控制LED显示器件的方法与流程

本发明涉及控制包含可变波长发光二极管(light emitting diode，led)的led显示器件的方法。

背景技术：

1、iii-v族半导体材料对于半导体器件设计特别有意义，特别是iii族氮化物半导体材料。

2、“iii-v”半导体包括第iii族元素(诸如ga、al和in)与第v族元素(诸如n、p、as和sb)的二元、三元和四元合金，并且对包括光电子学在内的许多应用具有重大意义。

3、特别有意义的是被称为“iii族氮化物”材料的一类半导体材料，其包括氮化镓(gan)、氮化铟(inn)和氮化铝(aln)及其三元和四元合金。(al,in)gan是涵盖algan、ingan和gan的术语。iii族氮化物材料不仅在固态照明和电力电子方面取得了商业成功，而且在量子光源和光物质相互作用方面表现出特殊的优势。

4、将in掺杂到gan半导体材料中对于光电子半导体器件是有意义的，因为改变半导体的in含量会改变材料的电子带隙，从而改变半导体发光的波长。然而，改变材料的in含量也会影响半导体的面内晶格常数。例如，inn的面内晶格常数比gan的面内晶格常数大约大11％，中间成分的晶格尺寸根据铟含量而变化。这在器件设计中创建了问题，在器件设计中需要在具有不同晶格尺寸的衬底层上沉积有源半导体层。其原因是层边界处的晶格失配将应变引入晶格，这导致在材料中形成充当非辐射复合中心的缺陷。这极大地损害了器件性能。

5、对发射所有可见波长的发光二极管有巨大的需求，特别是在朝向绿色、黄色和红色的更长波长下，但是制造商在制造发射更长波长的发光二极管时遇到了更多的问题。

6、例如，在基于gan的平台上生长较长波长的led(诸如绿色、黄色和红色led)所面临的一大挑战是需要使用高铟(in)含量来将有源区域中的带隙降低到适合长波长发射的水平。所需的ingan有源区域具有比下面的gan更大的晶格参数，并且由此产生的应变导致在材料中形成缺陷，这些缺陷充当非辐射复合中心，使器件性能恶化。

7、由于inn和gan之间的大晶格失配，因此难以实现高质量的ingan(高铟含量＞20％)。失配应变还通过成分牵引效应导致铟成分降低。

8、较短波长的led更容易制造，因为它们可以使用ingan发光区域制造，其中铟的比例低于长波长发光所需的比例。

技术实现思路

1、本技术涉及控制包含可变波长发光二极管(led)的led显示器件的方法。

2、本发明在独立权利要求中定义，现在应当参考独立权利要求。在所附的从属权利要求中定义了本发明的优选或有利特征。

3、本技术中描述的发光二极管或led优选地由iii-v族半导体材料形成，特别优选地由iii族氮化物半导体材料形成。

4、“iii-v”半导体包括第iii族元素(诸如ga、al和in)与第v族元素(诸如n、p、as和sb)的二元、三元和四元合金，对包括光电子学在内的许多应用具有重大意义。

5、特别有意义的是被称为“iii族氮化物”材料的一类半导体材料，其包括氮化镓(gan)、氮化铟(inn)和氮化铝(aln)以及它们的三元和四元合金(al,in)gan。在本发明中可使用不同的晶体取向，诸如极性c面、非极性和半极性取向。有两种主要的非极性取向，a面(11-20)和m面(1-100)。对于半极性，有(11-22)，{2021}，这是一个晶面族。iii族氮化物材料不仅在固态照明和电力电子方面取得了商业成功，而且在量子光源和光物质相互作用方面表现出特殊的优势。

6、尽管各种iii族氮化物材料在商业上是有意义的，但氮化镓(gan)被广泛认为是最重要的新型半导体材料中的一个，并且对许多应用特别有意义。

7、众所周知，在体iii族氮化物(诸如gan)中引入孔隙会深刻影响其材料属性(光学、机械、电学和热学等)。因此，通过改变多孔gan的孔隙率来调节gan和iii族氮化物半导体的各种材料属性的可能性使得多孔gan在光电子应用中具有重大意义。

8、本发明将主要参考gan和ingan进行描述，但是可有利地适用于替代的iii族氮化物材料组合。

9、在下面的描述中，用于过度生长的衬底或模板是半导体结构，在其上生长另外的半导体层，以便产生led半导体器件。本发明中用于过生长的示例性衬底模板可为gan半导体结构，包含多层掺杂和未掺杂的gan。

10、如国际专利申请pct/gb2017/052895(公开号为wo2019/063957)和

11、pct/gb2019/050213(公开号为wo2019/145728)中所述，半导体结构的区域或层可通过电化学蚀刻被多孔化。

12、待解决的问题

13、在传统的多色(rgb)led显示器中，每个子像素均来自一个单独的led晶片，因此必须通过质量转移来组合。

14、红色和蓝绿色led典型地必须由不同的半导体材料制成。为了提供rgb led显示器，以三种颜色发射的led需要单独生长，转移到公共衬底上并单独重新调整间距以形成多色显示器件。

15、当前的质量转移过程需要克服以下问题：

16、·复杂的cot流程：冲压取放；

17、·不稳定产量：射流组装；

18、·成本更高：激光转印

19、随着质量转移系统的分辨率要求增加，当各个子像素的大小变小时，这变得特别困难。

20、这对于高分辨率显示器来说也成问题，因为质量转移系统的可靠性需要极高，放置数百万个单独的器件，以便产生单个工作显示器。

21、当组合使用多种材料系统产生的子像素时，质量转移过程的复杂性也非常复杂。

22、大多数led显示技术需要使用多种材料系统来产生红色、绿色和蓝色发光子像素，诸如用于蓝色和绿色发光子像素的ingan和用于红色发光子像素的inalgap。

23、为了实现多波长led微显示器的大规模生产和商业化，本发明使用具有基于ingan材料的片上芯片(cow)设计的可变波长led。它使用可变波长led从一个二极管结构中获得多个发射波长，这可简化制造多色显示器件的过程，提高生产效率并降低成本。

24、可变波长led

25、在本发明的第一方面，提供了一种发光二极管(led)，包含：

26、n掺杂部分；

27、p掺杂部分；

28、位于n掺杂部分与p掺杂部分之间的发光区域，该发光区域包含发光层，该发光层在跨过其的电偏压下以峰值发射波长发光；

29、其中led被配置成接收电源，其中通过改变或控制电源，led的峰值发射波长在发射波长范围内是连续可控的。可变波长led的峰值发射波长优选地通过改变或控制电源在至少40nm的发射波长范围内是连续可控的或连续可变的。

30、由于可变波长led的峰值发射波长优选地在发射波长范围内是连续可控的或连续可变的，因此该led可被描述为可变波长led。

31、可变波长led被配置成从电源或led驱动器接收电源或驱动电流。本文所使用的术语“电源”是指在使用期间为驱动led而供应的功率或电流。

32、通过改变或控制提供给可变波长led的驱动电流的量值，led的峰值发射波长可优选地在发射波长范围内是连续可控的或连续可变的。

33、在传统的led器件中，提供给led的驱动电流的变化会产生非常小的发射波长偏移，但是本发明人已经发现，与传统的led材料相比，波长偏移可在更大程度上被加宽和控制。与现有技术器件的几nm发射范围不同，本发明的led可控制在更宽的发射范围内发射，例如至少40nm的范围。由于本led是可调谐的以在宽波长范围内发射，因此它可被称为可变波长led。

34、led可为动态颜色可调谐的led，其中led的峰值发射波长通过改变电源提供给led的驱动条件而可调谐。

35、led优选地可被驱动以响应于稳定的电源而以单一峰值发射波长发射，但是响应于电源的变化而以不同的峰值发射波长发射。因此，led可用于长时间发射特定的颜色，或者另选地，可通过提供变化的驱动条件来驱动led发射各种不同的波长。

36、优选地，n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域均包含iii族氮化物材料或由iii族氮化物材料组成，该iii族氮化物材料优选地为gan、ingan、algan或alingan

37、可变波长led优选地含有单个外延生长的二极管结构，该二极管结构含有n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域。因此，led的可变峰值发射波长均由相同的led二极管结构和成分发射。

38、led优选地包含iii族氮化物材料的多孔区域。led的发光区域优选地形成在iii族氮化物材料的多孔区域上方。在一些实施例中，n掺杂部分或p掺杂部分中的一个部分可含有iii族氮化物材料的多孔区域。在其他实施例中，n掺杂部分；p掺杂部分；以及发光区域设置在包含iii族氮化物材料的多孔区域的衬底上。在led的外延生长期间，发光区域优选地在多孔区域形成之后过度生长。

39、本发明人已经发现，iii族氮化物材料的多孔区域使得相同的led能够在峰值发射波长的范围内发射，而不是在一个特定的波长下发射。通过改变提供给led的电源，可在发射波长范围内改变led的峰值发射波长。因此，本发明提供了一种可变波长led，其可被控制以连续发射波长范围内的任何波长发射。通过改变电源提供给led的驱动条件，led能够以所述led的发射波长范围内的任何波长发射，而不仅仅是以离散峰值发射波长发射。

40、本发明人已经发现，通过将iii族氮化物半导体材料的多孔区域结合到led结构中，或者在iii族氮化物半导体材料的多孔区域上方形成led二极管结构，可赋予led在宽发射范围内以可调谐波长发射的能力。多孔区域为led提供的益处包括应变弛豫、晶格参数增大、晶片弯曲减少以及发光区域在高温下生长期间的有益机械和热影响。

41、led的发光区域优选地在制造期间形成在iii族氮化物材料的多孔区域上方，使得多孔区域影响外延沉积在多孔区域上方的半导体层的结构和机械属性。在生长期间沉积在多孔区域上方的半导体材料层经历了诸如应变减小、晶格参数增大和晶片弯曲减小的益处，这些益处被赋予led发光区域并影响其结构和发光行为。

42、一旦led发光(有源)区域已经外延生长在多孔区域上方，并且有源区域的质量已经通过多孔区域的影响而得到提高，多孔区域对发射属性的有益影响就永久地赋予led有源区域。因此，led二极管结构可保留在多孔区域上，在这种情况下，可变波长led包含iii族氮化物材料的多孔区域，或者另选地，在外延生长之后将led加工成器件的过程期间，可从led结构中去除多孔区域。

43、发射波长范围的宽度可取决于led结构的结构和成分(n掺杂部分、发光区域和p掺杂部分)以及多孔区域的结构和孔隙率而变化。发射波长范围的宽度也可取决于led的大小和形状(像素大小和形状)而变化。

44、本发明不限于特定的led结构，因为led的可变波长行为可使用各种常规的led结构来实现，优选地提供在多孔模板上方。现有技术中已知多种led结构，并且通过在包含多孔区域的模板上提供不同的常规led结构，可获得具有不同发射波长范围的led。

45、在优选实施例中，通过改变电源，峰值发射波长在至少40nm、或至少50nm、或至少60nm、或至少70nm、或至少80nm的发射波长范围内是可控的。优选地，峰值发射波长在高达100nm、或110nm、或120nm、或130nm、或140nm、或150nm、或160nm、或170nm、或180nm、或190nm、或200nm、或400nm、或450nm的发射波长范围内是可控的。因此，本发明的led可获得的发射波长范围的大小远大于现有技术的led可实现的发射范围。

46、led有利地可被控制以在其发射波长范围内以任何峰值发射波长发射。通过改变电源的特性以及led像素的大小和形状，led因此可被控制为以该范围内的任何选定峰值发射波长发光。

47、可变波长led的发射波长优选地在其发射波长范围内连续可变，以响应于由在驱动条件范围内连续变化的电源提供的驱动条件。

48、发射波长范围在电磁波光谱中的位置也可取决于led结构(n掺杂部分、发光区域和p掺杂部分)的设计而变化。例如，含在发射波长范围内的波长可取决于led中发光层的数目和成分。在本领域中已知多种led有源区域用于在可见光谱中的不同波长下发射，因此通过形成具有不同发光区域的本发明的led的发光区域，可获得覆盖光谱不同部分的发射波长范围。

49、led发射波长范围可在400nm至850nm之间，或者在400nm至800nm之间，或者在400nm至690nm之间，或者在400nm至675nm之间。发射波长范围可为400nm至750nm范围内的子范围。通过选择不同的led有源区域并控制led像素的大小和形状，可将发射波长范围调整为覆盖该范围的任何部分。

50、优选地，led的发射波长范围从低于410nm或430nm或450nm或470nm或500nm或520nm或540nm或560nm的下端延伸至高于570nm或580nm或600nm或610nm或630nm或650nm或675nm的上端。如上所述，发射波长范围的第一端和第二端可取决于led结构以及led形状和大小的选择来调节。

51、例如，在优选实施例中，发射波长的下端可在400nm至450nm之间(紫色)或者在450nm至500nm之间(蓝色)或者在500nm至570nm之间(绿色)，并且发射波长的上端可在570nm至590nm之间(黄色)，或者在590nm至610nm之间(橙色)，或者在610nm至700nm之间(红色)。

52、在优选实施例中，led发射波长范围可从低于500nm的低端延伸到高于610nm的高端，使得通过改变电源可改变led的峰值发射波长以从蓝色(低于500nm)到红色(高于610nm)的任何波长发射。提供能够被控制以蓝色波长(450nm-500nm)、绿色波长(500nm-570nm)以及黄色波长(570nm-590nm)、橙色波长(590nm-610nm)和红色波长(610nm-760nm)发射的单个led设计是非常有利的，并且能够为led显示器提供显著的优势。

53、在其他优选实施例中，通过改变led的电源，led发射波长范围可在520nm至660nm之间延伸，或者在550nm至650nm之间延伸。

54、在一个特别优选的实施例中，通过改变电源，峰值发射波长可控制在540nm至680nm之间，或560nm至675nm之间。因此，同一个led可为可控的，以绿色540nm至红色680nm之间的任何峰值发射波长发射。由于诸如难以将所需的铟含量结合到发光区域中的问题，绿色和红色led在历史上比较短波长的蓝色led更难制造。因此，提供能够被控制以绿色波长(500nm-570nm)以及黄色波长(570nm-590nm)、橙色波长(590nm-610nm)和红色波长(610nm-760nm)发射的单个led设计是非常有利的，并且能够为led显示器提供显著的优势。

55、在另一个优选实施例中，通过改变电源，峰值发射波长可控制在520nm至675nm之间，或550nm至650nm之间。

56、尽管可变波长led可在连续的发射波长范围内发射，但是在一些实施例中，可能期望控制led在多个离散的发射模式下工作，例如响应于具有多个驱动模式的电源。例如，通过以对应于离散发射颜色的多种不同模式驱动led，可提供简化的彩色显示器，其中离散发射颜色以已知方法混合以给出期望的视觉效应。

57、led可优选地为可控的，以通过在两个离散的驱动条件(诸如两个离散量值的驱动电流)之间改变由电源提供的驱动条件而发射至少两个离散峰值发射波长。led可为可控的，以响应于由电源提供的第一驱动条件(其可为具有第一量值的驱动电流)而以第一峰值发射波长发射，响应于由电源提供的第二驱动条件(其可为具有不同于第一量值的第二量值的驱动电流)而以第二峰值发射波长发射。

58、led优选地为可控的，以通过改变由电源提供的驱动条件来发射至少三个离散峰值发射波长。可变波长led的峰值发射波长因此可在em光谱中的至少三种“颜色”上可变。

59、led可为可控的，以响应于由电源提供的第一驱动条件而以第一峰值发射波长发射，响应于由电源提供的第二驱动条件而以第二峰值发射波长发射，以及响应于由电源提供的第三驱动条件而以第三峰值发射波长发射。

60、led优选地为可控的，以响应于由电源提供的第一驱动条件而发射蓝色峰值发射波长，响应于由电源提供的第二驱动条件而发射绿色峰值发射波长，以及响应于由电源提供的第三驱动条件而发射红色峰值发射波长。

61、led可为可控的，以响应于由电源提供的第一驱动条件而发射400nm-500nm范围内的第一峰值发射波长，响应于由电源提供的第二驱动条件而发射500nm-550nm范围内的第二峰值发射波长，以及响应于由电源提供的第三驱动条件而发射大于600nm的第三峰值发射波长。

62、优选地，led为可控的，以响应于由电源提供的第一驱动条件而发射430nm-460nm范围内的第一峰值发射波长，响应于由电源提供的第二驱动条件而发射510nm-560nm范围内的第二峰值发射波长，以及响应于由电源提供的第三驱动条件而发射600nm-660nm范围内的第三峰值发射波长。

63、第一驱动条件、第二驱动条件和第三驱动条件可为第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度，或者第一驱动条件、第二驱动条件和第三驱动条件可为第一功率密度、第二功率密度和第三功率密度。

64、在本发明的优选实施例中，led结构的可变波长发射行为是通过led结构(n掺杂部分、发光区域和p掺杂部分)生长在含有多孔区域的模板上实现的。本发明人已经发现，在led结构过度生长之前，模板结构中iii族氮化物材料的多孔区域的存在导致更高质量的晶体生长，并且因此带来显著的益处，包括改变led发光区域的发射波长的可能性。多孔区域实现led的可变波长发射的机制是正在进行的研究的主题。多孔区域为led提供的益处包括应变松弛、晶格参数增大、晶片弯曲减少以及发光区域在高温下生长期间的机械和热影响。

65、本发明人已经认识到，iii族氮化物材料的电化学多孔化有利地导致iii族氮化物晶格中的应变以及整个晶片弯曲或曲率的减小。在不希望受理论约束的情况下，认为使iii族氮化物材料的多孔区域多孔化的过程也蚀刻掉了结构缺陷，诸如在衬底顶部上生长该层期间形成的穿透位错。

66、在多孔化期间从多孔区域的半导体材料中去除位错极大地降低了多孔区域中的应变，这尤其发生在多孔区域的晶格尺寸与下面的衬底材料的晶格尺寸不匹配的情况下。因此，在led结构的外延生长期间，当iii族氮化物材料层沉积在多孔区域之上时，多孔材料更适于匹配上面的无孔层的晶格。这导致多孔区域之上的层比没有多孔区域的情况经受明显更低的应变。由于发光区域形成在多孔区域上方，因此led的发光区域形成为半导体晶格中的应变减小，并且多孔区域赋予发光区域的结构和发光特性不寻常的属性。

67、由于在多孔区域上方形成的无孔半导体材料层经受较低的应变，因此在这些层中充当非辐射复合中心而损害器件性能的结构缺陷也较少。

68、成分牵引效应：kawaguchi等人报道了一种所谓的ingan成分牵引效应，其中铟分数在生长的初始阶段较小，但随着生长厚度的增加而增加。这一观察在第一程度上与下面的gan或algan层无关。作者认为这种效应是由界面晶格失配引起的应变引起的。他们发现ingan和底部外延层之间较大的晶格失配伴随着in含量的较大变化。

69、在inatomi等人(日本应用物理杂志，第56卷，第7期(japanese journal ofapplied physics,volume 56,number 7))对ingan金属有机气相外延生长中的成分牵引效应的理论研究中，发现压缩应变抑制inn的结合。另一方面，与松弛的体生长情况相比，拉伸应变促进了inn的结合。

70、发明人已经发现，在外延生长期间半导体结构中多孔区域的存在导致“应变弛豫”，这降低了半导体结构层中的应变，并且这可导致成分牵引效应的改进。多孔化降低了iii族氮化物层中的应变，并且使半导体结构的应变更小，因此可获得更高的in结合的条件。因此，本发明可有助于将更高的铟结合到生长在多孔区域顶部上的led层中，这对于更长波长的发射是非常理想的。

71、n掺杂区域、发光区域和p掺杂区域优选地在led制造期间形成在多孔区域上。然后，多孔区域可永久保留在led中并结合到器件中，或者另选地，多孔区域可在led二极管结构形成之后被去除。即使通过劈开原生结构来去除多孔区域，多孔区域对发光区域生长的机械和结构益处仍保留在发光区域中。

72、n掺杂区域、发光区域和p掺杂区域优选设置在多孔区域之上。换句话说，多孔区域可位于led结构中的n掺杂区域、发光区域和p掺杂区域下方。

73、发光层可优选地为氮化铟镓(ingan)层。

74、通过提供iii族氮化物材料的多孔区域，n掺杂区域、发光区域和p掺杂区域因此可在多孔区域上方生长(可能在多孔区域和led结构之间具有iii族氮化物材料的中间层)，其应变比没有多孔区域时可能的应变低。因此，分层半导体结构中应变水平的降低可有助于更高的铟结合到led的发光层(一个或多个)中，从而可生长具有高铟含量的高质量ingan发光层。

75、如上文背景技术部分所述，尽管对发射400nm至750nm，特别是500nm至750nm之间的光的led有巨大的需求，但将足够的铟结合到发光层(一个或多个)中的技术困难意指很难实现更长波长的led。

76、发明人已经发现，与在无孔衬底上生长的相同led结构相比，在iii族氮化物材料的多孔区域上方生长led结构导致发射波长向更长波长的显著偏移。

77、发明人通过在无孔gan晶片上生长常规的绿色/黄色(发射波长在500nm-570nm或570nm-590nm之间)ingan led结构证明了这一点，并且证明led如预期的那样发射绿色光/黄色光。然后在含有多孔区域的模板上生长相同的“绿/黄”ingan led结构，当在led上施加电偏压时，led发射600nm至750nm红色范围的光。

78、本发明有利地允许常规的、容易制造的led结构转变为更长波长的发射，并且通过控制led的电源在不同峰值发射波长的范围内发射。虽然可实现各种不同的发射范围，但是在一个特别优选的实施例中，以前称为黄色或绿色led的已知led结构可被制成可变波长的绿色-红色led。

79、led发光区域可为用于以500nm-600nm、或500nm-550nm、或550nm-600nm、或510nm-570nm、或530nm-560nm或540nm-600nm的峰值波长发射的led发光区域。led发光区域可为当在多孔iii族氮化物层上未过度生长时以500nm-600nm、或510nm-570nm、或530nm-560nm、或540nm-600nm、或590nm-640nm的峰值波长发射的led发光区域。然而，在iii族氮化物材料的多孔区域上方生长led发光区域可将发光区域的发射波长移动到更长的波长(例如在600nm至750nm之间)，并且还使得led能够发射连续范围的不同发射波长。

80、常规上，为了生长结合了更长波长发射所需的更高量铟的ingan量子阱，在ingan材料的外延沉积期间需要更低的生长温度。还尝试了不同的生长压力和生长速率作为增加铟结合的方法。较低生长温度的缺点包括晶体结构中存在更多缺陷，以及nh3裂解效率较低。

81、然而，在本发明中，在生长期间led模板中多孔区域的存在降低了晶体结构中的应变，增大了晶格参数，并且与之前在给定生长温度下可能的情况相比，能够将更多的in结合到有源区域中。通过将多孔区域结合到结构中，因此不再需要降低ingan的生长温度来增加in的结合，因为在更高的温度下结合了更大量的in。这允许led使用更高的ingan生长温度，与现有技术中的led相比，导致更高的晶体质量、更少的缺陷以及改进的性能和led特性。

82、在多孔区域上方生长的led结构的晶体质量得到了改进，这也使得led能够在比现有技术更宽的发射波长范围内发射光。

83、在以前将多孔材料引入led的一些尝试中，发现多孔材料导致高度的光谱增宽，使得光谱发射峰的半峰全宽(full width half max，fwhm)变得不期望地宽。这对于大多数led应用来说是不期望的，在这些应用中，优选地窄的发射峰值，使得led发射的光处于或接近期望的波长。

84、有利地，在本发明中，led优选地发射fwhm为50nm或更小、或40nm或更小、或30nm或更小的光，优选地其中led的fwhm＜20nm。因此，尽管可变波长led的峰值发射波长可通过改变供应给led的驱动条件来改变，但是在任何给定的驱动条件下，led优选地发射fwhm为50nm或更小、或40nm或更小、或30nm或更小、或20nm或更小的光。

85、在优选实施例中，发光层是发光铟镓氮化物层。led优选地还包含gan材料区域。由于gan和ingan之间的晶格失配，由多孔区域创建的应力松弛效应特别有利。

86、发光二极管可包含选自以下各项的至少一个特征：

87、(a)发光区域包含一个或两个或三个或四个或五个或六个或七个或八个量子阱(或至少一个量子阱)；或者

88、(b)iii族氮化物层包含具有成分alyga(i-y)n的氮化铝镓层，其中y在0.1至

89、1.0的范围内；或者

90、(c)发射uv或蓝光的ingan/gan或ingan/ingan超晶格或ingan层位于n

91、掺杂部分与发光区域之间。

92、n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域优选根据本领域已知的常规led设计来设计。例如，可根据led设计的常规原理来选择这些层的厚度、成分和数目。led可含有led设计领域中常规的并且技术人员很好理解的其他层。例如，led可包含位于发光层上的iii族氮化物层和位于iii族氮化物层上的iii族氮化物势垒层。这类结构特征是众所周知的，并且可用于本发明的led中。

93、电源的控制

94、可变波长led的峰值发射波长通过控制led的电源来控制。

95、为了实现本发明的可变波长属性，可按多种方式控制电源。例如，在连续波(cw)或脉冲模式下，可使用电压或电流驱动方案。

96、在优选实施例中，电源可为脉冲电源。另选地，电源可为连续波(cw)或近似连续波电源。

97、电源可为恒压电源，或者是恒流电源。

98、为了控制电源而变化的参数可取决于用于驱动led的驱动方案而变化。例如，可通过改变led电源的功率、功率密度、电流、电流密度或电压来控制led。因为功率、电流和电压通过p＝iv相关，因此这些参数的控制对于本领域的技术人员是很好理解的。

99、可变波长led在使用期间发射的峰值发射波长由使用期间通过led二极管结构的电流密度(其可另选地依据功率密度来描述)来确定。可变波长led经历的电流密度(单位为a/cm2)由电源提供的电流量值(以安培为单位)和电流通过的led二极管结构的横截面积(以cm2为单位)共同确定。一旦制造了可变波长led，电流通过的led二极管结构的横截面积(以cm2为单位)是固定的，因此通过改变使用中提供给led的电流量值来改变通过led的电流密度。

100、对于固定大小的给定led，可依据驱动电流量值来论述驱动条件。然而，由于led可制造成多种形状和大小，因此依据电流密度或功率密度来定义一般驱动条件可能更合适。

101、发射波长范围是连续的波长范围，因此通过改变电源，led可有利地以该范围内的任何波长发射。

102、电源可在对应于led发射波长范围的电源范围内变化。例如，电源范围可为功率(以瓦特为单位)或功率密度(以w/cm2为单位)的范围，该范围由led在发射波长范围的较长波长极限发射的较低功率和led在发射波长范围的较短波长极限发射的较高功率来定义。另选地，电源范围可由电流(以安培为单位)或电流密度(以a/cm2为单位)上限和下限或电压上限和下限来定义。

103、led的电源优选地由led驱动器调节或控制。发光二极管可被配置成连接到或连接到led驱动器，该led驱动器被配置成向led提供电源。led驱动器优选地被配置成向led提供可变电源。例如，led驱动器优选地能够通过在一个范围内连续改变驱动电流的量值，或者通过提供具有不同固定量值的多个离散驱动电流模式来改变供应给led的驱动电流的量值。

104、多种常规的led驱动器可用于调节led的电源。led驱动器可为集成电路(integrated circuit，ic)，例如led驱动器可为cmos驱动器或tft驱动器。驱动器可为离散元件，诸如背板ic驱动器或由同一gan外延片制成的片上ic驱动器。

105、每种驱动条件的占空比可至少为0.001％、0.01％、0.1％、1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。

106、功率控制

107、led的峰值发射波长可有利地通过改变提供给led的功率或功率密度而可控。

108、峰值发射波长可响应于电源提供给led的功率的增加而减小，并且峰值发射波长可响应于由电源提供的功率的减小而增大。

109、例如，当电源向led提供第一功率时，led可按第一峰值发射波长发射，并且当电源提供比第一功率低的第二功率时，led可按比第一发射波长长的第二峰值发射波长发射。

110、在特别优选的实施例中，第一峰值发射波长低于570nm且第二峰值发射波长高于610nm，使得led响应于第一功率而发射绿光且响应于第二功率而发射红光。因此，通过控制供应给led的功率，可控制led以绿色和红色之间的任何波长发光。

111、当电源提供不同于第一功率和第二功率的第三功率密度时，led优选地以第三峰值发射波长发射。

112、本发明的led的峰值发射波长有利地以一致的方式随电源的功率或功率密度而变化，这可被校准到含有led的显示器件中。在优选实施例中，本发明的led的峰值发射波长可与电源的功率或功率密度的对数成可校准的关系变化。这对于器件设计非常有利，因为电源和峰值发射波长之间的可预测关系能够精确地控制led发射。可容易地校准电源，以便当需要特定的发射波长时，可直接计算并提供产生该发射波长所需的精确功率。

113、电流控制

114、led的峰值发射波长可通过改变提供给led的电源的电流或电流密度而有利地可控。

115、可变波长led的峰值发射波长的驱动电流密度相关偏移可优选大于10nm/十进位(nm/decade)，或者大于20nm/十进位。

116、峰值发射波长可响应于电源提供给led的电流密度的增加而减小，并且峰值发射波长可响应于由电源提供的电流密度的减小而增大。

117、例如，当电源向led提供第一电流密度时，led可按第一峰值发射波长发射，并且当电源提供比第一电流密度低的第二电流密度时，led可按比第一发射波长长的第二峰值发射波长发射。

118、当电源具有不同于第一电流密度和第二电流密度的第三电流密度时，led优选地以第三峰值发射波长发射。

119、在特别优选的实施例中，第一峰值发射波长低于570nm且第二峰值发射波长高于610nm，使得led响应于第一电流密度而发射绿光且响应于第二电流密度而发射红光。因此，通过控制提供给led的电流密度，可控制led以绿色和红色之间的任何波长发光。

120、本发明的led的峰值发射波长有利地以一致的方式随电源的电流或电流密度变化，该一致的方式可被校准到显示器件中。在优选实施例中，本发明的led的峰值发射波长可与电源的电流或电流密度的对数具有可校准的相关性。这对于器件设计非常有利，因为电源特性和峰值发射波长之间的可预测关系能够精确地控制led发射。可容易地校准电源，使得当需要特定的发射波长时，可直接计算并提供产生该发射波长所需的精确电流密度。

121、led可由0.001a/cm2至1000a/cm2、或0.01a/cm2至500a/cm2、或0.1a/cm2至250a/cm2的电流密度驱动。

122、在本发明的优选实施例中，led响应于大于5a/cm2、或大于7a/cm2、或大于9a/cm2、或大于10a/cm2、或大于11a/cm2的电流密度而发射波长为570nm或更低的绿光。同一led响应于小于4a/cm2、或小于3a/cm2、或小于2a/cm2的电流密度而发射波长大于610nm的红光。

123、在优选实施例中，led响应于大于19a/cm2、或大于20a/cm2、或大于21a/cm2的电流密度而发射波长在430nm至500nm之间的光。

124、多孔模板

125、n型区域、发光区域和p型区域(可被称为led结构或led二极管结构)优选地生长在含有多孔区域的半导体模板上。半导体模板还可含有多个半导体材料层，这些半导体材料层被布置成提供用于led结构过度生长的合适衬底。然而，一旦n型区域、发光区域和p型区域已经在模板上生长，led结构和模板均形成led的一部分。

126、在后续芯片加工期间，可任选地从led结构中去除多孔区域和模板。

127、多孔区域的厚度可为至少1nm、优选地至少10nm、特别优选地至少50nm。例如，多孔区域的厚度可为1nm至10000nm之间。

128、多孔区域的孔隙率可在1％至99％孔隙率之间，或10％至80％孔隙率之间，或20％至70％孔隙率之间，或30％至60％孔隙率之间。多孔区域的孔隙率可测量为所有孔的体积相对于整个多孔区域的体积。

129、已经发现孔隙度对多孔区域引起的波长偏移的量值有影响。一般而言，％孔隙率越高，与无孔模板上的相同led结构相比，led的波长偏移越大。

130、多孔区域优选地由gan、ingan、algan、alingan或aln中的一种形成。

131、多孔区域可在led的n型区域、发光区域和p型区域之下或之下。优选地，n型区域、发光区域和p型区域(led结构)位于多孔区域上或上方，如led中层的生长顺序所定义的。led结构优选地在多孔区域上方过度生长，使得led结构受益于多孔iii族氮化物层中的应变弛豫。

132、led层

133、led可包含位于n掺杂部分与多孔区域之间的iii族氮化物材料的连接层。优选地，连接层的厚度至少为100nm，尽管也可采用更小或更大的厚度。连接层可优选地是gan、ingan、algan、alingan或aln中的一种。

134、led优选地包含多孔区域与发光区域之间的iii族氮化物材料的多孔区域的无孔中间层。由于多孔区域优选使用pct/gb2017/052895(公开号为wo2019/063957)和pct/gb2019/050213(公开号为wo2019/145728)的方法通过iii族氮化物材料的无孔层通过电化学多孔化形成，因此iii族氮化物材料的无孔层典型地形成保留在多孔区域顶部上的无孔中间层。无孔中间层有利地为制造期间其他层的过度生长提供了光滑表面。

135、优选地，led包含位于多孔区域与连接层之间的iii族氮化物材料的无孔中间层。这可优选地为无孔层，通过该无孔层进行多孔区域的电化学蚀刻。

136、无孔中间层可优选地为gan、ingan、algan、alingan或aln中的一种。

137、多孔区域可为多孔层，使得发光二极管包含iii族氮化物材料的多孔层。优选地，多孔区域可为连续多孔的多孔层，例如由多孔iii族氮化物材料的连续层形成。

138、多孔区域可包含多个多孔层，并且任选地包含多个无孔层。在本发明的优选实施例中，多孔区域是交替的多孔层和无孔层的堆叠件，堆叠件的顶表面定义多孔区域的顶部，堆叠件的底表面定义多孔区域的底部。发光区域可形成在包含iii族氮化物材料多孔层的堆叠件的多孔区域上方。

139、在一些实施例中，发光区域位于iii族氮化物材料的多个多孔层的堆叠件上方。因此，多孔区域可为iii族氮化物材料层的堆叠件，其中至少一些层是多孔的，而不是iii族氮化物材料的单个多孔层。多孔层的堆叠件可优选地是交替的多孔层和无孔层的堆叠件。

140、另选地，多孔区域可为含有一个或多个多孔区域的iii族氮化物材料层，例如在iii族氮化物材料的无孔层中的一个或多个多孔区域。换句话说，多孔区域不必是连续的多孔材料层。

141、在优选实施例中，多孔区域或多孔层的横向尺寸(宽度或长度)可等于多孔层或多孔区域在其上生长的衬底的横向尺寸。例如，常规的衬底晶片大小可具有各种大小，诸如1cm2或2英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或16英寸直径。然而，通过图案化一个或多个层和/或在同一层中沉积不同电荷载流子浓度的区域，可形成不跨越整个衬底的较小多孔区域。因此，多孔层或区域的横向尺寸可从约1/10像素(例如0.1μm)变化到衬底本身的横向尺寸。

142、n掺杂部分优选地包含n掺杂iii族氮化物层。

143、优选地，n掺杂部分和/或n掺杂层包含n-gan或n-ingan、或n-gan/n-ingan交替层的堆叠件、或含有不同铟浓度的n-ingan/n-ingan交替层的堆叠件。

144、n掺杂部分可包含单晶n掺杂iii族氮化物部分，优选地，其中n掺杂部分包含具有平坦顶表面的单晶n掺杂iii族氮化物层。

145、多孔区域和多孔区域与单晶n-掺杂iii-氮化物层之间的每一层可为平面层，其具有平行于单晶n-掺杂iii-氮化物层的平面顶表面的相应顶表面和相应底表面。

146、发光层优选地包含一个或多个ingan量子阱，优选地1至10个量子阱。

147、发光层可为ingan的纳米结构层，包含诸如量子点、片段化量子阱或不连续量子阱的量子结构。

148、发光层和/或量子阱优选地具有inxga1-xn的成分，其中0.07≤x≤0.40，优选地0.12≤x≤0.30或0.22≤x≤0.30或0.30≤x≤0.40，特别优选地0.22≤x≤0.27和0.27≤x≤0.40。

149、led优选地包含位于发光层上的iii族氮化物层；以及位于iii族氮化物层上的iii族氮化物势垒层。

150、发光层上的iii族氮化物层可被称为“盖层”。该盖层用于1)增加能带弯曲的量子限制斯塔克效应，从而红移并实现更长波长的发射，以及2)保护ingan中的高in％，以确保结合足够的in％来实现长波长，以及提供更大的势垒。

151、led优选地包含量子阱与p掺杂区域之间的iii族氮化物材料的盖层。盖层可为gan、ingan、algan或aln。

152、led优选地包含量子阱与p掺杂区域之间的iii族氮化物材料的势垒层。势垒层可为gan、ingan、algan或aln。

153、p掺杂区域可包含p掺杂iii族氮化物层和位于p掺杂iii族氮化物层与发光区域之间的p掺杂铝镓氮化物层。p掺杂的氮化铝层优选地是位于盖层与p型层之间的电子阻挡层(electron-blocking-layer，ebl)，其中电子阻挡层含有5-25at％的铝，优选地其中电子阻挡层具有10nm-50nm之间的厚度。

154、在优选实施例中，多孔区域不是分布式布拉格反射器(distributed braggreflector，dbr)的一部分。然而，在其他实施例中，多孔区域可形成并充当在一定波长范围内具有不同反射率/透射带的光学反射器或反射镜或滤光器。

155、有源发光区域中的量子阱(quantum well，qw)的形态可变化。例如，发光区域可含有具有明确界面的均匀qw或具有不太明确界面的片段化qw、片段或qw阱宽/成分波动或类似定位中心的量子点。qw形态的这种控制可确定要控制和操纵的可变发射波长的范围。

156、发光区域优选地包含多个量子阱(qw)。量子阱可为连续的。量子阱可为片段化的或不连续的。

157、电流约束层

158、led可包含电流约束层或电流限制层，该电流约束层或电流限制层是介电层，被配置成限制传导电流的led的横向面积。电流约束层的使用可有利地允许另外控制电流密度，以便更好地控制led的峰值发射波长。

159、电流约束层可有利地实现对提供给可变波长led的功率密度的控制，以便控制峰值发射波长。

160、电流约束层优选地是介电材料层。例如，电流约束层可为任何电介质，例如sio2、sin或sinx。

161、电流约束层可位于led中的各种位置，只要它限制了电流传导通过的led的横向面积。电流约束层可位于电n触点与电p触点之间的led中。

162、电流约束层可邻近led的n掺杂部分或p掺杂部分定位。例如，电流约束层可位于n掺杂部分与发光区域之间。另选地，电流约束层可位于发光区域和p掺杂部分之间。电流约束层可位于电触点和led结构(n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域)之间。

163、电流约束层优选地包含延伸穿过电流约束层的孔，或者延伸穿过电流约束层的一个或多个孔。该孔可优选地位于电流约束层的中心。例如，电流约束层可包含led结构中心的圆形开口。

164、led可被配置成使得电触点经由电流约束层中的孔与led结构接触，使得孔的面积定义触点和led结构在其上接触的接触面积。

165、该孔或每个孔的横向尺寸优选比led的横向尺寸小得多。通过提供穿过电介质电流约束层的孔，可实现高局部电流密度，这可有利地实现对通过led的功率的改进控制。

166、例如，孔的横向宽度(或直径)可等于或小于led结构(led台面)的横向宽度的50％。孔的宽度可等于或小于led结构宽度的45％、40％、35％、30％、25％或20％。

167、与电流约束层(阻挡区域)的总面积相比，孔的相对面积可变化以改变局部电流密度。

168、像素大小

169、发光区域和/或led的横向尺寸(从上方观察时的宽度和长度)可大于50nm、100nm、200nm、300nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm或10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或大于100μm或200μm、300μm且小于1000μm

170、发光区域和/或led的横向尺寸(宽度和长度)可大于100μm且小于300μm。在这种情况下，led可被称为“mini-led”。在优选实施例中，mini-led可为方形或圆形或具有圆形拐角的方形，并且具有诸如300μm×300μm、200μm×200μm、100μm×100μm的尺寸。

171、发光区域和/或led的横向尺寸(宽度和长度)可另选地小于100μm。在这种情况下，led可被称为“micro-led”。micro-led可的横向尺寸优选地小于80μm、或70μm、或60μm、或50μm或30μm、或25μm、或20μm、或15μm或10μm、或5μm或3μm或1μm或500nm、或200nm、或100nm或50nm。

172、在优选实施例中，micro-led可为正方形或圆形或具有圆形拐角的正方形，并且其尺寸诸如75μm×75μm、50μm×50μm、40μm×40μm、30μm×30μm、25μm×25μm、20μm×20μm或10μm×10μm、或5μm×5μm、或2μm×2μm、或1μm×1μm、或500nm×500nm或更小。

173、led可为圆形、三角形、矩形、正方形、椭圆形、菱形、六边形、五边形以及这些形状的任意组合。在不规则形状的像素设计的情况下，为了将发光二极管分类为mini-或micro-led，至少一个尺寸应当在上述尺寸范围内。例如，led的宽度或直径优选小于100μm，因此led被归类为micro-led。

174、发光区域

175、发光区域优选地包含含有多个量子阱(qw)的多量子阱(mqw)，或者量子点、量子线或其他量子纳米结构。

176、在一些实施例中，发光区域包含多个量子阱(qw)，并且量子阱是连续的。

177、本发明人已经发现，发光区域中的非均匀性对拓宽发光区域能够响应于供应给led的功率变化而发光的发射波长范围具有显著影响。在现有技术中，发光区域中的非均匀性典型地被认为是有问题的缺陷，这是不想要的并且应当以任何可能的方式避免，因为目标典型地是高质量、低缺陷的半导体晶片。本发明人已经避开了本领域中的这种偏见，并且发现在发光区域中有意地创建非均匀性可有利地拓宽发射波长范围，并且导致可变波长led可在比现有技术中可能的更宽的波长范围内发射。

178、在本发明的另选实施例中，发光区域是非均匀的、片段化的或不连续的。可有意地引入发光区域以实现ingan量子阱中载流子局域化中心的效应，诸如具有不同铟成分和阱宽以及量子势垒的多种类型的qw区域，非均匀的、或片段化的、或断裂的、或带隙的、或不连续的量子阱(这将导致阱宽的波动)，ingan量子点或纳米结构，在极性、半极性或非极性面上形成的量子阱。

179、在优选实施例中，发光区域包含多个量子阱(qw)，并且量子阱是非均匀的、片段化的或不连续的。

180、多个qw可包含阱宽的波动。例如，qw的阱宽可波动至少2％、5％、10％、20％、25％或50％或75％。阱宽波动可为量子阱之间(竖直方向)以及一个量子阱内(横向方向)的变化。

181、多个qw可包含合金成分的波动。例如，qw的铟成分可在整个发光区域变化至少2％、5％、10％、20％、25％或50％或75％。

182、发明人已经发现，阱宽和/或合金成分的波动可能在qw的上界面或下界面中诱发载流子局域化中心。任何载流子局域化中心均会在本发明的可变波长led中诱发可变波长。这些载流子局域化中心的密度越大，可实现的可变波长范围就越大。

183、led可包含延伸或传播通过发光有源区域的v形凹坑。优选地，led包含延伸穿过发光区域的多个v形凹坑。

184、优选地，led可包含至少1×107/cm2的v形凹坑密度(从上方俯视led结构测量)，例如至少5×107/cm2或至少1×108/cm2，例如1×107/cm2至5×109/cm2的v形凹坑密度。

185、led可包含小于5×109/cm2的v形凹坑密度，例如小于1×109/cm2或小于5×108/cm2的v形凹坑密度。

186、v形凹坑是外延半导体生长领域中已知的现象，并且在半导体结构中生长v形凹坑的方法在本领域中是已知的。例如，在现有技术中，在纳米级v形凹坑对gan基绿色发光二极管的电子和光学属性以及效率下降的影响中描述了v-凹坑及其生长；zhou等人；《科学报告(scientific reports)》|(2018)8:11053|doi:10.1038/s41598-018-29440-4。

187、这些v形凹坑在横截面上看是v形的，但实际上在使用常规外延生长方法从底部向上生长的半导体结构中形成圆锥形或漏斗形空隙。虽然凹坑的横截面是v形的，但从上面看时凹坑典型地是六边形的。v形凹坑的点总是向下指向半导体结构的早期沉积层，随着后续外延生长层沉积在该结构的顶部，凹坑变宽。

188、尽管v形凹坑在本领域中是已知的，但它们典型地被认为是半导体结构中的有问题的缺陷，这是不想要的，因为目标典型地是高质量、低缺陷的半导体晶片。

189、在过去将v形凹坑结合到半导体结构中的不寻常情况下，v形凹坑被用作屏蔽机制，以创建较高的带隙区域，防止载流子作为泄漏路径穿透位错。

190、然而，在本发明的优选实施例中，v形凹坑被有意地结合到led结构中。v形凹坑向下延伸到半导体结构中足够远，以至于它们终止于有源发光区域下方的层中。这意指v形凹坑必须延伸穿过有源发光区域的厚度。

191、本发明人已经发现，延伸穿过led结构的发光区域的v形凹坑可有利地拓宽可变波长led可发射的发射波长范围。

192、随着v形凹坑延伸穿过led的有源区域，在从底部向上的外延生长期间，在v形凹坑的倾斜侧壁上生长出与结构的其余部分平齐的量子阱(qw)层。沉积在凹坑侧壁上的qw被扭曲并围绕凹坑的侧面伸展，因此与结构主体上的平面qw相比，最终具有不同的厚度和成分。

193、在v形凹坑周围，半导体材料的qw层生长为平坦的平面层。因此，有源发光区域在v形凹坑周围是平面的。然而，在v形凹坑的位置，有源层被扭曲并沿着侧壁向下伸展到v形凹坑中。这种拉伸效应改变了凹坑侧壁上qw的厚度，使得它们与led结构其余部分上形成的平面qw层相比厚度不同。

194、发明人已经发现，v形凹坑可创建局部应变弛豫，并且与mqw的其余部分相比，沉积在这些v-凹坑侧壁上的mqw将具有不同的厚度和成分，因此v形凹坑区域中的mqw将产生不同的发射波长。

195、在v形凹坑的侧壁上生长的量子阱比结构中其他地方的体平面qw薄，这可影响qw带隙并允许该区域中的qw发射与结构中其他地方的平面qw发射的波长不同的波长。除此之外，凹坑侧壁上的qw可最终具有比周围平面qw更高的铟(in)含量，因为侧壁暴露了qw的半极性面-该面在外延生长期间结合了更多的铟，因此v形凹坑区域中的qw的铟含量可高于凹坑周围的平面qw。更高的铟掺入量典型地会导致更长的峰值发射波长。qw厚度和铟含量均会影响发光区域产生的发射波长。因此，led结构中v形凹坑的存在可有利地改变发光区域中qw的成分和厚度，从而扩展led可被驱动发光的发射波长范围。

196、v形凹坑典型地由半导体结构中的穿透位错生长而成。当附加层在含有穿透位错的层上方生长时，穿透位错通过结构向上延续，并且在某一点位错变宽成v形凹坑。典型地，技术人员的目标是保持穿透位错浓度低，以便生产“高质量”低缺陷晶片。

197、另选地，可使用三维外延生长模式生长v形凹坑。3d外延沉积技术在本领域中是已知的，并且典型地用于在模板上生长半导体材料的“岛”或“金字塔”。通过使用3d外延沉积技术控制led结构的沉积，可在期望的位置人工生长v形凹坑，而不需要出现穿透位错来“播种”v形凹坑的形成。通过使用这种沉积控制，凹坑的底部(最低点)可在结构中的期望位置处创建——在结构中的期望横向位置和期望高度两者处，例如在有源发光区域下方的半导体结构的特定层中。

198、v形凹坑的底部可位于半导体结构的连接层中。连接层可位于多孔区域与n掺杂部分之间。

199、v形凹坑的底部可位于半导体结构的预应变层中。预应变层可位于n掺杂部分之上和发光区域之下。

200、优选地，led包含延伸穿过有源发光区域的多个v形凹坑。

201、优选地，led包含至少1×107/cm2的v形凹坑密度(从上面向下看led结构测量)，例如至少5×107/cm2或至少1×108/cm2。led可包含小于5×109/cm2的v形凹坑密度，例如小于1×109/cm2或小于5×108/cm2的v形凹坑密度。

202、例如1×107/cm2至5×109/cm2、或5×107/cm2至5×109/cm2、或1×108/cm2至5×108/cm2的v形凹坑密度。

203、led可包含每平方微米多于0.1个v形凹坑，或者每平方微米多于1个v形凹坑，或者每平方微米多于2个v形凹坑。

204、优选地控制led中v形凹坑的浓度，因为过多的v形凹坑会通过破坏辐射复合而对led的光发射产生负面影响。例如，led可包含每平方微米少于10个v形凹坑，或者每平方微米少于8个v形凹坑，或者每平方微米少于6个v形凹坑。

205、在优选实施例中，led结构可包含不大于每平方厘米10^9穿透位错。优选地，有源发光区域下方的半导体结构(典型地为衬底、多孔区域和连接层)每平方厘米包含不超过10^9穿透位错。穿透位错密度优选限制在该水平，使得另外的外延生长不会在发光区域中创建太多v形凹坑。

206、可控制v形凹坑的密度和大小(深度)。v-凹坑的大小可通过凹坑开始处的预应变层和低温ngan层的位置和生长条件来控制。

207、有源发光区域中的量子阱(qw)的形态可变化。例如，发光区域可含有具有明确界面的均匀qw或具有不太明确界面的片段化qw、片段或qw阱宽/成分波动或量子点状定位中心。qw形态的这种控制可确定要控制和操纵的可变发射波长的范围。

208、发光区域优选地包含多个量子阱(qw)。量子阱可为连续的。量子阱可为片段化的或不连续的。

209、如果量子阱是连续的，并且厚度和成分非常均匀，则电荷载流子的复合只能以规则的明确方式发生。另一方面，如果qw是片段化的或不连续的，就会创建大量纳米结构，这进而创建不同的带隙，从而导致不同颜色的发射。

210、控制可变波长led的方法

211、在本发明的另一方面，提供了一种控制可变波长led的方法，该方法包含以下步骤：

212、向根据本发明的第一方面的可变波长led提供电源；以及

213、控制电源以在发射波长范围内改变可变波长led的峰值发射波长。该方法可包含改变电源以在发射波长范围内改变可变波长led的峰值发射波长的步骤。

214、该方法可包含在单个显示帧期间动态地调谐到led的电源。

215、任选地经由led驱动器，可从电源向可变波长led提供电源或电力供应。

216、该方法可包含以下步骤：向可变波长led提供驱动电流；以及改变驱动电流的量值以在发射波长范围内改变可变波长led的峰值发射波长。

217、优选地，可变波长led的峰值发射波长通过改变操作期间提供给该led的驱动电流来改变。

218、led可被控制以通过在多个离散的非零值之间改变提供给该子像素的驱动电流而以多个离散峰值发射波长发光。这可有利地提供可调谐单色显示器。

219、led可被控制以通过在一个显示帧期间在多个离散非零值之间改变提供给该子像素的驱动电流而以多个离散峰值发射波长发光。这可有利地实现动态像素调谐，其中在显示帧期间由各个led发射的颜色是可调谐的。

220、电源可被控制以在至少40nm、或至少50nm、或至少60nm、或至少70nm、或至少80nm的发射波长范围内，优选地在高达100nm或110nm或120nm或140nm、或160nm、或180nm或200nm的范围内改变峰值发射波长。

221、在一特别优选的实施例中，电源可被控制以在400nm至680nm之间、430nm至670nm之间、450nm至650nm之间、500nm至680nm之间或者520nm至675nm之间改变峰值发射波长。

222、电源可为脉冲电源，或者电源可为连续波(cw)或近似连续波电源。

223、电源的控制可为电流控制或电压控制。

224、电源可为恒压电源或恒流电源。ac或dc电源也是可用的。

225、电源可在脉宽调制(pulse width modulation，pwm)模式或脉冲幅度调制(pam模式)模式或两者下操作。

226、在一个显示帧期间，电源的量值或幅度可在至少两个非零值之间变化。

227、电源的量值或幅度可在一个显示帧期间在多个离散的非零值之间变化，例如在一个显示帧期间在三个非零值之间变化。

228、电源可被控制以向led提供0.001a/cm2至1000a/cm2之间、或0.01a/cm2至500a/cm2之间、或0.1a/cm2至250a/cm2之间的电流密度。

229、电源可被控制以向led提供驱动电流，占空比至少为0.001％、0.01％、0.1％、1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。

230、该方法可包含以下步骤：提供第一驱动电流，使得led以第一峰值发射波长发射；以及提供具有不同于第一驱动电流的量值或幅度的第二驱动电流，使得led以第二峰值发射波长发射。

231、第一驱动电流可在第一占空比被提供给led，并且第二驱动电流可在第二占空比被提供给led。该方法可包含控制第一占空比和/或第二占空比的持续时间以便控制由显示器件产生的观察到的亮度和/或色度的步骤。

232、该方法可包含提供具有不同于第一驱动电流和第二驱动电流的量值或幅度的第三驱动电流以使得led以第三峰值发射波长发射的步骤。

233、该方法可包含以下步骤：在第三占空比向led提供第三驱动电流，并且优选地控制第三占空比的持续时间，以便控制由显示器件产生的观察到的亮度和/或色度。

234、提供给led的驱动电流可在第一驱动电流、第二驱动电流和/或第三驱动电流之间变化，以便控制由显示器件产生的观察到的色度。

235、该led或每个led可响应于多个不同的驱动电流量值或幅度而以多种模式操作，该led被配置成在多种模式的每种模式下以离散峰值发射波长发射。在每种模式下，以不同幅度的电流密度驱动子像素，使得子像素以不同幅度模式发射不同峰值波长的光。提供给可变波长led的驱动电流的幅度可在显示器件操作期间变化，优选地在单个显示帧内变化。

236、功率控制

237、电源可被控制以通过改变提供给led的功率(单位为瓦特)或功率密度(单位为瓦特/cm2)而改变led的峰值发射波长。

238、可增加由电源提供的功率以降低峰值发射波长，或者可减少由电源提供的功率以增加峰值发射波长。

239、电源可被控制以供应led以第一峰值发射波长发射的第一功率，并且电源可被控制以供应低于第一功率的第二功率，使得led以长于第一发射波长的第二峰值发射波长发射。

240、在绿-红led的特别优选的实施例中，第一峰值发射波长可低于570nm且第二峰值发射波长可高于610nm，使得led响应于第一功率而发射绿光且响应于第二功率而发射红光。通过在第一功率与第二功率之间改变功率，led还可在第一峰值发射波长与第二峰值发射波长之间的连续光谱下发光。

241、电流控制

242、电源可被控制以通过改变提供给led的电流(以安培为单位)或电流密度(以a/cm2为单位)而改变led的峰值发射波长。

243、类似于功率，由电源提供的电流密度可增加以降低峰值发射波长，或者降低以增加峰值发射波长。

244、电源可被控制以供应led以第一峰值发射波长发射的第一电流密度，并且供应比第一电流密度低的第二电流密度，在第二电流密度处，led以比第一发射波长长的第二峰值发射波长发射。

245、在绿-红led的特别优选的实施例中，第一峰值发射波长可低于570nm且第二峰值发射波长可高于610nm，使得led响应于第一电流密度而发射绿光且响应于第二电流密度而发射红光。

246、电压控制

247、电源可被控制以通过改变提供给led的电压而改变led的峰值发射波长。

248、可增加由电源提供的电压以降低峰值发射波长，或者可降低电源提供的电压以增加峰值发射波长。

249、电源可被控制以供应led以第一峰值发射波长发射的第一电压，并且电源可被控制以供应低于第一电压的第二电压，使得led以长于第一发射波长的第二峰值发射波长发射。

250、在绿-红led的特别优选的实施例中，第一峰值发射波长可低于570nm且第二峰值发射波长可高于610nm，使得led响应于第一电压而发射绿光且响应于第二电压而发射红光。通过改变第一电压与第二电压之间的电压，led还可按第一峰值发射波长与第二峰值发射波长之间的连续光谱发射光。

251、可变波长led的制造方法

252、在另一方面，提供了一种制造可变波长led的方法，包含生长以下各项的步骤：n掺杂部分；

253、p掺杂部分；以及

254、位于n掺杂部分与p掺杂部分之间的发光区域，该发光区域包含发光层，该发光层在跨过其的电偏压下以峰值发射波长发光。

255、该方法可包含在iii族氮化物材料的多孔区域上方过度生长n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域的步骤。

256、该方法可包含在n掺杂部分或p掺杂部分的至少一个中形成iii族氮化物材料的多孔区域，以及在iii族氮化物材料的多孔区域上方形成发光区域的步骤。

257、该方法可任选地包含在已经形成n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域之后从led结构(n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域)去除多孔区域的步骤。

258、发光层可在400nm和800nm之间、或450nm-800nm之间、或500nm和800nm之间、或550nm和800nm之间、或610nm和800nm之间的电偏压下发射峰值发射波长的光。

259、该方法可包含将led连接到可变电源的步骤。

260、该方法可包含将led连接到led驱动器的步骤，该led驱动器被配置成向led提供可变电源。led驱动器可被配置成控制led电源的功率或电流或电压。led驱动器可被配置成向led提供脉冲或cw或近似cw电源。

261、包括n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域的led结构可为用于以低于led峰值发射波长的波长发射的led结构，使得iii族氮化物材料的多孔区域将发光区域的发射波长红移至峰值发射波长。

262、n掺杂部分、p掺杂部分和发光区域优选地由iii族氮化物半导体材料形成。

263、在优选实施例中，发光区域可包含发光铟镓氮化物层，用于在500nm-550nm或550nm-600nm的峰值波长下发射，其中在iii族氮化物材料的多孔区域上的过度生长将发光区域的发射波长在电偏压下偏移到600nm至750nm之间的峰值波长。

264、发光区域可包含用于在500nm-550nm、或500nm-580nm、或510nm-570nm、或530nm-560nm、或550nm-600nm的峰值波长下发射的发光铟镓氮化物层。发光铟镓氮化物层可为一个或多个当生长在常规led中时已知以这些波长发光的层，例如在无孔gan衬底上。然而，发明人已经发现，在多孔iii族氮化物层上生长常规的黄色或绿色led结构导致led在电偏压下以600nm至750nm之间的峰值波长发光。

265、该方法可包含在iii族氮化物材料的多孔区域上方生长黄色或绿色led结构的步骤。

266、在优选实施例中，发光层是发光铟镓氮化物层。led优选地还包含gan材料区域。由于gan与ingan之间的晶格失配，由多孔区域创建的应力松弛效应特别有利。

267、该方法可包含在量子阱(优选地为ingan qw)中形成具有载流子局域化中心的发光有源区域的步骤。例如具有不同铟成分和阱宽以及量子势垒的多种类型的qw区域、非均匀的、或片段化的、或断裂的、或带隙的、或不连续的量子阱(这将导致阱宽的波动)，ingan量子点或纳米结构，在极性、半极性或非极性面上形成的量子阱。

268、该方法可包含形成多个量子阱(qw)的步骤，其中量子阱是非均匀的、片段化的或不连续的。

269、多个qw可包含铟成分的波动和/或阱宽的波动。

270、该方法可包含在led结构中形成一个或多个v形凹坑以使得v形凹坑延伸穿过发光区域的厚度的步骤。优选地，该方法包含每平方微米形成至少0.1个v形凹坑、或每平方微米至少1个v形凹坑、或每平方微米至少2个v形凹坑的步骤。优选地，该方法包含在发光区域中形成至少1×107/cm2的v形凹坑密度，例如至少5×107/cm2或至少1×108/cm2，例如1×107/cm2至5×109/cm2的v形凹坑密度的步骤。优选地，该方法包含在发光区域中形成小于5×109/cm2的v形凹坑密度，例如小于1×109/cm2或小于5×108/cm2的v形凹坑密度的步骤。

271、v形凹坑是外延半导体生长领域中已知的现象，并且在半导体结构中生长v形凹坑的方法在本领域中是已知的。例如，在现有技术中，在纳米级v形凹坑对gan基绿色发光二极管的电子和光学属性以及效率下降的影响中描述了v-凹坑及其生长；zhou等人；《科学报告》|(2018)8:11053|doi:10.1038/s41598-018-29440-4。

272、可在半导体结构中生长v形凹坑，使得它们终止于有源发光区域下方的层中。这意指v形凹坑必须延伸穿过有源发光区域的厚度。

273、通过在含有穿透位错的层上方的层的外延沉积期间控制生长条件，可从半导体结构中的穿透位错生长v形凹坑。当附加层在含有穿透位错的层之上生长时，穿透位错通过结构向上延续，并且通过控制生长条件，位错被加宽成v形凹坑。

274、另选地，可使用三维外延生长模式生长v形凹坑。3d外延沉积技术在本领域中是已知的，并且典型地用于在模板上生长半导体材料的“岛”或“金字塔”。通过使用3d外延沉积技术控制led结构的沉积，可在期望的位置人工生长v形凹坑，而不需要出现穿透位错来“播种”v形凹坑的形成。通过使用这种沉积控制，凹坑的底部(最低点)可在结构中的期望位置处创建——在结构中的期望横向位置和期望高度两者处，例如在有源发光区域下方的半导体结构的特定层中。

275、v形凹坑的底部可位于半导体结构的连接层中。连接层可位于多孔区域与n掺杂部分之间。

276、v形凹坑的底部可位于半导体结构的预应变层中。预应变层可位于n掺杂部分之上和发光区域之下。

277、优选地，led包含延伸穿过有源发光区域的多个v形凹坑。

278、可控制v形凹坑的密度和大小(深度)。v-凹坑的大小可通过凹坑开始处的预应变层和低温ngan层的位置和生长条件来控制。

279、可沉积有源发光区域中的量子阱(qw)，使得量子阱是连续的和/或厚度均匀的。另选地，可沉积有源发光区域中的量子阱(qw)，使得量子阱是片段化的或不连续的。

280、制造步骤

281、n型区域、发光区域和p型区域(可被称为led结构)优选地生长在包含多孔区域的半导体模板上方。半导体模板还可含有多个半导体材料层，这些半导体材料层被布置成提供用于led结构过度生长的合适衬底。

282、该方法可包含电化学多孔化iii族氮化物材料层的第一步，以形成iii族氮化物材料的多孔区域。这可使用国际专利申请pct/gb2017/052895(公开号为wo2019/063957)和pct/gb2019/050213(公开号为wo2019/145728)中提出的晶片级多孔化过程来实现。

283、该方法可优选地包含通过iii族氮化物材料的无孔层进行电化学多孔化来形成iii族氮化物材料的多孔区域以使得iii族氮化物材料的无孔层形成无孔中间层的步骤。无孔中间层可有利地为其他层的过度生长提供光滑表面，诸如iii族氮化物材料的一个或多个连接层。

284、多孔区域可通过在衬底上对iii族氮化物材料的一个或多个层或区域进行多孔化来形成。衬底可为硅、蓝宝石、sic、β-ga2o3。衬底的晶体取向可为极性、半极性或非极性取向。衬底厚度典型地可在100μm至1500μm之间变化。

285、多孔区域可为多孔层，使得该方法包含在iii族氮化物材料的多孔层上方过度生长以下各项的步骤：n掺杂部分；p掺杂部分；以及led发光区域。优选地，多孔区域可为连续多孔的多孔层，例如由多孔iii族氮化物材料的连续层形成。

286、多孔区域可包含多个多孔层，并且任选地包含多个无孔层。在本发明的优选实施例中，多孔区域是交替的多孔层和无孔层的堆叠件，堆叠件的顶表面定义多孔区域的顶部，并且堆叠件的底表面定义多孔区域的底部。

287、另选地，多孔区域可为含有一个或多个多孔区域的iii族氮化物材料层，例如在iii族氮化物材料的无孔层中的一个或多个多孔区域。

288、在优选实施例中，多孔区域或多孔层的横向尺寸(宽度或长度)可等于多孔层或多孔区域在其上生长的衬底的横向尺寸。例如，常规的衬底晶片大小可具有各种大小，诸如1cm2或2英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或16英寸直径。然而，通过图案化一个或多个层和/或在同一层中沉积不同电荷载流子浓度的区域，可形成不跨越整个衬底的较小多孔区域。因此，多孔层或区域的横向尺寸可从约1/10像素(例如0.1μm)变化到衬底本身的横向尺寸。

289、在多孔化步骤之前，可在衬底上沉积n掺杂iii族氮化物半导体材料的掺杂区域，优选地含有层或层的堆叠件。iii族氮化物层(一个或多个)可含有这些元素中的一种或组合：al、ga、in(三元或四元层)。iii族氮化物堆叠件的厚度优选地在10nm-4000nm之间。iii族氮化物区域的掺杂浓度可在1×1017cm-3–5×1020cm-3之间。

290、优选地，在掺杂材料被多孔化之前，在掺杂材料上沉积未掺杂的iii族氮化物材料的中间层。中间层的厚度优选地在1nm至3000nm之间，优选地在5nm至2000nm之间。因为中间层是未掺杂的，所以它在成孔步骤之后保持无孔，这有利地为半导体的另外的层的外延过度生长提供了良好的表面。

291、在优选实施例中，掺杂区域由掺杂和未掺杂层的交替堆叠件组成。在优选实施例中，堆叠件含有5-50对层。每个高掺杂层的厚度可在10nm-200nm之间变化，并且低掺杂或未掺杂层的厚度可在5-180nm之间。

292、如本领域中已知的，电化学多孔化从iii族氮化物材料的n型掺杂区域去除材料，并且在半导体材料中创建空孔。

293、在优选实施例中，led结构形成在iii族氮化物材料的多个多孔层的堆叠件上方。因此，多孔区域可为iii族氮化物材料层的堆叠件，其中至少一些层是多孔的，而不是iii族氮化物材料的单个多孔层。多孔层的堆叠件可优选地是交替的多孔层和无孔层的堆叠件。

294、该方法可优选地包含在连接层上过度生长n掺杂区域、led发光区域和p掺杂区域之前，在iii族氮化物材料中间层的表面上沉积一个或多个iii族氮化物材料连接层的步骤。

295、另选地，在多孔区域上方没有无孔中间层的情况下，该方法可包含将iii族氮化物材料的连接层沉积到iii族氮化物材料的多孔区域的表面上的步骤。

296、该方法可包含在连接层上过度生长n掺杂区域、led发光区域和p掺杂区域的另外的步骤。

297、通过该制造方法生产的led优选地是根据本发明的第一方面的可变波长led。

298、显示器件

299、本发明的第一方面提供了一种可变波长led，其峰值发射波长取决于使用期间供应给led的驱动电流密度或驱动功率密度。

300、这种可变波长led可按多种方式结合到显示器件中，以给出一系列期望的器件特性。

301、根据本发明的第二方面，可提供一种包含根据本发明的第一方面的可变波长led的显示器件，该led被配置成接收电源。

302、该显示器件可包含可变波长发光二极管(led)，该可变波长led包含：

303、n掺杂部分；

304、p掺杂部分；

305、位于n掺杂部分与p掺杂部分之间的发光区域，该发光区域包含发光层，该发光层在跨过其的电偏压下以峰值发射波长发光；

306、其中led被配置成接收电源，其中通过改变电源，led的峰值发射波长在至少40nm的发射波长范围内是连续可控的。

307、显示器件优选地包含多个根据本发明的第一方面的可变波长led，每个可变波长led被配置成接收其自身的电源，其中多个可变波长led中的每一个是可控的，使得每个可变波长led的峰值发射波长通过改变该led的电源而可控。

308、显示器件优选地包含多个led像素。每个像素可包含单个可变波长led或多个led子像素。在这些子像素中，一些或全部可为如上所述的可变波长led。

309、结合附图描述和说明了显示器件的各种实施例。

310、在根据本发明的显示器件中，显示器件优选地包含多个led像素，并且优选地每个器件像素包含至少一个根据本发明的第一方面的可变波长led。优选地，每个像素的至少一个子像素是根据本发明的第一方面的可变波长led。显示器件可包含多个led像素，并且每个器件像素可包含一个、两个、三个或四个根据本发明的第一方面的可变波长led。

311、在本发明的优选实施例中，可变波长led中的一些或所有优选地被配置成从电源接收可变量值的驱动电流供应，使得到每个可变波长led的驱动电流的量值是可变的。通过改变可变波长led的驱动电流的量值，该led的峰值发射波长可随着显示器件的使用而变化。提供给每个可变波长led的驱动电流可为单独可控的，使得显示器中每个可变波长led的峰值发射波长可单独控制和改变。另选地，该器件可被配置成使得同时向一组可变波长led提供相同的驱动条件，使得当驱动电流接通时，该组中的所有可变波长led以相同的峰值发射波长发光，并且可通过改变驱动电流的量值来改变整个组的峰值发射波长。

312、在另选实施例中，显示器件中的一些或所有可变波长led可被配置成接收固定量值(即不可变)的驱动电流，该驱动电流或者接通或者断开。当固定驱动电流接通时，这些可变波长led将表现为常规led，并且以由提供给led的驱动条件所确定的单一峰值发射波长发射。因此，被配置成接收固定量值驱动电流的可变波长led可用作显示器件中的固定发射波长led。

313、优选地，每个像素的至少一个子像素是根据本发明的第一方面的可变波长led。其他子像素也可结合到显示器件中。例如，显示器件中的每个像素可包含一个或多个固定发射波长的led子像素。固定发射波长的led子像素优选地被配置成接收固定量值的驱动电流。

314、该器件可被配置成单独控制提供给多个led中的每一个的驱动电流，使得多个led中的每一个均是单独可驱动的。该器件可被配置成向多个led提供多个不同的驱动电流，使得单独的led为可驱动的以响应于不同的驱动电流而以不同的峰值发射波长发射。

315、另选地，该器件可被配置成单独控制两个或更多个led的组，使得组中的每个led以相同的峰值发射波长发射。显示器件可被配置成向不同组的led提供不同的驱动电流，使得不同组的led可被驱动以响应于不同的驱动电流而以不同的峰值发射波长发射。

316、显示器件优选地包含被配置成向多个led提供驱动电流的电源。显示器件可包含电源，或者可连接到电源。

317、电源可为脉冲电源。电源可被配置成以脉宽调制(pwm)模式或脉冲幅度调制(pam模式)模式操作。优选地，电源被配置成以脉冲幅度调制(pam模式)和脉冲宽度调制(pwm)模式操作。

318、电源可为连续波(cw)或近似连续波电源。电源可为恒压电源或恒流电源。

319、每个发光二极管优选地连接到被配置成向led提供电源的led驱动器。

320、led的电源优选地由led驱动器调节或控制。led驱动器优选地被配置成向显示器件中的可变波长led(一个或多个)提供可变量值的电源。例如，led驱动器优选地能够通过在一个范围内连续改变驱动电流的量值或者通过提供具有不同固定量值的多个离散驱动电流模式来改变供应给每个可变波长led的驱动电流的量值。

321、多种常规的led驱动器可用于调节led的电源。led驱动器可为集成电路(ic)，例如led驱动器可为cmos驱动器或tft驱动器。驱动器可为离散元件，诸如背板ic驱动器或由同一gan外延片制成的片上ic驱动器。

322、led驱动器可连接到电源，例如外部电源(市电)或电池。

323、显示器件可包含控制器，该控制器被配置成控制器件中的led的电源。控制器可被编程以控制由led驱动器提供给led的电源或驱动电流。例如，控制器可被编程或为可编程的，以控制提供给显示器中每个led的电源的量值、持续时间和相位。

324、控制器可为可编程的，以不同的控制模式控制该器件。例如，控制器可对用户输入作出响应，使得响应于用户输入，控制器控制器件中的led以选定模式操作。

325、控制器可为可编程的，以通过向led提供固定量值的驱动电流来控制显示器件中处于固定波长发射模式的led，固定驱动电流的量值对应于要发射的波长。和/或控制器可为可编程的，以通过向led提供可变量值的驱动电流来以动态可变波长发射模式控制显示器件中的led，固定驱动电流的量值对应于在给定时间发射的波长而变化。

326、显示器件可包含led像素阵列，其中每个像素包含两个或更多个子像素，并且其中每个像素的至少一个子像素是可变波长led。

327、显示器件可包含led阵列，其中每个led具有相同的二极管结构，并且其中每个led是可调谐的以在相同的发射波长范围内以峰值波长发射。

328、显示器件可为增强现实(ar)、混合现实(mr)或虚拟现实(vr)器件，或者该器件可为智能可穿戴器件、智能显示器或直视显示器。

329、led或多个led中的至少一个优选地是动态颜色可调谐的led。

330、显示器件优选地包含半导体材料的多孔区域，优选地iii族氮化物半导体材料的多孔区域。如上文关于第一方面所述，第一子像素和/或第二子像素优选地形成在多孔区域上方。

331、在本文中，术语“显示器件(display device)”可被替换为“led器件(leddevice)”。

332、在现有技术中，红色、绿色和蓝色(rgb)led像素的阵列被紧密地设置在一起，使得单独或组合操作这些像素向观察者发射一系列二次颜色的效应。然而，本发明通过提供单个led像素提供了更好的选择，该单个led像素可被控制以连续范围的不同波长发光。因此，led可被控制以发射各种不同波长的“真实”颜色，而不需要叠加离散led(诸如rgb像素)的不同发射波长来获得复合发射波长。

333、显示器件可为单片全色显示器。

334、可提供包含含有多个根据本发明的相同可变波长led的阵列的显示器件，其中可控制阵列中的每个led可以被控制以相同的波长或发射波长范围内的不同波长发射。该阵列还可被控制以打开或关闭各个像素，以便控制发射光的强度。

335、本发明的显示器件可包含本文所描述的可变波长led和另外的led：或者另外的可变波长led具有不同的发射波长范围；或者其他常规的单波长发光二极管。在一个优选实施例中，本发明的可变波长发光二极管可按阵列形式提供，其中另外的发光二极管被配置成以可变波长发光二极管的发射波长范围之外的另外的峰值发射波长发射。如果其他峰值发射波长在发射波长范围之外，则使用可变波长led无法获得这些波长。类似于常规的rgb阵列，可变波长led和另外的led因此可组合使用以提供更宽范围的可能发射波长。

336、本发明的显示器件可包含led阵列，该led阵列包含根据本发明的任一前述方面的多个led子像素。取决于led像素的大小，该阵列可为mini-led或micro-led阵列。

337、在另一方面，可提供一种led显示器件，包含充当如上所述的子像素的多个可变波长led(或mini-led或micro-led)。在led显示器中，多个led中的每一个优选地是可单独控制的，使得每个led的峰值发射波长通过单独改变每个led的电源而可控。通过单独地控制每个led的发射波长，可提供彩色显示。然而，由于每个可变波长led可在一个波长范围内发光，而不是标准的单一波长，因此可使用比现有技术中常规rgb多色显示器所需更少的led来提供大范围的可能颜色。

338、在led显示器中，多个可变波长led的组可被配置成从电源接收相同的驱动条件，使得该组中所有可变波长的led的峰值发射波长通过改变对该组的电源而同时可控。

339、led显示器可包含第一可变波长led和第二可变波长led，第一可变波长led的峰值发射波长在第一发射波长范围内可控，第二可变波长led的峰值发射波长在第一发射波长范围内或第二发射波长范围内可控。第二发射波长范围可为单独的波长范围，或者它可与第一发射波长范围部分重叠。因此，第一可变波长led和第二可变波长led可被控制以不同的峰值发射波长发射。例如，led显示器件的像素可包含峰值发射波长在第一发射波长范围内可控的第一可变波长led子像素，以及峰值发射波长在第一发射波长范围内或第二发射波长范围内可控的第二可变波长led子像素。

340、在另一个优选实施例中，led显示器可包含在第一发射波长范围内可控的多个可变波长led，以及被配置成以第一发射波长范围之外的峰值发射波长发射的至少一个另外的led。例如，另外的led可被配置成以可变波长led的波长范围之外的波长发射，以便增加可从显示器获得的颜色范围。例如，led显示器件的像素可包含在第一发射波长范围内可控的多个可变波长led子像素，以及被配置成以第一发射波长范围之外的峰值发射波长发射的至少一个另外的led子像素。

341、多个可变波长发光二极管优选地可在第一发射波长范围内以不同峰值发射波长而可操作。例如，多个可变波长led中的一个可在该范围内意第一波长发射，而多个可变波长led中的另一个在第一发射波长范围内以第二波长发射。因此可获得各种各样的二次颜色和互补颜色。

342、在优选实施例中，多个可变波长led中的一些或全部可按相同的峰值发射波长操作，以便按该波长提供期望的发射强度。由于较长的波长是通过降低供应给led的量值来实现的，因此较长波长的led发射强度低于较短波长的发射强度。提供多个可变波长led可有利地使显示器能够通过控制以期望波长发射的led的数目来补偿这种强度差异。例如，两个或更多个led可被控制以发射红色波长，以便将发射的红光的亮度增加到适合显示器的水平。

343、在一个优选实施例中，led显示器包含多个可变波长led，这些可变波长led为可控的，以按500nm至680nm之间或者520nm至675nm之间的峰值发射波长发射，并且led包含至少一个另外的led，该另外的led被配置成以低于560nm、优选地低于500nm的峰值发射波长发射。因此，可变波长led为可控的，以发射颜色范围从绿色、黄色和橙色到红色的光，而另外的led被配置成发射蓝光。因此，这些led使显示器能够发射蓝色和红色光谱之间的宽范围波长。

344、在一个特别优选的实施例中，led显示器包含多个可变波长led，这些led为可控的，以按560nm至680nm之间或者570nm至675nm之间的峰值发射波长发射，并且该led包含至少一个另外的led，该另外的led被配置成以低于560nm、优选地低于500nm的峰值发射波长发射。因此，可变波长led为可控的，以发射颜色范围从绿色、黄色和橙色到红色的光，而另外的led被配置成发射蓝光。

345、在另一个优选实施例中，led显示器包含多个可变波长led，这些led为可控的，以按400nm至680nm之间、或450nm至630nm之间、或470nm至610nm之间的峰值发射波长发射。因此，可变波长led为可控的，以发射从紫色或蓝色到绿色、黄色和橙色到红色的光。

346、在另一方面，可提供一种显示器件，该显示器件包含可变波长led，该可变波长led被配置成接收驱动电流并响应于驱动电流而发光，其中可变波长led的峰值发射波长取决于供应给可变波长led的驱动电流的幅度；并且其中可变波长led的驱动电流的幅度在一个显示帧期间可在至少两个非零值之间变化。

347、可变波长led优选地是根据上述本发明的第一方面的可变波长led，该led被配置成接收电源。因此，上述可变波长led的任何特征均适用于本显示器件。

348、可变波长led优选地是显示器件的像素，并且该像素的峰值发射波长优选地通过改变操作期间提供给该像素的驱动电流而可变。

349、可变波长led优选地为可控的，以响应于模拟驱动电流脉冲发射期望的光谱输出，其中模拟驱动电流脉冲的幅度在单个显示帧内的非零值之间变化。

350、可变波长led优选地为可控的，以通过在一个显示帧期间在多个离散非零值之间改变提供给可变波长led的驱动电流而以多个离散峰值发射波长发光。例如，可变波长led为可控的，以通过在一个显示帧期间在至少3个、或至少4个、或至少5个、或至少6个、或至少7个离散非零值之间改变提供给可变波长led的驱动电流而以多个离散峰值发射波长发光。施加到可变波长led的每个离散驱动电流使得led以对应的离散峰值发射波长发光。通过以离散的电流量值施加三个驱动电流脉冲，可变波长led将因此以三个离散峰值发射波长发光，每个发射波长对应于不同的输入驱动电流。

351、可变波长led为可控的，以响应于驱动电流发射期望的光谱输出，该驱动电流包含单个显示帧内的离散电流脉冲序列，该离散电流脉冲具有多个不同的幅度。离散电流脉冲序列优选地包含至少3个、或至少5个、或至少7个具有不同幅度的电流脉冲。

352、可变波长led的驱动电流的幅度优选地在一个显示帧期间在至少三个、或至少四个、或至少五个、或至少六个、或至少七个非零值之间变化。

353、显示帧中可变波长led的感知光谱输出是可变波长led响应于显示帧期间提供给led的两个或多个非零驱动电流而发射的两个或多个峰值发射波长的时间组合。

354、序列中每个驱动电流脉冲的持续时间将确定对应于该驱动电流的峰值发射波长的亮度，从而确定构成由检测器(例如观看显示器件的人眼)感知的发射光谱的发射波长的总和。

355、通过选择在显示帧期间向可变波长led提供哪些可用的离散驱动电流，由观看者感知的时间平均发射光谱可在宽色域内变化。

356、显示帧的持续时间可为50毫秒或更少，或者45毫秒或更少，或者40毫秒或更少。显示帧的持续时间优选小于或等于检测器的响应时间。显示帧的持续时间最好小于或等于人眼作为检测器的约50毫秒的响应时间。

357、多led显示器件中的每个可变波长led优选地为可控的，以再现对应于显示帧期间发射的多个峰值发射波长的时间组合的预定光谱输出。

358、显示器件可包含可变波长led阵列，其中每个可变波长led为可控的，以再现对应于显示帧期间发射的多个峰值发射波长的时间组合的预定光谱输出。

359、优选地，多个可变波长led子像素可在显示器件的显示面积上单独调谐。

360、显示器件可为用于再现编程的照明光谱或照明光谱序列的大面积照明器。

361、显示器件可被配置成产生发射光谱，其中发射光谱的形状通过施加多个固定驱动电流而可控。

362、显示器件可被配置成产生发射光谱，其中发射光谱的形状通过施加连续的驱动电流而可控。换句话说，驱动电流可按连续脉冲的形式提供，例如在显示帧期间量值变化的驱动电流的模拟信号，而不是通过施加多个可用的离散驱动电流电平中的一个来驱动可变波长led。

363、该显示器件可包含脉冲电流源，该脉冲电流源被配置成生成在一个显示帧期间在多个非零值之间变化的驱动电流脉冲。例如，脉冲电流源可被配置成生成驱动电流脉冲，该驱动电流脉冲在一个显示帧期间在至少两个、或至少三个、或至少四个、或至少五个、或至少六个、或至少七个非零值之间变化。

364、该显示器件可包含脉冲电流源，该脉冲电流源被配置成生成在一个显示帧期间幅度变化的模拟驱动电流脉冲。

365、显示器件可包含多路复用器，该多路复用器被配置成向多个led提供单独的驱动电流。

366、该器件可为照明器件，诸如高光谱光源。

367、多个可变波长发光二极管(“可调谐”led)可按阵列形式提供以形成显示器件。每个可变波长led优选地被布置成形成显示器件的像素(或子像素)。显示器件的每个像素可被配置成从脉冲电流源接收其自身的驱动电流，该脉冲电流源被配置成生成电流脉冲(具有离散幅度的一系列数字脉冲或者幅度变化的模拟脉冲)。优选地，提供给每个像素的驱动电流可独立于施加给其他像素的驱动电流进行控制。脉冲电流源可被配置成向连接到显示器件中的各个像素的多路复用器提供驱动电流脉冲。

368、电流脉冲可被设计用于两种主要应用：

369、·准确地表示显示器件重建图像的光谱；或者

370、·通过调整每个led像素或子像素的电流脉冲，使它们在整个显示器上发射相同的发射波长和强度，从而校正制造过程中导致的led性能非均匀性。然后，用经调整的电流脉冲驱动经调谐的显示器，其中来自两个或多个子像素的发射相结合以产生每个像素的感知颜色。

371、本发明的一方面可提供一种由发光二极管形成的显示器件，该发光二极管优选地包括多孔半导体材料，其中每个像素由多个子像素组成；其中每个子像素的峰值发射波长取决于驱动电流密度；并且其中至少一个子像素的峰值发射波长在操作期间有意不固定。

372、在操作期间具有不固定峰值发射的至少一个子像素的峰值发射波长优选地通过改变操作期间提供给该子像素的驱动电流密度来控制。

373、可提供一种由包括多孔半导体材料的发光二极管形成的显示器件，其中每个像素由多个子像素组成；

374、其中每个子像素具有相同的二极管结构；并且其中显示器件被配置成分别向每个子像素提供驱动电流密度；并且其中每个子像素的峰值发射波长通过改变提供给子像素的驱动电流密度而独立可控。

375、每个子像素可由形成在半导体材料的多孔区域上方的led组成。

376、每个led子像素被配置成接收电源，并且至少一个子像素是可变波长子像素，其峰值发射波长可通过改变电源在发射波长范围内控制。

377、可变波长子像素的峰值发射波长优选地通过改变电源的电流密度或通过改变电源的功率密度在发射波长范围内可控。

378、可变波长子像素的峰值发射波长优选地通过改变电源在至少40nm、或至少50nm、或至少60nm、或至少70nm、或至少80nm的发射波长范围内可控，优选地在高达100nm或110nm或120nm或140nm、或160nm、或180nm或200nm的范围内可控。

379、在优选实施例中，每个子像素优选地具有相同的二极管结构，并且仅驱动电流密度用于控制每个子像素的发射峰值波长。

380、优选地，子像素中的至少一个可按多种模式操作，子像素被配置成在多种模式的每一种模式下以离散峰值发射波长发射。优选地，在每种模式下，以不同的电流密度驱动子像素，使得子像素在不同模式下以不同的峰值波长发光。

381、子像素的模式优选地在显示器件操作期间是动态可变的。

382、显示器件中的子像素中的每一个优选地是可变波长子像素。

383、显示器件可被配置成以规则的时间间隔改变该可变波长子像素或每个可变波长子像素的发射峰值波长。例如，显示器件可被配置成以规则的时间间隔旋转或交换子像素的发射波长，以便分布由高电流密度发射波长引起的子像素的发热。时间间隔可为一个显示帧或更短。

384、显示器件可被配置成通过以规则的间隔改变施加到子像素的驱动电流来改变子像素的发射波长。

385、该显示器件可包含被配置成在同一颜色内以峰值波长发射的多个子像素，其中该多个子像素被配置成在该颜色内以不同的峰值波长发射。在优选实施例中，该器件可包含四个子像素，其中两个子像素是被配置成以相同颜色内的峰值波长发射的像素。被配置成以相同颜色内的峰值波长发射的多个子像素优选地具有相同的二极管结构，并且该器件被配置成以不同的电流密度驱动它们以产生不同的峰值发射波长。

386、显示器件可包含多个可变波长子像素，该多个可变波长子像素被配置成响应于不同的施加电流密度而以不同的峰值发射波长发射。

387、优选地，至少一个子像素为可控的，以在450nm至530nm范围内的峰值波长发射。优选地，可变波长子像素的峰值发射波长在450nm至630nm或更宽的范围内可控。

388、任选地，至少一个子像素被配置成以单一电流密度驱动，并且因此以单一峰值波长发射。该子像素可优选地被配置成发射单一峰值波长的红光。

389、显示器件优选地包含多个可变波长子像素，该多个可变波长子像素被配置成响应于不同的施加电流密度而以不同的峰值发射波长发射，其中多个可变波长子像素中的每一个为可控的，以在波长范围内以峰值波长发射。

390、每个可变波长子像素可优选地具有在450nm至630nm或更宽的范围内可控的峰值发射波长。显示器件可被配置成改变提供给每个可变波长子像素的电流密度，使得在连续的电流密度范围内改变电流密度在450nm至630nm或更宽的连续波长范围内改变峰值发射波长。

391、可变波长子像素中的每一个可被配置成在高于或低于子像素的中心波长的波长范围上发射，优选地在比中心波长低或高20nm或更大的波长范围内发射。显示器件的像素中的每个可变波长子像素可任选地具有不同的中心波长。

392、该显示器件可包含：第一子像素，其被配置成以430nm至480nm的峰值发射波长发射；以及/或第二子像素，其被配置成在500nm至540nm的峰值发射波长下发射；以及/或第三子像素，其被配置成以580nm至620nm的峰值发射波长发射。

393、通过将可变波长发光二极管结合到显示器件中，显示器的有效色域可有利地大于通过以固定峰值发射波长操作每个子像素所能实现的色域。

394、显示器件的像素中子像素的数目可少于三个，优选少于两个。一个或多个子像素可具有固定的峰值发射波长。

395、可变波长子像素的峰值发射波长的驱动电流密度相关偏移优选大于20nm/十进位。

396、用于显示特定色度点的峰值发射波长可选择为那些给出显示器最有效的整体操作的波长。

397、优选地，每个子像素具有相同的二极管结构，并且通过向不同的子像素提供不同的电流密度来控制子像素的峰值发射波长。

398、接触垫比率

399、第一方面的可变波长led使得相同的led二极管结构能够在不同的电流密度下以不同的峰值发射波长范围发光。虽然其主要优势是可控制单个可变波长led以各种不同的发射波长发射，但是发明人已经意识到本发明也可利用相同的半导体材料和二极管结构来提供各种固定发射波长的led。因此，不是通过在使用期间改变驱动电流来改变提供给led的电流密度，而是可通过固定给定led的驱动电流的量值并控制该led经受驱动电流的面积来设定给定led经受的电流密度。

400、因此，显示器件中的一些或所有可变波长led可被配置成接收固定量值(即不可变)的驱动电流，该驱动电流或者开启或者关闭。当固定驱动电流接通时，这些可变波长led将表现为常规led，并且以由固定驱动电流产生的电流密度和经历驱动电流的led面积确定的单一峰值发射波长发射。因此，可变波长led可用作显示器件中的固定发射波长led。提供给一些或所有子像素的驱动电流可为相同的，只有led面积和电接触面积的差异创建由不同子像素所经历的驱动电流密度的差异。通过提供经历不同电流密度的独立led，具有相同二极管结构的多个led可用于以不同的峰值发射波长发射。这可有利地消除组合单独的半导体材料系统以获得不同发射颜色的需要，从而显著简化了显示器件制造过程。

401、显示器件可包含多个可变波长led子像素，该多个可变波长led子像素被配置成以不同的峰值发射波长发射。该器件可包含第一子像素和第一电触点，第一子像素包含具有第一发光面积a1的第一发光层，第一电触点在第一接触面积上接触第一子像素，第一电触点被配置成向第一子像素施加驱动电流。第一子像素可具有由第一接触面积∶第一发光面积a1的比率定义的第一接触比率。该器件可另外包含第二子像素，该第二子像素包含具有第二发光面积a2的第二发光层和在第二接触面积上方接触第二子像素的第二电触点，该第二电触点被配置成向第二子像素施加驱动电流。第二子像素可具有由第二接触面积∶第二发光面积a2的比率定义的第二接触比率。第一接触比率优选地不同于第二接触比率，使得两个子像素被配置成响应于相同的驱动电流而以不同的峰值波长发光。

402、可变波长led中的每一个是如上文关于本发明的第一方面所描述的可变波长led。

403、显示器件优选地包含半导体材料的多孔区域，优选地iii族氮化物半导体材料的多孔区域。第一子像素和/或第二子像素优选地形成在多孔区域上方。

404、显示器件可包含多个像素，显示器件的每个像素包含如上定义的第一子像素和第二子像素。

405、优选实施例可提供一种显示器件，该显示器件包含至少两个led子像素，每个子像素具有带有发光面积的发光层和在接触面积上方与子像素接触的电触点，

406、其中每个子像素具有由该子像素的接触面积与发光面积的比率确定的接触比率，并且其中至少两个子像素不具有相同的接触比率。

407、具有不同接触比率的至少两个子像素优选地被配置成在相同的驱动电流下以不同的峰值发射波长发射。

408、如果从上方观察，子像素的发光面积ai是子像素的有效发光面积。这可被称为子像素的台面面积，因为led子像素典型地被形成为具有竖直侧壁的台面，如本领域中已知的。发光面积是当驱动电流被施加到子像素时被电激活的发光层的面积。

409、在传统的led器件中，由led器件产生的发射波长随驱动电流变化的变化是最小的，但是通过在多孔iii族氮化物模板上提供led，本发明人已经发现，与传统的led材料相比，可在更大程度上拓宽和控制波长偏移。这将结合本发明的第一方面进行更详细的论述。

410、这将允许多个子像素在同一晶片上组合在一起，从而减少生产显示器所需的质量转移操作次数。特别而言，可通过将单个led二极管结构蚀刻成离散的子像素台面来形成多个子像素。当这样做时，每个离散台面均具有相同的二极管结构。然而，通过使用本发明将led子像素台面加工成显示器件，尽管这些子像素台面是由相同的半导体材料和相同的二极管结构形成的，但是可使这些子像素台面以不同的峰值发射波长发射。

411、由于给定led或led子像素所经历的驱动电流密度由绝对驱动电流(驱动电流的量值)和电流流过的led面积两者确定，本发明人已经发现，可通过控制电触点向led的二极管结构提供驱动电流的接触面积来操纵led经历的驱动电流密度。

412、特别而言，本发明人已经发现，通过控制“接触比率”——给定子像素的接触面积与发光面积的比率——可改变响应任何给定驱动电流的子像素的峰值发射波长。

413、通过改变接触比率，具有不同面积但其他方面相同的二极管结构(由相同材料形成的n型层(一个或多个)、有源层和p型层的相同分层led结构)的单独led子像素将因此响应于相同的绝对驱动电流而以不同的峰值发射波长发射。

414、每个子像素的接触比率确定了响应于驱动电流而发射的峰值发射波长。因此，当第一子像素和第二子像素具有不同的接触比率时，这意指第一子像素和第二子像素被配置成响应于相同的驱动电流而以不同的峰值发射波长发射。

415、第一子像素可被配置成响应于具有第一量值的驱动电流而以第一峰值发射波长发射，并且第二子像素可被配置成响应于具有第一量值的驱动电流而以不同于第一峰值发射波长的第二峰值发射波长发射。发射波长的差异可完全归因于第一接触比率与第二接触比率之间的差异。

416、第一led子像素具有二极管结构，并且优选地第二led子像素具有相同的二极管结构。

417、发光面积ai是当从上方观察时发光区域的面积。发光面积优选地被布置成在整个子像素二极管结构上延伸或跨越整个子像素二极管结构，使得当从上方观察时，发光面积与子像素面积相同。

418、第一子像素和第二子像素优选地由相同的半导体材料形成。特别优选地，第一子像素和第二子像素由相同的led结构形成，例如通过蚀刻led结构形成第一子像素和第二子像素台面。在这种情况下，不同子像素的层结构和材料是相同的，使得发射波长的任何差异仅由驱动电流和/或电触点与相应子像素之间的接触比率的差异来控制。

419、两个子像素优选地包含含有ingan半导体材料的发光区域。

420、第一接触面积和第二接触面积是第一触点和第二触点分别与第一子像素和第二子像素接触的表面面积。

421、在一些优选实施例中，第一发光面积a1与第二发光面积a2的大小相同。为了使第一子像素和第二子像素具有不同的接触比率，第一接触面积不同于第二接触面积。

422、在另选实施例中，第一发光面积a1与第二发光面积a2的大小不同。第一接触面积可与第二接触面积大小相同，或者另选地，接触面积可不同。只要第一接触比率和第二接触比率不相同，两个子像素将响应于相同的驱动电流而以不同的峰值波长发光。

423、不同的第一接触面积和第二接触面积被配置成在第一子像素和第二子像素处将具有相同量值的驱动电流转换成不同的电流密度。

424、第一子像素可响应于具有第一量值的驱动电流而通过第一接触面积接收第一电流密度，而第二子像素响应于具有第一量值的驱动电流而通过第二接触面积接收第二电流密度。如果第一接触面积和第二接触面积不同，则第二电流密度将不同于第一电流密度。

425、接触比率由接触面积：发光面积的比率(接触面积/发光面积)来定义。

426、接触比率越低(接触面积相对于发光面积越小)，该子像素响应于给定驱动电流的峰值发射波长越短。

427、接触比率越高(接触面积相对于发光面积越大)，该子像素响应于给定驱动电流的峰值发射波长越长。

428、在一些实施例中，第一接触面积小于第二接触面积，使得经由第一电触点施加到第一子像素的具有第一量值的驱动电流被驱动通过比经由第二电触点施加到第二子像素的相同驱动电流更小的接触面积，使得第一子像素接收比第二子像素接收的第二电流密度更高的第一电流密度。

429、第一子像素可被配置成响应于具有第一量值的驱动电流而以比第二子像素发射的第二峰值发射波长更短的第一峰值发射波长发射。因此，可向两个子像素施加相同的绝对驱动电流，但是两个子像素的不同接触比率将导致两个子像素以不同的峰值波长发光。

430、子像素上的电触点的接触面积可通过改变电触点的大小来控制。另选地，可在子像素上提供掩蔽(钝化)层，掩蔽层包含孔，电触点通过该孔接触子像素。因此，掩模层中的孔的大小可确定电触点与其子像素之间的接触面积。掩模层有利地用作限制电流密度的电流限制层。

431、第一子像素可包含第一掩模层，第一掩模层包含第一孔，第一电触点通过第一孔与第一子像素接触，使得第一孔定义第一接触面积。

432、第二子像素可包含第二掩模层，第二掩模层包含第二孔，第二电触点通过第二孔与第二子像素接触，使得第二孔定义第二接触面积。

433、第一电触点和/或第二电触点可为p型电触点或n型电触点。

434、在一些实施例中，第一电触点可与第一子像素二极管结构的p掺杂部分接触，并且第二电触点可与第二子像素二极管结构的p掺杂部分接触。

435、在其他实施例中，第一电触点可与第一子像素二极管结构的n掺杂部分接触，并且第二电触点可与第二子像素二极管结构的n掺杂部分接触。

436、本发明不仅限于两个子像素。显示器件可包含多个子像素，每个子像素具有不同的接触比率。

437、显示器件可包含具有第一接触比率的多个子像素、具有第二接触比率的多个子像素以及任选地具有第三接触比率的多个子像素。响应于具有设定量值的标准驱动电流，子像素的不同接触比率可因此导致子像素以对应于其接触比率的不同波长发光。

438、该显示器件可包含第三子像素，该第三子像素包含具有第三发光面积a1的第三发光层；

439、第三电触点，其在第三接触面积上方接触第三子像素，第三电触点被配置成向第三子像素施加驱动电流；

440、其中第三子像素具有由第三接触面积∶第三发光面积a1的比率定义的第三接触比率。第三接触比率优选地不同于第一接触比率和第二接触比率。

441、响应于相同的驱动电流，第三子像素因此可响应于具有第一量值的驱动电流而以不同于第一峰值波长和第二峰值波长的第三峰值发射波长发光。

442、在一个特别优选的实施例中，第一子像素、第二子像素和第三子像素被配置成响应于相同的驱动电流而以红色、绿色和蓝色波长发射。显示器件因此可为红色-绿色-蓝色(rgb)显示器件。

443、显示器件可包含多个像素。每个像素可包含两个或更多个子像素，优选三个或更多个子像素。

444、第一子像素和第二子像素可位于半导体材料的共享n型导电层上。

445、根据本发明的显示器件可包含驱动器电路，该驱动器电路被配置成控制提供给显示器件中每个子像素的驱动电流。

446、第一发光面积和第二发光面积优选地是第一发光层和第二发光层在多孔区域上方的覆盖区。在优选实施例中，第一子像素和第二子像素可完全形成在显示器件的多孔区域上方。

447、第一电触点和/或第二电触点和/或第三电触点可包含钛、铂、铬、铝、镍、金或氧化铟锡(ito)或本领域已知的任何其他材料，以在半导体器件上提供合适的电触点。

448、不同子像素颜色之间的接触比率

449、取决于与接触面积相比的子像素的大小(面积)，发明人已经发现，电流从电触点向外传播的距离更多地依赖于接触面积而不是总led台面面积。例如，对于接触面积比led面积小得多的led，无论led台面的整体大小如何，电流扩散均可限制在电触点周围相对较小的面积，因此另外增加台面面积不会影响峰值发射波长。因此，发明人已经意识到，通过参考不同led或不同led子像素之间的接触面积的比率，可更合适地定义所施加的电流密度的差异。

450、在本发明的一方面中，可提供一种显示器件，该显示器件包含被配置成以不同的峰值发射波长发射的多个led子像素。该器件可包含：

451、第一子像素和在第一接触面积ac1上方接触第一子像素的第一电触点，第一电触点被配置成向第一子像素施加驱动电流；

452、第二子像素和在第二接触面积ac2上方接触第二子像素的第二电触点，第二电触点被配置成向第二子像素施加驱动电流。

453、被配置成以不同峰值发射波长发射的led子像素优选地是根据上述第一方面的可变波长led。

454、第一接触面积ac1的大小可不同于第二接触面积ac2。该器件可具有由第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的比率定义的颜色接触比率。

455、当向两个子像素提供相同的驱动电流i时，颜色接触比率确定了两个子像素所经历的不同电流密度j之间的关系。与具有较大接触面积的子像素相比，具有较小接触面积的子像素将经历来自相同驱动电流i的较高电流密度j。

456、子像素所经历的电流密度由下式定义：j＝i/ac(接触面积)

457、因此，如果通过具有不同接触面积ac1和ac2的两个电触点向两个子像素提供固定驱动电流i，则接触面积的差异为δac＝ac1–ac2，并且两个子像素所经历的电流密度的差异为δj＝i/δac。

458、子像素以期望的峰值发射波长发射所期望的电流密度是已知的，或者可通过常规的校准技术容易地找到。

459、为了提供以两个期望的峰值发射波长发射的两个子像素，两个所需的电流密度j因此是已知的，并且可计算δj。由此，可找到第一接触面积与第二接触面积之间的δac。

460、产生不同颜色所需的接触面积的比率也是固定的。

461、在优选实施例中，显示器件包含第一子像素和在第一接触面积ac1上接触第一子像素的第一电触点，第一电触点被配置成向第一子像素施加驱动电流；以及

462、第二子像素和在第二接触面积ac2上方接触第二子像素的第二电触点，第二电触点被配置成向第二子像素施加驱动电流。第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的大小不同。第一接触面积ac1的大小被选择成使得当通过第一接触施加驱动电流i时，第一子像素发射红光。第二接触面积ac2的大小被选择成使得当通过第二接触施加驱动电流i时，第二子像素发射绿光。

463、两个接触面积的比率可被表示为r红色/绿色＝ac1(红色)/ac2(绿色)。

464、由于电流密度和接触面积成反比，即j＝i/ac，比率r红色/绿色＝ac1(红色)/ac2(绿色)＝j2(绿色)/j1(红色)。

465、当i固定时，峰值波长w峰值～j～1/ac

466、因为j具有子像素发射所期望的可见光波长的特定范围，所以接触面积ac的范围也受到限制。

467、 r y g j 1～2 3～7 >20

468、然而，由于i不能被限制，因此发射的波长不仅仅由ac确定。

469、为了将j控制在特定范围内，ac将随驱动电流i成比例地变化。

470、为了降低i分数，相同i下不同颜色之间的接触面积的比率可用于固定单独子像素之间的颜色关系。r＝红色。y＝黄色。g＝绿色。

471、

472、在一个优选实施例中，提供了一种显示器件，该显示器件包含被配置成以不同峰值发射波长发射的多个led子像素。该器件可包含：

473、第一子像素和在第一接触面积ac1上方接触第一子像素的第一电触点，第一电触点被配置成向第一子像素施加驱动电流；

474、第二子像素和在第二接触面积ac2上方接触第二子像素的第二电触点，第二电触点被配置成向第二子像素施加驱动电流；以及

475、第三子像素和在第三接触面积ac3上方接触第三子像素的第三电触点，第三电触点被配置成向第三子像素施加驱动电流。

476、第一接触面积ac1的大小可不同于第二接触面积ac2和第三接触面积ac3。第二接触面积ac2的大小可不同于第一接触面积ac1和第三接触面积ac3。该器件可具有由第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的比率以及第一接触面积ac1与第三接触面积ac3的比率定义的颜色接触比率。

477、第一子像素优选地是红色子像素。第二子像素优选地是绿色子像素。第三子像素优选地是蓝色子像素。该器件可具有由第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的比率定义的红/绿颜色比率，以及由第一接触面积ac1与第三接触面积ac3的比率定义的红/蓝颜色比率。

478、另选地，第一子像素可为红色子像素，第二子像素可为黄色子像素，并且第三子像素可为绿色子像素。该器件可具有由第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的比率定义的红/黄颜色比率，以及由第一接触面积ac1与第三接触面积ac3的比率定义的红/绿颜色比率。红/黄颜色比率优选地在1.5∶1与7∶1之间。红/绿颜色比率优选地至少为10∶1。

479、a)//j＝i/ac→r1/2＝ac1/ac2＝j2/j1(相同电流注入下)

480、在使用中，优选地通过向显示器件中的所有子像素提供固定驱动电流i来控制显示器件。由于所有子像素接收相同量值的驱动电流，不同子像素所经历的驱动电流密度将主要基于各自的接触面积而不同。当向两个子像素提供相同的驱动电流i时，颜色接触比率确定了两个子像素所经历的不同电流密度j之间的关系。

481、制造这种显示器的方法可包含以下步骤：在第一子像素上形成第一电触点，该第一电触点在第一接触面积ac1上方接触第一子像素；以及在第二子像素上形成第二电触点，该第二电触点在第二接触面积ac2上方接触第二子像素。第一接触面积ac1优选地在大小上不同于第二接触面积ac2。

482、该方法可包含根据上述第一方面形成第一可变波长led子像素和第二可变波长led子像素的步骤。

483、第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的比率定义了该器件的颜色接触比率。

484、子像素以期望的峰值发射波长发射所需的电流密度是已知的，或者可通过常规的校准技术容易地找到。

485、为了提供以两个期望的峰值发射波长发射的两个子像素，两个所需的电流密度j因此是已知的，并且可计算两个子像素之间所需的δj。由此，可找到第一接触面积与第二接触面积之间的δac。

486、产生不同颜色所需的接触面积的比率也是固定的，以固定单独子像素之间的颜色关系。r＝红色。y＝黄色。g＝绿色。

487、如上所述，红色像素的接触面积至少比绿色像素的接触面积大10倍。红色像素的接触面积形成为黄色像素的接触面积的约1.5-7倍。

488、在优选实施例中，第一接触面积ac1形成为与第二接触面积ac2不同的大小。第一接触面积ac1的大小被选择成使得当通过第一接触施加驱动电流i时，第一子像素发射红光。第二接触面积ac2的大小被选择成使得当通过第二接触施加驱动电流i时，第二子像素发射绿光。在该实施例中，ac1形成为ac2面积的至少10倍。

489、两个接触面积的比率可被表示为r红色/绿色＝ac1(红色)/ac2(绿色)。

490、在优选实施例中，制造显示器件的方法包含以下步骤：

491、第一子像素和在第一接触面积ac1上方接触第一子像素的第一电触点，第一电触点被配置成向第一子像素施加驱动电流；

492、第二子像素和在第二接触面积ac2上方接触第二子像素的第二电触点，第二电触点被配置成向第二子像素施加驱动电流；以及

493、第三子像素和在第三接触面积ac3上方接触第三子像素的第三电触点，第三电触点被配置成向第三子像素施加驱动电流。

494、器件中的子像素中的所有优选地由相同的led二极管结构形成。

495、第一接触面积ac1优选地在大小上不同于第二接触面积ac2和第三接触面积ac3。第二接触面积ac2优选地在大小上不同于第一接触面积ac1和第三接触面积ac3。该器件可具有由第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的比率以及第一接触面积ac1与第三接触面积ac3的比率定义的颜色接触比率。如果三个接触面积的大小不同，并且子像素具有相同的可变波长led二极管结构，则三个子像素将响应于相同量值的驱动电流而发射不同的峰值波长。

496、第一子像素优选地是红色子像素。第二子像素优选地是绿色子像素。第三子像素优选地是蓝色子像素。该器件可具有由第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的比率定义的红/绿颜色比率，以及由第一接触面积ac1与第三接触面积ac3的比率定义的红/蓝颜色比率。

497、另选地，第一子像素可为红色子像素，第二子像素可为黄色子像素，并且第三子像素可为绿色子像素。该器件可具有由第一接触面积ac1与第二接触面积ac2的比率定义的红/黄颜色比率，以及由第一接触面积ac1与第三接触面积ac3的比率定义的红/绿颜色比率。红/黄颜色比率优选地在1.5∶1与7∶1之间。红/绿颜色比率优选地至少为10∶1。

498、像素大小和几何形状

499、在本发明的一方面中，提供了一种包含发光二极管(led)的显示器件，该发光二极管优选地包括多孔半导体材料。该器件可包含像素，该像素包含多个子像素，每个子像素具有发光层。

500、第一子像素具有第一发光层，该第一发光层具有第一面积a1，并且第二子像素具有第二发光层，该第二发光层具有不同于第一面积a1的第二面积a2。

501、第一子像素被配置成以第一峰值波长发射，并且第二子像素被配置成以不同于第一峰值波长的第二峰值波长发射。

502、贯穿于本文，术语“显示器件(display device)”可被替换为“led器件”。

503、如果从上方观察，子像素的面积a是子像素的有效发光面积。这被称为子像素的台面面积，因为led子像素被形成为具有竖直侧壁的台面，这在本领域中是已知的。该面积是当驱动电流被施加到子像素时被电激活的发光层的面积。

504、在本发明中，显示器件因此可包含具有不同相对面积的多个led子像素，这些led子像素响应于相同的驱动电流而以不同的发射波长发射。

505、本发明可涉及一种显示器，其中子像素的发射颜色由子像素的总面积控制。

506、在传统的led器件中，由led器件产生的发射波长随驱动电流变化的变化是最小的，但是通过在多孔iii族氮化物模板上提供led，本发明人已经发现，与传统的led材料相比，可在更大程度上拓宽和控制波长偏移。

507、这将允许多个子像素组合在一起，减少产生显示器所需的质量转移操作的数目。

508、可选择led的几何形状以实现多种不同的结果，诸如在给定电流下多个led的指定峰值波长、给定波长下的指定发射强度、给定波长下的指定发光度。

509、如上所述，通过在iii族氮化物材料的多孔模板上提供led，可提供在峰值发射波长与驱动电流之间具有连续相关性的可变波长led。

510、由于给定led或led子像素所经历的驱动电流密度由绝对驱动电流和电流流过的led面积两者确定，因此可通过控制led的面积或大小来操纵led经历的驱动电流密度。

511、因此，具有不同面积但其他方面相同的二极管结构(n型层(一个或多个)、有源层和p型层的相同分层led结构)的独立led将响应于相同量值的驱动电流而以不同的峰值发射波长发射。

512、在本显示器件中，至少一个子像素可为可变波长子像素，并且显示器件可被配置成向可变波长子像素提供可变驱动电流，使得可变波长子像素响应于不同的驱动电流而以不同的峰值发射波长发射。

513、在优选实施例中，第一子像素是可变波长子像素，该可变波长子像素被配置成响应于施加到第一子像素的第一驱动电流而以第一峰值发射波长发射，并且响应于施加到第一子像素的第三驱动电流而以第三峰值发射波长发射。

514、同样，第二子像素可为可变波长子像素，该可变波长子像素被配置成响应于施加到第二子像素的第二驱动电流而以第二峰值发射波长发射，并且响应于施加到第二子像素的第四驱动电流而以第四峰值发射波长发射。

515、本发明人已经发现，在iii族氮化物材料的多孔区域上方生长led的n掺杂部分、发光区域和p掺杂部分有利地使得同一led能够在一定范围的峰值发射波长下发射，而不是在一个特定波长下发射。通过改变提供给led的电源，可在发射波长范围内改变led的峰值发射波长。因此，本发明可包含可变波长led，该可变波长led可被控制以连续发射波长范围内的任何波长发射。

516、单独的可变波长led子像素可作为含有多个子像素的像素的一部分来提供。led子像素相当于独立的led器件，因为每个子像素可被单独控制。

517、可变波长led子像素的结构和属性在上文关于第一方面进行了描述。

518、显示器件可被配置成向第一子像素和第二子像素提供相同的固定驱动电流i。

519、显示器件可被配置成向第一子像素提供第一驱动电流i1，并且向第二子像素提供第二驱动电流i2，第二驱动电流具有与第一驱动电流不同的量值。

520、第一子像素可具有第一几何形状或形状，并且第二子像素可具有第二几何形状或形状。第一几何形状或形状可不同于第二几何形状或形状，或者第一几何形状或形状和第二几何形状或形状可相同。

521、在一个优选实施例中，第一子像素是圆形的，并且第二子像素形成为围绕圆形第一子像素同心布置的环。

522、优选地，第一子像素和第二子像素具有相同的二极管结构。因此，子像素的发射特性可变化，这不是二极管层结构的结果，而是子像素形状和大小的差异以及施加到子像素的驱动电流的差异的结果。

523、显示器件可包含多个像素。每个像素可包含两个或更多个子像素，优选三个或更多个子像素。

524、第一子像素和第二子像素可位于半导体材料的共享n型导电层上。

525、根据本发明的显示器件可包含驱动器电路，该驱动器电路被配置成控制提供给显示器件中每个子像素的驱动电流。

526、第一子像素可被配置成响应于施加到第一子像素的第一驱动电流而以第一峰值波长以第一发射强度发射，和/或第二子像素可被配置成响应于施加到第二子像素的第二驱动电流而以第二峰值波长以第二发射强度发射。

527、第一子像素可被配置成响应于施加到第一子像素的第一驱动电流而以第一峰值波长以第一发光度发光，和/或第二子像素可被配置成响应于施加到第二子像素的第二驱动电流而以第二峰值波长以第二发光度发光。

528、第一发光层的第一面积a1可大于第二发光面积的第二面积a2，或者第一发光层的第一面积a1可小于第二发光面积的第二面积a2。

529、第一发光层的第一面积a1可具有与第二发光面积的第二面积a2不同的形状。

530、第一面积和第二面积优选地是第一发光层和第二发光层在多孔区域上方的覆盖区。在优选实施例中，第一子像素和第二子像素可完全形成在显示器件的多孔区域上方。

531、控制led显示器件的方法

532、在另一方面，提供了一种控制led显示器件的方法。

533、该方法可包含以下步骤：单独地控制led显示器中多个led(其可为led子像素)中每个led的电源，使得每个led的峰值发射波长被控制以在其发射波长范围内以期望的峰值发射波长发射。

534、显示器中的每个led或led子像素可优选地如上文关于前述方面所述进行控制。

535、该方法可包含以下步骤：向第一组led提供第一驱动条件，使得第一组led均发射第一波长的光；以及向第二组led提供第二驱动条件，使得第二组led均发射第二波长的光。

536、该方法可包含以下步骤：控制第一可变波长led(例如led子像素)的电源，使得第一可变波长led以第一发射波长范围内的第一峰值发射波长发射；以及控制第二可变波长led的电源，使得第二可变波长led以第二峰值发射波长发射。第二峰值发射波长可为第一发射波长范围内或第二发射波长范围内的波长。

537、该方法可包含以下步骤：控制led显示器中第一多个可变波长led的电源，使得第一多个led以第一发射波长范围内的峰值发射波长发射，以及控制至少一个另外的led的电源以第一发射波长范围外的峰值发射波长发射。例如，多个可变波长led可为能够以绿色与红色之间的波长发射的绿色-红色led，而另外的led可为用于发射蓝光的蓝色led，该蓝光不能由可变波长led单独实现。

538、该方法可包含向多个可变波长led提供不同电源以使得多个可变波长led在第一发射波长范围内以不同的峰值发射波长发射的步骤。

539、该方法可包含向第一多个可变波长led中的一些或全部提供功率而以第一峰值发射波长发射以便以第一峰值发射波长提供期望的发射强度的步骤。由于发射光的强度取决于供应给led的功率，较长波长的发射强度低于较短波长的发射强度。通过以相同波长操作多个led中的一些或全部，可控制发射光的整体强度。

540、在特别优选的实施例中，该方法可包含以下步骤：向多个可变波长led提供功率，使得它们以560nm至680nm之间或者570nm至675nm之间的峰值发射波长发射，并且向至少一个另外的led提供功率，使得其以低于560nm、优选地低于500nm的峰值发射波长发射。

541、该方法可包含通过以规则的间隔改变施加到led的驱动电流来改变led的发射波长。

542、该方法可包含以规则的时间间隔旋转或交换led或led子像素的发射波长以便分散由高电流密度而发射波长引起的子像素的发热的步骤。

543、在本发明的另一方面，提供了一种控制包含可变波长led的显示器件的方法，该方法包含以下步骤：

544、向可变波长led提供驱动电流；以及在单个显示帧期间在多个非零值之间改变驱动电流的幅度，使得可变波长led在单个显示帧内产生多个峰值发射波长。

545、在单个显示帧期间在多个非零值之间改变驱动电流的幅度在显示帧的持续时间内从可变波长led产生多个峰值发射波长，使得多个峰值发射波长的时间组合再现光谱。

546、这可有利地允许观察者感知到一个led或多个led正在发射特定的光谱，其中该光谱通常不会由led发射。例如，多个峰值发射波长的时间组合可产生与已知半导体材料的发射带隙不对应的特定颜色的光。使用这种方法，可感知到的led发射的颜色范围因此大大扩展。

547、显示帧的持续时间可为50毫秒或更少，或者45毫秒或更少，或者40毫秒或更少。显示帧的持续时间优选小于或等于检测器的响应时间。显示帧的持续时间最好小于或等于人眼作为检测器的约50毫秒的响应时间。

548、该方法可包含向可变波长led提供第一驱动电流；以及在单个显示帧期间在多个非零值之间改变第一驱动电流的幅度，使得可变波长led在单个显示帧内产生多个峰值发射波长，并且向第二可变波长led提供第二驱动电流；以及在单个显示帧期间在多个非零值之间改变第二驱动电流的幅度，使得第二可变波长led在单个显示帧内产生多个峰值发射波长。

549、显示器件可包含多个可变波长led，并且该方法可优选地包含向每个led提供单独的驱动电流。提供给单独的led的驱动电流的量值和持续时间可不同，使得单独的led在同一显示帧期间发射单独的发射光谱。

550、多led显示器件中的每个可变波长led优选地为可控的，以再现对应于显示帧期间发射的多个峰值发射波长的时间组合的预定光谱输出。

551、可变波长led优选地是根据本发明前述方面的如上所述的可变波长led。

552、该方法可包含通过提供离散幅度的离散驱动电流脉冲序列来改变单个显示帧期间的驱动电流幅度的步骤。该方法可包含在显示帧期间在至少两个、或至少三个、或至少四个、或至少五个、或至少六个、或至少七个非零幅度之间改变驱动电流的步骤。该方法可包含通过控制每个驱动电流脉冲的持续时间来控制每个发射的峰值发射波长的亮度的步骤。该方法可包含在后续显示帧中重复驱动电流脉冲序列的步骤。

553、该方法可包含生成具有离散量值和持续时间的驱动电流脉冲序列，并且将该驱动电流脉冲序列提供给显示器件中的可变波长led(一个或多个)的步骤。

554、另选地，该方法可包含在单个显示帧期间在连续幅度范围内改变驱动电流幅度的步骤。

555、该方法可包含生成具有在显示帧的持续时间内变化的量值的模拟驱动电流脉冲，并且将该驱动电流脉冲提供给显示器件中的可变波长led(一个或多个)的步骤。

556、该方法可包含控制显示器件中的多个可变波长led，以便再现光谱。

557、根据本发明的另一方面，提供了一种控制显示器件的方法，该显示器件包含被配置成以不同的峰值发射波长发射的第一可变波长led子像素和第二可变波长led子像素。如上所述，该器件可包含第一子像素和第一电触点，第一子像素包含具有第一发光面积a1的第一发光层，并且第一电触点在第一接触面积上方接触第一子像素，第一电触点被配置成向第一子像素施加驱动电流。第一子像素可具有由第一接触面积∶第一发光面积a1的比率定义的第一接触比率。该器件可另外包含第二子像素，该第二子像素包含具有第二发光面积a2的第二发光层，以及

558、第二电触点，其在第二接触面积上方接触第二子像素，第二电触点被配置成向第二子像素施加驱动电流。第二子像素可具有由第二接触面积∶第二发光面积a2的比率定义的第二接触比率。第一接触比率优选地不同于第二接触比率，使得两个子像素被配置成响应于相同的驱动电流而以不同的峰值波长发光。

559、控制这类显示器件的方法包含以下步骤：

560、向所述第一子像素提供第一驱动电流i1，以及

561、向所述第二子像素提供第二驱动电流i2。

562、第一驱动电流i1的大小可与第二驱动电流i2的大小相同。在这种情况下，不同的第一接触比率和第二接触比率可向第一子像素和第二子像素提供不同的电流密度。j＝i/δac。

563、该方法可包含向具有不同于第一接触比率和第二接触比率的第三接触比率的第三子像素提供第三驱动电流i3的步骤。第三驱动电流i3的大小可与第一驱动电流和第二驱动电流的量值相同。不同的第一接触比率、第二接触比率和第三接触比率因此可向第一子像素、第二子像素和第三子像素提供不同的电流密度。

564、可使用可变电流注入来控制该器件。电流密度j可控制如下：

565、1.j＝δi/a

566、2.j＝i/δa

567、3.j＝δi/δa

568、因此不需要特定的接触面积。

569、根据本发明的另一方面，提供了一种控制显示器件的方法，该显示器件包含像素，该像素包含多个子像素，每个子像素具有发光层，第一子像素具有第一发光层，第一发光层具有第一面积a1，第二子像素具有第二发光层，并且第二发光层具有不同于第一面积a1的第二面积a2。第一子像素被配置成以第一峰值波长发射，并且第二子像素被配置成以不同于第一峰值波长的第二峰值波长发射。

570、该方法可包含以下步骤：

571、向第一子像素提供第一驱动电流i1，以及

572、向第二子像素提供第二驱动电流i2。

573、第一驱动电流i1的量值可与第二驱动电流i2的量值相同。另选地，第一驱动电流i1的量值可不同于第二驱动电流i2的量值。

574、优选地，在显示器件的使用期间，第一驱动电流和第二驱动电流的量值是固定的(即不变的)。第一子像素和第二子像素的峰值发射波长在使用期间也将是固定的。由第一子像素和第二子像素发射的峰值发射波长将由子像素所经历的电流密度来确定，该电流密度是它们各自的驱动电流的量值和子像素台面和/或通过其向子像素供应电流的电触点的大小的结果。

575、控制led或包含一个或多个led的显示器件的步骤中的所有可由控制器执行，该控制器被配置成控制器件中led的电源。

576、控制器可响应于用户输入而控制器件中的led的电源。响应于用户输入，控制器可控制器件中的led以选定的模式操作。例如，控制器可通过向led提供固定量值的驱动电流来控制显示器件中的一个或多个led以固定波长发射模式操作，固定驱动电流的量值对应于要发射的波长。和/或控制器可通过向led提供可变量值的驱动电流来控制显示器件中的一个或多个led以动态可变波长发射模式操作，固定驱动电流的量值对应于在给定时间发射的波长而变化。

577、制造显示器件的方法

578、在本公开的另一方面，提供了一种制造显示器件的方法，包含以下步骤：

579、将led二极管结构形成为多个离散的led台面；

580、以及将led台面连接到电源，该电源被配置成向多个离散led台面中的至少一些提供可变电源。

581、优选地，led二极管结构是根据上述前述方面的方法制造的可变波长led。

582、例如，可变波长led二极管结构可在晶片级制造，然后分成多个离散的led台面。然后，离散的led台面可形成显示器件的单个led子像素。

583、这允许多个子像素在同一个晶片上组合在一起，减少了生产显示器所需的质量转移操作的次数。特别而言，可通过将单个led二极管结构蚀刻成离散的子像素台面来形成多个子像素。当这样做时，每个离散台面均具有相同的二极管结构。然而，通过使用本发明将led子像素台面加工成显示器件，尽管这些子像素台面是由相同的半导体材料和相同的二极管结构形成的，但是可使这些子像素台面以不同的峰值发射波长发射。

584、该方法可包含形成具有不同表面积的单独的led台面。

585、该方法可为制造显示器件的方法，该显示器件包含被配置成以不同的峰值发射波长发射的多个led子像素。该方法可包含以下步骤：在第一led子像素上沉积第一电触点，该第一led子像素包含具有第一发光面积a1的第一发光层，第一电触点在第一接触面积上方与第一子像素接触，使得第一子像素具有由第一接触面积∶第一发光面积a1的比率定义的第一接触比率。该方法另外包含以下步骤：在第二led子像素上沉积第二电触点，该第二led子像素包含具有第二发光面积a2的第二发光层，第二电触点在第二接触面积上方与第二子像素接触，使得第二子像素具有由第二接触面积∶第二发光面积a2的比率定义的第二接触比率。第一接触比率可不同于第二接触比率。

586、该方法可包含以下步骤：在沉积第一电触点之前在第一子像素上方沉积第一掩模层，在第一掩模层中形成第一孔，并且沉积第一电触点以使其通过第一孔接触第一子像素，和/或在沉积第二电触点之前在第二子像素上方沉积第二掩模层，在第二掩模层中形成第二孔，并且沉积第二电触点以使其通过第二孔接触第二子像素。在该实施例中，第一孔的面积是第一接触面积，和/或第二孔的面积是第二接触面积。

587、该方法可包含以下步骤：在沉积电接触之前蚀刻具有包含发光层的二极管结构的led结构，以形成具有第一面积a1的第一发光层的第一子像素台面和具有第二面积a2的第二发光层的第二子像素台面，第一子像素和第二子像素具有led结构的二极管结构。因此，第一子像素和第二子像素可具有相同的二极管结构和成分，因为两者均由相同的起始led结构形成。

588、led结构可包含n型导电层和二极管结构下方的多孔区域，并且蚀刻步骤优选地不蚀刻穿过n型导电层。

589、在一些实施例中，第一子像素台面具有与第二子像素台面相同的面积。在其他实施例中，第一子像素台面不具有与第二子像素台面相同的面积。

590、在另一方面，提供了一种制造led显示器件的方法，包含：

591、蚀刻具有包含发光层的二极管结构的led结构，以形成具有第一面积a1的第一发光层的第一子像素台面和具有第二面积a2的第二发光层的第二子像素台面，第一子像素和第二子像素具有led结构的二极管结构。由于第一子像素和第二子像素由相同的led结构蚀刻而成，因此所得的两个子像素将具有相同的二极管结构和相同的成分。

592、led结构优选地包含n型导电层和二极管结构下方的多孔区域。蚀刻步骤优选地不蚀刻穿过n型导电层。

593、当第一驱动电流i1被施加到第一子像素时，第一面积优选地被选择以在第一发光层处产生第一电流密度，并且当第二驱动电流i2被施加到第二子像素时，第二面积优选地被选择以在第二发光层处产生第二电流密度。

594、当第一驱动电流i1被施加到第一子像素时，第一面积可被选择使得第一子像素以第一发射强度发射。当第二驱动电流i2施加到第二子像素时，第二面积可被选择使得第二子像素以第二发射强度发射。

595、当第一驱动电流i1被施加到第一子像素时，第一面积可被选择使得第一子像素以第一发光度发光。当第二驱动电流i2施加到第二子像素时，第二面积可被选择使得第二子像素以第二发光度发光。

596、该方法可包含将第一子像素和第二子像素结合到驱动器电路的步骤，该驱动器电路被配置成控制提供给显示器件中每个子像素的驱动电流。

597、该方法可包含将第一电触点施加到第一子像素的附加步骤，该第一电触点在第一接触面积上方与第一子像素接触。该方法可包含将第二电触点施加到第二子像素的附加步骤，该第二电触点在第二接触面积上方与第二子像素接触。如上所述，掩模层可用于控制第一接触面积和/或第二接触面积的大小。

598、再现光谱的方法

599、在许多应用中，期望能够再现特定的光谱。

600、在现有技术中，这是通过以下方式实现的：

601、a)用固定的宽带发射光谱调制一个或多个照明源的强度。由于减法的性质，这本质上是低效的。

602、b)组合来自多个窄带发射源的发射。由于发射源的数目固定，这提供了有限的可调谐性。

603、c)使用滤光器修改来自高功率宽光谱光源的光。这受到固有的低效率以及由于固定数目的调谐元件而导致的有限的可调谐性的影响。

604、在本发明的另一方面，提供了一种用可变波长led再现光谱的方法，该方法包含以下步骤：向可变波长led提供驱动电流；以及在单个显示帧期间在多个非零值之间改变驱动电流的幅度，其中在单个显示帧期间在多个非零值之间改变驱动电流的幅度产生多个峰值发射波长，使得多个峰值发射波长的时间组合再现光谱。

605、这可有利地允许观察者感知到一个led或多个led正在发射特定的光谱，其中该光谱通常不会由led发射。例如，多个峰值发射波长的时间组合可产生与已知半导体材料的发射带隙不对应的特定颜色的光。使用这种方法，可感知到的led发射的颜色范围因此大大扩展。

606、显示帧的持续时间可为50毫秒或更少，或者45毫秒或更少，或者40毫秒或更少。显示帧的持续时间优选小于或等于检测器的响应时间。显示帧的持续时间最好小于或等于人眼作为检测器的约50毫秒的响应时间。

607、多led显示器件中的每个可变波长led优选地为可控的，以再现对应于显示帧期间发射的多个峰值发射波长的时间组合的预定光谱输出。

608、可变波长led优选地是根据本发明前述方面的如上所述的可变波长led。

609、该方法可包含通过提供离散幅度的离散驱动电流脉冲序列来改变单个显示帧期间的驱动电流幅度的步骤。该方法可包含在显示帧期间在至少两个、或至少三个、或至少四个、或至少五个、或至少六个、或至少七个非零幅度之间改变驱动电流的步骤。该方法可包含通过控制每个驱动电流脉冲的持续时间来控制每个发射的峰值发射波长的亮度的步骤。该方法可包含在后续显示帧中重复驱动电流脉冲序列的步骤。

610、该方法可包含生成具有离散量值和持续时间的驱动电流脉冲序列，并且将该驱动电流脉冲序列提供给可变波长led(一个或多个)的步骤。

611、另选地，该方法可包含在单个显示帧期间在连续幅度范围内改变驱动电流幅度的步骤。

612、该方法可包含生成具有在显示帧的持续时间内变化的量值的模拟驱动电流脉冲，并且将该驱动电流脉冲提供给可变波长led(一个或多个)的步骤。

613、该方法可包含控制显示器件中的多个可变波长led，以便再现光谱。

614、本文所描述的与本发明的一方面相关的特征同样适用于本发明的所有其他方面。