KR20230113623A - 발광 어레이들에서의 결함있는 픽셀 출현의 감소 - Google Patents

발광 어레이들에서의 결함있는 픽셀 출현의 감소 Download PDF

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KR20230113623A
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토니 로페즈
호세인 롯피
아이작 와일더슨
올레그 쉬체킨
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루미레즈 엘엘씨
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Abstract

본 발명의 발광 장치는 다수의 발광 픽셀들의 어레이, 및 발광 픽셀 어레이의 발광 표면에 위치된 하나 이상의 투과성 광학 요소를 포함한다. 발광 픽셀들 중 하나 이상은 결함이 있다. 각각의 광학 요소는 대응하는 결함있는 발광 픽셀의 위치에 위치되고, 그 결함있는 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로 하나 이상의 인접한 픽셀 위로 연장된다. 각각의 광학 요소는 인접한 픽셀들에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 결함있는 픽셀의 위치로부터 어레이로부터 멀리 전파하도록 측방향으로 투과시키고, 결함있는 픽셀의 출현을 감소시킨다.

Description

발광 어레이들에서의 결함있는 픽셀 출현의 감소
본 출원은 (i) 로페즈(Lopez) 등의 이름으로 2020년 12월 4일자로 출원된 "Method for reducing dead pixel appearance in LED matrix modules"라는 명칭의 미국 가출원 번호 63/121,465, 및 (ii) 로페즈 등의 이름으로 2021년 12월 1일자로 출원된 "Reduction of defective pixel appearance in light-emitting arrays"라는 명칭의 미국 정식 출원 번호 17/539,941의 우선권을 주장하고; 상기 출원들 각각은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
본 발명은 일반적으로, 발광 다이오드들 및 인광체 변환 발광 다이오드들에 관한 것이다.
반도체 발광 다이오드들 및 레이저 다이오드들(본원에서 집합적으로 "LED들"로 지칭됨)은 현재 이용가능한 가장 효율적인 광원들 중 하나이다. LED의 방출 스펙트럼은 전형적으로, 디바이스의 구조에 의해 그리고 디바이스를 구성하는 반도체 물질들의 조성에 의해 결정되는 파장에서 단일의 좁은 피크를 나타낸다. 디바이스 구조 및 물질 시스템의 적합한 선택에 의해, LED들은 자외선, 가시선, 또는 적외선 파장들에서 작동하도록 설계될 수 있다.
LED들은 LED에 의해 방출되는 광을 흡수하고 이에 응답하여 더 긴 파장의 광을 방출하는 하나 이상의 파장 변환 물질(본원에서 "인광체들"로 일반적으로 지칭됨)과 조합될 수 있다. 그러한 인광체 변환 LED들("pcLED들")에 대해, 인광체들에 의해 흡수되는, LED에 의해 방출된 광의 분율은 LED에 의해 방출된 광의 광 경로 내의 인광체 물질의 양, 예를 들어, LED 상에 또는 LED 주위에 배치된 인광체 층 내의 인광체 물질의 농도 및 층의 두께에 따른다.
인광체 변환 LED들은 LED에 의해 방출된 광의 전부가 하나 이상의 인광체에 의해 흡수되도록 설계될 수 있고, 이 경우에 pcLED로부터의 방출은 완전히 인광체들로부터 온다. 그러한 경우들에서 인광체는, 예를 들어, LED에 의해 직접 효율적으로 생성되지 않는 좁은 스펙트럼 영역에서 광을 방출하도록 선택될 수 있다.
대안적으로, pcLED들은 LED에 의해 방출되는 광의 일부만이 인광체들에 의해 흡수되도록 설계될 수 있고, 이 경우에 pcLED로부터의 방출은 LED에 의해 방출되는 광과 인광체들에 의해 방출되는 광의 혼합이다. LED, 인광체들 및 인광체 조성의 적합한 선택에 의해, 그러한 pcLED는, 예를 들어, 원하는 색 온도 및 원하는 연색 특성들을 갖는 백색 광을 방출하도록 설계될 수 있다.
다수의 LED들 또는 pcLED들이, 어레이를 형성하기 위해 단일 기판 상에 함께 형성될 수 있다. 그러한 어레이들은, 능동 조명 디스플레이들, 예컨대, 예를 들어, 스마트폰들 및 스마트 워치들, 컴퓨터 또는 비디오 디스플레이들, 증강 또는 가상 현실 디스플레이들, 또는 사이니지에서 채용되는 것들을 형성하기 위해, 또는 적응형 조명 소스들, 예컨대, 예를 들어, 자동차 헤드라이트들, 거리 조명, 카메라 플래시 소스들, 또는 플래시라이트들(즉, 토치들)에서 채용되는 것들을 형성하기 위해 채용될 수 있다. 밀리미터당 하나 또는 수 개 또는 다수의 개별 디바이스들(예를 들어, 약 1 밀리미터, 수백 미크론 또는 100 미크론 미만의 디바이스 피치 또는 간격, 및 인접한 디바이스들 사이의 100 미크론 미만 또는 단지 수십 미크론 이하의 분리)을 갖는 어레이는 전형적으로, 미니LED 어레이 또는 마이크로LED 어레이(대안적으로, μLED 어레이)로 지칭된다. 그러한 미니 또는 마이크로LED 어레이들은 많은 경우들에서 또한, 위에서 설명된 바와 같은 인광체 변환기들을 포함할 수 있고; 그러한 어레이들은 pc-미니LED 또는 pc-마이크로LED 어레이들로 지칭될 수 있다.
본 발명의 발광 장치는 다수의 발광 픽셀들의 어레이, 및 발광 픽셀 어레이의 발광 표면에 위치된 하나 이상의 투과성 광학 요소를 포함한다. 발광 픽셀들 중 하나 이상은 결함이 있다. 각각의 광학 요소는 대응하는 결함있는 발광 픽셀의 위치에 위치되고, 그 결함있는 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로 하나 이상의 인접한 픽셀 위로 연장된다. 각각의 광학 요소는 인접한 픽셀들에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 결함있는 픽셀의 위치로부터 어레이로부터 멀리 전파하도록 측방향으로 투과시킨다. 따라서, 결함있는 픽셀의 출현이 감소된다.
LED들, pcLED들, 미니LED 어레이들, pc-미니LED 어레이들, 마이크로LED 어레이들, 및 pc-마이크로LED 어레이들에 관한 목적들 및 장점들은, 도면들에 예시되고 이하의 서면 설명 또는 첨부된 청구항들에 개시된 예들을 참조할 때 명백해질 수 있다.
본 요약은 아래의 상세한 설명에서 더 설명되는 선별된 개념들을 간략화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구대상의 주요 특징들 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않으며, 청구대상의 범위를 결정하는 데 있어서 보조로 사용되도록 의도된 것도 아니다.
도 1은 예시적인 pcLED의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2a 및 2b는, 각각, pcLED들의 예시적인 어레이의 단면도 및 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3a는 도파관들 및 투영 렌즈에 대해 배열된 pcLED들의 예시적인 어레이의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 3b는, 도 3a의 것과 유사하지만 도파관들이 없는 배열을 도시한다.
도 4a는 예시적인 미니LED 또는 마이크로LED 어레이 및 어레이의 3x3 LED들의 확대된 섹션의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 4b는 기판 상에 모놀리식으로 형성된 예시적인 pc-미니LED 또는 pc-마이크로LED 어레이의 몇몇 LED들의 사시도를 도시한다. 도 4c는 모놀리식 다이 및 기판 상의 다중 색 인광체 변환 LED들의 밀접 패킹된 어레이의 예의 개략적인 측단면도이다.
도 5a는 각각의 디스플레이 픽셀이 적색, 녹색, 또는 청색 인광체 변환 LED 픽셀인 예시적인 LED 디스플레이의 일부의 개략적인 평면도이다. 도 5b는, 각각의 디스플레이 픽셀이, 제어 회로 백플레인에 본딩된 단일 다이 상에 집적된 다수의 인광체 변환 LED 픽셀들(적색, 녹색, 및 청색)을 포함하는 예시적인 LED 디스플레이의 일부의 개략적인 평면도이다.
도 6a는 pcLED들의 어레이가 장착될 수 있는 예시적인 전자장치 보드의 개략적인 평면도를 도시하고, 도 6b는 유사하게, 도 6a의 전자장치 보드 상에 장착된 pcLED들의 예시적인 어레이를 도시한다.
도 7은 결함있는 픽셀 및 투과성 광학 요소를 갖는 본 발명의 예시적인 발광 어레이의 개략적인 평면도이다. 임의의 파장 변환 층은 (존재하는 경우) 명확성을 위해 생략된다.
도 8a 및 8b는 결함있는 픽셀 및 투과성 광학 요소를 갖는 본 발명의 예시적인 발광 어레이의 개략적인 측단면도들이다.
도 9a 및 9b는 결함있는 픽셀 및 투과성 광학 요소를 갖는 본 발명의 예시적인 발광 어레이의 개략적인 측단면도들이다.
도 10은 몇몇 예시적인 발광 어레이들에 대한 모의된 근거리 방출 대 측방향 위치의 플롯이다.
도 11은 본 발명의 발광 어레이를 만들기 위한 예시적인 방법을 예시한다.
도시된 예들은 단지 개략적으로 도시되고; 모든 특징들은 완전히 상세히 또는 적절한 비율로 도시되지 않을 수 있고; 명확성을 위해, 특정 특징들 또는 구조들은 다른 것들에 비해 과장되거나 축소될 수 있거나 완전히 생략될 수 있고; 도면들은 축척에 맞는 것으로 명시적으로 표시되지 않는 한 축척에 맞는 것으로서 간주되어서는 안 된다. 예를 들어, 개별 LED들은 그들의 측방향 범위에 비해 또는 기판 또는 인광체 두께들에 비해 이들의 수직 치수들 또는 층 두께들에서 과장될 수 있다. 도시된 예들은 본 개시내용 또는 첨부된 청구항들의 범위를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
이하의 상세한 설명은 도면들을 참조하여 읽혀져야 하며, 여기서 동일한 참조 번호들은 상이한 도면들 전체에 걸쳐 유사한 요소들을 지칭한다. 도면들은 반드시 축척대로 그려진 것은 아니며, 선택적 예들을 도시하고, 본 발명의 주제의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 상세한 설명은 본 발명의 주제의 원리들을 제한이 아닌 예로서 예시한다. 단순성 및 명확성의 목적들을 위해, 잘 알려진 디바이스들, 회로들, 및 방법들의 상세한 설명들은 불필요한 상세로 본 발명의 주제의 설명을 모호하게 하지 않도록 생략될 수 있다.
도 1은, 본원에서 함께 "LED" 또는 "반도체 LED"로 간주되는, 기판(104) 상에 배치된 반도체 다이오드 구조(102), 및 반도체 LED 상에 배치된 파장 변환 구조(예를 들어, 인광체 층)(106)를 포함하는 개별 pcLED(100)의 예를 도시한다. 반도체 다이오드 구조(102)는 전형적으로, n-형 층과 p-형 층 사이에 배치된 활성 영역을 포함한다. 다이오드 구조(102)에 걸친 적합한 순방향 바이어스의 인가는 활성 영역으로부터의 광의 방출을 초래한다. 방출된 광의 파장은 활성 영역의 조성 및 구조에 의해 결정된다.
LED는, 예를 들어, 청색, 자색, 또는 자외선 광을 방출하는 III-질화물 LED일 수 있다. 임의의 다른 적합한 물질 시스템으로부터 형성되고 임의의 다른 적합한 파장의 광을 방출하는 LED들이 또한 사용될 수 있다. 다른 적합한 물질 시스템들은, 예를 들어, III-인화물 물질들, III-비소화물 물질들, 갈륨, 알루미늄, 인듐, 질소, 인, 또는 비소의 다른 2원, 3원, 또는 4원 합금들, 또는 II-VI 물질들을 포함할 수 있다.
pcLED로부터의 원하는 광학 출력에 따라, 임의의 적합한 인광체 물질들이 파장 변환 구조(106)에 사용되거나 파장 변환 구조 내에 포함될 수 있다.
도 2a-2b는, 각각, 기판(204) 상에 배치된, 인광체 픽셀(106)을 각각 포함하는 pcLED들(100)의 어레이(200)의 단면도 및 평면도를 도시한다. 그러한 어레이는 임의의 적합한 방식으로 배열된 임의의 적합한 개수의 pcLED들을 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 어레이는 공유 기판 상에 모놀리식으로 형성된 것으로 도시되지만, 대안적으로, pcLED들의 어레이는 별개의 개별 pcLED들(예를 들어, 어레이 기판 상에 조립되는 싱귤레이션된 디바이스들)로부터 형성될 수 있다. 개별 인광체 픽셀들(106)이, 예시된 예에 도시되지만, 대안적으로, 인광체 물질의 연속 층이 다수의 LED들(102)에 걸쳐 배치될 수 있다. 일부 예들에서 어레이(200)는 인접한 LED들(102), 인광체 픽셀들(106), 또는 둘 다 사이에 광 장벽들(예를 들어, 반사, 산란, 및/또는 흡수)을 포함할 수 있다. 기판(204)은 LED를 구동하기 위한 CMOS 또는 다른 회로, 또는 전기 트레이스들 또는 인터커넥트들을 선택적으로 포함할 수 있고, 임의의 적합한 물질들로부터 형성될 수 있다.
개별 pcLED들(100)은 선택적으로, 인광체 층에 인접하여 위치되거나 인광체 층 상에 배치된 렌즈 또는 다른 광학 요소를 포함할 수 있거나 그와 조합하여 배열될 수 있다. 그러한 광학 요소는, 도면들에 도시되지 않았지만, "1차 광학 요소"로 지칭될 수 있다. 추가적으로, 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, (예를 들어, 전자장치 보드 상에 장착된) pcLED 어레이(200)는 의도된 응용에서 사용하기 위해 2차 광학 요소들, 예컨대, 도파관들, 렌즈들, 또는 양쪽 모두와 조합하여 배열될 수 있다. 도 3a에서, 어레이(200)의 각각의 pcLED(100)에 의해 방출된 광은 대응하는 도파관(192)에 의해 수집되고 투영 렌즈(294)로 지향된다. 투영 렌즈(294)는, 예를 들어, 프레넬 렌즈일 수 있다. 이 배열은, 예를 들어, 자동차 헤드라이트들 또는 다른 적응형 조명 소스들에서 사용하기에 적합할 수 있다. 임의의 적합한 유형 또는 배열의 다른 1차 또는 2차 광학 요소들이 필요에 따라 또는 원하는 대로 각각의 픽셀에 대해 포함될 수 있다. 도 3b에서, 어레이(200)의 pcLED들에 의해 방출된 광은 개재 도파관들의 사용 없이 투영 렌즈(294)에 의해 직접 수집된다. 이 배열은 특히, pcLED들이 서로 충분히 밀접하여 이격될 수 있을 때 적합할 수 있고, 또한, 자동차 헤드라이트들에서 뿐만 아니라 카메라 플래시 응용들 또는 다른 조명 소스들에서도 사용될 수 있다. 미니LED 또는 마이크로LED 디스플레이 응용은, 예를 들어, 도 3a 및 3b에 도시된 것과 유사한 광학 배열들을 사용할 수 있다. 일반적으로, (1차, 2차, 또는 양쪽 모두의) 광학 요소들의 임의의 적합한 배열이, 원하는 응용에 따라, 본원에 설명된 pcLED들과 조합하여 사용될 수 있다.
도 2a 및 2b는 9개의 pcLED들의 3x3 어레이를 도시하지만, 그러한 어레이들은, 예를 들어, 도 4a에 개략적으로 예시된 바와 같이, 예를 들어, 대략 101, 102, 103, 104개, 또는 그 이상의 LED들을 포함할 수 있다. 개별 LED들(100)(즉, 픽셀들)은 어레이(200)의 평면에서, 예를 들어, 1 밀리미터(mm) 이하, 500 미크론 이하, 100 미크론 이하, 또는 50 미크론 이하의 폭들(w1)(예를 들어, 측 길이들)을 가질 수 있다. 어레이(200) 내의 LED들(100)은 어레이(200)의 평면에서, 예를 들어, 수백 미크론의, 100 미크론 이하의, 50 미크론 이하의, 20 미크론 이하의, 10 미크론 이하의, 또는 5 미크론 이하의 폭(w2)을 갖는 스트리트들, 레인들, 또는 트렌치들(230)에 의해 서로 이격될 수 있다. 픽셀 피치 또는 간격(D1)은 w1과 w2의 합이다. 예시된 예들은 대칭 매트릭스로 배열된 직사각형 픽셀들을 도시하지만, 픽셀들 및 어레이는 대칭이든 비대칭이든 임의의 적합한 형상 또는 배열을 가질 수 있다. LED들의 다수의 개별 어레이들은, 더 큰 조합된 어레이 또는 디스플레이를 형성하기 위해 임의의 적용가능한 포맷으로 임의의 적합한 배열로 조합될 수 있다.
어레이의 평면에서 약 0.10 밀리미터 미크론 이하의 치수들(w1)(예를 들어, 측 길이들)을 갖는 LED들은 전형적으로, 마이크로LED들로 지칭되고, 그러한 마이크로LED들의 어레이는 마이크로LED 어레이로 지칭될 수 있다. 어레이의 평면에서 약 0.10 밀리미터 내지 약 1.0 밀리미터의 치수들(w1)(예를 들어, 측 길이들)을 갖는 LED들은 전형적으로, 미니LED들로 지칭되고, 그러한 미니LED들의 어레이는 미니LED 어레이로 지칭될 수 있다.
LED들, 미니LED들, 또는 마이크로LED들의 어레이, 또는 그러한 어레이의 부분들은, 개별 LED 픽셀들이 트렌치들 및 또는 절연 물질에 의해 서로 전기적으로 격리되는 세그먼트화된 모놀리식 구조로서 형성될 수 있다. 도 4b는 그러한 세그먼트화된 모놀리식 LED 어레이(200)의 예의 사시도를 도시한다. 이 어레이의 픽셀들(즉, 개별 반도체 LED 디바이스들(102))은 n-콘택들(234)을 형성하기 위해 채워진 트렌치들(230)에 의해 분리된다. 모놀리식 구조는 기판(204) 상에 성장되거나 배치된다. 각각의 픽셀은 p-콘택(236), p-GaN 반도체 층(102b), 활성 영역(102a), 및 n-GaN 반도체 층(102c)을 포함하고; 층들(102a/102b/102c)은 반도체 LED(102)를 집합적으로 형성한다. 파장 변환기 물질(106)이 반도체 층(102c)(또는 다른 적용가능한 개재 층) 상에 퇴적될 수 있다. 반도체의 하나 이상의 층으로부터 n-콘택들(234)의 적어도 일부를 분리하기 위해 패시베이션 층들(232)이 트렌치들(230) 내에 형성될 수 있다. n-콘택들(234), 트렌치들(230) 내의 다른 물질, 또는 트렌치들(230) 내의 물질과 상이한 물질은 픽셀들 사이에 완전한 또는 부분적인 광학 격리 장벽들(220)을 형성하기 위해 변환기 물질(106) 내로 연장될 수 있다.
도 4c는 모놀리식 다이 및 기판(204) 상의 다중 색 인광체 변환 LED들(100)의 밀접 패킹된 어레이(200)의 개략적인 단면도이다. 측면도는 금속 인터커넥트들(239)(예를 들어, 구리 마이크로필러들에 부착된 금-금 인터커넥트들 또는 땜납) 및 금속 인터커넥트들(238)을 통해 기판(204)에 부착된 GaN LED들(102)을 도시한다. 인광체 픽셀들(106)은 대응하는 GaN LED 픽셀들(102) 상에 또는 그 위에 위치된다. 광학 격리 장벽(220)을 형성하기 위해, 반도체 LED 픽셀들(102) 또는 인광체 픽셀들(106)(종종 둘 다)은 그들의 측들 상에 반사 거울 또는 확산 산란 층으로 코팅될 수 있다. 이 예에서 각각의 인광체 픽셀(106)은 3개의 상이한 색들, 예를 들어, 적색 인광체 픽셀들(106R), 녹색 인광체 픽셀들(106G), 및 청색 인광체 픽셀들(106B)(여전히, 일반적으로 또는 집합적으로 인광체 픽셀들(106)로 지칭됨) 중 하나이다. 그러한 배열은 색 디스플레이로서의 LED 어레이(200)의 사용을 가능하게 할 수 있다.
LED 어레이 내의 개별 LED들(픽셀들)은 개별적으로 어드레싱가능할 수 있거나, 어레이 내의 픽셀들의 그룹 또는 하위세트의 일부로서 어드레싱가능할 수 있거나, 어드레싱가능하지 않을 수 있다. 따라서, 발광 픽셀 어레이들은, 광 분포의 미세화된 강도, 공간, 및 시간 제어를 요구하거나 그로부터 이익을 얻는 임의의 응용에 유용하다. 이러한 응용들은, 일부 경우들에서는 디스플레이 디바이스로서 이미지들의 형성을 포함해, 픽셀 블록들 또는 개별 픽셀들로부터의 방출된 광의 정밀한 특수 패터닝을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 응용에 따라, 방출된 광은 스펙트럼적으로 구별될 수 있고, 시간에 따라 적응할 수 있고/거나 환경적으로 응답할 수 있다. 발광 픽셀 어레이들은 다양한 강도, 공간, 또는 시간 패턴들의 사전 프로그래밍된 광 분포를 제공할 수 있다. 방출된 광은 수신된 센서 데이터에 적어도 부분적으로 기초할 수 있고, 광학 무선 통신을 위해 사용될 수 있다. 연관된 전자장치 및 광학장치들은 픽셀, 픽셀 블록, 또는 디바이스 레벨에서 구별될 수 있다.
도 5a 및 5b는 디스플레이 응용들에서 채용되는 LED 어레이들(200)의 예들이며, LED 디스플레이는 다수의 디스플레이 픽셀들을 포함한다. (예를 들어, 도 5a에서와 같이) 일부 예들에서, 각각의 디스플레이 픽셀은 단일 반도체 LED 픽셀(102) 및 단일 색(적색, 녹색 또는 청색)의 대응하는 인광체 픽셀(106R, 106G 또는 106B)을 포함한다. 각각의 디스플레이 픽셀은 3개의 색들 중 하나만을 제공한다. (예를 들어, 도 5b에서와 같이) 일부 예들에서, 각각의 디스플레이 픽셀은 다수의 반도체 LED 픽셀들(102) 및 다수의 색들의 다수의 대응하는 인광체 픽셀들(106)을 포함한다. 도시된 예에서, 각각의 디스플레이 픽셀은 반도체 픽셀들(102)의 3X3 어레이를 포함하고; 그러한 LED 픽셀들 중 3개는 적색 인광체 픽셀들(106R)을 갖고, 3개는 녹색 인광체 픽셀들(106G)을 갖고, 3개는 청색 인광체 픽셀들(106B)을 갖는다. 그러므로, 각각의 디스플레이 픽셀은 임의의 원하는 색 조합을 생성할 수 있다. 도시된 예에서, 상이한 색의 인광체 픽셀들(106)의 공간적 배열은 디스플레이 픽셀들 간에 상이하고; 일부 예들(도시되지 않음)에서, 각각의 디스플레이 픽셀은 상이한 색의 인광체 픽셀들(106)의 동일한 배열을 가질 수 있다.
도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, pcLED 어레이(200)는 전력 및 제어 모듈(302), 센서 모듈(304), 및 LED 부착 영역(306)을 포함하는 전자장치 보드(300) 상에 장착될 수 있다. 전력 및 제어 모듈(302)은 외부 소스들로부터의 전력 및 제어 신호들 및 센서 모듈(304)로부터의 신호들을 수신할 수 있고, 그에 기초하여 전력 및 제어 모듈(302)은 LED들의 작동을 제어한다. 센서 모듈(304)은 임의의 적합한 센서들로부터, 예를 들어, 온도 또는 광 센서들로부터 신호들을 수신할 수 있다. 대안적으로, pcLED 어레이(200)는 전력 및 제어 모듈 및 센서 모듈과 별개의 보드(도시되지 않음) 상에 장착될 수 있다.
작은 LED 픽셀들의 큰 어레이들을 사용하는 것의 난제들 중 하나는 픽셀들 중 거의 모든 픽셀들이 적절히 작동하고 원하거나 필요한 방출 수준까지 점등할 것을 보증하는 것이다. 제조 동안, 충분히(또는 전혀) 점등되지 않고 어둡거나 침침한 스폿들로서 나타나는 이상점 픽셀들의 작은 그룹이 식별될 수 있다. 결함있는 픽셀들은 또한, 데드 픽셀들로 종종 지칭된다. 발광 어레이 상의 그러한 결함있는 픽셀들의 국소적 분포에 따라, 일부 경우들에서, 어레이의 1 퍼센트보다 훨씬 더 작은, 결함있는 픽셀들의 분율은 많은 응용들에서 그의 사용을 금지할 수 있다. 그러므로, 어둡거나 침침한 스폿들로서의 결함있는 픽셀들의 출현을 감소시킴으로써, 발광 어레이들의 그러한 제조 수율 손실을 감소시키는 기법들 또는 구조들을 개발하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명의 발광 장치는 (도 7, 8a, 8b, 9a, 및 9b에서와 같이) 다수의 발광 픽셀들(402)의 어레이(400), 및 발광 픽셀 어레이(400)의 발광 표면에 위치된 하나 이상의 투과성 광학 요소(450)를 포함한다. 어레이(400)의 4x4 세그먼트가 도시되고; 어레이(400)는 임의의 적합한 개수 또는 배열의 발광 픽셀들(402)을 포함할 수 있고, 일부 예들에서, 인접한 픽셀들(402) 사이에 임의의 적합한 유형의 광 장벽들(420)을 포함할 수 있다. 발광 픽셀들(402) 중 하나 이상은 결함이 있을 수 있고, 이하에서 결함있는 픽셀(들)(402D)로 지칭되고 도면들에 라벨링된다. 각각의 광학 요소(450)는 대응하는 결함있는 발광 픽셀(402D)의 위치에 위치되고, 그 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 대응하는 결함있는 픽셀(402D)에 인접한, 어레이(400)의 하나 이상의 픽셀(402) 위로 연장된다. 그러한 인접한 픽셀들은 이하에서 인접한 픽셀들(402A)로 지칭되고 도면들에 라벨링된다. 본원에서 "픽셀들(402)"에 대한 임의의 참조는, 결함있는 픽셀들(402D) 및 인접한 픽셀들(402A)을 포함하는, 어레이(400)의 모든 픽셀들을 포함한다는 점을 주목한다. 각각의 광학 요소(450)는 인접한 발광 픽셀들(402A)에 의해 방출된 광의 일부를 측방향으로 투과시켜 결함있는 픽셀(402D)의 위치로부터 어레이(400)로부터 멀리 전파하고, 따라서 결함있는 픽셀(402D)에 의해 방출된 것처럼 보인다. 그에 의해, 결함있는 픽셀(402D)의 출현이 감소되는데, 이는 그의 이웃들(402A)에 의해 방출되는 광의 일부가, 결함있는 픽셀의 위치로부터 방출되는 것처럼 보이기 때문이다. 일부 예들에서 광학 요소들(450)은 투명할 수 있고; 일부 예들에서 광학 요소들(450)은 확산 산란체들의 역할을 하고, 그 목적을 위한 산란 입자들(예를 들어, 산화티타늄 또는 다른 적합한 물질)을 포함할 수 있다. 광학 요소(450)는 광학 요소가 없을 때 발생할 것보다 더 많은 양의 광의 측방향 투과를 가능하게 한다. 산란 입자들은 (존재하는 경우) 결함있는 픽셀(402D)의 영역에 걸친 색 또는 방출의 변동들을 감소시키도록 작용할 수 있다.
(예를 들어, 도 11에서와 같이) 본 발명의 장치를 만들기 위한 방법은, 예를 들어, 이미징 또는 전기 시험을 사용하여, 어레이(400)의 하나 이상의 결함있는 픽셀(402D)을 식별하는 것으로 시작할 수 있다. 일부 예들에서 픽셀들(402)은 순차적으로, 한 번에 하나씩, 그룹별로, 또는 임의의 적합한 방식에 따라 활성화될 수 있고, 검출된 결함있는 픽셀들(402D)의 위치들이 기록된다. 대응하는 투과성 광학 요소(450)는, 미리 형성된 광학 요소(450)를 부착함으로써 또는 (아래에 더 설명되는) 인시튜로 광학 요소(450)를 형성함으로써, 각각의 결함있는 픽셀(402D)의 위치에 위치될 수 있다. 각각의 광학 요소(450)는 대응하는 결함있는 발광 픽셀(402D) 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 대응하는 인접한 픽셀들(402A) 위로 연장된다.
하나 이상의 광학 요소(450)를 위치시킨 후에, 일부 예들에서, 방법은 각각의 결함있는 픽셀(402D)을 미리 결정된 광 보상 수준에 대해 시험하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 예들에서 통과 시험은, 인접한 픽셀들(402A)이 활성화된 상태로, 각각의 결함있는 픽셀(402D)이, 인접한 픽셀들(402A)의 방출의 30% 초과, 50% 초과, 66% 초과, 또는 75% 초과의 방출을 나타낼 것을 요구할 수 있다.
일부 예들에서 각각의 발광 픽셀(402)은 대응하는 반도체 발광 다이오드(LED)를 포함하고, 위에 설명된 배열들 중 임의의 것을 포함하여, 임의의 적합한 방식으로 배열될 수 있다. 일부 예들에서, 발광 픽셀들(402)은 하나 이상의 도핑된 또는 도핑되지 않은 III-V, II-VI, 또는 IV족 반도체 물질들 또는 이들의 합금들 또는 혼합물들을 포함할 수 있고; 일부 예들에서, 각각의 발광 픽셀(402)은 하나 이상의 p-n 접합, 하나 이상의 양자 우물, 하나 이상의 다중 양자 우물, 또는 하나 이상의 양자점을 포함할 수 있다. 일부 예들에서 발광 픽셀들(402)에 의해 방출된 광은 0.20 ㎛ 초과, 0.4 ㎛ 초과, 0.8 ㎛ 초과, 10. ㎛ 미만, 2.5 ㎛ 미만, 또는 1.0 ㎛ 미만의 진공 파장을 가질 수 있다. 일부 예들에서 어레이(400)의 각각의 발광 픽셀(402)은 어레이(400)의 적어도 하나의 다른 발광 픽셀(402)과 독립적으로 작동가능할 수 있고; 일부 예들에서, 발광 픽셀들(402) 전부는 서로 독립적으로 작동가능하다. 일부 예들에서, 어레이(400)의 발광 픽셀들(402)의 간격(즉, 피치)은 약 1.0 mm 미만, 약 0.50 mm 미만, 약 0.33 mm 미만, 약 0.20 mm 미만, 약 0.10 mm 미만, 약 0.08 mm 미만, 약 0.05 mm 미만, 약 0.033 mm 미만, 또는 약 0.020 mm 미만일 수 있다. 일부 예들에서, 어레이(400)의 발광 픽셀들(402)은 0.10 mm 미만, 0.050 mm 미만, 0.033 mm 미만, 0.020 mm 미만, 0.010 mm 미만, 또는 0.005 mm 미만의 제로가 아닌 폭을 갖는 비발광 픽셀 경계들에 의해 분리될 수 있다. 일부 예들에서, 그러한 경계들은 임의의 적합한 유형 또는 배열(예를 들어, 반사, 산란 또는 흡수)의 광 장벽들(420)을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 발광 장치(400)의 출력은 발광 픽셀들(402), 예를 들어, 반도체 LED들에 의해 직접 방출된 광이다. 그러한 예들에서, 각각의 광학 요소(450)는 대응하는 결함있는 픽셀(402D) 및 하나 이상의 대응하는 인접한 발광 픽셀(402A)의 LED들의 대응하는 발광 표면들 상에 직접 위치될 수 있다.
일부 예들에서, 발광 장치(400)는, 위에서 설명된 것들을 포함하여, 임의의 적합한 유형의 파장 변환 층(406)을 포함할 수 있다. 발광 픽셀들(402)에 의해 방출된 광은 파장 변환 층(406)에 의해 부분적으로 또는 전적으로 흡수되고, 이는 차례로, 하나 이상의 더 긴 파장의 광을 방출한다. (도 8a, 8b, 9a 및 9b에 도시된 것들을 포함하는) 일부 예들에서, 파장 변환 층(406)은 (임의의 결함있는 픽셀(402D) 및 그의 인접한 픽셀들(402A) 위를 포함하여) 어레이(400)의 다수의 발광 픽셀들(402) 위로 연장되는 연속 층을 형성할 수 있다. 일부 다른 예들에서, 파장 변환 층(406)은 (임의의 결함있는 픽셀(402D) 및 그의 인접한 픽셀들(402A) 위를 포함하여) 어레이(400)의 발광 픽셀들(402) 중 대응하는 픽셀 상에 또는 위에 각각 위치되는 다수의 개별 파장 변환 픽셀 요소들을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 광학 요소들(450)은 (예를 들어, 도 8a 및 8b의 예들에서와 같이) 발광 픽셀 어레이(402)와 파장 변환 층(406) 사이에 위치된다. (예를 들어, 도 8a에서와 같이) 그러한 예들 중 일부에서, 별개의 경계가 각각의 광학 요소(450)와 파장 변환 층(406)의 인접한 부분 사이에 존재할 수 있다. 파장 변환 층(406)이 다공성인 그러한 예들 중 일부 다른 예들에서, 각각의 발광 요소(450)는 (예를 들어, 도 8b에서와 같이) 파장 변환 층(406)의 공극들 내로 주입되는 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다공성 파장 변환 층(406)은, 예를 들어, 침강된 인광체 입자들, 자기 조립된 인광체 입자들, 또는 층 결합 인광체 입자들의 집합체(예를 들어, 화학 기상 퇴적 또는 원자 층 퇴적을 사용함)로서 형성될 수 있다. 광학 요소(450)의 주입된 부분을 포함하는 예들에서, 광학 요소(450)의 부분은 (도 8b의 예에서와 같이) 다공성 파장 변환 층(406) 외부에 남아 있을 수 있고; 다른 예들에서, 광학 요소는 다공성 파장 변환 층(406)의 공극들 내에 완전히 에워싸일 수 있다. 어레이(400)와 파장 변환 층(406) 사이에 광학 요소들(450)을 갖는 예들에서, 광학 요소들(450)은 층(406)이 어레이(400)에 부착되거나 어레이(400) 상에 형성되기 전에 어레이(400) 상에 위치될 수 있다.
일부 예들에서, 파장 변환 층(406)은 (예를 들어, 도 9a 및 9b의 예들에서와 같이) 발광 픽셀 어레이(400)와 광학 요소들(450) 사이에 위치된다. (예를 들어, 도 9a에서와 같이) 그러한 예들 중 일부에서, 별개의 경계가 각각의 광학 요소(450)와 파장 변환 층(406)의 인접한 부분 사이에 존재할 수 있다. 파장 변환 층이 다공성인 그러한 예들 중 일부 다른 예들에서, 각각의 발광 요소(450)는 (예를 들어, 도 9b에서와 같이) 파장 변환 층(406)의 공극들 내로 주입되는 부분을 포함할 수 있다. 광학 요소(450)의 주입된 부분을 포함하는 예들에서, 광학 요소(450)의 부분은 (도 9b의 예에서와 같이) 다공성 파장 변환 층(406) 외부에 남아 있을 수 있고; 다른 예들에서, 광학 요소는 다공성 파장 변환 층(406)의 공극들 내에 완전히 에워싸일 수 있다. 어레이(400)와 광학 요소들(450) 사이에 파장 변환 층(406)을 갖는 예들에서, 광학 요소들(450)은 층(406)이 어레이(400)에 부착되거나 어레이(400) 상에 형성된 후에 층(406) 상에 위치될 수 있다.
파장 변환 층(406) 외부에 광학 요소(450)의 전부 또는 일부를 갖는 예들에서, 광학 요소(450)의 투명 또는 반투명 물질은 인접한 픽셀들(402A)로부터 진입하는 광의 일부가, 결함있는 픽셀(402D)을 향해 측방향으로 전파되는 것을 가능하게 한다. 다수의 내부 반사들 또는 굴절, 또는 다수의 산란 이벤트들은 궁극적으로, 인접한 픽셀들(402A)에 의해 방출된 광의 일부가 광학 요소(450)를 빠져나가고, 결함있는 픽셀(402D)의 위치로부터 어레이(400)로부터 멀리 전파되어, 그에 의해 방출된 것처럼 보이는 것을 초래한다. 일부 예들에서, 광학 요소(450)의 전부 또는 일부가 다공성 파장 변환 층(406)의 공극들 내로 주입되게 하면, (예를 들어, 공기 대신에) 공극들 내의 광학 요소(450)의 존재는 공극과 층(406)의 파장 변환 물질 사이의 굴절률차를 감소시킨다. 감소된 굴절률차는 층(406) 내에서 발생했을 광 산란을 감소시키고, 인접한 픽셀들(402A)에 의해 방출된 더 많은 광이 데드 픽셀들(402D)의 위치에 도달하는 것을 허용한다. 그러한 광의 일부는 결함있는 픽셀(402D)의 위치로부터 파장 변환 층(406)을 떠나고 어레이(400)로부터 멀리 전파되어, 결함있는 픽셀(402D)에 의해 방출된 것처럼 보인다.
일부 예들에서 광학 요소들(450)은 미리 형성되고, 결함있는 픽셀들(402D)의 위치들에 위치되고, 임의의 적합한 방식, 예를 들어, 픽 앤 플레이스 위치설정, 접착제를 사용한 부착 등으로 어레이(400) 또는 층(406)에 부착될 수 있다. 그러한 절차들은 도 8a 또는 9a의 예들과 유사한 배열들을 초래할 수 있다.
일부 다른 예들에서, 광학 요소(450)는 결함있는 픽셀들(402D)의 위치들에서 어레이(400) 또는 층(406) 상에 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 액체 또는 반액체 전구체의 하나 이상의 방울이 각각의 결함있는 픽셀(402D)의 위치에 퇴적될 수 있다. 적합한 전구체들의 예들은 하나 이상의 중합체 전구체(예를 들어, 단량체, 개시제, 가교제 등), 또는 스핀-온 글래스 전구체(예를 들어, 붕소, 인 또는 다른 첨가제를 갖는 산화규소 입자들의 현탁액)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서 전구체들은 임의의 적합한 조성의 현탁된 광 산란 입자들(예를 들어, 산화티타늄)을 포함할 수 있다. 퇴적된 전구체 방울들을 경화시키는 것은 하나 이상의 고체 중합체 물질(예를 들어, 하나 이상의 실리콘) 또는 하나 이상의 고체 스핀-온 글래스 물질을 포함하는 광학 요소들(450)을 형성한다. 광 산란 입자들이 전구체들에 존재하는 경우, 광학 요소들(450)은 광 산란 입자들을 포함할 것이다.
일부 예들에서, 광학 요소들(450)은, 둥글고 볼록한 형상, 예를 들어, 돔, 반구체, 구체 캡 또는 세그먼트(일부 경우들에서는 둥근 엣지들을 가짐), 반구상체, 구상체 돔 또는 세그먼트(일부 경우들에서는 둥근 엣지들을 가짐), 반타원체, 타원체 돔 또는 세그먼트(일부 경우들에서는 둥근 엣지들을 가짐), 액적 또는 메니스커스 등을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 그러한 형상들은 액체 또는 반액체 전구체들의 퇴적 및 경화로부터 용이하게 발생할 수 있다.
일부 예들에서, 액체 또는 반액체 전구체들은 결함있는 픽셀들(402D)의 위치들에서 다공성 파장 변환 층(406) 상에 퇴적될 수 있다. 전구체들에 의한 다공성 층(406)의 습윤성에 따라, 일부 예들에서 전구체들은 층(406)의 공극들 내로 주입될 수 있다. 경화 시에, 결과적인 광학 요소(450)의 일부 또는 전부가 층(406)의 공극들 내로 주입될 수 있고, 도 8b 또는 9b의 배열들과 같은 배열들을 초래한다.
도 10은 40 ㎛의 간격을 갖는 발광 픽셀들의 어레이에 걸친 측방향 위치의 함수로서 모의된 상대적 방출의 플롯들을 도시한다. 곡선(499)은 완전히 기능하는 모든 픽셀들(402)에 대응하고; 곡선(498)은 어떠한 광학 요소(450)도 없는 완전 결함있는 픽셀(402D)(방출 없음)에 대응하고; 곡선(497)은 스핀-온 글래스 물질을 사용하여 도 8a에서와 같이 배열된 예에서의 완전 결함있는 픽셀(402D)에 대응하고; 곡선(496)은 주입된 실리콘 액적을 사용하여 도 9b에서와 같이 배열된 예에서의 완전 결함있는 픽셀(402D)에 대응한다. 어떠한 광학 요소(450)도 없으면, 결함있는 픽셀(402D)의 상대적 겉보기 방출은 완전히 기능하는 인접한 픽셀들(402A)의 것의 40% 미만이고; 결함있는 픽셀(402D)의 상대적 겉보기 방출은 어레이(400)와 층(406) 사이의 스핀-온 글래스에 의해 거의 60%로, 그리고 층(406) 내로 주입된 실리콘에 의해 약 70%로 상승한다.
전술한 내용에 추가하여, 이하의 예시적인 실시예들은 본 개시내용 또는 첨부된 청구항들의 범위 내에 속한다:
예 1. 발광 장치로서, (a) 다수의 발광 픽셀들의 어레이 - 발광 픽셀들 중 하나 이상은 결함이 있음 -; 및 (b) 발광 픽셀 어레이의 발광 표면에 위치된 하나 이상의 투과성 광학 요소를 포함하고, (c) 각각의 광학 요소는 하나 이상의 결함있는 발광 픽셀 중 대응하는 픽셀의 위치에 위치되고, 대응하는 결함있는 발광 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 대응하는 결함있는 픽셀에 인접한, 어레이의 하나 이상의 발광 픽셀 위로 연장되며, (d) 각각의 광학 요소는 하나 이상의 대응하는 인접한 발광 픽셀에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 대응하는 결함있는 픽셀의 위치로부터 어레이로부터 멀리 전파하도록 측방향으로 투과시키도록 배열된다.
예 2. 예 1의 장치로서, 각각의 발광 픽셀은 대응하는 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
예 3. 예 2 또는 3의 장치로서, 각각의 광학 요소는 대응하는 결함있는 픽셀 및 하나 이상의 대응하는 인접한 발광 픽셀의 대응하는 발광 표면들 상에 직접 위치된다.
예 4. 예 1 내지 3 중 어느 하나의 예의 장치로서, 발광 픽셀 어레이의 발광 표면에 위치되는 파장 변환 층을 더 포함하고, 하나 이상의 광학 요소는 발광 픽셀 어레이와 파장 변환 층 사이에 위치된다.
예 5. 예 1 또는 2의 장치로서, 하나 이상의 광학 요소와 발광 픽셀 어레이 사이에 발광 픽셀 어레이의 발광 표면에 위치되는 파장 변환 층을 더 포함한다.
예 6. 예 4 또는 5의 장치로서, 파장 변환 층은 다공성이고, 각각의 발광 요소는 파장 변환 층의 공극들 내로 주입된 부분을 포함한다.
예 7. 예 4 또는 5의 장치로서, 각각의 광학 요소는 파장 변환 층의 인접한 부분과 별개의 경계를 형성한다.
예 8. 예 4 내지 7 중 어느 하나의 예의 장치로서, 파장 변환 층은 각각의 결함있는 픽셀 및 대응하는 인접한 픽셀들 위를 포함하여, 어레이의 다수의 발광 픽셀들 위로 연장되는 연속 층을 형성한다.
예 9. 예 4 내지 7 중 어느 하나의 예의 장치로서, 파장 변환 층은 다수의 개별 파장 변환 픽셀 요소들을 포함하고, 다수의 개별 파장 변환 픽셀 요소들 각각은 각각의 결함있는 픽셀 및 대응하는 인접한 픽셀들 위를 포함하여, 어레이의 발광 픽셀들 중 대응하는 픽셀 상에 또는 위에 위치된다.
예 10. 예 1 내지 9 중 어느 하나의 예의 장치로서, 광학 요소들 중 하나 이상은 둥글고 볼록한 형상을 갖는다.
예 11. 예 1 내지 10 중 어느 하나의 예의 장치로서, 광학 요소들 중 하나 이상은 하나 이상의 스핀-온 글래스 물질을 포함한다.
예 12. 예 1 내지 11 중 어느 하나의 예의 장치로서, 광학 요소들 중 하나 이상은 하나 이상의 중합체 또는 하나 이상의 실리콘을 포함한다.
예 13. 예 1 내지 12 중 어느 하나의 예의 장치로서, 광학 요소들 중 하나 이상은 광 산란 입자들을 포함한다.
예 14. 예 1 내지 13 중 어느 하나의 예의 장치로서, 어레이의 각각의 발광 픽셀은 어레이의 적어도 하나의 다른 발광 픽셀과 독립적으로 작동가능하다.
예 15. 예 1 내지 14 중 어느 하나의 예의 디바이스로서, 어레이의 발광 픽셀들의 간격은 약 1.0 mm 미만, 약 0.50 mm 미만, 약 0.33 mm 미만, 약 0.20 mm 미만, 약 0.10 mm 미만, 약 0.08 mm 미만, 약 0.05 mm 미만, 약 0.033 mm 미만, 또는 약 0.020 mm 미만이다.
예 16. 예 1 내지 15 중 어느 하나의 예의 디바이스로서, 어레이의 발광 픽셀들은 0.10 mm 미만, 0.050 mm 미만, 0.033 mm 미만, 0.020 mm 미만, 0.010 mm 미만, 또는 0.005 mm 미만의 제로가 아닌 폭을 갖는 비발광 픽셀 경계들에 의해 분리된다.
예 17. 예 1 내지 16 중 어느 하나의 예의 디바이스로서, 발광 픽셀들은 하나 이상의 도핑된 또는 도핑되지 않은 III-V, II-VI, 또는 IV족 반도체 물질들 또는 이들의 합금들 또는 혼합물들을 포함한다.
예 18. 예 1 내지 17 중 어느 하나의 예의 디바이스로서, 각각의 발광 픽셀은 하나 이상의 p-n 접합, 하나 이상의 양자 우물, 하나 이상의 다중 양자 우물, 또는 하나 이상의 양자점을 포함한다.
예 19. 예 1 내지 18 중 어느 하나의 예의 디바이스로서, 발광 픽셀들에 의해 방출된 광은 0.20 ㎛ 초과, 0.4 ㎛ 초과, 0.8 ㎛ 초과, 10. ㎛ 미만, 2.5 ㎛ 미만, 또는 1.0 ㎛ 미만의 진공 파장을 갖는다.
예 20. 예 1 내지 19 중 어느 하나의 예의 장치를 만들기 위한 방법으로서, 방법은: (A) 어레이의 하나 이상의 결함있는 픽셀을 식별하는 단계; 및 (B) 하나 이상의 결함있는 발광 픽셀 중 각각의 픽셀의 위치에 대응하는 투과성 광학 요소를 위치시키는 단계 - 각각의 광학 요소는 대응하는 결함있는 발광 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 대응하는 결함있는 픽셀에 인접한, 어레이의 하나 이상의 발광 픽셀 위로 연장됨 - 를 포함한다.
예 21. 예 4 또는 예 6 내지 19 중 어느 하나의 예의 장치를 만들기 위한 방법으로서, 방법은: (A) 어레이의 하나 이상의 결함있는 픽셀을 식별하는 단계; (B) 하나 이상의 결함있는 발광 픽셀 중 각각의 픽셀의 위치에 대응하는 투과성 광학 요소를 위치시키는 단계 - 각각의 광학 요소는 대응하는 결함있는 발광 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 대응하는 결함있는 픽셀에 인접한, 어레이의 하나 이상의 발광 픽셀 위로 연장됨 -; 및 (C) 대응하는 광학 요소들을 위치시킨 후에, 파장 변환 층을 형성하는 단계 - 하나 이상의 광학 요소는 발광 픽셀 어레이와 파장 변환 층 사이에 위치됨 - 를 포함한다.
예 22. 예 5 내지 19 중 어느 하나의 예의 장치를 만들기 위한 방법으로서, 방법은: (A) 어레이의 하나 이상의 결함있는 픽셀을 식별하는 단계; 및 (B) 하나 이상의 결함있는 발광 픽셀 중 각각의 픽셀의 위치에, 대응하는 투과성 광학 요소를 파장 변환 층 상에 위치시키는 단계 - 파장 변환 층은 하나 이상의 광학 요소와 발광 픽셀 어레이 사이에 있고, 각각의 광학 요소는 대응하는 결함있는 발광 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 대응하는 결함있는 픽셀에 인접한, 어레이의 하나 이상의 발광 픽셀 위로 연장됨 - 를 포함한다.
예 23. 예 22의 방법으로서, 대응하는 광학 요소들을 위치시키기 전에, 발광 픽셀 어레이의 발광 표면에 파장 변환 층을 형성하거나 부착시키는 단계를 더 포함한다.
예 24. 예 20 내지 23 중 어느 하나의 예의 방법으로서, 대응하는 광학 요소들을 위치시킨 후에, 미리 결정된 광 보상 수준에 대해 어레이의 각각의 결함있는 픽셀을 시험하는 단계를 더 포함한다.
예 25. 예 24의 방법으로서, 각각의 결함있는 픽셀은, 대응하는 인접한 픽셀들이 활성화된 상태에서, 대응하는 인접한 픽셀들의 방출의 30% 초과, 50% 초과, 66% 초과, 또는 75% 초과의 방출을 나타내야만 통과한다.
예 26. 예 20 내지 25 중 어느 하나의 예의 방법으로서, 광학 요소들은, 각각의 결함있는 픽셀의 위치에 액체 또는 반액체 전구체의 하나 이상의 방울을 퇴적시키고, 대응하는 광학 요소들을 형성하기 위해 전구체를 경화시킴으로써 형성된다.
예 27. 예 26의 방법으로서, 액체 전구체는 하나 이상의 스핀-온 글래스 전구체 또는 하나 이상의 중합체 전구체를 포함한다.
예 28. 예 26 또는 27의 방법으로서, 액체 전구체는 현탁된 광 산란 입자들을 포함한다.
예 29. 예 26 내지 28 중 어느 하나의 예의 방법으로서, 파장 변환 층은 다공성이고, 전구체는 경화 전에 파장 변환 층의 공극들 내로 주입된다.
예 30. 예 20 내지 25 중 어느 하나의 예의 방법으로서, 광학 요소들은 미리 형성되고 각각의 결함있는 픽셀의 위치에 부착된다.
본 개시내용은 예시적이며, 제한적이지 않다. 본 개시내용에 비추어 추가의 수정들이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이고 본 개시내용 또는 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다. 개시된 예시적인 실시예들 및 방법들, 또는 그의 수정들의 등가물들은 본 개시내용 또는 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.
전술한 상세한 설명에서, 다양한 특징들은 본 개시내용을 간소화할 목적으로 여러 예시적인 실시예들에서 함께 그룹화될 수 있다. 본 개시내용의 방법은, 임의의 청구된 실시예가, 대응하는 청구항에서 명백하게 언급되는 것보다 더 많은 특징들을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 그보다는, 첨부된 청구항들이 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 단일의 개시된 예시적인 실시예의 모든 특징들보다 적을 수 있다. 그러므로, 본 개시내용은 본원에 명시적으로 개시되지 않을 수 있는 그러한 하위세트들을 포함하는 하나 이상의 특징 - 특징들은 본 출원에 도시되거나, 설명되거나, 청구될 수 있음 - 의 임의의 적합한 하위세트를 갖는 임의의 실시예를 암시적으로 개시하는 것으로 해석되어야 한다. 특징들의 "적합한" 하위세트는 그 하위세트의 임의의 다른 특징에 대해 양립가능하고 상호 배타적이지 않은 특징들만을 포함한다. 이에 따라, 첨부된 청구항들은 이로써 그 전체가 상세한 설명에 포함되며, 각각의 청구항은 그 자체로 별개의 개시된 실시예로서 존재한다. 추가적으로, 첨부된 종속항들 각각은, 상세한 설명으로의 청구항들의 상기 통합에 의한 본 개시내용의 목적들을 위해서만, 다수의 종속 형태로 기재되고 그것이 불일치하지 않는 모든 선행 청구항들에 종속하는 것처럼 해석되어야 한다. 첨부된 청구항들의 누적 범위는 본 출원에 개시된 주제 전체를 포함할 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다는 점을 추가로 주목해야 한다.
이하의 해석들은 본 개시내용 및 첨부된 청구항들의 목적들을 위해 적용될 것이다. "포함", "갖는"이라는 단어들 및 이들의 변형들은, 이들이 나타나는 곳마다, 제한없는 용어로서 해석될 것이고, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, "적어도"와 같은 어구가 그 각각의 사례 이후에 첨부되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 단수 표현은 "오직 하나", "단일", 또는 다른 유사한 제한이 명시적으로 언급되거나 특정 맥락에 암시되지 않는 한 "하나 이상"으로서 해석될 것이고; 유사하게, 단수 표현은 "~중 오직 하나", "~중 단 하나", 또는 다른 유사한 제한이 명시적으로 언급되거나 특정 맥락에 암시되지 않는 한 "~중 하나 이상"으로서 해석될 것이다. "또는"이라는 접속사는 (i) 예를 들어, "어느 하나", "오직 하나", 또는 유사한 언어의 사용에 의해 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 또는 (ii) 열거된 대안들 중 2개 이상이 특정 맥락 내에서 양립가능하지 않거나 상호 배타적인 것으로 (묵시적으로 또는 명시적으로) 이해되거나 개시되지 않는 한, 포괄적으로 해석되어야 한다. 후자의 경우에, "또는"은 비상호배타적 대안들을 수반하는 조합들만을 포괄하는 것으로 이해될 것이다. 일 예에서, "개 또는 고양이", "개 또는 고양이 중 하나 이상", 및 "하나 이상의 개 또는 고양이" 각각은 임의의 고양이가 없는 하나 이상의 개, 또는 임의의 개가 없는 하나 이상의 고양이, 또는 각각의 하나 이상으로서 해석될 것이다. 다른 예에서, "개, 고양이, 또는 쥐", "개, 고양이, 또는 쥐 중 하나 이상", 및 "하나 이상의 개, 고양이, 또는 쥐" 각각은 (i) 임의의 고양이 또는 쥐가 없는 하나 이상의 개, (ii) 임의의 개 또는 쥐가 없는 하나 이상의 고양이, (iii) 임의의 개 또는 고양이가 없는 하나 이상의 쥐, (iv) 임의의 쥐가 없는 하나 이상의 개 및 하나 이상의 고양이, (v) 임의의 고양이가 없는 하나 이상의 개 및 하나 이상의 쥐, (vi) 임의의 개가 없는 하나 이상의 고양이 및 하나 이상의 쥐, 또는 (vii) 하나 이상의 개, 하나 이상의 고양이, 및 하나 이상의 쥐로서 해석될 것이다. 다른 예에서, "개, 고양이, 또는 쥐 중 둘 이상" 또는 "둘 이상의 개, 고양이, 또는 쥐" 각각은 (i) 임의의 쥐가 없는 하나 이상의 개 및 하나 이상의 고양이, (ii) 임의의 고양이가 없는 하나 이상의 개 및 하나 이상의 쥐, (iii) 개가 없는 하나 이상의 고양이 및 하나 이상의 쥐, 또는 (iv) 하나 이상의 개, 하나 이상의 고양이, 및 하나 이상의 쥐로서 해석될 것이고; "셋 이상", "넷 이상" 등이 유사하게 해석될 것이다.
본 개시내용 또는 첨부된 청구항들의 목적들을 위해, ("약 동일", "실질적으로 동일", "약 초과", "약 미만" 등과 같은 용어들과 함께 또는 그러한 용어들 없이) 수치적 양이 언급될 때, 상이한 해석이 명시적으로 제시되지 않는 한, 측정 정밀도 및 유효 숫자들에 관한 표준 규약들이 적용될 것이다. "실질적으로 방지됨", "실질적으로 부재함", "실질적으로 제거됨", "약 0과 동일", "무시가능" 등과 같은 문구들에 의해 설명되는 공의 양들에 대해, 각각의 그러한 문구는, 개시되거나 청구된 장치 또는 방법의 의도된 작동 또는 사용의 맥락에서의 실제 목적들을 위해, 장치 또는 방법의 전체 거동 또는 성능이, 실제로 완전히 제거되었거나, 정확히 0과 동일하거나, 또는 다른 방식으로 정확히 공이 되어 공의 양을 가졌을 때 발생했을 전체 거동 또는 성능과 상이하지 않은 정도로 해당 양이 감소되거나 줄어든 경우를 나타낼 것이다.
본 개시내용 및 첨부된 청구항들의 목적들을 위해, 실시예, 예 또는 청구항의 요소들, 단계들, 제한들, 또는 다른 부분들(예를 들어, 제1, 제2, 제3 등, (a), (b), (c) 등, 또는 (i), (ii), (iii) 등)의 임의의 라벨링은 단지 명확성의 목적들을 위한 것이고, 그렇게 라벨링된 부분들의 임의의 종류의 순서화 또는 우선순위를 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 임의의 그러한 순서화 또는 우선순위가 의도되는 경우, 이는 실시예, 예, 또는 청구항에서 명시적으로 언급될 것이거나, 일부 경우들에서, 이는 실시예, 예, 또는 청구항의 특정 내용에 기초하여 암시적이거나 내재되어 있을 것이다. 첨부된 청구항들에서, 35 USC § 112(f)의 조항들이 장치 청구항에 적용되도록 요구되는 경우, "수단"이라는 단어가 그 장치 청구항에 나타날 것이다. 그러한 조항들이 방법 청구항에서 적용되도록 요구되는 경우, "~를 위한 단계"라는 단어들이 그 방법 청구항에 나타날 것이다. 반대로, "수단" 또는 "~를 위한 단계"라는 단어들이 청구항에 나타나지 않는 경우, 35 USC § 112(f)의 조항들은 그 청구항에 대해 적용되도록 의도되지 않는다.
임의의 하나 이상의 개시내용이 본원에 참조로 포함되고 그러한 포함된 개시내용이 본 개시내용과 부분적으로 또는 전체적으로 충돌하거나, 그와 범위가 상이한 경우, 충돌의 정도까지, 더 넓은 개시내용, 또는 용어들의 더 넓은 정의까지, 본 개시내용이 우선한다. 그러한 포함된 개시내용들이 서로 부분적으로 또는 전체적으로 충돌하는 경우, 충돌의 정도까지, 더 최근의 개시내용이 우선한다.
본 특허 문헌 내의 특정 주제를 검색하는 이들에 대한 보조로서 요구되는 바와 같이 요약서가 제공된다. 그러나, 요약서는 그 안에 언급된 임의의 요소들, 특징들, 또는 제한들이 반드시 임의의 특정 청구항에 의해 포괄된다는 것을 암시하도록 의도되지 않는다. 각각의 청구항에 의해 포괄되는 주제의 범위는 그 청구항만의 언급에 의해 결정될 것이다.

Claims (20)

  1. 발광 장치로서,
    다수의 발광 픽셀들의 어레이 - 상기 발광 픽셀들 중 하나 이상은 결함이 있음 -; 및
    상기 발광 픽셀 어레이의 발광 표면에 위치된 하나 이상의 투과성 광학 요소
    를 포함하고,
    각각의 광학 요소는 상기 하나 이상의 결함있는 발광 픽셀 중 대응하는 픽셀의 위치에 위치되고, 상기 대응하는 결함있는 발광 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 상기 대응하는 결함있는 픽셀에 인접한, 상기 어레이의 하나 이상의 발광 픽셀 위로 연장되고,
    각각의 광학 요소는 상기 하나 이상의 대응하는 인접한 발광 픽셀에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 상기 대응하는 결함있는 픽셀의 위치로부터 상기 어레이로부터 멀리 전파하도록 측방향으로 투과시키도록 배열되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 발광 픽셀은 대응하는 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광 픽셀 어레이의 상기 발광 표면에 위치되는 파장 변환 층을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 발광 픽셀 어레이와 상기 파장 변환 층 사이에 위치되는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광학 요소와 상기 발광 픽셀 어레이 사이에 상기 발광 픽셀 어레이의 상기 발광 표면에 위치되는 파장 변환 층을 더 포함하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광 픽셀 어레이의 상기 발광 표면에 위치되는 파장 변환 층을 더 포함하고, 상기 파장 변환 층은 다공성이고, 각각의 발광 요소는 상기 파장 변환 층의 공극들 내로 주입된 부분을 포함하는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발광 픽셀 어레이의 상기 발광 표면에 위치되는 파장 변환 층을 더 포함하고, 각각의 광학 요소는 상기 파장 변환 층의 인접한 부분과 별개의 경계를 형성하는, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    (i) 상기 광학 요소들 중 하나 이상은 둥글고 볼록한 형상을 갖거나, (ii) 상기 광학 요소들 중 하나 이상은 하나 이상의 스핀-온 글래스 물질을 포함하거나, (iii) 상기 광학 요소들 중 하나 이상은 하나 이상의 중합체 또는 하나 이상의 실리콘을 포함하거나, (iv) 상기 광학 요소들 중 하나 이상은 광 산란 입자들을 포함하는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 어레이의 각각의 발광 픽셀은 상기 어레이의 적어도 하나의 다른 발광 픽셀과 독립적으로 작동가능한, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 어레이의 상기 발광 픽셀들의 간격은 약 0.10 mm 미만인, 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 장치를 만들기 위한 방법으로서,
    상기 어레이의 상기 하나 이상의 결함있는 픽셀을 식별하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 결함있는 발광 픽셀 중 각각의 픽셀의 위치에 상기 대응하는 투과성 광학 요소를 위치시키는 단계 - 각각의 광학 요소는 상기 대응하는 결함있는 발광 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 상기 대응하는 결함있는 픽셀에 인접한, 상기 어레이의 하나 이상의 발광 픽셀 위로 연장됨 -
    를 포함하는, 방법.
  11. 제3항 또는 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항의 장치를 만들기 위한 방법으로서,
    상기 어레이의 상기 하나 이상의 결함있는 픽셀을 식별하는 단계;
    상기 하나 이상의 결함있는 발광 픽셀 중 각각의 픽셀의 위치에 상기 대응하는 투과성 광학 요소를 위치시키는 단계 - 각각의 광학 요소는 상기 대응하는 결함있는 발광 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 상기 대응하는 결함있는 픽셀에 인접한, 상기 어레이의 하나 이상의 발광 픽셀 위로 연장됨 -; 및
    상기 대응하는 광학 요소들을 위치시킨 후에, 상기 하나 이상의 광학 요소가 상기 발광 픽셀 어레이와 상기 파장 변환 층 사이에 위치되도록 상기 파장 변환 층을 형성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  12. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항의 장치를 만들기 위한 방법으로서,
    상기 어레이의 상기 하나 이상의 결함있는 픽셀을 식별하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 결함있는 발광 픽셀 중 각각의 픽셀의 위치에, 상기 대응하는 투과성 광학 요소를 상기 파장 변환 층 상에 위치시키는 단계 - 상기 파장 변환 층은 상기 하나 이상의 광학 요소와 상기 발광 픽셀 어레이 사이에 있고, 각각의 광학 요소는 상기 대응하는 결함있는 발광 픽셀 위로 그리고 측방향으로 적어도 부분적으로, 상기 대응하는 결함있는 픽셀에 인접한, 상기 어레이의 하나 이상의 발광 픽셀 위로 연장됨 -
    를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 대응하는 광학 요소들을 위치시키기 전에, 상기 발광 픽셀 어레이의 발광 표면에 상기 파장 변환 층을 형성하거나 부착시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 대응하는 광학 요소들을 위치시킨 후에, 미리 결정된 광 보상 수준에 대해 상기 어레이의 각각의 결함있는 픽셀을 시험하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    각각의 결함있는 픽셀은, 대응하는 인접한 픽셀들이 활성화된 상태에서, 상기 대응하는 인접한 픽셀들의 방출의 30% 초과, 50% 초과, 66% 초과, 또는 75% 초과의 방출을 나타내야만 통과하는, 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 광학 요소들은, 각각의 결함있는 픽셀의 위치에 액체 또는 반액체 전구체의 하나 이상의 방울을 퇴적시키고, 상기 대응하는 광학 요소들을 형성하기 위해 상기 전구체를 경화시킴으로써 형성되는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 액체 전구체는 하나 이상의 스핀-온 글래스 전구체 또는 하나 이상의 중합체 전구체를 포함하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 액체 전구체는 현탁된 광 산란 입자들을 포함하는, 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 파장 변환 층은 다공성이고, 상기 전구체는 경화 전에 상기 파장 변환 층의 공극들 내로 주입되는, 방법.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 광학 요소들은 미리 형성되고 각각의 결함있는 픽셀의 위치에 부착되는, 방법.
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