(57)【要約】  光分離材料は、ウェハメッシュ内の第１のキャビティ及び第２のキャビティの壁に塗布されてよい。波長変換層が、第１のセグメントを作り出すために第１のキャビティ内に堆積させられてよく、第２のセグメントを作り出すために第２のキャビティ内に堆積させられてよい。第１のセグメントは、第１の画素を作り出すために第１の発光デバイスに取り付けられてよく、第２のセグメントは、第２の画素を作り出すために第２の発光デバイスに取り付けられてよい。ウェハメッシュは除去されてよい。
2021508845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長変換構造を提供するステップであって、
前記波長変換構造は、要素のアレイを画定する交差する壁を含むメッシュを含み、各要素は、
第１の表面と、反対側に位置付けられる第２の表面と、前記第１及び第２の表面を接続する側壁とを有する、波長変換層と、
第１の表面と、反対側に位置付けられる第２の表面と、前記第１及び第２の表面を接続する側壁とを有する、光学材料層であって、前記第１の表面は、前記波長変換層の前記第２の表面と直接的に接触し、前記光学材料層の前記側壁は、前記波長変換層の前記側壁に対して平行である、前記光学材料層と、
前記波長変換層の前記側壁と前記光学材料層とを被覆し、前記メッシュの前記壁と直接的に接触する、光分離材料とを含む、
前記波長変換構造を提供するステップと、
複数の発光デバイスを有する半導体発光デバイスのアレイ（ＬＥＤアレイ）を提供するステップと、
前記ＬＥＤアレイの各発光デバイスが前記波長変換構造の要素と整列させられるよう、前記波長変換構造を前記ＬＥＤアレイと整列させるステップと、
前記波長変換構造を前記ＬＥＤアレイと整列させた後に、整列させられた要素内で波長変換層に前記発光デバイスの各々を取り付けるステップとを含む、
方法。
【請求項２】
波長変換構造を提供するステップは、
交差するキャビティ壁によって分離されるキャビティのアレイを有するウェハメッシュを提供するステップと、
前記ウェハメッシュの前記キャビティ壁に光分離材料を塗布するステップと、
前記光分離材料を塗布した後に、前記キャビティ内に波長変換層を堆積させるステップとを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
波長変換層を堆積させるステップは、
前記キャビティ内に犠牲層を堆積させるステップと、
前記キャビティが、第１の間隙領域と、残余の犠牲層とを含むように、前記犠牲層の一部分を除去して、第１の間隙領域を作り出すステップと、
前記第１の間隙領域の少なくとも一部分に光学材料を堆積させるステップと、
前記残余の犠牲層の一部分を除去して、第２の間隙領域を形成するステップと、
前記第２の間隙領域内に前記波長変換層を堆積させるステップとを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記発光デバイスを取り付けた後に、前記キャビティ壁を切断するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記波長変換層は、ガラス中の蛍光体、シリコーン中の蛍光体、及び蛍光体セラミックから選択される１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記光学材料層は、散乱材料又はオフ状態白色材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記光分離材料は、分配ブラッグ反射器（ＤＢＲ）、反射性材料、及び吸収性材料から選択される１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記光分離材料を前記キャビティ壁に塗布するステップは、原子層成長法（ＡＬＤ）を用いて光分離材料の層を堆積させるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
光学材料を前記キャビティ内に堆積させるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記キャビティは、それぞれ、５００ミクロン未満の幅である、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記波長変換層は、ダイコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティング、又は積層のうちの少なくとも１つによって、前記キャビティ内に堆積させられる、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
画素のアレイを画定する交差する壁を含むメッシュであって、各画素は、
発光半導体ダイオード構造と、
第１の表面と、反対側に位置付けられる第２の表面と、前記第１及び第２の表面を接続する側壁とを含み、前記第１の表面は、前記発光半導体ダイオード構造と直接的に接触する、波長変換層と、
第１の表面と、反対側に位置付けられる第２の表面と、前記第１及び第２の表面を接続する側壁とを含む、光学材料層であって、前記第１の表面は、前記波長変換層の前記第２の表面と直接的に接触し、前記光学材料層の前記側壁は、前記波長変換層の前記側壁に対して平行である、前記光学材料層と、
前記波長変換層の前記側壁と前記光学材料層とを被覆し、前記メッシュの前記壁と直接的に接触する、光分離材料とを含む、
発光アレイデバイス。
【請求項１３】
前記メッシュの前記壁は、前記画素の前記波長変換層の前記第１の表面によって画定される平面を越えて延在しない、請求項１２に記載の発光アレイデバイス。
【請求項１４】
前記光分離材料は、分配ブラッグ反射器（ＤＢＲ）、反射性材料、及び吸収性材料から選択される１つである、請求項１２に記載の発光アレイデバイス。
【請求項１５】
前記メッシュの前記壁の厚さは、２０ミクロン未満である、請求項１２に記載の発光アレイデバイス。
【請求項１６】
前記波長変換層の前記第１の表面の幅は、５０ミクロン未満である、請求項１２に記載の発光アレイデバイス。
【請求項１７】
前記光学材料層は、散乱材料又はオフ状態白色材料のうちの少なくとも１つである、請求項１２に記載の発光アレイデバイス。
【請求項１８】
要素のアレイを画定する交差する壁を含むメッシュであって、各要素は、
第１の表面と、反対側に位置付けられる第２の表面と、前記第１及び第２の表面を接続する側壁とを有する、波長変換層と、
第１の表面と、反対側に位置付けられる第２の表面と、前記第１及び第２の表面を接続する側壁とを有する、光学材料層であって、前記第１の表面は、前記波長変換層の前記第２の表面と直接的に接触し、前記光学材料層の前記側壁は、前記波長変換層の前記側壁に対して平行である、前記光学材料層と、
前記波長変換層の前記側壁と前記光学材料層とを被覆し、前記メッシュの前記壁と直接的に接触する、光分離材料とを含む、
波長変換構造。
【請求項１９】
前記メッシュの前記壁は、各要素の前記波長変換層の前記第１の表面によって画定される平面を越えて延在しない、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記光分離材料は、分配ブラッグ反射器（ＤＢＲ）、反射性材料、及び吸収性材料から選択される１つである、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記メッシュの前記壁の厚さは、２０ミクロン未満である、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記波長変換層の前記第１の表面の幅は、５０ミクロン未満である、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記光学材料層は、散乱材料を含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２４】
交差するキャビティ壁によって分離されるキャビティのアレイを有するウェハメッシュを提供するステップと、
前記ウェハメッシュの前記キャビティ壁に光分離材料を塗布するステップと、
前記光分離材料を塗布した後に、波長変換層が前記光分離材料と直接的に接触するよう、前記キャビティ内に前記波長変換層を堆積させるステップと、
前記光分離材料を塗布した後に、光学材料層が前記光分離材料と直接的に接触するよう、前記キャビティ内に前記光学材料層を堆積させるステップとを含む、
方法。
【請求項２５】
前記キャビティ内に光学材料層を堆積させるステップは、
前記キャビティ内に犠牲層を堆積させるステップと、
前記キャビティが、第１の間隙領域と、残余の犠牲層とを含むように、前記犠牲層の一部分を除去して、前記第１の間隙領域を作り出すステップと、
前記第１の間隙領域の少なくとも一部分に光学材料を堆積させるステップとを含み、
前記キャビティ内に前記波長変換層を堆積させるステップは、
前記残余の犠牲層の一部分を除去して、第２の間隙領域を形成するステップと、
前記第２の間隙領域内に前記波長変換層を堆積させるステップとを含む、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記光学材料層は、散乱材料又はオフ状態白色材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記光分離材料は、分配ブラッグ反射器（ＤＢＲ）、反射性材料、及び吸収性材料から選択される１つである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記光分離材料を前記キャビティ壁に塗布するステップは、原子層成長法（ＡＬＤ）を用いて光分離材料の層を堆積させるステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記キャビティは、それぞれ、５００ミクロン未満の幅である、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
蛍光体層と、光学材料層とを含む、二重層波長変換層を提供するステップと、
前記二重層波長変換層がアレイパターンにおいて複数の要素を形成するように、前記二重層波長変換層を切断して、前記二重層波長変換層中に間隙を作り出すステップと、
交差するキャビティ壁によって分離されるキャビティのアレイを有するウェハメッシュを前記間隙内に挿入して、複数の二重層波長変換層要素を収容するウェハメッシュを形成するステップと、
複数の発光デバイスを有する半導体発光デバイスのアレイ（ＬＥＤアレイ）を提供するステップと、
前記ＬＥＤアレイの各発光デバイスが前記ウェハメッシュの二重層波長変換層要素と整列させられるよう、前記ウェハメッシュを前記ＬＥＤアレイと整列させるステップと、
前記ウェハメッシュを前記ＬＥＤアレイと整列させた後に、前記発光デバイスの各々を二重層波長変換層要素に取り付けるステップとを含む、
方法。
【請求項３１】
前記発光デバイスを取り付けた後に、前記ウェハメッシュを切断するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記ウェハメッシュを切断した後に、前記ウェハメッシュを切断することによって作り出されたチャネルを光分離材料で充填するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記ウェハメッシュの前記キャビティ壁は、光分離材料で被覆される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記蛍光体層は、ガラス中の蛍光体、シリコーン中の蛍光体、及び蛍光体セラミックから選択される１つである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
二重層波長変換層を提供するステップは、前記蛍光体層及び前記光学材料層を剥離膜の上に被覆するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
前記蛍光体層及び前記光学材料層は、スロットダイコーティング、ブレードコーティング、又はスプレーコーティングのうちの少なくとも１つによって、剥離膜の上に被覆される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
二重層波長変換層を提供するステップは、前記蛍光体層及び前記光学材料層を互いに積層させるステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３８】
前記蛍光体層及び前記光学材料層は、室温で固体であり、８０℃〜１４０℃で流動し、１５０℃で硬化する、シリコーンバインダを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３９】
前記ウェハメッシュを前記間隙内に挿入した後に、前記ウェハメッシュ及び二重層波長変換層要素を焼きなまして、該二重層波長変換層要素を流動させる、請求項３０に記載の方法。
【請求項４０】
前記二重層波長変換層は、鋸引き、エッチング、レーザ切断又はスタンピングのうちの少なくとも１つによって切断される、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
精密制御照明用途は、小さなアドレス指定可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）画素システムの生産及び製造を必要とすることがある。そのようなＬＥＤ画素システムの製造は、小さな画素のサイズ及びシステム間の小さなレーン空間の故に、材料の正確な堆積を必要とすることがある。ＬＥＤ、共振キャビティ発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直キャビティレーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、及びエッジ発光レーザを含む、半導体発光デバイスは、現在利用可能な最も効率的な光源の１つである。可視スペクトルに亘って作動することができる高輝度発光デバイスの製造において現在関心のある材料システムは、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、特に、ＩＩＩ族窒化物材料とも呼ばれるガリウム、アルミニウム、インジウム、及び窒素の二元、三元、及び四元合金を含む。典型的には、ＩＩＩ族窒化物発光デバイスは、金属有機化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ）、分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）、又は他のエピタキシャル技法によって、サファイア、炭化ケイ素、ＩＩＩ族窒化物、複合材料、又は他の適切な基板上に、異なる組成及びドーパント濃度の半導体層のスタック(積重ね)をエピタキシャル成長させることによって製造される。スタックは、しばしば、基板上に形成された、例えば、Ｓｉでドープされた、１つ又はそれよりも多くのｎ型層と、ｎ型層又は複数のｎ型層上に形成された１つ又はそれよりも多くの活性領域内の１つ又はそれよりも多くの発光層と、活性領域上に形成された、例えば、Ｍｇでドープされた、１つ又はそれよりも多くのｐ型層とを含む。電気コンタクト(電気接点)は、ｎ型及びｐ型領域上に形成される。
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物デバイスは、しばしば、反転又はフリップチップデバイスとして形成され、ここで、ｎ−コンタクト及びｐ−コンタクトの両方は、半導体構造の同じ側面に形成され、光の大部分は、コンタクトとは反対の半導体構造の側面から引き出される。
【発明の概要】
【０００３】
光分離材料(optical  isolation  material)をウェハメッシュ内の第１のキャビティ及び第２のキャビティの壁に適用してよい。波長変換層を第１のキャビティ内に堆積させて第１のセグメントを作り出し、第２のキャビティ内に堆積させて第２のセグメントを作り出してよい。第１のセグメントを第１の発光デバイスに取り付けて第１の画素を作り出し、第２のセグメントを第２の発光デバイスに取り付けて第２の画素を作り出してよい。ウェハメッシュを除去してよい。
添付の図面と共に一例として与えられる以下の記述からより詳細な理解が得られることがある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】分解部分を有するマイクロＬＥＤアレイの頂面図である。
【０００５】
【図１Ｂ】トレンチを有する画素マトリクスの断面図である
【０００６】
【図１Ｃ】トレンチを有する別の画素マトリクスの斜視図である。
【０００７】
【図１Ｄ】ＬＥＤアレイ内の画素を生成することについてのフロー図である。
【０００８】
【図１Ｅ】ＬＥＤアレイ内の画素を生成することについての別のフロー図である。
【０００９】
【図１Ｆ】キャビティを有するメッシュの頂面図である。
【００１０】
【図１Ｇ】光分離材料を有するメッシュの頂面図である。
【００１１】
【図１Ｈ】図１Ｇの断面図である。
【００１２】
【図１Ｉ】犠牲材料を有する図１Ｇのメッシュの頂面図である。
【００１３】
【図１Ｊ】図１Ｉの断面図である。
【００１４】
【図１Ｋ】部分的な犠牲材料を除去した図１Ｇのメッシュの断面図である。
【００１５】
【図１Ｌ】部分的な犠牲材料を除去し、第１の光学材料を追加した、図１Ｇのメッシュの別の断面図である。
【００１６】
【図１Ｍ】全ての犠牲材料を除去した図１Ｌのメッシュの断面図である。
【００１７】
【図１Ｎ】波長変換層を有する図１Ｍのメッシュの断面図である。
【００１８】
【図１Ｏ】メッシュを有する画素の断面図である。
【００１９】
【図１Ｐ】メッシュのない画素の断面図である。
【００２０】
【図１Ｑ】トレース犠牲材料を有する画素の断面図である。
【００２１】
【図１Ｒ】画素の断面図である。
【００２２】
【図２Ａ】１つの実施形態におけるＬＥＤデバイス取付け領域で基板に取り付けられたＬＥＤアレイを有する電子機器基板の頂面図である。
【００２３】
【図２Ｂ】回路基板の２つの表面に取り付けられた電子部品を有する２チャンネル統合ＬＥＤ照明システムの１つの実施形態の図である。
【００２４】
【図２Ｃ】例示的な車両ヘッドランプシステムである。
【００２５】
【図３】例示的な照明システムを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
異なる光照明システム及び／又は発光ダイオード（ＬＥＤ）実装の例が、添付の図面を参照して以下に更に完全に記載される。これらの例は、相互に排他的でなく、１つの例において見出される構成を１つ又はそれよりも多くの他の例において見出される構成と組み合わされて追加的な実装を達成してよい。従って、添付の図面に示す例は、例示的な目的のためにのみ提供されており、それらは本開示を如何様にも限定することを意図しないことが理解されるであろう。同等の番号は、全体を通じて同等の要素を指している。
【００２７】
本明細書では、様々な要素を記述するために第１、第２、第３などの用語を使用することがあるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきでないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素を別の要素から区別するために使用されることがある。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼び、第２の要素を第１の要素と呼ぶことがある。本明細書中で使用するとき、「及び／又は」という用語は、関連付けられる列挙される項目の１つ又はそれよりも多くのありとあらゆる組み合わせを含んでよい。
【００２８】
層、領域、又は基板のようなある要素が他の要素の「上(on)」にある又は「上(onto)」に延在すると呼ばれるとき、ある要素は他の要素の上に直接的にある又は直接的に延在することがあり或いは介在要素が存在する場合もあることが理解されるであろう。対照的に、ある要素が別の要素の「上に直接的に(directly  on)」ある又は「上に直接的に(directly  onto)」延在すると呼ばれるとき、介在要素は存在しない場合があることが理解されるであろう。ある要素が別の要素に「接続されている(connected)」又は「連結されている(coupled)」と呼ばれるとき、ある要素は別の要素に直接的に接続されている又は連結されていることがあり、且つ／或いは１つ又はそれよりも多くの介在要素を介して他の要素に接続されている又は連結されていることがある。対照的に、ある要素が別の要素に「直接的に接続されている(directly  connected)」又は「直接的に連結されている(directly  coupled)」と呼ばれるとき、ある要素と別の要素との間に介在要素は存在しないことが理解されるであろう。これらの用語は図に描写する任意の向きに加えて、要素の異なる向きを包含することを意図することが理解されるであろう。
【００２９】
本明細書において、「下(below)」、「上(above)」、「上方(upper)」、「下方(lower)」、「水平(horizontal)」又は「垂直(vertical)」のような相対的な用語は、図に例示されるような１つの要素、層、又は領域と別の要素、層、又は領域との関係を記載するために使用されることがある。これらの用語は、図に描写する向きに加えて、デバイスの異なる向きを包含することを意図することが理解されるであろう。
【００３０】
半導体発光デバイス（ＬＥＤ）又は紫外線（ＵＶ）もしくは赤外線（ＩＲ）光パワー(optical  power)を放射するデバイスのような光パワー放射デバイスは、現在利用可能な最も効率的な光源の１つである。これらのデバイス（以下「ＬＥＤ」）は、発光ダイオード、共振キャビティ発光ダイオード、垂直キャビティレーザダイオード、エッジ発光レーザ、又は同等物を含んでよい。例えば、ＬＥＤは、それらのコンパクトなサイズ及びより低い電力要求の故に、多くの異なる用途についての魅力的な候補であることがある。例えば、それらは、カメラ及び携帯電話のような手持ち式のバッテリ駆動デバイス用の光源（例えば、フラッシュライト及びカメラフラッシュ）として使用されることがある。それらは、例えば、ディスプレイ用のバックライト及びＩＲ分光として、自動車照明、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）照明、園芸照明、街路照明、ビデオ用トーチ、一般照明（例えば、家庭、店舗、オフィス及びスタジオ照明、劇場／ステージ照明、並びに建築照明）、拡張現実（ＡＲ）照明、仮想現実（ＶＲ）のために、使用されることがある。単一のＬＥＤは、白熱光源よりも明るさの少ない光を提供することがあり、従って、より多くの明るさが望まれる又は必要とされる用途のために、多接合デバイス又は（モノリシックＬＥＤアレイ、マイクロＬＥＤアレイなどのような）ＬＥＤのアレイが使用されることがある。
【００３１】
開示の主題の実施形態によれば、ＬＥＤアレイ（例えば、マイクロＬＥＤアレイ）は、図１Ａ、図１Ｂ、及び／又は図１Ｃに示すような、画素(ピクセル)のアレイを含んでよい。ＬＥＤアレイは、ＬＥＤアレイセグメントの精密制御を必要とする用途のような任意の用途のために使用されてよい。ＬＥＤアレイ内の画素は、個々にアドレス指定可能であってよく、グループ／サブセット内でアドレス指定可能であってよく、或いはアドレス指定可能でなくてよい。図１Ａには、画素１１１を有するＬＥＤアレイ１１０の頂面図が示されている。ＬＥＤアレイ１１０の３×３部分の分解図も図１Ａに示されている。３×３部分の分解図に示すように、ＬＥＤアレイ１１０は、約１００μｍ以下（例えば、４０μｍ）の幅ｗ１を有する画素１１１を含んでよい。画素間のレーン１１３(lanes)は、約２０μｍ以下（例えば、５μｍ）の幅ｗ２によって分離されてよい。図１Ｂ及び図１Ｃに示し、本明細書で更に開示するように、レーン１１３は、画素間の空隙を提供してよく、或いは他の材料を含んでよい。１つの画素１１１の中心から隣接する画素１１１の中心までの距離ｄ１は、約１２０μｍ以下（例えば、４５μｍ）であってよい。本明細書で提供される幅及び距離は例示に過ぎず、実際の幅及び／又は寸法は異なる場合があることが理解されるであろう。
【００３２】
対称行列に配列された(arranged)矩形画素が図１Ａ、図Ｂ、及び図Ｃに示されているが、任意の形状及び配列の画素が本明細書に開示する実施形態に適用されてよいことが理解されるであろう。例えば、図１ＡのＬＥＤアレイ１１０は、１００×１００行列、２００×５０行列、対称行列、非対称行列、又は同等の行列のような、任意の適用可能な配列(arrangement)において、１０，０００を超える画素を含んでよい。また、画素、行列(マトリックス)、及び／又は基板の複数のセットが、本明細書に開示する実施形態を実装するために任意の適用可能なフォーマットで配列されてよいことも理解されるであろう。
【００３３】
図１Ｂは、例示的なＬＥＤアレイ１０００の断面図を示している。図示のように、画素１０１０、１０２０、及び１０３０は、分離区画１０４１及び／又はｎ型コンタクト１０４０が画素を互いに分離するように、ＬＥＤアレイ内の３つの異なる画素に対応する。ある実施形態によれば、画素間の空間は、空隙によって占められてよい。図示のように、画素１０１０は、エピタキシャル層１０１１から除去されてよい、例えば、サファイア基板のような、任意の適用可能な基板上に成長させられてよい、エピタキシャル層１０１１を含む。コンタクト１０１５から遠位の成長層の表面は、実質的に平面的であってよく、或いはパターン化されてよい。ｐ型領域１０１２が、ｐ−コンタクト１０１７に近接して配置されて(located)よい。活性領域１０２１が、ｎ型領域及びｐ型領域１０１２に隣接して配置されてよい。代替的に、活性領域１０２１は、半導体層又はｎ型領域とｐ型領域１０１２との間にあってよく、活性領域１０２１が光ビームを放射するように電流を受け取ってよい。ｐ−コンタクト１０１７は、ＳｉＯ２層１０１３及び１０１４並びにめっき金属層１０１６（例えば、めっきされた銅）と接触していてよい。ｎ型コンタクト１０４０は、Ｃｕのような適用可能な金属を含んでよい。金属層１０１６は、反射性であってよいコンタクト１０１５と接触してよい。
【００３４】
注目すべきことには、図１Ｂに示すように、ｎ型コンタクト１０４０は、画素１０１０、１０２０、及び１０３０の間に作り出されたトレンチ１１３０内に堆積されてよく、エピタキシャル層を越えて延在してよい。分離区画１０４１は、波長変換層１０５０(wavelength  converting  layer)の（図示のような）全部又は一部を分離してよい。ＬＥＤアレイはそのような分離区画１０４１を伴わずに実装されてよく、或いは分離区画１０４１は空隙に対応してよいことが理解されるであろう。分離区画１０４１は、分離区画１０４１がｎ型コンタクト１０４０と同じ材料（例えば、銅）から形成されるように、ｎ型コンタクト１０４０の延長部であってもよい。代替的に、分離区画１０４１は、ｎ型コンタクト１０４０とは異なる材料から形成されてよい。ある実施形態によれば、分離区画１０４１は、反射性材料を含んでよい。分離区画１０４１及び／又はｎ型コンタクト１０４０内の材料は、例えば、ｎ型コンタクト１０４０及び／又は分離区画１０４１の堆積を含むか或いは可能にするメッシュ構造を適用することのような、任意の適用可能な方法で堆積されてよい。波長変換層１０５０は、図２Ａの波長変換層２０５と類似の構成／特性を有してよい。本明細書に記載するように、１つ又はそれよりも多くの追加的な層が分離区画１０４１を被覆してよい。そのような層は、反射層、散乱層、吸収層、又は任意の他の適用可能な層であってよい、第１の光学材料であってよい。１つ又はそれよりも多くのパシベーション層１０１９(不動態化層)(passivation  layers)が、ｎ−コンタクト１０４０をエピタキシャル層１０１１から完全に又は部分的に分離してよい。
【００３５】
エピタキシャル層１０１１は、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、シリコーンを含む、励起されるときに光子を放出する任意の適用可能な材料から形成されてよく、より具体的には、非限定的に、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂを含む、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、非限定的に、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅを含む、ＩＩ−ＶＩ族半導体、非限定的に、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＣ、及びそれらの混合物又は合金を含む、ＩＶ族半導体から形成されてよい。これらの例示的な半導体は、それらが存在するＬＥＤの典型的な発光波長で、約２．４〜約４．１に及ぶ屈折率を有することがある。例えば、ＧａＮのようなＩＩＩ−窒化物半導体は、５００ｎｍで約２．４の屈折率を有することがあり、ＩｎＧａＰのようなＩＩＩ−リン酸化物半導体は、６００ｎｍで約３．７の屈折率を有することがある。ＬＥＤデバイス２００に連結されるコンタクト(接点)は、ＡｕＳｎ、ＡｕＧａ、ＡｕＳｉ又はＳＡＣはんだのような、はんだから形成されてよい。
【００３６】
ｎ型領域は、成長基板上で成長させられてよく、例えば、バッファ又は核形成層のような準備層、及び／又は成長基板の除去を容易にするように設計された層を含む、異なる組成及びドーパント濃度を含む半導体材料の１つ又はそれよりも多くの層を含んでよい。これらの層は、ｎ型であってよく、或いは意図的にドープされていなくてよく、或いはｐ型デバイス層であってさえもよい。これらの層は、発光領域が効率的に光を放射するのに望ましい特定の光学的、材料的、又は電気的特性のために設計されてよい。同様に、ｐ型領域１０１２は、意図的にドープされていない層又はｎ型層を含む、異なる組成、厚さ、及びドーパント濃度の複数の層を含んでよい。電流がｐ−ｎ接合を通じて（例えば、コンタクトを介して）流れるようにさせられてよく、画素は、少なくとも部分的に材料のバンドギャップエネルギ(bandgap  energy)によって決定される第１の波長の光を生成することがある。画素は、直接的に光を放射してよく（例えば、通常又は直接発光ＬＥＤ）、或いは発光された光の波長を更に修正して第２の波長の光を出力するように作用する波長変換層１０５０（例えば、蛍光体変換ＬＥＤ、「ＰＣＬＥＤ」など）に光を放射してよい。
【００３７】
図１Ｂは、例示的な構成における画素１０１０、１０２０、及び１０３０を有する例示的なＬＥＤアレイ１０００を示しているが、ＬＥＤアレイ内の画素は、多数の構成のうちの任意の１つにおいて提供されてよいことが理解されるであろう。例えば、画素は、フリップチップ構造、垂直注入薄膜（ＶＴＦ）構造、多接合構造、薄膜フリップチップ（ＴＦＦＣ）、横方向デバイスなどにあってよい。例えば、横方向ＬＥＤ画素は、フリップチップＬＥＤ画素と類似であってよいが、電極を基板又はパッケージに直接的に接続するために逆さまにひっくり返されないことがある。ＴＦＦＣも、フリップチップＬＥＤ画素に類似してよいが、（薄膜半導体層を支持されないままにして）成長基板を除去してよい。対照的に、成長基板又は他の基板は、フリップチップＬＥＤの一部として含められてよい。
【００３８】
波長変換層１０５０は、活性領域１０２１によって放射される光が１つ又はそれよりも多くの中間層（例えば、フォトニック層）を通じて進むことがあるように、活性領域１０２１によって放射される光の経路内にあってよい。実施形態によれば、波長変換層１０５０は、ＬＥＤアレイ１０００内に存在しないことがある。波長変換層１０５０は、１つの波長の光を吸収し、異なる波長の光を放射する、例えば、透明又は半透明のバインダ又はマトリクス中の蛍光体粒子、又はセラミック蛍光体素子のような、任意のルミネセンス材料を含んでよい。波長変換層１０５０の厚さは、使用される材料、又はＬＥＤアレイ１０００又は個々の画素１０１０、１０２０、及び１０３０が配列される用途／波長に基づいて決定されてよい。例えば、波長変換層１０５０は、約２０μｍ、５０μｍ又は２００μｍであってよい。波長変換層１０５０は、図示のように、各々の個々の画素上に提供されてよく、或いはＬＥＤアレイ１０００全体に亘って配置されてよい。
【００３９】
一次光学系１０２２(primary  optic)が、１つ又はそれよりも多くの画素１０１０、１０２０、及び／又は１０３０上に又はそれらに亘ってあってよく、光が活性領域１０１及び／又は波長変換層１０５０から一次光学系を通じて進むことを可能にしてよい。一次光学系を介する光は、一般的に、一次光学系１０２２を介して放射される光の光度が、理想的な拡散ラジエータから観察されるときに、入射光の方向と表面法線との間の角度のコサインに正比例するように、ランベルト分布パターンに基づいて放射されてよい。一次光学系１０２２の１つ又はそれよりも多くの特性は、ランベルト分布パターンとは異なる光分布パターンを生成するように修正されてよいことが理解されるであろう。
【００４０】
レンズ１０６５及び導波路１０６２の一方又は両方を含む二次光学系(secondary  optics)は、画素１０１０、１０２０、及び／又は１０３０を備えてよい。二次光学系は複数の画素を有する図１Ｂに示す実施例に従って議論されるが、二次光学系は単一画素について提供されてよいことが理解されるであろう。二次光学系を使用して入射光を拡散してよく（発散光学系）、或いは入射光を集光して平行ビームにしてよい（コリメート光学系）。導波路１０６２は、誘電体材料、メタライゼーション層、又は同等物で被覆されてよく、入射光を反射又は再方向付けするために提供されてよい。代替的な実施形態において、照明システムは、波長変換層１０５０、一次光学系１０２２、導波路１０６２、及びレンズ１０６５のうちの１つ又はそれよりも多くを含まなくてよい。
【００４１】
レンズ１０６５は、非限定的に、ＳｉＣ、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、同等物、又はそれらの組み合わせのような、任意の適用可能な透明材料から形成されてよい。レンズ１０６５は、レンズ１０６５からの出力ビームが所望の測光仕様を効率的に満たすように、レンズ１０６５に入力される光ビームを修正するために使用されてよい。加えて、レンズ１０６５は、例えば、複数のＬＥＤデバイス２００Ｂの点灯及び／又は非点灯外観を決定することによって、１つ又はそれよりも多くの美的目的を果たすことができる。
【００４２】
図１Ｃは、ＬＥＤアレイ１１００の三次元視野の断面図を示している。図示のように、ＬＥＤアレイ１１００内の画素は、ｎ−コンタクト１１４０を形成するよう充填されるトレンチによって分離されてよい。画素は、基板１１１４上に成長させられてよく、ｐ−コンタクト１１１３と、ｐ−ＧａＮ半導体層１１１２と、活性領域１１１１と、ｎ−Ｇａｎ半導体層１１１０を含んでよい。この構造は、一例として提供されているにすぎず、本明細書に提供される開示を実施するために、１つ又はそれよりも多くの半導体層又は他の適用可能な層が追加、除去、又は部分的に追加もしくは除去されてよいことが理解されるであろう。波長変換層１１１７が、半導体層１１１０（又は他の適用可能な層）の上に堆積させられてよい。
【００４３】
パシベーション層１１１５が、トレンチ１１３０内に形成されてよく、ｎ−コンタクト１１４０（例えば、銅コンタクト）が、図示のように、トレンチ１１３０内に堆積させられてよい。パシベーション層１１１５は、ｎ−コンタクト１１４０の少なくとも一部分を半導体の１つ又はそれよりも多くの層から分離してよい。実装によれば、トレンチ内のｎ−コンタクト１１４０又は他の適用可能な材料は、ｎ−コンタクト１１４０又は他の適用可能な材料が画素間に完全又は部分的な光分離(optical  isolation)を提供するように、波長変換層１１１７内に延びてよい。
【００４４】
本明細書に開示する技法は、ダイシング及び／又はウェハレベルセグメンテーションを含み、ダイシング及び／又はウェハレベルセグメンテーションは、非限定的に、半導体層、ｎ型材料、ｐ型材料、波長変換層、ダイ、キャリア材料、同等物、又はそれらの組み合わせのような、成長又はその他のＬＥＤコンポーネント(構成要素)を生成又は提供することを含んでよい。コンポーネントは、硬化されてよく、或いは温度ベース処理、化学的処理、又は他の処理によって処理されてよい。コンポーネントは、コンポーネントの２つ又はそれよりも多くのセグメントがダイシングプロセスから生じるように、ダイシングされてよい。セグメントは、完全に分離されてよく、或いは互いから部分的に分離されてよい。セグメントは、実質的に均一な材料を含んでよく、或いは複数の材料を含んでよい。セグメントは、追加的な処理／プロセスを受けてよく、例えば、化学的、超音波、又は他の適用可能な洗浄プロセスを通じて洗浄されてよい。
【００４５】
本明細書に開示する主題は、５００ミクロン未満の画素及び１００ミクロン未満のコンポーネントを有するアレイを生成するために適用されてよい。光分離材料によって被覆された側壁を有するＬＥＤアレイ内の画素は、本明細書に開示する技法を使用して生成されてよい。
【００４６】
本明細書において使用するとき、ダイス(dice)、ダイシング(dicing)、又はダイシングされること(diced)は、セグメント化(segmenting)、分割すること(dividing)、配分すること(apportioning)、スライシング(slicing)、コンパートメント化(compartmentalizing)、もしくは同等のこと、又は当技術分野において理解されるダイシングによる任意の適用可能な方法に対応し、或いはそれらに言及することがある。コンポーネントは、鋸引き(sawing)、エッチング(etching)、ダイシングへのマスクの適用、１つ又はそれよりも多くのレーザ、化学的処理、又は同等のことを使用することのような、任意の適用可能な方法によってダイシングされてよい。
【００４７】
図１Ｄは、本明細書に開示する主題に従った画素アレイ内の画素を生成する方法１２００を示している。そのようなアレイ中の画素は、５００ミクロン未満であってよく、１００ミクロン未満のコンポーネントを含んでよい。
【００４８】
ステップ１２１０に示すように、光分離材料がウェハメッシュに、より具体的には、メッシュ内に含まれるキャビティの壁に適用されてよい。ステップ１２２０で、波長変換層がウェハメッシュのキャビティ内に堆積させられてよく、ステップ１２３０で画素を作り出すよう、波長変換層で満たされたキャビティを有するウェハメッシュが発光デバイスと整列させられてよく、発光デバイスに取り付けられてよい。ステップ１２４０で、ウェハメッシュは除去されてよい。
【００４９】
ステップ１２１０によれば、図１Ｇにも示すように、光分離材料１６３０は、ウェハメッシュ１６１０のキャビティ壁１６２２上に堆積させられてよい。光分離材料１６３０は、本明細書に記載するように、ＡＬＤプロセスを使用して堆積させられてよい。ステップ１２２０で、波長変換層１６６５と第１の光学材料１６５５とを含む波長変換層の二重層が、スクリーン印刷、接触印刷、浸漬コーティング、スプレーコーティング、リソグラフィ、又は同等技法を含む、任意の適用可能な技法を使用して堆積させられてよい。波長変換層の二重層を形成するために、蛍光体フィルム及び第１の光学材料が、剥離膜(剥離フィルム)上の層、例えば、シリコン処理されたポリエステル（ＰＥＴ）又はエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）に事前被覆されてもよい。そのようなコーティングは、例えば、スロットダイコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティング、及び同等技法を含む、任意の適用可能な技法を介して配置されてよい。シリコーンバインダは、室温で固体であることがあり、約８０〜１４０℃のような僅かに高い温度で流動し、約１５０℃の温度で硬化する。次に、これらの層を一緒に積層させて、波長変換層の二重層を作り出してよい。波長変換層の二重層は、テープ上に取り付けられて、鋸引き、エッチング、レーザ切断、スタンピング、又は同等技法のような、任意の適用可能な技法を介して、室温以下でアレイパターンに配置されてよい。
【００５０】
次に、メッシュウェハ１６１０は、鋸引きされた二重層波長変換層内の間隙内に積層されてよい。メッシュ及び二重層波長変換層は、二重層メサが流動してウェハメッシュ１６１０のキャビティ１６２１を充填するように、真空オーブン内で焼きなまされてよい。図１Ｄのステップ１２３０で、同様に図１Ｏに示すように、ウェハメッシュ１６１０は、キャビティ１６２１が発光デバイス１６７０と整列して取り付けられるように、発光デバイス１６７０と整列させられてよい。発光デバイス１６７０は、活性発光層を含んでよく、電流が活性発光層を活性化することを可能にするｎ−コンタクト１６７１及びｐ−コンタクト１６７２を含んでもよい。キャビティ壁１６２２の幅は、キャビティ１６２１が発光デバイス１６７０と整列されられて取り付けられることができるように、発光デバイス１６７０の間の所要の間隔に対応してよい。結果として得られる構造は、１５０℃〜１８０℃の範囲内の温度で硬化されることがある。
【００５１】
メッシュウェハ１６１０は、１つ又はそれよりも多くのレーザ、化学的処理又は同等のことを介して、エッチング、スクレーピング、ダイシング、鋸引きを含む、任意の適用可能な技法を使用して除去されてよい。結果として得られる画素間に作り出されるチャネルは、光分離材料で充填されてよい。
【００５２】
図１Ｅは、本明細書に開示する主題に従った画素アレイ中の画素を生成する方法１３００を示している。そのようなアレイ中の画素は、５００ミクロン未満であってよく、１００ミクロン未満のコンポーネントを含んでよい。
【００５３】
ステップ１３１０に示すように、光分離材料は、ウェハメッシュに、より具体的には、メッシュ内に含まれるキャビティの壁に塗布されてよい。ステップ１３２０で、犠牲材料が、ウェハメッシュのキャビティ内に堆積されてよい。ステップ１３３０で、犠牲材料の一部分を除去して、間隙領域を作り出してよい。ステップ１３４０で、第１の光学材料層が、間隙領域内に堆積させられてよい。ステップ１３５０で、残余の犠牲材料が除去されてよく、ステップ１３７０で、波長変換層が、残余の犠牲材料を除去することによって作り出された領域内に堆積させられてよい。第１の光学材料層及び波長変換層で充填されたキャビティを有するウェハメッシュは、画素を作り出すために発光デバイスと整列させられて、取り付けられてよい。ウェハメッシュは、除去されてよい。
【００５４】
図１Ｆの頂面図に示すように、ウェハメッシュ１６１０は、複数のキャビティ１６２１を含んでよい。図１Ｆは、キャビティ壁１６２２を備えるキャビティ１６２１の拡大部分１６１５を示している。図１Ｅのステップ１３１０によれば、図１Ｇにも示すように、光分離材料１６３０は、キャビティ１６２１の（図１Ｇには示さない）キャビティ壁１６２２に塗布されてよい。光分離材料は、ＡＬＤプロセスを介して（図１Ｇには示さない）キャビティ壁１６２２に塗布されてよい。本明細書に開示するように、ＡＬＤは、材料の薄いコーティング又は層が表面内に堆積させられるように、材料が自己限定的な方法において表面上に堆積させられる技法である。図１Ｇに示すように、光分離材料１６３０は、キャビティ壁１６２２が光分離材料１６３０で被覆されるように、ウェハメッシュ１６１０の露出面上に堆積させられてよい。図１Ｈは、図１Ｇのウェハメッシュの断面図を示している。図示のように、光分離材料１６３０は、キャビティ１６２１のキャビティ壁１６２２上に堆積させられる。
【００５５】
図１Ｅのステップ１３２０によれば、図１Ｉにも示すように、犠牲材料層１６４０が、ウェハメッシュ１６１０の（図１Ｉには示さない）キャビティ１６２１内に堆積させられる。犠牲材料は、例えば、キャビティ１６２１からエッチングされる或いは掻き出されることがあるように、キャビティ１６２１から除去されるように構成される。任意の材料であってよい。犠牲材料は、スクリーン印刷、接触印刷、浸漬コーティング、スプレーコーティング、リソグラフィ、又は同等の技法を含む、任意の適用可能な技法を介して堆積させられてよい。図１Ｊは、図１Ｉのウェハメッシュ１６１０の断面図を示している。図示のように、犠牲材料１６４０は、ウェハメッシュ１６１０のキャビティ１６２１内に堆積させられる。
【００５６】
図１Ｅのステップ１３３０によれば、図１Ｋにも示すように、犠牲材料層１６４０の一部分が、ウェハメッシュ１６１０のキャビティ１６２１から除去されてよい。間隙領域１６５０が、除去された犠牲材料によって占められた空間を指すことがある。犠牲材料の一部分は、１つ又はそれよりも多くのレーザ、化学的処理、又は同等のことを介して、エッチング、スクレーピング、ダイシング、鋸引きを含む、任意の適用可能な技法を介して除去されてよい。図１Ｋに示すように、犠牲材料の除去は、除去された犠牲材料の場所に隣接するキャビティ壁１６２２上に配置される光分離材料１６３０が、犠牲材料の除去後に残るように行われるものとする。
【００５７】
図１Ｅのステップ１３４０によれば、図１Ｌにも示すように、第１の光学材料１６５５が、キャビティ１６２１内に堆積させられてよく、間隙領域１６５０を充填してよい。第１の光学材料１６５５は、間隙領域のみを充填してよく、或いは除去された犠牲材料によって作り出される平面を越えて延在することによって間隙領域よりも大きな領域を充填してよい。
【００５８】
図１Ｅのステップ１３５０によれば、図１Ｍにも示すように、残余の犠牲材料１６４０は、ウェハメッシュ１６１０のキャビティ１６２１から除去されてよい。残余の犠牲材料は、１つ又はそれよりも多くのレーザ、化学的処理、同等のものを介して、エッチング、スクレーピング、ダイシング、鋸引きを含む、任意の適用可能な技術によって除去されてよい。図１Ｍのウェハメッシュは、図１Ｆ−Ｇのウェハメッシュと比較されるときに反転されることが理解されるであろう。間隙領域１６６０が、除去された残余の犠牲材料によって占められた空間を指してよい。図１Ｍに示すように、犠牲材料の除去は、除去された残余の犠牲材料の場所に隣接するキャビティ壁１６２２上に配置される光分離材料１６３０が、残余の犠牲材料の除去後に残るように行われるものとする。
【００５９】
図１Ｅのステップ１３７０によれば、図１Ｎにも示すように、波長変換層１６６５が、キャビティ１６２１内に堆積させられてよく、間隙領域１６６０を充填してよい。波長変換層１６６５は、スクリーン印刷、接触印刷、ディップコーティング、スプレーコーティング、リソグラフィ、同等の技法を含む、任意の適用可能な技術を介して堆積させられてよい。波長変換層１６６５、光分離材料１６３０、及び第１の光学材料１６５５は、温度ベースの硬化、ポリマベースの硬化、ＵＶベースの硬化、又は同等の硬化のような、任意の適用可能な技術を介して硬化させられてよい。
【００６０】
図１Ｏに示すように、ウェハメッシュ１６１０は、キャビティ１６２１が発光デバイス１６７０と整列して取り付けられるように、発光デバイス１６７０と整列させられてよい。キャビティ壁１６２２の幅は、キャビティ１６２１が発光デバイス１６７０と整列させられて取り付けられることができるように、キャビティ１６２１の間の所要の間隔に対応してよい。発光デバイス１６７０は、活性発光層を含んでよく、電流が活性発光層を活性化させることを可能にするｎ−コンタクト１６７１及びｐ−コンタクト１６７２を含んでもよい。メッシュウェハ１６１０は、１６８０で画素をセグメント化することによって除去されてよい。メッシュウェハ１６１０は、１つ又はそれよりも多くのレーザ、化学的処理、又は同等のことを介して、エッチング、スクレーピング、ダイシング、鋸引きを含む、任意の適用可能な技法を用いて除去されてよい。図１Ｐは、１６８０で画素をセグメント化することによって、メッシュウェハ１６１０を除去した後に結果として得られた画素を示している。結果として得られた画素の間に作り出されるチャネルは、光分離材料で充填されてよい。
【００６１】
図１Ｑは、図１Ｐの画素を示しており、トレース犠牲材料１６８１が第１の光学材料１６５５と波長変換材料１６６５との間に残っている。トレース犠牲材料１６８１は、犠牲材料１６４０の除去後に、トレース量のトレース犠牲材料１６８１が画素内に残るように、図１Ｌで犠牲材料１６４０の除去後に残ってよい。トレース犠牲材料１６８１は、所与の画素の光学特性に対して影響を有さないことがあり、或いは所与の画素の光学特性に対して最小限の影響を有することがある。トレース犠牲材料１６８１は、トレース犠牲材料１６８１での画素の検査後に検出可能であることがある。
【００６２】
図１Ｒに示すように、波長変換層１７２０は、画素１７７５を作り出すために、ＬＥＤアレイ１７００の発光デバイス１７７０に取り付けられてよい。発光素子１７７０は、図１Ｏの発光デバイス１６７０と同じ又は類似であってよい。図１Ｒにおいて、発光デバイス１７７０は、ＧａＮ層１７５０と、活性領域１７９０と、コンタクト１７８０と、パターンサファイア基板（ＰＳＳ）１７６０と、波長変換層１７２０とを含んでよい。図１Ｒに示すように、側壁材料１７３０が、波長変換層１７２０に塗布されてよい。波長変換層１７２０は、ＧａＮ層１７５０に亘って取り付けられてよく、パターンサファイア基板（ＰＳＳ）パターン１７６０は、ＧａＮ層１７５０と波長変換層との間に配置されてよい。活性領域１７９０は、波長変換層１７２０に向かって少なくとも部分的に光を放射するように構成されてよく、発光デバイス１７７０は、コンタクト１７８０を含んでよい。光分離材料１７４０は、ＧａＮ層１７５０の側壁に塗布されてよい。
【００６３】
一例として、図１Ｒの画素１７７５は、図１Ａ−図１Ｃの画素１１１に対応してよい。具体的には、図１Ａに示すように、画素１１１は、波長変換層１７２０が発光デバイス１７７０に取り付けられた後に、図１Ｒの画素１７７５に対応してよい。画素１１１又は１７７５が活性化されるとき、エミッタのそれぞれの活性領域１７９０は、光を生成することがある。光は、波長変換層１７２０を通過してよく、画素１７７５の表面から実質的に放射されてよく、波長変換層１７２０の側壁に達する光は、側壁材料１７３０の故に側壁から漏れ出ないことがあり、それが側壁材料１７３０の故に側壁と交差するときに、反射されることがある。図示のように、画素１７７５は、本明細書に開示する主題に従って、波長変換材料１７２０に亘る第１の光学材料１７２１を含んでよい。
【００６４】
図２Ａは、１つの実施形態におけるＬＥＤデバイス取付け領域３１８で基板に取り付けられたＬＥＤアレイ４１０を備える電子回路基板の頂面図である。電子回路基板は、ＬＥＤアレイ４１０と共に、ＬＥＤシステム４００Ａを表す。加えて、電力モジュール３１２は、Ｖｉｎ４９７で電圧入力を受信し、トレースを通じて接続性及び制御モジュール３１６から制御信号を受信し、トレース４１８Ａを通じてＬＥＤアレイ４１０に駆動信号を提供する。ＬＥＤアレイ４１０は、電力モジュール３１２からの駆動信号を介してオン及びオフにされる。図２Ａに示す実施形態において、接続性及び制御モジュール３１６は、トレース４１８Ｃを通じてセンサモジュール３１４からセンサ信号を受信する。ＬＥＤアレイ４１０内の画素は、図１Ｄ及び／又は図１Ｅのステップに従って並びに図１Ｆ−図Ｑに示すように作り出されてよい。
【００６５】
図２Ｂは、回路基板４９９の２つの表面に実装された電子部品を有する２チャンネル統合ＬＥＤ照明システムの１つの実施形態を例示している。図２Ｂに示すように、ＬＥＤ照明システム４００Ｂは、調光器信号及びＡＣ電力信号を受信する入力を有する第１の表面４４５Ａと、その上に実装されたＡＣ／ＤＣコンバータ回路４１２とを含む。ＬＥＤシステム４００Ｂは、調光器インタフェース回路４１５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４４０Ａ及び４４０Ｂと、マイクロコントローラ４７２を有する接続性及び制御モジュール４１６（この例では無線モジュール）と、その上に実装されたＬＥＤアレイ４１０とを有する第２の表面４４５Ｂを含む。ＬＥＤアレイ４１０は、２つの独立したチャネル４１１Ａ及び４１１Ｂによって駆動される。代替的な実施形態では、単一チャネルを使用して、ＬＥＤアレイに駆動信号を提供してよく、或いは任意の数の複数チャネルを使用して、ＬＥＤアレイに駆動信号を提供してよい。
【００６６】
ＬＥＤアレイ４１０は、２つのグループのＬＥＤデバイスを含んでよい。例示的な実施形態において、グループＡのＬＥＤデバイスは、第１のチャネル４１１Ａに電気的に連結され、グループＢのＬＥＤデバイスは、第２のチャネル４１１Ｂに電気的に連結される。２つのＤＣ−ＤＣコンバータ４４０Ａ及び４４０Ｂの各々は、ＬＥＤアレイ４１０内のＬＥＤＡ及びＢのそれぞれのグループを駆動するために、それぞれ単一のチャネル４１１Ａ及び４１１Ｂを介して、それぞれの駆動電流を提供してよい。ＬＥＤのグループのうちの１つのグループ中のＬＥＤは、第２のグループ中のＬＥＤとは異なる色点(color  point)を有する光を放射するように構成されてよい。ＬＥＤアレイ４１０によって放射される光の複合色点の制御は、それぞれ単一のチャネル４１１Ａ及び４１１Ｂを介して個々のＤＣ／ＤＣコンバータ回路４４０Ａ及び４４０Ｂによって加えられる電流及び／又はデューティサイクルを制御することによって、ある範囲内で調整されてよい。図２Ｂに示す実施形態は、（図２Ａに記載するような）センサモジュールを含まないが、代替的な実施形態が、センサモジュールを含んでよい。
【００６７】
例示のＬＥＤ照明システム４００Ｂは、ＬＥＤアレイ４１０及びＬＥＤアレイ４１０を作動させるための回路が単一の電子回路基板上に設けられる統合システムである。回路基板４９９の同じ表面上のモジュール間の接続は、例えば、トレース４３１、４３２、４３３、４３４、及び４３５のような表面又は表面下の相互接続又はメタライゼーション（図示せず）によって、電圧、電流、及びモジュール間の制御信号を交換するために、電気的に連結されてよい。回路基板４９９の対向する表面上のモジュール間の接続は、ビア及びメタライゼーション（図示せず）のような、貫通基板相互接続によって電気的に連結されてよい。
【００６８】
実施形態によれば、ＬＥＤアレイがドライバ及び制御回路構成とは別個の電子回路基板上にあるＬＥＤシステムが提供されてよい。他の実施形態によれば、ＬＥＤシステムは、ドライバ回路とは別個の電子回路基板上の電子機器の一部と共にＬＥＤアレイを有してよい。例えば、ＬＥＤシステムが、電力変換モジュールと、ＬＥＤアレイとは別個の電子回路基板上に配置されるＬＥＤモジュールとを含んでよい。
【００６９】
実施形態によれば、ＬＥＤシステムが、マルチチャネルＬＥＤドライバ回路を含んでよい。例えば、ＬＥＤモジュールが、埋め込みＬＥＤ較正及び設定データ、並びに、例えば、３つのグループのＬＥＤを含んでよい。当業者は、任意の数のグループのＬＥＤが１つ又はそれよりも多くの用途と一致して使用されてよいことを認識するであろう。各グループ内の個々のＬＥＤは、直列又は並列に配列されてよく、異なる色点を有する光が提供されてよい。例えば、暖白色光が第１のグループのＬＥＤによって提供されてよく、冷白色光が第２のグループのＬＥＤによって提供されてよく、中間の白色光が第３のグループによって提供されてよい。
【００７０】
図２Ｃは、データバス３０４を含む車両電源３０２(vehicle  power)を含む例示的な車両ヘッドランプシステム３００を示している。センサモジュール３０７をデータバス３０４に接続して、環境条件（例えば、周囲光条件、温度、時間、雨、霧など）、車両条件（駐車中、動作中、速度、方向）、他の車両、歩行者、物体の存在／位置、又は同等のことに関するデータを提供してよい。センサモジュール３０７は、図２Ａのセンサモジュール３１４と類似であってよく、或いは同じであってよい。ＡＣ／ＤＣコンバータ３０５が、車両電源３０２に接続されてよい。アクティブヘッドランプ３３０内の画素は、図１Ｄ及び／又は図１Ｅのステップに従って図１Ｆ−図１Ｑに示すように作り出されてよい。
【００７１】
図２Ｃの電力モジュール３１２（ＡＣ／ＤＣコンバータ）は、図２ＢのＡＣ／ＤＣコンバータ４１２と同じ又は類似であってよく、車両電源３０２からＡＣ電力を受け取ってよい。それは、ＡＣ／ＤＣコンバータ４１２について図２Ｂに記載したように、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換することがある。車両ヘッドランプシステム３００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０５、接続性及び制御モジュール３０６、及び／又はセンサモジュール３０７によって提供される或いはそれらに基づいて提供される１つ又はそれよりも多くの入力を受信する、アクティブヘッドランプ３３０を含んでよい。一例として、センサモジュール３０７は、歩行者が十分に照明されないように歩行者の存在を検出することができ、それは運転者が歩行者を見る可能性を低下させる。そのようなセンサ入力に基づいて、接続性及び制御モジュール３０６は、出力データがアクティブヘッドランプ３３０内に収容されるＬＥＤアレイ内のＬＥＤのサブセットを作動させるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０５から提供される電力を使用して、アクティブヘッドランプ３３０にデータを出力してよい。ＬＥＤアレイ内のＬＥＤのサブセットは、アクティブ化(起動)されるときに、センサモジュール３０７が歩行者の存在を感知した方向に光を放射することがある。ＬＥＤのこれらのサブセットは、歩行者が車両ヘッドランプシステムを含む車両の経路内に最早いないことを確認する更新データをセンサモジュール２０７が提供した後に不活性化(起動解除)されてよく、或いはさもなければそれらの光ビーム方向が変更されてよい。
【００７２】
図３は、アプリケーションプラットフォーム１３６０と、ＬＥＤシステム５５２及び５５６と、光学系５５４及び５５８とを含む、例示的なシステム１３５０を示している。ＬＥＤシステム５５２及び５５６のアレイ内の画素は、図１Ｄ及び／又は図１Ｅのステップに従って図１Ｆ−図１Ｑに示すように作り出されてよい。ＬＥＤシステム５５２は、矢印５１６１ａと矢印５１６１ｂとの間に示される光ビーム５１６１を生成する。ＬＥＤシステム５５６は、矢印５１６２ａと矢印５１６２ｂとの間に光ビーム５１６２を生成してよい。図３に示す実施形態において、ＬＥＤシステム５５２から放射される光は、二次光学系５５４を通過し、ＬＥＤシステム５５６から放射される光は、二次光学系５５８を通過する。代替的な実施形態において、光ビーム５１６１及び５１６２は、如何なる二次光学系も通過しない。二次光学系は、１つ又はそれよりも多くの光ガイドであってよく、或いは１つ又はそれよりも多くの光ガイドを含んでよい。１つ又はそれよりも多くの光ガイドは、エッジ照明されてよく、或いは光ガイドの内部エッジを画定する内部開口を有してよい。ＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６は、それらが１つ又はそれよりも多くの光ガイドの内部エッジ（内部開口光ガイド）又は外部エッジ（エッジ照明光ガイド）に光を注入するように、１つ又はそれよりも多くの光ガイドの内部開口に挿入されてよい。ＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６内のＬＥＤは、光ガイドの一部であるベースの周辺の周りに配置されてよい。ある実装によれば、ベースは、熱伝導性であってよい。ある実装によれば、ベースは、光ガイドに亘って配置される熱放散要素に連結されてよい。熱放散要素は、熱伝導性ベースを介してＬＥＤによって生成される熱を受け取り、受け取った熱を放散するように構成されてよい。１つ又はそれよりも多くの光ガイドは、ＬＥＤシステム５５２及び５５６によって放射される光が、例えば、勾配、面取り分布、狭い分布、広い分布、角度分布、又は同等の分布を用いることのような、所望の方法において成形されることを可能にする。
【００７３】
例示的な実施形態において、システム１３５０は、カメラフラッシュシステムの携帯電話、屋内住宅又は商業照明、街路照明のような屋外照明、自動車、医療デバイス、ＡＲ／ＶＲデバイス、及びロボットデバイスであってよい。図２Ａに示すＬＥＤシステム４００Ａ及び図２Ｃに示す車両ヘッドランプシステム３００は、例示的な実施形態におけるＬＥＤシステム５５２及び５５６を例示している。
【００７４】
アプリケーションプラットフォーム１３６０は、本明細書において議論するように、ライン５１６５又は他の適用可能な入力を介して、電力バスを介してＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６に電力を供給してよい。更に、アプリケーションプラットフォーム１３６０は、ＬＥＤシステム５５２及びＬＥＤシステム５５６の作動のために、ライン５１６５を介して入力信号を提供してよく、その入力は、ユーザ入力／好み、感知された読取値、予めプログラムされた又は自律的に決定された出力、又は同等のものに基づいてよい。１つ又はそれよりも多くのセンサは、アプリケーションプラットフォーム１３６０のハウジングの内部又は外部にあってよい。代替的に又は追加的に、図２ＡのＬＥＤシステム４００に示すように、各ＬＥＤシステム５５２及び５５６は、それ自体のセンサモジュール、接続性及び制御モジュール、電力モジュール、及び／又はＬＥＤデバイスを含んでよい。
【００７５】
実施形態において、アプリケーションプラットフォーム１３６０センサ及び／又はＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６センサは、視覚データ（例えば、ＬＩＤＡＲデータ、ＩＲデータ、カメラを介して収集されたデータなど）、音声データ、距離ベースのデータ、移動データ、環境データ、類似データ、又はそれらの組み合わせのような、データを収集してよい。データは、物体、個人、車両などのような、物理的品目又は実体と関連することがある。例えば、感知機器は、ＡＤＡＳ／ＡＶベースのアプリケーションのためのオブジェクト近接データを収集してよく、それは物理的品目又は実体の検出に基づいて検出及び後続の行為を優先させることがある。データは、例えば、ＩＲ信号のような、ＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６による光信号を放射して、放射された光信号に基づいてデータを収集することに基づいて、収集されてよい。データは、データ収集のために光信号を放射するコンポーネントとは異なるコンポーネントによって収集されてよい。例を続けると、感知機器は、自動車上に配置されてよく、垂直共振器表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いてビームを放射してよい。１つ又はそれよりも多くのセンサは、放射されるビーム又は任意の他の適用可能な入力に対する応答を感知してよい。
【００７６】
例示的な実施形態において、アプリケーションプラットフォーム１３６０は、自動車を表すことがあり、ＬＥＤシステム５５２及びＬＥＤシステム５５６は、自動車ヘッドライトを表すことがある。様々な実施形態において、システム１３５０は、ＬＥＤを選択的にアクティブ化(起動)させて操縦可能な光を提供することがある、操縦可能な光ビームを有する自動車を表してよい。例えば、ＬＥＤのアレイを使用して、形状又はパターンを画定又は投影してよく、或いは道路の選択された区画のみを照明してよい。ある例示的な実施形態において、ＬＥＤシステム５５２及び／又は５５６内の赤外線カメラ又は検出器画素、照明を必要とするシーンの部分（道路、歩行者交差など）を識別する（例えば、図２Ａのセンサモジュール３１４及び図２Ｃのセンサモジュール３０７に類似する）センサであってよい。
【００７７】
実施形態を詳細に記載したが、当業者は、本記述を所与として、発明的な着想の精神から逸脱することなく、修正が本明細書に記載した実施形態に行われてよいことを理解するであろう。従って、本発明の範囲が例示及び記載の特定の実施形態に限定されることは意図されていない。構成及び要素は、特定の組み合わせにおいて上述されているが、当業者は、各構成又は要素を単独で又は他の構成及び要素との任意の組み合わせにおいて使用し得ることを理解するであろう。加えて、本明細書に記載する方法は、コンピュータ又はプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体内に組み込まれた、コンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェア中に実装されてよい。コンピュータ可読媒体の例は、（有線又は無線接続を介して送信される）電子信号及びコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスク及びリムーバブルディスクのような磁気媒体、光磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスクのような光媒体、及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含むが、これらに限定されない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図１Ｋ】
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【図１Ｌ】
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【図１Ｍ】
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【図１Ｎ】
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【図１Ｏ】
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【図１Ｐ】
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【図１Ｑ】
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【図１Ｒ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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