発光素子のアレイ
光放出システム及びその製作方法が開示される。光放出システムは、２つ以上のモノリシック集積化発光素子を包含する。各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスと、エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路とを包含する。少なくとも１つの発光素子は、発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を包含する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光放出システムに概ね関する。本発明は、特に、２つ以上の光放出領域を有する光放出システムに適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
照明システムは、投射型ディスプレイシステム、液晶ディスプレイ用のバックライトなどを包含する、多種多様な用途で使用される。投射システムは、通常、高圧水銀ランプなど、１つ以上の白色光源を使用する。白色光線は、普通、３原色、すなわち、赤色、緑色、及び青色に分かれ、それぞれの画像形成空間光変調器へと導かれて、原色ごとに画像を生成する。得られる原色画像ビームは、組み合わされ、見るために投射スクリーン上に投射される。
【０００３】
ごく最近では、発光ダイオード（ＬＥＤ）が白色光源の代替物として考えられている。ＬＥＤは、従来の光源に匹敵する輝度及び動作寿命を提供する可能性を有する。しかし、現在のＬＥＤ、特に緑色発光ＬＥＤは、比較的非効率である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光源は、一般に、体積が大きく、１つ以上の原色の発光において非効率であり、集積困難であり、それらを用いる光学システムにおいてサイズ及び電力消費の増大をまねく傾向にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、概して光放出システムに関する。一実施形態では、光放出システムは、２つ以上のモノリシック集積化発光素子を包含する。各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスと、該エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路とを包含する。少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を包含する。
【０００６】
他の実施形態では、光放出システムは、２つ以上のモノリシック集積化発光素子を包含する。各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスを包含する。少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を包含する。
【０００７】
他の実施形態では、光放出システムは、第１の波長で光を出力可能な第１の発光素子と、第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な第２の発光素子と、第１の波長及び第２の波長とは異なる第３の波長で光を出力可能な第３の発光素子とを包含する。第３の発光素子は、第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を第１の波長から第２の波長に変換する第１のフォトルミネセント素子と、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光又は第１のフォトルミネセント素子によって変換された光の少なくとも一部分を第３の波長に変換する第２のフォトルミネセント素子とを包含する。
【０００８】
他の実施形態では、光放出システムは、第１の波長で光を出力可能な第１の発光素子と、第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な第２の発光素子とを包含する。第２の発光素子は、第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を第１の波長から第２の波長に変換するポテンシャル井戸とを包含する。
【０００９】
他の実施形態では、光学システムは、光を放出可能なピクセル化された光放出システムを包含する。各ピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスを包含する。少なくとも１つのピクセルは、該ピクセル内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する１つ以上のポテンシャル井戸と、ピクセル化された光放出システムによって放出された光を受け取る、ピクセル化された空間光変調器と、を包含する。
【００１０】
他の実施形態では、ピクセル化された光放出システムは、画像を形成すること及び光を放出することが可能である。光放出システム内の各ピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスを包含する。少なくとも１つのピクセルは、該ピクセル内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する１つ以上のポテンシャル井戸を包含する。
【００１１】
他の実施形態では、ディスプレイシステムは、第１の複数のピクセルを包含する光放出システムを包含する。各ピクセルは、該ピクセルからの出力光を制御する専用のスイッチング回路を有する。少なくとも１つのピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスと、該エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸とを包含する。ディスプレイシステムは、更に、光放出システムから光を受け取り、第２の複数のピクセルを包含する、空間光変調器（ＳＬＭ）を包含する。第１の複数のピクセル内の各ピクセルは、第２の複数のピクセルの異なるサブセットを照らす。
【００１２】
他の実施形態では、光放出システムは、２つ以上のモノリシック集積化発光素子を包含する。各発光素子は、白色光を出力可能である。少なくとも１つの発光素子は、ＵＶ又は青色光を放出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）と、ＵＶ又は青色光の少なくとも一部分を緑色光に変換する第１のポテンシャル井戸と、緑色、ＵＶ、又は青色光の少なくとも一部分を赤色光に変換する第２のポテンシャル井戸とを包含する。
【００１３】
他の実施形態では、光放出システムは、光を放出可能な複数のエレクトロルミネセントデバイスを包含する。第１の光変換素子は、２つ以上のエレクトロルミネセントデバイスによって放出される光の少なくとも一部分を下方変換するために、それらの２つ以上のエレクトロルミネセントデバイスを覆う。
【００１４】
他の実施形態では、物品は、第１の基板上に製作された複数のエレクトロルミネセントデバイスと、複数のエレクトロルミネセントデバイス内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換するポテンシャル井戸と、第２の基板上に製作された複数のスイッチング回路とを包含する。第２の基板上の各スイッチング回路は、第１の基板上の対応するエレクトロルミネセントデバイスを駆動するように設計される。第１の基板は、第２の基板上の各スイッチング回路が第１の基板上の対応するエレクトロルミネセントデバイスに向かい合うように、第２の基板に取り付けられる。
【００１５】
他の実施形態では、光放出システムは、第１の波長で光を出力可能な第１の発光素子と、第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な第２の発光素子とを包含する。第２の発光素子は、第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、該エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を第１の波長から第１の波長及び第２の波長とは異なる第３の波長に変換する第１の光変換素子と、第１の光変換素子によって変換された光の少なくとも一部分を第３の波長から第２の波長に変換する第２の光変換素子とを包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明がより完全に理解及び評価されよう。
【００１７】
【図１】光放出システムの概略平面図。
【図２】光放出システムの概略側面図。
【図３】光変換素子及びエレクトロルミネセントデバイスの概略側面図。
【図４】回路図の概略図。
【図５】投射システムの概略側面図。
【図６】別の投射システムの概略側面図。
【図７】光放出システムのピクセルと空間光変調器との間の対応を表す概略図。
【図８】光放出システムの概略側面図。
【図９】光放出システムの概略側面図。
【図１０Ａ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｂ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｃ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｄ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｅ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｆ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１１】光放出システムの概略側面図。
【図１２】発光素子の概略側面図。
【図１３Ａ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｂ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｃ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｄ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｅ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｆ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｇ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｈ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１４Ａ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｂ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｃ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｄ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｅ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｆ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。 多数の図で使用される同一の参照番号は、同一又は類似の特性及び機能を有する同一又は類似の要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本出願は、光放出領域のアレイを包含する光源について教示する。開示される光源は、例えばスペクトルの可視領域内のいずれかの波長で光を効率的に出力することができる。光源は、例えば、１つ以上の原色又は白色光を出力するように設計することができる。光源は、例えば、光放出領域のアレイを基板上にコンパクトに集積できるので、重量が低減された小型のものとなり得る。開示される光源の発光効率及び小型度は、重量、サイズ、及び電力消費が低減された、携帯型の投射システムなど、新規の改良された光学システムをもたらすことができる。
【００１９】
開示される光源は、各領域の出力光を能動的かつ独立して制御できる、より大きい光放出領域及びより小さい光放出領域を有することができる。光源は、例えば、１つ以上のピクセル化された画像形成デバイスを照らすために投射システムにおいて使用することができる。光源の各光放出領域は、画像形成デバイスの異なる部分又はゾーンを照らすことができる。そのような能力によって、画像形成デバイス内の対応するゾーンが必要とする最小限の照明を提供するように光源の光放出領域の出力光強度を能動的に調節できる、効率的な適応照明システムが可能となる。
【００２０】
開示される光源は、単色（例えば、緑色、若しくは黒色背景上に緑色（green on black））の画像、又はカラー画像を形成することができる。開示されるそのような光源は、光源及び画像形成デバイスの主要な機能を組み合わせて、開示される光源を組み込んだ光学システムで使用される要素又はコンポーネントのサイズ、電力消費、コスト、及び数の低減をもたらす。例えば、ディスプレイシステムでは、開示される光源は、光源及び画像形成デバイスの両方の役割を果たし、それによってバックライト若しくは空間光変調器の必要をなくす又は低減することができる。別の例として、開示される光源を投射システムに組み込むと、画像形成デバイス及びリレー光学系の必要がなくなる又は低減される。
【００２１】
発光素子のうちの少なくともいくつかが、電気信号に応答して光を放出可能なＬＥＤなどのエレクトロルミネセントデバイスを包含する、ディスプレイシステムにおけるピクセルのアレイなどの発光素子のアレイが開示される。発光素子のうちのいくつかは、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する、１つ以上のポテンシャル井戸及び／又は量子井戸など、１つ以上の光変換素子を包含する。本明細書で使用するとき、下方変換は、変換された光の波長が変換されていない光の波長よりも大きいことを意味する。
【００２２】
本出願で開示される発光素子のアレイは、例えば、投射システム又は他の光学システムで使用するための、適応照明システムなどの照明システムにおいて使用することができる。
【００２３】
図１１は、各素子が独立して光を出力可能な、発光素子１１１０、１１１１、及び１１１３などの発光素子のアレイを包含する、光放出システム１１００の概略側面図である。各発光素子は、電気信号に応答して光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスを包含する。例えば、発光素子１１１０、１１１１、及び１１１３は、基板１１０５上に配置されたそれぞれのエレクトロルミネセントデバイス１１２０、１１２１、及び１１２３を包含する。
【００２４】
場合によっては、発光素子は、アクティブマトリクスとして構成され、これは、各発光素子が、該素子内の（１つ以上の）エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路を包含することを意味する。そのような場合、発光素子は、該素子専用の（１つ以上の）いずれかのスイッチング回路を包含する。例えば、発光素子１１１３は、エレクトロルミネセントデバイス１１２３を駆動する専用のスイッチング回路１１３０を含んでおり、該スイッチング回路は、トランジスタ１１３１を包含する。
【００２５】
場合によっては、発光素子は、パッシブマトリクスとして構成され、これは、発光素子がアクティブマトリクスとして構成されていないことを意味する。パッシブマトリクス構成では、いずれの発光素子も、発光素子内の（１つ以上の）エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路をもたない。
【００２６】
通常、パッシブマトリクス構成では、光放出システム内のエレクトロルミネセントデバイスは、一度に１つの行に通電される。対照的に、アクティブマトリクス構成では、通常は一度に１つの行がアドレスされるが、スイッチング回路によって、通常、エレクトロルミネセントデバイスに連続的に通電できるようになる。
【００２７】
場合によっては、光放出システム１１００内のエレクトロルミネセントデバイスの少なくとも一部、例えばすべては、モノリシック集積化される。本明細書で使用するとき、モノリシック集積化には、必ずしもこれだけに限定するものではないが、同一の基板（共通基板）上に製造され、その同一の基板上で最終用途に使用される、２つ以上の電子デバイスが包含される。ユニットとして別の基板に移されるモノリシック集積化デバイスは、モノリシック集積化されたままである。代表的な電子デバイスとしては、ＬＥＤ、トランジスタ、及びコンデンサが挙げられる。
【００２８】
２つ以上の素子それぞれの諸部分がモノリシック集積化される場合、それら２つの素子は、モノリシック集積化されているものと見なされる。例えば、２つの発光素子は、例えばそれらの２つの素子内のエレクトロルミネセントデバイスがモノリシック集積化されている場合、モノリシック集積化されている。これは、例えば、各素子内の光変換素子が対応するエレクトロルミネセントデバイスに接着結合されている場合でも言えることである。
【００２９】
エレクトロルミネセントデバイスが半導体層を包含する場合、それらのエレクトロルミネセントデバイスは、それらが同一の基板上に製造される場合、及び／又はそれらが共通の半導体層を包含する場合、モノリシック集積化されている。例えば、各エレクトロルミネセントデバイスがｎ型半導体層を包含する場合、それらのデバイスは、ｎ型半導体層がそれらのエレクトロルミネセントデバイス全域にわたって延びる場合にはモノリシック集積化されている。そのような場合、エレクトロルミネセントデバイス内のｎ型半導体層は、エレクトロルミネセントデバイス全域にわたる連続層を形成する。
【００３０】
光放出システム１１００内の少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内の（１つ以上の）エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換する、１つ以上の光変換素子を包含する。例えば、発光素子１１１０は、光変換素子１１４０及び１１４１を含み、発光素子１１１１は、光変換素子１１４２を含む。場合によっては、光変換素子は、ポテンシャル井戸若しくは量子井戸とすることができ、又はポテンシャル井戸若しくは量子井戸を包含することができる。
【００３１】
本明細書で使用するとき、ポテンシャル井戸は、キャリアを１つの次元内だけに閉じ込めるように設計された多層半導体構造内の（１つ以上の）半導体層を意味しており、その際、（１つ以上の）半導体層は、周囲の層よりも低い伝導帯エネルギー、及び／又は周囲の層よりも高い価電子帯エネルギーを有する。量子井戸は、一般に、量子化効果が井戸内の電子正孔対再結合のためのエネルギーを増大させるほど十分に薄いポテンシャル井戸を意味する。量子井戸は、通常、約１００ｎｍ以下、又は約１０ｎｍ以下の厚さを有する。
【００３２】
光放出システム１１００内の一部の発光素子は、光変換素子を包含しない。例えば、発光素子１１１３は、エレクトロルミネセントデバイス１１２３を包含するが、光変換素子を包含しない。そのような場合、発光素子及び該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスの光出力は、同一の波長又はスペクトルを有する。
【００３３】
ディスプレイシステムの状況では、発光素子は、光放出システム内のピクセル又はサブピクセルとすることができる。ピクセル化された光放出システムは、例えばスペクトルの可視領域内の異なる波長で光を放出することができる。例えば、光放出システム１１００内のエレクトロルミネセントデバイスは、青色光を放出することができる。光変換素子１１４０は、エレクトロルミネセントデバイス１１２０によって放出された青色光を吸収し、緑色光を放出する、青色／緑色光変換ポテンシャル井戸を包含することができる。光変換素子１１４１は、ポテンシャル井戸１１４０によって放出される緑色光を吸収し、赤色光を放出する、緑色／赤色光変換ポテンシャル井戸を包含することができる。光変換素子１１４２は、エレクトロルミネセントデバイス１１２１によって放出された青色光を吸収し、緑色光を放出する、青色／緑色光変換ポテンシャル井戸を包含することができる。そのような場合、発光素子１１１０、１１１１、及び１１１３は、それぞれ、赤色、緑色、及び青色光を出力する。
【００３４】
光放出システム１１００は、例えばスペクトルの可視領域内のいずれかの波長で光を効率的に出力することができる。例えば、光放出システム１１００は、青色発光エレクトロルミネセントデバイス及び青色／緑色光変換ポテンシャル又は量子井戸がきわめて効率の高いものとなり得るので、効率的に緑色光を放出することができる。改善された効率は、デバイス１１００に類似の光放出システムを組み込んだ光学システムにおいて電力消費の低減をもたらすことができる。
【００３５】
光放出システム１１００は、従来の光源よりも小型になり得る。したがって、光放出システム１１００を用いる光学システムは、より小型の、例えば、より薄いものとなることができ、重量の低減されたものとなることができる。
【００３６】
投射システム又はバックライトシステムにおけるような一部の用途では、光放出システム１１００は、１つ以上の画像形成デバイスを照らす光源の役割を果たすことができる。光放出システムは、例えば原色又は白色光を効率的に放出するように設計することができる。光放出システム１１００の改善された効率及び小型度によって、改良型及び／又は新規のシステム設計が可能となる。例えば、サイズ、電力消費、及び重量が低減された、携帯型のバッテリ駆動式光学システムを設計することができる。
【００３７】
投射システムにおけるような一部の用途では、光放出システム１１００は、光源及び画像形成デバイスの役割を果たすことができる。そのような用途では、液晶画像形成デバイス（ＬＣＤ）又はデジタルマイクロミラー画像形成デバイス（ＤＭＤ）などの従来の画像形成デバイスを、投射システムからなくすことができる。従来の投射システムは、光源から画像形成デバイスに光を伝える１つ以上のリレー光学系を包含する。光放出型の画像形成デバイス１１００を組み込んだ投射システムではリレー光学系をなくすことができ、それによって、素子の数、サイズ、電力消費、重量、及び全体的なコストが削減される。
【００３８】
一般に、光放出システム１１００内の発光素子のアレイは、用途において望ましい任意のタイプのアレイとすることができる。場合によっては、アレイは、ｎが２以上である１×ｎアレイなど、１行又は１列とすることができる。場合によっては、アレイは、ｍ×ｍアレイなどの正方形アレイとすることもでき、又は、ｎ及びｍの両方が２以上で、ｍとｎとが異なる、ｍ×ｎアレイなどの長方形アレイとすることもできる。場合によっては、アレイは、台形アレイ、六角形アレイ、又は、任意の規則的なタイプ若しくは不規則なタイプのアレイなど、他のいずれかのタイプのアレイとすることができる。
【００３９】
場合によっては、アレイ内の発光素子（又は、ディスプレイシステムの状況ではアレイ内のピクセル）は、等しいサイズのものとすることもでき、又は例えば異なる色の効率の差を考慮するために異なるサイズのものとすることもできる。
【００４０】
発光素子のアレイにおける発光素子は、例えば、アレイを組み込んだデバイスの光学的及び電気的機能に適応するように、正方形、楕円形、長方形、又はより複雑な形状など、いかなる形状を有することもできる。アレイ内の発光素子は、用途において望ましい可能性のある任意の配置で設置することができる。例えば、素子は、例えば長方形又は六角形配置で、均一に間隔をあけることができる。場合によっては、素子は、例えば糸巻形（pincushion）若しくは樽形（barrel）歪曲などの光学収差を低減又は補正することによって、例えばデバイス性能を改善するために、不均一に設置することができる。
【００４１】
図１は、発光素子１１０〜１１４などの２つ以上の発光素子を包含する光放出システム１００の概略平面図である。各発光素子は、電気的に駆動されたときに光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスを包含する。各発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動するスイッチング回路を更に包含する。例えば、発光素子１１０は、エレクトロルミネセントデバイス１２０と、エレクトロルミネセントデバイス１２０を駆動するスイッチング回路１３０とを包含する。場合によっては、発光素子は、１つよりも多くのエレクトロルミネセントデバイスを包含してもよい。
【００４２】
光放出システム１００内の少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換する、１つ以上の光変換素子（ＬＣＥ）を包含する。例えば、発光素子１１０は、エレクトロルミネセントデバイス１２０によって放出された光の下方変換などの変換が可能な光変換素子１４０を包含する。別の例として、発光素子１１２は、光変換素子を包含しない。
【００４３】
光変換素子１４０には、第１の波長で光を受け取り、受け取った光の少なくとも一部分を第１の波長とは異なる第２の波長の光に変換することが可能な、任意の素子を含めることができる。例えば、光変換素子１４０には、蛍光体（phosphor）、蛍光染料、ポリフルオレンなどの共役発光有機材料、ポテンシャル井戸、量子井戸、又は量子ドットを含めることができる。光変換素子として使用できる代表的な蛍光体としては、ストロンチウムチオガレート、ドープＧａＮ、銅活性化硫化亜鉛、及び銀活性化硫化亜鉛が挙げられる。
【００４４】
無機半導体ポテンシャル及び量子井戸などの無機ポテンシャル及び量子井戸は、通常、高い光変換効率を有しており、水分などの環境要素の影響を受けにくいことにより、より信頼性が高い。更に、無機ポテンシャル及び量子井戸は、より狭い出力スペクトルを有する傾向にあり、例えば、改善された色域をもたらす。
【００４５】
エレクトロルミネセントデバイス１２０は、電気信号の存在下で光を放出可能である。例えば、場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１２０は、デバイス全体にわたって強い電場が印加されるときに光を放出することができる。別の例として、エレクトロルミネセントデバイス１２０は、デバイス内を流れる電流に応答して光を放出することができる。
【００４６】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１２０には、電気エネルギーを吸収するときに光を放出可能なリン光性材料を含めることができる。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１２０には、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザダイオードなど、半導体エレクトロルミネセントデバイスを含めることができる。
【００４７】
光放出システム１００は、図１には示されていない外部回路からスイッチング回路に電気信号を印加する、行イネーブル電極１５０及び列データ電極１６０を更に包含する。場合によっては、行イネーブル電極１５０は、光放出システムの行に選択的にアドレスするために光放出システムの行に沿って配置され、列データ電極１６０は、光放出システムの列に選択的にアドレスするために光放出システムの列に沿って配置される。場合によっては、行イネーブル電極１５０及び列データ電極１６０は、図１には明示されていない、それぞれの行及び列ドライバ回路に接続される。
【００４８】
光放出システム１００内のエレクトロルミネセントデバイスは、電気信号に応答して光を放出可能な任意のデバイスとすることができる。例えば、エレクトロルミネセントデバイスは、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許公開第２００６／０１２４９１７号、名称「多色、広帯域、又は『白色』発光のための短波長ＬＥＤの適合（Adapting Short-Wavelength LED’s for Polychromatic, Broadband, or ‘White’ Emission）」に論じられているように、電流に応答して光子を放出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。
【００４９】
ＬＥＤエレクトロルミネセントデバイスは、用途において望ましい可能性のあるいかなる波長でも光を放出することができる。例えば、ＬＥＤは、ＵＶ波長、可視波長、又はＩＲ波長で光を放出することができる。場合によっては、ＬＥＤは、ＵＶ光子を放出可能な短波長ＬＥＤとすることができる。一般に、ＬＥＤ及び／又は光変換素子（ＬＣＥ）は、Ｓｉ若しくはＧｅなどのＩＶ族元素；ＩｎＡｓ、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ、ＧａＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどのＩＩＩ−Ｖ化合物、並びにＡｌＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＮなどのＩＩＩ−Ｖ化合物の合金；ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＢｅＳｅ、ＭｇＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＢｅＴｅ、ＭｇＴｅ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＢｅＳ、ＭｇＳなどのＩＩ−ＶＩ化合物、及びＩＩ−ＶＩ化合物の合金、又は、以上に列挙した化合物のいずれかの合金を含めた、有機半導体又は無機半導体などのいずれかの適切な材料から構成することができる。
【００５０】
場合によっては、ＬＥＤは、１つ以上のｐ型半導体層及び／又はｎ型半導体層、１つ以上のポテンシャル井戸及び／又は量子井戸を含み得る１つ以上の活性層、バッファ層、基板層、並びにスーパーストレート（superstrate）層を包含することができる。
【００５１】
場合によっては、ＬＥＤ及び／又はＬＣＥは、合金の３つの構成要素として化合物ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、及びＭｇＳｅを有する、ＣｄＭｇＺｎＳｅ合金を包含することができる。場合によっては、Ｃｄ、Ｍｇ、及びＺｎのうちの１つ以上、特にＭｇは、合金中でゼロの濃度を有してよく、したがって、合金になくてよい。例えば、ＬＣＥは、赤色で発光可能なＣｄ０．７０Ｚｎ０．３０Ｓｅ量子井戸、又は緑色で発光可能なＣｄ０．３３Ｚｎ０．６７Ｓｅ量子井戸を包含することができる。別の例として、ＬＥＤ及び／又はＬＣＥは、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｅ、及び所望選択のＭｇからなる合金を包含することができ、その場合、合金系は、Ｃｄ（Ｍｇ）ＺｎＳｅによって表すことができる。別の例として、ＬＥＤ及び／又はＬＣＥは、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｅ、及び所望選択のＺｎからなる合金を包含することができる。場合によっては、量子井戸ＬＣＥは、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、又は約２ｎｍ〜約３５ｎｍの範囲の厚さを有する。
【００５２】
場合によっては、半導体ＬＥＤ又はＬＣＥは、ｎドープ又はｐドープされていてよく、その際、ドーピングは、任意の適切な方法によって、また任意の適切なドーパントを含めることによって、達成することができる。場合によっては、ＬＥＤ及びＬＣＥは、同一の半導体族に由来する。場合によっては、ＬＥＤ及びＬＣＥは、異なる２つの半導体族に由来する。例えば、場合によっては、ＬＥＤは、ＩＩＩ−Ｖ半導体デバイスであり、ＬＣＥは、ＩＩ−ＶＩ半導体デバイスである。場合によっては、ＬＥＤは、ＡｌＧａＩｎＮ半導体合金を含み、ＬＣＥは、Ｃｄ（Ｍｇ）ＺｎＳｅ半導体合金を含む。
【００５３】
ＬＣＥは、ホットメルト接着剤などの接着剤、溶接、圧力、熱、又はそのような方法の組み合わせなど、任意の適切な方法によって、対応するエレクトロルミネセントデバイス上に配置する又は取り付けることができる。好適なホットメルト接着剤の例としては、半結晶ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、及びアクリル樹脂が挙げられる。
【００５４】
場合によっては、ＬＣＥは、ウエファーボンディング技術によって、対応するエレクトロルミネセントデバイスに取り付けることができる。例えば、エレクトロルミネセントデバイスの最上表面及びＬＣＥの最下表面を、例えばプラズマ支援又は従来のＣＶＤプロセスを使用して、シリカ又は他の無機材料の薄層でコーティングすることができる。次に、コーティングされた表面を、所望により平坦化し、熱、圧力、水、又は１つ以上の化学剤の組み合わせを使用して結合することができる。結合は、コーティングされた表面のうちの少なくとも１つに水素原子を衝突させることによって、又は低エネルギープラズマを使用して表面を活性化させることによって、改善することができる。ウエファーボンディング方法は、例えば、米国特許第５，９１５，１９３号及び同第６，５６３，１３３号、並びにＱ．−Ｙ．トン（Q. -Y. Tong）及びＵ．ゴスレ（U. Gosele）による「半導体ウエファーボンディング（Semiconductor Wafer Bonding）」（ジョン・ワイリー・アンド・サンズ（John Wiley & Sons）、ニューヨーク、１９９９）の第４章及び第１０章に記載されている。
【００５５】
場合によっては、量子又はポテンシャル井戸ＬＣＥは、対応するエレクトロルミネセントデバイスから放出された光の吸収を助けるために、井戸に近接した１つ以上の光吸収層を有することができる。場合によっては、吸収層は、光生成されたキャリアが効率的にポテンシャル井戸に拡散できる材料から構成される。場合によっては、光吸収層は、無機半導体などの半導体を包含することができる。場合によっては、量子又はポテンシャル井戸ＬＣＥは、バッファ層、基板層、及びスーパーストレート層を包含することができる。
【００５６】
エレクトロルミネセントデバイス又はＬＣＥは、任意の適切な方法によって製造することができる。例えば、半導体エレクトロルミネセントデバイス及び／又はＬＣＥは、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、液相エピタキシー（ＬＰＥ）、又は気相エピタキシー（ＶＰＥ）を使用して製造することができる。
【００５７】
光放出システム１００は、各発光素子又はピクセルの輝度を独立して制御できる、非常に小さなサイズでの画像の直接形成を可能にする。あるいは、光放出システムは、画像形成デバイスの「ゾーン照明（zone illumination）」に使用することができ、それにより、最終画像の暗い領域に対応する（１つ以上の）発光システムピクセルの輝度を暗くする又は低減することによって、電力消費の低減が可能になる。高度に制御可能な光源を提供できることは、光放出システムを用いる投射システムなどの光学システムのエネルギーの節約並びにサイズの最小化における、大きな利点をもたらす。
【００５８】
図２は、共通基板２０５上に配置された発光素子２１０〜２１２などの発光素子のアレイを包含する、光放出システム２００の概略側面図である。各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスと、該エレクトロルミネセントデバイスを駆動するスイッチング回路とを包含する。例えば、発光素子２１０は、エレクトロルミネセントデバイス２２０と、エレクトロルミネセントデバイス２２０を駆動するスイッチング回路２３１とを含んでおり、該スイッチング回路は、１つ以上のトランジスタを含むことができる。エレクトロルミネセントデバイス２２０は、第１の電極２５１と、ｐ型半導体層２５２と、任意の半導体活性層２５４と、ｎ型半導体層２５６と、任意の第２の電極２５８とを包含する。
【００５９】
電極２５１は、ｐ型層２５２とのオーム接触を提供し、ｐ型層２５２内に電流を拡散させるように設計される。任意の活性層２５４は、通常は半導体層であり、通常、ｐ型層２５２及びｎ型層２５６から注入される電子正孔対の放射再結合のための、多重量子井戸層である。
【００６０】
ｎ型層２５６が該ｎ型層内を流れる電流を適切に拡散させるのに十分に伝導性があるときなど、場合によっては、第２の電極２５８を、例えば、エレクトロルミネセントデバイス又は光放出システムの周辺部に形成することができる。
【００６１】
代表的な光放出システム２００では、ｎ型層２５６は、発光素子２１０〜２１２にわたって延びており、これは、ｎ型層２５６が発光素子２１０〜２１２にわたる連続層を形成することを意味する。一般に、発光素子内の半導体層は、他の発光素子にわたって延びても延びなくてもよい。例えば、場合によっては、各発光素子は、不連続のｎ型層２５６を有することができる。
【００６２】
発光素子２１０は、エレクトロルミネセントデバイス２２０によって放出された光を変換する光変換素子を更に包含する。一般に、光放出システム２００内の少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換などで変換する、ポテンシャル井戸又は量子井戸などの光変換素子を包含する。場合によっては、光放出システム２００内の各発光素子は、光変換素子を包含する。
【００６３】
代表的な光放出システム２００では、発光素子２１０は、エレクトロルミネセントデバイス２２０上に配置された光変換素子２４０を含み、発光素子２１１は、エレクトロルミネセントデバイス２２１上に配置された光変換素子２４１を含み、発光素子２１２は、エレクトロルミネセントデバイス２２２上に配置された光変換素子２４２を含む。
【００６４】
場合によっては、発光素子２１０は、第１の波長λ１で光２９０Ａを出力可能であり、発光素子２１１は、第２の波長λ２で光２９１Ａを出力可能であり、発光素子２１２は、第３の波長λ３で光２９２Ａを出力可能である。場合によっては、波長λ２は、λ１とは異なり、波長λ３は、λ１及びλ２とは異なる。
【００６５】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス２２０は、λ１’で光２９０を放出可能であり、エレクトロルミネセントデバイス２２１は、λ２’で光２９１を放出可能であり、エレクトロルミネセントデバイス２２２は、λ３’で光２９２を放出可能である。場合によっては、波長λ２’は、λ１’とは異なり、波長λ３’は、λ１’及びλ２’とは異なる。場合によっては、波長λ１’は、波長λ１とは異なり、波長λ２’は、波長λ２とは異なり、波長λ３’は、波長λ３とは異なる。そのような場合、光変換素子２４０は、波長λ１’の光２９０の少なくとも一部分を波長λ１の光２９０Ａに変換し、光変換素子２４１は、波長λ２’の光２９１の少なくとも一部分を波長λ２の光２９１Ａに変換し、光変換素子２４２は、波長λ３’の光２９２の少なくとも一部分を波長λ３の光２９２Ａに変換する。
【００６６】
場合によっては、発光素子２１０によって出力される光は、単に、エレクトロルミネセントデバイス２２０によって放出される光であってもよい。そのような場合、波長λ１及びλ１’は、ほぼ同一である。そのような場合、ＬＣＥ ２４０は、エレクトロルミネセント素子２１０から除去され、例えば、光放出システムを平坦化するのを例えば助けるために、同程度の厚さのトランスペアレントな素子に置き換えることができる。
【００６７】
一般に、光変換素子２４０は、光の少なくとも一部分を第１の波長から第１の波長とは異なる第２の波長に変換可能ないかなる素子とすることもできる。場合によっては、光変換素子２４０は、吸収及びフォトルミネセンスによって光を変換可能なフォトルミネセント素子とすることができる。場合によっては、フォトルミネセント素子は、１つ以上のポテンシャル及び／又は量子井戸を包含することができる。
【００６８】
場合によっては、光変換素子は、ポテンシャル井戸を包含することができる。一般に、ポテンシャル井戸は、任意の伝導及び／又は価電子帯プロファイルを有することができる。ポテンシャル井戸についてのいくつかの代表的な伝導帯プロファイルが図１４Ａ〜１４Ｆに概略的に示されており、ＥＣは、伝導帯エネルギーを表す。具体的には、図１４Ａに示されるポテンシャル井戸１４１０は、正方形又は長方形プロファイルを有し、図１４Ｂに示されるポテンシャル井戸１４２０は、第２の長方形プロファイル１４２２及び第３の長方形プロファイル１４２３と組み合わされた第１の長方形プロファイル１４２１を有し、図１４Ｃに示されるポテンシャル井戸１４３０は、直線的に傾斜したプロファイルを有し、図１４Ｄに示されるポテンシャル井戸１４４０は、長方形プロファイル１４４２と組み合わされた、直線的に傾斜したプロファイル１４４１を有し、図１４Ｅに示されるポテンシャル井戸１４５０は、放物線状など、湾曲したプロファイルを有し、図１４Ｆに示されるポテンシャル井戸１４６０は、長方形プロファイル１４６２と組み合わされた放物線状プロファイル１４６１を有する。
【００６９】
図２に戻って参照すると、場合によっては、波長λ１’、λ２’、及びλ３’は、スペクトルの青色、紫色、又はＵＶ領域など、スペクトルの同一領域にあってよい。場合によっては、波長λ１’、λ２’、及びλ３’は、ほぼ同一であってよい。例えば、波長λ１’、λ２’、及びλ３’は、スペクトルの青色、紫色、又はＵＶ領域内のほぼ同一の波長であってよい。
【００７０】
場合によっては、λ１’、λ２’、及びλ３’は、ほぼ同一の波長であり、波長λ１は、λ１’とほぼ同一であり、波長λ２は、λ２’とは異なり、波長λ３は、λ３’とは異なる。例えば、波長λ１、λ１’、λ２’、及びλ３’は、すべて約４６０ｎｍ（青色）とすることができ、λ２は、約５４０ｎｍ（緑色）とすることができ、λ３は、約６３０ｎｍ（赤色）とすることができる。
【００７１】
場合によっては、λ１、λ１’、λ２’、及びλ３’は、スペクトルの青色領域など、スペクトルの同一の第１の領域にあり、波長λ２は、スペクトルの緑色領域など、第１の領域とは異なるスペクトルの第２の領域にあり、波長λ３は、スペクトルの赤色領域など、第１の領域及び第２の領域とは異なるスペクトルの第３の領域にある。
【００７２】
場合によっては、光変換素子２４０は、初めに波長λ１’の光を第３の波長に変換することによって、波長λ１’の光を波長λ１の光に変換してもよい。例えば、図３は、第１のフォトルミネセント素子３０５と第２のフォトルミネセント素子３１０とを包含する、光変換素子３４０の概略側面図である。フォトルミネセント素子３０５は、デバイス２２０に類似のエレクトロルミネセントデバイス３２０から波長λ１’の光３９０を受け取り、光３９０の少なくとも一部分を波長λ１”の光３９０Ｂに変換する。第２のフォトルミネセント素子３１０は、光３９０Ｂの少なくとも一部分を波長λ１の光３９０Ａに変換する。
【００７３】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス３２０は、スペクトルの青色領域の光を放出可能であってもよく、フォトルミネセント素子３０５は、青色光の一部分をスペクトルの緑色領域の光に変換してもよく、フォトルミネセント素子３１０は、素子３０５から出てくる緑色光の一部分をスペクトルの赤色領域の光に変換してもよい。
【００７４】
場合によっては、各フォトルミネセント層は、それが受け取る光の一部分だけを変換し、残りを透過する。例えば、エレクトロルミネセントデバイス３２０は、青色光を放出することができ、フォトルミネセント素子３０５は、青色光の一部分を緑色光に変換し、青色光の残りを透過することができ、フォトルミネセント素子３１０は、緑色及び／又は青色光の一部分を赤色光に変換し、フォトルミネセント素子３０５から受け取る青色及び緑色光の残りを透過することができる。そのような場合、フォトルミネセント素子３１０によって出力される光は、ほぼ白色の光であり得る。
【００７５】
場合によっては、図２の光放出システム２００内の異なる発光素子は、可視スペクトル内の３つを超える異なる領域で光を出力することができる。例えば、発光素子は、例えば光放出システムによって出力される全体的な光の色特性を改善するために、可視スペクトル内の５つの異なる領域で光を出力することができる。例えば、いくつかの発光素子は、青色光を出力することができ、いくつかの発光素子は、シアン色光を、例えば約５００ｎｍで出力することができ、いくつかの発光素子は、緑色光を出力することができ、いくつかの発光素子は、黄色又はオレンジ色光を出力することができ、いくつかの発光素子は、赤色光を出力することができる。
【００７６】
場合によっては、シアン色出力光は、シアン色光を再放出可能なポテンシャル井戸を用いて達成することができ、又は、第１のポテンシャル井戸が例えば約４６０ｎｍで再放出可能で、第２のポテンシャル井戸が例えば約５４０ｎｍで再放出可能である、２つのポテンシャル井戸の出力を組み合わせることによって、達成することもできる。
【００７７】
場合によっては、第１のポテンシャル井戸が例えば約４６０ｎｍで再放出可能で、第２のポテンシャル井戸が例えば約６３０ｎｍで再放出可能である、２つのポテンシャル井戸の出力を組み合わせることによって、マゼンタ色出力光を達成することができる。
【００７８】
図２の発光素子２１０は、光抽出器の下方に配置された層２４０などの１つ以上の層から光を抽出する、光抽出器２７０を更に包含する。一般に、光は、用途に適したいずれかの手段によって抽出することができる。例えば、光は、封入（encapsulation）によって抽出することができ、その際、封入素子は、例えば、抽出された光を部分的にコリメートする半球形プロファイルを有することができる。光は、また、発光素子内の１つ以上の層の最上面及び／又はより下方の表面をパターニング又はテクスチャリング、例えば粗面処理することによって抽出することができる。別の例として、光は、光変換素子及び／又はエレクトロルミネセントデバイス及び／又は発光素子内の他の層の外表面上にフォトニック結晶を形成することによって、抽出することができる。代表的なフォトニック結晶は、例えば、米国特許第６，９８７，２８８号及び同第７，１６１，１８８号に記載されている。場合によっては、光は、出力表面上に光抽出器２７０などの光学素子を形成することによって抽出することができる。光抽出器２７０は、本来なら例えば全内部反射により発光素子から出てこない光の少なくとも一部分を抽出可能な、いかなる素子とすることもでき、いかなる形状を有することもできる。代表的な光抽出器は、例えば、同一所有者の米国特許仮出願第６０／８０４，８２４号（２００６年６月１４日出願、代理人整理番号６２２１７ＵＳ００３）、名称「再放出半導体構造及び光学素子を備えたＬＥＤデバイス（LED Device with Re-emitting Semiconductor Construction and Optical Element）」；同一所有者の米国特許仮出願第６０／８６６，２６５号（２００６年１１月１７日出願、代理人整理番号６２６３８ＵＳ００２）、名称「光学的抽出器を備えた平坦化ＬＥＤ（Planarized LED with Optical Extractor）」；及び同一所有者の米国特許仮出願第６０／８０４，５４４号（２００６年６月１２日出願、代理人整理番号６２２１８ＵＳ００２）、名称「再放出半導体構造及び収束光学素子を備えたＬＥＤデバイス（LED Device with Re-emitting Semiconductor Construction and Converging Optical Element）」に記載されており、それらの全体を参照により本明細書に組み込む。
【００７９】
場合によっては、発光素子は、専用の光抽出器を有することができる。場合によっては、光抽出器は、発光素子を越えて延びることができる。例えば、場合によっては、光抽出器は、２つ以上の発光素子にわたって延びることができる。
【００８０】
一般に、光抽出器２７０は、光学的にトランスペアレントであり、場合によっては、比較的高い屈折率を有する。抽出器のための代表的な材料としては、高屈折率ガラス（例えば、ショット・グラス・タイプＬＡＳＦ３５（Schott glass type LASF35）、ニューヨーク州エルムスフォード（Elmsford）のショット・ノース・アメリカ（Schott North America, Inc.）から商品名ＬＡＳＦ３５で入手可能）、並びにセラミックス（例えば、サファイア、酸化亜鉛、ジルコニア、ダイヤモンド、及び炭化ケイ素）などの無機材料が挙げられる。代表的な有用なガラスは、同一出願人による米国特許出願第１１／３８１，５１８号、名称「高屈折率ガラスから構成されるＬＥＤ抽出器（LED Extractor Composed of High Index Glass）」に記載されており、その出願を参照により本明細書に組み込む。サファイア、酸化亜鉛、ダイヤモンド、及び炭化ケイ素は、比較的高い熱伝導率（０．２〜５．０Ｗ／ｃｍＫ）も有するので、特に有用なセラミック材料である。場合によっては、光抽出器２７０は、高屈折率ポリマー又はナノ粒子充填ポリマーを含んでおり、その際、ポリマーは、例えば熱可塑性及び／又は熱硬化性とすることができる。場合によっては、熱可塑性ポリマーには、ポリカーボネート及び環状オレフィンコポリマーを含めることができる。場合によっては、熱硬化性ポリマーは、例えば、アクリル、エポキシ、シリコーン、又は当該技術分野において既知の他のものとすることができる。代表的なセラミックナノ粒子としては、ジルコニア、チタニア、酸化亜鉛、及び硫化亜鉛が挙げられる。
【００８１】
抽出器２７０は、機械加工若しくは成型などの従来技術によって、又は、同一出願人による米国特許公開第２００６／００９４３４０（Ａ１）号、名称「光学及び半導体素子を製造するプロセス（Process For Manufacturing Optical And Semiconductor Elements）」；米国特許公開第２００６／００９４３２２（Ａ１）号、名称「発光アレイを製造するプロセス（Process For Manufacturing A Light Emitting Array）」；及び米国特許出願第１１／２８８，０７１号、名称「光学素子のアレイ及びその製造方法（Arrays of Optical Elements and Method of Manufacturing Same）」に開示されている精密研磨技術を用いて製造することができ、それらの文献の全体を参照により本明細書に組み込む。他の代表的な製造技術は、同一出願人による米国特許出願第１１／３８１，５１２号、名称「ＬＥＤ抽出器アレイを製造する方法（Methods Of Making LED Extractor Arrays）」に記載されており、それを参照により本明細書に組み込む。
【００８２】
場合によっては、図２の光放出システム２００内の発光素子は、アクティブマトリクスアレイとして構成される。そのような場合、光放出システム内の各発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路を包含する。例えば、発光素子２１０は、図２には示されていない１つ以上のトランジスタを包含することのできるスイッチング回路２３１を包含する。
【００８３】
場合によっては、光放出システム２００内の発光素子は、パッシブマトリクスアレイとして構成される。そのような場合、光放出システム内のいずれの発光素子も、専用のスイッチング回路をもたない。場合によっては、ｐ型電極は、行を形成するように接続され、ｎ型電極は、列を形成するように接続される。
【００８４】
基板２０５は、用途に適している可能性のあるいずれかの材料を包含することができる。例えば、基板２０５は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＰ、サファイア、ＳｉＣ、及びＺｎＳｅを含んでよく、又はそれらで作製されてよい。場合によっては、基板２０５は、ｎドープ、ｐドープ、絶縁、又は半絶縁であってよく、その際、ドーピングは、いずれか好適な方法によって、及び／又はいずれか好適なドーパントを含めることによって、達成されてよい。
【００８５】
場合によっては、光放出システム２００は、基板２０５を包含しない。例えば、光放出システム２００の様々な素子を、基板２０５上に形成し、次いで、例えばエッチング又はアブレーションによって、基板から分離することができる。
【００８６】
図４は、発光素子がアクティブマトリクスアレイとして構成される、光放出システム２００に類似の光放出システム４００内の、発光素子２１０〜２１２に類似の３つの発光素子４１０〜４１２の概略回路図である。光放出システム４００は、行イネーブルライン４２５及び４２６と、列データライン４３０〜４３２とを更に包含する。各発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路を包含する。例えば、発光素子４１０は、トランジスタ４４０及び４４１とコンデンサ４５０とを包含する、スイッチング回路２３１に類似のスイッチング回路４６０を包含する。各発光素子は、図４ではダイオード記号によって識別される、エレクトロルミネセントデバイス２２０に類似のエレクトロルミネセントデバイスを更に包含する。具体的には、発光素子４１０は、エレクトロルミネセントデバイス４２０に電圧Ｖｓを印加可能な電力供給源４０５に接続された、エレクトロルミネセントデバイス４２０を含んでおり、発光素子４１１は、電力供給源４０５に接続されたエレクトロルミネセントデバイス４２１を含んでおり、発光素子４１２は、電力供給源４０５に接続されたエレクトロルミネセントデバイス４２２を含む。
【００８７】
トランジスタ４４０は、ゲート電極４４０Ｇと、接地されたソース電極４４０Ｓと、エレクトロルミネセントデバイス４２０に接続されたドレイン電極４４０Ｄとを包含する。トランジスタ４４１は、行イネーブルライン４２５に接続されたゲート電極４４１Ｇと、列データライン４３０に接続されたドレイン電極４４１Ｄと、トランジスタ４４０のゲート電極に接続されたソース電極とを包含する。
【００８８】
トランジスタ４４１は、主に、トランジスタ４４０のゲート４４０Ｇのところの電圧ＶＧを制御するスイッチ・トランジスタとして設計される。電圧ＶＧは、また、コンデンサ４５０にかかる電圧である。コンデンサ４５０は、主に、例えば行イネーブルライン４２５によって十分に低い信号がゲート４４１Ｇに印加されることにより、トランジスタ４４１がオフになるときでも、トランジスタ４４０のゲートのところの電圧ＶＧを維持するように設計される。
【００８９】
トランジスタ４４０は、主に、エレクトロルミネセントデバイス４２０を流れる電流を制御するドライブ・トランジスタとして設計される。エレクトロルミネセントデバイス４２０を流れる電流は、デバイスによって放出される光の強度を制御することができる。
【００９０】
場合によっては、光放出システム４００は、デバイスの平面内に画像を形成可能なディスプレイデバイスとすることができる。そのような場合、各エレクトロルミネセント素子は、ディスプレイデバイス内のピクセルとすることができる。場合によっては、エレクトロルミネセント素子４１０〜４１２は、ピクセル内の３つのサブピクセルとすることができる。例えば、エレクトロルミネセント素子４１０は、赤色光を出力可能な赤色サブピクセルとすることができ、エレクトロルミネセント素子４１１は、緑色光を出力可能な緑色サブピクセルとすることができ、エレクトロルミネセント素子４１２は、青色光を出力可能な青色サブピクセルとすることができ、その際、場合によっては、出力される３つの光の組み合わせが白色又は他の色の光をもたらすことができる。
【００９１】
図５は、光放出システム５１０と、投射光学系５６０と、任意の投射スクリーン５９０とを包含する、投射システム５００の概略側面図である。光放出システム５１０は、光放出システム２００に類似であり、光を放出し、放出システムの平面５１５内に画像を形成することが可能であり、ピクセル化されており、ピクセル５２０〜５２２などの複数のピクセルを包含する。各ピクセルは、白色光を出力可能であり、各サブピクセルが異なる原色光を出力可能な３つのサブピクセルを包含する。例えば、ピクセル５２０は、各サブピクセルがエレクトロルミネセントデバイスを包含する、３つのサブピクセル５７０〜５７２を包含する。具体的には、サブピクセル５７０は、エレクトロルミネセントデバイス５０１を含んでおり、サブピクセル５７１は、エレクトロルミネセントデバイス５０２を含んでおり、サブピクセル５７２は、エレクトロルミネセントデバイス５０３を含んでおり、その際、エレクトロルミネセントデバイス５０１〜５０３は、例えば基板５０５上に、モノリシック集積化することができる。各サブピクセルは、説明を簡単にするために図５には示していないが、サブピクセル内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動する、専用のスイッチング回路を包含する。
【００９２】
場合によっては、光放出システム５１０内の各ピクセルから放出される光は、ほぼ同一の発光スペクトルを有する。場合によっては、光放出システム５１０内のピクセルは、アクティブマトリクスとして構成される。他の場合には、光放出システム５１０内のピクセルは、パッシブマトリクスとして構成される。場合によっては、光放出システム５１０内のエレクトロルミネセントデバイスはすべて、同一の色、例えば青色の光を放出可能である。場合によっては、サブピクセル５７０は、光変換素子を包含せず、青色光を出力可能であり、サブピクセル５７１は、青色光を緑色光に変換するポテンシャル又は量子井戸を包含することのできる光変換素子５３０を含んでいて、緑色光を出力可能なサブピクセルをもたらしており、サブピクセル５７２は、青色光を緑色光に変換する第１の光変換素子５３１と、緑色光を赤色光に変換する第２の光変換素子５３２とを含んでいて、赤色光を出力可能なサブピクセル５７２をもたらしている。場合によっては、光放出システム内の光変換素子のうちの１つ以上又はすべてが、ポテンシャル井戸又は量子井戸である、又はそれらを包含することができる。
【００９３】
投射光学系５６０は、光放出システム５１０によって形成された画像を拡大し、拡大された画像を観客が見るための投射スクリーン５９０上に投射する。場合によっては、投射される画像は、仮想画像であってよく、その場合、投射システムは、投射スクリーンを必要としないことがある。投射光学系５６０は、通常、レンズ５６１など、１つ以上の光学レンズを包含する。
【００９４】
場合によっては、投射システム５００は、背面投射型システムであってよく、その場合、投射スクリーン５９０は、好ましくは背面投射型スクリーンである。場合によっては、投射システム５００は、正面投射型システムであってよく、その場合、投射スクリーン５９０は、好ましくは正面投射型スクリーンである。
【００９５】
光放出システム５１０は、投射システム５００において光源の役割を果たす。光放出システム５１０は、また、投射システムにおいて画像形成デバイスの役割も果たす。投射システム５００は、光放出システム５１０を変調させることによって画像が直接作り出されるので、発光投射システム（emissive projection system）と見なすことができる。
【００９６】
代表的な投射システム５００は、１つの光放出システムを包含する。一般に、投射システム５００は、１つ以上の光放出システムを包含することができる。例えば、投射システムは、それぞれが同一の画像を異なる原色で形成可能な、３つの光放出システムを有することができる。そのような場合、投射光学系５６０は、３つの画像を組み合わせ、組み合わされた画像を拡大して投射スクリーン５９０上に投射することができる。
【００９７】
図６は、光放出システム５１０と、リレー光学系６１０と、システム５１０から光を受け取る、ピクセル６２１などの複数のピクセルを有するピクセル化された空間光変調器（ＳＬＭ）６２０と、投射光学系６３０と、任意の投射スクリーン６９０とを包含する、投射システム６００の概略側面図である。ＳＬＭ ６２０は、液晶画像形成デバイス（ＬＣＤ）又はデジタルマイクロミラー画像形成デバイス（ＤＭＤ）など、従来のいかなる画像形成デバイスとすることもできる。光放出システム５１０は、投射システムにおいて光源の役割を果たす。リレー光学系６１０は、空間光変調器を照らすために、光放出システム５１０によって放出された光をＳＬＭに向ける。場合によっては、光放出システム５１０内の各ピクセルは、白色光を出力可能であり、例えば、各サブピクセルが異なる原色光を出力可能な、３つのサブピクセルを包含することができる。
【００９８】
投射光学系６３０は、ＳＬＭ ６２０によって形成された画像を拡大し、拡大された画像を観客が見るための投射スクリーン６９０上に投射する。場合によっては、投射される画像は、仮想画像であってよく、その場合、投射システムは、投射スクリーンを必要としないことがある。投射光学系６３０は、通常、１つ以上の光学レンズを包含する。投射システム６００は、画像を形成するために空間光変調器が使用されるので、パッシブ投射システムと見なすことができる。
【００９９】
場合によっては、投射システム６００は、背面投射型システムであってよく、その場合、投射スクリーン６９０は、好ましくは背面投射型スクリーンである。場合によっては、投射システム６００は、正面投射型システムであってよく、その場合、投射スクリーン６９０は、好ましくは正面投射型スクリーンである。
【０１００】
代表的な投射システム６００は、１つの光放出システムと１つのＳＬＭとを包含する。一般に、投射システム６００は、１つ以上の光放出システムと、１つ以上のＳＬＭとを包含することができる。例えば、投射システムは、３つのＳＬＭと、１つの光放出システムとを有することができる。そのような場合、光放出システムからの白色光は、３つの原色に分解することができる。各ＳＬＭは、異なる原色によって照らされる。３つのＳＬＭによって形成される３つの画像は、例えば、光コンバイナによって組み合わされる。得られる画像は、投射光学系６３０によって、拡大され、投射スクリーン６９０上に投射される。
【０１０１】
場合によっては、光放出システム５１０は、空間光変調器６２０よりも少ないピクセルを有する。場合によっては、光放出システム５１０内のピクセルは、ＳＬＭ ６２０内のピクセル群に対応することができ、それは、光放出システムのピクセルによるＳＬＭの照明が、ＳＬＭ内の対応するピクセル群だけに実質的に限定されることを意味する。図７は、光放出システム５１０及びＳＬＭ ６２０のピクセル間の代表的な対応を示す。具体的には、ピクセル６２１〜６２３を包含する、ＳＬＭ ６２０の第１のピクセル群７２０は、光放出システムのピクセル５２０に対応し、ＳＬＭの第２のピクセル群７２１は、光放出システムのピクセル７１１に対応する。場合によっては、光放出システム５１０内の各ピクセルは、ＳＬＭ ６２０内のピクセルの異なるサブセットを照らす。そのような場合、光放出システム５１０内の各ピクセルは、ＳＬＭ ６２０内のピクセルの異なるサブセットに対応する。場合によっては、ＳＬＭ ６２０内のこれらのサブセット間に実質的にピクセルオーバーラップがない。そのような場合、ＳＬＭ ６２０内の少なくとも１つのピクセルが、光放出システム内の単一のピクセルから光を受け取る。そのような配置は、電力消費の低減をもたらす。例えば、ピクセル５２０は、ピクセル群７２０内の最も明るいピクセルによって必要とされるだけの量の光を放出すればよい。光放出システム内のピクセルがＳＬＭ内のピクセルのサブセットに対応し、そのサブセットを照らすときなど、場合によっては、光放出システムを使用して、ＳＬＭを適応照明器として照らすことができ、これは、光放出システム内のピクセルの出力光強度を、ＳＬＭ内のピクセルの対応するサブセットによって必要とされる最小限の照明を提供するように能動的に調節できることを意味しており、その際、必要とされる最小限の照明は、少なくともある程度は、ピクセルのサブセット内の最も明るいピクセルによって決定される。一般に、適応照明は、例えば適応照明を用いるディスプレイによる電力消費の低減をもたらすことができる。
【０１０２】
図８は、発光素子２１０〜２１２を包含する光放出システム８００の概略側面図である。例えば隣接発光素子間の光学的クロストークを低減する又はなくすために、隣接発光素子間に遮光素子が配置される。具体的には、光放出システム８００は、発光素子２１０と２１１との間に配置された遮光素子８１０と、発光素子２１１と２１２との間に配置された遮光素子８１１とを包含する。
【０１０３】
場合によっては、遮光素子は、本来ならある発光素子から隣の発光素子へと伝播することになる光の一部、大部分、又は本質的にすべてを吸収する、光学的吸収素子とすることができる。場合によっては、遮光素子には、光を反射する金属コーティングなどの反射性材料を含めることができる。場合によっては、遮光素子には、全内部反射によって光を反射する、エアギャップなどの低屈折率領域を含めることができる。
【０１０４】
光放出システム８００は、多数の発光素子にわたって延びる光抽出器８２０を更に包含する。具体的には、光抽出器８２０は、発光素子２１０〜２１２わたって延びる。光抽出器８２０は、発光素子に光学的に結合することによって光を抽出する。具体的には、光抽出器８２０は、光変換素子２４０〜２４２に光学的に結合される。
【０１０５】
場合によっては、光抽出器８２０は、発光素子２１０〜２１２によって放出された光の方向を変えることができる。例えば、光抽出器８２０は、発光素子から抽出された光を少なくともある程度までコリメートすることができる。場合によっては、光抽出器によって抽出される光は、第１の角度広がりを有しており、光抽出器から出てくる光は、第２の角度広がりを有する。そのような場合、光抽出器８２０は、第２の角度広がりが第１の角度広がりより小さい場合、コリメーティング効果を有することができる。場合によっては、光抽出器８２０は、半球形プロファイルを有することができる。
【０１０６】
光放出システム８００内の発光素子は、光放出領域の最も外側の縁部８３０及び８３１を画定する。場合によっては、光抽出器８２０は、光抽出効率を高めるために光放出領域の最も外側の縁部を越えて延びることができる。
【０１０７】
図９は、基板２０５上に形成されたエレクトロルミネセントデバイス９２０〜９２２などの複数のエレクトロルミネセントデバイスを包含する光放出システム９００の概略側面図である。場合によっては、各エレクトロルミネセントデバイスは、光放出システム９００内の異なる発光素子に対応する。場合によっては、各エレクトロルミネセントデバイスは、青色波長など、第１の波長で光を放出可能である。
【０１０８】
光放出システム９００は、多数のエレクトロルミネセントデバイスにわたって延びる光変換素子９１２を更に包含する。具体的には、光変換素子９１２は、エレクトロルミネセントデバイス９２０及び９２１を覆う。場合によっては、光変換素子９１２は、２つ又は３つなど、多数の発光素子にわたる連続層を形成する。
【０１０９】
光変換素子９１２は、主に、光を第１の波長から第２の波長に変換するように設計されており、その際、第２の波長は、例えば、緑色波長とすることができる。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス９２１に対応する発光素子は、第２の波長で光を出力可能である。
【０１１０】
光放出システム９００は、単一のエレクトロルミネセントデバイスにわたって延びる光変換素子９１３を更に包含する。具体的には、光変換素子９１３は、エレクトロルミネセントデバイス９２０を覆うが、デバイス９２１など、隣のエレクトロルミネセントデバイスは覆わない。代表的な光放出システム９００では、エレクトロルミネセントデバイス９２２上に光変換素子は配置されない。
【０１１１】
光変換素子９１３は、主に、光を第２の波長から第３の波長に変換するように設計されており、その際、第３の波長は、例えば、赤色波長とすることができる。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス９２０に対応する発光素子は、第３の波長で光を出力可能である。
【０１１２】
光放出システム９００は、光学的にトランスペアレントな（例えば、下の層からの入射光に対してトランスペアレントな）、又は波長変換なしに光を透過する透明（clear）な層９４０を更に包含する。場合によっては、層９４０は、主に、光放出システム９００の出力表面を平坦化するように設計される。
【０１１３】
場合によっては、スペクトルの（１つ以上の）所望の領域（例えば、青色領域、緑色領域、赤色領域、又は可視領域）におけるトランスペアレント層９４０の光透過率は、例えば、５０％を超える、又は７０％を超える、又は８０％を超えるものとすることができる。
【０１１４】
場合によっては、第１の波長は、青色光に対応することができ、第２の波長は、緑色光に対応することができ、第３の波長は、赤色光に対応することができる。
【０１１５】
図１１の代表的な光放出システム１１００では、光変換素子１１４０は、エレクトロルミネセントデバイス１１２０の発光出力表面を完全に覆い、光変換素子１１４１は、光変換素子１１４０の出力表面を完全に覆う。一般に、上側の層は、下側の層の出力表面を完全に覆っても覆わなくてもよい。例えば、場合によっては、上側の層は、下側の層の一部分だけを覆うことができる。
【０１１６】
例えば、図１２に概略的に示されるように、光変換素子１１４０は、エレクトロルミネセントデバイス１１２０の出力表面を部分的に覆い、光変換素子１１４１は、光変換素子１１４０の出力表面の一部分だけを覆う。そのような場合、発光素子１１１０は、第１の波長、第２の波長、及び第３の波長の光を包含する光を出力可能である。場合によっては、第１の波長λＢは、青色波長であり、第２の波長λＧは、緑色波長であり、第３の波長λＲは、赤色波長である。そのような場合、発光素子１１１０の出力光は、青色光、緑色光、及び赤色光を含んでおり、例えばそれらを組み合わせて、白色又は他のいずれかの色の光を作り出すことができる。
【０１１７】
本出願で開示される光放出システムは、例えば、マイクロエレクトロニクス及び半導体デバイス並びに他のウエファーベースのデバイスの製作において一般的に使用される方法を使用して製作することができる。既知の方法としては、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、金属有機気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）、フォトリソグラフィ、ウエファーボンディング、蒸着方法、及びエッチング方法が挙げられる。アクティブマトリクス光放出システムを製作する代表的な製作プロセスが、図１３Ａ〜１３Ｈに概略的に記載されている。該プロセスは、それぞれコンポーネントウエファーと呼ばれる異なる４つのウエファー上に光放出システムの様々なコンポーネントを製作する工程と、４つのコンポーネントウエファーを組み合わせて光放出システムを構築する工程とを包含する。具体的には、エレクトロルミネセントデバイスは、第１の基板上に製作され、エレクトロルミネセントデバイスを駆動するスイッチング回路は、第１の基板とは異なる第２の基板上に製作され、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換するポテンシャル又は量子井戸などの光変換素子は、第１の基板及び第２の基板とは異なる第３の基板上に製作され、光抽出素子は、第１の基板、第２の基板、及び第３の基板とは異なる第４の基板上に製作される。次に、４つの基板は、光放出システムを形成するように取り付けられる。
【０１１８】
図１３Ａは、第１のコンポーネントウエファー１３５０及び第２のコンポーネントウエファー１３６０の概略側面図である。第１のコンポーネントウエファー１３５０は、ウエファー又は基板１３０２上に製作されたスイッチング回路１３１５のアレイを包含する。一般に、各スイッチング回路は、１つ以上のトランジスタと、１つ以上のコンデンサとを包含することができる。場合によっては、スイッチング回路を、初めに個別に製作し、次いで基板１３０２上に集積することができる。他の場合には、スイッチング回路を基板１３０２上に直接製作して、スイッチング回路のモノリシック集積化されたアレイを得ることができる。スイッチング回路は、例えば、加法的及び／又は減法的製作プロセスを例えば使用する、薄膜超小型電子回路の製作のための従来の方法を使用して、製作することができる。加法的プロセスは、通常、フォトリソグラフィ、蒸着、及びリフトオフの工程を包含する。減法的プロセスは、通常、蒸着、フォトリソグラフィ、及びエッチングの工程を包含する。
【０１１９】
スイッチング回路は、通常、活性層と、金属電極層などの導電性電極層と、金属酸化物層などの電気絶縁層とを包含する。スイッチング回路内のトランジスタの活性領域に使用される典型的な材料としては、単結晶シリコン、非晶質若しくは多結晶シリコン、又はトランジスタ活性層として適している可能性のある他の材料が挙げられる。導電性電極として使用するための代表的な材料としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、又は用途に適している可能性のある他のいずれかの金属が挙げられる。電気絶縁層として使用するための代表的な材料組成としては、ＳｉＯｘ、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、又は用途に適している可能性のある他のいずれかの電気絶縁材料が挙げられる。代表的な蒸着方法としては、熱蒸発、電子ビーム蒸着、若しくはスパッタリングなどの物理蒸着；ＭＯＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＭＢＥ、若しくは反応スパッタリングなどの化学蒸着；又は用途において好適に使用できる他のいずれかの方法が挙げられる。
【０１２０】
第１のコンポーネントウエファー１３５０は、パッシベーション層、保護層、及びウエファーを平坦化する平坦化層など、他の層を包含することができる。場合によっては、別のウエファーへのその後の結合改善のため、第１のコンポーネントウエファーの最上面を平坦化するために、１つ以上の平坦化層を含めることができる。
【０１２１】
場合によっては、基板１３０２は、Ｓｉ基板、ＧａＮ基板、又はＳｉＣ基板とすることができる。一般に、基板１３０２は、用途に適している可能性のあるいかなる基板とすることもできる。
【０１２２】
第２のコンポーネントウエファー１３６０は、ウエファー又は基板１３０１上に配置されたエレクトロルミネセントデバイス１３１０のアレイを包含する。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイスは、一連の既知の方法及び材料を用いて製作できる発光ダイオード（ＬＥＤ）を包含することができる。
【０１２３】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１３１０は、例えばＭＯＣＶＤシステムにおいて、例えば、フォトリソグラフィ、エッチング方法、及びエピタキシャル又は準エピタキシャル蒸着方法を使用して基板１３０１上に直接形成されることによって、モノリシック集積化することができる。場合によっては、基板１３０１は、サファイアウエファー、又は、例えばＬＥＤ材料の成長と適合性のある、他のいかなる材料とすることもできる。
【０１２４】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１３１０は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層などのトランスペアレントな導電性層、平坦化層、パッシベーション層、別のウエファーに後で結合するための結合層、ビア（vias）、及び、例えば遮光素子８１０に類似の遮光素子を包含することができる。
【０１２５】
場合によっては、第１のコンポーネントウエファー１３５０及び第２のコンポーネントウエファー１３６０が製作された後、それらの２つのウエファーは、図１３Ｂに概略的に示されるようにアクティブコンポーネントが互いに向かい合うように、互いに結合される。結合は、例えば、第１のコンポーネントウエファー及び第２のコンポーネントウエファーの最上面を密接に接触させることによって、又は結合プロセス中に１つ以上の結合層を適用することによって、達成することができる。場合によっては、結合層は、エレクトロルミネセントデバイス１３１０と対応するスイッチング回路１３１５との間に電気的接続をもたらすのを助けることができる。
【０１２６】
場合によっては、ウエファー１３５０及び１３６０内の対応するフィーチャ間の電気的接続は、一方又は両方の形体上にはんだバンプを形成することによって達成することができる。はんだバンプが形成された後、２つのウエファーは、位置合わせされ、互いに結合される。場合によっては、結合プロセスは、１つ以上のはんだリフロー工程と、１つ以上のビアパターニング及び／又は充填とを包含することができる。場合によっては、ウエファー１３５０及び１３６０は、ウエファーのうちの１つを通り抜けるＩＲ照明を使用して位置合わせすることができる。ウエファーのうちの１つ以上がスペクトルの可視領域において光透過性である場合には、位置合わせは、可視光照明を用いて達成することができる。
【０１２７】
ウエファー１３５０及び１３６０が結合された後、基板１３０１の少なくとも一部分が除去されて、図１３Ｃに概略的に示されるようにエレクトロルミネセントデバイス１３１０を露出させる。基板１３０１の除去は、例えば、エッチングプロセス又はレーザアブレーションを使用して、実施することができる。
【０１２８】
図１３Ｄは、光放出システムの製作のための、第３のコンポーネントウエファー１３７０及び第４のコンポーネントウエファー１３８０の概略側面図である。第３のコンポーネントウエファー１３７０は、基板１３２２上に配置された光変換素子１３３５のアレイを包含する。
【０１２９】
場合によっては、光変換素子１３３５は、ポテンシャル又は量子井戸と、対応するエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を吸収する１つ以上の光吸収層とを包含することができる。場合によっては、光変換素子１３３５のポテンシャル井戸には、リン化インジウム（ＩｎＰ）ウエファー１３２２上に構築されたＩＩ−ＶＩポテンシャル井戸を含めることができる。
【０１３０】
場合によっては、光変換素子１３３５は、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）などの１つ以上の蒸着方法によって基板１３２２上に直接製作することができる。光変換素子１３３５は、１つ以上のビア、平坦化層、パッシベーション層、遮光素子８１０などの光ブロッキング素子、及び別のコンポーネントウエファーに後で結合するための結合層を包含することができる。
【０１３１】
一般に、発光素子内の光制御素子は、隣の発光素子にわたって延びても延びなくてもよい。例えば、図１３Ｄに示される代表的な第３のコンポーネントウエファー１３７０では、各光変換素子１３３５は、単一の発光素子専用であり、他の発光素子にわたって延びていない。場合によっては、光変換素子１３３５は、２つ以上の発光素子又はエレクトロルミネセントデバイスにわたる連続層を形成してもよい。
【０１３２】
第４のコンポーネントウエファー１３８０は、基板１３２１上に配置された複数の光抽出器１３３０を包含する。場合によっては、光抽出器１３３０は、光抽出素子と、抽出された光をコリメートする、又は抽出された光を１つ以上の特定の方向に誘導する、レンズなどの光管理素子とを包含する。一般に、光抽出器１３３０は、様々な材料を使用して様々な方法で構築することができる。場合によっては、光抽出器１３３０は、金型内で製作し基板１３２１上に移すことができ、その際、基板は、一次的基板とすることができる。
【０１３３】
場合によっては、第３のコンポーネントウエファー１３７０及び第４のコンポーネントウエファー１３８０が製作された後、それらの２つのウエファーは、図１３Ｅに概略的に示されるように抽出器及びＬＣＥが互いに向かい合うように、互いに結合される。結合は、一方若しくは両方のウエファーでいずれか既存の結合層を使用して、及び／又は結合プロセス中に１つ以上の追加の結合層を適用することによって、達成することができる。結合プロセスの完了後、基板１３２２が除去されて、図１３Ｆに概略的に示される構造が得られる。
【０１３４】
場合によっては、図１３Ｃ及び１３Ｆの２つの構造が製作された後、それらの２つの構造は、図１３Ｇに概略的に示されるように互いに結合される。次に、一次的な基板１３２１が除去されて、図１３Ｈに概略的に示される光放出システム１３００を得ることができる。
【０１３５】
白色又は他の任意の色の光を出力可能なアクティブマトリクス光放出システムを製作する代表的な製作プロセスが、図１０Ａ〜１０Ｆに概略的に記載されている。該プロセスは、それぞれコンポーネントウエファーと呼ばれる異なる２つのウエファー上に光放出システムの様々なコンポーネントを製作する工程と、２つのコンポーネントウエファーを組み合わせて光放出システムを構築する工程とを包含する。具体的には、該プロセスは、２つ以上の光変換素子を形成する工程と、光変換素子のうちの１つ以上を選択的に除去して所望の出力スペクトルを得る工程とを包含する。
【０１３６】
光変換素子の選択的除去は、湿式若しくは乾式化学エッチング又はそれら２つの任意の組み合わせなど、様々な既知の方法によって達成することができる。代表的な乾式化学エッチング方法としては、反応性イオンエッチング及び集束イオンビームエッチングが挙げられる。代表的なパターニング方法としては、フォトリソグラフィが挙げられる。
【０１３７】
図１０Ａは、第１のコンポーネントウエファー１０６０及び第２のコンポーネントウエファー１０７０の概略側面図である。第１のコンポーネントウエファー１０６０は、基板１５１０上に配置された第１のＬＣＥ １５２０と、ＬＣＥ １５２０上に配置された第２のＬＣＥ １５３０とを包含する。説明及び議論を容易にするために、また一般性を喪失することなしに、ＬＣＥ １５２０が緑色光を赤色光に下方変換可能であり、光変換素子１５３０が青色光を緑色光に下方変換可能であると仮定する。
【０１３８】
第１のコンポーネントウエファー１０６０は、ＩｎＰ基板などのウエファー基板上で実施される、エピタキシャル蒸着方法などの既知の製作方法を使用して製作することができる。例えば、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）プロセスを使用して、ＩｎＰ基板１５１０上にＩＩ−ＶＩ半導体材料の合金を蒸着して、ポテンシャル又は量子井戸の層を光変換素子１５２０及び１５３０として形成することができる。
【０１３９】
第２のコンポーネントウエファー１０７０は、基板１５１１上に配置された複数のエレクトロルミネセントデバイス１５４０を包含する。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイスは、発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。そのような場合、ＬＥＤは、サファイア基板１５１１上に、気相エピタキシー（ＶＰＥ）などの既知の製作方法を使用して、例えばＧａＮを含めたＩＩＩ−Ｖ半導体材料から構築することができる。場合によっては、ＬＥＤには、電極、トランスペアレントな電気的接点、ビア、及び結合層のような層並びに／又はコンポーネントを含めることができる。一般に、エレクトロルミネセントデバイス１５４０は、従来のフォトリソグラフィ方法並びに従来のエッチング及び／又は蒸着方法などによって、半導体微細加工業界で使用される従来の方法を使用して製作することができる。
【０１４０】
第１のコンポーネントウエファー１０６０及び第２のコンポーネントウエファー１０７０が製作された後、それらの２つのウエファーは、図１０Ｂに概略的に示されるようにアクティブコンポーネントが互いに向かい合うように、互いに結合される。結合は、例えば、直接ウエファーボンディングによって、又は結合プロセス中に２つのウエファーの間に１つ以上の結合層を配置することによって、実施することができる。結合層には、例えば、１つ以上の薄い金属層、１つ以上の薄い金属酸化物層、あるいは、接着剤、カプセル材（encapsulants）、高屈折率ガラス、若しくは低温ゾル−ゲル材料などのゾル−ゲル材料、又はこれらのいずれかの組み合わせなど、他の材料の１つ以上の層を含めることができる。
【０１４１】
場合によっては、結合層の厚さは、約５ｎｍ〜約２００ｎｍ、又は約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、又は約５０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲とすることができる。２つのウエファー間の結合は、例えば、積層によって、又は温度及び／若しくは圧力の適用によって、達成することができる。
【０１４２】
第１のコンポーネントウエファー１０６０が第２のコンポーネントウエファー１０７０に結合された後、第１のコンポーネントウエファーの基板１５１０が除去されて、図１０Ｃに概略的に示される構造が得られる。基板１５１０は、湿式化学エッチングなどの既知の方法を使用して除去することができる。ＩｎＰ基板１５１０の場合、基板の除去は、例えば塩酸と水との溶液を使用して、例えば基板をエッチングすることによって、達成することができる。
【０１４３】
場合によっては、第１のコンポーネントウエファー１０５０は、図１０Ａには示されていないが、基板１５１０とＬＣＥ １５２０との間で該基板上に配置されたバッファ層を包含することができる。そのような場合、バッファ層は、また、基板１５１０を除去するときに除去することができる。ＩｎＰ基板１５１０の場合、バッファ層は、ＧａＩｎＡｓを包含することができる。ＧａＩｎＡｓバッファ層は、例えば、アジピン酸、水酸化アンモニウム、及び過酸化水素のエッチング溶液を使用して除去することができる。エッチング溶液は、例えば、３０ｍＬの水酸化アンモニウム（約３０％）と５ｍＬの過酸化水素とを、水２００ｍＬ中の４０グラムのアジピン酸に加えることによって、調製することができる。
【０１４４】
基板１５１０が除去された後、光変換素子は、選択的に除去される。例えば、図１０Ｄに示されるように、ＬＣＥ １５２０は、エレクトロルミネセントデバイス１５４１及び１５４２を覆う領域から除去されるが、エレクトロルミネセントデバイス１５４３を覆う領域からは除去されない。ＬＣＥ １５２０の選択的除去によって、エレクトロルミネセントデバイス１５４３を覆うＬＣＥ １５２１が得られる。
【０１４５】
光変換素子の選択的除去の一部として、ＬＣＥ １５３０が、図１０Ｅに示されるように、エレクトロルミネセントデバイス１５４１を覆う領域から除去されるが、エレクトロルミネセントデバイス１５４２及び１５４３を覆う領域からは除去されない。ＬＣＥ １５３０の選択的除去によって、エレクトロルミネセントデバイス１５４２及び１５４３を覆うＬＣＥ １５３１が得られる。
【０１４６】
図１０Ｅの代表的な構造では、ＬＣＥ １５３１は、エレクトロルミネセントデバイス１５４２及び１５４３にわたって延びる。場合によっては、対応する２つのエレクトロルミネセントデバイス間のＬＣＥ １５３１の一部分を図１０Ｆに概略的に示されるように除去して、エレクトロルミネセントデバイス１５４２を覆うＬＣＥ １５３３と、エレクトロルミネセントデバイス１５４３を覆うＬＣＥ １５３２とを得ることができる。そのような場合、ＬＣＥ １５３３及びＬＣＥ １５３２は、同一の層からなる。そのような場合、図８の遮光素子８１０などの遮光素子は、エレクトロルミネセントデバイス１５４２と１５４３との間、並びに、例えばエレクトロルミネセントデバイス１５４１と１５４２との間に形成することができる。
【０１４７】
光変換素子の除去は、例えば、既知のパターニング及びエッチング方法を用いて達成することができる。代表的なパターニング方法としては、フォトリソグラフィが挙げられる。代表的なエッチング方法としては、湿式エッチングが挙げられる。例えば、ＩＩ−ＶＩ半導体光変換素子は、メタノール及び臭素を包含する溶液を使用してエッチングすることができる。
【０１４８】
本明細書に開示の光放出システムは、光源若しくは画像形成デバイスが現在使用されている、又は将来使用されると見込まれる、いずれかの用途で使用することができる。代表的な用途としては、ディスプレイシステム、グラフィックディスプレイシステム、サイネージシステム、投射システム、液晶ディスプレイ、自動車のヘッドランプ、交通信号、屋内ライティング、建築又は芸術的ライティング、一般照明、検査及び／又は測定システム、並びに、ここに開示の光放出システムを使用できる他の任意の用途が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１４９】
本明細書で使用するとき、「垂直の」、「水平の」、「上方の」、「下方の」、「左」、「右」、「上側」及び「下側」、「最上」及び「最下」などの用語、並びに他の類似の用語は、諸図に示される相対的位置を指す。一般に、物理的な実施形態は、異なる向きを有する可能性があり、その場合、それらの用語は、そのデバイスの実際の向きに修正された相対的位置を指すものとする。例えば、図２の構造が図内の向きに対して逆転されている場合でも、光抽出器２７０は、やはり光変換素子２４０の「最上部」にあるものと見なされる。
【０１５０】
本発明の種々の態様の説明を容易にするために、本発明の特定の実施例について上で詳細に説明しているが、その意図は、本発明を実施例の細部に限定することではないことを理解されたい。むしろ、その意図は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨と範囲に包含される全ての修正物、等価物、及び代替物を網羅することである。
【符号の説明】
【０１５１】
２００ 光放出システム
２０５ 共通基板
２１０、２１１、２１２ 発光素子
２２０、２２１、２２２ エレクトロルミネセントデバイス
２３１ スイッチング回路
２４０、２４１、２４２ 光変換素子
２５１ 第１の電極
２５２ ｐ型半導体層
２５４ 活性層
２５６ ｎ型層
２５８ 第２の電極
２７０ 光抽出器
２９０、２９１、２９２ 光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光放出システムに概ね関する。本発明は、特に、２つ以上の光放出領域を有する光放出システムに適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
照明システムは、投射型ディスプレイシステム、液晶ディスプレイ用のバックライトなどを包含する、多種多様な用途で使用される。投射システムは、通常、高圧水銀ランプなど、１つ以上の白色光源を使用する。白色光線は、普通、３原色、すなわち、赤色、緑色、及び青色に分かれ、それぞれの画像形成空間光変調器へと導かれて、原色ごとに画像を生成する。得られる原色画像ビームは、組み合わされ、見るために投射スクリーン上に投射される。
【０００３】
ごく最近では、発光ダイオード（ＬＥＤ）が白色光源の代替物として考えられている。ＬＥＤは、従来の光源に匹敵する輝度及び動作寿命を提供する可能性を有する。しかし、現在のＬＥＤ、特に緑色発光ＬＥＤは、比較的非効率である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光源は、一般に、体積が大きく、１つ以上の原色の発光において非効率であり、集積困難であり、それらを用いる光学システムにおいてサイズ及び電力消費の増大をまねく傾向にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、概して光放出システムに関する。一実施形態では、光放出システムは、２つ以上のモノリシック集積化発光素子を包含する。各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスと、該エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路とを包含する。少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を包含する。
【０００６】
他の実施形態では、光放出システムは、２つ以上のモノリシック集積化発光素子を包含する。各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスを包含する。少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を包含する。
【０００７】
他の実施形態では、光放出システムは、第１の波長で光を出力可能な第１の発光素子と、第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な第２の発光素子と、第１の波長及び第２の波長とは異なる第３の波長で光を出力可能な第３の発光素子とを包含する。第３の発光素子は、第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を第１の波長から第２の波長に変換する第１のフォトルミネセント素子と、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光又は第１のフォトルミネセント素子によって変換された光の少なくとも一部分を第３の波長に変換する第２のフォトルミネセント素子とを包含する。
【０００８】
他の実施形態では、光放出システムは、第１の波長で光を出力可能な第１の発光素子と、第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な第２の発光素子とを包含する。第２の発光素子は、第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を第１の波長から第２の波長に変換するポテンシャル井戸とを包含する。
【０００９】
他の実施形態では、光学システムは、光を放出可能なピクセル化された光放出システムを包含する。各ピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスを包含する。少なくとも１つのピクセルは、該ピクセル内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する１つ以上のポテンシャル井戸と、ピクセル化された光放出システムによって放出された光を受け取る、ピクセル化された空間光変調器と、を包含する。
【００１０】
他の実施形態では、ピクセル化された光放出システムは、画像を形成すること及び光を放出することが可能である。光放出システム内の各ピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスを包含する。少なくとも１つのピクセルは、該ピクセル内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する１つ以上のポテンシャル井戸を包含する。
【００１１】
他の実施形態では、ディスプレイシステムは、第１の複数のピクセルを包含する光放出システムを包含する。各ピクセルは、該ピクセルからの出力光を制御する専用のスイッチング回路を有する。少なくとも１つのピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスと、該エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸とを包含する。ディスプレイシステムは、更に、光放出システムから光を受け取り、第２の複数のピクセルを包含する、空間光変調器（ＳＬＭ）を包含する。第１の複数のピクセル内の各ピクセルは、第２の複数のピクセルの異なるサブセットを照らす。
【００１２】
他の実施形態では、光放出システムは、２つ以上のモノリシック集積化発光素子を包含する。各発光素子は、白色光を出力可能である。少なくとも１つの発光素子は、ＵＶ又は青色光を放出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）と、ＵＶ又は青色光の少なくとも一部分を緑色光に変換する第１のポテンシャル井戸と、緑色、ＵＶ、又は青色光の少なくとも一部分を赤色光に変換する第２のポテンシャル井戸とを包含する。
【００１３】
他の実施形態では、光放出システムは、光を放出可能な複数のエレクトロルミネセントデバイスを包含する。第１の光変換素子は、２つ以上のエレクトロルミネセントデバイスによって放出される光の少なくとも一部分を下方変換するために、それらの２つ以上のエレクトロルミネセントデバイスを覆う。
【００１４】
他の実施形態では、物品は、第１の基板上に製作された複数のエレクトロルミネセントデバイスと、複数のエレクトロルミネセントデバイス内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換するポテンシャル井戸と、第２の基板上に製作された複数のスイッチング回路とを包含する。第２の基板上の各スイッチング回路は、第１の基板上の対応するエレクトロルミネセントデバイスを駆動するように設計される。第１の基板は、第２の基板上の各スイッチング回路が第１の基板上の対応するエレクトロルミネセントデバイスに向かい合うように、第２の基板に取り付けられる。
【００１５】
他の実施形態では、光放出システムは、第１の波長で光を出力可能な第１の発光素子と、第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な第２の発光素子とを包含する。第２の発光素子は、第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、該エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を第１の波長から第１の波長及び第２の波長とは異なる第３の波長に変換する第１の光変換素子と、第１の光変換素子によって変換された光の少なくとも一部分を第３の波長から第２の波長に変換する第２の光変換素子とを包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明がより完全に理解及び評価されよう。
【００１７】
【図１】光放出システムの概略平面図。
【図２】光放出システムの概略側面図。
【図３】光変換素子及びエレクトロルミネセントデバイスの概略側面図。
【図４】回路図の概略図。
【図５】投射システムの概略側面図。
【図６】別の投射システムの概略側面図。
【図７】光放出システムのピクセルと空間光変調器との間の対応を表す概略図。
【図８】光放出システムの概略側面図。
【図９】光放出システムの概略側面図。
【図１０Ａ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｂ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｃ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｄ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｅ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１０Ｆ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１１】光放出システムの概略側面図。
【図１２】発光素子の概略側面図。
【図１３Ａ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｂ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｃ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｄ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｅ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｆ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｇ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１３Ｈ】光放出システムを製作するプロセスの中間の諸段階又は諸工程におけるデバイスの概略図。
【図１４Ａ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｂ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｃ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｄ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｅ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。
【図１４Ｆ】ポテンシャル井戸についての代表的な伝導帯プロファイルの概略図。 多数の図で使用される同一の参照番号は、同一又は類似の特性及び機能を有する同一又は類似の要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本出願は、光放出領域のアレイを包含する光源について教示する。開示される光源は、例えばスペクトルの可視領域内のいずれかの波長で光を効率的に出力することができる。光源は、例えば、１つ以上の原色又は白色光を出力するように設計することができる。光源は、例えば、光放出領域のアレイを基板上にコンパクトに集積できるので、重量が低減された小型のものとなり得る。開示される光源の発光効率及び小型度は、重量、サイズ、及び電力消費が低減された、携帯型の投射システムなど、新規の改良された光学システムをもたらすことができる。
【００１９】
開示される光源は、各領域の出力光を能動的かつ独立して制御できる、より大きい光放出領域及びより小さい光放出領域を有することができる。光源は、例えば、１つ以上のピクセル化された画像形成デバイスを照らすために投射システムにおいて使用することができる。光源の各光放出領域は、画像形成デバイスの異なる部分又はゾーンを照らすことができる。そのような能力によって、画像形成デバイス内の対応するゾーンが必要とする最小限の照明を提供するように光源の光放出領域の出力光強度を能動的に調節できる、効率的な適応照明システムが可能となる。
【００２０】
開示される光源は、単色（例えば、緑色、若しくは黒色背景上に緑色（green on black））の画像、又はカラー画像を形成することができる。開示されるそのような光源は、光源及び画像形成デバイスの主要な機能を組み合わせて、開示される光源を組み込んだ光学システムで使用される要素又はコンポーネントのサイズ、電力消費、コスト、及び数の低減をもたらす。例えば、ディスプレイシステムでは、開示される光源は、光源及び画像形成デバイスの両方の役割を果たし、それによってバックライト若しくは空間光変調器の必要をなくす又は低減することができる。別の例として、開示される光源を投射システムに組み込むと、画像形成デバイス及びリレー光学系の必要がなくなる又は低減される。
【００２１】
発光素子のうちの少なくともいくつかが、電気信号に応答して光を放出可能なＬＥＤなどのエレクトロルミネセントデバイスを包含する、ディスプレイシステムにおけるピクセルのアレイなどの発光素子のアレイが開示される。発光素子のうちのいくつかは、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する、１つ以上のポテンシャル井戸及び／又は量子井戸など、１つ以上の光変換素子を包含する。本明細書で使用するとき、下方変換は、変換された光の波長が変換されていない光の波長よりも大きいことを意味する。
【００２２】
本出願で開示される発光素子のアレイは、例えば、投射システム又は他の光学システムで使用するための、適応照明システムなどの照明システムにおいて使用することができる。
【００２３】
図１１は、各素子が独立して光を出力可能な、発光素子１１１０、１１１１、及び１１１３などの発光素子のアレイを包含する、光放出システム１１００の概略側面図である。各発光素子は、電気信号に応答して光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスを包含する。例えば、発光素子１１１０、１１１１、及び１１１３は、基板１１０５上に配置されたそれぞれのエレクトロルミネセントデバイス１１２０、１１２１、及び１１２３を包含する。
【００２４】
場合によっては、発光素子は、アクティブマトリクスとして構成され、これは、各発光素子が、該素子内の（１つ以上の）エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路を包含することを意味する。そのような場合、発光素子は、該素子専用の（１つ以上の）いずれかのスイッチング回路を包含する。例えば、発光素子１１１３は、エレクトロルミネセントデバイス１１２３を駆動する専用のスイッチング回路１１３０を含んでおり、該スイッチング回路は、トランジスタ１１３１を包含する。
【００２５】
場合によっては、発光素子は、パッシブマトリクスとして構成され、これは、発光素子がアクティブマトリクスとして構成されていないことを意味する。パッシブマトリクス構成では、いずれの発光素子も、発光素子内の（１つ以上の）エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路をもたない。
【００２６】
通常、パッシブマトリクス構成では、光放出システム内のエレクトロルミネセントデバイスは、一度に１つの行に通電される。対照的に、アクティブマトリクス構成では、通常は一度に１つの行がアドレスされるが、スイッチング回路によって、通常、エレクトロルミネセントデバイスに連続的に通電できるようになる。
【００２７】
場合によっては、光放出システム１１００内のエレクトロルミネセントデバイスの少なくとも一部、例えばすべては、モノリシック集積化される。本明細書で使用するとき、モノリシック集積化には、必ずしもこれだけに限定するものではないが、同一の基板（共通基板）上に製造され、その同一の基板上で最終用途に使用される、２つ以上の電子デバイスが包含される。ユニットとして別の基板に移されるモノリシック集積化デバイスは、モノリシック集積化されたままである。代表的な電子デバイスとしては、ＬＥＤ、トランジスタ、及びコンデンサが挙げられる。
【００２８】
２つ以上の素子それぞれの諸部分がモノリシック集積化される場合、それら２つの素子は、モノリシック集積化されているものと見なされる。例えば、２つの発光素子は、例えばそれらの２つの素子内のエレクトロルミネセントデバイスがモノリシック集積化されている場合、モノリシック集積化されている。これは、例えば、各素子内の光変換素子が対応するエレクトロルミネセントデバイスに接着結合されている場合でも言えることである。
【００２９】
エレクトロルミネセントデバイスが半導体層を包含する場合、それらのエレクトロルミネセントデバイスは、それらが同一の基板上に製造される場合、及び／又はそれらが共通の半導体層を包含する場合、モノリシック集積化されている。例えば、各エレクトロルミネセントデバイスがｎ型半導体層を包含する場合、それらのデバイスは、ｎ型半導体層がそれらのエレクトロルミネセントデバイス全域にわたって延びる場合にはモノリシック集積化されている。そのような場合、エレクトロルミネセントデバイス内のｎ型半導体層は、エレクトロルミネセントデバイス全域にわたる連続層を形成する。
【００３０】
光放出システム１１００内の少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内の（１つ以上の）エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換する、１つ以上の光変換素子を包含する。例えば、発光素子１１１０は、光変換素子１１４０及び１１４１を含み、発光素子１１１１は、光変換素子１１４２を含む。場合によっては、光変換素子は、ポテンシャル井戸若しくは量子井戸とすることができ、又はポテンシャル井戸若しくは量子井戸を包含することができる。
【００３１】
本明細書で使用するとき、ポテンシャル井戸は、キャリアを１つの次元内だけに閉じ込めるように設計された多層半導体構造内の（１つ以上の）半導体層を意味しており、その際、（１つ以上の）半導体層は、周囲の層よりも低い伝導帯エネルギー、及び／又は周囲の層よりも高い価電子帯エネルギーを有する。量子井戸は、一般に、量子化効果が井戸内の電子正孔対再結合のためのエネルギーを増大させるほど十分に薄いポテンシャル井戸を意味する。量子井戸は、通常、約１００ｎｍ以下、又は約１０ｎｍ以下の厚さを有する。
【００３２】
光放出システム１１００内の一部の発光素子は、光変換素子を包含しない。例えば、発光素子１１１３は、エレクトロルミネセントデバイス１１２３を包含するが、光変換素子を包含しない。そのような場合、発光素子及び該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスの光出力は、同一の波長又はスペクトルを有する。
【００３３】
ディスプレイシステムの状況では、発光素子は、光放出システム内のピクセル又はサブピクセルとすることができる。ピクセル化された光放出システムは、例えばスペクトルの可視領域内の異なる波長で光を放出することができる。例えば、光放出システム１１００内のエレクトロルミネセントデバイスは、青色光を放出することができる。光変換素子１１４０は、エレクトロルミネセントデバイス１１２０によって放出された青色光を吸収し、緑色光を放出する、青色／緑色光変換ポテンシャル井戸を包含することができる。光変換素子１１４１は、ポテンシャル井戸１１４０によって放出される緑色光を吸収し、赤色光を放出する、緑色／赤色光変換ポテンシャル井戸を包含することができる。光変換素子１１４２は、エレクトロルミネセントデバイス１１２１によって放出された青色光を吸収し、緑色光を放出する、青色／緑色光変換ポテンシャル井戸を包含することができる。そのような場合、発光素子１１１０、１１１１、及び１１１３は、それぞれ、赤色、緑色、及び青色光を出力する。
【００３４】
光放出システム１１００は、例えばスペクトルの可視領域内のいずれかの波長で光を効率的に出力することができる。例えば、光放出システム１１００は、青色発光エレクトロルミネセントデバイス及び青色／緑色光変換ポテンシャル又は量子井戸がきわめて効率の高いものとなり得るので、効率的に緑色光を放出することができる。改善された効率は、デバイス１１００に類似の光放出システムを組み込んだ光学システムにおいて電力消費の低減をもたらすことができる。
【００３５】
光放出システム１１００は、従来の光源よりも小型になり得る。したがって、光放出システム１１００を用いる光学システムは、より小型の、例えば、より薄いものとなることができ、重量の低減されたものとなることができる。
【００３６】
投射システム又はバックライトシステムにおけるような一部の用途では、光放出システム１１００は、１つ以上の画像形成デバイスを照らす光源の役割を果たすことができる。光放出システムは、例えば原色又は白色光を効率的に放出するように設計することができる。光放出システム１１００の改善された効率及び小型度によって、改良型及び／又は新規のシステム設計が可能となる。例えば、サイズ、電力消費、及び重量が低減された、携帯型のバッテリ駆動式光学システムを設計することができる。
【００３７】
投射システムにおけるような一部の用途では、光放出システム１１００は、光源及び画像形成デバイスの役割を果たすことができる。そのような用途では、液晶画像形成デバイス（ＬＣＤ）又はデジタルマイクロミラー画像形成デバイス（ＤＭＤ）などの従来の画像形成デバイスを、投射システムからなくすことができる。従来の投射システムは、光源から画像形成デバイスに光を伝える１つ以上のリレー光学系を包含する。光放出型の画像形成デバイス１１００を組み込んだ投射システムではリレー光学系をなくすことができ、それによって、素子の数、サイズ、電力消費、重量、及び全体的なコストが削減される。
【００３８】
一般に、光放出システム１１００内の発光素子のアレイは、用途において望ましい任意のタイプのアレイとすることができる。場合によっては、アレイは、ｎが２以上である１×ｎアレイなど、１行又は１列とすることができる。場合によっては、アレイは、ｍ×ｍアレイなどの正方形アレイとすることもでき、又は、ｎ及びｍの両方が２以上で、ｍとｎとが異なる、ｍ×ｎアレイなどの長方形アレイとすることもできる。場合によっては、アレイは、台形アレイ、六角形アレイ、又は、任意の規則的なタイプ若しくは不規則なタイプのアレイなど、他のいずれかのタイプのアレイとすることができる。
【００３９】
場合によっては、アレイ内の発光素子（又は、ディスプレイシステムの状況ではアレイ内のピクセル）は、等しいサイズのものとすることもでき、又は例えば異なる色の効率の差を考慮するために異なるサイズのものとすることもできる。
【００４０】
発光素子のアレイにおける発光素子は、例えば、アレイを組み込んだデバイスの光学的及び電気的機能に適応するように、正方形、楕円形、長方形、又はより複雑な形状など、いかなる形状を有することもできる。アレイ内の発光素子は、用途において望ましい可能性のある任意の配置で設置することができる。例えば、素子は、例えば長方形又は六角形配置で、均一に間隔をあけることができる。場合によっては、素子は、例えば糸巻形（pincushion）若しくは樽形（barrel）歪曲などの光学収差を低減又は補正することによって、例えばデバイス性能を改善するために、不均一に設置することができる。
【００４１】
図１は、発光素子１１０〜１１４などの２つ以上の発光素子を包含する光放出システム１００の概略平面図である。各発光素子は、電気的に駆動されたときに光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスを包含する。各発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動するスイッチング回路を更に包含する。例えば、発光素子１１０は、エレクトロルミネセントデバイス１２０と、エレクトロルミネセントデバイス１２０を駆動するスイッチング回路１３０とを包含する。場合によっては、発光素子は、１つよりも多くのエレクトロルミネセントデバイスを包含してもよい。
【００４２】
光放出システム１００内の少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換する、１つ以上の光変換素子（ＬＣＥ）を包含する。例えば、発光素子１１０は、エレクトロルミネセントデバイス１２０によって放出された光の下方変換などの変換が可能な光変換素子１４０を包含する。別の例として、発光素子１１２は、光変換素子を包含しない。
【００４３】
光変換素子１４０には、第１の波長で光を受け取り、受け取った光の少なくとも一部分を第１の波長とは異なる第２の波長の光に変換することが可能な、任意の素子を含めることができる。例えば、光変換素子１４０には、蛍光体（phosphor）、蛍光染料、ポリフルオレンなどの共役発光有機材料、ポテンシャル井戸、量子井戸、又は量子ドットを含めることができる。光変換素子として使用できる代表的な蛍光体としては、ストロンチウムチオガレート、ドープＧａＮ、銅活性化硫化亜鉛、及び銀活性化硫化亜鉛が挙げられる。
【００４４】
無機半導体ポテンシャル及び量子井戸などの無機ポテンシャル及び量子井戸は、通常、高い光変換効率を有しており、水分などの環境要素の影響を受けにくいことにより、より信頼性が高い。更に、無機ポテンシャル及び量子井戸は、より狭い出力スペクトルを有する傾向にあり、例えば、改善された色域をもたらす。
【００４５】
エレクトロルミネセントデバイス１２０は、電気信号の存在下で光を放出可能である。例えば、場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１２０は、デバイス全体にわたって強い電場が印加されるときに光を放出することができる。別の例として、エレクトロルミネセントデバイス１２０は、デバイス内を流れる電流に応答して光を放出することができる。
【００４６】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１２０には、電気エネルギーを吸収するときに光を放出可能なリン光性材料を含めることができる。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１２０には、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザダイオードなど、半導体エレクトロルミネセントデバイスを含めることができる。
【００４７】
光放出システム１００は、図１には示されていない外部回路からスイッチング回路に電気信号を印加する、行イネーブル電極１５０及び列データ電極１６０を更に包含する。場合によっては、行イネーブル電極１５０は、光放出システムの行に選択的にアドレスするために光放出システムの行に沿って配置され、列データ電極１６０は、光放出システムの列に選択的にアドレスするために光放出システムの列に沿って配置される。場合によっては、行イネーブル電極１５０及び列データ電極１６０は、図１には明示されていない、それぞれの行及び列ドライバ回路に接続される。
【００４８】
光放出システム１００内のエレクトロルミネセントデバイスは、電気信号に応答して光を放出可能な任意のデバイスとすることができる。例えば、エレクトロルミネセントデバイスは、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許公開第２００６／０１２４９１７号、名称「多色、広帯域、又は『白色』発光のための短波長ＬＥＤの適合（Adapting Short-Wavelength LED’s for Polychromatic, Broadband, or ‘White’ Emission）」に論じられているように、電流に応答して光子を放出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。
【００４９】
ＬＥＤエレクトロルミネセントデバイスは、用途において望ましい可能性のあるいかなる波長でも光を放出することができる。例えば、ＬＥＤは、ＵＶ波長、可視波長、又はＩＲ波長で光を放出することができる。場合によっては、ＬＥＤは、ＵＶ光子を放出可能な短波長ＬＥＤとすることができる。一般に、ＬＥＤ及び／又は光変換素子（ＬＣＥ）は、Ｓｉ若しくはＧｅなどのＩＶ族元素；ＩｎＡｓ、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ、ＧａＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどのＩＩＩ−Ｖ化合物、並びにＡｌＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＮなどのＩＩＩ−Ｖ化合物の合金；ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＢｅＳｅ、ＭｇＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＢｅＴｅ、ＭｇＴｅ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＢｅＳ、ＭｇＳなどのＩＩ−ＶＩ化合物、及びＩＩ−ＶＩ化合物の合金、又は、以上に列挙した化合物のいずれかの合金を含めた、有機半導体又は無機半導体などのいずれかの適切な材料から構成することができる。
【００５０】
場合によっては、ＬＥＤは、１つ以上のｐ型半導体層及び／又はｎ型半導体層、１つ以上のポテンシャル井戸及び／又は量子井戸を含み得る１つ以上の活性層、バッファ層、基板層、並びにスーパーストレート（superstrate）層を包含することができる。
【００５１】
場合によっては、ＬＥＤ及び／又はＬＣＥは、合金の３つの構成要素として化合物ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、及びＭｇＳｅを有する、ＣｄＭｇＺｎＳｅ合金を包含することができる。場合によっては、Ｃｄ、Ｍｇ、及びＺｎのうちの１つ以上、特にＭｇは、合金中でゼロの濃度を有してよく、したがって、合金になくてよい。例えば、ＬＣＥは、赤色で発光可能なＣｄ０．７０Ｚｎ０．３０Ｓｅ量子井戸、又は緑色で発光可能なＣｄ０．３３Ｚｎ０．６７Ｓｅ量子井戸を包含することができる。別の例として、ＬＥＤ及び／又はＬＣＥは、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｅ、及び所望選択のＭｇからなる合金を包含することができ、その場合、合金系は、Ｃｄ（Ｍｇ）ＺｎＳｅによって表すことができる。別の例として、ＬＥＤ及び／又はＬＣＥは、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｅ、及び所望選択のＺｎからなる合金を包含することができる。場合によっては、量子井戸ＬＣＥは、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、又は約２ｎｍ〜約３５ｎｍの範囲の厚さを有する。
【００５２】
場合によっては、半導体ＬＥＤ又はＬＣＥは、ｎドープ又はｐドープされていてよく、その際、ドーピングは、任意の適切な方法によって、また任意の適切なドーパントを含めることによって、達成することができる。場合によっては、ＬＥＤ及びＬＣＥは、同一の半導体族に由来する。場合によっては、ＬＥＤ及びＬＣＥは、異なる２つの半導体族に由来する。例えば、場合によっては、ＬＥＤは、ＩＩＩ−Ｖ半導体デバイスであり、ＬＣＥは、ＩＩ−ＶＩ半導体デバイスである。場合によっては、ＬＥＤは、ＡｌＧａＩｎＮ半導体合金を含み、ＬＣＥは、Ｃｄ（Ｍｇ）ＺｎＳｅ半導体合金を含む。
【００５３】
ＬＣＥは、ホットメルト接着剤などの接着剤、溶接、圧力、熱、又はそのような方法の組み合わせなど、任意の適切な方法によって、対応するエレクトロルミネセントデバイス上に配置する又は取り付けることができる。好適なホットメルト接着剤の例としては、半結晶ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、及びアクリル樹脂が挙げられる。
【００５４】
場合によっては、ＬＣＥは、ウエファーボンディング技術によって、対応するエレクトロルミネセントデバイスに取り付けることができる。例えば、エレクトロルミネセントデバイスの最上表面及びＬＣＥの最下表面を、例えばプラズマ支援又は従来のＣＶＤプロセスを使用して、シリカ又は他の無機材料の薄層でコーティングすることができる。次に、コーティングされた表面を、所望により平坦化し、熱、圧力、水、又は１つ以上の化学剤の組み合わせを使用して結合することができる。結合は、コーティングされた表面のうちの少なくとも１つに水素原子を衝突させることによって、又は低エネルギープラズマを使用して表面を活性化させることによって、改善することができる。ウエファーボンディング方法は、例えば、米国特許第５，９１５，１９３号及び同第６，５６３，１３３号、並びにＱ．−Ｙ．トン（Q. -Y. Tong）及びＵ．ゴスレ（U. Gosele）による「半導体ウエファーボンディング（Semiconductor Wafer Bonding）」（ジョン・ワイリー・アンド・サンズ（John Wiley & Sons）、ニューヨーク、１９９９）の第４章及び第１０章に記載されている。
【００５５】
場合によっては、量子又はポテンシャル井戸ＬＣＥは、対応するエレクトロルミネセントデバイスから放出された光の吸収を助けるために、井戸に近接した１つ以上の光吸収層を有することができる。場合によっては、吸収層は、光生成されたキャリアが効率的にポテンシャル井戸に拡散できる材料から構成される。場合によっては、光吸収層は、無機半導体などの半導体を包含することができる。場合によっては、量子又はポテンシャル井戸ＬＣＥは、バッファ層、基板層、及びスーパーストレート層を包含することができる。
【００５６】
エレクトロルミネセントデバイス又はＬＣＥは、任意の適切な方法によって製造することができる。例えば、半導体エレクトロルミネセントデバイス及び／又はＬＣＥは、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、液相エピタキシー（ＬＰＥ）、又は気相エピタキシー（ＶＰＥ）を使用して製造することができる。
【００５７】
光放出システム１００は、各発光素子又はピクセルの輝度を独立して制御できる、非常に小さなサイズでの画像の直接形成を可能にする。あるいは、光放出システムは、画像形成デバイスの「ゾーン照明（zone illumination）」に使用することができ、それにより、最終画像の暗い領域に対応する（１つ以上の）発光システムピクセルの輝度を暗くする又は低減することによって、電力消費の低減が可能になる。高度に制御可能な光源を提供できることは、光放出システムを用いる投射システムなどの光学システムのエネルギーの節約並びにサイズの最小化における、大きな利点をもたらす。
【００５８】
図２は、共通基板２０５上に配置された発光素子２１０〜２１２などの発光素子のアレイを包含する、光放出システム２００の概略側面図である。各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスと、該エレクトロルミネセントデバイスを駆動するスイッチング回路とを包含する。例えば、発光素子２１０は、エレクトロルミネセントデバイス２２０と、エレクトロルミネセントデバイス２２０を駆動するスイッチング回路２３１とを含んでおり、該スイッチング回路は、１つ以上のトランジスタを含むことができる。エレクトロルミネセントデバイス２２０は、第１の電極２５１と、ｐ型半導体層２５２と、任意の半導体活性層２５４と、ｎ型半導体層２５６と、任意の第２の電極２５８とを包含する。
【００５９】
電極２５１は、ｐ型層２５２とのオーム接触を提供し、ｐ型層２５２内に電流を拡散させるように設計される。任意の活性層２５４は、通常は半導体層であり、通常、ｐ型層２５２及びｎ型層２５６から注入される電子正孔対の放射再結合のための、多重量子井戸層である。
【００６０】
ｎ型層２５６が該ｎ型層内を流れる電流を適切に拡散させるのに十分に伝導性があるときなど、場合によっては、第２の電極２５８を、例えば、エレクトロルミネセントデバイス又は光放出システムの周辺部に形成することができる。
【００６１】
代表的な光放出システム２００では、ｎ型層２５６は、発光素子２１０〜２１２にわたって延びており、これは、ｎ型層２５６が発光素子２１０〜２１２にわたる連続層を形成することを意味する。一般に、発光素子内の半導体層は、他の発光素子にわたって延びても延びなくてもよい。例えば、場合によっては、各発光素子は、不連続のｎ型層２５６を有することができる。
【００６２】
発光素子２１０は、エレクトロルミネセントデバイス２２０によって放出された光を変換する光変換素子を更に包含する。一般に、光放出システム２００内の少なくとも１つの発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換などで変換する、ポテンシャル井戸又は量子井戸などの光変換素子を包含する。場合によっては、光放出システム２００内の各発光素子は、光変換素子を包含する。
【００６３】
代表的な光放出システム２００では、発光素子２１０は、エレクトロルミネセントデバイス２２０上に配置された光変換素子２４０を含み、発光素子２１１は、エレクトロルミネセントデバイス２２１上に配置された光変換素子２４１を含み、発光素子２１２は、エレクトロルミネセントデバイス２２２上に配置された光変換素子２４２を含む。
【００６４】
場合によっては、発光素子２１０は、第１の波長λ１で光２９０Ａを出力可能であり、発光素子２１１は、第２の波長λ２で光２９１Ａを出力可能であり、発光素子２１２は、第３の波長λ３で光２９２Ａを出力可能である。場合によっては、波長λ２は、λ１とは異なり、波長λ３は、λ１及びλ２とは異なる。
【００６５】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス２２０は、λ１’で光２９０を放出可能であり、エレクトロルミネセントデバイス２２１は、λ２’で光２９１を放出可能であり、エレクトロルミネセントデバイス２２２は、λ３’で光２９２を放出可能である。場合によっては、波長λ２’は、λ１’とは異なり、波長λ３’は、λ１’及びλ２’とは異なる。場合によっては、波長λ１’は、波長λ１とは異なり、波長λ２’は、波長λ２とは異なり、波長λ３’は、波長λ３とは異なる。そのような場合、光変換素子２４０は、波長λ１’の光２９０の少なくとも一部分を波長λ１の光２９０Ａに変換し、光変換素子２４１は、波長λ２’の光２９１の少なくとも一部分を波長λ２の光２９１Ａに変換し、光変換素子２４２は、波長λ３’の光２９２の少なくとも一部分を波長λ３の光２９２Ａに変換する。
【００６６】
場合によっては、発光素子２１０によって出力される光は、単に、エレクトロルミネセントデバイス２２０によって放出される光であってもよい。そのような場合、波長λ１及びλ１’は、ほぼ同一である。そのような場合、ＬＣＥ ２４０は、エレクトロルミネセント素子２１０から除去され、例えば、光放出システムを平坦化するのを例えば助けるために、同程度の厚さのトランスペアレントな素子に置き換えることができる。
【００６７】
一般に、光変換素子２４０は、光の少なくとも一部分を第１の波長から第１の波長とは異なる第２の波長に変換可能ないかなる素子とすることもできる。場合によっては、光変換素子２４０は、吸収及びフォトルミネセンスによって光を変換可能なフォトルミネセント素子とすることができる。場合によっては、フォトルミネセント素子は、１つ以上のポテンシャル及び／又は量子井戸を包含することができる。
【００６８】
場合によっては、光変換素子は、ポテンシャル井戸を包含することができる。一般に、ポテンシャル井戸は、任意の伝導及び／又は価電子帯プロファイルを有することができる。ポテンシャル井戸についてのいくつかの代表的な伝導帯プロファイルが図１４Ａ〜１４Ｆに概略的に示されており、ＥＣは、伝導帯エネルギーを表す。具体的には、図１４Ａに示されるポテンシャル井戸１４１０は、正方形又は長方形プロファイルを有し、図１４Ｂに示されるポテンシャル井戸１４２０は、第２の長方形プロファイル１４２２及び第３の長方形プロファイル１４２３と組み合わされた第１の長方形プロファイル１４２１を有し、図１４Ｃに示されるポテンシャル井戸１４３０は、直線的に傾斜したプロファイルを有し、図１４Ｄに示されるポテンシャル井戸１４４０は、長方形プロファイル１４４２と組み合わされた、直線的に傾斜したプロファイル１４４１を有し、図１４Ｅに示されるポテンシャル井戸１４５０は、放物線状など、湾曲したプロファイルを有し、図１４Ｆに示されるポテンシャル井戸１４６０は、長方形プロファイル１４６２と組み合わされた放物線状プロファイル１４６１を有する。
【００６９】
図２に戻って参照すると、場合によっては、波長λ１’、λ２’、及びλ３’は、スペクトルの青色、紫色、又はＵＶ領域など、スペクトルの同一領域にあってよい。場合によっては、波長λ１’、λ２’、及びλ３’は、ほぼ同一であってよい。例えば、波長λ１’、λ２’、及びλ３’は、スペクトルの青色、紫色、又はＵＶ領域内のほぼ同一の波長であってよい。
【００７０】
場合によっては、λ１’、λ２’、及びλ３’は、ほぼ同一の波長であり、波長λ１は、λ１’とほぼ同一であり、波長λ２は、λ２’とは異なり、波長λ３は、λ３’とは異なる。例えば、波長λ１、λ１’、λ２’、及びλ３’は、すべて約４６０ｎｍ（青色）とすることができ、λ２は、約５４０ｎｍ（緑色）とすることができ、λ３は、約６３０ｎｍ（赤色）とすることができる。
【００７１】
場合によっては、λ１、λ１’、λ２’、及びλ３’は、スペクトルの青色領域など、スペクトルの同一の第１の領域にあり、波長λ２は、スペクトルの緑色領域など、第１の領域とは異なるスペクトルの第２の領域にあり、波長λ３は、スペクトルの赤色領域など、第１の領域及び第２の領域とは異なるスペクトルの第３の領域にある。
【００７２】
場合によっては、光変換素子２４０は、初めに波長λ１’の光を第３の波長に変換することによって、波長λ１’の光を波長λ１の光に変換してもよい。例えば、図３は、第１のフォトルミネセント素子３０５と第２のフォトルミネセント素子３１０とを包含する、光変換素子３４０の概略側面図である。フォトルミネセント素子３０５は、デバイス２２０に類似のエレクトロルミネセントデバイス３２０から波長λ１’の光３９０を受け取り、光３９０の少なくとも一部分を波長λ１”の光３９０Ｂに変換する。第２のフォトルミネセント素子３１０は、光３９０Ｂの少なくとも一部分を波長λ１の光３９０Ａに変換する。
【００７３】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス３２０は、スペクトルの青色領域の光を放出可能であってもよく、フォトルミネセント素子３０５は、青色光の一部分をスペクトルの緑色領域の光に変換してもよく、フォトルミネセント素子３１０は、素子３０５から出てくる緑色光の一部分をスペクトルの赤色領域の光に変換してもよい。
【００７４】
場合によっては、各フォトルミネセント層は、それが受け取る光の一部分だけを変換し、残りを透過する。例えば、エレクトロルミネセントデバイス３２０は、青色光を放出することができ、フォトルミネセント素子３０５は、青色光の一部分を緑色光に変換し、青色光の残りを透過することができ、フォトルミネセント素子３１０は、緑色及び／又は青色光の一部分を赤色光に変換し、フォトルミネセント素子３０５から受け取る青色及び緑色光の残りを透過することができる。そのような場合、フォトルミネセント素子３１０によって出力される光は、ほぼ白色の光であり得る。
【００７５】
場合によっては、図２の光放出システム２００内の異なる発光素子は、可視スペクトル内の３つを超える異なる領域で光を出力することができる。例えば、発光素子は、例えば光放出システムによって出力される全体的な光の色特性を改善するために、可視スペクトル内の５つの異なる領域で光を出力することができる。例えば、いくつかの発光素子は、青色光を出力することができ、いくつかの発光素子は、シアン色光を、例えば約５００ｎｍで出力することができ、いくつかの発光素子は、緑色光を出力することができ、いくつかの発光素子は、黄色又はオレンジ色光を出力することができ、いくつかの発光素子は、赤色光を出力することができる。
【００７６】
場合によっては、シアン色出力光は、シアン色光を再放出可能なポテンシャル井戸を用いて達成することができ、又は、第１のポテンシャル井戸が例えば約４６０ｎｍで再放出可能で、第２のポテンシャル井戸が例えば約５４０ｎｍで再放出可能である、２つのポテンシャル井戸の出力を組み合わせることによって、達成することもできる。
【００７７】
場合によっては、第１のポテンシャル井戸が例えば約４６０ｎｍで再放出可能で、第２のポテンシャル井戸が例えば約６３０ｎｍで再放出可能である、２つのポテンシャル井戸の出力を組み合わせることによって、マゼンタ色出力光を達成することができる。
【００７８】
図２の発光素子２１０は、光抽出器の下方に配置された層２４０などの１つ以上の層から光を抽出する、光抽出器２７０を更に包含する。一般に、光は、用途に適したいずれかの手段によって抽出することができる。例えば、光は、封入（encapsulation）によって抽出することができ、その際、封入素子は、例えば、抽出された光を部分的にコリメートする半球形プロファイルを有することができる。光は、また、発光素子内の１つ以上の層の最上面及び／又はより下方の表面をパターニング又はテクスチャリング、例えば粗面処理することによって抽出することができる。別の例として、光は、光変換素子及び／又はエレクトロルミネセントデバイス及び／又は発光素子内の他の層の外表面上にフォトニック結晶を形成することによって、抽出することができる。代表的なフォトニック結晶は、例えば、米国特許第６，９８７，２８８号及び同第７，１６１，１８８号に記載されている。場合によっては、光は、出力表面上に光抽出器２７０などの光学素子を形成することによって抽出することができる。光抽出器２７０は、本来なら例えば全内部反射により発光素子から出てこない光の少なくとも一部分を抽出可能な、いかなる素子とすることもでき、いかなる形状を有することもできる。代表的な光抽出器は、例えば、同一所有者の米国特許仮出願第６０／８０４，８２４号（２００６年６月１４日出願、代理人整理番号６２２１７ＵＳ００３）、名称「再放出半導体構造及び光学素子を備えたＬＥＤデバイス（LED Device with Re-emitting Semiconductor Construction and Optical Element）」；同一所有者の米国特許仮出願第６０／８６６，２６５号（２００６年１１月１７日出願、代理人整理番号６２６３８ＵＳ００２）、名称「光学的抽出器を備えた平坦化ＬＥＤ（Planarized LED with Optical Extractor）」；及び同一所有者の米国特許仮出願第６０／８０４，５４４号（２００６年６月１２日出願、代理人整理番号６２２１８ＵＳ００２）、名称「再放出半導体構造及び収束光学素子を備えたＬＥＤデバイス（LED Device with Re-emitting Semiconductor Construction and Converging Optical Element）」に記載されており、それらの全体を参照により本明細書に組み込む。
【００７９】
場合によっては、発光素子は、専用の光抽出器を有することができる。場合によっては、光抽出器は、発光素子を越えて延びることができる。例えば、場合によっては、光抽出器は、２つ以上の発光素子にわたって延びることができる。
【００８０】
一般に、光抽出器２７０は、光学的にトランスペアレントであり、場合によっては、比較的高い屈折率を有する。抽出器のための代表的な材料としては、高屈折率ガラス（例えば、ショット・グラス・タイプＬＡＳＦ３５（Schott glass type LASF35）、ニューヨーク州エルムスフォード（Elmsford）のショット・ノース・アメリカ（Schott North America, Inc.）から商品名ＬＡＳＦ３５で入手可能）、並びにセラミックス（例えば、サファイア、酸化亜鉛、ジルコニア、ダイヤモンド、及び炭化ケイ素）などの無機材料が挙げられる。代表的な有用なガラスは、同一出願人による米国特許出願第１１／３８１，５１８号、名称「高屈折率ガラスから構成されるＬＥＤ抽出器（LED Extractor Composed of High Index Glass）」に記載されており、その出願を参照により本明細書に組み込む。サファイア、酸化亜鉛、ダイヤモンド、及び炭化ケイ素は、比較的高い熱伝導率（０．２〜５．０Ｗ／ｃｍＫ）も有するので、特に有用なセラミック材料である。場合によっては、光抽出器２７０は、高屈折率ポリマー又はナノ粒子充填ポリマーを含んでおり、その際、ポリマーは、例えば熱可塑性及び／又は熱硬化性とすることができる。場合によっては、熱可塑性ポリマーには、ポリカーボネート及び環状オレフィンコポリマーを含めることができる。場合によっては、熱硬化性ポリマーは、例えば、アクリル、エポキシ、シリコーン、又は当該技術分野において既知の他のものとすることができる。代表的なセラミックナノ粒子としては、ジルコニア、チタニア、酸化亜鉛、及び硫化亜鉛が挙げられる。
【００８１】
抽出器２７０は、機械加工若しくは成型などの従来技術によって、又は、同一出願人による米国特許公開第２００６／００９４３４０（Ａ１）号、名称「光学及び半導体素子を製造するプロセス（Process For Manufacturing Optical And Semiconductor Elements）」；米国特許公開第２００６／００９４３２２（Ａ１）号、名称「発光アレイを製造するプロセス（Process For Manufacturing A Light Emitting Array）」；及び米国特許出願第１１／２８８，０７１号、名称「光学素子のアレイ及びその製造方法（Arrays of Optical Elements and Method of Manufacturing Same）」に開示されている精密研磨技術を用いて製造することができ、それらの文献の全体を参照により本明細書に組み込む。他の代表的な製造技術は、同一出願人による米国特許出願第１１／３８１，５１２号、名称「ＬＥＤ抽出器アレイを製造する方法（Methods Of Making LED Extractor Arrays）」に記載されており、それを参照により本明細書に組み込む。
【００８２】
場合によっては、図２の光放出システム２００内の発光素子は、アクティブマトリクスアレイとして構成される。そのような場合、光放出システム内の各発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路を包含する。例えば、発光素子２１０は、図２には示されていない１つ以上のトランジスタを包含することのできるスイッチング回路２３１を包含する。
【００８３】
場合によっては、光放出システム２００内の発光素子は、パッシブマトリクスアレイとして構成される。そのような場合、光放出システム内のいずれの発光素子も、専用のスイッチング回路をもたない。場合によっては、ｐ型電極は、行を形成するように接続され、ｎ型電極は、列を形成するように接続される。
【００８４】
基板２０５は、用途に適している可能性のあるいずれかの材料を包含することができる。例えば、基板２０５は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＰ、サファイア、ＳｉＣ、及びＺｎＳｅを含んでよく、又はそれらで作製されてよい。場合によっては、基板２０５は、ｎドープ、ｐドープ、絶縁、又は半絶縁であってよく、その際、ドーピングは、いずれか好適な方法によって、及び／又はいずれか好適なドーパントを含めることによって、達成されてよい。
【００８５】
場合によっては、光放出システム２００は、基板２０５を包含しない。例えば、光放出システム２００の様々な素子を、基板２０５上に形成し、次いで、例えばエッチング又はアブレーションによって、基板から分離することができる。
【００８６】
図４は、発光素子がアクティブマトリクスアレイとして構成される、光放出システム２００に類似の光放出システム４００内の、発光素子２１０〜２１２に類似の３つの発光素子４１０〜４１２の概略回路図である。光放出システム４００は、行イネーブルライン４２５及び４２６と、列データライン４３０〜４３２とを更に包含する。各発光素子は、該発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路を包含する。例えば、発光素子４１０は、トランジスタ４４０及び４４１とコンデンサ４５０とを包含する、スイッチング回路２３１に類似のスイッチング回路４６０を包含する。各発光素子は、図４ではダイオード記号によって識別される、エレクトロルミネセントデバイス２２０に類似のエレクトロルミネセントデバイスを更に包含する。具体的には、発光素子４１０は、エレクトロルミネセントデバイス４２０に電圧Ｖｓを印加可能な電力供給源４０５に接続された、エレクトロルミネセントデバイス４２０を含んでおり、発光素子４１１は、電力供給源４０５に接続されたエレクトロルミネセントデバイス４２１を含んでおり、発光素子４１２は、電力供給源４０５に接続されたエレクトロルミネセントデバイス４２２を含む。
【００８７】
トランジスタ４４０は、ゲート電極４４０Ｇと、接地されたソース電極４４０Ｓと、エレクトロルミネセントデバイス４２０に接続されたドレイン電極４４０Ｄとを包含する。トランジスタ４４１は、行イネーブルライン４２５に接続されたゲート電極４４１Ｇと、列データライン４３０に接続されたドレイン電極４４１Ｄと、トランジスタ４４０のゲート電極に接続されたソース電極とを包含する。
【００８８】
トランジスタ４４１は、主に、トランジスタ４４０のゲート４４０Ｇのところの電圧ＶＧを制御するスイッチ・トランジスタとして設計される。電圧ＶＧは、また、コンデンサ４５０にかかる電圧である。コンデンサ４５０は、主に、例えば行イネーブルライン４２５によって十分に低い信号がゲート４４１Ｇに印加されることにより、トランジスタ４４１がオフになるときでも、トランジスタ４４０のゲートのところの電圧ＶＧを維持するように設計される。
【００８９】
トランジスタ４４０は、主に、エレクトロルミネセントデバイス４２０を流れる電流を制御するドライブ・トランジスタとして設計される。エレクトロルミネセントデバイス４２０を流れる電流は、デバイスによって放出される光の強度を制御することができる。
【００９０】
場合によっては、光放出システム４００は、デバイスの平面内に画像を形成可能なディスプレイデバイスとすることができる。そのような場合、各エレクトロルミネセント素子は、ディスプレイデバイス内のピクセルとすることができる。場合によっては、エレクトロルミネセント素子４１０〜４１２は、ピクセル内の３つのサブピクセルとすることができる。例えば、エレクトロルミネセント素子４１０は、赤色光を出力可能な赤色サブピクセルとすることができ、エレクトロルミネセント素子４１１は、緑色光を出力可能な緑色サブピクセルとすることができ、エレクトロルミネセント素子４１２は、青色光を出力可能な青色サブピクセルとすることができ、その際、場合によっては、出力される３つの光の組み合わせが白色又は他の色の光をもたらすことができる。
【００９１】
図５は、光放出システム５１０と、投射光学系５６０と、任意の投射スクリーン５９０とを包含する、投射システム５００の概略側面図である。光放出システム５１０は、光放出システム２００に類似であり、光を放出し、放出システムの平面５１５内に画像を形成することが可能であり、ピクセル化されており、ピクセル５２０〜５２２などの複数のピクセルを包含する。各ピクセルは、白色光を出力可能であり、各サブピクセルが異なる原色光を出力可能な３つのサブピクセルを包含する。例えば、ピクセル５２０は、各サブピクセルがエレクトロルミネセントデバイスを包含する、３つのサブピクセル５７０〜５７２を包含する。具体的には、サブピクセル５７０は、エレクトロルミネセントデバイス５０１を含んでおり、サブピクセル５７１は、エレクトロルミネセントデバイス５０２を含んでおり、サブピクセル５７２は、エレクトロルミネセントデバイス５０３を含んでおり、その際、エレクトロルミネセントデバイス５０１〜５０３は、例えば基板５０５上に、モノリシック集積化することができる。各サブピクセルは、説明を簡単にするために図５には示していないが、サブピクセル内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動する、専用のスイッチング回路を包含する。
【００９２】
場合によっては、光放出システム５１０内の各ピクセルから放出される光は、ほぼ同一の発光スペクトルを有する。場合によっては、光放出システム５１０内のピクセルは、アクティブマトリクスとして構成される。他の場合には、光放出システム５１０内のピクセルは、パッシブマトリクスとして構成される。場合によっては、光放出システム５１０内のエレクトロルミネセントデバイスはすべて、同一の色、例えば青色の光を放出可能である。場合によっては、サブピクセル５７０は、光変換素子を包含せず、青色光を出力可能であり、サブピクセル５７１は、青色光を緑色光に変換するポテンシャル又は量子井戸を包含することのできる光変換素子５３０を含んでいて、緑色光を出力可能なサブピクセルをもたらしており、サブピクセル５７２は、青色光を緑色光に変換する第１の光変換素子５３１と、緑色光を赤色光に変換する第２の光変換素子５３２とを含んでいて、赤色光を出力可能なサブピクセル５７２をもたらしている。場合によっては、光放出システム内の光変換素子のうちの１つ以上又はすべてが、ポテンシャル井戸又は量子井戸である、又はそれらを包含することができる。
【００９３】
投射光学系５６０は、光放出システム５１０によって形成された画像を拡大し、拡大された画像を観客が見るための投射スクリーン５９０上に投射する。場合によっては、投射される画像は、仮想画像であってよく、その場合、投射システムは、投射スクリーンを必要としないことがある。投射光学系５６０は、通常、レンズ５６１など、１つ以上の光学レンズを包含する。
【００９４】
場合によっては、投射システム５００は、背面投射型システムであってよく、その場合、投射スクリーン５９０は、好ましくは背面投射型スクリーンである。場合によっては、投射システム５００は、正面投射型システムであってよく、その場合、投射スクリーン５９０は、好ましくは正面投射型スクリーンである。
【００９５】
光放出システム５１０は、投射システム５００において光源の役割を果たす。光放出システム５１０は、また、投射システムにおいて画像形成デバイスの役割も果たす。投射システム５００は、光放出システム５１０を変調させることによって画像が直接作り出されるので、発光投射システム（emissive projection system）と見なすことができる。
【００９６】
代表的な投射システム５００は、１つの光放出システムを包含する。一般に、投射システム５００は、１つ以上の光放出システムを包含することができる。例えば、投射システムは、それぞれが同一の画像を異なる原色で形成可能な、３つの光放出システムを有することができる。そのような場合、投射光学系５６０は、３つの画像を組み合わせ、組み合わされた画像を拡大して投射スクリーン５９０上に投射することができる。
【００９７】
図６は、光放出システム５１０と、リレー光学系６１０と、システム５１０から光を受け取る、ピクセル６２１などの複数のピクセルを有するピクセル化された空間光変調器（ＳＬＭ）６２０と、投射光学系６３０と、任意の投射スクリーン６９０とを包含する、投射システム６００の概略側面図である。ＳＬＭ ６２０は、液晶画像形成デバイス（ＬＣＤ）又はデジタルマイクロミラー画像形成デバイス（ＤＭＤ）など、従来のいかなる画像形成デバイスとすることもできる。光放出システム５１０は、投射システムにおいて光源の役割を果たす。リレー光学系６１０は、空間光変調器を照らすために、光放出システム５１０によって放出された光をＳＬＭに向ける。場合によっては、光放出システム５１０内の各ピクセルは、白色光を出力可能であり、例えば、各サブピクセルが異なる原色光を出力可能な、３つのサブピクセルを包含することができる。
【００９８】
投射光学系６３０は、ＳＬＭ ６２０によって形成された画像を拡大し、拡大された画像を観客が見るための投射スクリーン６９０上に投射する。場合によっては、投射される画像は、仮想画像であってよく、その場合、投射システムは、投射スクリーンを必要としないことがある。投射光学系６３０は、通常、１つ以上の光学レンズを包含する。投射システム６００は、画像を形成するために空間光変調器が使用されるので、パッシブ投射システムと見なすことができる。
【００９９】
場合によっては、投射システム６００は、背面投射型システムであってよく、その場合、投射スクリーン６９０は、好ましくは背面投射型スクリーンである。場合によっては、投射システム６００は、正面投射型システムであってよく、その場合、投射スクリーン６９０は、好ましくは正面投射型スクリーンである。
【０１００】
代表的な投射システム６００は、１つの光放出システムと１つのＳＬＭとを包含する。一般に、投射システム６００は、１つ以上の光放出システムと、１つ以上のＳＬＭとを包含することができる。例えば、投射システムは、３つのＳＬＭと、１つの光放出システムとを有することができる。そのような場合、光放出システムからの白色光は、３つの原色に分解することができる。各ＳＬＭは、異なる原色によって照らされる。３つのＳＬＭによって形成される３つの画像は、例えば、光コンバイナによって組み合わされる。得られる画像は、投射光学系６３０によって、拡大され、投射スクリーン６９０上に投射される。
【０１０１】
場合によっては、光放出システム５１０は、空間光変調器６２０よりも少ないピクセルを有する。場合によっては、光放出システム５１０内のピクセルは、ＳＬＭ ６２０内のピクセル群に対応することができ、それは、光放出システムのピクセルによるＳＬＭの照明が、ＳＬＭ内の対応するピクセル群だけに実質的に限定されることを意味する。図７は、光放出システム５１０及びＳＬＭ ６２０のピクセル間の代表的な対応を示す。具体的には、ピクセル６２１〜６２３を包含する、ＳＬＭ ６２０の第１のピクセル群７２０は、光放出システムのピクセル５２０に対応し、ＳＬＭの第２のピクセル群７２１は、光放出システムのピクセル７１１に対応する。場合によっては、光放出システム５１０内の各ピクセルは、ＳＬＭ ６２０内のピクセルの異なるサブセットを照らす。そのような場合、光放出システム５１０内の各ピクセルは、ＳＬＭ ６２０内のピクセルの異なるサブセットに対応する。場合によっては、ＳＬＭ ６２０内のこれらのサブセット間に実質的にピクセルオーバーラップがない。そのような場合、ＳＬＭ ６２０内の少なくとも１つのピクセルが、光放出システム内の単一のピクセルから光を受け取る。そのような配置は、電力消費の低減をもたらす。例えば、ピクセル５２０は、ピクセル群７２０内の最も明るいピクセルによって必要とされるだけの量の光を放出すればよい。光放出システム内のピクセルがＳＬＭ内のピクセルのサブセットに対応し、そのサブセットを照らすときなど、場合によっては、光放出システムを使用して、ＳＬＭを適応照明器として照らすことができ、これは、光放出システム内のピクセルの出力光強度を、ＳＬＭ内のピクセルの対応するサブセットによって必要とされる最小限の照明を提供するように能動的に調節できることを意味しており、その際、必要とされる最小限の照明は、少なくともある程度は、ピクセルのサブセット内の最も明るいピクセルによって決定される。一般に、適応照明は、例えば適応照明を用いるディスプレイによる電力消費の低減をもたらすことができる。
【０１０２】
図８は、発光素子２１０〜２１２を包含する光放出システム８００の概略側面図である。例えば隣接発光素子間の光学的クロストークを低減する又はなくすために、隣接発光素子間に遮光素子が配置される。具体的には、光放出システム８００は、発光素子２１０と２１１との間に配置された遮光素子８１０と、発光素子２１１と２１２との間に配置された遮光素子８１１とを包含する。
【０１０３】
場合によっては、遮光素子は、本来ならある発光素子から隣の発光素子へと伝播することになる光の一部、大部分、又は本質的にすべてを吸収する、光学的吸収素子とすることができる。場合によっては、遮光素子には、光を反射する金属コーティングなどの反射性材料を含めることができる。場合によっては、遮光素子には、全内部反射によって光を反射する、エアギャップなどの低屈折率領域を含めることができる。
【０１０４】
光放出システム８００は、多数の発光素子にわたって延びる光抽出器８２０を更に包含する。具体的には、光抽出器８２０は、発光素子２１０〜２１２わたって延びる。光抽出器８２０は、発光素子に光学的に結合することによって光を抽出する。具体的には、光抽出器８２０は、光変換素子２４０〜２４２に光学的に結合される。
【０１０５】
場合によっては、光抽出器８２０は、発光素子２１０〜２１２によって放出された光の方向を変えることができる。例えば、光抽出器８２０は、発光素子から抽出された光を少なくともある程度までコリメートすることができる。場合によっては、光抽出器によって抽出される光は、第１の角度広がりを有しており、光抽出器から出てくる光は、第２の角度広がりを有する。そのような場合、光抽出器８２０は、第２の角度広がりが第１の角度広がりより小さい場合、コリメーティング効果を有することができる。場合によっては、光抽出器８２０は、半球形プロファイルを有することができる。
【０１０６】
光放出システム８００内の発光素子は、光放出領域の最も外側の縁部８３０及び８３１を画定する。場合によっては、光抽出器８２０は、光抽出効率を高めるために光放出領域の最も外側の縁部を越えて延びることができる。
【０１０７】
図９は、基板２０５上に形成されたエレクトロルミネセントデバイス９２０〜９２２などの複数のエレクトロルミネセントデバイスを包含する光放出システム９００の概略側面図である。場合によっては、各エレクトロルミネセントデバイスは、光放出システム９００内の異なる発光素子に対応する。場合によっては、各エレクトロルミネセントデバイスは、青色波長など、第１の波長で光を放出可能である。
【０１０８】
光放出システム９００は、多数のエレクトロルミネセントデバイスにわたって延びる光変換素子９１２を更に包含する。具体的には、光変換素子９１２は、エレクトロルミネセントデバイス９２０及び９２１を覆う。場合によっては、光変換素子９１２は、２つ又は３つなど、多数の発光素子にわたる連続層を形成する。
【０１０９】
光変換素子９１２は、主に、光を第１の波長から第２の波長に変換するように設計されており、その際、第２の波長は、例えば、緑色波長とすることができる。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス９２１に対応する発光素子は、第２の波長で光を出力可能である。
【０１１０】
光放出システム９００は、単一のエレクトロルミネセントデバイスにわたって延びる光変換素子９１３を更に包含する。具体的には、光変換素子９１３は、エレクトロルミネセントデバイス９２０を覆うが、デバイス９２１など、隣のエレクトロルミネセントデバイスは覆わない。代表的な光放出システム９００では、エレクトロルミネセントデバイス９２２上に光変換素子は配置されない。
【０１１１】
光変換素子９１３は、主に、光を第２の波長から第３の波長に変換するように設計されており、その際、第３の波長は、例えば、赤色波長とすることができる。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス９２０に対応する発光素子は、第３の波長で光を出力可能である。
【０１１２】
光放出システム９００は、光学的にトランスペアレントな（例えば、下の層からの入射光に対してトランスペアレントな）、又は波長変換なしに光を透過する透明（clear）な層９４０を更に包含する。場合によっては、層９４０は、主に、光放出システム９００の出力表面を平坦化するように設計される。
【０１１３】
場合によっては、スペクトルの（１つ以上の）所望の領域（例えば、青色領域、緑色領域、赤色領域、又は可視領域）におけるトランスペアレント層９４０の光透過率は、例えば、５０％を超える、又は７０％を超える、又は８０％を超えるものとすることができる。
【０１１４】
場合によっては、第１の波長は、青色光に対応することができ、第２の波長は、緑色光に対応することができ、第３の波長は、赤色光に対応することができる。
【０１１５】
図１１の代表的な光放出システム１１００では、光変換素子１１４０は、エレクトロルミネセントデバイス１１２０の発光出力表面を完全に覆い、光変換素子１１４１は、光変換素子１１４０の出力表面を完全に覆う。一般に、上側の層は、下側の層の出力表面を完全に覆っても覆わなくてもよい。例えば、場合によっては、上側の層は、下側の層の一部分だけを覆うことができる。
【０１１６】
例えば、図１２に概略的に示されるように、光変換素子１１４０は、エレクトロルミネセントデバイス１１２０の出力表面を部分的に覆い、光変換素子１１４１は、光変換素子１１４０の出力表面の一部分だけを覆う。そのような場合、発光素子１１１０は、第１の波長、第２の波長、及び第３の波長の光を包含する光を出力可能である。場合によっては、第１の波長λＢは、青色波長であり、第２の波長λＧは、緑色波長であり、第３の波長λＲは、赤色波長である。そのような場合、発光素子１１１０の出力光は、青色光、緑色光、及び赤色光を含んでおり、例えばそれらを組み合わせて、白色又は他のいずれかの色の光を作り出すことができる。
【０１１７】
本出願で開示される光放出システムは、例えば、マイクロエレクトロニクス及び半導体デバイス並びに他のウエファーベースのデバイスの製作において一般的に使用される方法を使用して製作することができる。既知の方法としては、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、金属有機気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）、フォトリソグラフィ、ウエファーボンディング、蒸着方法、及びエッチング方法が挙げられる。アクティブマトリクス光放出システムを製作する代表的な製作プロセスが、図１３Ａ〜１３Ｈに概略的に記載されている。該プロセスは、それぞれコンポーネントウエファーと呼ばれる異なる４つのウエファー上に光放出システムの様々なコンポーネントを製作する工程と、４つのコンポーネントウエファーを組み合わせて光放出システムを構築する工程とを包含する。具体的には、エレクトロルミネセントデバイスは、第１の基板上に製作され、エレクトロルミネセントデバイスを駆動するスイッチング回路は、第１の基板とは異なる第２の基板上に製作され、エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換するポテンシャル又は量子井戸などの光変換素子は、第１の基板及び第２の基板とは異なる第３の基板上に製作され、光抽出素子は、第１の基板、第２の基板、及び第３の基板とは異なる第４の基板上に製作される。次に、４つの基板は、光放出システムを形成するように取り付けられる。
【０１１８】
図１３Ａは、第１のコンポーネントウエファー１３５０及び第２のコンポーネントウエファー１３６０の概略側面図である。第１のコンポーネントウエファー１３５０は、ウエファー又は基板１３０２上に製作されたスイッチング回路１３１５のアレイを包含する。一般に、各スイッチング回路は、１つ以上のトランジスタと、１つ以上のコンデンサとを包含することができる。場合によっては、スイッチング回路を、初めに個別に製作し、次いで基板１３０２上に集積することができる。他の場合には、スイッチング回路を基板１３０２上に直接製作して、スイッチング回路のモノリシック集積化されたアレイを得ることができる。スイッチング回路は、例えば、加法的及び／又は減法的製作プロセスを例えば使用する、薄膜超小型電子回路の製作のための従来の方法を使用して、製作することができる。加法的プロセスは、通常、フォトリソグラフィ、蒸着、及びリフトオフの工程を包含する。減法的プロセスは、通常、蒸着、フォトリソグラフィ、及びエッチングの工程を包含する。
【０１１９】
スイッチング回路は、通常、活性層と、金属電極層などの導電性電極層と、金属酸化物層などの電気絶縁層とを包含する。スイッチング回路内のトランジスタの活性領域に使用される典型的な材料としては、単結晶シリコン、非晶質若しくは多結晶シリコン、又はトランジスタ活性層として適している可能性のある他の材料が挙げられる。導電性電極として使用するための代表的な材料としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、又は用途に適している可能性のある他のいずれかの金属が挙げられる。電気絶縁層として使用するための代表的な材料組成としては、ＳｉＯｘ、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、又は用途に適している可能性のある他のいずれかの電気絶縁材料が挙げられる。代表的な蒸着方法としては、熱蒸発、電子ビーム蒸着、若しくはスパッタリングなどの物理蒸着；ＭＯＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＭＢＥ、若しくは反応スパッタリングなどの化学蒸着；又は用途において好適に使用できる他のいずれかの方法が挙げられる。
【０１２０】
第１のコンポーネントウエファー１３５０は、パッシベーション層、保護層、及びウエファーを平坦化する平坦化層など、他の層を包含することができる。場合によっては、別のウエファーへのその後の結合改善のため、第１のコンポーネントウエファーの最上面を平坦化するために、１つ以上の平坦化層を含めることができる。
【０１２１】
場合によっては、基板１３０２は、Ｓｉ基板、ＧａＮ基板、又はＳｉＣ基板とすることができる。一般に、基板１３０２は、用途に適している可能性のあるいかなる基板とすることもできる。
【０１２２】
第２のコンポーネントウエファー１３６０は、ウエファー又は基板１３０１上に配置されたエレクトロルミネセントデバイス１３１０のアレイを包含する。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイスは、一連の既知の方法及び材料を用いて製作できる発光ダイオード（ＬＥＤ）を包含することができる。
【０１２３】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１３１０は、例えばＭＯＣＶＤシステムにおいて、例えば、フォトリソグラフィ、エッチング方法、及びエピタキシャル又は準エピタキシャル蒸着方法を使用して基板１３０１上に直接形成されることによって、モノリシック集積化することができる。場合によっては、基板１３０１は、サファイアウエファー、又は、例えばＬＥＤ材料の成長と適合性のある、他のいかなる材料とすることもできる。
【０１２４】
場合によっては、エレクトロルミネセントデバイス１３１０は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層などのトランスペアレントな導電性層、平坦化層、パッシベーション層、別のウエファーに後で結合するための結合層、ビア（vias）、及び、例えば遮光素子８１０に類似の遮光素子を包含することができる。
【０１２５】
場合によっては、第１のコンポーネントウエファー１３５０及び第２のコンポーネントウエファー１３６０が製作された後、それらの２つのウエファーは、図１３Ｂに概略的に示されるようにアクティブコンポーネントが互いに向かい合うように、互いに結合される。結合は、例えば、第１のコンポーネントウエファー及び第２のコンポーネントウエファーの最上面を密接に接触させることによって、又は結合プロセス中に１つ以上の結合層を適用することによって、達成することができる。場合によっては、結合層は、エレクトロルミネセントデバイス１３１０と対応するスイッチング回路１３１５との間に電気的接続をもたらすのを助けることができる。
【０１２６】
場合によっては、ウエファー１３５０及び１３６０内の対応するフィーチャ間の電気的接続は、一方又は両方の形体上にはんだバンプを形成することによって達成することができる。はんだバンプが形成された後、２つのウエファーは、位置合わせされ、互いに結合される。場合によっては、結合プロセスは、１つ以上のはんだリフロー工程と、１つ以上のビアパターニング及び／又は充填とを包含することができる。場合によっては、ウエファー１３５０及び１３６０は、ウエファーのうちの１つを通り抜けるＩＲ照明を使用して位置合わせすることができる。ウエファーのうちの１つ以上がスペクトルの可視領域において光透過性である場合には、位置合わせは、可視光照明を用いて達成することができる。
【０１２７】
ウエファー１３５０及び１３６０が結合された後、基板１３０１の少なくとも一部分が除去されて、図１３Ｃに概略的に示されるようにエレクトロルミネセントデバイス１３１０を露出させる。基板１３０１の除去は、例えば、エッチングプロセス又はレーザアブレーションを使用して、実施することができる。
【０１２８】
図１３Ｄは、光放出システムの製作のための、第３のコンポーネントウエファー１３７０及び第４のコンポーネントウエファー１３８０の概略側面図である。第３のコンポーネントウエファー１３７０は、基板１３２２上に配置された光変換素子１３３５のアレイを包含する。
【０１２９】
場合によっては、光変換素子１３３５は、ポテンシャル又は量子井戸と、対応するエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を吸収する１つ以上の光吸収層とを包含することができる。場合によっては、光変換素子１３３５のポテンシャル井戸には、リン化インジウム（ＩｎＰ）ウエファー１３２２上に構築されたＩＩ−ＶＩポテンシャル井戸を含めることができる。
【０１３０】
場合によっては、光変換素子１３３５は、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）などの１つ以上の蒸着方法によって基板１３２２上に直接製作することができる。光変換素子１３３５は、１つ以上のビア、平坦化層、パッシベーション層、遮光素子８１０などの光ブロッキング素子、及び別のコンポーネントウエファーに後で結合するための結合層を包含することができる。
【０１３１】
一般に、発光素子内の光制御素子は、隣の発光素子にわたって延びても延びなくてもよい。例えば、図１３Ｄに示される代表的な第３のコンポーネントウエファー１３７０では、各光変換素子１３３５は、単一の発光素子専用であり、他の発光素子にわたって延びていない。場合によっては、光変換素子１３３５は、２つ以上の発光素子又はエレクトロルミネセントデバイスにわたる連続層を形成してもよい。
【０１３２】
第４のコンポーネントウエファー１３８０は、基板１３２１上に配置された複数の光抽出器１３３０を包含する。場合によっては、光抽出器１３３０は、光抽出素子と、抽出された光をコリメートする、又は抽出された光を１つ以上の特定の方向に誘導する、レンズなどの光管理素子とを包含する。一般に、光抽出器１３３０は、様々な材料を使用して様々な方法で構築することができる。場合によっては、光抽出器１３３０は、金型内で製作し基板１３２１上に移すことができ、その際、基板は、一次的基板とすることができる。
【０１３３】
場合によっては、第３のコンポーネントウエファー１３７０及び第４のコンポーネントウエファー１３８０が製作された後、それらの２つのウエファーは、図１３Ｅに概略的に示されるように抽出器及びＬＣＥが互いに向かい合うように、互いに結合される。結合は、一方若しくは両方のウエファーでいずれか既存の結合層を使用して、及び／又は結合プロセス中に１つ以上の追加の結合層を適用することによって、達成することができる。結合プロセスの完了後、基板１３２２が除去されて、図１３Ｆに概略的に示される構造が得られる。
【０１３４】
場合によっては、図１３Ｃ及び１３Ｆの２つの構造が製作された後、それらの２つの構造は、図１３Ｇに概略的に示されるように互いに結合される。次に、一次的な基板１３２１が除去されて、図１３Ｈに概略的に示される光放出システム１３００を得ることができる。
【０１３５】
白色又は他の任意の色の光を出力可能なアクティブマトリクス光放出システムを製作する代表的な製作プロセスが、図１０Ａ〜１０Ｆに概略的に記載されている。該プロセスは、それぞれコンポーネントウエファーと呼ばれる異なる２つのウエファー上に光放出システムの様々なコンポーネントを製作する工程と、２つのコンポーネントウエファーを組み合わせて光放出システムを構築する工程とを包含する。具体的には、該プロセスは、２つ以上の光変換素子を形成する工程と、光変換素子のうちの１つ以上を選択的に除去して所望の出力スペクトルを得る工程とを包含する。
【０１３６】
光変換素子の選択的除去は、湿式若しくは乾式化学エッチング又はそれら２つの任意の組み合わせなど、様々な既知の方法によって達成することができる。代表的な乾式化学エッチング方法としては、反応性イオンエッチング及び集束イオンビームエッチングが挙げられる。代表的なパターニング方法としては、フォトリソグラフィが挙げられる。
【０１３７】
図１０Ａは、第１のコンポーネントウエファー１０６０及び第２のコンポーネントウエファー１０７０の概略側面図である。第１のコンポーネントウエファー１０６０は、基板１５１０上に配置された第１のＬＣＥ １５２０と、ＬＣＥ １５２０上に配置された第２のＬＣＥ １５３０とを包含する。説明及び議論を容易にするために、また一般性を喪失することなしに、ＬＣＥ １５２０が緑色光を赤色光に下方変換可能であり、光変換素子１５３０が青色光を緑色光に下方変換可能であると仮定する。
【０１３８】
第１のコンポーネントウエファー１０６０は、ＩｎＰ基板などのウエファー基板上で実施される、エピタキシャル蒸着方法などの既知の製作方法を使用して製作することができる。例えば、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）プロセスを使用して、ＩｎＰ基板１５１０上にＩＩ−ＶＩ半導体材料の合金を蒸着して、ポテンシャル又は量子井戸の層を光変換素子１５２０及び１５３０として形成することができる。
【０１３９】
第２のコンポーネントウエファー１０７０は、基板１５１１上に配置された複数のエレクトロルミネセントデバイス１５４０を包含する。場合によっては、エレクトロルミネセントデバイスは、発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。そのような場合、ＬＥＤは、サファイア基板１５１１上に、気相エピタキシー（ＶＰＥ）などの既知の製作方法を使用して、例えばＧａＮを含めたＩＩＩ−Ｖ半導体材料から構築することができる。場合によっては、ＬＥＤには、電極、トランスペアレントな電気的接点、ビア、及び結合層のような層並びに／又はコンポーネントを含めることができる。一般に、エレクトロルミネセントデバイス１５４０は、従来のフォトリソグラフィ方法並びに従来のエッチング及び／又は蒸着方法などによって、半導体微細加工業界で使用される従来の方法を使用して製作することができる。
【０１４０】
第１のコンポーネントウエファー１０６０及び第２のコンポーネントウエファー１０７０が製作された後、それらの２つのウエファーは、図１０Ｂに概略的に示されるようにアクティブコンポーネントが互いに向かい合うように、互いに結合される。結合は、例えば、直接ウエファーボンディングによって、又は結合プロセス中に２つのウエファーの間に１つ以上の結合層を配置することによって、実施することができる。結合層には、例えば、１つ以上の薄い金属層、１つ以上の薄い金属酸化物層、あるいは、接着剤、カプセル材（encapsulants）、高屈折率ガラス、若しくは低温ゾル−ゲル材料などのゾル−ゲル材料、又はこれらのいずれかの組み合わせなど、他の材料の１つ以上の層を含めることができる。
【０１４１】
場合によっては、結合層の厚さは、約５ｎｍ〜約２００ｎｍ、又は約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、又は約５０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲とすることができる。２つのウエファー間の結合は、例えば、積層によって、又は温度及び／若しくは圧力の適用によって、達成することができる。
【０１４２】
第１のコンポーネントウエファー１０６０が第２のコンポーネントウエファー１０７０に結合された後、第１のコンポーネントウエファーの基板１５１０が除去されて、図１０Ｃに概略的に示される構造が得られる。基板１５１０は、湿式化学エッチングなどの既知の方法を使用して除去することができる。ＩｎＰ基板１５１０の場合、基板の除去は、例えば塩酸と水との溶液を使用して、例えば基板をエッチングすることによって、達成することができる。
【０１４３】
場合によっては、第１のコンポーネントウエファー１０５０は、図１０Ａには示されていないが、基板１５１０とＬＣＥ １５２０との間で該基板上に配置されたバッファ層を包含することができる。そのような場合、バッファ層は、また、基板１５１０を除去するときに除去することができる。ＩｎＰ基板１５１０の場合、バッファ層は、ＧａＩｎＡｓを包含することができる。ＧａＩｎＡｓバッファ層は、例えば、アジピン酸、水酸化アンモニウム、及び過酸化水素のエッチング溶液を使用して除去することができる。エッチング溶液は、例えば、３０ｍＬの水酸化アンモニウム（約３０％）と５ｍＬの過酸化水素とを、水２００ｍＬ中の４０グラムのアジピン酸に加えることによって、調製することができる。
【０１４４】
基板１５１０が除去された後、光変換素子は、選択的に除去される。例えば、図１０Ｄに示されるように、ＬＣＥ １５２０は、エレクトロルミネセントデバイス１５４１及び１５４２を覆う領域から除去されるが、エレクトロルミネセントデバイス１５４３を覆う領域からは除去されない。ＬＣＥ １５２０の選択的除去によって、エレクトロルミネセントデバイス１５４３を覆うＬＣＥ １５２１が得られる。
【０１４５】
光変換素子の選択的除去の一部として、ＬＣＥ １５３０が、図１０Ｅに示されるように、エレクトロルミネセントデバイス１５４１を覆う領域から除去されるが、エレクトロルミネセントデバイス１５４２及び１５４３を覆う領域からは除去されない。ＬＣＥ １５３０の選択的除去によって、エレクトロルミネセントデバイス１５４２及び１５４３を覆うＬＣＥ １５３１が得られる。
【０１４６】
図１０Ｅの代表的な構造では、ＬＣＥ １５３１は、エレクトロルミネセントデバイス１５４２及び１５４３にわたって延びる。場合によっては、対応する２つのエレクトロルミネセントデバイス間のＬＣＥ １５３１の一部分を図１０Ｆに概略的に示されるように除去して、エレクトロルミネセントデバイス１５４２を覆うＬＣＥ １５３３と、エレクトロルミネセントデバイス１５４３を覆うＬＣＥ １５３２とを得ることができる。そのような場合、ＬＣＥ １５３３及びＬＣＥ １５３２は、同一の層からなる。そのような場合、図８の遮光素子８１０などの遮光素子は、エレクトロルミネセントデバイス１５４２と１５４３との間、並びに、例えばエレクトロルミネセントデバイス１５４１と１５４２との間に形成することができる。
【０１４７】
光変換素子の除去は、例えば、既知のパターニング及びエッチング方法を用いて達成することができる。代表的なパターニング方法としては、フォトリソグラフィが挙げられる。代表的なエッチング方法としては、湿式エッチングが挙げられる。例えば、ＩＩ−ＶＩ半導体光変換素子は、メタノール及び臭素を包含する溶液を使用してエッチングすることができる。
【０１４８】
本明細書に開示の光放出システムは、光源若しくは画像形成デバイスが現在使用されている、又は将来使用されると見込まれる、いずれかの用途で使用することができる。代表的な用途としては、ディスプレイシステム、グラフィックディスプレイシステム、サイネージシステム、投射システム、液晶ディスプレイ、自動車のヘッドランプ、交通信号、屋内ライティング、建築又は芸術的ライティング、一般照明、検査及び／又は測定システム、並びに、ここに開示の光放出システムを使用できる他の任意の用途が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１４９】
本明細書で使用するとき、「垂直の」、「水平の」、「上方の」、「下方の」、「左」、「右」、「上側」及び「下側」、「最上」及び「最下」などの用語、並びに他の類似の用語は、諸図に示される相対的位置を指す。一般に、物理的な実施形態は、異なる向きを有する可能性があり、その場合、それらの用語は、そのデバイスの実際の向きに修正された相対的位置を指すものとする。例えば、図２の構造が図内の向きに対して逆転されている場合でも、光抽出器２７０は、やはり光変換素子２４０の「最上部」にあるものと見なされる。
【０１５０】
本発明の種々の態様の説明を容易にするために、本発明の特定の実施例について上で詳細に説明しているが、その意図は、本発明を実施例の細部に限定することではないことを理解されたい。むしろ、その意図は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨と範囲に包含される全ての修正物、等価物、及び代替物を網羅することである。
【符号の説明】
【０１５１】
２００ 光放出システム
２０５ 共通基板
２１０、２１１、２１２ 発光素子
２２０、２２１、２２２ エレクトロルミネセントデバイス
２３１ スイッチング回路
２４０、２４１、２４２ 光変換素子
２５１ 第１の電極
２５２ ｐ型半導体層
２５４ 活性層
２５６ ｎ型層
２５８ 第２の電極
２７０ 光抽出器
２９０、２９１、２９２ 光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光放出システムであって、
２つ以上のモノリシック集積化発光素子を含んでおり、前記２つ以上の発光素子における各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスと前記エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路とを含んでおり、
前記２つ以上の発光素子における少なくとも１つの発光素子は、前記発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を含む、光放出システム。
【請求項２】
前記スイッチング回路が、少なくとも１つのトランジスタを含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項３】
前記スイッチング回路が、少なくとも１つのコンデンサを含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項４】
前記スイッチング回路が、前記エレクトロルミネセントデバイスを流れる電流を制御するドライブ・トランジスタと、前記ドライブ・トランジスタのゲート電極のところの電圧を制御するスイッチ・トランジスタとを含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項５】
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイスが、モノリシック集積化されている、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項６】
前記２つ以上の発光素子における各発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイス及び前記スイッチング回路が、別個の基板上に製作される、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項７】
前記２つ以上の発光素子における各発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイス及び前記スイッチング回路が、モノリシック集積化されている、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸及び前記エレクトロルミネセントデバイスが、異なる基板上に製作される、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸が、無機ポテンシャル井戸を含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸が、ＩＩ−ＶＩ半導体を含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸が、ＣｄＭｇＺｎＳｅを含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸及び前記エレクトロルミネセントデバイスが、少なくとも２つの異なる半導体族に由来する、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１３】
前記少なくとも２つの異なる半導体族が、ＩＩ−ＶＩ及びＩＩＩ−Ｖ半導体族を含む、請求項１２に記載の光放出システム。
【請求項１４】
前記２つ以上の発光素子間の光学的クロストークを低減するために遮光素子を更に含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１５】
２つ以上のモノリシック集積化発光素子を含む光放出システムであって、
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子における各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスを含んでおり、
前記２つ以上の発光素子における少なくとも１つの発光素子は、前記発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を含む、光放出システム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸が、無機ポテンシャル井戸を含む、請求項１５に記載の光放出システム。
【請求項１７】
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子のうちのいずれの発光素子も、前記発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路をもたない、請求項１５に記載の光放出システム。
【請求項１８】
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイスが、モノリシック集積化されている、請求項１５に記載の光放出システム。
【請求項１９】
第１の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第１の発光素子と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第２の発光素子と、
前記第１の波長及び前記第２の波長とは異なる第３の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第３の発光素子と、を含む光放出システムであって、
前記少なくとも１つの第３の発光素子は、
前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、
前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第１の波長から前記第２の波長に変換する第１のフォトルミネセント素子と、
前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光又は前記第１のフォトルミネセント素子によって変換された光の少なくとも一部分を前記第３の波長に変換する第２のフォトルミネセント素子とを含む、光放出システム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの第１の発光素子が、前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスを含む、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの第２の発光素子が、第４の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第４の波長から前記第２の波長に変換するフォトルミネセント素子とを含む、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２２】
前記第４の波長が、前記第１の波長と同一である、請求項２１に記載の光放出システム。
【請求項２３】
前記第１のフォトルミネセント素子が、ポテンシャル井戸を含む、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２４】
前記第２のフォトルミネセント素子が、ポテンシャル井戸を含む、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２５】
前記第１の波長が、スペクトルの青色領域にあり、前記第２の波長が、スペクトルの緑色領域にあり、前記第３の波長が、スペクトルの赤色領域にある、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２６】
少なくとも２つの第２の発光素子を含んでおり、前記少なくとも２つの第２の発光素子における各第２の発光素子は、前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第１の波長から前記第２の波長に変換するフォトルミネセント素子とを含んでおり、
前記少なくとも２つの第２の発光素子内の少なくとも２つのフォトルミネセント素子が、連続構造を形成する、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２７】
第１の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第１の発光素子と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第２の発光素子と、を含む光放出システムであって、
前記少なくとも１つの第２の発光素子は、
前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、
前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第１の波長から前記第２の波長に変換するポテンシャル井戸とを含む、光放出システム。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの第１の発光素子が、前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスを含む、請求項２７に記載の光放出システム。
【請求項２９】
光を放出可能なピクセル化された光放出システムであって、各ピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスを含んでおり、少なくとも１つのピクセルは、前記ピクセル内の前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する１つ以上のポテンシャル井戸を含んでいる、ピクセル化された光放出システムと、
前記ピクセル化された光放出システムによって放出された光を受け取る、ピクセル化された空間光変調器と、を含む光学システム。
【請求項３０】
前記光放出システムの各ピクセルから放出される光が、ほぼ同一のスペクトルを有する、請求項２９に記載の光学システム。
【請求項３１】
前記光放出システムが、前記空間光変調器よりも少ないピクセルを有する、請求項２９に記載の光学システム。
【請求項３２】
請求項２９に記載の光学システムを含む、投射システム。
【請求項３３】
画像を形成すること及び光を放出することが可能な、ピクセル化された光放出システムであって、前記光放出システム内の各ピクセルが、エレクトロルミネセントデバイスを含んでおり、
少なくとも１つのピクセルが、前記ピクセル内の前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する１つ以上のポテンシャル井戸を含んでいる、ピクセル化された光放出システム。
【請求項３４】
前記光放出システム内の前記ピクセルが、アクティブマトリクスとして構成される、請求項３３に記載のピクセル化された光放出システム。
【請求項３５】
前記光放出システム内の前記エレクトロルミネセントデバイスが、モノリシック集積化されている、請求項３３に記載のピクセル化された光放出システム。
【請求項３６】
前記１つ以上のポテンシャル井戸が、無機ポテンシャル井戸を含む、請求項３３に記載のピクセル化された光放出システム。
【請求項３７】
請求項３３に記載のピクセル化された光放出システムを含む、投射システム。
【請求項３８】
第１の複数のピクセルを含む光放出システムであって、各ピクセルは、前記ピクセルからの出力光を制御する専用のスイッチング回路を有しており、少なくとも１つのピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスと、前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸とを含む、光放出システムと、
前記光放出システムから光を受け取り、第２の複数のピクセルを含む、空間光変調器（ＳＬＭ）であって、前記第１の複数のピクセルにおける各ピクセルが、前記第２の複数のピクセルの異なるサブセットを照らす空間光変調器と、を含むディスプレイシステム。
【請求項３９】
前記第２の複数のピクセルにおける少なくとも１つのピクセルが、前記第１の複数のピクセルにおける１つのピクセルからの光だけを受け取る、請求項３８に記載のディスプレイシステム。
【請求項４０】
前記光放出システム内の少なくとも１つのピクセルが、複数のサブピクセルを含んでおり、前記少なくとも１つのピクセルの前記専用のスイッチング回路が、前記少なくとも１つのピクセル内の各サブピクセルからの出力光を制御する、請求項３８に記載のディスプレイシステム。
【請求項４１】
請求項３８に記載のディスプレイシステムを含む、投射システム。
【請求項４２】
２つ以上のモノリシック集積化発光素子を含み、各発光素子が白色光を出力可能である、光放出システムであって、
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子における少なくとも１つの発光素子が、
青色光を放出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記青色光の少なくとも一部分を緑色光に変換する第１のポテンシャル井戸と、
前記緑色又は青色光の少なくとも一部分を赤色光に変換する第２のポテンシャル井戸とを含む、光放出システム。
【請求項４３】
前記ＬＥＤが、ＩＩＩ−Ｖ半導体を含み、前記第１のポテンシャル井戸及び前記第２のポテンシャル井戸のうちの少なくとも１つが、ＩＩ−ＶＩ半導体を含む、請求項４２に記載の光放出システム。
【請求項４４】
前記ＩＩ−ＶＩ半導体が、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｅ、及び任意選択のＭｇからなる合金を含む、請求項４２に記載の光放出システム。
【請求項４５】
２つの発光素子のそれぞれが、
青色光を放出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記青色光の少なくとも一部分を緑色光に変換する第１のポテンシャル井戸と、を含んでおり、そして、
前記第１のポテンシャル井戸の２つが、同一の層からなる、請求項４２に記載の光放出システム。
【請求項４６】
光を放出可能な複数のエレクトロルミネセントデバイスを含む光放出システムであって、
第１の光変換素子が、２つ以上のエレクトロルミネセントデバイスによって放出される光の少なくとも一部分を下方変換するために前記２つ以上のエレクトロルミネセントデバイスを覆う、光放出システム。
【請求項４７】
前記第１の光変換素子によって放出される光の少なくとも一部分を変換するために前記第１の光変換素子の一部分を覆う、第２の光変換素子を更に含む、請求項４６に記載の光放出システム。
【請求項４８】
前記第１の光変換素子及び前記第２の光変換素子のうちの少なくとも１つが、ポテンシャル井戸を含む、請求項４７に記載の光放出システム。
【請求項４９】
前記複数のエレクトロルミネセントデバイスのうちの少なくとも１つが、ＬＥＤである、請求項４６に記載の光放出システム。
【請求項５０】
前記光放出システムの光放出側を平坦化する光学的に透明な層を更に含む、請求項４６に記載の光放出システム。
【請求項５１】
第１の基板上に製作された複数のエレクトロルミネセントデバイスと、
前記複数のエレクトロルミネセントデバイス内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換するポテンシャル井戸と、
第２の基板上に製作された複数のスイッチング回路と、を含む物品であって、
前記第２の基板上の各スイッチング回路は、前記第１の基板上の対応するエレクトロルミネセントデバイスを駆動するように設計されており、前記第１の基板は、前記第２の基板上の各スイッチング回路が前記第１の基板上の対応するエレクトロルミネセントデバイスに向かい合うように、前記第２の基板に取り付けられる、物品。
【請求項５２】
前記複数のエレクトロルミネセントデバイスのうちの少なくとも１つのエレクトロルミネセントデバイスが、ＬＥＤを含む、請求項５１に記載の物品。
【請求項５３】
前記第１の基板が、結合層によって前記第２の基板に取り付けられる、請求項５１に記載の物品。
【請求項５４】
第１の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第１の発光素子と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第２の発光素子と、を含む光放出システムであって、
前記少なくとも１つの第２の発光素子は、
前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、
前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第１の波長から前記第１の波長及び前記第２の波長とは異なる第３の波長に変換する第１の光変換素子と、
前記第１の光変換素子によって変換された光の少なくとも一部分を前記第３の波長から前記第２の波長に変換する第２の光変換素子とを含む、光放出システム。
【請求項５５】
前記第１の光変換素子及び前記第２の光変換素子のうちの少なくとも１つが、ポテンシャル井戸を含む、請求項５４に記載の光放出システム。
【請求項１】
光放出システムであって、
２つ以上のモノリシック集積化発光素子を含んでおり、前記２つ以上の発光素子における各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスと前記エレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路とを含んでおり、
前記２つ以上の発光素子における少なくとも１つの発光素子は、前記発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を含む、光放出システム。
【請求項２】
前記スイッチング回路が、少なくとも１つのトランジスタを含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項３】
前記スイッチング回路が、少なくとも１つのコンデンサを含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項４】
前記スイッチング回路が、前記エレクトロルミネセントデバイスを流れる電流を制御するドライブ・トランジスタと、前記ドライブ・トランジスタのゲート電極のところの電圧を制御するスイッチ・トランジスタとを含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項５】
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイスが、モノリシック集積化されている、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項６】
前記２つ以上の発光素子における各発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイス及び前記スイッチング回路が、別個の基板上に製作される、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項７】
前記２つ以上の発光素子における各発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイス及び前記スイッチング回路が、モノリシック集積化されている、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸及び前記エレクトロルミネセントデバイスが、異なる基板上に製作される、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸が、無機ポテンシャル井戸を含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸が、ＩＩ−ＶＩ半導体を含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸が、ＣｄＭｇＺｎＳｅを含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸及び前記エレクトロルミネセントデバイスが、少なくとも２つの異なる半導体族に由来する、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１３】
前記少なくとも２つの異なる半導体族が、ＩＩ−ＶＩ及びＩＩＩ−Ｖ半導体族を含む、請求項１２に記載の光放出システム。
【請求項１４】
前記２つ以上の発光素子間の光学的クロストークを低減するために遮光素子を更に含む、請求項１に記載の光放出システム。
【請求項１５】
２つ以上のモノリシック集積化発光素子を含む光放出システムであって、
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子における各発光素子は、エレクトロルミネセントデバイスを含んでおり、
前記２つ以上の発光素子における少なくとも１つの発光素子は、前記発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸を含む、光放出システム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの発光素子内の前記ポテンシャル井戸が、無機ポテンシャル井戸を含む、請求項１５に記載の光放出システム。
【請求項１７】
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子のうちのいずれの発光素子も、前記発光素子内のエレクトロルミネセントデバイスを駆動する専用のスイッチング回路をもたない、請求項１５に記載の光放出システム。
【請求項１８】
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子内の前記エレクトロルミネセントデバイスが、モノリシック集積化されている、請求項１５に記載の光放出システム。
【請求項１９】
第１の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第１の発光素子と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第２の発光素子と、
前記第１の波長及び前記第２の波長とは異なる第３の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第３の発光素子と、を含む光放出システムであって、
前記少なくとも１つの第３の発光素子は、
前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、
前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第１の波長から前記第２の波長に変換する第１のフォトルミネセント素子と、
前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光又は前記第１のフォトルミネセント素子によって変換された光の少なくとも一部分を前記第３の波長に変換する第２のフォトルミネセント素子とを含む、光放出システム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの第１の発光素子が、前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスを含む、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの第２の発光素子が、第４の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第４の波長から前記第２の波長に変換するフォトルミネセント素子とを含む、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２２】
前記第４の波長が、前記第１の波長と同一である、請求項２１に記載の光放出システム。
【請求項２３】
前記第１のフォトルミネセント素子が、ポテンシャル井戸を含む、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２４】
前記第２のフォトルミネセント素子が、ポテンシャル井戸を含む、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２５】
前記第１の波長が、スペクトルの青色領域にあり、前記第２の波長が、スペクトルの緑色領域にあり、前記第３の波長が、スペクトルの赤色領域にある、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２６】
少なくとも２つの第２の発光素子を含んでおり、前記少なくとも２つの第２の発光素子における各第２の発光素子は、前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第１の波長から前記第２の波長に変換するフォトルミネセント素子とを含んでおり、
前記少なくとも２つの第２の発光素子内の少なくとも２つのフォトルミネセント素子が、連続構造を形成する、請求項１９に記載の光放出システム。
【請求項２７】
第１の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第１の発光素子と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第２の発光素子と、を含む光放出システムであって、
前記少なくとも１つの第２の発光素子は、
前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、
前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第１の波長から前記第２の波長に変換するポテンシャル井戸とを含む、光放出システム。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの第１の発光素子が、前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスを含む、請求項２７に記載の光放出システム。
【請求項２９】
光を放出可能なピクセル化された光放出システムであって、各ピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスを含んでおり、少なくとも１つのピクセルは、前記ピクセル内の前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する１つ以上のポテンシャル井戸を含んでいる、ピクセル化された光放出システムと、
前記ピクセル化された光放出システムによって放出された光を受け取る、ピクセル化された空間光変調器と、を含む光学システム。
【請求項３０】
前記光放出システムの各ピクセルから放出される光が、ほぼ同一のスペクトルを有する、請求項２９に記載の光学システム。
【請求項３１】
前記光放出システムが、前記空間光変調器よりも少ないピクセルを有する、請求項２９に記載の光学システム。
【請求項３２】
請求項２９に記載の光学システムを含む、投射システム。
【請求項３３】
画像を形成すること及び光を放出することが可能な、ピクセル化された光放出システムであって、前記光放出システム内の各ピクセルが、エレクトロルミネセントデバイスを含んでおり、
少なくとも１つのピクセルが、前記ピクセル内の前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換する１つ以上のポテンシャル井戸を含んでいる、ピクセル化された光放出システム。
【請求項３４】
前記光放出システム内の前記ピクセルが、アクティブマトリクスとして構成される、請求項３３に記載のピクセル化された光放出システム。
【請求項３５】
前記光放出システム内の前記エレクトロルミネセントデバイスが、モノリシック集積化されている、請求項３３に記載のピクセル化された光放出システム。
【請求項３６】
前記１つ以上のポテンシャル井戸が、無機ポテンシャル井戸を含む、請求項３３に記載のピクセル化された光放出システム。
【請求項３７】
請求項３３に記載のピクセル化された光放出システムを含む、投射システム。
【請求項３８】
第１の複数のピクセルを含む光放出システムであって、各ピクセルは、前記ピクセルからの出力光を制御する専用のスイッチング回路を有しており、少なくとも１つのピクセルは、エレクトロルミネセントデバイスと、前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を下方変換するポテンシャル井戸とを含む、光放出システムと、
前記光放出システムから光を受け取り、第２の複数のピクセルを含む、空間光変調器（ＳＬＭ）であって、前記第１の複数のピクセルにおける各ピクセルが、前記第２の複数のピクセルの異なるサブセットを照らす空間光変調器と、を含むディスプレイシステム。
【請求項３９】
前記第２の複数のピクセルにおける少なくとも１つのピクセルが、前記第１の複数のピクセルにおける１つのピクセルからの光だけを受け取る、請求項３８に記載のディスプレイシステム。
【請求項４０】
前記光放出システム内の少なくとも１つのピクセルが、複数のサブピクセルを含んでおり、前記少なくとも１つのピクセルの前記専用のスイッチング回路が、前記少なくとも１つのピクセル内の各サブピクセルからの出力光を制御する、請求項３８に記載のディスプレイシステム。
【請求項４１】
請求項３８に記載のディスプレイシステムを含む、投射システム。
【請求項４２】
２つ以上のモノリシック集積化発光素子を含み、各発光素子が白色光を出力可能である、光放出システムであって、
前記２つ以上のモノリシック集積化発光素子における少なくとも１つの発光素子が、
青色光を放出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記青色光の少なくとも一部分を緑色光に変換する第１のポテンシャル井戸と、
前記緑色又は青色光の少なくとも一部分を赤色光に変換する第２のポテンシャル井戸とを含む、光放出システム。
【請求項４３】
前記ＬＥＤが、ＩＩＩ−Ｖ半導体を含み、前記第１のポテンシャル井戸及び前記第２のポテンシャル井戸のうちの少なくとも１つが、ＩＩ−ＶＩ半導体を含む、請求項４２に記載の光放出システム。
【請求項４４】
前記ＩＩ−ＶＩ半導体が、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｅ、及び任意選択のＭｇからなる合金を含む、請求項４２に記載の光放出システム。
【請求項４５】
２つの発光素子のそれぞれが、
青色光を放出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記青色光の少なくとも一部分を緑色光に変換する第１のポテンシャル井戸と、を含んでおり、そして、
前記第１のポテンシャル井戸の２つが、同一の層からなる、請求項４２に記載の光放出システム。
【請求項４６】
光を放出可能な複数のエレクトロルミネセントデバイスを含む光放出システムであって、
第１の光変換素子が、２つ以上のエレクトロルミネセントデバイスによって放出される光の少なくとも一部分を下方変換するために前記２つ以上のエレクトロルミネセントデバイスを覆う、光放出システム。
【請求項４７】
前記第１の光変換素子によって放出される光の少なくとも一部分を変換するために前記第１の光変換素子の一部分を覆う、第２の光変換素子を更に含む、請求項４６に記載の光放出システム。
【請求項４８】
前記第１の光変換素子及び前記第２の光変換素子のうちの少なくとも１つが、ポテンシャル井戸を含む、請求項４７に記載の光放出システム。
【請求項４９】
前記複数のエレクトロルミネセントデバイスのうちの少なくとも１つが、ＬＥＤである、請求項４６に記載の光放出システム。
【請求項５０】
前記光放出システムの光放出側を平坦化する光学的に透明な層を更に含む、請求項４６に記載の光放出システム。
【請求項５１】
第１の基板上に製作された複数のエレクトロルミネセントデバイスと、
前記複数のエレクトロルミネセントデバイス内のエレクトロルミネセントデバイスによって放出された光を変換するポテンシャル井戸と、
第２の基板上に製作された複数のスイッチング回路と、を含む物品であって、
前記第２の基板上の各スイッチング回路は、前記第１の基板上の対応するエレクトロルミネセントデバイスを駆動するように設計されており、前記第１の基板は、前記第２の基板上の各スイッチング回路が前記第１の基板上の対応するエレクトロルミネセントデバイスに向かい合うように、前記第２の基板に取り付けられる、物品。
【請求項５２】
前記複数のエレクトロルミネセントデバイスのうちの少なくとも１つのエレクトロルミネセントデバイスが、ＬＥＤを含む、請求項５１に記載の物品。
【請求項５３】
前記第１の基板が、結合層によって前記第２の基板に取り付けられる、請求項５１に記載の物品。
【請求項５４】
第１の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第１の発光素子と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長で光を出力可能な少なくとも１つの第２の発光素子と、を含む光放出システムであって、
前記少なくとも１つの第２の発光素子は、
前記第１の波長で光を放出可能なエレクトロルミネセントデバイスと、
前記エレクトロルミネセントデバイスによって放出された光の少なくとも一部分を前記第１の波長から前記第１の波長及び前記第２の波長とは異なる第３の波長に変換する第１の光変換素子と、
前記第１の光変換素子によって変換された光の少なくとも一部分を前記第３の波長から前記第２の波長に変換する第２の光変換素子とを含む、光放出システム。
【請求項５５】
前記第１の光変換素子及び前記第２の光変換素子のうちの少なくとも１つが、ポテンシャル井戸を含む、請求項５４に記載の光放出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１３Ｅ】
【図１３Ｆ】
【図１３Ｇ】
【図１３Ｈ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１４Ｅ】
【図１４Ｆ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１３Ｅ】
【図１３Ｆ】
【図１３Ｇ】
【図１３Ｈ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１４Ｅ】
【図１４Ｆ】
【公表番号】特表２０１０−５２５５５５（Ｐ２０１０−５２５５５５Ａ）
【公表日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５２７９９（Ｐ２００９−５５２７９９）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５５００４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０９２９６
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５５００４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０９２９６
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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