具有可配置的发射强度空间分布的发光器件制造技术

一种半导体发光器件包括掺杂半导体层之间的结、连接到第一掺杂层的第一组多个独立接触、和连接到第二掺杂层的第二组一个或多个接触。多个导电通孔将独立接触连接到第一掺杂层，使得不同的相应通孔电流能够通过彼此独立的通孔施加到第一掺杂层。可以选择多个通孔之间的通孔电流的空间分布，以产生发射强度的相应空间分布。通孔电流分布的改变导致发射强度分布的相应改变；这种改变可以动态实现。多个器件可以布置成一个发光阵列。器件可以布置成一个发光阵列。器件可以布置成一个发光阵列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可配置的发射强度空间分布的发光器件
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求(i)以Toni Lopez和Floris Crompvoets的名义于2021年1月6日提交的名称为“Light
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emitting device with configurable spatial distribution of emission intensity”的美国非临时申请第17/142960号以及(ii)以Toni Lopez和Floris Crompvoets的名义于2020年5月15日提交的名称为“Light
‑
emitting device with configurable spatial distribution of emission intensity”的美国非临时申请第16/875237号的优先权；所述两个申请都通过引用并入本文，就像以其全部内容阐述一样。


[0003]本专利技术总体上涉及发光二极管和磷光体转换发光二极管。

技术介绍

[0004]半导体发光二极管和激光二极管(在本文中统称为“LED”)是当前可用的最有效的光源之一。LED的发射光谱通常在由该器件的结构和由其构成的半导体材料的组分所确定的波长处表现出单一的窄峰。通过合适地选择器件结构和材料体系，LED可以被设计为在紫外、可见、或红外波长处来操作。
[0005]LED可以与吸收由LED发射的光并作为响应发射不同(通常更长)波长的光的一种或多种波长转换材料(在本文中一般称为“磷光体”)组合。对于这种磷光体转换LED(“pcLED”)，由LED发射的被磷光体吸收的光的份额取决于由LED发射的光在光路上的磷光体材料的量，例如取决于设置在LED上或LED周围的磷光体层中磷光体材料的浓度以及该层的厚度。
[0006]可以将磷光体转换LED设计为使得LED发射的所有光都被一种或多种磷光体吸收，在该情况下，来自pcLED的发射完全来自磷光体。在这种情况下，例如，可以选择磷光体以在狭窄的光谱区域内发射光，该光不由LED直接有效地产生。
[0007]替代地，可以将pcLED设计为使得由LED发射的光的仅一部分被磷光体吸收，在该情况下，来自pcLED的发射是由LED发射的光和由磷光体发射的光的混合。通过合适地选择LED、磷光体、和磷光体组分，可以将这样的pcLED设计成发射例如具有期望的色温和期望的显色特性的白光。
[0008]可以在单个衬底上一起形成多个LED或pcLED，以形成阵列。这种阵列可以用于形成有源照明显示器，诸如在例如智能手机和智能手表、计算机或视频显示器、增强现实或虚拟现实显示器、或者标牌中采用的那些；或者用于形成自适应照明源，诸如在例如机动车前灯、相机闪光源、或闪光灯(即手电筒)中采用的那些。每毫米具有一个或几个或许多单独器件的阵列(例如，大约一毫米、几百微米、或小于100微米的器件间距，以及相邻器件之间小于100微米或者仅几十微米或更小的间隔)通常被称为miniLED阵列或microLED阵列(替代地，μLED阵列)。这种miniLED阵列或microLED阵列在许多实例中还可以包括如上所述的磷光体转换器；这种阵列可以被称为pc
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miniLED阵列或pc
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microLED阵列。

技术实现思路

[0009]本专利技术的半导体发光器件(LED)包括第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层、第一组导电接触和第二组导电接触、多个导电通孔的阵列、和一组电迹线或互连。第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层被布置用于发射由它们之间的结处的载流子复合产生的光。第一组接触包括多个独立的导电接触，每个导电接触电连接到第一掺杂半导体层；第二组接触包括一个或多个导电接触，每个导电接触电连接到第二掺杂半导体层。多个导电通孔的阵列跨器件布置，并将第一组接触连接到第一掺杂半导体层。每个通孔将第一组中的至多一个对应接触连接到第一掺杂半导体层，该至多一个对应接触不同于连接到至少一个其它通孔的第一组中的对应接触。每个通孔在第一掺杂半导体层和第一组中的对应接触之间提供相应的离散的、局部的、外接的电连接。多个独立导电迹线或互连的组连接到第一组接触；第一组中的每个接触连接到与连接到第一组中的至少一个其它接触的对应迹线或互连不同的多个迹线或互连中的单个对应迹线或互连。可以采用布置成阵列的多个这种器件的集合。
[0010]在一些示例中，第一掺杂半导体层处于第一组接触和第二掺杂半导体层之间，且该器件包括在第一掺杂半导体层和第一组接触之间的电绝缘层。在这样的示例中，通孔通过绝缘层将第一组接触连接到第一掺杂半导体层。在一些其它示例中，第二掺杂半导体层在第一组接触和第一掺杂半导体层之间，并且该器件包括在第二掺杂半导体层和第一组接触之间的电绝缘层。在这样的示例中，通孔通过绝缘层和第二掺杂半导体层将第一组接触连接到第一掺杂半导体层，并且与第二掺杂半导体层电绝缘。
[0011]本专利技术的发光器件可以进一步包括通过导电迹线或互连连接至第一组接触和第二组接触的驱动电路。该驱动电路可以提供流经该器件的电驱动电流，并使该器件发射光，其中该电驱动电流的相应部分作为相应的通孔电流流经该阵列的一个或多个通孔。每个通孔电流幅度(magnitude)可以与至少一个其它通孔电流幅度不同。驱动电路可以提供向阵列的相应通孔提供的通孔电流幅度的跨器件的一个或多个指定空间分布。在这样的示例中，发光强度的空间分布根据跨器件的通孔阵列的布置和由驱动电路提供的通孔电流幅度阵列的通孔之间的指定分布而跨器件变化。
[0012]另一本专利技术的发光装置包括n掺杂半导体层和p掺杂半导体层、第一组导电接触和第二组导电接触、以及多个导电通孔的阵列。n掺杂半导体层和p掺杂半导体层被布置用于发射由它们之间的结处的载流子复合产生的光。第一组接触包括一个或多个导电接触，每个导电接触电连接到p掺杂半导体层；第二组接触包括一个或多个导电接触，每个导电接触电连接到n掺杂半导体层。多个导电通孔的阵列跨器件布置，并将第一组接触连接到p掺杂半导体层。每个通孔在p掺杂半导体层和第一组中的对应接触之间提供相应的离散的、局部的、外接的电连接。通孔阵列跨器件布置，使得通孔局部数量密度或通孔横向面积中的一个或两个根据跨器件的位置而变化，并导致根据通孔阵列的布置而跨器件变化的发光强度的对应空间分布。
[0013]在参考附图中所图示及以下书面描述或所附权利要求中公开的示例时，与LED、pcLED、miniLED阵列、pc
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miniLED阵列、microLED阵列、和pc
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microLED阵列相关的目的和优点可以变得清楚。
[0014]提供本
技术实现思路
是为了以简化形式介绍构思的选择，这些构思将在下文的具体实
施方式中进一步描述。该
技术实现思路
既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
[0015]图1示出了示例pcLED的示意性截面视图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体发光器件，包括：第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层，其被布置用于发射由第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层之间的结或有源层处的载流子复合产生的光；第一组多个独立的导电接触，每个导电接触电连接到第一掺杂半导体层；第二组一个或多个导电接触，每个导电接触电连接到第二掺杂半导体层；跨该器件布置的多个导电通孔的阵列，该阵列的通孔将第一组接触连接到第一掺杂半导体层，每个通孔将第一组中的至多一个对应接触连接到第一掺杂半导体层，所述至多一个对应接触不同于连接到至少一个其它通孔的第一组中的对应接触，每个通孔被布置成在第一掺杂半导体层和第一组中的对应接触之间提供对应的离散的、局部的、外接的电连接；和连接到第一组接触的一组多个独立的导电迹线或互连，第一组中的每个接触连接到与连接到第一组中的至少一个其它接触的对应迹线或互连不同的多个迹线或互连中的单个对应迹线或互连。2.根据权利要求1所述的器件，其中所述通孔的阵列作为基本相同的通孔的基本规则的网格跨所述器件布置。3.根据权利要求1所述的器件，其中(i)所述第一掺杂半导体层在所述第一组接触和所述第二掺杂半导体层之间，(ii)所述器件还包括在所述第一掺杂半导体层和所述第一组接触之间的电绝缘层，以及(iii)所述通孔通过绝缘层将所述第一组接触连接到所述第一掺杂半导体层。4.根据权利要求3所述的器件，其中所述第一组接触是金属接触，并且所述第一组接触和所述绝缘层被布置成充当由所述器件发射的光的复合光学反射器。5.根据权利要求3所述的器件，还包括在所述第一掺杂半导体层和所述绝缘层之间并与所述第一掺杂半导体层接触的电极层，其中所述电极层对于由所述器件发射的光基本上是透明的，并且所述阵列的通孔通过将所述电极层连接到第一组接触而将所述第一掺杂半导体层连接到第一组接触。6.根据权利要求5所述的器件，其中(i)所述电极层被布置为由电绝缘材料分隔的多个离散的区域段，使得基本上防止了相邻区域段之间的横向电传导，并且(ii)所述电极层的每个区域段被连接到所述第一组中的至多一个对应接触。7.根据权利要求1所述的器件，其中(i)所述第二掺杂半导体层在所述第一组接触和所述第一掺杂半导体层之间，(ii)所述器件还包括在所述第二掺杂半导体层和所述第一组接触之间的电绝缘层，(iii)所述通孔通过绝缘层和所述第二掺杂半导体层将第一组接触连接到所述第一掺杂半导体层，以及(iv)所述通孔与所述第二掺杂半导体层电绝缘。8.根据权利要求1所述的器件，还包括跨所述器件布置的多个导电通孔的第二阵列，所述第二阵列的通孔将第二组接触连接到所述第二掺杂半导体层，第二组的每个通孔被布置成在所述第二掺杂半导体层和第二组中的相应接触之间提供相应的离散的、局部的、外接的电连接。9.根据权利要求1所述的器件，还包括通过所述电迹线或互连连接到第一组接触和第二组接触的驱动电路，所述驱动电路被构造和连接成提供流经所述器件并使所述器件发射光的电驱动电流，并且被进一步构造和连接成使得(i)所述电驱动电流的相应部分作为相
应的通孔电流流经所述阵列的一个或多个通孔，以及(ii)每个通孔电流幅度不同于阵列中的至少一个其它通孔的相应通孔电流幅度。10.根据权利要求9所述的器件，其中第一组中的每个接触连接到所述阵列的至多一个通孔，以使得相应的通孔电流幅度能够流过每个通孔，而与流过所述阵列的其它通孔的通孔电流幅度无关。11.根据权利要求9所述的器件，其中第一组中的一个或多个接触各自连接到所述阵列的多个对应通孔，使得基本相等的通孔电流幅度流过连接到同一接触的多个通孔中的每一个。12.根据权利要求9所述的器件，其中(i)所述驱动电路被构造和连接以提供由所述驱动电路提供给所述阵列的相应通孔的通孔电流幅度的跨所述器件的一个或多个指定空间分布，以及(ii)根据跨所述器件的通孔阵列的布置和由所述驱动电路提供的通孔电流幅度的阵列的通孔之间的指定分布，发光强度的空间分布跨所述器件而变化。13.根据权利要求12所述的器件，其中通孔电流幅度的一个或多个指定空间分布包括导致发光强度的对应空间分布的指定空间分布，所述发光强度(i)沿着一个横向维度跨所述器件从最靠近...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：亮锐有限责任公司，
类型：发明
国别省市：