用于RGBLED的选择性光学滤波器制造技术

一种形成发光结构的方法，该发光结构包括：发光层，该发光层被配置用于发出具有主峰值波长的光；部分反射层；反射层；以及颜色转换层，其中，该发光层至少部分定位于该部分反射层与该反射层之间，并且该颜色转换层至少部分定位于该发光层与该部分反射层之间，其中，该部分反射层被配置用于反射波长在预定波长范围内的光，并透射波长在该预定波长范围外的光，并且其中，该主峰值波长在该预定波长范围内。内。内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于RGB LED的选择性光学滤波器


[0001]本专利技术涉及发光结构以及形成发光结构的方法。特别地但不排他地，本专利技术涉及发光二极管结构中的改进的颜色转换。

技术介绍

[0002]众所周知，发光二极管(light emitting diode，LED)器件为广泛的应用提供高效的光源。LED光源被用于提供传统白光和/或多色光发射。举例来说，多色光发射包括适合用于显示应用的红色、绿色和/或蓝色光发射。由LED提供的所需的光波长通常使用泵浦源LED与颜色转换层(例如荧光粉、量子点(quantum dot，QD)或有机半导体)的组合来实现。这种泵浦源LED产生具有主峰值波长的光输出，并激发颜色转换层中不同波长的光的发射。举例来说，蓝光氮化物材料LED(发射主峰值波长约为450nm的光)被用来提供白色转换光LED发射。蓝色氮化物材料LED还被用来提供红色转换光LED发射以及绿色转换光LED发射。
[0003]然而，虽然诸如蓝色氮化物基材料LED的泵浦源LED可用于高质量、高效率的光发射，但与用来泵浦颜色转换层的源LED相比，应用颜色转换层来获得所需颜色的光通常会导致颜色转换LED的光发射效率降低。这样的效率降低例如是由于颜色转换层吸收了源LED所产生的光所造成的。因此，多种光学涂层方法已被用来减少由于颜色转换层吸收光所造成的损失。然而，这些传统光学涂层价格昂贵且难以大规模生产。
[0004]因此，在使用颜色转换技术来提供所需波长的光的颜色转换LED中实现更高效的光提取将是有益的。

技术实现思路
r/>[0005]为了缓解至少一些上述问题，提供了：
[0006]一种形成发光结构的方法，该发光结构包括：发光层，被配置用于发出具有主峰值波长的光；部分反射层；反射层；以及颜色转换层，其中，该发光层至少部分定位于该部分反射层与该反射层之间，并且该颜色转换层至少部分定位于该发光层与该部分反射层之间，其中，该部分反射层被配置用于反射波长在预定波长范围内的光，并透射波长在该预定波长范围外的光，并且其中，该主峰值波长在该预定波长范围内。
[0007]进一步地，提供了一种发光结构，包括：发光层，该发光层被配置用于发出具有主峰值波长的光；部分反射层；反射层；以及颜色转换层，其中，该发光层至少部分定位于该部分反射层与该反射层之间，并且该颜色转换层至少部分定位于该发光层与该部分反射层之间，其中，该部分反射层被配置用于反射波长在预定波长范围内的光，并透射波长在该预定波长范围外的光，并且其中，该主峰值波长在该预定波长范围内。
[0008]有利地，以这种方式形成的发光结构提升了颜色转换效率，最小化了所需的颜色转换材料的量并且适合于大规模制造。有益地，该方法适用于不同尺寸的LED，包括微型LED，能够实现白光LED或多色LED显示，并且适合单个LED、微型LED和/或单片LED阵列的传质。
[0009]优选地，颜色转换层包括横向间隔的第一层和第二层，其中，该第一层被配置用于将具有主峰值波长的入射光转换为具有该预定波长范围外的波长的光，并且该第二层被配置用于透射具有该主峰值波长的入射光，并且其中，该部分反射层在该颜色转换层的该第一层上延伸，但不在该第二层上延伸。
[0010]优选地，该颜色转换层的该第一层进一步包括横向间隔的第一子层和第二子层，其中，该第一子层被配置用于将具有该主峰值波长的入射光转换为具有该预定波长范围外的第一波长的光，并且该第二子层被配置用于将具有该主峰值波长的入射光转换为具有该预定波长范围外的第二波长的光。
[0011]有利地，这允许具有主波长的光的一部分直接穿过颜色转换层的第二层而离开发光结构，而转换为预定波长范围外的波长的光从颜色转换层的第一层发射并经由部分反射层离开发光结构。任何穿过颜色转换层的第一层而没有被转换的光都被部分反射层反射回来以重新使用，从而提高效率。
[0012]优选地，部分反射层包括分布式布拉格反射器(DBR)，其中，DBR包括多孔隙GaN。有利地，DBR被纳入生长工艺，从而能够形成结晶半导体层，提供所需的部分反射功能而不会影响形成高质量、高效率发光二极管器件所需的结晶质量。
[0013]优选地，反射层包括银(Ag)基反射镜。有利地，高反射层被纳入结构中，从而提升反向散射光和不是由颜色转换层发射但通过该结构传播回来入射到Ag基反射镜上的光的重新利用。有益地，Ag同时用来形成反射镜层以及提供共晶结合至处理器件，从而达到双重目的。
[0014]优选地，该方法进一步包括在包括该发光层的发光器件上沉积该反射层。有利地，可以提供诸如发光二极管器件的发光器件，并且使用已知的沉积技术来提供反射层而不影响发光器件的质量，同时使至少可见光和/或紫外光能够被反射以用于颜色转换和/或发射。
[0015]优选地，该方法进一步包括在衬底上生长包括该发光层的发光器件，然后优选地通过湿法刻蚀，去除该衬底。有利地，使用已知技术在衬底上形成该结构，从而提供用于光产生与提取的高质量材料，并且当以这种方式提供时，高质量结构形成在随后被去除的衬底上，以提供具有提升的光颜色转换效率的结构，从而减少提供所得结构所需的处理负担。
[0016]优选地，该方法进一步包括在去除该衬底后沉积该颜色转换层，其中，在去除该衬底之后且形成该颜色转换层之前使该发光结构粗糙化。有利地，用于启动高质量材料生长的结构的同一层被重新用于颜色转换，能够在不禁止在结构的相对相似的位置进行颜色转换的情况下形成结构。进一步地，粗糙化衬底有助于颜色转换层的粘附和光提取，而不会影响结构的光发射效果。
[0017]优选地，该方法进一步包括将处理器件结合至反射层。有利地，该结构从原始生长衬底的反面进行处理。
[0018]优选地，该发光结构包括GaN基结构。有利地，GaN基结构提供了适合颜色转换的高效率发射。
[0019]优选地，该发光层包括一或多个外延量子阱。有利地，高质量的外延量子阱结构能够在外延分层器件中实现高效的光发射。
[0020]优选地，该发光层被配置用于发出具有对应于蓝光的主峰值波长的光。有利地，蓝
光具有比红光和绿光更短的波长，并且可以用于激发各种波长的发射，包括多色和白光发射。
[0021]优选地，该预定波长范围包括小于500nm的光的波长，使得超过500nm的光的波长落在该预定波长范围之外。因此，例如，当蓝光从颜色转换层的第一层泵浦红色和绿色发射，红色和绿色发射被透射并离开结构，而波长小于500nm的光通过结构被反射回来以被回收利用。因此，能够提高颜色转换层的输出和效率。
[0022]优选地，该颜色转换层的这些层被延伸穿过发光层的反光侧壁分开，其中，这些侧壁包括涂敷有二氧化硅的铝侧壁。有利地，这用于将发光器件分成电性隔离、可单独寻址的元件，其中，元件之间的光学串扰被减少，同时通过在内部反射本来会被引导远离发光表面的光，来提高每个元件的效率。
[0023]根据说明书和所附权利要求书，本专利技术的其他方面将变得显而易见。
附图说明
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成发光结构的方法，所述发光结构包括：发光层，所述发光层被配置用于发出具有主峰值波长的光；部分反射层；反射层；以及颜色转换层，其中，所述发光层至少部分定位于所述部分反射层与所述反射层之间，并且所述颜色转换层至少部分定位于所述发光层与所述部分反射层之间，其中，所述部分反射层被配置用于反射波长在预定波长范围内的光，并透射波长在所述预定波长范围外的光，并且其中，所述主峰值波长在所述预定波长范围内。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述颜色转换层包括横向间隔的第一层和第二层，其中，所述第一层被配置用于将具有所述主峰值波长的入射光转换为具有所述预定波长范围外的波长的光，并且所述第二层被配置用于透射具有所述主峰值波长的入射光，并且其中，所述部分反射层在所述颜色转换层的所述第一层上延伸，但不在所述第二层上延伸。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述颜色转换层的所述第一层进一步包括横向间隔的第一子层和第二子层，其中，所述第一子层被配置用于将具有所述主峰值波长的入射光转换为具有所述预定波长范围外的第一波长的光，并且所述第二子层被配置用于将具有所述主峰值波长的入射光转换为具有所述预定波长范围外的第二波长的光。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述部分反射层包括分布式布拉格反射器，并且其中，所述分布式布拉格反射器包括多孔隙GaN。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述反射层包括Ag基反射镜。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括在包括所述发光层的发光器件上沉积所述反射层。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括在衬底上生长包括所述发光层的发光器件，然后优选地通过湿法刻蚀，去除所述衬底。8.如权利要求7所述的方法，包括在去除所述衬底后沉积所述颜色转换层，其中，在去除所述衬底之后且形成所述颜色转换层之前使所述发光结构粗糙化。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括将处理器件结合至所述反射层。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述发光结构包括GaN基结构。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述发光层包括一或多个外延量子阱。12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述发光层被配置用于发出具有对应于蓝光的主峰值波长的光。13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预定波长范围包括小于500nm的光的波长，使得超过500nm的光的波长落在所述预定波长范围之外。...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨米尔，
申请(专利权)人：普列斯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：