[发明专利]一种小发散角N型共阴极Micro LED器件及其阵列

说明书

本发明公开了一种小发散角N型共阴极Micro LED器件及其阵列，小发散角N型共阴极Micro LED器件包括像素电极和发光颗粒，所述发光颗粒为采用垂直结构的半导体发光二极管微粒，所述发光颗粒包括N型半导体、P型半导体和设置在二者之间的发光量子阱，所述像素电极与所述P型半导体相连接，所述N型半导体与外部阴极电极相连接，且所述发光颗粒的侧边设置有绝缘隔离结构，收敛发散角，绝缘隔离结构采用绝缘材料或绝缘气体或绝缘膜层中的一种或多种的组合，用于隔离若干相邻的隔离部、P型半导体和发光量子阱。本发明通过将MicroLED颗粒本身的N型半导体层代替单独制作的阴极电极，提高了出光效率。

技术领域

本发明涉及Micro LED器件技术领域，具体为一种小发散角N型共阴极Micro LED器件及其阵列。

背景技术

Micro LED技术一般指微型的LED颗粒通过可控的电极供电控制其开关的技术,本专利中的Micro LED包含直小于等于500微米的微LED颗粒,本文所指Micro LED可用MiniLED的称呼进行命名。即也可理解为本文所述Micro LED可用MiniLED进行等价替换。

目前MicroLED技术大量应用于平板显示领域，并得到了快速的发展，从应用层面角度，平板显示领域要求具有较大的观看角度，因此要求Micro LED具有较大的出光角度。从技术原理角度，Micro LED的量子阱的电致发光为360度发光，因此具有极大的发散角度，恰好满足了平板显示领域领应用需求。

而在将MCO LED技术用于紫外曝光、投影仪等光学应用中，由于投影镜头的引入即光学原理限制及应用本身对投影镜头出射光线发散角的要求，需要MicroLED阵列每一个像素单元器件所发光线均有与投影镜头所对应的较小的发散角度，超出发散角度之外的光线将或为杂散光导致对比度下降，黑场亮度过高，像素串扰等问题。所以需要将像素单元器件发射光线的角度收敛至对投影镜头相对应的较小的发散角度。

并且，传统的MicroLED加工方法中，将海量的MicroLED颗粒的N型半导体层与透明电极或开口的阴极进行连接，然后通过阴极电极的连接实现共阴极结构，但是透明阴极对MicroLED的出射光线有一定的吸收作用，开口的阴极受开口率的限制也对出射光线有一定的吸收作用，导致光效降低。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种小发散角N型共阴极Micro LED器件及其阵列，通过将MicroLED颗粒本身的N型半导体层代替单独制作的阴极电极，提高了出光效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小发散角N型共阴极Micro LED器件，包括像素电极和发光颗粒，所述发光颗粒为采用垂直结构的半导体发光二极管微粒，所述发光颗粒包括N型半导体、P型半导体和设置在二者之间的发光量子阱，所述像素电极与所述P型半导体相连接，所述N型半导体与外部阴极电极相连接，且所述发光颗粒的侧边设置有绝缘隔离结构。

优选的，所述N型半导体包括阴极部和隔离部，所述阴极部用于与外部阴极电极相连接，所述绝缘隔离结构设置在所述隔离部、P型半导体和发光量子阱的侧边。

优选的，绝缘隔离结构采用绝缘材料或绝缘气体或绝缘膜层中的一种或多种的组合，用于隔离若干相邻的隔离部、P型半导体和发光量子阱。

优选的，所述绝缘隔离结构采用反光材料制成，且光反射率大于70％，用于反射发光量子阱发射的光线。

优选的，所述N型半导体背离所述发光量子阱的一侧连接有微光学系统，所述微光学系统为透射式光学系统，包括透射组件，用于对发光颗粒发射的光线进行收敛，所述透射组件包括若干透镜。

优选的，所述N型半导体和微光学系统之间设有收敛结构，所述收敛结构的中心处开设有透光区域；所述收敛结构采用对发光量子阱发射出的光吸收率大于70％的材料或光反射率大于70％的材料中的任意一种。