KR20210120106A - 광전자 부품, 광전자 조립체 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다양한 적용 분야, 특히 자동차 산업 및 시각적 디스플레이를 위한 광전자 부품 또는 이러한 광전자 부품을 갖는 조립체에 대한 다양한 양태에 관한 것이다. 이 경우, 이 조립체는 간단하게 제조되고 빠른 스위칭 시간을 허용하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 특허 출원은 2019년 2월 11일자의 독일 출원 DE 10 2019 103 365.9, 2019년 4월 23일자의 DE 10 2019 110 499.8, 및 2019년 5월 7일자의 DE 10 2019 111 767.4에 대해 우선권을 주장하고, 2020년 1월 29일자의 국제 출원 PCT/EP2020/052191에 대해 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 여기에 참조로 포함된다.
오늘날 많은 다양한 적용 분야에서 발광 다이오드 또는 일반적으로 광전자 부품은 필수 불가결한 것이 되었다. 디스플레이 및 일반적인 시각적 디스플레이 조립체 외에도, 이들은 또한 큰 면적의 디스플레이, 광고판 또는 비디오 벽에도 사용된다. 그러나, 이러한 부품을 갖는 시스템은, 보다 개별적인 제어를 통해 다양한 창의적인 조명 개념을 구현할 수 있기 때문에, 사무실 영역 또는 또한 개인 방의 조명 영역에 대해서도 점점 더 많이 사용되고 있다.
이 외에도, 예를 들어 자동차 분야와 같은 전통적인 조명 적용 분야도 존재한다. 디스플레이 등 외에도, 예를 들어 픽셀화된 어레이로 구현될 수 있는 헤드라이트 또는 다른 조명도 또한 언급될 수 있다. 이 경우, 이들은 추가 광학 장치로 경우에 따라 광을 안내할 수 있고 이에 따라 다른 도로 사용자가 눈이 부시지 않도록 설계되어야 한다. 상기 많은 출원들의 공통점은, 다수의 광전자 부품이 기판 또는 백플레인에 행과 열로 배열되고, 이 경우 광을 안내하고 커플링-아웃하기 위해 추가 조치가 적용될 수 있다는 것이다.
이 외에도, 동시에 낮은 소비 전력으로 가능한 한 양호한 광 커플링-아웃을 달성하는 것이 요구된다. 따라서, 광전자 부품에 의해 생성된 광은 가능한 한 효율적으로 커플링-아웃되어 방출되어야 한다. 본 출원은 위에서 언급된 적용들을 고려하여 이러한 주제를 다루게 된다.
디스플레이, 디스플레이 조립체 또는 또한 조명 수단의 제조를 위해, 수직 또는 수평 LED 아키텍처를 기반으로 하는 다양한 설계가 적합하다. 여기서 중요한 것은 특히 동시에 충분한 전류 용량에서 짧은 스위칭 시간이다. 이와 동시에, 방출된 광은 가능한 한 시준된 상태로 빠져 나가야 한다.
수평 광전자 부품을 사용할 때, 일반적으로 애노드 및 캐소드 접촉부는 모두 별도의 금속 리드(lead) 트랙을 통해 구현되고, 두 개의 접촉부는 모두 칩 밑면에 위치된다. 캐소드뿐만 아니라 애노드의 경우에도, 금속 리드 트랙이 각 픽셀로 안내된다. 수직 광전자 부품을 사용하는 경우, 칩 밑면에 위치한 애노드 접촉부는 별도의 금속 리드 트랙으로 구현되는 반면, 각 칩의 상부면에 위치한 캐소드 접촉부는 공통 캐소드로 구현된다. 두 경우 모두, 기생 커패시턴스를 낮게 유지하기 위해, 리드는 가능한 한 짧아야 한다.
이미 설명한 바와 같이, 광전자 부품은 모놀리식으로 또는 개별적으로도 제조되고, 그 후 기판에서 추가로 처리된다. 백플레인(백플레인이 장착된 경우; 모놀리식 구조의 경우 이는 기판으로서 역할도 할 수 있거나 또는 성장 기판이 백플레인으로 대체됨)은 제어 전자 장치를 포함하고 있다. 제어와 관련하여, IC 회로를 갖는 패시브 매트릭스 백플레인과 TFT 회로를 갖는 액티브 매트릭스 백플레인이 구분된다. 발광 다이오드를 제어하는 IC 회로를 갖는 패시브 매트릭스 백플레인의 경우, 캐소드 및 애노드 리드는 일반적으로 픽셀 또는 서브 픽셀로 직접 안내된다. 픽셀 또는 서브 픽셀의 제어는 마이크로 집적 회로를 통해 이루어진다.
액티브 매트릭스 백플레인을 구현할 때, 개별 픽셀은 집적 TFT 회로(TFT = 박막 트랜지스터)를 통해 제어된다. 본 출원에서는, 긴 스위칭 시간을 얻기 위해, 리드가 짧게 구성될 수 있는 다양한 조립체가 제안된다. 또한, 공통 캐소드 또는 애노드 연결부가 구현된다. 여기에 개시된 조립체 및 개념은 다양한 적용 분야에 적합하다. 여기에는 예를 들어 자동차, 디스플레이 또는 비디오 벽과 같은 디스플레이, 및 일반적으로 다양한 조명 수단을 위한 적용들이 포함된다. 이 경우, 광전자 부품은 개별적으로 또는 또한 모놀리식으로 설계될 수 있고 에지 길이가 예를 들어 200 ㎛ 내지 500 ㎛ 또는 그 이상의 범위에 있는 것이 필수적이다. 이러한 범위는 부품의 간단한 처리 및 이송을 허용한다.
특정 적용 분야에서는 지향된 광 또는 복사선이 중요하다. 인접하는 요소들 간의 누화를 방지하는 양태 외에도, 이러한 적용 분야에서 광은 지향되어야 하는데, 즉, 특정 방향으로 방출되어야 한다. 자동차 부문에서 이러한 양태는, 생성되는 광 원뿔이 경우에 따라 상류의 광학 장치에 의해 제어될 수 있기 때문에, 중요하다. 다가오는 차량은 산란 광에 의해 눈이 부시게 될 수 있고, 이는 지향된 복사선에 의해 감소된다.
한편, 디스플레이 및 또한 많은 영역 디스플레이에서도 정의된 방출 특성이 달성되어야 한다. 광전자 부품 또는 LED에서 생성된 광은 한편으로는 인접한 광전자 부품과 상호 작용하지 않아야 하고, 다른 한편으로는 광은 주어진 전류 강도에서 광 효율을 최적화하도록 커플링-아웃되어야 한다. 이하의 양태에서, 반사 층 및 다른 조치에 의해 광전자 부품 또는 이러한 부품을 갖는 조립체의 방출 특성을 개선시키는 다양한 조치가 제시된다.
일부 광전자 부품의 경우 광은 측면에서 방출된다. 이러한 효과는, 주변 부품의 누화로 인해 시각적 인상을 악화시키는 간섭 또는 다른 효과를 유발하기 때문에, 종종 바람직하지 않다. 또한, 산란된 광은 경우에 따라 렌즈 또는 다른 광 성형 요소에 의해 원치 않는 방향으로 지향될 수도 있다. 마지막으로, 생성된 광의 가능한 한 많은 부분을 사용 가능하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 많은 적용 분야에는 디스플레이의 램버시안 방출 특성이 필요하다. 특히, 이것은 디스플레이가 모든 측면에서 볼 때 동일하게 밝아야 한다는 것을 의미한다. 칩의 강력한 에지 방출은 비-램버시안 방출 특성을 발생시킨다.
광전자 부품은 특히 수직 설계를 사용하여 구현되는데, 즉, 칩의 상부면 및 칩의 밑면에 각각 하나의 접촉부를 사용하여 구현된다. 소위 수직 LED를 기판에 전기적으로 연결하기 위해, LED의 (기판을 등지거나 또는 상부의) 제 2 접촉부에 소위 "상단 접촉부"가 적층되어 구조화되어야 한다. 이 경우, 또한 평탄화 및/또는 패시베이션 층이 칩 주변에 사용된다. 그러나, 이 시점에서, 본 발명 및 특히 반사 구조가 수직 광전자 부품의 설계로 제한되지 않는다는 점이 언급되어야 한다. 오히려, 아래의 양태, 예를 들어 반사체 구조를 갖는 조립체는 접촉부가 동일한 측면에 배열되는 광전자 부품에 의해 구현될 수도 있다(소위 수평 LED).
제 1 양태에 따르면, 적어도 하나의 광전자 부품을 갖는 광전자 조립체를 제조하기 위한 방법이 제안된다. 이 부품은 특히 발광 다이오드일 수 있고, 이 발광 다이오드의 광은 활성 층에 평행한 부분이 적어도 부분적으로 측면으로도 나온다. 이 방법에서, 제 1 접촉 영역 및 제 2 접촉 영역은 기판의 일 측면 상에서 구조화된다. 광전자 부품은 또한 기판 상에 도포되거나 또는 여기서 복수의 반도체 층으로부터 구조화함으로써 기판 상에 생성된다.
그런 다음, 제 1 금속 미러 층 및 제 2 금속 미러 층이 도포되고, 여기서 제 1 금속 미러 층은 광전자 부품의 제 2 접촉부에 부착된 접촉 층을 제 2 접촉 영역에 전기적으로 연결하고, 제 2 금속 미러 층은 기판 상에 배열된 반사체 구조 상에 형성된다. 반사체 구조는 평탄화 층으로부터 후속 구조화를 통해 얻을 수 있다. 일부 양태에서, 반사체 구조는 광전자 부품을 거리를 두고 둘러싼다. 추가 양태에서, 평탄화 층의 일부는 광전자 부품을 둘러싸도록 구조화될 수 있다.
제안된 조립체는 일 양태에서 특히 제 1 금속 미러 층에 의해 전기적으로 접촉되는 광전자 부품, 및 이를 특히 둘러싸고 제 2 금속 미러 층으로 코팅된 반사체 구조를 포함한다.
제 2 양태에 따르면, 적어도 하나의 광전자 부품을 갖는 조립체가 제안되고, 여기서 기판의 일 측면 상에 수직 광전자 부품의 제 1 접촉부가 제 1 접촉 영역에 연결된다. 기판의 동일한 측면에서, 기판을 등지고 있는 수직 광전자 부품의 제 2 접촉부가 특히 반투명 접촉 층 및 제 1 금속 미러 층에 의해 제 2 접촉 영역에 연결된다. 또한, 측면 플랭크에 제 2 금속 미러 층을 갖고 광전자 부품을 거리를 두고 둘러싸는 반사체 구조가 형성된다. 일부 양태에서 반사체 구조는 반사 측벽을 포함한다. 이것들은 광을 편향시키도록 경사지게 연장될 수 있다. 다른 양태에서, 측벽은 또한 예를 들어 정사각형 또는 포물선 형상과 같은 비선형 프로파일을 가질 수도 있다.
제 2 접촉부 또는 상단 접촉부의 처리는 하나의 동일한 단계에서 기판 상에 광학 커플링-아웃 구조를 생성하는데 사용될 수 있다. 여기서 상단 접촉부는 특히 광전자 부품의 제 2 접촉부, 접촉 층, 제 1 금속 미러 층 및 제 2 접촉 영역에 의해 형성된다. 여기서, 광전자 부품의 제 2 접촉부에 부착된 접촉 층은 제 1 금속 미러 층에 의해 제 2 접촉 영역과 전기적으로 연결된다.
광학 커플링-아웃 구조는 여기서 제 2 금속 미러 층에 의해 코팅된 반사체 구조에 의해 형성된다. 추가 광학 커플링-아웃 구조는 조립체, 특히 광전자 부품의 빔 경로에 배열되는 렌즈에 의해 제공될 수 있다. 따라서, 렌즈는 광이 구조에서 반사된 후에 또는 부품으로부터 렌즈 상으로 직접 입사하도록 배열된다.
상단 접촉부를 제조하기 위해, 광전자 부품은 우선 평탄화 층에 매립된다. 포토 리소그래피에 의해, 이것은 기판 상의 제 2 접촉부 또는 상단 접촉부(상부 접촉부)를 위한 제 2 접촉 영역에서 개방될 수 있다. 이러한 구조화 공정은 동일한 단계에서 평탄화 층으로부터 기판 상에 반사체, 특히 반사체용 구조를 형성하는데 사용된다. 투명 접촉 층이 적층된 후, 제 2 접촉부와 제 2 접촉 영역 사이의 금속 브리지로서 금속 미러 층을 구조화 방식으로 적용하는 것이 수행될 수 있다. 이것은, 접촉 층이 높이의 큰 차이를 브리징하는데 적합하지 않기 때문에, 필요하다. 이러한 금속막 공정은 동시에 반사체 구조를 미러 코팅으로 도포하는데 사용될 수 있다.
이러한 방식으로, 반사체의 형성을 위한 기존의 개별 리소그래피 공정이 생략되기 때문에, 디스플레이의 제조가 더 비용 효율적이고 빨라진다. 상단 접촉부 금속 미러 층을 갖는 평탄화 층으로부터 반사체를 제공함으로써, 효율 및 콘트라스트가 증가될 수 있고, 추가적인 처리 노력 없이 디스플레이의 발광 특성이 향상될 수 있다.
반사 층 또는 미러에 대해 위에 제시된 양태는 이미 설명된 바와 같이 LED 및 광전자 부품의 다른 설계에도 적용될 수 있거나 또는 보완될 수 있는데, 예를 들어 아래에 예시되는 원주 구조를 갖는 수직 LED에도 적용되거나 또는 보완될 수 있다.
제 1 양태에 따르면, 기판 및 기판의 일 측면에 고정된 광전자 부품을 갖는 장치가 제안된다. 이것은 미러 코팅에 의해 전기 제어 접촉부에 전기적으로 연결되는 전기 접촉부를 기판을 등지고 있는 측면에 가지며, 여기서 미러 코팅은 부품을 향하는 기판 표면을 적어도 부분적으로 덮는다.
따라서 미러 코팅은 2 개의 기능을 담당한다. 한편으로는 광을 방출 방향으로 편향시키는 역할을 하고, 다른 한편으로는 전류 수송을 담당한다. 공통 커버 접촉부 또는 공통 커버 전극을 통해, 디스플레이와 같은 다양한 적용에 대한 빠른 스위칭 시간이 구현될 수 있다. 이것은 특히 예를 들어 방출 및 콘트라스트의 각도 의존성과 같은 광학 파라미터의 개선과 조합되어 패널 효율성을 개선할 수 있도록 펄스 폭 변조 디밍 개념의 제공을 가능하게 한다.
이러한 조립체를 제조하는 방법에서, 복수의 접촉부를 갖는 기판이 먼저 표면에 제공되고, 이들 접촉부 중 하나에 광전자 부품이 부착된다. 부착은 종래의 이송 및 부착 기술을 사용할 수 있으며, 이들 중 일부는 본 개시에 또한 제시되어 있다. 광전자 부품은 수직 부품으로 설계되며, 기판 표면 중 하나에 접촉부를 또한 포함한다. 기판 표면 상에 미러 코팅 층이 형성되고, 이는 기판의 표면 상의 전기 제어 접촉부에 전기적으로 연결되고 표면을 적어도 부분적으로 덮는다. 마지막 단계에서, 투명 커버 전극이 추가 접촉부에 형성되어, 미러 코팅 층과 전기적으로 접촉한다.
또한, 미러 코팅을 사용하여 전류를 확장하고, 캐비티 구조와 조합되어 전류 용량 및 스위칭 시간을 개선하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 이러한 캐비티는 또한 커플링-아웃 효율, 방출의 각도 의존성 및 콘트라스트를 개선하는 역할을 할 수도 있다. 이를 위해, 일부 양태에서, 기판은 광전자 부품을 둘러싸는 융기부를 포함한다. 대안적으로, 융기부 대신에, 광전자 부품이 배열되는 캐비티가 기판 표면에 또한 제공될 수 있다. 부품 외에도, 3 개의 부품이 둘러싸이거나 또는 배열되어, 이들은 서브 픽셀로서 함께 픽셀을 형성할 수 있다.
두 경우 모두, 선택적으로 캐비티 또는 융기부의 경사진 측면 표면에 미러 코팅이 제공된다. 이러한 구조는 위에 언급된 바와 유사하다. 기판 표면과 이러한 측면 표면의 각도는 원하는 특성에 따라 다른 값을 취할 수 있다. 특히, 이것은 측면 플랭크가 포물선 또는 다른 비선형 프로파일을 나타내도록 변경될 수도 있다. 일부 양태에서, 본 출원에 개시된 원주 미러 구조가 사용될 수 있다. 융기부의 높이 또는 캐비티의 깊이는 광전자 부품이 융기부 또는 캐비티의 상부면과 같은 높이가 되도록 선택된다. 이를 통해, 커버 전극이 차단된다. 이것은 미러 코팅이 상부면에 배열되어 커버 전극이 미러 코팅 층에 놓일 때 특히 유리하다. 커버 전극은 따라서 일부 양태에서 투명 캐리어구조를 형성한다.
일부 양태에서, 광전자 부품 사이의 사이 공간 또는 또한 융기부 내의 영역 또는 캐비티는 부품을 둘러싸는 투명 절연 층으로 채워진다. 투명 절연 층은 특히 등지고 있는 부품의 접촉부 레벨에서 끝나므로, 커버 전극은 절연 재료 위에 놓이다.
일부 양태에서, 기판 표면 및 경우에 따라 원주 방향 구조 상에 배열된 미러 표면은 단지 하나가 아닌 복수의 부품을 둘러싼다. 이들은 중복 칩으로 설계될 수 있으므로, 하나의 칩이 고장하면 다른 칩이 각각 기능을 대신할 수 있다. 원주 방향으로 배열된 미러 표면에 의해, 보다 균일한 방출이 생성된다. 또한, 상이한 파장의 광을 생성하기 위한 복수의 부품이 원주 방향 미러 표면 내에 배열될 수 있다. 원주 방향 미러 표면은 시각적 디스플레이 조립체의 다른 픽셀을 서로 분리할 수 있으므로, 픽셀 간의 광학적 누화가 감소된다. 여기에 제시된 이러한 분리는 예를 들어 자동차의 조명 수단을 위한 픽셀화된 어레이에서도 달성될 수 있다.
미러 코팅은 커버 전극 및 기판의 제어 접촉부와 직렬로 연결되며, 특히 Al, Ag, AgPdCu, Nd, Nb, La, Au, Cu, Pd, Pt, Mg, Mo, Cr, Ni, Os, Sn, Zn 및 이들의 합금 또는 조합으로 제조된 고 반사성 재료를 포함한다. 이것은 또한 효과적으로 전류를 확장시킨다. 커버 전극은 투명한 전기 전도성 산화물 층, 특히 ITO, IGZO로 이루어진 재료를 가질 수 있다. 커버 전극 재료의 추가 예는 예를 들어 금속 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 카드뮴 산화물, 인듐 도핑된 산화 주석(ITO), 알루미늄 도핑 (AZO), Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, In4Sn3O12 또는 다른 투명 전도성 산화물의 혼합물일 수 있다.
투명 절연 층은 SiO 또는 여기에 언급된 다른 절연 투명 재료를 포함할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 커버 전극과 미러 코팅의 직접적인 전기적 접촉은 특히 융기부의 표면 상에서 또는 리세스 또는 캐비티의 일 단부에서, 커버 전극 표면과 미러 코팅 표면의 접촉 형성 중첩에 의해 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 신뢰할 수 있는 저 저항 접촉부가 제공될 수 있다. 특히, 직렬로 배열된 이러한 캐비티 또는 융기부가 복수 개 있는 경우, 커버 전극은 복수의 미러 코팅 층에 놓일 수 있다. 이를 통해, 전류는 큰 면적에 걸쳐 그리고 복수의 위치에서 커버 전극으로 도입될 수 있다.
일부 양태에서, 미러 코팅 층은 기판의 표면을 따라 그리고 특히 부분적으로 광전자 부품 또는 광전자 부품들 주위로 연장된다. 이를 통해, 기판 표면 상에서 큰 영역에 걸쳐 반사가 증가한다.
접촉을 보장하기 위해, 일부 양태에서 커버 전극과 미러 코팅 사이의 직접적인 전기적 접촉이 평탄화 및/또는 절연 층을 통해 미러 코팅 재료의 피드스루 또는 비아를 통해 제공된다. 커버 전극의 전도성 산화물과 백플레인/기판 상의 접촉 영역 사이의 금속 접촉부를 구현하기 위한 추가 공정 단계가 생략된다. 예를 들어 ACF 본딩을 위해 예를 들어 ITO 커버 접촉부로부터 CrAl 접촉 영역까지 간단한 브리지가 생성될 수 있다. 이는 추가 비용 절감으로 이어질 수 있다. 이러한 피드스루는 개구로 구현될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 트렌치 또는 다른 구조가 또한 투명 절연 층에 제공될 수 있으며, 그 내벽은 접촉 형성을 위한 전도성 반사 층으로 채워진다. 이를 통해, 한편으로는 양호한 전기 접촉이 생성되고, 다른 한편으로는 반사 구조가 생성되며, 우수한 광 반사 외에도 일부 영역에서 광학적 누화도 감소된다.
일부 경우에, 절연 층은 픽셀의 에지에서 경사지고, 여기서 미러 코팅 층은 노출된다. 커버 전극은 이러한 경사진 면을 따라 연장되어, 미러 코팅 층과 접촉한다. 이러한 방식으로, 컴팩트한 설계가 또한 제공될 수 있다. 개구의 플랭크 또는 내벽은 원하는 방출 특성에 따라 각도를 갖는다. 이것은 여기에 개시된 내용에 대응할 수 있다. 이러한 방식으로, 전이 에지에서 추가 재료 파손이 방지되어야 한다.
또 다른 양태는 행과 열로 배열되는 복수의 이러한 조립체를 포함하는 픽셀 또는 모듈의 제조를 다룬다. 각 픽셀은 캐비티에 매립되거나 또는 융기부에 의해 둘러싸일 수 있다. 따라서 커버 전극은 복수의 이러한 조립체에 대한 공통 연결부로서 사용될 수 있다. 또한, 커버 전극 상에 커플링-아웃 구조가 제공될 수 있다. 또한, 이러한 커버 전극은 캐리어 구조를 또한 형성하여, 광이 이를 통해 커플링-아웃될 수도 있다.
대안적인 구조로서 특히, 광을 추가로 시준하기에 적합한 광자 구조가 언급되어야 한다. 변환체가 또한 커버 전극에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 변환체 층을 통해 변환하기 위해 청색 광을 생성하는 광전자 부품이 사용될 수 있다. 이러한 경우, 다른 픽셀로의 광학적 누화를 방지할 수 있도록 하기 위해, 추가 반사성 구조가 커버 전극 상에 구축될 수 있다. 또한, 변환된 광을 시준하는 광자 구조도 여기서 다시 고려될 수 있다.
광 커플링-아웃을 개선하기 위한 이전의 양태에서, 초점은 무엇보다도 방출된 광의 방향성에 있었다. 그러나, 많은 적용 분야에서는 램버시안 방출 특성이 필요하다. 이것은 발광 표면이 이상적으로는 그 표면에 걸쳐 균일한 복사 밀도를 가지므로 복사 강도의 수직 원형 분포가 발생한다는 것을 의미한다. 뷰어에게는 이 영역은 다른 시야각으로부터도 동일하게 밝게 보인다. 또한, 이러한 균일한 분포는 하류에 배치된 광 성형 요소에 의해 더 쉽게 재형성될 수 있다.
따라서, 편평한 캐리어 기판 및 적어도 하나의 광전자 부품을 포함하고 후방에서 커플링-아웃되도록 설계되는 조립체가 제안된다. 여기서 광전자 부품은 발광 다이오드 또는 광을 생성하기 위한 다른 요소를 형성한다. 편평한 캐리어 기판이라 함은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, LTPS 또는 IGZO와 같은 반도체 재료, 절연 재료, 또는 서로 나란히 배열된 복수의 광전자 부품을 그 표면 상에 수용할 수 있는 유사한 적절한 편평한 캐리어 구조를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
이러한 캐리어 기판의 기능은 무엇보다도 IC, 전자 장치, 광전자 부품을 위한 전류 소스, 전기 접촉부, 라인 및 연결부와 같은 기능 요소를 수용하는 것뿐만 아니라, 특히 발광하는 발광 다이오드 또는 광전자 부품을 수용하는 것도 있다. 이 경우, 캐리어 기판은 강성이거나 또는 가요성으로 설계될 수 있다. 캐리어 기판의 전형적인 치수는 예를 들어 0.5 내지 1.1 mm 두께일 수 있다. 또한, 예를 들어 두께가 15 ㎛ 범위인 폴리이미드 기판도 알려져 있다.
적어도 하나의 광전자 부품은 캐리어 기판의 장착 측면에 배열된다. 즉, 캐리어 기판은 여기서 장착 측면 및 디스플레이 측면 또는 광 출사 측면이라고 하는 2 개의 대향하는 주 표면을 갖는다. 장착 측면은 적어도 광전자 부품을 수용하거나 또는 광전자 부품이 부착되는 캐리어 기판의 지정된 영역을 의미하도록 의도된다. 일부 양태에서, 캐리어 기판은 경우에 따라 추가의 광학적 또는 전기적 그리고 기계적 컴포넌트 또는 층을 포함할 수 있다.
디스플레이 측면은, 뷰어를 향하고 부품에 의해 생성된 광이 출사되는 캐리어 기판의 측면을 설명하기 위한 것이다. 또한, 동일한 평면에서 캐리어 기판의 2 개의 주 표면에 평행하게 연장되는 캐리어 기판 평면이 설명된다. 적어도 하나의 광전자 부품은 캐리어 기판을 등지는 방향으로 캐리어 기판 평면에 대해 횡 방향으로 광을 방출하도록 설계된다. 그러나, 이러한 특성은 광 성분이 캐리어 기판의 장착 측면 방향으로 직접 또는 간접적으로 방출된다는 것을 배제해서는 안 된다.
조립체는 또한 편평한 반사체 요소를 포함한다. 이것은 반사에 의해 조립체의 표면에 걸쳐 광의 보다 균일한 공간적 분포가 가능하게 될 수 있다는 사상에 기초한다. 이를 위해, 반사체 요소는 적어도 하나의 광전자 부품에 대해 장착 측면에 공간적으로 배열되고, 그 형상 및 구성과 관련하여, 적어도 하나의 광전자 부품에 의해 방출된 광이 캐리어 기판의 방향으로 반사되도록 설계된다.
즉, 반사체 요소는 부품에 의해 방출된 광이 방출되는 적어도 하나의 광전자 부품 주변 영역에 배치된다. 일 예에 따르면, 이러한 반사체 요소는 별도로 적용되는 별도의 사전 제작된 마이크로 요소일 수 있다. 대안적으로, 반사체 요소는 또한 캐비티 및 반사 층의 측벽에 의해 구현될 수 있다. 위에 제시된 캐비티 및 미러 층의 양태는 이러한 반사체 요소의 실시예를 형성한다. 이러한 반사체 요소의 전형적인 치수는, 변형 실시예에 따라, 직경이 200 ㎛ 내지 700 ㎛, 특히 300 ㎛ 내지 600 ㎛ 범위일 수 있다. 일 양태에 따르면, 반사체 요소는 반사 코팅 또는 적어도 하나의 광전자 부품의 층으로서 설계된다. 이 경우, 일 예에 따르면, 적어도 하나의 부품은 그 표면에 예를 들어 IGZO와 같은 투명한 또는 부분적으로 투명한 코팅을 가질 수 있으며, 그 후 반사 층이 차례로 도포된다.
이러한 조립체는 무엇보다도 디스플레이의 이미지 포인트(image point)를 생성하거나 또는 자동차 분야의 조명 적용에 적합하다.
반사 층은 예를 들어 금속으로 구현될 수 있거나 또는 재료의 혼합물에 금속을 포함할 수 있다. 여기서 목표는, 높은 수율을 달성하기 위해, 적어도 하나의 광전자 부품에서 방출되는 광의 가능한 한 많은 비율이 반사되도록 하는 것이다. 캐리어 기판은 적어도 부분적으로 투명하게 구현되어, 반사체 요소에 의해 반사된 광이 캐리어 기판의 장착 측면의 표면에 닿고, 캐리어 기판을 통해 전파된다. 이 광은 캐리어 기판의 대향하는 디스플레이 측면에서 적어도 부분적으로 출사되므로, 따라서 뷰어가 이미지 포인트로 인식할 수 있다.
즉, 방출된 광은 캐리어 기판의 대향하는 디스플레이 측면에서 후면으로 또는 후향으로 커플링-아웃된다. 반사 효과, 굴절 효과 및 필요한 경우 댐핑 효과를 통해, 유리하고 더 균일한 조명 및 더 균일한 광도 분포를 얻을 수 있다. 일 예에 따르면, 반사체 요소는 램버시안 방출 특성이 달성되는 방식으로 배열되고 구성된다.
일 양태에서, 반사체 요소는 적어도 하나의 광전자 부품을 향하는 측면에 추가 확산체 층을 갖는다. 이것은 특히 적어도 하나의 광전자 부품에 의해 반사된 광을 산란시키는 역할을 해야 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 반사체 재료는 확산체 입자를 갖는다. 확산이라 함은 여기에서 광의 추가 산란 또는 분산이 주변 공간 영역에서 달성되어야 한다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 광의 산란 또는 분산이 또한 유리하게 영향을 받을 수 있고, 이에 따라 특히 캐리어 기판의 디스플레이 측면에서 광 강도의 더 균일한 또는 더 균질한 분산이 달성될 수 있다.
확산체 층은 전체적으로 균일하게 도포될 수 있지만 차단되거나 또는 부분적으로만 도포될 수도 있는 반사체 요소 상의 추가 층으로 이해될 수 있다. 일 양태에서, 확산체 층 및/또는 확산체 입자는 Al2O3 및/또는 TiO2를 갖는다. 이러한 재료는 구조적 특성으로 인해 방출된 광의 확산을 지원할 수 있다. 확산체 층은 반사체의 표면에만 도포될 수 있지만, 확산체 입자는 예를 들어 전체 반사체의 재료 혼합물의 일부일 수 있으므로 따라서 제조하기가 더 용이하다.
일 양태에 따르면, 반사체 요소는 원형, 다각형 또는 포물선 방식으로 적어도 하나의 부품 또는 발광 다이오드를 둘러싼다. 기초가 되는 고려 사항은, 많은 경우에 적어도 하나의 광전자 부품이 공간적으로 넓은 방출 특성을 갖는다는 사실에서 볼 수 있다. 이것은 광이 넓은 각도 범위에 걸쳐 작은 영역으로부터 방출된다는 것을 의미한다. 여기서, 이러한 방출된 광의 가능한 한 큰 비율이 반사체 요소에 의해 검출되고 캐리어 기판의 디스플레이 측면 방향으로 편향되거나 또는 반사되는 것이 바람직하다. 이러한 맥락에서, 예를 들어 적어도 하나의 광전자 부품이 제 1 발광 다이오드 및 중복성을 위해 제공된 제 2 발광 다이오드를 포함하는 것이 또한 제공될 수 있다. 이는 제 1 발광 다이오드에 제조 관련 오류가 발생한 경우 그 기능을 대신할 수 있다. 2 개의 광전자 부품을 둘러싸는 반사체 요소는 2 개의 광전자 부품이 작동 중에 활성화되는지 여부에 관계없이 균일한 방출을 보장한다. 또 다른 양태에서, 반사체 요소는 작동 중에 상이한 컬러를 방출하는 적어도 3 개의 개별 광전자 부품을 둘러싼다. 따라서, 디스플레이, 디스플레이 조립체, 픽셀화된 어레이 또는 다른 장치의 각 픽셀에 대해 반사체 요소가 제공될 수 있다.
일 예에 따르면, 적어도 하나의 광전자 부품의 방출 특성에 따라, 반사체 요소의 곡선형, 원형, 돔형, 캡형 또는 유사한 형상이 고려될 수 있다. 이 경우, 또한, 일 예에 따르면, 반사체 요소는 하나의 피스로 또는 다중 피스로 구현될 수 있거나 또는 리세스 또는 중단부가 제공될 수 있다. 다른 예에 따르면, 반사체 요소는 광의 파장에 따라 다른 반사 특성을 갖는다. 이는 예를 들어 반사체 요소 상의 구조 또는 그 구조적 특성에 의해 달성될 수 있다.
일 예에 따르면, 반사체 요소는 적어도 하나의 부품 위의 캐리어 기판의 평면에 대해 적어도 부분적으로 평행하게 배열되는 평평한 표면으로 설계된다. 일 양태에 따르면, 반사체 요소는 적어도 하나의 광전자 부품의 전기적 접촉부를 형성한다. 여기서 고려 사항은, 예를 들어 반사체 요소의 금속 설계로 인해 광전자 부품에 대한 연결 접촉부로서 동시에 사용되는 것이 고려될 수 있다는 것이다. 이를 위해, 일 예에 따르면, 부품의 연결부 중 하나와의 전기적 접촉 형성이 제공된다.
일 양태에 따르면, 반사체 요소는 적어도 하나의 광전자 부품에 의해 방출된 광의 적어도 90 %가 캐리어 기판 평면에 대해 45° 내지 90°의 각도로 캐리어 기판의 장착 측면에 닿도록 설계되고 형성된다. 일 예에 따르면, 이러한 비율은 적어도 95 %이고, 다른 예에 따르면 적어도 80 %이다. 기초가 되는 사상은 가능한 한 높은 수율에 대한 필요성이다. 이는 적어도 하나의 광전자 부품에서 방출되는 광의 가능한 한 큰 비율이 캐리어 기판의 디스플레이 측면에서 나가야 한다는 것을 의미한다.
편평하게 투명한 또는 부분적으로 투명한 기판에서 발생할 수 있는 한 가지 효과는 전반사이다. 이는 예각으로 장착 측면의 표면에 닿는 광이 캐리어 기판의 밀도가 높은 매체에 들어갈 때 굴절된다는 것을 의미한다. 그 결과, 캐리어 기판 내의 광은 장착 측면과 디스플레이 측면 사이에서 여러 번 반사되고, 경계면에 대한 각도가 너무 예각임으로 인해, 캐리어 기판으로부터 더 이상 나오지 않는다. 이 성분은 일반적으로 손실로 간주된다. 이러한 손실을 회피하기 위해, 광이 캐리어 기판의 장착 측면의 표면에 가능한 한 큰 각도, 이상적으로는 수직으로 닿는 것이 바람직할 수 있다. 반사체 요소는 이에 따라 이러한 각도 관계를 생성하고 특히 픽셀 요소 사이의 크로스토크를 감소시키도록 설계된다. 일 양태에서, 캐리어 기판은 폴리이미드 또는 유리를 포함한다. 폴리이미드는 특히 가요성 디스플레이에 사용될 수 있는 재료이다. 유리는 강성 디스플레이를 위한 기계적으로 매우 안정적인 기본 재료의 역할을 할 수 있다.
일 양태에 따르면, 적어도 하나의 광전자 부품의 메사 에지에서 반사를 감쇠하거나 또는 제거하기 위해 패시베이션 층이 추가로 제공된다. 메사 에지라 함은 적어도 하나의 부품의 경계로서 일반적으로 가파른 경사진 벽 또는 윤곽으로 이해되어야 한다. 이것은 표면이 캐리어 기판의 평면에 대해 횡 방향으로 배열된다. 크로스토크를 회피하기 위해 각각의 인접 픽셀 요소의 방향으로 광이 통과하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 이 방향으로 나오는 광 성분은 유용하고, 해당 댐핑 층 또는 패시베이션 층에 의해 제거되거나 또는 적어도 감쇠되어야 한다. 여기서 장점은 더 양호한 콘트라스트 및 광학적 누화의 감소일 수 있다.
일 양태에 따르면, 반사체 요소 외부의 캐리어 기판의 장착 측면 및/또는 디스플레이 측면에 광 흡수 코팅이 제공된다. 콘트라스트를 개선하고 어두운 인상을 개선하기 위해, 부품들, 특히 다른 픽셀 사이의 비활성 영역이 불투명하거나 또는 광을 감쇠시키는 것이 근본적으로 바람직한 것으로 간주될 수 있다. 따라서 광 흡수 코팅은 반사체 요소 외부에 배열된다. 일 양태에 따르면, 캐리어 기판의 디스플레이 측면은 거칠기 또는 고르지 않은 및/또는 거칠어진 구조를 갖는다. 이러한 구조는 각 관련 광 스펙트럼의 파장에 대해 산란 효과 또는 확산 효과를 유발하도록 설계된다. 이것은 유리하게는 예를 들어 캐리어 기판을 통해 투과된 광의 더 높은 비율이 디스플레이 측면에서 커플링-아웃될 수 있게 할 수 있다. 거칠어진 구조는 보다 효과적인 커플링-아웃을 허용할 수 있는 보다 유리한 구조 각도 관계를 생성한다.
일 양태에 따르면, 반사체 요소 반대편의 캐리어 기판의 디스플레이 측면에는 컬러 필터 요소가 배열된다. 이러한 컬러 필터 요소는 적어도 하나의 광전자 부품의 원색 스펙트럼을 통과시키는 반면, 다른 컬러 스펙트럼은 감쇠시킨다. 장점은, 서로 다른 컬러의 인접한 픽셀 요소에서 광 성분을 제거함으로써 더 나은 컬러 렌더링 및 더 나은 콘트라스트를 제공할 수 있다는 것이다.
또한, 광학 픽셀 요소의 제조 방법도 제안된다. 이 경우 적어도 하나의 광전자 부품이 먼저 편평한 캐리어 기판의 장착 측면에 부착된다. 그 후, 예를 들어 적어도 하나의 부품의 반사 층으로서 반사체 요소가 생성된다. 대안적으로, 반사체 요소는 또한 투명 커버 전극에 연결되어 부품을 둘러싸는 측벽에 의해 형성될 수도 있다. 이러한 경우 투명 커버 전극도 편평한 캐리어 기판을 형성한다. 일 예에 따르면, 적어도 하나의 광전자 부품이 캐리어 기판에 부착되기 전에, 캐리어 기판의 디스플레이 측면이 구조화 및/또는 거칠기를 위해 처리된다. 장점은, 보다 민감한 전자 및 광학 컴포넌트가 장착 측면에 도포되기 전에, 각 표면이 마무리 가공될 수 있다는 사실에서 볼 수 있다.
다음 섹션에서는 위에서 언급하고 요약된 양태 중 일부가 다양한 실시예 및 예를 사용하여 더 자세히 설명된다.
도 1은 원주 방향 반사체 구조를 갖는 광전자 부품을 제조하기 위한 제안된 방법의 예시적인 실시예의 다양한 단계를 도시한다.
도 2는 제안된 개념의 일부 양태에 따른 2 개의 광전자 부품 및 이들 사이에 배열된 반사체 구조를 갖는 장치 또는 어레이의 제 1 예시적인 실시예를 횡단면으로 도시한다.
도 3은 제안된 원리에 따른 조립체의 제 1 예시적인 실시예의 일부를 평면도로 도시한다.
도 4는 사이에 배열되어 반사 구조에 의해 덮인 반사체 구조를 갖는 제안된 장치의 제 2 예시적인 실시예를 단면으로 도시한다.
도 5는 제안된 전기적으로 접촉된 부품의 제 1 예시적인 실시예의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 제안된 장치 또는 어레이의 제 3 예시적인 실시예에서, 제안된 개념의 추가 양태를 횡단면으로 도시한다.
도 7은 제안된 장치 또는 어레이의 제 4 예시적인 실시예를 횡단면으로 도시한다.
도 8은 추가 양태를 예시하기 위해 평면도로 장치의 실시예를 도시한다.
도 9는 제안된 장치의 추가 예시적인 실시예를 평면도로 도시한다.
도 10 내지 도 12는 제안된 어레이 또는 장치에 배열된 광전자 부품의 다양한 예시적인 실시예를 횡단면으로 도시한다.
도 13은 도 11 및 도 12의 예시적인 실시예를 평면도로 도시한다.
도 14는 예를 들어 픽셀을 형성하기 위한 제안된 개념의 일부 양태에 따른 원주 구조 및 커버 전극을 갖는 3 개의 수직 광전자 부품으로 구성된 장치의 표현을 예시한다.
도 15는 본 개시의 추가 양태를 구현하는 추가 변환체 및 광 커플링-아웃 구조를 갖는 도 14와 유사한 추가 실시예를 도시한다.
도 16은 이전 도면의 장치의 평면도이다.
도 17은 복수의 조립체 및 커버 전극을 갖는 어레이의 상세 단면도를 도시한다.
도 18은 제안된 원리의 추가 양태에 따른 복수의 광전자 부품 및 투명 커버 전극을 갖는 픽셀의 제 2 예시적인 실시예이다.
도 19는 이전 도면의 실시예의 평면도를 도시한다.
도 20은 투명 커버 전극을 갖는 복수의 광전자 부품을 또한 포함하는 조립체의 제 3 예시적인 실시예를 횡단면으로 도시한다.
도 21은 이전 도면의 실시예의 평면도를 도시한다.
도 22는 제안된 개념에 따른 픽셀의 실시예의 추가 예시를 도시한다.
도 23은 이전 도면의 실시예의 평면도이다.
도 24는 제안된 원리에 따라 픽셀을 제조하기 위한 다양한 단계를 갖는 프로세스 흐름이다.
도 25는 제안된 개념의 일부 양태에 따른 구형 반사체 요소 및 제어 전자 장치를 갖는 광전자 조립체를 도시한다.
도 26은 제안된 개념의 일부 양태들에 따라 층으로 구현된 반사체 요소 및 패시베이션 층을 갖는 광전자 조립체의 제 2 실시예를 도시한다.
도 27은 제안된 개념의 일부 양태에 따라 캐리어 기판의 디스플레이 측면 및 장착 측면 상에 광 흡수 코팅을 갖는 광전자 조립체의 제 3 실시예를 도시한다.
도 28은 캐리어 기판의 거칠어진 디스플레이 측면을 갖는 픽셀 요소로서 광전자 조립체를 형성한다.
도 29 및 도 30은 캐리어 기판의 디스플레이 측면 상의 크로스토크를 최소화하기 위한 광 흡수 층 및 컬러 필터 요소를 갖는 여기에 개시된 일부 양태에 따른 실시예이다.
도 31 및 도 32는 제안된 개념의 일부 양태에 따라 캐리어 기판의 장착 측면 상의 IGZO 또는 LTPS 기반 제어 전자 장치 및 선택적 확산 층을 갖는 광전자 조립체의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 33은 상이한 컬러의 3 개의 광전자 부품 및 반사체 요소를 갖는 셀을 단면도 및 평면도로 도시한다.
도 34는 이전 실시예에 따른 광전자 조립체를 제조하는 방법을 도시한다.
도 1은 원주 방향 반사체 구조를 갖는 광전자 부품을 제조하기 위한 제안된 방법의 예시적인 실시예의 다양한 단계를 도시한다.
도 2는 제안된 개념의 일부 양태에 따른 2 개의 광전자 부품 및 이들 사이에 배열된 반사체 구조를 갖는 장치 또는 어레이의 제 1 예시적인 실시예를 횡단면으로 도시한다.
도 3은 제안된 원리에 따른 조립체의 제 1 예시적인 실시예의 일부를 평면도로 도시한다.
도 4는 사이에 배열되어 반사 구조에 의해 덮인 반사체 구조를 갖는 제안된 장치의 제 2 예시적인 실시예를 단면으로 도시한다.
도 5는 제안된 전기적으로 접촉된 부품의 제 1 예시적인 실시예의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 제안된 장치 또는 어레이의 제 3 예시적인 실시예에서, 제안된 개념의 추가 양태를 횡단면으로 도시한다.
도 7은 제안된 장치 또는 어레이의 제 4 예시적인 실시예를 횡단면으로 도시한다.
도 8은 추가 양태를 예시하기 위해 평면도로 장치의 실시예를 도시한다.
도 9는 제안된 장치의 추가 예시적인 실시예를 평면도로 도시한다.
도 10 내지 도 12는 제안된 어레이 또는 장치에 배열된 광전자 부품의 다양한 예시적인 실시예를 횡단면으로 도시한다.
도 13은 도 11 및 도 12의 예시적인 실시예를 평면도로 도시한다.
도 14는 예를 들어 픽셀을 형성하기 위한 제안된 개념의 일부 양태에 따른 원주 구조 및 커버 전극을 갖는 3 개의 수직 광전자 부품으로 구성된 장치의 표현을 예시한다.
도 15는 본 개시의 추가 양태를 구현하는 추가 변환체 및 광 커플링-아웃 구조를 갖는 도 14와 유사한 추가 실시예를 도시한다.
도 16은 이전 도면의 장치의 평면도이다.
도 17은 복수의 조립체 및 커버 전극을 갖는 어레이의 상세 단면도를 도시한다.
도 18은 제안된 원리의 추가 양태에 따른 복수의 광전자 부품 및 투명 커버 전극을 갖는 픽셀의 제 2 예시적인 실시예이다.
도 19는 이전 도면의 실시예의 평면도를 도시한다.
도 20은 투명 커버 전극을 갖는 복수의 광전자 부품을 또한 포함하는 조립체의 제 3 예시적인 실시예를 횡단면으로 도시한다.
도 21은 이전 도면의 실시예의 평면도를 도시한다.
도 22는 제안된 개념에 따른 픽셀의 실시예의 추가 예시를 도시한다.
도 23은 이전 도면의 실시예의 평면도이다.
도 24는 제안된 원리에 따라 픽셀을 제조하기 위한 다양한 단계를 갖는 프로세스 흐름이다.
도 25는 제안된 개념의 일부 양태에 따른 구형 반사체 요소 및 제어 전자 장치를 갖는 광전자 조립체를 도시한다.
도 26은 제안된 개념의 일부 양태들에 따라 층으로 구현된 반사체 요소 및 패시베이션 층을 갖는 광전자 조립체의 제 2 실시예를 도시한다.
도 27은 제안된 개념의 일부 양태에 따라 캐리어 기판의 디스플레이 측면 및 장착 측면 상에 광 흡수 코팅을 갖는 광전자 조립체의 제 3 실시예를 도시한다.
도 28은 캐리어 기판의 거칠어진 디스플레이 측면을 갖는 픽셀 요소로서 광전자 조립체를 형성한다.
도 29 및 도 30은 캐리어 기판의 디스플레이 측면 상의 크로스토크를 최소화하기 위한 광 흡수 층 및 컬러 필터 요소를 갖는 여기에 개시된 일부 양태에 따른 실시예이다.
도 31 및 도 32는 제안된 개념의 일부 양태에 따라 캐리어 기판의 장착 측면 상의 IGZO 또는 LTPS 기반 제어 전자 장치 및 선택적 확산 층을 갖는 광전자 조립체의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 33은 상이한 컬러의 3 개의 광전자 부품 및 반사체 요소를 갖는 셀을 단면도 및 평면도로 도시한다.
도 34는 이전 실시예에 따른 광전자 조립체를 제조하는 방법을 도시한다.
특정 적용 분야에서는 지향된 광 또는 복사선이 중요하다. 인접하는 요소들 간의 누화를 방지하는 양태 외에도, 이러한 적용 분야에서 광은 지향되어야 하는데, 즉, 특정 방향으로 방출되어야 한다. 자동차 부문에서 이러한 양태는, 생성되는 광 원뿔이 경우에 따라 상류의 광학 장치에 의해 제어될 수 있기 때문에, 중요하다. 다가오는 차량은 산란 광에 의해 눈이 부시게 될 수 있고, 이는 지향된 복사선에 의해 감소된다.
디스플레이 또는 비디오 벽 또는 시각적 표현을 위한 다른 적용의 경우, 또한 인접 픽셀로의 광의 누화는 회피되어야 한다. 종종 광전자 부품의 측면에서 광이 나와, 누화로 인해 디스플레이 또는 비디오 벽의 콘트라스트가 감소된다. 마찬가지로, 측면에서 방출되거나 또는 복사된 광은 굴절률의 점프로 인해 종종 구조를 벗어날 수 없다. 또한, 디스플레이의 램버시안 방출 특성이 많은 적용 분야에 필요하므로, 모든 측면에서 볼 때 디스플레이가 동일하게 밝게 나타난다. 따라서, 방출 특성의 개선이 활성 층 또는 광전자 부품을 둘러싸는 반사 층 또는 미러에 의해 달성되는 것이 제안된다. 즉, 광전자 부품에는 방출 특성을 개선하기 위해 원주 미러가 제공될 수 있다.
도 84는 제안된 조립체의 제 1 예시적인 실시예를 Y-Z 단면으로 도시한다. 이는 예를 들어 본 출원에 설명된 프로세스를 통해 제조될 수 있다. Y-Z 단면에서 2 개의 전기적으로 접촉된 광전자 부품(3a 및 3b)이 기판(1)에 제조되고, 여기서 2 개의 처리된 부품(3a 및 3b) 사이의 중앙 영역에서 반사체 구조(4b)가 기판(1) 상에 형성된다. 반사체 구조(4b)의 플랭크 각도는 필요한 광학 커플링-아웃에 적응된다. 예를 들어, 플랭크는 광전자 부품과 반사체 구조(4b) 사이의 거리에 크게 의존할 수 있다. 2 개의 전기적으로 접촉된 광전자 부품(3b)은 중앙 코팅된 반사체 구조(4b)와 함께 각각 광전자 조립체(OB)를 형성한다. 부품(3a)과 달리, 부품(3b)은 다른 파장의 광을 방출할 수 있다. 참조 번호 4a'는 인클로저를 나타낸다. 이 실시예에서, 추가의 부품이 또한 예를 들어 3 개가 배열될 수 있으며, 따라서 이들은 이 경우 디스플레이의 픽셀의 서브 픽셀을 형성한다는 것이 이해될 수 있다.
이러한 예시적인 실시예에서, 부품들은 기판(1) 상에서 에피택셜로 성장되지만, 그러나 이것들은 또한 별도로 제조되고 그 후 기판(1) 상에 배치될 수 있다. 제조 공정의 일부로서, 반사체 구조(4b)의 플랭크는 광전자 부품의 제 1 금속 미러 층(6a)과 함께 제 2 금속 미러 층(6b)으로 코팅되어, 도시된 구조가 형성될 수 있다.
반사체 구조(4b)는 평탄화 층(4)으로부터 생성되었다. 각 광전자 부품은 또한 각각의 금속 브리지로서 제 2 접촉 영역(2b)으로부터 부품의 제 2 접촉부의 접촉 층(5)으로 안내되는 제 1 금속 미러 층(6a)을 포함한다. 제 2 금속 미러 층(6b)은 반사체 구조(4b)의 플랭크만을 덮는다. 또한, 제 2 금속 미러 층(6b)의 경우, 기판(1) 상의 전도체 트랙과의 단락을 방지하기 위해, 기판(1) 부근의 영역을 생략할 수 있다. 또한, 기판(1)은 본 출원에서 여기에 설명된 바와 같이 광전자 부품을 제어하기 위한 전기적 구조를 포함할 수도 있다. 기판이 Si 또는 일반적으로 광전자 부품과 호환되지 않는 다른 재료로 구성되거나 또는 이를 포함하는 경우, 적응 층이 또한 제공된다. 이는 광전자 부품이 캐리어(1)에서 직접 생성되었거나 또는 캐리어로 이송되었다는 것을 의미한다. 예를 들어 스탬핑 공정에 의한 다양한 이송 공정이 이러한 목적에 적합하다.
도 3은 제안된 광전자 조립체(OB)의 제 1 예시적인 실시예를 X-Y 평면 상의 평면도로서 도시한다. 이 평면도는 원주 반사체 구조를 갖는 도 84에 따른 좌측 광전자 부품을 나타낼 수 있다. 광전자 부품은 서브 픽셀이며, 다른 컴포넌트와 함께 각각 디스플레이 또는 비디오 벽의 픽셀을 형성한다. 후자는 복수의 행과 열로 추가 픽셀로 배열된다.
여기서, 각 픽셀에는 동일한 구조의 조립체 및 광전자 부품이 포함되어 있으며, 이들은 개별적으로 제어되기 위해 그에 상응하게 전기적으로 연결될 수 있다. 도 2 및 도 3에 따르면, 광전자 조립체(OB)는 광전자 부품을 둘러싸는 제 2 금속 미러 층(6b)으로 코팅된 반사체 구조(4b)를 갖는다. 이를 위해 광전자 부품은 중앙에 배열된다. 예를 들어 직사각형, 원형 또는 삼각형 또는 다각형과 같은 다른 기하학적 형태도 또한 가능하다.
부품(3a)을 향하는 반사체 구조(4b)의 플랭크는 여기서 제 2 금속 미러 층(6b)에 의해 덮여 있다. 평면도에서, X-Y 평면을 따라, 부품(3a) 주위에는, 반사체 구조(4b)와 같이 평탄화 층(4)의 재료로 형성된 인클로저(4a)가 나타난다. 접촉 층(5)으로부터 시작하여, 제 1 금속 미러 층(6a)이 특히 스트립 형태로, 밀봉 또는 캡슐화를 위해 코팅(7)에 의해 덮일 수 있는, 기판(1) 상에 형성된 제 2 접촉 영역(2b)으로 연장된다. 제 2 접촉 영역(2b)이 전기적으로 연결될 수 있는 전기 전도체 트랙(9)이 예로서 도시된다. 금속 미러 층(6a 및 6b)은 동일한 재료 또는 동일한 층 스택을 가질 수 있다.
도 4는 Y-Z 평면의 단면에서 제안된 조립체의 제 2 예시적인 실시예를 도시한다. 도 3과는 대조적으로, 여기서 반사체 구조(4b)는 원래 자유 표면 전체를 따라 제 2 금속 미러 층(6b)으로 덮여 있다. 이는 플랭크뿐만 아니라, 기판(1)을 등지고 있는 주 표면도 연속적인 제 2 금속 미러 층(6b)에 의해 덮여 있다는 것을 의미한다. 도 4의 광전자 부품은 도 3과 동일한 방식으로 구성된다.
도 5는 Y-Z 평면을 따른 단면에서 광전자 부품의 본질적인 양태를 다시 보여준다. X-Y 평면을 따라 연장되는 기판(1)의 측면에서, 제 1 접촉부(2a)가 광전자 부품의 반도체 층(3a)에 연결된다. 층(3a)에는 또한 활성 영역이 있고, 제 2 접촉부가 전기 전도성으로 제 1 금속 미러 층(6a)에 연결되는 투명 층(5)에 의해 형성된다. X-Y 평면을 따라, 본체(3a) 주위에서, 기계적으로 이에 접촉하는 전기 절연 인클로저(4a')가 형성되고, 이를 따라 접촉 층(5) 및 제 1 금속 미러 층(6a)이 특히 스트립 형상으로 연장된다.
기판(1)은 그 자체가 반도체일 수 있고, 여기에 제어를 위한 전기적 구조를 포함할 수 있다. 대안적으로, 이는 패시브 매트릭스 또는 액티브 매트릭스 백플레인으로 생성될 수도 있으며, 예를 들어 유리, 폴리이미드 또는 PCB(인쇄 회로 기판)((Printed Circuit Boards)를 가질 수 있다. 기판 근처의 접촉부를 위한 제 1 접촉 영역(2a)은 예를 들어 Mo, Cr, Al, ITO, Au, Ag, Cu 및 이들의 합금을 가질 수 있다. 기판(1)을 등지고 있는 부품(3a)의 제 2 접촉부를 위한 제 2 접촉 영역(2b)은 또한 예를 들어 Mo, Cr, Al, ITO, Au, Ag, Cu 및 이들의 합금을 가질 수 있다.
여기에 표시된 μ-LED는 동일한 또는 다른 재료 시스템으로 구현되어, 작동 중에 다른 컬러를 방출한다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색(RGB), 적색, 녹색, 청색 및 백색(RGBW)을 기판(1)에 배열할 수 있다. 변환체 재료를 사용하면, 동일한 발광 다이오드를 사용할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 다른 광을 생성한다. 참조 번호 4a’는 상단 접촉을 위한 접촉 층(5)이 부착될 수 있는 인클로저(4a')를 제공하기 위한 평탄화 층(4)의 나머지를 나타낸다. 인클로저(4a')는 또한 선택적으로 예를 들어 스핀 온 유전체 또는 포토 레지스트(photoresist)에 의해 본체(3a)의 반도체 층의 메사 에지를 선택적으로 부동태화할 수 있다.
도 6은 Y-Z 평면을 따른 단면에서 제안된 조립체의 제 3 예시적인 실시예를 도시한다. 도 2에 따른 제 1 예시적인 실시예 및 도 4에 따른 제 2 예시적인 실시예와 대조적으로, 여기서 반사체 구조(4b)는 형성되지 않는다. 대조적으로, 코팅(7)이 접촉된 광전자 부품(3a, 3b)을 밀봉/캡슐화하기 위해 및/또는 광학 커플링-아웃을 위해 설계된다. 여기서 층(7)은 구조화되어(도시되지 않음) 상부면으로부터 광결정 구조를 가지므로, 방출 특성이 향상된다. 층(7)은 다른 구조로부터 전기적으로 절연된다. 코팅(7)은 산란 입자 또는 변환체 재료를 가질 수 있다. 이것은 원칙적으로 광전자 부품의 제조 후 적용되고 그 후 평탄화된다.
도 7은 Y-Z 평면을 따른 단면에서 제안된 조립체의 제 4 예시적인 실시예를 도시한다. 여기서 이 표현은 도 8의 표현과 유사하다. 이에 더하여, 접촉된 발광 본체(3a, 3b)를 밀봉/캡슐화하기 위해 및/또는 광학적 커플링-아웃을 위해 도포되는 코팅(7) 아래에서 광전자 부품(3a, 3b) 사이에 흑색 포팅(8)이 형성된다. 코팅된 반사체 구조(4b)는 여기에 도시되지 않는다. 이러한 반사체 구조(4b)는 여기에 도시되지 않은 조립체의 다른 영역 상에 형성될 수 있다.
도 8은 각각이 조합되어 4 개의 픽셀을 형성하는 복수의 이러한 조립체를 갖는 디스플레이 또는 조명 수단의 일부의 예시적인 실시예를 평면도로 도시한다. 이러한 예시적인 실시예는 특히 반사체 구조(4b)의 형상 및 배열에 관한 것이다. 도 8에 따르면, 광전자 부품을 갖는 각 서브 픽셀은 제 2 금속 미러 코팅(6b)을 갖는 반사체 구조(4b)에 의해 개별적으로 프레임화된다. 이 예에서, 반사체 구조(4b)와 각각의 광전자 부품 사이의 거리는 칩 에지 길이의 2 배이다. 그러나, 다른 거리도 가능하며, 특히 서브 픽셀은 단 몇 ㎛의 거리로 반사체 구조에 의해 둘러싸일 수 있다.
각 픽셀은 적색, 청색 및 녹색 광을 방출하기 위한 3 개의 서브 픽셀(3a, 3b 및 3c)을 포함한다. 픽셀은 형태가 동일하게 설계되며, 열과 행으로 배열된다. 이들은 디스플레이의 일부 또는 이러한 모듈을 형성한다. 주기적인 서브 픽셀 조립체로 인해 발생할 수 있는 발광 동안 가시적 아티팩트를 회피하기 위해, 서브 픽셀(3a, 3b 및 3c)은 여기에 표시된 표현과 달리 상이하게 배열되거나 또는 순열로 배열될 수 있다. 또한, 반사체 구조(4b)의 형태는 정사각형 평면에 제한되지 않는다.
도 9는 제안된 어레이의 제 6 예시적인 실시예를 평면도로 도시한다. 반사체 구조(4b)는 예를 들어 광전자 부품(3a, 3b, 3c)을 갖는 전체 픽셀을 둘러싸는 방식으로 여기서 설계된다. 이제 다른 간격으로 인해, 코팅된 반사체 구조(4b)의 플랭크 각도는 도 8의 실시예와 다르다. 요구 사항에 따라, 경우에 따라 중앙에 배열된 반사체 구조의 플랭크 각도도 주변 프레임과 다를 수 있다. 그러나, 두 개의 실시예 모두에서 훨씬 더 많은 이러한 유형의 구조가 결합되어 픽셀로 형성된다는 점을 지적해야 한다.
도 10 내지 도 12는 서브 픽셀로서 구성되어 결합되고 반사체 구조에 의해 둘러싸일 수 있는 광전자 부품의 추가 예시적인 실시예를 도시한다.
도 10에서, 광전자 부품은 인클로저(4a)의 측면 플랭크 상에 추가적인 금속 미러 층(6c)으로 형성된다. 측면 플랭크는 잘린 피라미드를 형성하고, 위쪽으로 테이퍼진다. 금속 미러 층은 또한 접촉부(5)를 위한 접촉부 역할을 할 수도 있다. 도 11은 이미 설명된 제 2 예시적인 실시예를 도시한다. 도 12는 제 3 예시적인 실시예를 도시한다. 이 경우, 반사체 구조(4a)의 플랭크도 마찬가지로 경사지지만, 캐리어(1)로부터의 거리가 증가함에 따라 원주는 증가한다. 플랭크 형태 및 그 경사에 의해, 본체에서 나오는 광의 커플링-아웃이 설정된다.
도 13은 도 12에 따른 제 3 실시예에 기초하여 추가로 개발된 예시적인 실시예를 평면도로 도시한다. 이 예에서, 반사체 구조(4a)에 도포된 제 2 금속 미러 층(6c)은 흑색 층(8), 특히 흑색 포팅 컴파운드에 의해 둘러싸이고 프레임화된다. 이것은 예를 들어 특히 반사체 구조(4a)의 기부에서 기판(1)의 부근에서 연장될 수 있다. 또한, 밀봉 및 광학 커플링-아웃을 위한 코팅(7)이 표면에 적층된다. 반사체 구조(4a)의 플랭크는 제 2 금속 미러 층(6c)에 의해 덮여 있다. 접촉 층(5)으부터 시작하여, 제 1 금속 미러 층(6a)은 특히 스트립 형태로, 밀봉 또는 캡슐화를 위해 광학적으로 투명한 코팅(7)에 의해 덮일 수 있는, 기판(1) 상에 형성된 제 2 접촉 영역(2b)으로 연장된다. 제 2 접촉 영역(2b)이 전기적으로 연결되는 전기 전도체 트랙(9)이 예로서 도시된다. 금속 미러 층(6a 및 6c)은 동일한 재료 또는 동일한 층 스택을 가질 수 있다.
도 1은 광전자 조립체(OB) 및 광전자 부품을 제조하기 위한 제안된 방법의 예시적인 실시예를 도시한다. 도시된 단계는 복수의 개별 부품에 적용될 수 있으므로, 이들은 더 많은 개수로 함께 제조될 수 있다.
제 1 단계(S1)에서, 제 1 접촉 영역(2a) 및 제 2 접촉 영역(2b)은 기판 또는 캐리어의 일 측면에 구현된다. 캐리어는 차례로 회로 또는 다른 내부 구조를 가질 수 있다. 접촉 영역은 특히, 포토 레지스트 층이 구조화되고 이후에 노광되지 않은 영역이 제거되어 기판의 일부가 노출되도록 함으로써 제조될 수 있다. 그 위에 접촉 영역(2a 및 2b)이 적층된다. 금속 층이 적층된다. 마찬가지로 본체(3a)가 접촉 영역 중 하나에 도포된다. 본체(3a)는 광을 생성하기 위해 사이에 배열된 활성 층을 갖는 2 개의 반대로 도핑된 반도체 층을 포함한다. 일부 양태에서, 이러한 본체는 개별적으로 제조된 다음, 이송 공정을 통해 이 영역으로 전달될 수 있다. 또 다른 양태에서, 층들은 기판(1)의 표면에 도포되고 구조화되며, 따라서 본체가 형성된다.
제 2 단계(S2)에서, 평탄화 층(4)이 도포되어, 본체(3)를 완전히 둘러싸는 μ-반사체 구조(4b)를 형성한다. 필요하다면, 층(4)은 본체(3a)의 표면과 평면이 되도록 평탄화된다. 그 다음, 층(4)은 본체(3) 주위에 인클로저(4')가 생성되도록 구조화된다. 이러한 인클로저는 본질적으로 제 2 접촉 영역(2b)으로 연장된다. 또한, 더 먼 경계(4b)가 생성된다. 경계의 측면 플랭크는 비스듬하다. 플랭크 경사를 통해 광 커플링-아웃 또는 반사 방향이 제어될 수 있다. 단계(S4)에서, 접촉 영역(5)이 본체(3a)의 표면 및 인접 영역에 도포된다. 이는 투명하지만 전도성을 갖는 재료를 포함한다.
마지막으로, 제 5 단계(S5)에서, 전기적으로 연결되는 금속 미러 층(6a)이 접촉 층(5)에 도포된다. 금속 미러 층은 인클로저(4a')를 통해 제 2 접촉 영역(2b)까지 연장되어 이에 접촉한다. 또한, 제 2 금속 미러 층(6b)이 반사체 구조(4b)의 측면 플랭크에 동시에 도포된다. 구조화 및 가공에 의해, 원주 웹(4)의 표면은 금속이 없는 상태로 유지된다. 다른 실시예에서, 이것은 또한 그 위에 구조화되어, 양쪽 측면 플랭크 상의 금속 미러 층 사이의 전기적 연결을 얻을 수 있다.
반사 미러에 대해 위에 제시된 양태는 광전자 부품의 다른 설계, 예를 들어 아래에 도시된 원주 구조를 갖는 수직 광전자 부품에도 적용될 수 있다. 도 15는 여기서 한편으로는 적절한 전류 전도를 통해 빠른 스위칭 시간을 허용하고 다른 한편으로는 생성된 광을 미러 코팅을 통해 주 방출 방향으로 방출하는, 공통 커버 전극 및 원주 구조를 갖는 픽셀 셀의 실시예를 보여준다. 도 15에 따른 조립체는 3 개의 수직 광전자 부품을 구비하고, 여기서 적색 광을 제공하는 제 1 부품(1), 녹색 광을 제공하는 제 2 부품 및 청색 광을 제공하는 제 3 부품이 제공된다. 광전자 부품은 따라서 픽셀 셀의 서브 픽셀을 형성한다. 개별 부품은 단순함을 위해 행으로 표시되지만, 다른 배열, 예를 들어, 삼각형 형태도 고려될 수 있다. 또한, 광전자 부품들은 같은 크기이다. 일 실시예에서 부품은 200 ㎛ 내지 750 ㎛의 에지 길이를 가질 수 있고, 그 높이는 예를 들어 바람직하게는 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 부품은 별도로 제조되고, 그 후 다양한 이송 공정에 의해 기판(3)으로 전달된다. 또한, 설계에 따라 크기가 다를 수도 있으므로, 이것은 단순화 때문이다. 그러나, 추가 공정 단계에서 추가 조치가 필요하지 않도록, 높이가 같아야 한다. 광전자 부품은 수직 구조로 설계되는데, 즉, 다른 측면에, 도면에 도시된 바와 같이, 상부면 또는 밑면에 2 개의 접촉부를 갖는다.
광전자 부품은 공통 기판(3)에 배열된다. 이를 위해, 광전자 부품은 제 1 접촉부가 기판 위 또는 기판 내의 접촉부(여기에 도시되지 않음)에 전기적으로 연결된다. 기판은 차례로 반도체 기판 또는 백플레인 등일 수 있다. 광전자 부품을 위한 접촉부가 연결되는 리드가 기판에 배열된다. 리드 외에도, 전류 소스 및/또는 제어 전자 장치가 기판에 형성될 수 있다. 부품의 크기 때문에 이를 위한 충분한 공간이 제공된다. 일부 적용에서는, 예를 들어 조명 적용의 경우, 발생하는 열을 제거할 수 있는 조치가 또한 제공되어야 한다. 디스플레이를 위한 적용 또는 덜 전력 집약적인 적용에서는, 구조 및 리드의 일부가 TFT 기술을 사용하여 설계될 수 있다.
3 개의 광전자 부품을 갖는 픽셀 셀은 캐비티에 매립되거나 또는 경계에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 경계는 예를 들어 도 2 내지 도 6에서도 볼 수 있다. 도 15의 왼쪽 및 오른쪽에서, 융기부(29)가 기판(3) 상에 형성된다. 중공부 또는 리세스를 제공하는 이러한 유형의 융기부(29)는 예를 들어 폴리이미드 또는 다른 비-전도성 재료를 포함할 수 있다. 이들은 모든 측면에 대해 광전자 부품을 둘러싸고 있으므로, 이에 따라 픽셀 또는 다른 광전자 조립체의 경계를 형성한다.
측벽은 약간 경사져서, 표면의 법선에 각을 이루어 연장된다. 여기에 표시된 측면 표면의 선형 프로파일 외에도, 이는 포물선 형상의 프로파일을 나타낼 수 있다.
생성된 융기부(29)와 기판(3) 사이에, 또한 더 나은 기계적 강도를 위해 추가 전기 절연 층(25)이 제공된다. 절연 층 또는 융기부(29) 상에 전도성 미러 코팅 층(7)이 도포된다. 이것은 융기부(29)의 측면 표면을 통해서 뿐만 아니라, 기판 표면의 영역을 따라 그리고 광전자 부품들 사이에서도 연장된다. 그러나, 여기서 미러 코팅 층은 이격되어 있으므로, 단락 또는 다이와의 의도하지 않은 접촉 형성이 방지된다. 또한, 미러 코팅은 영역(13)에서 융기부의 상부면에도 제공된다. 미러 코팅(7)은 특히 Al, Ag 및 AgPdCu 등을 가질 수 있는 금속 미러로 설계된다. 다른 재료는 Al, Ag, Nd, Nb, La, Au, Cu, Pd, Pt, Mg, Mo, Cr, Ni, Os, Sn, Zn 또는 이들의 합금 또는 조합으로 제조된 금속 또는 합금일 수 있다.
융기부 사이의 또는 캐비티 내의 그리고 광전자 부품 사이의 공간(15)은 이제 투명한 비-전도성 재료(21)로 채워지고, 광전자 부품의 접촉부(5)의 높이까지 연장된다. 재료(21)는 절연 층을 형성한다. 절연 층은 스핀-온-글라스 또는 유사한 기술을 사용하여 도포될 수 있다. 요구 사항에 따라, 절연 재료는 접촉부(5) 및 미러 코팅 층의 높이까지 제거될 수 있으므로, 이들은 노출되고 평면형 표면이 형성될 수 있다. 마지막으로, 커버 전극(11)을 제공하는 투명한 전기 전도성 층이 부품의 제 2 접촉부(5) 및 절연 층(21) 상에 생성된다. 투명 층은 예를 들어 ITO 및/또는 IGZO 등을 가질 수 있다. 커버 전극 재료의 추가 예는 예를 들어 금속 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 카드뮴 산화물, 인듐 도핑 주석 산화물(ITO), 알루미늄 도핑(AZO), Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, In4Sn3O12 또는 상이한 투명 전도성 산화물의 혼합물과 같은 투명한 전도성 산화물이다.
커버 전극(11)은 전체 절연 층(21)에 걸쳐 연장되고, 영역(13)에서 미러 코팅 층과 중첩된다. 아래에 있는 금속 미러(7)와의 큰 면적의 직접 접촉은 양호한 전류 커플링-인을 생성하므로, 투명 전도성 층(11)을 통한 전류가 커버해야 하는 거리는 단지 짧을 뿐이다. 이를 통해, 투명 전도성 층(11)의 일반적으로 더 큰 시트 저항은 그다지 큰 영향을 미치지 않는다. 커버 전극(11)이 도포되는 평면형 표면으로 인해, 재료는 간단한 방식으로 스퍼터링되거나 또는 "스핀-온-글라스(SOG)" 상단 접촉 공정에 의해 적용될 수 있다. 이것은 ITO 커버 전극(11)으로 평면 코팅을 가능하게 하여, 예를 들어 소위 열충격 테스트에서 단절 에지를 방지한다. 그러나, 이러한 제조에서, 미러 코팅(7) 및 접촉부(5) 모두가 노출되고 재료(11)에 의해 직접 접촉되는 것이 바람직하다.
도 17은 도 15에 따른 실시예의 평면도를 도시한다. 조립체의 중간에 3 개의 광전자 부품이 직렬로 배치된다. 이들은 중첩 영역(13)에서 미러 코팅(7) 또는 금속 미러 층과 전기적으로 접촉되는 커버 전극(11)에 의해 접촉된다. 융기부 또는 캐비티에 의한 경계는 본질적으로 정사각형이다. 이를 통해, 융기부로부터 2 개의 외부 광전자 부품의 거리가 더 짧아진다. 일 실시예에서, 경계를 직사각형으로 형성하는 것이 유리할 수 있다. 이것은 도 17에서 점선 영역(13a)에 의해 도시되고, 여기에 융기부가 있고 커버 전극이 미러 코팅과 접촉한다. 이것은 광전자 부품과 경계 사이의 거리를 더 균일하게 한다.
도 18은 행을 따라 배열된 복수의 픽셀(P1, P2, P3 ... Pn)의 구성을 나타낸다. 픽셀(P)은 융기부에 의해 서로 분리되어, 광학적 누화가 적어도 감소된다. 단면에서, 각 픽셀에 대해 3 개의 광전자 부품(1)이 형성되며, 이는 작동 중에 서로 다른 파장의 광을 방출하도록 설계된다. 이들은 기판(3)과 커버 전극(11) 사이에 고정되고 전기적으로 접촉된다. 커버 전극(11)과 미러 코팅(7)의 직접적인 전기적 접촉은 도 15에 따른 실시예에 따라 형성된다.
미러 코팅(7)은 픽셀을 분리하는 각 융기부에서 커버 전극(11)에 전기적으로 연결된다. 픽셀 셀 및 픽셀의 행 외부에서, 미러 코팅은 기판(3)의 맨 왼쪽에 있는 제어 접촉부(9)로 안내된다. 제어 접촉부(9)는 추가 접촉이 이루어질 수 있는 접촉 영역을 형성한다. 다른 예에서, 접촉부(9)는 추가 회로 및 제어 요소가 배열되는 기판으로 안내된다. 금속 미러 코팅으로 인한 낮은 시트 저항으로 인해, 리드를 통한 전체 전압 강하가 감소한다. 적절하게 유도된 전류 전도를 통해 기생 커패시턴스가 감소되고, 광전자 부품의 제어를 위한 스위칭 시간이 효과적으로 감소될 수 있다. 도 18에 도시된 픽셀 구성은 또한 픽셀들 사이의 광학적 산란 및 이에 따라 소위 광학적 누화를 최소화하는 것을 가능하게 한다.
도 19는 제안된 장치의 추가 실시예를 도시한다. 이 경우, 도 15 내지 도 18과 동일한 도면 부호는 동일한 특징을 나타낸다. 이 구성에서, 기판 상에는 융기부 또는 캐비티가 제공되지 않는데, 즉, 미러 코팅 및 리드는 기판(3)의 표면을 따라 본질적으로 평면으로 연장된다. 3 개의 광전자 부품(1)이 기판(3) 상에 배열되고, 접촉부(도시되지 않음)에 전기적으로 연결된다. 광전자 부품을 둘러싸는 미러 코팅(7)은 투명하지만 전기 절연 층(25)에 의해 기판(3)으로부터 전기적으로 분리된다. 부품(1)(R, G 및 B)은 절연 층(21)으로 둘러싸여 있다. 이는 투명하며, 기판 위의 모든 방향에서 광전자 부품의 접촉부(5)의 높이까지 연장된다. 광전자 부품(1)의 상부 접촉부는, 투명 ITO 커버 접촉부로 설계되고 절연 층 위에 놓인 커버 전극(11)에 의해 전기적으로 접촉된다. 또한, 미러 코팅 층(7) 위에 복수의 전도성 피드스루가 생성되고, 이 피드스루는 미러 코팅 층(7)을 커버 전극(11)과 전기적으로 접촉시킨다. 피드스루는 시트 저항을 낮게 유지하기 위해 금속으로 채워진다.
일부 양태에서, 피드스루는 절연 층의 개구일 뿐이다. 그러나, 미러 코팅 층(7)까지 연장되는 절연 층의 트렌치 등이 제공될 수도 있다. 이들이 적어도 부분적으로 픽셀 주위에 원주 방향으로 형성되고 그 후 반사 재료로 채워지면, 양호한 전류 커플링-인 외에도, 광 안내가 또한 달성될 수 있다. 이러한 실시예에서는 광전자 부품의 높이가 같은 높이라면 작은 역할을 하는데, 왜냐하면 이는 캐비티 또는 융기부에 맞춰질 필요가 없기 때문이다.
도 20은 또한 도 19에 도시된 구조를 평면도로 보여준다. 픽셀은 정사각형으로 설계되므로, 중간 다이와 픽셀의 에지 사이의 거리가 거의 동일하다. 참조 번호 5는 투명 커버 전극(11)에 대한 광전자 부품(1)의 전기 접촉부(5)를 나타낸다. 여기에서도 미러 코팅(7)(도시되지 않음)이 광전자 부품 주변의 영역을 둘러쌀 수 있다.
도 21은 제안된 장치의 추가 예시적인 실시예를 단면으로 도시한다. 이 예에 따르면, 커버 전극(11)은 ITO 커버 접촉부로서 설계되고, 이는 차례로 각 광전자 부품(R, G 및 B)의 접촉부(5) 위에 평면으로 적용된다. 절연 층(21)은 각 부품을 둘러싼다. 그러나 픽셀의 에지 영역에서는 절연 층이 제거되며, 경사지게 연장되는 측면 에지를 갖는다. 이를 통해, 미러 코팅 층(7)까지 연장되고 이를 더 큰, 즉 점형이 아닌 영역에서 노출시키는 개구(19)가 형성된다. 이러한 노출되는 영역이 클수록, 이후에 커버 전극(11)과의 접촉 영역이 커진다.
즉, 두 개의 픽셀 사이의 그리고 미러 코팅 층(7) 위의 영역에서 평면 절연 층이 제거된다. 이것은 예를 들어 RIE를 사용한 에칭 공정에 의해 수행될 수 있다. 생성된 개구(19)는 평평한 개방 각도를 갖는 플랭크(23)를 갖는다. 개방 후, 커버 전극(11)은 절연 층에 도포되어, 절연 층의 평면 표면 및 측면 표면을 통해 연장된다. 대안적으로, 금속 층이 또한 측면 표면에 도포될 수 있고, 이 금속 층은 절연 층의 상부 에지 상의 커버 전극(11)과 접촉한다.
더 두꺼운 절연 층(21)의 경우, 개구(19)의 측면 플랭크는 상부 각도가 상대적으로 평평하도록, 즉, 대략 반대의 평평한 원추형을 나타내도록 설계되어야 한다. 평평한 굽힘각은 ITO 층(11)이 개구(19)의 에지에서 "찢어지는" 것을 방지한다. 측면 플랭크와 미러 코팅 층(7) 사이의 각도에도 동일하게 적용된다.
생성된 픽셀 요소는 이러한 접촉을 가지며, 특히 주변의 복수의 지점에서 중첩부(13)를 가지므로, 서브 픽셀 또는 픽셀도 마찬가지로 둘러싸여 있다. 또한, 다른 굴절률을 갖는 산란 층 또는 투명 래커 층과 같은 추가 후속 층(들)이 개구에 제공될 수 있으며, 이는, 칩의 측면 에지에서 방출되는 광의 측면 도파관이 광을 커플링-아웃하는데 사용될 수 있고 인접 픽셀로 전파되지 않음으로써, 예시적인 실시예에서 예를 들어 콘트라스트의 개선으로 이어진다.
도 22는 도 21에 따른 실시예를 평면도로 도시한다. 마이크로 발광 다이오드 다이(1)에 의해 각각 제공되는 3 개의 서브 픽셀은 기판(3)을 등지고 있는 측면에 전기 접촉부(5)를 갖는다. 이들은 투명한 커버 전극(11)에 의해 픽셀의 외부에 전기적으로 결합될 수 있다.
도 23은 장치의 추가적인 예시적인 실시예를 도시한다. 3 개의 광전자 부품(1)이 직렬로 배열된다. 각 부품은 이 실시예에서 잘린 피라미드로 설계된다. 높이가 증가함에 따라 베이스 영역이 약간 작아진다. 따라서, 광전자 부품은 약간 경사진 측면 플랭크를 나타낸다.
각각의 광전자 부품(1)의 측면 플랭크의 표면은 얇은 투명 절연 층(26)으로 덮여 있다. 그러나, 이것은 상부 제 2 접촉부(5)로 연장되지 않으므로, 이것은 노출된다. 무기 절연 층(26)은 예를 들어 화학 기상 증착에 의해 생성될 수 있다. 대안적으로, 층(26)은 또한 SiNx, SiOx, Al2O3, TiO2, HfO2, TaO2 및 ZrO2 등과 같은 ALD 기반(원자 층 증착)(Atomic Layer Deposition) 층으로 생성될 수 있다. 무기 층은 또한 다층으로, 즉 ALD-CVD-ALD 또는 CVD-ALD 또는 ALD-CVD로 구성될 수 있다. ALD 층은 또한 본질적으로 다층 층 스택(소위 나노 라미네이트)으로 구성될 수도 있다. 이러한 ALD 나노 라미네이트는 이 경우 예를 들어 2 개의 다른 ALD 층과 ALD 재료로 이루어진 다층 층 스택으로 구성되고, 여기서 예를 들어 A-B-A-B-A 등에 따라 개별 층은 전형적으로 단지 3 nm 내지 10 nm 두께이다.
기판(3)에 대한 부근 영역에서, 부품(1) 부근에도 형성되는 미러 코팅(7)이 전기 절연 층(25)에 도포된다. 다이로부터 충분한 거리를 두고 픽셀의 좌측 및 우측에서 절연 층(26)에 개구(20)가 형성된다. 따라서 여기에서 미러 코팅 층(7)이 노출된다. 마지막으로, 전도성 투명 재료로 제조된 커버 전극이 상부면 및 측면 플랭크에 도포된다. 이것은 또한 절연 층(26)의 개구를 통해 연장되고, 따라서 큰 면적에 걸쳐 금속 층(7)에 연결된다. 이러한 방식으로, 커버 전극(11)과 미러 코팅(7) 사이의 직접 전기적 접촉이 생성될 수 있다.
도 24는 도 110에 따른 조립체를 평면도로 도시한다. 도 24에 따르면, 3 개의 서브 픽셀 또는 광전자 부품(1)이 배열되고, 기판(3)을 등지고 있는 그 전기 접촉부(5)는 투명 커버 전극(11)에 의해 전기적으로 접촉될 수 있다.
도 16은 추가 구조가 제공되는 실시예를 나타낸다. 이 조립체는 도 15의 실시예와 유사하고, 여기서 새로운 설명은 생략하도록 한다. 그러나, 상기 실시예와 대조적으로, 여기서는 동일한 유형의 3 개의 광전자 부품(B)이 기판에 도포되고 전기적으로 접촉된다. 광전자 부품(B)은 작동 시 청색 파장의 광을 방출하도록 설계된다. 구조화된 절연 층(30)이 커버 전극(11)에 도포된다. 이것은 광전자 부품에서 나오는 광의 커플링-아웃을 향상시킨다. 이 실시예에서는 동일한 유형의 광전자 부품이 사용되기 때문에, RGB 픽셀을 얻기 위해 광을 다른 컬러로 변환해야 한다.
이를 위해, 광을 적절한 파장으로 변환하기 위해 변환체 재료가 층(30)에 도포된다. 구체적으로, 이것은 좌측 청색 광전자 부품 위에 놓이는 제 1 변환체 층(31)이다. 중앙에 배열된 광전자 부품 위에 녹색 변환체 층(32)이 제공된다. 마지막으로, 추가 투명 층(33)이 우측 광전자 부품 위에 배열된다. 이것은 그 자체로 필요하지 않지만, 투명 층에 의해 평면 표면이 생성된다. 변환체 재료는 무기 염료 또는 양자점을 포함한다. 광학적 누화를 감소시키기 위해, 개별 변환체 층들 또는 변환체 층(32)은 얇은 반사 층(34)에 의해 투명 층으로부터 분리된다. 바로 아래에 배열된 부품이 아닌 다른 부품에서 나오는 광이 변환체 층에 도달할 가능성도 있지만, 그러나 이는 낮은 설계 또는 부품 간의 전도체 트랙 구조를 높임으로써 감소될 수 있다. 또한, 커플링-아웃 층(30)은 또한 가파른 각도 하에, 즉 본질적으로 아래로부터 층(30)에 도달하는 더 많은 광을 커플링-아웃하도록 구조화될 수 있다. 여기의 픽셀은 매우 가깝게 배열되어 있다. 직렬보다 약간 더 큰 거리 또는 다른 배열의 경우, 변환체 및 반사 층(31 내지 34)은 이들이 픽셀 위에 고르게 분포되도록 배열될 수 있다. 따라서, 최외곽 반사 층(34)은 또한 융기부 위에 놓일 것이다.
변환체 구조 위에 이제 하나 이상의 추가 구조화된 층(35)이 놓이고, 이 하나 이상의 추가 구조화된 층(35)(여기에 도시되지 않음)은 또한 부분적으로 변환체 구조로 연장된다. 변환된 광은 구조(35)에 잘 커플링-인될 수 있다. 구조화된 층(35)은 광 시준 및 형성을 위해 사용되므로, 변환된 또는 변환되지 않은 광이 본질적으로 가파르게, 즉 바람직하게는 기판 표면에 직각으로 출사된다. 구조화된 층(35)은 예를 들어 표면에 평행하게 전파되는 광에 대한 가상 밴드 갭을 제공하는 광자 구조를 가질 수 있다. 이를 통해 광은 시준된다.
여기에 도시된 복수의 픽셀은 개별적으로 제어될 수 있는 디스플레이 또는 디스플레이 어레이를 형성하도록 열과 행으로 배열될 수 있다. 예를 들어 자동차를 위한 픽셀화된 조명 어레이가 이러한 구성으로 또한 생성될 수 있다.
도 25는 광전자 조립체를 제조하기 위한 방법의 예시적인 실시예를 도시한다. 제 1 단계(S1)에서, 복수의 접촉부를 갖는 기판이 표면에 제공된다. 전술한 바와 같이, 기판은 추가 라인, 제어 또는 스위칭 요소를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 나중에 부착될 광전자 부품을 둘러싸고 따라서 인접 요소로부터 조립체를 광학적으로 분리하는 융기부가 기판 상에 생성될 수 있다.
단계(S2)에서, 하나 이상의 광전자 부품이 이제 기판에 부착되고, 이들의 제 1 접촉부가 기판 위의 또는 기판 내의 접촉부에 전기적으로 연결된다. 광전자 부품은 수직 설계로 설계되는데, 즉, 이들의 접촉부는 대향하는 측면에 있다. 광전자 부품의 구성은 직렬로 배열될 수 있지만, 그러나 다른 배열도 가능하다.
단계(S3)에서, 미러 코팅 층이 기판 표면 상에 적층되고, 이는 기판의 표면 상의 전기 제어 접촉부에 전기적으로 연결되고 표면을 적어도 부분적으로 덮는다. 미러 코팅 층은 여기서 특히 광전자 부품을 향하는 융기부 또는 캐비티의 측벽에 적어도 부분적으로 도포될 수 있다. 마지막으로, 단계(S3)에서, 투명 커버 전극이 추가 접촉부에 배열되어, 미러 코팅 층과 전기적으로 접촉한다.
커버 전극이 찢어지는 것을 방지하기 위해, 단계(S2 또는 S3)에서, 미러 코팅 층이 도포되거나 또는 광전자 부품이 부착된 후 절연 층으로 둘러싸이는 것이 제공된다. 이러한 절연 층의 높이는 광전자 부품의 높이에 대응하므로, 평면형 표면이 생성된다. 절연 층은 스핀-온-글라스 등과 같은 투명한 비-전도성 층을 생성하기 위해 여기에 개시된 수단으로 생성된다. 광전자 부품 및 미러 코팅 층의 상부 접촉부까지 절연 층을 제거함으로써, 평면형 표면이 생성된다. 이 단계에는 기계적 또는 화학적 기술이 포함될 수 있다. 그런 다음 커버 전극은 투명 절연 층에 도포된다.
접촉은 융기부 영역에서 커버 전극 표면과 미러 코팅 표면 사이의 중첩 접촉부에서 또는 적어도 하나의 부품으로부터 반대쪽을 향하는 캐비티의 단부에서 이루어질 수 있다. 대안적으로, 절연 층에 일련의 피드스루가 제공될 수 있으며, 이는 금속으로 채워질 때 커버 전극과 미러 코팅 층 사이에 연결부를 생성한다. 피드스루는 미러 코팅 층을 노출하는 트렌치일 수도 있다.
추가 단계에서, 광결정 또는 준결정 구조를 갖고 기판의 표면에 평행하게 방출되는 광을 억제하거나 또는 감소시키도록 설계된 하나 이상의 구조화된 층이 커버 전극에 도포될 수 있다. 대안적으로, 커버 전극 자체는 또한 광의 커플링-아웃을 개선하거나, 광을 시준하거나, 또는 기판 표면으로부터 멀리 지향되게 방출하는 방식으로 구조화될 수 있다. 마지막으로, 광전자 부품 위에 변환체 재료를 도포할 수 있다.
다음 양태는 방출된 광의 방향성의 직접적인 개선과는 달리 다른 측면을 다룬다. 다음 예들은 램버시안 라디에이터를 생성하기 위해 고려된다. 그러나, 다른 형태의 반사체 요소가 빔 성형에 영향을 준다는 것은 당업자에게 명백하다. 따라서, 특별한 실시예는 후면 커플링-아웃을 갖지만 이와 동시에 지향될 수 있는 조립체를 생성한다.
도 25에는 반사체 요소(18)를 갖는 본 발명에 따른 광전자 조립체(10)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 먼저, 캐리어 기판(12)이 또한 여기에 제공되며, 이는 캐리어 기판(12)의 장착 측면(20) 상에 서로 나란히 배열되는 복수의 광전자 부품(16)을 종종 갖는다. 개별 광전자 부품(16)을 제어하는데 사용되는 제어 전자 장치(24)가 일반적으로 캐리어 기판(12) 상에 제공된다. 이를 위해, 전기 전도성 연결부(도시되지 않음)가 제어 전자 장치(24)와 개별 광전자 부품(16) 사이에 제공될 수 있다. 그러나, 아래에 추가로 도시되는 바와 같이, 다른 경우에, 캐리어 기판은 또한 투명할 수 있거나 또는 새로운 광 성형을 위한 추가 구조를 가질 수 있다.
반사체 요소(18)는 여기서 돔 형상으로 설계되고, 적어도 부품(16)이 광(14)을 방출하는 측면에서 광전자 부품(16)을 둘러싼다. 예를 들어, 부품(16)이 캐리어 기판(12)을 등지는 방향으로 광(14)을 방출하면, 이는 광전자 부품(16)을 향하는 반사체 요소(18)의 표면에 닿고, 여기에서 반사되어 캐리어 기판(12)의 장착 측면(20) 방향으로 다시 보내진다. 광은 경우에 따라 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면(22)의 방향으로 캐리어 기판(12)의 단면에 걸쳐 장착 측면(20)의 경계면에서 굴절과 함께 전파되고, 여기서 경우에 따라 반복된 굴절 또는 회절과 함께 커플링-아웃된다.
반사체 요소(18)는 유리하게는 광(14)이 캐리어 기판(12)의 장착 측면(20) 상의 캐리어 기판 평면(28)에 대해 가능한 한 수직인 입사각(26)으로 발생하도록 형상 및 특성을 가져야 한다. 무엇보다도, 이는 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면(22)으로부터 커플링-아웃될 때 바람직하지 않은 각도뿐만 아니라 캐리어 기판(12) 내의 전반사로 인한 손실도 최소화되도록 사용되어야 한다. 이러한 입사각(26)은 인접한 픽셀 요소(10) 사이의 누화 또는 크로스토크를 최소화하기 위해 가능한 한 작아야 한다.
도 26은 광전자 부품(16) 상의 또는 그 주위에 층으로서 구현된 반사체 요소(18)를 갖는 픽셀 요소 형태의 본 발명에 따른 조립체(10)의 추가 예를 도시한다. 이러한 변형 실시예는 예를 들어 금속 층으로서 반사체 요소(18)가 부품(16)의 표면 상에 직접 처리될 수 있는 것이 유리할 수 있다. 반사체 요소(18)에 대해, 다양한 재료, 예를 들어 금속 재료, 금속 합금 또는 금속 산화물, 또는 이용 가능한 제조 방법을 사용하여 적용될 수 있는 다른 적합한 화합물이 고려될 수 있다. 광전자 부품이 캐리어 기판과 동일한 재료로 직접 형성됨으로써 유사한 구성이 제공될 수 있다. 또한, 반사체 요소는 특정 형태 및 구성을 가지고 있다. 그러나, 이전 도면들의 다양한 양태는 특히 도 25 내지 도 26에 도시되어 여기에 개시된 실시예와 조합될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 반사체 요소(18)는 원주 방향으로 도포된 반사 층의 실시예로 대체될 수 있다. 따라서 캐리어 기판은 커버 전극에 도포된다.
추가적으로, 패시베이션 층(32)이 부품(16)과 반사체 요소(18)의 층 사이에 메사 에지(30) 상에 제공된다. 이러한 패시베이션 층(32)은 광 흡수 또는 적어도 광 차단 특성을 가지므로, 캐리어 기판 평면(28)의 방향으로 또는 메사 에지(30) 방향으로 광전자 부품에 의해 방출된 광(14)이 약화되거나 또는 흡수된다. 이것은 광(14)이 인접한 요소(10)의 방향으로 통과하여 크로스토크를 야기하는 것을 방지하기 위한 것이다. 추가적으로, 패시베이션 층(32)은 방출된 광(14)의 빔 성형을 발생시키도록 설계될 수 있다.
도 27에는 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면(20) 및 장착 측면(22) 상에 광 흡수 코팅(34)을 갖는 본 발명에 따른 픽셀 요소가 도시된다. 이 예시적인 실시예는 캐리어 기판(12)의 장착 측면(20) 상에 배열되는 광전자 부품(16)을 둘러싸는 구형 반사체 요소(18)를 갖는다. 이 양태에 따르면, 캐리어 기판(12)은 투명하거나 또는 적어도 부분 투명하게 설계되어, 광(14)이 캐리어 기판(12) 내에서 전파될 수 있다.
디스플레이의 어두운 인상 및 콘트라스트를 개선하기 위해, 이 예시적인 실시예에 따르면 광 흡수 층(34)이 제공되며, 이 광 흡수 층은 여기서 장착 측면(20) 및/또는 디스플레이 측면(22) 상에서 캐리어 기판(12) 상의 반사체 요소(18) 외부에 도포된다. 한편으로, 이것은 광(14)이 픽셀 요소의 원하는 활성 영역 외부에서 커플링-아웃되는 것을 방지할 수 있다. 다른 한편으로는, 캐리어 기판(12) 내에서 전파되는 광(14)이 디스플레이 측면(22) 상의 원하는 영역 외부에서 커플링-아웃되지 않고, 흡수되거나 또는 감쇠되는 유리한 효과가 있을 수 있다. 뷰어에게, 이러한 광 흡수 층(34)은 명확하게 비활성이거나 또는 검은 색 또는 어두운 것으로 인식될 수 있으며, 더 나은 광학적 한계로 인해 활성 발광 영역과 비교하여 디스플레이의 향상된 콘트라스트 특성을 달성할 수 있다.
도 28은 본 발명에 따른 조립체(10)의 다른 변형 실시예를 단순화된 방식으로 도시한다. 기본 구조에서, 조립체(10)는 도 25 내지 도 27에 이미 도시된 예에 대응한다. 여기서, 반사체 요소(18)에 의해 둘러싸인 광전자 부품(16)이 캐리어 기판(12) 상에 제공된다. 반사체 요소(18) 상의 광(14)의 반사를 통해, 광(14)은 캐리어 기판(12)을 통해 전파되고, 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면(22)에 도달한다.
여기서, 캐리어 기판(12)을 통과한 광(14)의 가능한 한 큰 비율이 디스플레이 측면(22)을 통해 캐리어 기판(12)으로부터 커플링-아웃되는 것이 바람직하다. 여기서, 거칠어진 표면(36)이 광(14)의 개선된 커플링-아웃을 발생시킬 수 있다. 더 일반적으로 말하자면, 디스플레이 측면(22)의 표면은 캐리어 기판 평면(28)에 평행한 정렬로부터 그 각도가 이탈하여 추가적인 커플링-아웃을 발생시킬 수 있는 서로에 대해 각도를 이루는 추가 마이크로 구조를 갖는 구조화를 갖는다.
도 29는 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면 상의 컬러 필터 요소(38) 및 광 흡수 코팅(34)을 갖는 본 발명에 따른 조립체(10)를 도시한다. 이러한 실시예는 예를 들어 자동차의 조명 수단에서, 예를 들어 백색 또는 다른 유색 광을 생성하는데 적합하다.
조립체(10)의 기본 구조는 이전 도면의 구조와 실질적으로 일치하지만, 반사체 요소(18)의 영역 외부에 있는 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면(22) 그리고 장착 측면(20) 모두에 제공되는 광 흡수 층(34)이 여기서 또한 제공된다. 추가적으로, 반사체 요소(18) 반대편에 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면(22) 상에 배열되는 컬러 필터 요소(38)가 여기에 제공된다.
따라서, 예를 들어 대응하는 적색 컬러 필터 요소(38)가 적색 광전자 부품에 대해 제공될 수 있다. 이것은 녹색 부품과 함께 녹색 컬러 필터 요소(38)에 그리고 예를 들어 청색 μ-LED와 함께 청색 컬러 필터 요소(38) 및 각각 관련 이미터 칩(16)에 유사하게 적용된다. 낮은 반사율 및 개선된 블랙 인상은 여기서 이점으로 볼 수 있다. 여기에서 또한 광 흡수 층(34)은 캐리어 기판(12) 내에서 전파되는 원하지 않는 광 성분(14)에 대해 흡수 효과를 갖는다.
대안적인 실시예에서, 다시 도 29를 참조하면, 요소(38)는 또한 제 1 파장의 광을 제 2 파장으로 변환하기 위해 컬러 변환체 요소일 수 있다. 광전자 부품(16)에 의해 방출되고 반사체 요소(18)에 의해 반사된 광은 변환체 요소에 닿고 여기에서 변환된다. 변환체 염료가 다른 구조에 의해 이러한 방식으로 기본 컬러 또는 또한 백색 광이 생성될 수 있다.
도 31에는 어레이의 추가 실시예가 도시되고, 여기서 2 개의 인접하는 조립체(10)가 캐리어 기판 상에 배치된다. 이들 사이에서, 광 흡수 층(34)이 캐리어 기판의 각각의 상이한 표면 상에 제공된다. 이것은 특히 크로스토크를 최소화하기 위해 제공될 수 있다. 부품(16)의 배열 및 구조에 따라, 부품(16)과 주변 반사체 요소(18) 사이에 사이 공간이 형성되며, 이 사이 공간은 애퍼처 또는 애퍼처 에지로서 작용할 수 있다. 이는 광(14)이 캐리어 기판 평면(28)에 대해 작은 각도로 이 애퍼처를 통해 나가고 인접한 픽셀 요소(10)의 방향으로 캐리어 기판(12)을 통해 비스듬하게 통과할 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
이러한 누화 또는 크로스토크를 방지하기 위해, 광 흡수 층(34)이 2 개의 조립체(10) 사이에 또는 2 개의 인접한 반사체 요소(18) 사이에 제공된다. 이들은 캐리어 기판(12)의 장착 측면(20)에 배열될 수 있지만, 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면(22)에도 배열될 수 있다. 이러한 광 흡수 층(34)은 이 경우 원치 않는 광 성분(14)을 감쇠시키거나 또는 제거하며, 이러한 방식으로 디스플레이의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
도 32에서, 픽셀 요소(10) 형태의 본 발명에 따른 구성의 제어 전자 장치(24)의 양태가 참조된다. 이들은 캐리어 기판의 일부로 설계될 수 있으며, 여기서 예를 들어 트랜지스터 구조는 캐리어 기판의 일부로서 제공된다. 일 예에서는 캐리어 기판으로서 기판(12)이 제공된다. 제어 전자 장치(24)가 IGZO에 기초하여 구현되는 경우, 일 예에 따르면, 제어 전자 장치(24)가 반사체 요소(18)의 내부 영역 내에 배열될 수 있다는 것도 고려될 수 있다(여기에 도시되지 않음). 이러한 가능성은 특히 IGZO 재료의 적어도 부분적인 광 투과성에 기초한다. 추가의 예에 따르면, 제어 전자 장치(24)의 기초로서 그리고 캐리어 기판(12)의 재료로서 LTPS가 사용된다. LTPS는 저온 폴리 실리콘을 나타내며, IGZO보다 전기적 특성이 더 우수하지만 광 흡수 특성이 더 높다.
예를 들어 비정질 실리콘뿐만 아니라 IGZO 또는 LTPS와 같은 다양한 재료가 캐리어 기판(12)의 재료로 사용될 수 있다. IGZO는 인듐 갈륨 아연 산화물(Indium Gallium Zinc Oxide)의 약자로서, 광에 대해 부분 투명한 특성을 가지며, 비교적 제조 비용이 저렴하다.
LTPS는 p-트랜지스터 및 n-트랜지스터 모두에 사용될 수 있는 반면, IGZO는 p-트랜지스터에 대해서만 적합하다. LTPS에 기초한 제어 전자 장치(24)의 구성은 결과적으로 여기서 반사체 요소(18) 외부에 제공된다. 소위 IC의 사용에서 또 다른 대안을 볼 수 있다. 이들은 종종 실리콘 기반 기판과 함께 사용되며, 일반적으로 광 흡수 특성을 가지고 있다.
그러나, 반사체 구조는 (여기에는 도시되지 않은) 기판의 일부일 수도 있으므로, 여기에는 제어 요소가 포함된다. 이러한 맥락에서, 이 경우 부품(16)은 반사체 요소(18)를 형성하는 측벽을 갖는 캐비티에 매립될 것이다.
일 예에 따르면, 제어 요소는 반사체(18) 위의 반사체 요소(18)의 영역 외부에 또는 적어도 측면(20)의 외부에 그리고 기판(12)으로부터 볼 때 측면(20) 위에 또는 외부에 배열될 것이다. 이미터 칩(16)과의 접촉 형성은 예를 들어 캐리어 기판(12) 상의 금속 접촉 패드 또는 투명한 ITO(인듐 주석 산화물)를 통해 달성될 수 있다.
도 33은 반사체 요소(18) 상에 확산체 층(40)의 부분 코팅을 갖는 본 발명에 따른 조립체(10)를 도시한다. 이 예시적인 실시예에 도시된 조립체(10)의 특별한 특징은 반사체 요소(18)의 특별한 실시예에서 볼 수 있다. 이 경우에, 반사체 요소(18)(여기서는 특히 영역(18B))의 측면 내부 표면 상에 확산체 층(40)이 제공된다. 이러한 확산체 층(40)은 방출된 광(14)의 증가된 편향 및 캐리어 기판(12)의 방향으로 광(14)의 더 유리한 편향을 발생시키도록 의도된다. 이미터 칩 바로 위에 수직으로 놓인 반사체의 영역(18A)에 더 얇은 또는 완전히 없는 확산체 층(40)을 제공하는 것이 여기서 유리할 수 있다.
특히, 캐리어 기판(12)의 장착 측면(20)의 방향으로 대략 수직으로 캐리어 기판 평면(28)에 대해 횡 방향으로 방출된 광의 가능한 한 직접 후방 반사에 초점을 맞추기 위해, 이 확산체 층(40)은 이 영역(18A)에서 평면으로 또는 평평하게 설계될 수 있다. 상대적으로 얇은 확산체 층(40)이 여기서 충분할 수 있는데, 그 이유는 광전자 부품이 그 특성 및 구조로 인해 이전 LED 기술에 비해 램버시안 방출 특성에 더 가까워지기 때문이다. 이를 위해 사용될 수 있는 재료는 예를 들어 Al2O3 또는 TiO2이다.
도 34는 픽셀 셀 형태의 추가 실시예를 횡단면도 및 평면도로 도시한다. 픽셀 셀은 3 개의 개별 광전자 부품(16r, 16g 및 16b)을 포함한다. 이들은 작동 중에 각각의 기본 컬러인 적색, 녹색 및 청색을 방출하도록 설계된다. 이 예시적인 실시예에서, 3 개의 광전자 부품은 직각 삼각형의 모서리에 배열된다. 그러나 예를 들어 직렬의 다른 배열도 또한 가능하다. 각각의 부품은 수직 μ-LED로 설계되는데, 즉, 공통 접촉부가 캐리어 기판을 등지고 있는 μ-LED 측면에 위치한다. 광전자 부품은 개별적으로 제어될 수 있고, 예를 들어 도 49 내지 도 54에서와 같은 일부 설계로 제조될 수 있다. 마찬가지로 예를 들어 중복이 있거나 또는 없는 개별 디스플레이 또는 조명 수단 모듈로서 다른 구성도 고려될 수 있다. 오른쪽의 도면에서, 이러한 목적을 위해 공통 투명 커버 접촉부(17)가 제공되며, 이 공통 투명 커버 접촉부는 광전자 부품을 완전히 또는 적어도 부분적으로 덮고 따라서 전기 접촉을 형성한다. 광전자 부품의 측벽은 절연되고, 커버 전극(17)에 연결되지 않는다. 또한, 3 개의 광전자 부품 각각을 둘러싸고 이에 따라 전체 픽셀을 형성하는 반사체 요소(18)가 제공된다.
따라서 반사체 요소의 방향으로 방출되는 광은 캐리어 기판에 의해 반사되고, 여기에서 부분적으로 캐리어 기판에 통합되는 광자 구조(19)에 닿는다. 광자 구조(19)는 방출된 광을 다시 지향시키고 시준된 광 번들로서 방출하도록 설계된다. 여기에 도시된 구조(19) 외에, 렌즈가 또한 캐리어 구조의 이러한 영역에 도포될 수 있다.
적용 사례에 따라 광자 구조를 생략할 수도 있다. 자동차 적용 분야의 경우, 램버시안 방출 특성이 더 바람직할 수 있으며, 이 경우 이는 생략된다. 증강 현실 영역에서는, 경우에 따라 추가적인 광자 구조를 통해 달성되는 강한 방향성이 요구될 수 있다. 광자 구조 외에, 이 구조에 추가적으로 또는 대안적으로도 변환체 재료가 제공될 수 있다. 자동차 영역에서는 백색 또는 다른 컬러의 조명을 사용하는 지향된 조명 적용이 가능하다.
마지막으로, 도 35는 조립체(10)를 제조하기 위한 방법(100)을 도시한다. 이 경우, 초기에 하나 이상의 광전자 부품이 편평한 캐리어 기판의 장착 측면에 부착된다(110). 부착에 대해서는 상응하는 이송이 선행된다. 이에 대한 설명은 본 출원에 개시되어 있다.
그 후, 단계(120)에서, 예를 들어 부품의 반사 층으로서 반사체 요소의 생성이 이루어진다. 일 예에 따르면, 단계(110) 이전에, 디스플레이 측면(22)의 표면의 거칠기(36) 또는 거친 마이크로 구조화를 생성하기 위해 캐리어 기판(12)의 디스플레이 측면(22)이 처리된다.
다음에서는, 다양한 디바이스 및 조립체 그리고 제조, 처리 및 작동 방법이 항목들로서 다시 예시적으로 나열된다. 다음 항목들은 다양한 방식으로 조합될 수 있는 제안된 원칙 및 개념의 다양한 양태 및 구현을 제시한다. 이러한 조합은 다음에 언급된 것으로 제한되지 않는다.
1. 적어도 하나의 광전자 조립체를 제조하는 방법으로서,
기판(1)의 표면 상에 제 1 접촉 영역 및 제 2 접촉 영역을 생성하는 단계;
제 1 접촉부가 상기 제 1 접촉 영역에 연결되는 수직 광전자 부품을 제공하는 단계;
상기 광전자 부품을 거리를 두고 둘러싸는 반사체 구조를 상기 기판 상에 생성하는 단계;
제 1 금속 미러 층이 상기 광전자 부품의 제 2 접촉부에 부착된 접촉 층을 상기 제 2 접촉 영역에 전기적으로 연결시키도록 상기 제 1 금속 미러 층을 생성하는 단계;
상기 둘러싸는 반사체 구조 상에 상기 광전자 부품을 향하는 제 2 금속 미러 층을 생성하는 단계
를 포함하는, 방법.
2. 항목 1에 있어서,
상기 반사체 구조를 형성하기 위해 평탄화 층을 도포하는 단계,
선택적으로, 상기 제 1 금속 미러 층에 대해 개방적으로 액세스가능할 수 있게 유지되도록, 상기 제 2 접촉 영역 위에 상기 평탄화 층을 제거하는 단계
를 추가로 포함하는 것인, 방법.
3. 항목 2에 있어서,
상기 광전자 부품을 기계적으로 접촉하는 방식으로 둘러싸는 상기 반사체 구조를 형성하기 위해 상기 평탄화 층을 구조화하는 단계;
상기 전기적으로 연결시키는 제 1 금속 미러 층을 추가적으로 상기 반사체 구조 상에, 특히 상기 제 2 금속 미러 층에 전기 전도성으로 도포하는 단계
를 포함하는 것인, 방법.
4. 항목 3에 있어서,
상기 둘러싸는 것은 특히 상기 광전자 부품의 에지 길이의 2 배보다 큰 거리를 두고 상기 발광 본체를 프레임화하는 것인, 방법.
5. 항목 3에 있어서,
상기 기판을 등지고 있는, 상기 반사체 구조의 주 표면 상에 상기 제 2 금속 미러 층을 도포하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
6. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사체 구조의 플랭크에 상기 제 2 금속 미러 층을 도포하는 단계를 특징으로 하는 방법.
7. 항목 6에 있어서,
광의 커플링-아웃이 상기 반사체 구조의 상기 플랭크의 경사각에 의해 설정되는 것인, 방법.
8. 항목 7에 있어서,
상기 기판으로부터의 거리가 증가함에 따라 상기 반사체 구조의 원주가 증가하는 방식으로 상기 반사체 구조의 상기 플랭크를 생성하는 단계; 또는
상기 기판으로부터의 거리가 증가함에 따라 상기 반사체 구조의 원주가 감소하는 방식으로 상기 반사체 구조의 상기 플랭크를 생성하는 단계
를 포함하는 것인, 방법.
9. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사체 구조의 플랭크 사이에, 특히 상기 플랭크의 높이까지, 상기 기판에 흑색 층, 특히 포팅 층을 도포하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
10. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판 또는 상기 흑색 층에, 특히 상기 제 1 금속 미러 층 위의 높이까지 밀봉, 캡슐화, 및/또는 광학 커플링-아웃을 위한 코팅을 도포하고 선택적으로 구조화하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
11. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 층은 중간에서 포토 리소그래피에 의해 구조화되는 것인, 방법.
12. 광전자 조립체로서:
제 1 및 제 2 접촉 영역을 갖는 기판;
적어도 하나의 수직 광전자 부품 - 상기 수직 광전자 부품의 제 1 접촉부는 기판의 일 측면에서 상기 제 1 접촉 영역에 연결되고; 상기 기판을 등지고 있는 상기 수직 광전자 부품의 제 1 접촉부는 투명 접촉 층 및 제 1 금속 미러 층에 의해 상기 제 2 접촉 영역에 연결됨 - ;
상기 수직 광전자 부품을 둘러싸는 반사체 구조 - 제 2 금속 미러 층이 상기 반사체 구조에 부착됨 -
를 포함하는, 광전자 조립체.
13. 항목 12에 있어서,
상기 반사체 구조는 X-Y 평면을 따라 기계적으로 접촉하는 방식으로 상기 수직 광전자 부품을 둘러싸고, 특히 상기 제 1 금속 미러 층은 상기 제 2 금속 미러 층에 대해 전기 전도성인 것인, 광전자 조립체.
14. 항목 12 또는 13에 있어서,
상기 수직 광전자 부품을 기계적으로 접촉하는 방식으로 둘러싸는 인클로저가 제공되고, 상기 반사체 구조는 특히 상기 수직 광전자 부품의 에지 길이의 1 내지 10 배, 특히 3 배보다 큰 거리에서 상기 인클로저를 프레임화하고, 상기 제 1 금속 미러 층 및 상기 접촉 층은 상기 인클로저에 추가적으로 부착되는 것을 특징으로 하는 광전자 조립체.
15. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
3 개의 광전자 부품이 각각 픽셀의 서브 픽셀을 각각 형성하는 것인, 광전자 조립체.
16. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 투명 접촉 층은 상기 수직 광전자 부품 위에서 상기 반사체 구조의 상부면까지 연장되는 투명 커버 전극인 것인, 광전자 조립체.
17. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
적어도 부분적으로 상기 수직 광전자 부품 위에 배열되는 변환체 재료를 추가로 포함하는 것인, 광전자 조립체.
18. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
굴절률이 다른 제 1 및 제 2 영역을 갖는 광 성형 구조, 특히 마이크로 렌즈 또는 광자 구조를 추가로 포함하고,
상기 광 성형 구조는
상기 투명 접촉 층 상에 도포되고; 또는
상기 투명 접촉 층과 상기 광전자 부품 사이에 배열되고; 또는
상기 제 1 및 제 2 영역 중 하나는 상기 수직 광전자 부품의 상기 반도체 재료 내로 적어도 부분적으로 연장되거나 또는 이에 의해 형성되거나 또는 상기 변환체 재료에 의해 형성되는 것인, 광전자 조립체.
19. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 둘러싸는 반사체 구조에 의해 캐비티가 형성되고, 상기 캐비티에 상기 수직 광전자 부품이 배열되고 상기 캐비티의 나머지 공간은 특히 양자점으로 이루어진 변환체 재료로 채워지는 것인, 광전자 조립체.
20. 상기 둘러싸는 반사체 구조와 상기 수직 광전자 부품 사이의 영역이 반사 층으로 적어도 부분적으로 덮이는 것인, 광전자 조립체.
21. 상기 광전자 부품은 상기 둘러싸는 구조보다 낮은 높이를 갖는 것인, 광전자 조립체.
22. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 또는 상기 언급된 방법 중 어느 한 방법에 따라 제조되어 픽셀을 형성하도록 결합되어 행과 열로 배열되는 복수의 광전자 조립체를 갖는 장치로서,
복수의 픽셀은 각각, 측벽이 경사지고 금속 미러 층이 제공된 반사체 구조에 의해 둘러싸여 있는, 장치.
23. 캐리어 기판에 배열되고 반사체 구조에 의해 둘러싸인 3 개의 수직으로 구성된 광전자 부품을 갖는 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 광전자 조립체를 갖는 픽셀.
24. 비디오 벽 또는 조명 수단에서, 특히 자동차에서 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 광전자 조립체의 사용.
25. 기판 및 상기 기판의 일 측면에 고정된 적어도 하나의 광전자 부품을 갖는 광전자 조립체로서,
상기 광전자 부품은 상기 기판을 향하는 측면에 제 1 전기 접촉부를 포함하고,
상기 광전자 부품은 상기 기판을 등지고 있는 측면에 제 2 전기 접촉부를 포함하며, 상기 제 2 전기 접촉부는 미러 코팅에 의해 상기 기판의 표면 상의 전기 제어 접촉부에 전기적으로 연결되고,
상기 미러 코팅은 상기 적어도 하나의 부품을 향하는 기판 표면을 적어도 부분적으로 덮는, 광전자 조립체.
26. 항목 25에 있어서,
상기 제 2 전기 접촉부 위로 연장되어 이를 상기 미러 코팅에 연결시키는 투명 커버 전극을 추가로 포함하고, 상기 미러 코팅은 적어도 부분적으로 상기 커버 전극 아래에서 거리를 두고 배열되는 것인, 광전자 조립체.
27. 항목 25 및 26 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 제어 접촉부는 상기 커버 전극 아래에 배열되지 않고, 상기 미러 코팅은 상기 커버 전극 아래가 아닌 적어도 한 영역에서 연장되는 것인, 광전자 조립체.
28. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 미러 코팅은 특히 다음 금속들: Al, Ag, AgPdCu, Nd, Nb, La, Au, Cu, Pd, Pt, Mg, Mo, Cr, Ni, Os, Sn, Zn 및 위의 것들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 금속 미러를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
29. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 커버 전극은 전기 전도성 산화물 층, 특히 IGZO, 금속 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 카드뮴 산화물, 인듐 도핑 주석 산화물(ITO), 알루미늄 도핑 (AZO), Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, In4Sn3O12 또는 다른 투명 전도성 산화물의 혼합물로 이루어진 재료를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
30. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판은 상기 적어도 하나의 광전자 부품을 적어도 부분적으로 둘러싸는 경계를 가지며, 상기 기판의 상부면에 상기 미러 코팅이 배열되고, 상기 미러 코팅은 여기에서 상기 커버 전극 표면에 전기적으로 연결되는 것인, 광전자 조립체.
31. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판은, 상기 적어도 하나의 광전자 부품이 배열되는 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티는 본질적으로 상기 적어도 하나의 광전자 부품의 높이에 대응하는 깊이를 갖는 것인, 광전자 조립체.
32. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 적어도 하나의 광전자 부품 주위에 절연 평면 절연 층이 제공되며, 상기 절연 평면 절연 층의 높이는 본질적으로 상기 광전자 부품의 높이보다 작거나 또는 같은 것인, 광전자 조립체.
33. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 절연 평면 절연 층은 상기 커버 전극 층과 상기 미러 코팅 층 사이에서, 특히 광전자 부품과 둘러싸는 경계 사이의 상기 기판 위에서 적어도 부분적으로 연장되는 것인, 광전자 조립체.
34. 항목 239 내지 252 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 미러 코팅은 상기 광전자 부품을 향하는 상기 경계의 측면 표면에서 적어도 부분적으로 연장되고, 상기 측면 표면은 특히 상기 기판의 표면에 대해 경사진 각도로 연장되는 것인, 광전자 조립체.
35. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 커버 전극과 상기 미러 코팅의 직접적인 전기적 접촉은 상기 절연 층을 통한 상기 미러 코팅 재료의 피드스루 또는 비아에 의해 생성되는 것인, 광전자 조립체.
36. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 절연 층은 적어도 하나의 영역에서 상기 광전자 부품으로부터 이격되어 경사지고, 상기 커버 전극은 여기에서 상기 미러 코팅 방향으로 연장되는 것인, 광전자 조립체.
37. 항목 36에 있어서,
상기 경사진 영역의 플랭크는 평평한 경사각을 갖는 것인, 광전자 조립체.
38. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 광전자 부품의 상기 제 1 접촉부는 상기 기판의 표면의 접촉부에 직접 연결되는 것인, 광전자 조립체.
39. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 광전자 조립체를 갖는 픽셀로서,
적색, 녹색 및 청색 광을 제공하는 광전자 부품이 각각 상기 기판에 고정되고, 제 2 전기 접촉부는 투명 전도성 커버 전극을 통해 상기 전도성 미러 코팅 층에 연결되는, 픽셀.
40. 항목 39에 있어서,
상기 광전자 부품은 공통 경계에 의해 둘러싸이거나 또는 공통 캐비티에 배열되는 것인, 픽셀.
41. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 광전자 부품 사이의 상기 기판 상의 영역은 적어도 부분적으로 반사 층, 특히 상기 미러 코팅 층으로 덮여 있는 것인, 픽셀.
42. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 광전자 부품은 투명한 비-전도성 재료에 매립되는 것인, 픽셀.
43. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판은 상기 광전자 부품 각각을 각각 따로 그리고 개별적으로 제어하도록 설계된 리드(lead)를 포함하는 것인, 픽셀.
44. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판은 각각의 광전자 부품의 개별 전류 공급을 위한 TFT 구조 및 전기 리드를 포함하는 것인, 픽셀.
45. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
렌즈 형태의 요소, 광결정 또는 준결정 구조를 포함하고 상기 기판의 표면에 평행하게 방출되는 광을 억제하거나 또는 감소시키도록 설계된 광 성형 구조화된 층을 상기 투명 커버 전극 상에 또는 상기 투명 커버 전극 내에 추가로 포함하는 것인, 픽셀.
46. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 투명 커버 전극은 특히 광을 시준하고 상기 기판 표면을 등지는 방향으로 광을 방사하거나, 또는 광을 커플링-아웃시키도록 구조화되는 것인, 픽셀.
47. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
적어도 상기 광전자 부품 중 하나 위에 및/또는 그 주위에 광을 변환하기 위한 변환체 재료가 배열되고, 상기 변환체 재료는 특히 절연 층에 의해 상기 투명 커버 전극으로부터 전기적으로 절연될 수 있는 것인, 픽셀.
48. 행과 열로 배열되어 개별적으로 제어될 수 있는, 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 복수의 픽셀을 갖는 디스플레이 또는 디스플레이 모듈로서,
특히 일렬로 배열된 픽셀은 공통 커버 층 및 공통 전기 제어 접촉부를 포함하는, 디스플레이 또는 디스플레이 모듈.
49. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 픽셀은 상기 기판 상에 배열된 융기부에 의해 서로 분리되는 것인, 디스플레이 또는 디스플레이 모듈.
50. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판은 서로 분리된 복수의 캐비티를 포함하고, 각각의 경우 상기 복수의 픽셀 중 하나는 상기 캐비티 중 하나에 배열되는 것인, 디스플레이 또는 디스플레이 모듈.
51. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
특히 양자점을 갖는, 광을 변환하기 위한 변환체 재료가 적어도 일부 캐비티에 도입되는 것인, 디스플레이 또는 디스플레이 모듈.
52. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 융기부의 측벽 또는 상기 캐비티들 사이의 측벽은 반사 층, 특히 미러 코팅 층을 포함하는 것인, 디스플레이 또는 디스플레이 모듈.
53. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판은 상기 픽셀을 개별적으로 어드레싱하고 제어하도록 설계된 특히 선행 항목들 또는 후행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 전도성 구조를 포함하는 것인, 디스플레이 또는 디스플레이 모듈.
54. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 복수의 광전자 조립체 또는 픽셀을 갖는 특히 자동차에서의 조명 수단.
55. 광전자 조립체를 제조하는 방법으로서:
표면에 복수의 접촉부를 갖는 기판을 제공하는 단계;
적어도 하나의, 특히 수직의, 광전자 부품을 상기 접촉부 중 하나에 부착하는 단계 - 상기 광전자 부품은 상기 기판 표면을 등지고 있는 측면에 추가 접촉부를 포함함 - ;
상기 기판의 상기 표면 상의 전기 제어 접촉부에 전기적으로 연결되고 상기 표면을 적어도 부분적으로 덮는 미러 코팅 층을 상기 기판 표면 상에 제공하는 단계;
상기 미러 코팅 층과 전기적으로 접촉하는 투명 커버 전극을 상기 추가 접촉부에 형성하는 단계
를 포함하는, 방법.
56. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판은 상기 적어도 하나의 광전자 부품을 적어도 부분적으로 둘러싸는 융기부를 포함하는 것인, 방법.
57. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 미러 코팅 층은 특히 상기 적어도 하나의 광전자 부품을 향하는 상기 융기부 또는 상기 캐비티의 측벽에 적어도 부분적으로 도포되는 것인, 방법.
58. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 기판 표면에 상기 적어도 하나의 광전자 부품을 둘러싸는 투명 절연 층을 도포하는 단계 - 상기 커버 전극은 상기 투명 절연 층에 도포됨 - 를 추가로 포함하는 것인, 방법.
59. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
다음 단계들:
상기 적어도 하나의 광전자 부품을 등지고 있는 상기 캐비티의 단부 상에서 또는 상기 융기부 영역에서 상기 커버 전극 표면 및 미러 코팅 표면의 중첩 접촉부를 형성하는 단계; 또는
투명 절연 층을 관통하는 피드스루를 형성하고, 이를 통해 상기 커버 전극이 상기 미러 코팅 층과 접촉하도록 상기 피드스루를 채우는 단계; 또는
상기 투명 절연 층의 경사진 측면에 상기 투명 커버 전극과 상기 미러 코팅 층을 접촉시키는 전도성 연결부를 도포하는 단계
중 적어도 하나를 추가로 포함하는 것인, 방법.
60. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 광전자 부품들 사이의 상기 기판 표면의 일부에 미러 코팅을 도포하고, 특히 상기 광전자 부품들 사이의 기판 표면에 상기 미러 코팅 층을 도포하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
61. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
광결정 또는 준결정 구조를 포함하고 상기 기판의 표면에 평행하게 방출되는 광을 억제하거나 또는 감소시키도록 설계된 구조화된 층을 상기 투명 커버 전극 상에 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
62. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
특히 광을 시준하고 상기 기판 표면을 등지는 방향으로 광을 방사하도록 또는 광을 커플링-아웃시키도록 상기 투명 커버 전극을 구조화하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
63. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
적어도 하나의 광전자 부품에 대해 광 변환을 위한 변환체 재료를 도포하는 단계 - 상기 변환체 재료는 특히 절연 층에 의해 상기 투명 커버 전극으로부터 전기적으로 절연됨 - 를 추가로 포함하는 것인, 방법.
64. 광전자 부품으로서:
p도핑된 층으로 이루어진 층 스택;
n도핑된 층;
상기 p도핑된 층과 상기 n도핑된 층 사이에 배열된 활성 영역 - 상기 층 스택은 주 표면 위로 상승되고, 상기 활성 영역은, 상기 주 표면으로부터 볼 때, 상기 층 스택의 중심 위에 배열되고, 상기 층 스택은 상기 주 표면으로부터 감소하는 직경을 가짐 - ;
상기 층 스택의 표면 위의 반사 층
을 포함하는, 광전자 부품.
65. 항목 64에 있어서,
상기 층 스택은 반구 또는 포물선 또는 타원의 형태를 갖는 것인, 광전자 부품.
66. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사 층에 인접한 상기 활성 층의 영역은 증가된 밴드 갭을 갖는 것인, 광전자 부품.
67. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사 층에 인접한 상기 활성 층의 영역은 양자 우물 혼합을 포함하는 것인, 광전자 부품.
68. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사 층은 상기 활성 영역과, 상기 표면 영역에 인접한 상기 층 스택의 층 사이의 유전체를 포함하는 것인, 광전자 부품.
69. 광전자 조립체로서,
편평한 캐리어 기판; 및
상기 캐리어 기판의 장착 측면에 배열되는 특히 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 적어도 하나의 광전자 부품 - 상기 광전자 부품은 상기 캐리어 기판을 등지는 방향으로 캐리어 기판 평면에 대해 횡 방향으로 광을 방출하도록 설계됨 - ;
편평한 반사체 요소
를 포함하고,
상기 반사체 요소는 상기 적어도 하나의 광전자 부품에 의해 방출된 광을 상기 캐리어 기판의 방향으로 반사하도록 공간적으로 상기 장착 측면 상에서 상기 적어도 하나의 광전자 부품에 대해 배열되고 설계되며;
상기 캐리어 기판은 적어도 부분적으로 투명하게 설계되어, 상기 반사체 요소에 의해 반사된 광은 상기 캐리어 기판을 통해 전파되고, 상기 장착 측면에 대향하는 상기 캐리어 기판의 디스플레이 측면에서 출사되는, 광전자 조립체.
70. 항목 69에 있어서,
상기 적어도 하나의 광전자 부품에 의해 반사된 광을 산란시키기 위해, 상기 적어도 하나의 광전자 부품을 향하는 상기 반사체 요소의 측면 상에 확산체 층이 제공되고 및/또는 반사체 재료가 확산체 입자를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
71. 항목 70에 있어서,
상기 확산체 층 및/또는 상기 확산체 입자는 Al2O3 및/또는 TiO2를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
72. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사체 요소는 상기 적어도 하나의 광전자 부품을 원형으로, 다각형 형상으로 또는 포물선 형상으로 둘러싸는 것인, 광전자 조립체.
73. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사체 요소는 상기 적어도 하나의 광전자 부품의 전기 접촉부를 형성하는 것인, 광전자 조립체.
74. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사체 요소는 상기 적어도 하나의 광전자 부품에 의해 방출된 광의 적어도 90 %가 상기 캐리어 기판 평면에 대해 45 도 내지 90 도의 각도로 상기 캐리어 기판의 상기 장착 측면에 입사하도록 설계되고 형성되는 것인, 광전자 조립체.
75. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 적어도 하나의 광전자 부품은 상기 반사체 요소에 의해 둘러싸인 3 개의 부품을 포함하는 것인, 광전자 조립체.
76. 항목 63에 있어서,
상기 적어도 3 개의 부품은 상기 반사체 요소를 향하는 측면 상에, 공통 전기 접촉을 위해 투명 커버 층으로 덮이는 접촉 영역을 포함하는 것인, 광전자 조립체.
77. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 캐리어 기판은 폴리 아미드, 투명 플라스틱, 수지 또는 유리를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
78. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사체 요소는 상기 적어도 하나의 광전자 부품의 반사 층으로 설계되는 것인, 광전자 조립체.
79. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 적어도 하나의 광전자 부품의 메사 에지에서 광의 반사를 감쇠하거나 또는 제거하기 위해 패시베이션 층이 추가적으로 제공되는 것인, 광전자 조립체.
80. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사체 요소 외부의 상기 캐리어 기판의 상기 장착 측면 및/또는 상기 디스플레이 측면 상에 광 흡수 코팅이 제공되는 것인, 광전자 조립체.
81. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 캐리어 기판의 상기 디스플레이 측면은 고르지 않은 구조 및/또는 거칠어진 구조를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
82. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 반사체 요소 반대편의 상기 캐리어 기판의 상기 디스플레이 측면에 컬러 필터 요소가 배열되고;
상기 컬러 필터 요소는 상기 적어도 하나의 광전자 부품의 기본 컬러 스펙트럼이 통과할 수 있게 하고, 다른 컬러 스펙트럼을 감쇠시키는 것인, 광전자 조립체.
83. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 캐리어 기판에는, 상이한 굴절률을 갖는 제 1 및 제 2 영역이 도입된 광 성형 구조, 특히 후행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 특징을 갖는 광자 구조가 도입되는 것인, 광전자 조립체.
84. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 캐리어 기판의 상기 디스플레이 측면 상에는, 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 광 성형 및/또는 광 변환 구조가 배열되는 것인, 광전자 조립체.
85. 항목 83 또는 84에 있어서,
제 1 영역은 변환체 재료를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
86. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 적어도 하나의 광전자 부품을 둘러싸고, 광전자 부품과 반사체 재료 사이의 공간을 채우는 변환체 재료를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
87. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 있어서,
상기 캐리어 기판의 상기 디스플레이 측면 상에 변환체 재료를 포함하는 것인, 광전자 조립체.
88. 각각이 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 복수의 광전자 조립체를 포함하는 디스플레이 조립체, 특히 비디오 벽.
89. 선행 항목들 중 어느 한 항목에 따른 광전자 조립체를 갖는 자동차 조명 수단.
89. 광학 픽셀 요소를 제조하는 방법으로서:
적어도 하나의 광전자 부품을 편평한 캐리어 기판의 장착 측면에 부착하는 단계;
반사체 요소를 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 반사체 요소는 상기 적어도 하나의 광전자 부품 상에 광 반사 층으로서 형성되어, 상기 적어도 하나의 광전자 부품에 의해 방출된 광은 상기 캐리어 기판의 방향으로 반사되는, 방법.
예시적인 실시예들에 의해 이루어진 상기 설명은 여기에 도시된 다양한 실시예들을 이들로 제한하지 않는다. 오히려, 본 개시는 서로에 대해 그리고 서로 조합될 수 있는 복수의 양태를 형성한다. 따라서, 예를 들어 방법과 관련된 양태는 또한 광 커플링-아웃이 특히 주요 초점인 양태와 조합될 수도 있다. 이것은 또한 위에 제시된 다양한 항목들에 의해 설명된다.
따라서, 본 발명은, 이러한 특징 또는 이러한 조합이 예시적인 실시예들에서 명시적으로 설명되지 않더라도, 임의의 특징, 및 특히 선행 항목들 및 청구 범위의 특징의 임의의 조합을 포함하는 특징의 임의의 조합을 포함한다.
Claims (2)
- 광전자 조립체로서:
제 1 및 제 2 접촉 영역을 갖는 상부면;
편평하고 적어도 부분적으로 투명한 캐리어 기판,
이들 사이에 배열되고, 상부면의 일 측면에서 제 1 접촉부가 상기 제 1 접촉 영역에 연결되어 상기 상부면에서 고정되는 적어도 하나의 수직 광전자 부품 - 상기 광전자 부품은 상기 편평한 캐리어 기판을 향하는 제 2 전기 접촉부를 포함하고, 상기 제 2 전기 접촉부는, 투명 접촉 층 및 제 1 금속 미러 층에 의해, 제어 접촉부를 형성하는 제 2 접촉 영역에 연결됨 - ;
상기 수직 광전자 부품을 둘러싸는 반사체 구조 - 제 2 금속 미러 층이 상기 반사체 구조에 부착되고; 상기 제 1 금속 미러 층은 상기 적어도 하나의 부품을 향하는 상기 기판 표면을 적어도 부분적으로 덮음 -
를 포함하고,
상기 광전자 부품은 상기 캐리어 기판을 등지는 방향으로 캐리어 기판 평면에 대해 횡 방향으로 광을 방출하도록 설계되고;
상기 반사체 구조 및 상기 제 1 및 제 2 금속 미러 층은 상기 적어도 하나의 광전자 부품에 의해 방출된 광을 상기 캐리어 기판의 방향으로 반사하여, 상기 부품에 대향하는 상기 캐리어 기판의 측면에서 출사시키도록 공간적으로 상기 적어도 하나의 광전자 부품에 대해 배열되고 설계되는 것인, 광전자 조립체. - 제 1 항에 따른 광전자 조립체 또는 복수의 광전자 부품을 갖는 디스플레이.
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