JP2010541248A5

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Publication number: JP2010541248A5
Application number: JP2010527026A
Authority: JP
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2028-09-16

Claims

放射型デジタル映像形成（映像装置）デバイスであって、前記デバイスは、
垂直の側壁の格子により電気的かつ光学的に分離された、第１半導体基板上の発光画素の２次元アレイであって、前記第１半導体基板はその基板の第１の表面に対向する第２の表面でデジタル半導体構造上に積み重ねられる、前記２次元アレイと、
前記デジタル半導体構造内の複数のデジタル半導体回路であって、各回路が制御信号を受信するために電気的に結合されるとともに、前記ダイオード半導体構造のそれぞれのオン／オフ状態を別々に制御するため、前記垂直の側壁内に埋め込まれた垂直相互接続部によって、前記第１半導体基板上の前記発光画素に電気的に結合される、前記複数のデジタル半導体回路と、
から構成されることを特徴とする放射型デジタル映像形成（映像装置）デバイス。
それぞれの発光画素は光を放射するダイオードを有することを特徴とする請求項１記載のデバイス。
多色光発光画素の２次元アレイと、
前記デジタル半導体構造内の複数のデジタル半導体回路と、
から構成される請求項１に記載の放射型デジタル映像形成（映像装置）デバイスであって、
それぞれ各半導体回路はデジタル半導体構造の周辺部から制御信号を受信するために電気的に結合され、かつ、多色発光ダイオード半導体構造のそれぞれのオン／オフ状態を別々に制御するために、垂直側壁内に埋め込まれた垂直相互接続部により、前記第１半導体基板上の前記発光画素に電気的に結合され、
前記多色光発光画素の２次元アレイにより、それぞれの多色光発光画素は、
それぞれが異なる色を発光する、発光ダイオードの複数の半導体構造であって、前記多色光発光画素の２次元アレイ内にある隣接する複数の多色画素からそれぞれの多色画素を分離するための垂直側壁の格子によって垂直に積み重ねられた、前記発光ダイオードの半導体構造と、
複数の垂直導波路であって、前記発光ダイオード半導体構造により発生された光を前記発光ダイオード半導体構造のスタックの第１の表面から垂直方向に放射するために、前記発光ダイオード半導体構造に光学的に結合される、前記複数の垂直導波路と、
を含み、
前記発光ダイオード半導体構造のスタックは、その半導体構造の第１の面に対向する第２の面でデジタル半導体構造上に積み重ねられることを特徴とする、請求項１記載のデバイス。
それぞれの発光ダイオード半導体構造は、その上部および底部上に金属層を有し、隣接する発光ダイオード半導体構造上の前記金属層は、絶縁層によって個々の金属層間で分離されることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
前記金属層は、前記積み重ねられた発光ダイオード半導体構造のそれぞれとの正および負のコンタクトを形成することを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
前記多色発光画素の２次元アレイ内で前記デジタル半導体構造と前記発光ダイオード半導体構造を相互接続するためのコンタクト・パッドを形成するために、パターニングされた絶縁層によって前記金属層から隔離され、前記垂直相互接続部に接続された、金属層のパターニングされた相互接続層をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
それぞれの発光ダイオード半導体構造は、前記コンタクト・パッドを通して別々にアドレス可能であることを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
中に垂直相互接続部を有する前記垂直側壁は、ぞれぞれの画素を囲繞する絶縁および金属の代替の層を含み、それにより、それぞれの画素を囲む前記金属層によりもたらされる前記光学的分離は途絶えることないことを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
それぞれの発光ダイオード半導体構造は、アクティブ領域および光閉じ込める領域を有し、それぞれの発光ダイオード半導体構造の前記アクティブ領域は、ＡｌxＩｎ1-xＰ、ＧａxＩｎ1-xＰ、またはＩｎxＧａ1-xＮからなる、複数の量子井戸、複数の量子細線または複数の量子ドットを形成する複数の半導体層を有することを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
それぞれの発光ダイオード半導体構造は、アクティブ領域および光閉じ込め領域を有し、それぞれの発光ダイオード半導体構造には、少なくとも１つの垂直導波路が前記発光ダイオード半導体構造の前記スタックの前記第１の表面から伸びて、前記発光ダイオード半導体構造の前記光閉じ込め領域の端部で終わることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
前記垂直導波路は、それぞれの画素領域全体にわたって一様な明るさをもたらすために、画素表面領域内に隔置されることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
前記デジタル半導体構造は、シリアル・ビット・ストリームに応答し、
前記シリアル・ビット・ストリームは、複数ビットのワードのシリアル表現であり、ソース・デジタル映像データ入力を光学映像に変換するために、それぞれのシリアル・ビット・ストリームは個々の画素の色成分および明るさを定義し、光学映像変換されることにより、それぞれの前記多色画素は、前記個々の画素のソース・デジタル映像入力データによって表された前記色および明るさの値を反映した色および明るさの光を放射することを特徴とする請求項３に記載のデバイス
映像ソース・データを受け取り、前記映像ソース・データを、前記放射型多色映像形成デバイスの前記画素のそれぞれを構成する発光ダイオードのオン／オフ・デューティ・サイクル値に変換するための随伴デバイスをさらに有し、
前記随伴デバイスは、
色空間変換ブロックと、
重み付け係数ルックアップ・テーブルを含む、一様性補正ブロックと、
パルス幅変調変換ブロックと、
同期・制御ブロックと、
を含み、前記重み付け係数ルックアップ・テーブルは、デバイス・レベルの試験で決定された、それぞれの画素のそれぞれの色についての明るさの一様性重み付け係数を格納し、そのデバイス・レベルの試験において、放射型開口を含む前記画素アレイの前記明るさが測定され、明るさの一様性重み付け係数がそれぞれの画素のそれぞれのレーザ色について計算されることを特徴とする請求項３に記載のデバイス
前記デバイスは、それぞれの色発光ダイオードに関するシリアル・データ・ストリーム、および前記積み重ねられた発光ダイオード半導体構造のアレイ内のそれぞれの発光ダイオードのオン／オフ・デューティ・サイクル制御のための制御信号を受け取るように構成され、
前記随伴デバイスは、それぞれの色発光ダイオードに関するシリアル・データ・ストリーム、および前記積み重ねられた発光ダイオード半導体構造のアレイ内のそれぞれの発光ダイオードのオン／オフ・デューティ・サイクル制御のための制御信号を供給するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
前記多色発光画素の２次元アレイは複数のレーザ・ダイオード半導体構造を有することを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
放射型多色デジタル映像形成（映像装置）デバイスであって、前記デバイスは
多色レーザ発光画素の２次元アレイと、
前記デジタル半導体構造内の複数のデジタル半導体回路であって、それぞれが、前記デジタル半導体構造の周辺部から制御信号を受信するために電気的に結合され、かつ、前記多色レーザ・ダイオード半導体構造のそれぞれのオン／オフ状態を別々に制御するために、前記垂直側壁内に埋め込まれた垂直相互接続部によって、前記多色レーザ・ダイオード半導体構造に電気的に結合される、複数のデジタル半導体回路と、
から構成され、
前記多色レーザ発光画素の２次元アレイにより、それぞれの多色レーザ発光画素は、
それぞれが異なる色を発光する複数のレーザ・ダイオード半導体構造であって、前記多色レーザ発光画素の２次元アレイ内の隣接する複数の多色画素からそれぞれの多色画素を分離するための垂直側壁の格子により垂直に積み重ねられた、前記レーザ・ダイオードの半導体構造と、
複数の垂直導波路であって、前記レーザ・ダイオード半導体構造により発生されたレーザ光を前記レーザ・ダイオード半導体構造のスタックの第１の表面から垂直方向に放射するために、前記レーザ・ダイオード半導体構造に光学的に結合される、前記複数の垂直導波路と、
を有し、前記レーザ・ダイオード半導体構造のスタックは、その半導体構造の第１の面に対向する第２の面でデジタル半導体構造上に積み重ねられることを特徴とする、放射型多色デジタル映像形成（映像装置）デバイス。
２次元多色光発光画素アレイに接合するためのデジタル半導体構造であって、
画素ロジック・セルの少なくとも１つの２次元アレイと、
前記画素ロジック・セルのアレイの周辺部に配置されたデジタル制御ロジック領域と、
前記デジタル制御ロジック領域の周辺部に配置された、複数のデバイス・コンタクト・パッドと、
複数の金属層と、
から構成され、
前記複数の金属は、
前記画素ロジック・セルのアレイを前記デジタル制御ロジック領域に相互接続し、
前記デジタル制御ロジック領域を前記複数のデバイス・コンタクト・パッドに接続し、
前記画素ロジック・セルのアレイを２次元多色光発光画素アレイに相互接続する、
ように構成されることを特徴とするデジタル半導体構造。
プロジェクタであって、
多色レーザ発光画素の２次元アレイの形態の放射型多色デジタル映像形成デバイスと、前記多色映像装置デバイスの放射型開口に結合され、前記放射型多色デジタル映像形成デバイスによって形成された映像サイズを拡大するための投影レンズ群と、
から構成されることを特徴とするプロジェクタ。
放射型多色デジタル映像形成デバイスを製作する方法であって、
ａ）多色発光画素の２次元アレイのウェハを形成するステップであって、このステップにおいて、それぞれの多色発光画素は、異なる色を発光する複数のダイオード半導体構造を有するとともに、前記多色発光画素のアレイ内のそれぞれの多色画素を隣接した多色画素から電気的に光学的に分離する垂直側壁の格子よって垂直に積み重ねられ、前記ダイオード半導体構造に光学的に結合された複数の垂直導波路は、前記ダイオード半導体構造によって発生された光を前記ダイオード半導体構造のスタックの第１の表面から垂直方向に放射し、複数のコンタクト・パッドがそれぞれのダイオード半導体構造へ電気的接触をもたらす、ステップと、
ｂ）複数のデジタル半導体構造のウェハを形成するステップであって、それぞれのデジタル半導体構造は複数のデジタル半導体回路を有するとともに、前記デジタル半導体構造の周辺部から制御信号を受信するために電気的に結合され、かつ、接続可能な前記ダイオード半導体構造のそれぞれのオン／オフ状態を別々に制御するためにコンタクト・パッドにも電気的にも結合されている、ステップと、
ｃ）前記多色発光画素の２次元アレイの前記ウェハと、前記デジタル半導体構造のコンタクト・パッド側をウェハとをウェハ・レベルで接合するステップと、
ｄ）画素領域間のフォトニック半導体構造を貫通してエッチングして、前記デバイス・コンタクト・パッドを露出させるステップと、
ｅ）マルチ・ウェハをダイに切り出して、複数の放射型多色デジタル映像形成デバイスを形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。