CN101164170A - Led封装设计 - Google Patents

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CN101164170A CNA2006800091165A CN200680009116A CN101164170A CN 101164170 A CN101164170 A CN 101164170A CN A2006800091165 A CNA2006800091165 A CN A2006800091165A CN 200680009116 A CN200680009116 A CN 200680009116A CN 101164170 A CN101164170 A CN 101164170A
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Abstract

揭露了一种发光装置，以及相关元件、工艺、系统及方法。

Description

LED封装设计
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119要求申请于2005年1月21日、名称为“LED封装设计(PACKAGING DESIGNS FOR LEDS)”的第60/645,720号美国临时专利申请；申请于2005年1月21日、名称为“LED封装设计(PACKAGINGDESIGNS FOR LEDS)”的第60/645,721号美国临时专利申请；申请于2005年3月8日、名称为“发光装置多芯片阵列(LIGHT EMITTING DEVICE MULTI-CHIPARRAYS)”的第60/659,861号美国临时专利申请；以及申请于2005年3月11日、名称为“发光装置多芯片阵列(LIGHT EMITTING DEVICE MULTI-CHIPARRAYS)”的第60/660,921号美国临时专利申请的优先权，这些申请的全部内容通过引用合并在此。
通过引用的合并
本申请通过引用的方式合并下列美国临时专利申请：申请于2003年9月17日的第60/503,653号；申请于2003年9月17日的第60/503,654号；申请于2003年9月17日的第60/503,661号；申请于2003年9月17日的第60/503,671号；申请于2003年9月17日的第60/503,672号；申请于2003年10月23日的第60/513,807号；申请于2003年10月27日的第60/514,764号；申请于2004年3月16日的第60/553,894号；申请于2004年8月20日的第60/603,087号；申请于2004年8月31日的第60/605,733号；申请于2005年1月21日的第60/645,720号；申请于2005年1月21日的第60/645,721号；申请于2005年3月8日的第60/659,861号；申请于2005年3月11日的第60/660,921号；申请于2005年3月8日的第60/659,810号以及申请于2005年3月8日的第60/659,811号。本申请亦通过引用的方式合并下列美国专利申请：申请于2003年11月26日、名称为“发光装置(Light Emitting Devices)”的第USSN 10/723,987号；申请于2003年11月26日、名称为“发光装置(Light Emitting Devices)”的第USSN10/724,004号；申请于2003年11月26日、名称为“发光装置(Light EmittingDevices)”的第USSN 10/724,033号；申请于2003年11月26日、名称为“发光装置(Light Emitting Devices)”的第USSN 10/724,006号；申请于2003年11月26日、名称为“发光装置(Light Emitting Devices)”的第USSN  10/724,029号；申请于2003年11月26日、名称为“发光装置(Light Emitting Devices)”的第USSN 10/724,015号；申请于2003年11月26日、名称为“发光装置(LightEmitting Devices)”的第USSN 10/724,005号；申请于2003年12月12日、名称为“发光系统(Light Emitting System)”的第USSN 10/735,498号；申请于2004年3月5日、名称为“发光装置方法(Light Emitting Device Methods)”的第USSN10/794,244号；申请于2004年3月5日、名称为“发光装置方法(Light EmittingDevice Methods)”的第USSN 10/794,452号；申请于2004年6月18日、名称为“光显系统及方法(Optical Display System and Methods)”的第USSN10/872,335号；申请于2004年6月18日、名称为“电子装置接触部结构(Electronic Device Contact Structure)”的第USSN 10/871,877号；以及申请于2004年6月18日、名称为“发光二极管系统(Light Emitting Diode Systems)”的第USSN 10/872,336号。
技术领域
本发明涉及发光装置，以及相关元件、工艺、系统及方法。
背景技术
较之白炽光源和/或荧光源，发光二极管(LED)通常以更高效的方式提供光照。与LED相关的较高能效促使人们在各种照明应用中使用LED来代替现有光源。例如，有时将LED用作交通信号灯，以及用来照亮移动电话键盘及显示屏。
LED通常由多层构成，这些层中至少有一些是由不同材料构成的。选作这些层的材料及厚度通常决定了该LED所发光的波长。此外，为了相对有效地转换为光能，可对这些层的化学组合物做出选择以试图阻止注入电荷载流子进入某些区域(通常称为量子阱)。一般，生长有量子阱的结一侧上的层掺杂有形成高电子浓度的施主原子(通常称这些层为n型层)，并且相对侧上的层掺杂有形成相对高的空穴浓度的受主原子(通常称这些层为p型层)。
制备LED的常见方法如下。以晶片(wafer)的形式制备这些材料层。一般，通过使用外延沉积技术而形成这些层，例如金属有机化学气相沉积法(MOCVD)，初始沉积层形成于生长基底上。然后对这些层进行多种蚀刻及金属化技术以形成用于电流注入的接触部，随后将该晶片分成单个的LED芯片(chip)。通常对所述LED芯片进行封装。
使用时，通常将电能注入LED，然后被转换为电磁辐射(光)，从该LED提取部分的所述电磁辐射。
发明内容
本发明涉及发光装置，以及相关元件、系统及方法。
一些实施例中，一种系统包括发光装置，所述发光装置包括材料的多层堆叠以及包含所述材料的多层堆叠在内的封装。所述材料的多层堆叠包括光生成区。所述封装包括这样形成的层，即使得从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。所述层放置为使得所述发光装置的表面与所述层离所述发光装置表面最近的表面之间的距离为约5微米-约400微米。
一些实施例中，一种系统包括发光装置，所述发光装置包括材料的多层堆叠，所述材料的多层堆叠包括光生成区。所述发光装置具有表面及边缘。所述系统亦包括包含所述材料的多层堆叠在内的封装。所述封装包括这样形成的层，即使得从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。所述层的位置确定为使得所述边缘的长度与所述发光装置的表面和所述层离该所述发光装置最近的表面之间距离之比为至少约10。
一些实施例中，一种系统包括具有表面的LED。所述LED能够以一波长辐射光。所述系统亦包括位置为离所述LED表面约5微米-约400微米的层。所述层形成为使从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。
一些实施例中，一种系统包括具有边缘的LED。所述LED能够以一波长辐射光。所述系统亦包括位置为离所述LED表面一距离的层。所述距离可为所述边缘长度的至多10％，并且所述层形成为使从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。
实施例可包括下述一或多个。
所述材料的多层堆叠可包括由所述光生成区支撑的第一层。所述第一层的表面可形成为使得由所述光生成区的所生成的光可经由所述第一层的表面从所述发光装置出射。所述第一层的表面可具有根据图案而在空间产生变化的介电函数。所述图案可具有理想晶格常数以及其值大于零的失谐参数。所述第一层的表面可具有根据非周期图案而在空间产生变化的介电函数。所述第一层的表面可具有根据准晶图案而在空间产生变化的介电函数。所述第一层的表面可具有根据复杂周期图案而在空间产生变化的介电函数。所述第一层的表面可具有根据周期图案而在空间产生变化的介电函数。
所述发光装置可具有至少约1毫米长的边缘。所述发光装置可具有至少约1.5毫米长的边缘。
所述层可包括至少一光学元件。所述光学元件包括光子晶格、滤色器、偏振选择层、波长转换层及/或防反射涂层。
所述发光装置表面的纵横比可为约4×3。所述发光装置表面的纵横比可为约16×9。所述发光装置表面的纵横比可为4×3。所述发光装置表面的纵横比可为16×9。
所述封装亦可包括散热层。所述封装可安装在散热装置上。所述封装包括封装基底。所述封装基底可由Al、N、Cu、C、Au或其组合物构成。所述封装安装在热电冷却器上。所述发光装置可为发光二极管。所述发光二极管可为光子晶格发光二极管。所述发光装置可为表面发射激光器。所述发光装置可为发光二极管、激光器、光放大器及/或其组合。所述发光装置可为OLED、平面发射LED(flat surface-emitting LED)、HBLED及/或其组合。所述系统亦可包括这样配置的冷却系统，即使用时所述冷却系统调节所述发光二极管的温度。
所述发光装置的表面与所述层离所述发光装置表面最近的表面之间的距离为约5微米-约300微米。所述发光装置的表面与所述层离所述发光装置表面最近的表面之间的距离为约5微米-约200微米。所述发光装置的表面与所述层离所述发光装置表面最近的表面之间的距离为约5微米-约100微米。所述发光装置的表面与所述层离所述发光装置表面最近的表面之间的距离为约50微米-约100微米。
所述边缘的长度与所述发光装置的表面和所述层离所述发光装置表面最近的表面之间距离之比为至少约20。所述边缘的长度与所述发光装置的表面和所述层离所述发光装置表面最近的表面之间距离之比为至少约50。
一些实施例中，一种系统包括基底及由所述基底支撑的发光装置阵列。所述阵列具有界定出一区域的外周界，并且所述发光装置阵列的位置是这样确定的，即，使得所述发光装置阵列中的所有发光装置的总面积之和与所述该外周界所界定的区域面积之比为至少约0.75。
一些实施例中，一种系统包括发光装置阵列，所述阵列包括一对发光装置，所述发光装置具有一对最接近的边缘。所述发光装置阵列中至少一些发光装置具有至少约1毫米长的边缘。所述系统亦包括基底，所述基底支撑所述发光装置阵列以使这对相邻的发光装置的最接近边缘之间的距离为至多约200微米。
一些实施例中，一种系统包括发光装置阵列，所述阵列包括具有第一边缘及第二边缘的第一矩形发光装置。所述第一发光装置的第一边缘大致垂直于所述第一发光装置的第二边缘。所述系统亦包括具有第一边缘及第二边缘的第二矩形发光装置。所述第二发光装置的第一边缘大致垂直于所述第二发光装置的第二边缘。所述第二发光装置放置为使得所述第二发光装置的第二边缘大致平行于所述第一发光装置的第二边缘并且所述第二发光装置的第二边缘与所述第一发光装置的第二边缘之间的距离为至多约200微米。所述系统亦包括具有第一边缘及第二边缘的第三矩形发光装置。所述第三发光装置的第一边缘大致垂直于所述第三发光装置的第二边缘。所述第三发光装置放置为使得所述第三发光装置的第一边缘大致平行于所述第一发光装置的第一边缘并且所述第三发光装置的第一边缘与所述第一发光装置的第一边缘之间的距离为至多约200微米。所述系统亦包括具有第一边缘及第二边缘的第四矩形发光装置。所述第四发光装置的第一边缘大致垂直于所述第四发光装置的第二边缘。所述第四发光装置放置为使得所述第四发光装置的第一边缘大致平行于所述第二发光装置的第一边缘并且所述第四发光装置的第一边缘与所述第二发光装置的第一边缘之间的距离为至多约200微米，以及所述第四发光装置的第二边缘大致平行于所述第三发光装置的第二边缘，并且所述第四发光装置的第二边缘与所述第三发光装置的第二边缘之间的距离为至多约200微米。所述系统亦包括包含所述发光装置阵列在内的封装，所述封装具有这样形成的层，即使得从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。
实施例可包括下述一或多个。
所述系统可包括包含所述基底及所述发光装置阵列在内的封装。所述发光装置阵列可包括四个发光装置。所述发光装置阵列可由四个发光装置组成。所述四个发光装置可以两行两列的矩形矩阵形式放置。所述四个发光装置可以一行四列的矩形矩阵形式放置。所述发光装置阵列包括六个发光装置。所述发光装置阵列由六个发光装置组成。所述六个发光装置可以两行三列的矩形矩阵形式放置。所述六个发光装置可以一行六列的矩形矩阵形式放置。所述发光装置阵列由2*N个发光装置构成，其中N为正整数并且所述2*N个发光装置以N行两列的矩形矩阵形式放置。
所述发光装置阵列包括红色发光装置、绿色发光装置及蓝色发光装置。所述发光装置阵列的纵横比为约16∶9。所述发光装置阵列的纵横比为约4×3。所述发光装置阵列的各所述发光装置的纵横比为约4×3。所述发光装置阵列的各所述发光装置的纵横比为约16×9。
所述系统亦可包括包含所述基底及所述发光装置阵列在内的封装。所述封装包括这样形成的层，即使得从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。所述层可放置为使得边缘的长度与所述发光装置表面和所述层表面之间距离之比为至少约10。所述层可放置为使得所述发光装置阵列的表面与所述层离所述发光装置阵列表面最近的表面之间的距离为约5微米-约400微米。
所述封装亦可包括散热层。所述封装可安装在散热装置上。所述封装可包括封装基底。所述封装基底可由Al、N、Cu、C、Au或其组合物构成。所述封装可安装在热电冷却器上。所述发光装置中至少之一可为发光二极管。所述发光装置阵列中至少一个发光装置可为光子晶格发光二极管。所述发光装置阵列中至少一个发光装置可为表面发射激光器。所述发光装置阵列中至少一个发光装置可为发光二极管、激光器、光放大器及/或其组合。所述发光装置阵列中至少一个发光装置可为OLED、平面发射LED(flat surface-emitting LED)、HBLED及/或其组合。所述系统亦可包括这样配置的冷却系统，即使用时所述冷却系统调节所述发光二极管的温度。
所述发光装置阵列中至少一个发光装置可包括材料的多层堆叠，所述材料的多层堆叠可包括由所述光生成区支撑的第一层。所述第一层的表面可形成为使得由所述光生成区的所生成的光可经由所述第一层的表面从所述发光装置出射。所述第一层的表面可具有根据图案而在空间产生变化的介电函数。所述图案可具有理想晶格常数以及其值大于零的失谐参数。所述第一层的表面可具有根据非周期图案而在空间产生变化的介电函数。所述第一层的表面可具有根据准晶图案而在空间产生变化的介电函数。所述第一层的表面可具有根据复杂周期图案而在空间产生变化的介电函数。所述第一层的表面可具有根据周期图案而在空间产生变化的介电函数。
所述发光装置阵列可包括多个串联电连接的发光装置。所述发光装置阵列可包括多个并联电连接的发光装置。
所述层可放置为使得边缘的长度与所述发光装置表面和所述层表面之间距离之比为至少约10。所述层可放置为使得所述发光装置表面与所述层离所述发光装置表面最近的表面之间距离为约5微米-约400微米。
所述发光装置阵列亦可包括具有第一边缘及第二边缘的第五矩形发光装置。所述第五发光装置的第一边缘大致垂直于所述第五发光装置的第二边缘。所述第五发光装置可放置为使得所述第五发光装置的第一边缘大致平行于所述第二发光装置的第三边缘并且所述第五发光装置的第一边缘与所述第二发光装置的第三边缘之间的距离为至多约200微米。所述发光装置阵列亦包括具有第一边缘及第二边缘的第六矩形发光装置。所述第六发光装置的第一边缘大致垂直于所述第六发光装置的第二边缘。所述第六发光装置可放置为使得所述第六发光装置的第一边缘大致平行于所述第五发光装置的第二边缘并且所述第六发光装置的第一边缘与所述第五发光装置的第二边缘之间的距离为至多约200微米，以及所述第六发光装置的第二边缘大致平行于所述第四发光装置的第三边缘，并且所述第六发光装置的第二边缘与所述第四发光装置的第三边缘之间的距离为至多约200微米。
说明书、附图及权利要求书中描述了本发明的特征及优点。
一些实施例中，多个LED形成紧密封装阵列。紧密封装多个LED以形成阵列可提供多个优点。例如，若一个LED不工作(例如，由于缺陷或失效)，该LED的失效不会明显地损害该阵列的性能，因为这些单个的装置是紧密地封装的。由于该发光区域相对于非发光区域增大了，紧密封装的LED亦可增大给定阵列面积的光输出。一些实施例中，一种系统可包括尺寸预定的单个LED。一些实施例中，  一种系统可包括多个串联电连接的LED，并且具有与所述单个LED的预定尺寸大致相等的合并区域。所述阵列的串联电连接可允许使用较低电流来操作该阵列。通过减少该裸芯间的间距，可增大该阵列的总发光。
一些实施例中，透明盖板离LED的上表面很近。将该透明盖板放置得离该LED很近有利于光传输通过该盖板，并且亦允许离LED近距离处放置附加的光学元件。该光学元件离该LED很近有利于减少损失，从而增加耦合入该光学元件的光。一些实施例中，可用光学元件(滤光器、透镜、光纤)来代替该窗。可将该光学元件密封入该封装。使用光学元件来代替该透明盖板有利于减少该LED表面与光学元件之间的分离。将该透明盖板靠近该裸芯放置可减少该封装的光吸收(例如，被该封装的内边缘吸收)。
一些实施例中，形成非打线电接触部允许将该透明盖板放置为与该LED接触。
一些实施例中，可使用多种裸芯附接方法将多个裸芯紧密地在基底上隔开而不会使该裸芯短路。
附图说明
图1为发光系统的示意图；
图2为封装发光装置的剖视图；
图3A为封装发光装置的俯视图；
图3B为图3A的封装发光装置的剖视图；
图4A为封装发光装置的剖视图；
图4B为图4A的封装发光装置的俯视图；
图5A为封装发光装置的剖视图；
图5B为图5A的封装发光装置的俯视图；
图5C为封装发光装置的剖视图；
图6A为封装发光装置的剖视图；
图6B为图6A的封装发光装置的俯视图；
图7A为封装发光装置的剖视图；
图7B为图7A的封装发光装置的俯视图；
图8A为封装发光装置的剖视图；
图8B为图8A的封装发光装置的俯视图；
图9为封装发光装置阵列的俯视图；
图10为封装发光装置阵列的俯视图；
图11为封装发光装置阵列的俯视图；
图12为封装发光装置阵列的俯视图；
图13为封装发光装置阵列的俯视图；
图14A-C为发光装置及封装的剖视图；
图15为封装发光装置的剖视图；
图16为封装发光装置的剖视图；
图17为封装发光装置的剖视图；
图18为封装发光装置的剖视图；
图19为封装发光装置的剖视图；
图20A为发光装置阵列的俯视图；
图20B为与图20A的阵列相对应的电路图；
图21为发光装置阵列的俯视图；
图21为发光装置阵列的俯视图；
具体实施方式
图1为其中合并有LED 100阵列60的发光系统50的示意图。阵列60配置成在使用时，从LED100出射的光从系统50出射。
发光系统的实例包括投影仪(例如背投(rear projection)投影仪、正投(frontprojection)投影仪)、便携电子设备(例如移动电话、个人数字助理、膝上型电脑)、计算机监视器、大面积标志牌(例如公路标志牌)、车辆内部照明(例如仪表盘照明)、车辆外部照明(例如车辆前灯，包括可变色前灯)、通用照明(例如办公室天花板照明设备)、高亮度照明(例如街灯)、照相机闪光灯、医用装置(例如内窥镜)、电信(例如用于短程数据传输的塑料光纤)、安全传感(例如生物测量)、集成光电(例如片外及片内光互连及光计时)、军事领域通信(例如点对点通信)、生物传感(例如有机或无机物质的光检测)、光动力疗法(例如皮肤治疗)、夜视镜、太阳能交通照明、紧急照明、机场跑道照明、航线照明、手术镜、可穿用光源(例如救生衣)。背投投影仪的实例有背投电视机。正投投影仪的实例有用于在表面(例如屏幕或墙)上显示的投影仪。在一些实施例中，膝上型电脑可包括正投投影仪。
尽管图1以阵列的形式示出，但LED100可为不同的配置。例如，在一些实施例中，系统50包括单个LED 100。
图2示出了封装裸芯形式的LED100的侧视图。LED100包括置于子基座120上的多层堆叠122。多层堆叠122包括320nm厚掺杂硅(n掺杂)的GaN层134，所述层134的顶表面110上具有缺口图案150。多层堆叠122亦包括结合层124、100nm厚的银层126、40nm厚的掺杂镁(p掺杂)的GaN层128、由多个InGaN/GaN量子阱形成的120nm厚的光生成区130及AlGaN层132。n侧接触焊垫136置于层134上。封装LED100亦包括封装基底150以及由基底150支撑的金属化部152及138。金属化部152通过诸如打线(wire bond)的连接器156与n侧接触焊垫136电连接。金属化部138与导电子基座120电接触并且形成至p掺杂层128的电流路径。由基底150支撑框架142。框架142支撑透明盖板140。透明盖板140通常由这样一种材料构成，即对从LED100出射且射到透明盖板140的光的至少约60％(例如至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％)进行传输的材料。
LED100以如下方式生成光。  P侧接触部138相对n侧接触部136处于正电位，导致电流注入LED100。随着电流通过光生成区130，来自n掺杂层134的电子与来自p掺杂层128的空穴在区域130中结合，使得区域130发光。光生成区130含有大量的点偶极辐射源，其在区域130内发出(例如各向同性地)光，其具有构成该光生成区130的材料的波长特性的光谱。对于InGaN/GaN量子阱，区域130所生成光的波长的光谱的峰值波长为约445纳米(nm)，并且其半幅值处的全宽(FWHM)为约30nm。
应注意，与n掺杂层134中的电荷载流子相比，p掺杂层126中的电荷载流子的迁移率相对较低。结果，沿p掺杂层128的表面放置银层(其为导电的)126可提高从接触部138注入p掺杂层128及光生成区130的电荷的均匀性。这亦可降低装置100的电阻及/或增大装置100的注入效率。由于n掺杂层134的电荷载流子的迁移率相对较高，电子可相对快速地从n侧接触焊垫136扩散至整个层134，以致光生成区130内的电流密度在该整个区域130内基本是均匀的。亦应注意，银层126具有相对高的热传导性，使得层126用作LED100的散热器(heat sink)(以将热量垂直地从多层堆叠122传递至子基座120)。
至少一些由区域130所生成光被导向银层126。该光可由层126反射，且经由表面110从LED100出射，或者该光可由层126反射，然后LED100中的半导体材料吸收该光以产生可在区域130内复合的电子-空穴对，使得区域130生成光。类似地，由区域130所生成光中的至少一些被导向焊垫136。焊垫136的底面是由可反射至少一些由区域130所生成光的材料(例如Ti/Al/Ni/Au合金)构成。因此，该导向至焊垫136的光可由焊垫136反射，且随后经由表面110从LED 100出射(例如从银层126反射)，或者该导向至焊垫136的光可由焊垫136反射，然后LED100中的半导体材料吸收该光以产生可在区域130内复合的电子-空穴对，使得区域130生成光(例如由或不由银层126反射)。
如图2所示，LED100的表面110不是平的，而是由缺口图案150形成。一般地，可以选择各种值作为缺口150的深度，缺口150的直径和最相邻缺口150的间隔可以是变化的。转移至该表面的图案实例包括多种可增加该发光装置提取效率的图案。例如，具有失谐的准晶或复杂周期结构的图案、周期图案及非周期图案。例如在通过引用合并在此的申请于2003年9月26日的第10/724,004号申请揭露了这些图案。如在此所述的，复杂周期图案是指这样一种图案，即该图案在以周期方式进行重复的各单元体(unit cell)中具有一个以上的特征。复杂周期性图案的例子包括蜂巢图案、蜂巢基底图案、(2×2)基底图案、环形图案及阿基米德(Archimidean)图案。复杂周期图案的一些缺口可以具有一种直径，而另一些缺口可以具有较小的直径。如在此所述的，非周期图案是指这样一种图案，即该图案在长度至少为区域130所产生的光的峰值波长50倍的单元体中不具有平移对称性。非周期图案的例子包括不规则(aperiodic)图案、准晶图案、罗宾逊(Robinson)图案及安曼(Amman)图案。如在此所述的，失谐图案是指这样一种图案，即该图案中的最近邻的中心至中心(center-to-center)距离的值在(a-Δa)与(a+Δa)之间，其中“a”为该图案的晶格常数，“Δa”是具有长度量纲的失谐参数，并且在随机方向上发生失谐。为了加强从LED100的光提取，失谐参数Δa通常至少为理想晶格常数a的约1％(例如至少约2％、至少约3％、至少约4％、至少约5％)，及/或至多为理想晶格常数a的约25％(例如至多约20％、至多约15％、至多约10％)。在一些实施例中，相邻间隔基本上在(a-Δa)与(a+Δa)之间随机变化，以致图案150基本是随机失谐的。
图3A及3B示出了封装裸芯形式的LED174的俯视图及侧视图。该封装包括支撑LED174的基底172。该基底亦包括框架176及由框架176支撑的透明盖板178。透明盖板178通常由这样一种材料构成，即将从LED174出射且射到透明盖板178上的光至少传输约60％(例如至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％)的材料。可构成透明盖板178的材料的实例包括玻璃、硅石、石英、塑料及聚合物。一般地，该封装能够传输光并且同时向LED 174提供机械及环境保护以及可以使LED174产生的热量散发掉。
一些实施例中，可以一种或多种防反射涂料来涂布透明盖板178以增进光传输。一些实施例中，可包括或者用透明盖板178支撑附加光学元件。此类光学元件的实例包括透镜、镜子、反射镜(reflector)、准直器(collimator)、分束器(beam splitter)、合束器(beam combiner)、分色镜、滤光器(filter)、偏振镜、偏振分束器、棱镜、全内反射棱镜、光纤、光导及均束器(beamhomogenizer)。
一些实施例中，透明盖板178放置得离LED174的上表面175很近。例如，一些实施例中，LED174的上表面175与最接近该LED174的上表面175的透明盖板178的下表面173之间的间距190较小。例如，间距190可为约1-500微米(例如，至多约500微米、至多约400微米、至多约300微米、至多约250微米、至多约200微米、至多约150微米、至多约100微米、至多约50微米、至多约25微米)。一些实施例中，透明盖板178放置为与LED174的上表面175的至少一部分接触。
一些实施例中，LED174的截面积可以较大。例如，LED 174的长度180或宽度182可为至少约1毫米(例如，至少约2毫米、至少约3毫米、至少约5毫米、至少约10毫米)。LED174的上表面175与透明盖板178的下表面173之间的间距190与长度180或宽度182成比例是理想的。例如LED 174的长度180或宽度182与间距190之比可为至少约5(例如，至少约5、至少约7、至少约10、至少约15、至少约20、至少约30、至少约50、至少约75、至少约100、至少约200)。
一些实施例中，不使用打线而形成LED174的上表面175的电接触部使得透明盖板178可放置得离LED174的上表面175很近。图4A及4B示出了封装裸芯200形式的LED216的侧视图及俯视图。该封装包括透明盖板202、支架208、导电垫210及基底218。使用焊料层214(焊料例如包括AuSn焊料、PbSn焊料、NiSn焊料、InSn焊料、InAgSn焊料及PbSnAg焊料)或导电环氧树脂(例如填银环氧树脂)将LED216附接至基底218。一些实施例中，封装裸芯200可包括散热垫或其他散热层212(例如，银层、铜层)。散热层212的导热率较高，使得层212用作LED216的散热器(例如，将热量垂直地从LED216转移至基底216)。
封装200设计为允许电流从垫210流至LED216的表面203。垫210与诸如金属柱的导电支架208电连接。除了形成与垫210的电连接，导电支架亦提供盖板202的物理支撑。可以使用多种方式来制造导电支架208。例如，导电支架208可由金属电镀、焊球、夹子制造或由预制框架制造。透明盖板202上可预刻有金属接触部206。透明盖板202上的接触部206通过导电支架208与垫210电连接。接触部206可由多种材料构成。例如，接触部206可由Cu、Ag、Au或者诸如ITO、Au、AuNi的包覆透明金属(blanket transparent metal)构成。透明盖板202通过焊料204(例如，AgSn焊料、Au-Sn焊料、Pb-Sn焊料、Pd-In焊料或Au-Ge焊料)粘附至LED216从而形成LED216的表面203上的接触部207与透明盖板202上的接触部206之间的电流路径。导电垫207允许电流扩散至LED表面203。尽管图4A及4B示出了两块垫210，其他布置亦是可行的。例如，封装200可包括单块垫210或者两块以上的垫(例如，三块垫、四块垫、五块垫、六块垫)。
图5A及5B示出了封装装置230形式的LED216的侧视图及俯视图。该封装装置230包括透明盖板202、导电连接238、导电垫210及基底218。LED216可放置于该封装之内，并且可如图4A及4B所述地附接至基底218。
封装230设计为允许电流从垫210流至LED216的表面203。垫210利用诸如金属弹簧或金属夹的导电连接件238与透明盖板202电连接。可由半挠性的材料构成该金属弹簧或金属夹以使该弹簧或夹可弯曲从而允许LED216有不同的厚度。例如，导电连接件238可由导电材料制成，如金、铝、银、铂、铜及其它金属或金属的合金。透明盖板202上可预刻有金属接触部206。透明盖板202上的接触部206通过导电连接238与垫210电连接。接触部206可由多种材料构成。例如，接触部206可由Cu、Ag、Au或者诸如ITO、Au、AuNi的包覆透明金属构成。透明盖板202通过焊料204(例如，AgSn焊料、Au-Sn焊料、Pb-Sn焊料、Pd-In焊料或Au-Ge焊料)粘附至LED216从而形成LED216的表面203上的接触部207与透明盖板202上的接触部206之间的电流路径。导电垫207允许电流扩散至LED表面203。尽管图5A及5B示出了两块垫210，其他布置亦是可行的。例如，封装230可包括单块垫210或者两块以上的垫(例如，三块垫、四块垫、五块垫、六块垫)。
图5C示出了封装装置231形式的LED216的侧视图。该封装装置23 1包括透明盖板202、导电连接件238、导电垫210及基底218。LED216可放置于该封装之内，并且可如图5A及5B所述地附接至基底218。封装231设计为允许电流从垫210流至LED216的表面203。如前所述，垫210利用导电连接件238与透明盖板202电连接。透明盖板202上可预刻有金属接触部206。透明盖板202上的接触部206与LED216的表面203上的接触部207电连接。例如，透明盖板202上的接触部206可与LED216的表面203上的接触部207直接接触从而形成LED216的表面203上的接触部207与透明盖板202上的接触部206之间的电流路径。一些实施例中，接触部206与207其中之一或其两者具有粗糙表面。一般认为使接触部206与207其中之一或其两者的表面粗糙化可促进接触部206与207之间的电流流动。
图6A及6B示出了封装装置250形式的LED216的侧视图及俯视图，其包括接触部258及具有凹陷区253的透明盖板252。LED216可如图4A及4B所述地附接至封装基底218。封装装置250包括自支撑的透明盖板252。透明盖板252包括与LED216上的光出射的表面大致平行的区域251以及与该大致平行区域251大致垂直的支撑区254从而在透明盖板252内形成凹陷区253。凹陷区253的凹陷深度255可为与LED216、散热层212及焊料层217加起来的厚度257相同或比该厚度稍大。例如，凹陷深度255可比厚度257厚约5微米-约400微米。
封装250设计为允许电流从垫210流至LED216的表面203。垫210与透明盖板252上的导电接触部258电连接。导电接触部258沿透明盖板232的区域254以及沿透明盖板252的区域251的一部分延伸。使透明盖板252对齐以使导电接触部258与该LED216表面上的金属接触垫207对齐。可使用导电粘合剂204(例如，焊料、填金属环氧树脂)以形成透明盖板232上的导电接触部258与LED216上的接触垫207之间的电连接。
图7A及7B示出了封装装置270形式的LED216的侧视图及俯视图。封装装置270包括如图6A及6B所示的凹陷透明盖板272。封装装置270亦包括具有蚀刻区域280及282的基板278，所述区域提供LED216与透明盖板272的自对齐。蚀刻区域282比该LED216的尺寸稍大，并且LED216放置于蚀刻区域282中。蚀刻区域280提供透明盖板272的对齐。蚀刻区域280可包括置于该蚀刻区域280底部的金属接触层286。蚀刻区域280使透明盖板272与LED216对齐。
尽管实施例描述为该透明盖板包括金属层，一些实施例中，该透明盖板并未金属化。例如，如图8A及8B所示，封装LED300包括LED216、基底218、绝缘层308、导电接触部306及透明盖板302。封装300设计为允许电流从置于基底218上的导电接触部306的部分309流至LED216的表面203。绝缘层308放置于顶表面203的一部分上，并且LED216的侧壁及导电接触部306放置于绝缘层308上。例如，沉积绝缘层308之后，可在该绝缘层308的表面上形成导电接触部306以提供该LED216表面上的接触部207与导电接触部306的部分309之间的电连接。导电接触部306可支撑透明盖板302并且提供LED216的物理保护。
尽管实施例描述为该封装中包括单个LED，一些实施例中，可布置多个LED以形成LED阵列。例如，一些实施例中，可将多个单独的LED紧密地封装在一个阵列内。紧密封装多个LED以形成阵列具有多个优点。例如，若一个LED不工作(例如，由于缺陷或失效)，该LED的失效不会明显地损害该阵列的性能，因为这些装置是紧密地封装的。紧密封装的LED通过减少这些LED之间的间距可增大给定阵列面积的光输出。
一般地，可按需选择LED的数量及该阵列中各LED的布置。
图9、10、11及12示出了示范性的多芯片阵列的发光装置(LED)裸芯取向(orientation)。图9示出了包括单行排列两个LED352及354的发光装置阵列350。图10示出了包括以2×2矩阵(即以两行两列布置)布置的四个LED362、364、366及368的发光装置阵列360。图11示出了以3×4矩阵(即以三行四列布置)的十二个LED382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392及393。通常，可按需选择该LED阵列中行与列的数量。例如，图12示出了以具有N行(例如第一行408、第二行410及第N行412)及M列(例如，第一列402、第二列404及第M列406)的N×M矩阵布置的N乘M个(其中N及M均为正整数)LED的阵列400。一些实施例中，可对LED的数量以及该多芯片阵列中各LED的布置进行选择以形成所需的纵横比(由阵列400的长度41 4与阵列400的宽度416之比确定)。该阵列400的纵横比例如可为16×9、4×3、1920×1080、640×480、800×600、1024×700、1024×768、1024×720、1280×720、1280×768、1280×960或者1280×1064。可通过适当地调整LED裸芯的尺寸及/或间距得到所需的纵横比。
如前所述，可将多个LED紧密地封装在阵列中。如图13所述，多个LED424、426、428及430由基底422支撑。这些LED可放置于基底422上以使邻近LED间的间距减少或为最小。
一些实施例中，可这样放置LED424、426、428及430，即使得该LED阵列中的相邻裸芯最接近边缘之间的距离相当小。例如，间距436或438可为至多约250微米(例如，至多约200微米、至多约150微米、至多约100微米、至多约75微米、至多约50微米)。
一些附加实施例中，LED424、426、428及430可放置于基底422上以使LED424、426、428及430之间的表面区域(表示为区域434)的面积减少或为最小。一般地，该LED阵列的总面积可由该LED的外周界(例如由虚线432表示)所围绕的区域面积来界定。该LED阵列的总表面面积可与该LED阵列中各LED的面积之和(例如，LED424、426、428及430的面积之和)大致相等。紧密封装LED阵列中，可这样确定该发光装置阵列中的LED的位置，即使得该阵列中所有的发光装置的总面积之和(例如，LED424、426、428及430的面积之和)与总面积432之比可为至少约0.8(例如，至少约0.85、至少约0.9、至少约0.95)。一些实施例中，该阵列中所有的发光装置的总面积之和与总面积432之比可为至少约0.5(例如，至少约0.6、至少约0.7)。
可使用多种技术来达成LED阵列中LED的紧密间距。一些实施例中，通过导电基底或子基座形成与该LED的n掺杂或p掺杂层的电接触。例如通过导电浆料(例如填金属浆料)、焊料或导电胶带将该导电基底或子基座附接至由该封装支撑的导电接触垫上。一些实施例中，间距438或436可能受到将用来使该LED附接至该基底或子基座的可导致该裸芯之间的电短路的材料涂敷在其周围区域的限制。可使用多种方法使该裸芯附接材料的涂敷最小化。
图14A至14C示出了使用一层裸芯附接材料441将LED裸芯440附接至封装基底442的示范性步骤。将裸芯附接材料沉积在封装基底442上与裸芯440所需的布置相对应的位置。裸芯附接材料441的覆盖面积小于裸芯440的面积以使该LED的部分439在最初不与该裸芯附接材料接触(如图14A及14B所示)。如图14A及14B所示，当向该LED及/或该封装基底施加(如箭头443所示)压力及/或热量时，该裸芯附接材料441横向扩散，如箭头444所示。由于在施加压力或热量之前裸芯附接材料441并不延伸至该裸芯的边缘，该裸芯附接材料可横向扩散并且容纳在置于基底442之下的裸芯440区域。
图15-17示出了的示范性实施例，其中通过在该裸芯的底面(例如，裸芯445的底面447或裸芯446的底面448)上形成图案而控制该裸芯附接材料441的扩散。底面447或448上形成槽481及483的图案，所述槽收集由于该材料因热量及/或压力的施加而扩散所产生的多余附接材料441。图17示出了在裸芯447的底面451形成脊状部449图案的示范实施例。脊状部449形成隔离部以阻挡裸芯附接材料441的扩散。
尽管图14-17所示的实施例示出了使用裸芯附接材料将单个裸芯附接至基底，亦可使用该裸芯附接材料将多个裸芯附接至该基底。一些实施例中，使用如图14-17的设置方式附接该裸芯允许多个裸芯紧密地在基底上隔开而不会使该裸芯短路。
图18示出了在LED453与LED455之间放置绝缘区455的示范性实施例。绝缘区455由基底442支撑并且控制裸芯附接材料441的扩散。例如，当该裸芯附接材料横向扩散时，绝缘区455形成限制扩散的隔离部。绝缘区455亦有助于LED453及457的装配及对齐。
图19示出了由封装基底442支撑的层473，其可控制裸芯附接材料441的横向扩散。层473可由并不会因施加了将LED465及467结合至基底442一般需要的热量及压力而流动的刚性或半刚性材料构成。层473的覆盖面积小于LED465及467的面积以使该LED的部分463延伸越过该图案区域473。当向该LED及/或该封装基底施加压力或热量时，裸芯附接材料441横向扩散。由于层473的面积小于该LED465与467的面积，该多余的裸芯附接材料441扩散至该层473的边缘(由区域461表示)。一些实施例中，层473的面积可选择为比该LED的面积小得多以使将该裸芯附接材料441的横向扩散限制在该裸芯之下的基底442区域。
图20A及20B示出了包括以2×2矩阵排列的四个LED452、454、456及458阵列的封装450。该封装包括封装基底460(例如，由AlN，Cu构成的板)、n接触导线462与464以及p接触导线468、470、472与474。这些接触导线包括用于外部配线的焊料垫476、478、480、482、484、486、490、492及494。各p接触部独立放置而这些n接触部分两组连接(例如，将LED452与456的n接触部连接以及将LED454与458的n接触部连接)。结果，垂直的裸芯平行连接(如图20B所示意)。
LED可为或可不为封装的。可选窗(未示)可覆盖基底460上的所有、一些或一个裸芯。一些实施例中，窗或者封装可包括附加的光学器件，例如、图案(patterning)、滤光器、荧光材料(phosphor)、透镜、缺口(opening)及类似物。尽管图20A示出了LED452、454、456及458阵列的示意图，其中该垂直的裸芯平行地连接，但一些实施例中，LED452、454、456及458并不平行，而是各自单独放置。
图21示出了包括六个LED482、486、488、490及492阵列的封装480，这些LED由封装基底481支撑并且以2×3矩阵排列。如前所述，该LED裸芯阵列可这样放置，即使得该合并的发射面积形成所需的纵横比。LED482、486、488、490及492是串联的。n接触垫494、496、498、500、502及504与遍布该LED482、486、488、490及492表面的接触线或接触指电连接以促进更好的电流扩散。为了保持该串联电路，将n接触垫494、496、498、500、502及504(例如，通过打线、刻图互连、金属化窗)与接触到该装置底面上p掺杂区域的p接触垫506、508、510、512、514及516连接。一些实施例中，封装480亦包括由框架522支撑的透明盖板520(例如，如前所述)。
图22示出了示范性裸芯布局540，其包括由封装基底554支撑并且以1×6矩阵排列的六个LED542、544、546、548、550及552组成的阵列。LED542、544、546、548、550及552是串联的。为了保持该串联电路，将n接触垫556、558、560、562、564及566(例如，通过打线、刻图互连、金属化窗)分别与接触到LED542、544、546、548、550及552底面上p掺杂区域的p接触垫568、570、572、574、576及578连接。
一些实施例中，可对该透明盖板进行刻图及/或该透明盖板可包括光学器件，例如，PL、滤色器、偏振镜、荧光层及ARC。一些实施例中，窗由导热的透明材料(例如，金刚石、蓝宝石)构成。
一些实施例中，该封装可包括传热界面。传热界面可形成相互配合的图案(凸台、凹槽)以增加热接触以及减少粘合过程中的空隙。
一些实施例中，可将该封装安装至芯板，并且该封装可以包括或不包括排热装置(例如附加的散热器、热电冷却器、流体对流管及类似物)。

Claims (95)

1.一种系统，包括：
基底；及
由所述基底支撑的发光装置阵列，所述阵列具有界定出一区域的外周界，所述发光装置阵列的位置是这样确定的，即，使得所述发光装置阵列中的所有发光装置的总面积之和与所述该外周界所界定的区域面积之比为至少约0.75。
2.如权利要求1所述的系统，进一步包括包含所述基底及所述发光装置阵列在内的封装。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列包括四个发光装置。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列由四个发光装置组成。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述四个发光装置是以两行两列的矩形矩阵形式放置。
6.如权利要求4所述的系统，其中所述四个发光装置是以一行四列的矩形矩阵形式放置。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列包括六个发光装置。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列由六个发光装置组成。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述六个发光装置是以两行三列的矩形矩阵形式放置。
10.如权利要求8所述的系统，其中所述六个发光装置是以一行六列的矩形矩阵形式放置。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列由2*N个发光装置构成，其中N为正整数并且所述2*N个发光装置以N行两列的矩形矩阵形式放置。
12.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列包括两个发光装置。
13.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列由两个发光装置组成。
14.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列包括红色发光装置、绿色发光装置及蓝色发光装置。
15.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列的纵横比为约16∶9。
16.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列的纵横比为约4×3。
17.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列中的各所述发光装置的纵横比为约4×3。
18.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列中的各所述发光装置的纵横比为约16×9。
19.如权利要求1所述的系统，进一步包括包含所述基底及所述发光装置阵列在内的封装，所述封装具有这样形成的层，即，使得从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。
20.如权利要求19所述的系统，其中所述层放置为使得边缘的长度与所述发光装置表面和所述层表面之间距离之比为至少约10。
21.如权利要求19所述的系统，其中所述层放置为使得所述发光装置阵列表面与所述层离所述发光装置阵列表面最近的表面的距离为约5微米-约400微米。
22.如权利要求19所述的系统，其中所述层进一步包括至少一个光学元件。
23.如权利要求22所述的系统，其中所述光学元件为选自由光子晶格、滤色器、偏振选择层、波长转换层及防反射涂层组成的组群中的一个光学元件。
24.如权利要求2所述的系统，其中所述封装还包括散热层。
25.如权利要求2所述的系统，其中所述封装安装在散热装置上。
26.如权利要求2所述的系统，其中所述封装包括封装基底。
27.如权利要求26所述的系统，其中所述封装基底含有Al、N、Cu、C、Au或其组合物。
28.如权利要求2所述的系统，其中所述封装安装在热电冷却器上。
29.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列中至少一个所述发光装置包括发光二极管。
30.如权利要求29所述的系统，其中所述发光二极管为光子晶格发光二极管。
31.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置为表面发射激光器。
32.如权利要求1所述的系统，进一步包括这样配置的冷却系统，即，使用时所述冷却系统调节所述发光二极管的温度。
33.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列中至少一个所述发光装置包括由光生成区支撑的第一层，所述第一层的表面形成为使得由所述光生成区的所生成的光可经由所述第一层的表面从所述发光装置出射，所述第一层的表面具有根据图案而在空间中产生变化的介电函数。
34.如权利要求33所述的系统，其中所述图案具有理想晶格常数以及其值大于零的失谐参数。
35.如权利要求33所述的系统，其中所述图案包括非周期图案。
36.如权利要求33所述的系统，其中所述图案包括准晶图案。
37.如权利要求33所述的系统，其中所述图案包括复杂周期图案。
38.如权利要求33所述的系统，其中所述图案包括周期图案。
39.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列包括多个串联电连接的发光装置。
40.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列包括多个并联电连接的发光装置。
41.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列中所有的所述发光装置的总面积之和与所述由外周界所界定的区域面积之比为至少约0.8。
42.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列中所有的所述发光装置的总面积之和与所述由外周界所界定的区域面积之比为至少约0.85。
43.如权利要求1所述的系统，其中所述发光装置阵列中所有的所述发光装置的总面积之和与所述由外周界所界定的区域面积之比为至少约0.9。
44.一种系统，包括：
发光装置阵列，其包括一对发光装置，所述发光装置具有一对最接近边缘，所述发光装置阵列中至少一些发光装置具有至少约1毫米长的边缘；及
基底，其支撑所述发光装置阵列以使该对相邻的所述发光装置的最接近边缘之间的距离为至多约200微米。
45.如权利要求44所述的系统，进一步包括包含所述基底及所述发光装置阵列在内的封装。
46.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列包括四个发光装置。
47.如权利要求46所述的系统，其中所述四个发光装置是以两行两列的矩形矩阵形式放置
48.如权利要求46所述的系统，其中所述四个发光装置是以一行四列的矩形矩阵形式放置。
49.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列包括六个发光装置。
50.如权利要求49所述的系统，其中所述六个发光装置是以两行三列的矩形矩阵形式放置。
51.如权利要求49所述的系统，其中所述六个发光装置是以一行六列的矩形矩阵形式放置。
52.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列由2*N个发光装置构成，其中N为正整数并且所述2*N个发光装置以N行两列的矩形矩阵形式放置。
53.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列包括两个发光装置。
54.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列由两个发光装置组成。
55.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列包括红色发光装置、绿色发光装置及蓝色发光装置。
56.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列的纵横比为约16∶9。
57.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列的纵横比为约4×3。
58.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列中的各所述发光装置的纵横比为约4×3。
59.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列中的各所述发光装置的纵横比为约16×9。
60.如权利要求44所述的系统，进一步包括包含所述发光装置阵列在内的封装，所述封装具有这样形成的层，即，使得从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。
61.如权利要求60所述的系统，其中所述层放置为使得边缘的长度与所述发光装置表面和所述层表面之间距离之比为至少约10。
62.如权利要求60所述的系统，其中所述层为使得所述发光装置阵列表面与所述层离所述发光装置阵列表面最近的表面的距离为约5微米-约400微米。
63.如权利要求60所述的系统，其中所述层进一步包括至少一光学元件。
64.如权利要求63所述的系统，其中所述光学元件为选自由光子晶格、滤色器、偏振选择层、荧光层及防反射涂层组成的组群的一个光学元件。
65.如权利要求45所述的系统，其中所述封装包括散热层。
66.如权利要求45所述的系统，其中所述封装安装在散热装置上。
67.如权利要求44所述的系统，其中所述封装包括封装基底。
68.如权利要求67所述的系统，其中所述封装基底含有Al、N、Cu、C、Au或其组合物。
69.如权利要求44所述的系统，其中所述封装安装在热电冷却器上。
70.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列中至少一个所述发光装置包括发光二极管。
71.如权利要求70所述的系统，其中所述发光二极管为光子晶格发光二极管。
72.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置为表面发射激光器。
73.如权利要求44所述的系统，进一步包括这样配置的冷却系统，即，使用时所述冷却系统调节所述发光二极管的温度。
74.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列中至少一个所述发光装置包括由光生成区支撑的第一层，所述第一层的表面形成为使得由所述光生成区的所生成的光可经由所述第一层的表面从所述发光装置出射，所述第一层的表面具有根据图案而在空间中产生变化的介电函数。
75.如权利要求74所述的系统，其中所述图案具有理想晶格常数以及其值大于零的失谐参数。
76.如权利要求74所述的系统，其中所述图案包括非周期图案。
77.如权利要求74所述的系统，其中所述图案包括准晶图案。
78.如权利要求74所述的系统，其中所述图案包括复杂周期图案。
79.如权利要求74所述的系统，其中所述图案包括周期图案。
80.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列包括多个串联电连接的发光装置。
81.如权利要求44所述的系统，其中所述发光装置阵列包括多个并联电联接的发光装置。
82.一种系统，包括：
发光装置阵列，包括：
具有第一边缘及第二边缘的第一矩形发光装置，所述第一发光装置的第一边缘大致垂直于所述第一发光装置的第二边缘；具有第一边缘及第二边缘的第二矩形发光装置，所述第二发光装置的第一边缘大致垂直于所述第二发光装置的第二边缘，所述第二发光装置放置为使得所述第二发光装置的第二边缘大致平行于所述第一发光装置的第二边缘、并且所述第二发光装置的第二边缘与所述第一发光装置的第二边缘之间的距离为至多约200微米；
具有第一边缘及第二边缘的第三矩形发光装置，所述第三发光装置的第一边缘大致垂直于所述第三发光装置的第二边缘，所述第三发光装置放置为使得所述第三发光装置的第一边缘大致平行于所述第一发光装置的第一边缘、并且所述第三发光装置的第一边缘与所述第一发光装置的第一边缘之间的距离为至多约200微米；
具有第一边缘及第二边缘的第四矩形发光装置，所述第四发光装置的第一边缘大致垂直于所述第四发光装置的第二边缘，所述第四发光装置放置为使得：
所述第四发光装置的第一边缘大致平行于所述第二发光装置的第一边缘并且所述第四发光装置的第一边缘与所述第二发光装置的第一边缘之间的距离为至多约200微米，
并且
所述第四发光装置的第二边缘大致平行于所述第三发光装置的第二边缘并且所述第四发光装置的第二边缘与所述第三发光装置的第二边缘之间的距离为至多约200微米；
及
包含所述发光装置阵列在内的封装，所述封装具有这样形成的层，即使得从所述发光装置出射且射到所述层上的光至少有约75％通过所述层。
83.如权利要求82所述的系统，其中所述发光装置阵列的纵横比为约16∶9。
84.如权利要求82所述的系统，其中所述发光装置阵列的纵横比为约4×3。
85.如权利要求82所述的系统，其中所述发光装置阵列中的各所述发光装置的纵横比为约16∶9。
86.如权利要求82所述的系统，其中所述发光装置阵列中的各所述发光装置的纵横比为约4×3。
87.如权利要求82所述的系统，其中所述发光装置阵列中的第一、第二、第三及第四发光装置中的至少一个包括由光生成区支撑的第一层，所述第一层的表面形成为使得由所述光生成区的所生成的光可经由所述第一层的表面从所述发光装置出射，所述第一层的表面具有根据图案而在空间中产生变化的介电函数。
88.如权利要求87所述的系统，其中所述图案具有理想晶格常数以及其值大于零的失谐参数。
89.如权利要求87所述的系统，其中所述图案包括非周期图案。
90.如权利要求87所述的系统，其中所述图案包括准晶图案。
91.如权利要求87所述的系统，其中所述图案包括复杂周期图案。
92.如权利要求87所述的系统，其中所述图案包括周期图案。
93.如权利要求82所述的系统，所述发光装置阵列进一步包括：
具有第一边缘及第二边缘的第五矩形发光装置，所述第五发光装置的第一边缘大致垂直于所述第五发光装置的第二边缘，所述第五发光装置放置为使得所述第五发光装置的第一边缘大致平行于所述第二发光装置的第三边缘并且所述第五发光装置的第一边缘与所述第二发光装置的第三边缘之间的距离为至多约200微米；
具有第一边缘及第二边缘的第六矩形发光装置，所述第六发光装置的第一边缘大致垂直于所述第六发光装置的第二边缘，所述第四发光装置放置为使得：
所述第六发光装置的第一边缘大致平行于所述第五发光装置的第二边缘并且所述第六发光装置的第一边缘与所述第五发光装置的第二边缘之间的距离为至多约200微米，并且所述第六发光装置的第二边缘大致平行于所述第四发光装置的第三边缘并且所述第六发光装置的第二边缘与所述第四发光装置的第三边缘之间的距离为至多约200微米。
94.如权利要求82所述的系统，其中所述发光装置阵列包括多个串联电连接的发光装置。
95.如权利要求82所述的系统，其中所述发光装置阵列包括多个并联电连接的发光装置。
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