边发射发光二极管阵列及其制备和使用方法

专利名称：边发射发光二极管阵列及其制备和使用方法
技术领域：
本发明涉及边发射发光二极管("LED")阵列(edge-emitting light-emitting diode array),制备该边发射LED阵列的方法，以及由该方法制得的加工产
P
P口 o
背景技术：
发光二极管("LEDs")提供了产生光的高效途径。由于其寿命长、能效 高且体积小，商业器件长期使用LEDs。但是，大多数内部照明应用仍然使 用白炽灯或荧光照明装置，因为它们的亮度更高而且技术成本更低。需要 的是通过一种简单的、有成本效益的方法而制备的高亮度白光LED。
LED的外量子效率T!ext可以概括为式(1):
U =玲—oc (1)
其中，Y表示在器件的活性区域内电荷复合的内量子效率(即，形成电
子-空穴对)，TV表示由电子-空穴对形成单线态激子的量子效率，O表示由该 单线态激子发射的量子产率，以及TV表示光发射输出耦合效率(light
emission output coupling efficiency)(例如，光离开器件时的效率)。当式(1 ) 的前三项的效率值接近100%时，光输出耦合的效率(TV)则是LEDs商业 化发展的主要障碍。
常规的LED器件发射出来的光只是其内部产生的光的约2%至约20%。 这种低输出效率有几个原因，最公认的是由于内部波导而在器件内产生的光 的全内反射。已经提供了许多LED器件结构来提高输出耦合效率(例如， 参见美国专利4324944和6980710，以及美国专利申请公开2005/0190559 和2006/0104060，这些专利文献描述了具有各种反射元件的LEDs)。此外，
7层状的高折光指数和低折光指数材料的波导效应也被用来提高输出耦合效
率(例如，参见美国专利4376946和5907160，以及美国专利申请公开 2003/0015770)。
边发射LEDs是使用波导效应来提高输出耦合效率的方法的另一个例 子。美国专利4590501和6160273描述了边发射LED结构，其中，电极堆 和活性区域作为波导有效地将光引导至发射光的电极堆的侧面。但是，这 种边发射LEDs的制造方法自身在器件操作、大量生产以及封装方面存在难 题。例如，由于光沿与基底平行的方向出现，LEDs必须切割成方块并且使 用特殊的方法封装。
需要的是通过简单的制备方法就可以制备的边发射LED。

发明内容
本发明提供了一种边发射LED，该边发射LED以与基底不平行的角度 发射光。因此，本发明的边发射LEDs可以使用常规的方法封装，并且光输 出耦合比常规的LEDs的光输出耦合更有效。而且，本发明的边发射LEDs 的结构特征可以制造高密度像素的显示装置，也可以制作在发光器件内空 间上精密地分布有发射红色、绿色和蓝色的LEDs的发光器件，因此提供了 高效的明亮的白光光源。
本发明涉及一种边发射LED，该边发射LED包括基底(substrate), 该基底与一个平面平行定位；以及活性区域，该活性区域包括相互之间具有 界面边界的p型部分(p-type portion)和n型部分(n-type portion),所述界 面边界与所述基底的平面不平行。根据这种布局，当空穴与电子在所述活性 区域内复合时，所述活性区域发射光，并且不相干光以与所述基底不平行的 方向而从该LED中发射出来。在一些实施方式中，从该边发射LEDs中发 射出来的光与所述界面边界基本平行。本发明涉及一种边发射LED，该边发射LED包括
(a) 基底，该基底上面具有至少一个突起(protrusion);
(b) 第一导电层，该第一导电层与所述突起的至少一个表面共形地 (conformally)接角虫；
(c) 活性区域，该活性区域与所述第一导电层共形地接触，其中，该 活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及
(d) 第二导电层，该第二导电层与所述活性区域共形地接触，
其中，当空穴与电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射不相 干光，并且其中，所述不相干光以与所述基底的平面不平行的方向而从该 LED中发射出来。
本发明还涉及一种边发射LED阵列，该边发射LED阵列包括
(a) 基底，该基底上面包含至少一个突起；以及
(b) 多个边发射LED元件，该边发射LED元件包括
(i) 第一导电层，该第一导电层与所述突起的至少一个表面接触；
(ii) 活性区域，该活性区域与所述第一导电层接触，其中，该活 性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及
(iii) 第二导电层，该第二导电层与所述活性区域接触，
其中，当空穴与电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射不相 干光，其中，所述不相干光以与所述基底的平面不平行的方向而从该发光二 极管中发射出来，其中，所述至少一个突起的至少一个表面上不存在所述边 发射LEDs的至少一部分，从而形成不连续的边发射LED元件的阵列。
本发明还涉及一种用于制备边发射LED的方法，该方法包括-
(a) 提供上面具有至少一个突起的基底；
(b) 形成共形地覆盖所述突起的至少一个表面的第一导电层；
(c) 在所述第一导电层上形成活性区域，该活性区域包括相互之间具
9有界面边界的p型部分和n型部分，其中，所述活性区域共形地覆盖所述第 一导电层；
(d)形成共形地覆盖所述活性区域的至少一部分的第二导电层，以及 其中，当空穴与电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射不相
干光，并且其中，所述不相干光由所述活性区域以与所述基底不平行的方向
而从该发光二极管中发射出来。
在一些实施方式中，由该边发射LED发射出来的不相干光与所述界面
边界基本平行。
在一些实施方式中，所述基底含有电绝缘材料。
突起可以包括立体形状，所述立体形状例如，但不限于直线多边形、 圆柱形、三角锥、四角锥、圆锥体、以及它们的组合。突起也可以包括具有
一定轮廓的脊型(ridged feature),所述轮廓例如，但不限于正弦曲线轮廓、 抛物线轮廓、直线轮廓、锯齿状轮廓、以及它们的组合。在一些实施方式中， 上面具有至少一个突起的基底包括光栅。
在一些实施方式中，所述至少一个突起的至少一个横向尺寸(lateral dimension)为约500纳米至约1厘米。
在一些实施方式中，所述界面边界与所述基底的平面以相互之间的相对 角度为约10。至90。来定位。在一些实施方式中，相对于所述基底的平面，不 相干光以约10。至90。的角度而从该LED中发射出来。
在一些实施方式中，所述边发射LED还包括第一电极和第二电极， 其中，该第一电极与所述活性区域的p型部分接触，并且该第二电极与所述 活性区域的n型部分接触。
在一些实施方式中，所述活性区域还包括发射层(emissive layer),其中， 该发射层位于所述p型部分与所述n型部分之间的界面边界处。
在一些实施方式中，所述边发射LED阵列还包括波导层。
10本发明还涉及包括本发明的边发射LEDs的显示装置和照明装置。 在一些实施方式中， 一个或多个导电层含有可以反射由所述活性区域 发射出的某一波长的光的材料。在一些实施方式中， 一个或多个导电层含 有可以透过由所述活性区域发射出的某一波长的光的导体。
在一些实施方式中，所述边发射LED还包括第二活性区域和第三导电 层；该第二活性区域与所述第二导电层接触，其中，该第二活性区域包括相 互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；该第三导电层与所述第二活性 区域接触，其中，当空穴与电子在所述第二活性区域内复合时，所述第二活 性区域发射不相干光，并且其中，所述不相干光由所述第二活性区域以与所 述基底的平面不平行的方向而从该LED中发射出来。
在一些实施方式中，由所述第一和第二活性区域发射的不相干光的波长 基本相同。在一些实施方式中，由所述第一和第二活性区域发射的不相干光 的波长基本不同。
在一些实施方式中，所述边发射LED还包括第三活性区域和第四导电 层；该第三活性区域与所述第三导电层接触，其中，该第三活性区域包括相 互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；该第四导电层与所述第三活性 区域接触，其中，当空穴与电子在所述第三活性区域内复合时，所述第三活 性区域发射不相干光，并且其中，所述不相干光以与所述基底的平面不平行 的方向而从所述第三活性区域中发射出来。
在一些实施方式中，由所述第一、第二和第三活性区域发射的不相干光 的波长基本相同。在一些实施方式中，由所述第一、第二和第三活性区域发 射的不相干光的波长基本不同。在一些实施方式中，由所述第一、第二和第 三活性区域发射的不相干光的波长包括可见光谱中的红色、绿色和蓝色的波 长。
在本发明的方法的一些实施方式中，形成所述第一导电层包括在所述突
ii起的至少一个侧面上选择性地沉积导电材料。
在本发明的方法的一些实施方式中，形成所述第二导电层包括在所述 活性区域上选择性地沉积导电材料；以及除去所述突起的顶面上的任何导电 材料、以及沉积在该顶面之上的任何层。
在本发明的方法的一些实施方式中，通过选自如下的方法而除去所述突 起的顶面上的任何导电材料以及沉积在该顶面之上的任何层将所述导电材 料与粘性基底共形地接触，将所述导电材料干刻蚀，将所述导电材料湿刻蚀， 以及它们的组合。
在本发明的方法的一些实施方式中，该方法还包括形成发射层，该发射 层位于所述活性区域的所述p型部分和所述n型部分之间的界面边界处。
在本发明的方法的一些实施方式中，通过选自如下的方法沉积所述活性
区域真空沉积、化学气相沉积、热沉积、旋涂(spin-coating)、溶液浇铸、
溅射、原子层沉积，以及它们的组合。
在一些实施方式中，本发明的方法还包括在所述第二导电层上形成第二 活性区域，其中，该第二活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和
n型部分；以及形成覆盖所述第二活性区域的至少一部分的第三导电层；其
中，当空穴与电子在所述第二活性区域内复合时，所述第二活性区域发射不 相干光，并且其中，所述不相干光由所述第二活性区域以与所述基底的平面
不平行的方向而从该LED中发射出来。
在一些实施方式中，本发明的方法还包括在所述第三导电层上形成第三 活性区域，其中，该第三活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和
n型部分；以及形成覆盖所述第三活性区域的至少一部分的第四导电层；其
中，当空穴与电子在所述第三活性区域内复合时，所述第三活性区域发射不 相干光，并且其中，所述不相干光由所述第三活性区域以与所述基底的平面
不平行的方向而从该LED中发射出来。
12本发明还涉及一种由本发明的方法制备的产品。在一些实施方式中，所 述产品选自半导体器件、显示装置、照明装置、以及它们的组合。
下面结合附图对本发明的其它实施方式、特征和优点以及本发明的各种 实施方式的结构和操作进行详细描述。


此处并入的附图是本说明书的一部分，说明了本发明的一种或多种实施 方式，并与描述一起进一步解释本发明的原理，使相关领域的技术人员能够 实现并应用本发明。
图1A、图1B、图1C和图1D为适用于本发明的上面具有突起的基底
的横截面示意图2为适用于本发明的上面具有突起的弯曲的基底的横截面示意图3A和图3B为适用于本发明的上面具有突起的基底的横截面示意图； 图4A、图4B和图4C为本发明的边发射LEDs的横截面示意图； 图5A和图5B为本发明的边发射LEDs的另一种实施方式的横截面示 意图6至图8为适用于制备根据本发明的边发射LEDs的方法的示意图。 将结合附图对本发明的一种或多种实施方式进行描述。在附图中，相
同的附图标记表示同一个元件或功能相近的元件。此外，附图标记的最左
边的数字可以确定第一次出现该附图标记的附图。
具体实施例方式
本说明书公开了一种或多种结合了本发明的特征的实施方式。这些公开 的实施方式仅用来举例说明本发明。本发明的范围并不限于这些公开的实施 方式。本发明由随附的权利要求书限定。在说明书中描述的并称为"一种实施方式"、"一个实施方式"、"一个示 例性的实施方式"等的实施方式指的是所描述的实施方式可以包括特定的牛寺 征、结构或特性，但是每种实施方式不是必然包括该特定的特征、结构或特 性。而且，这样的短语不必然表示相同的实施方式。此外，当结合一种实施 方式对特定的特征、结构或特性进行描述时，应该理解的是，不管有没有明 确的描述，在其它的实施方式中实现这样的特征、结构或特性是在本领域技 术人员的能力之内的。
用于所述边发射LEDs的基底
本发明的边发射LEDs是在基底上形成的。对所述基底的形状或尺寸没
有特别的限定，适用的基底包括平面的、弯曲的、圆形的、波浪形的、以
及形貌上图案化了的(topographicallypatterned)基底。虽然不限于平面基底， 但是本发明的基底可以以一个平面为参照来定位。对于柔性基底、或具有弯 曲形貌的基底而言，可以以一个平面为参照来确定所述基底曲线的切线的方 向而将所述基底定位。
对本发明所使用的基底的组成没有特别的限定。适用于本发明的基底包
括，但不限于金属、合金、复合材料、晶体材料、非晶材料、导体、半导
体、绝缘体(即，电绝缘材料)、光学材料、玻璃、陶瓷、沸石、塑料、膜、 薄膜、层压体、箔、塑料、聚合物、矿物质、以及它们的组合。另外，合适 的基底既包括刚性材料，也包括柔性材料。
在一些实施方式中，所述基底包括半导体，例如，但不限于晶体硅、 多晶硅、非晶硅、p掺杂硅(p-doped silicon)、 n掺杂硅(n-doped silicon)、 氧化硅、硅锗、锗、砷化镓、磷砷化镓、氧化铟锡、以及它们的组合。
在一些实施方式中，所述基底包括玻璃，例如，但不限于未掺杂的二 氧化硅玻璃(Si02)、氟化二氧化硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼磷硅酸盐玻璃、
14有机硅酸盐玻璃、多孔有机硅酸盐玻璃、以及它们的组合。
在一些实施方式中，所述基底包括陶瓷，例如，但不限于碳化硅、氢
化的碳化硅(hydrogenated silicon carbide)、氮化硅、碳氮化硅、氧氮化硅、 碳氧化硅、以及它们的组合。
在一些实施方式中，所述基底包括柔性材料，例如，但不限于塑料、
复合材料、层压体、薄膜、金属箔、以及它们的组合。
在一些实施方式中，本发明所使用的基底包括上面具有至少一个突起的 基底。如此处所使用的，"突起"是指与该突起周围的基底区域相毗邻但形 貌上又可以区别开的基底区域。另外，在一些实施方式中，可以根据该突起 的组成而将该突起与该突起周围的基底区域区别开来，或根据不同于该突起 周围的基底区域的该突起的其它性质而将该突起与该突起周围的基底区域
区别开来。在一些实施方式中，突起可以具有立体形状，例如，但不限于 直线多边形、圆柱形、锥形(例如三角锥、四角锥、五角锥、六角锥等)、 梯形、圆锥体、以及它们的组合。在一些实施方式中，突起包括具有一定的 轮廓的脊型，所述轮廓例如，但不限于正弦曲线轮廓、抛物线轮廓、直线 轮廓、锯齿状轮廓、以及它们的组合。在所述基底包含多个突起的实施方式 中，本发明包括所述突起在所述基底上的所有可能的空间排布，包括对称 的、不对称的、有序的和随机的空间分布。
所有突起具有至少一个横向尺寸。如此处所使用的，"横向尺寸"是指 位于基底的平面上的突起的尺寸。突起的一个或多个横向尺寸限定了或可以 用于限定该突起所占据的基底的面积。典型的突起的横向尺寸包括，但不限 于长度、宽度、半径、直径、以及它们的组合。 一个突起具有至少一个横
向尺寸和至少一个纵向尺寸(vertical dimension),该横向尺寸和纵向尺寸一 般用长度单位定义，例如纳米(nm)、微米(pm)、毫米〔mm)等。
当周围的基底为平面时，突起的横向尺寸为位于该突起的相对的侧面上
15的两点之间的向量的大小，其中，该两点位于所述基底的平面之内，并且其 中该向量与基底的平面平行。在一些实施方式中，用于确定对称的突起的横
向尺寸的两点也位于该对称的突起的镜平面(mirrorplane)上。在一些实施 方式中，可以通过将该向量与该突起的至少一个边正交对准来确定不对称的 突起的横向尺寸。例如，在图1A-图1D中，位于基底的平面之内的点以及 位于突起101、 111、 121和131的相对的侧面上的点分别由虚线箭头102和 103、 112和113、 122和123、以及132和133表示。这些突起的横向尺寸 分别由向量104、 114、 124和134的大小表示。
突起的纵向尺寸为基底的平面内的一个点与该突起的最高点之间的垂 直于该基底的向量的大小。例如，在图1A-图1D中，突起的纵向尺寸分别 由向量105、 115、 125和135的大小表示。如此处所使用的，突起的表面是
指该突起的任意一个表面，包括，但不限于侧面、顶面、以及它们的组合。
例如，在图1A-图1D中示出的突起101、 111、 121和131分别具有侧面106、 116、 126和136。在突起的侧面垂直于与基底平行定位的平面的实施方式中， 该侧面的高度等于该突起的纵向尺寸。
尽管图1A-图1D示例性的示出的突起101、 111、 121和131的组成与 周围的基底不同，但是本发明包括化学组成与基底相同或不同的突起。例如， 可以通过增加的方法(例如，沉积)、减少的方法(例如，刻蚀)、以及它们 的组合形成突起。
在一些实施方式中，突起具有"倾斜的"(angled)侧面。如此处所使用 的，"倾斜的侧面"是指侧面不垂直于与基底平行定位的平面。该侧面角等 于垂直于与突起的一边相交的表面的向量和与该突起的该边相交于同一点 的并与该侧面的表面相平行的向量之间所形成的角。垂直的侧面的侧面角为 0°。例如，图1C和图1D中的突起121和131的侧面角表示为 。在一些实 施方式中，基底上的突起的侧面角为约80°至约-50°、约80°至约-30°、约80°
16至约-10°、或约80°至约0°。
不受任何特定的理论的限制，突起的侧面角可以确定由该边发射LED 发射出的光的角度。例如，侧面角为20。的本发明的一种边发射LED能够以 相对于与基底的平面平行定位的平面成约70。的角度发射光。在一些实施方 式中，由该边发射LED发射出的光相对于与基底的平面平行定位的平面成 约10°至90。的角度。
当基底的曲率半径不为零时，基底是"弯曲"的，高出基底的距离为1 毫米或更多，或者高出基底的距离为IO毫米或更多。对于弯曲的基底而言， 横向尺寸定义为连接突起的相对的侧面上的两个点的圆周的周长线段的长 度，其中，该圆周的半径等于基底的曲率半径。具有多个或波动的曲率的弯 曲基底、或波浪形的弯曲基底的横向尺寸可以通过将多个圆周片段的长度相 加而得到。
图2显示了弯曲基底200的截面示意图，该基底200上具有突起211。 该突起211的横向尺寸等于连接点212和213的线段214的长度。该突起211 的纵向尺寸由向量215的大小表示。
在一些实施方式中，上面具有至少一个突起的基底包括光栅。适于用作 本发明的基底的光栅包括光学领域公知的光栅，包括由接触印刷(contact printing)、压印平版印刷(imprint lithograph)以及微接触成型(microcontacting molding)(例如，参见美国专利5512131、 5900160、 6180239、 6719868、 6747285和6776094，以及美国专利申请公开2004/0225954和2005/0133741， 此处将这些专利整体引入作为参考)的方法制成的光栅。
图3A和图3B分别提供了适用于本发明的光栅300和350的截面示意 图。参照图3A，用于本发明的光栅包括具有可选择的顶层302的基底301 (该顶层302与该基底301的组成可以相同也可以不同)，以及包含有高度 为305、宽度为307、以及周期(即，重复距离)为307的一系列突起303
17的光栅。在一些实施方式中，在所述光栅的区域内，光栅的重复距离和/或宽 度可以不同。在一些实施方式中，所述光栅的侧面是倾斜的，并且"侧面角" 或"发射角"0为0°至约80°。本发明使用的光栅不是必须具有如图3A所 示的直线型轮廓，而是可以具有正弦曲线轮廓、抛物线轮廓、直线轮廓、锯
齿型轮廓、以及它们的组合。例如，图3B提供了具有正弦曲线轮廓的光栅 的截面示意图。该光栅350包括具有可选择的顶层352的基底351 (该上 层352与该基底351的组成可以相同也可以不同)，以及由高度为355、宽度 为356、以及重复距离为357的正弦曲线形状的一系列突起353构成的光栅。 在一些实施方式中，本发明所使用的基底包含横向尺寸为约50纳米至 约1厘米的至少一个突起。在一些实施方式中，本发明所使用的基底包含至 少一个突起，该突起的最小的横向尺寸为约50纳米、约100纳米、约200 纳米、约500纳米、约1微米、约2微米、约5微米、约10微米、约20微 米、约50微米、约100微米、约500微米、约1毫米、约2毫米、约5毫 米、或约1厘米。
在一些实施方式中，突起的高度为超出表面的平面或曲率约100纳米至 约1厘米。在一些实施方式中，突起的最小高度为超出表面的平面或曲率约 100纳米、约200纳米、约300纳米、约500纳米、约1微米、约2微米、 约5微米、约10微米、约20微米、约50微米、约100微米、或约200微 米。在一些实施方式中，突起的最大高度为超出表面的平面约1厘米、约5 毫米、约2毫米、约1毫米、约500微米、约200微米、约100微米、约50 微米、约20微米、约10微米、约5微米、约2微米、约1微米、或约500 纳米。
可以使用半导体器件制造领域的技术人员所公知的分析方法来表征适 用于本发明的基底，以及在该基底上制成的边发射LEDs的结构和组成。边发射LEDs
本发明涉及一种边发射LED，该边发射LED包括基底，该基底上具 有至少一个突起；第一导电层，该第一导电层与所述突起的至少一个表面接
触；活性区域，该活性区域与所述第一导电层接触，其中，该活性区域包括 相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及第二导电层，该第二导 电层与所述活性区域接触，其中，当空穴和电子在所述活性区域内复合时， 所述活性区域发射不相干光，其中，光以与所述基底的平面平行的方向而从 该LED中发射出来。
本发明还涉及一种边发射LED，该边发射LED包括基底，该基底与 一个平面平行定位；活性区域，该活性区域包括相互之间具有界面边界的p 型部分和n型部分，该界面边界与所述基底的平面不平行，其中，当空穴和 电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射不相干光，并且其中，所 述不相干光以与所述界面边界基本平行的方向而从该LED中发射出来。
如此处所使用的，"发光二极管"是指由p-n结发光的固态器件。如此 处所使用的，"边发射"LED是指由p-n结发光并且从该p-n结中发射的光 的方向基本平行于(即，不垂直于)将该p-n结的p型部分和n型部分隔开 的界面边界的固态器件。
本发明的边发射LEDs适用于发射不相干光。如此处所使用的，"不相 干"是指光的光子的光学特性(例如，波长、相位和/或方向)不相同的光。 本发明不包括能够发射相干光(即，激光等)的LEDs。如此处所使用的， "光"是指处于电磁波谱的紫外(即，波长为约200纳米至约400纳米)、 可见(即，波长为约400纳米至约750纳米)和红外(即波长为约750纳 米至约2000纳米)区间内的光线。不受任何特定的理论的限制，可以通过 在所述活性区域和/或发射区域内使用发射的光处于所需要的光谱区间内的 材料而对由本发明的LEDs发射的光的波长进行选择。在一些实施方式中，
19本发明的LEDS发射混合波长的光，该混合波长的光适用于发射白光的装
置。例如，本发明的LED阵列可以包括分别发射可见光谱的蓝光波长(约 400纳米至约475纳米)、绿光波长(约500纳米至约540纳米)和红光波 长(约630纳米至约750纳米)的LEDs。
本发明的边发射LEDs可以由该器件的前平面或背部平面发光。例如， 如果使用透明基底，可以在该器件上沉积反射平面层(reflective planarization layer)或共形层(conformal layer)(即，在基底的表面上和上面形成有器 件的至少一个突起的表面上进行沉积)，从而将由该LEDs发射的光引导为 通过该基底进行反射(即，光从该器件的"背部"出来)。在一些实施方式 中，所述基底为不透光的，在该基底上形成的本发明的边发射LED器件从 该基底的"前"面发光。在一些实施方式中，可以在边发射LEDs上形成一 个或多个透光的或半透光的层，例如保护涂层、滤光器等。
本发明的边发射LEDs包括活性区域。如此处所使用的，"活性区域" 是指LED中发生电荷传递、电荷复合和发光的区域。所述活性区域包括适 于传输空穴(即，传导正电荷)的p型部分以及适于传输电荷(即，传导 电子)的n型部分。空穴与电子在所述活性区域内复合从而形成发光的活性 种。活性区域的每个p型部分和n型部分可以包括一个或多个层以增强和/ 或优化电荷传导、电荷转移、电荷复合等。因此，由单层构成的p型和n 型部分以及由包含多个堆叠层的层状结构构成的p型和n型部分都在本发 明的范围之内。适用作本发明的边发射LEDs的活性区域(例如，p型部分、 n型部分和发射层)材料的材料包括在例如但不限于美国专利6048630、 6329085和6358631以及丄妙n缠/"g (《发光二极管》)第二版
(Schubert, E.F.，剑桥大学出版社，纽约(2006))中公开的材料，此处将 这些文献整体引入作为参考。
在一些实施方式中，所述p型部分、n型部分、发射层以及它们的组合含有无机材料，所述无机材料例如，但不限于合金、晶体或元素。适用
于本发明的无机材料包括，但不限于在/Z/g/2 Sn'g^"e^ ZigAf ￡mz'm> g D/ocfes (《高亮度发光二极管》)(Stringfellow, GB.和Craford, M.G.， Academic Press, San Diego, CA (1997))中所描述的材料，此处将其整体引入作为参考。在 一些实施方式中，所述p型部分、n型部分、发射层以及它们的组合含有有 机材料(例如，有机聚合物、聚芳香烃、以及它们的组合物和衍生物)。适 用于本发朋的有机材料包括，但不限于在Orgaw'c L/g/^-^w'"/"g (^; "ca/五"g/"em'"g;(有机发光二极管(光学工程))(Kalinowski， J., Marcel Dekker, New York, NY (2005))中所描述的材料，此处将其整体引入作为参 考。
所述边发射LEDs的活性区域包括相互之间具有至少一个界面的p型部 分和n型部分。对所述界面的形状和形态没有特别限定，可以为平面的或 弯曲的(例如，凹的或凸的)，可以为平滑的、粗糙的、或者具有不同的粗 糙度。所述界面的至少一部分与所述基底的表面是非共平面的(non-planar) (即，非共形的)，或者对于弯曲的基底而言，所述界面的至少一部分与位 于该表面之上的等距离的线(例如，与该表面同中心的线)不平行。
在一些实施方式中，所述活性层在所述至少一个突起的至少一部分上形 成共形层。在一些实施方式中，所述活性层也可以在所述基底的表面的至少 一部分上形成共形层。如此处所使用的，"共形层"和"共形地接触"是指 以某种方式沉积在基底的表面和/或突起的表面上的层，该层的厚度在厚度方 向上的变化不超过约50%、不超过约40%、不超过约30%、不超过约25%、 不超过约20%、不超过约15%、不超过约10%、或不超过约5%，这使得该 层的表面的形貌与其下表面或沉积有该层的表面的立体形状"一致"。共形 活性层的厚度可以为约10纳米至约10微米。在一些实施方式中，共形活性 层的最小厚度为约10纳米、约20纳米、约50纳米、约100纳米、约150
21纳米、约200纳米、约250纳米、约300纳米、约400纳米、约500纳米、 约600纳米、约800纳米、约1微米、约2微米、约5微米、或约10微米。
不受任何特定的理论的限制，所述活性层内的界面的非平行定位有利于 来自本发明的边发射LED器件中的光的输出耦合。在一些实施方式中，所 述界面被定位为与上面形成有所述p型部分和n型部分的突起的侧面基本平 行(例如，当所述活性层的层与所述至少一个突起和/或所述基底的表面共形 时)。在一些实施方式中，相对于与所述基底平行定位的平面，所述界面的 定位角度为约10°至卯°、约20°至90°、约45°至90。、约60°至90°、或约 75°至90°。包含多个界面，并且相对于与所述基底平行定位的平面，每个界 面以相同或不同的角度进行定位的LED结构也属于本发明的范围。
当空穴与电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域以与所述界面边 界基本平行的方向发射不相干光。如此处所使用的，"基本平行"是指相对 于与界面边界角平行定位的平面，由该LEDs发射的光的向量所形成的角度 为约-45°至约45°、约-30。至约30°、约-20°至约20°、或约-15°至约15°。
在一些实施方式中，当空穴和电子在所述活性区域内复合时，所述活性 区域以与所述基底的平面不平行的方向发射光。如此处所使用的，"与所述 基底不平行的方向"是指在一定的角度上形成的矢量，在该角度下从本发明 的LED发射出来的光与平行于所述基底的平面定位的平面不平行。因此， 光从构成该LEDs的导电层、活性区域或波导层的边缘发出，并且其中，光 发出的方向在所述基底的平面之外。在一些实施方式中，与所述基底不平行 的方向是指相对于所述基底的表面而确定的方向处于所述基底区域的平面 之外至少约10°、至少约15°、至少约20°、至少约25°、至少约30°、至少约 40°、至少约50°、至少约60°、或至少约70°。
在一些实施方式中，所述活性区域以与所述界面边界的方向基本平行的 方向发光(例如相对于所述界面边界的表面而确定的方向为约-30。至约
22+30°;或在一些实施方式中，相对于所述界面边界的表面而确定的方向为约 -20°至约+20°;或在一些实施方式中，相对于所述界面边界的表面而确定的
方向为约-10°至约+10°)。
本发明还涉及一种边发射LED阵列，该边发射LED阵列包括
(a) 基底，该基底上包含至少一个突起；以及
(b) 多个边发射LED元件，该边发射LED元件包括
(i) 第一导电层，该第一导电层与所述突起的至少一个表面接触;
(ii) 活性区域，该活性区域与所述第一导电层接触，其中，该活 性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及
(iii) 第二导电层，该第二导电层与所述活性区域接触，
其中，当空穴与电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射不相 干光，其中，所述不相干光以与所述基底的平面不平行的方向而从该LED 发射出来，并且其中，所述至少一个突起的至少一个表面上不存在所述边发 射LEDs的至少一部分，从而形成不连续的边发射LED元件的阵列。
如此处所使用的，"所述至少一个突起的至少一个表面上不存在所述边 发射发光二极管的至少一部分"是指在所述至少一个突起的至少一个表面上 不存在所述第一导电层、所述活性层的p型部分、所述活性层的n型部分、 所述第二导电层中的至少一者，或它们的组合。所述至少一个突起的至少一 个表面可以为所述至少一个突起的任何一个表面(例如，所述至少一个突起 的侧面、所述至少一个突起的上表面、或它们的任何组合)。
在一些实施方式中，所述活性区域还包括光发射层，其中，该光发射层 位于所述活性区域的p型部分和n型部分之间的界面边界处。 一般地，适用 于本发明的发射层的材料经受快速荧光、或经受具有高的量子效率的磷光。 适用于本发明的发射层的材料包括，但不限于在美国专利5962971、6313261、 6967437和7094362中所描述的材料，此处将这些文献整体引入作为参考。
23将电极(阳极和阴极)电连接，或者分别与所述活性区域的所述P型部 分和n型部分连接。适用于本发明的电极材料包括金属性的或掺杂的多晶硅、 纳米晶硅、导电低聚物和聚合物以及本领域技术人员公知的其它导体。适用 于本发明的导电聚合物和低聚物包括，但不限于聚乙炔、聚噻吩(例如， 聚(3，4-亚乙二氧基噻吩))、聚苯乙烯(例如，聚(苯乙烯磺酸盐))、聚吡咯、
聚芴、聚萘、聚苯硫、聚苯胺、聚对苯撑亚乙烯(polyphenylenevinylene)、 以及它们的组合和共聚物。在一些实施方式中，所述电极材料包括能够透过 由所述活性区域发射出的某一波长的光的导电材料。适用于本发明的透光性 导电材料包括，但不限于铟锡氧化物("ITO")、金属掺杂的ITO、碳纳米 管、氟氧化锌(zinc oxyfluoride)、以及它们的组合。在一些实施方式中，适 用于本发明的电极(即，阳极或阴极)包含选自如下的金属IA族金属、IIA 族金属、IIIB族金属、IVB族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族金属、 VIIIB族金属、IB族金属、IIB族金属、IIIA族金属、IVA族金属、VA族金 属、VIA族金属中的金属，以及它们的组合。在一些实施方式中，电极包含 但不限于选自如下组中的金属Al、 Ni、 Au、 Ag、 Pd、 Pt、 Cr、 LiF、以及 它们的组合。适用于本发明的电极材料还包括在o/￡/ec/roc/^m/Wo;, ￡/e"rac/^m/Wry A^ve/ Ma/en'a&,(电化学前沿贵金属的电化学)
(Lipowski, J.禾口 Ross, P.N.编辑,Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim，德国(1994))中描述的材料，此处将其整体引入作为参考。
在一些实施方式中，本发明的LEDs还包括波导层。如此处所使用的，
"波导层"是指与LED的至少一个电极或活性区域相邻的材料，其中，所 述波导层可以透过由所述活性区域发射出的某一波长的光，并且其中，所 述波导层的折光指数大于与其相邻的层的折光指数。不受任何特定的理论 的限制，由所述活性区域发出的不相干光可以较高效地传输至所述波导层， 其中，根据斯涅尔定律(Snell's Law)，当入射光与波导层的侧面的角度大
24于临界角时，波导材料与相邻的材料之间的界面上的入射光在该波导材料 内会发生全内反射。然后，所述波导体内的内反射的光可以从所述波导材 料的边缘发出。对本发明中的波导层的材料和位置没有特别限定。适于用 作波导层的材料包括折光指数为约1.6或更大、约1.8或更大、约2.0或更
大、约2.1或更大、或约2.2或更大的透光性的金属氧化物、聚合物、单体、
溶胶-凝胶、以及它们的组合。适用于波导层的材料包括，但不限于ITO、
氮化硅，以及折光指数为约1.6或更大的其它材料。在一些实施方式中，所 述电极、所述活性区域的p型部分、所述活性区域的n型部分、或可选择 的填料中的任何一个均可用作波导层。
图4A、图4B和图4C显示了本发明的示例性的边发射LEDs的横截面 示意图。边发射LEDs400、 420和450的每个突起403、 423和453分别具 有一个、两个和三个活性区域。例如，图4A包括LED结构400，该LED 结构400具有基底401和402，该基底401和402上面具有突起403。在一 些实施方式中，层401和402的组成是相同的。在一些实施方式中，基底 层401和402以及突起403的组成是相同的。在一些实施方式中，基底层 401是任选的。在一些实施方式中，层401包括刚性的衬背层(rigidbacking layer),而层402包括沉积于其上的共形层。突起403包括表面(即，侧面) 404，在该表面404上形成有第一导电材料405 (例如，阳极)。在阳极405 和阴极406之间形成包括p型部分407和n型部分408的活性区域。该p 型部分和n型部分还包括位于它们之间的界面阻挡层409。在一些实施方式 中，本发明的边发射LEDs还包括可以通过沉积而形成的以提高该LED器 件的结构刚性的填料410。光hv由活性区域413和416中发出。在电极411 和412由能够反射由所述活性区域发出的光的波长的材料构成的实施方式 中，由该边发射LEDs发出的光的方向414与界面表面409的方向基本平行。 在至少一个电极415由可以透过由所述活性区域发出的光的波长的导电材料构成的实施方式中，该透光性电极可以用作波导，并且由该活性区域发 出的光在该波导内可以发生内反射，直到所述光从该电极的边缘以与界面
表面409的方向基本平行的方向415发射出去。
图4B与图4A描述的边发射LED器件基本相似，包括LED结构420， 该LED结构420具有基底421和422，该基底421和422上面具有突起423， 该突起423包括上面形成有第一导电材料425 (例如，阳极)的表面(即， 侧面)424。在阳极425和阴极426之间形成包括p型部分428和n型部分 429的活性区域。该p型部分和n型部分还包括位于它们之间的界面阻挡层 430。与n型部分429相邻的阴极426的另一面为第二活性区域，该第二活 性区域包括第二 n型部分431和第二 p型部分432。在该第二 p型部分的另 一侧为第二阳极427。光hv同样以与所述界面430的角度基本平行的方向 而从该结构中发射出来。在所示的器件420中，光hv和lw'的波长可以相 同也可以不同。
图4C与图4B描述的边发射LED器件基本相似，包括LED结构450， 该LED结构450具有基底451和452,该基底451和452上面具有突起453， 该突起453具有上面形成有第一导电材料460 (例如，阳极)的表面(即， 侧面)454。在阳极460和阴极461之间形成包括p型部分464和n型部分 465的活性区域。该p型部分和n型部分还包括位于它们之间的界面阻挡层 466。与n型部分465相邻的阴极461的另一面为第二活性区域，该第二活 性区域包括第二 n型部分467和第二 p型部分468。在该第二 p型部分468 的另一侧为第二阳极462，紧邻该第二阳极462的是第三活性区域，该第三 活性区域包括第三p型部分469和第三n型部分470。在该第三n型部分的 另一侧为第二阴极463。光hv、 hv、和hv"分别由第一、第二和第三活性区 域以分别与所述p型部分和所述n型部分(即，464和465、 466和467、 以及468和469)之间的界面阻挡层基本平行的方向发射出来。分别发出的光hv、 hv、和hv"的波长可以相同也可以不同。在一些实施方式中，光hv、 hV和hv"的波长基本不同，例如，在可见光谱的红色、绿色和蓝色区域内 的波长。因此，在一些实施方式中，本发明适用于需要使用白光的发光装
置。另外，适当地选择用于本发明的边发射LEDs的发射材料可以由该LEDs 发射出需要的波长的任意组合，包括电磁波谱的紫外、可见和红外区域内 的光的波长。
图5A为本发明的边发射LEDs器件的另一种实施方式的横截面示意图。 图5A包括边发射LED 500，该边发射LED 500具有基底501和502，该基 底501和502上面具有突起503，该突起503包括表面(即，侧面)504。在 一些实施方式中，层501和502的组成相同。在一些实施方式中，基底层501 和502以及突起503的组成相同。在一些实施方式中，基底层501是任选的。 在侧面504的一部分上形成第一导电材料505 (例如，阳极)。在阳极505 和阴极506之间形成包括p型部分507和n型部分508的活性区域。该p 型部分和n型部分还包括位于它们之间的界面阻挡层511。在这种实施方式 中，在p型部分和n型部分之间的界面阻挡层中存在光发射层509。光hv 由该发射层以与该界面阻挡层的方向基本平行的方向发射出来。在一些实 施方式中，该边发射LED器件还包括能够为该LED结构增加刚性并提供支 撑的结构元件510。
图5B为本发明的另一种边发射LEDs器件的横截面示意图。图5B包 括边发射LED 520，该边发射LED 520包括基底521和522，该基底521和 522上面具有突起523，该突起523包括表面(即，侧面)524。在一些实施 方式中，层521和522的组成相同。在一些实施方式中，基底层521和522 以及突起523的组成相同。在一些实施方式中，基底层521是任选的。在侧 面524的一部分上形成第一导电材料525 (例如，阳极)。在阳极525和阴 极526 (该阴极526由透光性的导电材料构成)之间形成包括p型部分527
27和n型部分528的活性区域。该p型部分和n型部分还包括位于它们之间 的界面阻挡层529。在这种实施方式中，在p型部分和n型部分之间的界面 阻挡层中存在光发射层530，并且紧邻该阴极存在波导层531。在一些实施 方式中，该边发射LED器件还包括能够为该LED结构增加刚性并提供支撑 的结构元件532。光lw从发射层533中发出，并且能够通过发射层530、 活性区域的n型部分528以及透光性阴极526而传播，以进入波导材料531 。 然后该发射出的光在该波导材料内发生内反射，直到所述光以与该界面阻 挡层的方向基本平行的方向发射出去。
制备边发射LEDs的方法
技术领域：
本发明还涉及一种用于制备边发射LED的方法，该方法包括
(a) 提供上面具有至少一个突起的基底；
(b) 形成覆盖所述突起的至少一个表面的第一导电层；
(c) 在所述第一导电层上形成活性区域，该活性区域包括相互之间具 有界面边界的p型部分和n型部分；
(d) 形成覆盖所述活性区域的至少一部分的第二导电层，并且 其中，当空穴和电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射出不
相干光，其中，光以与所述基底的平面不平行的方向而从该LED中发射出 来。
本发明的方法包括形成覆盖突起的至少一个表面的第一导电层。在一 些实施方式中，该形成方法是选择性的，从而只在突起的一个表面(例如， 侧面)上形成导电层。形成方法包括，但不限于气相沉积、等离子体增 强气相沉积、热沉积、氧化、还原、喷涂、旋涂、原子化、外延生长、朗 缪尔沉积(Langmuir deposition),以及它们的组合，以及薄膜沉积领域的 技术人员公知的其它薄膜沉积方法和薄膜形成方法。
28在一些实施方式中，可以以某个角度将基底放置在真空或蒸气反应器 中，并在突起的一个表面(例如，侧面)上气相沉积活性物质。例如，图6
为沉积方法的示意图，其中，在材料600上沉积适用于本发明的LED的层 605，该材料600包括基底601和602，该基底601和602上面具有突起603。 相对于标准平面606，以角度O对该包括基底和突起的材料进行定位。使用 气相沉积法在该突起603的顶面和侧面上沉积活性物质604。依赖于所述突 起的立体形状，定位角O确保只在所述突起的侧面的一个面上发生沉积，并 且可能在所述突起的顶面上发生沉积。可以在层605上沉积另外的层以形成 本发明的LED。不受任何特定的理论的限制，所述基底的定位角$可以决 定层沉积在突起和/或基底的哪个表面上。
在一些实施方式中，本发明的方法还包括从所述突起的顶面上除去任何 导电材料。可以使用接触法(例如，将突起的顶面与粘性膜接触)、干刻蚀 法、湿刻蚀法以及它们的组合而从突起的顶面上除去导电层。不受任何特定 的理论的限制，通过允许不透光的导电材料应用于该器件，从突起的顶面上 除去导电层可以提高本发明的边发射LEDs的输出效率。
图7为使用共形沉积方法形成本发明的边发射LEDs的方法的示意图。 材料700包括基底701和702，该基底701和702上面具有突起703，进行 连续的共形沉积过程751、 752、 753和754，分别共形地沉积第一导电层 705、 p型部分707、 n型部分708、以及第二导电层706。可选择地，可以 使用适当的"间隙-填充"沉积法(gap-fill deposition process)(例如，等离 子体增强CVD或旋涂)而在该共形沉积层上沉积填料材料或结构材料710。 然后对得到的共形层状结构720进行平面化步骤755，除去位于突起的顶面 的平面704上的部分共形层705、 706、 707和708。得到的LED器件以基 本平行于活性区域711内的界面的方向发射出光hv。
在沉积过程中可以使用掩膜(shadow-mask)以选择性地在所述基底的不同区域上沉积阳极、阴极或活性区域的任何一部分。例如，选择性地沉积 不同的层可以很容易地实现所述阳极和阴极之间的电接触，因此，在给电极 施加偏压(bias)时，可以限定发射光的基底的发射区域。
对基底的表面积没有特别限定，可以通过适用于沉积电极和活性区域的
设备的固有设计而自如地进行调整，可以为约10crr^至约10m2。
在一些实施方式中，在沉积该边发射LED的一个或多个导电和/或活性 区域前，可以将所述基底和/或突起功能化、衍生化、织构化、或者进行其它 预处理。如处理所使用的"预处理"是指在应用或沉积前对基底进行化学或 物理修饰。预处理包括，但不限于清洗，氧化，还原，衍生化，功能化， 将表面暴露于反应性气体、等离子体、热能、紫外线，以及它们的组合。不 受任何特定的理论的限制，对基底进行预处理可以增强或降低两层之间的粘 附作用，或者增强层之间的导电性。
在一些实施方式中，沉积了一个或多个层之后，可以对基底进行后处理。 后处理可以对该LED进行烧结、交联或固化，以及增强导电性、层间粘附 力、密度、以及它们的组合。
在一些实施方式中，以共形的方式沉积一个或多个所述层。如此处所使 用的，"共形的"是指无论下层结构的形貌如何，层或涂层的厚度基本一致。 因此，在不同大小和形状的突起上进行共形涂覆可以得到大小和形状基本相 近的边发射LEDs;并且可以通过选择基底上的突起的尺寸(例如，光栅的 间距和尺寸)来控制得到的边发射LED器件的大小。共形沉积方法包括， 但不限于化学气相沉积、旋涂、溶液浇铸、浸渍涂布、原子层沉积、自组 装、以及它们的组合。
在一些实施方式中，本发明的方法还包括在该边发射LEDs的外表面沉 积透明的保护层。
本发明的LEDs适用于照明显示装置，以及任何需要光源的电子装置。
30例如，在一些实施方式中，本发明的LEDS可以用作科学仪器(例如，分析
装置、微流体装置等)中的发光元件。本发明的LEDs可以结合集成电路器
件元件(例如，与集成电路器件元件相邻、位于集成电路器件元件的上面或 下面)而进行沉积。在一些实施方式中，可以将集成电路器件(例如，晶体
管)用作本发明的LED的控制元件。 实施例1
使用图8中的示意图所描述的方法来制备本发明的边发射LED。将上面 具有光栅803的基底801和802置于真空反应器中。通过在沉积过程中将该 基底倾斜，而在光栅803的一个侧面上选择性地沉积阳极(例如，铝)，然 后沉积镍薄层(约100纳米)，并通过使用掩膜而在基底的选定的部分上进 行选择性地沉积。通过将该光栅的顶面与粘性表面接触而除去沉积在该光栅 的顶面上的任何金属，从而制得只有一个侧面上沉积有金属电极的光栅820。 然后在整个光栅上气相沉积活性区域804。然后，通过再次将该光栅倾斜而 沉积阴极(例如，LiF然后是Al)，并使用掩膜以在基底和光栅的区域805 内沉积阴极，该区域805偏离将用于沉积阳极的区域。例如，可以通过将光 栅的顶面与粘性表面接触而再次除去沉积在该光栅的顶面上的任何金属。将 该阳极和阴极与接地电源807相连，则制成边发射LED器件。最终的边发 射LED器件具有由相互交叠沉积有阳极和阴极的基底上的区域限定的发射 表面806。
这些实施例说明了本发明的可能的实施方式。尽管上面已经描述了本发 明的各种实施方式，但应该理解的是，这些实施方式是仅作为实施例而提供 的，不是限定性的。对于相关领域的技术人员来说，很显然的是可以对形式 和细节进行各种改变而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明的外延和
31范围不应该由上述示例性的实施方式限定，而应该仅由随附的权利要求书及 其对等物来限定。
应该理解的是，具体实施方式
部分(而不是发明内容和摘要部分)是用 于解释权利要求书的。发明内容和摘要部分提出了一种或几种示例性的实施 方式，但不是如发明人所预计的所有的示例性的实施方式，因此，无论如何 发明内容和摘要部分并不意味着对本发明和随附的权利要求书进行限定。
此处引用的所有文献包括期刊论文或摘要、公开的或相应的美国或外国 专利申请、授权的或外国专利、或其它文献，这些文献(包括引用的文献中 的所有的数据、表格、附图和正文)此处整体引入作为参考。
权利要求
1、一种边发射发光二极管，该边发射发光二极管包括(a)基底，该基底上面包含至少一个突起；(b)第一导电层，该第一导电层与所述突起的至少一个表面共形地接触；(c)活性区域，该活性区域与所述第一导电层共形地接触，其中，该活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及(d)第二导电层，该第二导电层与所述活性区域共形地接触，其中，当空穴与电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射不相干光，并且其中，该不相干光以与所述基底的平面不平行的方向而从该发光二极管中发射出来。
2、 根据权利要求1所述的边发射发光二极管，其中，所述至少一个突起为选自直线多边形、圆柱形、三角锥、四角锥、圆锥体、具有正弦曲线轮廓的脊型、具有抛物线轮廓的脊型、具有直线轮廓的脊型、具有锯齿状轮廓的脊型、以及它们的组合的立体形状。
3、 根据权利要求2所述的边发射发光二极管，其中，上面具有所述至少一个突起的所述基底包括光栅。
4、 根据权利要求1所述的边发射发光二极管，其中，所述至少一个突起的至少一个横向尺寸为约500纳米至约1毫米。
5、 根据权利要求1所述的边发射发光二极管，该边发射发光二极管还包括(e) 第二活性区域，该第二活性区域与所述第二导电层接触，其中，该第二活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及(f) 第三导电层，该第三导电层与所述第二活性区域接触，其中，当空穴与电子在所述第二活性区域内复合时，所述第二活性区域发射不相干光，并且其中，该不相干光由所述第二活性区域以与所述基底的平面不平行的方向而从该发光二极管中发射出来。
6、 根据权利要求5所述的边发射发光二极管，其中，由所述第一活性区域和第二活性区域发射的所述不相干光的波长基本相同。
7、 根据权利要求5所述的边发射发光二极管，其中，由所述第一活性区域和第二活性区域发射的所述不相干光的波长基本不同。
8、 根据权利要求5所述的边发射发光二极管，该边发射发光二极管还包括(g) 第三活性区域，该第三活性区域与所述第三导电层接触，其中，该第三活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及(h) 第四导电层，该第四导电层与所述第三活性区域接触，其中，当空穴与电子在所述第三活性区域内复合时，所述第三活性区域发射不相干光，并且其中，该不相干光以与所述基底的平面不平行的方向而从所述第三活性区域中发射出来。
9、 根据权利要求8所述的边发射发光二极管，其中，由所述第一活性区域、第二活性区域和第三活性区域发射的所述不相干光的波长基本相同。
10、 根据权利要求8所述的边发射发光二极管，其中，由所述第一活性区域、第二活性区域和第三活性区域发射的所述不相干光的波长基本不同。
11、 根据权利要求10所述的边发射发光二极管，其中，由所述第一活性区域、第二活性区域和第三活性区域发射的所述不相干光的波长包括光谱中的红色、绿色和蓝色的波长。
12、 一种包括权利要求1所述的边发射发光二极管的显示装置。
13、 一种包括权利要求1所述的边发射发光二极管的照明装置。
14、 一种边发射发光二极管阵列，该边发射发光二极管阵列包括(a) 基底，该基底上面包含至少一个突起；以及(b) 多个边发射发光二极管元件，该边发射发光二极管元件包括(i) 第一导电层，该第一导电层与所述突起的至少一个表面接触；(ii) 活性区域，该活性区域与所述第一导电层接触，其中，该活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及(iii) 第二导电层，该第二导电层与所述活性区域接触，其中，当空穴与电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射不相干光，其中，所述不相干光以与所述基底的平面不平行的方向而从发光二极管中发射出来，并且其中，所述至少一个突起的至少一个表面上不存在所述边发射发光二极管的至少一部分，从而形成不连续的边发射发光二极管元件的阵列。
15、 一种用于制备边发射发光二极管的方法，该方法包括(a) 提供上面具有至少一个突起的基底；(b) 形成共形地覆盖所述突起的至少一个表面的第一导电层；(C)在所述第一导电层上形成活性区域，该活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分，其中，所述活性区域共形地覆盖所述第 一导电层；(d) 形成共形地覆盖所述活性区域的至少一部分的第二导电层，并且 其中，当空穴与电子在所述活性区域内复合时，所述活性区域发射不相干光，并且其中，该不相干光由所述活性区域以与所述基底的平面不平行的 方向而从该发光二极管中发射出来。
16、 根据权利要求15所述的方法，其中，形成所述第一导电层包括(i) 在所述突起的至少一个表面上选择性地沉积导电材料。
17、 根据权利要求15所述的方法，其中，形成所述第二导电层包括-(0在所述活性区域上选择性地沉积导电材料；以及(ii) 除去所述突起的顶面上的任何导电材料、以及沉积在该顶面之上 的任何层。 .
18、 根据权利要求15所述的方法，该方法还包括形成发射层，该发 射层位于所述活性区域的所述p型部分与所述n型部分之间的界面边界处。
19、 根据权利要求15所述的方法，该方法还包括(e) 在所述第二导电层上形成第二活性区域，其中，该第二活性区域 包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及(f) 形成覆盖所述第二活性区域的至少一部分的第三导电层；其中，当空穴与电子在所述第二活性区域内复合时，所述第二活性区域 发射不相干光，并且其中，该不相干光由所述第二活性区域以与所述基底的 平面不平行的方向而从该发光二极管中发射出来。
20、 根据权利要求15所述的方法，该方法还包括(g) 在所述第三导电层上形成第三活性区域，其中，该第三活性区域包括相互之间具有界面边界的p型部分和n型部分；以及(h) 形成覆盖所述第三活性区域的至少一部分的第四导电层；其中，当空穴与电子在所述第三活性区域内复合时，所述第三活性区域 发射不相干光，并且其中，该不相干光由所述第三活性区域以与所述基底的 平面不平行的方向而从该发光二极管中发射出来。
21、 一种由权利要求15所述的方法制备的产品。
22、 根据权利要求21所述的产品，其中，该产品选自半导体器件、显 示装置、照明装置、以及它们的组合。
全文摘要
本发明涉及边发射发光二极管阵列，制备该边发射发光二极管阵列的方法，以及由该方法制得的加工产品。
文档编号H01L33/00GK101689583SQ200780050783
公开日2010年3月31日 申请日期2007年12月5日 优先权日2006年12月5日
发明者B·T·迈耶斯, G·M·怀特塞德斯, J·卡贝克, W·萨阿迪 申请人:纳诺泰拉公司