[发明专利]高密度像素化的LED和器件及其方法

说明书

至少一个LED阵列(例如，具有倒装芯片配置)由具有覆盖有至少一种发光材料的光提取表面的基板支撑。与LED之间的间隙对准的光分离元件被配置成减少不同LED和/或发光材料区域的光发射之间的相互作用，以减少散射和/或光学串扰，从而保持所得发射的像素状分辨率。可以通过机械锯切或蚀刻，以在基板中限定凹槽或凹部，并且用光反射或光吸收材料填充凹槽或凹部，来形成光分离元件。可以通过光刻图案化和蚀刻牺牲材料和/或通过3D打印，来限定基板外部的光分离元件。

交叉引用相关申请

本国际申请要求2017年1月5日提交的美国专利申请No.15/399,729和2016年4月12日提交的美国临时专利申请No.62/321,514的权益。前述申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本文的主题涉及固态发光器件，包括减少了在相邻发射器的发射之间的相互作用的可寻址发光二极管(LED)阵列芯片、包含一个或多个LED阵列芯片的器件、包括这种器件的LED显示器和照射器件以及相关的制造方法。

背景技术

LED已经广泛用于各种照射环境中，用于液晶显示(LCD)系统的背光照射(例如，作为冷阴极荧光灯的替代品)，并且用于顺序照射LED显示器。利用LED阵列的应用包括车辆前照灯、道路照射、灯具以及各种室内、室外和专业背景。LED器件的理想特性包括高发光效率、长寿命和宽色域。

传统的LCD系统需要固有地降低光利用效率的滤色器(例如，红色、绿色和蓝色)。顺序照射LED显示器利用自发光LED，无需背光和滤色器，提高了光利用效率。

大格式多色顺序照射LED显示器(包括全色LED视频屏幕)通常包括许多单独的LED面板、封装和/或组件，提供由相邻像素之间的距离或“像素间距”确定的图像分辨率。顺序照射的LED显示器包括具有排列的红色、绿色和蓝色LED的“RGB”三色显示器，并且“RG”双色显示器可以包括排列的红色和绿色LED。可以使用其他颜色和颜色组合。用于远距离观看的大型显示器(例如，电子广告牌和体育场显示器)通常具有较大的像素间距，并且通常包括具有多色(例如，红色、绿色和蓝色)LED的分立LED阵列，这些LED可以独立操作，以形成观看者看起来像全色像素的东西。观看距离较短的中型显示器需要较短的像素间距(例如，3mm或更小)，并且可以包括安装在单个电子器件上的具有排列的红色、绿色和蓝色LED部件的面板，所述单个电子器件连接到控制LED的驱动器打印电路板(PCB)。

各种LED阵列应用包括(但不限于)适用于非常短的观看距离的高分辨率显示器以及车辆前照灯，可以受益于较小的像素间距；然而，实际考虑限制了其实现方式。可能难以在具有小像素间距的高密度阵列中可靠地实现可用于将LED部件和封装安装到PCB的传统拾取和放置技术。另外，由于LED和磷光体发射的全向特性，可能难以防止一个LED(例如，第一像素)的发射与阵列的另一LED(例如，第二像素)的发射显著重叠，这将损害LED阵列器件的有效分辨率。也可能难以避免相邻LED(例如，像素)之间的未照亮或“暗”区域，以提高均匀性，尤其是同时减少相邻LED的发射之间的串扰或光溢出。本技术继续寻求具有小像素间距的改进的LED阵列器件，同时克服与传统器件和生产方法相关的限制。

发明内容

本公开内容在各个方面涉及固态发光器件，包括由基板支撑的至少一个LED阵列，优选地包括一种或多种发光材料，该发光材料被布置成接收至少一些LED的发射，并且包括光分离元件，该光分离元件被配置成减少不同LED的发射和/或发光材料区域之间的相互作用，以减少散射和/或光学串扰，从而保持所得发射的像素状分辨率。在某些实施例中，LED芯片包括布置在生长基板、载体基板和/或额外层或基板上或上方的多个LED的阵列，具有促进LED阵列的发射的像素化的特征。在某些实施例中，以倒装芯片配置提供LED阵列。