DE102023121896A1

DE102023121896A1 - Lichtemittierende Vorrichtung und lichtemittierendes Vorrichtungs-Array mit derselben

Info

Publication number: DE102023121896A1
Application number: DE102023121896.4A
Authority: DE
Inventors: Yongmin Kwon; Donggun Lee; Punjae CHOI; Youngjin Choi
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2023-08-16
Publication date: 2024-04-18
Also published as: KR20240053471A; US20240128402A1

Abstract

Eine lichtemittierende Vorrichtung umfasst eine Emissionsschicht, die eingerichtet ist, weißes Licht zu emittieren, und eine reflektierende Schicht, die zumindest teilweise Seitenoberflächen der Emissionsschicht umgibt, wobei die Emissionsschicht eine Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, eine erste aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei die erste aktive Schicht eingerichtet ist, blaues Licht zu emittieren, und eine zweite aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst, wobei die zweite aktive Schicht eingerichtet ist, gelbes Licht zu emittieren.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am 17. Oktober 2022 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereichten koreanischen Patentanmeldung 10-2022-0133620 , deren Offenbarung hierin vollinhaltlich durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND
1. Gebiet
Die Offenbarung betrifft eine lichtemittierende Vorrichtung und ein lichtemittierendes Vorrichtungs-Array.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Ein Bedarf hinsichtlich einer Verwendung einer lichtemittierenden Halbleiter-Vorrichtung in verschiedenen Beleuchtungsvorrichtungen, wie beispielhafte Fahrzeugscheinwerfern oder Innenbeleuchtung, steigt. Zum Beispiel wurde bei Verwendung eines Lichtquellenmoduls, das eine Mehrzahl an lichtemittierenden Vorrichtungs-Chips umfasst, ein intelligentes Beleuchtungssystem zum Implementieren verschiedener Beleuchtungsmodi entsprechend Umgebungsbedingungen, indem jeder Chip einer lichtemittierenden Vorrichtung individuell gesteuert wird, vorgeschlagen. Um allerdings intelligente Beleuchtungssysteme zu implementieren, müssen optische Eigenschaften und eine Zuverlässigkeit von lichtemittierenden Vorrichtungen verbessert werden.
Information, die in diesem Abschnitt zum Hintergrund offenbart wurde, war den Erfindern bereits vor oder während des Prozesses zur Erzielung der Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung bekannt oder wurde von ihnen hergeleitet oder ist technische Information, die während der Erzielung der Ausführungsformen erhalten wurde. Daher kann sie Information enthalten, die nicht den Stand der Technik bildet, welcher der Öffentlichkeit bereits bekannt ist.
KURZFASSUNG
Eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen schaffen eine lichtemittierende Vorrichtung kompakter Größe, die weißes Licht durch eine aktive Schicht emittiert, welche Licht unterschiedlicher Wellenlängen emittiert.
Eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen schaffen auch ein lichtemittierendes Vorrichtungs-Array, bei dem optische Interferenz zwischen lichtemittierenden Vorrichtungen, die zueinander benachbart sind, ohne Barrieren verhindert werden kann.
Zusätzliche Aspekte werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich sein oder können durch Anwenden der vorgestellten Ausführungsformen in Erfahrung gebracht werden.
Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform kann eine lichtemittierende Vorrichtung eine Emissionsschicht umfassen, die eingerichtet ist, weißes Licht zu emittieren, und eine reflektierende Schicht, die zumindest teilweise Seitenoberflächen der Emissionsschicht umgibt, wobei die Emissionsschicht umfasst: eine Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, eine erste aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei die erste aktive Schicht eingerichtet ist, blaues Licht zu emittieren, und eine zweite aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei die zweite aktive Schicht eingerichtet ist, gelbes Licht zu emittieren.
Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform kann ein lichtemittierendes Vorrichtungs-Array eine Mehrzahl an Emissionsschichten umfassen, die voneinander in einer ersten Richtung beabstandet sind, wobei jede der Mehrzahl an Emissionsschichten eingerichtet ist, weißes Licht zu emittieren, und eine reflektierende Schicht, die zumindest teilweise Seitenoberflächen der Mehrzahl an Emissionsschichten umgibt, wobei jede der Mehrzahl an Emissionsschichten eine Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, eine Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, eine erste aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst, wobei die erste aktive Schicht eingerichtet ist, Licht mit einer ersten Spitzenwellenlänge zu emittieren, und eine zweite aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei die zweite aktive Schicht eingerichtet ist, Licht mit einer zweiten Spitzenwellenlänge zu emittieren, die sich von der ersten Spitzenwellenlänge unterscheidet.
Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform kann ein lichtemittierendes Vorrichtungs-Array eine Mehrzahl an Emissionsschichten umfassen, die voneinander in einer ersten Richtung beabstandet sind, wobei jede der Mehrzahl an Emissionsschichten eine Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine erste aktive Schicht, die eingerichtet ist, blaues Licht zu emittieren, eine zweite aktive Schicht, die eingerichtet ist, gelbes Licht zu emittieren, und eine Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst, wobei die Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, die erste aktive Schicht, die zweite aktive Schicht und die Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps aufeinanderfolgend gestapelt sind, eine reflektierende Schicht, die zumindest teilweise Seitenoberflächen der Mehrzahl an Emissionsschichten umgibt, eine Mehrzahl an ersten Elektroden, die jeweils unterschiedliche Emissionsschichten aus der Mehrzahl an Emissionsschichten kontaktieren, und eine Mehrzahl an zweiten Elektroden, die jeweils unterschiedliche Emissionsschichten aus der Mehrzahl an Emissionsschichten kontaktieren, wobei jede der Mehrzahl an Emissionsschichten eine Länge von etwa 0,1 µm bis etwa 100 µm in der ersten Richtung aufweist, und eine Länge von etwa 0,1 µm bis etwa 100 µm in einer zweiten Richtung, die rechtwinklig zu der ersten Richtung ist, aufweist, die Mehrzahl an Emissionsschichten voneinander in der ersten Richtung um etwa 1 µm bis etwa 15 µm beabstandet ist, Positionen, an denen die Mehrzahl an ersten Elektroden jeweils die Mehrzahl an Emissionsschichten kontaktieren, eine gleiche erste Höhe aufweisen, und Positionen, an denen die Mehrzahl an zweiter Elektroden jeweils die Mehrzahl an Emissionsschichten kontaktieren, eine gleiche zweite Höhe aufweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile bestimmter beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich sein. Es zeigen:

1 eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 einen Graph, der ein Wellenlängenband von Licht, das aus der lichtemittierenden Vorrichtung aus 1 emittiert wird, gemäß einer Ausführungsform zeigt;
3 eine Querschnittsansicht einer Region, die in 1 mit „III“ markiert ist, gemäß einer Ausführungsform;
4, 5 und 6 Querschnittsansichten einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
7 eine Querschnittsansicht eines lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays gemäß einer Ausführungsform;
8 ein Schema eines lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays aus 7 gemäß einer Ausführungsform;
9 und 10 Querschnittsansichten eines lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays gemäß einer Ausführungsform;
11, 12, 13, 14 und 15 Schemata von Beleuchtungsvorrichtungen umfassend eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
16 ein Schema eines Steuernetzwerksystems für eine Innenbeleuchtungsvorrichtung umfassend eine lichtemittierende Halbleiter-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform; und
17 ein Schema eines Netzwerksystems umfassend eine lichtemittierende Halbleiter-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Offenbarung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen detailliert beschrieben. Es werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Komponenten in der gesamten Zeichnung verwendet und auf redundante Beschreibungen derselben wird verzichtet. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen sind beispielhafte Ausführungsformen und daher ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt und kann in verschiedenen anderen Formen realisiert werden.
Wie hierin verwendet, modifizieren Ausdrücke wie zum Beispiel „zumindest eines von“, wenn sie einer Liste von Elementen voranstehen, die gesamte Liste von Elementen und modifizieren nicht die einzelnen Elemente der Liste. Zum Beispiel sollte der Ausdruck „zumindest eines aus a, b und c“ als lediglich a, lediglich b, lediglich c, sowohl a als auch b, sowohl a als auch c, sowohl b als auch c oder alle aus a, b und c umfassend verstanden werden.
1 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform. 2 ist ein Graph, der ein Wellenlängenband von Licht, das aus der lichtemittierenden Vorrichtung aus 1 emittiert wird, gemäß einer Ausführungsform zeigt. 3 ist eine Querschnittsansicht einer Region, die in 1 mit „III“ markiert ist, gemäß einer Ausführungsform.
Bezug nehmend auf 1 bis 3 kann eine lichtemittierende Vorrichtung 10 eine Emissionsschicht 100, eine Passivierungsschicht 200, eine reflektierende Schicht 300, eine erste Elektrode 410 und eine zweite Elektrode 420 umfassen.
Die Emissionsschicht 100 der lichtemittierenden Vorrichtung 10 kann eine Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps, eine erste aktive Schicht 120, eine zweite aktive Schicht 130 und eine Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps umfassen. Die Emissionsschicht 100 kann weißes Licht aus Licht emittieren, das aus der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 zu emittieren ist. Bei einigen Ausführungsformen können die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps, die erste aktive Schicht 120, die zweite aktive Schicht 130 und die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps aufeinanderfolgend gestapelt sein.
Die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps der Emissionsschicht 100 kann eine Nitridhalbleiterschicht mit einer Zusammensetzung aus p-leitendem In_xAl_yGa_(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1) umfassen, und die p-leitende Verunreinigung kann zum Beispiel Magnesium (Mg) sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann eine Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps eine Elektronen blockierende Schicht, eine p-leitende GaN-Schicht niedriger Konzentration und eine p-leitende GaN-Schicht hoher Konzentration, die als Kontaktschicht bereitgestellt ist, umfassen. Zum Beispiel kann die Elektronen blockierende Schicht eine Struktur haben, bei der eine Mehrzahl an In_xAl_yGa_(1-x-y)N-Schichten (0≤x, y≤1, 0≤x+y≤1), die jeweils eine Dicke von etwa 5 nm bis etwa 100 nm aufweisen und unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen können, oder die jeweils unterschiedliche Verunreinigungsgehalte aufweisen können, abwechselnd gestapelt sein können, oder sie kann eine einzelne Schicht umfassen, die Al_yGa_(1-y)N (0<y≤1) umfasst. Ein Energiebandabstand der Elektronen blockierenden Schicht kann mit zunehmender Entfernung der Elektronen blockierenden Schicht von der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 abnehmen. Zum Beispiel kann eine Al-Zusammensetzung der Elektronen blockierenden Schicht mit zunehmender Entfernung der Elektronen blockierenden Schicht von der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 abnehmen.
Die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps der Emissionsschicht 100 kann sich auf der zweiten aktiven Schicht 130 befinden. Die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kann einen Nitridhalbleiter mit einer Zusammensetzung aus n-leitendem In_xAl_yGa_(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1) umfassen und die n-leitende Verunreinigung kann zum Beispiel Silizium (Si) sein. Die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kann zum Beispiel GaN umfassen, welches n-leitende Verunreinigungen enthält.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps eine Halbleiterkontaktschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps und eine Stromdiffusionsschicht umfassen. Eine Verunreinigungskonzentration der Halbleiterkontaktschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps kann in einem Bereich von etwa 2×10¹⁸ cm^-3 bis etwa 9×10¹⁹ cm^-3 liegen. Die Halbleiterkontaktschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps kann eine Dicke von etwa 1 µm bis etwa 5 µm haben. Die Stromdiffusionsschicht kann eine Struktur aufweisen, in der eine Mehrzahl an In_xAl_yGa_(1- _x-y)N-Schichten (0≤x, y≤1 und 0≤x+y≤1) mit unterschiedlichen Zusammensetzungen oder unterschiedlichen Verunreinigungsinhalten abwechselnd gestapelt sind. Die Stromdiffusionsschicht kann zum Beispiel eine n-leitende Übergitterstruktur aufweisen, bei der eine n-leitende GaN-Schicht und/oder Al_xIn_yGa_zN-Schicht (0≤x, y, z≤1 und x+y+z≠0), die jeweils eine Dicke von etwa 1 nm bis etwa 500 nm aufweisen, abwechselnd gestapelt sind. Eine Verunreinigungskonzentration der Stromdiffusionsschicht kann etwa 2×10¹⁸ cm^-3 bis etwa 9×10¹⁹ cm^-3 betragen.
Die erste aktive Schicht 120 der Emissionsschicht 100 kann zwischen der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sein und kann durch Rekombination von Elektronen und Löchern eine bestimmte Energie erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste aktive Schicht 120 blaues Licht emittieren. Bei einer Ausführungsform kann eine Spitzenwellenlänge W_120 des blauen Lichts der ersten aktiven Schicht 120 in einem Bereich von etwa 425 nm bis etwa 480 nm liegen.
Die erste aktive Schicht 120 kann eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW) aufweisen, bei der die Quantentopfschichten 121 und Quantenbarriereschichten 122 abwechselnd gestapelt sind. Die Quantentopfschicht 121 und die Quantenbarriereschicht 122 können zum Beispiel In_xAl_yGa (1-x-y)N (0≤x, y≤1, 0≤x+y≤1) mit unterschiedlichen Zusammensetzungen umfassen. Die Quantentopfschicht 121 kann zum Beispiel In_xGa_(1-x)N (0≤x≤1) umfassen und die Quantenbarriereschicht 122 kann GaN oder AlGaN umfassen. Dicken der Quantentopfschicht 121 und der Quantenbarriereschicht 122 können jeweils in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 50 nm liegen. Die erste aktive Schicht 120 ist nicht auf die MQW-Struktur beschränkt und kann eine einzelne Quantentopfstruktur aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Quantentopfschicht 121 der ersten aktiven Schicht 120 In_xGa_(1-x)N (0,1≤x≤0,3) umfassen und die Quantenbarriereschicht 122 kann GaN umfassen. Eine Dicke T_121 der Quantentopfschicht 121 kann in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 5 nm liegen. Eine Dicke T_122 der Quantenbarriereschicht 122 kann in einem Bereich von etwa 3 nm bis etwa 10 nm liegen.
Die zweite aktive Schicht 130 der Emissionsschicht 100 kann zwischen der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sein und kann durch Rekombination von Elektronen und Löchern eine bestimmte Energie erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite aktive Schicht 130 gelbes Licht emittieren. Bei einer Ausführungsform kann eine Spitzenwellenlänge W_130 des gelben Lichts der zweiten aktiven Schicht 130 in einem Bereich von etwa 520 nm bis etwa 600 nm liegen.
Während die erste aktive Schicht 120, welche blaues Licht emittiert, und die zweite aktive Schicht 130, die gelbes Licht emittiert, unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben wurden, ist Licht, das von der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 emittiert wird, gemäß der Offenbarung nicht darauf beschränkt und die erste aktive Schicht 120 und die zweite aktive Schicht 130 können jeweils Licht mit unterschiedlichen Spitzenwellenlängen emittieren.
Die zweite aktive Schicht 130 kann eine MQW-Struktur aufweisen, bei der eine Quantentopfschicht 131, eine Zwischengitterschicht 132 und Quantenbarriereschichten 133 und 134 aufeinanderfolgend gestapelt sind.
Die Quantentopfschicht 131 und die Quantenbarriereschichten 133 und 134 können zum Beispiel In_xAl_yGa_(1-x-y)N (0≤x, mit unterschiedlichen Zusammensetzungen umfassen. Die Quantentopfschicht 131 kann zum Beispiel In_xGa_1-xN (0≤x≤1) umfassen und die Quantenbarriereschichten 133 und 134 können GaN oder AlGaN umfassen. Die Zwischengitterschicht 132 kann zwischen der Quantentopfschicht 131 und der Quantenbarriereschichten 133 und 134 ausgebildet sein und kann AlGaN oder InGaN umfassen. Die zweite aktive Schicht 130 ist nicht auf die MQW-Struktur beschränkt und kann eine einzelne Quantentopfstruktur aufweisen.
Die zweite aktive Schicht 130 kann langwelliges Licht mit einer Spitzenwellenlänge von 500 nm oder mehr durch die Zwischengitterschicht 132 emittieren. Das heißt, die zweite aktive Schicht 130 kann gelbes Licht durch die Zwischengitterschicht 132 emittieren.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Quantentopfschicht 131 der zweiten aktiven Schicht 130 In_xGa_(1-x)N (0,2≤x≤0,5) umfassen und die Quantenbarriereschichten 133 und 134 können Al_yGa_(1-y)N (0,2≤y≤0,5) umfassen. Die Zwischengitterschicht 132 kann In_x'Ga_(1-x')N (0≤x'≤0,2) oder Al_y'Ga_(1-y')N (0≤y'≤0,2) umfassen. Eine Dicke T_131 der Quantentopfschicht 131 kann in einem Bereich von etwa 3 nm bis etwa 7 nm liegen. Eine Dicke T_133 der ersten Quantenbarriereschicht 133 kann in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 10 nm liegen. Eine Dicke T_132 der Zwischengitterschicht 132 kann in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 5 nm liegen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Quantentopfschicht 131 der zweiten aktiven Schicht 130 In_xGa_(1-x)N (0,2≤x≤0,5) umfassen und die Zwischengitterschicht 132 kann In_x'Ga_(1-x')N (0≤x'≤0,2) oder Al_y'Ga_(1-y')N (0≤y'≤0,2) umfassen. Die Quantenbarriereschichten 133 und 134 können eine erste Quantenbarriereschicht 133 umfassen, die Al_yGa_(1-y)N (0,2≤y≤0,5) umfasst, und eine zweite Quantenbarriereschicht 134, die GaN umfasst. Eine Dicke T_131 der Quantentopfschicht 131 kann in einem Bereich von etwa 3 nm bis etwa 7 nm sein. Die Dicke T_132 der Zwischengitterschicht 132 kann in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 5 nm liegen. Eine Dicke T_133 der ersten Quantenbarriereschicht 133 kann in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 10 nm liegen. Eine Dicke T_134 der zweiten Quantenbarriereschicht 134 kann in einem Bereich von etwa 5 nm bis etwa 50 nm liegen.
Die lichtemittierende Vorrichtung 10 kann weißes Licht durch die erste aktive Schicht 120 emittieren, die blaues Licht emittiert, und die zweite aktive Schicht 130, die gelbes Licht emittiert. Das heißt, die lichtemittierende Vorrichtung 10 kann weißes Licht ohne Leuchtstoff emittieren. Da die lichtemittierende Vorrichtung 10 weißes Licht ohne Leuchtstoff emittieren kann, kann die Größe der lichtemittierenden Vorrichtung 10 reduziert werden, ohne auf einen Leuchtstoffprozess beschränkt zu sein. Da die lichtemittierenden Vorrichtungen 10 eine reduzierte Größe aufweisen, ist die Anzahl der lichtemittierenden Vorrichtungen 10, die innerhalb des gleichen Bereichs angeordnet sein können, erhöht, und eine Bildqualität kann ebenfalls verbessert werden, da es aufgrund der reduzierten Größe keine Verringerung im Kontrastverhältnis gibt.
Die Passivierungsschicht 200 der lichtemittierenden Vorrichtung 10 kann sich auf den Seitenoberflächen und einer unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100 befinden. Die Passivierungsschicht 200 kann die Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100 bedecken, wodurch eine Verschlechterung der Lichtextraktionseffizienz der Emissionsschicht 100 verhindert wird. Gemäß Ausführungsformen kann die Passivierungsschicht 200 eine Nicht-Emissions-Rekombination in der ersten aktiven Schicht 120 oder der zweiten aktiven Schicht 130 verhindern.
Gemäß Ausführungsformen kann die Passivierungsschicht 200 ein Isoliermaterial umfassen. Die Passivierungsschicht 200 kann Oxid und Nitrid umfassen. Gemäß Ausführungsformen kann die Passivierungsschicht 200 irgendeines aus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumoxid und Siliziumnitrid umfassen. Gemäß Ausführungsformen kann die Passivierungsschicht 200 thermisches Oxid umfassen. Gemäß Ausführungsformen kann die Passivierungsschicht 200 irgendeines aus SiO₂ und Al₂O₃ umfassen und kann sich daher winkelgetreu erstrecken. Gemäß Ausführungsformen kann eine Dicke der Passivierungsschicht 200 in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 1.000 nm liegen.
Die reflektierende Schicht 300 der lichtemittierenden Vorrichtung 10 kann sich auf den Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100 befinden. Die reflektierende Schicht 300 kann die Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100 bedecken (z. B. zumindest teilweise bedecken, zumindest teilweise umgeben usw.). Bei einigen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 einen Gesamtbereich der Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100 bedecken. Das heißt, eine obere Oberfläche der reflektierenden Schicht 300 kann höher sein als obere Oberflächen der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 der Emissionsschicht 100 und daher kann Licht, das von der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 emittiert wird, durch die obere Oberfläche der reflektierenden Schicht 300 reflektiert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann sich die reflektierende Schicht 300 auf den Seitenoberflächen und den unteren Oberflächen der Emissionsschicht 100 befinden, um Licht, das aus der Emissionsschicht 100 emittiert wird, an eine obere Oberfläche der Emissionsschicht 100 zu reflektieren.
Bei einigen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 ein Material umfassen, das ein hohes Reflexionsvermögen bezüglich gelbem Licht oder blauem Licht aufweist. Bei Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 eine Metallschicht umfassend Ag, Al, Ni, Cr, Au, Pt, Pd, Sn, W, Rh, Ir, Ru, Mg, Zn, Ti und eine Kombination daraus umfassen. Bei anderen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 eine Harzschicht, wie beispielsweise Polyphthalamid (PPA), umfassen, die ein Metalloxid enthält, wie beispielsweise Titanoxid oder Aluminiumoxid. Bei anderen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 eine Bragg-Spiegel(DBR)-Schicht umfassen (DBR: Distributed Bragg Reflector). Die DBR-Schicht kann zum Beispiel eine Struktur aufweisen, in der eine Mehrzahl an Isolierfilmen mit unterschiedlichen Brechungsindexen mehrmals bis mehrere hundertmal wiederholt gestapelt sind. Die isolierende Schicht, die in der DBR-Schicht umfasst ist, kann ein Oxid oder Nitrid umfassen, wie beispielsweise SiO₂, SiN, SiO_xN_y, TiO₂, Si₃N₄, Al₂O₃, TiN, AlN, ZrO₂, TiAlN, TiSiN, HfO₂ oder eine Kombination daraus.
Die erste Elektrode 410 der lichtemittierenden Vorrichtung 10 kann die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Elektrode 410 auf einer unteren Fläche der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps angeordnet sein. Die Passivierungsschicht 200 kann zwischen der ersten Elektrode 410 und der zweiten Elektrode 420 auf der unteren Oberfläche der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps angeordnet sein und kann die erste Elektrode 410 von der zweiten Elektrode 420 elektrisch isolieren.
Die zweite Elektrode 420 der lichtemittierenden Vorrichtung 10 kann die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Elektrode 420 derart angeordnet sein, dass sie mit der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps in einer Öffnung verbunden ist, welche die erste aktive Schicht 120, die zweite aktive Schicht 130 und die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps durchdringt. Eine erste isolierende Schicht 421 kann derart auf einer Innenwand der Öffnung angeordnet sein, dass sie die zweite Elektrode 420 von der ersten aktiven Schicht 120, der zweiten aktiven Schicht 130 und der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps elektrisch isoliert. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Isolierschicht 421 Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Polyimid umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen können die erste Elektrode 410 und die zweite Elektrode 420 die Emissionsschicht 100 kontaktieren. Die erste Elektrode 410 und die zweite Elektrode 420 können Ag, Al, Ni, Cr, Au, Pt, Pd, Sn, W, Rh, Ir, Ru, Mg, Zn, Ti und eine Kombination daraus umfassen. Die erste Elektrode 410 und die zweite Elektrode 420 kann ein Metallmaterial mit einem relativ hohen Reflexionsvermögen umfassen.
4 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Bezug nehmend auf 4 kann die lichtemittierende Vorrichtung 10a aus 4 ähnliche Aspekte wie jene der lichtemittierenden Vorrichtung aus 1 (10 in 1) umfassen und auf wiederholte Beschreibungen kann verzichtet werden.
Die erste aktive Schicht 120 und die zweite aktive Schicht 130 der lichtemittierenden Vorrichtung 10a können sich zwischen der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps befinden. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste aktive Schicht 120 blaues Licht emittieren und die zweite aktive Schicht 130 kann gelbes Licht emittieren.
Bei einigen Ausführungsformen, welche die Emissionsschicht 100 aus 1 umfassen, kann sich die zweite aktive Schicht 130 auf der ersten aktiven Schicht 120 befinden. Das heißt, die zweite aktive Schicht 130, die gelbes Licht emittiert, kann sich an einer höheren Position befinden als die erste aktive Schicht 120, die blaues Licht emittiert.
Bei einigen Ausführungsformen, welche eine Emissionsschicht 100a umfassen, kann sich die erste aktive Schicht 120 auf der zweiten aktiven Schicht 130 befinden. Das heißt, die erste aktive Schicht 120, die blaues Licht emittiert, kann sich an einer höheren Position befinden als die zweite aktive Schicht 130, die gelbes Licht emittiert.
Die lichtemittierende Vorrichtung 10a kann weißes Licht durch eine Kombination an Lichtern emittieren, die aus der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 emittiert werden. Bei der Emissionsschicht 100a kann die Reihenfolge der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 entsprechend der Intensität des Lichts, das durch die erste aktive Schicht 120 emittiert wird, und der Intensität des Lichts, das durch die zweite aktive Schicht 130 emittiert wird, variieren.
5 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Bezug nehmend auf 4 kann die lichtemittierende Vorrichtung 10b aus 5 ähnliche Aspekte wie jene der lichtemittierenden Vorrichtung aus 1 (10 in 1) umfassen und auf eine wiederholte Beschreibung kann verzichtet werden.
Die Emissionsschicht 100a der lichtemittierenden Vorrichtung 10b kann eine Breite aufweisen, die variiert. Das heißt, die Emissionsschicht 100a kann eine Breite aufweisen, die in Richtung einer oberen Oberflächen derselben variiert. Bei einigen Ausführungsformen kann die Emissionsschicht 100a eine kegelförmige Form mit einer Breite aufweisen, die in Richtung einer oberen Oberfläche derselben zunimmt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Emissionsschicht 100a eine kegelförmige Form mit einer Breite aufweisen, die in Richtung einer oberen Oberfläche derselben abnimmt. Bei einigen Ausführungsformen kann während eines Prozesses, bei dem Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100a geätzt werden, die Seitenoberfläche der Emissionsschicht 100a geneigt sein. Bei einigen Ausführungsformen kann während eines Prozesses zum Ätzen der Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100a die Seitenoberfläche der Emissionsschicht 100a rechtwinklig zu einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100 sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann, wenn ein Ätzen bei der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100a durchgeführt wird, die Emissionsschicht 100a eine Form aufweisen, bei der die obere Oberfläche einen kleineren Bereich aufweist als die untere Oberfläche. Wenn bei der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100a ein Ätzen durchgeführt wird, kann ein Winkel zwischen den Seitenoberflächen und der unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100a in einem Bereich von 60 Grad bis etwa 70 Grad liegen. Wenn bei der oberen Fläche der Emissionsschicht 100a Ätzen durchgeführt wird, können zu entfernende Abschnitte der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 reduziert werden. Da die erste aktive Schicht 120 und die zweite aktive Schicht 130 der Emissionsschicht 100a einen relativ breiten Bereich aufweisen, kann die lichtemittierende Vorrichtung 10b ein relativ hohes Kontrastverhältnis und Helligkeit aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann, wenn ein Ätzen bei der unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100a durchgeführt wird, die Emissionsschicht 100a eine Form aufweisen, bei der die obere Oberfläche einen geringeren Bereich aufweist als die untere Oberfläche. Wenn bei der unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100a ein Ätzen durchgeführt wird, kann ein Winkel zwischen den Seitenoberflächen und der unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100a in einem Bereich von 70 Grad bis etwa 89 Grad liegen. Ein Ätzen der unteren Fläche der Emissionsschicht 100 kann die Produktion der lichtemittierenden Vorrichtung 10b erleichtern.
6 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Bezug nehmend auf 6 kann die lichtemittierende Vorrichtung 10c aus 6 ähnliche Aspekte wie jene der lichtemittierenden Vorrichtung aus 1 (10 in 1) umfassen und auf eine wiederholte Beschreibung kann verzichtet werden.
Eine erste Elektrode 410a der lichtemittierenden Vorrichtung 10c kann die Emissionsschicht 100 kontaktieren. Die erste Elektrode 410a kann die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Elektrode 410a den gesamten Bereich (z. B. einen gesamten Bereich, eine gesamte Oberfläche und einen gesamten freiliegenden Bereich usw.) einer unteren Oberfläche der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Wie im Vorliegenden bezeichnet, kann sich „gesamter Bereich“ auf eine Gesamtheit eines Bereichs einer Oberfläche von einer Schicht beziehen, wobei eine Größe eines Bereichs einem freigelegten Abschnitt oder einer Oberfläche einer Schicht, einer gesamten Größe eines Bereichs, von dem erforderlich ist, dass er für eine Funktionalität kontaktiert wird (d. h. bei einigen Ausführungsformen muss möglicherweise nicht der gesamte Bereich durch eine Elektrode kontaktiert werden, um eine Funktionalität sicherzustellen) oder anderen Bereichsgrößen von Oberflächen entspricht. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Elektrode einen Gesamtbereich einer Oberfläche von einer Schicht, einen Teilbereich einer Oberfläche von einer Schicht oder Kombinationen davon kontaktieren, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
Eine zweite Elektrode 420a der lichtemittierenden Vorrichtung 10c kann die Emissionsschicht 100 kontaktieren. Die zweite Elektrode 420a kann die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Elektrode 420a den gesamten Bereich einer oberen Oberfläche der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktieren.
In 6 sind die erste Elektrode 410a, welche die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps über den gesamten Bereich kontaktiert, und die zweite Elektrode 420a, welche die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps über den gesamten Bereich kontaktiert, dargestellt, aber die Offenbarung ist nicht darauf beschränkt und es können lediglich eine aus der ersten Elektrode 410a und der zweiten Elektrode 420a eine Halbleiterschicht eines Leitfähigkeitstyps über den gesamten Bereich kontaktieren.
Die erste Elektrode 410a kann die untere Oberfläche der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktieren und kann elektrisch mit der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps verbunden sein. Die zweite Elektrode 420a kann die obere Oberfläche der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktieren und kann elektrisch mit der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps verbunden sein. Die erste Elektrode 410a kann eine ebene Form aufweisen, die sich entlang einer unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100 erstreckt, und kann Licht reflektieren, das von der Emissionsschicht 100 in einer Richtung zu der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100 hin emittiert wird. Die zweite Elektrode 420a kann eingerichtet sein, durch Licht zu senden, welches von der Emissionsschicht 100 emittiert wird. Das heißt, die zweite Elektrode 420a kann für das Licht, das von der Emissionsschicht 100 emittiert wird, im Wesentlichen transparent sein. Die zweite Elektrode 420a kann zum Beispiel Indiumzinnoxid (ITO) umfassen. Das aus der Emissionsschicht 100 emittierte Licht kann durch die zweite Elektrode 420a hindurchtreten und kann nach Außen emittiert werden. Da sich die zweite Elektrode 420a auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps befindet, kann die Herstellung der lichtemittierenden Vorrichtung 10c erleichtert werden.
7 ist eine Querschnittsansicht eines lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays gemäß einer Ausführungsform. 8 ist ein Schema eines lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays aus 7 gemäß einer Ausführungsform. 8 ist eine Ansicht von unten des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays aus 7.
Bezug nehmend auf 7 und 8 können ein lichtemittierendes Vorrichtungs-Array 20 eine Mehrzahl an Emissionsschichten 100, eine reflektierende Schicht 300, eine Passivierungsschicht 200, eine erste Elektrode 410 und eine zweite Elektrode 420 umfassen. Im Nachfolgenden kann auf die wiederholte Beschreibung des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20 aus den 7 und 8 hinsichtlich der lichtemittierenden Vorrichtung aus 1 (10 in 1) verzichtet werden.
Die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20 kann derart angeordnet werden, dass sie voneinander in einer ersten Richtung D1 beabstandet sind. Jede der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 kann weißes Licht emittieren. Das heißt, die Emissionsschichten 100, die in der Lage sind, weißes Licht zu emittieren, können in einer Linie angeordnet sein. Mit anderen Worten, das lichtemittierende Vorrichtungs-Array 20 kann eine Form aufweisen, bei der die lichtemittierenden Vorrichtungen 10d, welche die Emissionsschicht 100 und die reflektierende Schicht 300 umfassen, voneinander in der ersten Richtung D1 beabstandet angeordnet sind.
Die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20 kann jeweils eine Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps, eine Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps, eine erste aktive Schicht 120a und eine zweite aktive Schicht 130a umfassen.
Die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps der Emissionsschicht 100 kann eine Nitridhalbleiterschicht mit einer Zusammensetzung aus p-leitendem In_xAl_yGa_(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1) umfassen, und die p-leitende Verunreinigung kann zum Beispiel Magnesium (Mg) sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps die Halbleiterschicht (110 in 1) des ersten Leitfähigkeitstyps, die in 1 beschrieben ist, umfassen.
Die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps der Emissionsschicht 100 kann sich auf der zweiten aktiven Schicht 130 befinden. Die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kann einen Nitridhalbleiter mit einer Zusammensetzung aus n-leitendem In_xAl_yGa_(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1) umfassen und die n-leitende Verunreinigung kann zum Beispiel Silizium (Si) sein. Die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kann zum Beispiel GaN umfassen, welches n-leitende Verunreinigungen enthält. Bei einigen Ausführungsformen kann die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps die Halbleiterschicht (110 in 1) des ersten Leitfähigkeitstyps, die in 1 beschrieben ist, umfassen.
Die erste aktive Schicht 120a und die zweite aktive Schicht 130a der Emissionsschicht 100 können zwischen der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sein und kann eine bestimmte Energie durch Rekombination von Elektronen und Löchern erzeugen.
Die erste aktive Schicht 120a kann Licht mit einer Spitzenwellenlänge einer ersten Wellenlänge emittieren. Die erste aktive Schicht 130a kann Licht mit einer Spitzenwellenlänge einer zweiten Wellenlänge emittieren, die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet. Das heißt, die erste aktive Schicht 120a und die zweite aktive Schicht 130a können Licht unterschiedlicher Spitzenwellenlängen emittieren. Die Emissionsschicht 100 kann weißes Licht durch die erste aktive Schicht 120a und die zweite aktive Schicht 130a emittieren.
Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Wellenlänge der ersten aktiven Schicht 120a in einem Bereich von etwa 425 nm bis etwa 480 nm liegen. Die zweite Wellenlänge der zweiten aktiven Schicht 130a kann in einem Bereich von etwa 520 nm bis etwa 600 nm liegen. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste aktive Schicht 120a blaues Licht emittieren und die zweite aktive Schicht 130a kann gelbes Licht emittieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste aktive Schicht 120a die erste aktive Schicht (120 aus 1) umfassen, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite aktive Schicht 130a die zweite aktive Schicht (130 aus 1) umfassen, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist.
Die lichtemittierende Vorrichtung 10d kann weißes Licht durch die erste aktive Schicht 120a und die zweite aktive Schicht 130a emittieren, welche Licht mit unterschiedlichen Spitzenwellenlängen emittieren. Das heißt, die lichtemittierende Vorrichtung 10d kann weißes Licht ohne Leuchtstoff emittieren. Die Größe der lichtemittierenden Vorrichtung 10d kann reduziert werden, ohne durch einen Leuchtstoffprozess beschränkt zu sein. Da die Größe der lichtemittierenden Vorrichtung 10d reduziert ist, kann die Anzahl an lichtemittierenden Vorrichtungen 10d, die in dem gleichen Bereich anzuordnen sind, erhöht sein. Es gibt keine Reduzierung des Kontrastverhältnisses, wenn die Größe der lichtemittierenden Vorrichtung 10d reduziert wird, und daher kann die Bildqualität verbessert werden.
Jede Emissionsschicht 100 kann eine erste Länge L1 in der ersten Richtung D1 und eine zweite Länge L2 in einer zweiten Richtung D2 rechtwinklig zu der ersten Richtung D1 aufweisen. Zum Beispiel kann in jeder Emissionsschicht 100 die erste Länge L1 in der ersten Richtung D1 eine maximale Länge der Emissionsschicht 100 in der ersten Richtung D1 angeben, und die zweite Länge L2 in der zweiten Richtung D2 kann eine maximale Länge der Emissionsschicht 100 in der zweiten Richtung D2 angeben. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Länge L1 jeder Emissionsschicht 100 in einem Bereich von etwa 0,1 µm bis etwa 100 µm sein und die zweite Länge L2 jeder Emissionsschicht 100 kann in einem Bereich von etwa 0,1 µm bis etwa 100 µm liegen. Wenn der Bereich der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100 größer ist als der Bereich der unteren Oberfläche derselben, kann bei einigen Ausführungsformen eine Länge der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100 in der ersten Richtung D 1 in einem Bereich von etwa 0,1 µm bis etwa 100 µm liegen, und eine Länge der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100 in der zweiten Richtung D2 kann in einem Bereich von etwa 0,1 µm bis etwa 100 µm liegen.
Die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 können voneinander um eine dritte Entfernung L3 in der ersten Richtung D1 beabstandet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die dritte Entfernung L3 in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 15 µm liegen. Die reflektive Schicht 300 kann sich in einem Raum befinden, in dem die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 voneinander beabstandet sind.
Das lichtemittierende Vorrichtungs-Array 20 kann eine große Anzahl an lichtemittierenden Vorrichtungen 10d in dem gleichen Bereich umfassen, während Entfernungen zwischen der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 reduziert werden, und die Größe jeder Emissionsschicht 100 reduziert wird. Mit zunehmender Anzahl an lichtemittierenden Vorrichtungen 10d kann auch das Kontrastverhältnis des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20 steigen.
Die Passivierungsschicht 200 des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20 kann sich auf den Seitenoberflächen und der unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100 befinden. Da die Passivierungsschicht 200 die Seitenoberfläche der Emissionsschicht 100 bedeckt (z. B. zumindest teilweise bedeckt, zumindest teilweise umgibt usw.), kann eine Verringerung der Lichtextraktionseffizienz der Emissionsschicht 100 verhindert werden. Gemäß Ausführungsformen kann die Passivierungsschicht 200 verhindern, dass es zu einer Nicht-Emissions-Rekombination in der ersten aktiven Schicht 120 oder der zweiten aktiven Schicht 130 kommt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Passivierungsschicht 200 die Passivierungsschicht aus 1 umfassen (200 in 1).
Die reflektierende Schicht 300 des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20 kann sich auf den Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100 befinden. Die reflektierende Schicht 300 kann die Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100 bedecken (z. B. zumindest teilweise bedecken, zumindest teilweise umgeben usw.). Bei einigen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 eine gesamte Seitenoberfläche der Emissionsschicht 100 bedecken (z. B. zumindest teilweise bedecken, zumindest teilweise umgeben usw.). Das heißt, die obere Oberfläche der reflektierenden Schicht 300 kann höher sein als die oberen Oberflächen der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 der Emissionsschicht 100 und daher kann Licht, das von der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 emittiert wird, durch die obere Oberfläche der reflektierenden Schicht 300 reflektiert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann sich die reflektierende Schicht 300 auf den Seitenoberflächen und den unteren Oberflächen der Emissionsschicht 100 befinden, um Licht, das aus der Emissionsschicht 100 emittiert wird, an die obere Oberfläche der Emissionsschicht 100 zu reflektieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 die reflektierende Schicht aus 1 umfassen (300 in 1).
Die reflektierende Schicht 300 kann sich auf jeweils den Seitenoberflächen der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 befinden. Die reflektierende Schicht 300 kann sich jeweils entlang den Seitenoberflächen der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 erstrecken. Bei einigen Ausführungsformen kann sich die reflektierende Schicht 300 in einem Raum befinden, in dem die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 voneinander beabstandet sind. Bei einigen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 die Räume zwischen der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 ausfüllen. Bei einigen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 zwischen zwei benachbarten Emissionsschichten 100 in der ersten Richtung D1 oder der zweiten Richtung D2 angeordnet sein. Die reflektierende Schicht 300 kann verhindern, dass es zu optischer Interferenz zwischen der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 kommt. Das heißt, die reflektierende Schicht 300 kann Licht, das von der Emissionsschicht 100 emittiert wird, in Richtung der oberen Fläche der Emissionsschicht 100 reflektieren, wodurch eine Emission des Lichts zu anderen benachbarten Emissionsschichten 100 verhindert wird.
Die Mehrzahl an ersten Elektroden 410 des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20 kann die Mehrzahl an unterschiedlichen Halbleiterschichten 110 des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen kann sich die erste Elektrode 410 auf der unteren Fläche der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps befinden. Die Passivierungsschicht 200 kann zwischen der ersten Elektrode 410 und der zweiten Elektrode 420 auf der unteren Oberfläche der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps angeordnet sein und kann die erste Elektrode 410 von der zweiten Elektrode 420 elektrisch isolieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die Mehrzahl an ersten Elektroden 410 die erste Elektrode aus 1 (410 in 1) umfassen.
Die Mehrzahl an zweiten Elektroden 420 des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20 kann die Mehrzahl an unterschiedlichen Halbleiterschichten 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Elektrode 420 derart angeordnet sein, dass sie mit der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps in einer Öffnung, welche die erste aktive Schicht 120, die zweite aktive Schicht 130 und die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps durchdrängt, verbunden ist. Die erste isolierende Schicht 421 kann derart auf einer Innenwand der Öffnung angeordnet sein, dass sie die zweite Elektrode 420 von der ersten aktiven Schicht 120, der zweiten aktiven Schicht 130 und der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps elektrisch isoliert. Bei einigen Ausführungsformen kann die Mehrzahl an zweiten Elektroden 420 die zweite Elektrode (420 in 1) aus 1 umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Mehrzahl an ersten Elektroden 410 und die Mehrzahl an zweiten Elektroden 420 jeweils die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 kontaktieren. Höhen von Positionen P_410, an denen die Mehrzahl an ersten Elektroden 410 jeweils die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 kontaktieren, können gleich oder im Wesentlichen gleich sein (z. B. eine gleiche erste Höhe). Höhen von Positionen P_420, an denen die Mehrzahl an zweiten Elektroden 420 jeweils die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 kontaktieren, können gleich oder im Wesentlichen gleich sein (z. B. eine gleiche zweite Höhe). Das heißt, die Höhen der Positionen P_410 und P_420, an denen die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 jeweils die erste Elektrode 410 oder die zweite Elektrode 420 kontaktieren, können gleich sein.
Bei einem Herstellungsprozess für das lichtemittierende Vorrichtungs-Array 20 gemäß einigen Ausführungsformen kann die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps auf einem Substrat ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann durch Bilden einer Pufferschicht auf dem Substrat, bevor die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps gebildet wird, die erste Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps einheitlich gebildet werden. Als nächstes kann die erste aktive Schicht 120a, die zweite aktive Schicht 130a und die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps aufeinanderfolgend ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite aktive Schicht 130a, die erste aktive Schicht 120a und die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps aufeinanderfolgend ausgebildet werden.
Die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps, die erste aktive Schicht 120a, die zweite aktive Schicht 130a, und die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps können derart geätzt werden, dass die Emissionsschichten 100 die erste Länge L1 in der ersten Richtung D1 und die zweite Länge L2 in der zweiten Richtung D2 haben. Durch den Ätzprozess kann eine Mehrzahl an Emissionsschichten mit der ersten Länge L1 und der zweiten Länge L2 ausgebildet werden. Mit anderen Worten, die erste aktive Schicht 120a und die zweite aktive Schicht 130a können voneinander getrennt sein. Nachdem der Ätzprozess durchgeführt wurde, können die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 voneinander um die dritte Entfernung L3 beabstandet werden. Bei einigen Ausführungsformen startet der Ätzprozess mit der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps und die Emissionsschicht 100 kann eine kegelförmige Form aufweisen mit einem Bereich, der in Richtung der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100 breiter wird.
Die Passivierungsschicht 200 und die erste Elektrode 410 können auf der Emissionsschicht 100 ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Passivierungsschicht 200 derart ausgebildet werden, dass die unteren Oberflächen und die Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100 bedeckt sind. Ein Abschnitt der Passivierungsschicht 200, der sich auf der unteren Oberfläche von jeder der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 befindet, kann geätzt werden, um die erste Elektrode 410 auszubilden. Bei einigen Ausführungsformen kann durch ein Muster ein Graben auf einer unteren Oberfläche der Passivierungsschicht 200 ausgebildet werden, und die erste Elektrode 410 kann in dem Graben ausgebildet werden.
Die erste isolierende Schicht 421 und die zweite Elektrode 420 können ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Graben, der die Passivierungsschicht 200, die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps, die erste aktive Schicht 120 und die zweite aktive Schicht 130 durchdringt, ausgebildet werden und die erste isolierende Schicht 421 und die zweite Elektrode 420 können in dem Graben ausgebildet werden. Die zweite Elektrode 420a kann mit der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps elektrisch verbunden werden.
Die reflektierende Schicht 300, welche die Seitenoberflächen der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 umgibt, kann ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 auf der Passivierungsschicht 200 ausgebildet werden, welche die Emissionsschicht 100 umgibt. Die reflektierende Schicht 300 kann Metall, wie beispielsweise Al oder Ag umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht 300 unter Verwendung eines Oxidschicht-Stapelverfahrens ausgebildet werden. Die Passivierungsschicht 200 und die reflektierende Schicht 300 können sich zwischen der Mehrzahl an Emissionsschichten 100 befinden, die voneinander beabstandet sind.
9 ist eine Querschnittsansicht eines lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays gemäß einer Ausführungsform.
Bezug nehmend auf 9 kann das lichtemittierende Vorrichtungs-Array 20a aus 9 ähnliche Aspekte wie jene des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays aus 7 (20 in 7) umfassen und auf eine wiederholte Beschreibung kann verzichtet werden.
Eine Mehrzahl an ersten Elektroden 410a des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20a kann die Emissionsschicht 100 kontaktieren. Die erste Elektrode 410a kann die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Elektrode 410a den gesamten Bereich der unteren Oberfläche der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktieren.
Eine Mehrzahl an zweiten Elektroden 420a des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20a kann die Emissionsschicht 100 kontaktieren. Die zweite Elektrode 420a kann die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Elektrode 420a den gesamten Bereich der oberen Fläche der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktieren.
In 9 sind die erste Elektrode 410a, welche die Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps über den gesamte Bereich kontaktiert, und die zweite Elektrode 420a, welche die Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps über den gesamte Bereich kontaktiert, dargestellt, aber die Offenbarung ist nicht darauf beschränkt und es können lediglich eine der ersten Elektrode 410a oder der zweiten Elektrode 420a eine Halbleiterschicht eines Leitfähigkeitstyps über den gesamte Bereich kontaktieren oder einem Teilbereich kontaktieren, wie oben beschrieben.
Die erste Elektrode 410a kann die untere Oberfläche der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktieren und elektrisch mit der Halbleiterschicht 110 des ersten Leitfähigkeitstyps verbunden sein. Die zweite Elektrode 420a kann die obere Oberfläche der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktieren und elektrisch mit der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps verbunden sein. Die zweite Elektrode 420a kann eingerichtet sein, durch Licht zu senden, welches von der Emissionsschicht 100 emittiert wird. Das heißt, die zweite Elektrode 420a kann für das Licht, das von der Emissionsschicht 100 emittiert wird, im Wesentlichen transparent sein. Die zweite Elektrode 420a kann zum Beispiel Indiumzinnoxid (ITO) umfassen. Das aus der Emissionsschicht 100 emittierte Licht kann durch die zweite Elektrode 420a hindurchtreten und nach Außen emittiert werden. Da sich die zweite Elektrode 420a auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps befindet, kann die Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung 10f erleichtert werden.
10 ist eine Querschnittsansicht eines lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays gemäß einer Ausführungsform.
Bezug nehmend auf 10 kann das lichtemittierende Vorrichtungs-Array 20b aus 10 ähnliche Aspekte wie jene des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays aus 7 (20 in 7) umfassen und auf eine wiederholte Beschreibung kann verzichtet werden.
Die Mehrzahl an Emissionsschichten 100 des lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20b kann eine Breite haben, die in Richtung einer oberen Oberfläche derselben variiert. Bei einigen Ausführungsformen kann die Emissionsschicht 100a eine kegelförmige Form mit einer Breite aufweisen, die in Richtung einer oberen Oberfläche derselben zunimmt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Emissionsschicht 100a eine kegelförmige Form mit einer Breite aufweisen, die in Richtung einer oberen Oberfläche derselben abnimmt. Bei einigen Ausführungsformen können während eines Prozesses, bei dem die Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100a geätzt werden, die Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100a geneigt sein. Bei einigen Ausführungsformen können während eines Prozesses, bei dem die Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100a geätzt werden, die Seitenoberflächen der Emissionsschicht 100a rechtwinklig zu den oberen und unteren Oberflächen der Emissionsschicht 100 sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann, wenn ein Ätzen bei der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100a durchgeführt wird, die Emissionsschicht 100a eine Form aufweisen, bei der die obere Oberfläche einen kleineren Bereich aufweist als die untere Oberfläche. Wenn bei der oberen Oberfläche der Emissionsschicht 100a ein Ätzen durchgeführt wird, kann ein Winkel, der zwischen den Seitenoberflächen und der unteren Oberfläche der Emissionsschicht 100a gebildet ist, in einem Bereich von 60 Grad bis etwa 70 Grad liegen. Wenn bei der oberen Fläche der Emissionsschicht 100a Ätzen durchgeführt wird, können zu entfernende Abschnitte der ersten aktiven Schicht 120 und der zweiten aktiven Schicht 130 reduziert werden. Da die erste aktive Schicht 120a und die zweite aktive Schicht 130a der Emissionsschicht 100a einen relativ breiten Bereich aufweisen, kann die lichtemittierende Vorrichtung 10b ein relativ hohes Kontrastverhältnis und Helligkeit aufweisen.
11 ist ein Schema einer Beleuchtungsvorrichtung umfassend eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Bezug nehmend auf 11 kann ein Frontscheinwerfermodul 2020 in einer Frontscheinwerfereinheit 2010 eines Fahrzeugs installiert sein, und ein Seitenspiegellampenmodul 2040 kann in einer Außenseitenspiegeleinheit 2030 installiert sein und ein Schlussleuchtenmodul 2060 kann in einer Schlussleuchteneinheit 2050 installiert sein. Mindestens eines aus dem Scheinwerferlampenmodul 2020, dem Seitenspiegellampenmodul 2040 und dem Schlussleuchtenmodul 2060 kann zumindest eine der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungen 10, 10a, 10b, 10c und 10d umfassen.
12 ist ein Schema einer flachen Panel-Beleuchtungsvorrichtung, die eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst.
Bezug nehmend auf 12 kann eine flache Panel-Beleuchtungsvorrichtung 2100 ein Lichtquellenmodul 2110, eine Leistungszufuhrvorrichtung 2120 und ein Gehäuse 2130 umfassen. Gemäß einer Ausführungsform kann das Lichtquellenmodul 2110 ein lichtemittierendes Vorrichtungs-Array als Lichtquelle umfassen. Das Lichtquellenmodul 2110 kann zumindest eine aus der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungen 10, 10a, 10b, 10c und 10d als Lichtquelle umfassen. Die Leistungszufuhrvorrichtung 2120 kann einen lichtemittierenden Gerätetreiber umfassen.
Das Lichtquellenmodul 2110 kann die oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20, 20a und 20b umfassen und kann ausgebildet sein, insgesamt eine planare Erscheinung zu erzielen. Gemäß einer Ausführungsform können die lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20, 20a und 20b eine lichtemittierende Vorrichtung und einen Controller umfassen, der Fahrinformation der lichtemittierenden Vorrichtung speichert.
Die Leistungszufuhrvorrichtung 2120 kann eingerichtet sein, dem Lichtquellenmodul 2110 Leistung zuzuführen. Das Gehäuse 2130 kann einen darin ausgebildeten Aufnahmeraum aufweisen, um das Lichtquellenmodul 2110 und die Leistungszufuhrvorrichtung 2120 darin aufzunehmen, und ist in einer hexaedrischen Form ausgebildet sein, die auf einer Seite offen ist; es ist aber nicht darauf beschränkt. Das Lichtquellenmodul 2110 kann derart angeordnet sein, dass es Licht zu der einen offenen Seite des Gehäuses 2130 emittiert.
13 ist ein Schema einer Beleuchtungsvorrichtung umfassend eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Eine Beleuchtungsvorrichtung 2200 kann einen Sockel 2210, eine Leistungszufuhreinheit 2220, eine Wärmeableitungseinheit 2230, ein Lichtquellenmodul 2240 und eine optische Einheit 2250 umfassen. Gemäß einer Ausführungsform kann das Lichtquellenmodul 2240 ein lichtemittierendes Vorrichtungs-Array umfassen und die Leistungszufuhreinheit 2220 kann einen lichtemittierenden Vorrichtungstreiber umfassen.
Der Sockel 2210 kann eingerichtet sein, durch eine existierende Beleuchtungsvorrichtung ausgetauscht zu werden. Leistung, die der Beleuchtungsvorrichtung 2200 zugeführt wird, kann durch den Sockel 2210 angelegt werden. Wie in der Zeichnung dargestellt, kann die Leistungszufuhreinheit 2220 ausgebildet werden, indem eine erste Leistungszufuhreinheit 2221 und eine zweite Leistungszufuhreinheit 2222 zusammengebaut werden. Die Wärmeableitungseinheit 2230 kann eine interne Ableitungseinheit 2231 und eine externe Ableitungseinheit 2232 umfassen, und die interne Ableitungseinheit 2231 kann direkt mit dem Lichtquellenmodul 2240 und/oder der Leistungszufuhreinheit 2220 verbunden sein, und entsprechend kann Wärme an die externe Wärmeableitungseinheit 2232 übertragen werden. Die optische Einheit 2250 kann eine interne optische Einheit und eine externe optische Einheit umfassen und kann eingerichtet sein, Licht, das aus dem Lichtquellenmodul 2240 emittiert wird, gleichmäßig zu verteilen.
Das Lichtquellenmodul 2240 kann eine Leistung von der Leistungszufuhreinheit 2220 empfangen und Licht an die Abdeckungseinheit 2250 emittieren. Das Lichtquellenmodul 2240 kann eine oder mehrere lichtemittierende Vorrichtungs-Packages 2241, eine Leiterplatte 2242 und einen Controller 2243 umfassen, und der Controller 2243 kann Treiberinformation des lichtemittierenden Vorrichtungs-Packages 2241 speichern. Das Lichtquellenmodul 2110 kann zumindest eine aus der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungen 10, 10a, 10b, 10c und 10d als Lichtquelle umfassen.
14 ist ein Schema einer balkenartigen Beleuchtungsvorrichtung umfassend eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Die Beleuchtungsvorrichtung 2400 umfasst ein Wärmeableitungselement 2401, eine Abdeckung 2427, ein Lichtquellenmodul 2421, einen ersten Sockel 2405 und einen zweiten Sockel 2423. Eine Mehrzahl an Wärmeableitungsfinnen 2450 und 2409 können in einer Konkav-Konvex-Form auf einer inneren und/oder äußeren Fläche des Wärmeableitungselements 2401 ausgebildet sein und die Wärmeableitungsfinnen 2450 und 2409 können gestaltet sein, verschiedene Formen und Intervalle aufzuweisen. In dem Wärmeableitungselement 2401 ist eine Stütze 2413 mit einer hervorstehenden Form ausgebildet. Ein Lichtquellenmodul 2421 kann an der Stütze 2413 fixiert sein. Einrastvorsprünge 2411 können an beiden Enden des Wärmeableitungselements 2401 ausgebildet sein.
Eine Einrastnut 2429 kann in der Abdeckung 2427 ausgebildet sein und die Einrastvorsprünge 2411 des Wärmeableitungselements 2401 können mit der Einrastnut 2429 in einer Hakenkopplungsstruktur gekoppelt sein. Positionen, in denen die Einrastnut 2429 und die Einrastvorsprünge 2411 ausgebildet sind, können untereinander ausgetauscht werden.
Das Lichtquellenmodul 2421 kann die oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungs-Arrays 20, 20a und 20b umfassen. Das Lichtquellenmodul 2421 kann eine Leiterplatte 2419, eine Lichtquelle 2417 und einen Controller 2415 umfassen. Der Controller 2415 kann eine Treiberinformation der Lichtquelle 2417 speichern. Schaltungsverdrahtungen zum Betreiben der Lichtquelle 2417 sind auf der Leiterplatte 2419 ausgebildet. Auch können Komponenten zum Betreiben der Lichtquelle 2417 umfasst sein. Die Lichtquelle 2417 kann zumindest eine aus der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungen 10, 10a, 10b, 10c und 10d umfassen.
Der erste und der zweite Sockel 2405 und 2423 sind ein Sockelpaar und weisen eine Struktur auf, die mit beiden Enden einer zylindrischen Abdeckeinheit gekoppelt ist, die ein Wärmeableitungselement 2401 und eine Abdeckung 2427 umfasst. Der erste Sockel 2405 kann zum Beispiel einen Elektrodenanschluss 2403 und eine Leistungszufuhrvorrichtung 2407 umfassen und es können Dummy-Anschlüsse 2425 auf dem zweiten Sockel 2423 angeordnet sein. Zudem können ein optischer Sensor und/oder ein Kommunikationsmodul in irgendeinem von dem ersten Sockel 2405 und dem zweiten Sockel 2423 eingebettet sein. Zum Beispiel können ein optischer Sensor und/oder ein Kommunikationsmodul in dem zweiten Sockel 2423 eingebettet sein, auf dem die Dummy-Anschlüsse 2425 angeordnet sind. Als anderes Beispiel können ein optischer Sensor und/oder ein Kommunikationsmodul in dem ersten Sockel 2405 eingebettet sein, in dem die Elektrodenanschlüsse 2403 angeordnet sind.
15 ist ein Schema einer Beleuchtungsvorrichtung umfassend eine lichtemittierende Halbleiter-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Eine oben beschriebene Differenz zwischen einer Beleuchtungsvorrichtung 2500 und der Beleuchtungsvorrichtung 2200 ist, dass ein Reflektor 2310 und ein Kommunikationsmodul 2320 über dem Lichtquellenmodul 2240 umfasst sind. Der Reflektor 2310 kann Blendlicht reduzieren, indem Licht von einer Lichtquelle an der Seite und Rückseite gleichmäßig verteilt wird.
Ein Kommunikationsmodul 2320 kann auf dem Reflektor 2310 montiert sein und durch das Kommunikationsmodul 2320 kann eine Heimnetzwerkkommunikation implementiert sein. Das Kommunikationsmodul 2320 kann zum Beispiel ein drahtloses Kommunikationsmodul umfassen, das Zigbee, WiFi oder LiFi verwendet, und kann Lichter, die in und außerhalb des Hauses installiert sind, zum Beispiel ein Einschalten/Ausschalten, eine Helligkeitssteuerung oder dergleichen über ein Smartphone oder einen drahtlosen Controller steuern. Zudem können durch Verwenden eines Li-Fi-Kommunikationsmoduls, das Wellenlängen sichtbaren Lichts von Beleuchtungsvorrichtungen verwendet, die in und außerhalb des Hauses installiert sind, Elektronikprodukte und Automobilsysteme in und außerhalb des Hauses, wie beispielsweise Fernseher, Kühlschränke, Klimaanlagen, Türschlösser und Automobile, gesteuert werden. Der Reflektor 2310 und das Kommunikationsmodul 2320 können durch einen Abdeckabschnitt 2330 abgedeckt sein.
16 ist ein Schema eines Steuernetzwerksystems für eine Innenbeleuchtungsvorrichtung umfassend eine lichtemittierende Halbleiter-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen.
Im Detail kann ein Netzwerksystem 3000 ein komplexes Smart-Beleuchtungs-Netzwerksystem umfassen, bei dem Beleuchtungstechnologie, die eine lichtemittierende Vorrichtung wie beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) verwendet, mit Technologie für das Internet der Dinge (IoT), Technologie für drahtlose Kommunikation usw. zusammenwirkt. Das Netzwerksystem 3000 kann unter Verwendung verschiedener Beleuchtungsvorrichtungen und drahtgebundener/drahtloser Kommunikationsvorrichtungen implementiert werden und kann durch Sensoren, Controller, Kommunikationsmittel und Software für Netzwerksteuerung und Wartung implementiert werden.
Das Netzwerksystem 3000 kann bei offenen Räumen angewendet werden, wie beispielsweise Parks und Straßen, sowie in geschlossenen Räumen, die in Gebäuden und Büros abgegrenzt sind. Das Netzwerksystem 3000 kann basierend auf der Umgebung des Internets der Dinge (IoT) implementiert werden, sodass verschiedenen Arten an Information gesammelt/verarbeitet und Nutzern bereitgestellt werden können.
Eine LED-Lampe 3200, die in dem Netzwerksystem 3000 umfasst ist, kann die Beleuchtung der LED-Lampe 3200 selbst steuern, indem Information über die Umgebung von dem Gateway 3100 empfangen wird, sowie eine Funktion durchgeführt wird, bei welcher der Betriebszustand anderer Vorrichtungen 3300 bis 3800, die in der IoT-Umgebung umfasst sind, überprüft und gesteuert werden, basierend auf der Funktion der Visible Light Communication der LED-Lampe 3200. Die LED-Lampe 3200 kann zumindest eine der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungen 10, 10a, 10b, 10c und 10d umfassen.
Das Netzwerksystem 3000 kann ein Gateway 3100 umfassen, um Daten zu verarbeiten, die entsprechend verschiedenen Kommunikationsprotokollen gesendet und empfangen werden, wobei die LED-Lampe 3200 kommunikationsfähig mit dem Gateway 3100 verbunden ist und eine lichtemittierende LED-Vorrichtung umfasst, und eine Mehrzahl von Vorrichtungen 3300 bis 3800, die kommunikationsfähig mit dem Gateway 3100 entsprechend verschiedenen drahtlosen Kommunikationsverfahren verbunden sind. Jede der Vorrichtungen 3300 bis 3800, welche die LED-Lampe 3200 umfasst, kann mindestens ein Kommunikationsmodul umfassen und die LED-Lampe 3200 kann kommunikationsfähig mit dem Gateway 3100 verbunden sein, indem ein Protokoll für drahtlose Kommunikation verwendet wird, zum Beispiel WiFi, Zigbee oder LiFi, und kann mindestens ein Kommunikationsmodul 3210 für eine Lampe zu diesem Zweck umfassen.
Wenn das Netzwerksystem 3000 bei einem Haus angewendet wird, kann die Mehrzahl an Vorrichtungen 3300 bis 3800 ein Haushaltsgerät 3300, ein digitales Türschloss 3400, ein Garagentürschloss 3500, einen Lichtschalter 3600, der an einer Wand installiert ist, einen Router 3700 zum Übertragen eines Netzwerks für drahtlose Kommunikation, und eine mobile Vorrichtung 3800, wie beispielsweise ein Smartphone, ein Tablet oder einen Laptop-Computer umfassen.
In dem Netzwerksystem 3000 kann die LED-Lampe 3200 den Betriebszustand der verschiedenen Vorrichtungen 3300 bis 3800 überprüfen, indem ein Netzwerk für drahtlose Kommunikation (Zigbee, WiFi, LiFi usw.) verwendet wird, das in dem Haus installiert ist, oder sie kann die Beleuchtungsstärke der LED-Lampe 3200 selbst entsprechend der Umgebung oder der Situation anpassen. Zudem können die Vorrichtung 3300 bis 3800, die in dem Netzwerksystem 3000 umfasst sind, durch eine LiFi-Kommunikation gesteuert werden, die sichtbares Licht verwendet, das von der LED-Lampe 3200 emittiert wird.
Zuerst kann die LED-Lampe 3200 automatisch die Beleuchtungsstärke der LED-Lampe 3200 auf Grundlage der Umgebungsinformation anpassen, die von dem Gateway 3100 durch das Lampenkommunikationsmodul 3210 gesendet wurde, oder der Umgebungsinformation, die von einem Sensor gesammelt wurde, der an der LED-Lampe 3200 montiert ist. Zum Beispiel kann die Lichthelligkeit der LED-Lampe 3200 automatisch entsprechend der Art von Programm, das auf einem Fernseher 3310 übertragen wird, oder der Helligkeit des Bildschirms angepasst werden. Zu diesem Zweck kann die LED-Lampe 3200 eine Betriebsinformation des Fernsehers 3310 von dem Lampenkommunikationsmodul 3210 empfangen, das mit dem Gateway 3100 verbunden ist. Das Lampenkommunikationsmodul 3210 kann mit einem Sensor und/oder einem Controller, die in der LED-Lampe 3200 umfasst sind, integral modular zusammengebaut sein.
Wenn zum Beispiel eine gewisse Zeit abgelaufen ist, nachdem das digitale Türschloss 3400 in einem Zustand zugesperrt wurde, in dem sich keine Person im Haus befindet, können alle eingeschalteten LED-Lampen 3200 ausgeschaltet werden, um Energieverschwendung zu verhindern. Alternativ kann, wenn ein Sicherheitsmodus durch die Mobilvorrichtung 3800 oder dergleichen eingestellt ist, die LED-Lampe 3200 in einem eingeschalteten Zustand gehalten werden, wenn das digitale Türschloss 3400 Zustand zugesperrt wird, in dem keiner im Haus ist.
Der Betrieb der LED-Lampe 3200 kann entsprechend der Umgebungsinformation gesteuert werden, die durch verschiedene Sensoren gesammelt wird, die mit dem Netzwerksystem 3000 verbunden sind. Wenn das Netzwerksystem 3000 zum Beispiel in einem Gebäude implementiert ist, werden Beleuchtungen, Positionssensoren und Kommunikationsmodule in einem Gebäude kombiniert, um Standortinformation von Menschen in dem Gebäude zu sammeln und Lichter ein- oder auszuschalten oder um die gesammelten Informationen in Echtzeit für Gebäudemanagement bereitzustellen oder zur effizienten Nutzung von ungenutztem Raum. Im Allgemeinen können, da Beleuchtungsvorrichtungen, wie beispielsweise die LED-Lampe 3200, beinahe überall auf jedem Stockwerk in einem Gebäude angeordnet sind, verschiedene Informationen innerhalb des Gebäudes durch Sensoren gesammelt werden, die integral mit der LED-Lampe 3200 bereitgestellt sind, und die Information kann für Gebäudemanagement oder zur Nutzung von ungenutztem Raum usw. verwendet werden.
17 ist ein Schema eines Netzwerksystems umfassend eine lichtemittierende Halbleiter-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
17 stellt eine Ausführungsform eines Netzwerksystems 4000 dar, die bei einem freien Raum Anwendung findet. Das Netzwerksystem 4000 kann eine Kommunikationsverbindungsvorrichtung 4100, eine Mehrzahl an Beleuchtungsvorrichtungen 4120 und 4150, die in bestimmten Intervallen installiert sind und verbunden sind, um mit der Kommunikationsverbindungsvorrichtung 4100 zu kommunizieren, einen Server 4160, einen Computer 4170 zum Verwalten des Servers 4160, eine Kommunikations-Basisstation 4180, ein Kommunikationsnetzwerk 4190, das Vorrichtungen verbindet, die zur Kommunikation fähig sind, und eine mobile Vorrichtung 4200 umfassen.
Jede der Mehrzahl an Beleuchtungsvorrichtungen 4120 und 4150, die in einem offenen externen Raum installiert sind, wie beispielsweise einer Straße oder einem Park, kann Smart-Engines 4130 und 4140 umfassen. Die Smart-Engines 4130 und 4140 können eine lichtemittierende Vorrichtung zum Emittieren von Licht, und einen Antriebstreiber zum Antreiben der lichtemittierenden Vorrichtung, sowie einen Sensor zum Sammeln von Information zu der Umgebung, und ein Kommunikationsmodul umfassen. Die lichtemittierende Vorrichtung, die in einer Smart-Engine umfasst ist, kann zumindest eine der lichtemittierenden Vorrichtungen 10, 10a, 10b, 10c und 10d umfassen.
Durch das Kommunikationsmodul können die Smart-Engines 4130 und 4140 mit anderen Peripherievorrichtungen entsprechend Kommunikationsprotokollen kommunizieren, wie beispielsweise WiFi, Zigbee und LiFi. Eine Smart-Engine 4130 kann kommunikationsfähig mit einer anderen Smart-Engine 4140 verbunden sein und WiFi-Erweiterungstechnologie (WiFi-Mesh) kann bei einer Kommunikation zwischen den Smart-Engines 4130 und 4140 angewendet werden. Zumindest eine Smart-Engine 4130 kann mit der Kommunikationsverbindungsvorrichtung 4100 verbunden sein, die durch drahtgebundene/drahtlose Kommunikation mit dem Kommunikationsnetzwerk 4190 verbunden ist.
Die Kommunikationsverbindungsvorrichtung 4100 ist ein Zugriffspunkt, der drahtgebundene/drahtlose Kommunikation erlaubt, und kann bei einer Kommunikation zwischen dem Kommunikationsnetzwerk 4190 und einer anderen Vorrichtung vermitteln. Die Kommunikationsverbindungsvorrichtung 4100 kann mit dem Kommunikationsnetzwerk 4190 durch zumindest eines aus einem drahtgebundenen/drahtlosen Verfahren verbunden sein, und kann mechanisch in, zum Beispiel, einer der Beleuchtungsvorrichtungen 4120 und 4150 eingehaust sein.
Die Kommunikationsverbindungsvorrichtung 4100 kann durch ein Kommunikationsprotokoll, wie beispielsweise WiFi, mit der mobilen Vorrichtung 4200 verbunden sein. Ein Nutzer der mobilen Vorrichtung 4200 kann die Umgebungsinformation, die durch die Mehrzahl an Smart-Engines 4130 und 4140 gesammelt wird (z. B. Umgebungsverkehrsinformation, Wetterinformation usw.), durch Verwenden der Kommunikationsverbindungsvorrichtung 4100, die mit der Smart-Engine 4130 der Beleuchtungsvorrichtung 4120 in der Nähe verbunden ist, empfangen. Die mobile Vorrichtung 4200 kann durch eine Kommunikations-Basisstation 4180 durch ein drahtloses Funkkommunikationsverfahren, wie beispielsweise 3rd Generation (3G), 4th Generation (4G), 5th Generation (5G) usw., mit dem Kommunikationsnetzwerk 4190 verbunden sein.
Andererseits kann der Server 4160, der mit dem Kommunikationsnetzwerk 4190 verbunden ist, die Information empfangen, die durch die Smart-Engines 4130 und 4140 gesammelt wurden, welche jeweils an den Beleuchtungsvorrichtungen 4120 und 4150 montiert sind, und kann jede der Beleuchtungsvorrichtungen 4120, 4150 gleichzeitig überwachen. Der Server 4160 kann mit einem Computer 4170 verbunden sein, der ein Verwaltungssystem bereitstellt, und der Computer 4170 kann Software ausführen, die in der Lage ist, Betriebszustände der Smart-Engines 4130 und 4140 zu überwachen und zu verwalten.
Bei der beispielhaften lichtemittierenden Vorrichtung kann weißes Licht ohne einen Leuchtstoff emittiert werden und daher können mehr lichtemittierende Vorrichtungen der gleichen Größe angeordnet sein. So kann optische Interferenz zwischen benachbarten lichtemittierenden Vorrichtungen unterbunden werden, wodurch das Kontrastverhältnis verbessert wird.
Bei jeder der in der obigen Beschreibung gegebenen Ausführungsformen ist es nicht ausgeschlossen, dass sie mit einem oder mehreren Merkmalen eines anderen Beispiels oder einer anderen Ausführungsform assoziiert ist, die ebenfalls hierin erwähnt wird oder nicht hierin erwähnt ist aber mit der Offenbarung in Einklang steht.
Obwohl die Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen derselben genau gezeigt und beschrieben worden ist, versteht es sich, dass verschiedene Veränderungen hinsichtlich der Form und den Details vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 1020220133620 [0001]

Claims

Lichtemittierende Vorrichtung aufweisend: eine Emissionsschicht, die eingerichtet ist, weißes Licht zu emittieren; und eine reflektierende Schicht, die zumindest teilweise Seitenoberflächen der Emissionsschicht umgibt, wobei die Emissionsschicht aufweist: eine Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps; eine Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps; eine erste aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei die erste aktive Schicht eingerichtet ist, blaues Licht zu emittieren; und eine zweite aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei die zweite aktive Schicht eingerichtet ist, gelbes Licht zu emittieren.
Lichtemittierende Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei eine Spitzenwellenlänge des blauen Lichts zwischen etwa 425 nm und etwa 480 nm liegt, und wobei eine Spitzenwellenlänge des gelben Lichts zwischen etwa 520 nm und 600 nm liegt.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite aktive Schicht eine Quantentopfschicht, eine Quantenbarriereschicht und eine Zwischengitterschicht aufweist, wobei die Quantentopfschicht Indiumgalliumnitrid aufweist, wobei die Quantenbarriereschicht Aluminiumgalliumnitrid aufweist, wobei die Zwischengitterschicht zwischen der Quantentopfschicht und der Quantenbarriereschicht ist, und wobei die Zwischengitterschicht Indiumgalliumnitrid oder Aluminiumgalliumnitrid aufweist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Quantentopfschicht eine Dicke von etwa 3 nm bis etwa 7 nm aufweist, wobei die Quantenbarriereschicht eine Dicke von etwa 1 nm bis etwa 10 nm aufweist, und wobei die Zwischengitterschicht eine Dicke von etwa 1 nm bis etwa 5 nm aufweist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Schicht einen gesamten Bereich der Seitenoberflächen der Emissionsschicht umgibt.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Schicht auf einer unteren Oberfläche der Emissionsschicht ist.
Lichtemittierendes Vorrichtungs-Array aufweisend: eine Mehrzahl an Emissionsschichten, die voneinander in einer ersten Richtung beabstandet sind, wobei jede der Mehrzahl an Emissionsschichten eingerichtet ist, weißes Licht zu emittieren; und eine reflektierende Schicht, die zumindest teilweise Seitenoberflächen der Mehrzahl an Emissionsschichten umgibt, wobei jede der Mehrzahl an Emissionsschichten aufweist: eine Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps; eine Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps auf der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps; eine erste aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei die erste aktive Schicht eingerichtet ist, Licht mit einer ersten Spitzenwellenlänge zu emittieren; und eine zweite aktive Schicht zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei die zweite aktive Schicht eingerichtet ist, Licht mit einer zweiten Spitzenwellenlänge zu emittieren, die sich von der ersten Spitzenwellenlänge unterscheidet.
Lichtemittierendes Vorrichtungs-Array nach Anspruch 7, wobei jede der Mehrzahl an Emissionsschichten eine erste Länge in der ersten Richtung aufweist und eine zweite Länge in einer zweiten Richtung, die rechtwinklig zu der ersten Richtung ist, wobei die erste Länge etwa 0,1 µm bis etwa 100 µm beträgt, und wobei die zweite Länge etwa 0,1 µm bis etwa 100 µm beträgt.
Lichtemittierendes Vorrichtungs-Array nach Anspruch 7, wobei die Mehrzahl an Emissionsschichten voneinander in der ersten Richtung um etwa 1 µm bis etwa 15 µm beabstandet sind.
Lichtemittierendes Vorrichtungs-Array nach Anspruch 7, ferner aufweisend: eine Mehrzahl an ersten Elektroden, die jeweils unterschiedliche Emissionsschichten aus der Mehrzahl an Emissionsschichten kontaktieren; und eine Mehrzahl an zweiten Elektroden, die jeweils unterschiedliche Emissionsschichten aus der Mehrzahl an Emissionsschichten kontaktieren, wobei die Mehrzahl an ersten Elektroden die Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps kontaktiert; und wobei die Mehrzahl an zweiten Elektroden die Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps kontaktiert wobei Positionen, an denen die Mehrzahl an ersten Elektroden jeweils die Mehrzahl an Emissionsschichten kontaktieren, eine gleiche erste Höhe aufweisen, und wobei Positionen, an denen die Mehrzahl an zweiter Elektroden jeweils die Mehrzahl an Emissionsschichten kontaktieren, eine gleiche zweite Höhe aufweisen.