WO2024138723A1 - 微型发光器件及其制作方法、以及显示器 - Google Patents
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Abstract
公开一种微型发光器件及其制作方法、以及显示器,该微型发光器件包括:外延发光结构;窄视角结构,设于外延发光结构的出光侧上,并用于将外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,第二光线的视角范围小于第一光线的视角范围,且窄视角结构背离外延发光结构的表面为平坦表面。
Description
本申请涉及显示技术领域,具体涉及一种微型发光器件及其制作方法、以及显示器。
微型发光二极管(Micro LED)具有亮度高、发光效率高以及低功耗的优点,因而成为目前显示技术领域的研究热点。
然而,由于应用于显示的微型发光二极管芯片的发光视角较大,这会导致在一些需要显示屏视角小的特殊显示中,如车载或机载的显示应用中,微型发光二极管芯片难以满足窄视角的显示需求。
本申请提供了一种发光二极管芯片及其制作方法、显示器,以减小微型发光二极管芯片的发光视角,从而使得微型发光二极管芯片能够满足特殊显示器的窄视角显示需求,且不会增加芯片转移难度。
为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种微型发光器件,该微型发光器件包括:外延发光结构;窄视角结构,设于外延发光结构的出光侧上,并用于将外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,第二光线的视角范围小于第一光线的视角范围,且窄视角结构背离外延发光结构的表面为平坦表面。
其中,窄视角结构包括光学透镜和平坦化层,光学透镜设于外延发光结构的出光侧上,平坦化层设于外延发光结构的出光侧上,并覆盖光学透镜,平坦化层背离所述外延发光结构的表面为平坦表面,且第一光线进入光学透镜中,并经光学透镜和平坦化层之间的界面折射后从平坦化层射出,以得到第二光线。
其中,平坦化层的折射率小于光学透镜的折射率。
其中,光学透镜和平坦化层之间的界面为向远离外延发光结构的方向凸起的非球面凸面。
其中,外延发光结构包括依次层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层,窄视角结构位于第一半导体层背离发光层的一侧上,且光学透镜和平坦化层之间的界面在第一半导体层所在第一平面上的正投影完全覆盖发光层在第一平面上的正投影。
其中,光学透镜为准直透镜,且准直透镜的焦点在第一平面上的正投影与发光层的中心点在第一平面上的正投影相重叠。
其中,光学透镜为准直透镜,且第一光线中的部分光线经准直透镜的焦点进入准直透镜后,会入射到准直透镜和平坦化层之间的界面,并在准直透镜和平坦化层之间的界面处发生折射而被转变为准直光线;其中,平坦化层的折射率与准直透镜的折射率之间的关系满足:θ3=θ1+θ2;n3Sinθ3=n2Sinθ2;其中,n3表示平坦化层的折射率,n2表示准直透镜的折射率,θ1为部分光线的视角,θ2和θ3分别为部分光线在准直透镜和平坦化层之间的界面处的入射角和折射角。
其中,微型发光器件还包括:第一电极和第二电极,设于外延发光结构背离窄视角结构的一侧上,且第一电极相对于窄视角结构的高度等于第二电极相对于窄视角结构的高度。
为了解决上述问题,本申请实施例还提供了一种微型发光器件的制作方法,该微型发光器件的制作方法包括:形成外延发光结构;在外延发光结构的出光侧上形成窄视角结构,窄视角结构用于将外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,第二光线的视角范围小于第一光线的视角范围,且窄视角结构背离外延发光结构的表面为平坦表面。
其中,形成外延发光结构的步骤,包括:提供衬底:在衬底的一侧上形成透镜材料层;在透镜材料层背离衬底的一侧上形成外延发光结构;在外延发光结构的出光侧上形成窄视角结构的步骤,包括:剥离衬底;对透镜材料层进行压印处理,以形成光学透镜;在外延发光结构形成有光学透镜的一侧上形成覆盖光学透镜的平坦化层,以形成包括光学透镜和平坦化层的窄视角结构,其中,平坦化层背离外延发光结构的表面为平坦表面,且第一光线进入光学透镜中,并经光学透镜和平坦化层之间的界面折射后从平坦化层射出,以得到第二光线。
其中,在剥离衬底的步骤之前,还包括:将外延发光结构背离透镜材料层的一侧固定于第一临时基板的一侧上。
其中,在剥离衬底的步骤之前,还包括:在外延发光结构背离透镜材料层的一侧上形成第一电极和第二电极,第一电极相对于透镜材料层的高度等于第二电极相对于透镜材料层的高度。
为了解决上述问题,本申请实施例还提供了一种显示器,该显示器包括:驱动基板;上述任一项的微型发光器件;其中,微型发光器件与驱动基板电连接,且驱动基板用于驱动微型发光器件发光。
本申请的有益效果是:本申请提供的微型发光器件及其制作方法、以及显示器,通过在微型发光器件中外延发光结构的出光侧上设置窄视角结构,窄视角结构用于将外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,第二光线的视角范围小于第一光线的视角范围,且窄视角结构背离外延发光结构的表面为平坦表面。从而,能够实现将微型发光二极管芯片和窄视角结构封装在一个微型发光器件中,并能够实现对微型发光二极管芯片发光视角的收窄,以使得微型发光二极管芯片能够满足特殊显示器(比如,车载显示器或机载显示器等)的窄视角显示需求,且便于微型发光二极管芯片的转移,不会增加芯片转移难度。
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,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的附图。
附图中的部件不是成比例绘制的,而只是为了示出本申请的原理。为了便于示出和描述本申请的一些部分,附图中对应部分可能被放大,即,使其相对于在依据本申请实际制造的示例性装置中的其它部件变得更大。在附图中,相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
图1是本申请实施例提供的微型发光器件的剖面结构示意图;
图2是本申请实施例提供的微型发光器件的另一剖面结构示意图;
图3是本申请实施例提供的准直透镜的光路示意图;
图4是本申请实施例提供的微型发光器件的制作方法的流程示意图;
图5是本申请实施例提供的步骤S11完成后的剖面结构示意图;
图6是本申请实施例提供的步骤S121完成后的剖面结构示意图;
图7是本申请实施例提供的形成压印后的透镜材料层后的剖面结构示意图;
图8是本申请实施例提供的形成光学透镜后的剖面结构示意图;
图9是本申请实施例提供的步骤S123完成后的剖面结构示意图;
图10是本申请实施例提供的显示器的制作方法的流程示意图;
图11是本申请实施例提供的显示器的剖面结构示意图。
下面结合附图和实施例,对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是,以下实施例仅用于说明本申请,但不对本申请的范围进行限定。同样的,以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
另外,在描述部件的结构时,当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上”或“上方”时,可以指直接位于另一层、另一个区域上面,或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且,如果将部件翻转,该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下”或“下方”。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的微型发光器件的剖面结构示意图。如图1所示,该微型发光器件10包括外延发光结构11和设于外延发光结构11的出光侧上的窄视角结构12,其中,窄视角结构12用于将外延发光结构11发射的第一光线L1转变为第二光线L2,第二光线L2的视角范围小于第一光线L1的视角范围,且窄视角结构12背离外延发光结构11的表面为平坦表面。
在本实施例中,为了便于理解和说明,可以定义光线的视角为光线与微型发光器件10的法线N1之间的锐角夹角。其中,微型发光器件10的法线N1平行于微型发光器件10的厚度方向(也即,附图1中的Z方向)。
具体地,在微型发光器件10中外延发光结构11所发射的第一光线L1进入窄视角结构12后,窄视角结构12会使第一光线L1中的至少部分光线(比如,大视角光线)向靠近微型发光器件10的法线N1的方向偏折,以使微型发光器件10的出光视角减小,并提高了微型发光器件10的亮度,从而使得微型发光器件10能够满足特殊显示器(比如,车载显示器或机载显示器等)的窄视角显示需求,并有利于消除显示器大视角的杂散光和像素之间的光串扰,以提升显示效果。
在一个示例中,大视角光线可以是指与法线N1之间的锐角夹角大于50度的光线。
并且,本实施例中通过将窄视角结构12背离外延发光结构11的表面设计为平坦表面,有利于实现微型发光器件10到驱动基板的巨量转移,从而能够在不增加芯片转移难度的情况下,实现对微型发光器件10发光视角的收窄。
需要说明的是,本实施例并不限定窄视角结构12的具体结构,窄视角结构12能够将外延发光结构11所反射的视角相对较大的光线转变为视角相对较小的光线即可。在一些示例中,窄视角结构12的内部可以设有朝向外延发光结构11的聚光面,聚光面能够使第一光线L1向靠近微型发光器件10的法线N1的方向聚集。
在一些实施例中,如图1所示,窄视角结构12可以包括光学透镜121和平坦化层122。光学透镜121设于外延发光结构11的出光侧上。平坦化层122设于外延发光结构11的出光侧上,并覆盖光学透镜121。平坦化层122背离所述外延发光结构11的表面为平坦表面。并且,外延发光结构11发射的第一光线L1进入光学透镜121中,并经光学透镜121和平坦化层122之间的界面12A折射后从平坦化层122射出,以得到第二光线L2。
具体地,在微型发光器件10中外延发光结构11所发射的第一光线L1在进入光学透镜121后,该第一光线L1中的至少部分光线(比如,大视角光线)会在界面12A处向靠近微型发光器件10的法线N1的方向折射,以对第一光线L1的视角范围进行收窄,而得到第二光线L2。
在一些示例中,第一光线L1中的部分光线(比如,正视角光线)入射到界面12A后可以直接透过而不发生折射。也即,该部分光线在经过窄视角结构12后,其视角不会发生改变。其中,正视角光线可以是指平行于法线N1的光线。
需要说明的是,本实施例并不限定界面12A的具体形状,界面12A可实现将外延发光结构11所反射的视角相对较大的光线折射为视角相对较小的光线即可。在一些示例中,界面12A可以包括至少一个曲面和/或至少一个倾斜平面。
在一些具体实施例中,平坦化层122的折射率可以小于光学透镜121的折射率,以便于微型发光器件10的光取出,进而提高发光效率。
在一些示例中,平坦化层122的折射率可以介于1.3至1.7之间,比如,可以为1.5。在一些示例中,光学透镜121的折射率可以介于2.5至2.8之间,比如,可以为2.7。
在一些具体示例中,光学透镜121可以为缓冲层,且其材质可以氮化镓、氮化铝等缓冲材料,其中,缓冲层能够降低外延发光结构11的应力,以提高产品良率。在一些具体示例中,平坦化层122的材质可以为透明光学硅胶等透明材料。
在一些实施例中,如图1所示,外延发光结构11可以包括依次层叠设置的第一半导体层111、发光层112和第二半导体层113,且窄视角结构12可以位于第一半导体层111背离发光层112的一侧上。
其中,发光层112可以是量子阱层,比如,可以是氮化铟镓量子阱层,或者可以是氮化铟镓/氮化镓多量子阱层。第一半导体层111和第二半导体层113具有不同极性,具体地,第一半导体层111可以是N型半导体层和P型半导体层中的其中一种,且第二半导体层113可以是N型半导体层和P型半导体层中的另外一种,其中,N型半导体层可以具体是N型氮化镓层或N型砷化镓层,P型半导体层可以具体是P型氮化镓层或P型氮化铝镓层。
在一些具体实施例中,如图1所示,光学透镜121和平坦化层122之间的界面12A可以为向远离外延发光结构11的方向凸起的非球面凸面12A,以确保微型发光器件10射出的第二光线L2在各角度均能维持比较均匀的照明强度。
具体地,非球面凸面12A平行于垂直于微型发光器件10的法线N1的截面形状可以为圆形、椭圆形、方形或矩形等几何形状,以使微型发光器件10能够产生圆形、椭圆形、方形或矩形等窄视角光型。
并且,具体实施时,光学透镜121的厚度从内至外可以逐渐减小。具体地,光学透镜121可以具有一中心轴,且光学透镜121的入光面和出光面可以分别关于该中心轴对称,其中,中心轴平行于微型发光器件10的法线N1,光学透镜121的出光面为光学透镜121和平坦化层122之间的界面12A(也即,非球面凸面12A),光学透镜121的入光面为光学透镜121朝向外延发光结构11的表面,且光学透镜121朝向外延发光结构11的表面可以为垂直于微型发光器件10的法线N1的平面。
在一些具体实施例中,如图1所示,光学透镜121和平坦化层122之间的界面12A在第一半导体层111所在第一平面上的正投影可以完全覆盖发光层112在第一平面上的正投影,以确保外延发光结构11中发光层112发射的第一光线L2能够尽可能多地入射到界面12A,从而能够提高微型发光器件10的出光效率。
具体地,发光层112在第一平面上的正投影边界可以位于光学透镜121的出光面在第一平面上的正投影边界以内。并且,发光层112在第一平面上的正投影边界与光学透镜121的出光面在第一平面上的正投影边界之间的最小距离可以满足:d≥1/6D,其中,d表示发光层112在第一平面上的正投影边界与光学透镜121的出光面在第一平面上的正投影边界之间的最小距离,D表示光学透镜121的出光面在第一平面上的正投影的最大宽度。
并且,具体实施时,界面12A的中心点在第一半导体层111所在第一平面上的正投影可以与发光层112的中心点在第一平面上的正投影相重叠,以确保微型发光器件10各角度出光的强度均匀性。
在一些具体实施例中,如图2所示,光学透镜121可以为具有一焦点J的准直透镜121。具体地,外延发光结构11发射的第一光线L1中的部分光线经该准直透镜121的焦点J进入准直透镜121后,该部分光线会入射到准直透镜121和平坦化层122之间的界面12A,并在该界面12A处向靠近微型发光器件10的法线N1的方向折射为沿平行于法线N1的方向出射的准直光线。从而,能够提高微型发光器件10的正视角亮度。
具体实施时,准直透镜121的焦点J在第一半导体层111所在第一平面上的正投影可以与发光层112的中心点在第一平面上的正投影相重叠,以确保微型发光器件10各角度出光的强度均匀性。
在一个示例中,如图3所示,外延发光结构11发射的光线L11经准直透镜121的焦点J进入准直透镜121后,会入射到准直透镜121的出光面12A(也即,光学透镜121和平坦化层122之间的界面12A)的某一点P,并在该点P处发生折射。并且,平坦化层122的折射率与光学透镜121的折射率之间的关系可以满足:
θ3=θ1+θ2;
n3Sinθ3=n2Sinθ2;
其中,n3表示平坦化层122的折射率,n2表示光学透镜121的折射率,θ1为光线L11的视角,θ2和θ3分别为光线L11在界面12A处的入射角和折射角。
在上述实施例中,如图1和图2所示,微型发光器件10还可以包括与第一半导体层111电连接的第一电极13以及与第二半导体层113电连接的第二电极14。其中,第一电极13和第二电极14的材质可以包括金属或金属氧化物等导电材料。
在一些具体实施例中,如图1和图2所示,第一电极13和第二电极14可以设于外延发光结构11背离窄视角结构12的一侧上,且第一电极13相对于窄视角结构12的高度可以等于第二电极14相对于窄视角结构12的高度,从而在后续将微型发光器件10转移到驱动基板上以形成显示器时,有利于实现微型发光器件10与驱动基板之间良好的电连接,进而能够提高产品的可靠性和稳定性。
具体地,如图1和图2所示,外延发光结构11还可以包括凹槽11A,凹槽11A贯穿第二半导体层113和发光层112,且其底部为第一半导体层11。相应地,第一电极13可以设于凹槽11A的底壁面上,以与第一半导体层111电连接,第二电极14可以设于第二半导体层113背离发光层112的表面上,以与第二半导体层113电连接。
在一些示例中,第一电极13可以为环形,且其在第一半导体层111上的正投影可以围绕第二电极14在第一半导体层111上的正投影一周,以减小第一电极13的接触阻抗。
在上述实施例中,上述微型发光器件10可以具体为微发光二极管(Micro-Light Emitting
Diode,Micro-LED)芯片的封装结构,比如,蓝光Micro-LED芯片的封装结构、绿光Micro-LED芯片的封装结构或红光Micro-LED芯片的封装结构等。Micro-LED具有低功耗、高亮度、寿命长、响应时间快等优点,有利于提高显示器的显示性能。
具体地,上述微型发光器件10中的外延发光结构11可以为Micro-LED芯片中的部分或全部结构。在一个示例中,上述微型发光器件10可以通过在Micro-LED芯片的出光侧上设置窄视角结构12来制得。
由上可知,本实施例提供的微型发光器件,通过在微型发光器件中外延发光结构的出光侧上设置窄视角结构,窄视角结构用于将外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,第二光线的视角范围小于第一光线的视角范围,且窄视角结构背离外延发光结构的表面为平坦表面,从而能够实现将微型发光二极管芯片和窄视角结构封装在一个微型发光器件中,并能够实现对微型发光二极管芯片发光视角的收窄,以使得微型发光二极管芯片能够满足特殊显示器(比如,车载显示器或机载显示器等)的窄视角显示需求,且便于微型发光二极管芯片的转移,不会增加芯片转移难度。
请参阅图4,图4为本申请实施例提供的微型发光器件的制作方法的流程示意图,本实施例以形成上述任一实施例的微型发光器件10(如图1和图2所示)为例来说明该制作方法,该微型发光器件10的制作方法具体流程可以如下:
步骤S11:形成外延发光结构11。
步骤S12:在外延发光结构11的出光侧上形成窄视角结构12,窄视角结构12用于将外延发光结构11发射的第一光线L1转变为第二光线L2,第二光线L2的视角范围小于第一光线L1的视角范围,且窄视角结构12背离外延发光结构11的表面为平坦表面。
需要说明的是,在本申请实施例中,由于外延发光结构11和窄视角结构12封装在一个微型发光器件10中,无需外延发光结构11与窄视角结构12分别独立封装后再组装,因此本申请实施例的微型发光器件10具有重量轻、装配简单、便于检修的优点。
在一些实施例中,上述步骤S11完成后的剖面结构示意图可以如图5所示。并且,上述步骤S11可以具体包括:
步骤S111:提供衬底15。
步骤S112:在衬底15的一侧上形成透镜材料层16。
具体地,可以采用薄膜沉积工艺,在衬底15的一侧上形成透镜材料层16。
步骤S113:在透镜材料层16背离衬底15的一侧上形成外延发光结构11。
具体地,可以采用薄膜沉积工艺,在透镜材料层16背离衬底15的一侧上依次形成第一半导体层111、发光层112和第二半导体层113,以形成包括第一半导体层111、发光层112和第二半导体层113的外延发光结构11。
相应地,上述步骤S12可以具体包括:
步骤S121:剥离衬底15。
其中,上述步骤S121完成后的剖面结构示意图可以如图6所示。
具体地,可以通过激光剥离(Laser Lift Off,LLO)技术将衬底15剥离。
在一些具体实施例中,如图6所示,在剥离衬底15之前,上述微型发光器件10的制作方法还可以包括:将外延发光结构11背离透镜材料层16的一侧固定于第一临时基板18的一侧上。具体地,可以通过第一粘接层17将外延发光结构11背离透镜材料层16的一侧粘接固定于第一临时基板18的一侧上。其中,第一粘接层17可以为透明胶材层,第一临时基板18可以为蓝宝石基板,其用于在后续制程中对位于其上的器件结构起到支撑作用。
在一些具体实施例中,如图5所示,上述微型发光器件10的制作方法还可以包括:在剥离衬底15之前,形成至少贯穿第二半导体层113和发光层112的凹槽11A,凹槽11A的底部为第一半导体层111;在凹槽11A的底壁面上形成第一电极13,并在第二半导体层113背离发光层112的表面上形成第二电极14。
并且,具体实施时,如图6所示,可以通过第一粘接层17将第一电极13和第二电极14粘接固定于第一临时基板18的一侧上,以实现将外延发光结构11背离透镜材料层16的一侧粘接固定于第一临时基板18的一侧上。
步骤S122:对透镜材料层16进行压印处理,以形成光学透镜121。
具体地,如图7所示,在剥离衬底15之后,可以将具有压印图案的压印模板与透镜材料层16进行对准,并进行压印,以将压印模板上的压印图案转移至透镜材料层16,而得到压印后的透镜材料层16’;接着,可以对压印后的透镜材料层16’进行固化处理,并移除压印模板;之后,如图8所示,可以利用刻蚀工艺刻蚀去除上述压印后的透镜材料层16’中除凸起部以外的剩余部分,以得到上述光线透镜121。
并且,需要说明的是,由于压印技术(比如,纳米压印技术)能够几乎无差别地将压印模板上的压印图案转移到上述透镜材料层16上,因此能够很好地适用于制作本实施例中出光面呈曲面状的光学透镜121。
步骤S123:在外延发光结构11形成有光学透镜121的一侧上形成覆盖光学透镜121的平坦化层122,以形成包括光学透镜121和平坦化层122的窄视角结构12,其中,平坦化层122背离外延发光结构11的表面为平坦表面,且第一光线L1进入光学透镜121中,并经光学透镜121和平坦化层122之间的界面12A折射后从平坦化层122射出,以得到第二光线L2。
其中,上述步骤S123完成后的剖面结构示意图可以如图9所示。
具体地,在上述步骤S123之后,上述微型发光器件10的制作方法还可以包括:剥离第一粘接层17和第一临时基板18,以得到独立的多个微型发光器件10。
需要说明的是,本实施例中微型发光器件10的具体结构可以参考上述微型发光器件的实施例中的具体实施方式,故此处不再赘述。
由上可知,本实施例提供的微型发光器件的制作方法,通过形成外延发光结构,并在外延发光结构的出光侧上形成窄视角结构,窄视角结构用于将外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,第二光线的视角范围小于第一光线的视角范围,且窄视角结构背离外延发光结构的表面为平坦表面,从而能够实现将微型发光二极管芯片和窄视角结构封装在一个微型发光器件中,并能够实现对微型发光二极管芯片发光视角的收窄,以使得微型发光二极管芯片能够满足特殊显示器(比如,车载显示器或机载显示器等)的窄视角显示需求,且便于微型发光二极管芯片的转移,不会增加芯片转移难度。
请参阅图10,图10为本申请实施例提供的显示器的制作方法的流程示意图。如图10所示,该显示器的制作方法具体流程可以如下:
步骤S21:形成微型发光器件,微型发光器件包括外延发光结构以及设于外延发光结构的出光侧上的窄视角结构,窄视角结构用于将外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,第二光线的视角范围小于第一光线的视角范围,且窄视角结构背离外延发光结构的表面为平坦表面。
其中,步骤S21完成后得到的微型发光器件10可以如图1和图2所示。
具体地,本实施例中微型发光器件10可以采用上述任一项实施例的微型发光器件的制作方法制成形成,故此处不再赘述。
步骤S22:将微型发光器件转移至驱动基板上,以形成显示器。
其中,步骤S22完成后得到的显示器200可以如图11所示。
具体地,可以通过巨量转移技术将多个微型发光器件10转移至驱动基板21上,以形成显示器200。
在一个具体实施例中,上述步骤S22可以包括:
步骤S221:将微型发光器件10的出光侧固定于第二临时基板的一侧上。
其中,微型发光器件10的出光侧为微型发光器件10中窄视角结构背离外延发光结构的一侧。
具体地,可以通过第二粘接层将微型发光器件10的出光侧粘接固定于第二临时基板的一侧上。其中,第二粘接层的材质可以为透明胶材,第二临时基板的材质可以为蓝宝石。
步骤S222:将微型发光器件10的背光侧固定于驱动基板201的一侧上。
其中,微型发光器件10的背光侧与出光侧相对。
具体地,微型发光器件10可以包括第一电极和第二电极,第一电极和第二电极设于外延发光结构背离窄视角结构的一侧,且可以通过焊接工艺将第一电极和第二电极焊接固定于驱动基板201的一侧上,以实现将微型发光器件10的背光侧固定于驱动基板201的一侧上。
步骤S223:剥离第二临时基板,以形成显示器200。
具体地,在将微型发光器件10的背光侧固定于驱动基板201后,可以剥离第二粘接层和第二临时基板,以形成显示器200。
由上可知,本实施例提供的显示器的制作方法,通过形成微型发光器件,微型发光器件包括外延发光结构以及设于外延发光结构的出光侧上的窄视角结构,窄视角结构用于将外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,第二光线的视角范围小于第一光线的视角范围,且窄视角结构背离外延发光结构的表面为平坦表面,然后将微型发光器件转移至驱动基板上,以形成显示器,从而能够实现对应用于显示器的微型发光二极管芯片的发光视角的收窄,进而使得微型发光二极管显示器能够更加适用于需要窄视角显示的应用场景,且还有利于消除微型发光二极管显示器大视角的杂散光和像素之间的光串扰,以提升显示效果。
请参阅图11,图11是本申请实施例提供的显示器的结构示意图。如图11所示,该显示器200可以包括驱动基板201和上述任一实施例的微型发光器件10(如图1和图2所示),其中,微型发光器件10与驱动基板201电连接,且驱动基板201用于驱动微型发光器件10发光。
具体地,如图1和图2所示,微型发光器件10可以包括外延发光结构11和设于外延发光结构11的出光侧上的窄视角结构12,其中,窄视角结构12用于将外延发光结构11发射的第一光线L1转变为第二光线L2,第二光线L2的视角范围小于第一光线L1的视角范围,且窄视角结构12背离外延发光结构11的表面为平坦表面。
并且,具体实施时,上述微型发光器件10中外延发光结构11背离窄视角结构12的出光侧可以背离上述驱动基板201设置,以实现上述显示器200的显示功能。
在一个具体实施例中,上述微型发光器件10可以具体为Micro-LED(比如,蓝光Micro-LED)芯片的封装结构。并且,具体实施时,可以通过巨量转移技术将多个微型发光器件10转移至驱动基板201的一侧上后,通过焊接的方式将该多个微型发光器件10的第一电极13和第二电极14焊接固定于驱动基板201上,而形成上述显示器200。
需要说明的是,本申请实施例提供的一种显示器,由于设置了本申请实施例提供的发光视角减小后的微型发光器件,使得显示器能够更加适用于需要窄视角显示的应用场景,且还减少了显示器大视角的杂散光和像素之间的光串扰,提升了显示效果。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (13)
- 一种微型发光器件,其包括:外延发光结构;窄视角结构,设于所述外延发光结构的出光侧上,并用于将所述外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,所述第二光线的视角范围小于所述第一光线的视角范围,且所述窄视角结构背离所述外延发光结构的表面为平坦表面。
- 根据权利要求1所述的微型发光器件,其中,所述窄视角结构包括光学透镜和平坦化层,所述光学透镜设于所述外延发光结构的出光侧上,所述平坦化层设于所述外延发光结构的出光侧上,并覆盖所述光学透镜,所述平坦化层背离所述所述外延发光结构的表面为平坦表面,且所述第一光线进入所述光学透镜中,并经所述光学透镜和所述平坦化层之间的界面折射后从所述平坦化层射出,以得到所述第二光线。
- 根据权利要求2所述的微型发光器件,其中,所述平坦化层的折射率小于所述光学透镜的折射率。
- 根据权利要求2所述的微型发光器件,其中,所述光学透镜和所述平坦化层之间的界面为向远离所述外延发光结构的方向凸起的非球面凸面。
- 根据权利要求2所述的微型发光器件,其中,所述外延发光结构包括依次层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层,所述窄视角结构位于所述第一半导体层背离所述发光层的一侧上,且所述光学透镜和所述平坦化层之间的界面在所述第一半导体层所在第一平面上的正投影完全覆盖所述发光层在所述第一平面上的正投影。
- 根据权利要求5所述的微型发光器件,其中,所述光学透镜为准直透镜,且所述准直透镜的焦点在所述第一平面上的正投影与所述发光层的中心点在所述第一平面上的正投影相重叠。
- 根据权利要求2所述的微型发光器件,其中,所述光学透镜为准直透镜,且所述第一光线中的部分光线经所述准直透镜的焦点进入所述准直透镜后,会入射到所述准直透镜和所述平坦化层之间的界面,并在所述准直透镜和所述平坦化层之间的界面处发生折射而被转变为准直光线;其中,所述平坦化层的折射率与所述准直透镜的折射率之间的关系满足:θ3=θ1+θ2;n3Sinθ3=n2Sinθ2;其中,所述n3表示所述平坦化层的折射率,所述n2表示所述准直透镜的折射率,所述θ1为所述部分光线的视角,所述θ2和所述θ3分别为所述部分光线在所述准直透镜和所述平坦化层之间的界面处的入射角和折射角。
- 根据权利要求1所述的微型发光器件,其中,所述微型发光器件还包括:第一电极和第二电极,设于所述外延发光结构背离所述窄视角结构的一侧上,且所述第一电极相对于所述窄视角结构的高度等于所述第二电极相对于所述窄视角结构的高度。
- 一种微型发光器件的制作方法,其包括:形成外延发光结构;在所述外延发光结构的出光侧上形成窄视角结构,所述窄视角结构用于将所述外延发光结构发射的第一光线转变为第二光线,所述第二光线的视角范围小于所述第一光线的视角范围,且所述窄视角结构背离所述外延发光结构的表面为平坦表面。
- 根据权利要求9所述的微型发光器件的制作方法,其中,所述形成外延发光结构的步骤,包括:提供衬底:在所述衬底的一侧上形成透镜材料层;在所述透镜材料层背离所述衬底的一侧上形成外延发光结构;所述在所述外延发光结构的出光侧上形成窄视角结构的步骤,包括:剥离所述衬底;对所述透镜材料层进行压印处理,以形成光学透镜;在所述外延发光结构形成有所述光学透镜的一侧上形成覆盖所述光学透镜的平坦化层,以形成包括所述光学透镜和所述平坦化层的窄视角结构,其中,所述平坦化层背离所述外延发光结构的表面为平坦表面,且所述第一光线进入所述光学透镜中,并经所述光学透镜和所述平坦化层之间的界面折射后从所述平坦化层射出,以得到所述第二光线。
- 根据权利要求10所述的微型发光器件的制作方法,其中,在所述剥离所述衬底的步骤之前,还包括:将所述外延发光结构背离所述透镜材料层的一侧固定于所述第一临时基板的一侧上。
- 根据权利要求10所述的微型发光器件的制作方法,其中,在所述剥离所述衬底的步骤之前,还包括:在所述外延发光结构背离所述透镜材料层的一侧上形成第一电极和第二电极,所述第一电极相对于所述透镜材料层的高度等于所述第二电极相对于所述透镜材料层的高度。
- 一种显示器,其包括:驱动基板;权利要求1至8任一项所述的微型发光器件;其中,所述微型发光器件与所述驱动基板电连接,且所述驱动基板用于驱动所述微型发光器件发光。
Publications (1)
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WO2024138723A1 true WO2024138723A1 (zh) | 2024-07-04 |
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