【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超致密LED投影仪
本公开涉及发光二极管(LED)显示器，并且具体地涉及诸如用于接触透镜的单片式超致密LED显示器。
技术介绍
常规LED直接发射显示器使用发射红光、绿光和蓝光的分立LED，分立LED以复合像素的可寻址阵列布置。由于使用单独的LED裸片，这种显示器具有相当大的像素间隔。该类型的显示器通常具有高达每英寸500像素(复合白色像素/英寸)的分辨率，并且从一个彩色像素到相邻彩色像素的间距约为25um(微米)。在另一方法中，发射红光、绿光和蓝光的LED被组合在单个裸片上。然而，通过常规单片式LED显示器技术可获得的实际最小像素间距为约5-10um，像素尺寸为几微米。由于每个像素的面积为几平方微米，所以这种LED显示器可以被称为微型显示器。很小的显示器可能需要1mm或更小的裸片尺寸。使用常规技术构造的这种LED显示器通常在分辨率或复合白色像素计数方面受到限制。因此，需要更好的方法来形成超致密(并因此对应地具有更高分辨率的)LED显示器。附图说明本公开的实施例具有其他优点和特征，当结合附图中的示例时，根据以下详细描述和所附权利要求，这些优点和特征将变得更加显而易见，其中：图1A示出了用于毫微微投影仪显示器的前板的俯视图，以及前板内的六边形LED阵列的放大图。图1B示出了在毫微微投影仪显示器的背板上的某些电路的示意图。图2是图1A的显示器部分中的三个像素的截面图。图3是在蚀刻LED晶片以形成半导体柱/像素之前，LED晶片中的层的截面图。图...
【技术保护点】
1.一种单片式器件，包括：/n发光二极管(LED)阵列，包括：/n半导体层的柱的阵列；所述半导体层包括N型层、有源层和P型层；所述柱的高度大于所述柱的宽度；/n在所述柱之间的填充物，所述填充物包括反射性金属；所述反射性金属为所述柱提供机械支撑、在所述柱之间提供光学隔离、并且沿所述N型层的侧壁电接触每个柱的所述N型层；以及/n电介质材料，所述电介质材料将所述P型层和所述有源层的侧壁与所述反射性金属绝缘。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
【国外来华专利技术】20171019 US 62/574,717;20171212 US 62/597,680;20181.一种单片式器件，包括：
发光二极管(LED)阵列，包括：
半导体层的柱的阵列；所述半导体层包括N型层、有源层和P型层；所述柱的高度大于所述柱的宽度；
在所述柱之间的填充物，所述填充物包括反射性金属；所述反射性金属为所述柱提供机械支撑、在所述柱之间提供光学隔离、并且沿所述N型层的侧壁电接触每个柱的所述N型层；以及
电介质材料，所述电介质材料将所述P型层和所述有源层的侧壁与所述反射性金属绝缘。
2.根据权利要求1所述的器件，还包括：
具有寻址电路装置的衬底裸片，所述衬底裸片包括：
接触部的阵列，所述接触部电接触所述柱的所述P型层，以用于当电压被施加在所述接触部中的一个接触部和与所述N型层接触的所述反射性金属之间时，选择性地激励所述柱中的每个柱。
3.根据权利要求2所述的器件，其中所述柱被配置为使得光从每个柱的所述N型层的顶表面、在与所述衬底裸片相对的方向上被发射，并且所述反射性金属将从所述柱的侧壁发射的光反射回到所述柱中。
4.根据权利要求2所述的器件，进一步包括降频转换材料，所述降频转换材料覆盖所述柱中的某些柱的所述N型层，以用于将由所述有源层发射的光降频转换为用于显示器的原色。
5.根据权利要求4所述的器件，进一步包括：围绕所述降频转换材料的第二反射性金属。
6.根据权利要求4所述的器件，其中所述降频转换材料的厚度小于5um。
7.根据权利要求4所述的器件，进一步包括：在所述N型层与所述降频转换材料之间的分布式布拉格反射器层，所述分布式布拉格反射器层使得由所述有源层发射的光通过、并反射经降频转换的所述光。
8.根据权利要求4所述的器件，进一步包括：覆盖所述降频转换材料的分布式布拉格反射器层，所述分布式布拉格反射器层将由所述有源层发射的光反射回到所述降频转换材料中、并且使得经降频转换的所述光通过。
9.根据权利要求1所述的器件，其中所述半导体层在生长衬底上外延生长，并且沟槽被蚀刻穿过所述半导体层以形成半导体柱的所述阵列。
10.根据权利要求1所述的器件，其中所述柱的高度与宽度之比为至少5∶1。
11.根据权利要求1所述的器件，其中所述柱中的每个柱具有六边形的横截面形状。
12.根据权利要求1所述的器件，其中所述柱的所述侧壁是竖直侧壁。
13.根据权利要求1所述的器件，其中所述柱形成宽度小于1um的像素。
14.根据权利要求1所述的器件，其中所述柱形成宽度小于3um的像素。
15.根据权利要求1所述的器件，其中所述柱中的所述有源层包括不同量的铟来控制所述柱的峰值波长，使得所述柱中的一些柱生成红光、所述柱中的一些柱生成绿光、并且所述柱中的一些柱生成蓝光。
16.根据权利要求1所述的器件，其中柱之间的间距小于所述柱的高度。
17.根据权利要求1所述的器件，其中所述LED是IRLED。
18.根据权利要求1所述的器件，进一步包括升频转换材料，所述升频转换材料覆盖所述柱中的某些柱的所述N型层，以用于将由所述有源层发射的光升频转换为用于显示器的原色。
19.根据权利要求18所述的器件，进一步包括：在所述N型层与所述升频转换材料之间的分布式布拉格反射器，所述分布式布拉格反射器层使得由所述有源层发射的光通过、并反射经升频转换的所述光。
20.根据权利要求18所述的器件，进一步包括：覆盖所述升频转换层的分布式布拉格反射器层，所述分布式布拉格反射器层将由所述有源层发射的光反射回到所述升频转换材料中、并且使得经升频转换的所述光通过。
21.一种器件，包括：
发光二极管(LED)阵列，包括：
半导体层的柱的阵列；所述半导体层包括N型层、有源层和P型层；所述柱的高度大于所述柱的宽度；
在所述柱之间的填充物，所述填充物包括第一反射性金属；所述第一反射性金属为所述柱提供机械支撑、在所述柱之间提供光学隔离、并且沿所述N型层的侧壁电接触每个柱的所述N型层；以及
电介质材料，所述电介质材料将所述P型层和所述有源层的侧壁与所述第一反射性金属绝缘；
第二反射性金属，所述第二反射性金属与每个柱的所述P型层电接触；以及
具有寻址电路装置的衬底裸片，所述衬底裸片包括：
接触部的阵列，所述接触部电接触所述第二反射性金属，以用于当电压被施加在所述接触部中的一个接触部和与所述N型层接触的所述第一反射性金属之间时，选择性地激励所述柱中的每个柱。
22.根据权利要求21所述的器件，其中与每个柱的所述P型层接触的所述第二反射性金属被键合至所述衬底裸片上的键合焊盘，并且所述键合焊盘被电耦合至所述衬底裸片上的所述寻址电路装置。
23.根据权利要求21所述的器件，还包括：
光学器件，所述光学器件被配置为将由所述半导体层的柱的阵列产生的图像投影到人的视网膜上。
24.根据权利要求23所述的器件，还包括：
接触透镜，所述接触透镜包含所述光学器件、所述LED阵列和所述衬底裸片。
25.根据权利要求23所述的器件，其中所述光学器件是可穿戴眼镜或护目镜的一部分。
26.根据权利要求21所述的器件，其中包含所述LED阵列的裸片的第一表面包含阳极接触部和阴极接触部两者，所述第一表面被平面化以用于键合到所述衬底裸片。
技术研发人员：KH·H·蔡，P·S·马丁，
申请(专利权)人：德遁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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