BR112021014915A2 - Dispositivo emissor de luz para exibição e aparelho de exibição compreendendo o mesmo - Google Patents

Dispositivo emissor de luz para exibição e aparelho de exibição compreendendo o mesmo Download PDF

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led
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emitting device
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BR112021014915-5A
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Seom Geun LEE
Chan Seob Shin
Ho Joon Lee
Seong Kyu JANG
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Seoul Viosys Co., Ltd.
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Abstract

dispositivo emissor de luz para exibição e aparelho de exibição compreendendo o mesmo. a invenção trata de dispositivo emissor de luz que, de acordo com uma modalidade preferencial, compreende uma primeira laminação de led, uma segunda laminação de led, uma terceira laminação de led, um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira laminação de led e a segunda laminação de led e estando em contato ôhmico com a superfície inferior da primeira laminação de led, um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira laminação de led e a segunda laminação de led e estando em contato ôhmico com a superfície superior da segunda laminação de led, um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda laminação de led e a terceira laminação de led e estando em contato ôhmico com a superfície superior da terceira laminação de led, pad de eletrodo n disposto em uma primeira camada semicondutora condutora da terceira laminação de led, pad de eletrodo p inferior disposto no terceiro eletrodo transparente, e pads de amortecimento dispostos na primeira laminação de led, em que a superfície superior do pad de eletrodo n está localizada na mesma altura que a superfície superior do pad de eletrodo p inferior.

Description

DISPOSITIVO EMISSOR DE LUZ PARA EXIBIÇÃO E APARELHO DE
EXIBIÇÃO COMPREENDENDO O MESMO Campo de Aplicação
[001] Modalidades exemplificativas referem-se a um dispositivo emissor de luz para um visor e um aparelho de exibição, e, mais especificamente, a um dispositivo emissor de luz com uma estrutura empilhada de uma pluralidade de LEDs para um visor um aparelho de exibição incluindo o mesmo.
Estado da Técnica
[002] Como fonte de luz inorgânica, os diodos emissores de luz têm sido utilizados em vários campos técnicos, como dispositivos de exibição, lâmpadas veiculares, iluminação geral e semelhantes. Com várias vantagens dos diodos emissores de luz, como vida útil mais longa, menor consumo de energia e resposta mais rápida do que as fontes de luz existentes, os diodos emissores de luz têm substituído as fontes de luz existentes.
[003] Os diodos emissores de luz têm sido usados geralmente como fonte de luz de fundo em aparelhos de exibição. No entanto, os visores de LED que diretamente geram imagens usando os diodos emissores de luz foram recentemente desenvolvidos.
[004] Em geral, um aparelho de exibição exibe várias cores através da mistura de luz azul, verde e vermelha. Para gerar várias imagens, o aparelho de exibição inclui uma pluralidade de pixels, cada um incluindo subpixels correspondentes à uma das luzes azul, verde e vermelha. Como tal, uma cor de um determinado pixel é tipicamente determinada com base nas cores dos subpixels, de modo que as imagens possam ser geradas através da combinação desses pixels.
[005] Uma vez que os LEDs podem emitir várias cores, dependendo dos materiais dos mesmos, chips de LED individuais que emitem luz azul, verde e vermelha podem ser dispostos em um plano bidimensional de um aparelho de exibição. No entanto, quando um chip de LED é fornecido para cada subpixel, o número de chips de LED pode ser aumentado, o que pode exigir tempo excessivo para um processo de montagem durante a fabricação.
[006] Além disso, uma vez que os subpixels estão dispostos no plano bidimensional no aparelho de exibição, uma área relativamente grande é ocupada por um pixel que inclui os subpixels para luz azul, verde e vermelha. Assim, uma área de cada subpixel deve ser reduzida a fim de organizar os subpixels em uma área restrita. No entanto, a redução na área do chip de LED pode causar dificuldades na montagem do chip de LED e redução em uma área luminosa.
Descrição da Invenção Problema Técnico
[007] Modalidades exemplificativas fornecem um diodo emissor de luz para um visor que é capaz de aumentar uma área de cada subpixel em uma área de pixel restrita e um aparelho de exibição incluindo o mesmo.
[008] Modalidades exemplificativas também fornecem um dispositivo emissor de luz para um visor que é capaz de reduzir um tempo associado com um processo de montagem e um aparelho de exibição incluindo o mesmo.
[009] Modalidades exemplificativas ainda fornecem um dispositivo emissor de luz para um visor que é capaz de aumentar o rendimento da produção e um aparelho de exibição incluindo o mesmo.
Solução Técnica
[010] Uma modalidade exemplificativa da presente divulgação fornece um dispositivo emissor de luz para um visor incluindo: uma primeira pilha de LED; uma segunda pilha de LED disposta sob a primeira pilha de LED; uma terceira pilha de LED disposta sob a segunda pilha de LED; um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície inferior da primeira pilha de LED; um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da segunda pilha de LED; um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da terceira pilha de LED; um pad de eletrodo n disposto em uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade da terceira pilha de LED; um pad de eletrodo p inferior disposto no terceiro eletrodo transparente; e pads de proteção dispostos na primeira pilha de LED, em que cada uma da primeira à terceira pilha de LED inclui uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade, os pads de proteção incluem primeira a terceira pads de amortecimento e pads de amortecimento, em que o pad de amortecimento comum é comumente conectado eletricamente à primeira a terceira pilhas de LED, o primeiro ao terceiro pads de amortecimento são eletricamente conectados à primeira a terceira pilhas de LED, respectivamente, e uma superfície superior do pad de eletrodo n está localizado na mesma elevação do pad do eletrodo p inferior.
[011] Uma modalidade exemplificativa da presente divulgação fornece um dispositivo emissor de luz para um visor incluindo: uma primeira pilha de LED; uma segunda pilha de LED disposta sob a primeira pilha de LED; uma terceira pilha de LED disposta sob a segunda pilha de LED; um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície inferior da primeira pilha de LED; um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da segunda pilha de LED; um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da terceira pilha de LED; pads de proteção dispostos na primeira pilha de LED, em que cada uma da primeira a terceira pilhas de LED inclui uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade e pelo menos um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes é rebaixado de uma borda da segunda camada semicondutora do tipo condutividade da primeira à terceira pilhas de LED.
[012] As modalidades da presente divulgação fornecem um aparelho de exibição incluindo: uma placa de circuito; e uma pluralidade de dispositivos emissores de luz dispostos na placa de circuito, em que cada um dos dispositivos emissores de luz é o dispositivo emissor de luz estabelecido acima e os pads de eletrodo são eletricamente conectados à placa de circuito.
Descrição das Figuras
[013] A Fig. 1 mostra vistas perspectivas esquemáticas ilustrando um aparelho de exibição de acordo modalidades exemplificativas.
[014] A Fig. 2 é uma vista plana esquemática ilustrando um painel de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[015] A Fig. 3A é uma vista plana esquemática ilustrando um dispositivo emissor de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[016] A Fig. 3B, a Fig. 3C e 3D são vistas em seção transversal esquemáticas tomadas ao longo das linhas A-A', B-B’ e C-C' da Fig. 3A, respectivamente.
[017] A Fig. 4A, Fig. 4B e Fig. 4C são vistas esquemáticas em corte transversal que ilustram a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED crescidas em um substrato de crescimento, respectivamente, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[018] As Figs. 5A, 5B, 5C, 5D, 6A, 6B, 6C, 6D, 7A, 7B, 7C, 7D,
8A, 8B, 8C, 8D, 9A, 9B, 9C, 9D, 10A, 10B, 10C, 10D, 11A, 11B, 11C, 11D, 12A, 12B, 12C, 12D, 13A, 13B, 13C e 13D são vistas planas esquemáticas e transversais ilustrando um método de fabricação de um dispositivo emissor de luz para um visor de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[019] A Fig. 14 é uma vista esquemática em seção transversal ilustrando um dispositivo emissor de luz em uma placa de circuito, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[020] A Fig. 15A, Fig. 15B e Fig. 15C são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de um dispositivo emissor de luz para uma placa de circuito de acordo com uma modalidade exemplificativa.
Melhor Modo de Realizar a Invenção
[021] Doravante, as modalidades da presente divulgação serão descritas em detalhes com referência aos desenhos anexos. As seguintes modalidades são fornecidas como exemplos para transmitir suficientemente o espírito da presente divulgação aos especialistas na técnica a que a presente invenção pertence. Por conseguinte, a presente divulgação não está limitada às modalidades descritas abaixo e pode ser implementada de outras formas. Nas figuras, larguras, comprimentos, espessuras e semelhantes de elementos podem ser exagerados para fins de clareza e descrição. Quando um elemento ou camada é referido como "disposto acima" ou "disposto sobre" outro elemento ou camada, este pode estar diretamente "disposto acima" ou "disposto sobre" o outro elemento ou camada ou elementos ou camadas intervenientes podem estar presentes. Em toda a especificação, números de referência iguais denotam elementos semelhantes com funções iguais ou semelhantes.
[022] Um dispositivo emissor de luz para um visor, de acordo com uma modalidade da presente divulgação inclui: uma primeira pilha de LED; uma segunda pilha de LED disposta sob a primeira pilha de LED; uma terceira pilha de LED disposta sob a segunda pilha de LED; um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície inferior da primeira pilha de LED; um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da segunda pilha de LED; um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da terceira pilha de LED; um pad de eletrodo n disposto em uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade da terceira pilha de LED; um pad de eletrodo p inferior disposto no terceiro eletrodo transparente; e pads de proteção dispostos na primeira pilha de LED, em que cada uma da primeira à terceira pilha de LED inclui uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade, os pads de proteção incluem primeiro ao terceiro pads de amortecimento e pads de amortecimento, em que o pad de amortecimento comum é comumente conectado eletricamente à primeira a terceira pilhas de LED, a primeira ao terceiro pads de amortecimento são eletricamente conectados à primeira a terceira pilhas de LED,
respectivamente, e uma superfície superior do pad de eletrodo n está localizada na mesma elevação da pad do eletrodo p inferior.
[023] No presente relatório descritivo, é descrito por conveniência de descrição que a segunda pilha de LED está disposta sob a primeira pilha de LED e a terceira pilha de LED está disposta sob a segunda pilha de LED, mas o dispositivo emissor de luz pode ser ligado por flip. Portanto, deve-se notar que as posições superior e inferior dessas primeiras e terceiras pilhas de LEDs podem ser invertidas.
[024] Com a estrutura em que a primeira à terceira pilhas de LED são empilhadas uma acima da outra, o dispositivo emissor de luz pode aumentar uma área luminosa de cada subpixel sem aumentar uma área de pixel.
[025] Além disso, a superfície superior da pad do eletrodo n é ajustada para estar localizada na mesma elevação da pad do eletrodo p inferior e, assim, danos a qualquer uma desses pads podem ser evitados.
[026] Em uma modalidade, a primeira pilha de LED pode emitir luz tendo um comprimento de onda maior do que o da segunda pilha de LED, e a segunda pilha de LED pode emitir luz tendo um comprimento de onda maior do que o da terceira pilha de LED. Por exemplo, a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED podem emitir luz vermelha e azul, respectivamente. Em outra modalidade, a primeira pilha de LED pode emitir luz com comprimento de onda maior que a terceira pilha de LED, e a segunda pilha de LED pode emitir luz com comprimento de onda maior que a terceira pilha de LED. Por exemplo, a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED podem emitir luz vermelha, luz azul e luz verde, respectivamente.
[027] Enquanto isso, a primeira à terceira pilhas de LED podem ser independentemente direcionadas, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED pode ser emitida para fora através da segunda pilha de LED e da terceira pilha de LED, e a luz gerada a partir da segunda pilha de LED pode ser emitida para fora através da terceira pilha de LED.
[028] Em uma modalidade, qualquer um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes podem ser formado de um material diferente dos eletrodos transparentes restantes. Por exemplo, o primeiro eletrodo transparente pode ser formado de óxido de índio-estanho (ITO) e o segundo e o terceiro eletrodos transparentes podem ser formados de ZnO.
[029] Enquanto isso, cada um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes podem entrar em contato com a segunda camada semicondutora do tipo condutividade, e o segundo e terceiro eletrodos transparentes podem ser rebaixados para ter uma área menor do que aquela da segunda camada semicondutora do tipo condutividade da segunda pilha de LED e que da segunda camada semicondutora do tipo condutividade da terceira pilha de LED, respectivamente.
[030] O segundo e o terceiro eletrodos transparentes são rebaixados e, portanto, podem ser impedidos de serem danificados pelo gás de corrosão durante o processo de fabricação.
[031] Além disso, o amortecedor comum pode ser comumente conectado eletricamente às primeiras camadas semicondutoras do tipo condutividade da primeira à terceira pilhas de LED, em que o primeiro ao terceiro amortecedor pode ser eletricamente conectado às segundas camadas semicondutoras do tipo condutividade da primeira à terceira pilhas de LED, respectivamente. No entanto, a presente divulgação não está limitada aos mesmos, o amortecedor comum pode ser comumente conectado eletricamente às camadas semicondutoras do segundo tipo de condutividade da primeira à terceira pilhas de LED, e o primeiro ao terceiro amortecedor pode ser eletricamente conectado às primeiras camadas semicondutoras tipo condutividade das terceiras pilhas de LEDs, respectivamente.
[032] Enquanto isso, o dispositivo emissor de luz pode incluir ainda uma camada de isolamento cobrindo as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED, em que as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED e uma superfície lateral do primeiro eletrodo transparente podem estar em contato com a camada de isolamento, e as superfícies laterais do segundo e terceiro eletrodos transparentes podem ser espaçadas da camada de isolamento.
[033] As superfícies laterais do dispositivo emissor de luz podem ser inclinadas em uma faixa de 75 graus a 90 graus em relação à superfície superior da terceira pilha de LED. O ângulo de inclinação das superfícies laterais do dispositivo emissor de luz é definido para 75 graus ou mais e, assim, uma área luminosa da primeira pilha de LED pode ser fixada.
[034] Além disso, o dispositivo emissor de luz pode incluir ainda uma primeira camada de ligação interposta entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED; e uma segunda camada de ligação interposta entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED.
[035] Além disso, o dispositivo de emissão de luz pode incluir ainda orifícios de passagem inferiores que passam através da segunda pilha de LED e a primeira camada de ligação para expor o pad de eletrodo n e o pad de eletrodo p inferior, respectivamente; um conector comum inferior conectado ao pad de eletrodo n; e um conector p inferior conectado ao pad de eletrodo p inferior, em que o conector comum inferior pode ser eletricamente conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade da pilha de LED e conectado ao pad de eletrodo n exposto através do orifício de passagem inferior, e o conector p inferior pode ser conectado eletricamente ao pad do eletrodo p inferior exposto através do orifício de passagem inferior.
[036] Além disso, o dispositivo emissor de luz pode incluir ainda um pad de eletrodo p superior que está disposto no segundo eletrodo transparente e eletricamente conectado à segunda camada semicondutora do tipo condutividade da segunda pilha de LED.
[037] Além disso, o dispositivo emissor de luz pode incluir ainda um orifício que passa através da primeira pilha de LED para expor o primeiro eletrodo transparente; através de orifícios que passam através da primeira pilha de LED, o primeiro eletrodo transparente e a segunda camada de ligação para expor o pad do eletrodo p superior, o conector p inferior e o conector comum inferior, respectivamente; e do primeiro ao terceiro conectores superiores e um conector comum superior disposto na primeira pilha de LED e eletricamente conectado ao primeiro eletrodo transparente, o pad de eletrodo p superior, o conector p inferior e o conector comum inferior através de orifícios que passam através da primeira pilha de LED, em que os pads de proteção podem ser dispostos no primeiro ao terceiro conectores superiores e no conector comum superior, respectivamente.
[038] Em uma modalidade, os pads de amortecimento podem estar localizados em porções planas do primeiro ao terceiro conectores superiores e do conector comum superior, respectivamente.
[039] Além disso, o dispositivo emissor de luz pode incluir ainda uma camada de isolamento superior cobrindo o primeiro ao terceiro conectores superiores e o conector comum superior, em que a camada de isolamento superior pode ter aberturas que expõem o primeiro ao terceiro conectores superiores e o conector comum superior, e cada dos pads de amortecimento pode ser disposto nas aberturas.
[040] Além disso, o dispositivo de emissão de luz pode incluir ainda uma camada de isolamento intermediária disposta entre a primeira pilha de LED e os conectores superiores, em que a camada de isolamento intermediária pode cobrir uma superfície lateral do dispositivo de emissão de luz e uma parede lateral do orifício de passagem que passa através da primeira pilha de LED, e pode incluir aberturas expondo o primeiro eletrodo transparente, o pad do eletrodo p superior, o conector p inferior e o conector comum inferior.
[041] Nesta divulgação, a primeira à terceira pilhas de LED podem ser pilhas separadas de um substrato de crescimento. O dispositivo emissor de luz não possui substrato de crescimento.
[042] Um dispositivo emissor de luz para um visor, de acordo com outra modalidade da presente divulgação pode incluir: uma primeira pilha de LED; uma segunda pilha de LED disposta sob a primeira pilha de LED; uma terceira pilha de LED disposta sob a segunda pilha de LED; um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície inferior da primeira pilha de LED; um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da segunda pilha de LED; um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da terceira pilha de LED; pads de amortecimento dispostos na primeira pilha de LED, em que cada uma da primeira à terceira pilhas de LED pode incluir uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade e pelo menos um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes podem ser recuado de uma borda da segunda camada semicondutora do tipo condutividade da primeira à terceira pilhas de LED.
[043] Além disso, o dispositivo emissor de luz pode incluir ainda um pad de eletrodo n disposto na primeira camada semicondutora do tipo condutividade da terceira pilha de LED;
um pad de eletrodo p inferior disposto no terceiro eletrodo transparente, em que uma superfície superior da pad de eletrodo n pode estar localizada na mesma elevação que aquela da pad de eletrodo p inferior.
[044] Um aparelho de exibição de acordo com uma modalidade da presente divulgação inclui: uma placa de circuito; e uma pluralidade de dispositivos emissores de luz dispostos na placa de circuito, em que cada um dos dispositivos emissores de luz é o dispositivo emissor de luz estabelecido acima e os pads de amortecimento são eletricamente conectados à placa de circuito.
[045] Doravante, as modalidades exemplificativas dos conceitos inventivos serão descritas em detalhes com referência aos desenhos anexos.
[046] A Fig. 1 mostra vistas perspectivas esquemáticas ilustrando um aparelho de exibição de acordo modalidades exemplificativas.
[047] O aparelho de exibição, de acordo com modalidades exemplificativas pode ser usado em um aparelho de exibição VR, como um relógio inteligente 1000a ou um fone de ouvido VR 1000b, ou um aparelho de exibição AR, como óculos de realidade aumentada 1000c. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes. O aparelho de exibição pode incluir um painel de exibição para implementar uma imagem.
[048] A Fig. 2 é uma vista plana esquemática ilustrando o painel de exibição de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[049] Referindo à Fig. 2, o painel de exibição inclui uma placa de circuito 101 e dispositivos emissores de luz 100.
[050] A placa de circuito 101 pode incluir um circuito para acionamento passivo da matriz ou acionamento ativo da matriz. Em uma modalidade exemplificativa, a placa de circuito 101 pode incluir linhas de interconexão e resistores. Em outra modalidade exemplificativa, a placa de circuito 101 pode incluir linhas de interconexão, transistores e capacitores. A placa de circuito 101 também pode ter pads dispostos em uma superfície superior da mesma para permitir a conexão elétrica ao circuito nela.
[051] Uma pluralidade de dispositivos emissores de luz 100 está disposta na placa de circuito 101. Cada um dos dispositivos emissores de luz 100 pode incluir um pixel. O dispositivo emissor de luz 100 inclui pads de amortecimento 73, e os pads de amortecimento 73 são eletricamente conectados à placa de circuito 101. Por exemplo, os pads de amortecimento 73 podem ser ligados aos pads expostos na placa de circuito 101.
[052] Um intervalo entre os dispositivos emissores de luz 100 pode ser maior do que pelo menos uma largura do dispositivo emissor de luz 100.
[053] Uma configuração do dispositivo emissor de luz 100 de acordo com uma modalidade exemplificativa será descrita com referência à Fig. 3A, Fig. 3B, a Fig. 3C, e Fig. 3D. A Fig. 3A é uma vista plana esquemática ilustrando o dispositivo emissor de luz 100 de acordo com uma modalidade exemplificativa. A Fig. 3B, a Fig. 3C e 3D são vistas em seção transversal esquemáticas tomadas ao longo das linhas A-A', B-B’ e C-C' da
Fig. 3A, respectivamente. Daqui em diante, embora os pads de amortecimento 73r, 73b, 73g e 73c sejam exemplificativamente ilustrados e descritos como estando dispostas em um lado superior na Fig. 3A à Fig. 3D, os conceitos inventivos não se limitam a estes. Por exemplo, em algumas modalidades exemplificativas, o dispositivo emissor de luz 100 pode ser ligado por flip na placa de circuito 101 mostrada na Fig. 2 , e neste caso, os pads de amortecimento 73r, 73b, 73g e 73c podem ser dispostos em um lado inferior.
[054] Referindo à Fig. 3A, Fig. 3B, a Fig. 3C e Fig. 3D, o dispositivo emissor de luz 100 pode incluir uma primeira pilha de LED 23, uma segunda pilha de LED 33, uma terceira pilha de LED 43, um primeiro eletrodo transparente 25, um segundo eletrodo transparente 35, um terceiro eletrodo transparente 45, um pad de eletrodo n 47a, um pad de eletrodo p inferior 47b, um pad de eletrodo p superior 53g, um conector p inferior 53b, um conector comum inferior 53c, um conector comum superior 63c, um primeiro conector superior 63r, um segundo conector superior 63g, o terceiro conector superior 63b, uma primeira camada de ligação 49, uma segunda camada de ligação 59, uma camada de isolamento inferior 51, uma camada de isolamento intermediária 61, uma camada de isolamento superior 71 e pads de amortecimento 73a, 73b, 73c e 73d. O dispositivo emissor de luz 100 pode incluir ainda através dos orifícios 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 que passam através da primeira pilha de LED 23 e através dos orifícios 33h1 e 33h2 que passam através da segunda pilha de LED 33.
[055] Como mostrado na Fig. 3B, a primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED 23, 33 e 43, de acordo com uma modalidade exemplificativa são empilhadas na direção vertical. A primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 podem ser cultivadas em substratos de crescimento diferentes entre si e, de acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, cada um dos substratos de crescimento pode ser removido do dispositivo emissor de luz final 100. Como tal, o dispositivo emissor de luz 100 não inclui os substratos de crescimento da primeira, segunda e terceira pilhas de LED 23, 33 e 43. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados aos mesmos e, em algumas modalidades exemplificativas, pelo menos um dos substratos de crescimento pode ser incluído no dispositivo emissor de luz 100.
[056] Cada uma da primeira pilha de LED 23, a segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43 inclui uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade 23a, 33a ou 43a, uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade 23b, 33b ou 43b e uma camada ativa interposto entre elas. A camada ativa pode ter uma estrutura de poço quântico múltipla, por exemplo.
[057] A segunda pilha de LED 33 está disposta sob a primeira pilha de LED 23 e a terceira pilha de LED 43 está disposta sob a segunda pilha de LED 33. A luz gerada na primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 pode ser emitida para fora através da terceira pilha de LED 43.
[058] Em uma modalidade exemplificativa, a primeira pilha de LED 23 pode emitir luz tendo um comprimento de onda maior do que aquele emitido a partir da segunda e terceira pilhas de LED 33 e 43, e a segunda pilha de LED 33 pode emitir luz tendo um comprimento de onda maior do que aquele emitido a partir da terceira pilha de LED 43. Por exemplo, a primeira pilha de LED 23 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz vermelha, a segunda pilha de LED 33 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz verde e a terceira pilha de LED 43 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico para emitir luz azul. Por exemplo, a primeira pilha de LED 23 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInP, a segunda pilha de LED 33 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInP ou AlGaInN e a terceira pilha de LED 43 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInN.
[059] Como a primeira pilha de LED 23 emite luz com um comprimento de onda maior que a emitida da segunda e a terceira pilhas de LED 33 e 43, a luz gerada a partir da primeira pilha de LED 23 pode ser emitida para o exterior passa através da segunda e terceira pilhas de LED 33 e 43. Além disso, uma vez que a segunda pilha de LED 33 emite luz com um comprimento de onda mais longo do que aquele emitido a partir da terceira pilha de LED 43, a luz gerada a partir da segunda pilha de LED 33 pode ser emitida para o exterior após passar através da terceira pilha de LED 43.
[060] Em outra modalidade exemplificativa, a primeira pilha de LED 23 pode emitir luz tendo um comprimento de onda maior do que aquele emitido a partir da segunda e terceira pilhas de LED 33 e 43, e a segunda pilha de LED 33 pode emitir luz tendo um comprimento de onda menor do que aquele emitido a partir da terceira pilha de LED 43. Por exemplo, a primeira pilha de LED 23 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz vermelha, a segunda pilha de LED 33 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz azul e a terceira pilha de LED 43 pode ser um diodo emissor de luz inorgânico que emite luz verde. Por exemplo, a primeira pilha de LED 23 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInP, a segunda pilha de LED 33 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInN e a terceira pilha de LED 43 pode incluir uma camada de poço baseada em AlGaInN ou em AlGaInP.
[061] Uma porção de luz gerada na segunda pilha de LED 33 pode ser absorvida na terceira pilha de LED 43 e, assim, a intensidade luminosa da luz emitida a partir da segunda pilha de LED 33 pode ser relativamente menor do que a da luz emitida pela primeira ou terceira pilhas de LED 23 ou 43. Por conseguinte, uma razão de intensidade de luminância da luz emitida da primeira para a terceira à pilhas de LED 23, 33 e 43 pode ser controlada.
[062] De acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 23a, 33a ou 43a de cada uma das pilhas de LED 23, 33 e 43 pode ser uma camada semicondutora do tipo n e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 23b, 33b ou 43b do mesmo pode ser uma camada semicondutora do tipo p. Além disso, de acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, uma superfície superior da primeira pilha de LED 23 pode ser uma camada semicondutora do tipo n 23a, uma superfície superior da segunda pilha de LED 33 pode ser uma camada semicondutora do tipo p 33b e um A superfície superior da terceira pilha de LEDs 43 pode ser uma camada semicondutora do tipo p 43b. Mais particularmente, a primeira pilha de LED 23 tem uma sequência empilhada de camadas semicondutoras diferentes daquelas da segunda e terceira pilhas de LED 33 e 43. As camadas semicondutoras da segunda pilha de LED 33 são empilhadas na mesma ordem que as camadas semicondutoras da terceira pilha de LED 43 e, assim, a estabilidade do processo pode ser aumentada, o que será descrito em mais detalhes posteriormente com referência a um método de fabricação.
[063] A segunda pilha de LED 33 inclui uma região de gravação em mesa, na qual uma porção da segunda camada semicondutora do tipo condutividade 33b é removida para expor uma superfície superior da primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a. A terceira pilha de LED 43 também inclui uma região de gravação em mesa, na qual uma porção da segunda camada semicondutora de tipo condutividade 43b é removida para expor uma superfície superior da primeira camada semicondutora de tipo condutividade 43a. A primeira pilha de LED 23, no entanto, pode não incluir uma região de gravação em mesa. Os orifícios de passagem 33h1 e 33h2 podem ser formados nas regiões de gravação em mesa e, assim, as paredes laterais dos orifícios de passagem 33h1 e 33h2 podem ter uma estrutura escalonada. Neste caso, uma vez que a primeira pilha de LED 23 não inclui a região de gravação em mesa, os orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 podem ter paredes laterais uniformemente inclinadas sem ter paredes laterais escalonadas.
[064] A terceira pilha de LED 43, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ter uma superfície inferior plana, sem ser limitado a ela. Por exemplo, a terceira pilha de LED 43 pode incluir irregularidades em uma superfície da primeira camada semicondutora do tipo condutividade 43a e a eficiência de extração de luz pode ser melhorada pelas irregularidades. As irregularidades na superfície da primeira camada semicondutora do tipo condutividade 43a podem ser formadas separando um substrato de safira padronizado ou texturizando a superfície após a separação do substrato de crescimento, por exemplo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a da segunda pilha de LED 33 também pode ter uma superfície texturizada.
[065] A primeira pilha de LED 23, a segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43 de acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada podem ser empilhadas para se sobreporem uma à outra e também podem ter substancialmente a mesma área luminosa. No entanto, a área luminosa da primeira pilha de LED 23 pode ser menor do que a da segunda pilha de LED 33 e a área luminosa da segunda pilha de LED 33 pode ser menor do que a da terceira pilha de LED 43, pelos orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 e os orifícios de passagem 33h1 e 33h2. Além disso, uma superfície lateral do dispositivo emissor de luz 100 pode ser inclinada, de modo que uma largura do dispositivo emissor de luz 100 possa aumentar gradualmente da primeira pilha de LED 23 para a terceira pilha de LED 43. Como tal, a área luminosa da terceira pilha de LED 43 pode ser maior do que a área da primeira pilha de LED 23. Um ângulo de inclinação da superfície lateral do dispositivo emissor de luz 100 em relação à superfície superior da terceira pilha de LED 43 pode ser de cerca de 75 graus a cerca de 90 graus. Quando o ângulo de inclinação é inferior a 75 graus, a área luminosa da primeira pilha de LED 23 pode se tornar muito pequena e, portanto, pode ser difícil reduzir o tamanho do dispositivo emissor de luz 100.
[066] O primeiro eletrodo transparente 25 está disposto entre a primeira pilha de LED 23 e a segunda pilha de LED 33. O primeiro eletrodo transparente 25 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 23b da primeira pilha de LED 23 e transmite a luz gerada pela primeira pilha de LED 23. O primeiro eletrodo transparente 25 pode ser formado usando uma camada de óxido transparente ou uma camada de metal, tal como óxido de índio e estanho (ITO). O primeiro eletrodo transparente 25 pode cobrir toda a superfície da segunda camada semicondutora do tipo condutividade 23b da primeira pilha de LED 23, e uma superfície lateral da mesma pode ser disposta em paralelo com uma superfície lateral da primeira pilha de LED 23. Mais particularmente, a superfície lateral do primeiro eletrodo transparente 25 pode não ser coberta com a segunda camada de ligação 59. Além disso, os orifícios de passagem 23h2, 23h3 e 23h4 podem passar através do primeiro eletrodo transparente 25 e, assim, o primeiro eletrodo transparente 25 pode ser exposto pelas paredes laterais dos orifícios de passagem 23h2, 23h3 e 23h4. Enquanto isso, o orifício de passagem 23h1 expõe uma superfície superior do primeiro eletrodo transparente 25. No entanto, os conceitos inventivos não são limitados aos mesmos e, em algumas modalidades exemplificativas, o primeiro eletrodo transparente 25 pode ser parcialmente removido ao longo de uma borda da primeira pilha de LED 23 e, assim, pelo menos uma porção da superfície lateral do primeiro eletrodo 25 pode ser coberto com a segunda camada de ligação 59. Além disso, quando o primeiro eletrodo transparente 25 é previamente padronizado e removido em uma região onde os orifícios de passagem 23h2, 23h3 e 23h4 são formados, de acordo com outras modalidades exemplificativas, o primeiro eletrodo transparente 25 pode não ser exposto pelas paredes laterais dos orifícios 23h2, 23h3 e 23h4.
[067] Um segundo eletrodo transparente 35 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 33b da segunda pilha de LED 33. Como mostrado nas figuras, o segundo eletrodo transparente 35 contata a superfície superior da segunda pilha de LED 33 entre a primeira pilha de LED 23 e a segunda pilha de LED 33. O segundo eletrodo transparente 35 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha. Por exemplo, a camada de óxido condutora pode incluir SnO2, InO2, ITO, ZnO, IZO ou semelhantes. Em particular, o segundo eletrodo transparente 35 pode ser formado de ZnO, que pode ser formado como um único cristal na segunda pilha de LED 33. Desta forma, o ZnO pode ter características elétricas e ópticas favoráveis em comparação com a camada de metal ou outras camadas de óxido condutor. Em particular, o ZnO tem uma forte força de ligação à segunda pilha de LED 33 e permanece sem danos, mesmo quando o substrato de crescimento é separado usando um processo de remoção a laser durante a fabricação.
[068] O segundo eletrodo transparente 35 pode ser parcialmente removido ao longo de uma borda da segunda pilha de LED 33 e, consequentemente, uma superfície lateral externa do segundo eletrodo transparente 35 não é exposta para o exterior, mas é coberta com a camada de isolamento inferior 51. Em particular, a superfície lateral do segundo eletrodo transparente 35 é recuada mais para dentro do que a da segunda pilha de LED 33 e uma região onde o segundo eletrodo transparente 35 é recuado é preenchida com a camada de isolamento inferior 51 e a segunda camada de ligação 59. O segundo eletrodo transparente 35 também é rebaixado perto da região de gravação em mesa da segunda pilha de LED 33 e a região rebaixada é preenchida com a camada de isolamento inferior 51 e a segunda camada de ligação 59.
[069] O terceiro eletrodo transparente 45 está em contato ôhmico com a segunda camada semicondutora do tipo de condutividade 43b da terceira pilha de LED 43. O terceiro eletrodo transparente 45 pode ser disposto entre a segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43 e entra em contato com a superfície superior da terceira pilha de LED 43. O terceiro eletrodo transparente 45 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que é transparente à luz vermelha e luz verde. Por exemplo, a camada de óxido condutora pode incluir SnO2, InO2, ITO, ZnO, IZO ou semelhantes. Em particular, o terceiro eletrodo transparente 45 pode ser formado de ZnO, que pode ser formado como um único cristal na terceira pilha de LED 43. Desta forma, o ZnO pode ter características elétricas e ópticas favoráveis em comparação com a camada de metal ou outras camadas de óxido condutor. Em particular, o ZnO tem uma forte força de ligação à terceira pilha de LED 43 e permanece sem danos, mesmo quando o substrato de crescimento é separado usando o processo de remoção a laser durante a fabricação.
[070] O terceiro eletrodo transparente 45 pode ser parcialmente removido ao longo de uma borda da terceira pilha de LED 43 e, consequentemente, uma superfície lateral externa do terceiro eletrodo transparente 45 não é exposta para o exterior, mas é coberta com a primeira camada de ligação 49. Em particular, a superfície lateral do terceiro eletrodo transparente 45 é recuada mais para dentro do que a da terceira pilha de LED 43 e uma região onde o terceiro eletrodo transparente 45 é recuado é preenchida com a primeira camada de ligação 49. O terceiro eletrodo transparente 45 também é rebaixado perto da região de gravação em mesa da terceira pilha de LED 43 e a região rebaixada é preenchida com a primeira camada de ligação
49.
[071] O segundo eletrodo transparente 35 e o terceiro eletrodo transparente 45 são rebaixados como descrito acima e, assim, as superfícies laterais do segundo eletrodo transparente 35 e do terceiro eletrodo transparente 45 podem ser impedidas de serem expostas a um gás de corrosão, melhorando assim o rendimento de produção do dispositivo emissor de luz 100.
[072] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o segundo eletrodo transparente 35 e o terceiro eletrodo transparente 45 podem ser formados do mesmo tipo de camada de óxido condutora, por exemplo, ZnO, e o primeiro eletrodo transparente 25 pode ser formado de um tipo diferente da camada de óxido condutor a partir do segundo e terceiro eletrodos transparentes 35 e 45, como ITO. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados aos mesmos, e cada um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes 25, 35 e 45 pode ser do mesmo tipo, ou pelo menos um pode ser de um tipo diferente.
[073] O primeiro ao terceiro eletrodos transparentes 25, 35 e 45 podem ser formados usando uma técnica, tal como deposição térmica, pulverização catódica, sol-gel, síntese hidrotérmica ou semelhantes. Em particular, um eletrodo transparente formado através de um método de formação de película fina quimicamente, tal como o método de síntese hidrotérmica, pode gerar uma película fina porosa. Neste caso, os vazios na película fina porosa podem melhorar a eficiência de extração de luz da pilha de LED e podem aliviar ainda mais o estresse.
[074] Os espaços vazios podem ser controlados para serem distribuídos em locais para melhorar as propriedades ópticas da pilha de LED. De acordo com uma modalidade exemplificativa, os vazios podem ser distribuídos geralmente perto de um lado da segunda camada semicondutora do tipo condutividade 22b, 33b e 43b em um meio ponto do eletrodo transparente. O eletrodo transparente formado através do método de síntese hidrotérmica pode ter vazios e também cristalinidade e, em particular, pode ser formado por um único cristal.
[075] De acordo com outra modalidade exemplificativa, os vazios podem ser distribuídos de maneira relativamente uniforme sobre uma ampla área. O eletrodo transparente incluindo os vazios tem uma eficiência de extração de luz melhorada em comparação com um eletrodo transparente sem os vazios. O eletrodo transparente pode ser, por exemplo, uma camada de ZnO ou uma camada de ZnO dopada. A camada de ZnO dopada pode incluir pelo menos um de, por exemplo, prata (Ag), índio (In), estanho (Sn), zinco (Zn), cádmio (Cd), gálio (Ga), alumínio (Al), magnésio (Mg), titânio (Ti), molibdênio (Mo), níquel (Ni), cobre (Cu), ouro (Au), platina (Pt), ródio (Rh), irídio (Ir), rutênio (Ru) e paládio (Pd), como dopante.
[076] Em uma modalidade exemplificativa, a camada de ZnO também pode incluir uma camada de semente de ZnO e uma camada de massa de ZnO. A camada de semente de ZnO tem uma superfície relativamente contínua. Além disso, a camada de semente de ZnO e a camada principal de ZnO formam uma única estrutura de cristal. Em uma modalidade exemplificativa, a camada de semente de ZnO e a camada de massa de ZnO não apresentam qualquer interface entre a camada de semente de ZnO e a camada de massa de ZnO. Em uma modalidade exemplificativa, a camada de semente de ZnO tem uma espessura de várias centenas de angstroms. A camada de semente de ZnO pode ter, por exemplo, uma espessura de 200 angstroms ou menos. A camada de massa de ZnO pode ter uma espessura de 1 µm ou menos. Em uma modalidade exemplificativa, a camada de massa de ZnO tem uma espessura de 8000 angstroms ou menos
[077] O pad de eletrodo n 47a está em contato ôhmico com a primeira camada semicondutora tipo condutividade 43a da terceira pilha de LED 43. O pad de eletrodo n 47a pode ser disposto na primeira camada semicondutora do tipo condutividade 43a exposta através da segunda camada semicondutora do tipo condutividade 43b, isto é, na região de gravação em mesa. O pad de eletrodo n 47a pode ser formado por, por exemplo, Cr/Au/Ti. Uma superfície superior do pad de eletrodo n 47a pode ser colocado mais alta do que a da segunda camada semicondutora do tipo condutividade 43b e, além disso, mais alta do que a do terceiro eletrodo transparente 45. Por exemplo, uma espessura da pad de eletrodo n 47a pode ser de cerca de 2 µm ou mais. O pad de eletrodo n 47a pode ter a forma de um cone truncado, mas não está limitada à mesma. O pad de eletrodo n 47a pode ter várias formas, como uma pirâmide quadrada, uma forma cilíndrica ou uma forma cilíndrica.
[078] O pad de eletrodo p inferior 47b pode incluir substancialmente o mesmo material que o pad de eletrodo n 47a. Uma superfície superior do pad do eletrodo p inferior 47b está localizada substancialmente na mesma elevação que o pad do eletrodo n 47a e, consequentemente, uma espessura do pad do eletrodo p inferior 47b pode ser menor do que aquela do eletrodo n pad 47a. Mais particularmente, a espessura do pad de eletrodo p inferior 47b pode ser aproximadamente igual a uma espessura de uma porção do pad de eletrodo n 47a projetando-se acima do segundo eletrodo transparente 45. Por exemplo, a espessura do pad de eletrodo p inferior 47b pode ser de cerca de 1,2 µm ou menos. A superfície superior do pad de eletrodo p inferior 47b está localizada substancialmente na mesma elevação que o pad de eletrodo n 47a e, assim, o pad de eletrodo p inferior 47b e o pad de eletrodo n 47a podem ser expostos simultaneamente quando os orifícios de passagem 33h1 e 33h2 são formados. Quando as elevações do pad do eletrodo n 47a e do pad do eletrodo p inferior 47b são diferentes, qualquer um dos pads do eletrodo pode ser danificado no processo de corrosão. Como tal, as elevações do pad de eletrodo n 47a e do pad de eletrodo p inferior 47b são definidas para serem aproximadamente iguais e, assim, é possível evitar que qualquer um dos pads de eletrodo seja danificado durante o processo de corrosão ou semelhante.
[079] A primeira camada de ligação 49 acopla a segunda pilha de LED 33 à terceira pilha de LED 43. A primeira camada de ligação 49 pode ser disposta entre a primeira camada semicondutora tipo condutividade 33a e o terceiro eletrodo transparente 45. A primeira camada de ligação 49 pode entrar em contato parcialmente com a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 43b e pode entrar em contato parcialmente com a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 43a exposta pela região de gravação em mesa. Além disso, a primeira camada de ligação 49 pode cobrir o pad de eletrodo n 47a e o pad de eletrodo p inferior 47.
[080] A primeira camada de ligação 49 pode ser formada por uma camada de material orgânico transparente ou pode ser formada por uma camada de material inorgânico transparente. Por exemplo, a camada de material orgânico pode incluir SU8, poli metilmetacrilato (PMMA), poli-imida, parileno, benzociclobuteno (BCB) ou semelhantes, e a camada de material inorgânico pode incluir Al2O3, SiO2, SiNx ou semelhantes. Além disso, a primeira camada de ligação 49 pode ser formada por spin-on-glass (SOG).
[081] O orifício de passagem 33h1 e o orifício de passagem 33h2 passam através da segunda pilha de LED 33 e da primeira camada de ligação 49 para expor o pad de eletrodo n 47a e o pad de eletrodo p inferior 47b, respectivamente. Como descrito acima, os orifícios de passagem 33h1 e 33h2 podem ser formados na região de gravação em mesa e, portanto, os orifícios de passagem 33h1 e 33h2 podem ter paredes laterais escalonadas.
[082] A camada de isolamento inferior 51 é formada na segunda pilha de LED 33 e cobre o segundo eletrodo transparente 35. A camada de isolamento inferior 51 também cobre as paredes laterais dos orifícios 33h1 e 33h2. A camada de isolamento inferior 51 pode ter aberturas 51a expondo o pad de eletrodo n 47a, o pad de eletrodo p inferior 47b, a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a e o segundo eletrodo transparente 35. A camada de isolamento inferior 51 pode ser formada por uma película de óxido de silício ou uma película de nitreto de silício e pode ser formada para ter uma espessura de, por exemplo, cerca de 800 nm.
[083] O conector comum inferior 53c pode ser disposto na camada de isolamento inferior 51 e conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a e o pad de eletrodo n 47a exposta através das aberturas 51a da camada de isolamento inferior 51. Em particular, o conector comum inferior 53c está conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a na região de gravação em mesa da segunda pilha de LED 33 e está conectado ao pad de eletrodo n 47a através do orifício de passagem 33h1.
[084] O conector p inferior 53b pode ser disposto na camada de isolamento inferior 51 e conectado ao pad de eletrodo p inferior 47b exposta através da abertura 51a da camada de isolamento inferior 51. Pelo menos uma porção do conector p inferior 53b está disposta na camada de isolamento inferior
51.
[085] O pad de eletrodo p superior 53g pode ser disposto no segundo eletrodo transparente 35 na abertura 51a da camada de isolamento inferior 51. Como mostrado na Fig. 3A e a Fig. 3C, o pad de eletrodo p superior 53g pode ser disposto na abertura 51a com uma largura mais estreita do que aquela da abertura 51a. No entanto, os conceitos inventivos não são limitados aos mesmos e, em algumas modalidades exemplificativas, a largura do pad de eletrodo p superior 53g pode ser maior do que a da abertura 51a e uma porção do pad de eletrodo p superior 53g pode ser disposta na camada de isolamento inferior 51.
[086] O conector comum inferior 53c, o conector p inferior 53b e o pad do eletrodo p superior 53g podem ser formados juntos no mesmo processo e podem incluir substancialmente o mesmo material. Por exemplo, o conector comum inferior 53c, o conector p inferior 53b e o pad do eletrodo p superior 53g podem incluir Ni/Au/Ti e podem ser formados para ter uma espessura de cerca de 2 µm.
[087] A segunda camada de ligação 59 acopla a primeira pilha de LED 23 à segunda pilha de LED 33. Como mostrado, a segunda camada de ligação 59 pode ser disposta entre o primeiro eletrodo transparente 25 e a camada de isolamento inferior 51. A segunda camada de ligação 59 também pode cobrir o conector comum inferior 53c, o conector p inferior 53b e o pad de eletrodo p superior 53g. A segunda camada de ligação 59 também pode entrar em contato parcialmente com o segundo eletrodo transparente 35 exposto através da abertura 51a da camada de isolamento inferior 51. A segunda camada de ligação 59 pode incluir substancialmente o mesmo material que pode formar a primeira camada de ligação 49 descrita acima e, assim, as descrições repetidas das mesmas serão omitidas para evitar redundância.
[088] Os orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 passam pela primeira pilha de LED 23. O orifício de passagem 23h1 é formado para fornecer uma passagem para permitir a conexão elétrica ao primeiro eletrodo transparente 25. Na modalidade exemplificativa ilustrada, o orifício de passagem 23h1 expõe a superfície superior do primeiro eletrodo transparente 25 e não passa através do primeiro eletrodo transparente 25. No entanto, os conceitos inventivos não são limitados aos mesmos e, em algumas modalidades exemplificativas, o orifício de passagem 23h1 pode passar através do primeiro eletrodo transparente 25, desde que o orifício de passagem 23h1 forneça a passagem para conexão elétrica ao primeiro eletrodo transparente 25.
[089] Os orifícios de passagem 23h2, 23h3 e 23h4 podem passar através da primeira pilha de LED 23 e também podem passar através da segunda camada de ligação 59. O orifício de passagem 23h2 expõe o pad de eletrodo p superior 53g, o orifício de passagem 23h3 expõe o conector p inferior 53b e o orifício de passagem 23h4 expõe o conector comum inferior 53c.
[090] Os orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 podem ser formados gravando a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 23a e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 23b no mesmo processo e, portanto, as paredes laterais dos orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 podem ter superfícies inclinadas sem ter uma estrutura escalonada.
[091] A camada de isolamento intermediária 61 cobre a primeira pilha de LED 23 e cobre as paredes laterais dos orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4. A camada de isolamento intermediária 61 também pode cobrir as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43. A camada de isolamento intermediária 61 pode ser padronizada para ter aberturas 61a expondo uma porção inferior de cada um dos orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4. O primeiro eletrodo transparente 25, o pad de eletrodo p superior 53g, o conector p inferior 53b e o conector comum inferior 53c podem ser expostos nos orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 pelas aberturas 61a. Além disso, a camada de isolamento intermediária 61 pode ter uma abertura 61b expondo a superfície superior da primeira pilha de LED 23, isto é, a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 23a. A camada de isolamento intermediária 61 pode ser formada por uma película de óxido de alumínio, uma película de óxido de silício ou uma película de nitreto de silício e pode ser formada para ter uma espessura de, por exemplo, cerca de 800 nm.
[092] O primeiro conector superior 63r, o segundo conector superior 63g, o terceiro conector superior 63b e o conector superior comum 63c estão dispostos na camada de isolamento intermediária 61. Cada um dos conectores superiores 63r, 63g, 63b e 63c é conectado ao primeiro eletrodo transparente 25, o pad de eletrodo p superior 53g e o conector p inferior 53b exposto através das aberturas 61a da camada de isolamento intermediária 61, respectivamente. Além disso, o conector comum superior 63c pode ser conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade 23a exposta à abertura 61b.
[093] O primeiro conector superior 63r, o segundo conector superior 63g, o terceiro conector superior 63b e o conector comum superior 63c podem ser formados substancialmente do mesmo material, por exemplo, AuGe/Ni/Au/Ti, no mesmo processo. Neste caso, AuGe pode estar em contato ôhmico com a primeira camada semicondutora tipo condutividade 23a. AuGe pode ser formado para ter uma espessura de cerca de 100 nm, e Ni/Au/Ti pode ser formado para ter uma espessura de cerca de 2um. Em algumas modalidades exemplificativas, AuTe pode substituir AuGe.
[094] A camada de isolamento superior 71 cobre a camada de isolamento intermediária 61 e cobre o primeiro conector superior 63r, o segundo conector superior 63g, o terceiro conector superior 63b e o conector comum superior 63c. A camada de isolamento superior 71 também pode cobrir a camada de isolamento intermediária 61 nas superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43. A camada de isolamento superior 71 pode ter aberturas 71a expondo o primeiro conector superior 63r, o segundo conector superior
63g, o terceiro conector superior 63b e o conector comum superior 63c. As aberturas 71a da camada de isolamento superior 71 podem ser geralmente dispostas em superfícies planas do primeiro conector superior 63r, o segundo conector superior 63g, o terceiro conector superior 63b e o conector comum superior 63c. A camada de isolamento superior 71 pode ser formada por uma película de óxido de silício ou uma película de nitreto de silício e pode ser formada mais fina do que a camada de isolamento intermediária 61, por exemplo, com cerca de 400 nm de espessura.
[095] Cada um dos pads de amortecimento73r, 73g, 73b e 73c pode ser disposto no primeiro conector superior 63r, no segundo conector superior 63g e no terceiro conector superior 63b e no conector comum 63c nas aberturas 71a da camada de isolamento superior 71 e eletricamente conectado ao mesmo.
[096] O primeiro pad de amortecimento 73r pode ser conectado eletricamente à segunda camada semicondutora do tipo condutividade 23b da primeira pilha de LED 23 através do primeiro conector superior 63r e do primeiro eletrodo transparente 25.
[097] O segundo pad de amortecimento 73g pode ser eletricamente conectado à segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 33b da segunda pilha de LED 33 através do segundo conector superior 63g, o pad de eletrodo p superior 53g e o segundo eletrodo transparente 35.
[098] O terceiro pad de amortecimento 73b pode ser conectado eletricamente à segunda camada semicondutora de tipo condutividade 43b da terceira pilha de LED 43 através do terceiro conector superior 63b, o conector p inferior 53b, o pad de eletrodo p inferior 47b e o terceiro eletrodo transparente 45
[099] O pad de amortecimento comum 73c pode ser eletricamente conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade 23a da primeira pilha de LED 23 através do conector comum superior 63c, eletricamente conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a da segunda pilha de LED 33 através do conector comum inferior 53c, e eletricamente conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade 43a da terceira pilha de LED 43 através do pad de eletrodo n 47a.
[0100] Como tal, cada um do primeiro ao terceiro pad de amortecimento 73r, 73g e 73b pode ser eletricamente conectado às segundas camadas semicondutoras do tipo de condutividade 23b, 33b e 43b da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43, e o pad de amortecimento comum 73c pode ser comumente conectado eletricamente às primeiras camadas semicondutoras do tipo condutividade 23a, 33a e 43a da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43.
[0101] Os pads de amortecimento 73r, 73g, 73b e 73c podem ser dispostos nas aberturas 71a da camada de isolamento superior 71 e as superfícies superiores dos pads de amortecimento 73r, 73g, 73b e 73c podem ser substancialmente planas. Os pads de amortecimento 73r, 73g, 73b e 73c podem ser dispostos nas superfícies planas do primeiro ao terceiro conectores superiores 63r, 63g e 63b e no conector comum superior 63c. Os pads de amortecimento 73r, 73g, 73b e 73c podem ser formados de Au/In. Por exemplo, Au pode ser formado para ter uma espessura de cerca de 3 µm e In pode ser formado para ter uma espessura de cerca de 1 µm. De acordo com uma modalidade exemplificativa, o dispositivo emissor de luz 100 pode ser ligado aos pads na placa de circuito 101 usando In. No entanto, os conceitos inventivos não são limitados aos mesmos e, em algumas modalidades exemplificativas, o dispositivo emissor de luz 100 pode ser ligado aos pads usando Pb ou AuSn dos pads de amortecimento.
[0102] Na modalidade exemplificativa ilustrada, as superfícies superiores dos pads de amortecimento 73r, 73g, 73b e 73c são descritas e ilustradas como sendo planas, mas os conceitos inventivos não são limitados a elas. Por exemplo, em algumas modalidades exemplificativas, os pads de amortecimento 73r, 73g, 73b e 73c podem ter superfícies superiores irregulares e alguns dos pads de amortecimento podem ser dispostos na camada de isolamento superior 71.
[0103] De acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, a primeira pilha de LED 23 está eletricamente conectada aos pads de amortecimento 73r e 73c, a segunda pilha de LED 33 está eletricamente conectada aos pads de amortecimento 73g e 73c e a terceira pilha de LED 43 está eletricamente conectada aos pads de amortecimento 73b e 73c. Por conseguinte, os catodos da primeira pilha de LED 23, a segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43 estão eletricamente conectados ao pad de proteção comum 73c e os anodos dos mesmos são eletricamente conectados ao primeiro ao terceiro pad de amortecimento 73a, 73b e 73c, respectivamente.
Consequentemente, a primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 podem ser acionadas de forma independente.
[0104] Uma estrutura do dispositivo emissor de luz 100 será ainda descrita através de um método de fabricação do dispositivo emissor de luz 100 descrito abaixo. A Fig. 4A, Fig. 4B e Fig. 4C são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram a primeira à terceira pilhas de LED crescidas em substratos de crescimento, respectivamente, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[0105] Primeiro, com referência à Fig. 4A, uma primeira pilha de LED 23 incluindo uma primeira camada semicondutora de tipo condutividade 23a e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade 23b é crescida em um primeiro substrato 21. Uma camada ativa pode ser interposta entre a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 23a e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 23b.
[0106] O primeiro substrato 21 pode ser um substrato de capaz de crescer a primeira pilha de LED 23 na mesma, como um substrato de GaAs. A primeira camada semicondutora do tipo condutividade 23a e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 23b podem ser formadas por uma camada semicondutora baseada em AlGaInAs ou baseada em AlGaInP e a camada ativa pode incluir, por exemplo, uma camada de poço baseada em AlGaInP. Uma proporção de composição de AlGaInP pode ser determinada de modo que a primeira pilha de LED 23 emite luz vermelha, por exemplo.
[0107] Um primeiro eletrodo transparente 25 pode ser formado na segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 23b.
Como descrito acima, o primeiro eletrodo transparente 25 pode ser formado de uma camada de metal ou uma camada de óxido condutor que transmite luz gerada pela primeira pilha de LED 23, por exemplo, luz vermelha. O primeiro eletrodo transparente 25 pode ser formado de, por exemplo, óxido de índio e estanho (ITO).
[0108] Referindo à Fig. 4B, uma segunda pilha de LED 33 incluindo uma primeira camada semicondutora de tipo condutividade 33a e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade 33b é crescida em um segundo substrato 31. Uma camada ativa pode ser interposta entre a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 33a e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 33b.
[0109] O segundo substrato 31 pode ser um substrato capaz de crescer a segunda pilha de LED 33 no mesmo, por exemplo, como um substrato de safira, um substrato de GaN ou um substrato de GaAs. A primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 33b podem ser formadas por uma camada semicondutora baseada em AlGaInAs ou baseada em AlGaInP, uma camada semicondutora baseada em AlGaInN e a camada ativa pode incluir, por exemplo, uma camada de poço baseada em AlGaInP ou camada de poço baseada em AlGaInN. Uma proporção de composição de AlGaInP ou Al GaInN pode ser determinada de modo que a segunda pilha de LED 33 emite luz verde, por exemplo.
[0110] Um segundo eletrodo transparente 35 pode ser formado na segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 33b. Conforme descrito acima, o segundo eletrodo transparente 35 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutora que transmite a luz gerada pela primeira pilha de LED 23, por exemplo, luz vermelha. Em particular, o segundo eletrodo transparente 35 pode ser formado de ZnO.
[0111] Referindo à Fig. 4C, uma terceira pilha de LED 43 incluindo uma primeira camada semicondutora de tipo condutividade 43a e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade 43b é crescida em um terceiro substrato 41. Uma camada ativa pode ser interposta entre a primeira camada semicondutora de tipo de condutividade 43a e a segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 43b.
[0112] O terceiro substrato 41 pode ser um substrato capaz de crescer a terceira pilha de LED 43 no mesmo, por exemplo, como um substrato de safira, um substrato de SiC ou um substrato de GaN. Em uma modalidade exemplificativa, o terceiro substrato 41 pode ser um substrato de safira plano, mas também pode ser um substrato de safira padronizado. A primeira camada semicondutora do tipo condutividade 43a e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 43b podem ser formadas por uma camada semicondutora baseada em AlGaInN e a camada ativa pode incluir, por exemplo, uma camada de poço baseada em AlGaInN. Uma proporção de composição de AlGaInN pode ser determinada de modo que a terceira pilha de LED 43 emita luz azul, por exemplo.
[0113] Um terceiro eletrodo transparente 45 pode ser formado na segunda camada semicondutora de tipo de condutividade 43b. Conforme descrito acima, o terceiro eletrodo transparente 45 pode ser formado por uma camada de metal ou uma camada de óxido condutiva que transmite a luz gerada na primeira e na segunda pilhas de LED 23 e 33, por exemplo, luz vermelha e luz verde. Em particular, o terceiro eletrodo transparente 45 pode ser formado de ZnO.
[0114] A primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 são cultivadas nos diferentes substratos de crescimento 21, 31 e 41, respectivamente, e, consequentemente, a ordem do processo de fabricação não é particularmente limitada.
[0115] Doravante, um método de fabricação do dispositivo emissor de luz 100 usando a primeira à terceira pilhas de LED 23, 33, e 43 crescidas em substratos de crescimento 21, 31 e 41 will será descrito. Daqui em diante, embora uma região de um único dispositivo emissor de luz 100 seja principalmente ilustrada e descrita, uma pluralidade de dispositivos emissores de luz 100 pode ser fabricada em um lote no mesmo processo de fabricação usando as pilhas de LED 23, 33 e 43 crescidas nos substratos de crescimento 21, 31 e 41.
[0116] As Figs. 5A, 5B, 5C, 5D, 6A, 6B, 6C, 6D, 7A, 7B, 7C, 7D, 8A, 8B, 8C, 8D, 9A, 9B, 9C, 9D, 10A, 10B, 10C, 10D, 11A, 11B, 11C, 11D, 12A, 12B, 12C, 12D, 13A, 13B, 13C e 13D são vistas planas esquemáticas e vistas em seção transversal que ilustram o método de fabricação do dispositivo emissor de luz 100 para um visor de acordo com uma modalidade exemplificativa da presente divulgação. Daqui em diante, as vistas em seção transversal são mostradas para corresponder àquelas mostradas nas Figs. 3B, 3C e 3D, respectivamente.
[0117] Primeiro, com referência à Fig. 5A, Fig. 5B, a Fig. 5C, e Fig. 5D, o terceiro eletrodo transparente 45 e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 43b da terceira pilha de LED 43 são padronizados para expor a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 43a usando técnicas de foto e gravação. Este processo corresponde, por exemplo, a um processo de gravação em mesa. Um padrão fotorresiste pode ser usado como uma máscara de corrosão. Por exemplo, após a máscara de gravação ser formada, o terceiro eletrodo transparente 45 pode ser gravado primeiro por uma técnica de gravação úmida e, em seguida, a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 43b pode ser gravada por uma técnica de gravação a seco usando a mesma máscara de gravação. Desta maneira, o terceiro eletrodo transparente 45 pode ser rebaixado de uma região de gravação em mesa. A Fig. 5A mostra exemplificativamente uma borda da mesa e não mostra uma borda do terceiro eletrodo transparente 45 para simplificar a ilustração. No entanto, uma vez que o terceiro eletrodo transparente 45 é gravado a úmido usando a mesma máscara de gravação, a borda do terceiro eletrodo transparente 45 também pode ser rebaixada a partir da borda da mesa em direção a um lado interno da mesa. Como a mesma máscara de gravação é usada, o número de processos fotográficos não pode ser aumentado, reduzindo assim os custos do processo. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados aos mesmos, e a máscara de gravação para gravar o processo de gravação em mesa pode ser diferente da máscara de gravação para gravar o terceiro eletrodo transparente 45.
[0118] Subsequentemente, um pad de eletrodo n 47a e um pad de eletrodo p inferior 47b são formadas na primeira camada semicondutora de tipo condutividade 43a e no terceiro eletrodo transparente 45, respectivamente. O pad de eletrodo n 47a e o pad de eletrodo p inferior 47b podem ser formados para ter diferentes espessuras. Em particular, uma superfície superior do pad de eletrodo n 47a e aquela do pad de eletrodo p inferior 47b podem estar localizadas substancialmente na mesma elevação.
[0119] Referindo à Fig. 6A, Fig. 6B, a Fig. 6C, e Fig. 6D, a segunda pilha de LED 33 mostrada na Fig. 4B está ligada na terceira pilha de LED 43 descrita com referência à Fig. 5A, Fig. 5B, a Fig. 5C, e Fig. 5D. A segunda pilha de LED 33 é ligada a um substrato temporário usando uma técnica de ligação/descolagem temporária (TBDB) e o segundo substrato 31 é removido da segunda pilha de LED 33. O segundo substrato 31 pode ser removido usando, por exemplo, uma técnica de remoção a laser. Após o segundo substrato 31 ser removido, uma superfície rugosa pode ser formada sobre uma superfície da primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a. Depois disso, a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a da segunda pilha de LED 33 ligada ao substrato temporário pode ser disposta de frente para a terceira pilha de LED 43 e ligada à terceira pilha de LED 43. A segunda pilha de LED 33 e a terceira pilha de LED 43 são ligadas entre si por uma primeira camada de ligação 49. Depois de ligar a segunda pilha de LED 33 à terceira pilha de LED 43, o substrato temporário pode ser removido usando a técnica de remoção a laser. Consequentemente, a segunda pilha de LED 33 pode ser disposta na terceira pilha de LED 43, na qual o segundo eletrodo transparente 35 pode formar uma superfície superior.
[0120] Em geral, quando o segundo eletrodo transparente 35 é formado de ITO, ITO pode ser destacado da segunda pilha de LED 33 quando o segundo substrato 31 é removido usando a técnica de remoção a laser. Como tal, quando o segundo substrato 31 deve ser removido usando a técnica de remoção a laser, o segundo eletrodo transparente 35 pode incluir ZnO, que tem uma força de ligação favorável.
[0121] Subsequentemente, o segundo eletrodo transparente 35 e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 33b são padronizados para expor a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a. O segundo eletrodo transparente 35 e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 33b podem ser padronizados usando técnicas de foto e gravação. Este processo pode ser realizado usando as técnicas de gravação úmida e seca substancialmente da mesma maneira que o processo de gravação em mesa, durante o qual o terceiro eletrodo transparente 45 e a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 43b são gravados como descrito acima.
[0122] Por exemplo, após a máscara de gravação ser formada, o segundo eletrodo transparente 35 pode ser gravado primeiro pela técnica de gravação úmida e, em seguida, a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 33b pode ser gravada pela técnica de gravação a seco usando a mesma máscara de gravação. Consequentemente, o segundo eletrodo transparente 35 pode ser rebaixado da região de gravação em mesa. A Fig. 6A mostra exemplificativamente uma borda da mesa e não mostra uma borda do segundo eletrodo transparente 35 para simplificar a ilustração. No entanto, uma vez que o segundo eletrodo transparente 35 é gravado a úmido usando a mesma máscara de gravação, a borda do segundo eletrodo transparente 35 pode também ser rebaixada a partir da borda da mesa em direção a um lado interno da mesa. Desta forma, uma vez que é utilizada a mesma máscara de gravação, o número de processos fotográficos não pode ser aumentado, reduzindo assim os custos do processo. No entanto, os conceitos inventivos não estão limitados aos mesmos e, em algumas modalidades exemplificativas, a máscara de gravação para gravar o processo de gravação em mesa e a máscara de gravação para gravar o segundo eletrodo transparente 35 podem ser diferentes uma da outra.
[0123] Como mostrado na Fig. 6A, uma região de gravação em mesa da segunda pilha de LED 33 pode ser parcialmente sobreposta com aquela da terceira pilha de LED 43. Por exemplo, uma porção da região de gravação em mesa da segunda pilha de LED 33 pode ser formada sobre o pad de eletrodo n 47a. Além disso, outra porção da região de gravação em mesa da mesma pode ser disposta sobre o pad de eletrodo p inferior 47b. Além disso, uma porção da região de gravação em mesa da segunda pilha de LED 33 pode ser disposta sobre a região em mesa da terceira pilha de LED 43.
[0124] Referindo à Fig. 7A, Fig. 7B, a Fig. 7C, e Fig. 7D, através dos orifícios 33h1 e 33h2 que passam através da segunda pilha de LED 33 são formados. Os orifícios de passagem 33h1 e 33h2 passam através da primeira camada de ligação 49 para expor o pad de eletrodo n 47a e o pad de eletrodo p inferior 47b. Os orifícios de passagem 33h1 e 33h2 podem ser formados na região de gravação em mesa e, assim, uma estrutura escalonada pode ser formada nas paredes laterais dos orifícios de passagem 33h1 e 33h2.
[0125] Uma vez que as superfícies superiores do pad de eletrodo p inferior 47b e do pad de eletrodo n 47a estão localizadas substancialmente na mesma elevação, qualquer uma dos pads pode ser impedido de ser exposto e danificado durante a formação dos orifícios de passagem 33h1 e 33h2.
[0126] Referindo à Fig. 8A, Fig. 8B, a Fig. 8C, e Fig. 8D, uma camada de isolamento inferior 51 é formada na segunda pilha de LED 33. A camada de isolamento inferior 51 cobre o segundo eletrodo transparente 35 e cobre a segunda camada semicondutora do tipo condutividade 33b. Além disso, a camada de isolamento inferior 51 cobre as paredes laterais dos orifícios 33h1 e 33h2. A camada de isolamento inferior 51 pode ter aberturas 51a expondo o segundo eletrodo transparente 35, a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a, o pad de eletrodo n 47a e o pad de eletrodo p inferior 47b.
[0127] Subsequentemente, um conector comum inferior 53c, um conector p inferior 53b e um pad de eletrodo p superior 53g são formados na camada de isolamento inferior 51. O conector comum inferior 53c, o conector p inferior 53b e o pad do eletrodo p superior 53g podem ser formados em conjunto com o mesmo material.
[0128] Um pad de eletrodo p superior 53g pode ser disposta no segundo eletrodo transparente 35 exposto na abertura 51a. O conector p inferior 53b é conectado ao pad de eletrodo p inferior 47b exposto através da abertura 51a e também está parcialmente disposto na camada de isolamento inferior 51. O conector comum inferior 53c é conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade 33a e o pad de eletrodo n 47a exposto através das aberturas 51a e uma porção do conector comum inferior 53c está disposta na camada de isolamento inferior 51.
[0129] Referindo à Fig. 9A, Fig. 9B, a Fig. 9C e Fig. 9D, a primeira pilha de LED 23 da Fig. 4A está ligada à segunda pilha de LED 33. A primeira pilha de LED 23 e a segunda pilha de LED 33 podem ser ligadas usando uma segunda camada de ligação 59, de modo que o primeiro eletrodo transparente 25 fique de frente para a segunda pilha de LED 33. Por conseguinte, a segunda camada de ligação 59 está em contato com o primeiro eletrodo transparente 25 e também está em contato com a camada de isolamento inferior 51, o conector p inferior 53b, o pad de eletrodo p superior 53g e o conector comum inferior 53c e, ainda, em contato com o segundo eletrodo transparente 35 exposto em uma periferia do conector p inferior 53b. O primeiro substrato 21 é removido da primeira pilha de LED 23. O primeiro substrato 21 pode ser removido usando, por exemplo, uma técnica de gravação.
[0130] Referindo à Fig. 10A, Fig. 10B, a Fig. 10C, e Fig. 10D, através dos orifícios 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 que passam através da primeira pilha de LED 23 são formados. O orifício de passagem 23h1 expõe o primeiro eletrodo transparente 25 e os orifícios de passagem 23h2, 23h3 e 23h4 passam através da segunda camada de ligação 59 para expor o pad de eletrodo p superior 53g, o conector p inferior 53b e o conector comum inferior 53c, respectivamente. Uma vez que os orifícios de passagem 23h1 e os orifícios de passagem 23h2, 23h3 e 23h4 têm profundidades diferentes, eles podem ser formados por processos diferentes. Enquanto isso, os orifícios de passagem 23h2, 23h3 e 23h4 podem ser formados juntos no mesmo processo porque as profundidades dos mesmos são substancialmente as mesmas.
[0131] Os orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 podem ser formados para passar através da primeira pilha de LED 23 e, assim, as paredes laterais dos orifícios de passagem podem ser formadas sem degraus, ao contrário das dos orifícios de passagem 33h1 e 33h2.
[0132] Referindo à Fig. 11A, Fig. 11B, a Fig. 11C, e Fig. 11D, uma vala de isolamento é formada para definir uma região do dispositivo emissor de luz 100 por um processo de isolamento. A vala de isolamento pode expor o terceiro substrato 41 ao longo de periferias das primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43. Entre regiões do dispositivo emissor de luz, a vala de isolamento pode ser formada removendo sequencialmente a primeira pilha de LED 23, o primeiro eletrodo transparente 25, a segunda camada de ligação 59, a camada de isolamento inferior 51, a segunda pilha de LED 33, a primeira ligação camada 49 e a terceira pilha de LED 43. O segundo eletrodo transparente 35 e o terceiro eletrodo transparente 45 não são expostos durante o processo de isolamento e, assim, o segundo eletrodo transparente 35 e o terceiro eletrodo transparente 45 podem não ser danificados pelo gás de corrosão. Quando o segundo e o terceiro eletrodos transparentes 35 e 45 são formados de ZnO, o ZnO pode ser facilmente danificado pelo gás de corrosão. No entanto, de acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, o segundo eletrodo transparente 35 e o terceiro eletrodo transparente 45 podem ser impedidos de serem expostos a um gás de corrosão, formando o segundo e o terceiro eletrodos transparentes 35 e 45 para serem rebaixados para dentro.
[0133] Na modalidade exemplificativa ilustrada, a primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43 são descritas como sendo sequencialmente padronizadas através do processo de isolamento, mas os conceitos inventivos não são limitados a elas. Por exemplo, em algumas modalidades exemplificativas, a terceira pilha de LED 43 pode ser removida antecipadamente em uma região onde a vala de isolamento será formada antes de ligar a segunda pilha de LED 33, ou a segunda pilha de LED 33 pode ser removida antecipadamente na região em que a vala de isolamento será formada antes de ligar a primeira pilha de LED
23. Neste caso, a região onde a terceira pilha de LED 43 é removida pode ser preenchida com a primeira camada de ligação 49 e a região onde a segunda pilha de LED 33 é removida pode ser preenchida com a segunda camada de ligação 59. Por conseguinte, a segunda e a terceira pilhas de LED 33 e 43 podem não ser expostas no processo de isolamento.
[0134] Referindo à Fig. 12A, Fig. 12B, a Fig. 12C, e Fig. 12D, uma camada de isolamento intermediária 61 é formada na primeira pilha de LED 23. A camada de isolamento intermediária 61 pode cobrir superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43, superfícies laterais da primeira e segunda camadas de ligação 49 e 59, uma superfície lateral do eletrodo transparente 25 e uma superfície lateral da camada de isolamento inferior 51 exposta através da vala de isolamento.
[0135] A camada de isolamento intermediária 61 pode também cobrir as paredes laterais dos orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4. No entanto, a camada de isolamento intermediária 61 é padronizada para ter aberturas 61a expondo fundos dos orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4 e uma abertura 61b expondo a primeira camada semicondutora do tipo condutividade 23a da primeira pilha de LED 23. As aberturas 61a expõem o primeiro eletrodo transparente 25, o pad de eletrodo p superior 53g, o conector p inferior 53b e o conector comum inferior 53c nos orifícios de passagem 23h1, 23h2, 23h3 e 23h4.
[0136] Primeiro ao terceiro conectores superiores 63r, 63g e 63b, e um conector comum superior 63c são formados na camada de isolamento intermediária 61. O primeiro conector superior 63r é conectado ao primeiro eletrodo transparente 25, o segundo conector superior 63g é conectado ao pad do eletrodo p superior 53g e o terceiro conector superior 63b é conectado ao conector p inferior 53b. O conector comum superior 63c pode ser conectado ao conector comum inferior 53c.
[0137] Referindo à Fig. 13A, Fig. 13B, a Fig. 13C, e Fig. 13D, uma camada de isolamento superior 71 é formada para cobrir a camada de isolamento intermediária 61 e os conectores 63r, 63g, 63b e 63c. A camada de isolamento superior 71 também pode cobrir a camada de isolamento intermediária 61 nas superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED 23, 33 e 43. No entanto, a camada de isolamento superior 71 pode ser padronizada para ter aberturas 71a expondo o primeiro ao terceiro conectores superiores 63r, 63g e 63b e o conector comum superior 63c.
[0138] Subsequentemente, o pads de amortecimento 73r, 73g, 73b e 73c são formados nas aberturas 71a, respectivamente. O primeiro pad de amortecimento 73r está disposto no primeiro conector superior 63r, o segundo pad de amortecimento 73g está disposto no segundo conector superior 63g e o terceiro pad de amortecimento 73b está disposto no terceiro conector superior 63b. O pad de amortecimento comum 73c está disposta no conector comum superior 63c.
[0139] Em seguida, o dispositivo emissor de luz 100 é ligado a uma placa de circuito 101 (ver Fig. 14), e o terceiro substrato 41 pode ser separado do dispositivo emissor de luz
100. Uma vista esquemática em seção transversal do dispositivo emissor de luz 100 ligado à placa de circuito 101 é mostrada exemplificativamente na Fig. 14.
[0140] Embora a Fig. 14 ilustre exemplificativamente um único dispositivo emissor de luz 100 disposto na placa de circuito 101, no entanto, uma pluralidade de dispositivos emissores de luz 100 pode ser montada na placa de circuito 101. Cada um dos dispositivos emissores de luz 100 pode formar um pixel capaz de emitir qualquer um de luz azul, luz verde e luz vermelha, e uma pluralidade de pixels são dispostos na placa de circuito 101 para fornecer um painel de exibição.
[0141] A pluralidade de dispositivos emissores de luz 100 pode ser formada no substrato 41 e os dispositivos emissores de luz 100 podem ser transferidos para a placa de circuito 101 em um grupo, não individualmente. A Fig. 15A, Fig. 15B e Fig. 15C são vistas esquemáticas em seção transversal que ilustram um método de fabricação de um dispositivo emissor de luz para uma placa de circuito de acordo com uma modalidade exemplificativa. Daqui em diante, será descrito um método de transferência dos dispositivos emissores de luz 100 formados no substrato 41 para a placa de circuito 101 em um grupo.
[0142] Referindo à Fig. 15A, como descrito acima, quando os processos da Fig. 13A, Fig. 13B, da Fig. 13C, e Fig. 13D são completados, a pluralidade de dispositivos emissores de luz 100 são isolados uns dos outros e são dispostos no substrato 41 pela vala de isolamento.
[0143] Enquanto isso, a placa de circuito 101 tendo pads em uma superfície superior da mesma é fornecida. Os pads são dispostas na placa de circuito 101 para corresponder aos locais onde os pixels para um visor devem ser dispostos. Em geral, um intervalo entre os dispositivos emissores de luz 100 dispostos no substrato 41 pode ser mais denso do que aquele dos pixels na placa de circuito 101.
[0144] Referindo à Fig. 15B, pads dos dispositivos emissores de luz 100 são seletivamente ligadas aos pads na placa de circuito 101. Os pads de amortecimento e os pads podem ser ligadas usando ligação In, por exemplo. Neste caso, os dispositivos emissores de luz 100 localizados entre regiões de pixel podem ser espaçados da placa de circuito 101, uma vez que esses dispositivos emissores de luz 100 não têm pads da placa de circuito 101 para serem ligados a.
[0145] Posteriormente, uma máscara 201 é disposta sobre o substrato 41 e é irradiada com um laser. Uma região de transmissão de luz da máscara 201 está disposta para corresponder aos dispositivos emissores de luz 100 ligados à placa de circuito 101 e, assim, os dispositivos emissores de luz 100 ligados aos pads da placa de circuito 101 são irradiados seletivamente com o laser. Depois disso, os dispositivos emissores de luz 100 são transferidos para a placa de circuito 101, separando os dispositivos emissores de luz 100 irradiados com o laser do substrato 41. Por conseguinte, o painel de exibição em que os dispositivos emissores de luz 100 estão dispostos na placa de circuito 101 é fornecido. O painel de exibição pode ser montado em vários aparelhos de exibição, conforme descrito com referência à Fig.
1.
[0146] Embora algumas modalidades tenham sido descritas neste documento, deve-se entender que essas modalidades são fornecidas apenas para ilustração e não devem ser interpretadas de forma alguma como limitantes da presente divulgação. Deve-se entender que características ou componentes de uma modalidade também podem ser aplicados a outras modalidades sem se afastar do espírito e do escopo da presente divulgação.

Claims (21)

REIVINDICAÇÕES
1. Dispositivo emissor de luz para exibição, caracterizado por compreender: uma primeira pilha de LED; uma segunda pilha de LED disposta sob a primeira pilha de LED; uma terceira pilha de LED disposta sob a segunda pilha de LED; um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED e estando em contato ôhmico com uma superfície inferior da primeira pilha de LED; um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da segunda pilha de LED; um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e estando em contato ôhmico com a superfície superior da terceira pilha de LED; um pad de eletrodo n disposto em uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade da terceira pilha de LED; um pad de eletrodo p inferior disposto no terceiro eletrodo transparente; e pads de amortecimento dispostos na primeira pilha de LED; em que cada uma da primeira à terceira pilhas de LED inclui uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade; em que os pads de amortecimento incluem primeiro ao terceiro pads de amortecimento e pads de amortecimento comuns, em que o pad de amortecimento comum é comumente conectado eletricamente à primeira à terceira pilhas de LED, em que o primeiro ao terceiro pads de amortecimento são eletricamente conectados à primeira à terceira pilhas de LED, respectivamente, e em que uma superfície superior do pad do eletrodo n está localizada na mesma elevação que aquela do pad do eletrodo p inferior.
2. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira, a segunda e a terceira pilhas de LED emitirem luz vermelha, luz verde e luz azul, respectivamente.
3. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira à terceira pilhas de LED serem independentemente direcionadas, em que a luz gerada a partir da primeira pilha de LED é emitida do lado de fora, passando através da segunda pilha de LED e da terceira pilha de LED, e a luz gerada a partir da segunda pilha de LED é emitida para fora, passando pela terceira pilha de LED.
4. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por qualquer um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes ser formado de um material diferente dos eletrodos transparentes restantes.
5. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo primeiro eletrodo transparente ser formado de ITO e o segundo e o terceiro eletrodos transparentes são formados de ZnO.
6. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por cada um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes contatar a segunda camada semicondutora do tipo condutividade, e em que o segundo e o terceiro eletrodos transparentes são recuados para ter uma área menor do que aquela da segunda camada semicondutora do tipo condutividade da segunda pilha de LED e aquela da segunda camada semicondutora do tipo condutividade da terceira pilha de LED, respectivamente.
7. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo pad de amortecimento comum ser comumente conectado eletricamente às primeiras camadas semicondutoras do tipo condutividade da primeira à terceira pilhas de LED, em que o primeiro ao terceiro pads de amortecimento são eletricamente conectados às segundas camadas semicondutoras do tipo condutividade da primeira à terceira pilhas de LED, respectivamente.
8. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender ainda uma camada de isolamento cobrindo as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED, em que as superfícies laterais da primeira à terceira pilhas de LED e uma superfície lateral do primeiro eletrodo transparente estão em contato com a camada de isolamento e as superfícies laterais do segundo e terceiro eletrodos transparentes estão espaçadas da camada de isolamento.
9. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas superfícies laterais do dispositivo emissor de luz serem inclinadas em uma faixa de 75 graus a 90 graus em relação à superfície superior da terceira pilha de LED.
10. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma primeira camada de ligação interposta entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e uma segunda camada de ligação interposta entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED.
11. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ainda abaixar os orifícios de passagem que passam através da segunda pilha de LED e da primeira camada de ligação para expor o pad do eletrodo n e o pad do eletrodo p inferior, respectivamente; um conector comum inferior conectado ao pad de eletrodo n; e um conector p inferior conectado ao pad do eletrodo p inferior, em que o conector comum inferior é eletricamente conectado à primeira camada semicondutora do tipo condutividade da pilha de LED e conectado ao pad de eletrodo n exposto através do orifício de passagem inferior, e em que o conector p inferior está eletricamente conectado ao pad do eletrodo p inferior exposta através do orifício de passagem inferior.
12. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender ainda um pad de eletrodo p superior disposto no segundo eletrodo transparente e eletricamente conectado à segunda camada semicondutora do tipo condutividade da segunda pilha de LED.
13. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender ainda: um orifício de passagem que passa através da primeira pilha de LED para expor o primeiro eletrodo transparente; orifícios de passagem que passam através da primeira pilha de LED, o primeiro eletrodo transparente e a segunda camada de ligação para expor o pad do eletrodo p superior, o conector p inferior e o conector comum inferior, respectivamente; e primeiro ao terceiro conectores superiores e um conector comum superior disposto na primeira pilha de LED e eletricamente conectado ao primeiro eletrodo transparente, o pad de eletrodo p superior, o conector p inferior e o conector comum inferior através de orifícios de passagem passando pela primeira pilha de LED, em que os pads de amortecimento estão dispostos no primeiro ao terceiro conectores superiores e no conector comum superior, respectivamente.
14. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelos pads de amortecimento estarem localizados em porções planas do primeiro ao terceiro conectores superiores e do conector comum superior, respectivamente.
15. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender ainda: uma camada de isolamento superior cobrindo o primeiro ao terceiro conectores superiores e o conector comum superior, em que a camada de isolamento superior tem aberturas que expõem o primeiro ao terceiro conectores superiores e o conector comum superior, e em que cada um dos pads de amortecimento está disposto nas aberturas.
16. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda: uma camada de isolamento intermediária disposta entre a primeira pilha de LED e os conectores superiores, em que a camada de isolamento intermediária cobre uma superfície lateral do dispositivo emissor de luz e uma parede lateral do orifício de passagem que passa através da primeira pilha de LED e inclui aberturas que expõem o primeiro eletrodo transparente, o pad de eletrodo p superior, o conector p inferior e o conector comum inferior.
17. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira à terceira pilhas de LED serem isoladas de um substrato de crescimento.
18. Dispositivo emissor de luz, caracterizado por compreender uma primeira pilha de LED; uma segunda pilha de LED disposta sob a primeira pilha de LED; uma terceira pilha de LED disposta sob a segunda pilha de LED; um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície inferior da primeira pilha de LED; um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da segunda pilha de LED; um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e estando em contato ôhmico com a superfície superior da terceira pilha de LED; pads de amortecimento dispostos na primeira pilha de LED, em que cada uma da primeira à terceira pilhas de LED inclui uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade, e em que pelo menos um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes é rebaixado de uma borda da segunda camada semicondutora do tipo condutividade da primeira à terceira pilhas de LED.
19. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender ainda um pad de eletrodo n disposto na primeira camada semicondutora do tipo condutividade da terceira pilha de LED, um pad de eletrodo p inferior disposto no terceiro eletrodo transparente, em que uma superfície superior do pad do eletrodo n está localizada na mesma elevação que aquela do pad do eletrodo p inferior.
20. Aparelho de exibição caracterizado por compreender: uma placa de circuito; e uma pluralidade de dispositivos emissores de luz disposta na placa de circuito, cada um dos dispositivos emissores de luz compreendendo: uma primeira pilha de LED; uma segunda pilha de LED disposta sob a primeira pilha de LED; uma terceira pilha de LED disposta sob a segunda pilha de LED; um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED e estando em contato ôhmico com uma superfície inferior da primeira pilha de LED; um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da segunda pilha de LED; um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e estando em contato ôhmico com a superfície superior da terceira pilha de LED; um pad de eletrodo n disposto em uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade da terceira pilha de LED; um pad de eletrodo p inferior disposto no terceiro eletrodo transparente; e pads de amortecimento dispostos na primeira pilha de LED; e em que cada uma da primeira à terceira pilhas de LED inclui uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade, e em que os pads de amortecimento incluem primeiro ao terceiro pads de amortecimento e pads de amortecimento comuns, e em que o pad de amortecimento comum é comumente conectado eletricamente à primeira à terceira pilhas de LED, e em que o primeiro ao terceiro pads de amortecimento são eletricamente conectados à primeira à terceira pilhas de LED, respectivamente, e em que uma superfície superior do pad do eletrodo n está localizada na mesma elevação que aquela do pad do eletrodo p inferior, e em que os pads de amortecimento estão ligados à placa de circuito.
21. Aparelho de exibição caracterizado por compreender uma placa de circuito; e uma pluralidade de dispositivos emissores de luz disposta na placa de circuito, cada um dos dispositivos emissores de luz compreendendo: uma primeira pilha de LED; uma segunda pilha de LED disposta sob a primeira pilha de LED; uma terceira pilha de LED disposta sob a segunda pilha de LED; um primeiro eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED e estando em contato ôhmico com uma superfície inferior da primeira pilha de LED; um segundo eletrodo transparente interposto entre a primeira pilha de LED e a segunda pilha de LED, e estando em contato ôhmico com uma superfície superior da segunda pilha de LED; um terceiro eletrodo transparente interposto entre a segunda pilha de LED e a terceira pilha de LED, e estando em contato ôhmico com a superfície superior da terceira pilha de LED; pads de amortecimento dispostos na primeira pilha de LED; e em que cada uma da primeira à terceira pilhas de LED inclui uma primeira camada semicondutora do tipo condutividade, uma camada ativa e uma segunda camada semicondutora do tipo condutividade, em que pelo menos um do primeiro ao terceiro eletrodos transparentes é rebaixado de uma borda da segunda camada semicondutora do tipo condutividade da primeira à terceira pilhas de LED, e em que os pads de amortecimento estão ligados à placa de circuito.
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