[发明专利]高密度像素化的LED芯片和芯片阵列装置及制造方法

说明书

公开了像素化的LED芯片和相关方法。像素化的LED芯片包括有源层，该有源层具有布置在透光基板上或上方的能够独立电接入的有源层部分。该有源层部分被配置为照射不同的透光基板部分以形成像素。各种增强可有利地提供增加的对比度(即，减少的像素之间的串扰)和/或促进像素间照明均匀性，而不过度限制光利用效率。在一些方面，每一个基板部分的光提取表面包括突出特征部和光提取表面凹部。不同像素之间的侧向边界与选定的光提取表面凹部对准。在一些方面，选定的光提取表面凹部延伸穿过基板的整个厚度。可以另外地或替代地实现其他技术益处。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年4月10日提交的美国临时专利申请号62/655，303、2018年4月10日提交的美国临时专利申请号62/655，296和2017年8月3日提交的美国临时专利申请号62/541，033中的每一个的优先权，其中前述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文的主题涉及固态发光装置以及相关的制造方法，该固态发光装置包括在相邻发射器的发射之间具有减小的相互作用的电接入的发光二极管(LED)阵列芯片、结合有一个或多个LED阵列芯片的装置，以及包括这种装置的LED显示器和照明设备。

背景技术

LED已被广泛用于各种照明环境中，可用于液晶显示器(LCD)系统的背光照明(例如，作为冷阴极荧光灯的替代品)，以及用于按顺序照明的LED显示器。利用LED阵列的应用包括汽车前照灯、道路照明、灯具以及各种室内、室外和特殊环境。根据各种最终用途的LED装置的理想特性包括高发光效率、长寿命和宽色域。

传统的彩色LCD显示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)。顺序照明LED显示器利用自发光LED并且无需背光和滤色器，因此提高了光的利用效率。

大幅面(large format，大格式)多色顺序照明LED显示器(包括全色LED视频屏幕)通常包括多个单独的LED面板、封装件和/或部件，它们提供的图像分辨率取决于相邻像素之间的距离或“像素间距”。顺序照明的LED显示器可以包括具有排列的红色、绿色和蓝色LED的“RGB”三色显示器，或者具有排列的红色和绿色LED的“RG”双色显示器。可以使用其他颜色和颜色组合。用于从长距离观看的大幅面显示器(例如，电子广告牌和体育场显示器)通常具有相对大的像素间距，并且通常包括具有多色(例如，红色、绿色和蓝色)LED的离散LED阵列，其可以独立地操作以形成对于在观看者看来是全色像素的内容。具有相对较短观看距离的中型显示器需要较短的像素间距(例如，3mm或更小)，且可包括面板，面板上具有用于控制LED的、安装在附接到驱动器印刷电路板(PCB)的单个电子装置上的排列的红色、绿色和蓝色LED部件。

各种LED阵列应用(包括(但不限于)汽车前照灯、适于短观看距离的高分辨率显示器和其他照明装置)可受益于较小的像素间距；然而，实际考虑限制了它们的实施方式。可能难以以可靠的方式在具有小像素间距的高密度阵列中实施用于将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阵列装置的有效分辨率。还可能难以避免相邻LED(例如，像素)之间的未照射或“黑暗”区以改善均匀性，尤其是在同时减少相邻LED的发射之间的串扰或光溢出。此外，在一个或多个LED的光束路径内添加各种光隔开或光转向结构可导致光利用效率降低。本领域继续寻求具有小像素间距的改进的LED阵列装置，同时克服与传统装置和制造方法相关的限制。

发明内容