DE102011053093B4 - Leuchtvorrichtungen - Google Patents

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Abstract

Leuchtvorrichtung, die umfasst:ein einzelnes Substrat (15)eine LED-Unteranordnung mit mindestens einer ersten LED-Zelle, einer zweiten LED-Zelle, einer dritten LED-Zelle, einer vierten LED-Zelle, einer fünften LED-Zelle und einer sechsten LED-Zelle, die auf dem einzelnen Substrat (15) in Reihe geschaltet sind,wobei die erste LED-Zelle, die vierte LED-Zelle und die fünfte LED-Zelle in einer ersten Spalte angeordnet sind;wobei die zweite LED-Zelle, die dritte LED-Zelle und die sechste LED-Zelle in einer zweiten Spalte angeordnet sind;wobei jede der Vielzahl von LED-Zellen ein erstes Paar und ein zweites Paar von gegenüberliegenden Kanten aufweist;wobei die ersten Paare von gegenüberliegenden Kanten nicht parallel zu den zweiten Paaren von gegenüberliegenden Kanten sind;eine Vielzahl von leitfähigen Metallelementen (13) mit einem ersten leitfähigen Metallelement, einem zweiten leitfähigen Metallelement, einem dritten leitfähigen Metallelement, einem vierten leitfähigen Metallelement und einem fünften leitfähigen Metallelement, das auf der Vielzahl von LED-Zellen ausgebildet ist, um die LED-Zellen elektrisch in Reihe zu schalten;wobei jedes der leitenden Metallelemente (13) zwei sich erstreckende Teile die jeweils auf einer LED-Zelle und einer benachbarten LED-Zelle ausgebildet sind, und einen Verbindungsteil zwischen den beiden erstreckenden undwobei ein kürzester Abstand zwischen zwei der Vielzahl von leitfähigen Metallelementen (13) zweier benachbarter LED-Zellen mehr als 80 µm beträgt.

Description

  • Die Offenbarung bezieht sich auf eine Leuchtvorrichtung und insbesondere auf eine Leuchtvorrichtung mit der Fähigkeit zum Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD).
  • 1 zeigt eine Darstellung einer Leuchtvorrichtung 10. Die Leuchtvorrichtung 10 umfasst mehrere LED-Zellen 11 (A, B, C, C1, C2, C3), die durch leitfähige Metalle 13 auf einem einzelnen Substrat 15 in Reihe geschaltet sind, wobei jede LED-Zelle 11 eine erste Halbleiterschicht 17 auf dem Substrat 15, eine zweite Halbleiterschicht 19 auf der ersten Halbleiterschicht 17, eine aktive Schicht 47 (in 1 nicht gezeigt), die zwischen der ersten Halbleiterschicht 17 und der zweiten Halbleiterschicht 19 angeordnet ist, und ein leitfähiges Metall 13, das auf der zweiten Halbleiterschicht 19 angeordnet ist, umfasst. Wenn eine Polarität des Wechselstromeingangs vom leitfähigen Bereich α zum leitfähigen Bereich β verläuft, fließt der Strom durch die LED-Zellen 11 in der folgenden Reihenfolge: A → C1 → C2 → C3 → C → B. Die größte Potentialdifferenz der LED-Zellen 11 tritt zwischen den LED-Zellen A und B auf. Wie in 1 gezeigt, umfasst die in Reihe geschaltete LED-Anordnung ferner eine in Reihe geschaltete matrixförmige Unteranordnung mit vier LED-Zellen 11 (C1, C2, C3, C), die zwischen den Anschluss-LED-Zellen A und B in der Reihenschaltung liegen.
  • Wie in 1 gezeigt, umfassen die LED A und LED B ferner eine erste Seite (A1, B1) bzw. eine zweite Seite (A2, B2). Die ersten Seiten (A1, B1) der LED A und LED B sind zur Untermatrix benachbart und die zweiten Seiten (A2, B2) der LED A und LED B sind zueinander benachbart. Außerdem ist ein Graben T zwischen der LED A und LED B ausgebildet. Der Graben T ist nämlich zwischen den zweiten Seiten der LED A und LED B ausgebildet.
  • Normalerweise ist die Durchlassspannung für eine LED-Zelle 11 etwa 3,5 Volt, so dass die Spannungsdifferenz zwischen den LED-Zellen A und B unter einer normalen Arbeitssituation etwa 3,5*6=21 Volt sein sollte. Da der Abstand zwischen den LED-Zellen A und B sehr kurz ist (etwa 10~100 µm), ist die elektrische Feldstärke (E=V/D, V = Potentialdifferenz, D = Abstand) zwischen den LED-Zellen A und B hoch.
  • Wenn plötzlich ein starkes elektrostatisches Feld von der Außenumgebung (wie z. B. vom menschlichen Körper oder von der Arbeitsmaschine) vorhanden ist, das in den leitfähigen Bereich α eingekoppelt wird, wird außerdem ferner eine ultrahohe elektrische Spannung in die LED-Zelle A eingespeist und verursacht die größte Potentialdifferenz zwischen den LED-Zellen A und B. Wenn der Wert der elektrischen Feldstärke durch das starke elektrostatische Feld von der Außenumgebung einen bestimmten Wert erreicht, können die Medien (Luft, Klebstoff oder andere dielektrische Materialien) dazwischen ionisiert werden und Teile der LED-Zellen A und B innerhalb der elektrischen Feldstärke werden durch Entladung beschädigt (Beschädigungsbereich 12), was ESD-Beschädigung (Beschädigung durch elektrostatische Entladung) genannt wird. Das SEM-Bild der ESD-Beschädigungssituation ist in 2 gezeigt, in der der gewöhnliche Stromfluss 14 in der Richtung wie die in der Figur angegebenen Pfeile fließt.
  • US 2010 / 0 109 030 A1 offenbart eine Leuchtvorrichtung mit einer Vielzahl von LED auf einem Substrat, wobei Paare von gegenüberliegenden Kanten jeder LED nicht parallel zueinander sind. Die LED können mittels Metallelementen in Reihe geschaltet sein. Die Metallelemente zwischen den LEDs können entweder durch ein auf die LEDs aufgebrachtes Metallmuster oder durch ein Metallmuster auf dem Substrat gebildet sein, um P und N Metallkontakte der LED zu kontaktieren.
  • US 2008 / 0 251 808 A1 offenbart eine lichtemittierende Nitrid-Halbleitervorrichtung, die einen geschichteten Teil enthält, der Licht auf einem Substrat emittiert. Der geschichtete Teil enthält eine Halbleiterschicht vom n-Typ, eine aktive Schicht und eine Halbleiterschicht vom p-Typ. Die Peripherie des geschichteten Abschnitts ist geneigt, und die Oberfläche der n-Halbleiterschicht ist an der Peripherie freigelegt. Eine n-Elektrode ist auf der freiliegenden Oberfläche der n-Halbleiterschicht angeordnet. Diese Bauelementstruktur kann den Emissionswirkungsgrad und die Lichtausbeute verbessern.
  • US 5 789 768 A offenbart eine Struktur einer lichtemittierenden Diode (LED) mit hoher Helligkeit. Diese LED umfasst ein auf einer ersten Elektrode gebildetes Substrat, eine auf dem Substrat gebildete erste Mantelschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine auf der ersten Mantelschicht gebildete aktive Schicht, eine auf der aktiven Schicht gebildete zweite Mantelschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, eine auf der zweiten Mantelschicht gebildete Fensterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei der elektrische Widerstand der Fensterschicht geringer ist als der elektrische Widerstand der zweiten Mantelschicht, eine Kontaktschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der Fensterschicht ausgebildet ist, um einen ohmschen Kontakt bereitzustellen, eine leitfähige transparente Oxidschicht, die auf der Kontaktschicht ausgebildet ist, und einen Stromsperrbereich, der in der LED ausgebildet ist. Der Stromsperrbereich ist annähernd mit einer zweiten Elektrode ausgerichtet und kann die Kontaktschicht mit einem hohlen Abschnitt darin, ein auf der Kontaktschicht gebildeter isolierender Bereich, ein ionenimplantierter Bereich in der Kontaktschicht und der Fensterschicht oder ein diffundierter Bereich in der Kontaktschicht und der Fensterschicht sein. Die vorliegende Offenbarung schafft eine Leuchtvorrichtung mit einer in Reihe geschalteten LED-Anordnung mit mehreren LED-Zellen auf einem einzelnen Substrat, einschließlich einer ersten LED-Zelle, einer zweiten LED-Zelle und einer in Reihe geschalteten LED-Unteranordnung mit mindestens drei LED-Zellen, die zwischen der ersten und der zweiten LED-Zelle liegen, wobei jede der ersten und der zweiten LED-Zelle eine erste Seite und eine zweite Seite umfassen, wobei die erste Seite der ersten LED-Zelle und/oder der zweiten LED-Zelle zur LED-Unteranordnung benachbart ist und die zweite Seite der ersten LED-Zelle zur zweiten Seite der zweiten LED-Zelle benachbart ist, einem Graben zwischen den zweiten Seiten der ersten und der zweiten LED-Zelle; und einer Schutzstruktur, die nahe dem Graben ausgebildet ist, um zu verhindern, dass die Leuchtvorrichtung nahe dem Graben durch einen Spannungsstoß beschädigt wird, der höher ist als eine normale Betriebsspannung der Leuchtvorrichtung.
  • Eine Leuchtvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, in der die Schutzstruktur ferner eine erste Isolationsschicht, die die Seitenwände und einen Teil der oberen Oberflächen der LED-Zellen bedeckt und der Luft ausgesetzt ist, und eine zweite Isolationsschicht, die den freiliegenden Abschnitt der ersten Isolationsschicht zwischen der ersten LED-Zelle und der zweiten LED-Zelle bedeckt, umfasst.
  • Eine Leuchtvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei die zweite Isolationsschicht ferner den meisten Teil der oberen Oberflächen der ersten LED-Zelle und der zweiten LED-Zelle bedeckt.
  • Eine Leuchtvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei jede LED-Zelle eine aktive Schicht, die zwischen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist, und ein leitfähiges Metall, das auf der zweiten Halbleiterschicht jeder LED-Zelle angeordnet ist, umfasst.
  • Eine Leuchtvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei die Dicke der Schutzstruktur zwischen der ersten LED-Zelle und der zweiten LED-Zelle größer ist als die Summe der Dicke der ersten Halbleiterschicht, der aktiven Schicht, der zweiten Halbleiterschicht und des leitfähigen Metalls.
    • 1 stellt die Struktur einer herkömmlichen Leuchtvorrichtung dar;
    • 2 stellt ein SEM-Bild einer Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 3 stellt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 4 stellt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 5 stellt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 6 stellt einen Querschnitt einer Leuchtvorrichtung entlang der Linie 6-6' in 5 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 7 stellt eine elektrische Schaltung einer Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 8 stellt eine elektrische Schaltung einer Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 9 stellt einen Querschnitt einer Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 10A stellt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 10B stellt einen Querschnitt einer Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 11 stellt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 12 stellt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 13 stellt Leuchtvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 14 stellt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 15 stellt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar;
    • 16 stellt einen Querschnitt einer Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar.
  • Die Ausführungsformen werden nachstehend in Begleitung der Zeichnungen beschrieben. Um die Offenbarung besser und knapp zu erläutern, sollte derselbe Name oder dasselbe Bezugszeichen, der/das in verschiedenen Absätzen oder Figuren entlang der Patentbeschreibung angegeben ist oder erscheint, dieselben oder äquivalente Bedeutungen aufweisen, während er/es einmal irgendwo in der Offenbarung definiert ist.
  • Um das ESD-Beschädigungsproblem zu lösen, zeigt 3 eine Leuchtvorrichtung 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Leuchtvorrichtung 20 umfasst mehrere LED-Zellen 11 (A, B, C, C1, C2, C3), die durch leitfähige Metalle 13 auf einem einzelnen Substrat 15 in Reihe geschaltet sind, wobei jede LED-Zelle 11 eine erste Halbleiterschicht 17 auf dem Substrat 15, eine zweite Halbleiterschicht 19 auf der ersten Halbleiterschicht 17, eine aktive Schicht 47 (in 3 nicht gezeigt), die zwischen der ersten Halbleiterschicht 17 und der zweiten Halbleiterschicht 19 angeordnet ist, und ein leitfähiges Metall 13, das auf der zweiten Halbleiterschicht 19 angeordnet ist, umfasst. Wie in 3 zu sehen ist, umfasst jedes leitfähige Metall 13 ferner den sich erstreckenden Teil mit mindestens zwei unterteilten Metallleitungen. Die Anzahl der unterteilten Metallleitungen, die von jedem sich erstreckenden Teil verlängert sind, ist nicht auf das begrenzt, was hier offenbart ist. Damit die LED-Anordnung in Reihe geschaltet ist, ist die erste Halbleiterschicht 17 der LED A mit der zweiten Halbleiterschicht 19 der benachbarten LED-Zelle, beispielsweise LED C1, elektrisch verbunden. Wenn eine Polarität des Wechselstromeingangs vom leitfähigen Bereich α zum leitfähigen Bereich β verläuft, fließt der Strom durch die LED-Zellen 11 in der folgenden Reihenfolge: A → C1 → C2 → C3 → C → B. Die größte Potentialdifferenz der LED-Zellen 11 tritt zwischen den LED-Zellen A und B auf. Wie in 3 gezeigt, umfasst die in Reihe geschaltete LED-Anordnung, die insbesondere als LED-Matrix ausgebildet ist, ferner eine in Reihe geschaltete Unteranordnung oder -matrix mit vier LED-Zellen 11 (C1, C2, C3, C), die zwischen den End- oder Anschluss-LED-Zellen A und B in der Reihenschaltung liegen.
  • Wie in 3 gezeigt, umfassen die LED A und LED B ferner eine erste Seite (A1, B1) bzw. eine zweite Seite (A2, B2). Die ersten Seiten (A1, B1) der LED A und LED B sind zur Untermatrix benachbart und die zweiten Seiten (A2, B2) der LED A und LED B sind zueinander benachbart. Außerdem ist ein Graben T zwischen der LED A und LED B ausgebildet. Der Graben T ist nämlich zwischen den zweiten Seiten der LED A und LED B ausgebildet.
  • Um die ESD-Beschädigung zu verhindern, ist eine Schutzstruktur nahe dem Graben T ausgebildet, um zu verhindern, dass die Leuchtvorrichtung in einem Bereich nahe dem Graben durch einen Spannungsstoß beschädigt wird, der höher ist als eine normale Betriebsspannung. In dieser Ausführungsform ist eine erste Isolationsschicht 23 zwischen den LED-Zellen ausgebildet und eine zweite Isolationsschicht 21 ist ferner über der ersten Isolationsschicht 23 in dem Bereich zwischen zwei LED-Zellen 11 mit hoher elektrischer Feldstärke, beispielsweise im Graben T, ausgebildet. Die zweite Isolationsschicht 21 kann wahlweise dicker sein als die erste Isolationsschicht 23. Wenn beispielsweise die Leuchtvorrichtung 20 in 3 herangezogen wird, sind die LED A und LED B elektrisch in Reihe geschaltet, wobei vier (mehr als drei) LED-Zellen 11 dazwischen angeschlossen sind, und leiden daher unter einer hohen elektrischen Feldstärke über einem bestimmten Wert, und daher ist die zweite Isolationsschicht 21 so ausgebildet, dass sie den Teil der oberen Oberflächen der ersten Isolationsschicht 23 und einen Teil der oberen Oberflächen der LED A und LED B bedeckt, um die LED-Zellen 11 von der ESD-Beschädigung zu isolieren. Ohne die erste Isolationsschicht 23 kann außerdem nur die zweite Isolationsschicht 21 auch die Schutzstruktur zum Bedecken des Bereichs zwischen zwei LED-Zellen 11 mit hoher elektrischer Feldstärke, beispielsweise der freiliegenden Oberflächen des Substrats 15, der Seitenfläche der ersten Halbleiterschicht 17 und der Seitenfläche der zweiten Halbleiterschicht 19 zwischen den LED-Zellen A und B, sein. Außerdem können die Materialien der Isolationsschicht 21 und/oder 23 Isolationsmaterialien wie z. B. AlOx1, SiOx2, SiNx3 und so weiter sein, und die Isolationsschicht 21 und/oder 23 können eine Verbundstruktur mit mehreren Schichten sein, die aus verschiedenen Materialien gebildet sind. Die zweite Isolationsschicht 21 kann beispielsweise durch eine Kombination einer Schicht aus SiOx4 mit der Dicke von 210 nm und einer Schicht aus AlOx5 mit der Dicke von 200 nm gebildet sein und die erste Isolationsschicht 23 kann aus nur einer Schicht aus SiOx4 mit der Dicke von 210 nm gebildet sein. (Die Indexworte XI-X5 sind hier Zahlen, die ganze Zahlen oder Dezimalzahlen sein könnten und gleich oder verschiedene sein können.)
  • 4 zeigt eine Leuchtvorrichtung 30 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie zu sehen ist, bedeckt die zweite Isolationsschicht 21 den meisten Teil der oberen Oberflächen der LED A und LED B. Aus demselben vorstehend erwähnten Grund können die Isolationsschichten 21 und 23 auch eine Verbundstruktur mit mehreren Schichten, die aus verschiedenen Materialien gebildet sind, oder eine dicke einzelne Schicht sein, und die Anzahl oder die Dicke der zweiten Isolationsschicht 21 auf den bedeckten oberen Oberflächen der LED und LED B kann mehr als jene in anderen Bereichen sein.
  • 5 zeigt eine Leuchtvorrichtung 40 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In der Ausführungsform ist das Verringern der elektrischen Feldstärke ein anderes Verfahren zum Verhindern der ESD-Beschädigung. Wie in 5 gezeigt, ist eine Isolationswand 41 zwischen der LED A und LED B (in dem Bereich mit hoher elektrischer Feldstärke oder zwischen zwei aneinandergrenzenden LED-Zellen 11, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, und wobei mehr als drei LED-Zellen 11 dazwischen angeschlossen sind) ausgebildet. Da die Isolationswand 41 durch das Isolationsmaterial ausgebildet ist, können die elektrischen Linien, die von der LED A ausgehen, nicht zur LED B gerichtet werden, indem die Isolationswand 41 direkt durchdrungen wird, und sollten stattdessen entlang der Konturen der Isolationswand 41 ausgedehnt sein. Die Länge der elektrischen Linie ist verlängert und daher ist die elektrische Feldstärke (E=V/D, V = Potentialdifferenz, D = Abstand) zwischen der LED A und LED B verringert. Um die Länge der elektrischen Linien zwischen der LED A und LED B zu verlängern, sollte die Isolationswand 41, die zwischen der LED A und LED B angeordnet ist, auf dem kürzesten Weg von der LED A zur LED B ausgebildet sein, um die elektrischen Linien abzuschirmen, die von der LED A oder LED B stammen. Mit anderen Worten, wie in 5 gezeigt, sollte die Dicke der Isolationswand 41 im Graben wesentlich größer sein als die Summe der Dicke der ersten Halbleiterschicht 17, der aktiven Schicht 47, der zweiten Halbleiterschicht 19 und des leitfähigen Metalls 13. Vorzugsweise sollte die Dicke der Isolationswand 41 im Graben größer sein als 1,5-mal die Summe der Dicken der ersten Halbleiterschicht 17, der aktiven Schicht 47, der zweiten Halbleiterschicht 19 und des leitfähigen Metalls 13.
  • 6 ist der Querschnitt der VI-VI'-Linie, die in 5 gezeigt ist. In 6 bedeckt die erste Isolationsschicht 23 konform entlang der Seitenwände der LED A und LED B (einschließlich der ersten Halbleiterschichten 17, der zweiten Halbleiterschichten 19 und der aktiven Schichten 47), einen Teil der oberen Oberflächen der LED A und LED B und direkt einen Teil der oberen Oberfläche des Substrats im Graben T. Außerdem kann die Isolationswand 41 auf der erstem Isolationsschicht 23 ausgebildet sein und ist höher als die LED A und LED B, daher können die elektrischen Linien von der LED A zur LED B durch die Isolationswand 41 abgeschirmt werden. Die exakte Position der Isolationswand 41 kann jedoch modifiziert werden und sollte nicht begrenzt sein. Die Isolationswand 41 kann beispielsweise auch auf der oberen Oberfläche des Substrats 15 direkt ausgebildet sein oder die Isolationswand 41 kann ein spezifisches Muster aufweisen, das durch das herkömmliche CVD-Verfahren und das Photolithographieverfahren ausgebildet wird.
  • 7 zeigt eine elektrische Schaltung einer Leuchtvorrichtung 50 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie das Versuchsergebnis angibt, kann eine schwebende leitfähige Leitung 55, die elektrisch mit der LED-Zelle 11 mit dem elektrischen Potentialpegel zwischen dem höchsten Potential und dem niedrigsten Potential verbindet und zwischen der LED-Zelle 11 mit dem höchsten Potential und der LED-Zelle 11 mit dem niedrigsten Potential angeordnet ist, die ESD-Beschädigung verringern. Wie in 7 gezeigt, kann eine schwebende leitfähige Leitung 55 mit dem leitfähigen Metall 13 zwischen der LED C2 und der LED C3 verbinden.
  • Ähnlich zu 7 ist 8 eine elektrische Schaltung einer Leuchtvorrichtung 60 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Anstelle der Ausbildung einer schwebenden leitfähigen Leitung 55, die mit dem leitfähigen Metall 13 verbindet, ist eine leitfähige Erdungsleitung 65 zwischen der LED-Zelle 11 mit dem höchsten Potential und der LED-Zelle 11 mit dem niedrigsten Potential ausgebildet und die leitfähige Erdungsleitung 65 ist durch Verbinden mit der Außenseite geerdet.
  • 9 ist der Querschnitt der in 7 und 8 gezeigten Ausführungsform. Die schwebende (erdende) leitfähige Leitung 55 (65) kann auf der Isolationsschicht 23 oder direkt auf dem Substrat 15 zwischen zwei LED-Zellen 11 ausgebildet sein.
  • 10A offenbart eine Leuchtvorrichtung 70 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Da die ESD-Beschädigung normalerweise den Ausfall der LED verursacht und nicht leicht zu vermeiden ist, sind zusätzliche ESD-Beschädigungsbereiche 75 ausgebildet, um die ESD-Beschädigung, die in den spezifischen Bereichen passiert, einzugrenzen. Wie in 10A gezeigt, sind zwei zusätzliche ESD-Beschädigungsbereiche 75 vorhanden, die sich von den leitfähigen Metallen 13 erstrecken. Da die zwei zusätzlichen ESD-Beschädigungsbereiche 75 eng einander zugewandt sind, wird die höhere elektrische Feldstärke dazwischen verursacht und die ESD-Beschädigung kann zwischen den zusätzlichen ESD-Beschädigungsbereichen 75 leichter passieren. Die zusätzlichen ESD-Beschädigungsbereiche 75 sind zwei zusätzliche Metallplatten, die nicht mit den LED-Zellen 11 funktionieren, daher können sie helfen, die Arbeitsfunktion der LED-Zellen 11 aufrechtzuerhalten. Außerdem kann die Kante des zusätzlichen ESD-Beschädigungsbereichs 75, die der anderen zugewandt ist, aufgeraut sein, um Spitzen zu bilden, was die Wahrscheinlichkeit, dass das ESD-Phänomen in den vorbestimmten Bereichen passiert, erhöht.
  • 10B ist der Querschnitt der in 10A gezeigten Ausführungsform. Die zwei zusätzlichen ESD-Beschädigungsbereiche 75 sind auf der Isolationsschicht 23 oder direkt auf dem Substrat 15 zwischen zwei LED-Zellen 11 ausgebildet.
  • 11 zeigt eine Leuchtvorrichtung 80 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Da die ESD-Beschädigung von der hohen elektrischen Feldstärke stammt und die elektrische Feldstärke zwischen zwei Objekten von der Potentialdifferenz und vom Abstand der zwei Objekte abhängt. Wie in 11 gezeigt, sollte durch das Versuchsergebnis angegeben der Abstand (D) zwischen zwei aneinandergrenzenden LED-Zellen 11, wobei mehr als drei LED-Zellen 11 dazwischen angeschlossen sind, größer sein als 15 µm. Vorzugsweise sollte der Abstand (D) zwischen zwei aneinandergrenzenden LED-Zellen 11, wobei mehr als drei LED-Zellen 11 darin angeschlossen sind, mehr als 30 µm sein. Der Abstand (D) ist hier als kürzester Abstand zwischen zwei ersten Halbleiterschichten 17 von zwei aneinandergrenzenden LED-Zellen 11 identifiziert. Außerdem bedeuten die „aneinandergrenzenden LED-Zellen“ hier beliebige zwei LED-Zellen 11 mit dem kürzesten Abstand von den ersten Halbleiterschichten 17 der LED-Zelle zur ersten Halbleiterschicht der anderen LED-Zelle, wobei der Abstand (D) vorzugsweise kleiner ist als 50 µm.
  • 12 zeigt eine Leuchtvorrichtung 90 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich zu der in 11 gezeigten Ausführungsform sollte, um die ESD-Beschädigung zu verhindern, die zwischen den leitfähigen Metallen 13 der zwei aneinandergrenzenden LED-Zellen 11 passiert, der Abstand (d) der leitfähigen Metalle 13 der zwei aneinander grenzenden LED-Zellen 11 mehr als 100 µm sein. Diese Konstruktion ist für die zwei aneinandergrenzenden LED-Zellen 11 mit großer Potentialdifferenz dazwischen und/oder mit mehr als drei dazwischen angeschlossenen LED-Zellen 11 geeignet. Vorzugsweise sollte der Abstand (d) der leitfähigen Metalle 13 der zwei aneinandergrenzenden LED-Zellen 11 mehr als 80 µm sein. Der „Abstand der leitfähigen Metalle“ ist hier als kürzester Abstand vom leitfähigen Metall 13 der LED-Zelle 11 zum leitfähigen Metall 13 der angrenzenden LED-Zelle definiert. Außerdem bedeuten die „aneinandergrenzenden Leuchtdiodenzellen“ hier beliebige zwei LED-Zellen 11 mit dem kürzesten Abstand von den ersten Halbleiterschichten 17 der LED-Zelle 11 zur ersten Halbleiterschicht 17 der anderen LED-Zelle 11, wobei der Abstand (d) vorzugsweise kleiner ist als 50 µm.
  • Wie in 13 gezeigt, tritt die hohe elektrische Feldstärke häufig zwischen zwei aneinandergrenzenden LED-Zellen 11 auf, wobei mehr als drei LED-Zellen 11 dazwischen angeschlossen sind (mit großer Potentialdifferenz), wie z. B. LED-Zellen A und B, die in 12 gezeigt sind. Um zu verhindern, dass die LED-Zellen 11 mit großer Potentialdifferenz zu nahe beieinander liegen, wenn eine Reihe von LED-Zellen 11 auf einem Substrat 15 ausgebildet ist, sollte die Reihe von LED-Zellen 11 ihre Anordnungsrichtung ändern, wenn eine bestimmte Menge an LED-Zellen 11 auf eine Richtung ausgerichtet ist, auf die beispielsweise mehr als drei LED-Zellen 11 ausgerichtet sind. Mit anderen Worten, die Anordnungsrichtung der Reihe der LED-Zellen 11 sollte häufig geändert werden, um zu vermeiden, dass irgendwelche zwei LED-Zellen 11 mit großer Potentialdifferenz oder mit mehr als drei dazwischen angeschlossenen LED-Zellen 11 aneinander angrenzend angeordnet sind. 13 zeigt drei Diagramme von verschiedenen Anordnungskonfigurationen einer Reihe von LED-Zellen 11 auf einem einzelnen Substrat 15 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In jedem Diagramm ist eine Reihe der LED-Zellen 11 auf einem einzelnen Substrat 15 angeordnet (durch Epitaxie ausgebildet oder an dem Substrat durch Metallbonden oder Klebstoffbindung befestigt), wobei die Bondkontaktstellen 105 an zwei Enden der Reihe der LED-Zellen ausgebildet sind. Der Pfeil gibt hier die Verlaufsrichtung 103 (die Verbindungsreihenfolge) der LED-Zellen 11 an. In jeder Anordnung weisen beliebige zwei der aneinandergrenzenden LED-Zellen nicht die große Potentialdifferenz dazwischen auf. Wie in 13 gezeigt, umfasst im Einzelnen jede in Reihe geschaltete LED-Anordnung oder Matrix mindestens acht LED-Zellen und mindestens mehr als zwei Zweige. Um zu veranlassen, dass beliebige zwei der aneinandergrenzenden LED-Zellen keine zu große Potentialdifferenz dazwischen aufweisen, ändert jede in der Figur gezeigte LED-Matrix ihre Anordnungsrichtung alle zwei aufeinander folgenden LED-Zellen.
  • 14 zeigt eine Leuchtvorrichtung 110 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Gemäß der elektrischen Oberflächenladungsverteilung der Objekte ist die elektrische Oberflächenladungsdichte pro Flächeneinheit des Objekts groß, wenn das Objekt einen kleinen Krümmungsradius aufweist. Eine weitere Ursache der Beschädigung der LED-Zellen 11, die „Spitzenentladung“ genannt wird, passiert häufig in der Position mit hoher elektrischer Oberflächenladungsdichte pro Flächeneinheit. Um das Phänomen der „Spitzenentladung“ zu verhindern, sind daher die Konturen der LED-Zellen 11 in dieser Ausführungsform modifiziert. Wie in 14 gezeigt, sind die oberen Ecken der ersten Halbleiterschicht 17 zwischen den LED-Zellen A und B strukturiert, beispielsweise abgerundet. Die obige Modifikation ist nicht auf die identifizierten Positionen begrenzt und alle Ecken der LED-Zellen 11 können so strukturiert werden, dass sie abgerundet sind. Ferner kann nicht nur die erste Halbleiterschicht 17, sondern die zweite Halbleiterschicht 19 auch abgerundet werden, insbesondere für die Kanten der LED-Zelle nahe der zweiten Seite, die den kleineren Abstand von der angrenzenden LED-Zelle aufweist. Vorzugsweise ist der Krümmungsradius der strukturierten Ecke nicht geringer als 15 µm.
  • Mit dem ähnlichen Konzept der in 14 offenbarten Ausführungsform zeigt 15, um das Phänomen der „Spitzenentladung“ zu verhindern, dass der Anschluss 123 jeder unterteilten Metallleitung der LED-Zellen 11 durch Ausbilden der runden Metallplatten 123 strukturiert werden kann. Die Form des Anschlussmetalls 123 ist nicht auf die runde Form begrenzt. Wie durch das Versuchsergebnis angegeben, kann irgendeine Form des Anschlussmetalls 123, das am Ende mit dem vergrößerten Abschnitt oder dem Radius, der größer ist als die Linienbreite des leitfähigen Metalls 13 ausgebildet ist, ausgebildet werden, um die „Spitzenentladungs“-Beschädigung zu verringern.
  • 16 zeigt einen Querschnitt einer Leuchtvorrichtung 130 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Um die unerwünschte Entladung zu verringern, kann ein glatterer Weg, der den Stromfluss erleichtert, helfen. Wie in 16 gezeigt, ist, um zu veranlassen, dass sich der Strom vom leitfähigen Metall weit ausbreitet, eine Stromsperrschicht 133 unter dem leitfähigen Metall 13 vorgesehen. Die Stromsperrschicht 133 besteht aus einem dielektrischen Material, das ein Isolator ist, wie z. B. SiOy1 oder SiNy2. Die Stromsperrschicht sperrt jedoch auch die meisten Wege, die der Strom fließt. Wenn der Strom sich nicht entlang des normalen Wegs ausbreiten kann, kriecht er in anderen Formen wie z. B. ESD oder Spitzenentladung. Daher ist in dieser Ausführungsform die Stromsperrschicht 133 unter dem leitfähigen Metall 13, nicht unter dem Ende des leitfähigen Metalls 13 ausgebildet. Diese Konstruktion lässt den Strom am Ende des leitfähigen Metalls 133, wo die Entladung am leichtesten verursacht wird, gleichmäßiger fließen und verringert die Wahrscheinlichkeit, dass der Strom entlang des Entladungsweges kriecht. Außerdem kann eine transparente leitfähige Schicht 135 wie z. B. ITO, IZO, ZnO, AZO, eine dünne Metallschicht oder die Kombination davon auch wahlweise auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet werden, um der Stromausbreitung zu helfen.
  • Das elektrische Verbindungsverfahren ist beispielsweise nicht auf die Reihenschaltung begrenzt. Die vorstehend als Ausführungsformen gezeigten ESD-Schutzverfahren können auf beliebige zwei aneinander angrenzende Leuchtdiodenzellen mit hoher elektrischer Feldstärke über einem bestimmten Wert oder mit mehr als drei dazwischen angeschlossenen LED-Zellen, die elektrisch parallel oder in der Kombination von in Reihe und parallelgeschaltet sind, angewendet werden.

Claims (19)

  1. Leuchtvorrichtung, die umfasst: ein einzelnes Substrat (15) eine LED-Unteranordnung mit mindestens einer ersten LED-Zelle, einer zweiten LED-Zelle, einer dritten LED-Zelle, einer vierten LED-Zelle, einer fünften LED-Zelle und einer sechsten LED-Zelle, die auf dem einzelnen Substrat (15) in Reihe geschaltet sind, wobei die erste LED-Zelle, die vierte LED-Zelle und die fünfte LED-Zelle in einer ersten Spalte angeordnet sind; wobei die zweite LED-Zelle, die dritte LED-Zelle und die sechste LED-Zelle in einer zweiten Spalte angeordnet sind; wobei jede der Vielzahl von LED-Zellen ein erstes Paar und ein zweites Paar von gegenüberliegenden Kanten aufweist; wobei die ersten Paare von gegenüberliegenden Kanten nicht parallel zu den zweiten Paaren von gegenüberliegenden Kanten sind; eine Vielzahl von leitfähigen Metallelementen (13) mit einem ersten leitfähigen Metallelement, einem zweiten leitfähigen Metallelement, einem dritten leitfähigen Metallelement, einem vierten leitfähigen Metallelement und einem fünften leitfähigen Metallelement, das auf der Vielzahl von LED-Zellen ausgebildet ist, um die LED-Zellen elektrisch in Reihe zu schalten; wobei jedes der leitenden Metallelemente (13) zwei sich erstreckende Teile die jeweils auf einer LED-Zelle und einer benachbarten LED-Zelle ausgebildet sind, und einen Verbindungsteil zwischen den beiden erstreckenden und wobei ein kürzester Abstand zwischen zwei der Vielzahl von leitfähigen Metallelementen (13) zweier benachbarter LED-Zellen mehr als 80 µm beträgt.
  2. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste LED-Zelle durch das erste leitende Metallelement mit der zweiten LED-Zelle verbunden ist und der Verbindungsteil des ersten leitenden Metallelements zwischen einer Kante des ersten Paares von gegenüberliegenden Kanten der ersten LED-Zelle und einer Kante des ersten Paares von gegenüberliegenden Kanten der zweiten LED-Zelle ausgebildet ist; wobei die zweite LED-Zelle durch das zweite leitende Metallelement mit der dritten LED-Zelle verbunden ist und der Verbindungsteil des zweiten leitenden Metallelements zwischen einer Kante des zweiten Paares von gegenüberliegenden Kanten der zweiten LED-Zelle und einer Kante des zweiten Paares von gegenüberliegenden Kanten der dritten LED-Zelle ausgebildet ist, wobei die dritte LED-Zelle durch das dritte leitende Metallelement mit der vierten LED-Zelle verbunden ist und der Verbindungsteil des dritten leitenden Metallelements zwischen einer Kante des ersten Paares von gegenüberliegenden Kanten der dritten LED-Zelle und einer Kante des ersten Paares von gegenüberliegenden Kanten der vierten LED-Zelle ausgebildet ist; wobei die vierte LED-Zelle durch das vierte leitende Metallelement mit der fünften LED-Zelle mit dem vierten leitenden Metall dazwischen verbunden ist und der Verbindungsteil des vierten leitenden Metalls zwischen einer Kante des zweiten Paares von gegenüberliegenden Kanten der vierten LED-Zelle und einer Kante des zweiten Paares von gegenüberliegenden Kanten der fünften LED-Zelle ausgebildet ist; wobei die fünfte LED-Zelle mit der sechsten LED-Zelle mit dem fünften leitenden Metall dazwischen verbunden ist und der Verbindungsteil des fünften leitenden Metalls zwischen einer Kante des ersten Paares von gegenüberliegenden Kanten der fünften LED-Zelle und einer Kante des ersten Paares von gegenüberliegenden Kanten der sechsten LED-Zelle gebildet ist.
  3. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die in Reihe geschalteten LED-Unteranordnung weiterhin eine erste LED-Zelle (A) und eine letzte LED-Zelle (B) umfasst.
  4. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste LED-Zelle (A) und die letzte LED-Zelle (B) in verschiedenen Spalten angeordnet sind.
  5. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede LED-Zelle eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Halbleiterschicht aufweist, wobei die Schichten nacheinander auf dem einzelnen Substrat ausgebildet sind.
  6. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5, wobei jede der ersten Halbleiterschichten der LED-Zellen eine runde Ecke mit einem Krümmungsradius umfasst, der nicht geringer als 15 µm ist.
  7. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Abstand zwischen der ersten Halbleiterschicht der ersten LED-Zelle und der ersten Halbleiterschicht der zweiten LED-Zelle größer ist als 15 µm und kleiner ist als 50 µm.
  8. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste Halbleiterschicht der einen LED-Zelle in der in Reihe geschalteten LED-Unteranordnung mit der zweiten Halbleiterschicht der benachbarten LED-Zelle in der in Reihe geschalteten LED-Unteranordnung elektrisch verbunden ist.
  9. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5, wobei zumindest eines der sich erstreckenden Teile ein vergrößertes Ende umfasst.
  10. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das einzelne Substrat (15) ein einzelnes kristallines Substrat ist und die LED-Zellen der in Reihe geschalteten LED-Unteranordnung auf dem einzelnen Substrat epitaxial gezüchtet sind.
  11. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die beiden sich erstreckenden Teile jedes der leitenden Metallelemente auf der ersten Halbleiterschicht einer LED-Zelle bzw. der zweiten Halbleiterschicht einer benachbarten LED-Zelle ausgebildet sind.
  12. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend eine erste Bondkontaktstelle und eine zweite Bondkontaktstelle; wobei jede LED-Zelle eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Halbleiterschicht umfasst, die nacheinander auf dem einzelnen Substrat ausgebildet sind, wobei die erste Bondkontaktstelle auf der zweiten Halbleiterschicht der ersten LED-Zelle ausgebildet ist und die zweite Bondkontaktstelle auf der ersten Halbleiterschicht der letzten Zelle ausgebildet ist.
  13. Leuchtvorrichtung, umfassend: ein einzelnes Substrat; eine Vielzahl von LED-Zellen, die in einem Array mit einer ersten Spalte und einer zweiten Spalte auf dem Substrat angeordnet sind; eine Vielzahl von leitenden Metallelementen, die auf den LED-Zellen ausgebildet sind, um die Vielzahl von LED-Zellen in Serie elektrisch zu verbinden; wobei jedes leitende Metallelement einen ersten sich erstreckenden Teil und einen zweiten erstreckenden Teil die jeweils auf einer LED-Zelle und einer benachbarten LED-Zelle ausgebildet sind, und einen Verbindungsteil zwischen dem ersten erstreckenden Teil und dem zweiten erstreckenden Teil umfasst; eine erste Isolationsschicht (23), die zwischen der Vielzahl von LED-Zellen ausgebildet ist, und eine zweite Isolationsschicht (21), die über der ersten Isolationsschicht (23) ausgebildet ist und den meisten Teil der oberen Oberflächen von zwei der Vielzahl von LED-Zellen bedeckt.
  14. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 13, wobei jede LED-Zelle eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Halbleiterschicht umfasst, die nacheinander auf dem Substrat ausgebildet sind; wobei die Vielzahl von LED-Zellen N LED-Zellen umfasst, wobei die N LED-Zellen kontinuierlich und sequentiell durch die leitenden Metallelemente verbunden sind, wobei N ≧ 6 und die sich erstreckenden Richtungen der Verbindungsteile sich N-2 mal ändern; und wobei jeweils zwei der mehreren aneinandergrenzenden LED-Zellen mit weniger als drei LED-Zellen dazwischen elektrisch miteinander verbunden sind.
  15. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das erste sich erstreckende Teil und das zweite sich erstreckende Teil nicht parallel sind.
  16. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine unter dem leitenden Metallelement gebildete Stromsperrschicht; und eine transparente leitende Schicht, die auf der Stromsperrschicht gebildet wird.
  17. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine erste Bondkontaktstelle und eine zweite Bondkontaktstelle; wobei die Vielzahl von LED-Zellen eine erste LED-Zelle, eine zweite LED-Zelle, eine dritte LED-Zelle und eine N-te LED-Zelle umfasst, wobei die erste Bondkontaktstelle auf der ersten LED-Zelle ausgebildet ist, wobei die zweite Bondkontaktstelle auf der N-ten LED-Zelle ausgebildet ist, wobei die erste LED-Zelle und die zweite LED-Zelle durch eines der Vielzahl von leitenden Metallelemente verbunden sind, die den Verbindungsteil mit einer ersten Erstreckungsrichtung umfassen; wobei die zweite LED-Zelle und die dritte LED-Zelle durch ein anderes der Vielzahl von leitenden Metallelemente verbunden sind, die den Verbindungsteil mit einer zweiten Erstreckungsrichtung umfassen, wobei die erste Erstreckungsrichtung und die zweite Erstreckungsrichtung unterschiedlich sind.
  18. Leuchtvorrichtung nach Anspruch, 17, wobei die erste Bondkontaktstelle in der ersten Spalte und die zweite Bondkontaktstelle in der zweiten Spalte angeordnet sind.
  19. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 14, wobei jede der vier LED-Zellen der Vielzahl von LED-Zellen, die benachbart zueinander sind, in der ersten Spalte und der zweiten Spalte angeordnet sind und drei Verbindungsteile umfasst, die auf den vier LED-Zellen ausgebildet sind.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9171883B2 (en) * 2010-08-30 2015-10-27 Epistar Corporation Light emitting device
CN102593284B (zh) * 2012-03-05 2014-06-18 映瑞光电科技(上海)有限公司 隔离深沟槽及其高压led芯片的制造方法
TWI549278B (zh) * 2012-03-12 2016-09-11 晶元光電股份有限公司 發光二極體元件
CN105977369A (zh) * 2016-05-26 2016-09-28 合肥彩虹蓝光科技有限公司 一种小电流高光效hv-led芯片
WO2019049825A1 (ja) 2017-09-08 2019-03-14 日本電子株式会社 自動分析装置および検体分注機構の異常検出方法
JP2019072137A (ja) * 2017-10-13 2019-05-16 サミー株式会社 回胴式遊技機
JP2019072140A (ja) * 2017-10-13 2019-05-16 サミー株式会社 回胴式遊技機
CN109950280B (zh) * 2019-02-26 2021-02-12 云谷（固安）科技有限公司 具有静电防护结构的装置及其制备方法
WO2021146596A1 (en) 2020-01-16 2021-07-22 Matthew Hartensveld Capacitive control of electrostatic field effect optoelectronic device
CN112687780B (zh) * 2020-12-29 2022-02-11 厦门三安光电有限公司 一种高压发光二极管芯片

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5789768A (en) 1997-06-23 1998-08-04 Epistar Corporation Light emitting diode having transparent conductive oxide formed on the contact layer
US20080251808A1 (en) 2002-08-01 2008-10-16 Takeshi Kususe Semiconductor light-emitting device, method for manufacturing the same, and light-emitting apparatus including the same
US20100109030A1 (en) 2008-11-06 2010-05-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Series connected flip chip leds with growth substrate removed

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4538342A (en) * 1984-06-15 1985-09-03 At&T Bell Laboratories Forming platinum contacts to in-based group III-V compound devices
US6097076A (en) * 1997-03-25 2000-08-01 Micron Technology, Inc. Self-aligned isolation trench
JP2002026384A (ja) * 2000-07-05 2002-01-25 Nichia Chem Ind Ltd 集積型窒化物半導体発光素子
JP2002118288A (ja) * 2000-10-12 2002-04-19 Tokai Rika Co Ltd 半導体光デバイス
DE10051159C2 (de) * 2000-10-16 2002-09-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED-Modul, z.B. Weißlichtquelle
US6547249B2 (en) * 2001-03-29 2003-04-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Monolithic series/parallel led arrays formed on highly resistive substrates
JP3822545B2 (ja) * 2002-04-12 2006-09-20 士郎 酒井 発光装置
JP3912219B2 (ja) * 2002-08-01 2007-05-09 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
US20050017371A1 (en) * 2003-07-22 2005-01-27 Zhiyong Wang Electronic assembly having a die with rounded corner edge portions and a method of fabricating the same
JP4273928B2 (ja) 2003-10-30 2009-06-03 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体素子
KR100576856B1 (ko) 2003-12-23 2006-05-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
US7615798B2 (en) * 2004-03-29 2009-11-10 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device having an electrode made of a conductive oxide
US7064353B2 (en) * 2004-05-26 2006-06-20 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED chip with integrated fast switching diode for ESD protection
US7566908B2 (en) * 2004-11-29 2009-07-28 Yongsheng Zhao Gan-based and ZnO-based LED
US7821023B2 (en) * 2005-01-10 2010-10-26 Cree, Inc. Solid state lighting component
EP1864338A4 (de) * 2005-02-04 2010-01-20 Seoul Opto Device Co Ltd Lichtemittierendes bauelement mit mehreren lichtemittierenden zellen und herstellungsverfahren dafür
JP2006228855A (ja) 2005-02-16 2006-08-31 Rohm Co Ltd 半導体発光素子およびその製法
JP3117281U (ja) 2005-09-30 2006-01-05 鼎元光電科技股▲ふん▼有限公司 効率の高いマトリックス発光ダイオード素子
JP2008047850A (ja) * 2006-07-19 2008-02-28 Mitsubishi Cable Ind Ltd 窒化物半導体発光ダイオード素子
KR20070111091A (ko) 2006-05-16 2007-11-21 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광다이오드
KR101273177B1 (ko) 2006-10-19 2013-06-14 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조 방법
EP2111641B1 (de) * 2007-01-22 2017-08-30 Cree, Inc. Beleuchtungsvorrichtungen mit extern mit einander verbundenen arrays aus lichtemittierenden vorrichtungen sowie verfahren zu ihrer herstellung
KR20090119862A (ko) * 2007-01-22 2009-11-20 크리 엘이디 라이팅 솔루션즈, 인크. 고장 내성 발광기, 고장 내성 발광기를 포함하는 시스템 및 고장 내성 발광기를 제조하는 방법
WO2008111693A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Seoul Opto Device Co., Ltd. Ac light emitting diode
JP2008270616A (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Rohm Co Ltd 半導体発光装置の製造方法および半導体発光装置
DE102008005935A1 (de) * 2007-11-29 2009-06-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiteranordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
US20090152683A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-18 National Semiconductor Corporation Rounded die configuration for stress minimization and enhanced thermo-mechanical reliability
JP2009238893A (ja) 2008-03-26 2009-10-15 Oki Data Corp 半導体装置、光プリントヘッドおよび画像形成装置
JP5229034B2 (ja) * 2008-03-28 2013-07-03 サンケン電気株式会社 発光装置
KR100988041B1 (ko) 2008-05-15 2010-10-18 주식회사 에피밸리 반도체 발광소자
US8823179B2 (en) * 2008-05-21 2014-09-02 Chia-Lun Tsai Electronic device package and method for fabricating the same
JP2009302314A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Rohm Co Ltd ＧａＮ系半導体装置
TW201007975A (en) * 2008-08-05 2010-02-16 Helio Optoelectronics Corp Structure of AC light-emitting diode dies
JP5305790B2 (ja) * 2008-08-28 2013-10-02 株式会社東芝 半導体発光素子
WO2010050694A2 (ko) * 2008-10-29 2010-05-06 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드
TWI466266B (zh) * 2009-02-24 2014-12-21 Epistar Corp 陣列式發光元件及其裝置
JP5352857B2 (ja) * 2009-03-31 2013-11-27 旭化成エレクトロニクス株式会社 光デバイス
KR101706915B1 (ko) * 2009-05-12 2017-02-15 더 보드 오브 트러스티즈 오브 더 유니버시티 오브 일리노이 변형가능 및 반투과 디스플레이를 위한 초박형, 미세구조 무기발광다이오드의 인쇄 어셈블리
US8400064B2 (en) * 2009-09-09 2013-03-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Zener diode protection network in submount for LEDs connected in series
TWM379173U (en) * 2009-12-07 2010-04-21 Universal Optoelectronics Co Ltd Cascaded light-emitting diode device
US9171883B2 (en) * 2010-08-30 2015-10-27 Epistar Corporation Light emitting device
JP2013222269A (ja) 2012-04-13 2013-10-28 Fujitsu Frontech Ltd 見舞管理システム、その検索サーバ、プログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5789768A (en) 1997-06-23 1998-08-04 Epistar Corporation Light emitting diode having transparent conductive oxide formed on the contact layer
US20080251808A1 (en) 2002-08-01 2008-10-16 Takeshi Kususe Semiconductor light-emitting device, method for manufacturing the same, and light-emitting apparatus including the same
US20100109030A1 (en) 2008-11-06 2010-05-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Series connected flip chip leds with growth substrate removed

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