特表 2023-520120 接合構造が積層されたマルチカラーＬＥＤのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-16

(54)【発明の名称】接合構造が積層されたマルチカラーＬＥＤのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/08 20100101AFI20230509BHJP

【ＦＩ】

H01L33/08

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022549111

(86)(22)【出願日】2021-03-30

(85)【翻訳文提出日】2022-09-16

(86)【国際出願番号】 US2021024873

(87)【国際公開番号】W WO2021202521

(87)【国際公開日】2021-10-07

(31)【優先権主張番号】63/002,092

(32)【優先日】2020-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520510771

【氏名又は名称】ジェイド バード ディスプレイ（シャンハイ） リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】リ，キミン

(72)【発明者】

【氏名】スー，クンチャオ

【テーマコード（参考）】

5F241

【Ｆターム（参考）】

5F241AA01

5F241AA24

5F241AA42

5F241AA43

5F241CA12

5F241CA35

5F241CA36

5F241CA37

5F241CA38

5F241CA39

5F241CA40

5F241CB11

5F241CB25

5F241CB27

5F241FF06

(57)【要約】

単一ピクセルマルチカラーＬＥＤデバイスは、様々な色を発するために２つ以上のＬＥＤ構造を含む。２つ以上のＬＥＤ構造は、サブピクセルとして水平に形成されて、光を結合する。幾つかの実施形態では、２つ以上の発光層は集積回路を有する基板上に形成され、その２つ以上の発光層は接合層を用いて一緒に接合される。幾つかの実施形態では、２つ以上のＬＥＤ構造は、各ＬＥＤ構造の各上部発光層を利用し、各ＬＥＤ構造と共に余分な上部発光層を除去することによって形成される。幾つかの実施形態では、第１の発光層内のＰ型領域及びＮ型領域の上下配向は、第２の発光層内のＰ型領域及びＮ型領域の上下配向と異なる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイパネルのマルチカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセルデバイスであって、
下部における基板と、
前記基板の上方に１つのみの第１の発光層を有する、第１の色を発するように構成された第１のＬＥＤ構造と、
前記第１のＬＥＤ構造の上の第２のＬＥＤ構造であって、前記第２のＬＥＤ構造は、第２の色を発するように構成され、前記第１の発光層及び第２の発光層を有し、前記第２の発光層は前記第１の発光層の上方にある、第２のＬＥＤ構造と、
を備え、
前記第１の発光層は第２のタイプの層及び第１のタイプの層を含み、前記第１の発光層の前記第１のタイプの層は、前記第１の発光層の前記第２のタイプの層の上方にあり、
前記第２の発光層は第１のタイプの層及び第２のタイプの層を含み、前記第２の発光層の前記第２のタイプの層は、前記第２の発光層の前記第１のタイプの層の上方にある、マルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項2】

前記第１の発光層、前記第２の発光層、及び第３の発光層を有する、第３の色を発するように構成された第３のＬＥＤ構造を更に備え、
前記第２の発光層は前記第１の発光層の上方にあり、前記第３の発光層は前記第２の発光層の上方にあり、
前記第３の発光層は第１のタイプの層及び第２のタイプの層を含み、前記第３の発光層の前記第２のタイプの層は、前記第３の発光層の前記第１のタイプの層の上方にある、請求項１に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項3】

前記第１、第２、及び第３の発光層の各々は各ＰＮ接合を含み、前記第１のタイプの層の各々は前記ＰＮ接合のそれぞれのＰ型層であり、前記第２のタイプの層の各々は前記ＰＮ接合のそれぞれのＮ型層である、請求項２に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項4】

前記第１、第２、及び第３の発光層の各々は各ＰＮ接合を含み、前記第１のタイプの層の各々は前記ＰＮ接合のそれぞれのＮ型層であり、前記第２のタイプの層の各々は前記ＰＮ接合のそれぞれのＰ型層である、請求項２に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項5】

前記基板はＩＣ基板であり、前記マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスは、前記ＩＣ基板上に形成され、
前記第１のＬＥＤ構造における前記第１の発光層の前記第１のタイプの層は、前記ＩＣ基板を第１の電極と電気的に接続し、
前記第２のＬＥＤ構造における前記第２の発光層の前記第１のタイプの層は、前記ＩＣ基板を第２の電極と電気的に接続し、
上部透明導電層が、前記マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを覆い、前記第１のＬＥＤ構造の前記第１の発光層の前記第２のタイプの層及び前記第２のＬＥＤ構造の前記第２の発光層の前記第２のタイプの層に接触する、請求項１～４のいずれか１項に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項6】

前記第３のＬＥＤ構造における前記第３の発光層の前記第１のタイプの層は、前記ＩＣ基板を第３の電極と電気的に接続し、
前記上部透明導電層は、前記第３のＬＥＤ構造の前記第３の発光層の前記第２のタイプの層に接触する、請求項５に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項7】

絶縁層が前記上部透明導電層とマルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの表面との間に形成される、請求項５に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項8】

第１の接合層が前記ＩＣ基板と第１の発光層との間に形成され、第２の接合層が、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に形成される、請求項５に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項9】

第３の接合層が、前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に形成される、請求項８に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項10】

誘電層が、前記第１の接合層と前記第１の発光層との間に形成される、請求項８に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項11】

前記第２のＬＥＤ構造における前記第２の電極は、前記第１の接合層及び前記第２の接合層に電気的に接触する、請求項８に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項12】

前記第３のＬＥＤ構造における電極が、前記第１の接合層、前記第２の接合層、及び前記第３の接合層に電気的に接触する、請求項９に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項13】

前記第２のタイプの層は、前記第１のＬＥＤ構造における前記第１のタイプの層の外部に水平に延びる突起部を有し、
開口部が、前記突起部を覆う絶縁層に形成され、
前記上部透明導電層は前記突起部上の前記開口部に堆積する、請求項７に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項14】

前記第１のＬＥＤ構造における前記第１の電極の第１の端部は、前記第１の発光層の前記第１のタイプの層の上面に接し、前記第１の電極の第２の端部は前記ＩＣ基板に接し、
前記上部透明導電層は、前記第１のＬＥＤ構造における前記第１の発光層の前記第２のタイプの層に接し、
前記第２のＬＥＤ構造における前記第２の電極の第１の端部は、前記第２の発光層における前記第１のタイプの層の下部に接続し、前記第２の電極の第２の端部は前記ＩＣ基板に接し、前記第２の電極の側壁は、前記第２のＬＥＤ構造における前記第１の発光層の側壁に接触し、
前記上部透明導電層は、前記第２の発光層における前記第２のタイプの層の上面に接する、請求項５に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項15】

前記第３のＬＥＤ構造における前記第３の電極の第１の端部は、前記第３の発光層における前記第１のタイプの層の下部に電気的に接続し、前記第３の電極の第２の端部は前記ＩＣ基板に接し、前記第３の電極の側壁は、前記第３のＬＥＤ構造における前記第２の発光層及び前記第１の発光層の側壁に接し、
前記上部透明導電層は、前記第３の発光層における第２のタイプの層の上面に接する、請求項６に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイス。

【請求項16】

ディスプレイパネルのマルチカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセルデバイスを作製する方法であって、
第１の基板を提供することと、
前記第１の基板上に第１のＬＥＤ発光層を作製することと、
第２の基板を提供することと、
前記第２の基板上に第２のＬＥＤ発光層を作製することと、
第１の金属接合層を用いて前記第１のＬＥＤ発光層及び前記第２のＬＥＤ発光層を一緒に接合することと、
前記第２の基板を除去することと、
第３の基板を提供することと、
前記第３の基板上に第３のＬＥＤ発光層を作製することと、
第２の金属接合層を用いて前記第２のＬＥＤ発光層及び前記第３のＬＥＤ発光層を一緒に接合することと、
前記第１の基板を除去することと、
前記第３の基板を除去することと、
第３の金属接合層を用いて前記第１のＬＥＤ発光層及び集積回路（ＩＣ）を有する第４の基板を一緒に接合することと、
を含む、方法。

【請求項17】

前記第１の基板を除去した後、前記第１のＬＥＤ発光層上に誘電層を作製することを更に含み、前記誘電層の場所は、前記第１のＬＥＤ発光層と第３の金属接合層との間である、請求項１６に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを作製する方法。

【請求項18】

前記第２のＬＥＤ発光層及び前記第３のＬＥＤ発光層を除去している間、前記第１のＬＥＤ発光層を使用して第１のＬＥＤ構造をパターニングすることと、
前記第３のＬＥＤ発光層を除去している間、前記第１のＬＥＤ発光層及び前記第２のＬＥＤ発光層を使用して第２のＬＥＤ構造をパターニングすることと、
前記第１のＬＥＤ発光層、前記第２のＬＥＤ発光層、及び前記第３のＬＥＤ発光層を使用して第３のＬＥＤ構造をパターニングすることと、
を更に含む請求項１６又は１７に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを作製する方法。

【請求項19】

第１の電極を堆積させて、前記第１のＬＥＤ発光層の第１のＰ型領域を前記第１のＬＥＤ構造における前記第４の基板上の前記ＩＣと電気的に接続することと、
第２の電極を堆積させて、前記第２のＬＥＤ発光層の第２のＰ型領域を前記第２のＬＥＤ構造における前記第４の基板上の前記ＩＣと電気的に接続することと、
第３の電極を堆積させて、前記第３のＬＥＤ発光層の第３のＰ型領域を前記第３のＬＥＤ構造における前記第４の基板上の前記ＩＣと電気的に接続することと、
共通電極を堆積させて、前記第１のＬＥＤ構造における前記第１のＬＥＤ発光層の第１のＮ型領域、前記第２のＬＥＤ構造における前記第２のＬＥＤ発光層の第２のＮ型領域、及び前記第３のＬＥＤ構造における前記第３のＬＥＤ発光層の第３のＮ型領域を接地に電気的に接続することと、
を更に含む請求項１８に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを作製する方法。

【請求項20】

前記第１のＰ型領域は、前記第１のＬＥＤ発光層の上層にあり、前記第１のＮ型領域は、前記第１のＬＥＤ発光層の下層にあり、
前記第２のＰ型領域は、前記第２のＬＥＤ発光層の下層にあり、前記第２のＮ型領域は、前記第２のＬＥＤ発光層の上層にあり、
前記第３のＰ型領域は、前記第３のＬＥＤ発光層の下層にあり、前記第３のＮ型領域は、前記第３のＬＥＤ発光層の上層にある、請求項１９に記載のマルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを作製する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
[0001] 本願は、２０２０年３月３０日付けで出願された「SYSTEMS AND METHODS FOR MULTI-COLOR LED WITH STACKED BONDING STRUCTURES」という名称の米国仮特許出願第６３／００２，０９２号の優先権を主張するものであり、これは参照により本明細書に援用される。

【0002】

技術分野
[0002] 本開示は、一般的には発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイデバイスに関し、より詳細には、マイクロメートル規模のピクセルサイズを有する異なる色を発するＬＥＤ半導体デバイス及び接合層のシステム及び作製方法に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
[0003] 近年のミニＬＥＤ及びマイクロＬＥＤ技術の発展に伴い、拡張現実（ＡＲ）、プロジェクション、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、モバイルデバイスディスプレイ、ウェアラブルデバイスディスプレイ、及び自動車ディスプレイ等の消費者デバイス及び用途では、解像度が改善されたＬＥＤパネル及び高歩留まり作製プロセスが必要とされる。例えば、ゴーグル内に統合され、着用者の目の近くに位置するＡＲディスプレイは、ＨＤ精細（１２８０×７２０ピクセル）以上をなお必要としながら、爪ほどの大きさを有し得る。多くの電子デバイスは、ＬＥＤパネルに対して特定のピクセルサイズ、隣接ピクセル間距離、輝度、及び視野角を必要とする。

【0004】

[0004] 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）技術と組み合わせたアクティブマトリックス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイもまた、今日の商用電子デバイスでますます人気になりつつある。これらのディスプレイは、ラップトップパーソナルコンピュータ、スマートフォン、及び個人情報端末で広く使用されている。数百万ものピクセルが一緒になって画像をディスプレイ上に作り出す。ＴＦＴは各ピクセルを個々にオンオフして、ピクセルを明るく又は暗くするスイッチとして作用し、各ピクセル及びディスプレイ全体の好都合で効率的な制御を可能にする。

【0005】

[0005] しかしながら、従来のＬＣＤディスプレイには光効率が低いという欠点があり、消費電力が高くなり、電池の動作時間が制限されることになる。アクティブマトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイパネルは一般にＬＣＤパネルよりも消費電力が低いが、ＡＭＯＬＥＤディスプレイパネルはそれでもなお、電池動作式デバイスでは大きな電力消費者である。電池寿命を延ばすために、ディスプレイパネルの消費電力を下げることが望ましい。

【0006】

[0006] 従来の無機半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）は、優れた光効率を示してきており、それにより、アクティブマトリックスＬＥＤディスプレイは電池動作式電子機器に対してより望ましいものになっている。駆動回路のアレイ及び発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して数百万ものピクセルを制御し、画像をディスプレイ上に表示する。単色ディスプレイパネル及びフルカラーディスプレイパネルは両方とも、多種多様な作製法に従って製造することができる。

【0007】

[0007] しかしながら、ピクセル駆動回路アレイを有する数千、更には数百万もの微小ＬＥＤを集積することはかなり難しい。種々の作製法が提案されてきている。一手法では、制御回路が１つの基板上に作製され、ＬＥＤは別個の基板上に作製される。ＬＥＤは中間基板に移され、元の基板は除去される。次に、中間基板上のＬＥＤは一度に１つ又は数個ずつ、制御回路を有する基板上にピックアンドプレースされる。しかしながら、この作製プロセスは非効率であり、コストがかかり、且つ信頼性が低い。加えて、微小ＬＥＤを大量に移送する既存の製造ツールは存在しない。したがって、新しいツールが開発される必要がある。

【0008】

[0008] 別手法では、元の基板を有するＬＥＤアレイ全体が制御回路に位置合わせされ、金属接合を使用して制御回路に接合される。ＬＥＤが作製された基板は最終製品に残り、光クロストークの原因となり得る。さらに、２つの異なる基板間の熱的不整合が、接合境界面に応力を生じさせ、信頼性の問題を生じさせる恐れがある。さらに、マルチカラーンディスプレイパネルでは通常、単色ディスプレイパネルと比較して多くのＬＥＤ及び異なる色のＬＥＤを異なる基板材料上に成長させる必要があり、それ故、従来の製造プロセスを更に複雑且つ非効率にする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

[0009] したがって、特に、１つまたは複数の上記欠点に対処する、ディスプレイパネルのＬＥＤ構造を提供することが望ましい。

【0010】

概要
[0010] 上記等の従来のディスプレイシステムの１つまたは複数の欠点を改善し、対処するのに役立つ改良されたマルチカラーＬＥＤが必要とされる。特に、低消費電力を効率的に維持しながら、作製効率、信頼性、及び解像度を同時に改善することができるＬＥＤデバイス構造が必要とされる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

[0011] ディスプレイパネルは、赤、緑、及び青等の色の混合を使用して種々の色を表示する。ディスプレイパネルの各ピクセルは、赤サブピクセル、緑サブピクセル、及び青サブピクセル等のサブピクセルを含む。特定のピクセルの色は、サブピクセルからの色の重ね合わせに基づいて決まる。ディスプレイパネルによって形成される画像は、各ピクセルによって形成される組合せに依存する。

【0012】

[0012] 本明細書に記載されるマルチカラーＬＥＤデバイスは、ディスプレイパネル上のピクセルエリア内の別個のエリアに水平に配置された少なくとも２つのマイクロＬＥＤ構造を統合する。幾つかの実施形態では、複数の発光層が、マルチカラーＬＥＤデバイスの開始構造として積層構造に接合することによって作製される。複数の発光層の各々は、別個の色を発するように構成される。発光層の数は、ディスプレイパネルのピクセルエリア内のＬＥＤ構造の数に対応する。例えば、マルチカラーＬＥＤデバイスが２つのサブピクセルを示す場合、マルチカラーＬＥＤ作製プロセス中に必要とされる積層発光層の数は２である。別の例では、マルチカラーＬＥＤデバイスが３つのサブピクセルを含む場合、マルチカラーＬＥＤ作製プロセス中に必要とされる積層発光層の数は３である。

【0013】

[0013] 幾つかの実施形態では、積層多層構造における上部発光層の色が、マルチカラーＬＥＤデバイス内の個々のＬＥＤ構造の発光色を決める。複数の発光層からの種々の色を有するＬＥＤ構造を形成するために、マルチカラーＬＥＤデバイス内の個々のＬＥＤ構造の作製プロセスにおいて追加の上層が除去される。例えば、積層構造において、上部発光層は赤色光を発するように構成され、中間発光層は緑色光を発するように構成され、下部発光層は青色光を発するように構成される。上部の２つの発光層を除去することにより、青色ＬＥＤ構造を形成することができる。上部発光層及を除去し、下部発光層を短絡させることにより、緑色ＬＥＤ構造を形成することができる。赤色ＬＥＤ構造は、中間及び下部発光層を短絡させながら、いかなる発光層も除去せずに形成することができる。

【0014】

[0014] ピッチとは、ディスプレイパネル上の隣接ピクセルの中心間距離を指す。幾つかの実施形態では、ピッチは約２０μｍから、約１０μｍから、及び／又は好ましくは約５μｍ以下から約４０μｍまで様々であることができる。ピッチ低減に多くの尽力がなされてきた。ピッチ仕様が決定される場合、１つのピクセルエリアは固定される。

【0015】

[0015] 非効率的なピックアンドプレースプロセスに頼るマイクロＬＥＤディスプレイチップの従来の作製プロセスと比較して、本明細書に開示されるマルチカラーマイクロＬＥＤ作製プロセスは、マイクロＬＥＤデバイス作製の効率及び信頼性を効率的に上げ、マルチカラーＬＥＤピクセルデバイス構造を簡素化し、ＬＥＤデバイスのエピタキシャル層へのダメージを低減する。例えば、複数のＬＥＤ発光層は、ピクセル駆動回路を有する基板に直接接合することができる。加えて、マイクロＬＥＤ構造の基板は最終的なマルチカラーデバイスに残らず、したがって、クロストーク及びミスマッチを低減することができる。

【0016】

[0016] 加えて、各ＬＥＤ発光層はＰＮ接合であるため、幾つかの実施形態では、積層構造における各ＬＥＤ発光層内のＰ型領域及びＮ型領域の相対位置、例えば上位置及び上位置は一貫しない。これにより、マルチカラーＬＥＤ構造内の電極接続の柔軟性及び効率が可能になる。

【0017】

[0017] 幾つかの実施形態では、ディスプレイパネルのマルチカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセルデバイスは、下部における基板と、基板の上方に１つのみの第１の発光層を有する、第１の色を発するように構成された第１のＬＥＤ構造と、第１のＬＥＤ構造の上の第２のＬＥＤ構造であって、第２のＬＥＤ構造は、第２の色を発するように構成され、第１の発光層及び第２の発光層を有し、第２の発光層は第１の発光層の上方にある、第２のＬＥＤ構造とを含む。幾つかの実施形態では、第１の発光層は第２のタイプの層及び第１のタイプの層を含み、第１の発光層の第１のタイプの層は、第１の発光層の第２のタイプの層の上方にあり、第２の発光層は第１のタイプの層及び第２のタイプの層を含み、第２の発光層の第２のタイプの層は、第２の発光層の第１のタイプの層の上方にある。

【0018】

[0018] 幾つかの実施形態では、マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスは、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層を有する、第３の色を発するように構成された第３のＬＥＤ構造を更に含む。幾つかの実施形態では、第２の発光層は第１の発光層の上方にあり、第３の発光層は第２の発光層の上方にあり、第３の発光層は第１のタイプの層及び第２のタイプの層を含み、第３の発光層の第２のタイプの層は、第３の発光層の第１のタイプの層の上方にある。

【0019】

[0019] 幾つかの実施形態では、第１、第２、及び第３の発光層の各々は各ＰＮ接合を含み、第１のタイプの層の各々はＰＮ接合のそれぞれのＰ型層であり、第２のタイプの層の各々はＰＮ接合のそれぞれのＮ型層である。

【0020】

[0020] 幾つかの実施形態では、第１、第２、及び第３の発光層の各々は各ＰＮ接合を含み、第１のタイプの層の各々はＰＮ接合のそれぞれのＮ型層であり、第２のタイプの層の各々はＰＮ接合のそれぞれのＰ型層である。

【0021】

[0021] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、基板はＩＣ基板であり、マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスは、ＩＣ基板上に形成され、第１のＬＥＤ構造における第１の発光層の第１のタイプの層は、ＩＣ基板を第１の電極と電気的に接続し、第２のＬＥＤ構造における第２の発光層の第１のタイプの層は、ＩＣ基板を第２の電極と電気的に接続し、上部透明導電層が、マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを覆い、第１のＬＥＤ構造の第１の発光層の第２のタイプの層及び第２のＬＥＤ構造の第２の発光層の第２のタイプの層に接触する。

【0022】

[0022] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、第３のＬＥＤ構造における第３の発光層の第１のタイプの層は、ＩＣ基板を第３の電極と電気的に接続し、上部透明導電層は、第３のＬＥＤ構造の第３の発光層の第２のタイプの層に接触する。

【0023】

[0023] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、絶縁層が上部透明導電層とマルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの表面との間に形成される。

【0024】

[0024] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、第１の接合層がＩＣ基板と第１の発光層との間に形成され、第２の接合層が、第１の発光層と第２の発光層との間に形成される。

【0025】

[0025] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、第３の接合層が、第２の発光層と第３の発光層との間に形成される。

【0026】

[0026] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、誘電層が、第１の接合層と第１の発光層との間に形成される。

【0027】

[0027] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、第２のＬＥＤ構造における電極は、第１の接合層及び第２の接合層に電気的に接触する。

【0028】

[0028] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、第３のＬＥＤ構造における電極が、第１の接合層、第２の接合層、及び第３の接合層に電気的に接触する。

【0029】

[0029] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、第２のタイプの層は、第１のＬＥＤ構造における第１のタイプの層の外部に水平に延びる突起部を有し、開口部が、突起部を覆う絶縁層に形成され、上部透明導電層は突起部上の開口部に堆積する。

【0030】

[0030] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、第１のＬＥＤ構造における第１の電極の第１の端部は、第１の発光層の第１のタイプの層の上面に接し、第１の電極の第２の端部はＩＣ基板に接し、上部透明導電層は、第１のＬＥＤ構造における第１の発光層の第２のタイプの層に接し、第２のＬＥＤ構造における第２の電極の第１の端部は、第２の発光層における第１のタイプの層の下部に接続し、第２の電極の第２の端部はＩＣ基板に接し、第２の電極の側壁は、第２のＬＥＤ構造における第１の発光層の側壁に接触し、上部透明導電層は、第２の発光層における第２のタイプの層の上面に接する。

【0031】

[0031] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスの幾つかの実施形態では、第３のＬＥＤ構造における第３の電極の第１の端部は、第３の発光層における第１のタイプの層の下部に電気的に接続し、第３の電極の第２の端部はＩＣ基板に接し、第３の電極の側壁は、第３のＬＥＤ構造における第２の発光層及び第１の発光層の側壁に接し、上部透明導電層は、第３の発光層における第２のタイプの層の上面に接する。

【0032】

[0032] 幾つかの実施形態では、ディスプレイパネルのマルチカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセルデバイスを作製する方法は、第１の基板を提供することと、第１の基板上に第１のＬＥＤ発光層を作製することと、第２の基板を提供することと、第２の基板上に第２のＬＥＤ発光層を作製することと、第１の金属接合層を用いて第１のＬＥＤ発光層及び第２のＬＥＤ発光層を一緒に接合することと、第２の基板を除去することと、第３の基板を提供することと、第３の基板上に第３のＬＥＤ発光層を作製することと、第２の金属接合層を用いて第２のＬＥＤ発光層及び第３のＬＥＤ発光層を一緒に接合することと、第１の基板を除去することと、第３の基板を除去することと、第３の金属接合層を用いて第１のＬＥＤ発光層及び集積回路（ＩＣ）を有する第４の基板を一緒に接合することとを含む。

【0033】

[0033] 幾つかの実施形態では、マルチカラーＬＥＤピクセルを作製する方法は、第１の基板を除去した後、第１のＬＥＤ発光層上に誘電層を作製することを更に含む。幾つかの実施形態では、誘電層の場所は、第１のＬＥＤ発光層と第３の金属接合層との間である。

【0034】

[0034] 幾つかの実施形態では、マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを作製する方法は、第２のＬＥＤ発光層及び第３のＬＥＤ発光層を除去している間、第１のＬＥＤ発光層を使用して第１のＬＥＤ構造をパターニングすることと、第３のＬＥＤ発光層を除去している間、第１のＬＥＤ発光層及び第２のＬＥＤ発光層を使用して第２のＬＥＤ構造をパターニングすることと、第１のＬＥＤ発光層、第２のＬＥＤ発光層、及び第３のＬＥＤ発光層を使用して第３のＬＥＤ構造をパターニングすることとを更に含む。

【0035】

[0035] 幾つかの実施形態では、マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを作製する方法は、第１の電極を堆積させて、第１のＬＥＤ発光層の第１のＰ型領域を第１のＬＥＤ構造における第４の基板上のＩＣと電気的に接続することと、第２の電極を堆積させて、第２のＬＥＤ発光層の第２のＰ型領域を第２のＬＥＤ構造における第４の基板上のＩＣと電気的に接続することと、第３の電極を堆積させて、第３のＬＥＤ発光層の第３のＰ型領域を第３のＬＥＤ構造における第４の基板上のＩＣと電気的に接続することと、共通電極を堆積させて、第１のＬＥＤ構造における第１のＬＥＤ発光層の第１のＮ型領域、第２のＬＥＤ構造における第２のＬＥＤ発光層の第２のＮ型領域、及び第３のＬＥＤ構造における第３のＬＥＤ発光層の第３のＮ型領域を接地に電気的に接続することとを更に含む。

【0036】

[0036] マルチカラーＬＥＤピクセルデバイスを作製する方法の幾つかの実施形態では、第１のＰ型領域は、第１のＬＥＤ発光層の上層にあり、第１のＮ型領域は、第１のＬＥＤ発光層の下層にあり、第２のＰ型領域は、第２のＬＥＤ発光層の下層にあり、第２のＮ型領域は、第２のＬＥＤ発光層の上層にあり、第３のＰ型領域は、第３のＬＥＤ発光層の下層にあり、第３のＮ型領域は、第３のＬＥＤ発光層の上層にある。

【0037】

[0037] 本明細書に開示されるマルチカラーＬＥＤデバイス及びシステムのコンパクトな設計は、側方に異なる発光層を利用し、それにより、作製ステップの複雑性を下げ、ＬＥＤディスプレイシステムの全体の性能対価格比を上げる。さらに、マルチカラーＬＥＤディスプレイシステムの作製は、追加の基板を使用又は保持することなく、ＬＥＤ構造パターンを確実且つ効率的に形成することができる。したがって、マルチカラーＬＥＤディスプレイシステムの実施は、従来のＬＥＤの使用と比較して、ＡＲ及びＶＲ、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、モバイルデバイスディスプレイ、ウェアラブルデバイスディスプレイ、高精細小型プロジェクタ、及び自動車ディスプレイの厳しいディスプレイ要件を満たすことができる。

【0038】

[0038] なお、上述した種々の実施形態は、本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる。本明細書に記載の特徴及び利点は全てを包含するものではなく、特に、多くの追加の特徴及び利点が、図面、明細書、及び特許請求の範囲に鑑みて当業者に明らかになろう。さらに、本明細書で使用される用語が主に、読みやすさ及び教示目的で選択されており、本発明の趣旨の線引き又は制限のために選択されていないことがあることに留意されたい。

【0039】

図面の簡単な説明
[0039] 本開示を更に詳細に理解することができるように、幾つかを添付図面に示す種々の実施形態の特徴を参照することにより、より具体的な説明を行い得る。しかしながら、添付図面は単に本開示の関連する特徴を示すだけであり、したがって、限定ではなく説明と見なされるべきであり、他の有効な特徴を認め得る。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1A】[0040]幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイスの断面図である。

【図1B】[0041]幾つかの実施形態による二色ＬＥＤデバイスの断面図である。

【図2】[0042]幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイスの上面図を示す。

【図3A】[0043]幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイスを形成するための多層構造の断面図である。

【図3B】[0044]幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイスを形成するための多層構造の断面図である。

【図3C】[0045]幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイスを形成するための多層構造の断面図である。

【図3D】[0046]幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイスを形成するための多層構造の断面図である。

【図4】[0047]幾つかの実施形態によるマイクロＬＥＤディスプレイパネルの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

[0048] 一般的な実施によれば、図面に示す種々の特徴は一定の比率で描かれているわけではない。したがって、種々の特徴の寸法は、明確にするために任意に拡大又は縮小されていることがある。加えて、図面によっては、所与のシステム、方法、又はデバイスの構成要素を全ては示していないものがある。最後に、同様の参照番号は、本明細書及び図全体を通して同様の特徴を示すのに使用し得る。

【0042】

詳細な説明
[0049] 添付図面に示す実施形態例を完全に理解するために、多くの詳細が本明細書に記載される。しかしながら、幾つかの実施形態は、具体的な多くの詳細なしで実施し得、特許請求の範囲は、特許請求の範囲に特に記載される特徴及び態様によってのみ限定される。さらに、本明細書に記載の実施形態の関連する態様を不必要に曖昧にしないように、周知のプロセス、構成要素、及び材料については精緻に詳述していない。

【0043】

[0050] 一般に、少なくとも赤、緑、及び青の色が重ねられて、多様な色を再現する。幾つかの場合、少なくとも赤、緑、及び青の色をピクセルエリア内に含めるために、別個の単色ＬＥＤ構造がピクセルエリア内の異なる非重複ゾーンに作製される。

【0044】

[0051] 図１Ａは、幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイス１００の断面図である。幾つかの実施形態では、三色ＬＥＤデバイス１００は、ディスプレイパネルにおけるピクセルエリア内の単一のピクセルデバイスである。幾つかの実施形態では、三色ＬＥＤデバイスは３つのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３を含む。各ＬＥＤ構造は、単一のピクセルエリア内のサブピクセルである。幾つかの実施形態では、３つのＬＥＤ構造は各々、単一の色を発し、例えば、ＬＥＤ構造０１は青色光を発し、ＬＥＤ構造０２は緑色光を発し、ＬＥＤ構造０３は赤色光を発する。幾つかの実施形態では、３つのＬＥＤ構造によって発せられる色は異なり、別個である。

【0045】

[0052] 幾つかの実施形態では、ディスプレイパネルは、数百万個のピクセル等の複数のピクセルを含み、各ピクセルは三色ＬＥＤデバイスを含む。幾つかの実施形態では、ＬＥＤデバイスはマイクロＬＥＤであることができる。マイクロＬＥＤは典型的には、５０マイクロメートル（μｍ）以下の側方寸法を有し、１０μｍ未満、さらにはわずか数μｍの側方寸法を有することができる。

【0046】

[0053] 幾つかの実施形態では、三色ＬＥＤデバイスは基板０７を含む。便宜上、「アップ」は基板０７から離れることを意味し、「ダウン」は基板０７に向かうことを意味し、上、下、上方、下方、下に、下で等の他の方向用語はそれに従って解釈される。支持基板０７は、個々の駆動回路０６のアレイが上に作製される基板である。幾つかの実施形態では、駆動回路は基板０７の上又は微小三色ＬＥＤ構造１００の上の層の１つに配置することもできる。各駆動回路はピクセル駆動回路０６である。幾つかの場合、ピクセル駆動回路は薄膜トランジスタピクセル駆動回路又はシリコンＣＭＯＳピクセル駆動回路である。一実施形態では、基板０７はＳｉ基板である。別の実施形態では、支持基板０７は透明基板、例えばガラス基板である。他の基板例には、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、及びサファイア基板がある。駆動回路０６は、個々の三色ＬＥＤデバイス１００の動作を制御する個々のピクセル駆動回路を形成する。基板０７上の回路は、個々の各ピクセル駆動回路０６への接点を含むとともに、接地接点も含む。各マイクロＬＥＤ構造０１、０２、及び０３は２つのタイプの接点も有する：各駆動回路０６に接続される１０３、２０３、及び３０３等のＰ電極又はアノード並びに接地（即ち共通電極）に接続される層０５等のＮ電極又はカソード。

【0047】

[0054] 幾つかの実施形態では、駆動回路０６、例えばピクセル駆動回路は幾つかのトランジスタ及びキャパシタ（図１Ａに示されず）を含む。トランジスタは、電源に接続された駆動トランジスタと、走査信号バス線に接続されたゲートが構成された制御トランジスタとを含む。キャパシタは、走査信号が他のピクセルを設定している間、駆動トランジスタのゲート電圧を維持する使用されるストレージキャパシタを含む。

【0048】

[0055] 幾つかの特徴は用語「層」を用いて本明細書に記載されるが、そのような特徴は１つの層に限定されず、複数の副層を含み得ることを理解されたい。幾つかの場合、「構造」は「層」の形態をとることができる。

【0049】

[0056] 幾つかの実施形態では、３つのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３は各々、多くとも３つの発光層３０２、２０２、及び１０２を含む。例えば、ＬＥＤ構造０１は１つの発光層１０２を含む。幾つかの実施形態では、金属接合層１０１が発光層１０２と基板０７及び／又は駆動回路０６との間にある。幾つかの実施形態では、任意選択的な誘電層１０６（図１Ａに示されず）が、金属接合層１０１と発光層１０２との間に配置される。

【0050】

[0057] ＬＥＤ構造０２は２つの発光層１０２及び２０２を含み、発光層２０２は発光層１０２の上方にある。幾つかの実施形態では、金属接合層２０１が発光層１０２と発光層２０２との間にある。幾つかの実施形態では、金属接合層１０１は発光層１０２と基板０７及び／又は駆動回路０６との間にある。幾つかの実施形態では、任意選択的な誘電層１０６（図１Ａに示されず）が金属接合層１０１と発光層１０２との間に配置される。

【0051】

[0058] ＬＥＤ構造０３は３つの発光層１０２、２０２、及び３０２を含み、発光層３０２は発光層２０２の上方にあり、発光層２０２は発光層１０２の上方にある。幾つかの実施形態では、金属接合層３０１が発光層２０２と発光層３０２との間にある。幾つかの実施形態では、金属接合層２０１が発光層１０２と発光層２０２との間にある。幾つかの実施形態では、金属接合層１０１が発光層１０２と基板０７及び／又は駆動回路０６との間にある。幾つかの実施形態では、任意選択的な誘電層１０６（図１Ａに示されず）が金属接合層１０１と発光層１０２との間に配置される。

【0052】

[0059] 幾つかの実施形態では、発光層１０２は青色光を発するように構成される。幾つかの実施形態では、発光層２０２は緑色光を発するように構成される。幾つかの実施形態では、発光層３０２は赤色光を発するように構成される。

【0053】

[0060] 幾つかの実施形態では、３つのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３にわたる種々の層が、作製中、同じステップ及び／又は同じプロセスで形成される。例えば、金属接合層１０１は、３つ全てのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３にわたり同じステップ及び／又は同じプロセスで形成される。例えば、任意選択的な誘電層１０６（図１Ａに示されず）は、金属接合層１０１と発光層１０２との間に、３つ全てのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３にわたって同じステップ及び／又は同じプロセスで形成される。例えば、発光層１０２は、３つ全てのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３にわたって同じステップ及び／又は同じプロセスで形成される。例えば、金属接合層２０１は、２つのＬＥＤ構造０２及び０３にわたって同じステップ及び／又は同じプロセスで形成される。例えば、発光層２０２は、２つのＬＥＤ構造０２及び０３にわたって同じステップ及び／又は同じプロセスで形成される。

【0054】

[0061] 幾つかの実施形態では、電極１０３が、成膜又は蒸着を介してＬＥＤ構造０１の側壁に配置され、下部金属接合層１０１から青色ＬＥＤ発光層１０２の上部領域又は上層１０２－１まで延在する。幾つかの実施形態では、電極１０３はＰ電極である。幾つかの実施形態では、電極１０３は、金属接合層１０１を通して駆動回路０６に接続される。幾つかの実施形態では、駆動回路０６は、Ｐ電極１０３を制御する集積回路である。幾つかの実施形態では、二酸化ケイ素層等の絶縁層０４が、ＬＥＤ構造０１の表面及び側壁に成膜又は堆積する。幾つかの実施形態では、絶縁層０４は電極１０３の周囲にも延在して、電極１０３が、金属接合層１０１及び青色ＬＥＤ発光層１０２の上部領域又は上層１０２－１以外のＬＥＤ構造０１における他の特徴又は層（図１Ａに示されず）に触れないようにする。幾つかの実施形態では、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層等の透明導電層０５が絶縁層０４の上部に成膜される。透明導電層０５は、Ｎ電極又は共通電極として、絶縁層０４にエッチングされた開口部１０４を通して青色ＬＥＤ発光層１０２の下部領域又は下層に接続する。幾つかの実施形態では、図１Ａに示すように、発光層１０２の下部領域又は下層は、同じ発光層１０２の上部領域又は上層１０２－１よりも長い水平寸法を有する突出領域１０２－２を有する。突出部１０２－２は透明導電層０５に接続する。ＬＥＤ構造０３は、青色ＬＥＤ発光層１０２から光を発する。

【0055】

[0062] 幾つかの実施形態では、電極２０３が、成膜又は蒸着を介してＬＥＤ構造０２の側壁に配置され、下部金属接合層１０１から金属接合層２０１まで延在する。幾つかの実施形態では、図１Ａに示すように、電極２０３は金属接合層２０１の上部に接続する。電極２０３は、青色ＬＥＤ発光層１０２等の、２つの金属接合層１０１と２０１との間にあるＬＥＤ発光層を短絡させる。幾つかの実施形態では、電極２０３は、金属接合層２０１を通して発光層２０２の下部領域又は下層に接続するＰ電極である。幾つかの実施形態では、電極２０３は、金属接合層１０１を通して駆動回路０６に接続される。幾つかの実施形態では、駆動回路０６は、Ｐ電極２０３を制御する集積回路である。幾つかの実施形態では、二酸化ケイ素等の絶縁層０４が、ＬＥＤ構造０２の表面及び側壁に成膜又は堆積する。幾つかの実施形態では、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層等の透明導電層０５が絶縁層０４の上部に成膜される。透明導電層０５は、Ｎ電極又は共通電極として、絶縁層０４にエッチングされた開口部２０４を通して緑色ＬＥＤ発光層２０２の上部領域又は上層に接続する。青色ＬＥＤ発光層１０２はＬＥＤ構造０２において短絡するため、光はＬＥＤ発光層１０２から発せられず、ＬＥＤ構造０２は緑色ＬＥＤ発光層２０２から光を発する。

【0056】

[0063] 幾つかの実施形態では、電極３０３が、成膜又は蒸着を介してＬＥＤ構造０３の側壁に配置され、図１Ａに示すように、下部金属接合層１０１から上部金属接合層３０１まで延在する。幾つかの実施形態では、電極３０３は金属接合層３０１の上部に接続する。幾つかの実施形態では、電極３０３は、青色ＬＥＤ発光層１０２、緑色ＬＥＤ発光層２０２、及び金属接合層２０１等の、２つの金属接合層１０１と３０１との間のＬＥＤ発光層及び金属接合層と電気的に接触する。幾つかの実施形態では、電極３０３は、青色ＬＥＤ発光層１０２、緑色ＬＥＤ発光層２０２、及び金属接合層２０１等の、２つの金属接合層１０１と３０１との間のＬＥＤ発光層及び金属接合層を短絡させる。幾つかの実施形態では、電極３０３は、金属接合層３０１を通して発光層３０２の下部領域又は下層に接続するＰ電極である。幾つかの実施形態では、電極３０３は金属接合層１０１を通して駆動回路０６に接続される。幾つかの実施形態では、駆動回路０６は、Ｐ電極３０３を制御する集積回路である。幾つかの実施形態では、二酸化ケイ素層等の絶縁層０４が、ＬＥＤ構造０３の表面及び側壁に成膜又は堆積する。幾つかの実施形態では、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層等の透明導電層０５は絶縁層０４の上部に成膜される。透明導電層０５は、Ｎ電極又は共通電極として、絶縁層０４にエッチングされた開口部３０４を通して赤色ＬＥＤ発光層３０２の上部領域又は上層に接続する。青色ＬＥＤ発光層１０２及び緑色ＬＥＤ発光層２０２はＬＥＤ構造０３において短絡するため、光は青色ＬＥＤ発光層１０２及び緑色ＬＥＤ発光層２０２から発せられず、ＬＥＤ構造０３は光を赤色ＬＥＤ発光層３０２から発する。

【0057】

[0064] 幾つかの実施形態では、１０２、２０２、及び３０２等のＬＥＤ発光層は、異なる組成を有する多くのエピタキシャルサブ層を含む。ＬＥＤ発光層の例には、ＩＩＩ－Ｖ族窒化物、ＩＩＩ－Ｖ族ヒ化物、ＩＩＩ－Ｖ族リン化物、及びＩＩＩ－Ｖ族アンチモン化物エピタキシャル構造がある。ＬＥＤ発光層の例には、ＧａＮ系ＵＶ／青／緑色発光層、ＡｌＩｎＧａＰ系赤／橙色発光層、及びＧａＡｓ又はＩｎＰ系赤外線（ＩＲ）発光層がある。

【0058】

[0065] 幾つかの実施形態では、各ＬＥＤ構造０１、０２、及び０３は個々に制御されて、個々の光を生成することができる。幾つかの実施形態では、三色ＬＥＤデバイス１００における全てのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３の動作から生じる三色ＬＥＤデバイス１００からの結合光は、小さなフットプリント内のディスプレイパネル上の単一ピクセルの色を変更することができる。

【0059】

[0066] 幾つかの実施形態では、三色ＬＥＤデバイス１００の設計に応じて、同じデバイスに含まれるＬＥＤ構造の発色は、赤、緑、及び青に限定されない。例えば、適した色は、可視色範囲の３８０ｎｍから７００ｎｍの波長の異なる色の範囲から選択することができる。幾つかの実施形態では、紫外線及び赤外線等の不可視範囲からの他の色を発するＬＥＤ構造を実施することができる。例えば、三色ＬＥＤ発光層の選択は下から上に青、緑、及び赤であることができる。別の実施形態では、三色の選択は下から上に紫外線、橙、及び赤外線であることができる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層の他の構成も可能であり、下から上に堆積する発光層の色の順序も、赤、緑、及び青、又は赤外線、橙、及び紫外線、又は任意の他の組合せ等の組合せに変更することができる。幾つかの実施形態では、１０２、２０２、及び３０２等の特定のＬＥＤ発光層の色は、ＬＥＤデバイス１００の設計及び機能に適した任意の色を発するように選択することができる。

【0060】

[0067] 幾つかの実施形態では、発光層１０２は、金属接合層１０１を通して基板０７に接合される。幾つかの実施形態では、発光層２０２は、金属接合層２０１を通して発光層１０２に接合される。幾つかの実施形態では、発光層３０２は、金属接合層３０１を通して発光層２０２に接合される。幾つかの実施形態では、各金属接合層１０１、２０１、及び３０１は、各金属接合層の真上の１０２、２０２、及び３０２等のＬＥＤ発光層から発せられた光を反射する反射器として使用することもできる。幾つかの実施形態では、金属接合層１０１、２０１、又は３０１は透明金属接合層であることができる。

【0061】

[0068] 幾つかの実施形態では、発光効率を改善するために、任意選択的な反射層（図１Ａに示されず）がＬＥＤ発光層間に形成される。

【0062】

[0069] 図１Ｂは、幾つかの実施形態による二色ＬＥＤデバイス２００の断面図である。幾つかの実施形態では、マルチカラーＬＥＤデバイスは、図１Ａに示し説明するように、２つのみのＬＥＤ構造０１及び０２（図１Ｂに含まれる）を含む。単一ピクセル二色ＬＥＤデバイス内の作製プロセスで形成される２つの発光層がある。

【0063】

[0070] 幾つかの実施形態では、マルチカラーＬＥＤデバイスは、ピクセルエリア内に４、５、及び６つのＬＥＤ構造等の４つ以上のＬＥＤ構造を含み得る。作製プロセスで形成される発光層の数は、単一ピクセルマルチカラーＬＥＤデバイス内のＬＥＤ構造の数と同じである。例えば、単一ピクセルマルチカラーＬＥＤデバイス内に４つのＬＥＤ構造がある場合、作製プロセス中、必要とされる発光層の数も４である。

【0064】

[0071] 図２は、幾つかの実施形態による、図１Ａに示す三色ＬＥＤデバイス１００の上面図を示す。図１Ａに示すように、三色ＬＥＤデバイスは、３つのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３を支持基板０７上に含む。図１Ａで説明されるように、ＬＥＤ構造０１は青色ＬＥＤ光を発し、ＬＥＤ構造０２は緑色ＬＥＤ光を発し、ＬＥＤ構造０３は赤色ＬＥＤ光を発する。幾つかの実施形態では、各ＬＥＤ構造０１、０２、及び０３は矩形を有する。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ構造は、円形、楕円形、正方形、平行四辺形、三角形、台形、多角形等の他のタイプの形状をとることもできる。幾つかの実施形態では、３つのＬＥＤ構造の形状は異なることができる。幾つかの実施形態では、各ＬＥＤ構造０１、０２、及び０３の面積は異なり、例えば、３つのＬＥＤ構造の中で青色ＬＥＤ構造０１の面積は最大であり、緑色ＬＥＤ構造０２の面積は最小である。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ構造の面積は同じである。

【0065】

[0072] 図３Ａは、幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイス（図１Ａ及び図２に１００として示されるように）を形成するための多層構造３１０の断面図である。より具体的には、図３Ａは、三色ＬＥＤデバイスの多層の作製プロセスを示す。

【0066】

[0073] 図３Ａは、ＬＥＤ発光層１０２を支持する基板１０５を示す。幾つかの実施形態では、基板１０５はサファイアからなる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層１０２は基板１０５上に成長する。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層１０２は基板１０５上のエピタキシャル層である。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層１０２は青色マイクロＬＥＤを形成するためのものである。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層１０２はＧａＮ系青色発光層を含む。青色ＬＥＤエピタキシャル層の例には、ＩＩＩ－Ｖ族窒化物、ＩＩＩ－Ｖ族ヒ化物、ＩＩＩ－Ｖ族リン化物、及びＩＩＩ－Ｖ族アンチモン化物エピタキシャル構造がある。幾つかの場合、青色ＬＥＤ発光層１０２内の薄膜は、Ｐ型ＧａＮ／ＩｎＧａＮ発光層／Ｎ型ＧａＮの層を含むことができる。幾つかの実施形態では、Ｐ型は一般にＭｇドープされ、Ｎ型は一般にＳｉドープされる。幾つかの例では、ＬＥＤ発光層１０２の厚さは約０．３μｍから約５μｍである。

【0067】

[0074] 図３Ａは、ＬＥＤ発光層２０２を支持する別個の基板２０５も示す。幾つかの実施形態では、基板２０５はサファイアからなる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層２０２は基板２０５上に成長する。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層２０２は基板２０５上のエピタキシャル層である。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層２０２は緑色マイクロＬＥＤを形成するためのものである。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層２０２はＧａＮ系緑色発光層を含む。緑色ＬＥＤエピタキシャル層の例には、ＩＩＩ－Ｖ族窒化物、ＩＩＩ－Ｖ族ヒ化物、ＩＩＩ－Ｖ族リン化物、及びＩＩＩ－Ｖ族アンチモン化物エピタキシャル構造がある。幾つかの場合、緑色ＬＥＤ発光層２０２内の薄膜は、Ｐ型ＧａＮ／ＩｎＧａＮ発光層／Ｎ型ＧａＮの層を含むことができる。幾つかの実施形態では、Ｐ型は一般にＭｇドープされ、Ｎ型は一般にＳｉドープされる。幾つかの例では、ＬＥＤ発光層２０２の厚さは約０．３μｍから約５μｍである。

【0068】

[0075] 幾つかの実施形態では、金属接合層２０１がＬＥＤ発光層１０２及び２０２を一緒に接合する。一手法では、金属接合層２０１はＬＥＤ発光層１０２及び／又は２０２上に成長する。金属接合層２０１は、金属接合層に加えてオーミック接触層を含み得る。幾つかの実施形態では、金属接合層２０１の厚さは約０．１μｍから約３μｍである。幾つかの場合、２つの金属層が金属接合層２０１に含まれる。金属層の１つは発光層１０２上に堆積する。相手方の金属接合層が発光層２０２上に堆積もする。幾つかの実施形態では、金属接合層２０１の組成は、Ａｕ－Ａｕ接合、Ａｕ－Ｓｎ接合、Ａｕ－Ｉｎ接合、Ｔｉ－Ｔｉ接合、Ｃｕ－Ｃｕ接合、又はそれらの混合を含む。例えば、Ａｕ－Ａｕ接合が選択される場合、Ａｕの２つの層はそれぞれ、接着層としてＣｒ被膜及び拡散防止層としてＰｔ被膜を必要とする。そしてＰｔ被膜はＡｕ層とＣｒ層との間にある。Ｃｒ層及びＰｔ層は、２つの接合されたＡｕ層の上部及び下部に位置決めされる。幾つかの実施形態では、２つのＡｕ層の厚さが概ね同じである場合、高圧且つ高温下で、両層上のＡｕの相互拡散は２層を一緒に接合する。共晶接合、熱圧縮接合、及び遷移液相（ＴＬＰ）接合は、使用し得る技法例である。

【0069】

[0076] 一般に、ＬＥＤ発光層は、ｐ型領域／層及びｎ型領域／層を有するＰＮ接合と、ｐ型領域／層とｎ型領域／層との間の活性層とを含む。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層１０２のｐ型領域／層は金属接合層２０１に近く、ＬＥＤ発光層１０２のｎ型領域／層は基板１０５に近い。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層２０２のｐ型領域／層は金属接合層２０１に近く、ＬＥＤ発光層２０２のｎ型領域／層は基板２０５に近い。

【0070】

[0077] 幾つかの実施形態では、接合後、基板２０５は次いで、例えばレーザリフトオフプロセス又は化学ウェットエッチングによって除去されて、基板１０５、発光層１０２、金属接合層２０１、及び発光層２０２を含む構造を残す。

【0071】

[0078] 図３Ｂは、幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイス（図１Ａ及び図２において１００として示されるように）を形成するための多層構造３２０の断面図である。より具体的には、図３Ｂは、三色ＬＥＤデバイスの複数の層の作製プロセスを示す。

【0072】

[0079] 図３Ｂは、ＬＥＤ発光層３０２を支持する基板３０５を示す。幾つかの実施形態では、基板３０５はガリウムヒ素（ＧａＡｓ）からなる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層３０２は基板３０５上に成長する。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層３０２は基板３０５上のエピタキシャル層である。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層３０２は赤色マイクロＬＥＤを形成するためのものである。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層３０２は赤色発光層を含む。赤色ＬＥＤエピタキシャル層の例には、ＩＩＩ－Ｖ族窒化物、ＩＩＩ－Ｖ族ヒ化物、ＩＩＩ－Ｖ族リン化物、及びＩＩＩ－Ｖ族アンチモン化物エピタキシャル構造がある。幾つかの場合、赤色ＬＥＤ発光層３０２内の薄膜は、Ｐ型ＧａＰ／Ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ発光層／ＡｌＧａＩｎＰ／Ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ／Ｎ型ＧａＡｓの層を含むことができる。幾つかの実施形態では、Ｐ型は一般にＭｇドープされ、Ｎ型は一般にＳｉドープされる。幾つかの例では、ＬＥＤ発光層３０５の厚さは約０．３μｍから約５μｍである。

【0073】

[0080] 幾つかの実施形態では、金属接合層３０１がＬＥＤ発光層２０２及び３０２を一緒に接合する。一手法では、金属接合層３０１はＬＥＤ発光層３０２及び／又は２０２上に成長する。金属接合層３０１は、金属接合層に加えてオーミック接触層を含み得る。幾つかの実施形態では、金属接合層３０１の厚さは約０．１μｍから約３μｍである。幾つかの場合、２つの金属層が金属接合層３０１に含まれる。金属層の１つは発光層３０２上に堆積する。相手方の金属接合層が発光層２０２上に堆積もする。幾つかの実施形態では、金属接合層２０２の組成は、Ａｕ－Ａｕ接合、Ａｕ－Ｓｎ接合、Ａｕ－Ｉｎ接合、Ｔｉ－Ｔｉ接合、Ｃｕ－Ｃｕ接合、又はそれらの混合を含む。例えば、Ａｕ－Ａｕ接合が選択される場合、Ａｕの２つの層は各々、接着層としてＣｒ被膜及び抗拡散層としてＰｔ被膜を必要とする。そしてＰｔ被膜はＡｕ層とＣｒ層との間にある。Ｃｒ層及びＰｔ層は、２つの接合されたＡｕ層の上部及び下部に位置決めされる。幾つかの実施形態では、２つのＡｕ層の厚さが概ね同じである場合、高圧及び高温下で、両層上のＡｕの相互拡散が２つの層を一緒に接合する。共晶接合、熱圧着、及び遷移液相（ＴＬＰ）接合は、使用し得る技法の例である。

【0074】

[0081] 一般に、ＬＥＤ発光層はＰＮ接合からなる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層３０２のｐ型領域／層は金属接合層３０１に近く、ＬＥＤ発光層３０２のｎ型領域／層は基板３０５に近い。

【0075】

[0082] 幾つかの実施形態では、接合後、基板１０５は次いで、例えばレーザリフトオフプロセス又は化学ウェットエッチングによって除去されて、基板３０５、発光層３０２、金属接合層３０１、発光層２０２、金属接合層２０１、及び発光層１０２を含む構造を残す。

【0076】

[0083] 図３Ｃは、幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイス（図１Ａ及び図２において１００として示されるように）を形成するための多層構造３３０の断面図である。より具体的には、図３Ｃは、三色ＬＥＤデバイスの複数の層の作製プロセスを示す。

【0077】

[0084] 幾つかの実施形態では、更なる接合前、誘電層１０６が発光層１０２上に成膜される。幾つかの実施形態では、誘電層１０６はＳｉＯ２層を含む。

【0078】

[0085] 図３Ｄは、幾つかの実施形態による三色ＬＥＤデバイス（図１Ａ及び図２において１００として示されるように）を形成するための多層構造３４０の断面図である。より具体的には、図３Ｄは、三色ＬＥＤデバイスの複数の層の作製プロセスを示す。

【0079】

[0086] 幾つかの実施形態では、例えば図３Ｄにおいて上述したように、下から上への発光層１０２内の層の順序はＮ（下部）そしてＰ（上部）であることができ、発光層２０２内の層の順序はＰ（下部）そしてＮ（上部）であることができ、発光層内の層の順序Ｐ（下部）そしてＮ（上部）であることができる。

【0080】

[0087] 幾つかの実施形態では、金属接合層１０１がＬＥＤ発光層１０２（任意選択的な誘電層１０６が存在しない場合）と、ピクセル駆動回路０６を含む集積回路を有する基板（図１Ａに示されるように）とを一緒に接合する。幾つかの実施形態では、基板０７はケイ素を含む。幾つかの実施形態では、金属接合層１０１が、ＬＥＤ発光層１０２の表面上にある誘電層１０６とピクセル駆動回路０６を含む集積回路を有する基板（図１Ａに示されるように）とを一緒に接合する。一手法では、金属接合層１０１は、基板０７及び／又はＬＥＤ発光層１０２（任意選択的な誘電層１０６が存在しない場合）上に成長する。別の手法では、金属接合層１０１は基板０７及び／又はＬＥＤ発光層１０２の表面上にある誘電層１０６上に成長する。金属接合層１０１は、金属接合層に加えてオーミック接触層を含み得る。幾つかの実施形態では、金属接合層１０１の厚さは約０．１μｍから約３μｍである。幾つかの場合、２つの金属層が金属接合層１０１に含まれる。金属層の１つは発光層１０２上に堆積し（任意選択的な誘電層１０６が存在しない場合）、又はＬＥＤ発光層１０２の表面上にある誘電層１０６上に堆積する。相手方の金属接合層が基板０７上に堆積もする。幾つかの実施形態では、金属接合層１０１の組成は、Ａｕ－Ａｕ接合、Ａｕ－Ｓｎ接合、Ａｕ－Ｉｎ接合、Ｔｉ－Ｔｉ接合、Ｃｕ－Ｃｕ接合、又はそれらの混合を含む。例えば、Ａｕ－Ａｕ接合が選択される場合、Ａｕの２つの層はそれぞれ、接着層としてＣｒ被膜及び拡散防止層としてＰｔ被膜を必要とする。そしてＰｔ被膜はＡｕ層とＣｒ層との間にある。Ｃｒ層及びＰｔ層は、２つの接合されたＡｕ層の上部及び下部に位置決めされる。幾つかの実施形態では、２つのＡｕ層の厚さが概ね同じである場合、高圧且つ高温下で、両層上のＡｕの相互拡散は２層を一緒に接合する。共晶接合、熱圧縮接合、及び遷移液相（ＴＬＰ）接合は、使用し得る技法例である。

【0081】

[0088] 幾つかの実施形態では、誘電層１０６は絶縁層として使用することができる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ発光層１０２のｎ型領域／層が金属接合層１０１に近い場合、誘電層１０６は、ＬＥＤ発光層１０２のｎ型領域／層を金属接合層１０１から電気的に絶縁することができる。

【0082】

[0089] 幾つかの実施形態では、誘電層１０６は反射層として使用することができる。反射層１０６は、接合後、金属接合層１０１と発光層１０２との間にある。幾つかの場合、反射層１０６の厚さは約０．１μｍから約５μｍである。幾つかの実施形態では、反射層１０６は分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）構造を含む。例えば、反射層１０６は、様々な屈折率を有する交互又は異なる材料の複数の層から形成される。幾つかの場合、ＤＢＲ構造の各層境界は、光波の部分反射を生じさせる。反射層１０６は、いくらかの選択された波長、例えば青色光を反射するのに使用することができる。幾つかの実施形態では、反射層１０６はＳｉＯ２及びＴｉ３Ｏ５の複数の層から作られる。ＳｉＯ２及びＴｉ３Ｏ５の各層の厚さ及び数を変えることにより、異なる波長の光の選択的反射又は透過を形成することができる。幾つかの実施形態では、赤色光ＬＥＤの反射層１０６は、Ａｕ又は／及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の複数の層を含む。

【0083】

[0090] 幾つかの実施形態では、接合後、基板３０５は次いで、例えばレーザリフトオフプロセス又は化学ウェットエッチングによって除去されて、下から上に基板０７、金属接合層１０１、任意選択的な絶縁層／反射層１０６、発光層１０２、金属接合層２０１、発光層２０２、金属接合層３０１、そして発光層３０２を含む構造を残す。

【0084】

[0091] 幾つかの実施形態では、先に示したように、デバイス作製プロセスにおいて、３つのＬＥＤ発光層が積層構造で形成され、例えば、緑色ＬＥＤ発光層２０２は青色ＬＥＤ発光層１０２の上部にあり、青色ＬＥＤ発光層３０２は緑色発光層２０２の上部にある。幾つかの実施形態では、種々の接合層１０１、２０１、及び３０１は基板０７とＬＥＤ発光層１０２との間、ＬＥＤ発光層１０２と２０２との間、及びＬＥＤ発光層２０２と３０２との間にそれぞれ配置される。

【0085】

[0092] 図１Ａに示すように３つのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３を形成するために、図３Ｄから形成された構造３４０（基板３０５を除去した後）は更にパターニングされる。例えば、追加のマスク層及び異なるエッチングステップを適用して、図１Ａの３つのＬＥＤ構造０１、０２、及び０３をパターニングすることができる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ構造０１を得るために、金属接合層２０１、発光層２０２、金属接合層３０１、及び発光層３０２はＬＥＤ構造０１内で除去される。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ構造０２を得るために、金属接合層３０１及び発光層３０２はＬＥＤ構造０２内で除去される。幾つかの実施形態では、金属接合層１０１、任意選択的な絶縁層／反射層１０６、発光層１０２、金属接合層２０１、発光層２０２、金属接合層３０１、及び発光層３０２を含む全ての層が、ＬＥＤ構造０１、０２、及び０３外部の空間から除去される。

【0086】

[0093] 幾つかの実施形態では、図１Ａに説明されるように、電極１０３、２０３、及び３０３はＬＥＤ構造０１、０２、及び０３上にそれぞれ形成される。幾つかの実施形態では、電極１０３、２０３、及び３０３は発光層１０２、２０２、及び３０２のｐ型層にそれぞれ電気的に接続する。次いで二酸化ケイ素等の絶縁層０４が、図１Ａに説明されるようにＬＥＤ構造０１、０２、及び０３上に形成される。幾つかの実施形態では、絶縁層０４はまた、ＬＥＤ構造０１、０２、及び０３（図１Ａに示されず）間の空間又はギャップに形成される。幾つかの実施形態では、図１Ａに説明されるように、開口部１０４が絶縁層０４に形成されて、発光層１０２の下部Ｎ型層１０２－２の表面を露出する。幾つかの実施形態では、図１Ａに説明されるように、開口部２０４が絶縁層０４に形成されて、発光層２０２の上層（Ｎ型層）を露出する。幾つかの実施形態では、図１Ａに説明されるように、開口部３０４が絶縁層０４に形成されて、発光層３０２の上面（Ｎ型層）を露出する。幾つかの実施形態では、ＩＴＯ層０５がマルチカラーＬＥＤデバイス１００の全面にわたって形成され、開口部１０４、２０４、及び３０４を通して発光層１０２、２０２、及び３０２のＮ型層にそれぞれ接続する。

【0087】

[0094] 幾つかの実施形態では、各ＬＥＤ発光層内の全てのＰ型層（又は領域）及びＮ型層（又は領域）の場所又は位置は、相互交換することができる。例えば図３Ｄでは、下から上に、発光層１０２内の層の順序はＰ（下部）そしてＮ（上部）であることができ、発光層２０２内の層の順序はＮ（下部）そしてＰ（上部）であることができ、発光層内の層の順序はＮ（下部）そしてＰ（上部）であることができる（図３Ｄに示されず）。

【0088】

[0095] 図１～図３において本明細書に開示される三色ＬＥＤデバイス１００を形成するために実施される方法及びプロセスは、異なる色のＬＥＤ構造を形成する作製ステップを大幅に簡素化する。３つ全ての発光層は接合によって積層構造として一緒に形成されるため、特定の色の各発光層は、複数の層を１つずつ重ねて堆積させる複雑なステップを導入せずに個々に製造することができる。加えて、形成される全ての層は、作製ステップ中、異なるＬＥＤ構造にわたって共有することができ、したがって、特定の色のＬＥＤ構造は、最小のパターニングステップ及びエッチングステップで同じベース層から形成することができる。本方法及び本プロセスは、マルチカラーマイクロＬＥＤデバイスを形成するに当たり作製効率を改善するとともに、中間ステップ及び材料を低減することによってコストを削減する。

【0089】

[0096] 幾つかの実施形態では、図１Ｂに示すように二色ＬＥＤデバイス２００を形成するために、作製ステップは三色ＬＥＤデバイスを形成するものと略同じであるが、発光層３０２並びにそれに関連する金属接合層３０１及び基板３０５を形成するステップは必要ない。

【0090】

[0097] 層の寸法（例えば各層の幅、長さ、高さ、及び断面積）、電極の寸法、２つ以上のＬＥＤ構造、２つ以上の発光層、接合層、反射層、及び導電層のサイズ、形状、間隔、及び配置、集積回路間の構成、ピクセル駆動回路、並びに電気接続等のマルチカラーＬＥＤデバイスの種々の設計態様は、所望のＬＥＤ特性を得るように選択される（例えば費用関数又は性能関数を使用して最適化される）。上記設計態様に基づいて変わるＬＥＤ特性には、例えば、サイズ、材料、費用、作製効率、発光効率、消費電力、指向性、光度、光束、色、スペクトル、及び空間放射パターンがある。

【0091】

[0098] 更なる実施形態は、種々の実施形態で組み合わせられ、又は他の方法で再配置された図１Ａ、図１Ｂ、図２、図３Ａ～３Ｄの実施形態を含む上記実施形態の種々のサブセットも含む。

【0092】

[0099] 図４は、幾つかの実施形態による微小ＬＥＤディスプレイパネル４００の上面図である。ディスプレイパネル４００は、データインターフェース４１０、制御モジュール４２０、及びピクセル領域４５０を含む。データインターフェース４１０は、表示する画像を定義するデータを受信する。このデータのソース及びフォーマットは用途に応じて様々である。制御モジュール４２０は、入力データを受信し、ディスプレイパネルのピクセルを駆動するのに適した形態に変換する。制御モジュール４２０は、受信したフォーマットをピクセル領域４５０に適切なフォーマットに変換するデジタル論理及び／又は状態機械、シフトレジスタ又はデータを記憶、転送する他のタイプのバッファ及びメモリ、デジタル／アナログ変換器及びレベルシフタ、及びクロック回路を含む走査コントローラを含み得る。

【0093】

[00100] ピクセル領域４５０はピクセルのアレイを含む。ピクセルは、例えば上述したようにピクセル駆動回路と統合された三色ＬＥＤ４３４等の微小ＬＥＤを含む。この例では、ディスプレイパネル４００はカラーＲＧＢディスプレイパネルである。赤、緑、及び青のピクセルを含む。各ピクセル内で、三色ＬＥＤ４３４はピクセル駆動回路によって制御される。ピクセルは、先に示した実施形態によれば、供給電圧（図示せず）及び接地パッド４３６を介して接地と連絡するとともに、制御信号にも連絡する。図４に示さないが、三色ＬＥＤ４３４のｐ電極及び駆動トランジスタの出力はＬＥＤ４３４内に位置決めされ、図１Ａ及び１Ｂの金属接合層１０１等の金属接合層を介して電気的に接続される。ＬＥＤ電流駆動信号接続（ＬＥＤのｐ電極とピクセル駆動回路の出力との間）、接地接続（ｎ電極とシステム接地との間）、供給電圧Ｖｄｄ接続（ピクセル駆動回路のソースとシステムＶｄｄとの間）、及びピクセル駆動回路のゲートへの制御信号接続は、種々の実施形態によりなされる。

【0094】

[00101] 図４は代表的な図にすぎない。他の設計も明らかであろう。例えば、色は赤、緑、及び青である必要はない。列又は縞に配置される必要もない。一例として、図４に示すピクセルの正方形行列の配置から離れて、ピクセルの六角形行列の配置を使用して、ディスプレイパネル４００を形成することもできる。

【0095】

[00102] 幾つかの用途では、ピクセルの完全にプログラマブルな矩形アレイは必要ない。本明細書に記載のデバイス構造を使用して、多種多様な形状及びディスプレイを有する他の設計のディスプレイパネルを形成することもできる。一クラスの例は、看板及び自動車を含む特殊用途である。例えば、複数のピクセルを星又は螺旋の形状に配置して、ディスプレイパネルを形成し得、ＬＥＤをオンオフすることによりディスプレイパネル上に異なるパターンを生成することができる。別の特殊な例は、自動車のヘッドライト及びスマート照明であり、これらでは特定のピクセルが一緒にグループ化されて、種々の照明形状を形成し、ＬＥＤの各グループは、個々のピクセル駆動回路によってオンオフ又は他の方法で調節することができる。

【0096】

[00103] 各ピクセル内のデバイスの横方向配置さえも変更することができる。図１Ａ、１Ｂ及び３Ａ～３Ｄでは、ＬＥＤ及びピクセル駆動回路は垂直に配置され、すなわち、各ＬＥＤは対応するピクセル駆動回路の上部に配置される。他の配置も可能である。例えば、ピクセル駆動回路はＬＥＤの「後方」、「前方」、又は「横」に配置することもできる。

【0097】

[00104] 異なるタイプのディスプレイパネルを作製することができる。例えば、ディスプレイパネルの解像度は通常、８×８から３８４０×２１６０の範囲であることができる。一般的なディスプレイ解像度には、解像度３２０×２４０及びアスペクト比４：３を有するＱＶＧＡ、解像度１０２４×７６８及びアスペクト比４：３を有するＸＧＡ、解像度１２８０×７２０及びアスペクト比１６：９を有するＤ、解像度１９２０×３０２０及びアスペクト比１６：９を有するＦＨＤ、解像度３８４０×２１６０及びアスペクト比１６：９を有するＵＨＤ、並びに解像度４０９６×２１６０を有する４Ｋがある。サブミクロン以下から１０ｍｍ超の範囲の広く様々なピクセルサイズが存在することもできる。全体表示領域のサイズも広く様々であることができ、数十μｍ以下という小さな対角線から数百インチ超と様々である。

【0098】

[00105] 異なる用途は、光学輝度について異なる要件も有する。用途例には、直視型表示画面、ホーム／オフィスプロジェクタ及びスマートフォン、ラップトップ、ウェアラブル電子機器、ＡＲ及びＶＲ眼鏡等のポータブル電子機器、並びに網膜投影のライトエンジンがある。消費電力は、網膜プロジェクタの数ミリワットから大型画面屋外ディスプレイ、プロジェクタ、及びスマート自動車ヘッドライトでの数キロワットまで、様々であることができる。フレームレートに関しては、無機ＬＥＤの高速応答（ナノ秒）に起因して、フレームレートはＫＨｚ、更には低解像度でＭＨｚであることができる。

【0099】

[00106] 更なる実施形態は、種々の実施形態と結合又は他の方法で再構成される図１Ａ、１Ｂ、２、３Ａ～３Ｄ及び４の実施形態を含む上記実施形態の種々のサブセットも含む。

【0100】

[00107] 詳述した説明は多くの詳細を含むが、これらは本発明の範囲の限定として解釈されるべきではなく、単に本発明の異なる例及び態様の例示的なとして解釈されるべきである。本発明の範囲が詳細に上述していない他の実施形態を含むことを理解されたい。例えば、上述した手法は、ＬＥＤ以外の機能デバイスのピクセル駆動回路以外の制御回路との統合に適用することもできる。非ＬＥＤデバイスの例には、垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、光検出器、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）、シリコンフォトニックデバイス、パワー電子デバイス、及び分布フィードバックレーザ（ＤＦＢ）がある。例には、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）デバイスもある。他の制御回路の例には、電流駆動回路、電圧駆動回路、トランスインピーダンス増幅器、及び論理回路がある。

【0101】

[00108] 開示する実施形態の上記説明は、当業者が本明細書に記載の実施形態及びその変形を作成又は使用できるようにするために提供される。これらの実施形態への種々の修正が当業者には容易に明らかになり、本明細書に定義される一般原理は、本明細書に開示される趣旨の精神又は範囲から逸脱せずに他の実施形態に適用し得る。したがって、本開示は、本明細書に示される実施形態に限定されることは意図されず、以下の特許請求の範囲並びに本明細書に開示される原理及び新規特徴と一貫する最も広い範囲に従うべきである。

【0102】

[00109] 本発明の特徴は、本明細書に提示した任意の特徴を事項するように処理システムをプログラムするのに使用することができる命令が表面／内部に記憶された記憶媒体（メディア）又はコンピュータ可読記憶媒体（メディア）等のコンピュータプログラム製品で、コンピュータプログラム製品を使用して、又はコンピュータプログラム製品の助けを用いて実施することができる。記憶媒体は、限定ではなく、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ ＲＡＭ、又は他のランダムアクセス固体状態メモリデバイス等の高速ランダムアクセスメモリを含むことができ、１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、光ディスク記憶装置、フラッシュメモリデバイス、又は他の不揮発性固体状態記憶装置等の不揮発性メモリを含み得る。メモリは任意選択的に、ＣＰＵからリモートに配置された１つ又は複数の記憶装置を含む。メモリ又は代替的にはメモリ内の不揮発性メモリ装置は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。

【0103】

[00110] 任意の機械可読媒体（メディア）に記憶される場合、本発明の特徴は、処理システムのハードウェアを制御し、処理システムが本発明の結果を利用して他のメカニズムと対話できるようにするために、ソフトウェア及び／又はファームウェアに組み込むことができる。そのようなソフトウェア又はファームウェアは、限定ではなく、アプリケーションコード、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、及び実行環境／コンテナを含み得る。

【0104】

[00111] 用語「第１の」、「第２の」等が、種々の要素の記述に本明細書で使用されていることがあるが、これらの要素が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よう。これらの用語は、ある要素を別の要素から区別するためだけに使用される。

【0105】

[00112] 本明細書で使用される用語は特定の実施形態を説明することのみを目的とし、特許請求の範囲を限定することを意図しない。実施形態の説明及び添付の特許請求の範囲で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈により明らかに別段のことが示される場合を除き、複数形も同様に含むことが意図される。用語「及び／又は」が本明細書で使用されるとき、関連する列記された項目の１つ又は複数のありとあらゆる可能な組合せを指し、包含することも理解されよう。用語「含む」及び／又は「含み」が本明細書で使用されるとき、述べられた特徴、完全体、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を除外しないことが更に理解されよう。

【0106】

[00113] 本明細書で使用されるとき、用語「場合」は、文脈に応じて、述べられた前提条件が真である「とき」又は真「であると」又は真であるとの「判断に応答して」又は真であるとの「判断に従って」又は真であることの「検出に応答して」を意味するものと解釈し得る。同様に、句「［述べられた前提条件が真であると］判断される場合」又は「［述べられた前提条件が真である］場合」又は「［述べられた前提条件が真である］とき」は、文脈に応じて、述べられた前提条件が真である「と判断されると」又は真であるとの「判断に応答して」又は真であるとの「判断に従って」又は真であると「検出されると」又は真であるとの「検出に応答して」を意味するものと解釈し得る。

【0107】

[00114] 説明を目的とした上記説明は、特定の実施形態を参照して説明されている。しかしながら、上記の例示的な論考は、網羅的である、又は開示される厳密な形態に特許請求の範囲を限定する意図はない。上記教示に鑑みて多くの修正及び変形が可能である。実施形態は、動作及び実際の適用の原理を最良に説明し、それにより、当業者が本発明及び種々の実施形態を最良に利用できるようにするために選ばれ説明された。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【国際調査報告】