包括无源光学纳米结构的照明设备的制作方法

技术特征：
1.一种用于制造照明设备的方法，所述方法包括：形成发光元件的非单片阵列；形成第一无源光学纳米结构的第一单片阵列；以保持选择性去除的第一无源光学纳米结构的相对空间位置的方式从所述第一单片阵列选择性去除多个第一无源光学纳米结构，其中从所述第一单片阵列选择性去除的所述多个第一无源光学纳米结构被选择为使得在至少一个方向上，对于在所述至少一个方向上的至少一对所述选择性去除的第一无源光学纳米结构，对于每个相应的对，存在至少一个相应的未被选择的第一无源光学纳米结构，所述至少一个相应的未被选择的第一无源光学纳米结构在所述第一单片阵列中位于在所述至少一个方向上的所述一对选择性去除的第一无源光学纳米结构之间；以保持所述选择性去除的第一无源光学纳米结构的相对空间位置的方式用所述选择性去除的第一无源光学纳米结构形成第一无源光学纳米结构的第一非单片阵列；以及使第一无源光学纳米结构的所述第一非单片阵列中的所述第一无源光学纳米结构中的每一个与发光元件的所述非单片阵列中的相应的发光元件对准。2.根据权利要求1所述的方法，其中发光元件的所述非单片阵列形成于支撑基板上。3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括将发光元件的所述非单片阵列和第一无源光学纳米结构的所述第一非单片阵列夹在所述支撑基板和与所述支撑基板相对的另一基板之间，使得每个第一无源光学纳米结构与相应的发光元件对准。4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括在所述夹入之前将第一无源光学纳米结构的所述第一非单片阵列转移到另一基板上。5.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括在所述夹入之前将所述第一非单片阵列中的第一无源光学纳米结构中的每一个转移到所述发光元件中的相应一个。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括将无源光学纳米结构的所述第一非单片阵列中的所述第一无源光学纳米结构中的每一个堆叠到发光元件的所述非单片阵列中的相应的发光元件上。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：针对所述第一单片阵列的至少两个区测量所述第一无源光学纳米结构的光学或电学特性；将每一区的所述光学或电学特性的测量结果分类为高于或低于所述光学或电学特性的预定测量阈值；仅从所述光学或电学特性的测量结果高于或者低于所述预定测量阈值的区选择性去除第一无源光学纳米结构。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：提供对电磁波长带中的光透明的基板；在所述第一基板上形成释放层，其中所述释放层被配置为当暴露于所述电磁波长带中的光时与所述基板至少部分地分离；在所述释放层上形成第一无源光学纳米结构的所述第一单片阵列。9.根据权利要求8所述的方法，其中选择性去除所述多个第一无源光学纳米结构的步骤包括：
用所述电磁波长带中的光穿过所述基板照射所述释放层的其上形成有选定的多个第一无源光学纳米结构的区，从而将所述选定的多个第一无源光学纳米结构与所述基板至少部分地分离。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述照射将所述选定的多个第一无源光学纳米结构与第一无源光学纳米结构的所述第一单片阵列的其余部分至少部分地分离。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述选定的多个第一无源光学纳米结构是通过蚀刻、划线或烧蚀与第一无源光学纳米结构的所述第一单片阵列的其余部分至少部分地分离。12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述照射包括多个成形的激光束。13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述电磁波长带是紫外波长带。14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述照射使所述释放层的材料离解以形成气体。15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其中所述电磁波长带中的光使形成所述第一无源光学纳米结构的材料的层离解。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：将选择性去除的所述多个第一无源光学纳米结构转移到转移部件上；将选择性去除的所述多个第一无源光学纳米结构中的每一个从所述转移部件转移到相应的发光元件上。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：在第一基板上形成无源光学纳米结构的所述单片阵列，其中所述第一基板对电磁波长带中的光是不透明的；将无源光学纳米结构的所述单片阵列转移到第二基板上，其中所述第二基板对所述电磁波长带中的光是透明的；用所述电磁波长带中的光通过所述第二基板照射所述多个第一无源光学纳米结构，从而使所述多个无源光学纳米结构与所述第二基板至少部分地分离。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中选择性去除所述多个第一无源光学纳米结构的步骤包括以保持所述第一无源光学纳米结构的相对空间位置的方式将所述多个第一无源光学纳米结构粘附到第一粘合基板。19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括：以保持选择性去除的发光元件的相对空间位置的方式将去除的所述多个第一无源光学纳米结构从所述第一粘合基板转移到第二粘合基板；以及以保持所述选择性去除的发光元件的相对空间位置的方式将所述第一无源光学纳米结构从所述第二粘合基板转移到支撑基板。20.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构中的每一个包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，并且其中所述第一无源光学纳米结构被粘附到所述第一粘合基板使得它们的第一表面与所述第一粘合基板接触并且它们的第二表面被暴露。21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构被转移到所述第二粘合基板，使得它们的第二表面与所述第二粘合基板接触并且它们的第一表面被暴
露。22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构被转移到支撑基板，使得它们的第一表面与所述支撑基板接触并且它们的第二表面被暴露。23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构与所述第二粘合基板之间的粘合力大于第一无源光学纳米结构与所述第一粘合基板之间的粘合力。24.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构与所述支撑基板之间的粘合力大于所述第一无源光学纳米结构与所述第二粘合基板之间的粘合力。25.根据权利要求19至24中任一项所述的方法，其中所述支撑基板是平面基板。26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述发光元件中的每一个是包括至多300微米、优选地至多200微米并且最优选地至多100微米的最大尺寸的微型led。27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构中的每一个具有至多400微米、优选地至多250微米并且最优选地至多150微米的最大尺寸。28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构中的每一个的最大尺寸大于或等于与所述第一无源光学纳米结构对准的发光元件的发光区域的最大尺寸。29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构包括具有至多5微米、优选地至多1微米并且最优选地至多0.5微米的最大尺寸的一个或多个子特征。30.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构包括以下类型中的任一个：线栅偏振器；形序双折射延迟器；量子点或量子棒颜色转换结构；分布式布拉格反射器；超材料；法布里珀罗谐振器结构；二向色堆叠；全息图；蛾眼结构；纳米黑材料；纳米准直器；气隙封闭纳米柱；光子晶体。31.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构是线栅偏振器。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述线栅偏振器中的至少一个与其相应的发光元件以第一定向对准，并且至少一个其它线栅偏振器与其相应的发光元件以第二定向对
准，所述第二定向与所述第一定向正交。33.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构是量子点或量子棒颜色转换结构。34.根据权利要求33所述的方法，其中发光元件的所述非单片阵列中的所述发光元件中的至少一个不具有与其对准的量子点或量子棒颜色转换结构。35.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：形成第二无源光学纳米结构的第二单片阵列；以保持选择性去除的第二无源光学纳米结构的相对空间位置的方式从所述第二单片阵列选择性去除多个第二无源光学纳米结构，其中从所述第二单片阵列选择性去除的所述多个第二无源光学纳米结构被选择为使得在至少一个方向上，对于在所述至少一个方向上的至少一对所述选择性去除的第二无源光学纳米结构，对于每个相应的对，存在至少一个相应的未被选择的第二无源光学纳米结构，所述至少一个相应的未被选择的第二无源光学纳米结构在所述第二单片阵列中位于在所述至少一个方向上的所述一对选择性去除的第二无源光学纳米结构之间；以保持所述选择性去除的第二无源光学纳米结构的相对空间位置的方式用所述选择性去除的第二无源光学纳米结构形成第二无源光学纳米结构的第二非单片阵列；以及使第二无源光学纳米结构的所述第二非单片阵列中的所述第二无源光学纳米结构中的每一个与发光元件的所述非单片阵列中的相应的发光元件对准。36.根据权利要求35所述的方法，其中所述第一无源光学纳米结构是与所述第二无源光学纳米结构不同类型的无源光学纳米结构。37.根据权利要求35或36所述的方法，其中第一无源光学纳米结构的所述第一单片阵列与第二无源光学纳米结构的所述第二单片阵列单独形成。38.根据权利要求35至37中任一项所述的方法，所述方法还包括将无源光学纳米结构的所述第二非单片阵列中的每个第二无源光学纳米结构堆叠到相应的发光元件或相应的第一无源光学纳米结构上。39.根据权利要求35至38中任一项所述的方法，其中：所述发光元件中的具有与其对准的第一无源光学纳米结构的至少一个发光元件不具有与其对准的第二无源光学纳米结构；和/或所述发光元件中的具有与其对准的第二无源光学纳米结构的至少一个发光元件不具有与其对准的第一无源光学纳米结构。40.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中发光元件的所述非单片阵列通过以下步骤形成：形成发光元件的单片阵列；以保持选择性去除的发光元件的相对空间位置的方式从所述单片阵列选择性去除多个发光元件，其中从所述第一单片阵列选择性去除的所述多个发光元件被选择为使得在至少一个方向上，对于在所述至少一个方向上的至少一对所述选择性去除的发光元件，对于每个相应的对，存在至少一个相应的未被选择的发光元件，所述至少一个相应的未被选择的发光元件在所述第一单片阵列中位于在所述至少一个方向上的所述一对选择性去除的发光元件之间；
以保持所述选择性去除的发光元件的相对空间位置的方式用所述选择性去除的发光元件形成发光元件的所述非单片阵列。41.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括用对准的第一无源光学纳米结构的第一非单片阵列和发光元件的所述非单片阵列形成照明设备。42.根据权利要求41所述的方法，所述方法还包括用所述照明设备形成显示设备。43.一种照明设备，所述照明设备包括：发光元件的非单片阵列；以及来自无源光学纳米结构的单片阵列中的无源光学纳米结构的非单片阵列，其中：所述无源光学纳米结构中的每一个与发光元件的所述非单片阵列中的相应的发光元件对准，无源光学纳米结构的所述非单片阵列中的所述无源光学纳米结构在保持其在所述单片阵列中相对于彼此的原始位置的情况下被布置，并且其中在至少一个方向上，对于在所述至少一个方向上的所述非单片阵列中的至少一对所述无源光学纳米结构，对于每个相应的对，在无源光学纳米结构的所述单片阵列中存在至少一个相应的无源光学纳米结构，所述至少一个相应的无源光学纳米结构在无源光学纳米结构的所述单片阵列中位于在所述至少一个方向上的所述一对无源光学纳米结构之间并且不位于无源光学纳米结构的所述非单片阵列中的所述一对无源光学纳米结构之间。44.根据权利要求43所述的照明设备，其中所述照明设备是用于透射型空间光调制器的背光源。45.根据权利要求43或44所述的照明设备，其中所述照明设备还包括控制系统，所述控制系统被布置为向所述发光元件提供图像数据。46.根据权利要求43至45中任一项所述的照明设备，其中所述发光元件是可寻址的且被驱动为像素。47.一种显示设备，所述显示设备包括根据权利要求43至46中任一项所述的照明设备。

技术总结
通过从发光元件的单片阵列选择性地去除无源光学纳米结构同时保持它们的相对空间位置来制造照明设备。选择所述纳米结构，使得在至少一个方向上，对于至少一对选择性去除的无源光学纳米结构，对于每个相应的对，存在至少一个未被选择的纳米结构，所述至少一个未被选择的纳米结构在所述单片阵列中位于在所述至少一个方向上的所述一对选择性去除的无源光学纳米结构之间，用所述选择性去除的无源光学纳米结构形成无源光学纳米结构的非单片阵列，同时保持他们的相对空间位置，且使所述非单片阵列中的所述无源光学纳米结构中的每一个与发光元件的非单片阵列中的相应的发光元件对准。准。准。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：瑞尔D斯帕克有限责任公司
技术研发日：2020.10.01
技术公布日：2022/7/9