[發明專利]發光二極管、包括多個發光二極管的像素及其制造方法

在審

• 申請號: 202010112136.7
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111613712A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 希勒斯·勒·布列文內克;擺的海斯·本·巴基爾
• 申請（專利權）人: 法國原子能及替代能源委員會
• 主分類號: H01L33/58
• 分類號: H01L33/58;H01L33/60;H01L33/50;H01L27/15
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 桑麗茹

本發明公開了一種光電裝置(110G，110R)，其包括適合于發射輻射的LED，并且LED包括有源層(105)，并且光電裝置(110G，110R)包括在LED的有源層(105)上方延伸的轉換層(134G，134R)，并且轉換層(134G，134R)包括適合于轉換由LED發射的輻射的多個熒光團，其中轉換層(134G，134R)被鏡(133)橫向地限制，該鏡既反射由熒光團轉換的輻射，又反射未由熒光團轉換的輻射，并且轉換層(134G，134R)垂直地被限制在第一(131G，131R)和第二(132G，132R)多層反射濾光器之間，形成諧振法布里?珀羅腔，該法布里?珀羅腔阻擋未由熒光團轉換的輻射，并具有對于由熒光團轉換的輻射的透射率峰。

技術領域

本發明涉及發光二極管、包括多個發光二極管的像素及其制造方法。

背景技術

一般而言，顯示裝置的關鍵參數是具有最寬可能的“色域”。在顏色合成中，無論是加色還是減色，顏色的色域或范圍都是特定類型的材料可以復制的顏色集合的部分。此外，照明和顯示裝置通過增加光通量和發射表面的清晰度而不斷發展。例如，對于顯示屏，這是通過從陰極射線管到液晶屏，以及自此以后到OLED(有機發光二極管)屏的歷程來反映的。對于照明，它涉及例如，從白熾燈泡到LED(發光二極管)的歷程。

將LED陣列用于顯示或照明目的(例如，用于汽車工業中的車頭燈)需要使例如，由氮化鎵GaN制成的半導體LED技術適應像素化的陣列發射。實際上，半導體技術使得能夠制造像素范圍從一微米到幾十微米的陣列。但是，例如氮化鎵GaN僅發出460nm波長范圍內的藍光。

為了獲得其他顏色，有必要在像素尺度上執行轉換操作。由于藍光具有可見光譜中最高的能量，因此可以通過光致發光將其轉換為能量較低的綠光或紅光。光致發光是物質通過吸收光子來激發，然后通過釋放較低能量的光子消激發的過程。光致發光涵蓋兩種形式：熒光和磷光。熒光是快速的光致發光，而磷光是慢的光致發光：適合顯示和照明應用的是熒光。熒光是借助于熒光團獲得的，熒光團可以是與聚合物陣列結合的粉末的形式。

為了能夠被限制在幾微米的像素中，熒光團必須具有亞微米尺寸。當前可用的材料是半導體的3D量子點，例如硒化鎘CdSe、磷化銦InP或硫化銦銀AgInS₂，或氧化物的納米磷光粉，例如YAG：Ce(摻雜鈰的釔鋁石榴石)、硫化物或氟化物的納米磷光粉。

同時，為了發出飽和色，每種顏色都需要盡可能窄的光譜。可以由3D量子點制作足夠窄的光譜，但不能由納米磷光粉制作，納米磷光粉具有大約100nm的寬帶發射光譜。

3D量子點使得可以為每種顏色獲得足夠窄的光譜，但是當它們經受光或熱通量時，即在顯示器或照明裝置中的情況，它們缺乏穩定性(僅幾個小時)。存在封裝解決方案，但是僅能實現低發光度和低分辨率。

此外，施加到微像素的光轉換的約束條件是它需要的附加厚度，由于技術原因，尤其是形狀因數，該附加厚度必須保持像素尺寸的量級：例如對于3μm的像素，轉換厚度必須保持最大為3μm的量級；或對于10μm的像素，轉換厚度最大為10μm。不管像素大小如何，下表1示出了分別對于磷化銦或硒化鎘CdSe的3D量子點或對于LuAG：Ce(摻雜鈰的镥鋁石榴石)納米磷光粉，吸收460nm藍光所需的轉換厚度，以及復合物中熒光團的不同濃度(體積比)。下表2示出了對于表1中不同熒光團和載荷比，所達到的它的吸收百分數部分。

表1