BR112020010688A2 - unidade de led para display e dispositivo de exibição tendo o mesmo - Google Patents

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Abstract

Um dispositivo emissor de luz, incluindo as primeira, segunda e terceira subunidades de LED e pads de eletrodos dispostos na primeira subunidade de LED, eletricamente conectados às subunidades de LED e incluindo um eletrodo comum eletricamente conectado a cada uma das subunidades de LED e primeiro, segundo e terceiro pads de eletrodos conectados a uma respectiva subunidade de LED, em que o pad de eletrodo comum, o segundo pad de eletrodo e o terceiro pad de eletrodo estão eletricamente conectados à segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED através de orifícios que passam pela primeira subunidade de LED, a primeira, a segunda e a terceira subunidades LED são configuradas para serem acionadas independentemente, a luz gerada na primeira subunidade de LED emitida para a parte externa através da segunda e terceira subunidades de LED e a luz gerada na segunda subunidade de LED é emitida para o exterior através da terceira subunidade de LED.

Description

UNIDADE DE LED PARA DISPLAY E DISPOSITIVO DE EXIBIÇÃO TENDO O
MESMO Campo de Aplicação
[001] Implementações exemplificativas da invenção referem-se geralmente a um dispositivo de exibição e, mais particularmente, a um dispositivo de exibição que possui um pixel de unidade de diodo emissor de luz (LED), um dispositivo emissor de luz para um dispositivo de exibição e dispositivo de exibição e um dispositivo emissor de luz para um dispositivo de exibição com estrutura empilhada de uma pluralidade de LEDs e um dispositivo de exibição tendo a mesma.
Estado da Técnica
[002] Diodos emissores de luz têm sido usados como fonte de luz inorgânica em vários campos, como dispositivos de exibição, lâmpadas automotivas e iluminação geral. Com vantagens de vida útil longa, baixo consumo de energia e alta velocidade de resposta, o diodo emissor de luz vem substituindo rapidamente uma fonte de luz convencional.
[003] Enquanto isso, um diodo emissor de luz da técnica anterior tem sido principalmente usado como fonte de luz de fundo em um dispositivo de exibição. No entanto, um display de micro LED foi desenvolvido recentemente como um dispositivo de próxima geração que diretamente realiza uma imagem usando diodos emissores de luz.
[004] Em geral, o dispositivo de exibição implementa várias cores usando cores misturadas de azul, verde e vermelho. O dispositivo de exibição inclui uma pluralidade de pixels para implementar uma imagem com várias cores, e cada um dos pixels inclui subpixels de azul, verde e vermelho. A cor de um pixel específico é determinada pela cor dos subpixels, e a imagem é implementada pela combinação desses pixels.
[005] No caso de um micro LED, os micro LEDs correspondentes a cada subpixel são dispostos em um plano bidimensional. Portanto, é necessário dispor de um grande número de micro LEDs em um substrato. No entanto, o micro LED tem um tamanho muito pequeno, com uma área de superfície de 10.000 µm quadrado ou menos e, portanto, existem vários problemas devido a esse tamanho pequeno. Particularmente, é difícil manipular um diodo emissor de luz com um tamanho pequeno e não é fácil montar o diodo emissor de luz em um painel de exibição, especialmente em centenas de milhares ou milhões, e substituir um LED defeituoso de micro LEDs montados com um bom LED.
[006] Além disso, como os subpixels estão dispostos em um plano bidimensional, a área ocupada por um pixel que incluindo subpixels de azul, verde e vermelho é relativamente grande. Portanto, para organizar os subpixels dentro de uma área limitada, é necessário reduzir a área de cada subpixel, causando deterioração no brilho através da redução na área luminosa.
[007] As informações acima divulgadas nesta seção são apenas para a compreensão dos fundamentos dos conceitos inventivos e, portanto, podem conter informações que não constituem a técnica anterior.
Divulgação Geral da Invenção O Problema técnico
[008] Diodos emissores de luz construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção e displays usando os mesmos são capazes de aumentar uma área emissora de luz de cada subpixel sem aumentar a área do pixel.
[009] Diodos emissores de luz e display usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção fornecem alta confiabilidade devido a uma estrutura estável de LED e ao processo de fabricação simplificado no qual uma única via pode ser conectada a uma ou mais camadas semicondutoras de cada uma das pilhas de LED.
[010] Diodos emissores de luz e display usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção fornecem pixels que podem ser fabricados simultaneamente para evitar o processo complicado de montagem individual dos pixels.
[011] Diodos emissores de luz e displays usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção, são capazes de serem acionados de maneira de matriz ativa.
[012] Diodos emissores de luz e exibição usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção são capazes de reduzir o tempo do processo de montagem.
[013] Diodos emissores de luz e displays usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção são capazes de impedir a interferência da luz entre as pilhas de LED organizando as primeira, segunda e terceira pilhas de LED uma sobre a outra para emitir luz com comprimentos de onda decrescentes. Por exemplo, a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED podem emitir luz vermelha, verde e azul, respectivamente.
[014] Diodos emissores de luz e displays usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção, são capazes de suprimir a geração de luz secundária entre as pilhas de LED sem a disposição dos filtros de cores entre eles, que são geralmente formados entre as pilhas de LED para impedir a geração de luz secundária pela luz emitida pelas pilhas de LED adjacentes.
[015] Recursos adicionais dos conceitos inventivos serão apresentados na descrição a seguir e, em parte, serão evidentes a partir da descrição ou podem ser aprendidos pela prática dos conceitos inventivos.
[016] Solução técnica
[017] Um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa, inclui um substrato de transistor de filme fino (TFT), uma primeira subunidade de LED disposta no substrato TFT, uma segunda subunidade de LED disposta na primeira subunidade de LED, uma terceira subunidade de LED disposta na segunda subunidade de LED, pads de eletrodos dispostos entre o substrato TFT e a primeira subunidade de LED e conectores que conectam as primeira, segunda e terceira subunidades de LED a um respectivo pad de eletrodos, no qual a primeira subunidade de LED, a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED são configuradas para serem acionadas independentemente, a luz gerada a partir da primeira subunidade de LED é configurada para ser emitida para a parte externa do dispositivo de exibição passando através da segunda subunidade de LED e da terceira subunidade de LED, e a luz gerada a partir da segunda subunidade de LED é configurada para ser emitida para a parte externa do dispositivo de exibição, passando pela terceira subunidade de LED.
[018] As primeira, segunda e terceira subunidades de LED podem incluir uma primeira pilha de LED, uma segunda pilha de LED e uma terceira pilha de LED, respectivamente, e a primeira, segunda e terceira pilhas de LED podem ser configuradas para emitir luz vermelha, luz verde e luz azul, respectivamente.
[019] O dispositivo de exibição pode incluir um primeiro eletrodo refletor disposto entre o substrato TFT e a primeira subunidade de LED e em contato com uma superfície inferior da primeira subunidade de LED, na qual os conectores podem incluir um primeiro conector inferior que conecta o primeiro refletor eletrodo para um primeiro um dos pads de eletrodos.
[020] Os conectores podem ainda incluir um primeiro conector superior conectando uma superfície superior da primeira subunidade de LED a um segundo dos pads de eletrodo.
[021] O dispositivo de exibição pode ainda incluir um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira subunidade de LED e a segunda subunidade de LED e em contato ôhmico com uma superfície inferior da segunda subunidade de LED e um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED e em contato ôhmico com uma superfície inferior da terceira subunidade de LED, na qual os conectores podem incluir ainda um segundo conector inferior que conecta o segundo eletrodo transparente ao primeiro dos pads de eletrodo, um segundo conector superior conectando uma superfície superior da segunda subunidade de LED a um terceiro dos pads de eletrodos, um terceiro conector inferior conectando o terceiro eletrodo transparente ao primeiro dos pads de eletrodos e um terceiro conector superior conectando uma superfície superior da terceira subunidade de LED para um quarto dos pads de eletrodo.
[022] O primeiro conector inferior pode ser conectado a uma superfície superior do primeiro eletrodo refletor, o segundo conector inferior pode ser conectado a uma superfície superior do segundo eletrodo transparente e o terceiro conector inferior pode ser conectado a uma superfície superior do terceiro eletrodo transparente.
[023] O primeiro conector superior pode ser conectado à superfície superior da primeira subunidade de LED, o segundo conector superior pode ser conectado à superfície superior da segunda subunidade de LED, o terceiro conector superior pode ser conectado à superfície superior da terceira subunidade de LED e pelo menos um dos conectores superiores pode ter uma forma substancialmente anular.
[024] Os conectores podem ainda incluir conectores intermediários que conectam o segundo conector superior e o terceiro conector superior ao terceiro e ao quarto dos pads de eletrodos, respectivamente.
[025] Cada um dos conectores pode passar por pelo menos uma das primeira, segunda e terceira subunidades de LED.
[026] O primeiro conector inferior, o segundo conector inferior e o terceiro conector inferior podem ser conectados ao primeiro dos pads de eletrodos e o primeiro conector superior, o segundo conector superior e o terceiro conector superior podem ser conectados a diferentes pads de eletrodos, respectivamente.
[027] O primeiro conector inferior, o segundo conector inferior e o terceiro conector inferior podem ser empilhados um sobre o outro na direção vertical, e o primeiro conector superior, o segundo conector superior e o terceiro conector superior podem ser afastados um do outro em a direção vertical e em uma direção lateral.
[028] O dispositivo de exibição pode ainda incluir um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira subunidade de LED e a segunda subunidade de LED e em contato ôhmico com uma superfície inferior da segunda subunidade de LED e um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED e em contato ôhmico com uma superfície inferior da terceira subunidade de LED, na qual os conectores podem incluir ainda um segundo conector inferior que conecta o segundo eletrodo transparente a um terceiro dos pads de eletrodo, um segundo conector superior conectando uma superfície superior da segunda subunidade de LED ao segundo dos pads de eletrodo, um terceiro conector inferior conectando o terceiro eletrodo transparente a um quarto dos pads de eletrodos e um terceiro conector superior conectando uma superfície superior da terceira subunidade de LED ao segundo dos pads de eletrodos, e o primeiro conector inferior, o segundo conector inferior e o terceiro conector inferior podem ser separados de cada outro e estão conectados ao primeiro, terceiro e quarto dos pads de eletrodos, respectivamente, e ao primeiro conector superior, ao segundo conector superior e ao terceiro conector superior podem ser eletricamente conectados aos segundos pads de eletrodo.
[029] O primeiro conector inferior, o segundo conector inferior e o terceiro conector inferior podem ser afastados um do outro na direção vertical e na direção lateral, e o primeiro conector superior, o segundo conector superior e o terceiro conector superior podem ser empilhados na direção vertical.
[030] O dispositivo de exibição pode ainda incluir um primeiro filtro de cor interposto entre a primeira subunidade de LED e a segunda subunidade de LED, e configurado para transmitir luz gerada a partir da primeira subunidade de LED e refletir a luz gerada a partir da segunda subunidade de LED, e um segundo filtro de cor interposto entre a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED, e configurado para transmitir luz gerada a partir da primeira e da segunda subunidades LED e refletir a luz gerada a partir da terceira subunidade de LED.
[031] O dispositivo de exibição pode ainda incluir uma primeira camada de ligação interposta entre o substrato TFT e a primeira subunidade de LED, uma segunda camada de ligação interposta entre a primeira subunidade de LED e a segunda subunidade de LED e uma terceira camada de ligação interposta entre a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED, na qual a segunda camada de ligação está configurada para transmitir luz gerada a partir da primeira subunidade de LED e a terceira camada de ligação é configurada para transmitir luz gerada a partir da primeira e segunda subunidades de LED.
[032] O dispositivo de exibição pode ser configurado para ser acionado de uma maneira de matriz ativa.
[033] O terceiro conector inferior e o terceiro conector superior podem ser expostos pela terceira subunidade de LED na vista plana.
[034] O primeiro eletrodo refletor pode ser disposto entre a primeira subunidade de LED e os pads de eletrodos.
[035] A primeira, segunda e terceira subunidades de LED podem incluir um micro LED com uma área de superfície menor que cerca de 10.000 µm quadrados.
[036] A primeira subunidade de LED pode ser configurada para emitir uma luz vermelha, verde e azul, a segunda subunidade de LED pode ser configurada para emitir uma luz diferente de vermelho, verde e azul da primeira subunidade de LED, e a terceira subunidade de LED pode ser configurada para emitir uma luz diferente de vermelho, verde e azul das primeira e segunda subunidades de LED.
[037] Um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, inclui uma primeira subunidade de LED, uma segunda subunidade de LED disposta adjacente à primeira subunidade de LED, uma terceira subunidade de LED disposta ao lado da segunda subunidade de LED, e pads de eletrodos dispostos na primeira subunidade de LED e conectados eletricamente às primeira, segunda e terceira subunidades de LED, os pads de eletrodos incluindo um pad de eletrodo comum conectados eletricamente a cada uma das primeira, segunda e terceira subunidades de LED, e primeiro, segundo e terceiro pads de eletrodos conectados a uma das respectivas primeira, segunda e terceira subunidades de LED, nas quais o pad de eletrodo comum, o segundo pad de eletrodo e o terceiro pad de eletrodo estão eletricamente conectados à segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED através de orifícios de passagem que passam pela primeira subunidade de LED, a primeira subunidade de LED, a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED são configuradas para serem independentemente e acionadas, a luz gerada na primeira subunidade de LED é configurada para ser emitida para a parte externa do dispositivo emissor de luz através da segunda subunidade de LED e da terceira subunidade de LED, e a luz gerada na segunda subunidade de LED é configurada para ser emitida para a parte externa do dispositivo de emissão de luz através da terceira subunidade de LED.
[038] As primeira, segunda e terceira subunidades de LED podem incluir uma primeira pilha de LED, uma segunda pilha de LED e uma terceira pilha de LED, respectivamente, e as primeira, segunda e terceira pilhas de LED podem ser configuradas para emitir luz vermelha, luz verde e luz azul, respectivamente.
[039] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir um primeiro eletrodo refletor disposto entre os eletrodos e a primeira subunidade de LED e em contato ôhmico com a primeira subunidade de LED, na qual o pad de eletrodo comum é conectado ao primeiro eletrodo refletor.
[040] O primeiro eletrodo refletor pode incluir uma camada em contato ôhmico em contato ôhmico com uma superfície superior da primeira subunidade de LED e uma camada refletora que cobre a camada em contato ôhmico.
[041] O primeiro eletrodo refletor pode ter uma porção oca definida por um elemento em forma substancialmente anular e o pad de eletrodo comum pode passar através da porção oca do elemento em forma substancialmente anular.
[042] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir um segundo eletrodo transparente interposto entre a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED e em contato ôhmico com uma superfície inferior da segunda subunidade de LED e um terceiro eletrodo transparente em contato ôhmico com uma superfície superior da terceira subunidade de LED, na qual o pad de eletrodo comum pode ser conectado eletricamente ao segundo eletrodo transparente e ao terceiro eletrodo transparente.
[043] O pad de eletrodo comum pode ser conectado a uma superfície superior do segundo eletrodo transparente e a uma superfície superior do terceiro eletrodo transparente.
[044] Cada uma da primeira subunidade de LED e da terceira subunidade de LED pode incluir uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade e uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade disposta em uma região parcial da primeira camada semicondutora de tipo de condutividade e o primeiro pad de eletrodos e o terceiro pad de eletrodo pode ser conectado eletricamente à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade da primeira subunidade de LED e da terceira subunidade de LED, respectivamente.
[045] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir um primeiro eletrodo ôhmico disposto na primeira camada semicondutora de tipo de condutividade da primeira subunidade de LED, na qual o primeiro pad de eletrodo está conectada ao primeiro eletrodo ôhmico.
[046] O terceiro pad de eletrodo pode ser conectado diretamente à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade da terceira subunidade de LED.
[047] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir um primeiro filtro de cor disposto entre o terceiro eletrodo transparente e a segunda subunidade de LED e um segundo filtro de cor disposto entre a primeira e a segunda subunidades de LED.
[048] O primeiro filtro de cor e o segundo filtro de cor podem incluir camadas de isolamento com diferentes índices de refração.
[049] O pad de eletrodo comum e o terceiro pad de eletrodo podem ser conectados eletricamente à terceira subunidade de LED através de orifícios que passam através da segunda subunidade de LED.
[050] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir um substrato no qual a terceira subunidade de LED está disposta.
[051] O substrato pode incluir um substrato de safira ou um substrato de nitreto de gálio.
[052] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir uma camada de isolamento disposta entre a primeira subunidade de LED e os pads de eletrodo, nos quais os pads de eletrodos são eletricamente conectados às primeira, segunda e terceira subunidades de LED através da camada isolante.
[053] A camada de isolamento pode incluir pelo menos um dentre um refletor de Bragg distribuído e um material de bloqueio de luz.
[054] Um dispositivo de exibição pode incluir uma placa de circuito e uma pluralidade de dispositivos emissores de luz dispostos na placa de circuito, pelo menos alguns dos dispositivos emissores de luz podem incluir o dispositivo emissor de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa, na qual os pads de eletrodos podem ser eletricamente conectados à placa de circuito.
[055] Cada um dos dispositivos emissores de luz pode incluir um substrato acoplado à terceira subunidade de LED e os substratos dos dispositivos emissores de luz podem ser afastados um do outro.
[056] Um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, inclui um substrato, uma primeira subunidade de LED disposta no substrato, uma segunda subunidade de LED disposta na primeira subunidade de LED, uma terceira subunidade de LED disposta na segunda subunidade de LED e pads de eletrodos conectados eletricamente às primeira, segunda e terceira subunidades de LED, os pads de eletrodos incluindo um pad de eletrodo comum conectado eletricamente a cada uma das primeira, segunda e terceira subunidades de LED por uma única via de passagem, e primeiro, segundo e terceiro eletrodos conectados a uma respectiva das primeira, segunda e terceira subunidades de LED.
[057] Os pads de eletrodos podem ser dispostos entre o substrato e a primeira subunidade de LED, a via de orifício de passagem pode incluir uma pluralidade de conectores conectados a cada uma das primeira, segunda e terceira subunidades de LED e os conectores podem incluir uma primeira porção com uma largura maior que uma largura da via do orifício de passagem.
[058] A primeira subunidade de LED pode incluir um eletrodo refletor disposto em uma superfície inferior do mesmo, e o eletrodo refletor pode entrar em contato com a primeira porção do conector correspondente.
[059] As primeira, segunda e terceira subunidades de LED podem ser dispostas entre os pads de eletrodos e o substrato, e a via de orifício de passagem pode ter uma largura que se estreita em uma direção dos pads de eletrodos para o substrato.
[060] A terceira subunidade de LED pode incluir um eletrodo refletor disposto em uma superfície superior do mesmo, e o pad de eletrodo comum pode entrar em contato diretamente com o eletrodo refletor.
[061] Deve ser entendido que tanto a descrição geral acima como a descrição detalhada a seguir são exemplificativas e explicativas e se destinam a fornecer explicações adicionais da invenção como reivindicada.
Efeitos vantajosos
[062] Diodos emissores de luz construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção e displays usando os mesmos são capazes de aumentar uma área emissora de luz de cada subpixel sem aumentar a área do pixel.
[063] Diodos emissores de luz e display usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção fornecem alta confiabilidade devido a uma estrutura estável de LED e ao processo de fabricação simplificado no qual uma única via pode ser conectada a uma ou mais camadas semicondutoras de cada uma das pilhas de LED.
[064] Diodos emissores de luz e display usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção fornecem pixels que podem ser fabricados simultaneamente para evitar o processo complicado de montagem individual dos pixels.
[065] Diodos emissores de luz e displays usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção, são capazes de serem acionados de maneira de matriz ativa.
[066] Diodos emissores de luz e exibição usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção são capazes de reduzir o tempo do processo de montagem.
[067] Diodos emissores de luz e displays usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção são capazes de impedir a interferência da luz entre as pilhas de LED organizando as primeira, segunda e terceira pilhas de LED uma sobre a outra para emitir luz com comprimentos de onda decrescentes. Por exemplo, a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED podem emitir luz vermelha, verde e azul, respectivamente.
[068] Diodos emissores de luz e displays usando os diodos emissores de luz, por exemplo, micro LEDs, construídos de acordo com os princípios e algumas implementações exemplificativas da invenção, são capazes de suprimir a geração de luz secundária entre as pilhas de LED sem a disposição dos filtros de cores entre eles, que são geralmente formados entre as pilhas de LED para impedir a geração de luz secundária pela luz emitida pelas pilhas de LED adjacentes.
Descrição das Figuras
[069] Os desenhos anexos, que são incluídos para fornecer uma compreensão adicional da invenção e são incorporados e constituem uma parte desta especificação, ilustram modalidades exemplificativas da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os conceitos inventivos.
[070] A FIG. 1 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[071] A FIG. 2 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha A-A da FIG. 1.
[072] As FIGS. 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B, 7A, 7B, 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B, 14A, 14B, 15A, 15B, 16A e 16B são vistas esquemáticas planas e vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[073] A FIG. 17 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa.
[074] A FIG. 18 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 17.
[075] A FIG. 19 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[076] A FIG. 20 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[077] A FIG. 21A é uma vista plana esquemática de um dispositivo emissor de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[078] A FIG. 21B é uma vista em seção transversal esquemática ao longo de uma linha A-A da FIG. 21A.
[079] As FIGS. 22, 23, 24, 25, 26A, 26B, 27A, 27B, 28A, 28B, 29, 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 33B, 34A, 34B, 35A e 35B são vistas esquemáticas planas e vistas em seção transversal ilustrando um método de fabricação de um dispositivo emissor de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[080] A FIG. 36 é uma vista esquemática em seção transversal de uma pilha de diodo emissor de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[081] As FIGS. 37A, 37B, 37C, 37D e 37E são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de uma pilha de diodos emissores de luz para um display, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[082] A FIG. 38 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[083] A FIG. 39 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[084] A FIG. 40 é uma vista plana ampliada de um pixel do dispositivo de exibição da FIG. 39.
[085] A FIG. 41 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha A-A da FIG. 40.
[086] A FIG. 42 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 40.
[087] As FIGS. 43A, 43B, 43C, 43D, 43E, 43F, 43G, 43H, 43I, 43J e 43K são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[088] A FIG. 44 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa.
[089] A FIG. 45 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa.
[090] A FIG. 46 é uma vista esquemática em seção transversal de uma pilha de diodo emissor de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[091] As FIGS. 47A, 47B, 47C, 47D e 47E são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de uma pilha de diodos emissores de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[092] A FIG. 48 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[093] A FIG. 49 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[094] A FIG. 50 é uma vista plana ampliada de um pixel do dispositivo de exibição da FIG. 49.
[095] A FIG. 51 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha A-A da FIG. 50.
[096] A FIG. 52 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 50.
[097] As FIGS. 53A, 53B, 53C, 53D, 53E, 53F, 53G, 53H, 53I, 53J e 53K são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[098] A FIG. 54 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa.
[099] A FIG. 55 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa.
[0100] A FIG. 56 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0101] A FIG. 57 é uma vista esquemática em seção transversal de um pixel de diodo emissor de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0102] A FIG. 58 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0103] A FIG. 59A e a FIG. 59B são uma vista superior e uma vista inferior de um pixel de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0104] A FIG. 60A é uma vista em seção transversal esquemática tomada ao longo de uma linha A-A da FIG. 59A.
[0105] A FIG. 60B é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 59A.
[0106] A FIG. 60C é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha C-C da FIG. 59A.
[0107] A FIG. 60D é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha D-D da FIG. 59A.
[0108] As FIGS. 61A, 61B, 62A, 62B, 63A, 63B, 64A, 64B, 65A, 65B, 66A, 66B, 67A, 67B, 68A e 68B são vistas planas esquemáticas e vista em seção transversal esquemáticas que ilustram um método de fabricação de um dispositivo de exibição,
de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0109] A FIG. 69 é uma vista em seção transversal esquemática de um pixel de diodo emissor de luz para um display, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0110] A FIG. 70 é uma vista ampliada de um pixel de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0111] A FIG. 71A e a FIG. 71B são vistas em seção transversal tomadas ao longo das linhas G-G e H-H na FIG. 70, respectivamente.
[0112] A FIG. 72 é uma vista esquemática em seção transversal de uma pilha de diodo emissor de (LED) luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0113] As FIGS. 73A, 73B, 73C, 73D, 73E e 73F são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método para fabricar uma pilha de diodo emissor de luz para um display, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0114] A FIG. 74 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0115] A FIG. 75 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0116] A FIG. 76 é uma vista plana ampliada de um pixel do dispositivo de exibição da FIG. 75.
[0117] A FIG. 77 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha A-A da FIG. 76.
[0118] A FIG. 78 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 76.
[0119] As FIGS. 79A, 79B, 79C, 79D, 79E, 79F, 79G e 79H são vistas planas esquemáticas que ilustram um método para a fabricação de um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0120] A FIG. 80 é uma vista esquemática em seção transversal de uma estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0121] As FIGS. 81A e 81B são vistas em seção transversal de uma estrutura empilhada emissora de luz de acordo com modalidades exemplificativas.
[0122] A FIG. 82 é uma vista em seção transversal de uma estrutura empilhada emissora de luz incluindo uma parte de fiação, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0123] A FIG. 83 é uma vista em seção transversal de uma estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0124] A FIG. 84 é uma vista plana de um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0125] A FIG. 85 é uma vista plana ampliada de uma porção P1 da FIG. 84.
[0126] A FIG. 86 é um diagrama estrutural de um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0127] A FIG. 87 é um diagrama de circuito de um pixel de um dispositivo de exibição do tipo passivo.
[0128] A FIG. 88 é um diagrama de circuito de um pixel de um dispositivo de exibição do tipo ativo.
[0129] A FIG. 89 é uma vista plana de um pixel, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0130] As FIGS. 90A e 90B são vistas em seção transversal tomadas ao longo das linhas I-I’ e II-II’ das FIG. 89, respectivamente.
[0131] As FIGS. 91A, 91B , e 91C são vistas em seção transversal tomadas ao longo da linha I-I’ na FIG. 89, ilustrando um processo de empilhamento da primeira à terceira pilhas epitaxiais em um substrato de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0132] As FIGS. 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104 são vistas planas que ilustram sequencialmente um método de fabricação de um pixel em um substrato.
[0133] As FIGS. 93A, 95A, 97A, 99A, 101A, 103A e 105A são vistas em seção transversal tomadas ao longo da linha I-I' das FIGS. 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, respectivamente.
[0134] As FIGS. 93B, 95B, 97B, 99B, 101B, 103B e 105B são vistas em seção transversal tomadas ao longo da linha II-II' das FIGS. 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, respectivamente.
[0135] A FIG. 106 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0136] A FIG. 107A é uma vista em seção transversal do dispositivo de exibição da FIG. 106.
[0137] A FIG. 107B é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0138] As FIGS. 108A, 108B, 108C, 108D, 108E, 109A, 109B, 109C, 109D, 109E, 110A, 110B, 110C, 110D, 111A, 111B, 111C, 111D, 112A, 112B, 112C, 112D, 113A, 113B e 114 são vistas planas esquemáticas e vistas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0139] As FIGS. 115A, 115B e 115C são vistas esquemáticas em seção transversal de um material de ligação de metal de acordo com modalidades exemplificativas. Modalidades da Invenção
[0140] Na descrição a seguir, para fins de explicação, vários detalhes específicos são apresentados, a fim de fornecer um entendimento completo de várias modalidades ou implementações exemplificativas da invenção. Como usado aqui, "modalidades" e "implementações" são palavras intercambiáveis que são exemplos não limitativos de dispositivos ou métodos que empregam um ou mais dos conceitos inventivos aqui divulgados. É aparente, no entanto, que várias modalidades exemplificativas podem ser praticadas sem esses detalhes específicos ou com um ou mais arranjos equivalentes. Em outros casos, estruturas e dispositivos conhecidos são mostrados na forma de diagrama de blocos para evitar obscurecer desnecessariamente várias modalidades exemplificativas. Além disso, várias modalidades exemplificativas podem ser diferentes, mas não precisam ser exclusivas. Por exemplo, formas, configurações e características específicas de uma modalidade exemplificativa podem ser usadas ou implementadas em outra modalidade exemplificativa sem se afastar dos conceitos inventivos.
[0141] A menos que especificado de outra forma, as modalidades exemplificativas ilustradas devem ser entendidas como fornecendo características exemplificativas de detalhes variados de algumas maneiras pelas quais os conceitos inventivos podem ser implementados na prática. Portanto, a menos que seja especificado de outra forma, os recursos, componentes, módulos, camadas, filmes, painéis, regiões e/ou aspectos, etc. (doravante, individual ou coletivamente referidos como "elementos"), das várias modalidades podem ser combinados de outra forma, separados, intercambiados e/ou reorganizados sem se afastar dos conceitos inventivos.
[0142] O uso de hachura cruzada e/ou sombreamento nos desenhos anexos é geralmente fornecido para esclarecer os limites entre os elementos adjacentes. Como tal, nem a presença nem a ausência de hachura ou sombreamento transmitem ou indicam qualquer preferência ou requisito para materiais, propriedades, dimensões, proporções, semelhanças entre elementos ilustrados e/ou qualquer outra característica, atributo, propriedade, etc.., dos elementos, a menos que especificado. Além disso, nos desenhos anexos, o tamanho e o tamanho relativo dos elementos podem ser exagerados por questões de clareza e/ou descrição. Quando uma modalidade exemplificativa pode ser implementada de maneira diferente, uma ordem de processo específica pode ser realizada de forma diferente da ordem descrita. Por exemplo, dois processos descritos consecutivamente podem ser realizados substancialmente ao mesmo tempo ou executados em uma ordem oposta à ordem descrita. Além disso, números de referência semelhantes indicam elementos semelhantes.
[0143] Quando um elemento como uma ou camada é referido como estando "acima", “conectado a” ou "acoplado a” ou outro elemento ou camada, este pode estar diretamente em, conectado em ou acoplado em outro elemento ou camada ou elementos ou camadas intervenientes podem estar presentes. Quando, no entanto, um elemento ou camada é referido como "diretamente em", "diretamente conectado a" ou "diretamente acoplado a" outro elemento ou camada, não há elementos ou camadas intervenientes presentes. Para esse fim, o termo “conectado” pode se referir a conexões físicas, elétricas e/ou fluidas, com ou sem elementos intervenientes. Além disso, o eixo D1, o eixo D2 e o eixo D3 não estão limitados a três eixos de um sistema de coordenadas retangulares, como eixos x, y e z, e pode ser interpretado em um sentido mais amplo. Por exemplo, o eixo D1, o eixo D2 e o eixo D3 podem ser perpendiculares um ao outro ou podem representar direções diferentes que não são perpendiculares um ao outro. Para os fins desta divulgação, "pelo menos um de X, Y e Z" e "pelo menos um selecionado do grupo que consiste em X, Y e Z" podem ser interpretados como somente X, somente Y, apenas Z, ou qualquer combinação de dois ou mais de X, Y e Z, como, por exemplo, XYZ, XYY, YZ e ZZ. Conforme aqui usado, o termo "e/ou" inclui toda e qualquer combinação de um ou mais dos itens listados associados.
[0144] Embora os termos "primeiro", "segundo" etc. possam ser usados aqui para descrever vários tipos de elementos, esses elementos não devem ser limitados por esses termos. Esses termos são usados para distinguir um elemento de outro elemento. Assim, um primeiro elemento discutido abaixo poderia ser denominado um segundo elemento sem se afastar dos ensinamentos da divulgação.
[0145] Termos espacialmente relativos, como "debaixo", "abaixo", "sob", "inferior", "acima", "superior", "por cima", "acima", "mais elevado", "lateral" (por exemplo, como na "parede lateral"), e semelhantes, podem ser usados aqui para fins descritivos e, assim, para descrever um elemento relacionado a outros elementos, como ilustrado nos desenhos. Os termos espacialmente relativos destinam-se a abranger diferentes orientações de um dispositivo em uso, operação e/ou fabricação, além da orientação representada nos desenhos. Por exemplo, se o dispositivo nos desenhos for virado, os elementos descritos como "abaixo" ou "debaixo" de outros elementos ou características serão orientados "acima" dos outros elementos ou características. Assim, o termo exemplificativa "abaixo" pode abranger uma orientação acima e abaixo. Além disso, o dispositivo pode ser de outra forma orientado (por exemplo, girado 90 graus ou em outras orientações) e, como tal, os descritores espacialmente relativos usados aqui interpretados de acordo.
[0146] A terminologia usada neste documento tem o objetivo de descrever modalidades particulares e não se destina a ser limitativa. Conforme usado neste documento, as formas singulares "um", "uma" e "o/a" também pretendem incluir as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Além disso, os termos "compreende", "compreendendo", "inclui" e/ou "incluindo", quando utilizados nesta especificação, especificam a presença de recursos declarados, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos, mas não exclui a presença ou adição de um ou mais recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos. Note-se também que, conforme usado neste documento, os termos "substancialmente", "cerca de" e outros termos semelhantes são usados como termos de aproximação e não como termos de grau e, como tal, são utilizados para contabilizar desvios inerentes em valores medidos, calculados e/ou fornecidos que seriam reconhecidos por um especialista na técnica.
[0147] Várias modalidades exemplificativas são aqui descritas com referência a ilustrações seccionais e/ou explodidas que são ilustrações esquemáticas de modalidades exemplificativas idealizadas e/ou estruturas intermediárias. Como tal, são esperadas variações das formas das ilustrações como resultado, por exemplo, de técnicas de fabricação e/ou tolerâncias. Assim, modalidades exemplificativas divulgadas neste documento não devem necessariamente ser interpretadas como limitadas às formas ilustradas particulares das regiões, mas devem incluir desvios nas formas que resultam, por exemplo, da fabricação. Dessa maneira, as regiões ilustradas nos desenhos podem ser de natureza esquemática e as formas dessas regiões podem não refletir as formas reais das regiões de um dispositivo e, como tal, não se destinam necessariamente a ser limitativas.
[0148] Salvo definido em contrário, todos os termos (incluindo os termos técnicos e os científicos) aqui utilizados possuem os mesmos significados que os comumente entendidos por um técnico especialista no assunto aos quais a presente divulgação é parte. Termos, como aqueles definidos em dicionários comumente usados, devem ser interpretados como tendo um significado consistente com seu significado no contexto da técnica relevante e não devem ser interpretados de maneira ideal ou excessivamente formal a menos que expressamente definido aqui.
[0149] Como aqui utilizado, um dispositivo emissor de luz ou um diodo emissor de luz de acordo com modalidades exemplificativas pode incluir um micro LED, que possui uma área de superfície menor que cerca de 10.000 µm quadrados, como conhecido na técnica. Em outras modalidades exemplificativas, os micro LEDs podem ter uma área de superfície inferior a cerca de
4.000 µm quadrados, ou inferior a cerca de 2.500 µm quadrados, dependendo da aplicação específica..
[0150] A FIG. 1 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa. A FIG. 2 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha A-A da FIG. 1.
[0151] Referindo às FIGS. 1 e 2, o dispositivo de exibição pode incluir um substrato 51, pads de eletrodos 53a, 53b, 53c e 53d, uma primeira pilha de LED 23, uma segunda pilha de LED 33, uma segunda pilha de LED 33, uma terceira pilha de LED 43, um primeiro eletrodo refletor 25, um segundo eletrodo transparente 35, um terceiro eletrodo transparente 45, um primeiro filtro de cor 37, um segundo filtro de cor 47, uma primeira camada de ligação 55, uma segunda camada de ligação 65 e uma terceira camada de ligação 75. Além disso, o dispositivo de exibição pode incluir uma pluralidade de conectores 59a, 59b, 59c, 59d, 69b, 69c, 69d, 79c e 79d e camadas de isolamento 57, 67 e 77. Como aqui utilizado, um conector pode ser qualquer tipo de estrutura, incluindo orifícios de passagem, vias, fios, linhas, material condutor e semelhantes, que servem para conectar elétrica e/ou mecanicamente dois elementos, como camadas.
[0152] O substrato 51 suporta as pilhas de LED 23, 33 e 43. Além disso, o substrato 51 pode ter um circuito interno. Por exemplo, o substrato 51 pode ser um substrato de silício no qual são formados transistores de filme fino. Os substratos TFT têm sido amplamente utilizados em campos de exibição, como campos de exibição de LCD, para acionar um dispositivo de exibição de maneira ativa. Como os substratos TFT são bem conhecidos na técnica, serão omitidas descrições detalhadas de uma estrutura de um substrato TFT.
[0153] Embora a FIGS. 1 e 2 mostrem um pixel unitário disposto no substrato 51, uma pluralidade de pixels unitários pode ser disposta no substrato 51, e a pluralidade dos pixels unitários pode ser acionada de uma maneira de matriz ativa.
[0154] Os pads de eletrodos 53a, 53b, 53c e 53d são expostos no substrato 51. Cada um dos pads de eletrodos 53a, 53b, 53c e 53d está conectado a um dos subpixels do pixel unitário disposto no substrato 51, mas o pad de eletrodo 53d está conectado a cada um dos três subpixels. Cada um dos pads de eletrodos 53a, 53b, 53c e 53d pode ser conectado ao circuito interno do substrato 51.
[0155] A primeira pilha de LED 23, a segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43 incluem uma camada semicondutora do tipo n, uma camada semicondutora do tipo p e uma camada ativa interposta entre elas. A camada ativa pode ter uma estrutura de poço multiquântico.
[0156] Quanto mais próximo do substrato 51, maior o comprimento de onda da luz pode ser emitido a partir das pilhas de LED. Por exemplo, a primeira pilha de LED 23 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico configurado para emitir luz vermelha, a segunda pilha de LED 33 pode ser um diodo emissor de luz inorgânica configurado para emitir luz verde e a terceira pilha de LED 43 pode ser uma luz inorgânica diodo emissor configurado para emitir luz azul. A primeira pilha de LED 23 pode incluir uma camada de poço baseada em GaInP e a segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43 podem incluir uma camada de poço baseada em GaInN. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a isso e, quando o pixel inclui um micro LED, a primeira pilha de LED 23 pode emitir qualquer luz vermelha, luz verde e luz azul, e a segunda e terceira pilhas de LED 33 e 43 podem emitir diferentes de luz vermelha, verde e azul, sem adversamente afetar a operação devido ao pequeno fator de forma de um micro LED.
[0157] As superfícies de cada uma das pilhas de LED 23, 33 e 43 são uma camada semicondutora do tipo n e uma camada semicondutora do tipo p, respectivamente. A seguir, uma superfície superior e uma superfície inferior de cada uma das primeiras à terceiras pilhas de LED 23, 33 e 43 serão descritas como um tipo n e um tipo p, respectivamente. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam aos estes, e o tipo da superfície superior e da superfície inferior de cada uma das pilhas de LED pode ser revertida ou modificada de várias maneiras.
[0158] Quando a superfície superior da terceira pilha de LED 43 é do tipo n, a superfície superior da terceira pilha de LED 43 pode ter uma superfície texturizada por gravura química ou semelhante para formar uma superfície rugosa. As superfícies superiores da primeira pilha de LED 23 e da segunda pilha de LED 33 também podem ser sujeitas a texturização de superfície. No entanto, quando a segunda pilha de LED 33 emite luz verde, uma vez que a luz verde tem maior visibilidade que a luz vermelha e a luz azul, pode ser preferencial aumentar a eficiência de emissão de luz da primeira pilha de LED 23 e da terceira pilha de LED 43 em maior medida do que a da segunda pilha de LED 33. Como tal, a primeira pilha de LED 23 e a terceira pilha de LED 43 podem ter superfície texturizada para melhorar a eficiência da extração de luz sem texturizar a superfície da segunda pilha de LED 33. Dessa maneira, as intensidades de luz vermelha, luz verde e luz azul podem ser equilibradas e ajustadas para ter níveis substancialmente semelhantes.
[0159] A primeira pilha de LED 23 está disposta perto do substrato de suporte 51, a segunda pilha de LED 33 está disposta na primeira pilha de LED 23 e a terceira pilha de LED 43 está disposta na segunda pilha de LED 33. Uma vez que a primeira pilha de LED 23 pode emitir luz com um comprimento de onda maior que a segunda e a terceira pilhas de LED 33 e 43, a luz gerada na primeira pilha de LED 23 pode ser transmitida através da segunda e terceira pilhas de LED 33 e 43 e emitida para o exterior. Além disso, uma vez que a segunda pilha de LED 33 pode emitir luz com um comprimento de onda mais longo que a terceira pilha de LED 43, a luz gerada a partir da segunda pilha de LED
33 pode ser transmitida através da terceira pilha de LED 43 e ser emitida para o exterior.
[0160] O primeiro eletrodo refletor 25 está em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da primeira pilha de LED 23 e reflete a luz gerada a partir da primeira pilha de LED
23. Por exemplo, o primeiro eletrodo refletor 25 pode incluir uma camada em contato ôhmica 25a e uma camada refletora 25b.
[0161] A camada em contato ôhmico 25a está parcialmente em contato com a camada semicondutora do tipo p. A fim de impedir a absorção de luz pela camada em contato ôhmico 25a, a camada em contato ôhmico 25a pode ser formada em uma área predeterminada. Por exemplo, a camada em contato ôhmico 25a pode ser disposta perto de uma borda da primeira pilha de LED 23 e pode ser disposta substancialmente em uma forma anular. Uma área de contato da camada em contato ôhmico 25a em relação à primeira pilha de LED 23 pode ser de 25% ou menos, ou pode ser de 10% ou menos em algumas modalidades exemplificativas. Mesmo que a área de contato da camada em contato ôhmico 25a seja relativamente pequena, quando uma área da primeira pilha de LED 23 tiver cerca de 200 µm ou menos, uma corrente pode ser distribuída uniformemente na primeira pilha de LED 23. A camada em contato ôhmico 25a pode ser formada por óxidos condutores transparentes ou ligas de Au, como Au (Zn) ou Au (Be).
[0162] A camada refletora 25b pode cobrir a camada em contato ôhmico 25a e a superfície inferior da primeira pilha de LED 23. No entanto, como mostrado na Fig. 1, a camada refletora 25b expõe a superfície inferior da primeira pilha de LED 23 nas regiões em torno de onde os conectores 59a, 59b, 59c e 59d devem ser formados. Mais particularmente, a camada refletora 25b pode expor a superfície inferior da primeira pilha de LED 23 em uma região cercada pela camada em contato ôhmico 25a. A camada refletora 25b pode incluir uma camada refletora de metal formada por Al, Ag ou outras. Além disso, a camada refletora 25b pode incluir uma camada de adesão de metal formada por Ti, Ta, Ni, Cr ou outras nas superfícies superior e inferior da camada de metal refletora, a fim de melhorar a adesão da camada de metal refletora. A camada refletora 25b pode ser formada por uma camada de metal, que possui uma alta refletância para a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 23, por exemplo, luz vermelha. Enquanto isso, a camada refletora 25b pode ter uma refletância relativamente baixa para a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 33 ou da terceira pilha de LED 43, por exemplo, luz verde ou luz azul. Portanto, a camada refletora 25b pode reduzir a interferência da luz absorvendo a luz gerada a partir da segunda e terceira pilhas de LED 33 e 43 que é emitida em direção ao substrato de suporte 51. O Au tem alta refletância para luz vermelha e baixa refletância para luz verde ou luz azul e, portanto, pode ser usada para formar a camada refletora 25b disposta na primeira pilha de LED 23.
[0163] O segundo eletrodo transparente 35 está em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da segunda pilha de LED 33. O segundo eletrodo transparente 35 pode ser formado por uma camada de metal ou camada de óxido condutor transparente à luz vermelha e luz verde. O terceiro eletrodo transparente 45 está em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da terceira pilha de LED 43. O terceiro eletrodo 45 pode ser formado por uma camada de metal ou camada de óxido condutor transparente à luz vermelha, luz verde e luz azul. O segundo eletrodo transparente 35 e o terceiro eletrodo transparente 45 podem estar em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p de cada das pilha de LED para ajudar na distribuição de corrente. Exemplos da camada de óxido condutor usada para o segundo e terceiro eletrodos transparentes 35 e 45 podem incluir SnO2, InO2, ITO, ZnO, IZO ou outros.
[0164] O primeiro filtro de cor 37 pode ser disposto entre a primeira pilha de LED 23 e a segunda pilha de LED 33. Além disso, o segundo filtro de cor 47 pode ser disposto entre a segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43. O primeiro filtro de cor 37 pode transmitir luz gerada da primeira pilha de LED 23 e reflete a luz gerada da segunda pilha de LED 33. O segundo filtro de cor 47 pode transmitir luz gerada a partir da primeira e segunda pilhas de LED 23 e 33, e reflete a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 43. Como tal, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 23 pode ser emitida para o exterior através da segunda pilha de LED 33 e da terceira pilha de LED 43 e a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 33 pode ser emitida para o exterior através da terceira pilha de LED 43 Além disso, pode ser possível impedir que a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 33 seja incidente na primeira pilha de LED 23 e se perca, ou impedir que a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 43 seja incidente na segunda pilha de LED 33 e sendo perdida.
[0165] Em algumas modalidades exemplificativas, o primeiro filtro de cor 37 também pode refletir a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 43.
[0166] O primeiro e o segundo filtro de cores 37 e 47 podem ser, por exemplo, um filtro de baixa passagem através do qual apenas uma região de luz de baixo comprimento de onda, por exemplo, luz em uma região de comprimento de onda longo, um filtro de passagem de banda através do qual apenas uma determinada região de comprimento de onda de a luz passa ou um filtro de interrupção de banda apenas bloqueia uma determinada região de comprimento de onda da luz. Mais particularmente, o primeiro e o segundo filtro de cores 37 e 47 podem ser formados empilhando alternadamente camadas de isolamento com diferentes índices de refração. Por exemplo, os filtros de cores podem ser formados empilhando alternadamente TiO2 e SiO2. O primeiro e o segundo filtro de cores 37 e 47 podem incluir um refletor de Bragg distribuído (DBR). Uma banda de interrupção no refletor de Bragg distribuído pode ser controlada ajustando as espessuras de TiO2 e SiO2. O filtro de baixa passagem e o filtro passa-banda também podem ser formados empilhando camadas de isolamento alternadamente com diferentes índices de refração um acima do outro.
[0167] A primeira camada de ligação 55 acopla a primeira pilha de LED 23 ao substrato 51. Como mostrado nos desenhos, o primeiro eletrodo refletor 25 pode estar em contato com a primeira camada de ligação 55. A primeira camada de ligação 55 pode ser transmissiva ou não transmissiva.
[0168] A segunda camada de ligação 65 acopla a segunda pilha de LED 33 à primeira pilha de LED 23. Como mostrado nos desenhos, a segunda camada de ligação 65 pode estar em contato com a primeira pilha de LED 23 e o primeiro filtro de cor 37. A segunda camada de ligação 65 transmite luz gerada a partir da primeira pilha de LED 23. A segunda camada de ligação 65 pode ser formada de, por exemplo, spin-on-glass com propriedade de transmissão de luz.
[0169] A terceira camada de ligação 75 acopla a terceira pilha de LED 43 à segunda pilha de LED 33. Como mostrado nos desenhos, a terceira camada de ligação 75 pode estar em contato com a segunda pilha de LED 33 e o segundo filtro de cor 47. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados a estes e uma camada condutora transparente pode ser disposta na segunda pilha de LED 33. A terceira camada de ligação 75 transmite a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 23 e da segunda pilha de LED 33. A terceira camada de ligação 75 pode ser formada de, por exemplo, spin-on-glass com propriedade de transmissão de luz.
[0170] As camadas de ligação 55, 65 e 75 podem ser formadas formando camadas orgânicas transparentes ou camada inorgânica transparente em cada um dos dois objetos a serem ligados e, em seguida, ligando os objetos um ao outro. Exemplos de uma camada orgânica podem incluir SU8, poli (metacrilato de metila) (PMMA), poli-imida, parileno, benzociclobuteno (BCB) ou outros. Exemplos de uma camada inorgânica podem incluir Al2O3, SiO2, SiNx ou outros. As camadas orgânicas podem ser ligadas a alto vácuo e alta pressão. As superfícies das camadas inorgânicas podem ser planarizadas por, por exemplo, um polimento mecânico químico (CMP) e, em seguida, a energia da superfície é reduzida pelo plasma e semelhantes, resultando na ligação a alto vácuo.
[0171] Um primeiro conector 1 59d conecta eletricamente o primeiro eletrodo refletor 25 e o pad de eletrodo 53d um ao outro. Como tal, o primeiro conector 1 59d é eletricamente conectado à superfície inferior da primeira pilha de LED 23. Como mostrado nos desenhos, o primeiro conector 1 59d pode passar através da primeira pilha de LED 23. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados a estes e o primeiro conector 1 59d pode ser formado em uma superfície lateral da primeira pilha de LED 23. A camada de isolamento 57 é interposta entre o primeiro conector 1 59d e a primeira pilha de LED 23, impedindo assim que o primeiro conector 1 59d entre em curto-
circuito na superfície superior da primeira pilha de LED 23.
[0172] Um primeiro conector 2 59a conecta eletricamente a superfície superior da primeira pilha de LED 23 e o pad de eletrodo 53a no substrato 51 um ao outro. O primeiro conector 2 59a pode ser conectado à superfície superior da primeira pilha de LED 23 e pode passar através da primeira pilha de LED 23 a ser conectado ao pad de eletrodo 53a. A camada de isolamento 57 pode ser interposta entre a primeira pilha de LED 23 e o primeiro conector 2 59a, a fim de impedir que o primeiro conector 2 59a entre em curto-circuito na superfície inferior da primeira pilha de LED 23.
[0173] Um primeiro conector 3 59b e um primeiro conector 4 59c podem passar através da primeira pilha de LED 23 a ser conectada a cada um dos pads de eletrodos 53b e 53c. O primeiro conector 3 59b e o primeiro conector 4 59c são isolados da primeira pilha de LED 23, pela camada de isolamento 57 interposta entre a primeira pilha de LED 23 e os conectores 59b e 59c.
[0174] O primeiro conector 3 59b e o primeiro conector 4 59c podem funcionar como um conector intermediário ou essas configurações podem ser omitidas em algumas modalidades exemplificativas.
[0175] Um segundo conector 1 69d está disposto para conectar eletricamente o segundo eletrodo transparente 35 ao pad de eletrodo 53d. O segundo conector 1 69d é eletricamente conectado à superfície inferior da segunda pilha de LED 33 através do segundo eletrodo transparente 35. Como mostrado nos desenhos, o segundo conector 1 69d pode passar através da segunda pilha de LED 33. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados a estes e o segundo conector 1 69d pode ser formado em uma superfície lateral da primeira pilha de LED 33. A camada de isolamento 67 é interposta entre o segundo conector 1 69d e a segunda pilha de LED 33, impedindo, assim, que o segundo conector 1d 69d entre em curto-circuito na superfície superior da segunda pilha de LED 33.
[0176] Como mostrado na Fig. 2, o segundo conector 1 69d pode ser conectado ao primeiro conector 1 59d para ser eletricamente conectado ao pad de eletrodos 53d. Nesse caso, o primeiro conector 1 59d pode funcionar como um conector intermediário. Além disso, como mostrado na FIG. 2, o segundo conector 1 69d pode ser empilhado no primeiro conector 1 59d na direção vertical.
[0177] Um segundo conector 2b 69b está disposto para conectar eletricamente a superfície superior da segunda pilha de LED 33 ao pad de eletrodo 53b. O segundo conector 2 69b pode ser conectado à superfície superior da segunda pilha de LED 33 e pode passar através da segunda pilha de LED 33. Como mostrado nos desenhos, o segundo conector 2 69b pode ser conectado ao primeiro conector 3 59b para ser eletricamente conectado ao pad de eletrodo 53b. O segundo conector 2 69b pode ser diretamente conectado ao pad de eletrodo 53b. Nesse caso, o primeiro conector 3 59b é omitido.
[0178] A camada de isolamento 67 pode ser interposta entre a segunda pilha de LED 33 e o segundo conector 2 69b, a fim de impedir que o segundo conector 2 69b fique em curto-circuito na superfície inferior da segunda pilha de LED 33.
[0179] Um segundo conector 3 69c pode ser disposto para passar através da segunda pilha de LED 33. O segundo conector 3 69c pode ser eletricamente conectado ao pad de eletrodo 53c e pode ser conectado, por exemplo, ao primeiro conector 4 59c. O segundo conector 3 69c é isolado da segunda pilha de LED 33 pela camada de isolamento 67 interposta entre a segunda pilha de LED 33 e o segundo conector 3 69c.
[0180] O segundo conector 3 69c pode funcionar como um conector intermediário, ou essas configurações podem ser omitidas em algumas modalidades exemplificativas.
[0181] Um terceiro conector 1 79d está disposto para conectar o terceiro eletrodo transparente 45 e o pad do eletrodo 53d um ao outro. O terceiro conector 1 79d é eletricamente conectado à superfície inferior da terceira pilha de LED 43 através do terceiro eletrodo transparente 45. Como mostrado nos desenhos, o terceiro conector 1 79d pode passar através da terceira pilha de LED 43. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados a estes, e o terceiro conector 1 79d pode ser formado em uma superfície lateral da terceira pilha de LED
43. A camada de isolamento 77 é interposta entre o terceiro conector 1 79d e a terceira pilha de LED 43, impedindo assim que o terceiro conector 1 79d fique em curto-circuito na superfície superior da terceira pilha de LED 43.
[0182] Como mostrado na Fig. 2, o terceiro conector 1 79d pode ser conectado ao segundo conector 1 69d para ser eletricamente conectado ao pad de eletrodos 53d. Neste caso, o segundo conector 1 69d e o primeiro conector 1 59d podem funcionar como um conector intermediário. Além disso, como mostrado na FIG. 2, o terceiro conector 1 79d pode ser empilhado no segundo conector 1 69d na direção vertical. Portanto, o primeiro conector 1 59d, o segundo conector 1 69d e o terceiro conector 1 79d são eletricamente conectados um ao outro e são empilhados na direção vertical. Os conectores são dispostos na direção da emissão de luz para absorver a luz. Em um caso em que os conectores são dispostos para ficarem afastados um do outro em uma direção lateral, uma área de emissão de luz pode ser diminuída e causar maior perda de luz. No entanto, os conectores, de acordo com uma modalidade exemplificativa, são empilhados na direção vertical para reduzir a perda de luz gerada a partir da primeira pilha de LED 23 e da segunda pilha de LED 33 pelos conectores.
[0183] Um terceiro conector 2c 79c está disposto para conectar a superfície superior da terceira pilha de LED 43 e o pad de eletrodo 53c um ao outro. O terceiro conector 2 79c pode ser conectado à superfície superior da terceira pilha de LEDs 43 e pode passar através da terceira pilha de LED 43. Como mostrado nos desenhos, o terceiro conector 2 79c pode ser conectado ao segundo conector 3 69c para ser eletricamente conectado ao pad de eletrodos 53c. O terceiro conector 2 79c pode ser conectado diretamente ao eletrodo 53c. Nesse caso, o segundo conector 3 69c é omitido.
[0184] Enquanto isso, a camada de isolamento 77 pode ser interposta entre a terceira pilha de LED 43 e o terceiro conector 2 79c, a fim de impedir que o terceiro conector 2 79c fique em curto-circuito na superfície inferior da terceira pilha de LED 43.
[0185] Como mostrado nos desenhos, o terceiro conector 2 79c, o segundo conector 3 69c e o primeiro conector 4 59c podem ser empilhados na direção vertical, o que pode reduzir a perda de luz.
[0186] Para impedir a interferência da luz entre os pixels devido à emissão de luz da primeira pilha de LED 23, a segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43 para as superfícies laterais da mesma, uma camada refletora de luz ou uma camada de material de bloqueio de luz pode ser formada para cobrir as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43. Exemplos da camada refletora da luz podem incluir um refletor de Bragg distribuído ou uma camada de isolamento formada de SiO2 com uma camada de metal refletor ou uma camada orgânica altamente refletora depositada na camada isolante. Como camada de bloqueio da luz, por exemplo, pode ser usado epóxi preto. Os materiais de bloqueio de luz impedem a interferência da luz entre os elementos emissores de luz para aumentar a proporção de contraste de uma imagem.
[0187] De acordo com uma modalidade exemplificativa, a primeira pilha de LED 23 é eletricamente conectada aos pads de eletrodos 53d e 53a, a segunda pilha de LED 33 é eletricamente conectada aos pads de eletrodos 53d e 53b e a terceira pilha de LED 43 é eletricamente conectada aos pads de eletrodos 53d e 53c. Como tal, os anodos da primeira pilha de LED 23, da segunda pilha de LED 33 e da terceira pilha de LED 43 são comumente conectados eletricamente ao pad de eletrodo 53d, e seus catodos são eletricamente conectados aos pads de eletrodos 53a, 53b e 53c diferentes um do outro, respectivamente. Portanto, a primeiro à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 podem ser acionadas independentemente. Além disso, essas pilhas de LED 23, 33 e 43 podem ser dispostas no substrato de transistor de filme fino 51 e podem ser eletricamente conectadas ao circuito interno do substrato 51 para serem acionadas de maneira matriz ativa.
[0188] As FIGS. 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B, 7A, 7B, 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B, 14A, 14B, 15A, 15B, 16A e 16B são vistas esquemáticas planas e vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa. Nos desenhos, cada vista plana corresponde a uma vista plana da FIG. 1 e cada vista em seção transversal é tomada ao longo de uma linha A-A da FIG. 1.
[0189] Primeiro, com referência à FIGS. 3A e 3B, uma primeira pilha de LED 23 é crescida em um primeiro substrato 21. O primeiro substrato 21 pode ser, por exemplo, um substrato GaAs. Além disso, a primeira pilha de LED 23 é formada por camadas de semicondutores baseadas em AlGaInP e inclui uma camada de semicondutores do tipo n, uma camada ativa e uma camada semicondutora do tipo p.
[0190] Uma camada em contato ôhmico 25a e uma camada refletora 25b são formadas na primeira pilha de LED 23 para formar um primeiro eletrodo refletor 25. A camada em contato ôhmico 25a pode ser formada usando a técnica de elevação ou semelhante, e pode ser formada para ser disposta perto de uma borda da primeira pilha de LEDs 23. Como mostrado nos desenhos, a camada em contato ôhmico 25a pode ser formada para ter substancialmente uma forma anular.
[0191] A camada refletora 25b cobre a camada em contato ôhmico 25a e a também cobre a primeira pilha de LED 23. A camada refletora 25b pode ser formada para expor cada uma das bordas da primeira pilha de LED 23. Mais particularmente, a camada refletora 25b pode ter uma abertura 25h expondo a primeira pilha de LED 23 com a camada em contato ôhmico 25a. A camada refletora 25b pode ser, por exemplo, formada de Au e pode ser formada usando uma técnica de elevação ou semelhante.
[0192] Referindo às FIGS. 4A e 4B, uma segunda pilha de LED 33 é crescida em um segundo substrato 31 e um segundo eletrodo transparente 35 e um primeiro filtro de cor 37 são formados na segunda pilha de LED 33. A segunda pilha de LED 33 pode ser formada por camadas de semicondutores à base de nitreto de gálio e pode incluir uma camada de poço baseada em GaInN. O segundo substrato 31, no qual as camadas semicondutoras à base de nitreto de gálio podem ser crescidas é diferente do primeiro substrato 21. Uma proporção de composição de GaInN pode ser determinada de modo que a segunda pilha de LED 33 emita luz verde. Enquanto isso, o segundo eletrodo transparente 35 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo p.
[0193] Referindo às FIGS. 5A e 5B, uma terceira pilha de LED 43 é crescida em um terceiro substrato 41 e um terceiro eletrodo transparente 45 e um segundo filtro de cor 47 são formados na terceira pilha de LED 43. A terceira pilha de LED 43 pode ser formada por camadas semicondutoras à base de nitreto de gálio e pode incluir uma camada de poço à base de GaInN. O terceiro substrato 41, no qual as camadas semicondutoras à base de nitreto de gálio podem ser crescidas é diferente do primeiro substrato 21. Uma proporção de composição de GaInN pode ser determinada de modo que a terceira pilha de LED 43 emita luz azul. Enquanto isso, o terceiro eletrodo transparente 45 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo p.
[0194] O primeiro filtro de cor 37 e o segundo filtro de cor 47 são substancialmente os mesmos que aqueles descritos com referência à FIG. 1 e, portanto, descrições detalhadas serão omitidas para evitar redundância.
[0195] Referindo às FIGS. 6A e 6B, os pads de eletrodos 53a, 53b, 53c e 53d são formados em um substrato 51. O substrato 51 pode ser um substrato formado de Si, com transistores de película fina no mesmo. Cada um dos pads de eletrodo 53a, 53b, 53c e 53d correspondentes a uma área de pixel pode ser disposto em cada uma das quatro regiões de borda do substrato 51.
[0196] A primeira pilha de LED 23, a segunda pilha de LED 33, a terceira pilha de LED 43 e os pads de eletrodo 53a, 53b, 53c e 53d são formados separadamente em diferentes substratos, e a sequência de formação das mesmas não é particularmente limitada.
[0197] Referindo às FIGS. 7A e 7B, a primeira pilha de LED 23 é acoplada ao substrato 51 através de uma primeira camada de ligação 55. A primeira camada de ligação 55 pode ser disposta no substrato 51, e o primeiro eletrodo refletor 25 é disposto para facear o substrato 51, de modo que o primeiro eletrodo refletor 25 esteja ligado à primeira camada de ligação 55. Alternativamente, as camadas de material de ligação podem ser formadas em cada um dos substratos 51 e na primeira pilha de LED 23 e, em seguida, a primeira pilha de LED 23 pode ser acoplada ao substrato 51, ligando as camadas de material de ligação entre si. Enquanto isso, o primeiro substrato 21 pode ser removido da primeira pilha de LED 23 por gravação química, ou semelhante. Como tal, a camada semicondutora do tipo n da primeira pilha de LED 23 é exposta na superfície superior. A camada semicondutora tipo n exposta pode ser sujeita a texturização de superfície.
[0198] Referindo às FIGS. 8A e 8B, a primeira pilha de LED 23 é padronizada para expor uma parte do primeiro eletrodo refletor 25. Para evitar danos à camada refletora 25b, a camada em contato ôhmico 25a pode ser exposta. Além disso, a primeira pilha de LED 23 e a primeira camada de ligação 55 são padronizadas para formar aberturas para expor os pads de eletrodo 53a, 53b, 53c e 53d.
[0199] Referindo às FIGS. 9A e 9B, uma camada de isolamento 57 é formada para cobrir as superfícies laterais da primeira pilha de LEDs 23 nas aberturas. A camada de isolamento 57 também pode cobrir parcialmente as superfícies superiores da terceira pilha de LED 23. A camada de isolamento 57 é formada para expor o primeiro eletrodo refletor 25 e os pads de impacto 53a, 53b, 53c e 53d.
[0200] Referindo às FIGS. 10A e 10B, os conectores 59a, 59b, 59c e 59d são formados, os quais podem ser conectados aos pads de eletrodos expostos 53a, 53b, 53c e 53d, respectivamente. Um primeiro conector 1 59d é conectado ao primeiro eletrodo refletor 25 e também ao pad de eletrodos 53d. Portanto, uma superfície inferior da primeira pilha de LED 23 e o pad de eletrodo 53d são eletricamente conectadas um ao outro pelo primeiro conector 1 59d. Além disso, um primeiro conector 2 59a é conectado à superfície superior da primeira pilha de LED 23 e também ao pad de eletrodo 53a. Portanto, a superfície superior da primeira pilha de LED 23 e o pad de eletrodo 53a são eletricamente conectados um ao outro pelo primeiro conector 2 59a. O primeiro conector 3 59b um primeiro conector 4 59c são isolados eletricamente da primeira pilha de LED 23 pela camada de isolamento 57.
[0201] Referindo às FIGS. 11A e 11B, a segunda pilha de LED 33 das FIGS. 4A e 4B é acoplado à primeira pilha de LED 23, na qual os primeiros 1, 2, 3 e 4 conectores 59d, 59a, 59b e 59c são formados, através de uma segunda camada de ligação 65. O primeiro filtro de cor 37 é ligado à segunda camada de ligação 65 e disposto para facear a primeira pilha de LED 23. A camada de ligação 65 pode ser disposta na primeira pilha de LED 23 em avanço. O primeiro filtro de cor 37 pode ser ligado à segunda camada de ligação 65 e disposto para facear a segunda camada de ligação 65. Alternativamente, as camadas de material de ligação podem ser formadas em cada uma da primeira pilha de LED 23 e no primeiro filtro de cor 37, e as camadas de material de ligação são ligadas umas às outras para acoplar a segunda pilha de LED 33 à primeira pilha de LED 23. Enquanto isso, o segundo substrato 31 pode ser separado da segunda pilha de LED 33 por um processo de elevação a laser ou de elevação química ou outros. Portanto, a camada semicondutora do tipo n da segunda pilha de LED 33 é exposta. A camada semicondutora do tipo n exposta pode ser sujeita a texturização de superfície por gravação química ou semelhante. No entanto, a etapa de texturização da superfície na segunda pilha de LED 33 pode ser omitida em algumas modalidades exemplificativas.
[0202] Referindo às FIGS. 12A e 12B, a segunda pilha de LED 33 é padronizada para expor o segundo eletrodo transparente 35 e o segundo eletrodo transparente exposto 35, o primeiro filtro de cor 37 e a segunda camada de ligação 65 são gravados para formar aberturas para expor o primeiro conector 1 59d. Além disso, as aberturas para expor o primeiro conector 3 59b e o primeiro conector 4 59c podem ser formados juntos.
[0203] Referindo às FIGS. 13A e 13B, uma camada isolante 67 que cobre os lados das aberturas expostas é formada. A camada de isolamento 67 expõe o segundo eletrodo transparente 35 e também expõe o primeiro conector 1 59d, o primeiro conector 3 59b e o primeiro conector 4 59c.
[0204] Um segundo conector 1 69d, um segundo conector 2 69b e um segundo conector 3 69c são formados nas aberturas. O segundo conector 1 69d conecta eletricamente o segundo eletrodo transparente 35 e o primeiro conector 1 59d um ao outro e é isolado da superfície superior da segunda pilha de LEDs 33 pela camada isolante 67. O segundo conector 2 69b é conectado à superfície superior da segunda pilha de LED 33 e ao primeiro conector 3 59b. O segundo conector 2 69b é eletricamente conectado ao eletrodo 53b através do primeiro conector 3 59b. O segundo conector 2 69b é eletricamente conectado à superfície inferior da segunda pilha de LED 33 e o segundo eletrodo transparente 35 pela camada de isolamento 67.
[0205] Enquanto isso, o segundo conector 3 69c é conectado ao primeiro conector 4 59c e é isolado da segunda pilha de LED 33 e do segundo eletrodo transparente 35 pela camada de isolamento 67.
[0206] Referindo às FIGS. 14A e 14B, a terceira pilha de LED 43 das FIGS. 5A e 5B é acoplada à segunda pilha de LED 33, na qual os conectores segundo 1, segundo 2 e segundo 3 69d, 69b e 69c são formados através de uma terceira camada de ligação 75. O segundo filtro de cor 47 é ligado à terceira camada de ligação 75 e disposto para facear a segunda pilha de LED 33. A terceira camada de ligação 75 pode ser disposta na segunda pilha de LED 33 com antecedência, e o segundo filtro de cor 47 pode ser ligado à terceira camada de ligação 75 e disposto para facear a terceira camada de ligação 75. Alternativamente, as camadas de material de ligação podem ser formadas em cada uma das segundas pilhas de LED 33 e o segundo filtro de cor 47, e as camadas de materiais de ligação são ligadas umas às outras para ligar a terceira pilha de LED 43 à segunda pilha de LED 33. Enquanto isso, o terceiro substrato 41 pode ser separado da segunda pilha de LED 43 usando técnicas de elevação a laser ou de elevação química ou outros. Como tal, a camada semicondutora do tipo n da terceira pilha de LED 43 é exposta. A camada semicondutora do tipo n exposta pode ser sujeita a texturização de superfície por gravação química ou semelhante.
[0207] Referindo às FIGS. 15A e 15B, a terceira pilha de LED 43 é padronizada para expor o terceiro eletrodo transparente 45,
e o terceiro eletrodo transparente exposto 45, o segundo filtro de cor 47 e a terceira camada de ligação 75 são gravados para formar aberturas para expor o segundo conector 1 69d. Além disso, as aberturas para expor o segundo conector 3 69c podem ser formadas juntas.
[0208] Referindo às FIGS. 16A e 16B, uma camada isolante 77 que cobre os lados das aberturas expostas é formada. A camada de isolamento 77 expõe o terceiro eletrodo transparente 45 e também expõe o segundo conector 1 69d e o segundo conector 3 69c.
[0209] Um terceiro conector 1 79d e um terceiro conector 2 79c são formados nas aberturas. O terceiro conector 1 79d conecta eletricamente o terceiro eletrodo transparente 45 e o segundo conector 1 69d um ao outro e é isolado da superfície superior da terceira pilha de LED 43 pela camada isolante 77. O terceiro conector 2 79c é conectado à superfície superior da terceira pilha de LED 43 e o segundo conector 3 69c. O terceiro conector 2 79c é eletricamente conectado ao pad de eletrodo 53c através do segundo conector 3 69c e do primeiro conector 4 59c. O terceiro conector 2 79c é isolado da superfície inferior da segunda pilha de LED 43 e o terceiro eletrodo transparente 45 pela camada de isolamento 77.
[0210] De acordo com uma modalidade exemplificativa, um pixel unitário tendo anodos da primeiro à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 comum e eletricamente conectados um ao outro e seus catodos conectados independentemente podem ser fornecidos.
[0211] Embora um método de fabricação de um pixel unitário tenha sido descrito acima de acordo com uma modalidade exemplificativa, um dispositivo de exibição pode incluir uma pluralidade de pixels unitários dispostos no substrato 51 em uma forma de matriz. Os pixels da unidade estão afastados um do outro. Nesse caso, as regiões da primeiro à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43, cada uma correspondendo aos pixels unitários, podem ser isoladas antecipadamente uma da outra nos substratos 21, 31 e 41. Alternativamente, quando cada uma das pilhas de LED 23, 33 e 43 é padronizada após ser ligada ao substrato 51, as regiões das pilhas de LED podem ser isoladas em regiões correspondentes a cada região de pixel. Por conseguinte, um dispositivo de exibição com uma pluralidade de pixels unitários no substrato 51 de acordo com uma modalidade exemplificativa pode evitar a necessidade de montar pixels individualmente com um tamanho pequeno.
[0212] Além disso, a fim de impedir a interferência da luz entre os pixels, pode ser adicionada uma camada refletora da luz ou uma camada de material de bloqueio da luz que cobre os lados dos pixels. Exemplos da camada refletora da luz podem incluir um refletor de Bragg distribuído ou uma camada de isolamento formada de SiO2 com uma camada de metal refletor ou uma camada orgânica altamente refletora depositada na camada isolante. Como a camada de bloqueio da luz, por exemplo, pode ser usado epóxi preto. Os materiais de bloqueio de luz impedem a interferência da luz entre os elementos emissores de luz para aumentar a proporção de contraste de uma imagem.
[0213] A FIG. 17 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa. A FIG. 18 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 17.
[0214] Referindo às FIGS. 17 e 18, o dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa é geralmente semelhante ao dispositivo de exibição descrito com referência à FIGS. 1 e 2, exceto que os catodos da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 são comum e eletricamente conectados um ao outro, e anodos dos mesmos são conectados individualmente.
[0215] Em particular, um primeiro conector 1 159d conecta eletricamente o primeiro eletrodo refletor 25 a um pad de eletrodo 153d. Um segundo conector 1 169a conecta eletricamente o segundo eletrodo transparente 35 a um pad de eletrodo 153a e um terceiro conector 1 179b conecta eletricamente o terceiro eletrodo transparente 45 a um pad de eletrodo 153b.
[0216] Além disso, um primeiro conector 2 159c é conectado à superfície superior da primeira pilha de LED 23 e a um pad de eletrodo 153c. Um segundo conector 2 169c é conectado à superfície superior da segunda pilha de LED 33 e ao primeiro conector 2 159c. Um terceiro conector 2 179c é conectado à superfície superior da terceira pilha de LED 43 e o segundo conector 2 169c. Como mostrado nos desenhos, o primeiro 2, segundo 2 e terceiro 2 conectores 159c, 169c e 179c podem ser empilhados na direção vertical. Além disso, o terceiro conector 2 179c pode ser conectado ao pad de eletrodo 153b através dos conectores intermediários 169b e 159b, e os conectores 159b, 169b e 179b também podem ser empilhados na direção vertical.
[0217] A FIG. 19 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0218] Referindo às FIG. 19, um circuito de acionamento de acordo com uma modalidade exemplificativa inclui dois ou mais transistores Tr1 e Tr2 e capacitores. Quando a energia é conectada para selecionar as linhas Vrow1 à Vrow3 e uma voltagem de dados é aplicada às linhas de dados Vdata1 a Vdata3, uma voltagem é aplicada ao diodo emissor de luz correspondente. As cargas são carregadas no capacitor correspondente de acordo com os valores de Vdata1 a Vdata3. Como o estado de ativação de Tr2 é mantido pela voltagem carregada do capacitor, uma voltagem do capacitor pode ser mantida mesmo se a energia for desligada, e uma voltagem pode ser aplicada aos diodos emissores de luz LED1 a LED3. Além disso, uma corrente que flui no LED1 para o LED3 pode ser alterada dependendo dos valores de Vdata1 para Vdata3. Uma corrente pode ser constantemente fornecida por Vdd e, portanto, é possível a emissão contínua de luz.
[0219] Os transistores Tr1 e Tr2 e capacitores podem ser formados em um substrato de 51. Aqui, os LED1 ao LED3 correspondem da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43, respectivamente, que são empilhadas como um pixel. Os anodos da primeira à terceira pilha de LED são conectados ao transistor Tr2 e seus catodos são aterrados. De acordo com uma modalidade exemplificativa, a primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 podem ser comumente conectadas umas às outras para serem aterradas.
[0220] Embora a FIG. 19 mostre um diagrama de circuito para acionar uma matriz ativa de acordo com uma modalidade exemplificativa, no entanto, os conceitos inventivos não são limitados a estes e outro circuito pode ser usado. Além disso, enquanto cada um dos anodos do LED1 ao LED3 é descrito como conectado a diferentes transistores Tr2 e os seus catodos são descritos como aterrados, os anodos da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 podem ser conectados no comum e cada um dos seus catodos pode ser conectado a diferentes transistores em algumas modalidades exemplificativas.
[0221] A FIG. 20 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0222] Referindo às FIG. 20, o dispositivo de exibição inclui uma placa de circuito 201 e uma pluralidade de dispositivos emissores de luz 200.
[0223] A placa de circuito 201 pode incluir um circuito para acionamento passivo da matriz ou acionamento ativo da matriz. Em uma modalidade exemplificativa, a placa de circuito 201 pode incluir fios e resistores dispostos nela. Em outra modalidade exemplificativa, a placa de circuito 201 pode incluir fios, transistores e capacitores. A placa de circuito 201 também pode ter pads no lado superior da mesma, de modo que o circuito disposto nela possa ser conectado eletricamente.
[0224] Uma pluralidade de dispositivos emissores de luz 200 está disposta na placa de circuito 201. Cada dispositivo emissor de luz 200 constitui um pixel. O dispositivo emissor de luz 200 possui pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d e os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d são eletricamente conectados à placa de circuito 201. O dispositivo emissor de luz 200 também pode incluir um substrato 241 na superfície superior. À medida que os dispositivos emissores de luz 200 estão afastados um do outro, os substratos 241 dispostos nas superfícies superiores dos dispositivos emissores de luz 200 também são afastados um do outro.
[0225] A configuração específica do dispositivo emissor de luz 200 será descrita em detalhes com referência às FIGS. 21A e 21B. A FIG. 21A é uma vista plana esquemática do dispositivo emissor de luz 200 de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a FIG. 21B é uma vista em seção transversal tomada ao longo de uma linha A-A’ da FIG. 21A. Embora os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d sejam mostrados como dispostos no lado superior, no entanto, os conceitos inventivos não são limitados a estes, e o dispositivo emissor de luz 200 pode ser ligado na placa de circuito 201 da FIG. 20 e, neste caso, os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d serão dispostos no lado inferior.
[0226] Referindo às FIGS. 21A e 21B, o dispositivo emissor de luz 200 inclui o substrato 241, os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d, uma primeira pilha de LED 223, uma segunda pilha de LED 233, uma terceira pilha de LED 243, uma camada de isolamento 271, um primeiro eletrodo refletor 228, um segundo eletrodo transparente 235, um terceiro eletrodo transparente 245, primeiros eletrodos ôhmicos 228, um primeiro filtro de cor 247, um segundo filtro de cor 267, uma primeira camada de ligação 249, uma segunda camada de ligação 269 e uma camada de isolamento superior 273.
[0227] O substrato 241 pode suportar as pilhas de LED 223, 233 e 243. Além disso, o substrato 241 pode ser um substrato de crescimento para o crescimento da terceira pilha de LED 243. Por exemplo, o substrato 241 pode ser um substrato de safira ou um substrato de nitreto de gálio, em particular, um substrato de safira padronizado. As primeira, segunda e terceira pilhas de LED são dispostas no substrato 241 na ordem da terceira pilha de LED 243, a segunda pilha de LED 233 e a primeira pilha de LED
223. Uma terceira pilha de LED é disposta em um substrato 241 e, portanto, o dispositivo emissor de luz 200 tem uma estrutura de chip único de um único pixel. Em algumas modalidades exemplificativas, o substrato 241 pode ser omitido e a superfície inferior da terceira pilha de LED 243 pode ser exposta. Neste caso, uma superfície rugosa pode ser formada na superfície inferior da terceira pilha de LED 243 por texturas de superfície.
[0228] A primeira pilha de LED 223, a segunda pilha de LED 233 e a terceira pilha de LED 243 incluem uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 223a, 233a ou 243a, uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b, 233b ou 243b e uma camada ativa interposta entre elas. Em particular, a camada ativa pode ter uma estrutura de múltiplos poços quânticos.
[0229] Quanto mais próximo do substrato 241, menor o comprimento de onda da luz pode ser emitido da pilha de LED. Por exemplo, a primeira pilha de LED 223 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz vermelha, a segunda pilha de LED 233 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz verde e a terceira pilha de LED 243 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz azul. A primeira pilha de LED 223 pode incluir uma camada de poço baseada em GaInP e a segunda pilha de LED 233 e a terceira pilha de LED 243 podem incluir uma camada de poço baseada em GaInN. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados a estes e, quando o dispositivo emissor de luz 200 inclui um micro LED, a primeira pilha de LED 223 pode emitir qualquer uma de luz vermelha, verde e azul, e a segunda e terceira pilhas de LED 233 e 243 podem emite uma luz diferente de vermelho, verde e azul sem afetar adversamente a operação devido ao pequeno fator de forma de um micro LED.
[0230] As primeiras camadas semicondutoras do tipo condutividade 223a, 233a e 243a das respectivas pilhas de LED 223, 233 e 243 podem ser camadas semicondutoras do tipo n e as segundas camadas semicondutoras do tipo condutividade 223b, 233b e 243b das respectivas pilhas de LED 223, 233 e 243 podem ser camadas de semicondutores do tipo p. A superfície superior da primeira pilha de LED 223 pode ser uma camada semicondutora do tipo p 223b, a superfície superior da segunda pilha de LED 233 pode ser uma camada semicondutora do tipo n 233a e a superfície superior da terceira pilha de LED 243 pode ser uma camada semicondutora do tipo p 243b. Mais particularmente, de acordo com uma modalidade exemplificativa, a ordem das camadas de semicondutores é revertida apenas na segunda pilha de LED 233. A primeira pilha de LED 223 e a terceira pilha de LED 243 podem ter as primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 223a e 243a com superfícies texturizadas para melhorar a eficiência da extração de luz. A segunda pilha de LED 233 também pode ter a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a com uma superfície texturizada, no entanto, uma vez que a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a é disposta mais longe do substrato 241 do que a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 233b, a texturização da superfície pode ser menos eficaz. Mais particularmente, quando a segunda pilha de LED 233 emite luz verde, a luz verde tem maior visibilidade do que a luz vermelha ou azul. Portanto, pode ser preferencial aumentar a eficiência luminosa da primeira pilha de LED 223 e da terceira pilha de LED 243 mais do que a eficiência luminosa da segunda pilha de LED
233. Dessa maneira, intensidades luminosas de luz vermelha, luz verde e luz azul podem ser ajustadas ou balanceadas para serem mantidas em um nível semelhante aplicando texturas de superfície na primeira pilha de LED 223 e na terceira pilha de LED 243 para melhorar a eficiência da extração de luz enquanto usando a segunda pilha de LED 233 sem ou menos texturização de superfície.
[0231] Na primeira pilha de LED 223 e na terceira pilha de LED 243, as segundas camadas de semicondutores de tipo de condutividade 223b e 243b podem ser dispostas em regiões parciais da primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 223a e 243a e, assim, as primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 223a e 243a estão parcialmente expostas. Alternativamente, no caso da segunda pilha de LED 233, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 233b podem ser completamente sobrepostas.
[0232] A primeira pilha de LED 223 está disposta além do substrato 241, a segunda pilha de LED 233 está disposta abaixo da primeira pilha de LED 223 e a terceira pilha de LED 243 está disposta abaixo da segunda pilha de LED 233. A primeira pilha de LED 223 pode emitir luz com um comprimento de onda maior que a segunda e a terceira pilhas de LED 233 e 243, de modo que a luz gerada na primeira pilha de LED 223 seja emitida para o exterior através da segunda e terceira pilhas de LED 233 e 243 e substrato 241. Além disso, a segunda pilha de LED 233 pode emitir luz com um comprimento de onda maior que a terceira pilha de LED 243, de modo que a luz gerada na segunda pilha de LED 233 seja emitida para o exterior através da terceira pilha de LED 243 e o substrato 241. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Por exemplo, quando o dispositivo emissor de luz 200 inclui um micro LED, a primeira pilha de LED 223 pode emitir qualquer uma de luz vermelha, verde e azul, e a segunda e terceira pilhas de LED 233 e 243 podem emite uma luz diferente de vermelho, verde e azul sem afetar adversamente a operação devido ao pequeno fator de forma de um micro LED
[0233] A camada de isolamento 271 é disposta na primeira pilha de LED 223 e tem uma abertura para expor a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b da primeira pilha de LED 223. A camada de isolamento 271 pode ter, por exemplo, uma abertura tendo substancialmente uma forma anular. A camada de isolamento 271 pode ser uma camada de isolamento transparente com um índice de refração menor do que primeira pilha de LED 223.
[0234] O primeiro eletrodo refletor 228 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 223b da primeira pilha de LED 223 e reflete a luz gerada na primeira pilha de LED 223 em direção ao substrato 241. O primeiro eletrodo refletor 228 é disposto na camada de isolamento 271 e é conectado à primeira pilha de LED 223 através da abertura da camada de isolamento 271.
[0235] O primeiro eletrodo refletor 228 pode incluir uma camada de contato ôhmico 228a e uma camada refletora 228b. A camada de contato ôhmico 228a está em contato parcial com a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 223b, por exemplo, uma camada semicondutora do tipo p. A camada em contato ôhmico 228a pode ser formada em uma área predeterminada para impedir a camada em contato ôhmico 226a de absorver luz. A camada em contato ôhmico 228a pode ser formada na segunda camada semicondutora do tipo de condutividade 223b exposta na aberturas da camada de isolamento 271. A camada em contato ôhmico 228a pode ser formada para ter substancialmente uma forma anular. A camada em contato ôhmico 228a pode ser formada por um óxido condutor transparente, por exemplo, liga de Au como Au (Zn) ou Au (Be).
[0236] A camada refletora 228b cobre a camada em contato ôhmico 228a e a camada de isolamento 271. Quando a camada refletora 228b cobre a camada de isolamento 271, a primeira pilha de LED 223 pode ter uma estrutura empilhada da primeira pilha de LED 223 tendo um índice de refração relativamente baixo e a camada de isolamento 271 tendo um índice de refração relativamente baixo e a camada reflexiva 228b, que pode formar um refletor omnidirecional. A camada refletora 228b pode incluir uma camada refletora de metal, como Al, Ag ou Au. Além disso, a camada refletora 228b pode incluir uma camada de metal adesivo, como Ti, Ta, Ni ou Cr nas superfícies superiores e inferiores da camada de metal refletor para melhorar a adesão da camada de metal refletor. Au é particularmente adequado para a camada refletora 228b formada na primeira pilha de LED 223 porque sua alta refletância para luz vermelha e baixa refletância para luz azul ou luz verde. A camada refletora 228b pode cobrir mais de 50% na área da primeira pilha de LED 223 e pode cobrir a maior parte da área para melhorar a eficiência da luz.
[0237] A camada em contato ôhmico 228a e a camada refletora 228b podem ser formadas por uma camada de metal contendo Au. A camada refletora 228b pode ser formada por uma camada de metal com alta refletância de luz gerada na primeira pilha de LED 223, por exemplo, luz vermelha. A camada refletora 228b pode ter uma refletância relativamente baixa da luz gerada na segunda pilha de LED 233 e na terceira pilha de LED 243, por exemplo, luz verde ou luz azul e, consequentemente, luz gerada na segunda e terceira pilhas de LED 233 e 243 e o incidente na camada refletora 228b pode ser absorvido para reduzir a interferência óptica.
[0238] Um primeiro eletrodo ôhmico 226 está disposto na primeira camada semicondutora do tipo condutividade 223a exposta e está em contato ôhmico com a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 223a. O primeiro eletrodo ôhmico 226 também pode ser formado de uma camada de metal contendo Au.
[0239] O segundo eletrodo transparente 235 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo de condutividade 233b da segunda pilha de LED 233. Como mostrado no desenho, o segundo eletrodo transparente 235 está em contato com uma superfície inferior da segunda pilha de LED 233 entre a segunda pilha de LED 233 e a terceira pilha de LED 243. O segundo eletrodo transparente 235 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha e à luz verde.
[0240] Além disso, o terceiro eletrodo transparente 245 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo de condutividade 243b da terceira pilha de LED 243. O terceiro eletrodo transparente 245 pode ser disposto entre a segunda pilha de LED 233 e a terceira pilha de LED 243 e está em contato com uma superfície superior da terceira pilha de LED 243. O terceiro eletrodo transparente 245 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha e à luz verde. O terceiro eletrodo transparente 245 também pode ser transparente à luz azul de acordo com algumas modalidades exemplificativas. O segundo eletrodo transparente 235 e o terceiro eletrodo transparente 245 podem auxiliar a distribuição de corrente por contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p de cada pilha de LED. Exemplos da camada de óxido condutor usada para o segundo e terceiro eletrodos transparentes 235 e 245 incluem SnO2, InO2, ITO, ZnO, IZO , ou outros.
[0241] O primeiro filtro de cor 247 pode ser disposto entre o terceiro eletrodo transparente 245 e a segunda pilha de LED 233 e o segundo filtro de cor 267 pode ser disposto entre a segunda pilha de LED 233 e a primeira pilha de LED 223. O primeiro filtro de cor 247 pode transmitir luz gerada na primeira e segunda pilhas de LED 223 e 233 e refletir a luz gerada na terceira pilha de LED 243. O segundo filtro de cor 267 pode transmitir luz gerada na primeira pilha de LED 223 e refletir a luz gerada na segunda pilha de LED 233. Por conseguinte, a luz gerada na primeira pilha de LED 223 pode ser emitida para o exterior através da segunda pilha de LED 233 e a terceira pilha de LED 243, e a luz gerada na segunda pilha de LED 233 pode ser emitida para o exterior através da terceira pilha de LED 243. Além disso, a luz gerada na segunda pilha de LED 233 pode ser impedida de ser perdida por ser incidente na primeira pilha de LED 223, ou a luz gerada na terceira pilha de LED 243 pode ser impedida de ser perdida por ser incidente na segunda pilha de LED 233.
[0242] Em algumas modalidades exemplificativas, o segundo filtro de cor 267 pode refletir a luz gerada na terceira pilha de LED 243.
[0243] *242 O primeiro e o segundo filtro de cores 247 e 267 podem ser, por exemplo, uma faixa de baixa frequência, como um filtro de baixa passagem que passa apenas uma banda de comprimento de onda longa, um filtro de passagem de banda que passa apenas uma banda de comprimento de onda predeterminada ou um filtro de interrupção de banda que bloqueia apenas uma faixa de comprimento de onda predeterminada. Em particular, o primeiro e o segundo filtro de cores 247 e 267 podem ser formados pelo empilhamento alternado de camadas de isolamento com índices de refração diferentes um do outro, por exemplo, podem ser formados pelo empilhamento alternado da camada de isolamento de TiO2 e da camada de isolamento de SiO2. Em particular, o primeiro e o segundo filtro de cores 247 e 267 podem incluir um refletor de Bragg distribuído (DBR). A banda de interrupção do refletor de
Bragg distribuído pode ser controlada ajustando a espessura das camadas de TiO2 e SiO2. O filtro de baixa passagem e o filtro passa-banda também podem ser formados por camadas de isolamentos empilhadas alternadamente com índices de refração diferentes um do outro.
[0244] A primeira camada de ligação 249 acopla a segunda pilha de LED 233 à terceira pilha de LED 243. A primeira camada de ligação 249 cobre o primeiro filtro de cor 247 e é ligada ao segundo eletrodo transparente 235. Por exemplo, a primeira camada de ligação 249 pode ser uma camada orgânica transparente ou uma camada inorgânica transparente. Exemplos da camada orgânica incluem SU8, poli (metilmetacrilato) (PMMA), poli-imida, parileno e benzociclobuteno (BCB), exemplos da camada inorgânica incluem Al2O3, SiO2, SiNx ou outros. As camadas orgânicas podem ser ligadas a um alto vácuo e uma alta pressão, e as camadas inorgânicas podem ser ligadas a um alto vácuo, em um estado no qual a energia da superfície é reduzida usando plasma ou semelhante, após achatar a superfície por um produto processo de polimento químico mecânico, por exemplo.
[0245] A segunda camada de ligação 269 acopla a segunda pilha de LED 233 à primeira pilha de LED 223. Como mostrado no desenho, a segunda camada de ligação 269 pode cobrir o segundo filtro de cor 267 e estar em contato com a primeira pilha de LED
223. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a eles, e outra camada, como uma camada de eletrodo transparente, pode ainda ser disposta à superfície inferior da primeira pilha de LED 223. A segunda camada de ligação 269 pode ser formada substancialmente do mesmo material que a primeira camada de ligação 249 descrita acima.
[0246] A camada de isolamento superior 273 cobre as superfícies laterais e as partes superiores da primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243. A camada de isolamento superior 273 pode ser formada por SiO2, Si3N4, SOG ou outras. Alternativamente, a camada de isolamento superior 273 pode conter um material refletor de luz ou um material de bloqueio de luz para evitar interferência óptica no dispositivo emissor de luz adjacente. Por exemplo, a camada de isolamento superior 273 pode incluir um refletor de Bragg distribuído que reflete luz vermelha, luz verde e luz azul, ou uma camada de SiO2 com uma camada de metal refletor ou uma camada orgânica altamente refletora depositada nela. Alternativamente, a camada de isolamento superior 273 pode conter um epóxi preto, como material de bloqueio da luz, por exemplo. O material de bloqueio da luz aumenta o contraste de uma imagem, impedindo a interferência óptica entre os dispositivos emissores de luz.
[0247] A camada de isolamento superior 273 tem aberturas para expor o primeiro eletrodo ôhmico 26, o primeiro eletrodo refletor 228, o segundo e terceiro eletrodos transparentes 235 e 245 e a segunda e terceira pilhas de LED 233 e 243. Os orifícios podem ser formados para passar através da primeira pilha de LED 223 e da segunda pilha de LED 233, e a camada de isolamento superior 273 pode cobrir as paredes laterais dos orifícios enquanto expõe a superfície inferior dos furos.
[0248] Os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d estão dispostos acima da primeira pilha de LED 223 e são eletricamente conectados às primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243. Os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d podem ser dispostos na camada de isolamento superior 273 e ser conectados ao primeiro eletrodo ôhmico 26, ao primeiro eletrodo refletor 228, ao segundo e terceiro eletrodos transparentes 235 e 245 e à segunda e terceira pilhas de LED 233 e 243, que são expostas pelos orifícios h1, h2, h3, h4 e h5.
[0249] Por exemplo, o primeiro pad de eletrodo 281a pode ser conectado ao primeiro eletrodo ôhmico 26 através do orifício h4 que passa através da camada de isolamento superior 273. O primeiro pad de eletrodo 281a é eletricamente conectado à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 223a da primeira pilha de LED 223.
[0250] O segundo pad de eletrodo 281b pode ser conectado à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a da segunda pilha de LED 233 através do orifício h3 que passa através da camada de isolamento superior 273 e da primeira pilha de LED 223.
[0251] O terceiro pad de eletrodo 281c pode ser eletricamente conectado à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 243a da terceira pilha de LED 243 através do orifício h2 que passa através da camada de isolamento superior 273, da primeira pilha de LED 223 e da segunda pilha de LED 233. O orifício h2 pode passar através da segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 243b da terceira pilha de LED 243 e a camada ativa.
[0252] Enquanto isso, o pad de eletrodo comum 281d pode ser conectado em comum ao primeiro eletrodo refletor 228, ao segundo eletrodo transparente 235 e ao terceiro eletrodo transparente 245 através dos orifícios h1 e h5. O orifício h1 passa através da primeira pilha de LED 223 e a segunda pilha de LED 233 para expor o segundo eletrodo transparente 235 e o terceiro eletrodo transparente 245, e o orifício h5 expõe o primeiro eletrodo refletor 228. Por conseguinte, o pad de eletrodo comum 281d é eletricamente conectada em comum à segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b da primeira pilha de LED 223, a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 233b da segunda pilha de LED 233 e a segunda camada de semicondutora de tipo de condutividade 243b da terceira pilha de LED 243. Além disso, como mostrado na FIG. 21B, o pad de eletrodo comum 281d pode ser conectado à terceira pilha de LED 243 através do orifício h1 que passa através de uma porção oca cercada pelo primeiro eletrodo refletor 228.
[0253] De acordo com uma modalidade exemplificativa, a primeira pilha de LED 223 é eletricamente conectada aos pads de eletrodos 281d e 281a, a segunda pilha de LED 233 é eletricamente conectada aos pads de eletrodos 281d e 281b e a terceira pilha de LED 243 é eletricamente conectada aos pads de eletrodos 281d e 281c. Por conseguinte, os anodos da primeira pilha de LED 223, da segunda pilha de LED 233 e da terceira pilha de LED 243 são eletricamente conectados em comum ao pad de eletrodo 281d, e os seus catodos são eletricamente conectados ao primeira, segundo e terceiro pads de eletrodos 281a, 281b e 281c, respectivamente. Assim, as primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243 podem ser acionadas independentemente.
[0254] As FIGS. 22, 23, 24, 25, 26A, 26B, 27A, 27B, 28A, 28B, 29, 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 33B, 34A, 34B, 35A e 35B são vistas esquemáticas planas e vistas em seção transversal que ilustram um método de fabricação do dispositivo emissor de luz 200 de acordo com uma modalidade exemplificativa. Nos desenhos, cada vista plana corresponde a uma vista plana da FIG. 21A e cada vista em seção transversal é tomada ao longo de uma linha A-A da FIG. 21A.
[0255] Primeiro, com referência à FIG. 22, a primeira pilha de LED 223 é crescida em um primeiro substrato 221. O primeiro substrato 221 pode ser um substrato GaAs, por exemplo. A primeira pilha de LED 223 é formada por camadas semicondutoras baseadas em AlGaInP e inclui a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 223a, a camada ativa e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b. Aqui, o primeiro tipo de condutividade pode ser do tipo n e o segunde tipo de condutividade pode ser do tipo p.
[0256] Referindo às FIG. 23, a segunda pilha de LED 233 é crescida em um segundo substrato 231 e o segundo eletrodo transparente 235 é formado na segunda pilha de LED 233. A segunda pilha de LED 233 é formada por camadas semicondutoras baseadas em nitreto de gálio e pode incluir a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 233a, a camada ativa e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 233b. A camada ativa pode incluir uma camada de poço GaInN. Aqui, o primeiro tipo de condutividade pode ser do tipo n e o segunde tipo de condutividade pode ser do tipo p.
[0257] O segundo substrato 231 é um substrato no qual uma camada semicondutora à base de nitreto de gálio pode ser crescida e é diferente do primeiro substrato 221. A proporção de composição da camada de poço GaInN pode ser determinada de modo que a segunda pilha de LED 233 emita luz verde, por exemplo. O segundo eletrodo transparente 235 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo de condutividade 233b. O segundo eletrodo transparente 235 pode ser formado de uma camada de óxido condutor, como SnO2, InO2, ITO, ZnO ou IZO.
[0258] Referindo às FIG. 24, a terceira pilha de LED 243 é crescida em um terceiro substrato 241 e o terceiro eletrodo transparente 245 e o primeiro filtro de cor 247 são formados na terceira pilha de LED 243. A terceira pilha de LED 243 é formada por camadas semicondutoras baseadas em nitreto de gálio e inclui a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 243a, a camada ativa e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 243b. A camada ativa também pode incluir uma camada de poço GaInN. Aqui, o primeiro tipo de condutividade pode ser do tipo n e o segunde tipo de condutividade pode ser do tipo p.
[0259] O terceiro substrato 241 é um substrato no qual uma camada semicondutora à base de nitreto de gálio pode ser crescida e é diferente do primeiro substrato 221. A proporção de composição da camada de poço GaInN pode ser determinada de modo que a terceira pilha de LED 243 emita luz azul, por exemplo. O terceiro eletrodo transparente 245 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo de condutividade 243b. O terceiro eletrodo transparente 245 pode ser formado de uma camada de óxido condutor, como SnO2, InO2, ITO, ZnO ou IZO.
[0260] Uma vez que o primeiro filtro de cor 247 é substancialmente o mesmo que o descrito com referência às FIGS. 21A e 21B, as descrições detalhadas dos mesmos serão omitidas para evitar redundância.
[0261] Referindo às FIG. 25, a segunda pilha de LED 233 da FIG. 223 está ligada à terceira pilha de LED 243 da FIG. 24.
[0262] O primeiro filtro de cor 247 e o segundo eletrodo transparente 235 são ligados de modo a facearem um ao outro. Por exemplo, as camadas de material de ligação são formadas no primeiro filtro de cor 247 e no segundo eletrodo transparente 235, respectivamente, e pela ligação do primeiro filtro de cor 247 e o segundo eletrodo transparente 235, a primeira camada de ligação 249 pode ser formada. As camadas do material de ligação podem ser, por exemplo, uma camada orgânica transparente ou uma camada inorgânica transparente. Exemplos da camada orgânica incluem SU8, poli (metilmetacrilato) (PMMA), poli-imida, parileno, benzociclobuteno (BCB) ou outros, e exemplos da camada inorgânica incluem Al2O3, SiO2, SiNx ou outros. As camadas orgânicas podem ser ligadas a um alto vácuo e uma alta pressão, e as camadas inorgânicas podem ser ligadas a um alto vácuo, em um estado no qual a energia da superfície é reduzida usando plasma ou semelhante, após achatar a superfície por um produto processo de polimento químico mecânico, por exemplo.
[0263] Em seguida, o segundo substrato 231 é removido da segunda pilha de LED 233, utilizando técnicas como elevação a laser ou elevação química. Por conseguinte, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a da segunda pilha de LED 233 é exposta de cima. A superfície da primeira camada semicondutora 233a de tipo de condutividade exposta pode ser texturizada.
[0264] Enquanto isso, antes de acoplar a primeira pilha de LED 223 à segunda pilha de LED, um eletrodo refletor e um eletrodo ôhmico são formados primeiro na primeira pilha de LED 223 e o substrato 221 é removido usando um substrato transportador. Isto será descrito em mais detalhes abaixo com referência às FIGS. 26A, 26B, 27A, 27B, 28A, 28B e 29.
[0265] Referindo às FIGS. 26A e 26B, a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b da primeira pilha de LED 223 da FIG. 22 é padronizada para expor a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 223a. Uma região do dispositivo emissor de luz pode ter substancialmente uma forma retangular, como mostrado na FIG. 26A. Aqui, a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b é removida nas proximidades de quatro cantos em uma região de dispositivo emissor de luz. Como mostrado na Fig. 26A, toda a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b pode ser removida na vizinhança de três cantos e um orifício que passa através da segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b pode ser formado na vizinhança de um canto. Aqui, embora uma região do dispositivo emissor de luz seja mostrada, uma pluralidade de regiões do dispositivo emissor de luz pode ser fornecida no substrato 241, e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b pode ser padronizada em cada região do dispositivo emissor de luz de acordo com algumas modalidades exemplificativas.
[0266] Referindo às FIGS. 27A e 27B, o primeiro eletrodo ôhmico 226 é formado nas proximidades de um canto. O primeiro eletrodo ôhmico 26 está em contato ôhmico com a primeira camada semicondutora do tipo de condutividade 223a.
[0267] Em seguida, a camada de isolamento 271 que cobre o primeiro eletrodo ôhmico 226 e a primeira pilha de LED 223 é formada e padronizada para formar uma abertura para expor a segunda camada semicondutora 223b do tipo condutividade. Por exemplo, o SiO2 é formado na primeira pilha de LED 223, um fotoresistor é aplicado a ele e, em seguida, um padrão fotoresistor é formado usando fotolitografia e desenvolvimento. Então, o SiO2 é padronizado usando o padrão fotoresistor como uma máscara de gravura para formar a camada de isolamento 271 que tem uma abertura.
[0268] A abertura pode ser formada em torno do orifício que passa através da segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b e pode envolver o orifício tendo substancialmente uma forma anular.
[0269] Então, a camada em contato ôhmico 228a é formada na abertura da camada de isolamento 271. A camada em contato ôhmico 228a pode ser formada usando uma técnica de elevação ou semelhante. A camada em contato ôhmico 228a pode ser formada para ter substancialmente uma forma anular ao longo da forma da abertura.
[0270] Referindo às FIGS. 28A e 28B, depois que a camada em contato ôhmico 228a é formada, a camada refletora 228b que cobre a camada em contato ôhmico 228a e a camada de isolamento 271 é formada. A camada refletora 228b pode ser formada usando uma técnica de elevação ou semelhante. O primeiro eletrodo refletor 228 é formado pela camada em contato ôhmico 228a e pela camada refletora 228b.
[0271] O primeiro eletrodo refletor 228 pode ter uma forma em que quatro porções de canto são removidas em uma região retangular do dispositivo emissor de luz, como mostrado no desenho. Em particular, em uma porção de canto, o primeiro eletrodo refletor 228 pode ter uma porção oca acima de um orifício formado na segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 223b. Aqui, embora uma região do dispositivo emissor de luz seja mostrada, uma pluralidade de regiões do dispositivo emissor de luz pode ser fornecida no substrato 221, e o primeiro eletrodo refletor 228 pode ser formado em cada região do dispositivo emissor de luz de acordo com algumas modalidades exemplificativas.
[0272] Referindo às FIG. 29, o substrato transportador 251 é ligado à primeira pilha de LED 223 das FIGS. 28A e 28B. O primeiro eletrodo refletor 228 é disposto para facear o substrato transportador 251 e a primeira pilha de LED 223 pode ser ligada ao substrato transportador 251 usando a camada adesiva 253. Então, o substrato 221 é removido da primeira pilha de LED 223. Por conseguinte, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 223a é exposta. A superfície da primeira camada semicondutora 223a de tipo de condutividade exposta pode ser texturizada para melhorar a eficiência da extração da luz, de modo que uma superfície rugosa ou uma estrutura de extração da luz possa ser formada na superfície da primeira camada semicondutora 223a do tipo condutividade.
[0273] A seguir, com referência às FIG. 25, um método de fabricação do dispositivo emissor de luz 200 ligando a primeira pilha de LED 223 à segunda pilha de LED 233 será descrito.
[0274] Referindo às FIGS. 30A e 30B, primeiro, o segundo filtro de cor 267 é formado na primeira camada semicondutora 233a exposta de tipo de condutividade da segunda pilha de LED 233 da FIG.25. Uma vez que o segundo filtro de cor 267 é substancialmente o mesmo que o descrito com referência às FIGS. 21A e 21B, descrições detalhadas serão omitidas.
[0275] A primeira pilha de LED 223 é ligada à segunda pilha de LED 233. O segundo filtro de cor 267 e a primeira pilha de LED 223 podem ser ligados um ao outro. Por exemplo, as camadas de material de ligação são formadas no segundo filtro de cor 267 e na primeira pilha de LED 223, respectivamente, e pela ligação do segundo filtro de cor 267 e da primeira pilha de LED 223, a segunda camada de ligação 269 pode ser formada. As camadas do material de ligação podem ser uma camada orgânica transparente ou uma camada inorgânica transparente como descrito acima.
[0276] Em seguida, o substrato transportador 251 e a camada adesiva 253 são removidos. Por conseguinte, o primeiro eletrodo refletor 228 é exposto.
[0277] Referindo às FIGS. 31A e 31B, a camada de isolamento 271 é padronizada para expor a primeira pilha de LED 223 ao redor do primeiro eletrodo refletor 228 e, em seguida, a primeira pilha de LED 223, a segunda camada de ligação 269 e o segundo filtro de cor 269 são sequencialmente padronizados para formar orifícios h1, h2 e h3 através dos quais a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a da segunda pilha de LED 233 é exposta. Além disso, a segunda pilha de LED 233 é padronizada de modo que os orifícios h1 e h2 passam através da segunda pilha de LED 233 para expor o segundo eletrodo transparente 235. O orifício h3 é mantido para expor a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a da segunda pilha de LED 233.
[0278] Além disso, a camada de isolamento 271, a primeira pilha de LED 223, a segunda camada de ligação 269, o segundo filtro de cor 267 e a segunda pilha de LED 233 são removidas sequencialmente para que o segundo eletrodo transparente 235 seja exposto nas porções de borda da luz regiões do dispositivo emissor.
[0279] Referindo às FIGS. 32A e 32B, o segundo eletrodo transparente 235, a primeira camada de ligação 249 e o primeiro filtro de cor 247 são removidos para expor o terceiro eletrodo transparente 245 através dos orifícios h1 e h2. A superfície superior do segundo eletrodo transparente 235 é parcialmente exposta no orifício h1.
[0280] Além disso, o segundo eletrodo transparente 235, a primeira camada de ligação 249 e o primeiro filtro de cor 247 também são removidos nas porções de borda das regiões do dispositivo emissor de luz para expor o terceiro eletrodo transparente 245.
[0281] Referindo às FIGS. 33A e 33B, o terceiro eletrodo transparente 245 e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 243b são padronizados para expor a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 243a da terceira pilha de LED 243 através do orifício h2. O orifício h1 é mantido para expor o terceiro eletrodo transparente 245.
[0282] Além disso, o terceiro eletrodo transparente 245 e a terceira pilha de LED 243 são removidos para que o substrato 241 seja exposto nas porções de borda das regiões do dispositivo emissor de luz. As regiões expostas do substrato 241 podem ser regiões de corte em cubos para dividir os dispositivos emissores de luz.
[0283] Como mostrado na Fig. 33B, o orifício h1 é formado para passar através da porção oca do primeiro eletrodo refletor 228 e expõe o segundo eletrodo transparente 235 e o segundo eletrodo transparente 245. O orifício h2 passa através da primeira e da segunda pilhas de LED 223 e 233 e expõe a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 243a passando pela segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 243b. O orifício h3 passa através da primeira pilha de LED 223 e expõe a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a da segunda pilha de LED 233.
[0284] Referindo às FIGS. 34A e 34B, a camada de isolamento superior 273 é formada para cobrir as superfícies laterais e uma região superior da primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243. A camada de isolamento superior 273 pode ser formada por uma única camada ou múltiplas camadas de SiO2, Si3N4, SOG ou outras. Alternativamente, a camada de isolamento superior 273 pode conter um material refletor da luz ou um material de bloqueio da luz para impedir a interferência óptica entre os dispositivos emissores de luz adjacentes. Por exemplo, a camada de isolamento superior 273 pode incluir um refletor de Bragg distribuído que reflete luz vermelha, luz verde e luz azul, ou uma camada SiO2 com uma camada de metal refletor ou uma camada orgânica altamente refletora depositada nela. Alternativamente, a camada de isolamento superior 273 pode conter um epóxi preto, como material de bloqueio da luz, por exemplo. O material de bloqueio da luz pode aumentar o contraste de uma imagem, impedindo a interferência óptica entre os dispositivos emissores de luz. O refletor de Bragg distribuído pode ser formado, por exemplo, depositando alternadamente camadas de SiO2 e TiO2.
[0285] Então, a camada de isolamento superior 273 é padronizada usando técnicas de fotolitografia e gravação para formar aberturas nos orifícios h1, h2 e h3, e as aberturas h4 e h5 são formadas. A camada de isolamento superior 273 expõe o segundo eletrodo transparente 235 e o terceiro eletrodo transparente 245 no orifício h1 e cobre os lados da primeira pilha de LED 223 e a segunda pilha de LED 233. Além disso, a camada de isolamento superior 273 cobre a parede lateral no orifício h2 enquanto expõe a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 243a. Além disso, a camada de isolamento superior 273 expõe a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a da segunda pilha de LED 233 no orifício h3. Enquanto isso, o orifício h4 passa através da camada de isolamento superior 273 e da camada de isolamento 271 para expor o primeiro eletrodo ôhmico 226, e o orifício h5 passa através da camada de isolamento superior 273 para expor o primeiro eletrodo refletor 228. O orifício h5 pode ser formado para ter substancialmente uma forma anular, como mostrado na FIG. 34A.
[0286] Referindo às FIGS. 35A e 35B, os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d são formados na camada de isolamento superior 273. Os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d incluem o primeiro pad de eletrodo 281a, o segundo pad de eletrodo 281b, o terceiro pad de eletrodo 281c e o pad de eletrodo comum 281d.
[0287] O pad de eletrodo comum 281d é conectado ao segundo eletrodo transparente 235 e ao segundo eletrodo transparente 245 através do orifício h1 e ao primeiro eletrodo refletor 228 através do orifício h5. Assim, o pad de eletrodo comum 281d é conectado eletricamente em comum aos anodos da primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243.
[0288] O primeiro pad de eletrodo 281a é conectado ao primeiro eletrodo ôhmico 226 através do orifício h4 e eletricamente conectado ao catodo da primeira pilha de LED 223, por exemplo, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 223a. Enquanto isso, o segundo pad de eletrodo 281b é eletricamente conectado ao catodo da segunda pilha de LED 233, por exemplo, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 233a através do orifício h3, e o terceiro pad de eletrodo 281c é eletricamente conectado ao catodo da terceira pilha de LED 243, por exemplo, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 243a através do orifício h2.
[0289] Enquanto isso, os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d são eletricamente separados um do outro, de modo que cada uma das primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243 são eletricamente conectados a dois pads de eletrodos e é adaptado ser acionado independentemente.
[0290] Posteriormente, o dispositivo emissor de luz 200, de acordo com uma modalidade exemplificativa, é fornecido dividindo o substrato 241 em regiões do dispositivo emissor de luz. Como mostrado na Fig. 35A, os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d podem ser dispostos em quatro cantos de cada dispositivo emissor de luz 200. Além disso, os pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d podem ter uma forma substancialmente retangular, mas não estão limitados a estes.
[0291] Embora o substrato 241 seja descrito acima como dividido, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, o substrato 241 pode ser removido para que a superfície da primeira camada semicondutora 243 de tipo de condutividade exposta possa ser texturizada. O substrato 241 pode ser removido após a ligação da primeira pilha de LED 223 na segunda pilha de LED 233, ou pode ser removido após a formação dos pads de eletrodos 281a, 281b, 281c e 281d.
[0292] De acordo com as modalidades exemplificativas, um dispositivo emissor de luz inclui anodos da primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243 que são eletricamente conectados em comum e seus catodos são conectados independentemente. No entanto, os conceitos inventivos são limitados a estes e, por exemplo, os anodos da primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243 podem ser conectados independentemente aos eletrodos, e os catodos podem ser eletricamente conectados em comum.
[0293] O dispositivo emissor de luz 200 pode incluir as primeira, segunda e terceira pilhas de LED 223, 233 e 243 para emitir luz vermelha, verde e azul e, portanto, pode ser usado como um pixel único em um dispositivo de exibição. Como descrito com referência à FIG. 20, um dispositivo de exibição pode ser fornecido alinhando uma pluralidade de dispositivos emissores de luz 200 na placa de circuito 201. Uma vez que o dispositivo emissor de luz 200 inclui a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED 223, 233 e 243, a área do subpixel em um pixel pode ser aumentada. Além disso, a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED 223, 233 e 243 podem ser montadas montando um dispositivo emissor de luz 200, reduzindo assim o número de processos de montagem.
[0294] Como descrito com referência à FIG. 20, os dispositivos emissores de luz 200 montados na placa de circuito 201 podem ser acionados por um método de matriz passiva ou um método de matriz ativa.
[0295] A FIG. 36 é uma vista esquemática em seção transversal de uma pilha de diodo emissor de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0296] Referindo às FIG. 36, a pilha de diodos emissores de luz 1000 inclui um substrato de suporte 1510, uma primeira pilha de LED 1230, uma segunda pilha de LED 1330, uma terceira pilha de LED 1430, um eletrodo refletor 1250, um eletrodo ôhmico 1290, um segundo eletrodo transparente 1350, um terceiro eletrodo transparente p 1450, uma camada de isolamento 1270, um primeiro filtro de cor 1370, um segundo filtro de cor 1470, uma primeira camada de ligação 1530, uma segunda camada de ligação 1550 e uma terceira camada de ligação 1570. Além disso, a primeira pilha de LED 1230 pode incluir uma porção de contato ôhmico 1230a para contato ôhmico.
[0297] O substrato de suporte 1510 suporta as pilhas de semicondutores 1230, 1330 e 1430. O substrato de suporte 1510 pode incluir um circuito em uma superfície do mesmo ou nele, mas os conceitos inventivos não estão limitados a ele. O substrato de suporte 1510 pode incluir, por exemplo, um substrato de Si ou um substrato de Ge.
[0298] Cada uma da primeira pilha de LED 1230, a segunda pilha de LED 1330 e a terceira pilha de LED 1430 inclui uma camada semicondutora do tipo n, uma camada semicondutora do tipo p e uma camada ativa interposta entre elas. A camada ativa pode ter uma estrutura de poço multiquântico.
[0299] Por exemplo, a primeira pilha de LED 1230 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico configurado para emitir luz vermelha, a segunda pilha de LED 1330 pode ser um diodo emissor de luz inorgânica configurado para emitir luz verde e a terceira pilha de LED 1430 pode ser uma luz inorgânica diodo emissor configurado para emitir luz azul. A primeira pilha de LED 1230 pode incluir uma camada de poço baseada em GaInP, e cada uma da segunda pilha de LED 1330 e a terceira pilha de LED 1430 pode incluir uma camada de poço baseada em GaInN.
[0300] Além disso, ambas as superfícies de cada uma das primeira a terceira pilhas de LED 1230, 1330, 1430 são uma camada semicondutora do tipo n e uma camada semicondutora do tipo p, respectivamente. Na modalidade exemplificativa ilustrada, cada uma da primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430 tem uma superfície superior do tipo n e uma superfície inferior do tipo p. Uma vez que a terceira pilha de LED 1430 tem uma superfície superior do tipo n, uma superfície rugosa pode ser formada na superfície superior da terceira pilha de LED 1430 através de gravura química. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam aos mesmos, e os tipos de semicondutores das superfícies superior e inferior de cada uma das pilhas de LED podem ser arranjados alternativamente.
[0301] A primeira pilha de LED 1230 é disposta perto do substrato de suporte 1510, a segunda pilha de LED 1330 é disposta na primeira pilha de LED 1230 e a terceira pilha de LED 1430 é disposta na segunda pilha de LED 1330. Uma vez que a primeira pilha de LED 1230 emite luz com um comprimento de onda maior que a segunda e a terceira pilhas de LED 1330 e 1430, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 1230 pode ser emitida externamente através da segunda e terceira pilhas de LED 1330 e 1430. Além disso, uma vez que a segunda pilha de LED 1330 emite luz com um comprimento de onda maior que a terceira pilha de LED 1430, a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 1330 pode ser emitida para fora através da terceira pilha de LED 1430.
[0302] O eletrodo refletor 1250 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da primeira pilha de LED 1230 e reflete a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 1230. Por exemplo, o eletrodo refletor 1250 pode incluir uma camada em contato ôhmica 1250a e uma camada refletora 1250b.
[0303] A camada em contato ôhmico 1250a contata parcialmente a camada de semicondutor do tipo p da primeira pilha de LED 1230. Para impedir a absorção de luz pela camada em contato ôhmica 1250a, uma região na qual a camada em contato ôhmico 1250a entra em contato com a camada semicondutora do tipo p não pode exceder 50% da área total da camada semicondutora do tipo p. A camada refletora 1250b cobre a camada em contato ôhmico 1250a e a camada de isolamento 1270. Como mostrado na Fig. 36, a camada refletora 1250b pode cobrir substancialmente toda a camada em contato ôhmico 1250a, sem estar limitada a ela. Alternativamente, a camada refletora 1250b pode cobrir uma porção da camada em contato ôhmico 1250a.
[0304] Uma vez que a camada refletora 1250b cobre a camada de isolamento 1270, um refletor omnidirecional pode ser formado pela estrutura empilhada da primeira pilha de LED 1230 com um índice de refração relativamente alto, e a camada de isolamento 1270 e a camada refletora 1250b com um índice de refração relativamente baixo. A camada refletora 1250b pode cobrir 50% ou mais da área da primeira pilha de LED 1230, ou a maioria da primeira pilha de LED 1230, melhorando assim a eficácia luminosa.
[0305] A camada em contato ôhmico 1250a e a camada refletora 1250b podem ser camadas de metal, que podem incluir Au. A camada refletora 1250b pode ser formada por um metal com uma refletância relativamente alta em relação à luz gerada a partir da primeira pilha de LED 1230, por exemplo, luz vermelha. Por outro lado, a camada refletora 1250b pode ser formada por um metal com refletância relativamente baixa em relação à luz gerada a partir da segunda pilha de LED 1330 e da terceira pilha de LED 1430, por exemplo, luz verde ou luz azul, para reduzir a interferência de luz tendo sido gerada a partir da segunda e terceira pilhas de LED 1330 e 1430 e viajando em direção ao substrato de suporte 1510.
[0306] A camada de isolamento 1270 é interposta entre o substrato de suporte 1510 e a primeira pilha de LED 1230 e tem aberturas que expõem a primeira pilha de LED 1230. A camada em contato ôhmico 1250a é conectada à primeira pilha de LED 1230 nas aberturas da camada de isolamento 1270.
[0307] O eletrodo ôhmico 1290 é disposto na superfície superior da primeira pilha de LED 1230. A fim de reduzir a resistência de contato ôhmico do eletrodo ôhmico 1290, a porção de contato ôhmico 1230a pode sobressair da superfície superior da primeira pilha de LED 1230. O eletrodo ôhmico 1290 pode ser disposto na porção de contato ôhmico 1230a.
[0308] O segundo eletrodo transparente p 1350 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da segunda pilha de LED 1330. O segundo eletrodo transparente p 1350 pode incluir uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente para luz vermelha e luz verde.
[0309] O terceiro eletrodo transparente p 1450 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da terceira pilha de LED 1430. O terceiro eletrodo transparente p 1450 pode incluir uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha, luz verde e luz azul.
[0310] O eletrodo refletor 1250, o segundo eletrodo transparente p 1350 e o terceiro eletrodo transparente p 1450 podem auxiliar na propagação de corrente através do contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da pilha de LED correspondente.
[0311] O primeiro filtro de cor 1370 pode ser interposto entre a primeira pilha de LED 1230 e a segunda pilha de LED 1330. O segundo filtro de cor 1470 pode ser interposto entre a segunda pilha de LED 1330 e a terceira pilha de LED 1430. O primeiro filtro de cor 1370 transmite luz gerada a partir da primeira pilha de LED 1230 enquanto reflete a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 1330. O segundo filtro de cor 1470 transmite luz gerada a partir da primeira e segunda pilhas de LED 1230 e 1330, enquanto reflete a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 1430. Como tal, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 1230 pode ser emitida para fora através da segunda pilha de LED 1330 e a terceira pilha de LED 1430, e a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 1330 pode ser emitida para fora através da terceira pilha de LED 1430. Além disso, a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 1330 pode ser impedida de entrar na primeira pilha de LED 1230 e a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 1430 pode ser impedida de entrar na segunda pilha de LED 1330, evitando assim a perda de luz.
[0312] Em algumas modalidades exemplificativas, o primeiro filtro de cor 1370 pode refletir a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 1430.
[0313] Os primeiro e segundo filtros de cores 1370 e 1470 podem ser, por exemplo, um filtro baixa passagem que transmite luz em uma banda de baixa frequência, ou seja, em uma banda de comprimento de onda longo, um filtro passa-banda que transmite luz em uma faixa de comprimento de onda predeterminada, ou um filtro de interrupção de banda que impede que a luz em uma faixa de comprimento de onda predeterminada passe através dele. Em particular, cada um dos primeiro e segundo filtros de cores 1370 e 1470 pode incluir um refletor de Bragg distribuído (DBR). O refletor de Bragg distribuído pode ser formado empilhando alternadamente camadas de isolamento com diferentes índices de refração um acima do outro, por exemplo, TiO2 e SiO2. Além disso, a faixa de interrupção do refletor de Bragg distribuído pode ser controlada ajustando as espessuras das camadas de TiO2 e SiO2. O filtro de baixa passagem e o filtro passa-banda também podem ser formados empilhando alternadamente camadas de isolamento com diferentes índices de refração um acima do outro.
[0314] A primeira camada de ligação 1530 acopla a primeira pilha de LED 1230 ao substrato de suporte 1510. Como mostrado na Fig. 36, o eletrodo refletor 1250 pode unir-se à primeira camada de ligação 1530. A primeira camada de ligação 1530 pode ser uma camada transmissiva ou opaca à luz.
[0315] A segunda camada de ligação 1550 acopla a segunda pilha de LED 1330 à primeira pilha de LED 1230. Como mostrado na Fig. 36, a segunda camada de ligação 1550 pode unir a primeira pilha de LED 1230 e o primeiro filtro de cor 1370. O eletrodo ôhmico 1290 pode ser coberto pela segunda camada de ligação 1550. A segunda camada de ligação 1550 transmite luz gerada a partir da primeira pilha de LED 1230. A segunda camada de ligação 1550 pode ser formada, por exemplo, por spin-on-glass transmissivo à luz.
[0316] A terceira camada de ligação 1570 acopla a terceira pilha de LED 1430 à segunda pilha de LED 1330. Como mostrado na Fig. 36, a terceira camada de ligação 1570 pode unir-se à segunda pilha de LED 1330 e ao segundo filtro de cor 1470. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Por exemplo, uma camada condutora transparente pode ser disposta na segunda pilha de LED 1330. A terceira camada de ligação 1570 transmite luz gerada a partir da primeira pilha de LED 1230 e da segunda pilha de LED 1330. A terceira camada de ligação 1570 pode ser formada, por exemplo, por spin-on-glass transmissivo à luz.
[0317] As FIGS. 37A, 37B, 37C, 37D e 37E são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de uma pilha de diodos emissores de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0318] Referindo às FIG. 37A, uma primeira pilha de LED 1230 é crescida em um primeiro substrato 1210. O primeiro substrato 1210 pode ser, por exemplo, um substrato GaAs. A primeira pilha de LED 1230 pode ser formada por camadas de semicondutores baseadas em AlGaInP e inclui uma camada de semicondutores do tipo n, uma camada ativa e uma camada de semicondutores do tipo p.
[0319] Uma camada de isolamento 1270 é formada na primeira pilha de LED 1230 e é padronizada para formar aberturas. Por exemplo, uma camada de SiO2 é formada na primeira pilha de LED 1230 e um fotoresistor é depositado na camada de SiO2, seguido de fotolitografia e desenvolvimento para formar um padrão fotoresistor. Em seguida, a camada de SiO2 é padronizada através do padrão fotoresistor usado como uma máscara de ataque, formando assim a camada de isolamento 1270.
[0320] Então, uma camada em contato ôhmico 1250a é formada nas aberturas da camada de isolamento 1270. A camada em contato ôhmico 1250a pode ser formada por um processo de elevação ou semelhante. Após a formação da camada em contato ôhmico 1250a, é formada uma camada refletora 1250b para cobrir a camada em contato ôhmico 1250a e a camada de isolamento 1270. A camada refletora 1250b pode ser formada por um processo de elevação ou semelhante. A camada refletora 1250b pode cobrir uma porção da camada em contato ôhmico 1250a ou a totalidade dela, como mostrado na FIG. 37A. A camada em contato ôhmico 1250a e a camada refletora 1250b formam um eletrodo refletor 1250.
[0321] O eletrodo refletor 1250 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da primeira pilha de LED 1230 e, portanto, será daqui em diante referido como um primeiro eletrodo refletor p 1250.
[0322] Referindo às FIG. 37B, uma segunda pilha de LED 1330 é crescida em um segundo substrato 1310 e um segundo eletrodo transparente p 1350 e um primeiro filtro de cor 1370 são formados na segunda pilha de LED 1330. A segunda pilha de LED 1330 pode ser formada por camadas de semicondutores à base de GaN e incluir uma camada de poço GaInN. O segundo substrato 1310 é um substrato no qual as camadas semicondutoras baseadas em GaN podem ser crescidas sobre o mesmo e é diferente do primeiro substrato 1210. A proporção de composição de GaInN para a segunda pilha de LED 1330 pode ser determinada de modo que a segunda pilha de LED 1330 emita luz verde. O segundo eletrodo transparente p 1350 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da segunda pilha de LED 1330.
[0323] Referindo às FIG. 37C, uma terceira pilha de LED 1430 é crescida em um terceiro substrato 1410, e um terceiro eletrodo transparente p 1450 e um segundo filtro de cor 1470 são formados na terceira pilha de LED 1430. A terceira pilha de LED 1430 pode ser formada por camadas de semicondutores baseadas em GaN e incluir uma camada de poço GaInN. O terceiro substrato 1410 é um substrato no qual as camadas semicondutoras baseadas em GaN podem ser crescidas sobre ele e é diferente do primeiro substrato 1210. A proporção de composição de GaInN para a terceira pilha de LED 1430 pode ser determinada de modo que a terceira pilha de LED 1430 emita luz azul. O terceiro eletrodo transparente p 1450 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da terceira pilha de LED 1430.
[0324] O primeiro filtro de cor 1370 e o segundo filtro de cor 1470 são substancialmente os mesmos que os descritos com referência à FIG. 36 e, portanto, descrições repetidas dos mesmos serão omitidas para evitar redundância.
[0325] Como tal, a primeira pilha de LED 1230, a segunda pilha de LED 1330 e a terceira pilha de LED 1430 podem ser crescidas em diferentes substratos, e a sequência de formação da mesma não está limitada a uma sequência específica.
[0326] Referindo às FIG. 37D, a primeira pilha de LED 1230 é acoplada ao substrato de suporte 1510 através de uma primeira camada de ligação 1530. A primeira camada de ligação 1530 pode ser formada anteriormente no substrato de suporte 1510, e o eletrodo refletor 1250 pode ser ligado à primeira camada de ligação 1530 para facear o substrato de suporte 1510. O primeiro substrato 1210 é removido da primeira pilha de LED 1230 por gravação química ou semelhante. Por conseguinte, a superfície superior da camada semicondutora do tipo n da primeira pilha de
LED 1230 é exposta.
[0327] Então, um eletrodo ôhmico 1290 é formado na região exposta da primeira pilha de LED 1230. A fim de reduzir a resistência de contato ôhmico do eletrodo ôhmico 1290, o eletrodo ôhmico 1290 pode ser submetido a tratamento térmico. O eletrodo ôhmico 1290 pode ser formado em cada região de pixel, de modo a corresponder às regiões de pixel.
[0328] Referindo às FIG. 37E, a segunda pilha de LED 1330 é acoplada à primeira pilha de LED 1230, na qual o eletrodo ôhmico 1290 é formado, através de uma segunda camada de ligação 1550. O primeiro filtro de cor 1370 é ligado à segunda camada de ligação 1550 para facear a primeira pilha de LED 1230. A segunda camada de ligação 1550 pode ser formada anteriormente na primeira pilha de LED 1230, de modo que o primeiro filtro de cor 1370 possa ficar virado e ser ligado à segunda camada de ligação 1550. O segundo substrato 31 pode ser separado da segunda pilha de LED 1330 por um processo de elevação a laser ou de elevação química.
[0329] Então, com referência à FIG. 36 e FIG. 37C, a terceira pilha de LED 1430 é acoplada à segunda pilha de LED 1330 através de uma terceira camada de ligação 1570. O segundo filtro de cor 1470 é ligado à terceira camada de ligação 1570 para facear a segunda pilha de LED 1330. A terceira camada de ligação 1570 pode ser previamente disposta na segunda pilha de LED 1330, de modo que o segundo filtro de cor 1470 possa ficar virado e ser ligado à terceira camada de ligação 1570. O terceiro substrato 1410 pode ser separado da terceira pilha de LED 1430 por um processo de elevação a laser ou de elevação química. Como tal, uma pilha de diodos emissores de luz para uma exibição pode ser formada como mostrado na FIG. 36, que tem a camada semicondutora do tipo n da terceira pilha de LED 1430 exposta ao exterior.
[0330] Um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser fornecido padronizando a pilha da primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430 no substrato de suporte 1510 em unidades de pixel, seguida pela conexão da primeira à terceira pilhas de LED uma à outra através de interconexões. A seguir, um dispositivo de exibição de acordo com modalidades exemplificativas será descrito.
[0331] A FIG. 38 é um diagrama em circuito esquemático de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a FIG. 39 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0332] Referindo às FIG. 38 e FIG. 39, um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser operado de maneira matriz passiva.
[0333] Por exemplo, uma vez que a pilha de diodos emissores de luz para uma exibição da FIG. 36 inclui a primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430 empilhadas na direção vertical, um pixel pode incluir três diodos emissores de luz R, G e B. Um primeiro diodo emissor de luz R pode corresponder à primeira pilha de LED 1230, um segundo diodo emissor de luz G pode corresponder à segunda pilha de LED 1330 e um terceiro diodo emissor de luz B pode corresponder à terceira pilha de LED 1430.
[0334] Nas FIGS. 36 e 39, um pixel inclui o primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B, cada um dos quais corresponde a um subpixel. Os anodos do primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B são conectados a uma linha comum, por exemplo, uma linha de dados e seus catodos são conectados a linhas diferentes, por exemplo, linhas de varredura.
Mais particularmente, em um primeiro pixel, os anodos do primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B são comumente conectados a uma linha de dados Vdata1 e seus catodos são conectados às linhas de varredura Vscan1-1, Vscan1-2 e Vscan1-3, respectivamente. Como tal, os diodos emissores de luz R, G e B em cada pixel podem ser acionados independentemente.
[0335] Além disso, cada um dos diodos emissores de luz R, G e B pode ser acionado por uma modulação de largura de pulso ou alterando a magnitude da corrente elétrica, controlando assim o brilho de cada subpixel.
[0336] Referindo às FIG. 39, uma pluralidade de pixels é formada pela padronização da pilha de diodos emissores de luz 1000 da FIG. 36, e cada um dos pixels é conectado aos eletrodos refletores 1250 e às linhas de interconexão 1710, 1730 e 1750. Como mostrado na Fig. 38, o eletrodo refletor 1250 pode ser usado como a linha de dados Vdata e as linhas de interconexão 1710, 1730 e 1750 podem ser formadas como as linhas de varredura.
[0337] Os pixels podem ser dispostos em uma forma de matriz, na qual os anodos dos diodos emissores de luz R, G e B de cada pixel são comumente conectados ao eletrodo refletor 1250, e os seus catodos são conectados às linhas de interconexão 1710, 1730, e 1750 separados um do outro. Aqui, as linhas de interconexão 1710, 1730 e 1750 podem ser usadas como as linhas de varredura Vscan.
[0338] A FIG. 40 é uma vista plana ampliada de um pixel do dispositivo de exibição da FIG. 39, FIG. 41 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha A- A da FIG. 40, e FIG. 42 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 40.
[0339] Referindo às FIG. 39, FIG. 40, FIG. 41, e FIG. 42, em cada pixel, uma porção do eletrodo refletor 1250, o eletrodo ôhmico 1290 formado na superfície superior da primeira pilha de LED 1230 (ver FIG. 43H), uma porção do segundo eletrodo transparente p 1350 (ver também FIG. 43H), uma porção da superfície superior da segunda pilha de LED 1330 (ver FIG. 43J), uma porção do terceiro eletrodo transparente p 1450 (ver FIG. 43H) e a superfície superior da terceira pilha de LED 1430 são expostas ao exterior.
[0340] A terceira pilha de LED 1430 pode ter uma superfície rugosa 1430a na sua superfície superior. A superfície rugosa 1430a pode ser formada sobre toda a superfície superior da terceira pilha de LED 1430 ou pode ser formada em algumas regiões da mesma, como mostrado na FIG. 41.
[0341] Uma camada de isolamento inferior 1610 pode cobrir uma superfície lateral de cada pixel. A camada de isolamento inferior 1610 pode ser formada de um material transmissor de luz, como SiO2. Neste caso, a camada de isolamento inferior 1610 pode cobrir a superfície superior inteira da terceira pilha de LED
1430. Alternativamente, a camada de isolamento inferior 1610 pode incluir um refletor de Bragg distribuído para refletir a luz que viaja em direção às superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430. Neste caso, a camada de isolamento inferior 1610 expõe parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 1430.
[0342] A camada de isolamento inferior 1610 pode incluir uma abertura 1610a que expõe a superfície superior da terceira pilha de LED 1430, uma abertura 1610b que expõe a superfície superior da segunda pilha de LED 1330, uma abertura 1610c (ver FIG. 43H) que expõe o eletrodo ôhmico 1290 da primeira pilha de LED 1230, uma abertura 1610d que expõe o terceiro eletrodo transparente
1450, uma abertura 1610e que expõe o segundo eletrodo transparente 1350 e aberturas 1610f que expõem o primeiro eletrodo refletor p 1250.
[0343] As linhas de interconexão 1710 e 1750 podem ser formadas próximas à primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430 no substrato de suporte 1510 e podem ser dispostas na camada de isolamento inferior 1610 a ser isolada do primeiro eletrodo refletor p 1250. Uma porção de conexão 1770a conecta o terceiro eletrodo transparente p 1450 ao eletrodo refletor 1250 e uma porção de conexão 1770b conecta o segundo eletrodo transparente p 1350 ao eletrodo refletor 1250, de modo que os anodos da primeira pilha de LED 1230, a segundo pilha de LED 1330 e a terceira pilha de LED 1430 são comumente conectados ao eletrodo refletor 1250.
[0344] Uma porção de conexão 1710a conecta a superfície superior da terceira pilha de LED 1430 à linha de interconexão 1710 e uma porção de conexão 1750a conecta o eletrodo ôhmico 1290 na primeira pilha de LED 1230 à linha de interconexão 1750.
[0345] Uma camada de isolamento superior 1810 pode ser disposta nas linhas de interconexão 1710 e 1730 e a camada de isolamento inferior 1610 para cobrir a superfície superior da terceira pilha de LED 1430. A camada de isolamento superior 1810 pode ter uma abertura 1810a que expõe parcialmente a superfície superior da segunda pilha de LED 1330.
[0346] A linha de interconexão 1730 pode ser disposta na camada de isolamento superior 1810, e a porção de conexão 1730a pode conectar a superfície superior da segunda pilha de LED 1330 à linha de interconexão 1730. A porção de conexão 1730a pode passar através de uma porção superior da linha de interconexão 1750 e é isolada da linha de interconexão 1750 pela camada de isolamento superior 1810.
[0347] Embora os eletrodos de cada pixel, de acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, sejam descritos como sendo conectados à linha de dados e às linhas de varredura, várias implementações são possíveis. Além disso, embora as linhas de interconexão 1710 e 1750 sejam descritas como sendo formadas na camada de isolamento inferior 1610, e a linha de interconexão 1730 seja formada na camada de isolamento superior 1810, os conceitos inventivos não são limitados a isso. Por exemplo, cada uma das linhas de interconexão 1710, 1730 e 1750 pode ser formada na camada de isolamento inferior 1610 e coberta pela camada de isolamento superior 1810, que pode ter aberturas para expor a linha de interconexão 1730. Nesta estrutura, a porção de conexão 1730a pode conectar a superfície superior da segunda pilha de LED 1330 à linha de interconexão 1730 através das aberturas da camada de isolamento superior 1810.
[0348] Alternativamente, as linhas de interconexão 1710, 1730 e 1750 podem ser formadas dentro do substrato de suporte 1510, e as porções de conexão 1710a, 1730a e 1750a na camada de isolamento inferior 1610 podem conectar o eletrodo ôhmico 1290, a superfície superior da segunda pilha de LED 1330 e a superfície superior da terceira pilha de LED 1430 para as linhas de interconexão 1710, 1730 e 1750.
[0349] A FIG. 43A à FIG. 43K são vistas planas esquemáticas que ilustram um método de fabricação de um dispositivo de exibição incluindo o pixel da FIG. 40 de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0350] Primeiro, a pilha de diodos emissores de luz 1000 descrita na FIG. 36 é preparada.
[0351] Então, com referência à FIG. 43A, uma superfície rugosa 1430a pode ser formada na superfície superior da terceira pilha de LED 1430. A superfície rugosa 1430a pode ser formada na superfície superior da terceira pilha de LED 1430, de modo a corresponder a cada região de pixel. A superfície rugosa 1430a pode ser formada por gravura química, por exemplo, gravura química foto-aprimorada (PEC) ou semelhante.
[0352] A superfície rugosa 1430a pode ser parcialmente formada em cada região de pixel levando em consideração uma região da terceira pilha de LED 1430 a ser gravada no processo subsequente, sem estar limitada a ela. Alternativamente, a superfície rugosa 1430a pode ser formada sobre toda a superfície superior da terceira pilha de LED 1430.
[0353] Referindo às FIG. 43B, uma região circundante da terceira pilha de LED 1430 em cada pixel é removida por gravação para expor o terceiro eletrodo transparente p 1450. Como mostrado na Fig. 43B, a terceira pilha de LED 1430 pode permanecer com uma forma retangular ou quadrada. A terceira pilha de LED 1430 pode ter uma pluralidade de depressões ao longo das suas bordas.
[0354] Referindo às FIG. 43C, a superfície superior da segunda pilha de LED 1330 é exposta removendo o terceiro eletrodo transparente exposto de terceiro p 1450 em áreas que não sejam uma depressão da terceira pilha de LED 1430. Por conseguinte, a superfície superior da segunda pilha de LED 1330 é exposta em torno da terceira pilha de LED 1430 e em outras depressões, excluindo a depressão na qual o terceiro eletrodo transparente p 1450 permanece parcialmente.
[0355] Referindo às FIG. 43D, o segundo eletrodo transparente p 1350 é exposto removendo a segunda pilha de LED 1330 exposta em áreas que não sejam outra além da depressão da terceira pilha de LED 1430.
[0356] Referindo às FIG. 43E, o eletrodo ôhmico 1290 é exposto juntamente com a superfície superior da primeira pilha de LED 1230 removendo o segundo eletrodo transparente p 1350 exposto em áreas que não sejam outra além da depressão da terceira pilha de LED 1430. Neste caso, o eletrodo ôhmico 1290 pode ser exposto em uma depressão. Por conseguinte, a superfície superior da primeira pilha de LED 1230 é exposta em torno da terceira pilha de LED 1430 e uma superfície superior do eletrodo ôhmico 1290 é exposta em pelo menos uma das depressões formadas na terceira pilha de LED 1430.
[0357] Referindo às FIG. 43F, o eletrodo refletor 1250 é exposto removendo uma porção exposta da primeira pilha de LED 1230 diferente do eletrodo ôhmico 1290 exposto em uma depressão. O eletrodo refletor 1250 é exposto em torno da terceira pilha de LED 1430.
[0358] Referindo às FIG. 43G, as linhas de interconexão linear são formadas padronizando o eletrodo refletor 1250. Aqui, o substrato de suporte 1510 pode ser exposto. O eletrodo refletor 1250 pode conectar pixels dispostos em uma linha entre si entre pixels dispostos em uma matriz (ver FIG. 39).
[0359] Referindo às FIG. 43H, uma camada de isolamento inferior 1610 (ver FIG. 41 e FIG. 42) é formada para cobrir os pixels. A camada de isolamento inferior 1610 cobre o eletrodo refletor 1250 e as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430. Além disso, a camada de isolamento inferior 1610 pode cobrir pelo menos parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 1430. Se a camada de isolamento inferior 1610 é uma camada transparente, como uma camada de SiO2, a camada de isolamento inferior 1610 pode cobrir toda a superfície superior da terceira pilha de LED 1430. Alternativamente, quando a camada de isolamento inferior 1610 inclui um refletor de Bragg distribuído, a camada de isolamento inferior 1610 pode expor pelo menos parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 1430, de modo que a luz possa ser emitida para o exterior.
[0360] A camada de isolamento inferior 1610 pode incluir uma abertura 1610a que expõe a terceira pilha de LED 1430, uma abertura 1610b que expõe a segunda pilha de LED 1330, uma abertura 1610c que expõe o eletrodo ôhmico 1290, uma abertura 1610d que expõe o terceiro eletrodo transparente p 1450, uma abertura 1610e que expõe o segundo eletrodo transparente p 1350 e uma abertura 1610f que expõe o eletrodo refletor 1250. Uma ou mais aberturas 1610f podem ser formadas para expor o eletrodo refletor 1250.
[0361] Referindo às FIG. 43I, as linhas de interconexão 1710, 1750 e as partes de conexão 1710a, 1750a, 1770a e 1770b são formadas. Estes podem ser formados por um processo de elevação ou semelhante. As linhas de interconexão 1710 e 1750 são isoladas do eletrodo refletor 1250 pela camada de isolamento inferior 1610. A porção de conexão 1710a conecta eletricamente a terceira pilha de LED 1430 à linha de interconexão 1710, e a porção de conexão 1750a conecta eletricamente o eletrodo ôhmico 1290 à linha de interconexão 1750, de modo que a primeira pilha de LED 1230 seja eletricamente conectada à linha de interconexão
1750. A porção de conexão 1770a conecta eletricamente o terceiro eletrodo transparente p 1450 ao primeiro eletrodo refletor 1250 e a porção de conexão 1770b conecta eletricamente o segundo eletrodo transparente p 1350 ao primeiro eletrodo refletor 1250.
[0362] Referindo às FIG. 43J, uma camada de isolamento superior 1810 (ver FIG. 41 e FIG. 42) cobre as linhas de interconexão 1710 e 1750 e as partes de conexão 1710a, 1750a, 1770a e 1770b. A camada de isolamento superior 1810 também pode cobrir a superfície superior inteira da terceira pilha de LED
1430. A camada de isolamento superior 1810 tem uma abertura 1810a que expõe a superfície superior da segunda pilha de LED
1330. A camada de isolamento superior 1810 pode ser formada, por exemplo, por óxido de silício ou nitreto de silício e pode incluir um refletor de Bragg distribuído. Quando a camada de isolamento superior 1810 inclui o refletor de Bragg distribuído, a camada de isolamento superior 1810 pode expor pelo menos parte da superfície superior da terceira pilha de LED 1430, de modo que a luz possa ser emitida para o exterior.
[0363] Referindo às FIG. 43K, uma linha de interconexão 1730 e uma porção de conexão 1730a são formadas. Uma linha de interconexão 1750 e uma porção de conexão 1750a podem ser formadas por um processo de elevação ou semelhante. A linha de interconexão 1730 é disposta na camada de isolamento superior 1810 e é isolada do eletrodo refletor 1250 e das linhas de interconexão 1710 e 1750. A porção de conexão 1730a conecta eletricamente a segunda pilha de LED 1330 à linha de interconexão 1730. A porção de conexão 1730a pode passar através de uma porção superior da linha de interconexão 1750 e é isolada da linha de interconexão 1750 pela camada de isolamento superior
1810.
[0364] Como tal, uma região de pixel como mostrada na FIG. 40 pode ser formada. Além disso, como mostrado na FIG. 39, uma pluralidade de pixels pode ser formada no substrato de suporte 1510 e pode ser conectada um ao outro pelo primeiro eletrodo refletor p 1250 e as linhas de interconexão 1710, 1730 e 1750 para serem operadas de maneira de matriz passiva.
[0365] Embora o dispositivo de exibição acima tenha sido descrito como sendo configurado para ser operado da maneira de matriz passiva, os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Mais particularmente, um dispositivo de exibição de acordo com algumas modalidades exemplificativas pode ser fabricado de várias maneiras, de modo a ser operado da maneira de matriz passiva usando a pilha de diodos emissores de luz mostrada na FIG. 36.
[0366] Por exemplo, embora a linha de interconexão 1730 seja ilustrada como sendo formada na camada de isolamento superior 1810, a linha de interconexão 1730 pode ser formada juntamente com as linhas de interconexão 1710 e 1750 na camada de isolamento inferior 1610 e a parte de conexão 1730a pode ser formada na camada de isolamento superior 1810 para conectar a segunda pilha de LED 1330 à linha de interconexão 1730. Alternativamente, as linhas de interconexão 1710, 1730 e 1750 podem ser dispostas dentro do substrato de suporte 1510.
[0367] A FIG. 44 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa. O dispositivo de exibição, de acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, pode ser acionado de uma maneira de matriz ativa.
[0368] Referindo às FIG. 44, o circuito de acionamento de acordo com uma modalidade exemplificativa inclui pelo menos dois transistores Tr1, Tr2 e um capacitor. Quando uma fonte de energia é conectada às linhas de seleção Vrow1 a Vrow3 e a voltagem é aplicada às linhas de dados Vdata1 a Vdata3, a voltagem é aplicada ao diodo emissor de luz correspondente. Além disso, o capacitor correspondente é carregado de acordo com os valores de Vdata1 a Vdata3. Como o estado de ativação de um transistor Tr2 pode ser mantido pela voltagem carregada do capacitor, a voltagem do capacitor pode ser mantida e aplicada às células emissoras de luz dos LED1, LED3 e LED3, mesmo quando o suprimento de energia à Vrow1 é desligado. Além disso, a corrente elétrica que flui nos diodos emissores de luz LED1 a LED3 pode ser alterada dependendo dos valores de Vdata1 a Vdata3. A corrente elétrica pode ser fornecida continuamente através do Vdd, de modo que a luz possa ser emitida continuamente.
[0369] Os transistores Tr1, Tr2 e o capacitor podem ser formados dentro do substrato de suporte 1510. Por exemplo, transistores de filme fino formados sobre um substrato de silício podem ser usados para acionamento de matriz ativa.
[0370] Os diodos emissores de luz LED1 a LED3 podem corresponder à primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430 empilhadas em um pixel, respectivamente. Os anodos da primeira à terceira pilha de LED são conectados ao transistor Tr2 e os seus catodos são conectados ao terra.
[0371] Embora a FIG. 44 mostre o circuito para acionamento de matriz ativa, de acordo com uma modalidade exemplificativa, outros vários tipos de circuitos podem ser usados. Além disso, embora os anodos dos diodos emissores de luz LED1 a LED3 sejam descritos como estando conectados a diferentes transistores Tr2, e seus catodos sejam descritos como conectados ao terra, os conceitos inventivos não são limitados a estes e os anodos dos diodos emissores de luz podem ser conectados a fontes de corrente Vdd e seus catodos podem ser conectados a diferentes transistores.
[0372] A FIG. 45 é uma vista plana esquemática de um pixel de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa. O pixel aqui descrito pode ser um dentre uma pluralidade de pixels dispostos no substrato de suporte 1511.
[0373] Referindo às FIG. 45, os pixels de acordo com uma modalidade exemplificativa são geralmente semelhantes aos pixels descritos com referência à FIG. 39 até a FIG. 42, exceto que o substrato de suporte 1511 é um painel de transistor de filme fino, incluindo transistores e capacitores, e o eletrodo refletor é disposto em uma região inferior da primeira pilha de LED.
[0374] O catodo da terceira pilha de LED é conectado ao substrato de suporte 1511 através da porção de conexão 1711a. Por exemplo, como mostrado na FIG. 45, o catodo da terceira pilha de LED pode ser conectado ao terra através da conexão elétrica ao substrato de suporte 1511. Os catodos da segunda pilha de LED e da primeira pilha de LED também podem ser conectados ao terra através de conexão elétrica ao substrato de suporte 1511 através das porções de conexão 1731a e 1751a.
[0375] O eletrodo refletor é conectado aos transistores Tr2 (ver FIG. 44) dentro do substrato de suporte 1511. O terceiro eletrodo transparente p e o segundo eletrodo transparente p também são conectados aos transistores Tr2 (ver FIG. 44) dentro do substrato de suporte 1511 através das porções de conexão 1771a e 1731b.
[0376] Dessa maneira, as primeira à terceira pilhas de LED são conectadas umas às outras, constituindo assim um circuito para acionamento de matriz ativa, como mostrado na FIG. 44.
[0377] Embora a FIG. 45 mostre a conexão elétrica de um pixel para acionamento de matriz ativa, de acordo com uma modalidade exemplificativa, os conceitos inventivos não são limitados a estes, e o circuito para o dispositivo de exibição pode ser modificado em vários circuitos para acionamento de matriz ativa de várias maneiras.
[0378] Além disso, enquanto o eletrodo refletor 1250, o segundo eletrodo transparente p 1350 e o terceiro eletrodo transparente p 1450 da FIG. 36 são descritos como formando contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p correspondente de cada uma das primeiras pilhas de LED 1230, a segunda pilha de LED 1330 e a terceira pilha de LED 1430, e o eletrodo ôhmico 1290 forma contato ôhmico com a camada semicondutora de tipo n da primeira pilha de LED 1230, a camada semicondutora do tipo n de cada uma das segundas pilhas de LED 1330 e terceira pilha de LED 1430 não é fornecida com uma camada em contato ôhmico separada. Quando os pixels têm um tamanho pequeno de 200 µm ou menos, há menos dificuldade na propagação da corrente, mesmo sem a formação de uma camada em contato ôhmico separada na camada de semicondutor do tipo n. No entanto, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, uma camada de eletrodo transparente pode ser disposta na camada de semicondutor do tipo n de cada uma das pilhas de LED, a fim de garantir a propagação de corrente.
[0379] Além disso, embora a primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430 sejam acopladas entre si por meio das camadas de ligação 1530, 1550 e 1570, os conceitos inventivos não se limitam a estas e a primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330, e 1430 podem ser conectadas uma à outra em várias sequências e usando várias estruturas.
[0380] De acordo com modalidades exemplificativas, uma vez que é possível formar uma pluralidade de pixels no nível da wafer usando a pilha de diodos emissores de luz 1000 para uma exibição, a montagem individual de diodos emissores de luz pode ser evitada. Além disso, a pilha de diodos emissores de luz de acordo com as modalidades exemplificativas tem a estrutura na qual a primeira à terceira pilhas de LED 1230, 1330 e 1430 são empilhadas na direção vertical, garantindo assim uma área para subpixels em uma área limitada de pixels. Além disso, a pilha de diodos emissores de luz de acordo com as modalidades exemplificativas permite que a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 1230, da segunda pilha de LED 1330 e da terceira pilha de LED 1430 seja emitida para fora dela, reduzindo assim a perda de luz.
[0381] A FIG. 46 é uma vista esquemática em seção transversal de uma pilha de diodo emissor de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0382] Referindo às FIG. 46, a pilha de diodos emissores de luz 2000 inclui um substrato de suporte 2510, uma primeira pilha de LED 2230, uma segunda pilha de LED 2330, uma terceira pilha de LED 2430, um eletrodo refletor 2250, um eletrodo ôhmico 2290, um segundo eletrodo transparente 2350, um terceiro eletrodo transparente p 2450, uma camada de isolamento 2270, uma primeira camada de ligação 2530, uma segunda camada de ligação 2550 e uma terceira camada de ligação 2570. Além disso, a primeira pilha de LED 2230 pode incluir uma porção de contato ôhmico 2230a para contato ôhmico.
[0383] Em geral, a luz pode ser gerada a partir da primeira pilha de LED pela luz emitida pela segunda pilha de LED e a luz pode ser gerada a partir da segunda pilha de LED pela luz emitida pela terceira pilha de LED. Como tal, um filtro de cor pode ser interposto entre a segunda pilha de LED e a primeira pilha de LED e entre a terceira pilha de LED e a segunda pilha de LED.
[0384] No entanto, enquanto os filtros de cores podem impedir a interferência da luz, a formação de filtros de cores aumenta a complexidade da fabricação. Um dispositivo de exibição de acordo com modalidades exemplificativas pode suprimir a geração de luz secundária entre as pilhas de LED sem a disposição dos filtros de cores entre eles.
[0385] Por conseguinte, em algumas modalidades exemplificativas, a interferência da luz entre as pilhas de LED pode ser reduzida controlando o intervalo de banda de cada uma das pilhas de LEDs, que será descrito em mais detalhes abaixo.
[0386] O substrato de suporte 2510 suporta as pilhas de semicondutores 2230, 2330 e 2430. O substrato de suporte 2510 pode incluir um circuito em uma superfície do mesmo ou nele, mas os conceitos inventivos não estão limitados a ele. O substrato de suporte 2510 pode incluir, por exemplo, um substrato de Si, um substrato de Ge, um substrato de safira, um substrato de safira padronizado, um substrato de vidro ou um substrato de vidro padronizado.
[0387] Cada uma da primeira pilha de LED 2230, a segunda pilha de LED 2330 e a terceira pilha de LED 2430 inclui uma camada semicondutora do tipo n, uma camada semicondutora do tipo p e uma camada ativa interposta entre elas. A camada ativa pode ter uma estrutura de poço multiquântico.
[0388] A luz L1 gerada a partir da primeira pilha de LED 2230 tem um comprimento de onda mais longo do que a luz L2 gerada a partir da segunda pilha de LED 2330, que tem um comprimento de onda maior que a luz L3 gerada a partir da terceira pilha de LED 2430.
[0389] A primeira pilha de LED 2230 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico configurado para emitir luz vermelha,
a segunda pilha de LED 2330 pode ser um diodo emissor de luz inorgânica configurado para emitir luz verde e a terceira pilha de LED 2430 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico configurado para emitir luz azul. A primeira pilha de LED 2230 pode incluir uma camada de poço baseada em GaInP, e cada uma da segunda pilha de LED 2330 e a terceira pilha de LED 2430 pode incluir uma camada de poço baseada em GaInN.
[0390] Embora a pilha de diodos emissores de luz 2000 da FIG. 46 seja ilustrado como incluindo três pilhas de LED 2230, 2330 e 2430, os conceitos inventivos não se limitam a um número específico de pilhas de LED uma sobre a outra. Por exemplo, uma pilha de LED para emitir luz amarela pode ser adicionalmente adicionada entre a primeira pilha de LED 2230 e a segunda pilha de LED 2330.
[0391] Ambas as superfícies de cada uma das primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 são uma camada semicondutora do tipo n e uma camada semicondutora do tipo p, respectivamente. Na FIG. 46, cada uma da primeiro à terceira pilha de LEDs 2230, 2330 e 2430 é descrita como tendo uma superfície superior do tipo n e uma superfície inferior do tipo p. Uma vez que a terceira pilha de LED 2430 tem uma superfície superior do tipo n, uma superfície rugosa pode ser formada na superfície superior da terceira pilha de LED 2430 através de gravura química ou semelhante. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam aos mesmos, e os tipos de semicondutores das superfícies superior e inferior de cada uma das pilhas de LED podem ser formados alternativamente.
[0392] A primeira pilha de LED 2230 é disposta perto do substrato de suporte 2510, a segunda pilha de LED 2330 é disposta na primeira pilha de LED 2230 e a terceira pilha de LED
2430 é disposta na segunda pilha de LED. Como a primeira pilha de LED 2230 emite luz com um comprimento de onda maior que a segunda e a terceira pilhas de LED 2330 e 2430, a luz L1 gerada a partir da primeira pilha de LED 2230 pode ser emitida para o exterior através da segunda e terceira pilhas de LED 2330 e 2430. Além disso, uma vez que a segunda pilha de LED 2330 emite luz com um comprimento de onda maior que a terceira pilha de LED 2430, a luz L2 gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 pode ser emitida para o exterior através da terceira pilha de LED
2430. A luz L3 gerada na terceira pilha de LED 2430 é emitida diretamente do lado de fora da terceira pilha de LED 2430.
[0393] Em uma modalidade exemplificativa, a camada semicondutora do tipo n da primeira pilha de LED 2230 pode ter um intervalo de banda maior que o intervalo de banda da camada ativa da primeira pilha de LED 2230 e mais estreito que o intervalo de banda da camada ativa da segunda pilha de LED 2330. Por conseguinte, uma porção de luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 pode ser absorvida pela camada semicondutora do tipo n da primeira pilha de LED 2230 antes de atingir a camada ativa da primeira pilha de LED 2230. Como tal, a intensidade da luz gerada na camada ativa da primeira pilha de LED 2230 pode ser reduzida pela luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330.
[0394] Além disso, a camada semicondutora do tipo n da segunda pilha de LED 2330 possui um intervalo de banda maior que o intervalo de banda da camada ativa de cada uma das primeiras pilhas de LED 2230 e a segunda pilha de LED 2330 e mais estreito que o intervalo de banda da camada ativa da terceira pilha de LED 2430. Por conseguinte, uma porção de luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430 pode ser absorvida pela camada semicondutora do tipo n da segunda pilha de LED 2330 antes de atingir a camada ativa da segunda pilha de LED 2330. Como tal, a intensidade da luz gerada na segunda pilha de LED 2330 ou na primeira pilha de LED 2230 pode ser reduzida pela luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430.
[0395] A camada semicondutora do tipo p e a camada semicondutora do tipo n da terceira pilha de LED 2430 têm intervalos de banda mais amplos do que as camadas ativas da primeira pilha de LED 2230 e da segunda pilha de LED 2330, transmitindo assim a luz gerada pelas primeira e segunda pilhas de LED 2230 e 2330 através dos mesmos.
[0396] De acordo com uma modalidade exemplificativa, é possível reduzir a interferência da luz entre as pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 ajustando os intervalos de banda das camadas semicondutoras do tipo n ou as camadas semicondutoras do tipo p da primeira e segunda pilhas de LED 2230 e 2330, o que pode evitar a necessidade de outros componentes, como filtros de cores. Por exemplo, a intensidade da luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 e emitida para o exterior pode ser cerca de 10 vezes ou mais que a intensidade da luz gerada a partir da primeira pilha de LED 2230 pela luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330. Da mesma forma, a intensidade da luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430 e emitida para o exterior pode ser cerca de 10 vezes ou mais a intensidade da luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 causada pela luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430. Neste caso, a intensidade da luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430 e emitida para o exterior pode ser cerca de 10 vezes ou mais a intensidade da luz gerada a partir da primeira pilha de LED 2230 causada pela luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430
Por conseguinte, é possível realizar um dispositivo de exibição livre de contaminação de cores causada por interferência da luz.
[0397] O eletrodo refletor 2250 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da primeira pilha de LED 2230 e reflete a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 2230. Por exemplo, o eletrodo refletor 2250 pode incluir uma camada em contato ôhmica 2250a e uma camada refletora 2250b.
[0398] A camada em contato ôhmico 2250a contata parcialmente a camada de semicondutor do tipo p da primeira pilha de LED 2230. Para impedir a absorção de luz pela camada em contato ôhmico 2250a, uma região na qual a camada em contato ôhmico 2250a entra em contato com a camada semicondutora do tipo p não pode exceder cerca de 50% da área total da camada semicondutora do tipo p. A camada refletora 2250b cobre a camada em contato ôhmico 2250a e a camada de isolamento 2270. Como mostrado na Fig. 46, a camada refletora 2250b pode cobrir substancialmente toda a camada em contato ôhmico 2250a, sem estar limitada a ela. Alternativamente, a camada refletora 2250b pode cobrir uma porção da camada em contato ôhmico 2250a.
[0399] Uma vez que a camada refletora 2250b cobre a camada de isolamento 2270, um refletor omnidirecional pode ser formado pela estrutura empilhada da primeira pilha de LED 2230 com um índice de refração relativamente alto e a camada de isolamento 2270 com um índice de refração relativamente baixo, e a camada refletora 2250b. A camada refletora 2250b pode cobrir cerca de 50% ou mais da área da primeira pilha de LED 2230 ou a maior parte da primeira pilha de LED 2230, melhorando assim a eficácia luminosa.
[0400] A camada em contato ôhmico 2250a e a camada refletora 2250b podem ser formadas por camadas de metal, que podem incluir
Au. A camada refletora 2250b pode incluir metal com uma refletância relativamente alta em relação à luz gerada a partir da primeira pilha de LED 2230, por exemplo, luz vermelha. Por outro lado, a camada refletora 2250b pode incluir metal com refletância relativamente baixa em relação à luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 e a terceira pilha de LED 2430, por exemplo, luz verde ou luz azul, para reduzir a interferência da luz. gerado a partir da segunda e terceira pilhas de LED 2330, 2430 e viajando em direção ao substrato de suporte 2510.
[0401] A camada de isolamento 2270 é interposta entre o substrato de suporte 2510 e a primeira pilha de LED 2230 e tem aberturas que expõem a primeira pilha de LED 2230. A camada em contato ôhmico 2250a é conectada à primeira pilha de LED 2230 nas aberturas da camada de isolamento 2270.
[0402] O eletrodo ôhmico 2290 é disposto na superfície superior da primeira pilha de LED 2230. A fim de reduzir a resistência de contato ôhmico do eletrodo ôhmico 2290, a porção de contato ôhmico 2230a pode sobressair da superfície superior da primeira pilha de LED 2230. O eletrodo ôhmico 2290 pode ser disposto na porção de contato ôhmico 2230a.
[0403] O segundo eletrodo transparente p 2350 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da segunda pilha de LED 2330. O segundo eletrodo transparente p 2350 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha e à luz verde.
[0404] O terceiro eletrodo transparente p 2450 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da terceira pilha de LED 2430. O terceiro eletrodo transparente p 2450 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha, luz verde e luz azul.
[0405] O eletrodo refletor 2250, o segundo eletrodo transparente p 2350 e o terceiro eletrodo transparente p 2450 podem ajudar na propagação de corrente através do contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p das pilhas de LED correspondentes.
[0406] A primeira camada de ligação 2530 acopla a primeira pilha de LED 2230 ao substrato de suporte 2510. Como mostrado na Fig. 46, o eletrodo refletor 2250 pode unir-se à primeira camada de ligação 2530. A primeira camada de ligação 2530 pode ser uma camada transmissiva ou opaca à luz.
[0407] A segunda camada de ligação 2550 acopla a segunda pilha de LED 2330 à primeira pilha de LED 2230. Como mostrado na Fig. 46, a segunda camada de ligação 2550 pode unir a primeira pilha de LED 2230 e o segundo eletrodo transparente p 2350. O eletrodo ôhmico 2290 pode ser coberto pela segunda camada de ligação 2550. A segunda camada de ligação 2550 transmite luz gerada a partir da primeira pilha de LED 2230. A segunda camada de ligação 2550 pode ser formada de um material de ligação transmissor de luz, por exemplo, um agente de ligação orgânica transmissor de luz ou spin-on-glass transmissor de luz. Exemplos do agente de ligação orgânico transmissor de luz podem incluir SU8, poli (metacrilato de metila) (PMMA), poli-imida, Parileno, benzociclobuteno (BCB) e semelhantes. Além disso, a segunda pilha de LED 2330 pode ser ligada à primeira pilha de LED 2230 por ligação de plasma ou semelhante.
[0408] A terceira camada de ligação 2570 acopla a terceira pilha de LED 2430 à segunda pilha de LED 2330. Como mostrado na Fig. 46, a terceira camada de ligação 2570 pode unir-se à segunda pilha de LED 2330 e ao terceiro eletrodo transparente p
2450. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes.
Por exemplo, uma camada condutora transparente pode ser disposta na segunda pilha de LED 2330. A terceira camada de ligação 2570 transmite luz gerada a partir da primeira pilha de LED 2230 e da segunda pilha de LED 2330 e pode ser formada, por exemplo, por spin-on-glass transmissor de luz.
[0409] Cada uma da segunda camada de ligação 2550 e da terceira camada de ligação 2570 pode transmitir luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430 e luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330.
[0410] A FIG. 47A à FIG. 47E são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de uma pilha de diodos emissores de luz para uma exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0411] Referindo às FIG. 47A, uma primeira pilha de LED 2230 é crescida em um primeiro substrato 2210. O primeiro substrato 2210 pode ser, por exemplo, um substrato GaAs. A primeira pilha de LED 2230 é formada por camadas de semicondutores baseadas em AlGaInP e inclui uma camada de semicondutores do tipo n, uma camada ativa e uma camada de semicondutores do tipo p. Em algumas modalidades exemplificativas, a camada semicondutora do tipo n pode ter uma lacuna de energia capaz de absorver a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 e a camada semicondutora do tipo p pode ter uma lacuna de energia capaz de absorver a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 2330.
[0412] Uma camada de isolamento 2270 é formada na primeira pilha de LED 2230 e padronizada para formar aberturas nela. Por exemplo, uma camada de SiO2 é formada na primeira pilha de LED 2230 e um fotoresistor é depositado na camada de SiO2, seguido de fotolitografia e desenvolvimento para formar um padrão fotoresistor. Então, a camada de SiO2 é padronizada através do padrão fotoresistor usado como uma máscara de gravação, formando assim a camada de isolamento 2270 tendo as aberturas.
[0413] Então, uma camada em contato ôhmico 2250a é formada nas aberturas da camada de isolamento 2270. A camada em contato ôhmico 2250a pode ser formada por um processo de elevação ou semelhante. Após a formação da camada em contato ôhmico 2250a, é formada uma camada refletora 2250b para cobrir a camada em contato ôhmico 2250a e a camada de isolamento 2270. A camada refletora 2250b pode ser formada por um processo de elevação ou semelhante. A camada refletora 2250b pode cobrir uma porção da camada em contato ôhmico 2250a ou a totalidade dela. A camada em contato ôhmico 2250a e a camada refletora 2250b formam um eletrodo refletor 2250.
[0414] O eletrodo refletor 2250 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da primeira pilha de LED 2230 e, portanto, será daqui em diante referido como um primeiro eletrodo refletor p 2250.
[0415] Referindo às FIG. 47B, uma segunda pilha de LED 2330 é crescida em um segundo substrato 2310 e um segundo eletrodo transparente p 2350 é formado na segunda pilha de LED 2330. A segunda pilha de LED 2330 pode ser formada por camadas de semicondutores baseadas em GaN e pode incluir uma camada de poço GaInN. O segundo substrato 2310 é um substrato no qual as camadas semicondutoras baseadas em GaN podem ser crescidas sobre o mesmo e é diferente do primeiro substrato 2210. A proporção de composição de GaInN para a segunda pilha de LED 2330 pode ser determinada de modo que a segunda pilha de LED 2330 emita luz verde. O segundo eletrodo transparente p 2350 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da segunda pilha de LED 2330. A segunda pilha de LED 2330 pode incluir uma camada semicondutora do tipo n, uma camada ativa e uma camada semicondutora do tipo p. Em algumas modalidades exemplificativas, a camada semicondutora do tipo n da segunda pilha de LED 2330 pode ter um intervalo de banda de energia capaz de absorver a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430, e a camada semicondutora do tipo p da segunda pilha de LED 2330 pode ter um intervalo de energia capaz de absorver a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 2430.
[0416] Referindo às FIG. 47C, uma terceira pilha de LED 2430 é crescida em um terceiro substrato 2410 e um terceiro eletrodo transparente p 2450 é formado na terceira pilha de LED 2430. A terceira pilha de LED 2430 pode ser formada de camadas semicondutoras baseadas em GaN e pode incluir uma camada de poço GaInN. O terceiro substrato 2410 é um substrato no qual as camadas semicondutoras baseadas em GaN podem ser crescidas sobre ele e é diferente do primeiro substrato 2210. A proporção de composição de GaInN para a terceira pilha de LED 2430 pode ser determinada de modo que a terceira pilha de LED 2430 emita luz azul. O terceiro eletrodo transparente p 2450 forma contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p da terceira pilha de LED 2430.
[0417] Como tal, a primeira pilha de LED 2230, a segunda pilha de LED 2330 e a terceira pilha de LED 2430 são crescidas em substratos diferentes, e a sequência de formação da mesma não está limitada a uma sequência específica.
[0418] Referindo às FIG. 47D, a primeira pilha de LED 2230 é acoplada ao substrato de suporte 2510 através de uma primeira camada de ligação 2530. A primeira camada de ligação 2530 pode ser formada anteriormente no substrato de suporte 2510 e o eletrodo refletor 2250 pode ser ligado à primeira camada de ligação 2530 para facear o substrato de suporte 2510. O primeiro substrato 2210 é removido da primeira pilha de LED 2230 por gravação química ou semelhante. Por conseguinte, a superfície superior da camada semicondutora do tipo n da primeira pilha de LED 2230 é exposta.
[0419] Então, um eletrodo ôhmico 2290 é formado na região exposta da primeira pilha de LED 2230. A fim de reduzir a resistência de contato ôhmico do eletrodo ôhmico 2290, o eletrodo ôhmico 2290 pode ser submetido a tratamento térmico. O eletrodo ôhmico 2290 pode ser formado em cada região de pixel, de modo a corresponder às regiões de pixel.
[0420] Referindo às FIG. 47E, a segunda pilha de LED 2330 é acoplada à primeira pilha de LED 2230, na qual o eletrodo ôhmico 2290 é formado, através de uma segunda camada de ligação 2550. O segundo eletrodo transparente p 2350 é ligado à segunda camada de ligação 2550 para facear a primeira pilha de LED 2230. A segunda camada de ligação 2550 pode ser formada anteriormente na primeira pilha de LED 2230, de modo que o segundo eletrodo transparente p 2350 possa ficar virado e ser ligado à segunda camada de ligação 2550. O segundo substrato 2310 pode ser separado da segunda pilha de LED 2330 por um processo de elevação a laser ou de elevação química.
[0421] Então, com referência à FIG. 46 e FIG. 47C, a terceira pilha de LED 2430 é acoplada à segunda pilha de LED 2330 através de uma terceira camada de ligação 2570. O terceiro eletrodo transparente p 2450 é ligado à terceira camada de ligação 2570 para facear a segunda pilha de LED 2330. A terceira camada de ligação 2570 pode ser formada anteriormente na segunda pilha de LED 2330, de modo que o terceiro eletrodo transparente p 2450 possa estar virado e ligado à terceira camada de ligação
2570. O terceiro substrato 2410 pode ser separado da terceira pilha de LED 2430 por um processo de elevação a laser ou de elevação química. Como tal, a pilha de diodos emissores de luz para uma exibição, como mostrado na FIG. 46 pode ser formado, o qual tem a camada semicondutora do tipo n da terceira pilha de LED 2430 exposta ao exterior.
[0422] Um dispositivo de exibição pode ser formado padronizando a pilha da primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 dispostas no substrato de suporte 2510 em unidades de pixel, seguida pela conexão da primeira à terceira pilha de LED 2230, 2330 e 2430 a uma outra através de interconexões. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Por exemplo, um dispositivo de exibição pode ser fabricado dividindo a pilha da primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 em unidades individuais e transferindo a primeiro à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 para outros substratos de suporte, como como uma placa de circuito impresso.
[0423] A FIG. 48 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa. A FIG. 49 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0424] Referindo às FIG. 48 e FIG. 49, o dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser implementado para ser acionado de maneira matriz passiva.
[0425] A pilha de diodos emissores de luz para um display mostrado na FIG. 46 tem a estrutura incluindo a primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 empilhadas na direção vertical. Como um pixel inclui três diodos emissores de luz R, G e B, um primeiro diodo emissor de luz R pode corresponder à primeira pilha de LED 2230, um segundo diodo emissor de luz G pode corresponder à segunda pilha de LED 2330 e um terceiro diodo emissor de luz B pode corresponder à terceira pilha de LED
2430.
[0426] Referindo às FIGS. 48 e 49, um pixel inclui o primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B, cada um dos quais pode corresponder a um subpixel. Os anodos do primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B são conectados a uma linha comum, por exemplo, uma linha de dados e seus catodos são conectados a linhas diferentes, por exemplo, linhas de varredura. Por exemplo, em um primeiro pixel, os anodos do primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B são comumente conectados a uma linha de dados Vdata1 e os seus catodos são conectados às linhas de varredura Vscan1-1, Vscan1-2, e Vscan1-3, respectivamente. Como tal, os diodos emissores de luz R, G e B em cada pixel podem ser acionados independentemente.
[0427] Além disso, cada um dos diodos emissores de luz R, G e B pode ser acionado por uma modulação de largura de pulso ou alterando a magnitude da corrente elétrica para controlar o brilho de cada subpixel.
[0428] Referindo às FIG. 49, uma pluralidade de pixels é formada padronizando a pilha da FIG. 46, e cada um dos pixels é conectado aos eletrodos refletores 2250 e às linhas de interconexão 2710, 2730 e 2750. Como mostrado na Fig. 48, o eletrodo refletor 2250 pode ser usado como a linha de dados Vdata e as linhas de interconexão 2710, 2730 e 2750 podem ser formadas como as linhas de varredura.
[0429] Os pixels podem ser dispostos em uma forma de matriz, na qual os anodos dos diodos emissores de luz R, G e B de cada pixel são comumente conectados ao eletrodo refletor 2250, e os seus catodos são conectados às linhas de interconexão 2710, 2730, e 2750 separados um do outro. Aqui, as linhas de interconexão 2710, 2730 e 2750 podem ser usadas como as linhas de varredura Vscan.
[0430] A FIG. 50 é uma vista plana ampliada de um pixel do dispositivo de exibição da FIG. 49. A FIG. 51 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha A- A da FIG. 50, e FIG. 52 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 50.
[0431] Referindo às FIGS. 49 a 52, em cada pixel, uma porção do eletrodo refletor 2250, o eletrodo ôhmico 2290 formado na superfície superior da primeira pilha de LED 2230 (ver FIG. 53H), uma porção do segundo eletrodo transparente p 2350 (ver FIG. 53H), uma porção da superfície superior da segunda pilha de LED 2330 (ver FIG. 53J), uma porção do terceiro eletrodo transparente p 2450 (ver FIG. 53H) e a superfície superior da terceira pilha de LED 2430 são expostas ao exterior.
[0432] A terceira pilha de LED 2430 pode ter uma superfície rugosa 2430a na sua superfície superior. A superfície rugosa 2430a pode ser formada sobre toda a superfície superior da terceira pilha de LED 2430 ou pode ser formada em algumas regiões da mesma.
[0433] Uma camada de isolamento inferior 2610 pode cobrir uma superfície lateral de cada pixel. A camada de isolamento inferior 2610 pode ser formada de um material transmissor de luz, como SiO2. Neste caso, a camada de isolamento inferior 2610 pode cobrir substancialmente toda a superfície superior da terceira pilha de LED 2430. Alternativamente, a camada de isolamento inferior 2610 pode incluir um refletor de Bragg distribuído para refletir a luz que viaja em direção às superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430. Neste caso, a camada de isolamento inferior 2610 pode expor parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 2430. Ainda alternativamente, a camada de isolamento inferior 2610 pode ser uma camada de isolamento à base de preto que absorve a luz. Além disso, uma camada refletora metálica flutuante eletricamente pode ser formada ainda na camada de isolamento inferior 2610 para refletir a luz emitida através das superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430.
[0434] A camada de isolamento inferior 2610 pode incluir uma abertura 2610a que expõe a superfície superior da terceira pilha de LED 2430, uma abertura 2610b que expõe a superfície superior da segunda pilha de LED 2330, uma abertura 2610c (ver FIG. 53H) que expõe o eletrodo ôhmico 2290 da primeira pilha de LED 2230, uma abertura 2610d que expõe o terceiro eletrodo transparente 2450, uma abertura 2610e que expõe o segundo eletrodo transparente 2350 e aberturas 2610f que expõem o primeiro eletrodo refletor p 2250.
[0435] As linhas de interconexão 2710 e 2750 podem ser formadas perto da primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 no substrato de suporte 2510 e podem ser dispostas na camada de isolamento inferior 2610 a ser isolada do primeiro eletrodo refletor 2250. Uma porção de conexão 2770a conecta o terceiro eletrodo transparente p 2450 ao eletrodo refletor 2250 e uma porção de conexão 2770b conecta o segundo eletrodo transparente p 2350 ao eletrodo refletor 2250, de modo que os anodos da primeira pilha de LED 2230, a segundo pilha de LED 2330 e a terceira pilha de LED 2430 são comumente conectados ao eletrodo refletor 2250.
[0436] Uma porção de conexão 2710a conecta a superfície superior da terceira pilha de LED 2430 à linha de interconexão 2710 e uma porção de conexão 2750a conecta o eletrodo ôhmico 2290 na primeira pilha de LED 2230 à linha de interconexão 2750.
[0437] Uma camada de isolamento superior 2810 pode ser disposta nas linhas de interconexão 2710 e 2730 e a camada de isolamento inferior 2610 para cobrir a superfície superior da terceira pilha de LED 2430. A camada de isolamento superior 2810 pode ter uma abertura 2810a que expõe parcialmente a superfície superior da segunda pilha de LED 2330.
[0438] A linha de interconexão 2730 pode ser disposta na camada de isolamento superior 2810, e a porção de conexão 2730a pode conectar a superfície superior da segunda pilha de LED 2330 à linha de interconexão 2730. A porção de conexão 2730a pode passar através de uma porção superior da linha de interconexão 2750 e é isolada da linha de interconexão 2750 pela camada de isolamento superior 2810.
[0439] Embora os eletrodos de cada pixel sejam descritos como conectados à linha de dados e às linhas de varredura, os conceitos inventivos não são limitados a estes. Além disso, enquanto as linhas de interconexão 2710 e 2750 são descritas como sendo formadas na camada de isolamento inferior 2610 e a linha de interconexão 2730 é descrita como sendo formada na camada de isolamento superior 2810, os conceitos inventivos não são limitados a estes. Por exemplo, todas as linhas de interconexão 2710, 2730 e 2750 podem ser formadas na camada de isolamento inferior 2610 e podem ser cobertas pela camada de isolamento superior 2810, que pode ter aberturas que expõem a linha de interconexão 2730. Desta maneira, a porção de conexão 2730a pode conectar a superfície superior da segunda pilha de LED 2330 à linha de interconexão 2730 através das aberturas da camada de isolamento superior 2810.
[0440] Alternativamente, as linhas de interconexão 2710, 2730 e 2750 podem ser formadas dentro do substrato de suporte 2510, e as porções de conexão 2710a, 2730a e 2750a na camada de isolamento inferior 2610 podem conectar o eletrodo ôhmico 2290, a superfície superior da primeira pilha de LED 2230 e a superfície superior da terceira pilha de LED 2430 para as linhas de interconexão 2710, 2730 e 2750.
[0441] De acordo com uma modalidade exemplificativa, a luz L1 gerada a partir da primeira pilha de LED 2230 é emitida para o exterior através da segunda e terceira pilhas de LED 2330 e 2430, e a luz L2 gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 é emitida para o exterior através da terceira pilha de LED 2430. Além disso, uma porção de luz L3 gerada a partir da terceira pilha de LED 2430 pode entrar na segunda pilha de LED 2330 e uma porção de luz L2 gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 pode entrar na primeira pilha de LED 2230. Além disso, uma luz secundária pode ser gerada a partir da segunda pilha de LED 2330 pela luz L3 e uma luz secundária também pode ser gerada a partir da primeira pilha de LED 2230 pela luz L2. No entanto, essa luz secundária pode ter uma intensidade baixa.
[0442] A FIG. 53A à FIG. 53K são vistas esquemáticas planas que ilustram um método de fabricação um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa. A seguir, as seguintes descrições serão dadas com referência ao pixel da FIG.
50.
[0443] Primeiro, a pilha de diodos emissores de luz 2000 descrita na FIG. 46 é preparada.
[0444] Referindo às FIG. 53A, uma superfície rugosa 2430a pode ser formada na superfície superior da terceira pilha de LED
2430. A superfície rugosa 2430a pode ser formada na superfície superior da terceira pilha de LED 2430 para corresponder a cada região de pixel. A superfície rugosa 2430a pode ser formada por gravura química, por exemplo, gravura química foto-aprimorada (PEC) ou semelhante.
[0445] A superfície rugosa 2430a pode ser parcialmente formada em cada região de pixel levando em consideração uma região da terceira pilha de LED 2430 a ser gravada no processo subsequente, sem estar limitada a ela. Alternativamente, a superfície rugosa 2430a pode ser formada sobre toda a superfície superior da terceira pilha de LED 2430.
[0446] Referindo às FIG. 53B, uma região circundante da terceira pilha de LED 2430 em cada pixel é removida por gravação para expor o terceiro eletrodo transparente p 2450. Como mostrado na Fig. 53B, a terceira pilha de LED 2430 pode permanecer com uma forma retangular ou quadrada. A terceira pilha de LED 2430 pode ter uma pluralidade de depressões formadas ao longo das suas bordas.
[0447] Referindo às FIG. 53C, a superfície superior da segunda pilha de LED 2330 é exposta pela remoção do terceiro eletrodo transparente p 2450 exposto em áreas diferentes de uma depressão. Por conseguinte, a superfície superior da segunda pilha de LED 2330 é exposta em torno da terceira pilha de LED 2430 e em outras depressões que não sejam a depressão em que o terceiro eletrodo transparente p 2450 permanece parcialmente.
[0448] Referindo às FIG. 53D, o segundo eletrodo transparente p 2350 é exposto removendo a segunda pilha de LED 2330 exposta em áreas que não sejam uma depressão.
[0449] Referindo às FIG. 53E, o eletrodo ôhmico 2290 é exposto juntamente com a superfície superior da primeira pilha de LED 2230 removendo o segundo eletrodo transparente exposto p 2350 em áreas que não sejam uma depressão. Aqui, o eletrodo ôhmico 2290 pode ser exposto em uma depressão. Por conseguinte, a superfície superior da primeira pilha de LED 2230 é exposta em torno da terceira pilha de LED 2430 e uma superfície superior do eletrodo ôhmico 2290 é exposta em pelo menos uma das depressões formadas na terceira pilha de LED 2430.
[0450] Referindo às FIG. 53F, o eletrodo refletor 2250 é exposto removendo uma porção exposta da primeira pilha de LED 2230 em áreas que não sejam em uma depressão. Como tal, o eletrodo refletor 2250 é exposto em torno da terceira pilha de LED 2430.
[0451] Referindo às FIG. 53G, as linhas de interconexão linear são formadas padronizando o eletrodo refletor 2250. Aqui, o substrato de suporte 2510 pode ser exposto. O eletrodo refletor 2250 pode conectar pixels dispostos em uma linha entre si entre pixels dispostos em uma matriz (ver FIG. 49).
[0452] Referindo às FIG. 53H, uma camada de isolamento inferior 2610 (ver FIG. 51 e FIG. 52) é formada para cobrir os pixels. A camada de isolamento inferior 2610 cobre o eletrodo refletor 2250 e as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430. Além disso, a camada de isolamento inferior 2610 pode cobrir parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 2430. Se a camada de isolamento inferior 2610 for uma camada transparente, como uma camada de SiO2, a camada de isolamento inferior 2610 pode cobrir substancialmente toda a superfície superior da terceira pilha de LED 2430. Alternativamente, a camada de isolamento inferior 2610 pode incluir um refletor de Bragg distribuído. Neste caso, a camada de isolamento inferior 2610 pode expor parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 2430 para permitir que a luz seja emitida para o exterior.
[0453] A camada de isolamento inferior 2610 pode incluir uma abertura 2610a que expõe a terceira pilha de LED 2430, uma abertura 2610b que expõe a segunda pilha de LED 2330, uma abertura 2610c que expõe o eletrodo ôhmico 2290, uma abertura 2610d que expõe o terceiro eletrodo transparente p 2450, uma abertura 2610e que expõe o segundo eletrodo transparente p 2350 e uma abertura 2610f que expõe o eletrodo refletor 2250. A abertura 2610f que expõe o eletrodo refletor 2250 pode ser formada singularmente ou no plural.
[0454] Referindo às FIG. 53I, as linhas de interconexão 2710 e 2750 e as partes de conexão 2710a, 2750a, 2770a e 2770b são formadas por um processo de elevação ou semelhante. As linhas de interconexão 2710 e 2750 são isoladas do eletrodo refletor 2250 pela camada de isolamento inferior 2610. A porção de conexão 2710a conecta eletricamente a terceira pilha de LED 2430 à linha de interconexão 2710, e a porção de conexão 2750a conecta eletricamente o eletrodo ôhmico 2290 à linha de interconexão 2750, de modo que a primeira pilha de LED 2230 seja eletricamente conectada à linha de interconexão 2750. A porção de conexão 2770a conecta eletricamente o terceiro eletrodo transparente p 2450 ao primeiro eletrodo refletor 2250 e a porção de conexão 2770b conecta eletricamente o segundo eletrodo transparente p 2350 ao primeiro eletrodo refletor 2250.
[0455] Referindo às FIG. 53J, uma camada de isolamento superior 2810 (ver FIG. 51 e FIG. 52) cobre as linhas de interconexão 2710, 2750 e as partes de conexão 2710a, 2750a, 2770a e 2770b. A camada de isolamento superior 2810 também pode cobrir substancialmente a superfície superior inteira da terceira pilha de LED 2430. A camada de isolamento superior 2810 tem uma abertura 2810a que expõe a superfície superior da segunda pilha de LED 2330. A camada de isolamento superior 2810 pode ser formada, por exemplo, por óxido de silício ou nitreto de silício e pode incluir um refletor de Bragg distribuído. Quando a camada de isolamento superior 2810 inclui o refletor de Bragg distribuído, a camada de isolamento superior 2810 pode expor pelo menos uma parte da superfície superior da terceira pilha de LED 2430 para permitir que a luz seja emitida para o exterior.
[0456] Referindo às FIG. 53K, uma linha de interconexão 2730 e uma porção de conexão 2730a são formadas. Uma linha de interconexão 2750 e uma porção de conexão 2750a podem ser formadas por um processo de elevação ou semelhante. A linha de interconexão 2730 é disposta na camada de isolamento superior 2810 e é isolada do eletrodo refletor 2250 e das linhas de interconexão 2710 e 2750. A porção de conexão 2730a conecta eletricamente a segunda pilha de LED 2330 à linha de interconexão 2730. A porção de conexão 2730a pode passar através de uma porção superior da linha de interconexão 2750 e é isolada da linha de interconexão 2750 pela camada de isolamento superior
2810.
[0457] Como tal, uma região de pixel mostrada na FIG. 50 pode ser formada. Além disso, como mostrado na FIG. 49, uma pluralidade de pixels pode ser formada no substrato de suporte 2510 e pode ser conectada um ao outro pelo primeiro eletrodo refletor p 2250 e as linhas de interconexão 2710, 2730 e 2750, para serem operadas de maneira de matriz passiva.
[0458] Embora o descrito acima descreva um método de fabricação de um dispositivo de exibição que possa ser operado da maneira da matriz passiva, os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Mais particularmente, o dispositivo de exibição de acordo com modalidades exemplificativas pode ser fabricado de várias maneiras, de modo a ser operado da maneira da matriz passiva usando a pilha de diodos emissores de luz mostrada na FIG. 46.
[0459] Por exemplo, enquanto a linha de interconexão 2730 é descrita como sendo formada na camada de isolamento superior 2810, a linha de interconexão 2730 pode ser formada em conjunto com as linhas de interconexão 2710 e 2750 na camada de isolamento inferior 2610 e a parte de conexão 2730a pode ser formada na camada de isolamento superior 2810 para conectar a segunda pilha de LED 2330 à linha de interconexão 2730. Alternativamente, as linhas de interconexão 2710, 2730, 2750 podem ser dispostas dentro do substrato de suporte 2510.
[0460] A FIG. 54 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa. O diagrama de circuito da FIG. 54 se refere a um dispositivo de exibição acionado de maneira de matriz ativa.
[0461] Referindo às FIG. 54, o circuito de acionamento de acordo com uma modalidade exemplificativa inclui pelo menos dois transistores Tr1, Tr2 e um capacitor. Quando uma fonte de energia é conectada às linhas de seleção Vrow1 a Vrow3 e a voltagem é aplicada às linhas de dados Vdata1 a Vdata3, a voltagem é aplicada ao diodo emissor de luz correspondente. Além disso, os capacitores correspondentes são carregados de acordo com os valores de Vdata1 a Vdata3. Como o estado de ativação do transistor Tr2 pode ser mantido pela voltagem carregada do capacitor, a voltagem do capacitor pode ser mantida e aplicada às células emissoras de luz dos LED1, LED3 e LED3, mesmo quando o suprimento de energia à Vrow1 é desligado. Além disso, a corrente elétrica que flui nos diodos emissores de luz LED1 a LED3 pode ser alterada dependendo dos valores de Vdata1 a Vdata3. A corrente elétrica pode ser fornecida continuamente através de Vdd e, portanto, a luz pode ser emitida continuamente.
[0462] Os transistores Tr1, Tr2 e o capacitor podem ser formados dentro do substrato de suporte 2510. Por exemplo, transistores de filme fino formados sobre um substrato de silício podem ser usados para acionamento de matriz ativa.
[0463] Aqui, os diodos emissores de luz LED1 a LED3 podem corresponder à primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 empilhados em um pixel, respectivamente. Os anodos da primeira à terceira pilha de LED 2230, 2330 e 2430 são conectados ao transistor Tr2 e os seus catodos são conectados ao terra.
[0464] Embora a FIG. 54 mostre o circuito para acionamento de matriz ativa de acordo com uma modalidade exemplificativa, outros tipos de circuitos podem ser utilizados de várias maneiras. Além disso, embora os anodos dos diodos emissores de luz LED1 a LED3 sejam descritos como estando conectados a diferentes transistores Tr2 e os seus catodos sejam descritos como conectados ao terra, os anodos dos diodos emissores de luz podem ser conectados às fontes de alimentação Vdd e os seus catodos podem ser conectados a diferentes transistores em algumas modalidades exemplificativas.
[0465] A FIG. 55 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com outra modalidade exemplificativa. A seguir, a descrição a seguir será dada com referência a um pixel entre uma pluralidade de pixels dispostos no substrato de suporte 2511.
[0466] Referindo à FIG. 55, o pixel de acordo com uma modalidade exemplificativa é substancialmente semelhante ao pixel descrito com referência à FIG. 49 até a FIG. 52, exceto que o substrato de suporte 2511 é um painel de transistor de filme fino incluindo transistores e capacitores e o eletrodo refletor 2250 é disposto em uma região inferior da primeira pilha de LED 2230.
[0467] O catodo da terceira pilha de LED 2430 é conectado ao substrato de suporte 2511 através da porção de conexão 2711a. Por exemplo, como mostrado na FIG. 54, o catodo da terceira pilha de LED 2430 pode ser conectado ao terra através da conexão elétrica ao substrato de suporte 2511. Os catodos da segunda pilha de LED 2330 e da primeira pilha de LED 2230 também podem ser conectados ao terra através de conexão elétrica ao substrato de suporte 2511 através das porções de conexão 2731a e 2751a.
[0468] O eletrodo refletor é conectado aos transistores Tr2 (ver FIG. 54) dentro do substrato de suporte 2511. O terceiro eletrodo transparente p e o segundo eletrodo transparente p também são conectados aos transistores Tr2 (ver FIG. 54) dentro do substrato de suporte 2511 através das porções de conexão 2711b e 2731b.
[0469] Dessa maneira, as primeira à terceira pilhas de LED são conectadas umas às outras, formando assim um circuito para acionamento de matriz ativa, como mostrado na FIG. 54.
[0470] Embora a FIG. 55 mostre um pixel tendo uma conexão elétrica para acionamento de matriz ativa de acordo com uma modalidade exemplificativa, os conceitos inventivos não são limitados a este e o circuito para o dispositivo de exibição pode ser modificado em vários circuitos para acionamento de matriz ativa de várias maneiras.
[0471] Além disso, o eletrodo refletor 2250, o segundo eletrodo transparente p 2350 e o terceiro eletrodo transparente p 2450 da FIG. 46 são descritos como formando contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p de cada uma das primeiras pilhas de LED 2230, a segunda pilha de LED 2330 e a terceira pilha de LED 2430, e o eletrodo ôhmico 2290 é descrito como formando contato ôhmico com a camada de semicondutor tipo n da primeira pilha de LED 2230, a camada semicondutora do tipo n de cada uma das segunda pilha de LED 2330 e a terceira pilha de LED 2430 não é fornecida com uma camada em contato ôhmico separada. Embora haja menos dificuldade na propagação da corrente, mesmo sem a formação de uma camada em contato ôhmico separada na camada de semicondutores do tipo n quando os pixels têm um tamanho pequeno de 200 µm ou menos, no entanto, uma camada de eletrodo transparente pode ser disposta na camada semicondutora de tipo n de cada uma das pilhas de LED para garantir a propagação da corrente de acordo com algumas modalidades exemplificativas.
[0472] Além disso, embora a FIG. 46 mostre o acoplamento da primeira à terceira pilha de LED 2230, 2330 e 2430 entre si por meio de camadas de ligação, os conceitos inventivos não são limitados a este e a primeira à terceira pilha de LED 2230, 2330 e 2430 pode ser conectado a uma outra em várias sequências e usando várias estruturas.
[0473] De acordo com modalidades exemplificativas, uma vez que é possível formar uma pluralidade de pixels no nível da wafer usando a pilha de diodos emissores de luz 2000 para um display, a necessidade de montagem individual de diodos emissores de luz pode ser evitada. Além disso, a pilha de diodos emissores de luz de acordo com modalidades exemplificativas possui a estrutura na qual a primeira à terceira pilhas de LED 2230, 2330 e 2430 são empilhadas na direção vertical e, portanto, uma área para subpixels pode ser protegida em uma área de pixel limitada. Além disso, a pilha de diodos emissores de luz de acordo com as modalidades exemplificativas permite que a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 2230, da segunda pilha de LED 2330 e da terceira pilha de LED 2430 seja emitida para fora dela, reduzindo assim a perda de luz.
[0474] A FIG. 56 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a FIG. 57 é uma vista esquemática em seção transversal de um pixel de diodo emissor de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0475] Referindo às FIG. 56 e FIG. 57, o dispositivo de exibição inclui uma placa de circuito 3510 e uma pluralidade de pixels 3000. Cada um dos pixels 3000 inclui um substrato 3210 e primeiro ao terceiro subpixels R, G e B dispostos no substrato
3210.
[0476] A placa de circuito 3510 pode incluir um circuito passivo ou um circuito ativo. O circuito passivo pode incluir, por exemplo, linhas de dados e linhas de varredura. O circuito ativo pode incluir, por exemplo, um transistor e um capacitor. A placa de circuito 3510 pode ter um circuito em uma superfície ou nela. A placa de circuito 3510 pode incluir, por exemplo, um substrato de vidro, um substrato de safira, um substrato de Si ou um substrato de Ge.
[0477] O substrato 3210 suporta o primeiro ao terceiro subpixels R, G e B. O substrato 3210 é contínuo ao longo da pluralidade de pixels 3000 e conecta eletricamente os subpixels R, G e B à placa de circuito 3510. Por exemplo, o substrato 3210 pode ser um substrato de GaAs.
[0478] O primeiro subpixel R inclui uma primeira pilha de LED 3230, o segundo subpixel G inclui uma segunda pilha de LED 3330 e o terceiro subpixel B inclui uma terceira pilha de LED
3430. O primeiro subpixel R é configurado para permitir que a primeira pilha de LED 3230 emita luz, o segundo subpixel G é configurado para permitir que a segunda pilha de LED 3330 emita luz, e o terceiro subpixel B é configurado para permitir que a terceira pilha de LED 3430 emita luz. A primeira à terceira pilha de LEDs 3230, 3330 e 3430 podem ser acionadas independentemente.
[0479] A primeira pilha de LED 3230, a segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430 são empilhadas para se sobreporem na direção vertical. Aqui, como mostrado na Fig. 57, a segunda pilha de LED 3330 pode ser disposta em uma porção da primeira pilha de LED 3230. Por exemplo, a segunda pilha de LED 3330 pode ser disposta para um lado na primeira pilha de LED
3230. A terceira pilha de LED 3430 pode ser disposta em uma porção da segunda pilha de LED 3330. Por exemplo, a terceira pilha de LED 3430 pode ser disposta na direção de um lado na segunda pilha de LED 3330. Embora a FIG. 57 mostre que a terceira pilha de LED 3430 está disposta na direção do lado direito, os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Alternativamente, a terceira pilha de LED 3430 pode ser disposta na direção do lado esquerdo da segunda pilha de LED 3330.
[0480] A luz R gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 pode ser emitida através de uma região não coberta pela segunda pilha de LED 3330 e a luz G gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 pode ser emitida através de uma região não coberta pela terceira pilha de LED 3430. Mais particularmente, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 pode ser emitida para o exterior sem passar pela segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430, e a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 pode ser emitida para o exterior sem passar através a terceira pilha de LED 3430.
[0481] A região da primeira pilha de LED 3230 através da qual a luz R é emitida, a região da segunda pilha de LED 3330 através da qual a luz G é emitida, e a região da terceira pilha de LED 3340 pode ter áreas diferentes e a intensidade de a luz emitida por cada uma das pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 pode ser ajustada ajustando suas áreas.
[0482] No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Alternativamente, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 pode ser emitida para o exterior depois de passar pela segunda pilha de LED 3330 ou depois de passar pela segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430 e a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 pode ser emitida para o exterior depois de passar pela terceira pilha de LED 3430.
[0483] Cada um da primeira pilha de LED 3230, a segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430 podem incluir uma primeira camada de semicondutor de tipo de condutividade (por exemplo, tipo n), uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade (por exemplo, tipo p) e uma camada ativa interposta entre elas. A camada ativa pode ter uma estrutura de poço multiquântico. A primeiro à terceira pilha de LEDs 3230, 3330 e 3430 podem incluir diferentes camadas ativas para emitir luz com diferentes comprimentos de onda. Por exemplo, a primeira pilha de LED 3230 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico configurado para emitir luz vermelha, a segunda pilha de LED 3330 pode ser um diodo emissor de luz inorgânica configurado para emitir luz verde e a terceira pilha de LED 3430 pode ser uma luz inorgânica diodo emissor configurado para emitir luz azul. Para este fim, a primeira pilha de LED 3230 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInP, a segunda pilha de LED 3330 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInP ou AlGaInN e a terceira pilha de LED 3430 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInN. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Os comprimentos de onda da luz gerados a partir da primeira pilha de LED 3230, da segunda pilha de LED 3330 e da terceira pilha de LED 3430 podem ser variados. Por exemplo, a primeira pilha de LED 3230, a segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430 podem emitir luz verde, luz vermelha e luz azul, respectivamente, ou podem emitir luz verde, luz azul e luz vermelha, respectivamente.
[0484] Além disso, um refletor de Bragg distribuído pode ser interposto entre o substrato 3210 e a primeira pilha de LED 3230 para evitar a perda de luz gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 através da absorção pelo substrato 3210. Por exemplo, um refletor de Bragg distribuído formado por empilhamento alternado de camadas de semicondutores AlAs e AlGaAs uma acima da outra pode ser interposto entre elas.
[0485] A FIG. 58 é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0486] Referindo às FIG. 58, o dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser acionado de uma maneira matriz ativa. Como tal, a placa de circuito pode incluir um circuito ativo.
[0487] Por exemplo, o circuito de acionamento pode incluir pelo menos dois transistores Tr1, Tr2 e um capacitor. Quando uma fonte de energia é conectada às linhas de seleção Vrow1 a Vrow3 e a voltagem é aplicada às linhas de dados Vdata1 a Vdata3, a voltagem é aplicada ao diodo emissor de luz correspondente. Além disso, os capacitores correspondentes são carregados de acordo com os valores de Vdata1 a Vdata3. Como o estado de ativação do transistor Tr2 pode ser mantido pela voltagem carregada do capacitor, a voltagem do capacitor pode ser mantida e aplicada às células emissoras de luz dos LED1, LED3 e LED3, mesmo quando o suprimento de energia à Vrow1 é desligado. Além disso, a corrente elétrica que flui nos diodos emissores de luz LED1 a LED3 pode ser alterada dependendo dos valores de Vdata1 a Vdata3. A corrente elétrica pode ser fornecida continuamente através de Vdd e, portanto, a luz pode ser emitida continuamente.
[0488] Os transistores Tr1, Tr2 e o capacitor podem ser formados dentro do substrato de suporte 3510. Aqui, os diodos emissores de luz LED1 a LED3 podem corresponder à primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 empilhados em um pixel, respectivamente. Os anodos da primeira à terceira pilha de LED 3230, 3330 e 3430 são conectados ao transistor Tr2 e os seus catodos são conectados ao terra. Os catodos da primeiro à terceira pilha de LEDs 3230, 3330 e 3430, por exemplo, podem ser comumente conectados ao terra.
[0489] Embora a FIG. 58 mostre o circuito para acionamento de matriz ativa de acordo com uma modalidade exemplificativa, outros tipos de circuitos também podem ser usados. Além disso, embora os anodos dos diodos emissores de luz LED1 a LED3 sejam descritos como conectados aos diferentes transistores Tr2 e os catodos deles sejam descritos como conectados ao terra, os anodos dos diodos emissores de luz podem ser comumente conectados e os catodos do mesmo podem ser conectados a diferentes transistores em algumas modalidades exemplificativas.
[0490] Embora o circuito ativo para acionamento de matriz ativa esteja ilustrado acima, os conceitos inventivos não estão limitados a estes, e os pixels, de acordo com uma modalidade exemplificativa, podem ser acionados de uma maneira de matriz passiva. Como tal, 0a placa de circuito 3510 pode incluir linhas de dados e linhas de varredura dispostas nela, e cada um dos subpixels pode ser conectado à linha de dados e à linha de varredura. Em uma modalidade exemplificativa, os anodos da primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 podem ser conectados a diferentes linhas de dados e os seus catodos podem ser comumente conectados a uma linha de varredura. Em outras modalidades exemplificativas, os anodos da primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 podem ser conectados a diferentes linhas de varredura e os catodos dos mesmos podem ser comumente conectados a uma linha de dados.
[0491] Além disso, cada uma das pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 pode ser acionada por uma modulação de largura de pulso ou alterando a magnitude da corrente elétrica, controlando assim o brilho de cada subpixel. Além disso, o brilho pode ser ajustado ajustando as áreas da primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 e as áreas das regiões das pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 através das quais as luzes R, G e B é emitido. Por exemplo, uma pilha de LED que emite luz com baixa visibilidade, por exemplo, a primeira pilha de LED 3230, possui uma área maior que a segunda pilha de LED 3330 ou a terceira pilha de LED 3430 e, portanto, pode emitir luz com maior intensidade sob a mesma densidade de corrente. Além disso, uma vez que a área da segunda pilha de LED 3330 é maior que a área da terceira pilha de LED 3430, a segunda pilha de LED 3330 pode emitir luz com uma intensidade mais alta sob a mesma densidade de corrente que a terceira pilha de LED 3430. Dessa maneira, a saída de luz pode ser ajustada com base na visibilidade da luz emitida da primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430, ajustando as áreas da primeira pilha de LED 3230, da segunda pilha de LED 3330 e da terceira pilha de LED 3430.
[0492] A FIG. 59A e a FIG. 59B são uma vista superior e uma vista inferior de um pixel de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a FIG. 60A, FIG. 60B, a FIG. 60C, e FIG. 60D são vistas esquemáticas em seção transversal tomadas ao longo das linhas A-A, B-B, C-C e D-D da FIG. 59A, respectivamente.
[0493] No dispositivo de exibição, os pixels são dispostos em uma placa de circuito 3510 (ver FIG. 56) e cada um dos pixels inclui um substrato 3210 e subpixels R, G e B. O substrato 3210 pode ser contínuo ao longo da pluralidade de pixels. A seguir, uma configuração de um pixel, de acordo com uma modalidade exemplificativa, será descrita.
[0494] Referindo às FIG. 59AA, FIG. 59B, a FIG. 60A, FIG. 60B, a FIG. 60C, e FIG. 60D, o pixel inclui um substrato 3210, um refletor de Bragg distribuído 3220, uma camada de isolamento 3250, vias de orifício 3270a, 3270b, 3270c, uma primeira pilha de LED 3230, uma segunda pilha de LED 3330, uma segunda pilha de LED 3330, uma terceira pilha de LED 3430, um primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a, um primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b, um segundo eletrodo ôhmico 1 3390, um segundo eletrodo ôhmico 2 3350, um terceiro eletrodo ôhmico 1 3490, um terceiro eletrodo ôhmico 2 3490, um terceiro eletrodo ôhmico 2 3450, uma primeira camada de ligação 3530, uma segunda camada de ligação 3550, uma camada de isolamento superior 3610, conectores 3710, 3720, 3730, uma camada de isolamento inferior 3750 e pads de eletrodos 3770a, 3770b, 3770c, 3770d.
[0495] Cada um dos subpixels R, G e B inclui as pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 e eletrodos ôhmicos. Além disso, os anodos do primeiro ao terceiro subpixels R, G e B podem ser conectados eletricamente aos pads de eletrodos 3770a, 3770b e 3770c, respectivamente, e seus catodos podem ser conectados eletricamente ao pad de eletrodo 3770d, permitindo assim o primeiro ao terceiro subpixels R, G e B para serem acionados independentemente.
[0496] O substrato 3210 suporta as pilhas de LED 3230, 3330 e 3430. O substrato 3210 pode ser um substrato de crescimento no qual as camadas semicondutoras baseadas em AlGaInP podem ser crescidas sobre este, por exemplo, um substrato GaAs. Em particular, o substrato 3210 pode ser um substrato semicondutor exibindo condutividade do tipo n.
[0497] A primeira pilha de LED 3230 inclui uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a e uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b, a segunda pilha de LED 3330 inclui uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3330a e um segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3330b, e a terceira pilha de LED 3430 inclui uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3430a e uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3430b. Uma camada ativa pode ser interposta entre a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a, 3330a ou 3430a e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b, 3330b ou 3430b.
[0498] De acordo com uma modalidade exemplificativa, cada uma das primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 3230a, 3330a, 3430a pode ser uma camada semicondutora do tipo n e cada uma das camadas semicondutoras de tipo de condutividade 3230b, 3330b, 3430b pode ser uma camada semicondutora do tipo p. Uma superfície rugosa pode ser formada em uma superfície superior de cada uma das primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 3230a, 3330a, 3430a por texturização da superfície. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes e o primeiro e o segundo tipos de condutividade podem ser alterados vice-versa.
[0499] A primeira pilha de LED 3230 é disposta perto do substrato de suporte 3510, a segunda pilha de LED 3330 é disposta na primeira pilha de LED 3230 e a terceira pilha de LED 3430 é disposta na segunda pilha de LED 3330. A segunda pilha de LED 3330 é disposta em alguma região na primeira pilha de LED 3230, de modo que a primeira pilha de LED 3230 se sobreponha parcialmente à segunda pilha de LED 3330. A terceira pilha de LED 3430 é disposta em alguma região na segunda pilha de LED 3330, de modo que a segunda pilha de LED 3330 se sobreponha parcialmente à terceira pilha de LED 3430. Por conseguinte, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 pode ser emitida para o exterior sem passar pelas segunda e terceira pilhas de LED 3330 e 3430. Além disso, a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 pode ser emitida para o exterior sem passar pela terceira pilha de LED 3430.
[0500] Os materiais para a primeira pilha de LED 3230, a segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430 são substancialmente os mesmos que os descritos com referência à FIG. 57 e, portanto, as descrições detalhadas serão omitidas para evitar redundância.
[0501] O refletor de Bragg distribuído 3220 é interposto entre o substrato 3210 e a primeira pilha de LED 3230. O refletor de Bragg distribuído 3220 pode incluir uma camada semicondutora crescida no substrato 3210. Por exemplo, o refletor de Bragg distribuído 3220 pode ser formado empilhando alternadamente camadas de AlAs e camadas de AlGaAs. O refletor de Bragg distribuído 3220 pode incluir uma camada semicondutora que conecta eletricamente o substrato 3210 à primeira camada semicondutora do tipo condutividade 3230a da primeira pilha de LED 3230.
[0502] As vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c são formadas através do substrato 3210. As vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c podem ser formadas para passar através da primeira pilha de LED 3230. As vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c podem ser formadas de pastas condutoras ou por plaqueamento.
[0503] A camada de isolamento 3250 é disposta entre as vias de orifício de passagem 3270a, 3270b e 3270c e uma parede interna de um orifício de passagem formado através do substrato 3210 e a primeira pilha de LED 3230 para evitar curto-circuito entre a primeira pilha de LED 3230 e o substrato 3210.
[0504] O primeiro eletrodo ôhmico 3290a forma contato ôhmico com a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a da primeira pilha de LED 3230. O primeiro eletrodo ôhmico 3290a pode ser formado, por exemplo, por ligas de Au-Te ou Au-Ge.
[0505] A fim de formar o primeiro eletrodo ôhmico 3290a, a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b e a camada ativa podem ser parcialmente removidas para expor a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a. O primeiro eletrodo ôhmico 3290a pode ser disposto afastado da região onde a segunda pilha de LED 3330 está disposta. Além disso, o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290 pode incluir uma região de pad e uma extensão, e o conector 3710 pode ser conectado à região de pad do primeiro eletrodo ôhmico 1 3290, como mostrado na FIG. 59A.
[0506] O primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b forma contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b da primeira pilha de LED 3230. Como mostrado na Fig. 59A, o primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ser formado para envolver parcialmente o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a, a fim de auxiliar na propagação de corrente. O primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode não incluir a extensão. O primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ser formado de, por exemplo, por ligas de Au-Zn ou Au-Be. Além disso, o primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ter uma única camada ou estrutura de múltiplas camadas.
[0507] O primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ser conectado à via de orifício de passagem 3270a, de modo que a via de orifício de passagem 3270a possa ser conectada eletricamente à segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b.
[0508] O segundo eletrodo ôhmico 1 3390 forma contato ôhmico com a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3330a da segunda pilha de LED 3330. O segundo eletrodo ôhmico 1 3390 também pode incluir uma região de pad e uma extensão. Como mostrado na Fig. 59A, o conector 3710 pode conectar eletricamente o segundo eletrodo ôhmico 3390 ao primeiro eletrodo ôhmico 3290a. O segundo eletrodo ôhmico 1 3390 pode ser disposto à parte da região onde a terceira pilha de LED 3430 está disposta.
[0509] O segundo eletrodo ôhmico 2 3350 forma contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3330b da segunda pilha de LED 3330. O segundo eletrodo ôhmico 2
3350 pode incluir uma camada refletora 3350a e uma camada de barreira 3350b. A camada refletora 3350a reflete a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 para melhorar a eficácia luminosa da segunda pilha de LED 3330. A camada de barreira 3350b pode atuar como um pad de conexão, que fornece a camada refletora 3350a, e está conectada ao conector 3720. Embora o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 seja descrito como incluindo uma camada de metal nesta modalidade exemplificativa, os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Por exemplo, o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 pode ser formado de um óxido condutor transparente, tal como uma camada semicondutora de óxido condutor.
[0510] O terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 forma contato ôhmico com a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3430a da terceira pilha de LED 3430. O terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 também pode incluir uma região de pad e uma extensão, e o conector 3710 pode conectar o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 ao primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a, como mostrado na FIG. 59A.
[0511] O terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 pode formar contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3430b da terceira pilha de LED 3430. O terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 pode incluir uma camada refletora 3450a e uma camada de barreira 3450b. A camada refletora 3450a reflete a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 3430 para melhorar a eficácia luminosa da terceira pilha de LED 3430. A camada de barreira 3450b pode atuar como um pad de conexão, que fornece a camada refletora 3450a, e está conectada ao conector 3730. Embora o terceiro eletrodo ôhmico 3450 seja descrito como incluindo uma camada de metal, os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Alternativamente, o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 pode ser formado de um óxido condutor transparente, tal como uma camada semicondutora de óxido condutor.
[0512] O primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b, o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 e o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 podem formar contato ôhmico com as camadas semicondutoras do tipo p das pilhas de LED correspondentes para ajudar na propagação da corrente e o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a, o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 e o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 podem formar contato ôhmico com as camadas semicondutoras do tipo n das pilhas de LED correspondentes para ajudar na propagação de corrente.
[0513] A primeira camada de ligação 3530 acopla a segunda pilha de LED 3330 à primeira pilha de LED 3230. Como mostrado nos desenhos, o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 pode unir-se à primeira camada de ligação 3530. A primeira camada de ligação 3530 pode ser uma camada transmissora de luz ou uma camada opaca. A primeira camada de ligação 3530 pode ser formada de um material orgânico ou de um material inorgânico. Exemplos do material orgânico podem incluir SU8, poli (metacrilato de metila) (PMMA), poli-imida, Parileno, benzociclobuteno (BCB) ou outros, e exemplos do material inorgânico podem incluir Al2O3, SiO2, SiNx ou outros. A camada de material orgânico pode ser ligada sob alto vácuo, e a camada de material inorgânico pode ser ligada sob alto vácuo após achatar a superfície da primeira camada de ligação por, por exemplo, polimento químico mecânico, seguido pelo ajuste da energia da superfície através do tratamento com plasma. A primeira camada de ligação 3530 pode ser formada por spin-on-glass ou pode ser uma camada de ligação de metal formada por AuSn ou semelhante. Para a camada de ligação de metal, uma camada de isolamento pode ser disposta na primeira pilha de LED 3230 para proteger o isolamento elétrico entre a primeira pilha de LED 3230 e a camada de ligação de metal. Além disso, uma camada refletora pode ser ainda disposta entre a primeira camada de ligação 3530 e a primeira pilha de LED 3230 para impedir que a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 entre na segunda pilha de LED 3330.
[0514] A segunda camada de ligação 3550 acopla a segunda pilha de LED 3330 à terceira pilha de LED 3430. A segunda camada de ligação 3550 pode ser interposta entre a segunda pilha de LED 3330 e o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 para ligar a segunda pilha de LED 3330 ao terceiro eletrodo ôhmico 3450. A segunda camada de ligação 3550 pode ser formada substancialmente do mesmo material de ligação que a primeira camada de ligação 3530. Além disso, uma camada de isolamento e/ou uma camada refletora podem ser ainda dispostas entre a segunda pilha de LED 3330 e a segunda camada de ligação 3550.
[0515] Quando a primeira camada de ligação 3530 e a segunda camada de ligação 3550 são formadas de um material transmissor de luz, e o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 e o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 são formados de um material de óxido transparente, algumas frações de luz geradas a partir da primeira pilha de LED 3230 podem ser emitidas através da segunda pilha de LED 3330 após passar pela primeira camada de ligação 3530 e o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 e também podem ser emitidas através da terceira pilha de LED 3430 após passar pela segunda camada de ligação 3550 e o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450. Além disso, algumas frações de luz geradas a partir da segunda pilha de LED 3330 podem ser emitidas através da terceira pilha de LED 3430 depois de passar pela segunda camada de ligação 3550 e pelo terceiro eletrodo ôhmico 2 3450.
[0516] Nesse caso, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 deve ser impedida de ser absorvida pela segunda pilha de LED 3330 enquanto passa pela segunda pilha de LED 3330. Como tal, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 pode ter um intervalo de banda menor que a segunda pilha de LED 3330 e, portanto, pode ter um comprimento de onda maior que a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330.
[0517] Além disso, para impedir que a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 seja absorvida pela terceira pilha de LED 3430 enquanto passa pela terceira pilha de LED 3430, a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 pode ter um comprimento de onda maior que a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 3430.
[0518] Quando a primeira camada de ligação 3530 e a segunda camada de ligação 3550 são formadas de materiais opacos, as camadas refletoras são interpostas entre a primeira pilha de LED 3230 e a primeira camada de ligação 3530 e entre a segunda pilha de LED 3330 e a segunda camada de ligação 3550, respectivamente, para refletir luz tendo sido gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 e entrando na primeira camada de ligação 3530 e luz tendo sido gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 e entrando na segunda camada de ligação 3550. A luz refletida pode ser emitida através da primeira pilha de LED 3230 e a segunda pilha de LED 3330.
[0519] A camada de isolamento superior 3610 pode cobrir a primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430. Em particular, a camada de isolamento superior 3610 pode cobrir as superfícies laterais da segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430, e também pode cobrir a superfície lateral da primeira pilha de LED 3230.
[0520] A camada de isolamento superior 3610 tem aberturas que expõem da primeira à terceira vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c e aberturas que expõem a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3330a da segunda pilha de LED 3330, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3430a da terceira pilha de LED 3430, o segundo eletrodo ôhmico 3350 e o terceiro eletrodo ôhmico 3450.
[0521] A camada de isolamento superior 3610 pode ser formada de qualquer material de isolamento, por exemplo, óxido de silício ou nitreto de silício, sem estar limitado a estes.
[0522] O conector 3710 conecta eletricamente o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a, o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 e o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 um ao outro. O conector 3710 é formado na camada de isolamento superior 3610 e é isolado da segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3430b da terceira pilha de LED 3430, a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3330b da segunda pilha de LED 3330 e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b da primeira pilha de LED 3230.
[0523] O conector 3710 pode ser formado substancialmente do mesmo material que o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 e o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 e, portanto, pode ser formado em conjunto com o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 e o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 Alternativamente, o conector 3710 pode ser formado de um material condutor diferente do segundo eletrodo ôhmico 1 3390 ou do terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 e, portanto, pode ser formado separadamente em um processo diferente do segundo eletrodo ôhmico 1 3390 e/ou o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490.
[0524] O conector 3720 pode conectar eletricamente o segundo eletrodo ôhmico 1 3350, por exemplo, a camada de barreira 3350b, à segunda via de orifício de passagem 3270b. O conector 3730 conecta eletricamente o terceiro eletrodo ôhmico 1, por exemplo, a camada de barreira 3450b, à terceira via de orifício de passagem 3270c. O conector 3720 pode ser eletricamente isolado da primeira pilha de LED 3230 pela camada de isolamento superior
3610. O conector 3730 também pode ser eletricamente isolado da segunda pilha de LED 3330 e a primeira pilha de LED 3230 pela camada de isolamento superior 3610.
[0525] Os conectores 3720, 3730 podem ser formados juntos pelo mesmo processo. O conector 3720, 3730 também pode ser formado em conjunto com o conector 3710. Além disso, os conectores 3720, 3730 podem ser formados substancialmente do mesmo material que o segundo eletrodo ôhmico 3390 e o terceiro eletrodo ôhmico 3490, e podem ser formados juntos com os mesmos. Alternativamente, os conectores 3720, 3730 podem ser formados de um material condutor diferente do segundo eletrodo ôhmico 1 3390 ou do terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 e, portanto, podem ser formados separadamente por um processo diferente do segundo eletrodo ôhmico 1 3390 e/ou o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490.
[0526] A camada de isolamento inferior 3750 cobre uma superfície inferior do substrato 3210. A camada de isolamento inferior 3750 pode incluir aberturas que expõem a primeira à terceira vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c no lado inferior do substrato 3210 e também pode incluir aberturas que expõem a superfície inferior do substrato 3210.
[0527] Os pads de eletrodos 3770a, 3770b, 3770c e 3770d são dispostos na superfície inferior do substrato 3210. Os pads de eletrodos 3770a, 3770b e 3770c são conectadas às vias de orifício de passagem 3270a, 3270b e 3270c através das aberturas da camada de isolamento 3750 e o pad de eletrodo 3770d é conectado ao substrato 3210.
[0528] Os pads de eletrodos 3770a, 3770b e 3770c são fornecidos a cada pixel para serem eletricamente conectados à primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 de cada pixel, respectivamente. Embora o pad de eletrodo 3770d também possa ser fornecido a cada pixel, o substrato 3210 é continuamente disposto sobre uma pluralidade de pixels, o que pode evitar a necessidade de fornecer o pad de eletrodo 3770d para cada pixel.
[0529] Os pads de eletrodos 3770a, 3770b, 3770c, 3770d são ligados à placa de circuito 3510, proporcionando assim um dispositivo de exibição.
[0530] A seguir, será descrito um método de fabricação do dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0531] A FIG. 61A à FIG. 61B são vistas planas esquemáticas e vistas em seção transversal que ilustram um método de fabricação do dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa. Cada uma das vistas em seção transversal é feita ao longo de uma linha mostrada em cada vista plana correspondente.
[0532] Referindo às FIG. 61A e 61B, uma primeira pilha de LED 3230 é crescida em um substrato 3210. O substrato 3210 pode ser, por exemplo, um substrato de GaAs. A primeira pilha de LED 3230 é formada por camadas de semicondutores baseadas em AlGaInP e inclui uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b. Um refletor de Bragg distribuído 3220 pode ser formado antes do crescimento da primeira pilha de LED 3230. O refletor de Bragg distribuído 3220 pode ter uma estrutura de pilha formada empilhando repetidamente, por exemplo, camadas de AlAs/AlGaAs.
[0533] Em seguida, são formadas ranhuras na primeira pilha de LED 3230 e no substrato 3210 através de fotolitografia e gravação. As ranhuras podem ser formadas para passar através do substrato 3210 ou podem ser formadas a uma profundidade predeterminada no substrato 3210, como mostrado na FIG. 61B.
[0534] Então, uma camada de isolamento 3250 é formada para cobrir as paredes laterais das ranhuras e as vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c são formadas para preencher as ranhuras. As vias de orifício de passagem 3270a, 3270b e 3270c podem ser formadas, por exemplo, formando uma camada de isolamento para cobrir as paredes laterais das ranhuras, enchendo a ranhura com uma camada de material condutor ou pastas condutoras através do revestimento e removendo o isolamento e a camada de material condutor de uma superfície superior da primeira pilha de LED 3230 através de polimento químico mecânico.
[0535] Referindo às FIG. 62A e a FIG. 62B, uma segunda pilha de LED 3330 e um segundo eletrodo ôhmico 3350 podem ser acoplados à primeira pilha de LED 3230 através da primeira camada de ligação 3530.
[0536] A segunda pilha de LED 3330 é crescida em um segundo substrato e o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 é formado na segunda pilha de LED 3330. A segunda pilha de LED 3330 é formada por camadas de semicondutores à base de AlGaInP ou à base de AlGaInN e pode incluir uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3330a, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3330b. O segundo substrato pode ser um substrato no qual as camadas semicondutoras baseadas em AlGaInP podem ser crescidas sobre ela, por exemplo, um substrato GaAs ou um substrato no qual as camadas semicondutoras baseadas em AlGaInN podem ser crescidas sobre ela, por exemplo, um substrato de safira. A proporção de composição de Al, Ga e In para a segunda pilha de LED 3330 pode ser determinada de modo que a segunda pilha de LED 3330 possa emitir luz verde. O segundo eletrodo ôhmico 2 3350 forma contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3330b, por exemplo, uma camada semicondutora do tipo p. O segundo eletrodo ôhmico 2 3350 pode incluir uma camada refletora 3350a, que reflete a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 e uma camada barreira 3350b.
[0537] O segundo eletrodo ôhmico 2 3350 é disposto para facear a primeira pilha de LED 3230 e é acoplado à primeira pilha de LED 3230 pela primeira camada de ligação 3530. Depois disso, o segundo substrato é removido da segunda pilha de LED 3330 para expor a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3330a por gravura química ou elevação a laser. Uma superfície rugosa pode ser formada na primeira camada semicondutora 3330a de tipo de condutividade exposta por texturização da superfície.
[0538] De acordo com uma modalidade exemplificativa, uma camada de isolamento e uma camada refletora podem ser ainda formadas na primeira pilha de LED 3230 antes da formação da primeira camada de ligação 3530.
[0539] Referindo às FIG. 63A e a FIG. 63B, uma terceira pilha de LED 3430 e um terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 podem ser acoplados à segunda pilha de LED 3330 através da segunda camada de ligação 3550.
[0540] A terceira pilha de LED 3430 é crescida em um terceiro substrato e o terceiro eletrodo ôhmico 3450 é formado na terceira pilha de LED 3430. A terceira pilha de LED 3430 é formada por camadas de semicondutores baseadas em AlGaInN e pode incluir uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3430a, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3430b. O terceiro substrato é um substrato no qual as camadas semicondutoras baseadas em GaN podem ser crescidas sobre ela e é diferente do primeiro substrato 3210. A proporção de composição de AlGaInN para a terceira pilha de LED 3430 pode ser determinada de modo que a terceira pilha de LED 3430 possa emitir luz azul. O terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 forma contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3430b, por exemplo, uma camada semicondutora do tipo p. O terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 pode incluir uma camada refletora 3450a, que reflete a luz gerada a partir da terceira pilha de LED 3430 e uma camada de barreira 3450b.
[0541] O terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 é disposto para facear a segunda pilha de LED 3330 e é acoplado à segunda pilha de LED 3330 pela segunda camada de ligação 3550. Depois disso, o terceiro substrato é removido da terceira pilha de LED 3430 para expor a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3430a por gravura química ou elevação a laser. Uma superfície rugosa pode ser formada na primeira camada semicondutora 3430a de tipo de condutividade exposta por texturização da superfície.
[0542] De acordo com uma modalidade exemplificativa, uma camada de isolamento e uma camada refletora podem ser ainda formadas na segunda pilha de LED 3330 antes da formação da segunda camada de ligação 3550.
[0543] Referindo às FIG. 64A e a FIG. 64B, em cada uma das regiões de pixel, a terceira pilha de LED 3430 é padronizada para remover a terceira pilha de LED 3430 que não seja o terceiro subpixel B. Em uma região do terceiro subpixel B, é formada uma indentação na terceira pilha de LED 3430 para expor a camada de barreira 3450b através da indentação.
[0544] Em seguida, em regiões diferentes do terceiro subpixel B, o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 e a segunda camada de ligação 3550 são removidos para expor a segunda pilha de LED
3330. Como tal, o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 é colocado restritamente perto da região do terceiro subpixel B.
[0545] Em cada região de pixel, a segunda pilha de LED 3330 é padronizada para remover a segunda pilha de LED 3330 em regiões que não sejam o segundo subpixel G. Na região do segundo subpixel G, a segunda pilha de LED 3330 se sobrepõe parcialmente à terceira pilha de LED 3430.
[0546] Ao padronizar a segunda pilha de LED 3330, o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 é exposto. A segunda pilha de LED 3330 pode incluir uma indentação, e o segundo eletrodo ôhmico 2 3350, por exemplo, a camada de barreira 3350b, pode ser exposto através da indentação.
[0547] Posteriormente, o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 e a primeira camada de ligação 3530 são removidos para expor a primeira pilha de LED 3230. Como tal, o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 é disposto próximo à região do segundo subpixel G. Por outro lado, a primeira à terceiro vias de orifício de passagem 3270a, 3270b e 3270c também são expostas juntamente com a primeira pilha de LED 3230.
[0548] Em cada região de pixel, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a é exposto padronizando a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b da primeira pilha de LED 3230. Como mostrado na Fig. 64A, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a pode ser exposta em uma forma alongada, sem estar limitada a ela.
[0549] Além disso, as regiões de pixel são divididas uma da outra, padronizando a primeira pilha de LED 3230. Como tal, é definida uma região do primeiro subpixel R. Aqui, o refletor de Bragg distribuído 3220 também pode ser dividido. Alternativamente, o refletor de Bragg distribuído 3220 pode ser disposto continuamente sobre a pluralidade de pixels, em vez de ser dividido. Além disso, a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 3230a também pode ser disposta continuamente sobre a pluralidade de pixels.
[0550] Referindo às FIG. 65A e a FIG. 65B, um primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e um primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b são formados na primeira pilha de LED 3230. O primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a pode ser formado, por exemplo, por ligas de Au-Te ou Au-Ge na primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a exposta. O primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ser formado, por exemplo, por ligas de Au-Be ou Au-Zn na segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b. O primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ser formado antes do primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a, ou vice-versa. O primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ser conectado à primeira via de orifício de passagem 3270a. Por outro lado, o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a pode incluir uma região de pad e uma extensão, que podem se estender da região de pad em direção à primeira via de orifício de passagem 3270a.
[0551] Para propagação de corrente, o primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ser disposto para envolver pelo menos parcialmente o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a. Embora cada um do primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e do primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b esteja sendo ilustrado como tendo uma forma alongada na FIG. 65A, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Alternativamente, cada um do primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b pode ter uma forma circular, por exemplo.
[0552] Referindo às FIG. 66A e a FIG. 66B, uma camada de isolamento superior 3610 é formada para cobrir a primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330, 3430. A camada de isolamento superior 3610 pode cobrir o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e o primeiro eletrodo ôhmico 2 3290b. A camada de isolamento superior 3610 também pode cobrir superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430 e uma superfície lateral do refletor de Bragg distribuído 3220.
[0553] A camada de isolamento superior 3610 pode ter uma abertura 3610a que expõe o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a, aberturas 3610b, 3610c que expõem as camadas de barreira 3350b, 3450b, aberturas 3610d, 3610e que expõem a segunda e terceira vias de orifício de passagem 3270b, 3270c e aberturas 3610f, 3610g que expõem as primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 3330a, 3430a da segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430.
[0554] Referindo às FIG. 67A e a FIG. 67B, um segundo eletrodo ôhmico 1 3390, um terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 e os conectores 3710, 3720, 3730 são formados. O segundo eletrodo ôhmico 1 3390 é formado na abertura 3610f para formar contato ôhmico com a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3330a, e o terceiro eletrodo ôhmico 3490 é formado na abertura 3610g para formar contato ôhmico com a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3430a.
[0555] O conector 3710 conecta eletricamente o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 e o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 ao primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a. O conector 3710 pode ser conectado, por exemplo, ao primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a exposto na abertura 3610a. O conector 3710 é formado na camada de isolamento superior 3610 para ser isolado das segundas camadas semicondutoras de tipo de condutividade 3230b, 3330b e 3430b.
[0556] O conector 3720 conecta eletricamente o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 à segunda via de orifício de passagem 3270b e o conector 3730 conecta eletricamente o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 à terceira via de orifício de passagem 3270c. Os conectores 3720, 3730 são dispostos na camada de isolamento superior 3610 para evitar curto-circuito para a primeira à terceira pilhas de LED 3230, 3330 e 3430.
[0557] O segundo eletrodo ôhmico 1 3390, o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 e os conectores 3710, 3720, 3730 podem ser formados substancialmente pelo mesmo material pelo mesmo processo. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Alternativamente, o segundo eletrodo ôhmico 1 3390, o terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 e os conectores 3710, 3720, 3730 podem ser formados de diferentes materiais por diferentes processos.
[0558] Então, com referência à FIG. 68A e a FIG. 68B, uma camada de isolamento inferior 3750 é formada em uma superfície inferior do substrato 3210. A camada de isolamento inferior 3750 tem aberturas que expõem a primeira a terceira as vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c e também podem ter aberturas que expõem a superfície inferior do substrato 3210.
[0559] Os pads de eletrodos 3770a, 3770b, 3770c, 3770d são formados na camada de isolamento inferior 3750. Os pads de eletrodos 3770a, 3770b, 3770c são conectadas a primeira à terceira vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c, respectivamente, e o pad de eletrodo 3770d é conectado ao substrato 3210.
[0560] Por conseguinte, o pad de eletrodo 3770a é eletricamente conectado à segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3230b da primeira pilha de LED 3230 através da primeira via de orifício de passagem 3270a, o pad de eletrodo 3770b é eletricamente conectado à segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3330b da segunda pilha de LED 3330 através da segunda via de orifício de passagem 3270b e o pad de eletrodo 3770c é eletricamente conectado à segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 3430b da terceira pilha de LED 3430 através da terceira via de orifício de passagem 3270c. As primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 3230a, 3330a, 3430a da primeira à terceira pilha de LED 3230, 3330, 3430 são comumente conectadas eletricamente ao pad de eletrodo 3770d.
[0561] Desta maneira, um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser formado ligando os pads de eletrodos 3770a, 3770b, 3770c, 3770d do substrato 3210 à placa de circuito 3510 mostrada na FIG. 56. Como descrito acima, a placa de circuito 3510 pode incluir um circuito ativo ou um circuito passivo, pelo qual o dispositivo de exibição pode ser acionado de uma maneira matriz ativa ou de uma matriz passiva.
[0562] A FIG. 69 é uma vista em seção transversal de um pixel de diodo emissor de luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0563] Referindo à FIG. 69, o pixel de diodo emissor de luz 3001 do dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa, é geralmente semelhante ao pixel de diodo emissor de luz 3000 do dispositivo de exibição da FIG. 57, exceto que a segunda pilha de LED 3330 cobre a maior parte da primeira pilha de LED 3230 e a terceira pilha de LED 3430 cobre a maior parte da segunda pilha de LED 3330. Dessa maneira, a luz gerada a partir do primeiro subpixel R é emitida para o exterior após passar substancialmente pela segunda pilha de LED 3330 e pela terceira pilha de LED 3430, e a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 é emitida para o exterior após passar substancialmente pela terceira pilha de LED 3430.
[0564] A primeira pilha de LED 3230 pode incluir uma camada ativa com um intervalo de banda mais estreito que a segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430 para emitir luz com um comprimento de onda mais longo que a segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430 e a segunda pilha de LED 3330 pode incluir uma camada ativa com um intervalo de banda mais estreito do que a terceira pilha de LED 3430 para emitir luz com um comprimento de onda mais longo que a terceira pilha de LED 3430.
[0565] A FIG. 70 é uma vista ampliada de um pixel de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a FIG. 71A e a FIG. 71B são vistas em seção transversal tomadas ao longo das linhas G-G e H-H da FIG. 70, respectivamente.
[0566] Referindo às FIG. 70, FIG. 71A, e a FIG. 71B, o pixel, de acordo com uma modalidade exemplificativa, é geralmente semelhante ao pixel da FIG. 59, FIG. 60A, FIG. 60B e FIG. 60C, exceto que a segunda pilha de LED 3330 cobre a maior parte da primeira pilha de LED 3230 e a terceira pilha de LED 3430 cobre a maior parte da segunda pilha de LED 3330. A primeira à terceira vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c podem ser dispostas fora da segunda pilha de LED 3330 e da terceira pilha de LED 3430.
[0567] Além disso, uma porção do primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e uma porção do segundo eletrodo ôhmico 1 3390 podem ser dispostas sob a terceira pilha de LED 3430. Como tal, o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a pode ser formado antes da segunda pilha de LED 3330 ser acoplada à primeira pilha de LED 3230 e o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 também pode ser formado antes da terceira pilha de LED 3430 ser acoplada à segunda pilha de LED
3330.
[0568] Além disso, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 3230 é emitida para o exterior após passar substancialmente pela segunda pilha de LED 3330 e a terceira pilha de LED 3430, e a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 3330 é emitida para o exterior após passar substancialmente pela terceira pilha de LED 3430. Por conseguinte, a primeira camada de ligação 3530 e a segunda camada de ligação 3550 são formadas por materiais transmissores de luz, e o segundo eletrodo ôhmico 2 3350 e o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 são compostos de camadas condutoras transparentes.
[0569] Por outro lado, como mostrado nas FIGS. 71A e 71B, uma indentação pode ser formada na terceira pilha de LED 3430 para expor o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 e uma indentação é formada continuamente na terceira pilha de LED 3430 e na segunda pilha de LED 3330 para expor o segundo eletrodo ôhmico 2 3350. O segundo eletrodo ôhmico 2 3350 e o terceiro eletrodo ôhmico 2 3450 são conectados eletricamente à segunda via de orifício de passagem 3270b e a terceira via de orifício de passagem 3270c através dos conectores 3720, 3730, respectivamente.
[0570] Além disso, a indentação pode ser formada na terceira pilha de LED 3430 para expor o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 formado na primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3330a da segunda pilha de LED 3330, e a indentação pode ser formada continuamente na terceira pilha de LED 3430 e a segunda pilha de LED 3330 para expor o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a formado na primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3230a da primeira pilha de LED 3230. O conector 3710 pode conectar o primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 ao terceiro eletrodo ôhmico 1
3490. O terceiro eletrodo ôhmico 1 3490 pode ser formado junto com o conector 3710 e pode ser conectado às regiões de pad do primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e do segundo eletrodo ôhmico 1
3390.
[0571] O primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 são dispostos parcialmente sob a terceira pilha de LED 3430, mas os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Por exemplo, as porções do primeiro eletrodo ôhmico 1 3290a e do segundo eletrodo ôhmico 1 3390 dispostos sob a terceira pilha de LED 3430 podem ser omitidas. Além disso, o segundo eletrodo ôhmico 1 3390 pode ser omitido e o conector 3710 pode formar contato ôhmico com a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 3330a.
[0572] De acordo com modalidades exemplificativas, uma pluralidade de pixels pode ser formada no nível do wafer através da ligação do wafer e, assim, o processo de montagem individual de diodos emissores de luz pode ser evitado ou substancialmente reduzido.
[0573] Além disso, uma vez que as vias de orifício de passagem 3270a, 3270b, 3270c são formadas no substrato 3210 e usadas como caminhos de corrente, o substrato 3210 pode não precisar ser removido. Por conseguinte, um substrato de crescimento usado para o crescimento da primeira pilha de LED 3230 pode ser usado como o substrato 3210 sem ser removido da primeira pilha de LED 3230.
[0574] A FIG. 72 é uma vista esquemática em seção transversal de uma pilha de diodo emissor de (LED) luz para um display de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0575] Referindo às FIG. 72, a pilha de diodos emissores de luz 4000 para um display pode incluir um substrato de suporte 4051, uma primeira pilha de LED 4023, uma segunda pilha de LED 4033, uma terceira pilha de LED 4043, um eletrodo refletor 4025, um eletrodo ôhmico 4026, uma primeira camada de isolamento 4027, uma segunda camada de isolamento 4028, uma linha de interconexão 4029, um segundo eletrodo transparente p 4035, um terceiro eletrodo transparente p 4045, um primeiro filtro de cor 4037, um segundo filtro de cor 4047, um segundo filtro de cor 4047, camadas de material hidrofílico 4052, 4054 e 4056, uma primeira camada de ligação 4053 (uma camada de ligação inferior), uma segunda camada de ligação 4055 (uma camada de ligação intermediária) e uma terceira camada de ligação 4057 (uma camada de ligação superior).
[0576] O substrato de suporte 4051 suporta pilhas de semicondutores 4023, 4033 e 4043. O substrato de suporte 4051 pode ter um circuito em sua superfície ou em seu interior, mas não está limitado a isso. O substrato de suporte 4051 pode incluir, por exemplo, um vidro, um substrato de safira, um substrato de Si ou um substrato Ge.
[0577] A primeira pilha de LED 4023, a segunda pilha de LED 4033 e a terceira pilha de LED 4043 incluem as primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 4023a, 4033a e 4043a, as camadas semicondutoras do segunde tipo de condutividade 4023b, 4033b e 4043b e as camadas ativas interpostas entre as camadas primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade e as segundas camadas semicondutoras do tipo condutividade. A camada ativa pode ter uma estrutura de poço multiquântico.
[0578] A primeira pilha de LED 4023 pode ser um LED inorgânico que emite luz vermelha, a segunda pilha de LED 4033 pode ser um LED inorgânico que emite luz verde e a terceira pilha de LED 4043 pode ser um LED inorgânico que emite luz azul. A primeira pilha de LED 4023 pode incluir uma camada de poço baseada em GaInP, e a segunda pilha de LED 4033 e a terceira pilha de LED 4043 podem incluir uma camada de poço baseada em GaInN. No entanto, os conceitos inventivos são limitados aos mesmos e, quando as pilhas de LED incluem micro LEDs, a primeira pilha de LED 4023 pode emitir qualquer uma de luz vermelha, verde e azul, e a segunda e terceira pilhas de LED 4033 e 4043 podem emitir uma diferente uma das luzes vermelha, verde e azul sem afetar adversamente a operação ou exigir filtros de cores devido ao seu pequeno fator de forma.
[0579] As superfícies opostas de cada pilha de LED 4023, 4033 ou 4043 são uma camada semicondutora do tipo n e uma camada semicondutora do tipo p, respectivamente. A modalidade exemplificativa ilustrada descreve um caso em que as primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 4023a, 4033a e 4043a de cada uma das primeiras a terceiras pilhas de LED 4023, 4033 e 4043 são do tipo n e as segundas camadas semicondutoras de tipo de condutividade 4023b, 4033b e 4043b são do tipo p. Uma superfície rugosa pode ser formada nas superfícies superiores da primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam aos mesmos, e o tipo dos tipos de semicondutores da superfície superior e da superfície inferior de cada uma das pilhas de LED pode ser revertido.
[0580] A primeira pilha de LED 4023 é disposta para ser adjacente ao substrato de suporte 4051, a segunda pilha de LED 4033 é disposta na primeira pilha de LED 4023 e a terceira pilha de LED 4043 é disposta na segunda pilha de LED 4033. Uma vez que a primeira pilha de LED 4023 emite luz do comprimento de onda maior que os comprimentos de onda da segunda e terceira pilhas de LED 4033 e 4043, a luz gerada na primeira pilha de LED 4023 pode ser transmitida através da segunda e terceira pilhas de LED 4033 e 4043 e pode ser emitido para o exterior. Além disso, uma vez que a segunda pilha de LED 4033 emite luz do comprimento de onda maior que o comprimento da terceira pilha de LED 4043, a luz gerada na segunda pilha de LED 4033 pode ser transmitida através da terceira pilha de LED 4043 e pode ser emitida para o exterior.
[0581] O eletrodo refletor 4025 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade da primeira pilha de LED 4023 e reflete a luz gerada na primeira pilha de LED 4023. Por exemplo, o eletrodo refletor 4025 pode incluir uma camada em contato ôhmica 4025a e uma camada refletora 4025b.
[0582] A camada em contato ôhmico 4025a está parcialmente em contato com a segunda camada semicondutora do tipo condutividade, ou seja, uma camada semicondutora do tipo p. A fim de impedir a absorção de luz pela camada em contato ôhmico 4025a, uma área na qual a camada em contato ôhmico 4025a está em contato com a camada semicondutora do tipo p não pode exceder cerca de 50% de uma área total da camada semicondutora do tipo p. A camada refletora 4025b cobre a camada em contato ôhmico 4025a e também cobre a primeira camada de isolamento 4027. Como ilustrado, a camada refletora 4025b pode cobrir substancialmente a totalidade da camada em contato ôhmico 4025a, ou uma porção da camada em contato ôhmico 4025a.
[0583] A camada refletora 4025b cobre a primeira camada de isolamento 4027, de modo que um refletor omnidirecional possa ser formado por uma pilha da primeira pilha de LED 4023 com um índice de refração relativamente alto e a primeira camada de isolamento 4027 e a camada refletora 4025b com um índice de refração relativamente baixo. A camada refletora 4025b cobre cerca de 50% ou mais da área da primeira pilha de LED 4023, preferencialmente, a maior parte da região da primeira pilha de LED 4023, melhorando assim a eficiência da luz.
[0584] A camada em contato ôhmico 4025a e a camada refletora 4025b podem ser formadas por uma camada de metal contendo ouro (Au). A camada em contato ôhmico 4025a pode ser formada, por exemplo, por uma liga Au-Zn ou uma liga Au-Be. A camada refletora 4025b pode ser formada por uma camada de metal com alta refletividade em relação à luz gerada na primeira pilha de LED 4023, por exemplo, luz vermelha, como alumínio (Al), prata (Ag) ou ouro (Au). Em particular, Au pode ter refletividade relativamente baixa em relação à luz gerada na segunda pilha de LED 4033 e na terceira pilha de LED 4043, por exemplo, luz verde ou luz azul e, portanto, pode reduzir a interferência da luz absorvendo a luz gerada na segunda e terceiro pilhas de LED 4033 e 4043 e viajando em direção ao substrato de suporte 4051.
[0585] A primeira camada de isolamento 4027 é disposta entre o substrato de suporte 4051 e a primeira pilha de LED 4023 e tem uma abertura expondo a primeira pilha de LED 4023. A camada em contato ôhmico 4025a é conectada à primeira pilha de LED 4023 dentro da abertura da primeira camada de isolamento 4027.
[0586] O eletrodo ôhmico 4026 está em contato ôhmico com a primeira camada semicondutora do tipo de condutividade 4023a da primeira camada de pilha de LED 4023. O eletrodo ôhmico 4026 pode ser disposto na primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a exposta parcialmente removendo a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4023b. Embora a FIG. 72 ilustre um eletrodo ôhmico 4026, uma pluralidade de eletrodos ôhmicos 4026 são alinhados em uma pluralidade de regiões no substrato de suporte 4051. O eletrodo ôhmico 4026 pode ser formado, por exemplo, por uma liga Au-Te ou uma liga Au-Ge.
[0587] A segunda camada de isolamento 4028 é disposta entre o substrato de suporte 4051 e o eletrodo refletor 4025 para cobrir o eletrodo refletor 4025. A segunda camada de isolamento 4028 tem uma abertura expondo o eletrodo ôhmico 4026. A segunda camada de isolamento 4028 pode ser formada de SiO2 ou SOG.
[0588] A primeira linha de interconexão 4029 é disposta entre a segunda camada de isolamento 4028 e o substrato de suporte 4051, e é conectado ao eletro ôhmico 4026 através da abertura da segunda camada de isolamento 4028. A linha de interconexão 4026 pode conectar uma pluralidade de eletrodos ôhmicos 4026 um ao outro no substrato de suporte 4051.
[0589] O segundo eletrodo transparente p 4035 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4033b da segunda pilha de LED 4033, ou seja, a camada semicondutora do tipo p. O segundo eletrodo transparente p 4035 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha e luz verde.
[0590] O terceiro eletrodo transparente p 4045 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4043b da terceira pilha de LED 4043, ou seja, a camada semicondutora do tipo p. O terceiro eletrodo transparente p 4045 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha, luz verde e luz azul.
[0591] O eletrodo refletor 4025, o segundo eletrodo transparente p 4035 e o terceiro eletrodo transparente p 4045 podem estar em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p de cada pilha de LED para auxiliar na dispersão da corrente.
[0592] O primeiro filtro de cor 4037 pode ser disposto entre a primeira pilha de LED 4023 e a segunda pilha de LED 4033. Além disso, o segundo filtro de cor 4047 pode ser disposto entre a segunda pilha de LED 4033 e a terceira pilha de LED 4043. O primeiro filtro de cor 4037 transmite luz gerada na primeira pilha de LED 4023 e reflete a luz gerada na segunda pilha de LED
4033. O segundo filtro de cor 4047 transmite luz gerada na primeira e na segunda pilhas de LED 4023 e 4033 e reflete a luz gerada na terceira pilha de LED 4043. Por conseguinte, a luz gerada na primeira pilha de LED 4023 pode ser emitida para o exterior através da segunda pilha de LED 4033 e a terceira pilha de LED 4043, e a luz gerada na segunda pilha de LED 4033 pode ser emitida para o exterior através da terceira pilha de LED
4043. Além disso, é possível impedir que a luz gerada na segunda pilha de LED 4033 seja incidente na primeira pilha de LED 4023 e perdida, ou a luz gerada na terceira pilha de LED 4043 seja incidente na segunda pilha de LED 4033 e perdida.
[0593] De acordo com algumas modalidades exemplificativas, o primeiro filtro de cor 4037 também pode refletir a luz gerada na terceira pilha de LED 4043. De acordo com algumas modalidades exemplificativas, quando as pilhas de LED incluem micro LEDs, os filtros de cores podem ser omitidos devido ao pequeno fator de forma dos micro LEDs.
[0594] Os primeiro e segundo filtros de cores 4037 e 4047 podem ser, por exemplo, um filtro de baixa passagem que passa apenas por uma região de baixa frequência, ou seja, uma região de comprimento de onda longo, um filtro de passagem de banda que passa apenas por uma faixa de comprimento de onda predeterminada ou um filtro de interrupção de banda que bloqueia apenas a faixa de comprimento de onda predeterminada. Em particular, o primeiro e o segundo filtro de cores 4037 e 4047 podem ser formados pelo empilhamento alternado de camadas de isolamento com diferentes índices de refração e podem ser formados pelo empilhamento alternado, por exemplo, TiO2 e SiO2, Ta2O5 e SiO2, Nb2O5 e SiO2, HfO2 e SiO2 ou ZrO2 e SiO2. Além disso, o primeiro e/ou o segundo filtros de cores 4037 e/ou 4047 podem incluir um refletor de Bragg distribuído (DBR). O refletor de Bragg distribuído pode ser formado empilhando alternadamente camadas de isolamento com diferentes índices de refração. Além disso, uma banda de interrupção do refletor de Bragg distribuído pode ser controlada ajustando uma espessura de TiO2 e SiO2.
[0595] A primeira camada de ligação 4053 acopla a primeira pilha de LED 4023 ao substrato de suporte 4051. Como ilustrado, a linha de interconexão 4029 pode estar em contato com a primeira camada de ligação 4053. Além disso, a linha de interconexão 4029 está disposta abaixo de algumas regiões da segunda camada de isolamento 4028, e uma região da segunda camada de isolamento 4028 que não possui a linha de interconexão 4029 pode estar em contato com a primeira camada de ligação 4053. A primeira camada de ligação 4053 pode ser transmissiva à luz ou não transmissiva à luz. Em particular, um contraste do dispositivo de exibição pode ser melhorado usando uma camada adesiva que absorve luz, como epóxi preto, como a primeira camada de ligação 4053.
[0596] A primeira camada de ligação 4053 pode estar em contato direto com o substrato de suporte 4051, mas como ilustrado, a camada de material hidrofílico 4052 pode ser disposta em uma interface entre o substrato de suporte 4051 e a primeira camada de ligação 4053. A camada de material hidrofílico 4052 pode alterar uma superfície do substrato de suporte 4051 para ser hidrofílica para melhorar a adesão da primeira camada de ligação 4053. Como aqui utilizado, a camada de ligação e a camada de material hidrofílico podem coletivamente ser referidas como uma camada tampão.
[0597] A primeira camada de ligação 4053 tem uma forte adesão à camada de material hidrofílico, enquanto tem uma fraca adesão a uma camada de material hidrofóbico. Portanto, o descascamento pode ocorrer em uma porção em que a adesão é fraca. A camada de material hidrofílico 4052, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode alterar uma superfície hidrofóbica para ser hidrofílica para melhorar a adesão da primeira camada de ligação 4053, impedindo assim a ocorrência do descascamento.
[0598] A camada de material hidrofílico 4052 também pode ser formada depositando, por exemplo, SiO2 ou outros na superfície do substrato de suporte 4051, e também pode ser formada por tratamento da superfície do substrato de suporte 4051 com plasma para modificar a superfície. A camada modificada na superfície aumenta a energia da superfície para alterar a propriedade hidrofóbica em propriedade hidrofílica. Em um caso em que a segunda camada de isolamento 4028 tem propriedade hidrofóbica, a camada de material hidrofílico também pode ser disposta na segunda camada de isolamento 4028, e a primeira camada de ligação 4052 pode estar em contato com a camada de material hidrofílico na segunda camada de isolamento 4028.
[0599] A segunda camada de ligação 4055 acopla a segunda pilha de LED 4033 à primeira pilha de LED 4023. A segunda camada de ligação 4055 pode ser disposta entre a primeira pilha de LED 4023 e o primeiro filtro de cor 4037 e pode estar em contato com o primeiro filtro de cor 4037. A segunda camada de ligação 4055 pode transmitir luz gerada na primeira pilha de LED 4023. Uma camada de material hidrofílico 4054 pode ser disposta em uma interface entre a primeira pilha de LED 4023 e a segunda camada de ligação 4055. A primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a da primeira pilha de LED 4023 geralmente exibe propriedades hidrofóbicas. Portanto, em um caso em que a segunda camada de ligação 4055 está em contato direto com a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a, é provável que o descascamento ocorra em uma interface entre a segunda camada de ligação 4055 e a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a.
[0600] A camada de material hidrofílico 4054, de acordo com uma modalidade exemplificativa, altera a superfície da primeira pilha de LED 4023 de ter propriedades hidrofóbicas para ter propriedades hidrofílicas e, assim, melhora a adesão da segunda camada de ligação 4055, reduzindo assim ou impedindo a ocorrência do descascamento. A camada de material hidrofílico
4054 pode ser formada depositando SiO2 ou modificando a superfície da primeira pilha de LED 4023 com plasma, como descrito acima.
[0601] Uma camada de superfície do primeiro filtro de cor 4037 que está em contato com a segunda camada de ligação 4055 pode ser uma camada de material hidrofílico, por exemplo, SiO2. Em um caso em que a camada de superfície do primeiro filtro de cor 4037 não é hidrofílica, a camada de material hidrofílico pode ser formada no primeiro filtro de cor 4037 e a segunda camada de ligação 4055 pode estar em contato com a camada de material hidrofílico.
[0602] A terceira camada de ligação 4057 acopla a terceira pilha de LED 4043 à segunda pilha de LED 4033. A terceira camada de ligação 4057 pode ser disposta entre a segunda pilha de LED 4033 e o segundo filtro de cor 4047 e pode estar em contato com o segundo filtro de cor 4047. A terceira camada de ligação 4057 transmite luz gerada na primeira pilha de LED 4023 e na segunda pilha de LED 4033. Uma camada de material hidrofílico 4056 pode ser disposta em uma interface entre a segunda pilha de LED 4033 e a terceira camada de ligação 4057. A segunda pilha de LED 4033 pode exibir propriedade hidrofóbica e, como resultado, em um caso em que a terceira camada de ligação 4057 está em contato direto com a segunda pilha de LED 4033, é provável que o descascamento ocorra em uma interface entre a terceira camada de ligação 4057 e a segunda pilha de LED 4033.
[0603] A camada de material hidrofílico 4056, de acordo com uma modalidade exemplificativa, altera a superfície da segunda pilha de LED 4033 de propriedade hidrofóbica para propriedade hidrofílica e, portanto, melhora a adesão da terceira camada de ligação 4057, impedindo assim a ocorrência do descascamento. A camada de material hidrofílico 4056 pode ser formada depositando SiO2 ou modificando a superfície da segunda pilha de LED 4033 com plasma, como descrito acima.
[0604] Uma camada de superfície do segundo filtro de cor 4047 que está em contato com a terceira camada de ligação 4057 pode ser uma camada de material hidrofílico, por exemplo, SiO2. Em um caso em que a camada superficial do segundo filtro de cor 4047 não é hidrofílica, a camada de material hidrofílico pode ser formada no segundo filtro de cor 4047 e a terceira camada de ligação 4057 pode estar em contato com a camada de material hidrofílico.
[0605] As primeira à terceira camadas de ligação 4053, 4055 e 4057 podem ser formadas por SOC transmissor de luz, mas não estão limitadas a este, e outras camadas de material orgânico transparente ou camadas de material inorgânico transparentes podem ser usadas. Exemplos da camada de material orgânico podem incluir SU8, poli (metilmetacrilato) (PMMA), poli-imida, parileno, benzociclobuteno (BCB) ou outros, e exemplos da camada de material inorgânico podem incluir Al2O3, SiO2, SiNx ou outros. As camadas de material orgânico podem ser ligadas a alto vácuo e alta pressão, e as camadas de material inorgânico podem ser ligadas planarizando uma superfície com, por exemplo, um processo químico de polimento mecânico, alterando a energia da superfície usando plasma ou outros e, em seguida, usando o método alterado energia de superfície.
[0606] As FIGS. 73A a 73F são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação da pilha de diodos emissores de luz 4000 para uma exibição de acordo com a modalidade exemplificativa.
[0607] Referindo às FIG. 73A, uma primeira pilha de LED 4023 é crescida pela primeira vez em um primeiro substrato 4021. O primeiro substrato 4021 pode ser, por exemplo, um substrato GaAs. A primeira pilha de LED 4023 é formada por camadas de semicondutores baseadas em AlGaInP e inclui uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4023b.
[0608] Em seguida, a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 4023b é parcialmente removida para expor a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 4023a. Embora a FIG. 73A mostre apenas uma região de pixel, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a é parcialmente exposta para cada uma das regiões de pixel.
[0609] Uma primeira camada de isolamento 4027 é formada na primeira pilha de LED 4023 e é padronizada para formar aberturas. Por exemplo, o SiO2 é formado na primeira pilha de LED 4023, um fotoresistor é aplicado a ele e um padrão fotoresistor é formado através da fotolitografia e desenvolvimento. Em seguida, a primeira camada de isolamento 4027 na qual as aberturas são formadas pode ser formado padronizando SiO2 usando o padrão fotoresistor como uma máscara de gravação. Uma das aberturas da primeira camada de isolamento 4027 pode ser disposta na primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a, e outras aberturas podem ser dispostas na segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4023b.
[0610] Depois disso, uma camada em contato ôhmico 4025a e um eletrodo ôhmico 4026 são formados nas aberturas da primeira camada de isolamento 4027. A camada em contato ôhmico 4025a e o eletrodo ôhmico 4026 podem ser formados usando uma técnica de elevação. A camada em contato ôhmico 4025a pode ser formada primeiro e o eletrodo ôhmico 4026 pode ser formado ou vice-versa.
Além disso, de acordo com uma modalidade exemplificativa, o eletrodo ôhmico 4026 e a camada em contato ôhmico 4025a podem ser formados simultaneamente da mesma camada de material.
[0611] Após a formação da camada em contato ôhmico 4025a, uma camada refletora 4025b cobrindo a camada em contato ôhmico 4025a e a primeira camada de isolamento 4027 é formada. A camada refletora 4025b pode ser formada usando uma técnica de elevação. A camada refletora 4025b também pode cobrir uma porção da camada em contato ôhmico 4025a e também pode cobrir substancialmente a totalidade da camada em contato ôhmico 4025a, como ilustrado. Um eletrodo refletor 4025 é formado pela camada em contato ôhmico 4025a e pela camada refletora 4025b.
[0612] O eletrodo refletor 4025 pode estar em contato ôhmico com uma camada semicondutora do tipo p da primeira pilha de LED 4023 e pode ser assim referido como um primeiro eletrodo refletor do tipo p 4025. O eletrodo refletor 4025 é espaçado do eletrodo ôhmico 4026 e, portanto, é isolado eletricamente da primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a.
[0613] Uma segunda camada de isolamento 4028 cobrindo o eletrodo refletor 4025 e tendo uma abertura expondo o eletrodo ôhmico 4026 é formada. A segunda camada de isolamento 4028 pode ser formada de, por exemplo, SiO2 ou SOG.
[0614] Então, uma linha de interconexão 4029 é formada na segunda camada de isolamento 4028. A linha de interconexão 4029 é conectada ao eletrodo ôhmico 4026 através da abertura da segunda camada de isolamento 4028 e, portanto, é eletricamente conectada à primeira camada semicondutora 4023a do tipo de condutividade.
[0615] Embora a linha de interconexão 4029 esteja ilustrada na FIG. 73A como cobrindo toda a superfície da segunda camada de isolamento 4028, a linha de interconexão 4029 pode ser parcialmente disposta na segunda camada de isolamento 4028, e uma superfície superior da segunda camada de isolamento 4028 pode ser exposta ao redor da linha de interconexão 4029.
[0616] Embora a modalidade exemplificativa ilustrada mostre uma região de pixel, a primeira pilha de LED 4023 disposta no substrato 4021 pode cobrir uma pluralidade de regiões de pixel e a linha de interconexão 4029 pode ser normalmente conectada aos eletrodos ôhmicos 4026 formados em uma pluralidade de regiões. Além disso, uma pluralidade de linhas de interconexão 4029 pode ser formada no substrato 4021.
[0617] Referindo às FIG. 73B, uma segunda pilha de LED 4033 é crescida em um segundo substrato 4031 e um segundo eletrodo transparente p 4035 e um primeiro filtro de cor 4037 são formados na segunda pilha de LED 4033. A segunda pilha de LED 4033 pode incluir uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4033a baseada em nitreto de gálio, uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4033b e uma camada ativa disposta entre elas, e a camada ativa pode incluir uma camada de poço GaInN. O segundo substrato 4031 é um substrato no qual uma camada semicondutora à base de nitreto de gálio pode ser crescida e é diferente do primeiro substrato 4021. Uma proporção de combinação de GaInN pode ser determinada para que a segunda pilha de LED 4033 possa emitir luz verde. O segundo eletrodo transparente p 4035 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4033b.
[0618] O primeiro filtro de cor 4037 pode ser formado no segundo eletrodo transparente p-4035, e uma vez que seus detalhes são substancialmente os mesmos que os descritos com referência à FIG. 72, suas descrições detalhadas serão omitidas para evitar redundância.
[0619] Referindo às FIG. 73C, uma terceira pilha de LED 4043 é crescida em um terceiro substrato 4041 e um terceiro eletrodo transparente p 4045 e um segundo filtro de cor 4047 são formados na terceira pilha de LED 4043. A terceira pilha de LED 4043 pode incluir uma primeira camada semicondutora 4043a de tipo de condutividade à base de nitreto de gálio, uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4043b e uma camada ativa disposta entre elas, e a camada ativa pode incluir uma camada de poço GaInN. O terceiro substrato 4041 é um substrato no qual uma camada semicondutora à base de nitreto de gálio pode ser crescida e é diferente do primeiro substrato 4021. Uma proporção de combinação de GaInN pode ser determinada de modo que a terceira pilha de LED 4043 emita luz azul. O terceiro eletrodo transparente 4045 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo de condutividade 4043b.
[0620] Uma vez que o segundo filtro de cor 4047 é substancialmente o mesmo que o descrito com referência às FIG. 72, suas descrições detalhadas serão omitidas para evitar redundância.
[0621] Enquanto isso, uma vez que a primeira pilha de LED 4023, a segunda pilha de LED 4033 e a terceira pilha de LED 4043 são crescidas em diferentes substratos, a ordem de formação das mesmas não é particularmente limitada.
[0622] Referindo às FIG. 73D, a seguir, a primeira pilha de LED 4023 é acoplada a um substrato de suporte 4051 através da primeira camada de ligação 4053. As camadas de material de ligação podem ser dispostas no substrato de suporte 4051 e na segunda camada de isolamento 4028 e podem ser ligadas entre si para formar a primeira camada de ligação 4053. A linha de interconexão 4029 é disposta para facear o substrato de suporte
4051.
[0623] Enquanto isso, em um caso em que uma superfície do substrato de suporte 4051 tem propriedade hidrofóbica, uma camada de material hidrofílico 4052 pode ser formada primeiro no substrato de suporte 4051. A camada de material hidrofílico 4052 também pode ser formada depositando uma camada de material como SiO2 na superfície do substrato de suporte 4051, ou tratando a superfície do substrato de suporte 4051 com plasma ou semelhante para aumentar a energia superficial. A superfície do substrato de suporte 4051 é modificada pelo tratamento de plasma, e uma camada modificada de superfície com alta energia superficial pode ser formada na superfície do substrato de suporte 4051. A primeira camada de ligação 4053 pode ser ligada à camada de material hidrofílico 4052, e a adesão da primeira camada de ligação 4053 é assim melhorada.
[0624] O primeiro substrato 4021 é removido da primeira pilha de LED 4023 usando uma técnica de gravura química. Por conseguinte, a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade da primeira pilha de LED 4023 é exposta na superfície superior. A superfície exposta da primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a pode ser texturizada para aumentar a eficiência da extração de luz, e uma estrutura de extração de luz, como uma superfície rugosa ou outras, pode ser assim formada na superfície da primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a.
[0625] Referindo às FIG. 73E, a segunda pilha de LED 4033 é acoplada à primeira pilha de LED 4023 através da segunda camada de ligação 4055. O primeiro filtro de cor 4037 é disposto para facear a primeira pilha de LED 4023 e é ligado à segunda camada de ligação 4055. As camadas de material de ligação são dispostas na primeira pilha de LED 4023 e no primeiro filtro de cor 4037 e são ligadas entre si para formar a segunda camada de ligação
4055.
[0626] Enquanto isso, antes que a segunda camada de ligação 4055 seja formada, uma camada de material hidrofílico 4054 pode ser formada primeiro na primeira pilha de LED 4023. A camada de material hidrofílico 4054 altera a superfície da primeira pilha de LED 4023 de ter uma propriedade hidrofóbica para uma propriedade hidrofílica e, assim, melhora a adesão da segunda camada de ligação 4055. A camada de material hidrofílico 4054 também pode ser formada depositando uma camada de material como SiO2 ou tratando a superfície da primeira pilha de LED 4023 com plasma ou outros para aumentar a energia da superfície. A superfície da primeira pilha de LED 4023 é modificada pelo tratamento de plasma, e uma camada modificada de superfície com alta energia superficial pode ser formada na superfície da primeira pilha de LED 4023. A segunda camada de ligação 4055 pode ser ligada à camada de material hidrofílico 4054, e a adesão da segunda camada de ligação 4055 é assim melhorada.
[0627] O segundo substrato 4031 pode ser separado da segunda pilha de LED 4033 usando uma técnica como uma elevação a laser ou uma elevação química. Além disso, a fim de melhorar a extração da luz, uma superfície rugosa pode ser formada na superfície exposta da primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4033a usando uma texturização da superfície.
[0628] Referindo às FIG. 73F, uma camada de material hidrofílico 4056 pode ser formada na segunda pilha de LED 4033. A camada de material hidrofílico 4056 altera a superfície da segunda pilha de LED 4033 para uma propriedade hidrofílica e,
assim, melhora a adesão da terceira camada de ligação 4057. A camada de material hidrofílico 4056 também pode ser formada depositando uma camada de material como SiO2 ou tratando a superfície da segunda pilha de LED 4033 com plasma ou semelhante para aumentar a energia da superfície. No entanto, em um caso em que a superfície da segunda pilha de LED 4033 tem uma propriedade hidrofílica, a camada de material hidrofílico 4056 pode ser omitida.
[0629] Em seguida, com referência à FIGS. 72 e 73C, a terceira pilha de LED 4043 é acoplada à segunda pilha de LED 4033 através da terceira camada de ligação 4057. O segundo filtro de cor 4047 é disposto para facear a segunda pilha de LED 4033 e é ligado à terceira camada de ligação 4057. As camadas de material de ligação são dispostas na segunda pilha de LED 4033 (ou na camada de material hidrofílico 4056) e no terceiro filtro de cor 4047, e são ligadas entre si para formar a terceira camada de ligação 4057.
[0630] O terceiro substrato 4041 pode ser separado da terceira pilha de LED 4043 usando uma técnica como uma elevação a laser ou uma elevação química. Por conseguinte, como ilustrado na FIG. 72, a pilha de LED para um display na qual a primeira camada condutora 4043a da terceira pilha de LED 4043 está exposta é fornecida. Além disso, uma superfície rugosa pode ser formada na superfície exposta da primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4043a por uma texturização da superfície.
[0631] Uma pilha da primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043 dispostas no substrato de suporte 4051 é padronizada em uma unidade de pixel, e as pilhas padronizadas são conectadas umas às outras usando as linhas de interconexão, possibilitando assim fornecer um dispositivo de exibição. A seguir, um dispositivo de exibição de acordo com modalidades exemplificativas será descrito.
[0632] A FIG. 74 é um diagrama em circuito esquemático de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a FIG. 75 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0633] Referindo às FIGS. A seguir, um dispositivo de exibição de acordo com modalidades exemplificativas será descrito.
[0634] Por exemplo, uma vez que a pilha de LED para um display descrita com referência à FIG. 72 tem uma estrutura em que a primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4044 são empilhadas em uma direção vertical, um pixel incluir três diodos emissores de luz R, G e B. Aqui, um primeiro diodo emissor de luz R pode corresponder à primeira pilha de LED 4023, um segundo diodo emissor de luz G pode corresponder à segunda pilha de LED 4033 e um terceiro diodo emissor de luz B pode corresponder à terceira pilha de LED 4043.
[0635] Nas FIGS. 74 e 75, um pixel inclui o primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B, e cada diodo emissor de luz corresponde a um subpixel. Os anodos do primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B são conectados a uma linha comum, por exemplo, uma linha de dados e seus catodos são conectados a linhas diferentes, por exemplo, linhas de varredura. Para um primeiro pixel, como um exemplo, os anodos do primeiro ao terceiro diodos emissores de luz R, G e B são comumente conectados a uma linha de dados Vdata1 e os seus catodos são conectados às linhas de varredura Vscan1-1, Vscan1-2, e Vscan1-3,
respectivamente. Por conseguinte, os diodos emissores de luz R, G e B no mesmo pixel podem ser acionados separadamente.
[0636] Além disso, cada um dos diodos emissores de luz R, G e B pode ser acionado por uma modulação de largura de pulso ou alterando a intensidade de corrente, assim tornando possível ajustar o brilho de cada subpixel.
[0637] Referindo novamente à FIG. 75, uma pluralidade de padrões é formada por padronização das pilhas descritas com referência à FIG. 72, e os respectivos pixels são conectados aos eletrodos refletores 4025 e às linhas de interconexão 4071, 4073 e 4075. Como ilustrado na FIG. 74, o eletrodo refletor 4025 pode ser usado como uma linha de dados Vdata e as linhas de interconexão 4071, 4073 e 4075 podem ser formadas como as linhas de varredura. Aqui, a linha de interconexão 4075 pode ser formada pela linha de interconexão 4029. O eletrodo refletor 4025 pode conectar eletricamente as primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 4023a, 4033a e 4043a da primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043 da pluralidade de pixels uma à outra, e a linha de interconexão 4029 pode ser disposta como sendo substancialmente perpendicular ao eletrodo refletor 4025 para conectar eletricamente as primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 4023a da pluralidade de pixels uma à outra.
[0638] Os pixels podem ser dispostos em uma forma de matriz, e os anodos dos diodos emissores de luz R, G e B de cada pixel são comumente conectados ao eletrodo refletor 4025 e os seus catodos são conectados às linhas de interconexão 4071, 4073, e 4075 que estão espaçados um do outro. Aqui, as linhas de interconexão 4071, 4073 e 4075 podem ser usadas como linhas de varredura Vscan.
[0639] A FIG. 76 é uma vista plana ampliada de um pixel do dispositivo de exibição da FIG. 75, FIG. 77 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha A- A da FIG. 76, e FIG. 78 é uma vista esquemática em seção transversal tomada ao longo de uma linha B-B da FIG. 76.
[0640] Referindo de volta à FIGS. 75 a 78, em cada pixel, uma porção do eletrodo refletor 4025, uma porção do segundo eletrodo transparente p 4035, uma porção da superfície superior da segunda pilha de LED 4033, uma porção do terceiro eletrodo transparente p 4045 e a superfície superior da terceira pilha de LED 4043 são expostas ao exterior.
[0641] A terceira pilha de LED 4043 pode ter uma superfície rugosa 4043r formada na sua superfície superior. A superfície rugosa 4043r também pode ser formada em toda a superfície superior da terceira pilha de LED 4043, ou em uma porção da superfície superior da terceira pilha de LED 4043.
[0642] Uma camada de isolamento inferior 4061 pode cobrir uma superfície lateral de cada pixel. A camada de isolamento inferior 4061 pode ser formada de um material transmissor de luz, como SiO2, e, neste caso, a camada de isolamento inferior 4061 também pode cobrir substancialmente a totalidade da superfície superior da terceira pilha de LED 4043. Alternativamente, a camada de isolamento inferior 4061, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode incluir uma camada refletora de luz ou uma camada de absorção de luz para impedir que a luz viaje da primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043 para a superfície lateral e, neste caso, a camada de isolamento inferior 4061 expõe pelo menos parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 4043. A camada de isolamento inferior 4061 pode incluir, por exemplo, um refletor de Bragg de distribuição ou uma camada refletora metálica, ou uma camada refletora orgânica em uma camada de isolamento transparente, e também pode incluir uma camada de absorção de luz, como epóxi preto. A camada de absorção de luz, como epóxi preto, pode impedir que a luz seja emitida para a parte externa dos pixels, melhorando assim uma proporção de contraste entre os pixels no dispositivo de exibição.
[0643] A camada de isolamento inferior 4061 pode ter uma abertura 4061a expondo a superfície superior da terceira pilha de LED 4043, uma abertura 4061b expondo a superfície superior da segunda pilha de LED 4033, uma abertura 4061c expondo o terceiro eletrodo transparente p 4045, uma abertura 4061d e expondo o segundo eletrodo transparente p 4035 e uma abertura 4061e expondo o primeiro eletrodo refletor do tipo p 4025. A superfície superior da primeira pilha de LED 4023 não pode ser exposta ao exterior.
[0644] A linha de interconexão 4071 e a linha de interconexão 4073 podem ser formadas no substrato de suporte 4051 na vizinhança da primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043, e podem ser dispostas na camada de isolamento inferior 4061 a ser isolada do primeiro eletrodo refletor do tipo p 4025. Um conector 4077ab conecta o segundo eletrodo transparente p 4035 e o terceiro eletrodo transparente 4045 ao eletrodo refletor 4025. Por conseguinte, os anodos da primeira pilha de LED 4023, da segunda pilha de LED 4033 e da terceira pilha de LED 4043 são comumente conectados ao eletrodo refletor
4025.
[0645] A linha de interconexão 4075 ou 4029 pode ser disposta para ser substancialmente perpendicular ao eletrodo refletor 4025 abaixo do eletrodo refletor 4025 e é conectada ao eletrodo ôhmico 4026, sendo assim eletricamente conectado à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a. O eletrodo ôhmico 4026 é conectado à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a abaixo da primeira pilha de LED
4023. O eletrodo ôhmico 4026 pode ser disposto fora de uma região inferior da superfície rugosa 4043r da terceira pilha de LED 4043, como ilustrado na FIG. 76, e a perda de luz pode ser assim reduzida.
[0646] O conector 4071a conecta a superfície superior da terceira pilha de LED 4043 à linha de interconexão 4071 e o conector 4073a conecta a superfície superior da segunda pilha de LED 4033 à linha de interconexão 4073.
[0647] Uma camada de isolamento superior 4081 pode ser disposta nas linhas de interconexão 4071 e 4073 e a camada de isolamento inferior 4061 para proteger as linhas de interconexão 4071, 4073 e 4075. A camada de isolamento superior 4081 pode ter aberturas que expõem as linhas de interconexão 4071, 4073 e 4075, e um fio de ligação e semelhantes podem ser conectados a ela através das aberturas.
[0648] De acordo com uma modalidade exemplificativa, os anodos da primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043 são comum e eletricamente conectados ao eletrodo refletor 4025, e os seus catodos são eletricamente conectados às linhas de interconexão 4071, 4073 e 4075, respectivamente. Por conseguinte, a primeiro à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043 podem ser acionadas independentemente. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a eles, e as conexões dos eletrodos e das fiações podem ser modificadas de várias formas.
[0649] As FIGS. 79A a 79H são vistas esquemáticas do plano para descrever um método para a fabricação de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa. A seguir, um método para fabricar o pixel da FIG. 76 será descrito.
[0650] Primeiro, a pilha de diodos emissores de luz 4000, como descrito com referência à FIG. 72 é preparada.
[0651] Em seguida, com referência à FIG. 79A, a superfície rugosa 4043r pode ser formada na superfície superior da terceira pilha de LED 4043. A superfície rugosa 4043r pode ser formada para corresponder a cada região de pixel na superfície superior da terceira pilha de LED 4043. A superfície rugosa 4043r pode ser formada por uma técnica de gravura química, por exemplo, por uma técnica de gravura químico foto-aprimorado (PEC).
[0652] A superfície rugosa 4043r pode ser parcialmente formada dentro de cada região de pixel em consideração de uma região na qual a terceira pilha de LED 4043 deve ser gravada no futuro. Em particular, a superfície rugosa 4043r pode ser formada de modo que o eletrodo ôhmico 4026 seja disposto fora da superfície rugosa 4043r. No entanto, os conceitos inventivos são limitados a estes, e a superfície rugosa 4043r também pode ser formada sobre substancialmente a totalidade da superfície superior da terceira pilha de LED 4043.
[0653] Referindo às FIG. 79B, uma região periférica da terceira pilha de LED 4043 é então gravada em cada região de pixel para expor o terceiro eletrodo transparente p 4045. A terceira pilha de LED 4043 pode ter uma forma substancialmente retangular ou quadrada, como ilustrado, mas pelo menos duas partes de depressão podem ser formadas ao longo das bordas. Além disso, como ilustrado, uma parte da depressão pode ser formada para ser maior do que outra parte da depressão.
[0654] Referindo às FIG. 79C, o terceiro eletrodo transparente exposto p 4045 é então removido, exceto por uma porção do terceiro eletrodo transparente p 4045 exposto em uma parte de depressão relativamente grande, para assim expor a superfície superior da segunda pilha de LED 4033. A superfície superior da segunda pilha de LED 4033 é exposta em torno da terceira pilha de LED 4043 e também é exposta em outra parte da depressão. Uma região na qual o terceiro eletrodo transparente p 4045 está exposto e uma região na qual a segunda pilha de LED 4033 está exposta são formadas na parte de depressão relativamente grande.
[0655] Referindo às FIG. 79D, a segunda pilha de LED 4033 exposta na região restante é removida, exceto a segunda pilha de LED 4033 formada em uma parte de depressão relativamente pequena para assim expor o segundo eletrodo transparente p 4035. O segundo eletrodo transparente p é exposto em torno da terceira pilha de LED 4043 e o segundo eletrodo transparente p 4035 também é exposto na parte de depressão relativamente grande.
[0656] Referindo às FIG. 79E, o segundo eletrodo transparente p 4035 exposto ao redor da segunda pilha de LED 4043 é então removido, exceto o segundo eletrodo transparente p 4035 exposto na parte de depressão relativamente grande, para assim expor a superfície superior da primeira pilha de LED 4023.
[0657] Referindo às FIG. 79F, a primeira pilha de LED 4023 exposta em torno da terceira pilha de LED 4043 continua a ser removida e a primeira camada de isolamento 4027 é removida para, desse modo, expor o eletrodo refletor 4025. Por conseguinte, o eletrodo refletor 4025 é exposto em torno da terceira pilha de LED 4043. O eletrodo refletor exposto 4025 é padronizado de modo a ter substancialmente uma forma alongada na direção vertical para formar assim uma linha de interconexão linear. O eletrodo refletor padronizado 4025 é disposto sobre a pluralidade de regiões de pixel na direção vertical e é espaçado de um pixel vizinho na direção horizontal.
[0658] Na modalidade exemplificativa ilustrada, é descrito que o eletrodo refletor 4025 é modelado após a remoção da primeira pilha de LED 4023, mas o eletrodo refletor 4025 também pode ser formado antecipadamente para ter a forma padronizada quando o eletrodo refletor 4025 é formado no substrato 4021. Neste caso, não é necessário padronizar o eletrodo refletor 4025 após remover a primeira pilha de LED 4023.
[0659] Ao padronizar o eletrodo refletor 4025, a segunda camada de isolamento 4028 pode ser exposta. A linha de interconexão 4029 é disposta para ser perpendicular ao eletrodo refletor 4025 e é isolada do eletrodo refletor 4025 pela segunda camada de isolamento 4028.
[0660] Referindo às FIG. 79G, a camada de isolamento inferior 4061 (FIGS. 83 e 84) cobrindo os pixels é então formada. A camada de isolamento inferior 4061 cobre o eletrodo refletor 4025 e cobre as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043. Além disso, a camada de isolamento inferior 4061 pode cobrir pelo menos parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 4043. Em um caso em que a camada de isolamento inferior 4061 é uma camada transparente como SiO2, a camada de isolamento inferior 4061 também pode cobrir substancialmente a totalidade da superfície superior da terceira pilha de LED 4043. Alternativamente, a camada de isolamento inferior 4061 também pode incluir uma camada refletora ou uma camada de absorção de luz e, neste caso, a camada de isolamento inferior 4061 expõe pelo menos parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 4043, para que a luz seja emitida para o exterior.
[0661] A camada de isolamento inferior 4061 pode ter uma abertura 4061a expondo a terceira pilha de LED 4043, uma abertura 4061b expondo a segunda pilha de LED 4033, uma abertura 4061c expondo o terceiro eletrodo transparente p 4045, uma abertura 4061d expondo o segundo eletrodo transparente p 4035 e uma abertura 4061e expondo o eletrodo refletor 4025. Uma ou várias aberturas 4061e que expõem o eletrodo refletor 4025 podem ser formadas.
[0662] Referindo à FIG. 79H, as linhas de interconexão 4071 e 4073 e os conectores 4071a, 4073a e 77ab são então formados por uma técnica de elevação. As linhas de interconexão 4071 e 4073 são isoladas do eletrodo refletor 4025 pela camada de isolamento inferior 4061. O conector 4071a conecta eletricamente a terceira pilha de LED 4043 à linha de interconexão 4071 e o conector 4073a conecta a segunda pilha de LED 4033 à linha de interconexão 4073. O conector 77ab conecta eletricamente o terceiro eletrodo transparente p 4045 e o segundo eletrodo transparente p 4035 ao primeiro eletrodo refletor do tipo p 4025.
[0663] As linhas de interconexão 4071 e 4073 podem ser dispostas para serem substancialmente perpendiculares ao eletrodo refletor 4025 e podem conectar a pluralidade de pixels entre si.
[0664] Em seguida, a camada de isolamento superior 4081 (FIGS. 83 e 84) cobre as linhas de interconexão 4071 e 4073 e os conectores 4071a, 4073a e 4077ab. A camada de isolamento superior 4081 também pode cobrir substancialmente a totalidade da superfície superior da terceira pilha de LED 4043. A camada de isolamento superior 4081 pode ser formada por, por exemplo, filme de óxido de silício ou filme de nitreto de silício, e também pode incluir um refletor de Bragg de distribuição. Além disso, a camada de isolamento superior 4081 pode incluir um filme de isolamento transparente e uma camada de metal refletora, ou uma camada refletora orgânica de uma estrutura de multicamadas sobre a mesma para refletir a luz, ou pode incluir uma camada de absorção de luz, como epóxi à base de preto, para assim proteger a luz.
[0665] Em um caso em que a camada de isolamento superior 4081 reflete ou protege a luz, para emitir luz para o exterior, é necessário expor pelo menos parcialmente a superfície superior da terceira pilha de LED 4043. Enquanto isso, para permitir uma conexão elétrica do lado de fora, a camada de isolamento superior 4081 é parcialmente removida para, assim, expor parcialmente as linhas de interconexão 4071, 4073 e 4075. Além disso, a camada de isolamento superior 4081 também pode ser omitida.
[0666] À medida que a camada de isolamento superior 4081 é formada, a região de pixel ilustrada na FIG. 76 é fornecida. Além disso, como mostrado na FIG. 75, a pluralidade de pixels pode ser formada no substrato de suporte 4051, e esses pixels podem ser conectados um ao outro pelo primeiro eletrodo refletor do tipo p 4025 e pelas linhas de interconexão 4071, 4073 e 4075, e podem ser acionados em um matriz passiva.
[0667] Na modalidade exemplificativa ilustrada, o método para fabricar o dispositivo de exibição que pode ser acionado da maneira da matriz passiva é descrito, mas os conceitos inventivos não são limitados a isso, e um dispositivo de exibição incluindo a pilha de diodos emissores de luz ilustrada na FIG. 72 pode ser configurada para ser acionada de várias maneiras.
[0668] Por exemplo, é descrito que as linhas de interconexão
4071 e 4073 são formadas juntas na camada de isolamento inferior 4061, mas a linha de interconexão 4071 pode ser formada na camada de isolamento inferior 4061 e a linha de interconexão 4073 também pode ser formada na camada de isolamento superior camada 4081.
[0669] Enquanto isso, a FIG. 72, é descrito que o eletrodo refletor 4025, o segundo eletrodo transparente p 4035 e o terceiro eletrodo transparente p 4045 estão em contato ôhmico com as segundas camadas semicondutoras de tipo de condutividade 4023b, 4033b e 4043b da primeira pilha de LED 4023, a segunda pilha de LED 4033 e a terceira pilha de LED 4043, respectivamente, e é descrito que o eletrodo ôhmico 4026 está em contato ôhmico com a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a da primeira pilha de LED 4023, mas a camada em contato ôhmico não é fornecida separadamente para as primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 4033a e 4033b da segunda pilha de LED 4033 e a terceira pilha de LED
4043. Quando o tamanho de um pixel é tão pequeno quanto 200 micrômetros ou menos, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, não há dificuldade na dispersão da corrente, mesmo em um caso em que uma camada em contato ôhmico separada não seja formada nas primeiras camadas semicondutoras de tipo de condutividade 4033a e 4043a, que são do tipo n. No entanto, para dispersão de corrente, as camadas transparentes de eletrodo podem ser dispostas nas camadas semicondutoras do tipo n da segunda e terceira pilhas de LED 4033 e 4043.
[0670] De acordo com modalidades exemplificativas, a pluralidade de pixels pode ser formada em um nível de wafer usando a pilha de diodos emissores de luz 4000 para uma exibição e, portanto, as etapas de montagem individual dos diodos emissores de luz podem ser evitadas. Além disso, uma vez que a pilha de diodos emissores de luz tem uma estrutura que a primeira à terceira pilhas de LED 4023, 4033 e 4043 são empilhadas verticalmente, uma área do subpixel pode ser protegida dentro de uma área limitada de pixels. Além disso, como a luz gerada na primeira pilha de LED 4023, na segunda pilha de LED 4033 e na terceira pilha de LED 4043 é transmitida através dessas pilhas de LED e emitida para o exterior, é possível reduzir a perda de luz.
[0671] No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a isso, e também podem ser fornecidos dispositivos emissores de luz nos quais os respectivos pixels são separados, e esses dispositivos emissores de luz são montados individualmente em uma placa de circuito, possibilitando assim fornecer o dispositivo de exibição.
[0672] Além disso, é descrito que o eletrodo ôhmico 4026 é formado na primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a adjacente à segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4023b, mas o eletrodo ôhmico 4026 também pode ser formado na superfície da primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 4023a oposto à segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 4023b. Neste caso, a terceira pilha de LED 4043 e a segunda pilha de LED 4033 são padronizadas para expor o eletrodo ôhmico 4026 e, em vez da linha de interconexão 4029, é fornecida uma linha de interconexão separada que conecta o eletrodo ôhmico 4026 à placa de circuito.
[0673] A FIG. 80 é uma vista em seção transversal de uma estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0674] Referindo às FIG. 80, uma estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, inclui uma pluralidade de pilhas epitaxiais empilhadas sequencialmente. Uma pluralidade de pilhas epitaxiais é fornecida no substrato 5010.
[0675] O substrato 5010 tem uma forma substancialmente de placa tendo uma superfície superior e uma superfície inferior.
[0676] Uma pluralidade de pilhas epitaxiais pode ser montada na superfície superior do substrato 5010, e o substrato 5010 pode ser fornecido de várias formas. O substrato 5010 pode ser formado por um material de isolamento. Exemplos do material do substrato 5010 incluem vidro, quartzo, silício, polímero orgânico, compósito orgânico/inorgânico ou outros. No entanto, o material do substrato 5010 não é limitado a ele e não é particularmente limitado desde que tenha uma propriedade de isolamento. Em uma modalidade exemplificativa, o substrato 5010 pode ainda incluir uma parte de fiação que pode fornecer um sinal emissor de luz e uma voltagem comum para as respectivas pilhas epitaxiais. Em uma modalidade exemplificativa, além da parte de fiação, o substrato 5010 pode ainda incluir um elemento de acionamento incluindo um transistor de filme fino, caso em que as respectivas pilhas epitaxiais podem ser acionadas no tipo de matriz ativa. Para este fim, o substrato 5010 pode ser fornecido como uma placa de circuito impresso 5010 ou como um substrato composto com uma parte de fiação e/ou um elemento de acionamento formado em vidro, silício, quartzo, polímero orgânico ou compósito orgânico/inorgânico.
[0677] Uma pluralidade de pilhas epitaxiais é empilhada sequencialmente em uma superfície superior do substrato 5010 e emitem luz respectivamente.
[0678] Em uma modalidade exemplificativa, duas ou mais pilhas epitaxiais podem ser fornecidas, cada uma emitindo luz de diferentes faixas de comprimento de onda uma da outra. Ou seja, uma pluralidade de pilhas epitaxiais pode ser fornecida, respectivamente, tendo diferentes faixas de energia uma da outra. Em uma modalidade exemplificativa, a pilha epitaxial no substrato 5010 é ilustrada como sendo fornecida com três camadas empilhadas sequencialmente, incluindo a primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040.
[0679] Cada uma das pilhas epitaxiais pode emitir uma luz colorida de uma faixa de luz visível de várias faixas de comprimento de onda. A luz emitida pela pilha epitaxial mais baixa é uma luz colorida do comprimento de onda mais longo com a menor faixa de energia, e o comprimento de onda da luz colorida emitida é mais curto na ordem dos lados inferior para superior. A luz emitida pela pilha epitaxial disposta no topo é uma luz colorida com o menor comprimento de onda e a maior faixa de energia. Por exemplo, a primeira pilha epitaxial 5020 pode emitir a primeira luz de cor L1, a segunda pilha epitaxial 5030 pode emitir a segunda luz de cor L2 e a terceira pilha epitaxial 5040 pode emitir a terceira luz de cor L3. A primeira à terceira luz de cor L1, L2 e L3 corresponde a uma luz de cor diferente uma da outra, e a primeira à terceira luz de cor L1, L2 e L3 pode ser luz de cor de diferentes faixas de comprimento de onda umas das outras que têm comprimentos de onda que diminuem sequencialmente. Ou seja, a primeira a terceira luz de cor L1, L2 e L3 podem ter diferentes faixas de comprimento de onda uma da outra e a luz de cor pode ser uma faixa de comprimento de onda mais curta de uma energia mais alta, na ordem da primeira luz de cor L1 à terceira cor da luz L3. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a isso e, quando a estrutura empilhada emissora de luz inclui micro LEDs, a pilha epitaxial mais baixa pode emitir uma cor de luz com qualquer faixa de energia, e as pilhas epitaxiais dispostas nela podem emitir uma cor de luz tendo diferentes banda de energia que a da pilha epitaxial mais baixa devido ao pequeno fator de forma dos micro LEDs.
[0680] Na modalidade exemplificativa, a primeira luz de cor L1 pode ser luz vermelha, a segunda luz de cor L2 pode ser luz verde e a terceira luz de cor L3 pode ser luz azul, por exemplo.
[0681] Cada uma das pilhas epitaxiais emite luz para uma direção frontal do substrato 5010. Em particular, a luz emitida por uma pilha epitaxial é passada através de outra pilha epitaxial localizada no caminho da luz e viaja para a direção frontal. A direção frontal pode corresponder a uma direção ao longo da qual a primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 são empilhadas.
[0682] Daqui em diante, além da direção frontal e da direção traseira mencionada acima, a direção "frontal" do substrato 5010 será denominada direção "superior" e a direção "traseira" do substrato 5010 será denominada direção "inferior". Obviamente, os termos "superior" ou "inferior" se referem a direções relativas, que podem variar de acordo com a localização e a direção da estrutura empilhada emissora de luz.
[0683] Cada uma das pilhas epitaxiais emite luz na direção superior, e cada uma das pilhas epitaxiais transmite a maior parte da luz emitida pelas pilhas epitaxiais subjacentes. Em particular, a luz emitida a partir da primeira pilha epitaxial 5020 passa através da segunda pilha epitaxial 5030 e da terceira pilha epitaxial 5040 e viaja para a direção frontal, e a luz emitida da segunda pilha epitaxial 5030 passa pela terceira pilha epitaxial 5030 e viaja para a direção frontal. Para este fim, pelo menos algumas, ou desejavelmente, todas as pilhas epitaxiais diferentes da pilha epitaxial mais baixa podem incluir um material opticamente transmissor. Como aqui usado, o material sendo "opticamente transmissor" não inclui apenas um material transparente que transmite toda a luz, mas também um material que transmite luz com um comprimento de onda predeterminado ou transmite uma porção de luz com um comprimento de onda predeterminado. Em uma modalidade exemplificativa, cada uma das pilhas epitaxiais pode transmitir cerca de 60% ou mais da luz emitida a partir da pilha epitaxial disposta nela, ou cerca de 80% ou mais em outra modalidade exemplificativa, ou cerca de 90% ou mais em ainda outra modalidade exemplificativa.
[0684] Na estrutura empilhada emissora de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa, as linhas de sinal para aplicar sinais emissores às respectivas pilhas epitaxiais são conectadas independentemente e, portanto, as respectivas pilhas epitaxiais podem ser acionadas independentemente e a estrutura empilhada emissora de luz pode implementar várias cores de acordo com se a luz é emitida a partir de cada uma das pilhas epitaxiais. Além disso, as pilhas epitaxiais para emitir luz de diferentes comprimentos de onda são sobrepostas verticalmente umas sobre as outras e, portanto, podem ser formadas em uma área estreita.
[0685] As FIGS. 81A e 81B são vistas em seção transversal que ilustram uma estrutura empilhada emissora de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0686] Referindo às FIG. 81A, em uma estrutura empilhada emissora de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa, cada uma das primeira a terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 pode ser fornecida em um substrato 5010 via uma camada adesiva ou uma camada tampão interposta entre elas.
[0687] A camada adesiva 5061 adere ao substrato 5010 e a primeira pilha epitaxial 5020 no substrato 5010. A camada adesiva 5061 pode incluir um material condutor ou não condutor. A camada adesiva 5061 pode ter condutividade em algumas áreas, quando precisa ser conectada eletricamente ao substrato 5010 fornecido a seguir. A camada adesiva 5061 pode incluir um material transparente ou opaco. Em uma modalidade exemplificativa, quando o substrato 5010 é fornecido com um material opaco e tem uma parte de fiação ou semelhante formada nela, a camada adesiva 5061 pode incluir um material opaco, por exemplo, um material absorvente de luz. Para o material absorvente de luz que forma a camada adesiva 5061, vários adesivos poliméricos podem ser utilizados, incluindo, por exemplo, um adesivo polimérico à base de epóxi.
[0688] A camada tampão atua como um componente para aderir duas camadas adjacentes uma da outra, enquanto também serve para aliviar o estresse ou o impacto entre duas camadas adjacentes. A camada tampão é fornecida entre duas pilhas epitaxiais adjacentes para aderir as duas pilhas epitaxiais adjacentes juntas, enquanto também serve para aliviar o estresse ou o impacto que pode afetar as duas pilhas epitaxiais adjacentes.
[0689] A camada tampão inclui a primeira e a segunda camadas 5063 e 5065. A primeira camada tampão 5063 pode ser fornecida entre a primeira e a segunda pilhas epitaxiais 5020 e 5030, e uma segunda camada tampão 5065 pode ser fornecida entre a segunda e a terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040.
[0690] A camada tampão inclui um material capaz de aliviar o estresse ou o impacto, por exemplo, um material que é capaz de absorver o estresse ou o impacto quando há estresse ou impacto do lado de fora. A camada tampão pode ter uma certa elasticidade para esta finalidade. A camada tampão também pode incluir um material tendo uma força adesiva. Além disso, a primeira e a segunda camadas de tampão 5063 e 5065 podem incluir um material não condutor e um material opticamente transmissor. Por exemplo, um adesivo opticamente claro pode ser usado para a primeira e a segunda camadas de tampão 5063 e 5065.
[0691] O material para formar a primeira e a segunda camadas de tampão 5063 e 5065 não é particularmente limitado desde que seja opticamente transparente e seja capaz de amortecer o estresse ou o impacto ao conectar cada uma das pilhas epitaxiais de forma estável. Por exemplo, as primeira e segunda camadas de tampão 5063 e 5065 podem ser formadas de um material orgânico, incluindo um polímero à base de epóxi, como SU-8, várias resistências, parileno, poli (metacrilato de metila) (PMMA), benzociclociclobuteno (BCB), spin-on-glass (SOG), ou outros, e material inorgânico, como óxido de silício, óxido de alumínio ou semelhantes. Se necessário, um óxido condutor também pode ser usado como uma camada tampão, caso em que o óxido condutor deve ser isolado de outros componentes. Quando um material orgânico é usado como camada tampão, o material orgânico pode ser aplicado à superfície adesiva e depois colado a uma alta temperatura e uma alta pressão no estado de vácuo. Quando um material inorgânico é usado como camada tampão, o material inorgânico pode ser depositado na superfície adesiva e depois planarizado por planarização químico-mecânica (CMP) ou semelhante, após o qual a superfície é submetida ao tratamento com plasma e depois colada por ligação sob alto vácuo.
[0692] Referindo às FIG. 81B, cada uma das primeira e segunda camadas de tampão 5063 e 5065 pode incluir uma camada de melhoria de adesão 5063a ou 5065a para aderir duas pilhas epitaxiais adjacentes uma à outra e uma camada de absorção de choque 5063b ou 5065b para aliviar o estresse ou impacto entre as duas pilhas epitaxiais adjacentes.
[0693] A camada de absorção de choque 5063b e 5065b entre duas pilhas epitaxiais adjacentes desempenha um papel de absorção de estresse ou impacto quando pelo menos uma das duas pilhas epitaxiais adjacentes é exposta a estresse ou impacto.
[0694] O material que forma a camada de absorção de choque 5063b e 5065b pode incluir, mas não está limitado a, óxido de silício, nitreto de silício, óxido de alumínio ou outros. Em uma modalidade exemplificativa, a camada de absorção de choque 5063b e 5065b pode incluir óxido de silício.
[0695] Em uma modalidade exemplificativa, além da absorção de voltagem ou impacto, a camada de absorção de choque 5063b e 5065b pode ter uma força de adesão predeterminada para aderir a duas pilhas epitaxiais adjacentes. Em particular, a camada de absorção de choque 5063b e 5065b pode incluir um material com energia superficial semelhante ou equivalente à energia superficial da pilha epitaxial para facilitar a adesão à pilha epitaxial. Por exemplo, quando a superfície da pilha epitaxial é conferida com hidrofilicidade por meio de um tratamento a plasma ou outros, um material hidrofílico, como óxido de silício, pode ser usado como a camada de absorção de choque, a fim de melhorar a adesão à pilha epitaxial hidrofílica.
[0696] A camada 5063a ou 5065a para melhorar a adesão serve para aderir firmemente duas pilhas epitaxiais adjacentes. Exemplos do material para formar a camada 5063a ou 5065a para melhorar a adesão incluem, mas não se limitam a, polímeros à base de epóxi, como SOG, SU-8, várias resistências, parileno,
poli (metacrilato de metila) (PMMA), benzociclociclobeno (BCB) ou outros. Em uma modalidade exemplificativa, a camada 5063a ou 5065a de aprimoramento da adesão pode incluir SOG.
[0697] Em uma modalidade exemplificativa, a primeira camada tampão 5063 pode incluir uma primeira camada 5063a de melhoria da adesão e uma primeira camada 5063b de absorção de choque, e a segunda camada 5065b de amortecimento e a segunda camada de tampão 5065b pode incluir uma segunda camada de melhoria da adesão 5065a e uma segunda camada de absorção de choque 5065b. Em uma modalidade exemplificativa, cada camada de melhoria de adesão e a camada de absorção de choque podem ser fornecidas como uma camada, mas não estão limitadas a ela, e em outra modalidade exemplificativa, cada camada de melhoria de adesão e a camada de absorção de choque podem ser fornecidas como uma pluralidade de camadas.
[0698] Em uma modalidade exemplificativa, a ordem de empilhamento da camada de melhoria de adesão e da camada de absorção de choque pode ser alterada de várias formas. Por exemplo, a camada de absorção de choque pode ser empilhada na camada de melhoria da adesão ou, inversamente, a camada de melhoria da adesão pode ser empilhada na camada de absorção de choque. Além disso, a ordem de empilhamento da camada de melhoria da adesão e da camada de absorção de choque na primeira camada tampão 5063 e na segunda camada tampão 5065 pode ser diferente. Por exemplo, na primeira camada tampão 5063, a primeira camada de absorção de choque 5063b e a primeira camada de aprimoramento de adesão 5063a podem ser empilhadas sequencialmente, enquanto na segunda camada tampão 5065, a primeira camada de aprimoramento de adesão 5065a e a segunda camada de absorção de choque 5065b podem ser empilhadas sequencialmente. A FIG. 81B mostra uma modalidade exemplificativa em que a primeira camada de absorção de choque 5063b é empilhada na primeira camada de melhoria de adesão 5063a na primeira camada tampão 5063, e a segunda camada de absorção de choque 5065b são empilhadas na segunda camada de absorção de choque 5065a na segunda camada de tampão 5065.
[0699] Em uma modalidade exemplificativa, as espessuras da primeira camada tampão 5063 e da segunda camada tampão 5065 podem ser substancialmente iguais umas às outras ou diferentes umas das outras. As espessuras da primeira camada tampão 5063 e da segunda camada tampão 5065 podem ser determinadas em consideração à quantidade de impacto nas pilhas epitaxiais no processo de empilhamento das pilhas epitaxiais. Em uma modalidade exemplificativa, a espessura da primeira camada tampão 5063 pode ser maior que a espessura da segunda camada tampão 5065. Em particular, a espessura da primeira camada de absorção de choque 5063b na primeira camada de tampão 5063 pode ser maior que a espessura da segunda camada de absorção de choque 5065b na segunda camada de tampão 5065.
[0700] A estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser fabricada através de um processo no qual a primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 são empilhadas sequencialmente e, consequentemente, a segunda pilha epitaxial 5030 é empilhada após a primeira pilha epitaxial 5020 é empilhada e a terceira pilha epitaxial 5040 é empilhada depois que a primeira e a segunda pilhas epitaxiais 5020 e 5030 são empilhadas. Por conseguinte, a quantidade de voltagem ou impacto que pode ser aplicada à primeira pilha epitaxial 5020 durante um processo é maior que a quantidade de voltagem ou impacto que pode ser aplicada à segunda pilha epitaxial 5030 e com uma frequência aumentada. Em particular, uma vez que a segunda pilha epitaxial 5030 é empilhada em um estado em que a pilha tem uma espessura rasa, a segunda pilha epitaxial 5030 é submetida a uma quantidade maior de voltagem ou impacto do que a voltagem ou impacto exercido na terceira pilha epitaxial 5040 que é empilhada na pilha subjacente de uma espessura relativamente maior. Em uma modalidade exemplificativa, a espessura da primeira camada tampão 5063 é maior que a espessura da segunda camada tampão 5065 para compensar a diferença de voltagem ou impacto mencionada acima.
[0701] A FIG. 82 é uma vista em seção transversal de uma estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0702] Referindo às FIG. 82, cada uma das primeira a terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 pode ser fornecida no substrato 5010 através da camada adesiva 5061 e a primeira e a segunda camadas tampão 5063 e 5065 interpostas entre elas.
[0703] Cada uma das primeira a terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 inclui camadas semicondutoras do tipo p 5025, 5035 e 5045, camadas ativas 5023, 5033 e 5043 e camadas semicondutoras do tipo n 5021, 5031 e 5041, que são dispostas sequencialmente.
[0704] A camada semicondutora do tipo p 5025, a camada ativa 5023 e a camada semicondutora do tipo n 5021 da primeira pilha epitaxial 5020 podem incluir um material semicondutor que emite luz vermelha.
[0705] Exemplos de um material semicondutor que emite luz vermelha podem incluir arseneto de alumínio e gálio (AlGaAs), fosfeto de arseneto de gálio (GaAsP), fosfeto de alumínio e índio e gálio (AlGaInP), fosfeto de gálio (GaP) ou outros. No entanto, o material semicondutor que emite luz vermelha não está limitado a este e vários outros materiais podem ser utilizados.
[0706] Um primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p pode ser fornecido sob a camada semicondutora do tipo p 5025 da primeira pilha epitaxial 5020. O primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p da primeira pilha epitaxial 5020 pode ser uma única camada ou um metal multicamada. Por exemplo, o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p pode incluir vários materiais, incluindo metais como Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Ti, Sn, Ni, Cr, W, Cu ou outros ou suas ligas. O primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p pode incluir metal com alta refletividade e, portanto, uma vez que o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p é formado de metal com alta refletividade, é possível aumentar a eficiência de emissão da luz emitida pelo primeira pilha epitaxial 5020 na direção superior.
[0707] Um primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n pode ser fornecido em uma porção superior da camada semicondutora do tipo n da primeira pilha epitaxial 5020. O primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n da primeira pilha epitaxial 5020 pode ser uma única camada ou um metal multicamada. Por exemplo, o primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n pode ser formado de vários materiais, incluindo metais como Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Ti, Sn, Ni, Cr, W, Cu ou outros ou ligas dos mesmos. No entanto, o material do primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n não está limitado aos mencionados acima e, portanto, outros materiais condutores podem ser utilizados.
[0708] A segunda pilha epitaxial 5030 inclui uma camada semicondutora do tipo n 5031, uma camada ativa 5033 e uma camada semicondutora do tipo p 5035, que são dispostas sequencialmente. A camada semicondutora do tipo n 5031, a camada ativa 5033 e a camada semicondutora do tipo p 5035 podem incluir um material semicondutor que emite luz verde. Exemplos de materiais para emitir luz verde incluem nitreto de gálio (AlGaInP) e fosfeto de alumínio e gálio (GaP), fosfeto de alumínio e índio e gálio (AlGaInP), e fosfeto de alumínio e gálio (AlGaP). No entanto, o material semicondutor que emite luz verde não está limitado a estes e vários outros materiais podem ser utilizados.
[0709] Um segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p é fornecido sob a camada semicondutora do tipo p 5035 da segunda pilha epitaxial 5030. O segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p é fornecido entre a primeira pilha epitaxial 5020 e a segunda pilha epitaxial 5030, ou especificamente, entre a primeira camada tampão 5063 e a segunda pilha epitaxial 5030.
[0710] Cada um dos segundos eletrodos de contato do tipo p 5035p pode incluir um óxido condutor transparente (TCO). O óxido condutor transparente pode incluir óxido de estanho (SnO), óxido de índio (InO2), óxido de zinco (ZnO), óxido de índio e estanho (ITO), óxido de índio e estanho (ITZO) ou outros. O composto condutor transparente pode ser depositado pela deposição química de vapor (CVD), a deposição física de vapor (PVD), como um evaporador, uma pulverização ou outros. O segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p pode ser fornecido com uma espessura suficiente para servir como uma rolha de gravura no processo de fabricação a ser descrito abaixo, por exemplo, com uma espessura de cerca de 5001 angstroms a cerca de 2 micrômetros, na medida em que a transparência é satisfeita.
[0711] A terceira pilha epitaxial 5040 inclui uma camada semicondutora do tipo p 5045, uma camada ativa 5043 e uma camada semicondutora do tipo n 5041, que são dispostas sequencialmente. A camada semicondutora do tipo p 5045, a camada ativa 5043 e a camada semicondutora do tipo n 5041 podem incluir um material semicondutor que emite luz azul. Os exemplos dos materiais que emitem luz azul podem incluir nitreto de gálio (GaN), nitreto de índio e gálio (InGaN), seleneto de zinco (ZnSe) ou outros. No entanto, o material semicondutor que emite luz azul não está limitado a estes e vários outros materiais podem ser utilizados.
[0712] Um terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p 5045p é fornecido sob a camada semicondutora do tipo p 5045 da terceira pilha epitaxial 5040. O terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p 5045p é fornecido entre a segunda pilha epitaxial 5030 e a terceira pilha epitaxial 5040, ou especificamente, entre a segunda camada tampão 5065 e a terceira pilha epitaxial 5040.
[0713] O segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p e o terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p 5045p entre a camada semicondutora do tipo p 5035 da segunda pilha epitaxial 5030 e a camada semicondutora do tipo p 5045 da terceira pilha epitaxial 5040 são eletrodos compartilhados pela segunda pilha epitaxial 5030 e pela terceira pilha epitaxial 5040.
[0714] Uma vez que o segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p e o terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p 5045p estão pelo menos parcialmente em contato um com o outro e fisicamente e eletricamente conectados um ao outro, quando um sinal é aplicado a pelo menos uma porção do segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p ou o terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p 5045p, o mesmo sinal pode ser aplicado à camada semicondutora do tipo p 5035 da segunda pilha epitaxial 5030 e à camada semicondutora do tipo p 5045 da terceira pilha epitaxial 5040 ao mesmo tempo. Por exemplo, quando uma voltagem comum é aplicada a um dos segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p e ao terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p 5045p, a voltagem comum é aplicada às camadas semicondutoras do tipo p de cada uma das segunda e terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040 através do segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p e do terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p.
[0715] Na modalidade exemplificativa ilustrada, embora as camadas semicondutoras do tipo n 5021, 5031 e 5041 e as camadas semicondutoras do tipo p 5025, 5035 e 5045 da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 sejam mostradas como uma camada única, essas camadas podem ser multicamadas e também podem incluir camadas de superestrutura. Além disso, as camadas ativas 5023, 5033 e 5043 da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 podem incluir uma única estrutura de poço quântico ou uma estrutura de poço multiquântico.
[0716] Em uma modalidade exemplificativa, o segundo e o terceiro eletrodos de contato do tipo p 5035p e 5045p, que são eletrodos compartilhados, cobrem substancialmente a segunda e a terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040. O segundo e o terceiro eletrodos de contato do tipo p 5035p e 5045p podem incluir um material condutor transparente para transmitir luz a partir da pilha epitaxial abaixo. Por exemplo, cada um dos segundo e terceiro eletrodos de contato do tipo p 5035p e 5045p pode incluir um óxido condutor transparente (TCO). O óxido condutor transparente pode incluir óxido de estanho (SnO), óxido de índio (InO2), óxido de zinco (ZnO), óxido de índio e estanho (ITO), óxido de índio e estanho (ITZO) ou outros. O composto condutor transparente pode ser depositado pela deposição química de vapor (CVD), a deposição física de vapor (PVD), como um evaporador, uma pulverização ou outros. Os segundo e terceiro eletrodos de contato do tipo p 5035p e 5045p podem ser fornecidos com uma espessura suficiente para servir como uma rolha de gravura no processo de fabricação a ser descrito abaixo, por exemplo, com uma espessura de cerca de 5001 angstroms a cerca de 2 micrômetros para a medida em que a transparência seja satisfeita.
[0717] Em uma modalidade exemplificativa, linhas comuns podem ser conectadas ao primeiro ao terceiro eletrodos de contato do tipo p 5025p, 5035p e 5045p. Nesse caso, a linha comum é uma linha na qual a voltagem comum é aplicada. Além disso, as linhas do sinal emissor de luz podem ser conectadas às camadas 5021, 5031 e 5041 de semicondutores do tipo n da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, respectivamente. Uma voltagem comum SC é aplicada ao primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p, ao segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p e ao terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p 5045p através da linha comum, e o sinal emissor de luz é aplicado à camada semicondutora de tipo n 5021 da primeira pilha epitaxial 5020, camada semicondutora de tipo n 5031 da segunda pilha epitaxial 5030 e camada semicondutora de tipo n 5041 da terceira pilha epitaxial 5040 através da linha de sinal emissor de luz, controlando assim a luz emissão da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040. O sinal de emissão de luz inclui o primeiro ao terceiro sinal de emissão de luz SR, SG e SB, correspondendo à primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, respectivamente. Em uma modalidade exemplificativa, o primeiro sinal emissor de luz SR pode ser um sinal correspondente à luz vermelha, o segundo sinal emissor de luz SG pode ser um sinal correspondente à luz verde e o terceiro sinal emissor de luz SB pode ser um sinal correspondente a uma emissão de luz azul.
[0718] Na modalidade exemplificativa ilustrada descrita acima, é descrito que uma voltagem comum é aplicada às camadas 5025, 5035 e 5045 de semicondutores do tipo p da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, e o sinal emissor de luz é aplicado às camadas semicondutoras do tipo n 5021, 5031 e 5041 da primeira à terceira pilha epitaxial 5020, 5030 e 5040, mas os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Em outra modalidade exemplificativa, uma voltagem comum pode ser aplicada às camadas semicondutoras do tipo n 5021, 5031 e 5041 da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, e sinais emissores de luz podem ser aplicados às camadas semicondutoras tipo p 5025, 5035 e 5045 da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040.
[0719] Desta maneira, a primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 são acionadas de acordo com um sinal emissor de luz aplicado a cada uma das pilhas epitaxiais. Em particular, a primeira pilha epitaxial 5020 é acionada de acordo com um primeiro sinal emissor de luz SR, a segunda pilha epitaxial 5030 é acionada de acordo com um segundo sinal emissor de luz SG e a terceira pilha epitaxial 5040 é acionada de acordo com o terceiro sinal emissor de luz SB. Nesse caso, o primeiro, o segundo e o terceiro sinais de direção SR, SG e SB são aplicados de forma independente à primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 e, como resultado, cada uma da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 são acionadas independentemente. A estrutura empilhada emissora de luz pode finalmente fornecer luz de várias cores combinando a primeira para a terceira cor emitida para cima da primeira para a terceira pilha epitaxial 5020, 5030 e 5040.
[0720] A estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode implementar uma cor de uma maneira tal que porções de luz de cor diferente sejam fornecidas na região sobreposta, em vez de implementar luz de cor diferente em planos diferentes, afastadas uma da outra, proporcionando, com vantagem, compacidade e integração do elemento emissor de luz. Em um elemento emissor de luz convencional, para obter cores completas, os elementos emissores de luz que emitem cores diferentes, como luz vermelha, verde e azul, são geralmente separados um do outro em um plano, que ocuparia uma área relativamente grande como cada um dos elementos emissores de luz está disposto em um plano. No entanto, na estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, é possível obter uma cor completa em uma área notavelmente menor em comparação com o elemento emissor de luz convencional, fornecendo uma estrutura empilhada com as porções dos elementos emissores de luz que emitem luz de cor diferente se sobrepondo em uma região. Consequentemente, é possível fabricar um dispositivo de alta resolução mesmo em uma área pequena.
[0721] Além disso, a estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, reduz significativamente os defeitos que podem ocorrer durante a fabricação. Em particular, a estrutura empilhada emissora de luz pode ser fabricada empilhando na ordem da primeira à terceira pilhas epitaxiais em cujo caso a segunda pilha epitaxial é empilhada em um estado em que a primeira pilha epitaxial é empilhada e a terceira pilha epitaxial é empilhada em um estado em que a primeira e a segunda pilhas epitaxiais estão empilhadas. No entanto, como a primeira à terceira pilhas epitaxiais são fabricadas primeiro em um substrato temporário separado e, depois, empilhadas ao serem transferidas para o substrato, podem ocorrer defeitos durante a etapa de transferência para o substrato e remoção do substrato temporário, da primeira à terceira pilhas epitaxiais e outros componentes da primeira à terceira pilhas epitaxiais podem ser expostas a estresse ou impacto. No entanto, uma vez que a estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, inclui uma camada tampão, ou uma camada absorvente de estresse ou choque, entre pilhas epitaxiais adjacentes, os defeitos que podem ocorrer durante o processamento podem ser reduzidos.
[0722] Além disso, o dispositivo emissor de luz convencional possui uma estrutura complexa e, portanto, requer um processo de fabricação complicado, principalmente quando implementado como micro LEDs, que requerem a preparação separada dos respectivos como micro LEDs e a formação de contatos separados, como a conectando por linhas de interconexão ou outros, para cada um dos elementos emissores de luz. No entanto, de acordo com uma modalidade exemplificativa, a estrutura empilhada de micro LEDs é formada pelo empilhamento de várias camadas de pilhas epitaxiais sequencialmente em um único substrato 5010 e, em seguida, formando contatos nas pilhas epitaxiais de várias camadas e conectando por linhas através de um processo mínimo. Além disso, uma vez que os micro LEDs de cores individuais são fabricados e montados separadamente, apenas uma única estrutura empilhada é montada de acordo com uma modalidade exemplificativa, em vez de uma pluralidade de elementos emissores de luz. Por conseguinte, o método de fabricação é simplificado significativamente.
[0723] A estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode adicionalmente empregar vários componentes para fornecer alta pureza e luz colorida de alta eficiência. Por exemplo, uma estrutura empilhada de micro
LED, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode incluir um filtro de passagem de comprimento de onda para impedir que a luz de comprimento de onda curto prossiga em direção à pilha epitaxial que emite luz de comprimento de onda relativamente longo.
[0724] Nas seguintes modalidades exemplificativas, a fim de evitar descrições redundantes, as diferenças das modalidades exemplificativas descritas acima serão principalmente descritas.
[0725] A FIG. 83 é uma vista em seção transversal de uma estrutura empilhada emissora de luz incluindo um filtro de passagem de comprimento de onda predeterminado de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0726] Referindo às FIG. 83, um primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 pode ser fornecido entre a primeira pilha epitaxial 5020 e a segunda pilha epitaxial 5030 em uma estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0727] O primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 transmite seletivamente uma certa luz de comprimento de onda e pode transmitir uma primeira luz colorida emitida a partir da primeira pilha epitaxial 5020 enquanto bloqueia ou reflete outra luz que não a primeira luz colorida. Por conseguinte, a primeira luz colorida emitida a partir da primeira pilha epitaxial 5020 pode viajar na direção superior, enquanto a segunda e terceira luz colorida emitida a partir da segunda e terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040 são impedidas de viajar em direção à primeira pilha epitaxial 5020, e pode ser refletido ou bloqueado pelo primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071.
[0728] A segunda e a terceira luz de cor são luz de alta energia que pode ter um comprimento de onda relativamente menor que a primeira luz de cor, que pode emitir emissão de luz adicional na primeira pilha epitaxial 5020 ao entrar na primeira pilha epitaxial 5020. Em uma modalidade exemplificativa, a segunda e a terceira luz de cor podem ser impedidas de entrar na primeira pilha epitaxial 5020 pelo primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071.
[0729] Em uma modalidade exemplificativa, um segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073 pode ser fornecido entre a segunda pilha epitaxial 5030 e a terceira pilha epitaxial 5040. O segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073 transmite a primeira luz de cor e a segunda luz de cor emitida das primeira e segunda pilhas epitaxiais 5020 e 5030, enquanto bloqueia ou reflete luz diferente da primeira e segunda luz de cor. Por conseguinte, a primeira e a segunda luz de cor emitida pela primeira e segunda pilhas epitaxiais 5020 e 5030 podem viajar na direção superior, enquanto a terceira luz de cor emitida pela terceira pilha epitaxial 5040 não pode viajar em uma direção em direção à primeira e segundas pilhas epitaxiais 5020 e 5030, mas refletidas ou bloqueadas pelo segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073.
[0730] Como descrito acima, a terceira luz de cor é uma luz de energia relativamente alta, com um comprimento de onda menor que a primeira e a segunda luz de cor e, ao entrar na primeira e na segunda pilhas epitaxiais 5020 e 5030, a terceira luz de cor pode induzir emissão adicional na primeira e segunda pilhas epitaxiais 5020 e 5030. Em uma modalidade exemplificativa, o segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073 impede que a terceira luz entre na primeira e na segunda pilhas epitaxiais 5020 e 5030.
[0731] O primeiro e o segundo filtros de passagem de comprimento de onda 5071 e 5073 podem ser formados em várias formas e podem ser formados por filmes isolantes empilhados alternadamente com diferentes índices de refração. Por exemplo, o comprimento de onda da luz transmitida pode ser determinado empilhando alternadamente SiO2 e TiO2 e ajustando a espessura e o número de empilhamento de SiO2 e TiO2. Os filmes de isolamento com diferentes índices de refração podem incluir SiO2, TiO2, HfO2, Nb2O5, ZrO2, Ta2O5 ou outros.
[0732] Quando o primeiro e o segundo filtros de passagem de comprimento de onda 5071 e 5073 são formados pelo empilhamento de filmes isolantes inorgânicos com diferentes índices de refração um do outro, defeitos devido a estresse ou impacto durante o processo de fabricação, por exemplo, descascamento ou rachaduras podem ocorrer. No entanto, de acordo com uma modalidade exemplificativa, esses defeitos podem ser significativamente reduzidos fornecendo uma camada tampão para aliviar o impacto.
[0733] A estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode adicionalmente empregar vários componentes para fornecer luz uniforme de alta eficiência. Por exemplo, uma estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ter várias irregularidades (ou superfície rugosa) na superfície de saída de luz. Por exemplo, uma estrutura empilhada emissora de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ter irregularidades formadas na superfície superior de pelo menos uma camada semicondutora do tipo n da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040.
[0734] Em uma modalidade exemplificativa, as irregularidades de cada uma das pilhas epitaxiais podem ser formadas seletivamente. Por exemplo, irregularidades podem ser fornecidas na primeira pilha epitaxial 5020, irregularidades podem ser fornecidas na primeira e terceira pilhas epitaxiais 5020 e 5040, ou irregularidades podem ser fornecidas na primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040. As irregularidades de cada uma das pilhas epitaxiais podem ser fornecidas em uma camada semicondutora do tipo n correspondente à superfície de emissão de cada uma das pilhas epitaxiais.
[0735] As irregularidades são fornecidas para aumentar a eficiência da emissão de luz e podem ser fornecidas de várias formas, como uma pirâmide poligonal, um hemisfério ou planos com uma rugosidade da superfície em um arranjo aleatório. As irregularidades podem ser texturizadas através de vários processos de gravação ou usando um substrato de safira padronizada.
[0736] Em uma modalidade exemplificativa, a primeira à terceira luz colorida da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 podem ter intensidades de luz diferentes, e essa diferença na intensidade pode levar a diferenças na visibilidade. A eficiência da emissão de luz pode ser melhorada através da formação seletiva de irregularidades na superfície de saída de luz da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, o que resulta na redução das diferenças de visibilidade entre a primeira e a terceira luz colorida. A luz da cor correspondente à cor vermelha e/ou azul pode ter menor visibilidade do que a cor verde; nesse caso, a primeira pilha epitaxial 5020 e/ou a terceira pilha epitaxial 5040 podem ser texturizadas para diminuir a diferença de visibilidade. Em particular, quando a pilha mais baixa das emissoras de luz emite luz vermelha, a intensidade da luz pode ser pequena. Como tal, a eficiência luminosa pode ser aumentada através da formação de irregularidades na sua superfície superior.
[0737] A estrutura empilhada emissora de luz com a estrutura descrita acima é um elemento emissor de luz capaz de expressar várias cores e, portanto, pode ser empregado como um pixel em um dispositivo de exibição. Na modalidade exemplificativa a seguir, um dispositivo de exibição será descrito como incluindo a estrutura empilhada emissora de luz de acordo com modalidades exemplificativas.
[0738] A FIG. 84 é uma vista plana de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a FIG. 85 é uma vista plana ampliada que ilustra uma porção P1 da FIG.
84.
[0739] Referindo às FIGS. 84 e 85, um dispositivo de exibição 5110 de acordo com uma modalidade exemplificativa pode exibir qualquer informação visual, texto, vídeo, fotografias, imagem bidimensional ou tridimensional, ou outros.
[0740] O dispositivo de exibição 5110 pode ser fornecido em várias formas, incluindo um polígono fechado que inclui um lado reto, como um retângulo ou um círculo, uma elipse ou semelhante, que inclui um lado curvo, um semicírculo ou semi-elipse que inclui uma combinação de lados retos e curvos. Em uma modalidade exemplificativa, o dispositivo de exibição será descrito como tendo substancialmente uma forma retangular.
[0741] O dispositivo de exibição 5110 inclui uma pluralidade de pixels 5110 para exibir uma imagem. Cada um dos pixels 5110 pode ser uma unidade mínima para exibir a imagem. Cada pixel 5110 inclui a estrutura empilhada emissora de luz com a estrutura descrita acima e pode emitir luz branca e/ou luz colorida.
[0742] Em uma modalidade exemplificativa, cada pixel inclui um primeiro pixel 5110R que emite luz vermelha, um segundo pixel 5110G que emite luz verde e um terceiro pixel 5110B que emite luz azul. O primeiro ao terceiro pixel 5110R, 5110G e 5110B pode corresponder à primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 da estrutura empilhada emissora de luz descrita acima, respectivamente.
[0743] Os pixels 5110 estão dispostos em uma matriz. Como usado aqui, os pixels dispostos em "uma matriz" podem não apenas se referir a quando os pixels 5110 estão dispostos em uma linha ao longo da linha ou coluna, mas também a quando os pixels 5110 estão dispostos em qualquer padrão repetitivo, como geralmente ao longo do linhas e colunas, com certas modificações nos detalhes, como os pixels 5110, sendo dispostos em forma de zigue-zague, por exemplo.
[0744] A FIG. 86 é um diagrama estrutural de um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0745] Referindo às FIG. 86, o dispositivo de exibição 5110 de acordo com uma modalidade exemplificativa inclui um controlador de temporização 5350, um driver de varredura 5310, um driver de dados 5330, uma unidade de fiação e pixels. Quando os pixels incluem uma pluralidade de pixels, cada um dos pixels é conectado individualmente ao driver de digitalização 5310, ao driver de dados 5330 ou semelhante através de uma parte da fiação.
[0746] O controlador de temporização 5350 recebe vários sinais de controle e dados de imagem necessários para acionar o dispositivo de exibição a partir do lado de fora (por exemplo, um sistema para transmitir dados de imagem). O controlador de temporização 5350 reorganiza os dados de imagem recebidos e transmite os dados de imagem para o driver de dados 5330. Além disso, o controlador de temporização 5350 gera sinais de controle de varredura e sinais de controle de dados necessários para acionar o driver de varredura 5310 e o driver de dados 5330 e transmite os sinais de controle de varredura e sinais de controle de dados que são gerados para o driver de varredura 5310 e o driver de dados 5330.
[0747] O driver de varredura 5310 recebe sinal de controle de varredura do controlador de temporização 5350 e gera um sinal de varredura correspondente. O driver de dados 5330 recebe sinal de controle de dados e dados de imagem do controlador de temporização 5350, e gera sinais de dados correspondentes.
[0748] A unidade de fiação inclui uma pluralidade de linhas de sinal. A parte da fiação inclui as linhas de varredura 5130 conectando o driver de digitalização 5310 e os pixels e as linhas de dados 5120 conectando o driver de dados 5330 e os pixels. As linhas de varredura 5130 podem ser conectadas aos respectivos pixels e, consequentemente, as linhas de varredura 5130 que correspondem aos respectivos pixels são marcadas como primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B (daqui em diante, referidos coletivamente por '5130').
[0749] Além disso, a unidade de fiação inclui linhas conectando entre o controlador de temporização 5350 ao driver de varredura 5310, o controlador de temporização 5350 e o driver de dados 5330 ou outros componentes e transmitindo os sinais.
[0750] As linhas de varredura 5130 fornecem os sinais de varredura gerados a partir do driver de varredura 5310 aos pixels. Os sinais de dados gerados a partir do driver de dados 5330 são enviados para as linhas de dados 5120.
[0751] Os pixels estão conectados às linhas de varredura 5130 e linhas de dados 5120. Os pixels emitem seletivamente luz em resposta aos sinais de dados emitidos a partir das linhas de dados 5120 quando os sinais de varredura são fornecidos a partir das linhas de varredura 5130. Por exemplo, durante cada período de quadro, cada um dos pixels emite luz com a luminância correspondente para os sinais de dados de entrada. Os pixels fornecidos com os sinais de dados correspondentes à luminância preta exibem preto, não emitindo luz durante o período de quadro correspondente.
[0752] Em uma modalidade exemplificativa, os pixels podem ser acionados como do tipo passivo ou ativo. Quando o dispositivo de exibição é acionado da maneira ativa, o dispositivo de exibição pode ser fornecido com a primeira e a segunda potência de pixel além dos sinais de varredura e dos sinais de dados.
[0753] A FIG. 87 é um diagrama de circuito de um pixel de um dispositivo de exibição do tipo passivo. O pixel pode ser um dos pixels R, G, B e o primeiro pixel 5110R é ilustrado como um exemplo. Como o segundo e o terceiro pixels podem ser acionados substancialmente da mesma maneira que o primeiro pixel, os diagramas de circuito para o segundo e o terceiro pixels serão omitidos.
[0754] Referindo às FIG. 87, o primeiro pixel 5110R inclui um elemento emissor 150 conectado entre a linha de varredura 5130 e a linha de dados 5120. O elemento emissor de luz 150 pode corresponder à primeira pilha epitaxial 5020. A pilha epitaxial 5020 emite luz com uma luminância correspondente a uma magnitude da voltagem aplicada quando uma voltagem igual ou superior a uma voltagem limite é aplicada entre a camada semicondutora do tipo p e a camada semicondutora do tipo n. Em particular, a emissão do primeiro pixel 5110R pode ser controlada controlando as voltagens do sinal de varredura aplicado à primeira linha de varredura 5130R e/ou o sinal de dados aplicado à linha de dados
5120.
[0755] A FIG. 88 é um diagrama de circuito de um primeiro pixel de um dispositivo de exibição do tipo ativo.
[0756] Quando o dispositivo de exibição é do tipo ativo, o primeiro pixel 5110R pode ser fornecido com a primeira e a segunda potência de pixel (ELVDD e ELVSS) além do sinal de varredura e do sinal de dados.
[0757] Referindo às FIG. 88, o primeiro pixel 5110R inclui um elemento emissor de luz 150 e uma parte do transistor conectada ao mesmo. O elemento emissor de luz 150 pode corresponder à primeira pilha epitaxial 5020, e a camada semicondutora do tipo p do elemento emissor de luz 150 pode ser conectada à primeira potência de pixel ELVDD através da parte do transistor e a camada semicondutora do tipo n pode ser conectado a um segundo pixel ELVSS. A primeira fonte de energia de pixel ELVDD e a segunda fonte de energia de pixel ELVSS podem ter potenciais diferentes. Por exemplo, a segundo fonte de energia ELVSS de subpixel menor que a primeira fonte de energia de pixel ELVDD, por pelo menos a voltagem limite do elemento emissor de luz. Cada um desses elementos emissores de luz emite uma luminância correspondente a uma corrente de acionamento controlada pela peça de transistor.
[0758] De acordo com uma modalidade exemplificativa, a peça de transistor inclui o primeiro e o segundo transistores M1 e M2 e um capacitor de armazenamento Cst. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes e a estrutura da peça de transistor pode ser variada.
[0759] O eletrodo de fonte do primeiro transistor M1 (por exemplo, um transistor de comutação) é conectado à linha de dados 5120, e um eletrodo de drenagem é conectado a um primeiro nó N1. Além disso, um eletrodo de porta do primeiro transistor é conectado à primeira linha de varredura 5130R. O primeiro transistor é ativado quando um sinal de varredura de uma voltagem capaz de ligar o primeiro transistor M1 é fornecido a partir da primeira linha de varredura 5130R para a linha de dados 5120, para conectar eletricamente o primeiro nó N1. O sinal de dados do quadro correspondente é fornecido à linha de dados 5120 e, por conseguinte, o sinal de dados é transmitido ao primeiro nó N1. O sinal de dados transmitido para o primeiro nó N1 é carregado no capacitor de armazenamento Cst.
[0760] O eletrodo fonte do segundo transistor M2 é conectado à primeira fonte de energia de pixel ELVDD, e um eletrodo de drenagem é conectado à primeira camada semicondutora do tipo n do elemento emissor de luz. O eletrodo de porta do segundo transistor M2 é conectado ao primeiro nó N1. O segundo transistor M2 controla uma quantidade de corrente de acionamento fornecida à célula emissora de luz em resposta à voltagem do primeiro nó N1.
[0761] Um eletrodo do capacitor de armazenamento Cst é conectado à primeira fonte de energia de subpixel ELVDD, e o outro eletrodo é conectado ao primeiro nó N1. O capacitor de armazenamento Cst carrega uma voltagem correspondente ao sinal de dados fornecido ao primeiro nó N1 e mantém a voltagem carregada até que o sinal de dados do próximo quadro seja fornecido.
[0762] A FIG. 88 mostra uma parte do transistor incluindo dois transistores. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes, e várias modificações são aplicáveis à estrutura da parte do transistor. Por exemplo, a peça de transistor pode incluir mais transistores, capacitores ou semelhantes. Além disso, embora as estruturas específicas do primeiro e do segundo transistores, capacitores de armazenamento e linhas não sejam mostradas, o primeiro e o segundo transistores, capacitores de armazenamento e linhas não são particularmente limitados e podem ser fornecidos de várias maneiras.
[0763] Os pixels podem ser implementados em várias estruturas dentro do escopo dos conceitos inventivos. A seguir, um pixel, de acordo com uma modalidade exemplificativa, será descrito com referência a um pixel do tipo de matriz passiva.
[0764] A FIG. 89 é uma vista plana de um pixel de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a FIGS. 90A e 90B são vistas em seção transversal tomadas ao longo das linhas I-I’ e II-II’ das FIG. 89, respectivamente.
[0765] Referindo às FIGS. 89, 90A e 90B, visualizando a partir de uma vista plana, um pixel, de acordo com uma modalidade exemplificativa, inclui uma região emissora de luz na qual uma pluralidade de pilhas epitaxiais são empilhadas e uma região periférica circundando a região emissora de luz. A pluralidade de pilhas epitaxiais inclui a primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040.
[0766] Quando visto a partir de uma vista plana, o pixel, de acordo com uma modalidade exemplificativa, tem uma região emissora de luz na qual uma pluralidade de pilhas epitaxiais é empilhada. Pelo menos um lado da região emissora de luz é fornecido com um contato para conectar a parte da fiação às primeira e terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040. O contato inclui o primeiro e o segundo contatos comuns 5050GC e 5050BC para aplicar uma voltagem comum à primeira e terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, um primeiro contato 5020C para fornecer um sinal emissor de luz para a primeira pilha epitaxial 5020, um segundo contato 5030C para fornecer um sinal emissor de luz para a segunda pilha epitaxial 5030 e um terceiro contato 5040C para fornecer um sinal emissor de luz para a terceira pilha epitaxial 5040.
[0767] Em uma modalidade exemplificativa, a estrutura empilhada pode variar dependendo da polaridade das camadas semicondutoras da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 às quais a voltagem comum é aplicada. Ou seja, com relação ao primeiro e segundo contatos comuns 5050GC e 5050BC, quando existem eletrodos de contato fornecidos para aplicar uma voltagem comum a cada uma das primeiras à terceiras pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, esses eletrodos de contato podem ser referidos como "primeiro ao terceiro pad de eletrodos de contato comum" e o primeiro ao terceiro pad de eletrodos de contato podem ser os "primeiro ao terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p", respectivamente, quando a voltagem comum é aplicada à camada semicondutora do tipo p. Em uma modalidade exemplificativa em que uma voltagem comum é aplicada à camada semicondutora do tipo n, o primeiro ao terceiro pad de eletrodo de contato comum pode ser o primeiro ao terceiro pad de eletrodo de contato do tipo n, respectivamente. A seguir, uma voltagem comum será descrita como sendo aplicada a uma camada semicondutora do tipo p e, assim, o primeiro ao terceiro pad de eletrodo de contato comum será descrito como correspondendo ao primeiro ao terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p,
respectivamente.
[0768] Em uma modalidade exemplificativa, quando vistos de uma vista plana, o primeiro e o segundo contatos comuns 5050GC e 5050BC e o primeiro ao terceiro contatos 5020C, 5030C e 5040C podem ser fornecidos em várias posições. Por exemplo, quando a estrutura empilhada emissora de luz tem substancialmente uma forma quadrada, o primeiro e o segundo contatos comuns 5050GC e 5050BC e o primeiro ao terceiro contatos 5020C, 5030C e 5040C podem ser dispostos em regiões correspondentes aos respectivos cantos do quadrado. No entanto, as posições do primeiro e do segundo contatos comuns 550GC e 550BC e do primeiro ao terceiro contatos 5020C, 5030C e 5040C não se limitam a estes, e várias modificações são aplicáveis de acordo com a forma da estrutura empilhada emissora de luz.
[0769] A pluralidade de pilhas epitaxiais inclui a primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040. As primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 são conectadas com a primeira à terceira linhas de sinal emissoras de luz para fornecer sinais emissores de luz a cada uma das primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 e uma linha comum para fornecer uma voltagem comum a cada uma das primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040. Em uma modalidade exemplificativa, a primeira à terceira linhas de sinal emissor de luz pode corresponder à primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B, e a linha comum pode corresponder à linha de dados 5120. Por conseguinte, a primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B e a linha de dados 5120 são conectadas à primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, respectivamente.
[0770] Em uma modalidade exemplificativa, as primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B podem se estender substancialmente em uma primeira direção (por exemplo, em uma direção transversal, como mostrado no desenho). A linha de dados 5120 pode se estender substancialmente em uma segunda direção, cruzando com a primeira a terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B (por exemplo, em uma direção longitudinal, como mostrado no desenho). No entanto, as direções de extensão da primeira à terceira linha de varredura 5130R, 5130G e 5130B e a linha de dados 5120 não são limitadas a estas, e várias modificações são aplicáveis de acordo com a disposição dos pixels.
[0771] A linha de dados 5120 e o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p se estendem substancialmente em uma segunda direção que cruza a primeira direção, ao mesmo tempo em que fornecem uma voltagem comum à camada semicondutora do tipo p da primeira pilha epitaxial 5020. Por conseguinte, a linha de dados 5120 e o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p podem ser substancialmente o mesmo componente. A seguir, o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p pode ser referido como a linha de dados 5120 ou vice-versa.
[0772] Um eletrodo ôhmico 5025p' para contato ôhmico entre o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p e a primeira pilha epitaxial 5020 é fornecido na região emissora de luz fornecida com o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p.
[0773] A primeira linha de varredura 5130R é conectada à primeira pilha epitaxial 5020 através do primeiro orifício de contato CH1 e a linha de dados 5120 é conectada através do eletrodo ôhmico 5025p'. A segunda linha de varredura 5130G é conectada à segunda pilha epitaxial 5030 através do segundo orifício de contato CH2 e a linha de dados 5120 é conectada através dos orifícios de contato 4ath e 4bth CH4a e CH4b. A terceira linha de varredura 5130B é conectada à terceira pilha epitaxial 5040 através do terceiro orifício de contato CH3 e a linha de dados 5120 é conectada através dos orifícios de contato 5ath e 5bth CH5a e CH5b.
[0774] Uma camada tampão, um eletrodo de contato, um filtro de passagem de comprimento de onda ou semelhante são fornecidos entre o substrato 5010 e a primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, respectivamente. A seguir, o pixel, de acordo com uma modalidade exemplificativa, será descrito na ordem de empilhamento.
[0775] De acordo com uma modalidade exemplificativa, uma primeira pilha epitaxial 5020 é fornecida no substrato 5010 através de uma camada adesiva 5061 interposta entre elas. Na primeira pilha epitaxial 5020, uma camada semicondutora do tipo p, uma camada ativa e uma camada semicondutora do tipo n são dispostas sequencialmente do lado inferior para o lado superior.
[0776] Um primeiro filme isolante 5081 é empilhado em uma superfície inferior da primeira pilha epitaxial 5020, ou seja, na superfície voltada para o substrato 5010. Uma pluralidade de orifícios de contato é formada no primeiro filme de isolamento
5081. Os orifícios de contato são fornecidos com um eletrodo ôhmico 5025p' em contato com a camada semicondutora do tipo p da primeira pilha epitaxial 5020. O eletrodo ôhmico 5025p' pode incluir uma variedade de materiais. Em uma modalidade exemplificativa, o eletrodo ôhmico 5025p' correspondente ao eletrodo ôhmico 5025p' do tipo p pode incluir uma liga Au/Zn ou uma liga Au/Be. Neste caso, uma vez que o material do eletrodo ôhmico 5025p’ é menor em refletividade que Ag, Al, Au ou semelhante, eletrodos refletores adicionais podem ser ainda mais dispostos. Como um eletrodo refletor adicional, Ag, Au ou semelhantes podem ser usados, e Ti, Ni, Cr, Ta ou semelhantes podem ser dispostos como uma camada adesiva para adesão aos componentes adjacentes. Nesse caso, a camada adesiva pode ser depositada finamente nas superfícies superior e inferior do eletrodo refletor, incluindo Ag, Au ou semelhantes.
[0777] O primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p e a linha de dados 5120 estão em contato com o eletrodo ôhmico 5025p’. O primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p (também servindo como linha de dados 5120) é fornecido entre o primeiro filme isolante 5081 e a camada adesiva 5061.
[0778] Quando visto de uma vista plana, o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p pode ser fornecido de uma forma que o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p se sobreponha à primeira pilha epitaxial 5020, ou mais particularmente, se sobreponha à região emissora de luz da primeira pilha epitaxial 5020, enquanto cobre a maior parte ou toda a região emissora de luz. O primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p pode incluir um material refletor, de modo que o primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p possa refletir a luz da primeira pilha epitaxial
5020. O primeiro filme de isolamento 81 também pode ser formado para ter uma propriedade refletora para facilitar a reflexão da luz da primeira pilha epitaxial 5020. Por exemplo, o primeiro filme de isolamento 81 pode ter uma estrutura de refletor omnidirecional (ODR).
[0779] Além disso, o material da primeira camada de eletrodo de contato do tipo p 5025p é selecionado a partir de metais com alta refletividade à luz emitida a partir da primeira pilha epitaxial 5020, para maximizar a refletividade da luz emitida a partir da primeira pilha epitaxial 5020. Por exemplo, quando a primeira pilha epitaxial 5020 emite luz vermelha, o metal com uma alta refletividade à luz vermelha, por exemplo, Au, Al, Ag ou semelhantes pode ser usado como material da primeira camada de eletrodo de contato do tipo p 5025p. Au não possui uma alta refletividade à luz emitida pela segunda e terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040 (por exemplo, luz verde e luz azul) e, portanto, pode reduzir uma mistura de cores pela luz emitida pela segunda e terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040.
[0780] O primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 e o primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n são fornecidos em uma superfície superior da primeira pilha epitaxial 5020. Em uma modalidade exemplificativa, o primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n pode incluir vários metais e ligas de metal, incluindo liga Au/Te ou liga Au/Ge, por exemplo.
[0781] O primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 é fornecido na superfície superior da primeira pilha epitaxial 5020 para cobrir substancialmente toda a região emissora de luz da primeira pilha epitaxial 5020.
[0782] O primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n é fornecido em uma região correspondente ao primeiro contato 5020C e pode incluir um material condutor. O primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 é fornecido com um orifício de contato através do qual o primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n é colocado em contato com a camada semicondutora do tipo n na superfície superior da primeira pilha epitaxial 5020.
[0783] A primeira camada tampão 5063 é fornecida na primeira pilha epitaxial 5020, e o segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p e a segunda pilha epitaxial 5030 são fornecidos sequencialmente na primeira camada tampão 5063. Na segunda pilha epitaxial 5030, uma camada semicondutora do tipo p, uma camada ativa e uma camada semicondutora do tipo n são dispostas sequencialmente do lado inferior para o superior.
[0784] Em uma modalidade exemplificativa, a região correspondente ao primeiro contato 5020C da segunda pilha epitaxial 5030 é removida, expondo assim uma porção da superfície superior do primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n. Além disso, a segunda pilha epitaxial 5030 pode ter uma área menor que o segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p. A região correspondente ao primeiro contato comum 550GC é removida da segunda pilha epitaxial 5030, expondo assim uma porção da superfície superior do segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p.
[0785] O segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073, a segunda camada de tampão 5065 e o terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p são fornecidos sequencialmente na segunda pilha epitaxial 5030. A terceira pilha epitaxial 5040 é fornecida no terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p. Na terceira pilha epitaxial 5040, uma camada semicondutora do tipo n, uma camada ativa e uma camada semicondutora do tipo p são dispostas sequencialmente do lado inferior para o superior.
[0786] A terceira pilha epitaxial 5040 pode ter uma área menor que a segunda pilha epitaxial 5030. A terceira pilha epitaxial 5040 pode ter uma área menor que o terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p. A região correspondente ao segundo contato comum 5050BC é removida da terceira pilha epitaxial 5040, expondo assim uma porção da superfície superior do terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p.
[0787] O segundo filme de isolamento 5083 cobrindo a estrutura empilhada da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 é fornecido na terceira pilha epitaxial 5040.
O segundo filme de isolamento 5083 pode incluir vários materiais isolantes orgânicos/inorgânicos, mas não está limitado a estes. Por exemplo, o segundo filme de isolamento 5083 pode incluir material de isolamento inorgânico, incluindo nitreto de silício e óxido de silício, ou material de isolamento orgânico, incluindo poli-imida.
[0788] O primeiro orifício de contato CH1 é formado no segundo filme de isolamento 5083 para expor uma superfície superior do primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n fornecido no primeiro contato 5020C. A primeira linha de varredura é conectada ao primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n através do primeiro orifício de contato CH1.
[0789] Um terceiro filme de isolamento 5085 é fornecido no segundo filme de isolamento 5083. O terceiro filme de isolamento 5085 pode incluir um material substancialmente igual ou diferente do segundo filme de isolamento 5083. O terceiro filme de isolamento 5085 pode incluir vários materiais isolantes orgânicos/inorgânicos, mas não está limitado a estes.
[0790] A segunda e terceira linhas de varredura 5130G e 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB são fornecidos no terceiro filme de isolamento 5085.
[0791] O terceiro filme de isolamento 5085 é fornecido com um segundo orifício de contato CH2 para expor uma superfície superior da segunda pilha epitaxial 5030 no segundo contato 5030C, isto é, expor a camada semicondutora do tipo n da segunda pilha epitaxial 5030, um terceiro orifício de contato CH3 para expor uma superfície superior da terceira pilha epitaxial 5040 no terceiro contato 5040C, isto é, expor uma camada semicondutora do tipo n da terceira pilha epitaxial 5040, 4ath e 4bth orifícios de contato CH4a e CH4b para expor uma superfície superior do primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p e uma superfície superior do segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p, no primeiro contato comum 5050GC e orifícios de contato 5ath e 5bth CH5a e CH5b para expor uma superfície superior do primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p e uma superfície superior do terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p, no segundo contato comum 5050BC.
[0792] A segunda linha de varredura 5130G é conectada à camada semicondutora do tipo n da segunda pilha epitaxial 5030 através do segundo orifício de contato CH2. A terceira linha de varredura 5130B é conectada à camada semicondutora do tipo n da terceira pilha epitaxial 5040 através do terceiro orifício de contato CH3.
[0793] A linha de dados 5120 é conectada ao segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p através dos orifícios de contato 4ath e 4bth CH4a e CH4b e o primeiro eletrodo de ponte BRG. A linha de dados 5120 também é conectada ao terceiro pad de eletrodo de contato do tipo p 5045p através dos orifícios de contato 5ath e 5bth CH5a e CH5b e o segundo eletrodo de ponte BRB.
[0794] É ilustrado neste documento que a segunda e terceira linhas de varredura 5130G e 5130B em uma modalidade exemplificativa são eletricamente conectadas à camada semicondutora do tipo n da segunda e terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040 em contato direto entre si. No entanto, em outra modalidade exemplificativa, o segundo e o terceiro eletrodos de contato do tipo n podem ainda ser fornecidos entre a segunda e a terceira linhas de varredura 5130G e 5130B e as camadas semicondutoras do tipo n da segunda e terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040.
[0795] De acordo com uma modalidade exemplificativa,
irregularidades podem ser fornecidas seletivamente nas superfícies superiores da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040, isto é, na superfície superior do semicondutor do tipo n da primeira à terceira pilhas epitaxiais. Cada uma das irregularidades pode ser fornecida apenas em uma porção correspondente à região emissora de luz ou pode ser fornecida sobre toda a superfície superior das respectivas camadas semicondutoras.
[0796] Além disso, em uma modalidade exemplificativa, um filme substancialmente não transmissor pode ainda ser fornecido nos lados do segundo e/ou terceiro filmes de isolamento 5083 e 5085 que correspondem aos lados do pixel. O filme não transmissor é um filme de bloqueio de luz que inclui um material absorvente ou refletor da luz, que é fornecido para impedir que a luz da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 surjam pelos lados do pixel.
[0797] Em uma modalidade exemplificativa, o filme opticamente não transmissor pode ser formado como um metal único ou multicamada. Por exemplo, o filme opticamente não transmissor pode ser formado por uma variedade de materiais, incluindo metais como Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Ti, Sn, Ni, Cr, W, Cu ou outros, ou ligas dos mesmos.
[0798] O filme opticamente não transmissor pode ser fornecido no lado do segundo filme de isolamento 5083 como uma camada separada formada de um material como metal ou liga do mesmo.
[0799] O filme opticamente não transmissor pode ser fornecido de uma forma que se estenda lateralmente de pelo menos uma das primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB.
Nesse caso, o filme opticamente não transmissor que se estende de uma das primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB são fornecidos dentro de um limite que não é conectado eletricamente a outros componentes condutores.
[0800] Além disso, um filme substancialmente não transmissor pode ser fornecido, formado separadamente da primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B e os primeiro e segundo eletrodos de ponte BRG e BRB na mesma camada e usando substancialmente o mesmo material durante o mesmo processo de formação de pelo menos uma das primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB. Nesse caso, o filme não transmissor pode ser eletricamente isolado da primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB.
[0801] Alternativamente, quando nenhum filme opticamente não transmissor é fornecido separadamente, o segundo e o terceiro filmes isolantes 5083 e 5085 podem servir como filmes opticamente não transmissores. Quando o segundo e o terceiro filmes isolantes 5083 e 5085 são usados como um filme opticamente não transmissor, o segundo e o terceiro filmes isolantes 5083 e 5085 podem não ser fornecidos em uma região correspondente a uma porção superior (direção frontal) da primeiro à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 para permitir que a luz emitida da primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 viajem para a direção frontal.
[0802] O filme substancialmente não transmissor não é particularmente limitado desde que bloqueie a transmissão de luz absorvendo ou refletindo a luz. Em uma modalidade exemplificativa, o filme não transmissor pode ser um espelho dielétrico distribuído por refletor de Bragg (DBR), um filme refletor de metal formado em um filme de isolamento ou um filme de polímero orgânico na cor preta. Quando um filme refletor de metal é usado como filme não transmissor, o filme refletor de metal pode estar em um estado flutuante que é eletricamente isolado dos componentes dentro de outros pixels.
[0803] Ao fornecer o filme não transmissor nas laterais dos pixels, é possível evitar o fenômeno no qual a luz emitida por um determinado pixel afeta os pixels adjacentes ou na qual a cor é misturada com a luz emitida pelos pixels adjacentes.
[0804] O pixel que tem a estrutura descrita acima pode ser fabricado empilhando sequencialmente a primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 no substrato 5010 sequencialmente e padronizando o mesmo, que será descrito em detalhes abaixo.
[0805] As FIGS. 91A a 91C são vistas em seção transversal da linha I-I' na FIG. 89, ilustrando um processo de empilhamento da primeira à terceira pilhas epitaxiais em um substrato.
[0806] Referindo às FIG. 91A, a primeira pilha epitaxial 5020 é formada no substrato 5010.
[0807] A primeira pilha epitaxial 5020 e o eletrodo ôhmico 5025p’ são formados em um primeiro substrato temporário 5010p. Em uma modalidade exemplificativa, o primeiro substrato temporário 5010p pode ser um substrato semicondutor, como um substrato GaAs, para formar a primeira pilha epitaxial 5020. A primeira pilha epitaxial 5020 é fabricada de maneira a empilhar a camada semicondutora do tipo n, a camada ativa e a camada semicondutora do tipo p no primeiro substrato temporário 5010p. O primeiro filme de isolamento 5081 tendo um orifício de contato formado sobre ele é formado no primeiro substrato temporário 5010p, e o eletrodo ôhmico 5025p’ é formado dentro do orifício de contato do primeiro filme de isolamento 5081.
[0808] O eletrodo ôhmico 5025p’ é formado pela formação do primeiro filme de isolamento 81 no primeiro substrato temporário 5010p, aplicando fotoresistor, padronizando o fotoresistor, depositando um material de eletrodo ôhmico 5025p' no fotoresistor padronizado e, em seguida, retirando o padrão fotoresistor. No entanto, o método de formação do eletrodo ôhmico 5025p’ não está limitado a este. Por exemplo, o primeiro filme de isolamento 81 pode ser formado através da formação do primeiro filme de isolamento 81, padronizando o primeiro filme de isolamento 81 por fotolitografia, formando o filme de eletrodo ôhmico 5025p’ com o material do filme de eletrodo ôhmico 5025p' e padronizando o filme de eletrodo ôhmico 5025p’ por fotolitografia.
[0809] A primeira camada de eletrodo de contato do tipo p 5025p (também servindo como linha de dados 5120) é formada no primeiro substrato temporário 5010p no qual o eletrodo ôhmico 5025p’ é formado. A primeira camada de eletrodo de contato do tipo p 5025p pode incluir um material refletor. A primeira camada de eletrodo de contato do tipo p 5025p pode ser formada por, por exemplo, depósito de um material metálico e depois padronização do mesmo usando fotolitografia.
[0810] A primeira pilha epitaxial 5020 formada no primeiro substrato temporário 5010p é invertida e fixada ao substrato 5010 através da camada adesiva 5061 interposta entre elas.
[0811] Após a primeira pilha epitaxial 5020 ser anexada ao substrato 5010, o primeiro substrato temporário 5010p é removido. O primeiro substrato temporário 5010p pode ser removido por vários métodos, tais como gravação a úmido, gravação a seco, remoção física, elevação a laser ou semelhantes.
[0812] Referindo às FIG. 91B, após a remoção do primeiro substrato temporário 5010p, o primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n, o primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 e a primeira camada de aprimoramento de adesão 5063a são formados na primeira pilha epitaxial 5020. O primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n pode ser formado depositando um material condutor e depois padronizando pelo processo de fotolitografia. O primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 pode ser formado empilhando alternadamente filmes de isolamento com diferentes índices de refração um do outro.
[0813] Após a remoção do primeiro substrato temporário 5010p, podem ser formadas irregularidades em uma superfície superior (camada semicondutora do tipo n) da primeira pilha epitaxial
5020. As irregularidades podem ser formadas por texturização com vários processos de gravação. Por exemplo, as irregularidades podem ser formadas por vários métodos, como gravação a seco usando um processo de microfotografia, gravação a úmido usando uma característica de cristal, texturização usando um método físico como jateamento de areia, gravação por feixe de íons, texturização com base na diferença nas taxas de gravação de copolímeros em bloco ou semelhantes.
[0814] A segunda pilha epitaxial 5030, a segunda camada de eletrodo de contato do tipo p 5035p e a primeira camada de absorção de choque 5063b são formadas em um segundo substrato temporário separado 5010q.
[0815] O segundo substrato temporário 5010q pode ser um substrato de safira. A segunda pilha epitaxial 5030 pode ser fabricada formando a camada semicondutora do tipo n, a camada ativa e a camada semicondutora do tipo p no segundo substrato temporário 5010q.
[0816] A segunda pilha epitaxial 5030 formada no segundo substrato temporário 5010q é invertida e fixada na primeira pilha epitaxial 5020. Neste caso, a primeira camada de melhoria da adesão 5063a e a segunda camada de absorção de choque 5063b podem ser dispostas uma de frente para a outra e depois unidas. Em uma modalidade exemplificativa, a primeira camada de melhoria de adesão 5063a e a primeira camada de absorção de choque 5063b podem incluir vários materiais, como SOG e óxido de silício, respectivamente.
[0817] Após a conexão, o segundo substrato temporário 5010q é removido. O segundo substrato temporário 5010q pode ser removido por vários métodos, tais como gravação a úmido, gravação a seco, remoção física, remoção de laser ou semelhantes.
[0818] De acordo com uma modalidade exemplificativa, no processo de anexar a segunda pilha epitaxial 5030 formada no segundo substrato temporário 5010q ao substrato 5010, e no processo de remover o segundo substrato temporário 5010q da segunda pilha epitaxial 5030, o impacto aplicado na primeira pilha epitaxial 5020, segunda pilha epitaxial 5030, primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 e segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p é absorvido e/ou aliviado pela primeira camada tampão 5063, mais particularmente, pela primeira absorção de choque camada 5063b dentro da primeira camada 5063. Isso minimiza a rachadura e a remoção que podem ocorrer na primeira pilha epitaxial 5020, na segunda pilha epitaxial 5030, no primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 e no segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p. Mais particularmente, quando o primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 é formado na superfície superior da primeira pilha epitaxial 5020, a possibilidade de remoção é notavelmente reduzida em comparação com quando o primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 é formado na lateral da segunda pilha epitaxial 5030. Quando o primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 é formado na superfície superior da segunda pilha epitaxial 5030 e depois anexado ao primeiro lado da pilha epitaxial 5020, devido ao impacto gerado no processo de remoção do segundo substrato temporário 5010q, pode haver um defeito de descascamento do primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071. No entanto, de acordo com uma modalidade exemplificativa, além do primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 ser formado no primeiro lado da pilha epitaxial 5020, o efeito de absorção de choque pela primeira camada de absorção de choque 5063b pode impedir a ocorrência de defeitos, como descascamento.
[0819] Referindo às FIG. 91C, o segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073 e a segunda camada de aprimoramento de adesão 5065a são formados na segunda pilha epitaxial 5030 da qual o segundo substrato temporário 5010q foi removido.
[0820] O segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073 pode ser formado empilhando alternadamente filmes de isolamento com diferentes índices de refração um do outro.
[0821] Irregularidades podem ser formadas em uma superfície superior (camada semicondutora do tipo n) da segunda pilha epitaxial 5030 após a remoção do segundo substrato temporário. As irregularidades podem ser texturizadas através de vários processos de gravação, ou podem ser formadas usando um substrato de safira padronizado para o segundo substrato temporário.
[0822] A terceira pilha epitaxial 5040, a terceira camada de eletrodo de contato do tipo p 5045p e a segunda camada de absorção de choque 5065b são formadas em um terceiro substrato temporário separado 5010r.
[0823] O terceiro substrato temporário 5010r pode ser um substrato de safira. A terceira pilha epitaxial 5040 pode ser fabricada através da formação da camada semicondutora do tipo n, da camada ativa e da camada semicondutora do tipo p no terceiro substrato temporário 5010r.
[0824] A terceira pilha epitaxial 5040 formada no terceiro substrato temporário 5010r é invertida e anexada à segunda pilha epitaxial 5030. Neste caso, a segunda camada 5065a de melhoria da adesão e a segunda camada 5065b de absorção de choque podem ser dispostas uma de frente para a outra e depois unidas. Em uma modalidade exemplificativa, a segunda camada de melhoria de adesão 5065a e a segunda camada de absorção de choque 5065b podem incluir vários materiais, como SOG e óxido de silício, respectivamente.
[0825] Após a fixação, o terceiro substrato temporário 5010r é removido. O terceiro substrato temporário 5010r pode ser removido por vários métodos, tais como gravação a úmido, gravação a seco, remoção física, elevação a laser ou semelhantes.
[0826] De acordo com uma modalidade exemplificativa, no processo de anexar a terceira pilha epitaxial 5040 formada no terceiro substrato temporário 5010r ao substrato 5010, e no processo de remover o terceiro substrato temporário 5010r da terceira pilha epitaxial 5040, o impacto aplicado à segunda e terceira pilhas epitaxiais 5030 e 5040, o segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073 e o terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p é absorvido e/ou aliviado pela segunda camada de tampão 5065, em particular, pela segunda camada de absorção de choque 5065b dentro a segunda camada tampão 5065.
[0827] Por conseguinte, todas as primeira à terceira pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 são empilhadas no substrato 5010.
[0828] Irregularidades podem ser formadas em uma superfície superior (camada semicondutora do tipo n) da terceira pilha epitaxial 5040 após a remoção do segundo substrato temporário. As irregularidades podem ser texturizadas através de vários processos de gravação ou podem ser formadas usando um substrato de safira padronizado para o segundo substrato temporário 5010q.
[0829] A seguir, será descrito um método de fabricação de um pixel padronizando pilhas epitaxiais empilhadas de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0830] As FIGS. 92, 94, 96, 98, 100, 102 e 104 são vistas planas que mostram sequencialmente um método de fabricação de um pixel em um substrato de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0831] As FIGS. 93A, 93B, 95A, 95B, 97A, 97B, 99A, 99B, 101A, 101B, 103A, 103B, 105A e 105B são vistas tiradas ao longo da linha I-I' e linha II-II' das figuras correspondentes, respectivamente.
[0832] Referindo às FIGS. 92, 93A e 93B, primeira, a terceira pilha epitaxial 5040 é padronizada. A maior parte da terceira pilha epitaxial 5040, exceto a região emissora de luz, é removida e, em particular, as porções correspondentes ao primeiro e segundo contatos 5030C e o primeiro e segundo contatos comuns 5050GC e 5050BC são removidos. A terceira pilha epitaxial 5040 pode ser removida por vários métodos, como gravação a úmido ou gravação a seco usando fotolitografia, e o terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p pode funcionar como uma rolha de gravação.
[0833] Referindo às FIGS. 94, 95A e 95B, o terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p, a segunda camada de tampão 5065 e o segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073 são removidos da região, excluindo a região emissora de luz. Como tal, uma porção da superfície superior da segunda pilha epitaxial 5030 é exposta no segundo contato 5030C.
[0834] O terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p, a segunda camada de tampão 5065 e o segundo filtro de passagem de comprimento de onda 5073 podem ser removidos por vários métodos, como gravação a úmido ou gravação a seco usando fotolitografia.
[0835] Referindo às FIGS. 96, 97A e 97B, uma porção da segunda pilha epitaxial 5030 é removida, expondo uma porção da superfície superior do segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p no segundo contato comum 5050GC para o exterior. O terceiro eletrodo de contato do tipo p 5045p serve como uma rolha de gravura durante a gravação.
[0836] Em seguida, partes do segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p, a primeira camada de tampão 5063 e o primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 são gravadas. Por conseguinte, a superfície superior do primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n é exposta no primeiro contato 5020C, e a superfície superior da primeira pilha epitaxial 5020 é exposta nas porções que não a região emissora de luz.
[0837] A segunda pilha epitaxial 5030, o segundo eletrodo de contato do tipo p 5035p, a primeira camada tampão 5063 e o primeiro filtro de passagem de comprimento de onda 5071 podem ser removidos por vários métodos, como gravação a úmido ou gravação a seco usando fotolitografia.
[0838] Referindo às FIGS. 98, 99A e 99B, a primeira pilha epitaxial 5020 e o primeiro filme de isolamento 5081 são gravadas na região excluindo a região emissora de luz. A superfície superior do primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p é exposta no primeiro e no segundo contatos comuns 5050GC e 5050BC.
[0839] Referindo às FIGS. 100, 101A e 102B, o segundo filme de isolamento 5083 é formado na frente do substrato 5010 e primeiro ao terceiro orifícios de contato CH1, CH2, CH3, orifícios de contato 4ath e 4bth CH4a e CH4b e 5ath e 5bth os orifícios de contato CH5a e CH5b são formados.
[0840] Após a deposição, o segundo filme de isolamento 5083 pode ser padronizado por vários métodos, como gravação a úmido ou gravação a seco usando fotolitografia.
[0841] Referindo às FIGS. 102, 103A e 103B, a primeira linha de varredura 5130R é formada no segundo filme de isolamento padronizado 5083. A primeira linha de varredura 5130R é conectada ao primeiro eletrodo de contato do tipo n 5021n através do primeiro orifício de contato CH1 no primeiro contato 5020C.
[0842] A primeira linha de varredura 5130R pode ser formada de várias maneiras. Por exemplo, a primeira linha de varredura 5130R pode ser formada por fotolitografia usando uma pluralidade de folhas de máscaras.
[0843] Em seguida, o terceiro filme de isolamento 5085 é formado na parte frontal do substrato 5010, e o segundo e terceiro orifícios de contato CH2 e CH3, os orifícios de contato 4ath e 4bth CH4a e CH4b e os orifícios de contato 5ath e 5bth CH5a e CH5b são formados.
[0844] Após a deposição, o terceiro filme de isolamento 5085 pode ser padronizado por vários métodos, tais como gravação úmida ou gravação a seco usando fotolitografia.
[0845] Referindo às FIGS. 104, 105A e 105B, a segunda linha de varredura 5130G, a terceira linha de varredura 5130B, o primeiro eletrodo de ponte BRG e o segundo eletrodo de ponte BRB são formados em um terceiro filme de isolamento padronizado 5085.
[0846] A segunda linha de varredura 5130G é conectada à camada semicondutora do tipo n da segunda pilha epitaxial 5030 através do segundo orifício de contato CH2 no segundo contato 5030C. A terceira linha de varredura 5130B é conectada à camada semicondutora do tipo n da quarta pilha epitaxial 5040 através de um terceiro orifício de contato CH3 no terceiro contato 5040C. O primeiro eletrodo de ponte BRG é conectado ao primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p através dos orifícios de contato 4ath e 4bth CH4a e CH4b no primeiro contato comum 5050GC. O segundo eletrodo de ponte BRB é conectado ao primeiro eletrodo de contato do tipo p 5025p através dos orifícios de contato 5ath e 5bth CH5a e CH5b no segundo contato comum 5050BC.
[0847] A segunda linha de varredura 5130G, a terceira linha de varredura 5130B e o eletrodo de ponte 5120b podem ser formados no terceiro filme de isolamento 5085 de várias maneiras, por exemplo, por fotolitografia usando uma pluralidade de folhas de máscaras.
[0848] A segunda linha de varredura 5130G, a terceira linha de varredura 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB podem ser formados aplicando fotoresistor no substrato 5010 no qual o terceiro filme de isolamento 5085 é formado e padronizando o fotoresistor e depositando materiais da segunda linha de varredura, da terceira linha de varredura e do eletrodo da ponte no fotoresistor padrão e, em seguida, retirando o padrão fotoresistor.
[0849] De acordo com uma modalidade exemplificativa, a ordem de formação da primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB da parte da fiação não é particularmente limitada e pode ser formada em várias sequências. Por exemplo, é ilustrado que a segunda linha de varredura 5130G, a terceira linha de varredura 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB são formados no terceiro filme de isolamento 5085 no mesmo estágio, mas podem ser formados em uma ordem diferente. Por exemplo, a primeira linha de varredura 5130R e a segunda linha de varredura 5130G podem ser formadas primeiro na mesma etapa, seguidas pela formação do filme de isolamento adicional e depois pela terceira linha de varredura 5130B. Alternativamente, a primeira linha de varredura 5130R e a terceira linha de varredura 5130B podem ser formadas primeiro na mesma etapa, seguidas pela formação do filme de isolamento adicional e, em seguida, a formação da segunda linha de varredura 5130G. Além disso, o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB podem ser formados juntos em qualquer uma das etapas de formação da primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B.
[0850] Além disso, em uma modalidade exemplificativa, as posições dos contatos das respectivas pilhas epitaxiais 5020, 5030 e 5040 podem ser formadas de maneira diferente, caso em que as posições da primeira à terceira linhas de varredura 5130R, 5130G e 5130B e o primeiro e o segundo eletrodos de ponte BRG e BRB também podem ser alterados.
[0851] Em uma modalidade exemplificativa, um filme opticamente não transmissor pode ainda ser fornecido no segundo filme de isolamento 5083 ou no terceiro filme de isolamento 5085, no quarto filme de isolamento correspondente ao lado do pixel. O filme opticamente não transmissor pode ser formado de um espelho dielétrico DBR, um filme refletor de metal em um filme de isolamento ou um filme de polímero orgânico. Quando um filme refletor metálico é usado como filme opticamente não transmissor, é fabricado em um estado flutuante que é eletricamente isolado dos componentes em outros pixels. Em uma modalidade exemplificativa, o filme opticamente não transmissor pode ser formado depositando dois ou mais filmes de isolamento com índices de refração diferentes um do outro. Por exemplo, o filme opticamente não transmissor pode ser formado empilhando um material com um baixo índice de refração e um material com um alto índice de refração em sequência, ou alternativamente, formado pelo empilhamento alternado de filmes de isolamento com diferentes índices de refração um do outro. Os materiais com diferentes índices de refração não são particularmente limitados, mas seus exemplos incluem SiO2 e SiNx.
[0852] Como descrito acima, em um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa, é possível empilhar sequencialmente uma pluralidade de pilhas epitaxiais e depois formar contatos com uma parte de fiação em uma pluralidade de pilhas epitaxiais ao mesmo tempo.
[0853] A FIG. 106 é uma vista plana esquemática de um dispositivo de exibição, de acordo com uma modalidade exemplificativa, a FIG. 107A é uma vista em seção transversal parcial da FIG. 106, e FIG. 107B é um diagrama de circuito esquemático.
[0854] Referindo às FIGS. 106 e 107A, o dispositivo de exibição pode incluir um substrato 6021, uma pluralidade de pixels, uma primeira pilha de LED 6100, uma segunda pilha de LED 6200, uma terceira pilha de LED 6300, uma camada de isolamento (ou uma camada tampão) 6130 com uma estrutura multicamada, um primeiro filtro de cor 6230, um segundo filtro de cor 6330, uma primeira camada adesiva 6141, uma segunda camada adesiva 6161, uma terceira camada adesiva 6261 e uma barreira 6350. Além disso, o dispositivo de exibição pode incluir vários pads de eletrodo e conectores.
[0855] O substrato 6021 suporta pilhas de semicondutores 6100, 6200 e 6300. Além disso, o substrato 6021 pode ter um circuito no mesmo. Por exemplo, o substrato 6021 pode ser um substrato de silício no qual são formados transistores de filme fino. Os substratos TFT são amplamente utilizados para acionamento de matriz ativa de um campo de exibição, como em um campo de exibição de LCD ou semelhante. Uma vez que uma configuração de um substrato TFT é bem conhecida na técnica, suas descrições detalhadas serão omitidas. Uma pluralidade de pixels pode ser acionada de maneira de matriz ativa, mas os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Em outra modalidade exemplificativa, o substrato 6021 pode incluir um circuito passivo incluindo linhas de dados e linhas de varredura e, assim, a pluralidade de pixels pode ser acionada de uma maneira matriz passiva.
[0856] Uma pluralidade de pilhas pode ser disposta no substrato 6021. Os pixels podem ser afastados um do outro por uma barreira 6350. A barreira 6350 pode ser formada por um material refletor de luz ou um material absorvente de luz. A barreira 6350 pode bloquear a luz que viaja em direção a uma região de pixel vizinha por reflexão ou absorção, evitando assim a interferência da luz entre os pixels. Exemplos do material de reflexão da luz podem incluir um material de reflexão da luz, como um resistor de solda fotossensível branco (PSR), e exemplos do material de absorção da luz podem incluir epóxi preto ou outros.
[0857] Cada pixel inclui a primeiro à terceira pilha de LEDs 6100, 6200 e 6300. A segunda pilha de LED 6200 é disposta na primeira pilha de LED 6100 e a terceira pilha de LED 6300 é disposta na segunda pilha de LED 6200.
[0858] A primeira pilha de LED 6100 inclui uma camada semicondutora do tipo n 6123 e uma camada semicondutora do tipo p 6125, a segunda pilha de LED 6200 inclui uma camada semicondutora do tipo n 6223 e uma camada semicondutora do tipo p 6225 e a terceira pilha de LED 6300 inclui uma camada semicondutora do tipo n 6323 e uma camada semicondutora do tipo p 6325. Além disso, a primeira à terceira pilhas de LED 6100, 6200 e 6300 inclui uma camada ativa interposta entre a camada semicondutora do tipo n 6123, 6223 ou 6323 e a camada semicondutora do tipo p 6125, 6225 ou 6325. A camada ativa pode ter, em particular, uma estrutura de poço multiquântico.
[0859] Como uma pilha de LED é posicionada mais próxima ao substrato 6021, a pilha de LED pode emitir luz com um comprimento de onda mais longo. Por exemplo, a primeira pilha de LED 6100 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz vermelha, a segunda pilha de LED 6200 pode ser um diodo emissor de luz inorgânica que emite luz verde e a terceira pilha de LED 6300 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz azul. Por exemplo, a primeira pilha de LED 6100 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInP, a segunda pilha de LED 6200 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInP ou AlGaInN e a terceira pilha de LED 6300 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInN. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Em particular, quando as pilhas de LED incluem micro LEDs, uma pilha de LED posicionada mais próxima ao substrato 6021 pode emitir luz com um comprimento de onda mais curto, e as pilhas de LED dispostas sobre este podem emitir luz com comprimento de onda mais longo sem operação adversa de afetação ou a necessidade de filtros de cores devido ao fator de forma pequeno de um micro LED.
[0860] Uma superfície superior de cada uma da primeira à terceira pilhas de LED 6100, 6200 e 6300 pode ser do tipo n e uma superfície inferior da mesma pode ser do tipo p. De acordo com algumas modalidades exemplificativas, no entanto, os tipos de semicondutores da superfície superior e da superfície inferior de cada uma das pilhas de LED podem ser revertidos.
[0861] Quando a superfície superior da terceira pilha de LED 6300 é do tipo n, a superfície superior da terceira pilha de LED 6300 pode ser texturizada através de gravação química para formar uma superfície áspera (ou irregularidades). A superfície superior da primeira pilha de LED 6100 e da segunda pilha de LED 6200 também podem ser rugosas por texturização de superfície. Enquanto isso, quando a segunda pilha de LED 6200 emite luz verde, uma vez que a luz verde tem maior visibilidade que a luz vermelha ou a luz azul, é preferencial aumentar a eficiência de emissão de luz da primeira pilha de LED 6100 e da terceira pilha de LED 6300 em comparação à da segunda pilha de LED 6200. Assim, a texturização de superfície pode ser aplicada à primeira pilha de LED 6100 e à terceira pilha de LED 6300 para melhorar a eficiência da extração de luz, e a segunda pilha de LED 6200 pode ser usada sem texturização de superfície para ajustar a intensidade da luz vermelha, verde e azul para níveis semelhantes.
[0862] A luz gerada na primeira pilha de LED 6100 pode ser transmitida através da segunda e terceira pilhas de LED 6200 e
6300 e emitida para o exterior. Além disso, uma vez que a segunda pilha de LED 6200 emite luz em um comprimento de onda maior que a terceira pilha de LED 6300, a luz gerada na segunda pilha de LED 6200 pode ser transmitida através da terceira pilha de LED 6300 e emitida para o exterior.
[0863] O primeiro filtro de cor 6230 pode ser disposto entre a primeira pilha de LED 6100 e a segunda pilha de LED 6200. Além disso, o segundo filtro de cor 6330 pode ser disposto entre a segunda pilha de LED 6200 e a terceira pilha de LED 6300. O primeiro filtro de cor 6230 transmite luz gerada na primeira pilha de LED 6100 e reflete a luz gerada na segunda pilha de LED
6200. O segundo filtro de cor 6330 transmite luz gerada na primeira e na segunda pilhas de LED 6100 e 6200 e reflete a luz gerada na terceira pilha de LED 6300. Assim, a luz gerada na primeira pilha de LED 6100 pode ser emitida para o exterior através da segunda pilha de LED 6200 e a terceira pilha de LED 6300 e a luz gerada na segunda pilha de LED 6200 pode ser emitida para o exterior através da terceira pilha de LED 6300. Além disso, é possível impedir que a luz gerada na segunda pilha de LED 6200 seja incidente na primeira pilha de LED 6100 e perdida, ou a luz gerada na terceira pilha de LED 6300 seja incidente na segunda pilha de LED 6200 e perdida.
[0864] Em algumas modalidades exemplificativas, o primeiro filtro de cor 6230 pode refletir a luz gerada na terceira pilha de LED 6300.
[0865] Os primeiro e segundo filtros de cores 6230 e 6330 podem ser, por exemplo, um filtro de baixa passagem que passa apenas por uma região de baixa frequência, ou seja, uma região de comprimento de onda longo, um filtro de passagem de banda que passa por apenas uma banda de comprimento de onda predeterminada,
ou um filtro de interrupção de banda que bloqueia apenas a faixa de comprimento de onda predeterminada. Em particular, o primeiro e o segundo filtro de cores 6200 e 6300 podem ser formados empilhando alternadamente as camadas de isolamento com diferentes índices de refração. Por exemplo, o primeiro e o segundo filtro de cores 6200 e 6300 podem ser formados empilhando alternadamente TiO2 e SiO2. Em particular, o primeiro e o segundo filtro de cores 6200 e 6300 podem incluir um refletor de Bragg distribuído (DBR). A banda de interrupção do refletor de Bragg distribuído pode ser controlada ajustando as espessuras de TiO2 e SiO2. O filtro de baixa passagem e o filtro passa-banda também podem ser formados empilhando alternadamente as camadas de isolamento com diferentes índices de refração.
[0866] A primeira camada adesiva 6141 é disposta entre o substrato 6021 e a primeira pilha de LED 6100 e liga a primeira pilha de LED 6100 ao substrato 6021. A segunda camada adesiva 6161 é disposta entre a primeira pilha de LED 6100 e a segunda pilha de LED 6200 e liga a segunda pilha de LED 6200 à primeira pilha de LED 6100. Além disso, a terceira camada adesiva 6261 é disposta entre a segunda pilha de LED 6200 e a terceira pilha de LED 6300 e liga a terceira pilha de LED 6300 à segunda pilha de LED 6200.
[0867] Como mostrado, a segunda camada adesiva 6161 pode ser disposta entre a primeira pilha de LED 6100 e o primeiro filtro de cor 6230 e pode entrar em contato com o primeiro filtro de cor 6230. A segunda camada adesiva 6161 transmite luz gerada na primeira pilha de LED 6100.
[0868] A terceira camada adesiva 6261 pode ser disposta entre a segunda pilha de LED 6200 e o segundo filtro de cor 6330 e pode entrar em contato com o segundo filtro de cor 6330. A segunda camada adesiva 6161 transmite luz gerada na primeira pilha de LED 6100 e na segunda pilha de LED 6200.
[0869] Cada uma das primeira à terceira camadas adesivas 6141, 6161 e 6261 é formada por um material adesivo que pode ser padronizado. Essas camadas adesivas 6141, 6161 e 6261 podem incluir, por exemplo, epóxi, poli-imida, SU8, spin-on-glass (SOG), benzociclociclobuteno (BCB) ou outras, mas não estão limitadas a estes.
[0870] Um material de ligação de metal pode ser disposto em cada uma das camadas adesivas 6141, 6161 e 6261, que são descritas em mais detalhes abaixo.
[0871] A camada de isolamento 6130 é disposta entre a primeira camada adesiva 6141 e a primeira pilha de LED 6100. A camada de isolamento 6130 tem uma estrutura multicamada e pode incluir uma primeira camada de isolamento 6131 em contato com a primeira pilha de LED 6100 e uma segunda camada de isolamento 6135 em contato com a primeira camada adesiva 6141. A primeira camada de isolamento 6131 pode ser formada por um filme de nitreto de silício (camada de SiNx) e a segunda camada de isolamento 6135 pode ser formada por um filme de óxido de silício (camada de SiO2). Como o filme de nitreto de silício possui forte força adesiva à camada semicondutora baseada em GaP e a camada de SiO2 possui forte força adesiva à primeira camada adesiva 6141, a primeira pilha de LED 6100 pode ser fixada de maneira estável no substrato 6021 empilhando o filme de nitreto de silício e a camada de SiO2.
[0872] De acordo com uma modalidade exemplificativa, um refletor de Bragg distribuído pode ser ainda disposto entre a primeira camada de isolamento 6131 e a segunda camada de isolamento 6135. O refletor de Bragg distribuído evita que a luz gerada na primeira pilha de LED 6100 seja absorvida no substrato 6021, melhorando assim a eficiência da luz.
[0873] Na FIG. 107A, enquanto a primeira camada adesiva 6141 é mostrada e descrita como sendo dividida em cada unidade de pixel pela barreira 6350, a primeira camada adesiva 6141 pode ser contínua ao longo de uma pluralidade de pixels em algumas modalidades exemplificativas. A camada de isolamento 6130 também pode ser contínua ao longo de uma pluralidade de pixels.
[0874] As primeira à terceira pilhas de LED 6100, 6200 e 6300 podem ser conectadas eletricamente a um circuito no substrato 6021 usando pads de eletrodos, conectores e eletrodos ôhmicos e, portanto, por exemplo, um circuito como mostrado na FIG. 107B pode ser implementado. Os pads de eletrodos, conectores e eletrodos ôhmicos são descritos em mais detalhes abaixo.
[0875] A FIG. 107B é um diagrama esquemático de circuito de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0876] Referindo às FIG. 107B, um circuito de acionamento de acordo com uma modalidade exemplificativa pode incluir dois ou mais transistores Tr1 e Tr2 e um capacitor. Quando a fonte de alimentação é conectada às linhas de seleção Vrow1 a Vrow3 e uma voltagem de dados é aplicada às linhas de dados Vdata1 a Vdata3, uma voltagem é aplicada ao diodo emissor de luz correspondente. Além disso, as cargas são carregadas no capacitor correspondente de acordo com os valores de Vdata1 e Vdata3. Um estado de ativação do transistor Tr2 pode ser mantido pela voltagem carregada do capacitor e, assim, mesmo quando a energia é cortada na linha de seleção Vrow1, a voltagem do capacitor pode ser mantida e a voltagem pode ser aplicada aos diodos emissores de luz LED1 a LED3. Além disso, as correntes que fluem através do LED1 para o LED3 podem ser alteradas de acordo com os valores de Vdata1 para Vdata3. A corrente pode sempre ser fornecida por Vdd e, portanto, é possível a emissão contínua de luz.
[0877] Os transistores Tr1 e Tr2 e o capacitor podem ser formados em um substrato de 6021. Aqui, os diodos emissores de luz LED1 a LED3 podem corresponder à primeira à terceira pilhas de LED 6100, 6200 e 6300 empilhados em um pixel, respectivamente. Os anodos da primeira à terceira pilha de LED 6100, 6200 e 6300 são conectados ao transistor Tr2 e os seus catodos são aterrados. A primeiro à terceira pilhas de LED 6100, 6200 e 6300 podem ser eletricamente aterradas em comum.
[0878] A FIG. 107B mostra exemplificativamente um diagrama de circuito para um acionamento de matriz ativa, mas outros circuitos para o acionamento de matriz ativa podem ser usados. Além disso, de acordo com uma modalidade exemplificativa, a condução de matriz passiva também pode ser implementada.
[0879] A seguir, um método de fabricação de um dispositivo de exibição será descrito em detalhes.
[0880] As FIGS. 108A a 114 são vistas planas esquemáticas e vistas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa. Em cada um dos desenhos, a vista em seção transversal é tomada ao longo da linha mostrada na vista plana correspondente.
[0881] Primeiro, com referência à FIG. 108A, a primeira pilha de LED 6100 é crescida no primeiro substrato 6121. O primeiro substrato 6121 pode ser, por exemplo, um substrato GaAs. A primeira pilha de LED 6100 é formada por camadas de semicondutores baseadas em AlGaInP e inclui uma camada semicondutora do tipo n 6123, uma camada ativa e uma camada semicondutora do tipo p 6125. A primeira pilha de LED 6100 pode ter, por exemplo, uma composição de Al, Ga e In para emitir luz vermelha.
[0882] A camada semicondutora do tipo p 6125 e a camada ativa são gravadas para expor a camada semicondutora do tipo n
6123. A camada semicondutora do tipo p 6125 e a camada ativa podem ser padronizadas usando técnicas de fotolitografia e gravação. Na FIG. 108A, embora uma porção correspondente a uma região de pixel seja mostrada, a primeira pilha de LED 6100 pode ser formada sobre a pluralidade de regiões de pixel no substrato 6121 e a camada semicondutora de tipo n 6123 será exposta correspondendo a cada região de pixel.
[0883] Referindo às FIG. 108B, as camadas em contato ôhmico 6127 e 6129 são formadas. As camadas em contato ôhmico 6127 e 6129 podem ser formadas para cada região de pixel. A camada em contato ôhmico 6127 está em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo n 6123 e a camada em contato ôhmico 6129 está em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p 6125. Por exemplo, a camada em contato ôhmico 6127 pode incluir AuTe ou AuGe, e a camada em contato ôhmico 6129 pode incluir AuBe ou AuZn.
[0884] Referindo às FIG. 108C, uma camada de isolamento 6130 é formada na primeira pilha de LED 6100. A camada de isolamento 6130 tem uma estrutura de multicamadas e é padronizada para ter aberturas que expõem as camadas em contato ôhmico 6127 e 6129. A camada de isolamento 6130 pode incluir uma primeira camada de isolamento 6131 e uma segunda camada de isolamento 6135 e também pode incluir um refletor de Bragg distribuído 6133. A segunda camada de isolamento 6135 pode ser incorporada no refletor de
Bragg distribuído 6133 como uma parte do refletor de Bragg distribuído 6133.
[0885] A primeira camada de isolamento 6131 pode incluir, por exemplo, um filme de nitreto de silício, e a segunda camada de isolamento 6135 pode incluir um filme de óxido de silício. O filme de nitreto de silício exibe boas propriedades de adesão à camada semicondutora baseada em AlGaInP, mas o filme de óxido de silício tem propriedades de baixa adesão à camada semicondutora baseada em AlGaInP. O filme de óxido de silício possui boa adesão à primeira camada adesiva 6141, que será descrita abaixo, enquanto o filme de nitreto de silício possui propriedades de adesão fracas à primeira camada adesiva 6141. Como o filme de nitreto de silício e o filme de óxido de silício exibem características de voltagem mutuamente complementares, é possível melhorar a estabilidade do processo usando o filme de nitreto de silício e o filme de óxido de silício juntos, evitando assim a ocorrência de defeitos.
[0886] Enquanto as camadas em contato ôhmico 6127 e 6129 são descritas como sendo formadas primeiro e a camada de isolamento 6130 é formada a partir de então, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, a camada de isolamento 6130 pode ser formada primeiro e as camadas em contato ôhmico 6127 e 6129 podem ser formadas nas aberturas da camada de isolamento 6130 que expõem a camada semicondutora do tipo n 6123 e a camada semicondutora do tipo p 6125.
[0887] Referindo às FIG. 108D, subsequentemente, os primeiros pads de eletrodos 6137, 6138, 6139 e 6140 são formados. Os primeiros pads de eletrodos 6137 e 6139 são conectados às camadas em contato ôhmico 6127 e 6129 através das aberturas da camada de isolamento 6130, respectivamente. As primeiros pads de eletrodos 6138 e 6140 são dispostos na camada de isolamento 6130 e são isolados da primeira pilha de LED 6100. Como descrito abaixo, os primeiros eletrodos 6138 e 6140 serão eletricamente conectados às camadas de semicondutores do tipo p 6225 e 6325 da segunda pilha de LED 6200 e da terceira pilha de LED 6300, respectivamente. Os primeiros pads de eletrodos 6137, 6138, 6139 e 6140 podem ter uma estrutura de multicamadas e, particularmente, podem incluir uma camada de barreira de metal em sua superfície superior.
[0888] Referindo às FIG. 108E, uma primeira camada adesiva 6141 é então formada nos primeiros pads de eletrodos 6137, 6138, 6139 e 6140. A primeira camada adesiva 6141 pode entrar em contato com a segunda camada de isolamento 6135.
[0889] A primeira camada adesiva 6141 é padronizada para ter aberturas que expõem os primeiros pads de eletrodos 6137, 6138, 6139 e 6140. Como tal, a primeira camada adesiva 6141 é formada por um material que pode ser padronizado e pode ser formado, por exemplo, por epóxi, poli-imida, SU8, SOG, BCB ou outros.
[0890] Os materiais de ligação de metal 6143 que possuem substancialmente uma forma de bola são formados nas aberturas da primeira camada adesiva 6141. O material de ligação de metal 6143 pode ser formado, por exemplo, por uma bola de índio ou por uma bola de solda, como AuSn, Sn ou semelhantes. Os materiais de ligação de metal 6143 que possuem substancialmente uma forma de bola podem ter substancialmente a mesma altura que uma superfície da primeira camada adesiva 6141 ou altura mais alta que a superfície da primeira camada adesiva 6141. No entanto, um volume de cada material de ligação de metal pode ser menor que um volume da abertura na primeira camada adesiva 6141.
[0891] Referindo às FIG. 109A, subsequentemente, o substrato
6021 e a primeira pilha de LED 6100 são ligados. Os pads de eletrodos 6027, 6028, 6029 e 6030 são dispostas no substrato 6021 em correspondência com os primeiros pads de eletrodos 6137, 6138, 6139 e 6140, e os materiais de ligação de metal 6143 ligam os primeiros pads de eletrodos 6137, 6138, 6139 e 6140 com os eletrodos 6027, 6028, 6029 e 6030. Além disso, a primeira camada adesiva 6141 liga o substrato 6021 e a camada de isolamento 6130.
[0892] O substrato 6021 pode ser um substrato de vidro no qual um transistor de filme fino é formado, um substrato de Si no qual um transistor CMOS é formado, ou outros, para acionamento de matriz ativa.
[0893] Enquanto os primeiros eletrodos 6137 e 6139 são mostrados como espaçados das camadas em contato ôhmico 6127 e 6129, os primeiros eletrodos 6137 e 6139 são conectados eletricamente às camadas em contato ôhmico 6127 e 6129 através da camada de isolamento 6130, respectivamente.
[0894] Embora a primeira camada adesiva 6141 e os materiais de ligação de metal 6143 sejam descritos como sendo formados no primeiro lado do substrato 6121, a primeira camada adesiva 6141 e os materiais de ligação de metal 6143 podem ser formados no lado do substrato 6021 ou camadas adesivas podem ser formadas no primeiro lado do substrato 6121 e no lado do substrato 6021, respectivamente, e essas camadas adesivas podem ser ligadas uma à outra.
[0895] Os materiais de ligação de metal 6143 são pressionados por esses pads entre os primeiros pads de eletrodos 6137, 6138, 6139 e 6140, e os pads de eletrodos 6027, 6028, 6029 e 6030 no substrato 6021 e, assim, as superfícies superior e inferior são deformadas para terem uma forma plana de acordo com a forma dos pads de eletrodos. Uma vez que os materiais de ligação de metal 6143 são deformados nas aberturas da primeira camada adesiva 6141, os materiais de ligação de metal 6143 podem preencher substancialmente completamente as aberturas da primeira camada de adesivo 6141 para estar em contato próximo com a primeira camada de adesivo 6141, ou um espaço vazio pode ser formado nas aberturas da primeira camada adesiva 6141. A primeira camada adesiva 6141 pode contrair em uma direção vertical e pode expandir-se na direção horizontal sob condições de aquecimento e pressurização, e assim uma forma de uma parede interna das aberturas pode ser deformada.
[0896] As formas dos elementos de ligação de metal 6143 e a primeira camada adesiva 6141 são descritas abaixo com referência às FIGS. 115A, 115B e 115C.
[0897] Referindo às FIG. 109B, o primeiro substrato 6121 é removido e a camada semicondutora do tipo n 6123 é exposta. O primeiro substrato 6121 pode ser removido usando uma técnica de gravação úmida ou semelhante. Uma superfície rugosa por texturização de superfície pode ser formada na superfície da camada semicondutora de tipo n exposta 6123.
[0898] Referindo às FIG. 109C, os orifícios H1 que passam através da primeira pilha de LED 6100 e a camada de isolamento 6130 podem ser formados usando uma máscara rígida ou semelhante. Os orifícios H1 podem expor os primeiros eletrodos 6137, 6138 e 6140, respectivamente. O orifício H1 não é formado no primeiro pad de eletrodo 6139 e, portanto, o primeiro pad de eletrodo 6139 não é exposto através da primeira pilha de LED 6100.
[0899] Em seguida, uma camada de isolamento 6153 é formada para cobrir a superfície da primeira pilha de LED 6100 e as paredes laterais dos orifícios H1. A camada de isolamento 6153 é padronizada para expor os primeiros pads de eletrodos 6137, 6138,
6139 e 6140 nos orifícios H1. A camada de isolamento 6153 pode incluir um filme de nitreto de silício ou um filme de óxido de silício.
[0900] Referindo às FIG. 109D, os primeiros conectores 6157, 6158 e 6160 que são eletricamente conectados aos primeiros pads de eletrodos 6137, 6138 e 6140 através dos orifícios H1, respectivamente, são formados.
[0901] O primeiro conector 1 6157 é conectado ao primeiro pad de eletrodos 6137, o primeiro conector 2 6158 é conectado ao primeiro pad de eletrodos 6138 e o primeiro conector 3 6160 é conectado ao primeiro pad de eletrodos 6140. O primeiro pad de eletrodos 6140 é eletricamente conectado à camada semicondutora do tipo n 6123 da primeira pilha de LED 6100 e, portanto, o primeiro conector 6157 também é conectado eletricamente à camada semicondutora do tipo n 6123. O primeiro conector 2 6158 e o primeiro conector 3 6160 são isolados eletricamente da primeira pilha de LED 6100.
[0902] Referindo às FIG. 109E, uma segunda camada adesiva 6161 é então formada nos primeiros conectores 6157, 6158 e 6160. A segunda camada adesiva 6161 pode entrar em contato com a camada de isolamento 6153.
[0903] A segunda camada adesiva 6161 é padronizada para ter aberturas que expõem os primeiros conectores 6157, 6158 e 6160. Como tal, a segunda camada adesiva 6161 é formada por um material que pode ser padronizado de maneira semelhante à primeira camada adesiva 6141 e pode ser formada por, por exemplo, epóxi, poli-imida, SU8, SOG, BCB ou outros.
[0904] Os materiais de ligação de metal 6163 que possuem substancialmente uma forma de bola são formados nas aberturas da segunda camada adesiva 6161. O material e a forma do material de ligação de metal 6163 são semelhantes aos do material de ligação de metal 6143 descrito acima e, portanto, são omitidas descrições detalhadas do mesmo.
[0905] Referindo às FIG. 110A, a segunda pilha de LED 6200 é crescida em um segundo substrato 6221 e um segundo eletrodo transparente 6229 é formado na segunda pilha de LED 6200.
[0906] O segundo substrato 6221 pode ser um substrato capaz de aumentar a segunda pilha de LED 6200, por exemplo, um substrato de safira ou um substrato de GaAs.
[0907] A segunda pilha de LED 6200 pode ser formada de camadas semicondutoras baseadas em AlGaInP ou camadas semicondutoras baseadas em AlGaInN. A segunda pilha de LED 6200 pode incluir uma camada semicondutora do tipo n 6223, uma camada semicondutora do tipo p 6225 e uma camada ativa, e a camada ativa pode ter uma estrutura de poço multiquântico. Uma proporção de composição da camada de poço na camada ativa pode ser determinada de modo que a segunda pilha de LED 6200 emita luz verde, por exemplo.
[0908] O segundo eletrodo transparente 6229 está em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p. O segundo eletrodo transparente 6229 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha e à luz verde. Exemplos da camada de óxido condutor podem incluir SnO2, InO2, ITO, ZnO, IZO ou outros.
[0909] Referindo às FIG. 110B, o segundo eletrodo transparente 6229, a camada semicondutora do tipo p 6225 e a camada ativa são padronizados para expor parcialmente a camada semicondutora do tipo n 6223. A camada semicondutora do tipo n 6223 será exposta em uma pluralidade de regiões que correspondem a uma pluralidade de regiões de pixel no segundo substrato 6221.
[0910] Embora a camada semicondutora do tipo n 6223 seja descrita como sendo exposta após a formação do segundo eletrodo transparente 6229, em algumas modalidades exemplificativas, a camada semicondutora do tipo n 6223 pode ser exposta primeiro e o segundo eletrodo transparente 6229 podem ser formados posteriormente.
[0911] Referindo às FIG. 110C, um primeiro filtro de cor 6230 é formado no segundo eletrodo transparente 6229. O primeiro filtro de cor 6230 é formado para transmitir luz gerada na primeira pilha de LED 6100 e para refletir a luz gerada na segunda pilha de LED 6200.
[0912] Então, uma camada de isolamento 6231 pode ser formada no primeiro filtro de cor 6230. A camada de isolamento 6231 pode ser formada para controlar o estresse e pode ser formada, por exemplo, por um filme de nitreto de silício (SiNx) ou um filme de óxido de silício (SiO2). A camada de isolamento 6231 pode ser formada primeiro antes da formação do primeiro filtro de cor
6230.
[0913] As aberturas que expõem a camada semicondutora do tipo n 6223 e o segundo eletrodo transparente 6229 são formadas padronizando a camada de isolamento 6231 e o primeiro filtro de cor 6230.
[0914] Embora o primeiro filtro de cor 6230 seja descrito como sendo formado após a camada semicondutora do tipo n 6223 ser exposta, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, o primeiro filtro de cor 6230 pode ser formado primeiro e, em seguida, o primeiro filtro de cor 6230, o segundo transparente eletrodo 6229, a camada semicondutora do tipo p 6225 e a camada ativa podem ser padronizados para expor a camada semicondutora do tipo n 6223. Então, a camada de isolamento 6231 pode ser formada para cobrir superfícies laterais da camada semicondutora do tipo p 6225 e a camada ativa.
[0915] Referindo às FIG. 110D, subsequentemente, os segundos pads de eletrodos 6237, 6238 e 6240 são formados no primeiro filtro de cor 6230 ou na camada de isolamento 6231. O segundo pad de eletrodo 6237 pode ser eletricamente conectado à camada semicondutora do tipo n 6223 através da abertura do primeiro filtro de cor 6230 e o segundo pad de eletrodo 6238 pode ser conectado eletricamente ao segundo eletrodo transparente 6229 através da abertura do primeiro filtro de cor 6230. O segundo pad de eletrodo 6240 é disposto no primeiro filtro de cor 6240 e é isolado da segunda pilha de LED 6200.
[0916] Referindo às FIG. 111A, a segunda pilha de LED 6200 e os segundos pads de eletrodos 6237, 6238 e 6240 que são descritos com referência à FIG. 110D, são acoplados na segunda camada adesiva 6161 e nos materiais de ligação de metal 6163 que são descritos com referência à FIG. 109E. Os materiais de ligação de metal 6163 podem ligar os primeiros conectores 6157, 6158 e 6160 e os segundos eletrodos 6237, 6238 e 6240, respectivamente, e a segunda camada adesiva 6161 pode ligar a camada de isolamento 6231 e a camada de isolamento 6153. A ligação utilizando a segunda camada adesiva 6161 e os materiais de ligação metálicos 6163 é semelhante à descrita com referência à FIG. 109A e, portanto, sua descrição detalhada é omitida.
[0917] O segundo substrato 6221 é separado da segunda pilha de LED 6200 e a superfície da segunda pilha de LED 6200 é exposta. O segundo substrato 6221 pode ser separado utilizando uma técnica como gravura química, elevação a laser ou semelhante. Uma superfície rugosa pela texturização da superfície pode ser formada na superfície da segunda pilha de LED 6200 exposta, ou seja, a superfície da camada semicondutora do tipo n 6223.
[0918] Embora a segunda camada adesiva 6161 e os materiais de ligação de metal 6163 sejam descritos como sendo formados na primeira pilha de LED 6100 para ligar a segunda pilha de LED 6200, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, a segunda camada de adesivo 6161 e os materiais de ligação de metal 6163 podem ser formados no segundo lado da pilha de LED
6200. Além disso, uma camada adesiva pode ser formada na primeira pilha de LED 6100 e na segunda pilha de LED 6200, respectivamente, e essas camadas adesivas podem ser ligadas uma à outra.
[0919] Referindo às FIG. 111B, os orifícios H2 que passam através da segunda pilha de LED 6200, o segundo eletrodo transparente 6229, o primeiro filtro de cor 6230 e a camada de isolamento 6231 podem ser formados usando uma máscara rígida ou semelhante. Os orifícios H2 podem expor os segundos pads de eletrodos 6237 e 6240, respectivamente. O orifício H2 não é formado no segundo pad de eletrodo 238 e, portanto, o segundo pad de eletrodo 238 não é exposto através da segunda pilha de LED 6200.
[0920] Em seguida, uma camada de isolamento 6253 é formada para cobrir a superfície da segunda pilha de LED 6200 e as paredes laterais dos orifícios H2. A camada de isolamento 6253 é padronizada para expor os segundos pads de eletrodos 6237 e 6240 nos orifícios H2. A camada de isolamento 6253 pode incluir um filme de nitreto de silício ou um filme de óxido de silício.
[0921] Referindo às FIG. 111C, segundos conectores 6257 e 6260 que são eletricamente conectados aos segundos eletrodos 6237 e 6240 através dos orifícios H2, respectivamente, são formados. O segundo conector 1 6257 é conectado ao segundo eletrodo 6237 e, portanto, eletricamente conectado à camada semicondutora do tipo n 6223. O segundo conector 2 6260 é isolado da segunda pilha de LED 6200 e isolado da primeira pilha de LED 6100.
[0922] Além disso, o segundo conector 1 6257 é eletricamente conectado ao pad de eletrodo 6027 através do primeiro conector 1 6157 e o segundo conector 2 6260 é conectado eletricamente ao pad de eletrodo 6030 através do primeiro conector 3 6160. O segundo conector 1 6257 pode ser empilhado em uma direção vertical ao primeiro conector 1 6157 e o segundo conector 2 6260 pode ser empilhado em uma direção vertical ao primeiro conector 3 6160. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes.
[0923] Referindo às FIG. 111D, uma terceira camada adesiva 6261 é então formada nos segundos conectores 6257 e 6260. A terceira camada adesiva 6261 pode entrar em contato com a camada de isolamento 6253.
[0924] A terceira camada adesiva 6261 é padronizada para ter aberturas que expõem os segundos conectores 6257 e 6260. Como tal, a terceira camada adesiva 6261 é formada por um material que pode ser padronizado de maneira semelhante à primeira camada adesiva 6141 e pode ser formada por, por exemplo, epóxi, poli- imida, SU8, SOG, BCB ou outros.
[0925] Os materiais de ligação de metal 6263 que possuem substancialmente uma forma de bola são formados nas aberturas da terceira camada adesiva 6261. O material e a forma do material de ligação de metal 6263 são semelhantes aos do material de ligação de metal 6143 descrito acima e, portanto, são omitidas descrições detalhadas do mesmo.
[0926] Referindo às FIG. 112A, a terceira pilha de LED 6300 é crescida em um terceiro substrato 6321 e um terceiro eletrodo transparente 6329 é formado na terceira pilha de LED 6300.
[0927] O terceiro substrato 6321 pode ser um substrato capaz de crescer a terceira pilha de LED 6300, por exemplo, um substrato de safira. A terceira pilha de LED 6300 pode ser formada por camadas de semicondutores à base de AlGaInN. A terceira pilha de LED 6300 pode incluir uma camada semicondutora do tipo n 6323, uma camada semicondutora do tipo p 6325 e uma camada ativa, e a camada ativa pode ter uma estrutura de poço multiquântico. Uma proporção de composição da camada de poço na camada ativa pode ser determinada de modo que a terceira pilha de LED 6300 emita luz azul, por exemplo.
[0928] O terceiro eletrodo transparente 6329 está em contato ôhmico com a camada semicondutora do tipo p 6325. O terceiro eletrodo transparente 6329 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha, luz verde e luz azul. Exemplos da camada de óxido condutor podem incluir SnO2, InO2, ITO, ZnO, IZO ou outros.
[0929] Referindo às FIG. 112B, o terceiro eletrodo transparente 6329, a camada semicondutora do tipo p 6325 e a camada ativa são padronizados para expor parcialmente a camada semicondutora do tipo n 6323. A camada semicondutora do tipo n 6323 será exposta em uma pluralidade de regiões que correspondem a uma pluralidade de regiões de pixel no terceiro substrato 6321.
[0930] Embora a camada semicondutora do tipo n 6323 seja descrita como exposta após a formação do terceiro eletrodo transparente 6329, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, a camada semicondutora do tipo n 6323 pode ser exposta antes do primeiro e do terceiro eletrodo transparente 6329 poderem ser formados.
[0931] Referindo às FIG. 112C, um segundo filtro de cor 6330 é formado no terceiro eletrodo transparente 6329. O segundo filtro de cor 6330 é formado para transmitir luz gerada na primeira pilha de LED 6100 e na segunda pilha de LED 6200 e para refletir a luz gerada na terceira pilha de LED 6300.
[0932] Então, uma camada de isolamento 6331 pode ser formada no segundo filtro de cor 6330. A camada de isolamento 6331 pode ser formada para controlar o estresse e pode ser formada, por exemplo, por um filme de nitreto de silício (SiNx) ou um filme de óxido de silício (SiO2). A camada de isolamento 6331 pode ser formada primeiro antes da formação do segundo filtro de cor 6330. Enquanto isso, aberturas que expõem a camada semicondutora do tipo n 6323 e o segundo eletrodo transparente 6329 são formadas padronizando a camada de isolamento 6331 e o segundo filtro de cor 6330.
[0933] Embora o segundo filtro de cor 6330 seja descrito como sendo formado após a camada semicondutora do tipo n 6323 ser exposta, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, o segundo filtro de cor 6330 pode ser formado primeiro e o segundo filtro de cor 6330, o terceiro eletrodo transparente 6329, a camada semicondutora do tipo p 6325 e a camada ativa podem ser padronizados para expor a camada semicondutora do tipo n 6323 posteriormente. Então, a camada de isolamento 6331 pode ser formada para cobrir superfícies laterais da camada semicondutora do tipo p 6325 e a camada ativa.
[0934] Referindo às FIG. 112D, subsequentemente, os terceiros pads de eletrodos 6337 e 6340 são formados no segundo filtro de cor 6330 ou na camada de isolamento 6331. O terceiro pad de eletrodo 6337 pode ser eletricamente conectado à camada semicondutora do tipo n 6323 através da abertura do segundo filtro de cor 6330 e o terceiro pad de eletrodo 6340 pode ser eletricamente conectado ao terceiro eletrodo transparente 6329 através da abertura do segundo filtro de cor 6330.
[0935] Referindo às FIG. 113A, a terceira pilha de LED 6300 e os terceiros de pads de eletrodos 6337 e 6340 que são descritos com referência à FIG. 112D, são acoplados à terceira camada adesiva 6261 pelos materiais de ligação de metal 6263 que são descritos com referência à FIG. 111E. Os materiais de ligação de metal 6263 podem ligar os segundos conectores 6257 e 6260 e os terceiros eletrodos 6337 e 6340, respectivamente, e a terceira camada adesiva 6261 pode ligar a camada de isolamento 6331 e a camada de isolamento 6253. A ligação utilizando a terceira camada adesiva 6261 e os materiais de ligação metálica 6263 é semelhante à descrita com referência à FIG. 109A e, portanto, suas descrições detalhadas são omitidas.
[0936] O terceiro substrato 6321 é separado da terceira pilha de LED 6300 e a superfície da terceira pilha de LED 6300 é exposta. O terceiro substrato 6321 pode ser separado usando uma técnica como elevação a laser, elevação química ou outras. Uma superfície rugosa pela texturização da superfície pode ser formada na superfície da terceira pilha de LED 6300 exposta, ou seja, a superfície da camada semicondutora do tipo n 6323.
[0937] Embora a terceira camada adesiva 6261 e os materiais de ligação de metal 6263 sejam descritos como sendo formados na segunda pilha de LED 6200 para ligar a terceira pilha de LED 6300, de acordo com algumas modalidades exemplificativas, a terceira camada de adesivo 6261 e os materiais de ligação de metal 6263 podem ser formado no terceiro lado da pilha de LED
6300. Além disso, uma camada adesiva pode ser formada na segunda pilha de LED 6200 e na terceira pilha de LED 6300,
respectivamente, e essas camadas adesivas podem ser ligadas uma à outra.
[0938] Referindo às FIG. 113B, subsequentemente, as regiões entre pixels adjacentes são então gravadas para separar os pixels, e uma camada de isolamento 6341 pode ser formada. A camada de isolamento 6341 pode cobrir uma superfície lateral e uma superfície superior de cada pixel. Uma região entre pixels adjacentes pode ser removida para expor o substrato 6021, mas os conceitos inventivos não estão limitados a estes. Por exemplo, a primeira camada adesiva 6141 pode ser formada continuamente sobre uma pluralidade de regiões de pixel sem ser separada, e a camada de isolamento 6130 também pode ser contínua.
[0939] Referindo às FIG. 114, subsequentemente, uma barreira 6350 pode ser formada em uma região de separação entre as regiões de pixel. A barreira 6350 pode ser formada por uma camada refletora de luz ou uma camada absorvente de luz e, portanto, a interferência de luz entre pixels pode ser evitada. A camada refletora de luz pode incluir, por exemplo, um PSR branco, um refletor de Bragg distribuído, uma camada de isolamento como SiO2 e uma camada de metal refletor depositada sobre ela, ou uma camada orgânica altamente refletora. Para uma camada de bloqueio de luz, pode ser usado epóxi preto, por exemplo.
[0940] Assim, um dispositivo de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa, na qual uma pluralidade de pixels está disposta no substrato 6021, pode ser fornecido. A primeira à terceira pilhas de LED 6100, 6200 e 6300 em cada pixel pode ser acionada independentemente pela entrada de energia através dos pads de eletrodos 6027, 6028, 6029 e 6030.
[0941] As FIGS. 115A, 115B e 115C são vistas esquemáticas em seção transversal dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e
6263.
[0942] Referindo às FIG. 115A, os materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 são dispostos nas aberturas na primeira à terceira camadas adesivas 6141, 6161 e 6261. Uma superfície inferior dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 está em contato com os pads de eletrodos 6030 ou o conector 6160 ou 6260 e, portanto, os materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 podem ter uma forma substancialmente plana dependendo de uma forma da superfície superior dos pads de eletrodos ou conectores. As superfícies superiores dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 podem ter uma forma substancialmente plana, dependendo da forma dos pads de eletrodos 6140, 6240 e
6340. Uma superfície lateral dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 pode ter uma forma substancialmente curva. Uma porção central dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 pode ter uma forma convexa para o exterior.
[0943] Uma parede interna das aberturas das camadas adesivas 6141, 6161 e 6261 também pode ter uma forma substancialmente convexa para dentro das aberturas, e as superfícies laterais dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 podem estar em contato com superfícies laterais da camadas adesivas 6141, 6161 e 6261. No entanto, se o volume dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 for menor que o volume das aberturas das camadas adesivas 6141, 6161 e 6261, um espaço vazio pode ser formado nas aberturas, como mostrado.
[0944] Referindo às FIG. 115B, as formas dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263 e as camadas adesivas 6141, 6161 e 6261, de acordo com uma modalidade exemplificativa, são substancialmente semelhantes às descritas com referência à FIG.
115A, mas há uma diferença em que uma porção convexa da superfície lateral é disposta em uma posição relativamente mais baixa por aquecimento.
[0945] Referindo às FIG. 115C, as formas dos materiais de ligação de metal 6143, 6163 e 6263, de acordo com uma modalidade exemplificativa, são semelhantes às descritas com referência à FIG. 121B, mas são diferentes das formas das paredes internas das aberturas das camadas adesivas 6141, 6161 e 6261. Em particular, a parede interna da abertura pode ser formada para ser côncava pelo material de ligação do metal.
[0946] Embora certas modalidades e implementações exemplificativas tenham sido descritas aqui, outras modalidades e modificações serão evidentes a partir desta descrição. Por conseguinte, os conceitos inventivos não se limitam a essas modalidades, mas ao escopo mais amplo das reivindicações anexas e a várias modificações óbvias e arranjos equivalentes, como seria evidente para um especialista na técnica.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES (Emendadas)
1. Dispositivo emissor de luz, caracterizado por compreender uma primeira subunidade de LED; uma segunda subunidade de LED posicionada adjacente à primeira subunidade de LED; uma terceira subunidade de LED disposta adjacente à segunda subunidade de LED; pads de eletrodos dispostos na primeira subunidade de LED e conectados eletricamente às primeira, segunda e terceira subunidades de LED, os pads de eletrodos compreendem um pad de eletrodo comum conectado eletricamente a cada uma das primeira, segunda e terceira subunidades de LED, e primeiro, segundo e terceiro pads de eletrodos conectadas a uma respectiva das primeira, segunda e terceira subunidades de LED; e um primeiro eletrodo refletor disposto entre os pads de eletrodos e a primeira subunidade de LED , em que o pad de eletrodo comum, o segundo pad de eletrodo e o terceiro pad de eletrodo são conectados eletricamente à segunda subunidade de LED e à terceira subunidade de LED através de orifícios que passam pela primeira subunidade de LED; a primeira subunidade de LED, a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED são configuradas para serem acionadas independentemente; a luz gerada na primeira subunidade de LED está configurada para ser emitida para o exterior do dispositivo emissor de luz através da segunda subunidade de LED e da terceira subunidade de LED; e a luz gerada na segunda subunidade de LED está configurada para ser emitida para a parte externa do dispositivo emissor de luz através da terceira subunidade de LED.
2. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira, segunda e terceira subunidades de LED compreenderem uma primeira pilha de LED, uma segunda pilha de LED e uma terceira pilha de LED, respectivamente; e a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED serem configuradas para emitir luz vermelha, luz verde e luz azul, respectivamente.
3. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro eletrodo refletor ser disposto entre os pads de eletrodo e a primeira subunidade LED e em contato ôhmico com a primeira subunidade LED, em que o pad de eletrodo comum está conectado ao primeiro eletrodo refletor.
4. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o primeiro eletrodo refletor compreender uma camada em contato ôhmico em contato ôhmico com uma superfície superior da primeira subunidade de LED e uma camada refletora que cobre a camada em contato ôhmico.
5. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o primeiro eletrodo refletor ter uma porção oca definida por um elemento em forma substancialmente anular; e o pad de eletrodo comum passar através da porção oca do elemento em forma substancialmente anular.
6. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda um segundo eletrodo transparente interposto entre a segunda subunidade de LED e a terceira subunidade de LED e em contato ôhmico com uma superfície inferior da segunda subunidade de LED; e um terceiro eletrodo transparente em contato ôhmico com uma superfície superior da terceira subunidade de LED, em que o pad de eletrodo comum está eletricamente conectado ao segundo eletrodo transparente e ao terceiro eletrodo transparente.
7. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o pad de eletrodo comum ser conectado a uma superfície superior do segundo eletrodo transparente e a uma superfície superior do terceiro eletrodo transparente.
8. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por cada uma das primeira subunidade de LED e terceira subunidade de LED compreender uma primeira camada semicondutora de tipo de condutividade e uma segunda camada semicondutora de tipo de condutividade disposta em uma região parcial da primeira camada semicondutora do tipo condutividade; e o primeiro pad de eletrodos e o terceiro pad de eletrodos serem conectados eletricamente à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade da primeira subunidade de LED e da terceira subunidade de LED, respectivamente.
9. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda um primeiro eletrodo ôhmico disposto na primeira camada semicondutora de tipo de condutividade da primeira subunidade de LED, em que o primeiro pad de eletrodo está conectado ao primeiro eletrodo ôhmico.
10. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o terceiro pad de eletrodo estar diretamente conectado à primeira camada semicondutora de tipo de condutividade da terceira subunidade de LED.
11. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda: um primeiro filtro de cor disposto entre o terceiro eletrodo transparente e a segunda subunidade de LED; e um segundo filtro de cor disposto entre a primeira e a segunda subunidade de LED.
12. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o primeiro filtro de cor e o segundo filtro de cor compreenderem camadas de isolamento com diferentes índices de refração.
13. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o primeiro filtro de cor e o segundo filtro de cor compreenderem camadas de isolamento com diferentes índices de refração.
14. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um substrato no qual a terceira subunidade de LED está disposta.
15. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o substrato compreender um substrato de safira ou um substrato de nitreto de gálio.
16. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma camada de isolamento disposta entre a primeira subunidade de LED e os pads de eletrodo, em que os pads de eletrodos são eletricamente conectadas às primeira, segunda e terceira subunidades de LED através da camada de isolamento.
17. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a camada de isolamento compreender pelo menos um dentre um refletor de Bragg distribuído e um material de bloqueio de luz.
18. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira subunidade de LED estar configurada para emitir uma luz vermelha, verde e azul; a segunda subunidade de LED estar configurada para emitir uma luz diferente de vermelho, verde e azul da primeira subunidade de LED; e a terceira subunidade de LED estar configurada para emitir uma luz diferente de vermelho, verde e azul das primeira e segunda subunidades de LED.
19. Dispositivo de exibição, caracterizado por compreender uma placa de circuito; e uma pluralidade de dispositivos emissores de luz dispostos na placa de circuito, pelo menos alguns dos dispositivos emissores de luz compreendem o dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, em que os pads de eletrodos estão conectados eletricamente à placa de circuito.
20. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por cada um dos dispositivos emissores de luz compreenderem um substrato acoplado à terceira subunidade de LED; e os substratos dos dispositivos emissores de luz estarem afastados um do outro.
BR112020010688-7A 2017-12-05 2018-11-27 Unidade de led para display e dispositivo de exibição tendo o mesmo BR112020010688B1 (pt)

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