KR20230098796A - 통합된 축외 마이크로 렌즈 어레이를 갖는 디스플레이 패널들 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시예들은, 통합된 마이크로 렌즈 어레이를 갖는 디스플레이 패널을 포함한다. 디스플레이 패널은 전형적으로, 대응하는 픽셀 드라이버 회로(예컨대, FET)들에 전기적으로 결합되는 픽셀 광원들(예컨대, LED들)의 어레이를 포함하는 메사들의 어레이를 포함한다. 마이크로 렌즈들의 어레이는 픽셀 광원들을 포함하는 메사들 상에 축외로 배열되고, 픽셀 광원들에 의해 생성되는 광의 발산을 감소시키도록 위치되고, 픽셀별 기반으로 특정 각도 또는 초점으로 광을 지향시킨다. 상이한 마이크로 렌즈 형상들 및 조합들이 디스플레이 패널에서 구현된다. 디스플레이 패널은 또한, 마이크로 렌즈들과 픽셀 드라이버 회로들 사이의 위치결정을 유지하기 위해, 동일한 마이크로 렌즈 물질 층으로부터 형성되는 통합된 광학 스페이서를 포함할 수 있다.
Description
관련 출원
본 출원은 "DISPLAY PANELS WITH AN INTEGRATED OFF-AXIS MICRO-LENS ARRAY"라는 명칭으로 2020년 9월 27일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/083,972호를 우선권으로 주장하며, 상기 출원은 참조로 본원에 포함된다.
본 개시내용은 일반적으로 디스플레이 디바이스들에 관한 것으로, 더 상세하게는, 축외(off-axis) 마이크로 렌즈 어레이와 통합된 디스플레이 패널들을 위한 시스템들 및 제조 방법들에 관한 것이다.
디스플레이 기술들은 오늘날의 상업용 전자 디바이스들에서 점점 더 중요해지고 있다. 이러한 디스플레이 패널들은, 액정 디스플레이 텔레비전(LCD TV)들 및 유기 발광 다이오드 텔레비전(OLED TV)들과 같은 고정식 대형 스크린들뿐만 아니라 랩톱 개인용 컴퓨터들, 스마트폰들, 태블릿들, 및 웨어러블 전자 디바이스들과 같은 휴대용 전자 디바이스들에서 광범위하게 사용된다. 고정식 대형 스크린들에 대한 개발의 대부분은, 다수의 시청자들을 수용하여 다양한 각도들에서 스크린을 볼 수 있게 하기 위해, 높은 시야 각도를 달성하는 것에 관한 것이다. 예컨대, 슈퍼 트위스티드 네마틱(super twisted nematic)(STN) 및 막 보상 슈퍼 트위스티드 네마틱(film compensated super twisted nematic)(FSTN)과 같은 다양한 액정 물질들이 디스플레이 패널 내의 각각의 그리고 모든 각각의 픽셀 광원의 큰 시야 각도를 달성하기 위해 개발되었다.
그러나, 대부분의 휴대용 전자 디바이스들 대부분은 주로 단일 사용자들을 위해 설계되고, 이러한 휴대용 디바이스들의 스크린 배향은 다수의 시청자를 수용하기 위한 큰 시야 각도 대신에 대응하는 사용자들에 대한 최상의 시야 각도가 되도록 조정되어야 한다. 예컨대, 사용자에 대한 적합한 시야 각도는 스크린 표면에 수직일 수 있다. 이러한 경우에서, 고정식 대형 스크린들과 비교하여, 큰 시야 각도에서 방출되는 광은 대부분 낭비된다. 부가적으로, 큰 시야 각도들은 공공 장소들에서 사용되는 휴대용 전자 디바이스들에 대한 프라이버시 우려들을 제기한다.
게다가, 액정 디스플레이(LCD), 디지털 미러 디바이스(DMD)들, 및 규소 상 액정(liquid crystal on silicon)(LCOS)과 같은 수동 이미저 디바이스에 기반한 종래의 투영 시스템에서, 수동 이미저 디바이스 그 자체는 광을 방출하지 않는다. 구체적으로, 종래의 투영 시스템은, 광원으로부터 방출되는 시준된 광을 광학적으로 변조함으로써, 즉, 픽셀 레벨에서 광의 일부를, 예컨대, LCD 패널에 의해 투과시키거나, 또는 예컨대 DMD 패널에 의해 반사함으로써, 이미지들을 투영한다. 그러나, 투과되거나 반사되지 않은 광의 부분은 손실되며, 이는, 투영 시스템의 효율을 감소시킨다. 또한, 시준된 광을 제공하기 위해, 복잡한 조명 광학기기가 사용되어, 광원으로부터 방출되는 발산 광을 수집한다. 조명 광학기기는 시스템의 부피가 커지게 할 뿐만 아니라 시스템에 부가적인 광학 손실을 도입하며, 이는, 시스템의 성능에 추가로 영향을 준다. 종래의 투영 시스템에서, 전형적으로, 광원에 의해 생성된 조명 광의 10 % 미만이 투영 이미지를 형성하는 데 사용된다.
긴 서비스 수명, 낮은 에너지 소모 등의 이점들을 갖는 발광 다이오드(LED)가 다양한 분야들에서 광범위하게 사용된다. 차세대 광학 소스로서, 이들은 모바일 폰들, 디지털 디바이스들, 액정 디스플레이들 등에 대한 백라이트 유닛으로서, 그리고 또한, 차량들의 대시보드들 및 후미등들, 신호등들, 및 다른 일반 조명들을 위한 조명들로서 사용되고 있다. 이들은, 내부 및 외부 전광판들을 포함하는 디스플레이 분야들뿐만 아니라 수질 오염 및 혈액 중의 산소 농도를 포함하는 바이오 및 환경 분야들에서 광범위하게 사용된다. LED들의 응용 범위는 제품 성능의 개선 및 생산 비용의 하락으로 인해 매년 계속 확장되고 있다. 이러한 필요성들을 충족시키기 위해, 다양한 연구들이 진행 중이다. 2개의 주요 방법, 즉, 내부 양자 효율을 향상시키는 것 및 외부 추출 효율을 향상시키는 것이 존재한다. 내부 양자 효율은, LED들의 활성 층에서 광을 방출하는 전자-정공 쌍들의 재결합률을 증가시키고 광을 방출하지 않는 전자-정공 쌍들의 재결합률을 감소시킴으로써 향상될 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 그 기술에서 일부 제한을 갖는다. 다른 한편으로는, 외부 추출 효율의 증가에 관하여 지금까지 활발한 연구들이 진행되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해서, 산란, 내부 반사, 도파(wave guiding), 흡수 등 중 하나 이상을 감소시키기 위해 마이크로 렌즈 어레이가 사용된다.
반도체 물질들로 만들어진 LED들은 모노-컬러 또는 풀-컬러 디스플레이에서 사용될 수 있다. LED를 이용하는 현재의 디스플레이들에서, LED들은 일반적으로, 예컨대 LCD 또는 DMD 패널에 의해 광학적으로 변조될 광을 제공하기 위한 광원으로서 사용된다. 즉, LED들에 의해 방출되는 광은 그 자체로는 이미지를 형성하지 않는다. 이미저 디바이스들로서 복수의 LED 다이들을 포함하는 LED 패널을 사용하는 LED 디스플레이들이 또한 연구되어 왔다. 그러한 LED 디스플레이에서, LED 패널은 자기-방출형 이미저 디바이스이며, 여기서, 각각의 픽셀은 하나의 LED 다이를 포함(모노-컬러 디스플레이)하거나 또는 각각이 원색들 중 하나를 나타내는 복수의 LED 다이들을 포함(풀-컬러 디스플레이)할 수 있다.
그러나, LED 다이들에 의해 방출되는 광은 자발적 방출로부터 생성되고, 그에 따라, 방향성이 아니어서, 큰 발산 각도를 초래한다. 큰 발산 각도는, LED 디스플레이에서 다양한 문제들을 야기할 수 있다. 예컨대, 큰 발산 각도로 인해, LED 다이들에 의해 방출되는 광은 LED 디스플레이에서 더 쉽게 산란 및/또는 반사될 수 있다. 산란/반사된 광은 다른 픽셀들을 조명하여 픽셀들 사이에서의 광 누화, 선명도의 손실, 및 대비의 손실을 초래할 수 있다.
또한, 종래의 LED에서 모든 각각의 마이크로 렌즈 밖으로 방출되는 광의 방향은 동일하며, 그에 의해, 광들이 단일 지점 상이 아니라 평면 상에만 집속될 수 있으며, 이는 LED들의 응용 분야들을 제한한다. 게다가, LED에서 가외의 굴절 광학 구조들이 적용될 필요가 있어서, 픽셀들 사이에서의 광 누화, 선명도의 손실, 및 대비의 손실이 야기된다.
위에 설명된 것들과 같은 종래의 디스플레이 시스템들의 단점들을 개선하고 해결하는 데 도움이 되는 개선된 디스플레이 설계들에 대한 필요성이 존재한다. 특히, 사용자의 프라이버시에 대한 더 양호한 보호를 위한 감소된 시야 각도, 더 양호한 방향성 초점, 및/또는 감소된 전력 소모를 위한 감소된 광 낭비 및 픽셀들 사이의 감소된 광 간섭과 더 양호한 이미지들을 갖는 디스플레이 패널들에 대한 필요성이 존재한다.
다양한 실시예들은, 통합된 마이크로 렌즈 어레이를 갖는 디스플레이 패널을 포함한다. 디스플레이 패널은 전형적으로, 대응하는 픽셀 드라이버 회로(예컨대, FET)들에 전기적으로 결합되는 픽셀 광원들(예컨대, LED들, OLED들)의 어레이를 포함한다. 마이크로 렌즈들의 어레이는 픽셀 광원들에 정렬되고, 픽셀 광원들에 의해 생성되는 광의 발산을 감소시키도록 위치된다. 디스플레이 패널은 또한, 마이크로 렌즈들과 픽셀 드라이버 회로들 사이의 위치결정을 유지하기 위해, 통합된 광학 스페이서를 포함할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이는, 픽셀 광원들에 의해 생성되는 광의 발산 각도 및 디스플레이 패널의 사용가능한 시야 각도를 감소시킨다. 이는 차례로, 전력 낭비를 감소시키고, 휘도를 증가시키고/거나 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 더 양호하게 보호한다.
통합된 마이크로 렌즈 어레이를 갖는 디스플레이 패널은 다양한 제조 방법을 사용하여 제조될 수 있어서, 다양한 디바이스 설계들을 초래한다. 일 양상에서, 마이크로 렌즈 어레이는, 픽셀 광원들을 갖는 기판의 메사(mesa)들 또는 돌출부들로서 직접 제조된다. 일부 양상들에서, 마이크로 렌즈 어레이들을 제조하는 데 사용될 수 있는 기법들은, 자기-조립, 고온 리플로우(reflow), 그레이스케일 마스크 포토리소그래피, 몰딩/임프린팅/스탬핑, 및 건식 식각 패턴 전사이다.
다른 양상들은, 제조 방법들, 응용들, 및 상기된 것 중 임의의 것과 관련된 다른 기술들을 포함하는 구성요소들, 디바이스들, 시스템들, 개선들, 방법들, 및 프로세스들을 포함한다.
본 개시내용은 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조를 제공하며, 그에 의해, 마이크로 렌즈로 밖으로의 광의 방향이 가외의 광학 구조들 없이 변경될 수 있다.
일부 실시예들에서, 축외 마이크로 렌즈 어레이를 갖는 발광 디스플레이는 모든 각각의 마이크로 렌즈의 광 방향을 제어할 수 있고, 마이크로 렌즈 어레이의 상이한 마이크로 렌즈들로부터의 광은 하나의 지점 상에 집속될 수 있다.
본 개시내용은 또한 축외 마이크로 렌즈 어레이를 갖는 광 검출용 디바이스를 제공하고, 광 검출용 디바이스는 한 지점으로부터 광을 수신할 수 있다. 또한, 지점으로부터의 비-평행 광은 마이크로 렌즈 어레이를 통해 평행 광으로 변경될 수 있다. 평행 광은 이어서, 센서 또는 다른 광 검출 유닛 내로 진입할 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 개시내용은, 3개의 마이크로 렌즈를 포함하는 발광 구조를 제공한다. 그에 의해, 발광 구조를 사용하는 발광 디스플레이의 휘도 및/또는 선명도가 조정될 수 있고, 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은, 3개의 마이크로 렌즈를 포함하는 발광 구조를 포함한다. 예컨대, 제1 마이크로 렌즈는 제1 발광 메사 위에 형성될 수 있고, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 제1 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다. 제1 발광 영역으로부터 방출되는 광의 한 부분은 제1 마이크로 렌즈에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있다. 제2 마이크로 렌즈는 제2 발광 메사 상에 위치될 수 있고, 제3 마이크로 렌즈는 제2 마이크로 렌즈 상에 위치될 수 있다. 제2 발광 메사로부터 방출되는 광의 한 부분은 제2 마이크로 렌즈에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있다. 제2 마이크로 렌즈를 통과하는 광의 한 부분은 추가로, 제3 마이크로 렌즈에 도달하여 그를 통과할 수 있다. 그 결과로서, 3개의 마이크로 렌즈의 상대적 위치에 따라 광 경로가 조정될 수 있다. 따라서, LED 디바이스들을 사용하는 디스플레이들 및 패널들이 디스플레이들 및 패널들의 표면들에 수직인 사용자의 시야에 의해 보일 수 있는 정도까지, 발산이 감소될 수 있고 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다. 이는 차례로, 전력 낭비를 감소시키고 휘도를 증가시킬 수 있고/거나 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 더 양호하게 보호할 수 있다.
다른 예에서, 발광 구조는 하나 이상의 반사성 컵을 더 포함할 수 있고, 제1 발광 메사 및 제2 발광 메사는 하나 이상의 반사성 컵에 의해 둘러싸일 수 있다. 제1 및 제2 발광 메사들로부터 방출되는 광의 한 부분은 3개의 마이크로 렌즈 중 하나 이상에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있다. 제1 및 제2 발광 메사들로부터 방출되는 광의 다른 부분은 하나 이상의 반사성 컵에 도달하여 그에 의해 반사될 수 있고, 이어서, 3개의 마이크로 렌즈 중 하나 이상에 도달하여 그를 통과할 수 있다. 결과적으로, 어떠한 반사성 컵도 없는 발광 구조와 비교하여, 제1 및 제2 발광 메사들로부터 방출되는 더 많은 광이 활용될 수 있다. 따라서, LED 디바이스들을 사용하는 디스플레이들 및 패널들을 여러 명의 사용자들이 볼 수 있는 정도까지, 발산이 감소될 수 있고 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다. 이는 또한, 전력 낭비를 감소시키고, 휘도를 증가시키고, 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 적절히 보호할 수 있다.
일부 실시예들에서, 발광 구조는 회절 렌즈를 포함하며, 그에 의해, 발광 디스플레이의 휘도 및/또는 선명도가 조정될 수 있다. 광의 선택적 파장은 또한 회절 렌즈에 의해 반사되거나 회절 렌즈를 통과할 수 있다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은, 발광 메사 상에 형성되는 마이크로 렌즈 및 마이크로 렌즈를 커버하는 회절 렌즈를 포함하는 발광 구조를 포함한다. 마이크로 렌즈는, 발광 메사로부터 방출되는 광의 발산을 감소시키도록 발광 메사에 정렬되고 회절 렌즈에 의해 커버할 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈는, 발광 메사에 동축으로 정렬되고 회절 렌즈에 의해 커버할 수 있다. 발광 영역으로부터 방출되는 광의 한 부분은 마이크로 렌즈에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있고, 이어서, 회절 렌즈를 선택적으로 통과할 수 있다. 발광 메사로부터 방출되는 광의 다른 부분은 회절 렌즈에 직접 도달하여 그를 선택적으로 통과할 수 있다. 개시된 발광 구조의 하나의 이점은 발광 구조의 휘도를 향상시키는 것이다. 다른 이점은 발광 구조의 대비를 증가시키는 것이다. 따라서, LED 디바이스들을 사용하는 디스플레이들 및 패널들이 디스플레이들 및 패널들의 표면들에 수직인 사용자의 시야에 의해 보일 수 있는 정도까지, 발산이 감소될 수 있고 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다. 이는 차례로, 전력 낭비를 감소시키고 휘도를 증가시킬 수 있고/거나 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 더 양호하게 보호한다.
다른 예에서, 마이크로 렌즈는 발광 영역에 동축으로 정렬되고, 발광 메사 상에 위치되고, 회절 렌즈에 의해 커버되고, 반사성 컵에 의해 둘러싸일 수 있다. 발광 영역으로부터 방출되는 광의 일부는 마이크로 렌즈 및/또는 회절 렌즈에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있다. 발광 중심으로부터 방출되는 광의 다른 부분은 반사성 컵에 도달하여 반사성 컵에 의해 반사될 수 있고, 이어서, 마이크로 렌즈 및/또는 회절 렌즈에 도달하여 마이크로 렌즈 및/또는 회절 렌즈를 통과할 수 있다. 결과적으로, 반사성 컵이 없는 발광 구조와 비교하여, 발광 메사로부터 방출되는 더 많은 광이 활용될 수 있다. 따라서, LED 디바이스들을 사용하는 디스플레이들 및 패널들을 여러 명의 사용자들이 볼 수 있는 정도까지, 발산이 감소될 수 있고 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다. 이는 또한, 전력 낭비를 감소시키고, 휘도를 증가시키고, 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 적절히 보호할 수 있다.
그에 따라, 본 개시내용은, 제한 없이, 다음의 예시적인 실시예들을 포함한다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은, 축외 마이크로 렌즈 어레이 구조를 갖는 발광 구조 어레이 시스템을 포함하며, 이는, 적어도 하나의 발광 메사; 및 발광 메사 위에 형성되는 적어도 하나의 마이크로 렌즈를 포함하고, 여기서, 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 중심 축은 적어도 하나의 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조 어레이 시스템에서의 대응하는 발광 메사에 대한 각각의 마이크로 렌즈의 상대적 위치는 동일하다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조 어레이 시스템은 센서를 더 포함하며, 적어도 하나의 마이크로 렌즈를 통한 적어도 하나의 발광 메사로부터의 방출 광선들은 함께 센서로 컨버팅(convert)된다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 센서는 발광 구조 어레이 시스템의 중심 축에 배열된다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 개개의 발광 메사의 중심 축에 대한 개개의 마이크로 렌즈의 중심 축의 개개의 오프셋 거리는 발광 구조 어레이 시스템의 중심으로부터 발광 구조 어레이 시스템의 어느 하나의 에지까지 더 커진다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 센서는 발광 구조 어레이 시스템의 중심 축에 배열되지 않는다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 개개의 발광 메사의 중심 축에 대한 개개의 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리는 센서의 중심 축으로부터 발광 구조 어레이 시스템의 어느 하나의 에지까지 더 커진다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 개개의 마이크로 렌즈 밖으로 방출되는 광의 각도는 센서의 중심 축으로부터 발광 구조 어레이 시스템의 어느 하나의 에지까지 더 커진다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 발광 메사의 중심 축으로부터 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 범위는 4.5 ㎛ 이하이다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내이다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들이다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 적어도 하나의 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조 어레이 시스템은 반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 적어도 하나의 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 적어도 하나의 발광 메사는 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상이다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 발광 메사는, 발광 층, 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층, 및 적어도 하나의 발광 메사를 커버하고 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조 어레이 시스템은, 적어도 하나의 발광 메사와 적어도 하나의 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함한다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
발광 구조 어레이 시스템의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조를 포함하며, 이는, 발광 메사; 발광 메사 상에 형성되는 제1 마이크로 렌즈; 및 발광 메사 상에 형성되고 제1 마이크로 렌즈를 커버하는 제2 마이크로 렌즈를 포함한다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 직경은 제1 마이크로 렌즈의 직경보다 크다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않고, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않고, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는, 하나 초과의 세트의 발광 메사, 제1 마이크로 렌즈, 및 제2 마이크로 렌즈를 포함한다. 일부 실시예들에서, 개개의 세트 내에서 발광 구조 상의 개개의 제2 마이크로 렌즈에 대한 개개의 제1 마이크로 렌즈의 위치는 상이하다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 12 ㎛ 이하이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 제2 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 6 ㎛ 이하이고 4.5 ㎛ 이상이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 물질은 제2 마이크로 렌즈의 물질과 동일하다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조는 반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 발광 메사는 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사는, 발광 층; 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및 발광 메사를 커버하고 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조는, 발광 메사와 제1 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함한다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 제1 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조를 포함하며, 이는, 발광 메사; 발광 메사 상에 형성되는 제1 마이크로 렌즈; 및 제1 마이크로 렌즈 상에 형성되는 제2 마이크로 렌즈를 포함한다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 직경은 제1 마이크로 렌즈의 직경 미만이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는, 하나 초과의 세트의 발광 메사, 제1 마이크로 렌즈, 및 제2 마이크로 렌즈를 포함한다. 일부 실시예들에서, 개개의 세트 내에서 발광 구조 상의 개개의 제2 마이크로 렌즈에 대한 개개의 제1 마이크로 렌즈의 위치는 상이하다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 발광 메사의 중심 축과 교차하지 않는다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 물질은 제2 마이크로 렌즈의 물질과 동일하다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조는 반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 여기서, 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 발광 메사는 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사는, 발광 층; 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및 발광 메사를 커버하고 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조는, 발광 메사와 제1 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함한다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 제1 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조를 포함하며, 이는, 제1 발광 메사; 적어도, 제1 발광 메사 위에 형성되는 제1 마이크로 렌즈 ― 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 제1 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않음 ―; 제2 발광 메사; 적어도, 제2 발광 메사 위에 형성되는 제2 마이크로 렌즈; 및 적어도, 제2 발광 메사 상에 형성되는 제3 마이크로 렌즈를 포함한다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제3 마이크로 렌즈는 제2 마이크로 렌즈의 전체 최상부 표면을 커버하고 그에 접촉한다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 발광 메사의 중심 축으로부터 제1 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 범위는 4.5 ㎛ 이하이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 제1 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는 반도체 기판 및 적어도 2개의 반사성 컵을 더 포함하며, 여기서, 제1 발광 메사, 제2 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 제1 발광 메사 및 제2 발광 메사는 2개의 반사성 컵의 개개의 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵들의 내부 벽들은 계단 형상이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 발광 메사는, 제1 발광 층; 제1 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 제1 최하부 접합 층; 및 제1 발광 메사의 최상부 표면에 있고 2개의 반사성 컵 중 제1 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 발광 메사는, 제2 발광 층; 제2 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 제2 최하부 접합 층; 및 또한 제2 발광 메사의 최상부 표면에 있고 2개의 반사성 컵 중 제2 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 제1 및 제2 반사성 컵들은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는, 제1 발광 메사 및 제2 발광 메사를 커버하는 스페이서를 더 포함하며, 여기서, 스페이서는 제1 발광 메사와 제1 마이크로 렌즈 사이에 형성되고, 스페이서는 또한 제2 발광 메사와 제2 마이크로 렌즈 사이에 형성된다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 제1 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
청구항 제51항 내지 제61항 중 어느 한 항에 따른 발광 구조에서, 제3 마이크로 렌즈의 직경은 제2 마이크로 렌즈의 직경보다 크다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 제3 마이크로 렌즈의 중심 축은 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제3 마이크로 렌즈의 중심 축은 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않고, 제3 마이크로 렌즈의 중심 축은 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않고, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 제3 마이크로 렌즈의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는, 하나 초과의 세트의 발광 메사, 제1 마이크로 렌즈, 제2 마이크로 렌즈, 및 제3 마이크로 렌즈를 포함한다. 일부 실시예들에서, 개개의 세트 내에서 발광 구조 상의 개개의 제3 마이크로 렌즈에 대한 개개의 제2 마이크로 렌즈의 위치는 상이하다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제3 마이크로 렌즈의 중심 축과 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 12 ㎛ 이하이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 제3 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 6 ㎛ 이하이고 4.5 ㎛ 이상이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제3 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 제2 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 제2 발광 메사의 중심 축과 교차하지 않는다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 물질은 제3 마이크로 렌즈의 물질과 동일하고, 제1 마이크로 렌즈의 물질은 제3 마이크로 렌즈의 물질과 동일하다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 제1 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 제3 마이크로 렌즈의 중심 축과 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리 미만이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 발광 구조를 포함하며, 이는, 제1 발광 메사; 제1 발광 메사 위에 형성되는 제1 마이크로 렌즈 ― 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 제1 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않음 ―; 제2 발광 메사; 제2 발광 메사 위에 형성되는 제2 마이크로 렌즈; 및 제2 마이크로 렌즈 상에 형성되는 제3 마이크로 렌즈를 포함하며, 여기서, 제3 마이크로 렌즈는 제2 마이크로 렌즈의 전체 최상부 표면을 커버하지 않는다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 제1 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 4.5 ㎛ 이하이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 제1 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는 반도체 기판 및 반사성 컵들을 더 포함하며, 여기서, 제1 발광 메사 및 제2 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 제1 발광 메사 및 제2 발광 메사는 개개의 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵들 각각의 내부 벽은 계단 형상이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 발광 메사는, 제1 발광 층; 제1 발광 층의 최하부에 형성되고 반도체 기판과 접합되는 제1 최하부 접합 층; 제1 발광 층을 커버하고 반사성 컵들 중 제1 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 발광 메사는, 제2 발광 층; 제2 발광 층의 최하부에 형성되고 반도체 기판과 접합되는 제2 최하부 접합 층; 또한 제2 발광 층을 커버하고 반사성 컵들 중 제2 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 반사성 컵들은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는, 제1 발광 메사 및 제2 발광 메사를 커버하는 스페이서를 더 포함하며, 여기서, 스페이서는 제1 발광 메사와 제1 마이크로 렌즈 사이에 형성되고, 스페이서는 또한 제2 발광 메사와 제2 마이크로 렌즈 사이에 형성된다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 제1 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제3 마이크로 렌즈의 수평 치수는 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 수평 치수 미만이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 제3 마이크로 렌즈의 수직 축은 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않으며, 수직 축은 제3 마이크로 렌즈가 완전한 형상일 때 제3 마이크로 렌즈의 중심 지점을 지나간다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는, 하나 초과의 세트의 발광 메사, 제1 마이크로 렌즈, 및 제2 마이크로 렌즈를 포함한다. 일부 실시예들에서, 개개의 세트 내에서 발광 구조 상의 개개의 제2 마이크로 렌즈에 대한 개개의 제1 마이크로 렌즈의 위치는 상이하다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제3 마이크로 렌즈의 수직 축과 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 제2 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 제1 발광 메사의 중심 축과 교차하지 않는다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 물질은 제3 마이크로 렌즈의 물질과 동일하고, 제1 마이크로 렌즈의 물질은 제2 마이크로 렌즈의 물질과 동일하다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 제1 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 제3 마이크로 렌즈의 수직 축과 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리보다 크다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조를 포함하며, 이는, 발광 메사; 발광 메사 상에 형성되는 제1 마이크로 렌즈; 및 제1 마이크로 렌즈를 커버하고 그에 접촉하는 제2 마이크로 렌즈를 포함한다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 굴절률은 제2 마이크로 렌즈의 굴절률보다 높다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제2 마이크로 렌즈의 물질은 제1 마이크로 렌즈의 물질과 상이하다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈는 반구 구조를 갖고, 제2 마이크로 렌즈는 제1 마이크로 렌즈의 카브-아웃(carve-out)이 없는 다각형 구조 또는 제1 마이크로 렌즈의 카브-아웃이 없는 복합 구조를 갖는다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 복합 구조는 반구 구조와 사다리꼴 구조 또는 반구 구조와 삼각형 구조의 조합이다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 사다리꼴 구조가 반구 구조의 최하부에 형성되거나 또는 삼각형 구조가 반구 구조의 최하부에 형성된다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 다각형 구조는, 사다리꼴 구조의 최하부 표면에 대한 경사진 최상부 표면을 갖는 사다리꼴 구조이다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 제1 마이크로 렌즈의 중심 축 및 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조는 반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 여기서, 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 발광 메사는 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상이다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사는, 발광 층; 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및 발광 메사를 커버하고 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조는, 발광 메사 위에 형성되는 스페이서를 더 포함한다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 제1 마이크로 렌즈의 높이 또는 제2 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 타원형 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조를 포함하며, 이는, 발광 메사; 적어도, 발광 메사 위에 형성되는 타원형 마이크로 렌즈를 포함하고, 여기서, 타원형 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 타원형 마이크로 렌즈는 구의 1/4이 타원체의 1/4과 조합된 것에 의해 형성된다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 구의 반경은 9 ㎛ 이하이고, 타원체의 긴 반경은 18 ㎛ 이하이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 수평 레벨에서 발광 메사의 중심으로부터 타원형 마이크로 렌즈의 중심의 오프셋 거리는 4.5 ㎛ 이하이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 타원형 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 타원형 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는 반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 여기서, 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 발광 메사는 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사는, 발광 층; 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및 발광 메사를 커버하고 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는, 발광 메사와 타원형 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함한다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 타원형 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 5 ㎛ 미만이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조를 포함하며, 이는, 발광 메사; 및 마이크로 렌즈 복합 구조를 포함한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 복합 구조는, 적어도, 발광 메사 위에 형성되는 마이크로 렌즈; 및 마이크로 렌즈의 일 측 상에 형성되는 반사성 부분을 포함한다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈는 마이크로 렌즈의 표면에 브리치(breach)가 있는 구이다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 부분은 브리치의 표면 상에 형성된다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 브리치는 마이크로 렌즈의 최하부 표면에 대한 경사진 표면을 갖고, 반사성 부분은 경사진 표면 상에 부착된 평면 구조이다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 브리치는 오목부이고, 반사성 부분은 오목부의 표면에 부착된다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들이다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조는 반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 여기서, 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 발광 메사는 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상이다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사는, 발광 층; 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및 발광 메사를 커버하고 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조는, 발광 메사와 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함한다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 발광 구조를 포함하며, 이는, 발광 메사; 발광 메사 상에 형성되는 마이크로 렌즈; 및 마이크로 렌즈를 커버하는 회절 렌즈를 포함한다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈의 물질은 회절 렌즈의 물질과 상이하다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 회절 렌즈는 브래그(Bragg) 미러이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 회절 렌즈의 최상부 표면의 중심 지점은 마이크로 렌즈의 중심 축 상에 있다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 회절 렌즈의 중심 축은 발광 구조의 기판에 수직인 수직 축에 대해 경사지고, 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 구조의 기판에 수직인 수직 축에 대해 수직이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈는 반구 구조를 갖고, 회절 렌즈는 다각형 구조 또는 복합 구조를 갖는다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 복합 구조는 반구 구조와 사다리꼴 구조의 조합 또는 반구 구조와 삼각형 구조의 조합을 포함한다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 사다리꼴 구조가 반구 구조의 최하부에 형성되거나 또는 삼각형 구조가 반구 구조의 최하부에 형성된다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 다각형 구조는, 사다리꼴 구조의 최하부 표면에 대한 경사진 최상부 표면을 포함하는 사다리꼴 구조이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈의 중심 축, 및 회절 렌즈의 최상부 표면의 중심 지점을 통과하는 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는 반도체 기판 및 적어도 하나의 반사성 컵을 더 포함하며, 여기서, 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 발광 메사는 적어도 하나의 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사는, 발광 층; 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및 발광 메사를 커버하고 적어도 하나의 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 적어도 하나의 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 구조는, 발광 메사를 커버하는 스페이서를 더 포함한다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조를 포함하며, 이는, 발광 메사; 및 적어도, 발광 메사 위에 형성되는 마이크로 렌즈를 포함하고, 여기서, 마이크로 렌즈의 중심 축은 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다.
축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사의 중심 축으로부터 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리는 4.5 ㎛ 이하이다.
축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내이다.
축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들이다.
축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 발광 메사의 중심 축과 교차한다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조는 반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 여기서, 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성되고, 발광 메사는 반사성 컵에 의해 둘러싸인다.
축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상이다.
축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 발광 메사는, 발광 층; 발광 층의 최하부에 있고 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및 발광 메사를 커버하고 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층을 포함하며, 여기서, 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결된다.
일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조는, 발광 메사와 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함한다.
축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 스페이서의 높이는 마이크로 렌즈의 높이 미만이다.
축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조의 일부 예시적인 실시예들 또는 예시적인 실시예들의 임의의 조합에서, 반도체 기판은 IC 기판이다.
본원에 개시된 디스플레이 디바이스들 및 시스템들의 설계는 감소된 시야 각도 및 감소된 광 간섭을 초래하며, 이는, 디스플레이 시스템들의 광 방출 효율, 해상도, 및 전체 성능을 개선한다. 그에 따라, 마이크로 렌즈 어레이들을 갖는 디스플레이 시스템들의 구현은, 종래의 디스플레이들의 사용과 비교하여, 증강 현실(AR) 및 가상 현실(VR), 헤드-업 디스플레이(HUD)들, 모바일 디바이스 디스플레이들, 웨어러블 디바이스 디스플레이들, 고화질 투영기들, 및 자동차용 디스플레이들에 대한 디스플레이 요건들을 더 양호하게 충족시킬 수 있다.
위에 설명된 다양한 실시예들은 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있다는 것을 유의한다. 본 명세서에서 설명되는 특징들 및 이점들은 전부를 포괄하는 것이 아니며, 특히, 많은 부가적인 특징들 및 이점들이 도면들, 명세서, 및 청구항들을 고려하여 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 더욱이, 본 명세서에 사용되는 언어는 주로 가독성 및 교육적 목적들을 위해 선택되었으며, 본 발명의 주제를 기술하거나 제한하기 위해 선택되지 않았을 수 있다는 것이 유의되어야 한다.
본 개시내용이 더 상세히 이해될 수 있도록, 더 상세한 설명이 다양한 실시예들의 특징들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 개시내용의 관련 특징들을 예시할 뿐이며, 따라서, 제한적인 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 본 설명이 다른 유효한 특징들을 허용할 수 있기 때문이다.
편의상, "위" 및 "상향"은 발광 구조의 기판으로부터 멀어지는 것을 의미하는 데 사용되고, "아래" 및 "하향"은 기판을 향하는 것을 의미하며, 최상부, 최하부, 위, 아래, 아래쪽, 밑 등과 같은 다른 방향성 용어들이 그에 따라서 해석된다.
도 1a는 일부 실시예들에 따른 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 1b는 일부 실시예들에 따른, 하향식(top down) 패턴 전사를 사용하여 마이크로 렌즈 어레이와 통합된 디스플레이 패널을 형성하기 위한 제조 방법을 예시한다.
도 1c는 일부 실시예들에 따른, 하향식 패턴 전사를 사용하여 마이크로 렌즈 어레이와 통합된 디스플레이 패널을 형성하기 위한 제조 방법을 예시한다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 일부 실시예들에 따른 반사성 컵들의 일부 예시적인 실시예들의 단면도를 예시한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 도 1a의 기판 상의 발광 메사의 예시적인 구조의 단면도를 예시한다.
도 4는 일부 실시예들에 따른, 마이크로 렌즈들의 어레이 및 발광 메사들을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 축외로 배열된 발광 메사들 및 마이크로 렌즈들의 발광 구조 어레이 시스템의 상면도이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 발광 구조 어레이 시스템 위의 중심 위치에 위치된 센서를 갖는 발광 구조 어레이 시스템의 단면도를 예시한다.
도 7은 일부 실시예들에 따른, 발광 구조 어레이 시스템 위의 중심이 아닌 위치 또는 측부에 위치된 센서를 갖는 발광 구조 어레이 시스템의 단면도를 예시한다.
도 8은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 9a 내지 도 9d는 일부 실시예들에 따른, 도 8에 도시된 발광 구조에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다.
도 10은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 11a 내지 도 11e는 일부 실시예들에 따른, 도 10에 도시된 발광 구조에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다.
도 12는 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 13은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 14a 내지 도 14b는 일부 실시예들에 따른, 도 13에 도시된 발광 구조에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다.
도 15는 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 16은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 17은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 18은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 19는 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 쌍들 중 적어도 하나는 큰 마이크로 렌즈 내의 작은 마이크로 렌즈를 갖고, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 20은 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 쌍들 중 적어도 하나는 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖고, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 21은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 22는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 23은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 24는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 25는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 26은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 27은 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 마이크로 렌즈들 중 적어도 하나는 반사성 부분에 의해 커버되는 브리치 부분을 갖는다.
도 28은 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 디스플레이 패널의 상면도이다.
통상적인 관행에 따라, 도면들에 예시된 다양한 피쳐들은 실측으로 도시되지 않을 수 있다. 그에 따라서, 다양한 피쳐들의 치수들은 명확성을 위해 임의적으로 확대되거나 축소될 수 있다. 게다가, 도면들 중 일부는 주어진 시스템, 방법, 또는 디바이스의 구성요소들 모두를 도시하지는 않을 수도 있다. 마지막으로, 동일한 참조 번호들은 명세서 및 도면들 전체에 걸쳐 동일한 특징들을 나타내기 위해 사용될 수 있다.
편의상, "위" 및 "상향"은 발광 구조의 기판으로부터 멀어지는 것을 의미하는 데 사용되고, "아래" 및 "하향"은 기판을 향하는 것을 의미하며, 최상부, 최하부, 위, 아래, 아래쪽, 밑 등과 같은 다른 방향성 용어들이 그에 따라서 해석된다.
도 1a는 일부 실시예들에 따른 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 1b는 일부 실시예들에 따른, 하향식(top down) 패턴 전사를 사용하여 마이크로 렌즈 어레이와 통합된 디스플레이 패널을 형성하기 위한 제조 방법을 예시한다.
도 1c는 일부 실시예들에 따른, 하향식 패턴 전사를 사용하여 마이크로 렌즈 어레이와 통합된 디스플레이 패널을 형성하기 위한 제조 방법을 예시한다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 일부 실시예들에 따른 반사성 컵들의 일부 예시적인 실시예들의 단면도를 예시한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 도 1a의 기판 상의 발광 메사의 예시적인 구조의 단면도를 예시한다.
도 4는 일부 실시예들에 따른, 마이크로 렌즈들의 어레이 및 발광 메사들을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 축외로 배열된 발광 메사들 및 마이크로 렌즈들의 발광 구조 어레이 시스템의 상면도이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 발광 구조 어레이 시스템 위의 중심 위치에 위치된 센서를 갖는 발광 구조 어레이 시스템의 단면도를 예시한다.
도 7은 일부 실시예들에 따른, 발광 구조 어레이 시스템 위의 중심이 아닌 위치 또는 측부에 위치된 센서를 갖는 발광 구조 어레이 시스템의 단면도를 예시한다.
도 8은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 9a 내지 도 9d는 일부 실시예들에 따른, 도 8에 도시된 발광 구조에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다.
도 10은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 11a 내지 도 11e는 일부 실시예들에 따른, 도 10에 도시된 발광 구조에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다.
도 12는 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 13은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 14a 내지 도 14b는 일부 실시예들에 따른, 도 13에 도시된 발광 구조에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다.
도 15는 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 16은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 17은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 18은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 19는 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 쌍들 중 적어도 하나는 큰 마이크로 렌즈 내의 작은 마이크로 렌즈를 갖고, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 20은 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 쌍들 중 적어도 하나는 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖고, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다.
도 21은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 22는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 23은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 24는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 25는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 26은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시한다.
도 27은 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조의 단면도를 예시하며, 마이크로 렌즈들 중 적어도 하나는 반사성 부분에 의해 커버되는 브리치 부분을 갖는다.
도 28은 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 디스플레이 패널의 상면도이다.
통상적인 관행에 따라, 도면들에 예시된 다양한 피쳐들은 실측으로 도시되지 않을 수 있다. 그에 따라서, 다양한 피쳐들의 치수들은 명확성을 위해 임의적으로 확대되거나 축소될 수 있다. 게다가, 도면들 중 일부는 주어진 시스템, 방법, 또는 디바이스의 구성요소들 모두를 도시하지는 않을 수도 있다. 마지막으로, 동일한 참조 번호들은 명세서 및 도면들 전체에 걸쳐 동일한 특징들을 나타내기 위해 사용될 수 있다.
첨부된 도면들에 예시된 예시적인 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 세부사항들이 본원에서 설명된다. 그러나, 일부 실시예들은 특정 세부사항들 중 많은 세부사항들 없이 실시될 수 있고, 청구항들의 범위는 청구항들에 구체적으로 언급된 그러한 특징들 및 양상들에 의해서만 제한된다. 또한, 잘 알려진 프로세스들, 구성요소들, 및 물질들은 본원에서 설명된 실시예들의 관련 양상들을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 철저하게 상세히 설명되지는 않는다.
위에 논의된 바와 같이, 일부 예들에서, LED 다이들은 큰 발산 각도를 갖고, 이는, 배경기술 섹션에서 논의된 것들과 같은 다양한 문제들을 야기할 수 있다. 더욱이, 자기-방출형 이미저 디바이스로서 복수의 LED 다이들을 갖는 LED 어레이를 이용하는 투영 시스템에서, LED 어레이에 의해 생성된 이미지를 투영하기 위해 투영 렌즈 또는 투영 렌즈 세트가 필요하며, 투영 렌즈는 제한된 개구수를 가질 수 있다. 그에 따라, LED 다이들의 큰 발산 각도로 인해, LED 다이들에 의해 방출되는 광의 일부분만이 투영 렌즈에 의해 수집될 수 있다. 이는, LED 기반 투영 시스템의 휘도를 감소시키고/거나 전력 소모를 증가시킨다.
본 개시내용과 일관되는 실시예들은, 픽셀 드라이버 회로들의 어레이를 갖는 기판, 기판 위에 형성되며, 예컨대 LED 다이들을 포함할 수 있는 메사들의 어레이, 및 메사들의 어레이 위에 형성되는 마이크로 렌즈의 어레이를 포함하는, 자기-방출형 이미저 디바이스로서의 통합된 디스플레이 패널, 및 그 디스플레이 패널을 제조하는 방법들을 포함한다. 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널에 기반한 투영 시스템들은, 광원, 이미지 형성 기능, 및 광 빔 시준 기능을 단일 모놀리식 디바이스로 결합하며, 종래의 투영 시스템들의 단점들을 극복하는 것이 가능하다. 또한, LED들로부터의 광의 방향 및 초점은 디스플레이 패널 상에 형성되는 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍들 각각에 대해 개별적으로 조정될 수 있다.
도 1a는 일부 실시예들에 따른 예시적인 발광 구조(100)의 단면도를 예시한다. 편의상, "위" 및 "상향"은 기판(110)으로부터 멀어지는 것을 의미하는 데 사용되고, "아래" 및 "하향"은 기판(110)을 향하는 것을 의미하며, 최상부, 최하부, 위, 아래, 아래쪽, 밑 등과 같은 다른 방향성 용어들이 그에 따라서 해석된다. 발광 구조(100)는, 파선 직사각형 내에서 도 1a에 도시된 바와 같은 발광 메사(101)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)는, 적어도 하나의 단일 픽셀 발광 디바이스, 이를테면, LED 또는 마이크로 LED, 또는 OLED를 포함하며, 광은 발광 메사(101)로부터 방출된다. 발광 메사(101)는 최상부 표면 및 최하부 표면을 갖는다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)의 최상부 표면의 직경 또는 폭은 1 ㎛ - 8 ㎛의 범위 내에 있고, 발광 메사(101)의 최하부 표면의 직경 또는 폭은 3 ㎛ - 10 ㎛의 범위 내에 있다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)의 최상부 표면의 직경 또는 폭은 8 ㎛ - 25 ㎛의 범위 내에 있고, 발광 메사(101)의 최하부 표면의 직경 또는 폭은 10 ㎛ - 35 ㎛의 범위 내에 있다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)의 높이는 1 - 10 ㎛의 범위 내에 있다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)의 높이는 약 1.3 ㎛이다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)의 최상부 표면의 직경 또는 폭은 발광 메사(101)의 최하부 표면의 직경 또는 폭과 동일하거나 그 초과이다.
일부 실시예들에서, 디스플레이 패널은 발광 메사(101)와 같은 단일 픽셀 발광 디바이스들의 어레이를 포함한다. 일부 실시예들에서, 2개의 인접한 발광 메사의 중심 축들 사이의 거리는 1 ㎛ - 10 ㎛의 범위 내에 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 인접한 발광 메사의 중심 축들 사이의 거리는 약 40 ㎛로부터 약 20 ㎛까지, 약 10 ㎛까지, 그리고/또는 약 5 ㎛ 또는 그 미만까지 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메사들의 크기들 및 발광 메사들 사이의 거리들은 디스플레이의 해상도에 의존할 수 있다. 예컨대, 5000 PPI(인치 당 픽셀)를 갖는 디스플레이 패널에 대해, 발광 메사(101)의 최상부 표면의 직경 또는 폭은 1.5 ㎛이고, 발광 메사(101)의 최하부 표면의 직경 또는 폭은 2.7 ㎛이다. 일부 실시예들에서, 2개의 인접한 발광 메사의 가장 가까운 최하부 에지들 사이의 거리는 1 ㎛ - 10 ㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 인접한 발광 메사의 가장 가까운 최하부 에지들 사이의 거리는 2.3 ㎛이다.
일부 예시적인 실시예들에서, 발광 구조(100)는 마이크로 렌즈를 더 포함한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 발광 구조(100)는, 발광 메사(101) 위에 형성되는 마이크로 렌즈(102)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)는 발광 메사(101)에 대해, 그리고 발광 메사(101)로부터 방출되는 광의 발산을 감소시키고 단일 픽셀 LED 디바이스로부터의 사용가능한 시야 각도를 감소시키기 위해 위치된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 마이크로 렌즈(102)는 수직 중심 축(A-A')을 갖고, 발광 메사(101)는 수직 중심 축(B-B')을 갖는다. 수직 중심 축은 기판(110)의 표면에 수직이다. 중심 축은, 도형의 임의의 2개의 중심 지점을 지나가는 직선을 지칭할 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축(즉, 중심 축 A-A')은 마이크로 렌즈(102)의 최상부 표면의 중심 지점 및 마이크로 렌즈(102)의 최하부 표면의 중심 지점을 통과한다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)는 발광 메사(101) 상에 축외로 적층되는데, 즉, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축(A-A')은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되지 않거나, 겹치거나 일치하지 않는다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축(A-A')과 발광 메사(101)의 중심 축(B-B') 사이의 수평 거리는 적어도 1 ㎛, 2 ㎛, 5 ㎛, 또는 10 ㎛이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축(A-A')과 발광 메사(101)의 중심 축(B-B') 사이의 수평 거리는 4.5 ㎛ 이하이다. 일부 예시들에서, 수평 오프셋 거리는, 발광 메사(101)의 최하부 표면의 직경의 절반 미만일 수 있고, 발광 메사(101)의 최하부 표면의 직경의 1/4 미만일 수 있다. 따라서, 단일 픽셀 LED 디바이스들을 사용하는 디스플레이들 및 패널들을 여러 명의 사용자들이 볼 수 있는 정도까지, 발산이 감소될 수 있고 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다. 이는 또한, 전력 낭비를 감소시키고, 휘도를 증가시키고, 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 적절히 보호할 수 있다.
(도 1a에 도시되지 않은) 일부 다른 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)는 A-A' 방향을 따라 발광 메사(101)에 동축으로 정렬되고, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축(A-A')과 발광 메사(101)의 중심 축(B-B') 사이의 수평 거리는 0이다. 발광 메사(101)로부터 방출되는 모든 광은 마이크로 렌즈(102)에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있다. 따라서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축(A-A')과 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')이 동일할 때, 단일 픽셀 LED 디바이스들을 사용하는 디스플레이들 및 패널들이 디스플레이들 및 패널들의 표면들에 수직인 사용자의 시야에 의해 보일 수 있는 정도까지, 발산이 감소될 수 있고 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다. 이는 차례로, 전력 낭비를 감소시키고 휘도를 증가시킬 수 있고/거나 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 더 양호하게 보호할 수 있다. 다른 예에서, 발광 메사(101)로부터 방출되는 광의 일부는 마이크로 렌즈(102)에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있고, 발광 중심으로부터 방출되는 광의 다른 부분은 마이크로 렌즈(102) 주위를 지나가거나 그를 우회할 수 있다. 그에 따라, 발광 구조의 휘도가 조정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈의 구조는 하나의 평면 표면 및 하나의 볼록한 표면을 갖는 하나의 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 마이크로 렌즈(102)의 구조는 반구일 수 있다. 마이크로 렌즈(102)의 구조는 또한, 반-타원체, 반-타원형, 또는 하나의 평면 표면 및 하나의 볼록한 표면을 갖는 다른 단일 요소일 수 있다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 구조는 또한 다각형 구조 또는 복합 구조일 수 있다. 예컨대, 복합 구조는, 반구 및 반구의 평면 표면 아래에 위치되는 원통을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 복합 구조는 타원체의 1/4과 결합된 구의 1/4에 의해 형성될 수 있다. 이러한 예에서, 구의 반경은 9 ㎛ 초과가 아닐 수 있고, 타원체의 긴 반경은 18 ㎛ 초과가 아닐 수 있다. 또한 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈는 곡면 표면을 가지면서 삼각형 또는 직사각형 풋프린트를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈는 광 경로를 조정할 수 있는 반사성 부분을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(102)는 마이크로 렌즈(101)의 표면의 하나의 측부 상에 형성되는 경사진 표면을 포함할 수 있고, 반사성 부분은 경사진 표면 상에 형성될 수 있다. 일 예에서, 반사성 부분은 경사진 표면에 부착된 평면일 수 있다. 다른 예에서, 반사성 부분은 곡면 또는 파상(wavy) 표면일 수 있다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈의 물질은 발광 구조(100)로부터 방출되는 광에 투명한 무기 또는 플라스틱(유기) 물질들을 포함할 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(102)의 바람직한 물질은 산화규소일 수 있다. 일부 실시예들에서, 무기 물질들은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화알루미늄, 포스포실리케이트 유리(PSG), 또는 보로포스포실리케이트 유리(BPSG), 또는 이들의 임의의 조합물을 포함한다. 일부 실시예들에서, 플라스틱 물질들은, SU-8, PermiNex, 벤조시클로부텐(BCB), 또는 스핀 온 글래스(SOG)를 포함하는 투명 플라스틱(수지), 또는 접합 접착제 마이크로 레지스트 BCL-1200, 또는 이들의 임의의 조합물과 같은 중합체들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 무기 또는 유기 물질들로 구성된 마이크로 렌즈들은 마스크를 이용한 패터닝, 포토리소그래피 프로세스, 및 그 후의 식각에 의해 형성된다. 일부 실시예들에서, 유기 물질들로 구성된 마이크로 렌즈들은, 마스크를 이용한 패터닝, 포토리소그래피 프로세스, 및 그 후의 고온에서의 리플로우 프로세스에 의해 형성된다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈를 제조하기 위한 제1 방법은, 적어도 픽셀 광원의 최상부 상에 직접 그리고 픽셀 광원과 물리적으로 직접 접촉하게 마이크로 렌즈 물질 층을 증착하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층의 형상은 픽셀 광원의 형상을 따르고, 픽셀 광원 상에 반구를 형성한다. 일부 실시예들에서, 픽셀 광원의 최상부는 일반적으로 평평하고, 형성된 마이크로 렌즈(102)의 형상은 일반적으로 반구형이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층은, 화학 기상 증착(CVD) 기술에 의해 직접, 픽셀 광원의 표면, 이를테면, 단일 픽셀 3색 LED 디바이스의 평탄화된 표면 상에 증착된다. 일부 실시예들에서, CVD 프로세스에 대한 증착 파라미터들은 다음과 같은데, 전력은 약 0 W 내지 약 1000 W이고, 압력은 약 100 밀리토르 내지 약 2000 밀리토르이고, 온도는 약 23 ℃ 내지 약 500 ℃이고, 가스 유동은 약 0 내지 약 3000 sccm(분당 표준 입방 센티미터)이고, 시간은 약 1 시간 내지 약 3 시간이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층의 물질은 유전체 물질, 이를테면 이산화규소이다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈를 제조하기 위한 제1 방법은, 기판의 전극 영역을 노출시키기 위해 마이크로 렌즈 물질 층을 패터닝하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층을 패터닝하는 단계는, 식각 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 식각 단계는, 마이크로 렌즈 물질의 표면 상에 마스크를 형성하는 단계를 포함한다. 식각 단계는 또한, 포토리소그래피 프로세스를 통해 마스크를 패터닝함으로써, 마스크에 개구들을 형성하고 픽셀 광원의 전극 영역 위의 마이크로 렌즈 물질 층을 노출시키는 단계를 포함한다. 식각 단계는, 적소의 마스크 보호와 함께, 개구들에 의해 노출된 마이크로 렌즈 물질 층의 부분들을 식각하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 노출된 마이크로 렌즈 물질 층은 습식 식각 방법에 의해 식각된다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈를 제조하기 위한 제2 방법은 또한, 나중의 단계들에서 증착되는 마이크로 렌즈 물질 층에 정렬하기 위한 표기들을 갖는 표기 층을 형성하는 임의적인 단계를 포함한다. 예컨대, 표기 층은, 픽셀 광원의 중심에 마이크로 렌즈를 형성하기 위해, 발광 픽셀들의 유닛들을 마이크로 렌즈 물질 층에 정렬하도록 형성된다. 일부 실시예들에서, 표기 층은, 픽셀 광원의 최상부 상에 마이크로 렌즈를 형성하기 위해, 픽셀 광원을 그 위의 층들, 특히 마이크로 렌즈 물질 층에 정렬하도록 형성된다.
마이크로 렌즈를 제조하기 위한 제2 방법은, 적어도, 하나의 픽셀 광원의 최상부 상에 직접, 마이크로 렌즈 물질 층을 증착하는 단계를 더 포함한다. 도 1b 내지 도 1c는 일부 실시예들에 따른, 하향식 패턴 전사를 사용하여 마이크로 렌즈 어레이와 통합된 디스플레이 패널을 형성하기 위한 제조 방법을 추가로 도시한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)은 도 1b에 도시된 바와 같이 픽셀 광원(1106M)의 최상부를 커버하고, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)의 최상부 표면은 평평하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)은 스핀 코팅에 의해 픽셀 광원 어레이(1106)의 최상부 상에 증착된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)의 물질은 포토레지스트이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)의 물질은 유전체 물질, 이를테면 산화규소이다.
마이크로 렌즈를 제조하기 위한 제2 방법은, 마이크로 렌즈 물질 층을 하향식으로 패터닝함으로써, 도 1b 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 마이크로 렌즈 물질 층에 적어도 반구를 형성하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 패터닝은, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)의 최하부를 통과하거나 그를 식각함이 없이 수행된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(1120)의 반구는 적어도 하나의 픽셀 광원(1106M) 위에 배치된다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층을 하향식으로 패터닝하는 단계는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)의 표면 상에 마스크 층(1130)을 증착하는 제1 단계를 더 포함한다.
마이크로 렌즈 물질 층을 하향식으로 패터닝하는 단계는 또한, 마스크 층(1130)에 반구 패턴을 형성하기 위해 마스크 층(1130)을 패터닝하는 제2 단계를 포함한다. 일부 예들에서, 마스크 층(1130)은 먼저 포토리소그래피 프로세스에 의해 그리고 이어서 리플로우 프로세스에 의해 패터닝된다. 일부 실시예들에서, 반구 패턴의 형성을 준비하기 위해, 점선 직사각형 셀들로 도 1b에 도시된 바와 같이 감광성 중합체 마스크 층(1130)은 격리된 셀들(1140)로 패터닝된다. 일 예로서, 격리된 셀들(1140)은 포토리소그래피 프로세스를 통해 패터닝되고 형성된다. 격리된 셀들(1140)을 갖는 패터닝된 감광성 중합체 마스크 층(1150)은 이어서, 고온 리플로우 프로세스를 사용하여 반구 패턴(1160)으로 성형된다. 하나의 접근법에서, 격리된 셀들(1140)은, 고온 리플로우를 통해, 격리된 반구 패턴(1160)으로 형성된다. 일부 실시예들에서, 하나의 픽셀의 격리된 반구 패턴(1160)은, 인접한 픽셀의 반구 패턴과 물리적으로 직접 접촉하지 않는다. 일부 실시예들에서, 하나의 픽셀의 반구 패턴(1160)은, 반구 패턴(1160)의 최하부에서만 인접한 픽셀의 반구 패턴과 접촉한다. 패터닝된 감광성 중합체 마스크 층(1150)은 특정 시간 동안 중합체 물질의 용융점을 초과하는 온도로 가열된다. 중합체 물질이 액화된 상태로 용융된 후에, 액화된 물질의 표면 장력은 액화된 물질을 평활한 곡률 표면을 갖는 형상이 되게 할 것이다. 셀의 높이가 2R/3일 때 반경 R의 둥근 베이스를 갖는 셀에 대해, 반구형 형상/패턴은 리플로우 프로세스 후에 형성될 것이다. 도 1b는, 고온 리플로우 프로세스가 완료된 후의, 반구 패턴들(1160)의 어레이와 통합된 디스플레이 패널을 도시한다. 일부 실시예들에서, 마스크 층의 반구 패턴은, 마이크로 렌즈를 제조하기 위한 제1 방법에서 설명된 마이크로 렌즈에 대한 제조 방법을 포함하는 다른 제조 방법에 의해 형성될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 마스크 층의 반구 패턴은 그레이스케일 마스크 포토리소그래피 노출을 사용하여 형성될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 마스크 층의 반구 패턴은 몰드/임프린팅 프로세스를 통해 형성될 수 있다.
마이크로 렌즈 물질 층을 하향식으로 패터닝하는 단계는, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)에 반구를 형성하기 위해, 반구 패턴(1160)을 마스크로서 사용하여 마이크로 렌즈 물질 층(1145)을 식각하는 제3 단계를 더 포함한다. 일부 예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)을 식각하는 것은 포토리소그래피 프로세스에 의해 이루어진다. 일부 예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)을 식각하는 것은 도 1b에 도시된 바와 같이 플라즈마 식각 프로세스(1135)와 같은 건식 식각에 의해 이루어진다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)이 식각된 후에, 마이크로 렌즈 물질 층(1145)은 도 1b 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 픽셀 광원(1106M)의 최상부 표면을 노출시키도록 관통하여 식각되지 않으며, 그에 의해, 도 1c에 도시된 바와 같이, 스페이서(1170)가 픽셀 광원(1106M)의 최상부 상에 형성되거나 픽셀 광원(1106M)의 최상부를 커버한다.
마이크로 렌즈를 제조하기 위한 제2 방법은, 기판의 전극 영역(도 1c에 도시되지 않음)을 노출시키기 위해 마이크로 렌즈 물질 층을 패터닝하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 물질 층을 패터닝하는 단계는, 식각 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 식각 단계는, 마이크로 렌즈 물질의 표면 상에 마스크를 형성하는 단계를 포함한다. 식각 단계는 또한, 포토리소그래피 프로세스를 통해 마스크를 패터닝함으로써, 마스크에 개구들을 형성하고 픽셀 광원의 전극 영역 위의 마이크로 렌즈 물질 층을 노출시키는 단계를 포함한다. 식각 단계는, 마스크 보호와 함께, 노출된 마이크로 렌즈 물질 층을 식각하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 노출된 마이크로 렌즈 물질 층은 습식 식각 방법에 의해 식각된다. 일부 실시예들에서, 전극을 위한 개구는 디스플레이 어레이 영역 외부에 위치된다.
위에 설명된 바와 같이, 도 1b 내지 도 1c는 마이크로 렌즈 어레이와 통합된 디스플레이 패널을 형성하기 위한 다양한 제조 방법들을 도시한다. 이들은 단지 예들일 뿐이며, 다른 제조 기법들이 또한 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
상세한 설명이 많은 상세사항들을 포함하지만, 이들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 단지 본 발명의 상이한 예들 및 양상들을 예시하는 것으로서 해석되어야 한다. 본 발명의 범위는 위에 상세히 논의되지 않은 다른 실시예들을 포함한다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 정사각형 베이스 또는 다른 다각형 베이스와 같은 상이한 형상 베이스들을 갖는 마이크로 렌즈들이 또한 사용될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 발광 구조(100)는 발광 메사를 커버하는 스페이서를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 발광 구조(100)는 발광 메사(101)를 커버하는 스페이서(108)를 포함할 수 있다. 스페이서(108)는, 마이크로 렌즈(102)와 발광 메사(101) 사이에 적절한 간격을 제공하도록 형성되는 광학적으로 투명한 층일 수 있다. 그에 따라, 발광 메사(101)로부터 방출되는 광은 스페이서(108)를 통과한 다음 마이크로 렌즈(102)에 도달할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는 또한, 발광 메사(101)를 둘러싸는 영역을 채우고 발광 메사(101)를 둘러싸는 매질의 굴절률을 증가시킬 수 있다. 따라서, 스페이서(108)는 발광 메사(101)로부터 방출되는 광의 광학 경로를 변경할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는 발광 메사(101)와 마이크로 렌즈(102) 사이에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)의 최상부 표면은 평탄화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는 도 1a에 도시된 바와 같은 평탄화된 절연 층(109)의 표면 상에 직접 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는, 전도성 층, 이를테면, 도 1a에 도시된 바와 같은 전도성 층(115)의 노출된 최상부 표면을 커버하고 그에 접촉할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는 마이크로 렌즈(102)와 통합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는 평탄화된 절연 층(109)과 동일하거나 그의 일부일 수 있고, 평탄화된 절연 층(109)과 통합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 스페이서(108)는 발광 메사(101)로부터 방출되는 광 경로를 연장시킨다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는, 설계 요구들에 따라 LED 디바이스로부터 방출되는 광을 더 집속되게 하거나 더 발산되게 함으로써 단일 픽셀 LED 디바이스로부터 방출되는 광 경로를 변경한다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 최하부 표면의 치수는 발광 메사(101)의 최하부 표면의 치수보다 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 마이크로 렌즈(102)의 최하부 표면의 치수는 발광 메사(101)의 최하부 표면의 치수와 동일하거나 그보다 클 수 있다.
일부 실시예들에서, 스페이서(108)는, 발광 메사(101)로부터 방출되는 파장들에서 투명한 다양한 물질들로 만들어질 수 있다. 스페이서(108)에 대한 예시적인 투명 물질들은, 중합체들, 유전체들, 및 반도체들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는 하나 이상의 유전체 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유전체 물질들은, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화알루미늄과 같은 하나 이상의 물질을 포함한다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)는 포토레지스트로 만들어진다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108) 및 마이크로 렌즈(102)는 동일한 물질을 갖는다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108) 및 마이크로 렌즈(102)는 상이한 물질들을 갖는다.
일부 예시적인 실시예들에서, 스페이서의 높이는 마이크로 렌즈의 높이 미만일 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 스페이서(108)의 높이는 마이크로 렌즈(102)의 높이 미만일 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 스페이서(108)의 높이는 마이크로 렌즈(102)의 높이와 동일하거나 그 초과일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나의 발광 메사와 하나의 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서의 높이는, 동일한 디스플레이 패널 내에서 다른 발광 메사와 다른 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서의 높이와 동일하지 않을 수 있다. 다른 실시예들에서, 하나의 발광 메사와 하나의 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서의 높이는 고르지 않을 수 있다. 예컨대, 발광 메사(101)와 제1 마이크로 렌즈(102) 사이에 형성되는 스페이서의 높이에 관하여, 중심 축 A-A'에서의 스페이서의 높이는 중심 축 B-B'에서의 공간의 높이보다 작을 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 발광 구조(100)는 반도체 기판 및 적어도 하나의 반사성 컵을 더 포함할 수 있다. 발광 메사는 반도체 기판 상에 형성될 수 있고, 발광 메사의 에지들/에지 표면들은 적어도 하나의 반사성 컵에 의해 둘러싸일 수 있다. 반사성 컵은, 발광 메사(101)로부터 방출되는 광을 실질적으로 상향 방향으로 반사시키기 위해 발광 메사(101)에 대해 위치되는 구조이다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵은 발광 메사(101) 주위에 둥근 측벽을 형성하고, 반사성 컵 부분들(111 및 112)과 같은 다수의 부분들을 포함한다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 발광 구조(100)는 반도체 기판(110) 및 반사성 컵 부분들(111 및 112)을 포함할 수 있다. 발광 메사(101)는 반도체 기판(110) 상에 형성되고, 반사성 컵 부분들(111 및 112)에 의해 둘러싸일 수 있다. 반사성 컵 부분들(111 및 112)은 반도체 기판(110) 상에 형성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 반도체 기판(110)은 집적 회로(IC) 기판일 수 있다. 발광 메사는 IC에 의해 개별적으로 또는 집합적으로 구동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반도체 기판(110)은 다른 전기 전도성 기판일 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)은, 발광 메사(101)로부터 방출되는 광의 적어도 일부 또는 그 광의 실질적으로 전부를 격리시킬 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 높이들이 발광 메사(101)의 높이보다 높을 때, 반사성 컵 부분들(111 및 112)은 발광 메사(101) 주위의 인접한 발광 메사들로부터 방출되는 광의 일부 또는 실질적으로 전부가 발광 메사(101)로부터 방출되는 광에 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)은, 픽셀 간 광 누화를 억제하고 발광 구조(100)를 사용하는 LED 디스플레이들의 전체 대비를 개선할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵들로부터의 반사는 또한, 광 방출을 특정 방향으로 집속시킴으로써 발광 효율 및 휘도를 증가시킬 수 있다. 예컨대, 발광 메사(101)로부터 방출되는 광의 일부는 반사성 컵 부분들(111 및 112)에 도달하여 그에 의해 상향으로 반사될 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 높이들은 발광 메사(101)의 높이보다 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 높이들은 발광 메사(101)의 높이와 동일하거나 그보다 낮을 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 높이들은 0.5 미크론 내지 50 미크론일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 높이들은 1 미크론 내지 20 미크론일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 높이들은 2 미크론 내지 10 미크론일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 높이들은 약 2.5 미크론인 한편, 발광 메사(101)의 높이는 약 1.9 미크론이다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵들의 높이들은 다를 수 있다. 예컨대, 반사성 컵 부분(111)의 높이는 반사성 컵 부분(112)의 높이와 상이할 수 있다.
일부 실시예들에서, 스페이서(108)의 최상부 표면은 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 최상부 표면들 위에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)의 최상부 표면은 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 최상부 표면들과 동일한 높이에 있거나 그 아래에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 스페이서(108)의 최상부 표면은 반사성 컵 부분(111)의 최상부 표면들과 동일한 높이에 있거나 그 아래에 있을 수 있지만 반사성 컵 부분(112)의 최상부 표면보다 높을 수 있다.
반사성 컵의 내부 벽은 발광 메사에 대면하는 표면을 지칭할 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 반사성 컵(111) 부분의 내부 벽(113) 및 반사성 컵 부분(112)의 내부 벽(114)은 발광 메사(101)에 대면할 수 있다. 반사성 컵의 내부 벽의 형상들은 다양할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵의 내부 벽은, 도 1a에 도시된 바와 같은 내부 벽들(113 및 114)과 같이 직선일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵 부분들(111 및 112)의 내부 벽들의 가파름은 발광 메사(101)로부터 방출되는 광의 발산을 감소시키도록 설계될 수 있다. 예컨대, 반도체 기판(110)에 수직인 수직 축에 대한 반사성 컵(111)의 내부 벽의 각도는 적어도 5 도 내지 최대 75 도일 수 있다. 다른 예에서, 반도체 기판(110)에 수직인 수직 축에 대한 반사성 컵(111)의 내부 벽의 각도는 적어도 10 도 내지 최대 50 도일 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사성 컵의 내부 벽은 곡면, 파상, 다중선, 또는 이들의 조합일 수 있다. 반사성 컵의 내부 벽의 상세한 구조들은 도 2a 내지 도 2c의 일부 예시적인 실시예들과 함께 아래에서 추가로 설명될 것이다.
일부 실시예들에서, 반사성 컵은 금속을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵은 유전체 물질, 이를테면 산화규소를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵은 감광성 유전체 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 감광성 유전체 물질은 SU-8, 감광성 폴리이미드(PSPI), 또는 벤조시클로부텐(BCB)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사성 컵은 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 발광 메사(101)는, 발광 메사(101)의 최상부에서 커버 층으로서 전도성 전극 층(115)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)는 발광 층(120)을 포함한다. 일반적으로, LED 발광 층은, p형 구역/층 및 n형 구역/층과의 PN 접합/다이오드, 및 p형 구역/층과 n형 구역/층 사이의 활성 층을 포함한다.
전도성 전극 층은 반사성 컵 부분들(111 및 112)을 포함하는 반사성 컵과 전기적으로 연결될 수 있고, 추가로, 발광 층, 이를테면, 발광 메사(101)의 발광 층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 전도성 전극 층(115)은 반사성 컵 부분들(111 및 112) 각각의 최하부에서 반사성 컵 부분들(111 및 112)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 도 1a에 도시되지 않은 다른 예에서, 전도성 전극 층(115)은 반사성 컵 부분들(111 및 112) 각각의 최상부에서 반사성 컵 부분들(111 및 112)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 전도성 전극 층은 발광 층(120)을 커버할 수 있고, 추가로, 그의 최상부에서 발광 층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 예에서, 전도성 전극 층(115)은 반사성 컵 부분들(111 및 112) 각각의 내부 벽들(이를테면, 113 및 114)에서 반사성 컵 부분들(111 및 112)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 전극 층(115)은 발광 층(120)과 마이크로 렌즈(102) 사이에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 전극 층(115)은 스페이서(108)와 발광 층(120) 사이에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 전극 층(115)은, 그래핀, 인듐 주석 산화물(ITO), 알루미늄 도핑된 산화아연(AZO), 또는 플루오린 도핑된 산화주석(FTO), 또는 이들의 임의의 조합물과 같은 물질들로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 전극 층(115)은 투명할 수 있고, 발광 층(120)으로부터 방출되는 광의 일부는 전도성 전극 층(115)을 통과할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 발광 메사(101)는, 반도체 기판(110) 상에 형성되는 하나 이상의 금속 접합 층(예컨대, 금속 접합 층(116))을 더 포함할 수 있다. 금속 접합 층은 발광 메사(101)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 발광 메사(101)는, 발광 메사(101)의 최하부에 있는 금속 접합 층(116)을 포함할 수 있다. 금속 접합 층(116)은 반도체 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 금속 접합 층(116)은 추가로, 발광 메사(101)의 최하부에 형성되고 발광 층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 금속 접합 층(116)은 비스듬한 측부 표면을 갖는다. 비스듬한 측부 표면은, LED 발광 층들에 대한 상이한 커넥터들에 대한 용이한 연결들을 향상시키고, 예리한 각도들로 인한 그러한 커넥터들의 연결해제를 방지하고, 디바이스의 전체 안정성을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 금속 접합 층(116)은 또한, 위의 LED 층들로부터 방출되는 광을 반사하기 위한 반사기로서 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 금속 접합 층(116)은, 반도체 기판(110) 상의 드라이버 회로 및 금속 접합 층(116) 위의 발광 층(120) 둘 모두에 전기적으로 연결되어, P 전극처럼 작용한다. 일부 실시예들에서, 금속 접합 층(116)의 두께는 약 0.1 미크론 내지 약 3 미크론이다. 다른 실시예들에서, 금속 접합 층(116)의 두께는 약 0.3 ㎛이다. 금속 접합 층(116)은, 옴 접촉 층들 및 금속 접합 층들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 금속 층이 금속 접합 층(116)에 포함될 수 있다. 금속 층들 중 하나는 발광 구조(100) 내의 금속 접합 층 위의 층으로 증착될 수 있다. 대응하는 접합 금속 층이 또한 반도체 기판(110) 상에 증착될 수 있다.
일부 실시예들에서, 금속 접합 층(116)에 대한 조성물들은, Au-Au 접합, Au-Sn 접합, Au-In 접합, Ti-Ti 접합, Cu-Cu 접합, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 예컨대, Au-Au 접합이 선택되는 경우, Au의 2개의 층은 각각, 접착 층으로서 Cr 코팅을 그리고 확산 방지 층으로서 Pt 코팅을 필요로 한다. 그리고, Pt 코팅은 Au 층과 Cr 층 사이에 있다. Cr 및 Pt 층들은 2개의 접합된 Au 층의 최상부 및 최하부 상에 위치된다. 일부 실시예들에서, 2개의 Au 층의 두께들이 거의 동일할 때, 고압 및 고온 하에서, 두 층들 모두 상에서의 Au의 상호 확산은 2개의 층을 함께 접합시킨다. 사용될 수 있는 예시적인 기법들은, 공융 접합, 열 압축 접합, 및 천이 액상(transient liquid phase)(TLP) 접합이다.
일부 예시적인 실시예들에서, 발광 구조(100)는, 기판(110) 상의 발광 메사(101)와 같은 발광 메사들 사이에 일부 격리 구조들(이를테면, 118)을 더 포함할 수 있다. 격리 구조(118)는 기판(110) 상에 형성된다. 일부 실시예들에서, 격리 구조(118)는 접합 층(116)보다 얇다. 일부 실시예들에서, 격리 구조(118)는 SiO2와 같은 유전체 물질들로 만들어진다. 일부 실시예들에서, 격리 구조(118)의 유전체 물질들은 무기 또는 유기 물질들일 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 발광 구조(100)는, 발광 층(120)의 표면 상의 그리고 격리 구조들(118) 및 접합 층(116)의 표면들 상의 절연 층(117)을 더 포함할 수 있다. 그렇다면, 일부 실시예들에서, 전도성 전극 층(115)은 절연 층(117)의 표면 상에 형성된다. 일부 실시예들에서, 절연 층(117)은 SiO2와 같은 유전체 물질로 만들어진다. 일부 실시예들에서, 절연 층(117)의 유전체 물질들은 무기 또는 유기 물질들일 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 각각, 일부 실시예들에 따른, 도 1a의 반사성 컵 부분들(111 및/또는 112)에 대응할 수 있는 반사성 컵들의 일부 예시적인 실시예들의 단면도를 예시한다. 일부 실시예들에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 반사성 컵(201)은 발광 메사(101)에 대면하는 내부 벽(201a)을 포함할 수 있다. 내부 벽(201a)은, 발광 메사(101)로부터 방출되는 광의 일부를 상향으로 반사하도록 곡면을 이룰 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 반사성 컵(202)의 내부 벽은 하위-내부 벽(sub-inside wall)들(202A, 202B, 및 202C)을 포함하는 다중선일 수 있다. 하위-내부 벽들(202A, 202B, 및 202C)은 발광 메사(101) 쪽에 대면하며, 이에 따라, 발광 메사로부터 방출되는 광의 일부는 하위-내부 벽들(202A, 202B, 및 202C)에 의해 상향으로 반사될 수 있다. 하위-내부 벽들 각각은 또한, 상이한 패턴으로 (특히, 수평으로) 방출되는 광에 대한 초점을 조정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵(202)의 최하부로부터 최상부까지의 (반사성 컵(202)의 최하부에 대한) 하위-내부 벽들 각각의 가파름(반도체 기판(110)에 수직인 수직 축에 대한 반사성 컵의 내부 벽의 각도)은 더 커질 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사성 컵(202)의 최하부로부터 최상부까지의 (반사성 컵(202)의 최하부에 대한) 하위-내부 벽들 각각의 가파름은 더 작아질 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사성 컵(202)의 최하부로부터 최상부까지의 (반사성 컵(202)의 최하부에 대한) 하위-내부 벽들 각각의 가파름은 무작위로 선택될 수 있다.
또한 일부 실시예들에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 반사성 컵(203)의 내부 벽은 계단 형상일 수 있다. 반사성 컵(203)은 하나 이상의 계단 구조(예컨대, 계단 구조들(203-1, 203-2, 및 203-3))를 포함할 수 있다. 하나 이상의 계단 구조 각각은 하위-내부 벽(예컨대, 각각, 하위-내부 벽들(203a, 203b, 및 203c))을 포함할 수 있다. 위에 언급된 반사성 컵(202)과 유사하게, 반사성 컵(203)은 또한, 발광 메사로부터 방출되는 광의 일부를 상향으로 반사하고, 예컨대, 하위-내부 벽들의 가파름 및 높이 각각을 변경함으로써, 상이한 패턴으로 (특히, 수평으로) 방출되는 광에 대한 초점을 조정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사성 컵은, 증착, 포토리소그래피, 및 식각 프로세스들의 조합에 의해 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 컵은 다른 적합한 방법들에 의해 제조될 수 있다. 일 예에서, 반사성 컵은 다음의 단계들에 의해 제조될 수 있는데: 1) PSPI가 포토리소그래피 프로세스에 의해 반사성 컵 형상으로 형성되고; 2) 높은 반사율을 갖는 금속 층(Pt, Rh, Al, Au, Ag), TiO2/SiO2 적층된 층(분산형 브래그 반사기(Distributed Bragg Reflector)(DBR)), 또는 전반사 특성(ODR)을 갖는 임의의 다른 층이 기상 증착에 의해 전체 표면 상에 증착되고; 3) 반사성 층이 포토레지스트에 의해 차광되는 한편 다른 구역 상의 반사성 층은 식각되며, 그에 의해, 발광 영역이 공기에 노출된다. 다른 예에서, 반사성 컵은 다음의 단계들에 의해 제조될 수 있는데: 1) 발광 구조보다 두꺼운 격리 층(SiO2, SiN, 또는 SU8)이 발광 구조 상에 증착 또는 스피닝되고; 2) 포토레지스트를 마스크로서 사용하여, 반사성 컵 형상이 격리 층에 식각되고; 3) 높은 반사율을 갖는 금속 층(Pt, Rh, Al, Au, Ag), TiO2/SiO2 적층된 층(DBR), 또는 전반사 특성(ODR)을 갖는 임의의 다른 층이 기상 증착에 의해 전체 표면 상에 증착되고; 4) 반사성 층이 포토레지스트에 의해 차광되는 한편 다른 구역 상의 반사성 층은 식각되며, 그에 의해, 발광 영역이 노출된다.
일부 실시예들에서, 반사성 컵은 하나 이상의 반사성 코팅을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 반사성 코팅은, 반사성 컵의 하나 이상의 내부 벽, 예컨대, 내부 벽들(113, 114, 및 201a), 하위-내부 벽들(202A, 202B, 및 202C), 및 하위-내부 벽들(203a, 203b, 및 203c) 상에 배치될 수 있다. 하나 이상의 반사성 코팅들 각각의 최하부는, 발광 메사, 예컨대, 도 1a에서 설명된 바와 같은 발광 메사(101)(도 2에 도시되지 않음)에 접촉하지 않는다. 하나 이상의 반사성 코팅은, 발광 메사로부터 방출되는 광을 반사하고, 따라서, 마이크로 LED 패널들 또는 디스플레이들의 휘도 및 발광 효능을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 발광 메사로부터 방출되는 광은 하나 이상의 반사성 코팅에 도달할 수 있고, 하나 이상의 반사성 코팅에 의해 상향으로 반사될 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은, 반사성 컵과 함께, 발광 메사로부터 방출되는 광의 반사 방향 및/또는 반사 강도를 활용할 수 있다. 예컨대, 하위-내부 벽들(203a, 203b, 및 203c)은 특정 각도로 경사질 수 있고, 따라서, 하위-내부 벽들(203a, 203b, 및 203c) 상에 배치된 하나 이상의 반사성 코팅은 하위-내부 벽들(203a, 203b, 및 203c)과 동일한 각도로 경사진다. 발광 메사로부터 방출되는 광이 하나 이상의 반사성 코팅에 도달할 때, 발광 메사로부터 방출되는 광은 하위-내부 벽들(203a, 203b, 및 203c)의 각도에 따라 하나 이상의 반사성 코팅에 의해 반사될 것이다.
하나 이상의 반사성 코팅의 물질들은 60 %, 70 % 또는 80 %보다 큰 반사율로 고도로 반사성일 수 있고, 따라서, 발광 메사로부터 방출되는 광의 대부분이 반사될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은 높은 반사율을 갖는 하나 이상의 금속성 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 하나 이상의 금속성 전도성 물질은 알루미늄, 금, 또는 은 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은 다중-계층화될 수 있다. 더 구체적으로는, 하나 이상의 반사성 코팅은 하나 이상의 반사성 물질 층 및 하나 이상의 유전체 물질 층의 적층체를 포함할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 반사성 코팅은 하나의 반사성 물질 층 및 하나의 유전체 물질 층을 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은 2개의 반사성 물질 층, 및 2개의 반사성 물질 층 사이에 위치되는 하나의 유전체 물질 층을 포함할 수 있다. 또한 일부 다른 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은 2개의 유전체 물질 층, 및 2개의 유전체 물질 층 사이에 위치되는 하나의 반사성 물질 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 다중-계층화된 구조는, TiAu, CrAl 또는 TiWAg 중 하나 이상을 포함할 수 있는 2개 이상의 금속 층을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은, 금속 층 및 투명 전도성 산화물(Transparent and Conductive Oxide)(TCO) 층을 포함하는 다중-계층화된 전방향성 반사기(ODR)일 수 있다. 예컨대, 다중-계층화된 구조는, 유전체 물질 층, 금속 층, 및 TCO 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은, DBR을 형성하도록 교번적으로 배치되는 2개 이상의 유전체 물질 층을 포함할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 반사성 코팅은, 유전체 물질 층, 금속 층, 및 투명 유전체 층을 포함할 수 있다. 투명 유전체 층은, SiO2, Si3N4, Al2O3, 또는 TiO2 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나 이상의 반사성 코팅은, 유전체 물질 층, TCO, 및 DBR을 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은 높은 반사를 갖는 하나 이상의 금속성 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 하나 이상의 금속성 전도성 물질은 알루미늄, 금, 또는 은 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 반사성 코팅은 전도성일 수 있고, 그렇다면, 하나 이상의 반사성 코팅은 또한 발광 구조(100)와의 전기적 접촉부들로서의 기능들을 수행할 수 있다. 예컨대, 발광 메사(101)는 하나 이상의 반사성 코팅과 전기적으로 연결될 수 있다. 하나 이상의 반사성 코팅은 발광 메사로부터 방출되는 광을 차단하지 않도록 패터닝될 수 있다. 그렇다면, 하나 이상의 반사성 코팅은 또한 디스플레이 패널 상의 LED 디바이스 및/또는 LED들에 대한 공통 전극으로서 기능할 수 있다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 도 1a의 기판(110) 상의 발광 메사(101)의 예시적인 구조의 단면도(300)를 예시한다. 도 1a에서 설명된 바와 같이, 발광 메사(101)는, 적어도 하나의 발광 층(예컨대, 발광 층(120)), 발광 층(120)의 최하부에 있고 반도체 기판(110)과 접합되는 최하부 접합 층(예컨대, 최하부 접합 층(116))을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)는, 도 1a에서 설명된 바와 같은, 발광 층(120)을 커버하고 적어도 하나의 반사성 컵(예컨대, 반사성 컵 부분들(111 및/또는 112))과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층(예컨대, 최상부 전극 층(115))을 포함한다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 반사성 컵(예컨대, 반사성 컵 부분들(111 또는 112))은 반도체 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 발광 메사(101)는, 발광 층(120), 발광 층(120)의 최하부에 있고 반도체 기판(110)과 접합되는 최하부 접합 층(116), 및 발광 층(120)을 커버하고 적어도 하나의 반사성 컵(111 및/또는 112)과 전기적으로 연결되는 (도 3에 도시되지 않으며, 도 1 내지 도 2에서 설명된 바와 같은) 최상부 전극 층(115)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 발광 층(120)은 녹색, 청색, 또는 적색 광을 방출할 수 있다. 발광 층(120)으로부터 방출되는 광은, 최상부 전극 층(115)을 통과하고/거나 그 주위를 지나가고 (도 3에 도시되지 않으며, 도 1a에서 설명된 바와 같은) 마이크로 렌즈(102)에 도달할 수 있다. 발광 층(120)으로부터 방출되는 광은 또한, 적어도 하나의 반사성 컵(111 및/또는 112)에 도달하고 마이크로 렌즈(102) 및/또는 다른 렌즈(도 3에 도시되지 않음)로 상향으로 반사될 수 있다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(101)는, 별개의 색상들을 방출하는 2개 이상의 발광 층을 포함할 수 있다. 2개 이상의 발광 층은 수직으로 적층되거나 동일한 레벨로 평행하게 배열될 수 있다. 예컨대, 녹색 광을 방출하는 발광 층이 적색 광을 방출하는 발광 층 상에 배치될 수 있거나, 또는 녹색 광을 방출하는 발광 층이 적색 광을 방출하는 발광 층에 대해 수평 방향으로 평행하게 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 발광 구조(100)는 2개 이상의 발광 메사를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 발광 메사들 각각은 적어도, 별개의 색상을 방출하는 발광 층을 포함할 수 있다. 2개의 발광 메사가 발광 구조(100) 내에 있을 때, 2개의 색상 및 2개의 색상의 조합들이 발광 구조(100)로부터 방출될 수 있다. 3개의 발광 메사가 발광 구조(100) 내에 있을 때, 3개의 색상 및 3개의 색상의 조합들이 발광 구조(100)로부터 방출될 수 있다.
일부 실시예들에서, 발광 층(이를테면, 301)은 상이한 조성들을 갖는 많은 에피택셜 하위-층들을 포함할 수 있다. LED 에피택셜 층들의 예들은, III-V족 질화물, III-V족 비소화물, III-V족 인화물, 및 III-V족 안티몬화물 에피택셜 구조들을 포함할 수 있다. 마이크로 LED들의 예들은, GaN 기재 UV/청색/녹색 마이크로 LED들, AlInGaP 기재 적색/주황색(orange) 마이크로 LED들, 및 GaAs 또는 InP 기재 적외선(IR) 마이크로 LED들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 최하부 접합 층(116)은, 전도성 및 투명성을 개선하기 위해 발광 층(120)의 최하부에 형성되는 금속 층 또는 전도성 투명 층, 이를테면 ITO 층일 수 있다. 일부 실시예들에서, 발광 메사 내에 하나 초과의 발광 층이 존재할 때, 발광 층들은 그 사이의 개개의 접합 층에 의해 함께 접합된다. 발광 층들로부터 방출되는 광은, 현재의 발광 층 위의 접합 층들을 통과하고 현재의 발광 층 아래의 접합 층들에 의해 반사될 수 있다. 일부 실시예들에서, 최하부 접합 층(116)은 반도체 기판(110)과 접합된다.
일부 실시예들에서, 최상부 전극 층(115)은, 전도성 및 투명성을 개선하기 위해 발광 층(120) 상에 형성되는 금속 층 또는 전도성 투명 층, 이를테면 ITO 층일 수 있다. 게다가, 일부 실시예들에서, 발광 층 각각의 최하부 및 최상부에 있는 부가적인 전도성 층들, 이를테면, 발광 층(120)의 최하부에 있는 전도성 층(302), 및 발광 층(120)의 최상부에 있는 전도성 층(303)이 존재한다. 전도성 층들 각각은 기판 내의 IC 회로 또는 최상부 전극 층과 전기적으로 연결된다. 최상부 전극 층(115)은 다른 회로 또는 구성요소와 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 최상부 전극 층(115)과 전도성 층(303) 사이에 위치되는, 도 3에 도시된 바와 같은 접촉 패드(304)가 존재할 수 있다. 접촉 패드(304)는, 그래핀, ITO, TCO, AZO, 또는 FTO, 또는 이들의 임의의 조합물들과 같은 물질들로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 층(303)은 (도 1a에서 설명된 바와 같은) 전도성 전극 층(115)을 통해 적어도 하나의 반사성 컵과 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사성 층, 이를테면 반사성 층(301)은, 최하부 접합 층(116) 위에 그리고 발광 층(120)과 같은 각각의 발광 층의 최하부에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 층, 이를테면 반사성 층(301)은, 발광 층(120)과 같은 각각의 발광 층의 최하부에서 전도성 층, 이를테면 전도성 층(302) 아래에 위치될 수 있다. 반사성 층은 광 투과 효율을 개선할 수 있다. 예컨대, 발광 층(120)으로부터 방출되는 광은 반사성 층(301)에 의해 반사될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 층의 물질들은, 특히, 현재의 반사성 층 위의 발광 층(들)에 의해 방출되는 광에 대해 높은 반사율을 가질 수 있다. 예컨대, 반사성 층의 반사율은 60 % 초과이다. 다른 예에서, 반사성 층의 반사율은 70 % 초과이다. 또 다른 예에서, 반사성 층의 반사율은 80 % 초과이다. 일부 실시예들에서, 반사성 층의 물질은 Rh, Al, Ag, 및 Au 중 하나 이상으로부터 선택되는 금속일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 층은 상이한 굴절률을 갖는 적어도 2개의 하위-층을 포함할 수 있다. 하위-층들 각각은 또한, 60 %, 70 %, 또는 80 % 초과와 같은 높은 반사율을 갖는다. 일부 실시예들에서, 반사성 층은 DBR 구조를 포함할 수 있다. 예컨대, 반사성 층은, 가변 굴절률을 갖는 교번하는 또는 상이한 물질들의 다수의 층들로 형성될 수 있다. 일부 예시들에서, DBR 구조의 각각의 층 경계는 광파의 부분 반사를 야기한다. 반사성 층은 일부 선택된 파장들을 반사하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 층은, 다수의 층들, 예컨대, 각각 SiO2 및 Ti3O5의 적어도 2개의 층으로 만들어질 수 있다. SiO2 및 Ti3O5의 층들의 두께들 및 수들을 각각 변화시킴으로써, 상이한 파장들에서의 광의 선택적 반사 또는 투과가 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 적어도 하나의 반사성 컵은 반도체 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 최상부 전극 층을 통해 이루어진다.
도 4는 일부 실시예들에 따른, 마이크로 렌즈들의 어레이 및 발광 메사들을 갖는 예시적인 발광 구조(400)의 단면도를 예시한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 발광 구조는 제1 발광 메사를 포함한다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 발광 구조(400)는 제1 발광 메사(401)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 발광 메사(401)는, 도 1a에서 설명된 발광 메사(101) 및 관련된 구조들과 동일하거나 유사한 치수, 형상, 구조, 조성, 위치결정, 및 제조(반사성 컵 및 다른 관련된 구조들, 이를테면 임의적 스페이서를 포함함)를 갖는다. 제1 발광 메사(401)는 LED 또는 마이크로 LED를 포함할 수 있고, 광은 제1 발광 메사(401)로부터 방출될 수 있다. 제1 발광 메사(401)는 최상부 표면 및 최하부 표면을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 발광 메사(401)의 최상부 표면의 직경 또는 폭 및 제1 발광 메사(401)의 최하부 표면의 직경 또는 폭은 도 1a를 참조하여 위에 설명된 바와 유사한 범위 내에 있을 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 발광 구조(400)는 제1 마이크로 렌즈를 더 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 발광 구조(400)는, 제1 발광 메사(401) 상에 형성되는 제1 마이크로 렌즈(402)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)는, 도 1a에서 설명된 마이크로 렌즈(102)와 동일하거나 유사한 치수, 형상, 구조, 조성, 위치결정, 및 제조를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)는 C-C' 방향을 따라 제1 발광 메사(401)에 동축으로 정렬될 수 있고(도 4에 도시되지 않음), 제1 발광 메사(401) 위에 위치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같은 축 C-C'는 제1 발광 메사(401)의 중심 축을 지칭하고, 도 4에 도시된 바와 같은 축 D-D'는 제1 마이크로 렌즈(402)의 중심 축을 지칭한다. 동축으로 정렬된 중심 축들(도 4에 도시되지 않음)이 있는 이러한 실시예들에서, 제1 발광 메사(401)로부터 방출되는 모든 광은 제1 마이크로 렌즈(402)에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있다. 따라서, 단일 픽셀 LED 디바이스들을 사용하는 디스플레이들 및 패널들이 디스플레이들 및 패널들의 표면들에 수직인 사용자의 시야에 의해 보일 수 있는 정도까지, 발산이 감소될 수 있고 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다. 이는 차례로, 전력 낭비를 감소시키고 휘도를 증가시킬 수 있고/거나 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 더 양호하게 보호할 수 있다. 다른 예에서, 제1 발광 메사(401)로부터 방출되는 광의 일부는 제1 마이크로 렌즈(402)에 직접 도달하여 그를 통과할 수 있고, 발광 중심으로부터 방출되는 광의 다른 부분은 마이크로 렌즈(402) 주위를 지나가거나 그를 우회할 수 있다. 그에 따라, 제1 발광 메사(401)로부터의 휘도가 조정될 수 있다.
또한 다른 예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 마이크로 렌즈(402)의 중심 축은 제1 발광 메사(401)의 중심 축 상에 축외로 적층된다. 다시 말해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 마이크로 렌즈(402)의 중심 축(D-D')은, 제1 발광 메사(401)의 중심 축(C-C')과 동축으로 정렬되지 않거나, 겹치거나 일치하지 않는다. 일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)의 중심 축(D-D')과 제1 발광 메사(401)의 중심 축(C-C') 사이의 오프셋 거리는 4.5 ㎛ 이하이다. 이러한 예에서, 발광 메사(401)의 중심으로부터의 수직 광 어레이(440)는 수직 광 어레이(440)에 대해 비스듬한 광 어레이(442)로서의 마이크로 렌즈에 의해 재지향된다. 발광 메사(401)의 에지로부터 마이크로 렌즈(402)의 중심을 향하는 광 어레이(444)는, 광 어레이(444)의 축에 대하여 기판(410)에 수직인 축에 대해 더 큰 각도로 있는 광 어레이(446)로서의 마이크로 렌즈에 의해 재지향된다. 이러한 실시예에서, 단일 픽셀 LED 디바이스들을 사용하는 디스플레이들 및 패널들이 디스플레이들 및 패널들의 표면들에 대해 특정 각도에서만 사용자의 시야에 의해 보일 수 있는 정도까지, 발산이 감소될 수 있고 사용가능한 시야 각도가 감소될 수 있다. 이는 또한, 전력 낭비를 감소시키고, 휘도를 증가시키고, 공공 장소들에서 사용자 프라이버시를 적절히 보호할 수 있다.
도 4에서, 발광 구조는 어레이로 분포된 다수의 발광 메사들을 포함한다. 예컨대, 도 5는 일부 실시예들에 따른, 축외로 배열된 발광 메사들 및 마이크로 렌즈들의 발광 구조 어레이 시스템(500)의 상면도이다. 어레이의 형상은, 매트릭스, 원, 직사각형, 정사각형, 육각형, 또는 다른 형상일 수 있다. 어레이에서, 하나의 마이크로 렌즈가 발광 메사들 각각 위에 각각 배열된다. 발광 메사(501), 및 발광 메사(501)의 최상부 상의 마이크로 렌즈(502)는, 축외로 배열된 발광 메사들 및 마이크로 렌즈들의 어레이에 포함된다. 일부 실시예들에서, 제1 발광 메사의 에지는 제1 마이크로 렌즈의 에지 근처에 있는데, 예컨대, 제1 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내이다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 라인 E-E'는 제1 발광 메사(401)의 최하부 표면의 에지의 가장 먼 지점(도 5의 G-G'를 따른 단면도에서 제1 발광 메사(501)의 가장 먼 지점(504))을 통과하는 수직 라인을 지칭한다. 유사하게, 라인 F-F'는 제1 마이크로 렌즈(402)의 최하부 표면의 에지의 가장 먼 지점(도 5의 G-G'를 따른 단면도에서 제1 마이크로 렌즈(502)의 가장 먼 지점(506))을 통과하는 수직 라인을 지칭한다. 제1 발광 메사(401)의 최하부 표면의 에지와 제1 마이크로 렌즈(402)의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 라인 E-E'와 라인 F-F' 사이의 오프셋 거리를 지칭한다. 일부 실시예들에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 발광 메사(401)의 최하부 표면의 에지와 제1 마이크로 렌즈(402)의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 영(zero)인데, 예컨대, 504 및 506은 동일한 지점이다. 일부 실시예들에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 발광 메사(401/501)의 최하부 표면의 에지(504)와 제1 마이크로 렌즈(402/502)의 최하부 표면의 에지(506) 사이의 오프셋 거리는 매우 작은데, 예컨대, 라인 E-E'와 라인 F-F' 사이의 오프셋 거리는 제1 마이크로 렌즈(402)의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내일 수 있다. 일부 실시예들에서, 라인 E-E'와 라인 F-F' 사이의 오프셋 거리는 제1 마이크로 렌즈(402)의 최하부 표면의 직경의 30 % 초과이지만 50 % 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 라인 E-E'와 라인 F-F' 사이의 오프셋 거리는 제1 마이크로 렌즈(402)의 최하부 표면의 직경의 50 % 초과일 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)의 최하부 표면은 제1 발광 메사(401)의 중심 축(C-C')의 위치를 커버한다. 다시 말해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 발광 메사(401)의 중심 축(C-C')은 제1 마이크로 렌즈(402)의 최하부 표면과 교차한다.
일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)의 구조는 하나의 평면 표면 및 하나의 볼록한 표면을 갖는 하나의 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 마이크로 렌즈(402)의 구조는 반구일 수 있다. 제1 마이크로 렌즈(402)의 다른 구조들은 또한 도 1a를 참조하여 위에 설명된 바와 유사한 다른 구조들/형상들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)는 광 경로를 조정할 수 있는 반사성 부분을 더 포함할 수 있다. 반사성 부분은 위에 설명된 바와 같은 반사성 부분과 유사할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)의 물질은 무기 또는 유기 물질들을 포함한다. 예컨대, 제1 마이크로 렌즈(402)의 물질은 산화규소를 포함할 수 있다. 제1 마이크로 렌즈(402)의 다른 물질들 및 제조 방법들은 도 1a를 참조하여 위에 설명된 바와 같은 마이크로 렌즈(102)의 물질들 및 제조와 동일하거나 유사할 수 있다.
일부 실시예들에서, 발광 구조(400)는, 제2 발광 메사, 및 제2 발광 메사 위에 형성되는 제2 마이크로 렌즈를 더 포함한다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 발광 메사(400)는, 제2 발광 메사(403), 및 제2 발광 메사(403) 위에 형성되는 제2 마이크로 렌즈(404)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 발광 메사(403)는 위에 설명된 바와 같은 제1 발광 메사(401)와 유사할 수 있고, 제2 마이크로 렌즈(404)는 위에 설명된 바와 같은 제1 마이크로 렌즈(402)와 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 발광 메사(403)는 제1 발광 메사(401)에 인접해 있을 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 발광 메사(403)는 동일한 수평 레벨에서 제1 발광 메사(401)에 인접해 있다. 다른 예에서, 제2 발광 메사(403)는 더 높거나 더 낮은 수평 레벨에서 제1 발광 메사(401)에 인접해 있을 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 마이크로 렌즈(404)의 구조는 하나의 평면 표면 및 하나의 볼록한 표면을 갖는 하나의 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 마이크로 렌즈(404)의 구조는 반구일 수 있다. 제2 마이크로 렌즈(404)의 다른 구조들은 또한 도 1a를 참조하여 위에 설명된 바와 유사한 다른 구조들/형상들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 마이크로 렌즈(404)는 광 경로를 조정할 수 있는 반사성 부분을 더 포함할 수 있다. 반사성 부분은 위에 설명된 바와 같은 반사성 부분과 유사할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)의 중심 축과 제1 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋은 제2 마이크로 렌즈(404)의 중심 축과 제2 발광 메사(403)의 중심 축 사이의 오프셋과 동일하다. 일부 실시예들에서, 제1 마이크로 렌즈(402)의 중심 축과 제1 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋은 제2 마이크로 렌즈(404)의 중심 축과 제2 발광 메사(403)의 중심 축 사이의 오프셋과 동일하지 않다. 도 5에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 각각의 대응하는 발광 메사(이를테면, 501)에 대한 각각의 마이크로 렌즈(이를테면, 502)의 상대적 위치들은 발광 구조 어레이 시스템(500) 내에서 동일하다. 예컨대, 대응하는 발광 메사의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리(이를테면, 도 4에 도시된 바와 같은 라인 D-D'와 라인 C-C' 사이의 거리)는, 발광 구조 어레이 시스템(500) 상의 모든 발광 메사 및 마이크로 렌즈 쌍들에 걸쳐 동일하다. 이러한 방식으로, 발광 구조 어레이 시스템(500) 상의 발광 메사 및 마이크로 렌즈 쌍들로부터 방출되는 모든 광은 사용자 또는 디바이스를 향해 동일한 각도 또는 유사한 각도 범위로 지향된다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 발광 구조 어레이 시스템(600) 위의 중심 위치에 위치된 센서(602)를 갖는 발광 구조 어레이 시스템(600)의 단면도를 예시한다. 발광 구조 어레이 시스템(600)은, 하나 이상의 발광 메사(이를테면, 604, 608, 612, 616, 및 620) 및 하나 이상의 마이크로 렌즈(이를테면, 606, 610, 614, 618, 및 622)를 포함하고, 이들 각각은 도 1 내지 도 5 중 임의의 하나에서 설명된 것과 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 발광 메사로부터 하나 이상의 마이크로 렌즈를 통한 방출 광선들은 함께 센서(602)로 컨버팅된다. 일부 실시예들에서, 센서(602)(또는 센서(602)의 중심 축)는 발광 구조 어레이 시스템(600)의 중심 축(H-H')에 있는 위치에 배열된다.
일부 실시예들에서, 대응하는 발광 메사에 대한 마이크로 렌즈의 오프셋 거리들은 발광 구조 어레이 시스템(600) 내에서 상이하다. 일부 실시예들에서, 발광 메사에 대한 마이크로 렌즈의 오프셋 거리는 센서의 위치 및 센서에 대한 마이크로 렌즈의 위치에 의해 결정된다. 일부 실시예들에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 대응하는 발광 메사의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리(이를테면, 도 4에 도시된 바와 같은 라인 D-D'와 라인 C-C' 사이의 거리)는, 센서(602)가 위치되는 발광 구조 어레이 시스템의 중심으로부터 발광 구조 어레이 시스템(600)의 에지까지 더 커진다. 다시 말해서, 제1 발광 메사(이를테면, 608)의 중심 축에 대한 제1 마이크로 렌즈(이를테면, 610)의 중심 축의 오프셋 거리는, 제1 마이크로 렌즈 및 제1 발광 메사 둘 모두의 센서(602)까지의 거리가 동일한 센서(602)에 대해 제2 마이크로 렌즈 및 제2 발광 메사 둘 모두보다 가까울 때, 제2 발광 메사(이를테면, 612)의 중심 축에 대한 제2 마이크로 렌즈(이를테면, 614)의 중심 축의 오프셋 거리보다 작다. 일부 실시예들에서, 대응하는 발광 메사(이를테면, 604)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(이를테면, 606)의 중심 축의 오프셋 거리는, 중심 축 마이크로 렌즈 및 발광 메사의 중심 축 둘 모두가 센서(602)의 중심 축과 동축으로 정렬될 때 영이다. 일부 실시예들에서, 발광 구조 어레이 시스템(600) 상의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들에 대한 오프셋 거리 범위는 4.5 ㎛ 이하이다.
일부 실시예들에서, 개개의 대응하는 발광 메사의 중심 축에 대한 개개의 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리들은, 센서(602)가 위치되는 발광 구조 어레이 시스템(600)의 중심 축 주위에서 대칭이다. 예컨대, 대응하는 발광 메사(608)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(610)의 중심 축의 오프셋 거리, 및 대응하는 발광 메사(616)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(618)의 중심 축의 오프셋 거리는 동일하다. 대응하는 발광 메사(612)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(614)의 중심 축의 오프셋 거리, 및 대응하는 발광 메사(620)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(622)의 중심 축의 오프셋 거리는 동일하다. 일부 실시예들에서, 센서의 중심 축의 우측 상에서, 마이크로 렌즈는 마이크로 렌즈(예컨대, 도 6의 마이크로 렌즈(610 및 614) 참조) 밑의 대응하는 발광 메사에 대해 좌측으로 시프트된다. 일부 실시예들에서, 센서의 중심 축의 좌측 상에서, 마이크로 렌즈는 마이크로 렌즈(예컨대, 도 6의 마이크로 렌즈(618 및 622) 참조) 밑의 대응하는 발광 메사에 대해 우측으로 시프트된다.
도 6에 도시된 바와 같은 발광 구조 어레이 시스템(600)은, 발광 메사들 각각으로부터 방출되는 광을 중심 위치에 있는 센서(602)를 향해 지향시킬 수 있다. 예컨대, 발광 구조 어레이 시스템(600)의 중심에 있는 발광 메사(604)의 중심 축에서 그 발광 메사로부터 방출되는 광은, 마이크로 렌즈(606)를 통과한 후에 그 광의 방향이 변경되지 않는다. 발광 메사(608)의 중심 축에서 그 발광 메사로부터 방출되는 광은, 마이크로 렌즈(610)를 통과한 후에 그 광의 방향이 센서(602) 쪽으로 변경된다. 발광 메사(612)의 중심 축에서 그 발광 메사로부터 방출되는 광은, 마이크로 렌즈(614)를 통과한 후에 그 광의 방향이 센서(602) 쪽으로 변경된다. 발광 구조 어레이 시스템(600)의 에지 쪽에 위치된 마이크로 렌즈로부터 방출되는 광의 기판의 표면에 수직인 수직 축에 대한 각도는, 발광 구조 어레이 시스템(600)의 중심 쪽에 위치된 마이크로 렌즈로부터 방출되는 광의 기판의 표면에 수직인 수직 축에 대한 각도보다 크다. 예컨대, 발광 구조 어레이 시스템(600)의 에지 쪽에 위치된 마이크로 렌즈(614)로부터 방출되는 광의 기판의 표면에 수직인 수직 축에 대한 각도는, 발광 구조 어레이 시스템(600)의 중심 쪽에 위치된 마이크로 렌즈(610)로부터 방출되는 광의 기판의 표면에 수직인 수직 축에 대한 각도보다 크다.
도 7은 일부 실시예들에 따른, 발광 구조 어레이 시스템(700) 위의 중심이 아닌 위치 또는 측부에 위치된 센서(702)를 갖는 발광 구조 어레이 시스템(700)의 단면도를 예시한다. 발광 구조 어레이 시스템(700)은, 하나 이상의 발광 메사(이를테면, 704, 708, 712, 716, 및 720) 및 하나 이상의 마이크로 렌즈(이를테면, 706, 710, 714, 718, 및 722)를 포함하고, 이들 각각은 도 1 내지 도 5 중 임의의 하나에서 설명된 것과 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 발광 메사로부터 하나 이상의 마이크로 렌즈를 통한 방출 광선들은 함께 센서(702)로 컨버팅된다. 일부 실시예들에서, 센서(702)(또는 센서(702)의 중심 축)는 발광 구조 어레이 시스템(700)의 중심 축에 있지 않은 위치에 배열된다. 예컨대, 센서(702)의 중심 축(I-I')은 발광 구조 어레이 시스템(700)의 측부를 통과한다.
일부 실시예들에서, 대응하는 발광 메사에 대한 마이크로 렌즈의 오프셋 거리들은 발광 구조 어레이 시스템(700) 내에서 상이하다. 일부 실시예들에서, 발광 메사에 대한 마이크로 렌즈의 오프셋 거리는 센서의 위치 및 센서에 대한 마이크로 렌즈의 위치에 의해 결정된다. 일부 실시예들에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 대응하는 발광 메사의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리(이를테면, 도 4에 도시된 바와 같은 라인 D-D'와 라인 C-C' 사이의 거리)는, 위치가 센서(702)의 중심 축(I-I')으로부터 발광 구조 어레이 시스템(700)의 에지로 진행함에 따라, 즉, 도 7에서 중심 축(I-I')으로부터 좌측 수평 방향으로 진행함에 따라, 각각의 마이크로 렌즈-메사 쌍에 대해 더 커진다. 다시 말해서, 제1 발광 메사(이를테면, 704)의 중심 축에 대한 제1 마이크로 렌즈(이를테면, 706)의 중심 축의 오프셋 거리는, 제1 마이크로 렌즈 및 제1 발광 메사 둘 모두의 센서(702)까지의 거리가 동일한 센서(702)에 대해 제2 마이크로 렌즈 및 제2 발광 메사 둘 모두보다 가까울 때, 제2 발광 메사(이를테면, 708)의 중심 축에 대한 제2 마이크로 렌즈(이를테면, 710)의 중심 축의 오프셋 거리보다 작다. 도 7에 도시되지 않은 일부 실시예들에서, 대응하는 발광 메사의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리는, 중심 축 마이크로 렌즈 및 발광 메사의 중심 축 둘 모두가 센서(702)의 중심 축과 동축으로 정렬될 때 영이다. 일부 실시예들에서, 발광 구조 어레이 시스템(700) 상의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들에 대한 오프셋 거리 범위는 4.5 ㎛ 이하이다.
도 7에 도시되지 않은 일부 실시예들에서, 개개의 대응하는 발광 메사의 중심 축에 대한 개개의 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리들은, 센서(702)의 중심 축을 중심으로 대칭이다. 일부 실시예들에서, 센서의 중심 축의 우측 상에서, 마이크로 렌즈는 마이크로 렌즈 밑의 대응하는 발광 메사에 대해 좌측으로 시프트된다. 일부 실시예들에서, 센서의 중심 축의 좌측 상에서, 마이크로 렌즈는 마이크로 렌즈 밑의 대응하는 발광 메사에 대해 우측으로 시프트된다.
도 7에 도시된 바와 같은 발광 구조 어레이 시스템(700)은, 발광 메사들 각각으로부터 방출되는 광을 중심이 아닌 위치에 있는 센서(702)를 향해 지향시킬 수 있다. 예컨대, 발광 메사(708)의 중심 축에서 그 발광 메사로부터 방출되는 광은, 마이크로 렌즈(710)를 통과한 후에 그 광의 방향이 센서(702) 쪽으로 변경된다. 발광 메사(712)의 중심 축에서 그 발광 메사로부터 방출되는 광은, 마이크로 렌즈(714)를 통과한 후에 그 광의 방향이 센서(702) 쪽으로 변경된다. 센서(702)의 중심 축으로부터 더 멀리 위치된 마이크로 렌즈로부터 방출되는 광의 기판의 표면에 수직인 수직 축에 대한 각도는, 센서(702)의 중심 축에 더 가깝게 위치된 마이크로 렌즈로부터 방출되는 광의 기판의 표면에 수직인 수직 축에 대한 각도보다 크다. 예컨대, 센서(702)의 중심 축으로부터 더 멀리 위치된 마이크로 렌즈(714)로부터 방출되는 광의 기판의 표면에 수직인 수직 축에 대한 각도는, 센서(702)의 중심 축에 더 가깝게 위치된 마이크로 렌즈(710)로부터 방출되는 광의 기판의 표면에 수직인 수직 축에 대한 각도보다 크다.
대응하는 발광 메사들에 대한 마이크로 렌즈의 오프셋 거리들이 동일할 때, 마이크로 렌즈 어레이 밖으로 방출되는 광은 평행하고 조사(irradiation) 평면을 형성한다. 대응하는 발광 메사들에 대한 마이크로 렌즈의 오프셋 거리들이 상이할 때, 마이크로 렌즈 어레이 밖으로 방출되는 광은 평면이 아니라 한 지점 상에 집속될 수 있다.
도 8은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조(800)의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 일부 실시예들에서, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(800)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 806 또는 808) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 802 또는 804)를 포함한다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 806 또는 808)는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성된다. 큰 마이크로 렌즈는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성되고, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 806 또는 808)를 커버한다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 802)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 806)의 직경보다 크다.
일부 실시예들에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(806)의 중심 축(J-J')은 광 방향을 변경하기 위해 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')으로부터 시프트되는 한편, 큰 마이크로 렌즈(802)의 중심 축은 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')과 동축으로 정렬된다(또는 동일함). 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(806)의 중심 축과 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 9 ㎛ 이하, 바람직하게는 1.5 ㎛ 이하이다.
일부 실시예들에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(806)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버할 필요가 없는 반면, 또한 도 4에서 위에 설명된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(802)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')은 작은 마이크로 렌즈(806)의 최하부 표면과 교차할 필요가 없는 반면, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')은 큰 마이크로 렌즈(802)의 최하부 표면과 교차한다. 도 8에 도시되지 않은 일부 다른 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(806) 및 큰 마이크로 렌즈(802)의 에지들 둘 모두는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')은 작은 마이크로 렌즈(806)의 최하부 표면과 교차하고, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')은 큰 마이크로 렌즈(802)의 최하부 표면과 교차한다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(840)은 큰 마이크로 렌즈(802) 밖으로 842처럼 재지향된다. 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(844)은, 그 광선이 작은 마이크로 렌즈(806)를 통해 이동하는 동안 846처럼 그리고 큰 마이크로 렌즈(802) 밖으로 848처럼 재지향된다. 큰 마이크로 렌즈 내의 작은 마이크로 렌즈의 부가는, LED 픽셀 구조의 특정 부분 내의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 8에서, 큰 마이크로 렌즈로부터의 광선들은 퇴장 후에 특정 방향들로 더 집속된다.
도 9a 내지 도 9d는 일부 실시예들에 따른, 도 8에 도시된 발광 구조(800)에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다. 도 9a 내지 도 9d는, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 802)의 중심 축이 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축(K-K')과 동축으로 정렬되어 있으면서(또는 동일하면서) 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축(K-K')과 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 806)의 중심 축(J-J') 사이의 오프셋 거리가 변함에 따른 발광 구조(800)로부터의 퇴장 광 강도의 변화를 도시한다. 퇴장 광 강도는, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')과 같은 발광 메사의 수직 중심 축을 지나가는 수직 평면에서 측정되었다. X 및 Y는, 2개의 직교 방향, 즉, X 방향 및 Y 방향에서 기판(410)과 평행한 수평 평면 상에서의 마이크로미터 단위의 오프셋 거리들을 표시한다. 이러한 예에서, 발광 메사(이를테면, 401)의 가장 큰 수평 치수(이를테면, 최하부 표면)는 8 ㎛이다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 806)의 최대 수평 치수(이를테면, 최하부 표면)는 18 ㎛이다. (최하부 표면과 같은) 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 802)의 최대 수평 치수는 36 ㎛이다. 도 9a 내지 도 9d는 또한, 기판(410)에 수직인 축에 대한 퇴장 광선의 각도(도 단위로 표현된 퇴장 각도 θ)가 변함에 따른 발광 구조(800)로부터의 퇴장 광 강도의 변화를 도시한다.
예컨대, 도 9a에서, 발광 메사의 중심 축과 작은 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 1.5 ㎛이고 Y 방향에서 1.5 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.3 a.u.이다. 약 +30 도 및 -30 도의 퇴장 각도들에서 2개의 다른 2차 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재한다. 2차 피크 강도는 약 0.15 a.u.이다. 퇴장 각도의 절대 값이 30 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 절대 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 절대 값이 30 도보다 작을 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 절대 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.05 a.u.이다.
예컨대, 도 9b에서, 발광 메사의 중심 축과 작은 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 3 ㎛이고 Y 방향에서 3 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.3 a.u.이다. 약 +35 도 및 -35 도의 퇴장 각도들에서 2개의 다른 2차 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재한다. 2차 피크 강도는 약 0.16 a.u.이다. 퇴장 각도의 절대 값이 35 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 절대 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 절대 값이 35 도보다 작을 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 절대 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.05 a.u.이다.
예컨대, 도 9c에서, 발광 메사의 중심 축과 작은 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 4.5 ㎛이고 Y 방향에서 4.5 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.2 a.u.이다. 약 +30 도 및 -30 도의 퇴장 각도들에서 2개의 다른 2차 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재한다. 2차 피크 강도는 약 0.16 a.u.이다. 퇴장 각도의 절대 값이 30 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 절대 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 절대 값이 30 도보다 작을 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 절대 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.01 a.u.이다.
예컨대, 도 9d에서, 발광 메사의 중심 축과 작은 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 9 ㎛이고 Y 방향에서 9 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.275 a.u.이다. 약 +40 도 및 -40 도의 퇴장 각도들에서 2개의 다른 2차 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재한다. 2차 피크 강도는 약 0.16 a.u.이다. 퇴장 각도의 절대 값이 40 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 절대 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 절대 값이 40 도보다 작을 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 절대 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.075 a.u.이다.
도 10은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조(1000)의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 일부 실시예들에서, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(1000)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1006 또는 1008) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1002 또는 1004)를 포함한다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1006 또는 1008)는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성된다. 큰 마이크로 렌즈는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성되고, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1006 또는 1008)를 커버한다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1002)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1006)의 직경보다 크다.
일부 실시예들에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1002)의 중심 축(M-M')은 광 방향을 변경하기 위해 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')으로부터 시프트되는 한편, 작은 마이크로 렌즈(1006)의 중심 축은 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')과 동축으로 정렬된다(또는 동일함). 바람직하게는, 큰 마이크로 렌즈(1002)의 중심 축과 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 12 ㎛ 이하이고, 일부 실시예들에서는, 1.5 ㎛ 이하이다.
일부 실시예들에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1006)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버하고, 또한 도 4에서 위에 설명된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1002)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')은 작은 마이크로 렌즈(1006)의 최하부 표면과 교차하고, 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')은 큰 마이크로 렌즈(1002)의 최하부 표면과 교차한다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1038)은, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1002)를 통해 이동하는 동안 1040처럼 그리고 큰 마이크로 렌즈(1002) 밖으로 1042처럼 재지향된다. 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1044)은, 작은 마이크로 렌즈(1006)를 통해 이동하고 이어서 큰 마이크로 렌즈(1002) 밖으로 1046처럼 재지향된다. 큰 마이크로 렌즈 내의 작은 마이크로 렌즈의 부가는, LED 픽셀 구조의 특정 부분 내의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 10에서, 큰 마이크로 렌즈로부터의 광선들은 퇴장 후에 특정 방향들로 더 집속된다.
도 11a 내지 도 11e는 일부 실시예들에 따른, 도 10에 도시된 발광 구조(1000)에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다. 도 11a 내지 도 11e는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1006)의 중심 축이 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축(L-L')과 동축으로 정렬되어 있으면서(또는 동일하면서) 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축(L-L')과 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1002)의 중심 축(J-J') 사이의 오프셋 거리가 변함에 따른 발광 구조(1100)로부터의 퇴장 광 강도의 변화를 도시한다. 퇴장 광 강도는, 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')과 같은 발광 메사의 수직 중심 축을 지나가는 수직 평면에서 측정되었다. X 및 Y는, 2개의 직교 방향, 즉, X 방향 및 Y 방향에서 기판(410)과 평행한 수평 평면 상에서의 마이크로미터 단위의 오프셋 거리들을 표시한다. 이러한 예에서, 발광 메사(이를테면, 401)의 가장 큰 수평 치수(이를테면, 최하부 표면)는 8 ㎛이다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1006)의 최대 수평 치수(이를테면, 최하부 표면)는 18 ㎛이다. (최하부 표면과 같은) 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1002)의 최대 수평 치수는 36 ㎛이다. 도 11a 내지 도 11e는 또한, 기판(410)에 수직인 축에 대한 퇴장 광선의 각도(도 단위로 표현된 퇴장 각도 θ)가 변함에 따른 발광 구조(1000)로부터의 퇴장 광 강도의 변화를 도시한다.
예컨대, 도 11a에서, 발광 메사의 중심 축과 큰 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 3 ㎛이고 Y 방향에서 3 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.28 a.u.이다. 약 +40 도 퇴장 각도에서 하나의 2차 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재하고, 2차 피크 강도는 약 0.175 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 40 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 값이 40 도보다 작고 0 도보다 클 때, 광 강도는, 기존 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.05 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 0 도보다 작을 때, 광 강도는 약 -30 도까지 안정적으로 유지되고, 이어서, 퇴장 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다.
예컨대, 도 11b에서, 발광 메사의 중심 축과 큰 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 4.5 ㎛이고 Y 방향에서 4.5 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.2 a.u.이다. 약 +45 도 퇴장 각도에서 하나의 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재하고, 피크 강도는 약 0.2 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 45 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 값이 45 도보다 작고 0 도보다 클 때, 광 강도는, 기존 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.025 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 0 도보다 작을 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 작아짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다.
예컨대, 도 11c에서, 발광 메사의 중심 축과 큰 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 6 ㎛이고 Y 방향에서 6 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.21 a.u.이다. 약 +50 도 퇴장 각도에서 2차 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재하고, 2차 피크 강도는 약 0.18 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 50 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 값이 50 도보다 작고 0 도보다 클 때, 광 강도는, 기존 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.025 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 0 도보다 작을 때, 광 강도는 약 -20 도까지 안정적으로 유지되고, 이어서, 퇴장 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다.
예컨대, 도 11d에서, 발광 메사의 중심 축과 큰 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 9 ㎛이고 Y 방향에서 9 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.15 a.u.이다. 약 +55 도 퇴장 각도에서 2차 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재하고, 2차 피크 강도는 약 0.09 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 55 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 값이 55 도보다 작고 0 도보다 클 때, 광 강도는, 기존 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 25 도 근처에서의 약 0.03 a.u.이고, 광 강도는, 기존 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 증가한다. 퇴장 각도의 값이 0 도보다 작을 때, 광 강도는 약 -20 도까지 안정적으로 유지되고, 이어서, 퇴장 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다.
예컨대, 도 11e에서, 발광 메사의 중심 축과 큰 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 12 ㎛이고 Y 방향에서 12 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.2 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 0 도보다 작을 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 작아짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 값이 0 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다.
도 12는 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조(1200)의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 일부 실시예들에서, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(1200)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1206 또는 1208) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1202 또는 1204)를 포함한다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1206 또는 1208)는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성된다. 큰 마이크로 렌즈는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성되고, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1206 또는 1208)를 커버한다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1202)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1206)의 직경보다 크다.
일부 실시예들에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1206)의 중심 축(N-N') 및 큰 마이크로 렌즈(1202)의 중심 축은 광 방향을 변경하기 위해 발광 메사(401)의 중심 축(O-O')으로부터 시프트되는 한편, 작은 마이크로 렌즈(1206)의 중심 축은 큰 마이크로 렌즈(1202)의 중심 축과 동축으로 정렬된다(또는 동일함). 바람직하게는, 큰 마이크로 렌즈(1202)의 중심 축과 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 12 ㎛ 이하이다.
일부 실시예들에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1206)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버하고, 또한 도 4에서 위에 설명된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1202)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(O-O')은 작은 마이크로 렌즈(1206)의 최하부 표면과 교차하고, 발광 메사(401)의 중심 축(O-O')은 큰 마이크로 렌즈(1202)의 최하부 표면과 교차한다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1236)은, 그 광선이 작은 마이크로 렌즈(1206)를 통해 이동하는 동안 1238처럼 재지향되고, 이어서, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1202)를 통해 이동하는 동안 1240처럼 그리고 큰 마이크로 렌즈(1202) 밖으로 1242처럼 재지향된다. 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1244)은 작은 마이크로 렌즈(1206)를 통해 이동하고, 이어서, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1202)를 통해 이동하는 동안 1246처럼 그리고 큰 마이크로 렌즈(1202) 밖으로 1248처럼 재지향된다. 큰 마이크로 렌즈 내의 작은 마이크로 렌즈의 부가는, 특히, 제1 및 큰 마이크로 렌즈들이 상이한 굴절률들을 가질 때, LED 픽셀 구조의 특정 부분 내의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 12에서, 큰 마이크로 렌즈로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 집속된다.
도 13은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 내에 작은 마이크로 렌즈를 갖는 예시적인 발광 구조(1300)의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 일부 실시예들에서, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(1300)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1306 또는 1308) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1302 또는 1304)를 포함한다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1306 또는 1308)는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성된다. 큰 마이크로 렌즈는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성되고, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1306 또는 1308)를 커버한다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1302)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1306)의 직경보다 크다.
일부 실시예들에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1306)의 중심 축(Q-Q') 및 큰 마이크로 렌즈(1302)의 중심 축(R-R')은 광 방향을 변경하기 위해 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')으로부터 시프트되는 한편, 작은 마이크로 렌즈(1306)의 중심 축은 큰 마이크로 렌즈(1302)의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다(또는 동일하지 않음). 바람직하게는, 작은 마이크로 렌즈(1306)의 중심 축(Q-Q')과 큰 마이크로 렌즈(1302)의 중심 축(R-R') 사이의 오프셋 거리는 6 ㎛ 이하이고 4.5 ㎛ 이상이다. 일부 실시예들에서, 큰 마이크로 렌즈(1302)의 중심 축 및 발광 메사(401)의 중심 축은 12 ㎛ 이하이다. 또한, 개개의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍에 대한, 큰 마이크로 렌즈에 대한 작은 마이크로 렌즈의 위치들은, 다양한 광 방향들 및 광 각도들을 획득하기 위해 동일한 디스플레이 패널 내에서 상이할 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1306)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')을 커버하고, 또한 도 4에서 위에 설명된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1302)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')은 작은 마이크로 렌즈(1306)의 최하부 표면과 교차하고, 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')은 제2 마이크로 렌즈(1302)의 최하부 표면과 교차한다. 다른 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(1306)의 에지만이 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')을 커버한다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1338)은, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1302)를 통해 이동하는 동안 1340처럼 그리고 큰 마이크로 렌즈(1302) 밖으로 1342처럼 재지향된다. 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1344)은 작은 마이크로 렌즈(1306)를 통해 이동하고, 이어서, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1302)를 통해 이동하는 동안 1346처럼 그리고 큰 마이크로 렌즈(1302) 밖으로 1348처럼 재지향된다. 큰 마이크로 렌즈 내의 작은 마이크로 렌즈의 부가는, 특히, 제1 및 큰 마이크로 렌즈들이 상이한 굴절률들을 가질 때, LED 픽셀 구조의 특정 부분 내의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 13에서, 큰 마이크로 렌즈로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 집속된다.
도 14a 내지 도 14b는 일부 실시예들에 따른, 도 13에 도시된 발광 구조(1300)에서 큰 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 일부 예시적인 시뮬레이션 결과들을 예시한다. 도 14a 내지 도 14b는, 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축(P-P')과 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1306)의 중심 축(Q-Q') 사이의 오프셋 거리, 및 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축(P-P')과 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1302)의 중심 축(R-R') 사이의 오프셋 거리 둘 모두가 변함에 따른 발광 구조(1300)로부터의 퇴장 광 강도의 변화를 도시한다. 퇴장 광 강도는, 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')과 같은 발광 메사의 수직 중심 축을 지나가는 수직 평면에서 측정되었다. X 및 Y는, 2개의 직교 방향, 즉, X 방향 및 Y 방향에서 기판(410)과 평행한 수평 평면 상에서의 마이크로미터 단위의 오프셋 거리들을 표시한다. 이러한 예에서, 발광 메사(이를테면, 401)의 가장 큰 수평 치수(이를테면, 최하부 표면)는 8 ㎛이다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1306)의 최대 수평 치수(이를테면, 최하부 표면)는 18 ㎛이다. (최하부 표면과 같은) 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1302)의 최대 수평 치수는 36 ㎛이다. 도 14a 내지 도 14b는 또한, 기판(410)에 수직인 축에 대한 퇴장 광선의 각도(도 단위로 표현된 퇴장 각도 θ)가 변함에 따른 발광 구조(1300)로부터의 퇴장 광 강도의 변화를 도시한다.
예컨대, 도 14a에서, 발광 메사의 중심 축과 작은 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 3 ㎛이고 Y 방향에서 3 ㎛이며, 발광 메사의 중심 축과 큰 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 9 ㎛이고 Y 방향에서 9 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.06 a.u.이다. 약 +55 도 퇴장 각도에서 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재하고, 피크 강도는 약 0.095 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 +55 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 값이 55 도보다 작고 0 도보다 클 때, 광 강도는, 기존 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.015 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 0 도보다 작을 때, 광 강도는 약 -55 도까지 0.025 a.u.에서 안정적으로 유지되고, 이어서, 퇴장 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다.
예컨대, 도 14b에서, 발광 메사의 중심 축과 작은 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 4.5 ㎛이고 Y 방향에서 4.5 ㎛이며, 발광 메사의 중심 축과 큰 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리가 X 방향에서 9 ㎛이고 Y 방향에서 9 ㎛일 때, 0 도 퇴장 각도에서의 최대의 정규화된 퇴장 광 강도는 약 0.08 a.u.이다. 약 +55 도 퇴장 각도에서 피크 정규화된 퇴장 광 강도가 존재하고, 피크 강도는 약 0.09 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 +55 도보다 클 때, 광 강도는, 퇴장 각도의 값이 더 커짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다. 퇴장 각도의 값이 +55 도보다 작고 0 도보다 클 때, 광 강도는, 기존 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 감소하며, 최소 강도 값은 0 도 근처의 퇴장 각도에서의 약 0.015 a.u.이다. 퇴장 각도의 값이 0 도보다 작을 때, 광 강도는 약 -55 도까지 0.025 a.u.에서 안정적으로 유지되고, 이어서, 퇴장 각도의 값이 더 작아짐에 따라 점진적으로 영으로 감소한다.
도 8 내지 도 13의 일부 실시예들에서, 바람직하게는, 큰 마이크로 렌즈의 에지는 발광 메사의 중심 축을 커버하고, 그에 의해, 광 추출 효율 감소가 회피된다. 도 8 내지 도 13의 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 물질은 큰 마이크로 렌즈의 물질과 상이한데, 예컨대, 큰 마이크로 렌즈 및 작은 마이크로 렌즈는 상이한 광학 특성들을 갖는 상이한 굴절률들을 갖는다. 도 8 내지 도 13의 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 물질은 계면들에서의 광 손실을 회피하기 위해 큰 마이크로 렌즈의 물질과 동일하다.
도 15는 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조(1500)의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 일부 실시예들에서, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(1500)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1506 또는 1508) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1502 또는 1504)를 포함한다. 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1502 또는 1504)는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성된다. 작은 마이크로 렌즈는 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1502 또는 1504) 위에 형성되고, 큰 마이크로 렌즈의 표면의 일부분을 커버하지만 큰 마이크로 렌즈의 전체 표면을 커버하지는 않는다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1502)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1506)의 직경보다 크다. 도 15에 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1506)는, 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면이 온전하고(반구와 같은 자신의 원래의 형상을 가짐), 작은 마이크로 렌즈의 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 표면의 형상을 형상추종(conform)하는 방식으로, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1502) 상에 직접 형성된다. 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 전체 형상은, 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면의 일부분의 형상을 형상추종하는 반구이다.
일부 실시예들에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1506)의 중심 축은, (불완전한 구 형상 또는 다른 형상으로서) 작은 마이크로 렌즈를 형성하는 완전한 구 형상 또는 다른 형상의 중심을 통과하는 기판(410)의 표면에 수직인 축으로서 정의된다. 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(1506)의 중심 축(J-J')은 광 방향을 변경하기 위해 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')으로부터 시프트되는 한편, 큰 마이크로 렌즈(1502)의 중심 축은 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')과 동축으로 정렬된다(또는 동일함). 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(1506)의 중심 축과 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 9 ㎛ 이하, 바람직하게는 1.5 ㎛ 이하이다.
일부 실시예들에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1506)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버할 필요가 없는 반면, 또한 도 4에서 위에 설명된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1502)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')은 작은 마이크로 렌즈(1506)의 최하부 표면과 교차할 필요가 없는 반면, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')은 큰 마이크로 렌즈(1502)의 최하부 표면과 교차한다. 도 15에 도시되지 않은 일부 다른 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(1506) 및 큰 마이크로 렌즈(1502)의 에지들 둘 모두는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')은 작은 마이크로 렌즈(1506)의 최하부 표면과 교차하고, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')은 큰 마이크로 렌즈(1502)의 최하부 표면과 교차한다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1540)은 큰 마이크로 렌즈(1502) 밖으로 1542처럼 재지향된다. 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1544)은, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1502)를 통해 이동하는 동안 1546처럼 재지향되고, 이어서, 그 광선이 작은 마이크로 렌즈(1506)를 통해 이동하는 동안 1548처럼 그리고 작은 마이크로 렌즈(1506) 밖으로 1550처럼 재지향된다. 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈의 부가는, LED 픽셀 구조의 특정 부분 내의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 15에서, 큰 마이크로 렌즈로부터의 광선들은 퇴장 후에 특정 방향들로 더 집속된다.
일부 실시예들에서, 도 15에 도시된 발광 구조(1500)에서 큰 마이크로 렌즈 및 작은 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 시뮬레이션 결과들은, 작은 마이크로 렌즈가 도 8에 도시된 바와 같이 큰 마이크로 렌즈 실시예들 내에 있을 때, 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같은 상황들과 매우 유사하다. 예컨대, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1502)의 중심 축이 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축(K-K')과 동축으로 정렬되어 있으면서(또는 동일하면서) 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축(K-K')과 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1506)의 중심 축(J-J') 사이의 오프셋 거리가 변함에 따라 발광 구조(1500)로부터의 퇴장 광 강도가 변한다. 퇴장 광 강도는, 발광 메사(401)의 중심 축(K-K')과 같은 발광 메사의 수직 중심 축을 지나가는 수직 평면에서 측정되었다. X 및 Y는, 2개의 직교 방향, 즉, X 방향 및 Y 방향에서 기판(410)과 평행한 수평 평면 상에서의 마이크로미터 단위의 오프셋 거리들을 표시한다. 이러한 예에서, 발광 메사(이를테면, 401)의 가장 큰 수평 치수(이를테면, 최하부 표면)는 8 ㎛이다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1506)의 최대 수평 치수는 18 ㎛이다. (최하부 표면과 같은) 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1502)의 최대 수평 치수는 36 ㎛이다. 기판(410)에 수직인 축에 대한 퇴장 광선의 각도(도 단위로 표현된 퇴장 각도 θ)가 변함에 따라 발광 구조(1500)로부터의 퇴장 광 강도가 또한 변한다.
도 16은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조(1600)의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 일부 실시예들에서, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(1600)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1606 또는 1608) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1602 또는 1604)를 포함한다. 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1602 또는 1604)는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성된다. 작은 마이크로 렌즈는 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1602 또는 1604) 위에 형성되고, 큰 마이크로 렌즈의 표면의 일부분을 커버하지만 큰 마이크로 렌즈의 전체 표면을 커버하지는 않는다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1602)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1606)의 직경보다 크다. 도 16에 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1606)는, 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면이 온전하고(반구와 같은 자신의 원래의 형상을 가짐), 작은 마이크로 렌즈의 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 표면의 형상을 형상추종하는 방식으로, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1602) 상에 직접 형성된다. 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 전체 형상은, 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면의 일부분의 형상을 형상추종하는 반구이다.
일부 실시예들에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1606)의 중심 축은, (불완전한 구 형상 또는 다른 형상으로서) 작은 마이크로 렌즈를 형성하는 완전한 구 형상 또는 다른 형상의 중심을 통과하는 기판(410)의 표면에 수직인 축으로서 정의된다. 일부 실시예들에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1602)의 중심 축(M-M')은 광 방향을 변경하기 위해 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')으로부터 시프트되는 한편, 작은 마이크로 렌즈(1606)의 중심 축은 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')과 동축으로 정렬된다(또는 동일함). 바람직하게는, 큰 마이크로 렌즈(1602)의 중심 축과 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 12 ㎛ 이하이다. 일부 실시예들에서, 큰 마이크로 렌즈(1602)의 중심 축과 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하이다.
일부 실시예들에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1606)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버하고, 또한 도 4에서 위에 설명된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1602)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')은 작은 마이크로 렌즈(1606)의 최하부 표면과 교차하고, 발광 메사(401)의 중심 축(L-L')은 큰 마이크로 렌즈(1602)의 최하부 표면과 교차한다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1638)은, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1602)를 통해 이동하는 동안 1640처럼 재지향되고, 이어서, 큰 마이크로 렌즈(1602) 밖으로 1642처럼 재지향된다. 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1644)은 큰 마이크로 렌즈(1602)를 통해 이동하고, 그 광선이 작은 마이크로 렌즈(1606)를 통해 이동하는 동안 1646처럼 재지향되고, 이어서, 작은 마이크로 렌즈(1606) 밖으로 1648처럼 재지향된다. 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈의 부가는, LED 픽셀 구조의 특정 부분 내의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 16에서, 큰 마이크로 렌즈로부터의 광선들은 퇴장 후에 특정 방향들로 더 집속된다.
일부 실시예들에서, 도 16에 도시된 발광 구조(1600)에서 큰 마이크로 렌즈 및 작은 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 시뮬레이션 결과들은, 작은 마이크로 렌즈가 도 10에 도시된 바와 같이 큰 마이크로 렌즈 실시예들 내에 있을 때, 도 11a 내지 도 11e에 도시된 바와 같은 상황들과 매우 유사하다.
도 17은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조(1700)의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 일부 실시예들에서, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(1700)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1706 또는 1708) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1702 또는 1704)를 포함한다. 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1702 또는 1704)는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성된다. 작은 마이크로 렌즈는 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1702 또는 1704) 위에 형성되고, 큰 마이크로 렌즈의 표면의 일부분을 커버하지만 큰 마이크로 렌즈의 전체 표면을 커버하지는 않는다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1702)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1706)의 직경보다 크다. 도 17에 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1706)는, 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면이 온전하고(반구와 같은 자신의 원래의 형상을 가짐), 작은 마이크로 렌즈의 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 표면의 형상을 형상추종하는 방식으로, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1702) 상에 직접 형성된다. 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 전체 형상은, 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면의 일부분의 형상을 형상추종하는 반구이다.
일부 실시예들에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1706)의 중심 축은, (불완전한 구 형상 또는 다른 형상으로서) 작은 마이크로 렌즈를 형성하는 완전한 구 형상 또는 다른 형상의 중심을 통과하는 기판(410)의 표면에 수직인 축으로서 정의된다. 일부 실시예들에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1706)의 중심 축(N-N') 및 큰 마이크로 렌즈(1702)의 중심 축은 광 방향을 변경하기 위해 발광 메사(401)의 중심 축(O-O')으로부터 시프트되는 한편, 작은 마이크로 렌즈(1706)의 중심 축은 큰 마이크로 렌즈(1702)의 중심 축과 동축으로 정렬된다(또는 동일함). 바람직하게는, 큰 마이크로 렌즈(1702)의 중심 축과 발광 메사(401)의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 12 ㎛ 이하이다.
일부 실시예들에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1706)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버하고, 또한 도 4에서 위에 설명된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1702)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(O-O')은 작은 마이크로 렌즈(1706)의 최하부 표면과 교차하고, 발광 메사(401)의 중심 축(O-O')은 큰 마이크로 렌즈(1702)의 최하부 표면과 교차한다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1738)은, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1702)를 통해 이동하는 동안 1740처럼 그리고 큰 마이크로 렌즈(1702) 밖으로 1742처럼 재지향된다. 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1744)은 큰 마이크로 렌즈(1702)를 통해 이동하고, 이어서, 그 광선이 작은 마이크로 렌즈(1706)를 통해 이동하는 동안 1746처럼 그리고 작은 마이크로 렌즈(1706) 밖으로 1748처럼 재지향된다. 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈의 부가는, LED 픽셀 구조의 특정 부분 내의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 17에서, 큰 마이크로 렌즈로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 집속된다.
도 18은 일부 실시예들에 따른, 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖는 예시적인 발광 구조(1800)의 단면도를 예시하며, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 일부 실시예들에서, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(1800)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1806 또는 1808) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1802 또는 1804)를 포함한다. 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1802 또는 1804)는 발광 메사(이를테면, 401 또는 403) 상에 형성된다. 작은 마이크로 렌즈는 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1802 또는 1804) 위에 형성되고, 큰 마이크로 렌즈의 표면의 일부분을 커버하지만 큰 마이크로 렌즈의 전체 표면을 커버하지는 않는다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1802)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1806)의 직경보다 크다. 도 18에 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1806)는, 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면이 온전하고(반구와 같은 자신의 원래의 형상을 가짐), 작은 마이크로 렌즈의 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 표면의 형상을 형상추종하는 방식으로, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 1802) 상에 직접 형성된다. 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 전체 형상은, 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면의 일부분의 형상을 형상추종하는 반구이다.
일부 실시예들에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1806)의 중심 축은, (불완전한 구 형상 또는 다른 형상으로서) 작은 마이크로 렌즈를 형성하는 완전한 구 형상 또는 다른 형상의 중심을 통과하는 기판(410)의 표면에 수직인 축으로서 정의된다. 일부 실시예들에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1806)의 중심 축(Q-Q') 및 큰 마이크로 렌즈(1802)의 중심 축(R-R')은 광 방향을 변경하기 위해 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')으로부터 시프트되는 한편, 작은 마이크로 렌즈(1806)의 중심 축은 큰 마이크로 렌즈(1802)의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는다(또는 동일하지 않음). 바람직하게는, 작은 마이크로 렌즈(1806)의 중심 축(Q-Q')과 큰 마이크로 렌즈(1802)의 중심 축(R-R') 사이의 오프셋 거리는 6 ㎛ 이하이고 4.5 ㎛ 이상이다. 일부 실시예들에서, 큰 마이크로 렌즈(1802)의 중심 축 및 발광 메사(401)의 중심 축은 12 ㎛ 이하이다. 또한, 개개의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍에 대한, 큰 마이크로 렌즈에 대한 작은 마이크로 렌즈의 위치들은, 다양한 광 방향들 및 광 각도들을 획득하기 위해 동일한 디스플레이 패널 내에서 상이할 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 작은 마이크로 렌즈(1806)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')을 커버하고, 또한 도 4에서 위에 설명된 바와 같이, 큰 마이크로 렌즈(1802)의 에지는 발광 메사(401)의 중심 축을 커버한다. 다시 말해서, 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')은 작은 마이크로 렌즈(1806)의 최하부 표면과 교차하고, 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')은 제2 마이크로 렌즈(1802)의 최하부 표면과 교차한다. 다른 실시예들에서, 큰 마이크로 렌즈(1802)의 에지만이 발광 메사(401)의 중심 축(P-P')을 커버한다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1838)은, 그 광선이 큰 마이크로 렌즈(1802)를 통해 이동하는 동안 1840처럼 그리고 큰 마이크로 렌즈(1802) 밖으로 1842처럼 재지향된다. 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(1844)은 큰 마이크로 렌즈(1802)를 통해 이동하고, 이어서, 그 광선이 작은 마이크로 렌즈(1806)를 통해 이동하는 동안 1846처럼 그리고 작은 마이크로 렌즈(1806) 밖으로 1848처럼 재지향된다. 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈의 부가는, LED 픽셀 구조의 특정 부분 내의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 18에서, 큰 마이크로 렌즈로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 집속된다.
일부 실시예들에서, 도 18에 도시된 발광 구조(1800)에서 큰 마이크로 렌즈 및 작은 마이크로 렌즈로부터 퇴장하는 광에 대한 시뮬레이션 결과들은, 작은 마이크로 렌즈가 도 13에 도시된 바와 같이 큰 마이크로 렌즈 실시예들 내에 있을 때, 도 14a 내지 도 14b에 도시된 바와 같은 상황들과 매우 유사하다.
도 15 내지 도 18의 일부 실시예들에서, 바람직하게는, 큰 마이크로 렌즈의 에지는 발광 메사의 중심 축을 커버하고, 그에 의해, 광 추출 효율 감소가 회피된다. 도 15 내지 도 18의 일부 바람직한 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 물질은 계면들에서의 광 손실을 회피하기 위해 큰 마이크로 렌즈의 물질과 동일하다. 도 15 내지 도 18의 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 물질은 큰 마이크로 렌즈의 물질과 상이한데, 예컨대, 큰 마이크로 렌즈 및 작은 마이크로 렌즈는 상이한 광학 특성들을 갖는 상이한 굴절률들을 갖는다.
도 19는 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조(1900)의 단면도를 예시하며, 쌍들 중 적어도 하나는 큰 마이크로 렌즈 내의 작은 마이크로 렌즈를 갖고, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 4에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 발광 구조(1900)는, 제1 쌍의 큰 마이크로 렌즈(402) 및 발광 메사(401)를 포함한다. 발광 구조(1900)는, 제2 쌍의 큰 마이크로 렌즈(404) 및 발광 메사(403), 및 큰 마이크로 렌즈(404) 내의 작은 마이크로 렌즈(1902)를 포함한다.
도 8, 도 10, 도 12, 및 도 13 중 임의의 하나에서 위에 나타낸 바와 유사하게, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(1900)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1902) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404)를 포함한다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1902)는 발광 메사(이를테면, 403) 상에 형성되고, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404) 내에 있다. 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404)는 발광 메사(이를테면, 403) 상에 형성되고, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1902)를 커버한다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 1902)의 직경보다 크다.
발광 구조(1900)의 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 메사(403)의 중심 축(S-S'), 작은 마이크로 렌즈(1902)의 중심 축(T-T'), 및 큰 마이크로 렌즈(404)의 중심 축(U-U') 사이의 상대적 위치들 및 오프셋 거리들은, 도 8, 도 10, 도 12, 및 도 13 중 임의의 하나에서 위에 설명된 바와 동일하거나 유사하다.
일부 실시예들에서, 도 19에서는, 마이크로 렌즈(402)의 중심 축(D-D')과 대응하는 발광 메사(401)의 중심 축(C-C') 사이의 오프셋 거리가 큰 마이크로 렌즈(404)의 중심 축(U-U')과 대응하는 발광 메사(403)의 중심 축(S-S') 사이의 오프셋 거리 미만이다.
도 20은 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조(2000)의 단면도를 예시하며, 쌍들 중 적어도 하나는 큰 마이크로 렌즈 위의 작은 마이크로 렌즈(또는 큰 마이크로 렌즈에 대해 발광 구조의 발광 경로 상에서 더 멀리 위치된 작은 마이크로 렌즈)를 갖고, 여기서, 작은 마이크로 렌즈의 측방향 치수는 큰 마이크로 렌즈의 측방향 치수보다 작다. 큰 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 4에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 작은 마이크로 렌즈의 물질, 형상, 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 큰 마이크로 렌즈와 유사하다. 발광 구조(1900)는, 제1 쌍의 큰 마이크로 렌즈(402) 및 발광 메사(401)를 포함한다. 발광 구조(1900)는, 제2 쌍의 큰 마이크로 렌즈(404) 및 발광 메사(403), 및 큰 마이크로 렌즈(404) 위의 작은 마이크로 렌즈(1902)를 포함한다.
도 15 내지 도 18에서 위에 나타낸 바와 유사하게, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 구조(2000)는, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 2002) 및 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404)를 포함한다. 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404)는 발광 메사(이를테면, 403) 상에 형성된다. 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 2002)는 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404) 위에 형성되고, 큰 마이크로 렌즈의 표면의 일부분을 커버하지만 큰 마이크로 렌즈의 전체 표면을 커버하지는 않는다. 광 추출 효율을 개선하기 위해, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404)의 직경은 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 2002)의 직경보다 크다. 도 20에 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈(이를테면, 2002)는, 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면이 온전하고(반구와 같은 자신의 원래의 형상을 가짐), 작은 마이크로 렌즈의 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 표면의 형상을 형상추종하는 방식으로, 큰 마이크로 렌즈(이를테면, 404) 상에 직접 형성된다. 일부 실시예들에서, 작은 마이크로 렌즈의 전체 형상은, 최하부 표면이 큰 마이크로 렌즈의 최상부 표면의 일부분의 형상을 형상추종하는 반구이다.
발광 구조(2000)의 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내에서, 발광 메사(403)의 중심 축(S-S'), 작은 마이크로 렌즈(2002)의 중심 축(T-T'), 및 큰 마이크로 렌즈(404)의 중심 축(U-U') 사이의 상대적 위치들 및 오프셋 거리들은, 도 15 내지 도 18 중 임의의 하나에서 위에 설명된 바와 동일하거나 유사하다.
일부 실시예들에서, 도 20에서는, 마이크로 렌즈(402)의 중심 축(D-D')과 대응하는 발광 메사(401)의 중심 축(C-C') 사이의 오프셋 거리가 작은 마이크로 렌즈(2002)의 중심 축(T-T')과 대응하는 발광 메사(403)의 중심 축(S-S') 사이의 오프셋 거리보다 크다.
일부 실시예들에서, 도 19 내지 도 20 중 임의의 하나에서, 작은 마이크로 렌즈(1902 또는 2002)의 물질은, 동일한 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍 내의 큰 마이크로 렌즈(404)의 물질과 동일하다. 일부 실시예들에서, 큰 마이크로 렌즈(402)의 물질은, 다른 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍의 작은 마이크로 렌즈(1902 또는 2002)의 물질과 동일하다.
도 21은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조(2100)의 단면도를 예시한다. 마이크로 렌즈(102) 및 발광 메사(101) 쌍 어레이(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 1a에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 도 21에서, 마이크로 렌즈(2102)가 마이크로 렌즈(102) 위에 형성된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2102)는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 표면을 커버하고 그에 접촉한다. 마이크로 렌즈(2102)의 물질 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 마이크로 렌즈(102)와 유사하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(2102)의 중심 축은 동축으로 정렬되거나 동일하다. 위에 설명된 바와 같은 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되지 않거나 동일하지 않다. 바람직한 실시예에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되거나 동일하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2102)의 수평 치수는 마이크로 렌즈(102)의 수평 치수와 동일하거나 그보다 크다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2102)의 물질은 마이크로 렌즈(102)의 물질과 상이하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 굴절률은 마이크로 렌즈(2102)의 굴절률보다 높아서, 광 추출 효율이 개선된다. 발광 메사(101)로부터의 광선 방향은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2102)를 통해 변경된다. 예컨대, 발광 메사(101)의 중심 축으로부터 방출되는 광선(2104)은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2102)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2102) 밖으로 2106처럼 재지향된다. 발광 메사(101)로부터 방출되는 광선(2108)은 마이크로 렌즈(102)를 통해 이동하고, 그 광선이 마이크로 렌즈(2102)를 통해 이동할 때 2110처럼 재지향되고, 마이크로 렌즈(2102) 밖으로 2112처럼 재지향된다.
도 21에서는, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2102)의 최하부는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 곡면 표면을 형상추종한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)는 반구의 형상을 갖는다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2102)는, 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃이 고려되지 않을 때 다각형 형상 단면을 갖는 원통형 구조를 갖는다. 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃을 고려함이 없이 단면도에서 볼 때, 다각형 구조는, 닫힌 다각형 체인을 형성하도록 연결되는 유한한 수의 직선 선분들에 의해 설명되는 평면 도형일 수 있다. 예를 들면, 평면 도형은, 일각형, 이각형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 십각형, 십일각형, 십이각형, 십삼각형, 십사각형, 십오각형, 십육각형, 십칠각형, 십팔각형, 십구각형, 이십각형, 이십사각형, 삼십각형, 사십각형, 오십각형, 육십각형, 칠십각형, 팔십각형, 구십각형, 백각형, 또는 기타의 규칙적이거나 불규칙한 형상들일 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 다각형 형상 단면은 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃을 고려함이 없이 경사진 최상부 표면(2130)을 가지는 사다리꼴 형상이다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2130)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 10 - 80 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2130)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 30 - 60 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면은 곡면, 파상, 또는 이들의 조합일 수 있다.
마이크로 렌즈(102) 위의 마이크로 렌즈(2102)의 부가는, 발광 메사로부터의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 21에서, 마이크로 렌즈(102)로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 집속된다. 따라서, 발광 메사(101)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(102)의 중심 축이 동일할 때에도, 마이크로 렌즈(102)로부터 밖으로의 광은, 그 광이 마이크로 렌즈(2102)를 통해 그리고 그 밖으로 이동할 때 여전히 특정 각도를 향해 재지향될 수 있다. 또한, 광 퇴장 각도 및 강도는 추가로, 발광 메사(101)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2102)의 중심 축들의 오프셋들이 각각 변경될 때 조정될 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(2102)의 중심 축은 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 또는 발광 메사(101)의 중심 축과 동일할 필요가 없고, 오프셋들은 동일한 디스플레이 내에서 변할 수 있다.
도 22는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조(2200)의 단면도를 예시한다. 마이크로 렌즈(102) 및 발광 메사(101) 쌍 어레이(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 1a에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 도 22에서, 마이크로 렌즈(2202)가 마이크로 렌즈(102) 위에 형성된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2202)는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 표면을 커버하고 그에 접촉한다. 마이크로 렌즈(2202)의 물질 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 마이크로 렌즈(102)와 유사하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(2202)의 중심 축은 동축으로 정렬되거나 동일하다. 위에 설명된 바와 같은 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되지 않거나 동일하지 않다. 바람직한 실시예에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되거나 동일하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2202)의 수평 치수는 마이크로 렌즈(102)의 수평 치수와 동일하거나 그보다 크다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2202)의 물질은 마이크로 렌즈(102)의 물질과 상이하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 굴절률은 마이크로 렌즈(2202)의 굴절률보다 높아서, 광 추출 효율이 개선된다. 발광 메사(101)로부터의 광선 방향은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2202)를 통해 변경된다. 예컨대, 발광 메사(101)의 중심 축으로부터 방출되는 광선(2204)은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2202)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2202) 밖으로 2206처럼 재지향된다. 발광 메사(101)로부터 방출되는 광선(2208)은 마이크로 렌즈(102)를 통해 이동하고, 그 광선이 마이크로 렌즈(2202)를 통해 이동할 때 2210처럼 재지향되고, 마이크로 렌즈(2202) 밖으로 2212처럼 재지향된다.
도 22에서는, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2202)의 최하부는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 곡면 표면을 형상추종한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)는 반구의 형상을 갖는다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2202)는, 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃이 고려되지 않을 때 삼각형 형상 단면을 갖는 원통형 구조를 갖는다. 도 22에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2202)는 경사진 최상부 표면(2230)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2230)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 10 - 80 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2230)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 30 - 60 도의 범위 내의 각도를 갖는다.
마이크로 렌즈(102) 위의 마이크로 렌즈(2202)의 부가는, 발광 메사로부터의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 22에서, 마이크로 렌즈(102)로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 집속된다. 따라서, 발광 메사(101)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(102)의 중심 축이 동일할 때에도, 마이크로 렌즈(102)로부터 밖으로의 광은, 그 광이 마이크로 렌즈(2202)를 통해 그리고 그 밖으로 이동할 때 여전히 특정 각도를 향해 재지향될 수 있다. 또한, 광 퇴장 각도 및 강도는 추가로, 발광 메사(101)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2202)의 중심 축들의 오프셋들이 각각 변경될 때 조정될 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(2202)의 중심 축은 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 또는 발광 메사(101)의 중심 축과 동일할 필요가 없고, 오프셋들은 동일한 디스플레이 내에서 변할 수 있다.
도 23은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조(2300)의 단면도를 예시한다. 마이크로 렌즈(102) 및 발광 메사(101) 쌍 어레이(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 1a에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 도 23에서, 마이크로 렌즈(2302)가 마이크로 렌즈(102) 위에 형성된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2302)는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 표면을 커버하고 그에 접촉한다. 마이크로 렌즈(2302)의 물질 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 마이크로 렌즈(102)와 유사하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(2302)의 중심 축은 동축으로 정렬되거나 동일하다. 위에 설명된 바와 같은 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되지 않거나 동일하지 않다. 바람직한 실시예에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되거나 동일하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2302)의 수평 치수는 마이크로 렌즈(102)의 수평 치수와 동일하거나 그보다 크다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2302)의 물질은 마이크로 렌즈(102)의 물질과 상이하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 굴절률은 마이크로 렌즈(2302)의 굴절률보다 높아서, 광 추출 효율이 개선된다. 발광 메사(101)로부터의 광선 방향은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2302)를 통해 변경된다. 예컨대, 발광 메사(101)의 중심 축으로부터 방출되는 광선(2304)은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2302)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2302) 밖으로 2306처럼 재지향된다. 발광 메사(101)로부터 방출되는 광선(2308)은 마이크로 렌즈(102)를 통해 이동하고, 그 광선이 마이크로 렌즈(2302)를 통해 이동할 때 2310처럼 재지향되고, 마이크로 렌즈(2302) 밖으로 2312처럼 재지향된다.
도 23에서는, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2302)의 최하부는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 곡면 표면을 형상추종한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)는 반구의 형상을 갖는다. 일부 예시적인 실시예들에서, 복합 구조는 2개 이상의 구조의 조합일 수 있다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2302)는 2개의 형상 구성요소(2302-1 및 2302-2)를 갖는 복합 구조이다. 마이크로 렌즈 구성요소(2302-1)는 마이크로 렌즈 구성요소(2302-2)의 최하부에 형성된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2302-1)는, 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃이 고려되지 않을 때 다각형 형상 단면을 갖는 원통형 구조를 갖는다. 도 23에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 다각형 형상 단면은 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃을 고려함이 없이 경사진 최상부 표면(2330)을 가지는 사다리꼴 형상이다. 도 23에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2302-1)는 경사진 최상부 표면(2330)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2330)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 10 - 80 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2330)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 30 - 60 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 도 23에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2302-2)는 평평한 최하부 측부 표면 및 볼록한 최상부 측부 표면을 갖는 반구의 형상을 갖는다. 마이크로 렌즈 구성요소(2302-2)의 평평한 최하부 측부 표면은 마이크로 렌즈 구성요소(2302-1)의 경사진 최상부 표면(2330)과 끊김 없이 접촉하고 그를 커버한다. 마이크로 렌즈 구성요소(2302-2)의 평평한 최하부 측부 표면 및 마이크로 렌즈 구성요소(2302-1)의 경사진 최상부 표면(2330)은 동일한 형상 및 치수를 갖고, 이들은 둘 모두가 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 동일한 각도로 경사진다. 2개의 마이크로 렌즈 구성요소(2302-1 및 2302-2)는 마이크로 렌즈(2302)의 일체형 부분들이고 마이크로 렌즈(2302)의 복합 형상을 형성한다.
마이크로 렌즈(102) 위의 마이크로 렌즈(2302)의 부가는, 발광 메사로부터의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 23에서, 마이크로 렌즈(102)로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 집속된다. 따라서, 발광 메사(101)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(102)의 중심 축이 동일할 때에도, 마이크로 렌즈(102)로부터 밖으로의 광은, 그 광이 마이크로 렌즈(2302)를 통해 그리고 그 밖으로 이동할 때 여전히 특정 각도를 향해 재지향될 수 있다. 또한, 광 퇴장 각도 및 강도는 추가로, 발광 메사(101)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2302)의 중심 축들의 오프셋들이 각각 변경될 때 조정될 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(2302)의 중심 축은 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 또는 발광 메사(101)의 중심 축과 동일할 필요가 없고, 오프셋들은 동일한 디스플레이 내에서 변할 수 있다.
도 24는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조(2400)의 단면도를 예시한다. 마이크로 렌즈(102) 및 발광 메사(101) 쌍 어레이(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 1a에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 도 24에서, 마이크로 렌즈(2402)가 마이크로 렌즈(102) 위에 형성된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2402)는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 표면을 커버하고 그에 접촉한다. 마이크로 렌즈(2402)의 물질 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 마이크로 렌즈(102)와 유사하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(2402)의 중심 축은 동축으로 정렬되거나 동일하다. 위에 설명된 바와 같은 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되지 않거나 동일하지 않다. 바람직한 실시예에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되거나 동일하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2402)의 수평 치수는 마이크로 렌즈(102)의 수평 치수와 동일하거나 그보다 크다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2402)의 물질은 마이크로 렌즈(102)의 물질과 상이하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 굴절률은 마이크로 렌즈(2402)의 굴절률보다 높아서, 광 추출 효율이 개선된다. 발광 메사(101)로부터의 광선 방향은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2402)를 통해 변경된다. 예컨대, 발광 메사(101)의 중심 축으로부터 방출되는 광선(2404)은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2402)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2402) 밖으로 2406처럼 재지향된다. 발광 메사(101)로부터 방출되는 광선(2408)은 마이크로 렌즈(102)를 통해 이동하고, 그 광선이 마이크로 렌즈(2402)를 통해 이동할 때 2410처럼 재지향되고, 마이크로 렌즈(2402) 밖으로 2412처럼 재지향된다.
도 24에서는, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2402)의 최하부는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 곡면 표면을 형상추종한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)는 반구의 형상을 갖는다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2402)는 2개의 형상 구성요소(2402-1 및 2402-2)를 갖는 복합 구조이다. 마이크로 렌즈 구성요소(2402-1)는 마이크로 렌즈 구성요소(2402-2)의 최하부에 형성된다. 마이크로 렌즈 구성요소(2402-1)는, 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃이 고려되지 않을 때 삼각형 형상 단면을 갖는 원통형 구조를 갖는다. 도 24에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2402-1)는 경사진 최상부 표면(2430)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2430)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 10 - 80 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2430)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 30 - 60 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 도 24에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2402-2)는 평평한 최하부 측부 표면 및 볼록한 최상부 측부 표면을 갖는 반구의 형상을 갖는다. 마이크로 렌즈 구성요소(2402-2)의 평평한 최하부 측부 표면은 마이크로 렌즈 구성요소(2402-1)의 경사진 최상부 표면(2430)과 끊김 없이 접촉하고 그를 커버한다. 마이크로 렌즈 구성요소(2402-2)의 평평한 최하부 측부 표면 및 마이크로 렌즈 구성요소(2402-1)의 경사진 최상부 표면(2430)은 동일한 형상 및 치수를 갖고, 이들은 둘 모두가 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 동일한 각도로 경사진다. 2개의 마이크로 렌즈 구성요소(2402-1 및 2402-2)는 마이크로 렌즈(2402)의 일체형 부분들이고 마이크로 렌즈(2402)의 복합 형상을 형성한다.
마이크로 렌즈(102) 위의 마이크로 렌즈(2402)의 부가는, 발광 메사로부터의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 24에서, 마이크로 렌즈(102)로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 집속된다. 따라서, 발광 메사(101)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(102)의 중심 축이 동일할 때에도, 마이크로 렌즈(102)로부터 밖으로의 광은, 그 광이 마이크로 렌즈(2402)를 통해 그리고 그 밖으로 이동할 때 여전히 특정 각도를 향해 재지향될 수 있다. 또한, 광 퇴장 각도 및 강도는 추가로, 발광 메사(101)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2402)의 중심 축들의 오프셋들이 각각 변경될 때 조정될 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(2402)의 중심 축은 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 또는 발광 메사(101)의 중심 축과 동일할 필요가 없고, 오프셋들은 동일한 디스플레이 내에서 변할 수 있다.
도 25는 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 그룹 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조(2500)의 단면도를 예시한다. 마이크로 렌즈(102) 및 발광 메사(101) 쌍 어레이(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 1a에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 도 25에서, 마이크로 렌즈(2502)가 마이크로 렌즈(102) 위에 형성된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2502)는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 표면을 커버하고 그에 접촉한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2502)의 물질 및 제조는 도 1 내지 도 7에서 위에 설명된 바와 같은 마이크로 렌즈(102)와 유사하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2502)는 회절 마이크로 렌즈이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 및 회절 마이크로 렌즈(2502)의 최상부 표면(2540)의 중심 축은 교차한다. 바람직한 실시예에서, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 발광 메사(101)의 중심 축(B-B')과 동축으로 정렬되거나 동일하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2502)의 수평 치수는 마이크로 렌즈(102)의 수평 치수와 동일하거나 그보다 크다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2502)의 물질은 마이크로 렌즈(102)의 물질과 상이하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 굴절률은 마이크로 렌즈(2502)의 굴절률보다 높아서, 광 추출 효율이 개선된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)의 굴절률은 마이크로 렌즈(2502)의 굴절률보다 작다. 발광 메사(101)로부터의 광선 방향은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2502)를 통해 변경된다. 예컨대, 발광 메사(101)의 중심 축으로부터 방출되는 광선(2504)은 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2502)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2502) 밖으로 2506처럼 재지향된다. 발광 메사(101)로부터 방출되는 광선(2508)은 마이크로 렌즈(102)를 통해 이동하고, 그 광선이 마이크로 렌즈(2502)를 통해 이동할 때 2510처럼 재지향되고, 마이크로 렌즈(2502) 밖으로 2512처럼 재지향된다.
도 25에서는, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2502)의 최하부는 마이크로 렌즈(102)의 최상부 곡면 표면을 형상추종한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)는 반구의 형상을 갖는다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2502)는 4개의 형상 구성요소(2502-1, 2502-2, 2502-3, 및 2502-4)를 갖는 복합 구조이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2502-1)는, 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃이 고려되지 않을 때 다각형 형상 단면을 갖는 원통형 구조를 갖는다. 도 25에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 다각형 형상 단면은 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃을 고려함이 없이 경사진 최상부 표면(2530)을 가지는 사다리꼴 형상이다. 도 25에 도시된 바와 같지 않은 일부 다른 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2502-1)는, 마이크로 렌즈(102)의 카브-아웃이 고려되지 않을 때 삼각형 형상 단면을 갖는 원통형 구조를 가지며, 도 22 및 도 24에서 위에 설명된 바와 같은 마이크로 렌즈 구성요소와 유사하다. 마이크로 렌즈 구성요소(2502-1)는 마이크로 렌즈 구성요소들(2502-2, 2502-3, 및 2502-4)의 최하부에 형성된다.
도 25에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2502-1)는 경사진 최상부 표면(2530)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2530)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 10 - 80 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 최상부 표면(2530)은, 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 30 - 60 도의 범위 내의 각도를 갖는다. 도 25에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2502-2)는 평평한 최하부 측부 표면 및 볼록한 최상부 측부 표면을 갖는 반구의 형상을 갖는다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2502-2)는, 반구 형상 마이크로 렌즈 구성요소(2502-2)의 최상부 표면의 중심 지점 및 최하부 표면의 중심 지점을 통과하는 중심 축(V-V')을 갖는다. 일부 실시예들에서, 중심 지점은, 도형 상의 임의의 지점에 대해 2개의 지점을 연결하는 직선이 원점(original point)에 의해 이등분되게 하는 도형 상의 다른 지점이 존재하는 그러한 방식으로 기하학적 도형과 관련되는 지점을 지칭할 수 있다. 예컨대, 회절 마이크로 렌즈(2502)는 반구 구조일 수 있고, 따라서, 회절 마이크로 렌즈(2502)의 최상부 표면의 중심 지점은 반구 구조의 최상부 표면의 피크 지점을 지칭할 수 있다.
중심 축 V-V'는 경사지는 한편, 마이크로 렌즈(102)의 중심 축은 수직이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2502-2)의 중심 축(V-V')은 마이크로 렌즈 구성요소(2502-1)의 경사진 최상부 표면(2530)에 수직이다. 마이크로 렌즈 구성요소(2502-2)의 평평한 최하부 측부 표면은 마이크로 렌즈 구성요소(2502-1)의 경사진 최상부 표면(2530)의 중앙 부분과 끊김 없이 접촉하고 그를 커버한다. 마이크로 렌즈 구성요소(2502-2)의 평평한 최하부 측부 표면 및 마이크로 렌즈 구성요소(2502-1)의 경사진 최상부 표면(2530)은 서로 접촉하고, 이들은 둘 모두가 기판(110)의 표면에 수직인 축에 대해 동일한 각도로 경사진다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2502-2) 주위에는, 회절을 증가시키기 위해 도 25의 단면으로부터의 마이크로 렌즈 구성요소들(2502-3 및 2502-4)과 같은 일부 다각형 구조가 형성된다. 일부 실시예들에서, 다각형 구조는 도 2c에서 설명된 계단형 구조와 유사하다. 일부 실시예들에서, 계단형 구조 마이크로 렌즈 구성요소들(2502-3 및 2502-4)은 마이크로 렌즈(2502)의 에지를 향해 증가되는 스텝의 최상부 표면을 갖는다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소들(2502-3 및 2502-4)은, 발광 구조(2500)로부터의 광을 상이한 방향들로 재지향시키도록 상이한 각도들로 경사지는 다수의 표면들을 갖는다. 4개의 마이크로 렌즈 구성요소(2502-1, 2502-2, 2502-3, 및 2502-4)는 마이크로 렌즈(2502)의 일체형 부분들이고, 마이크로 렌즈(2502)의 복합 형상을 형성한다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2502)는, 발광 구조(2500)로부터의 광을 상이한 방향들로 재지향시키도록 상이한 각도들로 경사지는 다수의 표면들을 갖는다.
마이크로 렌즈(102) 위의 회절 마이크로 렌즈(2502)의 부가는, 발광 메사로부터의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 25에서, 마이크로 렌즈(102)로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 회절된다. 따라서, 발광 메사(101)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(102)의 중심 축이 동일할 때에도, 마이크로 렌즈(102)로부터 밖으로의 광은, 그 광이 마이크로 렌즈(2502)를 통해 그리고 그 밖으로 이동할 때 여전히 다수의 각도들을 향해 재지향될 수 있다. 또한, 광 퇴장 각도 및 강도는 추가로, 발광 메사(101)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(102) 및 마이크로 렌즈(2502)의 중심 축들의 오프셋들이 각각 변경될 때 조정될 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(2502)의 중심 축은 마이크로 렌즈(102)의 중심 축 또는 발광 메사(101)의 중심 축과 동일할 필요가 없고, 오프셋들은 동일한 디스플레이 내에서 변할 수 있다.
일부 실시예들에서, 회절 마이크로 렌즈(2502)에 의해, 특정 파장들을 갖는 광들이 그 설계에 따라 선택적으로 통과되거나 반사될 수 있다. 일부 실시예들에서, 회절 렌즈는 마이크로 렌즈(102) 상에 있을 수 있고, 회절 마이크로 렌즈(2502)의 최하부 표면은 마이크로 렌즈(102)의 최하부 표면보다 크지 않다.
일부 실시예들에서, 회절 마이크로 렌즈(2502)는, 회절 효과가 발생할 수 있는 단일 슬릿을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 회절 마이크로 렌즈(2502)는, 회절 효과가 발생할 수 있는 이중 슬릿을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 회절 마이크로 렌즈(2502)는, 회절 효과가 발생할 수 있는 하나 이상의 원형 애퍼쳐를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 회절 마이크로 렌즈(2502)는, 회절 효과가 발생할 수 있는 하나 이상의 주기적 및/또는 비-주기적 구조를 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 회절 마이크로 렌즈(2502)는 브래그 미러일 수 있다. 브래그 미러는, 2개의 상이한 광학 물질 층들의 교번하는 시퀀스를 포함할 수 있다. 예컨대, 브래그 미러는 1/4 파 미러일 수 있다. 광학 물질들의 각각의 층은, 브래그 미러가 설계되는 파장들의 1/4에 대응하는 상이한 두께를 가질 수 있다. 브래그 미러가 더 큰 입사 각도들을 위해 설계될 때, 그에 따라서 더 두꺼운 층들이 필요할 수 있다. 따라서, 발광 메사로부터 방출되는 광 및/또는 마이크로 렌즈를 통과하는 광의 선택된 파장들은 브래그 미러에 의해 반사될 수 있다. 일부 실시예들에서, 브래그 미러는 마이크로 렌즈(2502)의 최상부 표면 상에 구현된다. 일부 실시예들에서, 브래그 미러는 마이크로 렌즈 구성요소들(2502-3 및 2502-4)의 표면 상에만 구현된다.
일부 실시예들에서, 적색 광 LED를 위한 브래그 미러는 Au 및/또는 인듐 주석 산화물(ITO)의 다수의 층을 포함한다.
일 예에서, 브래그 미러는 TiO2 및 SiO2 층들의 교번하는 배열을 포함할 수 있다. 일 예에서, 표 1에 도시된 다음의 분산형 브래그 반사기(DBR) 구조는, 녹색 광 LED로부터의 녹색 광을 반사하는 데 사용될 수 있다:
표 1: 녹색 광 LED 반사성 층에 대한 DBR 층 구조
일 예에서, 표 2에 도시된 다음의 DBR 구조는, 청색 광 LED로부터의 청색 광을 반사하는 데 사용될 수 있다:
표 2: 청색 광 LED 반사성 층에 대한 DBR 층 구조
발광 구조(2500)는 상이한 구조들을 갖는 브래그 미러를 사용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 브래그 미러는, 예컨대 전자 빔 증발 또는 이온 빔 스퍼터링으로 제조되는, 박막 코팅 기술에 기반한 유전체 미러일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 브래그 미러는 비정질 물질들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 브래그 미러는, 긴 주기 섬유 격자들을 포함하는 섬유 브래그 격자들일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 섬유 브래그 격자들은, 공간적으로 패터닝된 자외선 광을 섬유에 조사함으로써 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 브래그 미러는, 감광성 벌크 유리로 만들어질 수 있는 볼륨 브래그 격자들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 브래그 미러는, 리소그래피 방법들로 생성될 수 있는 반도체 브래그 미러일 수 있다. 예컨대, 리소그래피를 통해 제조될 수 있는 주름형(corrugated) 도파관 구조들에 기반하여, 다른 유형들의 브래그 미러가 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 브래그 미러는 단순한 1/4 파장 설계와 상이한 다른 다층 미러 설계들을 사용할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 브래그 미러는 동일한 수의 층들에 대해 더 낮은 반사도를 가질 수 있지만, 예컨대, 분산 보상을 위한 이색 미러들로서 또는 분산 처프형 미러(dispersive chirped mirror)들로서 최적화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 1a에 설명된 바와 같이, 마이크로 렌즈(102)는 많은 상이한 형상들 또는 복합 형상들로 형성될 수 있다. 도 26은 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍을 갖는 예시적인 발광 구조(2600)의 단면도를 예시한다. 마이크로 렌즈(2602) 및 발광 메사(2601) 쌍 어레이(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 구조, 치수, 형상, 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 1a에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2602)는, 구의 1/4이 타원체의 1/4과 조합된 것에 의해 형성된 타원형 마이크로 렌즈이다. 도 26에 도시되지 않은 일부 실시예들에서, 도 8 내지 도 25에서 설명된 바와 같은 다른 마이크로 렌즈들이 마이크로 렌즈(2602) 위에 또는 그 내에 형성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 마이크로 렌즈(2602)의 중심 축(기판의 표면에 수직인 마이크로 렌즈(2602)의 최하부 표면의 중심 지점을 통과하는 축)은 발광 메사(2601)의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않거나 동일하지 않다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2602)는 2개의 형상 구성요소(2602-1 및 2602-2)를 갖는 복합 구조이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2602-1)는 구의 1/4이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈 구성요소(2602-2)는 타원체의 1/4이다. 2개의 형상 구성요소(2602-1 및 2602-2)는 끊김 없이 형성되고 서로 통합된다. 예컨대, 마이크로 렌즈 구성요소(2602-1)의 직경은, 마이크로 렌즈 구성요소(2602-2)의 Z 방향을 따른 직경 및 단면(2600)에 수직인 방향을 따른 직경과 매칭한다. 2개의 마이크로 렌즈 구성요소(2602-1 및 2602-2)는 마이크로 렌즈(2602)의 일체형 부분들이고 마이크로 렌즈(2602)의 복합 형상을 형성한다.
발광 메사(2601)로부터의 광선 방향은 마이크로 렌즈(2602)를 통해 마이크로 렌즈(2602)의 상이한 표면들로부터 상이한 각도로 변경된다. 도 26은 회절 및 반사의 효과를 포함하는, 발광 메사(2601)로부터 마이크로 렌즈(2602)로의 많은 상이한 광선들의 광선 경로들의 시뮬레이션을 도시한다. 예컨대, 발광 메사(2601)의 중심 축으로부터 방출되는 광선(2604)은 마이크로 렌즈(2602)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2602) 밖으로 2606처럼 재지향된다. 발광 메사(2601)로부터 방출되는 광선(2608)은 마이크로 렌즈(2602)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2602) 밖으로 2610처럼 재지향된다.
일부 실시예들에서, 구의 반경은 9 ㎛ 이하이고, 타원체의 긴 반경은 18 ㎛ 이하이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)에 대해 도 1a에서와 유사하게, 광 추출 효율을 개선하기 위해, 수평 레벨에서의 발광 메사(2601)의 중심 축으로부터 마이크로 렌즈(2602)의 중심 축의 오프셋 거리는 4.5 ㎛ 이하이다. 일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(102)에 대해 도 1a에서와 유사하게, 마이크로 렌즈(2602)의 에지는 발광 메사(2601)의 중심 축을 커버한다.
마이크로 렌즈(2602)의 복합 비대칭 형상은, 발광 메사로부터의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 26에서, 마이크로 렌즈(2602)로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 회절되고 다른 방향들로 더 집속된다. 따라서, 발광 메사(2601)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(2602)의 중심 축이 동일할 때에도, 마이크로 렌즈(2602)로부터 밖으로의 광은, 그 광이 마이크로 렌즈(2602)를 통해 그리고 그 밖으로 이동할 때 여전히 다수의 각도들을 향해 재지향될 수 있다. 또한, 광 퇴장 각도 및 강도는 추가로, 발광 메사(2601)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(2602) 및 마이크로 렌즈(2602) 위의 마이크로 렌즈의 중심 축들의 오프셋들이 각각 변경될 때 조정될 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(2602) 위의 마이크로 렌즈의 중심 축은 마이크로 렌즈(2602)의 중심 축 또는 발광 메사(2601)의 중심 축과 동일할 필요가 없고, 오프셋들은 동일한 디스플레이 내에서 변할 수 있다.
도 27은 일부 실시예들에 따른, 적어도 2개의 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍들을 갖는 예시적인 발광 구조(2700)의 단면도를 예시하며, 마이크로 렌즈들 중 적어도 하나는 반사성 부분에 의해 커버된 브리치 부분을 갖는다. 마이크로 렌즈 및 발광 메사 쌍(관련된 반사성 컵들 및 임의적인 스페이서들을 포함함) 어레이 구조, 치수, 형상(브리치를 고려하지 않음), 제조, 및 물질은 도 1 내지 도 7 중 임의의 하나, 특히, 도 4에서 설명된 발광 구조와 동일하거나 유사하다. 발광 구조(2700)는, 제1 쌍의 마이크로 렌즈들(2702) 및 발광 메사(401)를 포함한다. 발광 구조(2700)는, 제2 쌍의 마이크로 렌즈들(2704) 및 발광 메사(403)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 마이크로 렌즈(2702 또는 2704)는, 마이크로 렌즈의 최상부 표면의 일 측에서 브리치로서 카브 아웃 부분을 갖는다. 일 예에서, 브리치(2710)는 마이크로 렌즈(2702) 상에 경사진 평평한 표면을 남긴다. 다른 예에서, 브리치(2720)는 마이크로 렌즈(2704) 상에 곡면 표면을 남긴다. 일부 실시예들에서, 반사성 부분이 브리치의 표면 상에 형성되거나 그에 부착된다. 예컨대, 반사성 부분(2712)이 브리치(2710)의 표면 상에 형성된다. 반사성 부분(2722)은 브리치(2720)의 표면 상에 형성된다. 반사성 부분은, 마이크로 렌즈 상의 브리치의 표면의 형상을 형상추종하는 표면이다. 예를 들면, 마이크로 렌즈(2702) 상의 반사성 부분(2712)은 경사진 평평한 표면 층이다. 마이크로 렌즈(2704) 상의 반사성 부분(2722)은 곡면 표면 층이다. 브리치 및 반사성 부분의 형상은 평평한 형상 및 곡면 형상으로 제한되지 않으며, 직사각형, 삼각형, 정사각형, 다각형, 및 다른 복합 형상을 갖는 표면의 일부와 같은 다른 형상들이 가능할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사성 부분(2712 또는 2722)은 마이크로 렌즈의 특정 부분 내에서 광 반사를 개선하기 위해 반사성 층을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 반사성 층은 높은 반사율을 가질 수 있다. 예컨대, 반사성 층의 반사율은 60 % 초과일 수 있다. 다른 예에서, 반사성 층의 반사율은 70 % 초과일 수 있다. 또 다른 예에서, 반사성 층의 반사율은 80 % 초과일 수 있다. 또한 이러한 실시예들에서, 반사성 층의 물질은 Rh, Al, Ag, 및 Au 중 하나 이상으로부터 선택된 금속을 포함하거나 또는 상이한 굴절률을 갖는 2개의 하위-층을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사성 층은 도 25에서 위에 설명된 바와 같은 브래그 미러일 수 있다.
일부 실시예들에서, 발광 메사(401)로부터의 광선 방향은 마이크로 렌즈(2702) 및 반사성 부분(2712)을 통해 마이크로 렌즈(2702)의 상이한 표면들로부터 상이한 각도들로 변경된다. 예컨대, 발광 메사(401)로부터 방출되는 광선(2714)은 마이크로 렌즈(2702)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2702) 내에서 2716처럼 반사되고, 마이크로 렌즈(2702) 밖으로 2718처럼 재지향된다. 일부 실시예들에서, 발광 메사(403)로부터의 광선 방향은 마이크로 렌즈(2704) 및 반사성 부분(2722)을 통해 마이크로 렌즈(2704)의 상이한 표면들로부터 상이한 각도들로 변경된다. 예컨대, 발광 메사(403)로부터 방출되는 광선(2724)은 마이크로 렌즈(2704)를 통해 이동하고, 마이크로 렌즈(2704) 내에서 2726처럼 반사되고, 마이크로 렌즈(2704) 밖으로 2728처럼 재지향된다.
반사성 부분과 결합된 브리치를 갖는 마이크로 렌즈의 비대칭 형상은 발광 메사로부터의 광을 특정 각도로 추가로 지향시키고 조정할 수 있다. 예컨대, 도 27에서, 마이크로 렌즈(2702 또는 2704)로부터의 광선들은 퇴장 후에 발광 메사를 중심으로 특정 방향들로 더 회절되고 다른 방향들로 더 집속된다. 따라서, 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축 및 마이크로 렌즈(이를테면, 2702)의 중심 축이 동일할 때에도, 마이크로 렌즈(2702)로부터 밖으로의 광은, 그 광이 마이크로 렌즈(2702)를 통해 그리고 그 밖으로 이동할 때 여전히 다수의 각도들을 향해 재지향될 수 있다. 또한, 광 퇴장 각도 및 강도는 추가로, 발광 메사(이를테면, 401)의 중심 축에 대한 마이크로 렌즈(이를테면, 2702)의 중심 축의 오프셋 및 마이크로 렌즈 상의 브리치(이를테면, 2710)의 위치가 각각 변경될 때 조정될 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈의 중심 축과 발광 메사의 중심 축의 오프셋, 브리치의 위치, 및 브리치의 형상 및 유형은 동일한 디스플레이 내에서 변할 수 있다.
상세한 설명이 많은 상세사항들을 포함하지만, 이들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 단지 본 발명의 상이한 예들 및 양상들을 예시하는 것으로서 해석되어야 한다. 본 발명의 범위는 위에 상세히 논의되지 않은 다른 실시예들을 포함한다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 정사각형 베이스 또는 다른 다각형 베이스와 같은 상이한 형상 베이스들을 갖는 마이크로 렌즈들이 또한 사용될 수 있다. 첨부된 청구항들에서 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 본원에 개시된 본 발명의 방법 및 장치의 배열, 동작, 및 세부사항들에서 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 다양한 다른 수정들, 변경들, 및 변형들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는, 첨부된 청구항들 및 그들의 법적 등가물들에 의해 결정되어야 한다.
추가적인 실시예들은 또한, 다양한 다른 실시예들에서 조합되거나 다른 방식으로 재배열되는 도 1 내지 도 27에 도시된 실시예들을 포함하는 위의 실시예들의 다양한 서브세트들을 포함한다. 예컨대, 도 1 내지 도 27 중 임의의 하나에서 설명된 마이크로 렌즈(그룹) 및 발광 메사 쌍 구조의 각각의 실시예는 동일한 디스플레이 패널 내에서 도 1 내지 도 27에서 설명된 임의의 다른 실시예들과 혼합될 수 있다.
도 28은 일부 실시예들에 따른, 마이크로 LED 디스플레이 패널(2800)의 상면도이다. 디스플레이 패널(2800)은, 데이터 인터페이스(2810), 제어 모듈(2820), 및 픽셀 구역(2850)을 포함한다. 데이터 인터페이스(2810)는 디스플레이될 이미지를 정의하는 데이터를 수신한다. 이러한 데이터의 소스(들) 및 포맷은 응용에 따라 변할 것이다. 제어 모듈(2820)은 착신 데이터를 수신하고 그 데이터를 디스플레이 패널에서 픽셀들을 구동하기에 적합한 형태로 변환한다. 제어 모듈(2820)은, 수신된 포맷으로부터 픽셀 구역(2850)에 적절한 것으로 변환하기 위한 디지털 논리 및/또는 상태 기계들, 데이터를 저장 및 전송하기 위한 시프트 레지스터들 또는 다른 유형들의 버퍼들 및 메모리, 디지털-아날로그 변환기들 및 레벨 시프터들, 및 클로킹 회로를 포함하는 스캔 제어기들을 포함할 수 있다.
픽셀 구역(2850)은, 픽셀들을 포함하는 메사들(도 28에서 LED(2834)와 별개로 도시되지 않음)의 어레이를 포함한다. 픽셀들은, 예컨대 위에 설명된 바와 같은, 픽셀 드라이버들과 통합된 마이크로 LED들, 이를테면 단색 또는 다색 LED(2834)를 포함한다. 마이크로 렌즈(도 28에서 LED(2834)와 별개로 도시되지 않음)의 어레이가 메사들의 어레이의 최상부를 커버한다. 이러한 예에서, 디스플레이 패널(2800)은 색상 RGB 디스플레이 패널이다. 그것은, 적색, 녹색 및 청색 픽셀들을 포함한다. 각각의 픽셀 내에서, LED(2834)는 픽셀 드라이버에 의해 제어된다. 픽셀은, 이전에 도시된 실시예들에 따라, 접지 패드(2836)를 통해 공급 전압(도시되지 않음) 및 접지에, 그리고 또한 제어 신호에 접촉한다. 도 28에 도시되진 않지만, LED(2834)의 p 전극 및 구동 트랜지스터의 출력은 전기적으로 연결된다. (LED의 p 전극과 픽셀 드라이버의 출력 사이의) LED 전류 구동 신호 연결, (n 전극과 시스템 접지 사이의) 접지 연결, (픽셀 드라이버의 소스와 시스템 Vdd 사이의) 공급 전압 Vdd 연결, 및 픽셀 드라이버의 게이트에 대한 제어 신호 연결이 다양한 실시예들에 따라 이루어진다. 본원에 개시된 마이크로 렌즈 어레이 중 임의의 것은 마이크로 LED 디스플레이 패널(2800)로 구현될 수 있다.
도 28은 단지 대표적인 도면이다. 다른 설계들이 명백할 것이다. 예컨대, 색상들이 적색, 녹색, 및 청색일 필요는 없다. 그들은 또한 열들 또는 스트라이프들로 배열될 필요는 없다. 일 예로서, 도 28에 도시된 픽셀들의 정사각형 매트릭스의 배열 외에도, 픽셀들의 육각형 매트릭스의 배열이 또한 디스플레이 패널(2800)을 형성하는 데 사용될 수 있다.
일부 응용들에서, 픽셀들의 완전히 프로그래밍가능한 직사각형 어레이가 반드시 필요하지는 않다. 다양한 형상들 및 디스플레이들을 갖는 디스플레이 패널들의 다른 설계들이 또한 본원에서 설명된 디바이스 구조들을 사용하여 형성될 수 있다. 예들의 하나의 부류는 신호계(signage) 및 자동차용을 포함하는 특수 응용들이다. 예컨대, 다수의 픽셀들이 디스플레이 패널을 형성하기 위해 별 또는 나선의 형상으로 배열될 수 있고, 디스플레이 패널 상의 상이한 패턴들이 LED들을 켜고 끔으로써 생성될 수 있다. 다른 특수 예는 자동차 헤드라이트들 및 스마트 조명이며, 여기서, 특정 픽셀들이 함께 그룹화되어 다양한 조명 형상들을 형성하고, LED 픽셀들의 각각의 그룹이 개별 픽셀 드라이버들에 의해 켜지거나 꺼질 수 있거나 또는 다른 방식으로 조정될 수 있다.
심지어, 각각의 픽셀 내의 디바이스들의 측방향 배열이 변할 수 있다. 도 1a에서, LED들 및 픽셀 드라이버들은 수직으로 배열되는데, 즉, 각각의 LED는 대응하는 픽셀 드라이버 회로의 최상부 상에 위치된다. 다른 배열들이 가능하다. 예컨대, 픽셀 드라이버들은 또한 LED "뒤에", "앞에", 또는 "옆에" 위치될 수 있다.
상이한 유형들의 디스플레이 패널들이 제조될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널의 해상도는 전형적으로 8 x 8 내지 3840 x 2160의 범위일 수 있다. 일반적인 디스플레이 해상도들은, 320 x 240 해상도 및 4:3의 종횡비를 갖는 QVGA, 1024 x 768 해상도 및 4:3의 종횡비를 갖는 XGA, 1280 x 720 해상도 및 16:9의 종횡비를 갖는 D, 1920 x 1080 해상도 및 16:9의 종횡비를 갖는 FHD, 3840 x 2160 해상도 및 16:9의 종횡비를 갖는 UHD, 및 $326 x 2160 해상도를 갖는 4K를 포함한다. 서브-미크론 이하 내지 10 mm 이상의 범위의 광범위하게 다양한 픽셀 크기들이 또한 존재할 수 있다. 전체 디스플레이 구역의 크기가 또한, 수십 미크론 이하만큼 작은 것에서 수백 인치 이상에 이르는 대각선들의 범위로 광범위하게 변할 수 있다.
상이한 응용들은 또한 광학 휘도 및 시야 각도에 대한 상이한 요건들을 가질 것이다. 예시적인 응용들은 직시 디스플레이 스크린들, 가정/사무실 투영기들을 위한 광 엔진들, 및 스마트폰들, 랩톱들, 웨어러블 전자기기, AR 및 VR 안경, 및 망막 투영들과 같은 휴대용 전자기기를 포함한다. 전력 소모는 망막 투영기들에 대한 수 밀리와트만큼 낮은 것으로부터 대형 스크린 실외 디스플레이들, 투영기들, 및 스마트 자동차 헤드라이트들에 대한 킬로와트만큼 높은 것까지 변할 수 있다. 프레임률의 관점에서, 무기 LED들의 고속 응답(나노초)으로 인해, 프레임률은 작은 해상도들에 대해 KHz, 또는 심지어 MHz만큼 높을 수 있다.
추가적인 실시예들은 또한, 다양한 다른 실시예들에서 조합되거나 다른 방식으로 재배열되는 도 1 내지 도 28에 도시된 바와 같은 실시예들을 포함하는 위의 실시예들의 다양한 서브세트들을 포함한다.
상세한 설명이 많은 상세사항들을 포함하지만, 이들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 단지 본 발명의 상이한 예들 및 양상들을 예시하는 것으로서 해석되어야 한다. 본 발명의 범위는 위에 상세히 논의되지 않은 다른 실시예들을 포함한다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 위에 설명된 접근법들은 LED들 및 OLED들 이외의 기능적 디바이스들과 픽셀 드라이버들 이외의 제어 회로의 통합에 적용될 수 있다. 비-LED 디바이스들의 예들은, 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL)들, 광검출기들, 마이크로-전자-기계 시스템(MEMS), 실리콘 포토닉(silicon photonic) 디바이스들, 전력 전자 디바이스들, 및 분산형 피드백 레이저(DFB)들을 포함한다. 다른 제어 회로의 예들은, 전류 드라이버들, 전압 드라이버들, 트랜스임피던스 증폭기들, 및 논리 회로들을 포함한다.
개시된 실시예들의 선행하는 설명은 관련 기술분야의 임의의 기술자가 본원에서 설명된 실시예들 및 그의 변형들을 사용 또는 실시할 수 있게 하도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 수정들은 관련 기술분야의 다른 통상의 기술자들에게 쉽게 명백할 것이며, 본원에서 정의된 일반적인 원리들은 본원에서 개시된 주제의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그에 따라, 본 개시내용은 본원에서 나타낸 실시예들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 다음의 청구항들과 본원에서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 가장 넓은 범위에 부합할 것이다.
본 발명의 특징들은, 본원에서 제시된 특징들 중 임의의 것을 수행하도록 처리 시스템을 프로그래밍하는 데 사용될 수 있는 명령어들이 저장된 저장 매체(매체들) 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(매체들)와 같은 컴퓨터 프로그램 제품에서, 그를 사용하여, 또는 그의 도움으로 구현될 수 있다. 저장 매체는 고속 랜덤 액세스 메모리, 이를테면, DRAM, SRAM, DDR RAM 또는 다른 랜덤 액세스 솔리드 스테이트 메모리 디바이스들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않고, 비-휘발성 메모리, 이를테면, 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 또는 다른 비-휘발성 솔리드 스테이트 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 메모리는 임의적으로 CPU(들)로부터 원격으로 위치되는 하나 이상의 저장 디바이스를 포함한다. 메모리 또는 대안적으로 메모리 내의 비-휘발성 메모리 디바이스(들)는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다.
임의의 기계 판독가능 매체(매체들) 상에 저장된 본 발명의 특징들은, 처리 시스템의 하드웨어를 제어하고, 처리 시스템이 본 발명의 결과들을 활용하는 다른 메커니즘들과 상호작용할 수 있게 하기 위해 소프트웨어 및/또는 펌웨어에 통합될 수 있다. 그러한 소프트웨어 또는 펌웨어는 애플리케이션 코드, 디바이스 드라이버들, 운영 체제들, 및 실행 환경들/컨테이너들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
"제1", "제2" 등의 용어들이 다양한 요소들 또는 단계들을 설명하기 위해 본원에서 사용될 수 있지만, 이러한 요소들 또는 단계들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 이러한 용어들은 단지 하나의 요소 또는 단계를 다른 요소 또는 단계와 구별하기 위해 사용된다.
본원에서 사용되는 전문용어는 특정 실시예들을 설명하려는 목적만을 위한 것이며, 청구항들을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 실시예들의 설명 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 맥락이 명확하게 달리 표시하지 않는 한, 단수 형태들은 복수 형태들을 또한 포함하도록 의도된다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같은 "및/또는", "그리고/또는", 및 "~고/거나"라는 용어는 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 임의의 그리고 모든 가능한 조합들을 지칭하고 포괄한다는 것이 이해될 것이다. "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어들은, 본 명세서에서 사용될 때, 서술된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지는 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "~인 경우"라는 용어는 맥락에 따라, 언급된 선행 조건이 참인 "~일 때" 또는 "~일 시" 또는 " ~라고 결정하는 것에 대한 응답으로" 또는 "~라는 결정에 따라" 또는 "~를 검출하는 것에 대한 응답으로"를 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 유사하게, "[언급된 선행 조건이 참]이라고 결정되는 경우" 또는 "[언급된 선행 조건이 참]인 경우" 또는 "[언급된 선행 조건이 참]일 때"는 맥락에 따라, 언급된 선행 조건이 참인 "~를 결정할 시" 또는 "~라고 결정하는 것에 대한 응답으로" 또는 "~라는 결정에 따라" 또는 "~를 검출 시" 또는 "~를 검출하는 것에 대한 응답으로"를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
전술한 설명은, 설명의 목적을 위해, 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 위의 예시적인 논의들은 포괄적인 것으로 또는 청구항들을 개시된 정확한 형태들로 제한하도록 의도되지 않는다. 위의 교시들을 고려하여 많은 수정들 및 변형들이 가능하다. 실시예들은, 동작의 원리들 및 실제 응용들을 가장 잘 설명함으로써 관련 기술분야의 통상의 기술자들이 본 발명 및 다양한 실시예들을 가장 잘 활용할 수 있게 하도록 선택되고 설명되었다.
Claims (160)
- 축외(off-axis) 마이크로 렌즈 어레이 구조를 갖는 발광 구조 어레이 시스템으로서,
적어도 하나의 발광 메사; 및
상기 발광 메사 위에 형성되는 적어도 하나의 마이크로 렌즈
를 포함하며, 상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 적어도 하나의 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 발광 구조 어레이 시스템에서, 각각의 마이크로 렌즈의 대응하는 발광 메사에 대한 상대적 위치는 동일한, 발광 구조 어레이 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
센서를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈를 통한 상기 적어도 하나의 발광 메사로부터의 방출 광선들은 함께 센서로 컨버팅(convert)되는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 센서는 상기 발광 구조 어레이 시스템의 중심 축에 배열되는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제4항에 있어서,
개개의 발광 메사의 중심 축에 대한 개개의 마이크로 렌즈의 중심 축의 개개의 오프셋 거리는 상기 발광 구조 어레이 시스템의 중심으로부터 상기 발광 구조 어레이 시스템의 에지까지 더 커지는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서는 상기 발광 구조 어레이 시스템의 중심 축에 배열되지 않는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제6항에 있어서,
개개의 발광 메사의 중심 축에 대한 개개의 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리는 상기 센서의 중심 축으로부터 상기 발광 구조 어레이 시스템의 에지까지 더 커지는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제6항 또는 제7항에 있어서,
개개의 마이크로 렌즈 밖으로 방출되는 광의 각도는 상기 센서의 중심 축으로부터 상기 발광 구조 어레이 시스템의 에지까지 더 커지는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 발광 메사의 중심 축으로부터 상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 범위는 4.5 ㎛ 이하인, 발광 구조 어레이 시스템. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내인, 발광 구조 어레이 시스템. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들인, 발광 구조 어레이 시스템. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 적어도 하나의 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 적어도 하나의 발광 메사는 상기 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상인, 발광 구조 어레이 시스템. - 제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 적어도 하나의 발광 메사는,
발광 층;
상기 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및
상기 적어도 하나의 발광 메사를 커버하고 상기 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 발광 메사와 상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함하는, 발광 구조 어레이 시스템. - 제16항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 적어도 하나의 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 발광 구조 어레이 시스템. - 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 발광 구조 어레이 시스템. - 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조로서,
발광 메사;
상기 발광 메사 상에 형성되는 제1 마이크로 렌즈; 및
상기 발광 메사 상에 형성되고 상기 제1 마이크로 렌즈를 커버하는 제2 마이크로 렌즈
를 포함하는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제19항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 직경은 상기 제1 마이크로 렌즈의 직경보다 큰, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않고, 상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않고, 상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 구조는, 하나 초과의 세트의 발광 메사, 제1 마이크로 렌즈, 및 제2 마이크로 렌즈를 포함하며, 개개의 세트 내에서 상기 발광 구조 상의 개개의 제2 마이크로 렌즈에 대한 개개의 제1 마이크로 렌즈의 위치는 상이한, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 12 ㎛ 이하인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 6 ㎛ 이하이고 4.5 ㎛ 이상인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제19항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제28항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제28항 또는 제29항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 물질은 상기 제2 마이크로 렌즈의 물질과 동일한, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제19항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 상기 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 발광 메사는 상기 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제31항에 있어서,
상기 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제31항 또는 제32항에 있어서,
상기 발광 메사는,
발광 층;
상기 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및
상기 발광 메사를 커버하고 상기 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제19항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 메사와 상기 제1 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함하는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제34항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 제1 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조로서,
발광 메사; 및
상기 발광 메사 상에 형성되는 제1 마이크로 렌즈; 및
상기 제1 마이크로 렌즈 상에 형성되는 제2 마이크로 렌즈
를 포함하는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제37항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 직경은 상기 제1 마이크로 렌즈의 직경 미만인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제37항 또는 제38항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 구조는, 하나 초과의 세트의 발광 메사, 제1 마이크로 렌즈, 및 제2 마이크로 렌즈를 포함하며, 개개의 세트 내에서 상기 발광 구조 상의 개개의 제2 마이크로 렌즈에 대한 개개의 제1 마이크로 렌즈의 위치는 상이한, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제39항 또는 제40항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제37항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제42항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 발광 메사의 중심 축과 교차하지 않는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제37항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 물질은 상기 제2 마이크로 렌즈의 물질과 동일한, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제37항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 상기 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 발광 메사는 상기 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제45항에 있어서,
상기 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제45항 또는 제46항에 있어서,
상기 발광 메사는,
발광 층;
상기 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및
상기 발광 메사를 커버하고 상기 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제37항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 메사와 상기 제1 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함하는, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제48항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 제1 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 제45항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 적어도 하나의 축외 마이크로 렌즈를 갖는 발광 구조. - 축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조로서,
제1 발광 메사;
적어도, 상기 제1 발광 메사 위에 형성되는 제1 마이크로 렌즈 ― 상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제1 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않음 ―;
제2 발광 메사;
적어도, 상기 제2 발광 메사 위에 형성되는 제2 마이크로 렌즈; 및
적어도, 상기 제2 발광 메사 상에 형성되는 제3 마이크로 렌즈
를 포함하는, 발광 구조. - 제51항에 있어서,
상기 제3 마이크로 렌즈는 상기 제2 마이크로 렌즈의 전체 최상부 표면을 커버하고 상기 제2 마이크로 렌즈의 전체 최상부 표면에 접촉하는, 발광 구조. - 제51항 또는 제52항에 있어서,
상기 제1 발광 메사의 중심 축으로부터 상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 범위는 4.5 ㎛ 이하인, 발광 구조. - 제51항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내인, 발광 구조. - 제51항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들인, 발광 구조. - 제51항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 제1 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 발광 구조. - 제51항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 적어도 2개의 반사성 컵들을 더 포함하며, 상기 제1 발광 메사, 상기 제2 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 제1 발광 메사 및 상기 제2 발광 메사는 2개의 반사성 컵들의 개개의 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 발광 구조. - 제57항에 있어서,
상기 반사성 컵들의 내부 벽들은 계단 형상인, 발광 구조. - 제57항 또는 제58항에 있어서,
상기 제1 발광 메사는,
제1 발광 층,
상기 제1 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 제1 최하부 접합 층, 및
상기 제1 발광 메사의 최상부 표면에 있고 상기 2개의 반사성 컵들 중 제1 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하고,
상기 제2 발광 메사는,
제2 발광 층,
상기 제2 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 제2 최하부 접합 층, 및
또한 상기 제2 발광 메사의 최상부 표면에 있고 상기 2개의 반사성 컵들 중 제2 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 상기 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 제1 반사성 컵 및 상기 제2 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 발광 구조. - 제51항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광 메사 및 상기 제2 발광 메사를 커버하는 스페이서를 더 포함하며, 상기 스페이서는 상기 제1 발광 메사와 상기 제1 마이크로 렌즈 사이에 형성되고, 상기 스페이서는 또한 상기 제2 발광 메사와 상기 제2 마이크로 렌즈 사이에 형성되는, 발광 구조. - 제60항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 제1 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 발광 구조. - 제51항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 마이크로 렌즈의 직경은 상기 제2 마이크로 렌즈의 직경보다 큰, 발광 구조. - 제51항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 상기 제3 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 발광 구조. - 제51항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 발광 구조. - 제51항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않고, 상기 제3 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않고, 상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제3 마이크로 렌즈의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 발광 구조. - 제51항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 구조는, 하나 초과의 세트의 발광 메사, 제1 마이크로 렌즈, 제2 마이크로 렌즈, 및 제3 마이크로 렌즈를 포함하며, 개개의 세트 내에서 상기 발광 구조 상의 개개의 제3 마이크로 렌즈에 대한 개개의 제2 마이크로 렌즈의 위치는 상이한, 발광 구조. - 제63항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 12 ㎛ 이하인, 발광 구조. - 제67항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하인, 발광 구조. - 제68항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 제3 마이크로 렌즈의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 6 ㎛ 이하이고 4.5 ㎛ 이상인, 발광 구조. - 제51항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 발광 구조. - 제70항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 교차하지 않는, 발광 구조. - 제70항 또는 제71항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 물질은 상기 제3 마이크로 렌즈의 물질과 동일하고, 상기 제1 마이크로 렌즈의 물질은 상기 제3 마이크로 렌즈의 물질과 동일한, 발광 구조. - 제51항 내지 제72항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 제1 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 상기 제3 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리 미만인, 발광 구조. - 제57항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 발광 구조. - 발광 구조로서,
제1 발광 메사;
상기 제1 발광 메사 위에 형성되는 제1 마이크로 렌즈 ― 상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제1 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않음 ―;
제2 발광 메사;
상기 제2 발광 메사 위에 형성되는 제2 마이크로 렌즈; 및
상기 제2 마이크로 렌즈 상에 형성되는 제3 마이크로 렌즈
를 포함하며, 상기 제3 마이크로 렌즈는 상기 제2 마이크로 렌즈의 전체 최상부 표면을 커버하지 않는, 발광 구조. - 제75항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 제1 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 4.5 ㎛ 이하인, 발광 구조. - 제75항 또는 제76항에 있어서,
상기 제1 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내인, 발광 구조. - 제75항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들인, 발광 구조. - 제75항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 제1 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 발광 구조. - 제75항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 반사성 컵들을 더 포함하며, 상기 제1 발광 메사 및 상기 제2 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 제1 발광 메사 및 상기 제2 발광 메사는 개개의 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 발광 구조. - 제80항에 있어서,
상기 반사성 컵들 각각의 내부 벽은 계단 형상인, 발광 구조. - 제80항 또는 제81항에 있어서,
상기 제1 발광 메사는,
제1 발광 층,
상기 제1 발광 층의 최하부에 형성되고 상기 반도체 기판과 접합되는 제1 최하부 접합 층, 및
상기 제1 발광 층을 커버하고 상기 반사성 컵들 중 제1 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하고,
상기 제2 발광 메사는,
제2 발광 층,
상기 제2 발광 층의 최하부에 형성되고 상기 반도체 기판과 접합되는 제2 최하부 접합 층, 및
또한 상기 제2 발광 층을 커버하고 상기 반사성 컵들 중 제2 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 반사성 컵들은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 발광 구조. - 제75항 내지 제82항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광 메사 및 상기 제2 발광 메사를 커버하는 스페이서를 더 포함하며, 상기 스페이서는 상기 제1 발광 메사와 상기 제1 마이크로 렌즈 사이에 형성되고, 상기 스페이서는 또한 상기 제2 발광 메사와 상기 제2 마이크로 렌즈 사이에 형성되는, 발광 구조. - 제83항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 제1 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 발광 구조. - 제75항 내지 제84항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 마이크로 렌즈의 수평 치수는 상기 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 수평 치수 미만인, 발광 구조. - 제75항 내지 제85항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되고, 상기 제3 마이크로 렌즈의 수직 축은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않으며, 상기 수직 축은 상기 제3 마이크로 렌즈가 완전한 형상일 때 상기 제3 마이크로 렌즈의 중심 지점을 지나가는, 발광 구조. - 제75항 내지 제86항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 구조는, 하나 초과의 세트의 발광 메사, 제1 마이크로 렌즈, 및 제2 마이크로 렌즈를 포함하며, 개개의 세트 내에서 상기 발광 구조 상에서의 개개의 제2 마이크로 렌즈에 대한 개개의 제1 마이크로 렌즈의 위치는 상이한, 발광 구조. - 제86항 또는 제87항에 있어서,
상기 제3 마이크로 렌즈의 수직 축과 상기 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 1.5 ㎛ 이하인, 발광 구조. - 제75항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 제2 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 발광 구조. - 제89항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 제1 발광 메사의 중심 축과 교차하지 않는, 발광 구조. - 제89항 또는 제90항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 물질은 상기 제3 마이크로 렌즈의 물질과 동일하고, 상기 제1 마이크로 렌즈의 물질은 상기 제2 마이크로 렌즈의 물질과 동일한, 발광 구조. - 제86항 내지 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축과 상기 제1 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리는 상기 제3 마이크로 렌즈의 수직 축과 상기 제2 발광 메사의 중심 축 사이의 오프셋 거리보다 큰, 발광 구조. - 제80항 내지 제92항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 발광 구조. - 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조로서,
발광 메사;
상기 발광 메사 상에 형성되는 제1 마이크로 렌즈; 및
상기 제1 마이크로 렌즈를 커버하고 상기 제1 마이크로 렌즈에 접촉하는 제2 마이크로 렌즈
를 포함하는, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제94항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 굴절률은 상기 제2 마이크로 렌즈의 굴절률보다 높은, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제94항 또는 제95항에 있어서,
상기 제2 마이크로 렌즈의 물질은 상기 제1 마이크로 렌즈의 물질과 상이한, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제94항 내지 제96항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈는 반구 구조를 갖고, 상기 제2 마이크로 렌즈는, 상기 제1 마이크로 렌즈의 카브-아웃(carve-out)이 없는 다각형 구조 또는 상기 제1 마이크로 렌즈의 카브-아웃이 없는 복합 구조를 갖는, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제97항에 있어서,
상기 복합 구조는 반구 구조와 사다리꼴 구조 또는 반구 구조와 삼각형 구조의 조합인, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제98항에 있어서,
상기 사다리꼴 구조가 상기 반구 구조의 최하부에 형성되거나 또는 상기 삼각형 구조가 상기 반구 구조의 최하부에 형성되는, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제97항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다각형 구조는 사다리꼴 구조이고, 상기 사다리꼴 구조는 상기 사다리꼴 구조의 최하부 표면에 대한 경사진 최상부 표면을 갖는, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제94항 내지 제100항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈의 중심 축 및 상기 제2 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되는, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제94항 내지 제101항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 상기 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 발광 메사는 상기 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제102항에 있어서,
상기 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상인, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제102항 또는 제103항에 있어서,
상기 발광 메사는,
발광 층;
상기 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및
상기 발광 메사를 커버하고 상기 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제94항 내지 제104항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 메사 위에 형성되는 스페이서를 더 포함하는, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제105항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 제1 마이크로 렌즈의 높이 또는 상기 제2 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 제102항 내지 제106항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 동축 마이크로 렌즈들을 갖는 발광 구조. - 타원형 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조로서,
발광 메사; 및
적어도, 상기 발광 메사 위에 형성되는 타원형 마이크로 렌즈
를 포함하며, 상기 타원형 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 발광 구조. - 제108항에 있어서,
상기 타원형 마이크로 렌즈는 구의 1/4이 타원체의 1/4과 조합된 것에 의해 형성되는, 발광 구조. - 제109항에 있어서,
상기 구의 반경은 9 ㎛ 이하이고, 상기 타원체의 긴 반경은 18 ㎛ 이하인, 발광 구조. - 제109항 또는 제110항에 있어서,
수평 레벨에서 상기 발광 메사의 중심으로부터 상기 타원형 마이크로 렌즈의 중심의 오프셋 거리는 4.5 ㎛ 이하인, 발광 구조. - 제108항 내지 제111항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타원형 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들인, 발광 구조. - 제108항 내지 제112항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타원형 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 발광 구조. - 제108항 내지 제113항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 상기 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 발광 메사는 상기 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 발광 구조. - 제114항에 있어서,
상기 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상인, 발광 구조. - 제114항 또는 제115항에 있어서,
상기 발광 메사는,
발광 층;
상기 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및
상기 발광 메사를 커버하고 상기 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 발광 구조. - 제108항 내지 제116항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 메사와 상기 타원형 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함하는, 발광 구조. - 제117항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 타원형 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 발광 구조. - 제117항 또는 제118항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 5 ㎛ 미만인, 발광 구조. - 제114항 내지 제119항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 발광 구조. - 마이크로 렌즈 복합 구조를 갖는 발광 구조로서,
발광 메사; 및
마이크로 렌즈 복합 구조
를 포함하며, 상기 마이크로 렌즈 복합 구조는,
적어도, 상기 발광 메사 위에 형성되는 마이크로 렌즈, 및
상기 마이크로 렌즈의 일 측 상에 형성되는 반사성 부분
을 포함하는, 발광 구조. - 제121항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 상기 마이크로 렌즈의 표면에 브리치(breach)가 있는 구인, 발광 구조. - 제122항에 있어서,
상기 반사성 부분은 상기 브리치의 표면 상에 형성되는, 발광 구조. - 제123항에 있어서,
상기 브리치는 상기 마이크로 렌즈의 최하부 표면에 대한 경사진 표면을 갖고, 상기 반사성 부분은 상기 경사진 표면 상에 부착된 평면 구조인, 발광 구조. - 제123항 또는 제124항에 있어서,
상기 브리치는 오목부이고, 상기 반사성 부분은 상기 오목부의 표면에 부착되는, 발광 구조. - 제121항 내지 제125항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들인, 발광 구조. - 제121항 내지 제126항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 발광 구조. - 제121항 내지 제127항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 상기 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 발광 메사는 상기 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 발광 구조. - 제128항에 있어서,
상기 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상인, 발광 구조. - 제128항 또는 제129항에 있어서,
상기 발광 메사는,
발광 층;
상기 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및
상기 발광 메사를 커버하고 상기 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 발광 구조. - 제121항 내지 제130항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 메사와 상기 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함하는, 발광 구조. - 제131항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 발광 구조. - 제128항 내지 제132항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 발광 구조. - 발광 구조로서,
발광 메사;
상기 발광 메사 상에 형성되는 마이크로 렌즈; 및
상기 마이크로 렌즈를 커버하는 회절 렌즈
를 포함하는, 발광 구조. - 제134항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈의 물질은 상기 회절 렌즈의 물질과 상이한, 발광 구조. - 제134항 또는 제135항에 있어서,
상기 회절 렌즈는 브래그(Bragg) 미러인, 발광 구조. - 제134항 내지 제136항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회절 렌즈의 최상부 표면의 중심 지점은 상기 마이크로 렌즈의 중심 축 상에 있는, 발광 구조. - 제137항에 있어서,
상기 회절 렌즈의 중심 축은 상기 발광 구조의 기판에 수직인 수직 축에 대해 경사지고, 상기 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 구조의 기판에 수직인 수직 축에 대해 수직인, 발광 구조. - 제134항 내지 제138항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 반구 구조를 갖고, 상기 회절 렌즈는 다각형 구조 또는 복합 구조를 갖는, 발광 구조. - 제139항에 있어서,
상기 복합 구조는 반구 구조와 사다리꼴 구조의 조합 또는 반구 구조와 삼각형 구조의 조합을 포함하는, 발광 구조. - 제140항에 있어서,
상기 사다리꼴 구조가 상기 반구 구조의 최하부에 형성되거나 또는 상기 삼각형 구조가 상기 반구 구조의 최하부에 형성되는, 발광 구조. - 제139항 내지 제141항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다각형 구조는 사다리꼴 구조이고, 상기 사다리꼴 구조는 상기 사다리꼴 구조의 최하부 표면에 대한 경사진 최상부 표면을 포함하는, 발광 구조. - 제134항 내지 제142항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈의 중심 축, 및 상기 회절 렌즈의 최상부 표면의 중심 지점을 통과하는 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되는, 발광 구조. - 제134항 내지 제143항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 적어도 하나의 반사성 컵을 더 포함하며, 상기 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 발광 메사는 상기 적어도 하나의 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 발광 구조. - 제144항에 있어서,
상기 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상인, 발광 구조. - 제144항 또는 제145항에 있어서,
상기 발광 메사는,
발광 층;
상기 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및
상기 발광 메사를 커버하고 상기 적어도 하나의 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 적어도 하나의 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 발광 구조. - 제134항 내지 제146항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 메사를 커버하는 스페이서를 더 포함하는, 발광 구조. - 제147항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 발광 구조. - 제144항 내지 제148항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 IC 기판인, 발광 구조. - 축외 마이크로 렌즈 구조를 갖는 발광 구조로서,
발광 메사; 및
적어도, 상기 발광 메사 위에 형성되는 마이크로 렌즈
를 포함하며, 상기 마이크로 렌즈의 중심 축은 상기 발광 메사의 중심 축과 동축으로 정렬되지 않는, 발광 구조. - 제150항에 있어서,
상기 발광 메사의 중심 축으로부터 상기 마이크로 렌즈의 중심 축의 오프셋 거리는 4.5 ㎛ 이하인, 발광 구조. - 제150항 또는 제151항에 있어서,
상기 발광 메사의 최하부 표면의 에지와 상기 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 에지 사이의 오프셋 거리는 제1 마이크로 렌즈의 최하부 표면의 직경의 30 % 이내인, 발광 구조. - 제150항 내지 제152항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈의 물질은 산화규소 또는 유기 물질들인, 발광 구조. - 제150항 내지 제153항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈의 최하부 표면은 상기 발광 메사의 중심 축과 교차하는, 발광 구조. - 제150항 내지 제154항 중 어느 한 항에 있어서,
반도체 기판 및 반사성 컵을 더 포함하며, 상기 발광 메사는 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 상기 발광 메사는 상기 반사성 컵에 의해 둘러싸이는, 발광 구조. - 제155항에 있어서,
상기 반사성 컵의 내부 벽은 계단 형상인, 발광 구조. - 제155항 또는 제156항에 있어서,
상기 발광 메사는,
발광 층;
상기 발광 층의 최하부에 있고 상기 반도체 기판과 접합되는 최하부 접합 층; 및
상기 발광 메사를 커버하고 상기 반사성 컵과 전기적으로 연결되는 최상부 전극 층
을 포함하며, 상기 반사성 컵은 상기 반도체 기판과 전기적으로 연결되는, 발광 구조. - 제150항 내지 제157항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 메사와 상기 마이크로 렌즈 사이에 형성되는 스페이서를 더 포함하는, 발광 구조. - 제158항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 상기 마이크로 렌즈의 높이 미만인, 발광 구조. - 제155항 내지 제159항 중 어느 한 항에 있어서,
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