金屬奈米粒子形成的光偏轉器。所述金屬奈米粒子可歸因於表面電漿子共振而散射由微型LED之發光區域所產生的入射光。奈米粒子之材料、尺寸及形狀以及絕緣基質之材料可經選擇以使得奈米粒子之表面電漿子共振的共振頻率匹配於由微型LED之發光區域所發射之光的頻率以引起入射於奈米粒子上之經發射光的強消光（吸收及散射）。因此，入射於微型LED之側壁上的經發射光可自微型LED中散射出來（而非鏡面反射）或經散射回至微型LED中以使光再混合。因此，微型LED之光萃取效率可增加。因此，可改良微型LED之總外部量子效率。

本文中所描述之微型LED可結合諸如人工實境系統之各種技術來使用。諸如頭戴式顯示器（HMD）或抬頭顯示器（HUD）系統之人工實境系統大體上包括被配置以呈現描繪虛擬環境中之物件之人工影像的顯示器。顯示器可呈現虛擬物件或將真實物件之影像與虛擬物件組合，如在虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）或混合實境（MR）應用中。舉例而言，在AR系統中，使用者可藉由例如透視透明顯示器眼鏡或透鏡（通常稱作光學透視）或查看由攝影機俘獲的周圍環境之經顯示影像（通常稱作視訊透視）來查看虛擬物件之經顯示影像（例如，電腦產生之影像（CGI））及周圍環境之經顯示影像兩者。在一些AR系統中，可使用基於LED之顯示子系統來向使用者呈現人工影像。

如本文中所使用，術語「發光二極體（LED）」指代包括至少n型半導體層、p型半導體層及n型半導體層與p型半導體層之間的發光區域（亦即，主動區域）之光源。發光區域可包括形成諸如量子井之一或多個異質結構之一或多個半導體層。在一些具體實例中，發光區域可包括形成一或多個多量子井（MQW）之多個半導體層，該一或多個多量子井各自包括多個（例如，約2至6個）量子井。

如本文中所使用，術語「微型LED」或「μLED」係指具有晶片之LED，其中該晶片之線性尺寸小於約200 μm，諸如小於100 μm、小於50 μm、小於20 μm、小於10 μm或更小。舉例而言，微型LED之線性尺寸可小至6 μm、5 μm、4 μm、2 μm或更小。一些微型LED可具有與少數載子擴散長度相當的線性尺寸（例如，長度或直徑）。然而，本文中之揭示內容不限於微型LED，且亦可應用於小型LED及大型LED。

如本文中所使用，術語「接合」可指用於實體及/或電連接兩個或更多個裝置及/或晶圓之各種方法，諸如黏著性接合、金屬間接合、金屬氧化物接合、晶圓間接合、晶粒至晶圓接合、混合接合、焊接、凸塊下金屬化及其類似者。舉例而言，黏著性接合可使用可固化黏著劑（例如，環氧樹脂）以經由黏著來實體接合兩個或更多個裝置及/或晶圓。金屬間接合可包括例如在金屬之間使用焊接介面（例如，襯墊或球形部分）、導電黏著劑或熔接接頭之線接合或覆晶接合。金屬氧化物接合可在每一表面上形成金屬及氧化物圖案，將氧化物區段接合在一起，且接著將金屬區段接合在一起以產生導電路徑。晶圓間接合可接合兩個晶圓（例如，矽晶圓或其他半導體晶圓）而無任何中間層，且係基於兩個晶圓之表面之間的化學鍵。晶圓間接合可包括晶圓清潔及其他預處理、對準及在室溫下之預接合，以及在諸如約250℃或更高之高溫下的退火。晶粒至晶圓接合可使用一個晶圓上之凸塊以將預成型晶片之特徵與晶圓之驅動件對準。混合接合可包括例如晶圓清潔、一個晶圓之接點與另一晶圓之接點的高精度對準、晶圓內之介電材料在室溫下的介電接合，以及藉由在例如250℃至300℃或更高溫度下退火而進行的接點之金屬接合。如本文中所使用，術語「凸塊」一般可指在接合期間使用或形成之金屬互連件。

在以下描述中，出於解釋之目的，闡述特定細節以便提供對本揭示內容之實例的透徹理解。然而，將顯而易見，可在無此等特定細節之情況下實踐各種實例。舉例而言，裝置、系統、結構、總成、方法及其他組件可以方塊圖形式展示為組件，以免以不必要的細節混淆實例。在其他情況下，可在無必要細節之情況下展示熟知之裝置、處理程序、系統、結構及技術，以免混淆實例。圖式及描述並不意欲為限制性的。已在本揭示內容中使用之術語及表述用作描述之術語且不為限制性的，且在使用此類術語及表述中，不欲排除所展示及描述之特徵或其部分的任何等效者。詞語「實例」在本文中用以意謂「充當一實例、個例或示例」。不必將本文中描述為「實例」之任何具體實例或設計理解為比其他具體實例或設計較佳或優於其他具體實例或設計。

圖 1係根據某些具體實例之包括近眼顯示器120之人工實境系統環境100之實例的簡化方塊圖。圖1中所展示之人工實境系統環境100可包括近眼顯示器120、視情況選用之外部成像裝置150及視情況選用之輸入/輸出介面140，其中之每一者可耦合至視情況選用之控制台110。雖然圖1展示包括一個近眼顯示器120、一個外部成像裝置150及一個輸入/輸出介面140之人工實境系統環境100的實例，但可在人工實境系統環境100中包括任何數目個此等組件，或可省略所述組件中之任一者。舉例而言，可存在由與控制台110進行通信之一或多個外部成像裝置150監視之多個近眼顯示器120。在一些組態中，人工實境系統環境100可不包括外部成像裝置150、視情況選用之輸入/輸出介面140及視情況選用之控制台110。在替代性組態中，不同組件或額外組件可包括於人工實境系統環境100中。

近眼顯示器120可為向使用者呈現內容之頭戴式顯示器。由近眼顯示器120呈現之內容的實例包括影像、視訊、音訊或其任何組合中之一或多者。在一些具體實例中，音訊可經由外部裝置（例如，揚聲器及/或頭戴式耳機）呈現，該外部裝置自近眼顯示器120、控制台110或此兩者接收音訊資訊，且基於該音訊資訊呈現音訊資料。近眼顯示器120可包括一或多個剛體，其可剛性地或非剛性地耦合至彼此。剛體之間的剛性耦合可使經耦合之剛體充當單一剛性實體。剛體之間的非剛性耦合可允許剛體相對於彼此移動。在各種具體實例中，近眼顯示器120可以包括一副眼鏡之任何合適之外觀尺寸來實施。下文關於圖2及圖3進一步描述近眼顯示器120之一些具體實例。另外，在各種具體實例中，本文中所描述之功能性可用於將在近眼顯示器120外部之環境之影像與人工實境內容（例如，電腦產生之影像）組合的耳機中。因此，近眼顯示器120可藉由所產生之內容（例如，影像、視訊、聲音等）來擴增在近眼顯示器120外部的實體真實世界環境之影像，以向使用者呈現擴增實境。

在各種具體實例中，近眼顯示器120可包括顯示電子件122、顯示光學件124及眼睛追蹤單元130中之一或多者。在一些具體實例中，近眼顯示器120亦可包括一或多個定位器126、一或多個位置感測器128及慣性量測單元（IMU）132。在各種具體實例中，近眼顯示器120可省略眼睛追蹤單元130、定位器126、位置感測器128及IMU 132中之任一者，或包括額外元件。另外，在一些具體實例中，近眼顯示器120可包括組合結合圖1所描述之各種元件之功能的元件。

顯示電子件122可根據自例如控制台110接收到之資料而向使用者顯示影像或促進向使用者顯示影像。在各種具體實例中，顯示電子件122可包括一或多個顯示面板，諸如液晶顯示器（LCD）、有機發光二極體（OLED）顯示器、無機發光二極體（ILED）顯示器、微型發光二極體（μLED）顯示器、主動矩陣OLED顯示器（AMOLED）、透明OLED顯示器（TOLED）或某一其他顯示器。舉例而言，在近眼顯示器120之一個實施方式中，顯示電子件122可包括前TOLED面板、後顯示面板，及在前顯示面板與後顯示面板之間的光學組件（例如，衰減器、偏光器，或繞射或光譜膜）。顯示電子件122可包括像素以發射諸如紅色、綠色、藍色、白色或黃色之主色彩的光。在一些實施方式中，顯示電子件122可經由由二維面板產生之立體效應來顯示三維（3D）影像以產生影像深度之主觀感知。舉例而言，顯示電子件122可包括分別定位於使用者之左眼及右眼前方的左方顯示器及右方顯示器。左方顯示器及右方顯示器可呈現相對於彼此水平地移位之影像的複本，以產生立體效應（亦即，觀看影像之使用者對影像深度的感知）。

在某些具體實例中，顯示光學件124可以光學方式顯示影像內容（例如，使用光波導及耦合器），或放大自顯示電子件122接收到之影像光，校正與該影像光相關聯之光學誤差，且向近眼顯示器120之使用者呈現經校正之影像光。在各種具體實例中，顯示光學件124可包括一或多個光學元件，諸如基板、光波導、光圈、菲涅爾透鏡、凸透鏡、凹透鏡、濾光片、輸入/輸出耦合器，或可能影響自顯示電子件122發射之影像光的任何其他合適之光學元件。顯示光學件124可包括不同光學元件之組合，以及用以維持組合中之光學元件之相對間隔及定向的機械耦接件。顯示光學件124中之一或多個光學元件可具有光學塗層，諸如抗反射塗層、反射塗層、濾光塗層，或不同光學塗層之組合。

影像光由顯示光學件124之放大可允許顯示電子件122相比較大顯示器而言在實體上較小、重量較輕且消耗較少功率。另外，放大可增大所顯示之內容的視野。影像光由顯示光學件124放大之量可藉由調整、添加光學元件或自顯示光學件124移除光學元件來改變。在一些具體實例中，顯示光學件124可將經顯示影像投影至可比近眼顯示器120更遠離使用者眼睛之一或多個影像平面。

顯示光學件124亦可經設計以校正一或多種類型之光學誤差，諸如二維光學誤差、三維光學誤差或其任何組合。二維誤差可包括在兩個維度中出現之光學像差。二維誤差之實例類型可包括桶形失真、枕形失真、縱向色像差及橫向色像差。三維誤差可包括在三個維度中出現之光學誤差。三維誤差之實例類型可包括球面像差、慧形像差、像場彎曲及像散。

定位器126可為相對於彼此且相對於近眼顯示器120上之參考點而位於近眼顯示器120上之特定位置中的物件。在一些實施方式中，控制台110可在由外部成像裝置150俘獲之影像中識別定位器126以判定人工實境耳機之位置、定向或此兩者。定位器126可為LED、角隅稜鏡反射器、反射標記、與近眼顯示器120進行操作所處之環境形成對比的一種類型之光源，或其任何組合。在定位器126為主動組件（例如，LED或其他類型之發光裝置）之具體實例中，定位器126可發射在可見光頻帶（例如，約380 nm至750 nm）、在紅外線（IR）頻帶（例如，約750 nm至1 mm）、在紫外線頻帶（例如，約10 nm至約380 nm）、在電磁光譜之另一部分或在電磁光譜之部分的任何組合中之光。

外部成像裝置150可包括一或多個攝影機、一或多個視訊攝影機、能夠俘獲包括定位器126中之一或多者之影像的任何其他裝置，或其任何組合。另外，外部成像裝置150可包括一或多個濾波器（例如，以增大信號對雜訊比）。外部成像裝置150可被配置以偵測在外部成像裝置150之視野中自定位器126發射或反射之光。在定位器126包括被動元件（例如，回反射器）之具體實例中，外部成像裝置150可包括照明定位器126中之一些或全部的光源，所述定位器可將光逆向反射至外部成像裝置150中之光源。慢速校準資料可自外部成像裝置150被傳達至控制台110，且外部成像裝置150可自控制台110接收一或多個校準參數，以調整一或多個成像參數（例如，焦距、焦點、圖框速率、感測器溫度、快門速度、光圈等）。

位置感測器128可回應於近眼顯示器120之運動而產生一或多個量測信號。位置感測器128之實例可包括加速計、陀螺儀、磁力計、其他運動偵測或誤差校正感測器，或其任何組合。舉例而言，在一些具體實例中，位置感測器128可包括用以量測平移運動（例如，向前/向後、向上/向下或向左/向右）之多個加速計以及用以量測旋轉運動（例如，俯仰、橫偏或橫搖）之多個陀螺儀。在一些具體實例中，各種位置感測器可彼此正交地定向。

IMU 132可為基於自位置感測器128中之一或多者接收到之量測信號而產生快速校準資料的電子裝置。位置感測器128可位於IMU 132外部、IMU 132內部，或其任何組合。基於來自一或多個位置感測器128之一或多個量測信號，IMU 132可產生快速校準資料，該快速校準資料指示相對於近眼顯示器120之初始位置的近眼顯示器120之估計位置。舉例而言，IMU 132可隨時間推移對自加速計接收到之量測信號進行積分以估計速度向量，且隨時間推移對該速度向量進行積分以判定近眼顯示器120上之參考點的估計位置。替代地，IMU 132可將經取樣之量測信號提供至控制台110，所述經取樣之量測信號可判定快速校準資料。雖然參考點大體上可定義為空間中之點，但在各種具體實例中，參考點亦可定義為近眼顯示器120內之點（例如，IMU 132之中心）。

眼睛追蹤單元130可包括一或多個眼睛追蹤系統。眼睛追蹤可指判定眼睛相對於近眼顯示器120之位置，包括眼睛之定向及位置。眼睛追蹤系統可包括成像系統以對一或多個眼睛進行成像，且可視情況包括光發射器，該光發射器可產生經導向至眼睛之光，使得由眼睛反射之光可由成像系統俘獲。舉例而言，眼睛追蹤單元130可包括發射可見光譜或紅外線光譜中之光的非同調或同調光源（例如，雷射二極體），及俘獲由使用者眼睛反射之光的攝影機。作為另一實例，眼睛追蹤單元130可俘獲由小型雷達單元發射之經反射無線電波。眼睛追蹤單元130可使用低功率光發射器，所述低功率光發射器發射在不會損傷眼睛或造成身體不適之頻率及強度下的光。眼睛追蹤單元130可經配置以增大由眼睛追蹤單元130俘獲之眼睛影像中的對比度，同時降低由眼睛追蹤單元130消耗之總功率（例如，降低由包括於眼睛追蹤單元130中之光發射器及成像系統消耗的功率）。舉例而言，在一些實施方式中，眼睛追蹤單元130可消耗小於100毫瓦之功率。

近眼顯示器120可使用眼睛之定向來例如判定使用者之瞳孔間距離（IPD）、判定凝視方向、引入深度線索（例如，使用者主視線外部之模糊影像）、在VR媒體中收集對使用者互動之試探（例如，隨所曝露刺激而變之花費在任何特定個體、物件或圖框上的時間）、部分地基於使用者眼睛中之至少一者的定向之某一其他功能，或其任何組合。因為可判定使用者之兩隻眼睛的定向，所以眼睛追蹤單元130可能夠判定使用者看向何處。舉例而言，判定使用者之凝視方向可包括基於所判定之使用者左眼及右眼的定向來判定會聚點。會聚點可為使用者眼睛之兩個視窩軸線相交之點。使用者之凝視方向可為穿過會聚點及在使用者眼睛之瞳孔之間的中點之線的方向。

輸入/輸出介面140可為允許使用者將動作請求發送至控制台110之裝置。動作請求可為執行特定動作之請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或執行該應用程式內之特定動作。輸入/輸出介面140可包括一或多個輸入裝置。實例輸入裝置可包括鍵盤、滑鼠、遊戲控制器、手套、按鈕、觸控式螢幕，或用於接收動作請求且將所接收之動作請求傳達至控制台110的任何其他合適裝置。可將由輸入/輸出介面140接收之動作請求傳達至控制台110，該控制台可執行對應於所請求動作之動作。在一些具體實例中，輸入/輸出介面140可根據自控制台110接收到之指令而將觸覺反饋提供至使用者。舉例而言，輸入/輸出介面140可在動作請求被接收時或在控制台110已執行所請求動作且將指令傳達至輸入/輸出介面140時提供觸覺反饋。在一些具體實例中，外部成像裝置150可用以追蹤輸入/輸出介面140，諸如追蹤控制器（其可包括例如IR光源）或使用者之手部的方位或位置以判定使用者之運動。在一些具體實例中，近眼顯示器120可包括一或多個成像裝置以追蹤輸入/輸出介面140，諸如追蹤控制器或使用者之手部的方位或位置以判定使用者之運動。

控制台110可根據自外部成像裝置150、近眼顯示器120及輸入/輸出介面140中之一或多者接收到的資訊而將內容提供至近眼顯示器120以供呈現給使用者。在圖1中所展示之實例中，控制台110可包括應用程式商店112、耳機追蹤模組114、人工實境引擎116及眼睛追蹤模組118。控制台110之一些具體實例可包括與結合圖1所描述之彼等模組不同的模組或額外模組。下文進一步所描述之功能可按與此處所描述之方式不同的方式分佈在控制台110之組件當中。

在一些具體實例中，控制台110可包括處理器及儲存可由該處理器執行之指令的非暫時性電腦可讀取儲存媒體。該處理器可包括並行地執行指令之多個處理單元。非暫時性電腦可讀取儲存媒體可為任何記憶體，諸如硬碟機、可移式記憶體或固態驅動機（例如，快閃記憶體或動態隨機存取記憶體（DRAM））。在各種具體實例中，結合圖1所描述之控制台110的模組可經編碼為非暫時性電腦可讀取儲存媒體中之指令，所述指令在由處理器執行時使該處理器執行下文進一步所描述之功能。

應用程式商店112可儲存一或多個應用程式以供控制台110執行。應用程式可包括在由處理器執行時產生內容以供呈現給使用者之一組指令。由應用程式產生之內容可為回應於經由使用者眼睛之移動而自使用者接收到之輸入，或自輸入/輸出介面140接收到之輸入。應用程式之實例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式或其他合適之應用程式。

耳機追蹤模組114可使用來自外部成像裝置150之慢速校準資訊來追蹤近眼顯示器120之移動。舉例而言，耳機追蹤模組114可使用來自慢速校準資訊之經觀測之定位器及近眼顯示器120的模型來判定近眼顯示器120之參考點的位置。耳機追蹤模組114亦可使用來自快速校準資訊之位置資訊來判定近眼顯示器120之參考點的位置。另外，在一些具體實例中，耳機追蹤模組114可使用快速校準資訊、慢速校準資訊或其任何組合之部分來預測近眼顯示器120之未來方位。耳機追蹤模組114可將近眼顯示器120之估計位置或經預測之未來位置提供至人工實境引擎116。

人工實境引擎116可執行人工實境系統環境100內之應用程式，且自耳機追蹤模組114接收近眼顯示器120之位置資訊、近眼顯示器120之加速度資訊、近眼顯示器120之速度資訊、近眼顯示器120之經預測之未來位置，或其任何組合。人工實境引擎116亦可自眼睛追蹤模組118接收經估計之眼睛位置及定向資訊。基於所接收資訊，人工實境引擎116可判定用以提供至近眼顯示器120以供呈現給使用者之內容。例如，若所接收資訊指示使用者已看向左側，則人工實境引擎116可產生用於近眼顯示器120之內容，該內容反映使用者在虛擬環境中之眼睛移動。另外，人工實境引擎116可回應於自輸入/輸出介面140接收到之動作請求而執行在控制台110上執行之應用程式內的動作，且將指示動作已執行之反饋提供至使用者。該反饋可為經由近眼顯示器120之視覺或聽覺反饋，或經由輸入/輸出介面140之觸覺反饋。

眼睛追蹤模組118可自眼睛追蹤單元130接收眼睛追蹤資料，且基於該眼睛追蹤資料來判定使用者眼睛之位置。眼睛之位置可包括眼睛相對於近眼顯示器120或其任何元件之定向、方位或此兩者。因為眼睛之旋轉軸線依據眼睛在其眼窩中之方位而變化，所以判定眼睛在其眼窩中之方位可允許眼睛追蹤模組118更準確地判定眼睛之定向。

圖 2係呈用於實施本文中所揭示之一些實例的HMD裝置200之形式的近眼顯示器之實例的透視圖。HMD裝置200可為例如VR系統、AR系統、MR系統或其任何組合之一部分。HMD裝置200可包括主體220以及頭部綁帶230。圖2在透視圖中展示主體220之底側223、前側225及左側227。頭部綁帶230可具有可調整或可延伸之長度。HMD裝置200之主體220與頭部綁帶230之間可存在足夠的空間，以允許使用者將HMD裝置200安裝至使用者之頭部上。在各種具體實例中，HMD裝置200可包括額外組件、較少組件或不同組件。舉例而言，在一些具體實例中，HMD裝置200可包括如例如下圖3中所展示之眼鏡鏡腿及鏡腿尖端，而非頭部綁帶230。

HMD裝置200可將包括具有電腦產生之元件的實體真實世界環境之虛擬及/或擴增視圖的媒體呈現給使用者。由HMD裝置200呈現之媒體的實例可包括影像（例如，二維（2D）或三維（3D）影像）、視訊（例如，2D或3D視訊）、音訊，或其任何組合。所述影像及視訊可由圍封於HMD裝置200之主體220中的一或多個顯示器總成（圖2中未示）呈現給使用者之每隻眼睛。在各種具體實例中，該一或多個顯示器總成可包括單一電子顯示面板或多個電子顯示面板（例如，使用者之每隻眼睛一個顯示面板）。電子顯示面板之實例可包括例如LCD、OLED顯示器、ILED顯示器、μLED顯示器、AMOLED、TOLED、某一其他顯示器，或其任何組合。HMD裝置200可包括兩個眼框區域。

在一些實施方式中，HMD裝置200可包括各種感測器（圖中未示），諸如深度感測器、運動感測器、位置感測器及眼睛追蹤感測器。此等感測器中之一些可使用結構化之光圖案以用於感測。在一些實施方式中，HMD裝置200可包括用於與控制台進行通信之輸入/輸出介面。在一些實施方式中，HMD裝置200可包括虛擬實境引擎（圖中未示），該虛擬實境引擎可執行HMD裝置200內之應用程式，且自各種感測器接收HMD裝置200之深度資訊、位置資訊、加速資訊、速度資訊、經預測之未來位置或其任何組合。在一些實施方式中，由虛擬實境引擎接收之資訊可用於為一或多個顯示器總成產生信號（例如，顯示指令）。在一些實施方式中，HMD裝置200可包括相對於彼此且相對於參考點位於主體220上之固定位置中的定位器（圖中未示，諸如定位器126）。所述定位器中之每一者可發射可由外部成像裝置偵測之光。

圖 3 是用於實施本文中所揭示之一些實例的一副眼鏡之形式的近眼顯示器300之實例的透視圖。近眼顯示器300可為圖1之近眼顯示器120的特定實施方式，且可被配置以用作虛擬實境顯示器、擴增實境顯示器及/或混合實境顯示器。近眼顯示器300可包括框架305及顯示器310。顯示器310可被配置以向使用者呈現內容。在一些具體實例中，顯示器310可包括顯示電子件及/或顯示光學件。例如，如上文關於圖1之近眼顯示器120所描述，顯示器310可包括LCD顯示面板、LED顯示面板或光學顯示面板（例如，波導顯示器總成）。

近眼顯示器300可進一步包括在框架305上或內之各種感測器350a、350b、350c、350d及350e。在一些具體實例中，感測器350a至350e可包括一或多個深度感測器、運動感測器、位置感測器、慣性感測器或環境光感測器。在一些具體實例中，感測器350a至350e可包括一或多個影像感測器，該一或多個影像感測器被配置以產生表示不同方向上之不同視野的影像資料。在一些具體實例中，感測器350a至350e可用作輸入裝置以控制或影響近眼顯示器300之經顯示內容，及/或向近眼顯示器300之使用者提供互動式VR/AR/MR體驗。在一些具體實例中，感測器350a至350e亦可用於立體成像。

在一些具體實例中，近眼顯示器300可進一步包括一或多個照明器330以將光投影至實體環境中。經投影之光可與不同頻帶（例如，可見光、紅外光、紫外光等）相關聯，且可用於各種目的。舉例而言，照明器330可將光投影於黑暗環境中（或具有低強度之紅外光、紫外光等的環境中），以輔助感測器350a至350e俘獲黑暗環境內之不同物件的影像。在一些具體實例中，照明器330可用於將某些光圖案投影至環境內之物件上。在一些具體實例中，照明器330可用作定位器，諸如上文關於圖1所描述之定位器126。

在一些具體實例中，近眼顯示器300亦可包括高解析度攝影機340。攝影機340可俘獲視野中之實體環境之影像。經俘獲影像可例如由虛擬實境引擎（例如，圖1之人工實境引擎116）處理，以將虛擬物件添加至經俘獲影像或修改經俘獲影像中之實體物件，且經處理影像可由顯示器310顯示給使用者以用於AR或MR應用。

圖 4繪示根據某些具體實例的包括波導顯示器之光學透視擴增實境系統400之實例。擴增實境系統400可包括投影機410及組合器415。投影機410可包括光源或影像源412及投影機光學件414。在一些具體實例中，光源或影像源412可包括上文所描述之一或多個微型LED裝置。在一些具體實例中，影像源412可包括顯示虛擬物件之複數個像素，諸如LCD顯示面板或LED顯示面板。在一些具體實例中，影像源412可包括產生同調或部分同調光之光源。舉例而言，影像源412可包括雷射二極體、垂直腔表面發射雷射、LED及/或上文所描述之微型LED。在一些具體實例中，影像源412可包括各自發射對應於原色（例如，紅色、綠色或藍色）之單色影像光的複數個光源（例如，上文所描述之微型LED陣列）。在一些具體實例中，影像源412可包括三個二維微型LED陣列，其中每一個二維微型LED陣列可包括被配置以發射具有原色（例如，紅色、綠色或藍色）之光的微型LED。在一些具體實例中，影像源412可包括光學圖案產生器，諸如空間光調變器。投影機光學件414可包括可調節（諸如，使光進行擴展、準直、掃描，或將光自影像源412投影至組合器415）來自影像源412之光之一或多個光學組件。一或多個光學組件可包括例如一或多個透鏡、液體透鏡、鏡面、光圈及/或光柵。舉例而言，在一些具體實例中，影像源412可包括一或多個一維微型LED陣列或細長二維微型LED陣列，且投影機光學件414可包括被配置以掃描一維微型LED陣列或細長二維微型LED陣列以產生影像圖框的一或多個一維掃描器（例如，微型鏡面或稜鏡）。在一些具體實例中，投影機光學件414可包括具有複數個電極之液體透鏡（例如，液晶透鏡），該液體透鏡允許使來自影像源412之光進行掃描。

組合器415可包括用於將來自投影機410之光耦合至組合器415之基板420中的輸入耦合器430。組合器415可透射第一波長範圍內之光的至少50%且反射第二波長範圍內之光的至少25%。舉例而言，第一波長範圍可為自約400 nm至約650 nm之可見光，且第二波長範圍可在例如自約800 nm至約1000 nm之紅外線頻帶內。輸入耦合器430可包括體積全像光柵、繞射光學元件（DOE）（例如，表面起伏光柵）、基板420之傾斜表面，或折射耦合器（例如，楔狀物或稜鏡）。舉例而言，輸入耦合器430可包括反射體積布拉格光柵（Bragg grating）或透射體積布拉格光柵。對於可見光，輸入耦合器430可具有大於30%、50%、75%、90%或更高之耦合效率。耦合至基板420中之光可經由例如全內反射（TIR）在基板420內傳播。基板420可呈一副眼鏡之透鏡之形式。基板420可具有平坦或彎曲表面，且可包括一或多種類型之介電材料，諸如玻璃、石英、塑膠、聚合物、聚(甲基丙烯酸甲酯)（PMMA）、晶體或陶瓷。基板之厚度可在例如小於約1 mm至約10 mm或更大之範圍內。基板420對於可見光可為透明的。

基板420可包括或可耦合至複數個輸出耦合器440，該複數個輸出耦合器各自被配置以自基板420萃取由基板導向且在基板420內傳播的光之至少一部分，且將經萃取光460導向至擴增實境系統400之使用者的眼睛490在擴增實境系統400處於使用中時可位於的眼眶495。複數個輸出耦合器440可複製出射光瞳以增大眼眶495之尺寸，使得經顯示影像在較大區域中可見。如輸入耦合器430，輸出耦合器440可包括光柵耦合器（例如，體積全像光柵或表面起伏光柵）、其他繞射光學元件（DOE）、稜鏡等。舉例而言，輸出耦合器440可包括反射體積布拉格光柵或透射體積布拉格光柵。輸出耦合器440可在不同部位處具有不同耦合（例如，繞射）效率。基板420亦可允許來自組合器415前方之環境的光450在損耗極少或無損耗之情況下穿過。輸出耦合器440亦可允許光450在損耗極少之情況下穿過。舉例而言，在一些實施方式中，輸出耦合器440可對於光450具有極低繞射效率，使得光450可在損耗極少之情況下經折射或以其他方式穿過輸出耦合器440，且因此可具有高於經萃取光460之強度。在一些實施方式中，輸出耦合器440可對於光450具有高繞射效率，且可在損耗極少之情況下在某些所要方向（亦即，繞射角）上繞射光450。因此，使用者可能夠查看組合器415前方之環境與由投影機410投影之虛擬物件之影像的經組合影像。

圖 5A繪示根據某些具體實例的包括波導顯示器530之近眼顯示器（NED）裝置500的實例。NED裝置500可為近眼顯示器120、擴增實境系統400或另一類型之顯示器裝置之實例。NED裝置500可包括光源510、投影光學件520及波導顯示器530。光源510可包括不同色彩之多組光發射器，諸如一組紅光發射器512、一組綠光發射器514及一組藍光發射器516。紅光發射器512經組織成陣列；綠光發射器514經組織成陣列；且藍光發射器516經組織成陣列。光源510中之光發射器之尺寸及間距可能較小。舉例而言，每一光發射器可具有小於2 μm（例如，約1.2 μm）之直徑，且間距可小於2 μm（例如，約1.5 μm）。因而，每一紅光發射器512、綠光發射器514及藍光發射器516中之光發射器的數目可等於或大於顯示影像中之像素的數目，諸如960×720、1280×720、1440×1080、1920×1080、2160×1080或2560×1080像素。因此，顯示影像可由光源510同時產生。掃描元件可不用於NED裝置500中。

在到達波導顯示器530之前，由光源510發射之光可由可包括透鏡陣列的投影光學件520進行調節。投影光學件520可準直由光源510發射之光或將該光聚焦於波導顯示器530，該波導顯示器可包括用於將由光源510發射之光耦合至波導顯示器530中的耦合器532。耦合至波導顯示器530中之光可經由例如如上文關於圖4所描述之全內反射在波導顯示器530內傳播。耦合器532亦可將在波導顯示器530內傳播之光的部分耦合出波導顯示器530且朝向使用者之眼睛590。

圖 5B繪示根據某些具體實例的包括波導顯示器580之近眼顯示器（NED）裝置550之實例。在一些具體實例中，NED裝置550可使用掃描鏡面570以將光自光源540投影至影像場，其中使用者之眼睛590可位於該影像場中。NED裝置550可為近眼顯示器120、擴增實境系統400或另一類型之顯示器裝置的實例。光源540可包括不同色彩之一或多列或一或多行光發射器，諸如多列紅光發射器542、多列綠光發射器544及多列藍光發射器546。例如，紅光發射器542、綠光發射器544及藍光發射器546可各自包括N個列，每一列包括例如2560個光發射器（像素）。紅光發射器542經組織成陣列；綠光發射器544經組織成陣列；且藍光發射器546經組織成陣列。在一些具體實例中，光源540可包括每一色彩之光發射器之單線。在一些具體實例中，光源540可包括紅色、綠色及藍色中之每一者之多行光發射器，其中每一行可包括例如1080個光發射器。在一些具體實例中，光源540中之光發射器之尺寸及/或間距可相對較大（例如，約3至5 μm），且因此光源540可不包括足以同時產生完整顯示影像之光發射器。舉例而言，單一色彩之光發射器的數目可少於顯示影像中之像素（例如，2560×1080像素）的數目。由光源540發射之光可為一組經準直或發散光束。

在到達掃描鏡面570之前，由光源540發射之光可由諸如準直透鏡或自由形式光學元件560之各種光學裝置來調節。自由形式光學元件560可包括例如多刻面稜鏡(a multi-facet prism)或另一光摺疊元件，該光摺疊元件可將由光源540發射之光導向掃描鏡面570，諸如使由光源540發射之光的傳播方向改變例如約90°或更大。在一些具體實例中，自由形式光學元件560可為可旋轉的以使光進行掃描。掃描鏡面570及/或自由形式光學元件560可將由光源540發射之光反射且投影至波導顯示器580，該波導顯示器可包括用於將由光源540發射之光耦合至波導顯示器580中的耦合器582。耦合至波導顯示器580中之光可經由例如如上文關於圖4所描述之全內反射在波導顯示器580內傳播。耦合器582亦可將在波導顯示器580內傳播之光的部分耦合出波導顯示器580且朝向使用者之眼睛590。

掃描鏡面570可包括微機電系統（MEMS）鏡面或任何其他合適之鏡面。掃描鏡面570可旋轉以在一個或兩個維度上掃描。在掃描鏡面570旋轉時，由光源540發射之光可經導向至波導顯示器580之不同區域，使得完整顯示影像可在每一掃描循環中經投影至波導顯示器580上且由波導顯示器580導向至使用者之眼睛590。例如，在光源540包括呈一或多列或行的用於所有像素之光發射器的具體實例中，掃描鏡面570可在行或列方向（例如，x或y方向）上旋轉以使影像進行掃描。在光源540包括呈一或多列或行的用於一些但非所有像素之光發射器的具體實例中，掃描鏡面570可在列及行方向兩者（例如，x及y方向兩者）上旋轉以投影顯示影像（例如，使用光柵型掃描圖案）。

NED裝置550可在預定義顯示週期中操作。顯示週期（例如，顯示循環）可指完整影像被掃描或投影之持續時間。舉例而言，顯示週期可為所要圖框速率之倒數。在包括掃描鏡面570之NED裝置550中，顯示週期亦可被稱作掃描週期或掃描循環。由光源540進行之光產生可與掃描鏡面570之旋轉同步。舉例而言，每一掃描循環可包括多個掃描步驟，其中光源540可在每一各別掃描步驟中產生不同光圖案。

在每一掃描循環中，在掃描鏡面570旋轉時，顯示影像可經投影至波導顯示器580及使用者之眼睛590上。顯示影像之給定像素部位之實際色彩值及光強度（例如，亮度）可為在掃描週期期間照明像素部位之三個色彩（例如，紅色、綠色及藍色）之光束的平均值。在完成掃描週期之後，掃描鏡面570可恢復回初始位置以投影下一顯示影像之前幾個列的光，或可在反方向上旋轉或使圖案進行掃描以投影下一顯示影像之光，其中新一組驅動信號可經饋送至光源540。在掃描鏡面570在每一掃描循環中旋轉時，可重複相同處理程序。因而，可在不同掃描循環中將不同影像投影至使用者之眼睛590。

圖 6繪示根據某些具體實例的近眼顯示器系統600中之影像源總成610之實例。影像源總成610可包括例如可產生待投影至使用者之眼睛之顯示影像的顯示面板640，以及可將由顯示面板640產生之顯示影像投影至如上文關於圖4至圖5B所描述之波導顯示器的投影機650。顯示面板640可包括光源642及用於光源642之驅動器電路644。光源642可包括例如光源510或540。投影機650可包括例如上文所描述之自由形式光學元件560、掃描鏡面570及/或投影光學件520。近眼顯示器系統600亦可包括同步地控制光源642及投影機650（例如，掃描鏡面570）之控制器620。影像源總成610可產生影像光並將其輸出至波導顯示器（圖6中未示），諸如波導顯示器530或580。如上文所描述，波導顯示器可在一或多個輸入耦合元件處接收影像光，且將經接收影像光導向至一或多個輸出耦合元件。輸入及輸出耦合元件可包括例如繞射光柵、全像光柵、稜鏡或其任何組合。輸入耦合元件可經選擇以使得藉由波導顯示器進行全內反射。輸出耦合元件可將經全內反射之影像光之部分耦合出波導顯示器。

如上文所描述，光源642可包括以陣列或矩陣配置之複數個光發射器。每一光發射器可發射單色光，諸如紅光、藍光、綠光、紅外光及其類似者。儘管在本揭示內容中通常論述RGB色彩，但本文中所描述之具體實例不限於將紅色、綠色及藍色用作原色。其他色彩亦可用作近眼顯示器系統600之原色。在一些具體實例中，根據一具體實例之顯示面板可使用多於三個原色。光源642中之每一像素可包括三個子像素，所述子像素包括紅色微型LED、綠色微型LED及藍色微型LED。半導體LED通常包括多個半導體材料層內之主動發光層。多個半導體材料層可包括不同化合物材料或具有不同摻雜劑及/或不同摻雜密度之相同基底材料。舉例而言，多個半導體材料層可包括n型材料層、可包括異質結構（例如，一或多個量子井）之主動區域，以及p型材料層。多個半導體材料層可生長於具有某一定向之基板之表面上。在一些具體實例中，為了提高光萃取效率，可形成包括所述半導體材料層中之至少一些之台面。

控制器620可控制影像源總成610之影像顯現操作，諸如光源642及/或投影機650之操作。舉例而言，控制器620可判定供影像源總成610顯現一或多個顯示影像之指令。所述指令可包括顯示指令及掃描指令。在一些具體實例中，顯示指令可包括影像檔案（例如，位元映像檔案）。可自例如控制台接收顯示指令，該控制台諸如為上文關於圖1所描述之控制台110。掃描指令可由影像源總成610使用以產生影像光。掃描指令可指定例如影像光源之類型（例如，單色或多色）、掃描速率、掃描設備之定向、一或多個照明參數，或其任何組合。控制器620可包括此處未展示以免混淆本揭示內容之其他態樣的硬體、軟體及/或韌體之組合。

在一些具體實例中，控制器620可為顯示器裝置之圖形處理單元（GPU）。在其他具體實例中，控制器620可為其他類型之處理器。由控制器620執行之操作可包括獲取用於顯示之內容及將該內容劃分成離散區段。控制器620可將掃描指令提供至光源642，所述掃描指令包括對應於光源642之個別源元件的位址及/或經施加至個別源元件之電偏置。控制器620可指示光源642使用對應於最終顯示給使用者的影像中之一或多列像素之光發射器來依序呈現離散區段。控制器620亦可指示投影機650執行對光之不同調整。舉例而言，控制器620可控制投影機650以將離散區段掃描至波導顯示器（例如，波導顯示器580）之耦合元件的不同區域，如上文關於圖5B所描述。因而，在波導顯示器之出射光瞳處，每一離散部分呈現於不同各別部位中。雖然每一離散區段呈現於不同各別時間，但對離散區段之呈現及掃描進行得足夠快速，使得使用者之眼睛可將不同區段整合成單一影像或一系列影像。

影像處理器630可為專用於執行本文中所描述之特徵的通用處理器及/或一或多個特殊應用電路。在一個具體實例中，通用處理器可耦合至記憶體以執行使處理器執行本文中所描述之某些處理程序的軟體指令。在另一具體實例中，影像處理器630可為專用於執行某些特徵之一或多個電路。雖然影像處理器630在圖6中展示為與控制器620及驅動器電路644分離之獨立單元，但在其他具體實例中，影像處理器630可為控制器620或驅動器電路644之子單元。換言之，在彼等具體實例中，控制器620或驅動器電路644可執行影像處理器630之各種影像處理功能。影像處理器630亦可被稱作影像處理電路。

在圖6中所展示之實例中，可由驅動器電路644基於自控制器620或影像處理器630發送之資料或指令（例如，顯示及掃描指令）來驅動光源642。在一個具體實例中，驅動器電路644可包括連接至光源642之各種光發射器且機械地固持所述光發射器之電路面板。光源642可根據由控制器620設定且由影像處理器630及驅動器電路644潛在地調整之一或多個照明參數來發射光。照明參數可由光源642使用以產生光。照明參數可包括例如源波長、脈衝速率、脈衝振幅、光束類型（連續或脈衝式）、可影響所發射光之其他參數，或其任何組合。在一些具體實例中，由光源642產生之源光可包括紅光、綠光及藍光之多個光束，或其任何組合。

投影機650可執行一組光學功能，諸如使由光源642產生之影像光進行聚焦、組合、調節或掃描。在一些具體實例中，投影機650可包括組合總成、光調節總成或掃描鏡面總成。投影機650可包括以光學方式調整且潛在地重新導向來自光源642之光的一或多個光學組件。光調整之一個實例可包括調節光，諸如擴展、準直、校正一或多個光學誤差（例如，像場彎曲、色像差等）、一些其他光調整，或其任何組合。投影機650之光學組件可包括例如透鏡、鏡面、光圈、光柵，或其任何組合。

投影機650可經由影像光之一或多個反射及/或折射部分重新導向該影像光，使得影像光以某些定向朝向波導顯示器投影。影像光經重新導向波導顯示器之方位可取決於一或多個反射及/或折射部分之特定定向。在一些具體實例中，投影機650包括在至少兩個維度上掃描之單一掃描鏡面。在其他具體實例中，投影機650可包括各自在彼此正交之方向上掃描之複數個掃描鏡面。投影機650可執行光柵掃描（水平地或垂直地）、雙共振掃描，或其任何組合。在一些具體實例中，投影機650可以特定振盪頻率沿水平及/或垂直方向執行受控振動，以沿兩個維度掃描且產生呈現給使用者之眼睛的媒體之二維經投影影像。在其他具體實例中，投影機650可包括可用於與一或多個掃描鏡面類似或相同之功能的透鏡或稜鏡。在一些具體實例中，影像源總成610可不包括投影機，其中由光源642發射之光可直接入射於波導顯示器上。

（例如，擴增實境系統400或NED裝置500或550中之）光子積體電路或基於波導的顯示器之總效率可為個別組件之效率的乘積，且亦可取決於組件連接方式。舉例而言，擴增實境系統400中之基於波導的顯示器之總效率

可取決於影像源412之發光效率、藉由投影機光學件414及輸入耦合器430自影像源412至組合器415的光耦合效率以及輸出耦合器440之輸出耦合效率，且因此可經判定為：

,

（1）

其中

係影像源412之外部量子效率，

係自影像源412至波導（例如，基板420）中之光輸入耦合效率，且

係藉由輸出耦合器440自波導朝向使用者眼睛之光輸出耦合效率。因此，可藉由改良

、

及

中之一或多者來改良基於波導的顯示器之總效率

。

將經發射光自光源耦合至波導的光學耦合器（例如，輸入耦合器430或耦合器532）可包括例如光柵、透鏡、微型透鏡、稜鏡。在一些具體實例中，來自小光源（例如，微型LED）之光可自光源直接（例如，端對端）耦合至波導，而無需使用光學耦合器。在一些具體實例中，可在光源上製造光學耦合器（例如，透鏡或拋物線形反射器）。

上文所描述之光源、影像源或其他顯示器可包括一或多個LED。舉例而言，顯示器中之每一像素可包括三個子像素，所述子像素包括紅光微型LED、綠光微型LED及藍光微型LED。半導體發光二極體通常包括在多個半導體材料層內之主動發光層。多個半導體材料層可包括不同化合物材料或具有不同摻雜劑及/或不同摻雜密度之相同基底材料。舉例而言，多個半導體材料層可通常包括n型材料層、可包括異質結構（例如，一或多個量子井）之主動層，以及p型材料層。多個半導體材料層可生長於具有某一定向之基板之表面上。

光子可經由電子及電洞在主動層（例如，包括一或多個半導體層）內之再結合而以特定內部量子效率在半導體LED（例如，微型LED）中產生。可接著在特定方向上或在特定立體角內自LED萃取所產生之光。自LED萃取的經發射光子之數目與通過LED的電子之數目之間的比稱為外部量子效率，其描述LED將經注入電子轉化為自裝置萃取之光子的高效程度。外部量子效率可與注入效率、內部量子效率及萃取效率成比例。注入效率係指通過裝置的經注入至主動區域中之電子之比例。萃取效率係在主動區域中產生的自裝置逸出之光子之比例。對於LED，且詳言之，對於具有縮減之實體尺寸之微型LED，改良內部及外部量子效率可具有挑戰性。在一些具體實例中，為了提高光萃取效率，可形成包括所述半導體材料層中之至少一些之台面。

圖 7A繪示具有垂直台面結構之LED 700之實例。LED 700可為光源510、540或642中之光發射器。LED 700可為由諸如多個半導體材料層之無機材料製成之微型LED。經分層半導體發光裝置可包括多個III-V半導體材料層。III-V半導體材料可包括一或多種III族元素，諸如鋁（Al）、鎵（Ga）或銦（In），以及V族元素，諸如氮（N）、磷（P）、砷（As）或銻（Sb）。當III-V半導體材料之V族元素包括氮時，III-V半導體材料被稱作III氮化物材料。經分層半導體發光裝置可藉由使用諸如汽相磊晶（VPE）、液相磊晶（LPE）、分子束磊晶法（MBE）或金屬有機化學氣相沈積（MOCVD）之技術使多個磊晶層在基板上生長來製造。例如，半導體材料層可以某一晶格定向（例如，極性、非極性或半極性定向）在基板上逐層生長，該基板為諸如GaN、GaAs或GaP基板，或包括但不限於以下各者之基板：藍寶石、碳化矽、矽、氧化鋅、氮化硼、鋁酸鋰、鈮酸鋰、鍺、氮化鋁、鎵酸鋰、部分取代之尖晶石或共用β-LiAlO ₂結構之四元四方氧化物，其中該基板可在特定方向上經切割以曝露特定平面作為生長表面。

在圖7A中所展示之實例中，LED 700可包括基板710，該基板可包括例如藍寶石基板或GaN基板。半導體層720可生長於基板710上。半導體層720可包括諸如GaN之III-V材料，且可經p摻雜（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或n摻雜（例如，摻雜有Si或Ge）。一或多個主動層730可生長於半導體層720上以形成主動區域。主動層730可包括III-V材料，諸如一或多個InGaN層、一或多個AlGaInP層及/或一或多個GaN層，所述層可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井或MQW。半導體層740可生長於主動層730上。半導體層740可包括諸如GaN之III-V材料，且可經p摻雜（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或n摻雜（例如，摻雜有Si或Ge）。半導體層720及半導體層740中之一者可為p型層，且另一者可為n型層。半導體層720及半導體層740包夾主動層730以形成發光區域。舉例而言，LED 700可包括InGaN層，該層位於摻雜有鎂之p型GaN層與摻雜有矽或氧之n型GaN層之間。在一些具體實例中，LED 700可包括AlGaInP層，該層位於摻雜有鋅或鎂之p型AlGaInP層與摻雜有硒、矽或碲之n型AlGaInP層之間。

在一些具體實例中，電子阻擋層（EBL）（圖7A中未示）可生長以在主動層730與半導體層720或半導體層740中之至少一者之間形成層。EBL可減少電子洩漏電流且改良LED之效率。在一些具體實例中，諸如P ⁺或P ⁺⁺半導體層之重摻雜半導體層750可形成於半導體層740上且充當用於形成歐姆接觸且減少裝置之接觸阻抗的接觸層。在一些具體實例中，導電層760可形成於重摻雜半導體層750上。導電層760可包括例如透明導電氧化物（TCO）或Al/Ni/Au薄膜。在一個實例中，導電層760可包括氧化銦錫（ITO）層。

為了與半導體層720（例如，n-GaN層）接觸且為了更高效地自LED 700萃取由主動層730發射之光，半導體材料層（包括重摻雜半導體層750、半導體層740、主動層730及半導體層720）可經蝕刻以曝露半導體層720且形成包括層720至760之台面結構。該台面結構可將載子限於裝置內。蝕刻台面結構可能引起可正交於生長平面之台面側壁732之形成。鈍化層770可形成於台面結構之台面側壁732上。鈍化層770可包括氧化層，諸如SiO ₂層，且可充當反射器以將所發射光反射出LED 700。接觸層780可包括金屬層，諸如Al、Au、Ni、Ti或其任何組合，該接觸層可形成於半導體層720上且可充當LED 700之電極。另外，諸如Al/Ni/Au金屬層之另一接觸層790可形成於導電層760上且可充當LED 700之另一電極。

當將電壓信號施加至接觸層780及790時，電子及電洞可在主動層730中再結合，其中電子及電洞之再結合可引起光子發射。所發射光子之波長及能量可取決於主動層730中之價帶與導電帶之間的能帶間隙。舉例而言，InGaN主動層可發射綠光或藍光，AlGaN主動層可發射藍光至紫外光，而AlGaInP主動層可發射紅光、橙光、黃光或綠光。所發射光子可由鈍化層770反射且可自頂部（例如，導電層760及接觸層790）或底部（例如，基板710）離開LED 700。

在一些具體實例中，LED 700可在發光表面（諸如基板710）上包括一或多個其他組件（諸如透鏡），以聚集或準直所發射光或將所發射光耦合至波導中。在一些具體實例中，LED可包括另一形狀之台面，諸如平面、圓錐形、半拋物線形或拋物線形，且台面之基底區域可為圓形、矩形、六邊形或三角形。舉例而言，LED可包括彎曲形狀（例如，抛物面形狀）及/或非彎曲形狀（例如，圓錐形狀）之台面。該台面可為經截斷或未經截斷的。

圖 7B係具有拋物線形台面結構之LED 705之實例的橫截面視圖。類似於LED 700，LED 705可包括多個半導體材料層，諸如多個III-V半導體材料層。半導體材料層可經磊晶生長於基板715上，該基板為諸如GaN基板或藍寶石基板。舉例而言，半導體層725可生長於基板715上。半導體層725可包括諸如GaN之III-V材料，且可經p摻雜（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或n摻雜（例如，摻雜有Si或Ge）。一或多個主動層735可生長於半導體層725上。主動層735可包括III-V材料，諸如一或多個InGaN層、一或多個AlGaInP層及/或一或多個GaN層，所述層可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井。半導體層745可生長於主動層735上。半導體層745可包括諸如GaN之III-V材料，且可經p摻雜（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或n摻雜（例如，摻雜有Si或Ge）。半導體層725及半導體層745中之一者可為p型層，且另一者可為n型層。

為了與半導體層725（例如，n型GaN層）接觸且為了更高效地自LED 705萃取由主動層735發射之光，半導體層可經蝕刻以曝露半導體層725且形成包括層725至745之台面結構。該台面結構可將載子限於裝置之注入區域內。蝕刻台面結構可能引起台面側壁（在本文中亦被稱作刻面）之形成，所述台面側壁可不平行於或在一些情況下正交於與層725至745之結晶生長相關聯的生長平面。

如圖7B中所展示，LED 705可具有包括平坦頂部之台面結構。介電層775（例如，SiO ₂或SiNx）可形成於台面結構之刻面上。在一些具體實例中，介電層775可包括多個介電材料層。在一些具體實例中，金屬層795可形成於介電層775上。金屬層795可包括一或多種金屬或金屬合金材料，諸如Al、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、Cu或其任何組合。介電層775及金屬層795可形成可朝向基板715反射由主動層735發射之光的台面反射器。在一些具體實例中，台面反射器可為拋物線形以充當可至少部分地準直所發射光之抛物面反射器。

電接點765及電接點785可分別形成於半導體層745及半導體層725上以充當電極。電接點765及電接點785可各自包括導電材料，諸如Al、Au、Pt、Ag、Ni、Ti、Cu或其任何組合（例如，Ag/Pt/Au或Al/Ni/Au），且可充當LED 705之電極。在圖7B中所展示之實例中，電接點785可為n接點，且電接點765可為p接點。電接點765及半導體層745（例如，p型半導體層）可形成背向反射器以用於將由主動層735發射之光朝向基板715反射回去。在一些具體實例中，電接點765及金屬層795包括相同材料，且可使用相同處理程序形成。在一些具體實例中，可包括額外導電層（圖中未示）作為電接點765及785與半導體層之間的中間導電層。

當在整個電接點765及785上施加電壓信號時，電子及電洞可在主動層735中再結合。電子及電洞之再結合可引起光子發射，由此產生光。所發射光子之波長及能量可取決於主動層735中之價帶與導電帶之間的能帶間隙。舉例而言，InGaN主動層可發射綠光或藍光，而AlGaInP主動層可發射紅光、橙光、黃光或綠光。所發射光子可在許多不同方向上傳播，且可由台面反射器及/或背向反射器反射，且可例如自圖7B中所展示之底側（例如，基板715）離開LED 705。一或多個其他次級光學組件（諸如透鏡或光柵）可形成於發光表面（諸如基板715）上，以聚集或準直所發射光及/或將所發射光耦合至波導中。

在形成（例如，蝕刻）台面結構時，台面結構之刻面（諸如台面側壁732）可包括一些瑕疵，諸如未滿足鍵、化學污染及結構損害（例如，在經乾式蝕刻時），所述瑕疵可能降低LED之內部量子效率。舉例而言，在刻面處，半導體層之原子晶格結構可能突然結束，其中半導體材料之一些原子可能缺乏鍵可附接至的相鄰者。此導致可由未配對價電子表徵之「懸鍵」。此等懸鍵產生原本不會存在於半導體材料之帶隙內的能級，從而在台面結構之刻面處或附近造成非輻射電子電洞再結合。因此，此等瑕疵可能成為再結合中心，其中電子與電洞可經約束於此處，直至其非輻射地組合為止。

在一些具體實例中，為了增加光萃取效率且因此增加外部量子效率，一或多個其他光學組件（諸如透鏡）可形成於發光表面（諸如基板710或710'）上，以自LED中萃取出某一立體角內之經發射光，及/或聚焦或準直該經發射光。舉例而言，在一些具體實例中，微型透鏡陣列可形成於微型LED陣列上，其中自每一微型LED發射之光可經收集且由一個或一個微型透鏡萃取，且可經準直、聚焦或擴展，且接著經導向至基於波導的顯示系統中之波導。微型透鏡可有助於增加集光效率且因此改良顯示系統之耦合效率及總效率。

圖 8繪示包括微型LED陣列820及用於自微型LED陣列820萃取光之微型透鏡陣列840的裝置800之實例。微型LED陣列820可包括一維或二維微型LED陣列，其中微型LED可經均一地分佈且可由例如絕緣體830、導體或其任何組合分離。微型LED陣列820可包括形成於基板810上或形成於在基板810上形成的金屬層及/或絕緣體層上之磊晶結構，如上文關於例如圖7A及圖7B所描述。絕緣體830可包括例如鈍化層（例如，鈍化層770）、光反射層、填充材料（例如，聚合物）及其類似者。

微型透鏡陣列840可用以改良光萃取效率且修改經發射光束之光束剖面。舉例而言，微型透鏡陣列840可減小經發射光束之發散角。微型透鏡陣列840可直接形成於微型LED陣列820上或可形成於基板上，且接著接合至微型LED陣列820。舉例而言，微型透鏡陣列840可經蝕刻於微型LED陣列820之層中，諸如基板或微型LED陣列820之基板的氧化層（例如，SiO ₂層）。在一些具體實例中，微型透鏡陣列840可形成於沈積於微型LED陣列820上之介電層上，諸如氧化物層或聚合物層。

在圖8中所展示之實例中，微型透鏡陣列840可與微型LED陣列820對準，其中微型LED陣列820之間距822可與微型透鏡陣列840之間距842相同，且微型透鏡陣列840中之每一微型透鏡的光軸可與微型LED陣列820中之各別微型LED的中心對準。因此，來自每一微型LED之光在穿過對應微型透鏡之後的主射線可為相同的，諸如在光軸之方向上或垂直於微型LED陣列820。如圖8中所展示，來自微型透鏡陣列840中之每一微型透鏡之光束850可具有與對應微型透鏡之光軸對準的主射線852。舉例而言，光束850之主射線852相對於微型透鏡陣列840或微型LED陣列820可處於90°。微型透鏡相對於對應微型LED之焦距及距離可被配置以使得光束850可為準直光束、會聚光束或發散光束。

在一些具體實例中，微型LED陣列820之間距822可與微型透鏡陣列840之間距842相同，但微型透鏡陣列840可不與微型LED陣列820對準。舉例而言，微型透鏡陣列840中之每一微型透鏡之光軸可自微型LED陣列820中之各別微型LED的中心偏移。因而，每一光束在穿過各別微型透鏡之後的主射線可不與每一微型透鏡之光軸對準。然而，因為間距匹配，所以光束在穿過微型透鏡陣列840之後的主射線可在同一方向上。在一些具體實例中，為了改良自微型LED至基於波導的顯示系統中之顯示光之輸入耦合效率，可能需要將來自每一微型LED之光以不同各別角度導向至波導。

在一些具體實例中，微型LED陣列820之間距822可不同於（例如，小於或大於）微型透鏡陣列840之間距842，且因此微型透鏡陣列840中之每一微型透鏡之光軸可自微型LED陣列820中之各別微型LED的中心偏移不同距離。因而，來自每一微型LED之光束850在穿過對應微型透鏡之後的主射線852可為不同的。舉例而言，微型LED陣列820之間距822可大於微型透鏡陣列840之間距842，且因此微型透鏡陣列840中之每一微型透鏡之光軸可自微型LED陣列820中之各別微型LED的中心偏移不同距離。因此，來自微型LED之光束在穿過對應微型透鏡之後的主射線852可在不同方向上且可會聚。在一些具體實例中，微型LED陣列820之間距822可小於微型透鏡陣列840之間距842，且因此微型透鏡陣列840中之每一微型透鏡之光軸可自微型LED陣列820中之各別微型LED的中心偏移不同距離。該偏移可取決於微型透鏡之位置。因此，來自微型LED之光在穿過對應微型透鏡之後的主射線852可在不同方向上且可發散。

圖 9A繪示具有台面結構及金屬鏡面之微型LED 900之實例。微型LED 900可具有小於約100 μm、小於約50 μm、小於約20 μm、小於約10 μm、小於約5 μm、小於約3 μm、小於約2 μm或小於約1 μm之線性尺寸。微型LED 900可包括基板910，諸如基板710或715。微型LED 900可包括n型半導體（例如，n型GaN）層920、發光區域930（例如，包括InGaN/GaN MQW）及p型半導體（例如，p型GaN）層940。可自p型半導體層940之側蝕刻n型半導體層920、發光區域930及p型半導體層940以形成台面結構。該台面結構可包括垂直、向內或向外傾斜側壁，諸如圓錐形或拋物線形側壁。

微型LED 900可包括背向反射器950（例如，高反射性p接點，諸如TCO/Ag或TCO/Au）。背向反射器950可具有高反射率，諸如大於約75%或約90%。微型LED 900亦可包括形成於台面結構之側壁上之透明介電層960（例如，SiO ₂或SiNx）。介電層960可為鈍化層且亦可用以減小台面結構之側壁附近的載子之非輻射再結合。在一些具體實例中，介電層960可包括多個介電材料層。在一些具體實例中，TCO層可鄰近於介電層960形成。金屬層970可形成於介電層960或TCO層上。金屬層970可包括一或多種金屬或金屬合金材料，諸如Al、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、Cu或其任何組合。介電層960及金屬層970可形成可反射由發光區域930發射之光之金屬台面反射器。金屬台面反射器可具有大於約例如95%之反射率。在一些具體實例中，絕緣材料980可填充微型LED陣列中之個別微型LED 900之間的間隙。絕緣材料980可包括填充材料，諸如聚合物、環氧樹脂、矽酮或其類似者。

微型LED 900可包括微型透鏡990，諸如球面透鏡。在一些具體實例中，微型透鏡990可為形成於材料層（諸如SiN、SiO ₂或聚合物層）中之非原生透鏡，該材料層沈積於微型LED 900之半導體層之頂部上。在一些具體實例中，微型透鏡990可為微型LED 900之半導體層（例如，基板910）中所蝕刻之原生透鏡，以降低由菲涅耳反射造成之損耗且改良光萃取效率。歸因於台面結構、台面反射器及微型透鏡990，微型LED之光萃取效率可得到改良，且來自微型LED 900之經發射光之光束剖面可具有較小半寬半幅（HWHM）角度，諸如小於約40°或30°（例如，約25°）。

圖 9B繪示包括在台面側壁處之金屬鏡面之微型LED 905之陣列的實例。微型LED 905之陣列中之每一微型LED可類似於微型LED 900且可包括光萃取微型透鏡（圖9B中未示）。微型LED 905之陣列中之每一微型LED可包括台面結構，該台面結構包括n型半導體層925、發光區域935及p型半導體層945，其可分別類似於n型半導體層920、發光區域930及p型半導體層940。微型LED 905之陣列中之每一微型LED可包括類似於背向反射器950之背向反射器955。微型LED 905之陣列中之每一微型LED亦可包括台面反射器965，該台面反射器可包括鈍化層（例如，SiO ₂或SiN _x）及金屬材料層（例如，Al、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、Cu或任何組合）。微型LED 905之陣列之台面結構之間的間隙可包括絕緣材料985，該絕緣材料可包括填充材料，諸如聚合物、環氧樹脂、矽酮或其類似者。

在發光區域935中發射且入射於台面結構之頂部表面927上的一些光可在頂部表面927處折射以離開台面結構。在發光區域935中發射且入射於台面結構之頂部表面927上的一些光可歸因於頂部表面927處之全內反射而反射回至台面結構，且因此可不自台面結構中萃取出來。在發光區域935中發射且入射於背向反射器955及台面反射器965上之光可由背向反射器955及台面反射器965鏡面反射。由於背向反射器955及台面反射器965對經發射光之鏡面反射，在微型LED內可不存在光混合，其可產生用於微型LED內之光的閉合軌道。因此，在發光區域935中發射之許多光子可經截留或受限於台面結構中之半導體層中，且最終可經吸收於台面結構內。因此，微型LED 905之陣列之光萃取效率仍可相對較低。

在大型LED（諸如大型基於GaN之LED）中，可藉由使用例如薄膜技術或在基板表面上具有緻密週期性圖案之經圖案化藍寶石基板來改良光萃取效率。舉例而言，經圖案化藍寶石基板技術可引起半導體層中之光隨機化，使得可以其他方式截留於台面結構中之光子的傳播方向可經隨機化以增加自約束釋放及離開台面結構之可能性。因此，可改良總光萃取效率。然而，歸因於此等微型LED之小尺寸及高縱橫比（高度比寬度），此等技術可不用於具有小於例如約20 μm或約10 μm之線性尺寸的微型LED中。

根據某些具體實例，微型LED可包括由浸沒於微型LED之側壁處的絕緣材料中之金屬奈米粒子形成的光偏轉器。金屬奈米粒子可歸因於表面電漿子共振而散射入射光。金屬奈米粒子及絕緣基質材料之尺寸及形狀可經選擇以使得共振頻率可匹配於由微型LED之發光區域所發射之光的頻率以引起入射於金屬奈米粒子上之經發射光的強散射。因此，入射於微型LED之側壁上的經發射光可自微型LED中散射出來（而非鏡面反射）或經散射回至微型LED中引起光混合及光隨機化。因此，微型LED之光萃取效率可如在具有經圖案化藍寶石基板之LED中增加。

圖 10繪示根據某些具體實例的包括在台面側壁1012處之金屬奈米粒子以供散射經發射光的微型LED 1000之陣列之實例。微型LED 1000之陣列中之每一微型LED可包括台面結構1010，該台面結構可包括複數個磊晶層。該複數個磊晶層可形成具有p型區域、發光區域及n型區域之二極體。絕緣區域1020可在台面結構1010之間。絕緣區域1020可包括填充材料，該填充材料包括浸沒於絕緣材料（例如，介電質或聚合物）中之金屬奈米粒子。如上文所描述，絕緣區域1020亦可包括台面側壁1012上之鈍化層。每一微型LED亦可包括底部反射器1014，該底部反射器可類似於背向反射器950或955且可包括高反射性金屬接觸層。台面結構1010之主動區域中發射之一些光可入射於微型LED之台面側壁1012上。

絕緣區域1020中之金屬奈米粒子可包括例如貴金屬之奈米粒子，諸如金、銀、鉑或其類似者，或銅之奈米粒子。金屬奈米粒子可包括奈米球、奈米棒、奈米殼、奈米籠或其他規則或不規則成形之奈米粒子。奈米粒子可具有約20 nm或更大之尺寸。金屬奈米粒子上之電荷（例如，電子）可與入射光相互作用以使電子在金屬奈米粒子上振盪。對於某一波長（或頻率）之光，金屬奈米粒子表面上之電子的集體振盪可產生表面電漿子共振（SPR），此可歸因於光吸收及散射而導致光之強消光。當奈米粒子之尺寸大於某值時，光可在所有方向上且以相同頻率經再輻射，且因此入射光可經散射。因此，絕緣區域1020中之金屬奈米粒子之材料、尺寸及形狀以及絕緣材料之材料可經選擇以使得SPR的共振頻率可匹配於由微型LED之發光區域所發射之光的頻率以引起入射於金屬奈米粒子上之經發射光的強散射。因此，入射於微型LED之台面側壁上的經發射光可自微型LED中散射出來（而非鏡面反射）或經散射回至微型LED中以引起光混合。因此，微型LED可具有較高光萃取效率。

圖 11繪示歸因於表面電子與光波1110在特定波長下之集體振盪的金屬奈米粒子1120之局部表面電漿子共振之實例。金屬之表面上的電子密度之波動被稱作電漿子或表面電漿子，其表示在某些頻率下振盪之離散電漿波。電漿子可與外部刺激相互作用。以匹配於週期性刺激波之振盪頻率的頻率振盪之電漿子可歸因於電子與刺激波之間的相互作用而變得更強，從而產生表面電漿子共振。表面電漿子共振係指其中材料之表面上之電漿子以與刺激波相同的頻率振盪之電磁反應。表面電漿子共振可藉由以等於電漿子頻率之頻率振盪之光波來刺激。

如圖11中所繪示，當光波1110撞擊金屬奈米粒子1120時，金屬材料中之電子可感測光波1110之電磁場以造成電荷之分離。因而，光波1110之電場可在金屬奈米粒子1120之原子中產生電荷分離，藉此產生電子雲，在該電子雲中，可允許電子自由移動。因此，光波1110之振盪電場可在電子雲中引起自由電子之偶極振盪，其中偶極振盪可在與光波1110之電場相同的方向上。因此，表面電漿子可經激發且開始振盪。當光波1110之頻率匹配於金屬奈米粒子1120中之電子的自然振盪頻率時，可發生表面電漿子共振。表面電漿子共振可出現在具有足夠密度之自由電子之任何奈米材料中。表面電漿子共振可引起入射光之強吸收及/或散射。

表面電漿子共振條件取決於金屬奈米粒子之波長相關的介電函數以及周圍介質之介電函數。對於球形奈米粒子，奈米粒子之準靜態極化性由以下給出：

（2）

其中 r為奈米粒子之半徑， ε ₁ 為奈米粒子之波長相關的介電函數， ε ₂ 為周圍介質之介電函數，其可保持大致恆定而與入射光之波長λ無關。當在給定波長λ下Re{ε ₁}=-2ε ₂時，奈米粒子可經驅動至共振狀態，從而導致吸收及/或具有波長λ之光散射急劇增加。舉例而言，當表面電漿子共振經激發時，吸收及散射強度可高達例如相同尺寸之奈米粒子（不為電漿子的）的吸收及散射強度之約40倍。

與電漿子奈米粒子相互作用之光的總損耗（其可稱作光之消光）為光吸收與光散射之總和。光吸收可在光子能量歸因於非彈性處理程序而耗散（例如，轉換為熱）時發生。光散射可在入射光之光子能量引起以與入射光（其可被稱作瑞立散射（Rayleigh scattering））具有相同頻率的散射光形式或以移位頻率（其可被稱作拉曼散射（Raman scattering））發射光子之電子振盪時發生。光吸收與散射對光之總消光的貢獻可使用米氏理論（Mie theory）或離散偶極近似（DDA）來計算。對於小奈米粒子，消光可受吸收支配。增加奈米粒子尺寸可顯著增加光散射。較大奈米粒子（例如，直徑大於約40或50 nm之金奈米球）可歸因於其較大光學橫截面而散射光。

奈米粒子之光學性質可取決於奈米粒子之性質（例如，形狀、結構、金屬類型、組成物及尺寸）及嵌入有奈米粒子之周圍介質（例如，介電材料或空氣）。奈米粒子可包括貴金屬，諸如金、銀、鉑、銠、銥、鈀、釕或鋨。貴金屬奈米粒子之吸收及散射效率可歸因於SPR而很大程度上增強。奈米粒子亦可為銅奈米粒子。奈米粒子表面電漿子共振之形狀及峰值共振波長均可取決於局部折射率。藉由選擇適當之奈米粒子尺寸、形狀及組成物且選擇適當之周圍介質，奈米粒子之峰值共振波長可經由可見光頻帶自紫外線頻帶經調諧至電磁光譜之近紅外線頻帶。

圖 12A包括繪示針對不同波長之光的不同尺寸之金奈米粒子的消光效率之實例的圖示1200。如上文所描述，消光效率可包括光吸收效率及光散射效率。圖示1200中之曲線1210、1220、1230、1240、1250、1260、1270、1280及1290分別展示直徑為20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm及100 nm之金奈米粒子隨入射光之波長而變化的光消光效率。如曲線1210至1290所展示，峰值消光效率可隨奈米粒子之尺寸增加而增加。另外，峰值消光波長亦可隨奈米粒子之尺寸增加而增加。隨著奈米粒子之直徑自約20 nm增加至約100 nm，消光峰值可自約520 nm移位至約580 nm，且可顯著拓寬。因此，球形奈米粒子之光學性質高度地取決於奈米粒子直徑。

圖 12B包括繪示針對不同波長之光的不同尺寸之金屬奈米粒子的散射效率之實例的圖示1205。圖示1205中之曲線1215、1225、1235、1245、1255、1265、1275、1285及1295分別展示直徑為20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm及100 nm之金奈米粒子隨入射光之波長而變化的光散射效率。如曲線1215至1295所展示，直徑大於約40或50 nm之奈米粒子可散射入射光，且峰值散射效率可隨奈米粒子之尺寸增加而增加。另外，峰值散射波長亦可隨奈米粒子之尺寸增加而增加。具有較大球形之奈米粒子可散射更多光，因為其具有較大光學橫截面，且因為奈米粒子之反照率（散射與總消光之比）隨奈米粒子之尺寸而增加。

圖 13A包括繪示針對不同波長之光的不同尺寸之金屬奈米粒子的散射橫截面之實例的圖示1300。圖示1300中之曲線1310、1320、1330、1340、1350及1360分別展示直徑為50 nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm及100 nm之金奈米粒子隨入射光之波長而變化的光散射橫截面。曲線1310至1360展示奈米粒子之最大散射橫截面可隨奈米粒子之尺寸增加而增加。另外，具有最大散射橫截面之入射光的波長亦可隨奈米粒子之尺寸增加而增加。

圖 13B包括繪示不同尺寸之金屬奈米粒子的散射與總消光之比（其可被稱作反照率）之實例的圖示1300。圖13B展示奈米粒子之反照率（散射與總消光之比）隨奈米粒子之尺寸而增加。

圖 14包括繪示不同周圍介質中之金屬奈米粒子之散射橫截面的實例之圖示1400。如上文所描述，金屬奈米粒子之光學性質亦可取決於奈米粒子表面附近之材料的折射率。隨著奈米粒子表面附近之材料的折射率增加，奈米粒子之消光效率亦可增加，且奈米粒子消光光譜可移至較長波長。在圖14中所展示之實例中，曲線1410展示空氣（n=1.0）中之金奈米粒子的奈米粒子消光光譜，曲線1420展示水（n=1.33）中之金奈米粒子的奈米粒子消光光譜，且曲線1430展示二氧化矽（n≈1.5）中之金奈米粒子的奈米粒子消光光譜，其中金奈米粒子之直徑為約50 nm。因此，當嵌入於高折射率材料中時，金屬奈米粒子可具有較大消光橫截面，且對應於最大消光橫截面之波長亦可顯著地增加。在一些具體實例中，可藉由將金屬奈米粒子塗佈有非導電殼（諸如二氧化矽（n≈1.5）或氧化鋁（n≈1.58至1.68）殼）來調節消光峰值。殼之厚度亦可經調整以將經塗佈金屬奈米粒子之峰值共振調整至所要波長。

圖 15繪示根據某些具體實例的包括在台面側壁處之金屬奈米粒子以供散射在主動區域中產生之光的微型LED 1500之實例。微型LED 1500可為一維或二維微型LED陣列中之微型LED。微型LED 1500可具有小於約100 μm、小於約50 μm、小於約20 μm、小於約10 μm、小於約5 μm、小於約3 μm、小於約2 μm或小於約1 μm之線性尺寸。微型LED 1500可包括基板1510，諸如基板710或715。微型LED 1500可包括n型半導體（例如，n型GaN或另一III-V半導體）層1520、發光區域1530（例如，包括InGaN/GaN或其他MQW）及p型半導體（例如，p型GaN或另一III-V半導體）層1540。可自p型半導體層1540之側蝕刻n型半導體層1520、發光區域1530及p型半導體層1540以形成台面結構。該台面結構可具有垂直、向內或向外傾斜形狀，諸如圓錐形或拋物線形形狀。

微型LED 1500可包括背向反射器1550（例如，高反射性p接點，諸如TCO/Ag或TCO/Au）。背向反射器1550可具有高反射性，諸如大於約75%或約90%。微型LED 1500亦可包括形成於台面結構之側壁上之透明鈍化層1560。鈍化層1560可為介電層（例如，SiO ₂或SiNx）且亦可用以減小台面結構之側壁附近的載子之非輻射再結合。在一些具體實例中，鈍化層1560可包括多個介電材料層。在一些具體實例中，TCO層可鄰近於鈍化層1560形成。

絕緣材料1570可填充鄰近於台面結構之經蝕刻區域。絕緣材料1570可包括透明絕緣材料，諸如SiO ₂、氮化矽、氧化鋁、氧化鈦、聚合物、環氧樹脂、矽酮及其類似者。絕緣材料1570亦可包括分散於透明絕緣材料中之金屬奈米粒子，諸如貴金屬（例如，金或銀）或另一金屬之奈米粒子。金屬奈米粒子可包括奈米球、奈米棒、奈米殼、奈米籠或具有其他形狀之奈米粒子。金屬材料、金屬奈米粒子之尺寸及形狀以及透明絕緣材料可經選擇以使得金屬奈米粒子可具有在發光區域1530中所發射之光的頻率下之表面電漿子共振。因而，當在發光區域1530中所發射之光到達絕緣材料1570時，光可由絕緣材料1570散射或吸收。金屬奈米粒子之尺寸可經選擇以使得入射於絕緣材料1570上之大部分光可經散射回至台面結構以使截留於台面結構中之光再混合或可經散射朝向微型透鏡1580，該微型透鏡可將經散射光耦合出微型LED 1500。藉由金屬奈米粒子回至台面結構中之電漿散射可促使光隨機化作為經圖案化藍寶石基板技術，且因此亦可增加作為經圖案化藍寶石基板技術之光萃取效率。

微型透鏡1580亦可包括球面透鏡或平面透鏡以進一步改良光萃取效率。在一些具體實例中，微型透鏡1580可為形成於材料層（諸如SiN、SiO ₂或聚合物層）中之非原生透鏡，該材料層形成於微型LED 1500之半導體層之頂部上。在一些具體實例中，微型透鏡1580可為微型LED 1500之半導體層（例如，基板1510）中所蝕刻之原生透鏡，以降低由菲涅耳反射造成之損耗且改良光萃取效率。歸因於台面結構、藉由絕緣材料1570之電漿散射以及微型透鏡1580，微型LED 1500之光萃取效率可為高的，且來自微型LED 1500之經發射光之光束剖面可具有較小HWHM角度，諸如小於約30°（例如，小於約25°）。

可在晶圓上製造上文所描述之一維或二維LED陣列以形成光源（例如，光源642）。驅動器電路（例如，驅動器電路644）可使用CMOS製程製造於例如矽晶圓上。LED及晶圓上之驅動器電路可經切割且接著接合在一起，或可在晶圓級上接合且接著經切割。各種接合技術可用於接合LED及驅動器電路，諸如黏著接合、金屬間接合、金屬氧化物接合、晶圓間接合、晶粒至晶圓接合、混合接合及其類似者。

圖 16A繪示根據某些具體實例的用於LED陣列之晶粒至晶圓接合之方法的實例。在圖16A中所展示之實例中，LED陣列1601可包括在載體基板1605上之複數個LED 1607。載體基板1605可包括各種材料，諸如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si或其類似者。LED 1607可藉由例如在執行接合之前生長各種磊晶層、形成台面結構及形成電接點或電極來製造。磊晶層可包括各種材料，諸如GaN、InGaN、（AlGaIn）P、（AlGaIn）AsP、（AlGaIn）AsN、（AlGaIn）Pas、（Eu:InGa）N、（AlGaIn）N或其類似者，且可包括n型層、p型層及主動層，該主動層包括一或多個異質結構，諸如一或多個量子井或MQW。電接點可包括各種導電材料，諸如金屬或金屬合金。

晶圓1603可包括基底層1609，該基底層在其上製造有被動或主動積體電路（例如，驅動器電路1611）。基底層1609可包括例如矽晶圓。驅動器電路1611可用於控制LED 1607之操作。舉例而言，用於每一LED 1607之驅動器電路可包括具有兩個電晶體及一個電容器之2T1C像素結構。晶圓1603亦可包括接合層1613。接合層1613可包括各種材料，諸如金屬、氧化物、介電質、CuSn、AuTi及其類似者。在一些具體實例中，經圖案化層1615可形成於接合層1613之表面上，其中經圖案化層1615可包括由諸如Cu、Ag、Au、Al或其類似者之導電材料製成的金屬柵格。

LED陣列1601可經由接合層1613或經圖案化層1615接合至晶圓1603。舉例而言，經圖案化層1615可包括由諸如CuSn、AuSn或奈米多孔Au之各種材料製成的金屬襯墊或凸塊，所述金屬襯墊或凸塊可用以將LED陣列1601中之LED 1607與晶圓1603上之對應驅動器電路1611對準。在一個實例中，可使LED陣列1601朝向晶圓1603，直至LED 1607與對應於驅動器電路1611之各別金屬襯墊或凸塊接觸為止。LED 1607中之一些或所有可與驅動器電路1611對準，且可接著藉由諸如金屬間接合之各種接合技術經由經圖案化層1615接合至晶圓1603。在LED 1607已接合至晶圓1603之後，載體基板1605可自LED 1607移除。

圖 16B繪示根據某些具體實例的用於LED陣列之晶圓間接合之方法的實例。如圖16B中所展示，第一晶圓1602可包括基板1604、第一半導體層1606、主動層1608及第二半導體層1610。基板1604可包括各種材料，諸如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si或其類似者。第一半導體層1606、主動層1608及第二半導體層1610可包括各種半導體材料，諸如GaN、InGaN、（AlGaIn）P、（AlGaIn）AsP、（AlGaIn）AsN、（AlGaIn）Pas、（Eu:InGa）N、（AlGaIn）N或其類似者。在一些具體實例中，第一半導體層1606可為n型層，且第二半導體層1610可為p型層。舉例而言，第一半導體層1606可為n摻雜GaN層（例如，摻雜有Si或Ge），且第二半導體層1610可為p摻雜GaN層（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）。主動層1608可包括例如一或多個GaN層、一或多個InGaN層、一或多個AlGaInP層及其類似者，所述層可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井或MQW。

在一些具體實例中，第一晶圓1602亦可包括接合層。接合層1612可包括各種材料，諸如金屬、氧化物、介電質、CuSn、AuTi或其類似者。在一個實例中，接合層1612可包括p接點及/或n接點（圖中未示）。在一些具體實例中，其他層亦可包括於第一晶圓1602上，諸如基板1604與第一半導體層1606之間的緩衝層。緩衝層可包括各種材料，諸如多晶GaN或AlN。在一些具體實例中，接觸層可在第二半導體層1610與接合層1612之間。接觸層可包括用於將電接點提供至第二半導體層1610及/或第一半導體層1606之任何合適材料。

第一晶圓1602可經由接合層1613及/或接合層1612接合至包括如上文所描述之驅動器電路1611及接合層1613的晶圓1603。接合層1612及接合層1613可由相同材料或不同材料製成。接合層1613及接合層1612可為實質上平坦的。第一晶圓1602可藉由各種方法接合至晶圓1603，所述方法為諸如金屬間接合、共晶接合、金屬氧化物接合、陽極接合、熱壓縮接合、紫外線（UV）接合及/或熔融接合。

如圖16B中所展示，第一晶圓1602可在第一晶圓1602之p側（例如，第二半導體層1610）面向下方（亦即，朝向晶圓1603）的情況下接合至晶圓1603。在接合之後，可自第一晶圓1602移除基板1604，且可接著自n側處理第一晶圓1602。處理可包括例如形成用於個別LED之某些台面形狀，以及形成對應於個別LED之光學組件。

圖 17A 至圖 17D繪示根據某些具體實例的用於LED陣列之混合接合之方法的實例。混合接合通常可包括晶圓清潔及活化、一個晶圓之接點與另一晶圓之接點的高精度對準、晶圓之表面處之介電材料在室溫下的介電接合，以及藉由在高溫下退火而進行的接點之金屬接合。 圖 17A展示基板1710，該基板在其上製造有被動或主動電路1720。如上文關於圖8A至圖8B所描述，基板1710可包括例如矽晶圓。電路1720可包括用於LED陣列之驅動器電路。接合層可包括經由電氣互連件1722連接至電路1720之介電區域1740及接觸襯墊1730。接觸襯墊1730可包括例如Cu、Ag、Au、Al、W、Mo、Ni、Ti、Pt、Pd或其類似者。介電區域1740中之介電材料可包括SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅或其類似者。接合層可使用例如化學機械拋光來進行平坦化及拋光，其中平坦化或拋光可能造成接觸襯墊中之凹陷（碗狀輪廓）。接合層之表面可藉由例如離子（例如，電漿）或快速原子（例如，Ar）光束1705來進行清潔及活化。經活化表面可在原子級上清潔且在晶圓例如在室溫下接觸時可為反應性的以用於在晶圓之間形成直接接合。

圖 17B繪示晶圓1750，該晶圓包括其上製造之微型LED 1770之陣列，如上文關於例如圖7A、圖7B、圖16A及圖16B所描述。晶圓1750可為載體晶圓，且可包括例如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si或其類似者。微型LED 1770可包括磊晶生長於晶圓1750上之n型層、主動區域及p型層。磊晶層可包括上文所描述之各種III-V半導體材料，且可自p型層側經處理以蝕刻磊晶層中之台面結構，諸如實質上垂直結構、拋物線形結構、圓錐結構或其類似者。鈍化層及/或反射層可形成於台面結構之側壁上。p接點1780及n接點1782可形成於沈積於台面結構上之介電材料層1760中，且可分別與p型層及n型層進行電接觸。介電材料層1760中之介電材料可包括例如SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅或其類似者。p接點1780及n接點1782可包括例如Cu、Ag、Au、Al、W、Mo、Ni、Ti、Pt、Pd或其類似者。p接點1780、n接點1782及介電材料層1760之頂部表面可形成接合層。接合層可使用例如化學機械拋光來進行平坦化及拋光，其中拋光可能造成p接點1780及n接點1782中之凹陷。接合層可接著藉由例如離子（例如，電漿）或快速原子（例如，Ar）光束1715來進行清潔及活化。經活化表面可在原子級上清潔且在晶圓例如在室溫下接觸時為反應性的以用於在晶圓之間形成直接接合。

圖 17C繪示用於接合接合層中之介電材料之室溫接合製程。舉例而言，在包括介電區域1740及接觸襯墊1730之接合層以及包括p接點1780、n接點1782及介電材料層1760之接合層經表面活化之後，可使晶圓1750及微型LED 1770倒置且使其與基板1710及形成於其上之電路接觸。在一些具體實例中，可將壓縮壓力1725施加至基板1710及晶圓1750，使得接合層彼此壓靠。歸因於表面活化及接點中之凹陷，介電區域1740及介電材料層1760可由於表面吸引力而直接接觸，且可進行反應且在其間形成化學鍵，此係因為表面原子可具有懸鍵且在活化之後可處於不穩定能態。因此，可在具有或不具有熱處理或壓力之情況下將介電區域1740及介電材料層1760中之介電材料接合在一起。

圖 17D繪示用於在接合接合層中之介電材料之後接合接合層中之接點的退火製程。舉例而言，接觸襯墊1730及p接點1780或n接點1782可藉由在例如約200℃至400℃或更高之溫度下進行退火而接合在一起。在退火製程期間，熱量1735可使接點比介電材料膨脹更多（歸因於不同熱膨脹係數），且因此可閉合接點之間的凹陷間隙，使得接觸襯墊1730及p接點1780或n接點1782可進行接觸且可在經活化表面處形成直接金屬接合。

在兩個經接合晶圓包括具有不同熱膨脹係數（CTE）之材料的一些具體實例中，在室溫下接合之介電材料可幫助減少或防止由不同熱膨脹造成的接觸襯墊之未對準。在一些具體實例中，為了進一步減少或避免接觸襯墊在退火期間在高溫下之未對準，可在接合之前經由基板中之部分或所有或其類似者在微型LED之間、在微型LED之群組之間形成溝槽。

在微型LED經接合至驅動器電路之後，上面製造有微型LED之基板可經薄化或移除，且各種次級光學組件可經製造於微型LED之發光表面上，以例如萃取、準直及重新導向自微型LED之主動區域發射的光。在一個實例中，微型透鏡可形成於微型LED上，其中每一微型透鏡可對應於各別微型LED，且可幫助改良光萃取效率且準直由微型LED發射之光。在一些具體實例中，次級光學組件可經製造於基板或微型LED之n型層中。在一些具體實例中，次級光學組件可經製造於沈積於微型LED之n型側上之介電層中。次級光學組件之實例可包括透鏡、光柵、抗反射（AR）塗層、稜鏡、光子晶體或其類似者。

圖 18繪示根據某些具體實例的上面製造有次級光學組件之LED陣列1800之實例。可藉由將LED晶片或晶圓與包括其上製造之電路的矽晶圓接合，使用上文關於例如圖16A至圖17D所描述之任何合適接合技術來製造LED陣列1800。在圖18中所展示之實例中，可使用如上文關於圖17A至圖17D所描述之晶圓間混合接合技術來接合LED陣列1800。LED陣列1800可包括基板1810，該基板可為例如矽晶圓。積體電路1820，諸如LED驅動器電路，可經製造於基板1810上。積體電路1820可經由互連件1822及接觸襯墊1830連接至微型LED 1870之p接點1874及n接點1872，其中接觸襯墊1830可與p接點1874及n接點1872形成金屬接合。基板1810上之介電層1840可經由熔融接合接合至介電層1860。

LED晶片或晶圓之基板（圖中未示）可經薄化或可經移除以曝露微型LED 1870之n型層1850。諸如球面微型透鏡1882、光柵1884、微型透鏡1886、抗反射層1888及其類似者之各種次級光學組件可形成於n型層1850中或其頂部上。舉例而言，可使用灰度遮罩及對曝露光具有線性回應之光阻，或使用藉由經圖案化光阻層之熱回焊形成的蝕刻遮罩來在微型LED 1870之半導體材料中蝕刻球面微型透鏡陣列。亦可使用類似光微影技術或其他技術在沈積於n型層1850上之介電層中蝕刻次級光學組件。舉例而言，微型透鏡陣列可經由使用二元遮罩圖案化之聚合物層的熱回焊而形成於聚合物層中。聚合物層中之微型透鏡陣列可用作次級光學組件或可用作蝕刻遮罩以用於將微型透鏡陣列之輪廓轉移至介電層或半導體層中。介電層可包括例如SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅或其類似者。在一些具體實例中，微型LED 1870可具有多個對應次級光學組件，諸如微型透鏡及抗反射塗層、在半導體材料中蝕刻之微型透鏡及在介電材料層中蝕刻之微型透鏡、微型透鏡及光柵、球面透鏡及非球面透鏡及其類似者。圖18中繪示了三個不同次級光學組件以展示可形成於微型LED 1870上之次級光學組件之一些實例，此未必暗示針對每一LED陣列同時使用了不同次級光學組件。

本文所揭示之具體實例可用以實施人工實境系統之組件，或可結合人工實境系統實施。人工實境係在呈現給使用者之前已以某一方式調整之實境形式，其可包括例如虛擬實境、擴增實境、混合實境、混雜實境或其某一組合及/或衍生物。人工實境內容可包括完全產生內容或與所俘獲（例如，真實世界）內容組合之所產生內容。人工實境內容可包括視訊、音訊、觸覺反饋或其某一組合，且其中之任一者可在單一通道中或在多個通道中呈現（諸如，對觀看者產生三維效應之立體聲視訊）。另外，在一些具體實例中，人工實境亦可與用以例如在人工實境中形成內容及/或以其他方式用於人工實境中（例如，在人工實境中執行活動）之應用、產品、配件、服務或其某一組合相關聯。提供人工實境內容之人工實境系統可經實施於各種台面上，包括連接至主機電腦系統之HMD、獨立式HMD、行動裝置或計算系統或能夠將人工實境內容提供至一或多個觀看者之任何其他硬體台面。

圖 19係用於實施本文中所揭示之一些實例的實例近眼顯示器（例如，HMD裝置）之實例電子系統1900的簡化方塊圖。電子系統1900可用作HMD裝置或上文所描述之其他近眼顯示器之電子系統。在此實例中，電子系統1900可包括一或多個處理器1910及記憶體1920。處理器1910可被配置以執行用於在數個組件處執行操作之指令，且可為例如適合於在便攜式電子裝置內實施之通用處理器或微處理器。處理器1910可與電子系統1900內之複數個組件以通信方式耦合。為了實現此通信耦合，處理器1910可跨匯流排1940與其他所示之組件進行通信。匯流排1940可為適於在電子系統1900內傳送資料之任何子系統。匯流排1940可包括複數個電腦匯流排及額外電路系統以傳送資料。

記憶體1920可耦合至處理器1910。在一些具體實例中，記憶體1920可提供短期儲存及長期儲存兩者，且可分成若干單元。記憶體1920可為揮發性的，諸如靜態隨機存取記憶體（SRAM）及/或動態隨機存取記憶體（DRAM），及/或為非揮發性的，諸如唯讀記憶體（ROM）、快閃記憶體及其類似者。此外，記憶體1920可包括可移式儲存裝置，諸如安全數位（SD）卡。記憶體1920可向電子系統1900提供電腦可讀取指令、資料結構、程式模組及其他資料之儲存。在一些具體實例中，記憶體1920可分佈至不同硬體模組中。一組指令及/或程式碼可能儲存於記憶體1920上。所述指令可能採用可由電子系統1900執行之可執行程式碼的形式，及/或可能採用原始程式碼及/或可安裝程式碼的形式，該原始程式碼及/或可安裝程式碼在電子系統1900上編譯及/或安裝於該電子系統上（例如，使用多種通常可用之編譯器、安裝程式、壓縮/解壓公用程式等中之任一者）之後可採用可執行程式碼的形式。

在一些具體實例中，記憶體1920可儲存複數個應用程式模組1922至1924，所述應用程式模組可包括任何數目個應用程式。應用程式之實例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式或其他合適之應用程式。所述應用程式可包括深度感測功能或眼睛追蹤功能。應用程式模組1922至1924可包括待由處理器1910執行之特定指令。在一些具體實例中，某些應用程式或應用程式模組1922至1924之部分可由其他硬體模組1980執行。在某些具體實例中，記憶體1920可另外包括安全記憶體，該安全記憶體可包括額外安全控制以防止對安全資訊之複製或其他未經授權存取。

在一些具體實例中，記憶體1920可包括載入於其中之作業系統1925。作業系統1925可操作以啟動執行由應用程式模組1922至1924提供之指令及/或管理其他硬體模組1980，以及與可包括一或多個無線收發器之無線通信子系統1930介接。作業系統1925可適於跨電子系統1900之組件執行其他操作，包括執行緒處理、資源管理、資料儲存控制及其他類似功能性。

無線通信子系統1930可包括例如紅外線通信裝置、無線通信裝置及/或晶片組（諸如，Bluetooth®裝置、IEEE 802.11裝置、Wi-Fi裝置、WiMax裝置、蜂巢式通信設施等）及/或類似通信介面。電子系統1900可包括用於無線通信之一或多個天線1934作為無線通信子系統1930之部分或作為耦合至該系統之任何部分的單獨組件。取決於所要功能性，無線通信子系統1930可包括獨立收發器以與基地收發器台及其他無線裝置及存取點進行通信，其可包括與諸如無線廣域網路（WWAN）、無線區域網路（WLAN）或無線個域網路（WPAN）之不同資料網路及/或網路類型進行通信。WWAN可為例如WiMax（IEEE 802.16）網路。WLAN可為例如IEEE 802.11x網路。WPAN可為例如藍牙網路、IEEE 802.15x或一些其他類型之網路。本文中所描述之技術亦可用於WWAN、WLAN及/或WPAN之任何組合。無線通信子系統1930可准許與網路、其他電腦系統及/或本文中所描述之任何其他裝置交換資料。無線通信子系統1930可包括用於使用天線1934及無線鏈路1932傳輸或接收資料之構件，該資料為諸如HMD裝置之識別符、位置資料、地形圖、熱度圖、相片或視訊。無線通信子系統1930、處理器1910及記憶體1920可一起包含用於執行本文中所揭示之一些功能的構件中之一或多者的至少一部分。

電子系統1900之具體實例亦可包括一或多個感測器1990。感測器1990可包括例如影像感測器、加速計、壓力感測器、溫度感測器、近接感測器、磁力計、陀螺儀、慣性感測器（例如，組合加速計與陀螺儀之模組）、環境光感測器，或可操作以提供感測輸出及/或接收感測輸入之任何其他類似模組，諸如深度感測器或位置感測器。舉例而言，在一些實施方式中，感測器1990可包括一或多個慣性量測單元（IMU）及/或一或多個位置感測器。IMU可基於自位置感測器中之一或多者接收到的量測信號來產生校準資料，該校準資料指示相對於HMD裝置之初始位置的HMD裝置之估計位置。位置感測器可回應於HMD裝置之運動而產生一或多個量測信號。位置感測器之實例可包括但不限於一或多個加速計、一或多個陀螺儀、一或多個磁力計、偵測運動之另一合適類型的感測器、用於IMU之誤差校正的一種類型之感測器，或其任何組合。位置感測器可位於IMU外部、IMU內部，或其任何組合。至少一些感測器可使用結構化之光圖案以用於感測。

電子系統1900可包括顯示模組1960。顯示模組1960可為近眼顯示器，且可以圖形方式將來自電子系統1900之資訊（諸如影像、視訊及各種指令）呈現給使用者。此資訊可源自一或多個應用程式模組1922至1924、虛擬實境引擎1926、一或多個其他硬體模組1980、其組合，或用於為使用者解析圖形內容（例如，藉由作業系統1925）之任何其他合適構件。顯示模組1960可使用LCD技術、LED技術（包括例如OLED、ILED、μ-LED、AMOLED、TOLED等）、發光聚合物顯示器（LPD）技術，或某一其他顯示器技術。

電子系統1900可包括使用者輸入/輸出模組1970。使用者輸入/輸出模組1970可允許使用者將動作請求發送至電子系統1900。動作請求可為執行特定動作之請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或執行該應用程式內之特定動作。使用者輸入/輸出模組1970可包括一或多個輸入裝置。實例輸入裝置可包括觸控式螢幕、觸控板、麥克風、按鈕、撥號盤、開關、鍵盤、滑鼠、遊戲控制器，或用於接收動作請求且將所接收動作請求傳達至電子系統1900之任何其他適合裝置。在一些具體實例中，使用者輸入/輸出模組1970可根據自電子系統1900接收到之指令而將觸覺反饋提供至使用者。舉例而言，可在接收到動作請求或已執行動作請求時提供觸覺反饋。

電子系統1900可包括攝影機1950，該攝影機可用以拍攝使用者之相片或視訊，例如用於追蹤使用者之眼睛位置。攝影機1950亦可用以拍攝環境之相片或視訊，例如用於VR、AR或MR應用。攝影機1950可包括例如具有數百萬或數千萬個像素之互補金屬氧化物半導體（CMOS）影像感測器。在一些實施方式中，攝影機1950可包括可用以俘獲3D影像之兩個或更多個攝影機。

在一些具體實例中，電子系統1900可包括複數個其他硬體模組1980。其他硬體模組1980中之每一者可為電子系統1900內之實體模組。雖然其他硬體模組1980中之每一者可永久地被配置為結構，但其他硬體模組1980中之一些可臨時被配置以執行特定功能或臨時被激活。其他硬體模組1980之實例可包括例如音訊輸出及/或輸入模組（例如，麥克風或揚聲器）、近場通信（NFC）模組、可再充電電池、電池管理系統、有線/無線電池充電系統等。在一些具體實例中，其他硬體模組1980之一或多個功能可在軟體中實施。

在一些具體實例中，電子系統1900之記憶體1920亦可儲存虛擬實境引擎1926。虛擬實境引擎1926可執行電子系統1900內之應用程式，且自各種感測器接收HMD裝置之位置資訊、加速資訊、速度資訊、經預測之未來位置，或其任何組合。在一些具體實例中，由虛擬實境引擎1926接收之資訊可用於為顯示模組1960產生信號（例如，顯示指令）。舉例而言，若所接收之資訊指示使用者已看向左方，則虛擬實境引擎1926可為HMD裝置產生反映使用者在虛擬環境中之移動的內容。另外，虛擬實境引擎1926可回應於自使用者輸入/輸出模組1970接收到之動作請求而執行應用程式內之動作，且將反饋提供至使用者。所提供反饋可為視覺反饋、聽覺反饋或觸覺反饋。在一些實施方式中，處理器1910可包括可執行虛擬實境引擎1926之一或多個GPU。

在各種實施方式中，上文所描述之硬體及模組可實施於可使用有線或無線連接彼此通信之單一裝置或多個裝置上。舉例而言，在一些實施方式中，諸如GPU、虛擬實境引擎1926及應用程式（例如，追蹤應用程式）之一些組件或模組可實施於與頭戴式顯示器裝置分離之控制台上。在一些實施方式中，一個控制台可連接至或支援多於一個HMD。

在替代性組態中，不同及/或額外組件可包括於電子系統1900中。類似地，組件中之一或多者的功能性可按不同於上文所描述之方式的方式分佈在組件當中。舉例而言，在一些具體實例中，電子系統1900可經修改以包括其他系統環境，諸如AR系統環境及/或MR環境。

上文所論述之方法、系統及裝置係實例。各種具體實例在適當時可省略、取代或添加各種程序或組件。舉例而言，在替代性組態中，可按不同於所描述次序之次序來執行所描述之方法，及/或可添加、省略及/或組合各種階段。同樣，在各種其他具體實例中可組合關於某些具體實例所描述之特徵。可以類似方式組合具體實例之不同態樣及元件。此外，技術發展，且因此許多元件為實例，所述實例並不將本揭示內容之範圍限制於彼等特定實例。

在描述中給出特定細節以提供對具體實例之透徹理解。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐具體實例。舉例而言，已在無不必要細節的情況下展示熟知之電路、處理程序、系統、結構及技術，以便避免混淆具體實例。本說明書僅提供實例性具體實例，且並不意欲限制本發明之範圍、適用性或組態。實情為，具體實例之先前描述將向所屬技術領域中具有通常知識者提供用於實施各種具體實例之啟發性描述。可在不脫離本發明之精神及範圍的情況下對元件之功能及配置進行各種改變。

此外，將一些具體實例描述為經描繪成流程圖或方塊圖之處理程序。儘管每一者可將操作描述為依序處理程序，但許多操作可並行地或同時執行。此外，可重新配置操作之次序。處理程序可具有未包括於圖式中之額外步驟。此外，可藉由硬體、軟體、韌體、中間軟體、微碼、硬體描述語言或其任何組合來實施方法之具體實例。當實施於軟體、韌體、中間軟體或微碼中時，用以執行相關聯任務之程式碼或程式碼區段可儲存於諸如儲存媒體之電腦可讀取媒體中。處理器可執行相關聯任務。

所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見，可根據特定要求作出實質變化。例如，亦可使用定製硬體或專用硬體，及/或特定元件可實施於硬體、軟體（包括便攜式軟體，諸如小程式等）或兩者中。此外，可採用至其他計算裝置（諸如，網路輸入/輸出裝置）之連接。

參考附圖，可包括記憶體之組件可包括非暫時性機器可讀取媒體。術語「機器可讀取媒體」及「電腦可讀取媒體」可指代參與提供使機器以特定方式操作之資料的任何儲存媒體。在上文所提供之具體實例中，各種機器可讀取媒體可能涉及將指令/程式碼提供至處理單元及/或其他裝置以供執行。另外或替代地，機器可讀取媒體可用以儲存及/或攜載此等指令/程式碼。在許多實施方式中，電腦可讀取媒體係實體及/或有形儲存媒體。此媒體可呈許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。電腦可讀取媒體之常見形式包括例如磁性及/或光學媒體，諸如光碟（CD）或數位化通用光碟（DVD）；打孔卡；紙帶；具有孔圖案之任何其他實體媒體；RAM；可程式化唯讀記憶體（PROM）；可擦除可程式化唯讀記憶體（EPROM）；快閃EPROM；任何其他記憶體晶片或卡匣；如下文中所描述之載波；可供電腦從中讀取指令及/或程式碼之任何其他媒體。電腦程式產品可包括程式碼及/或機器可執行指令，所述程式碼及/或機器可執行指令可表示程序、函式、子程式、程式、常式、應用程式（App）、次常式、模組、套裝軟體、類別，或指令、資料結構或程式陳述之任何組合。

所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解，可使用多種不同技術及技藝中之任一者來表示用以傳達本文所描述之訊息的資訊及信號。舉例而言，可貫穿以上描述提及之資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號及晶片可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁性粒子、光場或光學粒子或其任何組合表示。

如本文所使用，術語「及」及「或」可包括多種含義，所述含義亦預期至少部分地取決於使用此等術語之上下文。典型地，「或」若用以關聯清單，諸如，A、B或C，則意欲意謂A、B及C（此處以包括性意義使用），以及A、B或C（此處以排它性意義使用）。另外，如本文中所使用，術語「一或多個」可用於以單數形式描述任何特徵、結構或特性，或可用以描述特徵、結構或特性之某一組合。然而，應注意，此僅為說明性實例且所主張之主題不限於此實例。此外，術語「中之至少一者」若用以關聯清單（諸如，A、B或C），則可解譯為意謂A、B及/或C之任何組合，諸如A、AB、AC、BC、AA、ABC、AAB、AABBCCC等。

另外，雖然已使用硬體與軟體之特定組合描述了某些具體實例，但應認識到，硬體與軟體之其他組合亦為可能的。可僅以硬體或僅以軟體或使用其組合來實施某些具體實例。在一個實例中，可藉由含有電腦程式碼或指令之電腦程式產品來實施軟體，所述電腦程式碼或指令可由一或多個處理器執行以用於執行本揭示內容中所描述之步驟、操作或處理程序中之任一者或全部，其中電腦程式可儲存於非暫時性電腦可讀取媒體上。本文中所描述之各種處理程序可以任何組合實施於相同處理器或不同處理器上。

在裝置、系統、組件或模組經描述為被配置以執行某些操作或功能之情況下，可例如藉由設計電子電路以執行操作、藉由程式化可程式化電子電路（諸如，微處理器）以執行操作（諸如，藉由執行電腦指令或程式碼，或經程式化以執行儲存於非暫時性記憶體媒體上之程式碼或指令的處理器或核心）或其任何組合而實現此組態。處理程序可使用多種技術進行通信，包括但不限於用於處理程序間通信之習知技術，且不同對處理程序可使用不同技術，或同一對處理程序可在不同時間使用不同技術。

因此，應在說明性意義上而非限定性意義上看待說明書及圖式。然而，將顯而易見，可在不脫離如申請專利範圍中所闡述之更廣泛範圍之情況下對本揭示內容做出添加、減去、刪除以及其他修改及改變。因此，儘管已描述特定具體實例，但此等具體實例並不意欲為限制性的。各種修改及等效物在以下申請專利範圍之範圍內。

100:人工實境系統環境 110:控制台 112:應用程式商店 114:耳機追蹤模組 116:人工實境引擎 118:眼睛追蹤模組 120:近眼顯示器 122:顯示電子件 124:顯示光學件 126:定位器 128:位置感測器 130:眼睛追蹤單元 132:慣性量測單元/IMU 140:輸入/輸出介面 150:外部成像裝置 200:HMD裝置 220:主體 223:底側 225:前側 227:左側 230:頭部綁帶 300:近眼顯示器 305:框架 310:顯示器 330:照明器 340:攝影機 350a:感測器 350b:感測器 350c:感測器 350d:感測器 350e:感測器 400:擴增實境系統 410:投影機 412:光源/影像源 414:投影機光學件 415:組合器 420:基板 430:輸入耦合器 440:輸出耦合器 450:光 460:經萃取光 490:眼睛 495:眼眶 500:近眼顯示器裝置/NED裝置 510:光源 512:紅光發射器 514:綠光發射器 516:藍光發射器 520:投影光學件 530:波導顯示器 532:耦合器 540:光源 542:紅光發射器 544:綠光發射器 546:藍光發射器 550:近眼顯示器裝置/NED裝置 560:自由形式光學元件 570:掃描鏡面 580:波導顯示器 582:耦合器 590:眼睛 600:近眼顯示器系統 610:影像源總成 620:控制器 630:影像處理器 640:顯示面板 642:光源 644:驅動器電路 650:投影機 700:LED 705:LED 710:基板 715:基板 720:半導體層 725:半導體層 730:主動層 732:台面側壁 735:主動層 740:半導體層 745:半導體層 750:重摻雜半導體層 760:導電層 765:電接點 770:鈍化層 775:介電層 780:接觸層 785:電接點 790:接觸層 795:金屬層 800:裝置 810:基板 820:微型LED陣列 822:間距 830:絕緣體 840:微型透鏡陣列 842:間距 850:光束 852:主射線 900:微型LED 905:微型LED 910:基板 920:n型半導體層 925:n型半導體層 927:頂部表面 930:發光區域 935:發光區域 940:p型半導體層 945:p型半導體層 950:背向反射器 955:背向反射器 960:介電層 965:台面反射器 970:金屬層 980:絕緣材料 985:絕緣材料 990:微型透鏡 1000:微型LED 1010:台面結構 1012:台面側壁 1014:底部反射器 1020:絕緣區域 1110:光波 1120:金屬奈米粒子 1200:圖示 1205:圖示 1210:曲線 1215:曲線 1220:曲線 1225:曲線 1230:曲線 1235:曲線 1240:曲線 1245:曲線 1250:曲線 1255:曲線 1260:曲線 1265:曲線 1270:曲線 1275:曲線 1280:曲線 1285:曲線 1290:曲線 1295:曲線 1300:圖示 1305:圖示 1310:曲線 1320:曲線 1330:曲線 1340:曲線 1350:曲線 1360:曲線 1400:圖示 1410:曲線 1420:曲線 1430:曲線 1500:微型LED 1510:基板 1520:n型半導體層 1530:發光區域 1540:p型半導體層 1550:背向反射器 1560:鈍化層 1570:絕緣材料 1580:微型透鏡 1601:LED陣列 1602:第一晶圓 1603:晶圓 1604:基板 1605:載體基板 1606:第一半導體層 1607:LED 1608:主動層 1609:基底層 1610:第二半導體層 1611:驅動器電路 1612:接合層 1613:接合層 1615:經圖案化層 1705:光束 1710:基板 1715:光束 1720:電路 1722:電氣互連件 1725:壓縮壓力 1730:接觸襯墊 1735:熱量 1740:介電區域 1750:晶圓 1760:介電材料層 1770:微型LED 1780:p接點 1782:n接點 1800:LED陣列 1810:基板 1820:積體電路 1822:互連件 1830:接觸襯墊 1840:介電層 1850:n型層 1860:介電層 1870:微型LED 1872:n接點 1874:p接點 1882:微型透鏡 1884:光柵 1886:微型透鏡 1888:抗反射層 1900:電子系統 1910:處理器 1920:記憶體 1922:應用程式模組 1924:應用程式模組 1925:作業系統 1926:虛擬實境引擎 1930:無線通信子系統 1940:匯流排 1932:無線鏈路 1934:天線 1950:攝影機 1960:顯示模組 1970:使用者輸入/輸出模組 1980:其他硬體模組 1990:感測器

在下文參看以下諸圖詳細地描述例示性具體實例。

[圖1]係根據某些具體實例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境之實例的簡化方塊圖。

[圖2]係呈用於實施本文中所揭示之一些實例的頭戴式顯示器（HMD）裝置之形式的近眼顯示器之實例的透視圖。

[圖3]係呈用於實施本文中所揭示之一些實例的一副眼鏡之形式的近眼顯示器之實例的透視圖。

[圖4]繪示根據某些具體實例的包括波導顯示器之光學透視擴增實境系統之實例。

[圖5A]繪示根據某些具體實例的包括波導顯示器之近眼顯示器裝置的實例。

[圖5B]繪示根據某些具體實例的包括波導顯示器之近眼顯示器裝置之實例。

[圖6]繪示根據某些具體實例的擴增實境系統中之影像源總成之實例。

[圖7A]繪示根據某些具體實例的具有垂直台面結構之發光二極體（LED）之實例。

[圖7B]係根據某些具體實例之具有拋物線形台面結構之LED的實例之橫截面視圖。

[圖8]繪示包括微型LED陣列及用於自該微型LED陣列萃取光之微型透鏡陣列的裝置之實例。

[圖9A]繪示具有台面結構及金屬鏡面之微型LED之實例。

[圖9B]繪示包括在台面側壁處之金屬鏡面之微型LED陣列的實例。

[圖10]繪示根據某些具體實例的包括在台面側壁處之金屬奈米粒子以供散射在主動區域中產生之光的微型LED陣列之實例。

[圖11]繪示藉由光波刺激之金屬奈米粒子之局部表面電漿子共振的實例。

[圖12A]繪示針對不同波長之光的不同尺寸之金屬奈米粒子的消光效率之實例。

[圖12B]繪示針對不同波長之光的不同尺寸之金屬奈米粒子的散射效率之實例。

[圖13A]繪示針對不同波長之光的不同尺寸之金屬奈米粒子的散射橫截面之實例。

[圖13B]繪示不同尺寸之金屬奈米粒子的散射與總消光之比（反照率）的實例。

[圖14]繪示不同周圍介質中之金屬奈米粒子之散射橫截面的實例。

[圖15]繪示根據某些具體實例的包括在台面側壁處之金屬奈米粒子以供散射在主動區域中產生之光的微型LED之實例。

[圖16A]繪示根據某些具體實例的用於LED陣列之晶粒至晶圓接合之方法的實例。

[圖16B]繪示根據某些具體實例的用於LED陣列之晶圓間接合之方法的實例。

[圖17A]至[圖17D]繪示根據某些具體實例的用於LED陣列之混合接合之方法的實例。

[圖18]繪示根據某些具體實例的上面製造有次級光學組件之LED陣列之實例。

[圖19]係根據某些具體實例的近眼顯示器之實例之電子系統的簡化方塊圖。

所述圖式僅出於說明之目的描繪本揭示內容之具體實例。所屬技術領域中具有通常知識者依據以下描述將容易認識到，可在不脫離本揭示內容之原理或所主張之權益的情況下使用所示結構及方法的替代性具體實例。

在附圖中，類似組件及/或特徵可具有相同參考標記。此外，可藉由在參考標記之後加上破折號及在類似組件之間進行區分之第二標記來區分同一類型之各種組件。若在本說明書中僅使用第一參考標記，則關於第一參考標記的描述適用於具有與第一參考標記相同的類似組件中之任一者，而不管第二參考標記。

1500:微型LED

1510:基板

1520:n型半導體層

1530:發光區域

1540:p型半導體層

1550:背向反射器

1560:鈍化層

1570:絕緣材料

1580:微型透鏡

Claims (20)

1. 一種微型發光二極體，其包含： 基板； 台面結構，其包括形成於該基板上之複數個半導體層，該台面結構包括被配置以發射第一波長之光的一發光區域；以及 絕緣材料層，其在該台面結構之側壁上，該絕緣材料層包括： 透明絕緣材料；以及 金屬奈米粒子，其浸沒於該透明絕緣材料中， 其中該透明絕緣材料及所述金屬奈米粒子被配置以使得該第一波長之該光與所述金屬奈米粒子相互作用以在所述金屬奈米粒子上引起表面電漿子共振。
2. 如請求項1之微型發光二極體，其中所述金屬奈米粒子包括貴金屬或銅之奈米粒子。
3. 如請求項1或2之微型發光二極體，其中所述金屬奈米粒子包括奈米球、奈米棒、奈米籠或奈米殼。
4. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中所述金屬奈米粒子具有大於50 nm之線性尺寸。
5. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中所述金屬奈米粒子具有大於100 nm之線性尺寸。
6. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中所述金屬奈米粒子塗佈有形成所述金屬奈米粒子之殼的非導電材料層。
7. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中該透明絕緣材料包括氧化矽、氮化矽、氧化鋁或矽酮。
8. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中該絕緣材料層之特徵為針對該第一波長之該光的散射與總消光比大於50%。
9. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其進一步包含在該台面結構之所述側壁與該絕緣材料層之間的透明鈍化層。
10. 如請求項9之微型發光二極體，其中該透明鈍化層包括氧化矽或氮化矽。
11. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中該台面結構之所述側壁包括垂直側壁、向內傾斜側壁、向外傾斜側壁、圓錐形側壁或拋物線形側壁。
12. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中該台面結構具有小於50 μm、小於20 μm或小於10 μm之側向線性尺寸。
13. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中： 該台面結構包括n型半導體層及p型半導體層；且 該發光區域在該n型半導體層與該p型半導體層之間。
14. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其進一步包含該台面結構上之背向反射器，該背向反射器包括金屬接觸層。
15. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其進一步包含微型透鏡，該微型透鏡被配置以將該第一波長之該光耦合出該微型發光二極體。
16. 如前述請求項中任一項之微型發光二極體，其中該第一波長之該光包括紅光、綠光或藍光。
17. 一種微型發光二極體陣列，其包含： 基板； 在該基板上的複數個台面結構，該複數個台面結構中之每一台面結構包括被配置以發射第一波長之光的發光區域；以及 絕緣材料，其在該複數個台面結構之間，該絕緣材料包括： 透明絕緣材料；以及 金屬奈米粒子，其分散於該透明絕緣材料中， 其中該透明絕緣材料及所述金屬奈米粒子被配置以使得該第一波長之該光與所述金屬奈米粒子相互作用以在所述金屬奈米粒子上引起表面電漿子共振。
18. 如請求項17之微型發光二極體陣列，其中： 所述金屬奈米粒子包括貴金屬或銅之奈米粒子；且 所述金屬奈米粒子包括奈米球、奈米棒、奈米籠或奈米殼。
19. 如請求項17或18之微型發光二極體陣列，其中該絕緣材料層之特徵為針對該第一波長中之該光的散射與總消光比大於50%。
20. 如請求項17至19中任一項之微型發光二極體陣列，其中該透明絕緣材料包括氧化矽、氮化矽、氧化鋁或矽酮。

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