用于微型发光二极管的光束整形二次光学部件制造技术

本发明专利技术涉及采用基于半导体的波导作为二次光学部件，以减小由LED产生的光的光束发散度。一种光源包括第一半导体裸片和第二半导体裸片。第一半导体裸片包括LED。第二半导体裸片被结合到第一半导体器件并且包括具有第一波导表面、第二波导表面和波导本体的晶体波导。第一波导表面接收来自LED的光。波导本体由晶体材料构成，该晶体材料将从第一波导表面接收的光传输到第二波导表面。第二波导表面以第二光束发散度发射光的接收部分，该第二光束发散度显著小于该第一光束发散度。度显著小于该第一光束发散度。度显著小于该第一光束发散度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于微型发光二极管的光束整形二次光学部件


[0001]本公开总体上涉及微型发光二极管(micro light emitting diode，micro
‑
LED)。更具体地，本公开涉及制造和采用晶体波导作为微型LED的二次光学元件，以对由LED发射的光进行准直和/或减小由LED发射的光的光束发散度。

技术介绍

[0002]发光二极管(light emitting diode，LED)将电能转换成光能，并且相比其它光源具有许多益处，例如尺寸减小、耐久性提高、以及效率提高。LED可以用作许多显示系统(例如，电视机、计算机监视器、膝上型计算机、平板电脑、智能手机、投影系统和可穿戴电子设备)中的光源。基于III族氮化物半导体(例如，AlN、GaN、InN、AlGaInP、以及其它四元磷化物组合物等的合金)的微型LED(Micro
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LED，“μLED”)由于其尺寸小(例如，线性尺寸小于100μm、小于50μm、小于10μm或小于5μm)、封装密度高(因此分辨率更高)和亮度高，已经开始针对各种显示应用被研发。例如，发射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光源，所述光源包括：第一半导体裸片，所述第一半导体裸片包括具有发光表面(LES)的发光器件(LED)，所述LES以第一光束发散度将光发射出所述LED；以及第二半导体裸片，所述第二半导体裸片被结合到所述第一半导体裸片，所述第二半导体裸片包括波导，所述波导包括：第一波导表面，所述第一波导表面被配置成接收由所述LED的LES以所述第一光束发散度发射的光；第二波导表面；以及波导本体，所述波导本体包括透明晶体材料，所述透明晶体材料将由所述第一波导表面接收的光传输到所述第二波导表面，其中，所述第二波导表面和所述波导本体被配置成使得所述第二波导表面以第二光束发散度将由所述第一波导表面接收的光发射出所述波导，所述第二光束发散度小于所述第一光束发散度。2.根据权利要求1所述的光源，其中，所述波导本体具有：i.具有锥角的锥形形状，所述锥角与所述透明晶体材料在半导体衬底上的生长过程相关联，使得所述第一波导表面的第一表面积小于所述第二波导表面的第二表面积；或者ii.台面形状，所述台面形状至少部分地通过经由蚀刻工艺从所述第二半导体裸片去除所述透明晶体材料的一部分而形成。3.根据权利要求1或2所述的光源，其中，所述波导还包括：反射层，所述反射层封装所述波导本体的一部分，并且被配置成减少与所述波导本体相关联的传输损耗并减小由所述第一波导表面接收的光的光束发散度。4.根据权利要求1、2或3所述的光源，其中，所述第二半导体裸片还包括：第一介电层，所述第一介电层封装所述波导本体的至少一部分；并且优选地，其中，所述第一介电层覆盖所述第一波导表面，并且所述第二半导体裸片还包括：覆盖所述第二波导表面的第二介电层；以及插置在所述第一介电层与所述第二介电层之间的透明晶体材料层。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光源，其中，所述第二半导体裸片还包括：不透明的隔板结构，所述隔板结构围绕所述第二波导表面的周边的至少一部分定位，并且所述隔板结构延伸超出所述第二半导体裸片的平面，以限定延伸超出所述第二半导体裸片的平面的柱状体积，其中，所述隔板结构被配置成将由所述第二波导表面发射并射出所述第二半导体裸片的光的传输限制在延伸超出所述第二半导体裸片的平面的所述柱状体积内。6.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述第二波导表面具有弯曲形状，所述弯曲形状至少部分地通过经由蚀刻工艺从所述第二半导体裸片去除所述透明晶体材料的一部分而形成，使得所述第二波导表面的弯曲形状被配置成减小由所述第二波导表面发射并射出所述第二半导体裸片的光的光束发散度。7.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述第二波导表面的形状为平面形状，并且所述第二半导体裸片还包括：覆盖所述第二波导表面的凸介电透镜，所述凸介电透镜接收由所述第二波导表面以所述第二光束发散度发射的光，其中，所述凸介电透镜以第三光束发散度发射由所述凸透镜
接收的光，所述第三光束发散度小于所述第二光束发散度。8.根据前述权利要求中任一项所述的光源，所述光源还包括：透明的玻璃衬底，所述玻璃衬底被结合到所述第二半导体裸片并覆盖所述第二波导表面，使得所述第二半导体裸片插置在所述第一半导体裸片与所述玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨米尔，
申请(专利权)人：元平台技术有限公司，
类型：发明
国别省市：