利用延伸穿过透明半导体的壁使由发光二极管发射的光准直的制作方法

本公开总体上涉及发光二极管(light emitting diode，led)，更具体地涉及对led发射的光进行准直。

背景技术：

1、led在例如为电视机、计算机监视器、膝上型计算机、平板电脑、智能手机、投影系统和头戴式设备(例如，虚拟现实(virtual reality，vr)设备、增强现实(augmentedreality，ar)设备和/或混合现实(mixed-reality，mr)设备)等许多电子显示设备中用作光源。然而，led通常以类似朗伯分布的方式发射光，并且光的发散对于成像应用来说太明显。需要用于减少电子显示设备中的led发射的光的发散的改进技术。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了一种显示设备，其包括：多个发光二极管(led)，该多个led包括透明半导体层的一部分，该多个led中的每个led被配置成通过该透明半导体层的表面发射光；以及多个壁，该多个壁延伸穿过该透明半导体层并超出该透明半导体层的该表面，该多个壁中的每个壁围绕该多个led中的每个led的至少一部分以对该多个led发射的光进行准直。

2、优选地，该多个壁中的每个壁包括对光进行准直的金属涂层。

3、优选地，该多个壁的至少一个子集与电极电连接。

4、优选地，该多个壁通过反射该多个led发射的光来对该光进行准直。

5、优选地，该多个壁中的每个壁由金属涂覆或形成，该金属选自由以下项组成的组：铝、铜、银和金。

6、优选地，该多个壁被配置成吸收光的、入射角度大于预定角度的部分。

7、优选地，该多个壁中的每个壁包括氮化钛或钨。

8、优选地，光学透镜的阵列面向该透明半导体层的该表面，以进一步对该多个led发射的光进行准直。

9、优选地，该阵列形成有多个凹部，这些凹部位于多个光学透镜之间以接纳多个壁，用于将该阵列与该多个led对准。

10、优选地，该多个壁的至少一个子集包括颜色转换材料。

11、根据本发明的第二方面，提供了一种方法，其包括：形成穿透第一透明半导体层并部分地穿过附接到该第一透明半导体层的第二透明半导体层的多个开口；在该多个开口中的每个开口的内表面上形成材料层；填充该多个开口以形成多个壁；以及去除该第二透明半导体层的、位于与该第一透明半导体层相反的一侧处的一部分以露出该多个壁中的每个壁的一部分。

12、优选地，在该多个开口中的每个开口的内表面上形成材料层包括：将该材料层沉积在该多个开口中的每个开口的表面上。优选地，填充该多个开口以形成该多个壁包括：用氧化物材料填充该多个开口。

13、优选地，该氧化物材料为氧化铟锡。

14、优选地，去除该第二透明半导体层的、位于与该第一透明半导体层相反的一侧处的一部分以露出该多个壁中的每个壁的一部分包括：执行选择性蚀刻工艺去除该第二半导体层的该一部分，但保留该多个壁。

15、根据本发明的第三方面，提供了一种方法，其包括：由包括透明半导体层的一部分的多个发光二极管(led)通过该透明半导体层的表面发射穿过光；以及通过延伸穿过该透明半导体层并超出该透明半导体层的该表面的多个壁来对该多个led发射的光进行准直。

16、优选地，通过该多个壁的每个壁的金属涂层向该多个led输送电能。

17、优选地，通过延伸穿过该透明半导体层并超出该透明半导体层的该表面的多个壁来对该多个led发射的光进行准直包括：通过该多个壁的每个壁的涂层来反射光的、发射角度大于阈值发射角度的光线。

18、优选地，通过延伸穿过该透明半导体层并超出该透明半导体层的该表面的多个壁来对该多个led发射的光进行准直包括：通过该多个壁的每个壁的涂层来吸收光的、发射角度大于阈值发射角度的光线。

19、优选地，通过光学透镜的阵列进一步对该多个led发射的光进行准直，该光学透镜的阵列面向该透明半导体层的该表面。

20、实施例涉及通过使用围绕该多个led的多个壁来对从多个led发射的光进行准直。具体地，该多个led通过透明半导体层的表面发射光束。该多个壁延伸穿过该透明半导体层并超出该透明半导体层的该表面。壁围绕相应led的至少一部分、并对相应led发射的光束进行准直。该壁吸收和/或反射该光束的至少一部分以减少该光束的发散。

21、在一些实施例中，壁涂覆有金属层。该金属层对与该壁相对应的led的光束进行准直，并向对应的led提供电能。该壁还可以包括颜色转换材料，例如半导体量子点。

22、在一些实施例中，通过光学透镜的阵列进一步对led发射的光进行准直。每个光学透镜面向led，并将led发射的光聚焦在沿着光学透镜的焦轴的方向上，以进一步减小光的发散角度。光学透镜的焦轴可以垂直于透明半导体层的表面。阵列形成有位于多个光学透镜之间的多个凹部，这些凹部接纳壁，用于将阵列光学透镜与led对准。

23、在一些实施例中，壁形成为多个开口的表面，该多个开口部分地穿透透明半导体层并完全穿透另一透明半导体层。金属层形成在每个开口的内表面上。然后，每个开口都被填充。透明半导体层的一部分被去除以露出壁的一部分。

技术特征：

1.一种显示设备，所述显示设备包括：

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多个壁中的每个壁包括对所述光进行准直的金属涂层；并且可选地，其中，所述多个壁的至少一个子集与电极电连接。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多个壁通过反射所述多个led发射的所述光来对所述光进行准直；并且

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多个壁被配置成吸收所述光的、入射角度大于预定角度的部分；并且

5.根据权利要求1所述的显示设备，所述显示设备还包括：

6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多个壁的至少一个子集包括颜色转换材料。

7.一种方法，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述多个开口中的每个开口的内表面上形成材料层包括：

9.根据权利要求7所述的方法，其中，填充所述多个开口以形成所述多个壁包括：

10.根据权利要求7所述的方法，其中，去除所述第二透明半导体层的、位于与所述第一透明半导体层相反的一侧处的一部分以露出所述多个壁中的每个壁的一部分包括：

11.一种方法，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：

13.根据权利要求11所述的方法，其中，通过延伸穿过所述透明半导体层并超出所述透明半导体层的所述表面的多个壁来对所述多个led发射的所述光进行准直包括：

14.根据权利要求11所述的方法，其中，通过延伸穿过所述透明半导体层并超出所述透明半导体层的所述表面的多个壁来对所述多个led发射的所述光进行准直包括：

15.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：

技术总结
一种显示设备，该显示设备包括多个具有多个壁的发光二极管(LED)，该多个壁延伸穿过透明半导体层并超出该透明半导体层的表面。该多个壁中的每个壁围绕该多个LED中的每一个的至少一部分，以对该多个LED发射的光进行准直。在一些实施例中，该多个壁通过反射LED发射的光或吸收该光的一部分来对该光进行准直。该显示设备还可以包括光学透镜的阵列，该光学透镜的阵列面向该透明半导体层的表面，以进一步对LED发射的光进行准直。

技术研发人员：萨米尔·梅祖阿里,金峻渊,穆赫辛·阿齐兹,詹姆斯·沃克·卡斯威尔,阿卜杜勒·沙库尔
受保护的技术使用者：元平台技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16