LED装置制造方法及图纸

一种LED装置，包括多个发光二极管(LED 120、130、140)和被布置为对由多个LED发射的光进行过滤的滤光器(200)。滤光器包括第一区域(20)，其被布置为对从多个LED的第一部分发射的光进行过滤，其中，滤光器的第一区域包括分布式布拉格反射器(DBR)，其被配置为防止透射预定波长λ1的光。LED装置可以包括定位在LED的第一部分与DBR之间的颜色转换材料，该颜色转换材料被配置为发射与第一部分LED的发射波长λ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LED装置


[0001]本专利技术涉及LED装置和用于包括多个发光二极管(LED)的LED装置的滤光器。具体地，本专利技术涉及可用于将多个单色LED转换成多色LED显示器的滤光器。

技术介绍

[0002]基于无机LED的微型显示器当前是基于两种设计来制造的。在三色LED微型显示器中，将InGaN(蓝色和绿色)和AlGaInP(红色)微型LED集成并粘结到微型显示器上。然而，在所需规模上精确控制该过程是极其具有挑战性的。一种替代方法使用单色LED，例如InGaN蓝色LED，其与磷光体配对以产生白色背光，然后可对该白色背光进行颜色过滤以产生图像。这种方法的缺点是磷光体的吸收系数低，因为这意味着需要厚的磷光体层，并且还产生像素
‑
像素串扰。
[0003]美国专利申请US20200152841A1提出了一种替代方法，该方法提供蓝色LED阵列并通过电化学蚀刻所选二极管的n
‑
GaN层并用颜色转换量子点浸渍蚀刻层来改变这些二极管的颜色。通过用红色量子点成分浸渍所选二极管、用绿色量子点成分浸渍其它二极管并留下一些蓝色LED没有任何颜色转换量子点，可以为同一LED装置提供红色、绿色和蓝色像素。
[0004]US20200152841A1的方法具有以下缺点：
[0005]‑
颜色转换量子点的颜色转换效率并不完美，因此残余蓝光可能由旨在是红色或绿色的像素发射；
[0006]‑
相邻像素可能遭受不同颜色之间的串扰；
[0007]‑
浸渍到LED结构中的量子点可能遭受稳定性和可靠性的问题；以及
[0008]‑
LED晶片必须通过电化学多孔化和将量子点直接浸渍到LED结构中来进一步处理，这对于包含高密度LED的晶片来说将是低效的且特别具有挑战性。

技术实现思路

[0009]本申请涉及LED装置和用于LED装置的滤光器。
[0010]本专利技术在独立权利要求中限定，现在将参考该独立权利要求。本专利技术的优选或有利特征在所附从属权利要求中限定。
[0011]根据本专利技术的第一方面，提供了一种LED装置，包括：
[0012]多个发光二极管(LED)；以及
[0013]滤光器，其被布置为对由多个LED发射的光进行过滤，
[0014]其中，滤光器包括第一区域，该第一区域被布置为对从多个LED的第一部分发射的光进行过滤，其中，滤光器的第一区域包括分布式布拉格反射器(DBR)，该分布式布拉格反射器被配置为防止预定波长λ1的光透射出LED装置。
[0015]滤光器优选地包括第二区域，其被布置为对从多个LED的第二部分发射的光进行过滤。滤光器的第二区域优选地允许透射波长λ1的光。然而，第二区域可以被配置为降低从多个LED的第二部分透射的波长λ1的光的亮度，使得从第二区域发射到装置外的光不明显
比从第一区域发射的光亮。
[0016]多个LED优选是单色LED，特别优选是单色蓝色LED或UV LED。优选地，多个LED中的所有LED以相同的波长发射。
[0017]在替代实施例中，多个LED可包括发射第一波长的光的一部分LED和发射不同于第一波长的第二波长的光的一部分LED。
[0018]多个LED可以包括单色LED或全色LED。
[0019]在本专利技术的优选实施例中，λ1是多个LED的发射波长。多个LED中的至少一些优选地发射波长λ1的光。在特别优选的实施例中，多个LED的全部优选地发射波长λ1的光。
[0020]滤光器的第二部分优选地被配置为允许透射由多个LED的第二部分发射的波长λ1的光，而滤光器的第一部分被配置为防止透射由多个LED的第一部分发射的波长λ1的光。
[0021]阻挡装置中多个LED中的一些LED的发射波长λ1的透射的想法似乎有悖常理。然而，本专利技术人已经发现，提供防止λ1波长光的透射的滤光器特别适合于LED装置，在这些LED装置中，LED的发射波长在从装置发射之前以某种方式被转换成不同的波长λ2。在包含颜色转换量子点(QD)的LED装置中，例如，使用DBR来防止来自多个LED的第二部分的λ1透射可以防止蓝光从装置的应当发射其它颜色的区域泄漏出来。因此，滤光器的使用有利地解决了US20200152841A1的装置将遭受的许多串扰和蓝光泄漏问题。
[0022]优选地，多个LED的第二部分是单色蓝色LED，并且滤光器的第二区域被配置为透射由蓝色LED发射的蓝光。
[0023]DBR优选地被配置为防止透射蓝光，以解决蓝光从应当将发射波长转换成不同波长λ2的像素泄漏的问题。
[0024]滤光器的第一区域优选地被配置为允许透射绿光和/或红光。因此，LED装置可以提供RGB像素。
[0025]多个LED的第一部分优选地包括被配置为发射绿光的LED和/或被配置为发射红光的LED。
[0026]多个LED的第一部分优选地包括以波长λ1发射的单色LED(优选地为蓝色或UV LED)，并且装置可以包括颜色转换材料，其被布置为将来自多个LED的第一部分的发射光转换成经转换的波长λ2。颜色转换材料可以是颜色转换量子点、磷光体、或者有机或无机钙钛矿。
[0027]颜色转换材料可以有利地吸收由多个LED的第一部分发射的波长λ1的光，并且发射不同波长λ2的光。
[0028]颜色转换材料可以包括钙钛矿材料，优选地包括多个颜色转换钙钛矿纳米晶体。
[0029]优选的是多个LED包括以365nm
‑
500nm波长发射的蓝色或UV LED，使得LED可以泵浦颜色转换材料以发射绿色或红色波长的光。
[0030]在优选实施例中，多个LED的第一部分包括单色LED，并且装置包括定位于LED与DBR之间的颜色转换材料，颜色转换材料被配置为吸收波长λ1的光并发射与LED的发射波长λ1不同的一个或多个经转换波长λ2的光。
[0031]在特别优选的实施例中，多个LED的第一部分包括单色LED，并且装置包括定位于LED与DBR之间的多个颜色转换量子点，颜色转换量子点被配置为发射与LED的发射波长λ1不同的一个或多个经转换波长λ2的光。
[0032]优选地，颜色转换材料被配置为发射绿光和/或红光。特别优选地，颜色转换材料被配置为将蓝光转换为绿光和/或红光。
[0033]特别优选地，颜色转换量子点被配置为发射绿光和/或红光。特别优选地，颜色转换量子点被配置为将蓝光转换为绿光和/或红光。
[0034]优选地，滤光器的第二区域不包括任何颜色转换材料，并且从多个LED的第二部分发射的光不进行颜色转换。
[0035]颜色转换量子点的概念以及将这样的量子点浸渍到多孔半导体材料中的过程在本领域中是已知的，因此在此将不详细地阐述。例如，US20200152841A1中公开了将颜色转换量子点浸渍到LED的多孔n
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GaN层中。在本专利技术中可以使用类似的方法来浸渍颜色转换量子点。
[0036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LED装置，包括：多个发光二极管(LED)；和滤光器，其被布置为对由所述多个LED发射的光进行过滤，其中，所述滤光器包括第一区域，该第一区域被布置为对从所述多个LED的第一部分发射的光进行过滤，其中，所述滤光器的所述第一区域包括分布式布拉格反射器(DBR)，该分布式布拉格反射器被配置为防止透射预定波长λ1的光。2.根据权利要求1所述的LED装置，其中，所述多个LED是单色LED，优选地是单色蓝色LED或UV LED。3.根据权利要求1或2所述的LED装置，其中，所述滤光器包括第二区域，该第二区域被布置为允许透射从所述多个LED的第二部分发射的光。4.根据权利要求1、2或3所述的LED装置，其中，λ1是所述多个LED的发射波长，使得所述滤光器的第二部分被配置为允许透射由所述多个LED的所述第二部分发射的波长λ1的光，和/或所述滤光器的所述第一部分被配置为防止透射由所述多个LED的所述第一部分发射的波长λ1的光。5.根据权利要求3或4所述的LED装置，其中，所述多个LED的所述第二部分是单色蓝色LED，并且所述滤光器的所述第二区域被配置为透射由蓝色LED发射的蓝光。6.根据前述权利要求中任一项所述的LED装置，其中，所述DBR被配置为防止透射蓝光。7.根据前述权利要求中任一项所述的LED装置，其中，所述滤光器的所述第一区域被配置为透射绿光和/或红光。8.根据前述权利要求中任一项所述的LED装置，其中，所述多个LED的所述第一部分包括被配置为发射绿光的LED和/或被配置为发射红光的LED。9.根据前述权利要求中任一项所述的LED装置，包括定位在所述LED的所述第一部分与所述DBR之间的颜色转换材料，所述颜色转换材料被配置为发射与所述LED的所述第一部分的发射波长λ1不同的一个或多个波长的光。10.根据权利要求9所述的LED装置，其中，所述颜色转换材料是多个颜色转换量子点。11.根据权利要求9所述的LED装置，其中，所述颜色转换材料包括钙钛矿材料，优选地包括多个颜色转换钙钛矿纳米晶体。12.根据权利要求9、10或11所述的LED装置，其中，所述颜色转换材料定位在所述多个LED的所述第一部分中的LED的离散子集上方。13.根据前述权利要求中任一项所述的LED装置，其中，所述滤光器的所述第一区域包括定位在所述LED与所述DBR之间的多孔层，优选地为III族氮化物材料的多孔层。14.根据权利要求13所述的LED装置，其中，所述多孔层涂布有或浸渍有颜色转换材料，优选地涂布有或浸渍有颜色转换量子点或颜色转换钙钛矿材料。15.根据权利要求14所述的LED装置，其中，不同颜色的颜色转换材料在离散区域中被涂布或浸渍到所述滤光器的所述多孔层中，使得第一颜色的颜色转换材料定位在所述多个LED的所述第一部分的子集上方和/或第二颜色的颜色转换材料定位在所述多个LED的所述第一部分的另一子集上方。16.根据权利要求14或15所述的LED装置，其中，绿色转换材料定位在所述多个LED的所述第一部分的子集上方和/或红色转换材料定位在所述多个LED的所述部分的另一子集上
方，或者反之亦然。17.根据权利要求14、15或16所述的LED装置，其中，所述滤光器的所述多孔层包括形成离散区域的多个台面，使得第一组台面浸渍有绿色转换材料和/或第二组台面浸渍有红色转换材料。18.根据权利要求14至17中任一项所述的LED装置，其中，在所述滤光器的所述多孔层中1nm至200nm之间的深度处嵌入有量子点或钙钛矿纳米晶体。19.根据权利要求9至18中任一项所述的LED装置，包括定位在所述颜色转换材料与所述DBR之间的颜色过滤材料。20.根据前述权利要求中任一项所述的LED装置，其中，所述DBR包括III族氮化物半导体材料层的叠层，其中，所述叠层中的交替层具有不同的孔隙率并因此具有不同的折射率。21.根据权利要求20所述的LED装置，其中，所述叠层中的各个层具有等于λ1/4的厚度，其中，λ1是所述DBR被配置为滤除的光的波长。22....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彤彤，刘颖俊，穆罕默德，
申请(专利权)人：波拉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：