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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6982691
(24)【登録日】2021年11月24日
(45)【発行日】2021年12月17日
(54)【発明の名称】モノリシックセグメント化アレイアーキテクチャ
(51)【国際特許分類】
H01L 33/60 20100101AFI20211206BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20211206BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20211206BHJP
【ＦＩ】
H01L33/60
H01L33/50
G02B5/20
【請求項の数】17
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2020-534919(P2020-534919)
(86)(22)【出願日】2018年12月20日
(65)【公表番号】特表2021-508940(P2021-508940A)
(43)【公表日】2021年3月11日
(86)【国際出願番号】US2018066959
(87)【国際公開番号】WO2019126587
(87)【国際公開日】20190627
【審査請求日】2020年8月19日
(31)【優先権主張番号】62/608,516
(32)【優先日】2017年12月20日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】18158961.5
(32)【優先日】2018年2月27日
(33)【優先権主張国】EP
(31)【優先権主張番号】16/226,604
(32)【優先日】2018年12月19日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500507009
【氏名又は名称】ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ヒン，ツェ ヤン
(72)【発明者】
【氏名】シェン，ユ−チェン
(72)【発明者】
【氏名】ゴードン，ルーク
(72)【発明者】
【氏名】チャンバレン，ダニエル ラッセル
(72)【発明者】
【氏名】ロイトマン，ダニエル ベルナルド
【審査官】
右田 昌士
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１７／０５７４５４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００６−０３２４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１４／００２７８４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２０１６／１９４９４７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１６−０７２４７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１０−５０９７５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１５−０９５６０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１６／０２９３８０５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１２／０１５３３３０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
中国特許出願公開第１０７４３１１１５（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ３３／００ − ３３／６４
Ｇ０２Ｂ ５／２０ − ５／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光デバイスを形成する方法であって、前記方法は、
膜の上にマウントされた第１波長変換構造及び第２波長変換構造を提供するステップであって、
前記第１波長変換構造は、入射光を前記第２波長変換構造とは異なる波長にそれぞれ変換するものであり、
各波長変換構造は、前記膜に取り付けられる底部表面と、反対側に位置する頂部表面と、前記底部表面及び前記頂部表面を連結する側壁表面とを有し、
前記波長変換構造は、前記第１波長変換構造の側壁と、隣り合う、前記第２波長変換構造の側壁と、が互いに距離Ｙだけ間隔をあけた状態で、前記膜にマウントされている、ステップと、
前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造の隣り合う側壁上に光学的アイソレーション材料を適用するステップと、
前記光学的アイソレーション材料を適用した後、前記膜を収縮させ、前記隣り合う側壁間の前記間隔をＹ未満の距離Ｚまで減少させる、ステップと、
を含む方法。
膜の上にマウントされた第１波長変換構造及び第２波長変換構造を提供するステップであって、
前記第１波長変換構造は、入射光を前記第２波長変換構造とは異なる波長にそれぞれ変換するものであり、
各波長変換構造は、前記膜に取り付けられる底部表面と、反対側に位置する頂部表面と、前記底部表面及び前記頂部表面を連結する側壁表面とを有し、
前記波長変換構造は、前記第１波長変換構造の側壁と、隣り合う、前記第２波長変換構造の側壁と、が互いに距離Ｙだけ間隔をあけた状態で、前記膜にマウントされている、ステップと、
前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造の隣り合う側壁上に光学的アイソレーション材料を適用するステップと、
前記光学的アイソレーション材料を適用した後、前記膜を収縮させ、前記隣り合う側壁間の前記間隔をＹ未満の距離Ｚまで減少させる、ステップと、
を含む方法。
【請求項2】
前記膜を収縮させるステップは、前記膜の温度を調整するステップを含む、
請求項１記載の方法。
請求項１記載の方法。
【請求項3】
前記膜は、複数の厚いセクション及び複数の薄いセクションを有し、
前記厚いセクションは、前記薄いセクションの高さの２倍の高さを有する、
前記波長変換構造は、前記膜の厚い部分にマウントされる、
請求項１記載の方法。
前記厚いセクションは、前記薄いセクションの高さの２倍の高さを有する、
前記波長変換構造は、前記膜の厚い部分にマウントされる、
請求項１記載の方法。
【請求項4】
前記波長変換構造の前記底部表面は、それらが取り付けられている前記膜の前記厚いセクションよりも大きいエリアを有する、
請求項３記載の方法。
請求項３記載の方法。
【請求項5】
前記膜を収縮するステップの後、発光半導体ダイオードを前記波長変換構造の前記頂部表面に取り付けるステップを含む、
請求項１記載の方法。
請求項１記載の方法。
【請求項6】
前記の膜上にマウントされた第１波長変換構造及び第２波長変換構造を提供するステップは、
前記隣り合う側壁間にＹ未満の距離Ｘの間隔をあけた状態で、前記膜上に前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造をマウントするステップと、
前記の膜上に前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造をマウントするステップの後、前記膜を拡張させ、前記第１波長変換構造と前記第２波長変換構造との間の間隔を前記距離Ｙまで増大させる、ステップと、を含む、
請求項１記載の方法。
前記隣り合う側壁間にＹ未満の距離Ｘの間隔をあけた状態で、前記膜上に前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造をマウントするステップと、
前記の膜上に前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造をマウントするステップの後、前記膜を拡張させ、前記第１波長変換構造と前記第２波長変換構造との間の間隔を前記距離Ｙまで増大させる、ステップと、を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項7】
前記膜を拡張させるステップは、前記膜の温度を調整するステップを含む、
請求項６記載の方法。
請求項６記載の方法。
【請求項8】
前記方法はさらに、
前記膜を縮小するステップの後、発光半導体ダイオードを前記波長変換構造の前記頂部表面に取り付けるステップを含む
請求項６記載の方法。
前記膜を縮小するステップの後、発光半導体ダイオードを前記波長変換構造の前記頂部表面に取り付けるステップを含む
請求項６記載の方法。
【請求項9】
発光デバイスを形成する方法であって、前記方法は、
膜の上に第１波長変換構造及び第２波長変換構造をマウントするステップであって、
前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造は、入射光を異なる波長にそれぞれ変換するものであり、
各波長変換構造は、前記膜に取り付けられる底部表面と、反対側に位置する頂部表面と、前記底部表面及び前記頂部表面を連結する側壁表面とを有し、
前記波長変換構造は、前記第１波長変換構造の側壁と、隣り合う、前記第２波長変換構造の側壁と、が互いに距離Ｘだけ間隔をあけた状態で、前記膜にマウントされる、ステップと、
前記第１波長変換構造の前記側壁と、前記隣り合う、前記第２波長変換構造の側壁と、が互いにＸを超える拡張した距離Ｙだけ間隔をあけるように前記膜を拡張させるステップと、
前記膜を拡張させるステップの後に、前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造の隣り合う側壁上に光学的アイソレーション材料を適用するステップと、を含む
方法。
膜の上に第１波長変換構造及び第２波長変換構造をマウントするステップであって、
前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造は、入射光を異なる波長にそれぞれ変換するものであり、
各波長変換構造は、前記膜に取り付けられる底部表面と、反対側に位置する頂部表面と、前記底部表面及び前記頂部表面を連結する側壁表面とを有し、
前記波長変換構造は、前記第１波長変換構造の側壁と、隣り合う、前記第２波長変換構造の側壁と、が互いに距離Ｘだけ間隔をあけた状態で、前記膜にマウントされる、ステップと、
前記第１波長変換構造の前記側壁と、前記隣り合う、前記第２波長変換構造の側壁と、が互いにＸを超える拡張した距離Ｙだけ間隔をあけるように前記膜を拡張させるステップと、
前記膜を拡張させるステップの後に、前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造の隣り合う側壁上に光学的アイソレーション材料を適用するステップと、を含む
方法。
【請求項10】
前記膜を拡張させるステップは、前記膜の温度を調整するステップを含む、
請求項９記載の方法。
請求項９記載の方法。
【請求項11】
前記膜は、複数の厚いセクション及び複数の薄いセクションを有し、
前記厚いセクションは、前記薄いセクションの高さの２倍の高さを有し、
前記波長変換構造は、前記膜の厚い部分にマウントされる、
請求項９記載の方法。
前記厚いセクションは、前記薄いセクションの高さの２倍の高さを有し、
前記波長変換構造は、前記膜の厚い部分にマウントされる、
請求項９記載の方法。
【請求項12】
前記波長変換構造の前記底部表面は、それらが取り付けられている前記膜の前記厚いセクションよりも大きいエリアを有する、
請求項１１記載の方法。
請求項１１記載の方法。
【請求項13】
前記方法は、
前記膜を拡張させるステップの後、発光半導体ダイオードを前記波長変換構造の前記頂部表面に取り付けるステップを含む
請求項９記載の方法。
前記膜を拡張させるステップの後、発光半導体ダイオードを前記波長変換構造の前記頂部表面に取り付けるステップを含む
請求項９記載の方法。
【請求項14】
前記方法は、
前記膜を拡張させるステップの後、前記第１波長変換構造と前記第２波長変換構造との間で前記膜上に第３波長変換構造をマウントするステップであって、
前記第３波長変換構造は、入射光を前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造とは異なる波長に変換するものであり、前記第３波長変換構造は、前記膜に取り付けられる底部表面と、反対側に位置する頂部表面と、前記底部表面及び前記頂部表面を連結する側壁表面とを有する、ステップを含む
請求項９記載の方法。
前記膜を拡張させるステップの後、前記第１波長変換構造と前記第２波長変換構造との間で前記膜上に第３波長変換構造をマウントするステップであって、
前記第３波長変換構造は、入射光を前記第１波長変換構造及び前記第２波長変換構造とは異なる波長に変換するものであり、前記第３波長変換構造は、前記膜に取り付けられる底部表面と、反対側に位置する頂部表面と、前記底部表面及び前記頂部表面を連結する側壁表面とを有する、ステップを含む
請求項９記載の方法。
【請求項15】
前記方法は、
前記第１波長変換構造及び第３波長変換構造の隣り合う側壁上と、前記第３波長変換構造及び第前記２波長変換構造の隣り合う側壁上と、に光学的アイソレーション材料を適用するステップ、を含む
請求項１４記載の方法。
前記第１波長変換構造及び第３波長変換構造の隣り合う側壁上と、前記第３波長変換構造及び第前記２波長変換構造の隣り合う側壁上と、に光学的アイソレーション材料を適用するステップ、を含む
請求項１４記載の方法。
【請求項16】
前記方法は、
発光半導体ダイオードを前記波長変換構造の前記頂部表面に取り付けるステップを含む
請求項１５記載の方法。
発光半導体ダイオードを前記波長変換構造の前記頂部表面に取り付けるステップを含む
請求項１５記載の方法。
【請求項17】
前記光学的アイソレーション材料は、吸収性材料、光反射材料、及び、分布ブラッグ反射体のうちのいずれか１つを含む、
請求項１乃至８、９乃至１６のうちのいずれか１項記載の方法。
請求項１乃至８、９乃至１６のうちのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
精密制御の照明アプリケーションは、小型アドレス可能発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセルシステムの製造及び製造を必要とし得る。かかるピクセルシステムのより小さなサイズは、従来とは異なるコンポーネント及び製造プロセスを必要とし得る。
【背景技術】
【0002】
ＬＥＤ、共振空洞発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直空洞レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、及び端面発光レーザを含む半導体発光デバイスは、現在利用可能な最も効率的な光源の一つである。可視スペクトルにわたって動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在関心のある材料系には、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、特に、ＩＩＩ族窒化物材料とも呼ばれるガリウム、アルミニウム、インジウム、及び窒素の二元、三元、及び四元合金が含まれる。ＩＩＩ族窒化物発光デバイスは、サファイア、シリコン炭化物、ＩＩＩ族窒化物、又は他の適切な基板上に、金属有機化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）、分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）、又は他のエピタキシャル技術によって、異なる組成及びドーパント濃度の半導体層の積層をエピタキシャル成長させることによって製造されることができる。積層体は、しばしば、基板にわたって形成された、例えば、Ｓｉでドープされた１つ以上のｎ型層、１つ以上のｎ型層にわたって形成された活性領域内の１つ以上の発光層、及び活性領域にわたって形成された、例えば、Ｍｇでドープされた１つ以上のｐ型層を含む。電気コンタクトは、ｎ型及びｐ型領域上に形成される。
【0003】
ＩＩＩ族窒化物デバイスはしばしば、ｎ−コンタクトとｐ−コンタクトの両方が半導体構造の同じ面に形成され、光の大部分がコンタクトと反対側の半導体構造体の面から抽出される反転チップデバイス又はフリップチップデバイスとして形成される。
【発明の概要】
【0004】
開示された内容の態様によれば、第１側壁を有する第１コンポーネント及び第２側壁を有する第２コンポーネントは、拡張可能な膜上に、第１側壁と第２側壁との間の距離が元の距離Ｘ（original distance X）であるように、マウントされ得る。拡張可能な膜（expandable film）は、第１側壁及び第２側壁の間の距離が拡張した距離Ｙであり、拡張した距離Ｙが元の距離Ｘを超えるように、拡張されることができる。第１側壁材料は、第１側壁及び前記第２側壁間の空間の少なくとも一部内に適用され得、拡張可能な膜は、収縮した距離Ｚが第１側壁及び前記第２側壁の間の距離であり、収縮した距離Ｚが拡張した距離Ｙ未満であるように、収縮させられ得る。
【図面の簡単な説明】
【0005】
より詳細な理解は、添付の図面と関連して例示的に与えられた以下の説明から得られ得る：【図1A】マイクロＬＥＤアレイを部分的分解図と共に示す平面図である。
【図1B】トレンチを有するピクセルマトリクスの断面図である。
【図1C】トレンチを有する別のピクセルマトリクスの斜視図である。
【図1D】密に構成された層上に、側壁材料を有するコンポーネントをマウントするためのフローチャートである。
【図1E】拡張可能な膜のステージを示す平面図である。
【図1F】波長変換層を密に構成された層にマウントするためのフローチャートである。
【図1G】別の拡張可能な膜のステージを示す平面図である。
【図1H】拡張可能な膜のステージを示す断面図である。
【図1I】コンポーネント間に堆積された側壁材料の図である。
【図1J】コンポーネント間に堆積された側壁材料の図である。
【図1K】コンポーネント間に堆積された側壁材料の図である。
【図1L】コンポーネント間に堆積された側壁材料の図である。
【図1M】拡張可能な膜上の厚さパターンを示す図である。
【図1N】発光デバイス上にマウントされた発光体構造を示す図である。
【図2A】一実施形態におけるＬＥＤデバイス取り付け領域において基板に取り付けられたＬＥＤアレイを有する電子回路基板を示す上面図である。
【図2B】回路基板の２つの表面に電子部品がマウントされた２チャンネル集積ＬＥＤ照明システムの一実施形態を示す図である。
【図2C】車両のヘッドランプシステムの実施例を示す図である。
【図3】照明システムの実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
異なる光照明システム及び／又は発光ダイオード（「ＬＥＤ」）の実施例は、添付の図面を参照して以下にさらに詳細に説明される。これらの実施例は、相互に排他的ではなく、一実施例において見出される特徴は、追加の実装を達成するために、１つ以上の他の実施例において見出される特徴と組み合わせられ得る。したがって、添付の図面に示された実施例は、例示目的のためにのみ提供されており、それらは、本開示をいかなる方法においても限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。同様の参照符号は全体を通して同様の要素を指す。
【0007】
本明細書では、第１、第２などの用語は、種々の要素を記載するために用いられ得るが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素を別の要素から区別するためにのみ使用され得る。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、第１の要素は第２の要素と称され得、同様に、第２の要素は第１の要素と称され得る。本明細書中で使用される場合、用語「及び／又は」は、関連する列挙されたアイテムの１つ以上の任意の及びすべての組み合わせを含み得る。
【0008】
層、領域、又は基板などのある要素が、他の要素の「上に（on）」ある又は「上へ（onto）」延在すると称される場合、それは、直接他の要素の上にあり若しくは他の要素の上へ延在することができるか、又は、介在要素が存在することもできると理解されるであろう。対照的に、ある要素が「直接上に（directly on）」ある又は「直接上へ（directly onto）」延在すると称される場合、介在要素は存在しない。要素が「接続されている」又は「結合されている」と称される場合、要素は、他の要素に直接接続され又は結合され得る、及び／又は、１つ以上の介在要素を介して他の要素に接続され又は結合され得る。対照的に、要素が「直接接続（directly connected）」又は「直接結合（directly coupled）」されていると称される場合、その要素と他の要素との間に介在要素は存在しない。これらの用語は、図中に示される任意の方向に加えて、要素の異なる方向を包含することが意図されることが理解されるであろう。
【0009】
「下（below）」、「上（above）」、「上方（upper）」、「下方（lower）」、「水平（horizontal）」又は「垂直（vertical）」などの相対的な用語は、本明細書では、図示のように、ある要素、層又は領域と別の要素、層又は領域との関係を説明するために使用され得る。これらの用語は、図示される方向に加えて、デバイスの異なる方向を包含することが意図されることが理解されるであろう。
【0010】
半導体発光デバイス（ＬＥＤ）又は光出力発光デバイス、例えば紫外線（ＵＶ）又は赤外線（ＩＲ）の光出力を放射するデバイスは、現在利用可能な最も効果的な光源の１つである。これらのデバイス（以下「ＬＥＤ」と称する）は、発光ダイオード、共振空洞発光ダイオード、垂直空洞レーザダイオード、端面発光レーザなどを含み得る。それらのコンパクトなサイズ及び低電力要求のため、例えば、ＬＥＤは、多くの異なる用途にとって魅力的な候補になり得る。例えば、それらが、カメラ及び携帯電話などの携帯型バッテリ給電デバイス用の光源（例えば、フラッシュライト及びカメラフラッシュ）として用いられ得る。それらはまた、例えば、自動車照明、ヘッド・アップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）照明、園芸照明、街灯、ビデオ用のトーチ、一般照明（例えば、家庭、店舗、オフィス及びスタジオ照明、劇場／舞台照明及び建築照明）、拡張現実（ＡＲ）照明、仮想現実（ＶＲ）照明、ディスプレイ用のバックライト及びＩＲ分光法のために用いられうる。単一のＬＥＤは、白熱光源より暗い光を提供しうるため、より多くの明るさが要望又は要求される用途のためには、ＬＥＤの多接合デバイス又はアレイ（例えば、モノリシックＬＥＤアレイ、マイクロＬＥＤアレイなど）が用いられうる。
【0011】
開示された対象の実施形態によれば、ＬＥＤアレイ（例えば、マイクロＬＥＤアレイ）は、図１Ａ、１Ｂ、及び／又は１Ｃに示されるようなピクセルのアレイを含んでもよい。ＬＥＤアレイは、ＬＥＤアレイセグメントの精密制御を必要とするものなどの任意の用途に使用することができる。ＬＥＤアレイ内の画素は、個々にアドレス指定可能であることができ、グループ／サブセット内でアドレス指定可能であることができ、又はアドレス指定不能であることができる。図１Ａでは、画素１１１を有するＬＥＤアレイ１１０の上面図が示される。ＬＥＤアレイ１１０の３×３部分の分解図も図１Ａに示されている。３×３の分解図に示されるように、ＬＥＤアレイ１１０は、約１００μｍ以下（例えば、４０μｍ）の幅ｗ１を有するピクセル１１１を含み得る。ピクセル間のレーン１１３は、約２０μｍ以下（例えば、５μｍ）の幅ｗ２で分離され得る。レーン１１３は、図１Ｂ及び１Ｃに示され、本明細書にさらに開示されるように、ピクセル間にエアギャップを提供し得、又は他の材料を含み得る。１つのピクセル１１１の中心から隣り合うピクセル１１１の中心までの距離ｄ１は、約１２０μｍ以下（例えば、４５μｍ）であり得る。本明細書で提供される幅及び距離は例示に過ぎず、実際の幅及び／又は寸法は変化し得ることが理解されるであろう。
【0012】
対称行列に配置された矩形ピクセルが図１Ａ、Ｂ及びＣに示されているが、任意の形状及び配置の画素が、本明細書に開示される実施形態に適用され得ることが理解されるであろう。例えば、図１ＡのＬＥＤアレイ１１０は、１００×１００マトリクス、２００×５０マトリクス、対称マトリクス、非対称マトリクスなどの任意の適用可能な配置における１０，０００ピクセルを超える画素を含み得る。また、ピクセル、マトリクス、及び／又は基板の複数のセットは、本明細書に開示される実施形態を実装するために、任意の適用可能なフォーマットで配列され得ることも理解されよう。
【0013】
図１Ｂは、例示的なＬＥＤアレイ１０００の断面図を示す。示されるように、ピクセル１０１０、１０２０、及び１０３０は、分離セクション１０４１及び／又はｎ型コンタクト１０４０が、ピクセルを互いに分離するように、ＬＥＤアレイ内の３つの異なるピクセルに対応する。一実施形態によれば、ピクセル間の空間は、エアギャップによって占められ得る。示されるように、ピクセル１０１０は、例えばサファイア基板などの任意の適用可能な基板上に成長され得るエピタキシャル層を含み、エピタキシャル層１０１１から除去され得る。コンタクト１０１５から遠位の成長層の表面は、実質的に平坦であり得、又はパターン化され得る。ｐ型領域１０１２は、ｐコンタクト１０１７に近接して配置され得る。活性領域１０２１は、ｎ型領域及びｐ型領域１０１２に隣接して配置され得る。あるいは、活性領域１０２１は、半導体層又はｎ型領域と、ｐ型領域１０１２との間にあり得、活性領域１０２１が光ビームを放射するように電流を受け取り得る。ｐコンタクト１０１７は、ＳｉＯ２層１０１３及び１０１４並びに金属層１０１６（例えばメッキ銅）と接触し得る。ｎ型コンタクト１０４０は、Ｃｕなどの適用可能な金属を含み得る。金属層１０１６は、反射性であり得るコンタクト１０１５と接触し得る。
【0014】
特に、図１Ｂに示すように、ｎ型コンタクト１０４０は、ピクセル１０１０、１０２０、及び１０３０の間に形成されるトレンチ１１３０内に堆積され得、エピタキシャル層を越えて延在し得る。分離セクション１０４１は、変換材料１０５０の全部（図示のように）又は一部を分離し得る。ＬＥＤアレイは、かかる分離セクション１０４１無しに実装され得、又は分離セクション１０４１は、エアギャップに対応し得ることが理解されよう。分離セクション１０４１は、ｎ型コンタクト１０４０の延長であり得、その結果、分離セクション１０４１は、ｎ型コンタクト１０４０（例えば、銅）と同じ材料から形成される。あるいは、分離セクション１０４１は、ｎ型コンタクト１０４０とは異なる材料から形成され得る。一実施形態によれば、分離セクション１０４１は、反射性材料を含み得る。分離セクション１０４１及び／又はｎ型コンタクト１０４０内の材料は、例えば、ｎ型コンタクト１０４０及び／又は分離セクション１０４１の堆積を含む又は堆積を可能にするメッシュ構造を適用するなど、任意の適用可能な方法で堆積され得る。コンバータ材料１０５０は、図２Ａの波長変換層２０５と類似の特徴／特性を有し得る。本明細書に記載されるように、１つ以上の追加層が、分離セクション１０４１をコーティングし得る。かかる層は、反射層、散乱層、吸収層、又は任意の他の適用可能な層であり得る。１つ以上のパッシベーション層１０１９は、ｎコンタクト１０４０をエピタキシャル層１０１１から完全に又は部分的に分離し得る。
【0015】
エピタキシャル層１０１１は、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、シリコンを含む励起されたときに光子を放出するために適用可能な任意の材料から形成され得、より詳しくは、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂを含むが、これらに限定されないＩＩＩ〜Ｖ族半導体、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅを含むがこれらに限定されないＩＩ〜ＶＩ族半導体、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＣを含むが、これらに限定されないＩＶ属半導体、及びそれらの混合物又は合金、から形成され得る。これらの例示的な半導体は、それらが存在するＬＥＤの典型的な発光波長において、約２．４〜約４．１の範囲の屈折率を有し得る。例えば、ＧａＮなどのＩＩＩ−窒化物半導体は、５００ｎｍで約２．４の屈折率を有し、ＩｎＧａＰなどのＩＩＩ−リン化物半導体は、６００ｎｍで約３．７の屈折率を有し得る。ＬＥＤデバイス２００に結合されるコンタクトは、ＡｕＳｎ、ＡｕＧａ、ＡｕＳｉ又はＳＡＣ半田などの半田から形成され得る。
【0016】
ｎ型領域は、成長基板上に成長させることができ、例えば、バッファ又は核形成層等の調製層、及び／又は成長基板の除去を容易にするように設計された層を含む、異なる組成及びドーパント濃度を含む半導体材料の１つ以上の層を含むことができる。これらの層は、ｎ型であるか、意図的にドープされていなくてもよいし、又はｐ型デバイス層であることさえもできる。これらの層は、発光領域が効率的に発光するために望ましい、特定の光学的、材料的、又は電気的特性のために設計され得る。同様に、ｐ型領域１０１２は、意図的にドープされていない層又はｎ型層を含む、異なる組成、厚さ、及びドーパント濃度の複数の層を含み得る。電流は、ｐ−ｎ接合（例えば、コンタクトを介して）を介して流れるように生じ得、ピクセルは、材料のバンドギャップエネルギーによって少なくとも部分的に決定される第１波長の光を生成し得る。ピクセルは、直接的に光を放射（例えば、通常又は直接発光ＬＥＤ）し得、又は発光された光の波長をさらに変更して第２波長の光を出力するように作用する波長変換層１０５０（例えば、蛍光体変換ＬＥＤ、「ＰＣＬＥＤ」など）に光を放射しし得る。
【0017】
図１Ｂは、例示的構成におけるピクセル１０１０、１０２０、及び１０３０を有する例示的ＬＥＤアレイ１０００を示すが、ＬＥＤアレイ内のピクセルは、複数の構成のうちの任意の１つにおいて提供され得ることが理解されよう。例えば、ピクセルは、フリップチップ構造、垂直注入薄膜（ＶＴＦ）構造、多接合構造、薄膜フリップチップ（ＴＦＦＣ）、横型デバイスなどであり得る。例えば、横方向ＬＥＤピクセルはフリップチップＬＥＤピクセルと類似し得るが、電極を基板又はパッケージに直接接続するために上下逆さまにされなくてもよい。また、ＴＦＦＣは、フリップチップＬＥＤピクセルに類似し得るが、（薄膜半導体層を指示しないままで）成長基板を除去し得る。対照的に、成長基板又は他の基板は、フリップチップＬＥＤの一部として含まれ得る。
【0018】
活性領域１０２１によって放射された光が１つ以上の中間層（例えば、フォトニック層）を通過し得るように、波長変換層１０５０は活性領域１０２１によって放射された光の経路内にあり得る。実施形態によれば、波長変換層１０５０は、ＬＥＤアレイ１０００内に存在しなくてもよい。波長変換材料１０５０は、１つの波長の光を吸収して異なる波長の光を放出する、透明又は半透明のバインダ又はマトリクス内の蛍光体粒子、又はセラミック蛍光体素子などの任意の発光性材料であり得る。波長変換層１０５０の厚さは、使用される材料、又はＬＥＤアレイ１０００又は個々のピクセル１０１０、１０２０、及び１０３０が配列される用途／波長に基づいて決定され得る。例えば、波長変換層１０５０は、約２０μｍ、５０μｍ又は２００μｍであり得る。波長変換層１０５０は、図示されるように、各個々のピクセル上に提供され得、又はＬＥＤアレイ１０００全体にわたって配置され得る。
【0019】
一次光学系１０２２は、１つ以上のピクセル１０１０、１０２０、及び／又は１０３０上にあってもよく、光が活性領域１０１及び／又は波長変換層１０５０から一次光学系を通過することを可能にし得る。一次光学系を介する光は、一般に、一次光学系１０２２を介して放射される光の光強度が、理想的な拡散放射体から観察された場合、入射光の方向と表面法線との間の角度のコサインに直接比例するように、ランベルト分布パターンに基づいて放射され得る。当然のことながら、一次光学系１０２２の１つ以上の特性は、ランベルト分布パターンとは異なる光分布パターンを生成するように修正され得る。
【0020】
レンズ１０６５及び導波路１０６２の一方又は両方を含む二次光学系は、ピクセル１０１０、１０２０、及び／又は１０３０を備え得る。二次光学系は、複数のピクセルを有する図１Ｂに示される実施例にしたがって議論されるが、二次光学系は、単一ピクセルに対して提供されてもよいことが理解されよう。二次光学系は、入射光を拡散するため（発散光学系）、又は入射光を平行ビームに集めるため（コリメート光学系）に使用され得る。導波路１０６２は、誘電体材料、金属化層などでコーティングされ得、入射光を反射又は再方向付けするために設けられ得る。代替の実施形態では、照明システムは、波長変換層１０５０、一次光学系１０２２、導波路１０６２、及びレンズ１０６５のうちの１つ又は複数を含まなくてもよい。
【0021】
レンズ１０６５は、ＳｉＣ、酸化アルミニウム、ダイヤモンド等、又はそれらの組み合わせ等の、任意の適用可能な透明材料から形成され得るが、これらに限定されない。レンズ１０６５は、レンズ１０６５からの出力ビームが所望の測光仕様を効率的に満たすように、レンズ１０６５に入力される光ビームを変更するために使用され得る。さらに、レンズ１０６５は、例えば、複数のＬＥＤデバイス２００Ｂの点灯及び／又は非点灯外観を決定することによって、１つ以上の美的目的を果たし得る。
【0022】
図１Ｃは、ＬＥＤアレイ１１００の三次元図の断面図を示す。図示されるように、ＬＥＤアレイ１１００内のピクセルは、ｎコンタクト１１４０を形成するように充填されるトレンチによって分離され得る。ピクセルは、基板１１１４上に成長されることができ、ｐコンタクト１１１３、ｐ−ＧａＮ半導体層１１１２、活性領域１１１１、及びｎ−ＧａＮ半導体層１１１０を含むことができる。この構造は、一実施例としてのみ提供され、本明細書に提供される開示を実施するために、１つ以上の半導体層又は他の適用可能な層を追加、除去、又は部分的に追加又は除去し得ることが理解されるであろう。コンバータ材料１１１７は、半導体層１１１０（又は他の適用可能な層）上に堆積され得る。
【0023】
図示のように、パッシベーション層１１１５は、トレンチ１１３０内に形成され得、ｎコンタクト１１４０（例えば、銅コンタクト）は、トレンチ１１３０内に堆積され得る。パッシベーション層１１１５は、１つ以上の半導体層からｎコンタクト１１４０の少なくとも一部を分離し得る。実施形態によれば、ｎコンタクト１１４０又は他の適用可能な材料がピクセル間に完全又は部分的な光学的アイソレーションをもたらすように、トレンチ内では、ｎコンタクト１１４０又は他の適用可能な材料はコンバータ材料１１１７内へと延在し得る。
【0024】
開示された内容の実施形態によれば、拡張可能な膜は、拡張可能なテープ上にマウントされたコンポーネント（例えば、波長変換層、ダイなど）間の空間を拡張するように構成され得、その結果、コンバータコンポーネント間のレーンが拡張される。拡張されたレーンは、スペーサ材料又は光学的アイソレーション材料などの１つ以上の側壁材料、又は１つ以上の追加のコンポーネント（例えば、拡張可能な膜上に既にある波長変換層と同じ又は異なる特性を有する１つ以上の波長変換層）の適用を可能にし得る。スペーサ材料は、２つ以上のコンポーネントを分離するように構成された任意の適用可能な材料であり得、本明細書に開示されているように、発光デバイスとの整列を可能にするための分離を可能にし得る。光学的アイソレーション材料は、分布ブラッグ反射体（ＤＢＲ）層、反射性材料、吸収性材料などであり得る。側壁材料は、コンポーネントの１つ以上の側壁に適用され得、又は、それらが少なくとも部分的に拡張されたレーンの形態をとるようにレーン内に堆積され得る。代替的に又は付加的に、１つ以上のコンポーネントをレーン内に堆積させ得る。その後、拡張可能な膜を収縮させ、その結果、拡張したレーンをより小さな幅に収縮させることができる。その後、側壁材料の全部又は一部と共にコンポーネントは、発光デバイス上にマウントされ得、発光デバイスは、例えば、限定されるものではないが、窒化ガリウム（ＧａＮ）メサ、ＬＥＤ、光活性材料、導体などであり得る。
【0025】
本開示のいくつかの例では、波長変換層が具体的に使用されるが、本開示によれば、任意の適用可能なコンポーネント（例えば、（複数の）波長変換層、（複数の）半導体層、（複数の）ダイ、（複数の）基板など）が、拡張可能な膜に適用され得ることが理解されよう。
【0026】
波長変換層は、限定されるものではないが、１つ以上の適用可能な発光性材料又は光学的散乱材料、例えば、本明細書中に既に開示された蛍光体粒子又は他の粒子を含有し得る
【0027】
図１Ｄは、小型アドレス指定可能ＬＥＤピクセルシステムの側壁に及び／又はレーン内に側壁材料を適用するステップを伴うフローチャート１２００を示す。
【0028】
開示された内容の一実施形態によれば、図１Ｄのステップ１２０１で、図１Ｅの平面図にも示されるように、複数のコンポーネント１３４０は拡張されていない拡張可能な膜１３１０上にマウントされ得る。明瞭にするために、図１Ｅは、３つの異なる状態における同じ拡張可能な膜を示す。１３１０は拡張されていない状態の拡張可能な膜を示し、１３２０は拡張された状態の拡張可能な膜を示し、１３３０は拡張され且つ収縮された後の拡張可能な膜を示す。後述するように、収縮された拡張可能な膜１３３０は、拡張される前の拡張可能な拡張１３１０と同じサイズに収縮し得、又は異なるサイズに収縮し得る。
【0029】
複数のコンポーネント１３４０は、接着剤を介したボンディング、マイクロコネクタ、又は１つ以上の物理的コネクタ等の任意の適用可能な技術を使用してマウントされ得る。一例として、接着剤は、スピンオン・プロセスを用いて塗布され得る。張可能な膜は、青色テープ、白色テープ、ＵＶテープ、又は可撓性の／拡張可能な膜へのマウントを可能にする他の任意の適切な材料であり得る。コンポーネント１３４０間に作製されるレーン１３１１間の距離ｗ５は小さく、約５０μｍなどであり得る。一実施形態では、レーン１３１１の距離は、２０μｍであり得る。
【0030】
図１Ｄのステップ１２０２において、図１Ｅにも示されるように、拡張可能な膜１３１０は、１３２０の拡張可能な膜によって示されるように拡張され得る。拡張は、拡張されていない拡張可能な膜１３１０が、拡張可能な膜１３２０の拡張状態に対して実質的に線形的に拡張するように、等方性拡張であり得る。非限定的な例として、拡張は等方性であり得、その結果、左方向に２０μｍ拡張すると、膜の中心は左に１０μｍシフトし、拡張可能な膜全体は２０μｍだけ線形的に拡張する。開示された主題の一実施形態によれば、拡張可能な膜は、結果として生じる拡張した膜１３２０に基づいて予め決定され得るか又は検出可能であり得る非線形な方法で拡張し得る。一例として、非線形拡張は、拡張可能な膜のエッジに向かってより大きな量の拡張を生じ、中心に向かってより小さな量の拡張を生じさせるものであり得る。代替的な例として、非線形拡張は、拡張を引き起こすメカニズムが位置する所で、より大きな量の拡張を生じさせるものであり得る。拡張を生じさせるメカニズムは、例えば、熱源、クランプ、引っ張りメカニズムなどを介するものであり得る。一例として、拡張可能な膜は、高い制御忠実度で徐々に温度を上昇させることに基づいて膜を拡張させることを可能にする熱化学拡張を介して拡張し得る。温度が下がると膜は収縮し得る。
【0031】
図１Ｅに示されるように、レーン１３１１を作製するコンポーネント１３４０間の距離は、拡張されていない拡張可能な膜１３１０上の元の距離ｗ５から、レーン１３２１についてのより大きな距離ｗ６まで増加し得る。距離ｗ６は、本明細書で述べられるように、側壁材料をコンポーネント１３４０の側壁に適用するのに十分であり得る。
【0032】
図１Ｄのステップ１２０３において、図１Ｅにも示されるように、側壁材料１３５０は、コンポーネント１３４０間の拡張空間の少なくとも一部内に適用され得る。側壁材料は、任意の適用可能なスペーサ材料、又は、（複数の）分布ブラッグ反射体（ＤＢＲ）層、反射性材料、吸収性材料などの光学的アイソレーション材料であり得る。特定の例として、側壁材料は、ステンレス鋼又はアルミニウムを含み得る。ＤＢＲ層は、ＳｉＯ２及びＴｉＯ２、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２、ＳｉＣ及びＭｇＯ、ＳｉＣ及びシリカ、ＧａＡｓ及びＡｌＡｓ、ＩＴＯ、又は、ａ−Ｓｉ及びａ−Ｓｉの層を含み得るがこれらに限定されない。波長変換層３４０間の空間ｗ６の量は、側壁材料１３５０の適用を可能にし得る。
【0033】
図１Ｄのステップ１２０４において、図１Ｅにも示されるように、拡張可能な膜は、拡張可能な膜１３３０によって示されるように収縮され得る。収縮は、収縮した膜１３３０が、収縮した膜１３３０の状態まで実質的に線形的に収縮するように、等方性収縮を生じ得る。非限定的な実施例として、収縮は等方性であり得、したがって、中心に向かう２０μｍの収縮は、膜の左側及び右側の両方を中心に向かって１０μｍだけ収縮させるという結果になり得る。開示された主題の一実施形態によれば、拡張可能な膜は、結果として生じる拡張した膜に基づいて予め決定され得るか又は検出可能であり得る非線形な方法で拡張し得る。非限定的な実施例として、非線形収縮は、拡張可能な膜の頂部エッジによって、より大きな収縮量をもたらし、拡張可能な膜の底部エッジによって、より小さな拡張量を生じ得る。代替的な例として、非線形拡張は、拡張を引き起こすメカニズムが位置する所で、より小さな量の拡張を生じさせるものであり得る。
【0034】
本明細書において開示されるように、拡張していない拡張可能な膜１３１０上のレーン１３１１又は収縮した拡張可能な膜１３３０におけるレーン１３３１を作製するコンポーネント１３４０間の空間ｗ５又はｗ７の量は、側壁材料の適用を許容し得ないことに留意されたい。図１Ｅを参照すると、特定の非限定的な例として、ｗ５は幅５０μｍ、ｗ６は幅１００μｍ、ｗ７は幅２０μｍであり得る。本実施例では、ｗ７は、隣り合う波長変換層１３４０の側壁に適用される側壁材料１３５０間の幅として計算されているので、本実施例では、ｗ７はｗ５未満である（２０μｍ幅対５０μｍ幅）ことに留意されたい。
【0035】
拡張可能な膜は拡張され得、拡張していない拡張可能な膜上に配置された波長変換層の間に１つ以上の波長変換層を堆積する。配置されるべき１つ以上の波長変換層は、拡張されていない拡張可能な膜上に配置された波長変換層と同じ特性（例えば、ピーク波長発光、蛍光体粒子の種類、寸法など）を有し得る。代替的に又は付加的に、配置されるべき１つ以上の波長変換層は色の変化を可能にし得、１つ以上の波長変換層は、拡張していない拡張可能な膜上に配置される波長変換層とは異なる特性を有し得る。図１Ｆは、本明細書に開示されるように、元々配置されていた波長変換層の間のレーン内に１つ以上の波長変換層を適用するステップを伴うフローチャート１３００を示し、このレーンは、拡張可能膜を拡張することによって作製される。
【0036】
開示されている主題の一実施形態によれば、図１Ｆのステップ１３０１において、図１Ｇの上面図を介しても示されるように、複数の波長変換層１３４１が、拡張していない拡張可能な膜１３１０上にマウントされ得る。明確にするために、図１Ｆは、３つの異なる状態における同じ拡張可能な膜を示す。１３１０は拡張していない状態の拡張可能な膜を示し、１３２５は拡張状態の拡張可能な膜を示し、１３３５は拡張し且つ収縮した後の拡張可能な膜を示す。後述するように、収縮した拡張可能な膜１３３５は、拡張される前の拡張可能な膜１３１０と同じサイズに収縮し得、又は異なるサイズに収縮し得る。
【0037】
複数の波長変換層１３４１は、接着剤を介したボンディング、マイクロコネクタ、又は１つ以上の物理的コネクタ等の任意の適用可能な技術を使用してマウントされ得る。一例として、接着剤は、スピンオン・プロセスを用いて塗布され得る。拡張可能な膜は、青色テープ、白色テープ、ＵＶテープ、又は可撓性／拡張可能な膜へのマウントを可能にする他の任意の適切な材料であってもよい。波長変換層１３４１間に作製されるレーン１３１１間の距離ｗ５は小さく、約５０μｍなどであり得る。一実施形態では、レーン１３１１の距離は、２０μｍであり得る。
【0038】
図１Ｆのステップ１３０２において、図１Ｇにも示されるように、拡張可能な膜１３１０は、１３２５の拡張可能な膜によって示されるように拡張され得る。拡張は、拡張されていない拡張可能な膜１３１０が、拡張可能な膜１３２０の拡張状態に対して実質的に線形的に拡張するように、等方性拡張であり得る。非限定的な例として、拡張は等方性であり得、その結果、左方向に１００μｍ拡張すると、膜の中心は左に５０μｍシフトし、拡張可能な膜全体は１００μｍだけ線形的に拡張する。開示された主題の一実施形態によれば、拡張可能な膜は、結果として生じる拡張された膜１３２５に基づいて予め決定され得るか又は検出可能であり得る非線形な方法で拡張し得る。一例として、非線形拡張は、拡張可能膜のエッジに向かってより大きな量の拡張を生じ、中心に向かってより小さな量の拡張を生じさせるものであり得る。代替的な例として、非線形拡張は、拡張を引き起こすメカニズムが位置する所で、より大きな量の拡張を生じさせるものであり得る。拡張を生じさせるメカニズムは、例えば、熱源、クランプ、引っ張りメカニズムなどを介するものであり得る。一例として、拡張可能な膜は、高い制御忠実度で徐々に温度を上昇させることに基づいて膜を拡張させることを可能にする熱化学拡張を介して拡張し得る。温度が下がると膜は収縮し得る。
【0039】
図１Ｇに示されるように、レーン１３１１を作製するコンポーネント１３４０間の距離は、拡張していない拡張可能な膜１３１０上の元の距離ｗ５からレーン１３２６についてのより大きな距離ｗ８まで増加し得る。本明細書において述べられるように、距離ｗ８は、１つ以上の追加の波長変換層を適用するのに十分であり得る。
【0040】
図１Ｆのステップ１３０３では、図１Ｇにも示されるように、１つ以上の追加の波長変換層１３４２及び１３４３が、波長変換層１３４１間の拡張空間の少なくとも一部内に適用され得る。追加の波長変換層は、波長変換層１３４１と同じであり得るか、又は波長変換層１３４１とは異なり得る。実施例によれば、波長変換層１３４１は、赤色ピーク波長を放射するように構成され得、波長変換層１３４２は、緑色ピーク波長を放射するように構成され得、波長変換層１３４３は、青色ピーク波長を放射するように構成され得る。
【0041】
実施形態によれば、拡張可能な膜１３１０は、例えば図１Ｇにける水平方向などの第１の方向において拡張し得、そうすると、第１のタイプの波長変換層１３４２は、水平拡張によって作製される空間に堆積される。拡張可能な膜は、図１Ｇの垂直方向などの第２の方向において拡張し得、そうすると、第２のタイプの波長変換層１３４３は、垂直拡張によって生成される空間内に堆積される。第１の方向及び第２の方向への拡張は、同時に発生し得るか、又は、順次発生し得る。
【0042】
図１Ｆのステップ１３０４において、図１Ｇにも示されるように、拡張可能な膜は、拡張可能な膜１３３５によって示されるように収縮し得る。収縮は、等方性収縮を生じ得、そうすると、収縮した膜１３３５は、収縮した膜１３３５の状態まで実質的に線形的に収縮する。非限定的な実施例として、収縮は等方性であり得、したがって、中心に向かう２０μｍの収縮は、膜の左側及び右側の両方を中心に向かって１０μｍだけ収縮させるという結果になり得る。開示された主題の一実施形態によれば、拡張可能な膜は、結果として生じる拡張した膜に基づいて予め決定され得るか又は検出可能であり得る非線形な方法で拡張し得る。非限定的な実施例として、非線形収縮は、拡張可能な膜の頂部エッジによって、より大きな収縮量をもたらし、拡張可能な膜の底部エッジによって、より小さな拡張量を生じ得る。代替的な例として、非線形拡張は、拡張を引き起こすメカニズムが位置する所で、より小さな量の拡張を生じさせるものであり得る。
【0043】
本明細書において開示されるように、拡張されていない拡張可能な膜１３１０上のレーン１３１１又は収縮した拡張可能な膜１３３５におけるレーン１３３３を作製する波長変換層１３４１間の空間ｗ５又はｗ９の量は、波長変換層の適用を許容し得ないことに留意されたい。図１Ｇを参照する特定の非限定的な実施例として、ｗ５は幅５０μｍ、ｗ８は幅１４０μｍ、ｗ９は幅１０μｍであり得る。この実施例では、ｗ９がｗ５未満（１０μｍ幅対５０μｍ幅）であることに留意されたい。
【0044】
図１Ｈは、拡張された拡張可能な膜１３２０及びつぶれた拡張可能膜（the collapsed expandable film）１３３０の断面図を示す。図１Ｈに示すように、拡張された拡張可能な膜１３２０は、幅ｗ６の幅を有する広いレーンを可能にする。つぶれた拡張可能な膜１３３０は、側壁材料１３５０を有する波長変換層１３４０間のレーン幅が、より広い幅ｗ６未満のｗ７まで減少するように収縮する。
【0045】
本明細書に開示される一実施形態によれば、図１Ｉに示すように、コンポーネント１５１１を拡張可能な膜１５１０上にマウントし、拡張可能な膜を拡張し、コンポーネント１５１１の側壁に側壁材料１５１２を適用し、拡張可能な膜１５１０をつぶすことにより、隣り合う２つの側壁材料１５１２間に狭いレーン１５２０が生じ得る。非限定的な実施例として、かかる狭いレーンは、側壁材料１５１２が隣り合うコンポーネント１５１１の側壁に適用されるＤＢＲ層である場合に存在し得る。狭いレーンは、図１Ｄのステップ１２０４で本明細書に開示されているように、コンポーネント１５１１間の間隔が、発光デバイス上にマウントするためにコンポーネント１５１１を整列させることができるような幅を有し得る。具体的には、狭いレーンの幅は、コンポーネント１５１１がそれぞれの発光デバイスに直接対向して配置されることを可能にし得、したがって、拡張可能な膜上の複数の波長変換層は、複数の発光デバイス上に実質的に同時にマウントされ得る。このアライメントの視覚的表現を図１Ｎに示す。
【0046】
本明細書に開示される一実施形態によれば、図１Ｊに示されるように、コンポーネント１５１１を拡張可能な膜上にマウントし、拡張可能な膜を拡張し、隣り合うコンポーネント１５１１間に作製されるレーン内に側壁材料１５１３を適用し、拡張可能な膜１５１０をつぶすことにより、２つの隣り合うコンポーネント１５１１間の充填されたレーンを生じ得る。非限定的な例として、かかる充填されたレーンは、側壁材料１５１３が吸収性材料又は反射性材料である場合に存在し得る。吸収性又は反射性材料は、拡張可能な膜が拡張している間にレーンに注入され得、したがって、拡張可能な膜が拡張している間に又は拡張可能な膜がつぶれている間に、レーンの形態とみなされる。充填されたレーンは、コンポーネント１５１１間の充填された間隔が、発光デバイス上へのマウントのためにコンポーネント１５１１を整列させることを可能にするような幅を有し得る。具体的には、充填されたレーンの幅は、それぞれのコンポーネント１５１１がそれぞれの発光デバイスに直接対向して配置されることを可能にし得、したがって、拡張可能な膜上の複数の波長変換層は、複数の発光デバイス上に実質的に同時にマウントされ得る。このアライメントの視覚的表現を図１Ｎに示す。
【0047】
本明細書に開示される一実施形態によれば、図１Ｋに示すように、コンポーネント１５１１を拡張可能な膜上にマウントし、拡張可能な膜を拡張させ、隣り合う波長変換層５１１間に作製されるレーン内に側壁材料１５１２及び５１３を適用し、拡張可能な膜５１０をつぶすことにより、隣接する２つの側壁材料５１２間に充填されたレーンを生じ得る。この実施形態によれば、第１の側壁材料１５１２は、隣り合う波長変換層の側壁に適用され得、第２の側壁材料１５１３は、隣り合う側壁材料１５１２間のレーンに注入され得る。側壁材料１５１２及び１５１３の両方は、拡張可能な膜が拡張されている間に適用されてもよい。特定の非限定的実施例として、側壁材料１５１２は、１つ以上のＤＢＲ層であり得、隣り合うコンポーネント１５１１の側壁に直接適用され得る。側壁材料１５１３は、吸収性材料又は反射性材料であり得る。吸収性又は反射性材料は、拡張可能な膜が拡張している間にレーンに注入され得、したがって、拡張可能な膜が拡張している間に又は拡張可能な膜がつぶれている間に、レーンの形態とみなされる。側壁材料１５１２及び１５１３の組み合わせ幅は、コンポーネント１５１１間の間隔が発光デバイス上にマウントするためにコンポーネント１５１１を配列することを可能にし得る。具体的には、側壁材料１５１２及び１５１３の幅は、それぞれのコンポーネント１５１１がそれぞれの発光デバイスに直接対向して配置されることを可能にし得、したがって、拡張可能な膜上の複数の波長変換層は、複数の発光デバイス上に実質的に同時にマウントされ得る。このアライメントの視覚的表現を図１Ｎに示す。
【0048】
本明細書に開示される一実施形態によれば、図１Ｌに示すように、コンポーネント１５１１（例えば波長変換層）を拡張可能な膜上にマウントし、拡張可能な膜を拡張し、コンポーネント１５１１の側壁に側壁材料１５１２を適用し、拡張可能な膜１５１０をつぶすことにより、隣り合う側壁材料１５１２間に空間を生じさせないことができる。非限定的な実施例として、空間は、側壁材料１５１２が隣り合うコンポーネント１５１１の側壁に適用されるＤＢＲ層である場合に存在しないことができる。隣り合う側壁材料１５１２は、コンポーネント１５１１間の間隔が、発光デバイス上へマウントするためにコンポーネント１５１１を整列させることを可能にするような幅を有し得る。具体的には、隣り合う側壁材料１５１２の幅は、それぞれのコンポーネント１５１１がそれぞれの発光デバイスに直接対向して配置されることを可能にし得、したがって、拡張可能な膜上の複数の波長変換層は、複数の発光デバイス上に実質的に同時にマウントされ得る。このアライメントの視覚的表現を図１Ｎに示す。
【0049】
開示された対象の一実施形態によれば、拡張可能な膜は、アフィン変形の後に収縮することができる。特に波長変換層が配置されている所で、拡張可能な膜上の応力の蓄積を低減するために、図１Ｍに示すように、拡張可能な膜の厚さパターンが実装され得る。拡張可能な膜１６２０は、より厚い部分１６２１及びより薄い部分１６２２など、様々なレベルの厚さを含み得る。波長変換層１６１０は、上部ブロック１６０１に示されるように、拡張可能な膜のより厚いセクション１６２１上にマウントされ得、したがって、拡張可能な膜が拡張又は収縮すると、マウントされた波長変換層１６１０に起因する追加の応力の全部又は一部は、より厚いセクション１６２１の追加厚さの結果として、補償され、正規化される。
【0050】
拡張した拡張可能な膜は、図１Ｍの下部ブロック１６０２に示されている。図示されるように、より厚いセクション１６２１は、拡張可能な膜が拡張していない状態から拡張した状態に変化するにつれて、その幅ｗ１１を実質的に維持し得る。より薄いセクション１６２２は、幅ｗ９及びｗ１０の差によって示されるように、拡張及び収縮の大部分を経験し得る。ｗ９はｗ１０よりも小さい。ここで、ｗ９は、拡張可能な膜が拡張していない間のより薄いセクションの幅に対応し、ｗ１０は、拡張可能な膜が拡張している場合のより薄いセクションの幅に対応する。一実施形態によると、拡張可能な膜のより厚いセクションは、拡張可能な膜のより薄いセクションの少なくとも２倍の厚さである。
【0051】
一実施形態によれば、図１Ｍにも示されるように、拡張可能な膜に接触する波長変換層１６１０の面の表面積は、波長変換層１６１０がマウントされる拡張可能な膜のより厚いセクション１６２１の表面積よりも大きくてもよい。
【0052】
正方形及び／又は矩形のパターンが、拡張可能な膜のより厚いセクション及びより薄いセクションを表すように記載されているが、拡張可能な膜のより厚いセクション及びより薄いセクションを可能にする任意の適用可能なパターンが実装され得ることが理解されよう。かかるパターンは、円形特徴、楕円形特徴、十字形特徴、非対称特徴などを含み得る、これらに限定されない。
【0053】
一実施形態によれば、１つ以上のコンポーネントがつぶされることができる膜（a collapsible film）上に配置され、一旦配置されると、膜がつぶされ、コンポーネント間の空間が減少するような、つぶされることができる膜が開示される。この実施形態によれば、側壁材料は、つぶされることができる膜がつぶされる前に追加され得、一旦つぶされることができる膜がつぶされると、側壁材料を追加するのに十分なスペースがコンポーネント間に存在しないことができる。
【0054】
図１Ｎに示されるように、波長変換層１７２０は、ピクセル１７７５を作製するために、ＬＥＤアレイ１７００の発光デバイス１７７０に取り付けられ得る。図１Ｎにおいて、発光デバイス１７７０は、ＧａＮ層１７５０、活性領域１７９０、１つ以上のコンタクト１７８０、パターンサファイア基板（ＰＳＳ）１７６０、及び波長変換層１７２０を含み得る。波長変換層１７２０は、本明細書に開示される主題によれば、収縮した拡張可能な膜１７１０上に示される。収縮した拡張可能な膜１７１０は、波長変換層１７２０間の距離が波長変換層１７２０が発光デバイス１７７０と整列し、発光デバイス１７７０に取り付けられることを可能にするように収縮されていることができる。より具体的には、拡張可能な膜１７１９の拡張中に波長変換層１７２０間に作製される間隔と、側層材料又は追加の波長変換層１７２０の適用と、拡張可能な膜１７１０の収縮とは、波長変換層１７２０を発光デバイス１７７０上へマウントすることを可能にする。
【0055】
図１Ｎに示すように、側壁材料１７３０は、波長変換層１７２０に適用され得る。波長変換層１７２０は、ＧａＮ層１７５０上にマウントされ得、パターンサファイア基板（ＰＳＳ）パターン１７６０は、ＧａＮ層１７５０と波長変換層との間に配置され得る。活性領域１７９０は、波長変換層１７２０に向かって少なくとも部分的に発光するように構成され得、発光デバイス１７７０は、コンタクト１７８０を含み得る。光学的アイソレータ材料１７４０は、ＧａＮ層１７５０の側壁に適用され得る。拡張可能な膜１７１０は、例えば、波長変換層１７２０が発光デバイス１７７０に取り付けられた後に、波長変換層１７２０から除去され得る。
【0056】
一例として、図１Ｎのピクセル１７７５は、図１Ａ〜図１Ｃのピクセル１１１に対応し得る。具体的には、図１Ａに示すように、ピクセル１１１は、波長変換層１７２０が発光デバイス１７７０上にマウントされた後に、図１Ｎの画素１７７５に対応し得る。ピクセル１１１又は１７７５が活性化されると、エミッタのそれぞれの活性領域１７９０は、光を生成することができる。（拡張可能な膜１７１０が除去された後）、光は、波長変換層１７２０を通過し得、実質的にピクセル１７７５の表面から放射され得る。そして、波長変換層１７２０の側壁に到達する光は、側壁材料１７３０のために側壁から逃れなくてもよく、側壁材料１７３０のために側壁と交差するときに反射され得る。
【0057】
図２Ａは、一実施形態におけるＬＥＤデバイス取り付け領域３１８において基板に取り付けられたＬＥＤアレイ４１０を有する電子回路基板を示す上面図である。電子回路基板はＬＥＤアレイ４１０と共に、ＬＥＤシステム４００Ａを表す。さらに、パワー電力モジュール３１２は、Ｖｉｎ ４９７で電圧入力を受け取り、接続性及び制御モジュール３１６からの制御信号をトレース４１８Ｂ上で受け取り、トレース４１８Ａ上でＬＥＤアレイ４１０に駆動信号を提供する。ＬＥＤアレイ４１０は、パワーモジュール３１２からの駆動信号を介してオン及びオフにされる。図２Ａに示す実施形態では、接続性及び制御モジュール３１６は、トレース４１８Ｃを介してセンサモジュール３１４からセンサ信号を受信する。図１Ｎのピクセル１７７５は、図２ＡのＬＥＤアレイ４１０のピクセル内のピクセルに対応し得、図１Ｄ〜１Ｍに開示される技術によって製造され得る。
【0058】
図２Ｂは、回路基板の２つの表面に電子部品がマウントされた２チャンネル集積ＬＥＤ照明システムの一実施形態を示す。図２Ｂに示すとおり、ＬＥＤ照明システム４００Ｂは、第１表面４４５Ａを含み、第１表面４４５Ａは、その上に取り付けられたＡＣ／ＤＣコンバータ回路４１２と、調光信号及びＡＣパワー信号を受信するための入力とを有する。ＬＥＤシステム４００Ｂは、第２表面４４５Ｂを含み、第２表面４４５Ｂは、その上に取り付けられたＬＥＤアレイ４１０と、調光インターフェース回路４１５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４４０Ａ及び４４０Ｂと、マイクロコントローラ４７２を有する接続性及び制御モジュール４１６（この例では無線モジュール）とを有する。ＬＥＤアレイ４１０は、２つの独立したチャネル４１１Ａ及び４１１Ｂによって駆動される。代替的実施形態では、単一チャネルは、ＬＥＤアレイに駆動信号を提供するために用いられることができ、又は任意の数の複数チャネルは、ＬＥＤアレイに駆動信号を提供するために用いられることができる。
【0059】
ＬＥＤアレイ４１０は、２つのグループのＬＥＤデバイスを含み得る。例示的な実施形態では、グループＡのＬＥＤデバイスは第１チャネル４１１Ａに電気的に結合され、グループＢのＬＥＤデバイスは第２チャネル４１１Ｂに電気的に結合される。２つのＤＣ−ＤＣコンバータ４４０Ａ及び４４０Ｂの各々は、ＬＥＤアレイ４１０内のＬＥＤＡ及びＢのそれぞれのグループを駆動するために、それぞれ単一のチャネル４１１Ａ及び４１１Ｂを介して、それぞれの駆動電流を提供し得る。ＬＥＤグループのうちの１つのＬＥＤは、第２ＬＥＤグループのＬＥＤとは異なる色点を有する光を放出するように構成され得る。ＬＥＤアレイ４１０によって放出される光の合成色点の制御は、それぞれ、個々のＤＣ／ＤＣコンバータ回路４４０Ａ及び４４０Ｂによって、単一のチャネル４１１Ａ及び４１１Ｂを介して印加される電流及び／又はデューティサイクルを制御することによって、ある範囲内で調整されうる。図２Ｂに示される実施形態は、（図２Ａに記載されるように）センサモジュールを含まないが、代替的実施形態は、センサモジュールを含み得る。
【0060】
図示されたＬＥＤ照明システム４００Ｂは、ＬＥＤアレイ４１０と、ＬＥＤアレイ４１０を動作させるための回路と、が単一の電子回路基板上に設けられた統合システムである。回路基板４９９の同じ表面上のモジュール間の接続は、例えば、電圧、電流、及び、モジュール間の制御信号を交換するために、表面又は表面下の、トレース４３１、４３２、４３３、４３４、及び４３５などの相互接続又は金属化（図示せず）によって、電気的に結合され得る。回路基板４９９の対向する表面上のモジュール間の接続は、ビア及び金属化（図示せず）などの基板相互接続によって電気的に結合され得る。
【0061】
実施形態によれば、ＬＥＤアレイが駆動回路及び制御回路とは別の電子回路基板上にあるＬＥＤシステムが提供され得る。他の実施形態によれば、ＬＥＤシステムは、ＬＥＤアレイを、駆動回路とは別の電子回路基板上の電子機器の一部と共に有することができる。例えば、ＬＥＤシステムは、ＬＥＤアレイとは別の電子回路基板上に配置されたＬＥＤモジュールとパワー変換モジュールとを含み得る。
【0062】
実施形態によれば、ＬＥＤシステムは、マルチチャネルＬＥＤドライバ回路を含み得る。例えば、ＬＥＤモジュールは、埋め込まれたＬＥＤ較正及び設定データ、並びに、例えば、３つのグループのＬＥＤを含んでもよい。当業者は、任意の数のＬＥＤグループが１つ以上の用途と一致して使用され得ることを認識するであろう。各グループ内の個々のＬＥＤは、直列又は並列に配置され、異なる色点を有する光が提供され得る。例えば、暖白色光が第１ＬＥＤグループによって提供され、冷白色光が第２ＬＥＤグループによって提供され、中間色の白色光が第３グループによって提供され得る。
【0063】
図２Ｃは、データバス３０４を含む車両パワー３０２を含む車両ヘッドランプシステム３００の一例を示す。センサモジュール３０７は、環境条件（例えば、周囲の光条件、温度、時間、雨、霧など）、車両条件（駐車中、動作中、速度、方向）、他の車両、歩行者、物体の存在／位置などに関するデータを提供するために、データバス３０４に接続され得る。センサモジュール３０７は、図２Ａのセンサモジュール３１４と類似又は同一であり得る。ＡＣ／ＤＣコンバータ３０５は、車両電力３０２に接続され得る。図１Ｎのピクセル１７７５は、図２Ｃのアクティブヘッドランプ３３０のピクセル内のピクセルに対応し得、図１Ｄ〜１Ｍに開示される技術にしたがって製造され得る。
【0064】
図２ＣのＡＣ／ＤＣコンバータ３１２は、図２ＢのＡＣ／ＤＣコンバータ４１２と同一か、又はこれに類似し得、車両パワー３０２からＡＣパワーを受け取っり得る。それは、ＡＣ−ＤＣコンバータ４１２について図２Ｂに記載されるように、ＡＣパワーをＤＣパワーに変換し得る。車両ヘッドランプシステム３００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０５、接続性及び制御モジュール３０６、及び／又はセンサモジュール３０７によって提供される、又はそれらに基づいて提供される１つ以上の入力を受信する活性ヘッドランプ３３０を含み得る。一例として、センサモジュール３０７は、歩行者が十分に照明されないように歩行者の存在を検出することができ、これは、運転者が歩行者を見る可能性を低下させる。そのようなセンサ入力に基づいて、接続性及び制御モジュール３０６は、出力データが活性ヘッドランプ３３０内に収容されたＬＥＤアレイ内のＬＥＤのサブセットを作動させるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０５から供給される電力を使用して、活性ヘッドランプ３３０にデータを出力することができる。ＬＥＤアレイ内のＬＥＤのサブセットは、起動されると、センサモジュール３０７が歩行者の存在を感知した方向に光を発することができる。歩行者がもはや車両ヘッドランプシステムを含む車両の経路内にいないことを確認する更新データを、センサモジュール２０７が提供した後に、ＬＥＤのこれらのサブセットは不活性化され得、又は、そうでなければそれらの光ビーム方向が変更されてもよい。
【0065】
図３は、アプリケーションプラットフォーム５６０、ＬＥＤシステム５５２及び５５６、ならびに光学系５５４及び５５８を含む、例示的なシステム５５０を示す。ＬＥＤシステム５５２及び５５６は、図１Ｄ〜Ｍに開示される技術によって生成されるＬＥＤアレイを含み得る。ＬＥＤシステム５５２は、矢印５６１ａと５６１ｂとの間に示される光ビーム５６１を生成する。ＬＥＤシステム５５６は、矢印５６２ａと５６２ｂとの間に光ビーム５６２を生成し得る。図３に示す実施形態では、ＬＥＤシステム５５２から放射される光は、二次光学系５５４を通過し、ＬＥＤシステム５５６から放射される光は、二次光学系５５４を通過する。代替的実施形態では、光ビーム５６１及び５６２は、任意の二次光学系を通過しない。二次光学系は、１つ以上の光ガイドであり得るか、又は１つ以上の光ガイドを含み得る。１つ以上の光ガイドは、エッジライトであり得るか、又は光ガイドの内部エッジを画定する内部開口を有し得る。ＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６は、１つ以上の光ガイドの内部エッジ（内部開口光ガイド）又は外部エッジ（エッジライト光ガイド）に光を注入するように、１つ以上の光ガイドの内部開口に挿入され得る。ＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６のＬＥＤは、光ガイドの一部であるベースの外周の周囲に配置されてもよい。実施形態によれば、ベースは熱伝導性であり得る。実施形態によれば、ベースは、光ガイドにわたって配置された放熱要素に結合され得る。放熱要素は、熱伝導性ベースを介してＬＥＤによって生成された熱を受け取り、受け取った熱を放散するように構成されてもよい。１つ以上の光ガイドは、ＬＥＤシステム５５２及び５５６によって放出される光を、例えば、勾配、面取り分布、狭い分布、広い分布、角度分布などを用いて所望の方法で成形することを可能にする。
【0066】
例示的な実施形態では、システム５５０は、カメラ・フラッシュシ・システムの携帯電話、屋内住宅又は商業照明、街路照明などの屋外照明、自動車、医療装置、ＡＲ／ＶＲ装置、及びロボットデバイスであり得る。図２Ａに示されるＬＥＤシステム４００Ａ及び図２Ｃに示される車両ヘッドランプシステム３００は、例示的実施形態におけるＬＥＤシステム５５２及び５５６を示す。
【0067】
アプリケーションプラットフォーム５６０は、本明細書で説明するように、ライン５６５を介するパワーバスを介して又は他の適応可能な入力を介して、ＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６にパワーを提供する。さらに、アプリケーションプラットフォーム５６０は、ＬＥＤシステム５５２及びＬＥＤシステム５５６の動作のために、ライン５６５を介して入力信号を提供し得、この入力は、ユーザの入力／好み、検知された読み、予めプログラムされた、又は自律的に決定された出力などに基づき得る。１つ以上のセンサは、アプリケーションプラットフォーム５６０のハウジングの内部又は外部であり得る。代替的にあるいは付加的に、図２ＡのＬＥＤシステム４００に示されるように、各ＬＥＤシステム５５２及び５５６は、それ自体のセンサモジュール、接続性及び制御モジュール、電力モジュール、及び／又はＬＥＤデバイスを含み得る。
【0068】
実施形態において、アプリケーションプラットフォーム５６０、センサ及び／又はＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６センサは、視覚データ（例えば、ＬＩＤＡＲデータ、ＩＲデータ、カメラを介して収集されたデータなど）、音声データ、距離ベースのデータ、移動データ、環境データなど、又はそれらの組み合わせなどのデータを収集し得る。データは、物体、個人、車両などの物理的アイテム又は構成要素と関連付けられ得る。例えば、検出装置は、ＡＤＡＳ／ＡＶベースのアプリケーションのためのオブジェクト近接データを収集し得、これは、物理的なアイテム又は構成要素の検出に基づく検出及びその後の動作を優先し得る。データは、例えば、ＩＲ信号などのＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６によって光信号を放射し、放射された光信号に基づくデータの収集に基づいて収集され得る。データは、データ収集のために光信号を放出するコンポーネントとは異なるコンポーネントによって収集され得る。続いて、検出装置は、自動車上に配置され、垂直共振器表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いてビームを放出することができる。１つ以上のセンサは、放射されたビーム又は他の任意の適用可能な入力に対する応答を検知し得る。
【0069】
例示的な実施形態では、アプリケーションプラットフォーム５６０は、自動車を表し得、ＬＥＤシステム５５２及びＬＥＤシステム５５６は、自動車ヘッドライトを表し得る。様々な実施形態では、システム５５０は、ＬＥＤが選択的に活性化されて操作可能な光を提供することができる操作可能な光ビームを有する自動車を表し得る。例えば、ＬＥＤのアレイは、形状又はパターンを画定若しくは投影し、又は道路の選択された部分のみを照明するために使用され得る。例示的な実施形態では、ＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６内の赤外線カメラ又は検出器ピクセルは、照明を必要とするシーンの部分（道路、歩行者交差など）を識別するセンサ（例えば、図２Ａ及び図２Ｃのセンサモジュール３１４に類似の）であり得る。
【0070】
実施形態を詳細に説明してきたが、当業者であれば、本発明の概念の意図から逸脱することなく、本明細書に記載した実施形態に修正を加え得ることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、図示及び説明された特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。特徴及び要素は、特定の組み合わせで上述されているが、当業者は、各特徴又は要素は、単独で又は他の特徴及び要素との任意の組み合わせで使用されることができることを理解するであろう。さらに、本明細書に記載の方法は、コンピュータ又はプロセッサによる実行のためのコンピュータ読取可能媒体に組み込まれたコンピュータ・プログラム、ソフトウェア、又はファームウェアにおいて実施することができる。コンピュータ読取可能媒体の例には、電子信号（有線又は無線接続を介して送信される）及びコンピュータ読取可能記憶媒体が含まれる。コンピュータ読取可能記憶媒体の例としては、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスクのような光媒体、及びデジタル多用途ディスクが挙げられるが、これらに限定されない。