[发明专利]高分辨率单体式RGB阵列

说明书

一种发光二极管结构，其包括p型区域和n型区域；以及发光区域，用于可由所述p型区域和所述n型区域注入的载流子的复合，其中，所述n型区域和所述p型区域中的至少一个至少部分地形成在穿过所述发光区域的通孔中，其中，所述通孔定义了至少一个像素的发光表面的边界。

技术领域

本发明涉及发光二极管结构和形成发光二极管结构的方法。特别是，但不唯一地，本发明涉及发光二极管结构的高分辨率单体式阵列(high resolution monolithicarray)。

背景技术

常规发光像素的红-绿-蓝(RGB)微发光二极管(μLED)阵列通常是使用取放技术(pick-and-place techniques)、或者通过使用沉积或集成到标准平面发光二极管(LED)结构中的颜色转换材料等方式来实现。然而，当在这样的阵列中将像素间距被缩减到非常小的间距(例如，小于5μm)以便提供更高分辨率的阵列，许多困难随之浮现。

例如，由于高成本、低通量、和转移微发光二极管时位置精度的限制，使用取放技术可能是不切实际的。在颜色转换的情况下，这种技术的使用受到用于颜色转换的荧光粉尺寸的限制，该尺寸通常大于10μm(即，大于更高分辨率需要的非常小的间距的阵列中的像素间距)。此外，由于与量子点(QD)相关的小吸收系数，颜色转换技术可能会具有较差的可靠性和低效率。例如，需要超过10微米的颜色转换QD材料的厚度来完全吸收激发它们的蓝色辐射输出，因此使其不适用于非常小的像素间距阵列。

为了避免不得不转移LED，并且为了提供高质量的有效辐射输出，在同一基板上提供原生LED阵列(native array of LEDs)将是有益的。一种用于在同一基板上构建原生LED阵列的方法是依赖纳米线(nanowire)的选定区域生长(selected area growth)，其为单独结构的阵列，所述单独结构基本垂直于图案化生长基板生长，以形成发光结构，其中发光表面由纳米线的横截面区域定义，采用典型的外延量子阱结构，在外延n型和p型掺杂层之间生长。然而，纳米线的生长通常难以控制、且可能会因为光提取效率差和杂质掺入多而受到诸如光效率与色域方面的严格限制。

发明内容

为了缓解至少一些上述问题，本案提供了根据所附权利要求的发光二极管结构。此外，根据所附权利要求，提供了一种发光二极管结构的阵列以及形成一个或多个发光二极管结构的方法。

在一个示例中，提供了一种发光二极管结构，该发光二极管结构包括：p型区域、n型区域、以及用于可由p型区域和n型区域注入的载流子的复合(recombination)的发光区域，其中n型区域和p型区域中的至少一个至少部分地形成在穿过所述发光区域的通孔中，其中所述通孔定义了至少一个像素的发光表面的边界。有利地，用于将载流子注入发光区域的材料也用于定义至少一个像素的发光表面的边界，借以隔离像素、同时仍提供能够在像素的发光表面上有效地复合和发光的载流子源。

优选地，发光区域包括至少一个外延量子阱层。有利地，以高晶体质量生长外延量子阱层，从而导致高效的光生成。

优选地，通孔能够在发光区域中注入横向(lateral)载流子。有利的是，发光区域中的一个或多个量子阱中的横向载流子的注入实现了向发光区域中更有效的空穴注入。

优选地，n型区域和p型区域均至少部分地形成在穿过发光区域的通孔中。有利地，这样的布置使得能够从n型区域和p型区域两者横向注入载流子，从而导致有效的复合。有利地，用于横向载流子注入的相同区域也用于隔离像素。

优选地，发光二极管结构包括另一通孔，其中，所述通孔和所述另一通孔布置成提供阳极和阴极。有利地，这样的布置使得能够从n型区域和p型区域两者横向注入载流子，从而导致有效的复合。有利地，用于横向载流子注入的相同区域也用于隔离像素。另外，可以选择性地给阳极和阴极通电，以控制从发光二极管结构发出的光。

优选地，发光二极管结构包括另一发光区域。有利地，发光区域可以同时或单独地被激发，并且可以被配置为具有相同或不同的主峰值波长。