JP2014511132A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
照明装置は、複数のダイオードと、電気信号を受信し、この電気信号を複数のダイオードに送信するよう構成される電気インターフェースと、を含む。
Description
本発明は概して、発光及び光起電技術に関し、具体的には発光又は光起電ダイオードを有する発光装置及びこの製造方法に関する。
発光ダイオード(「LED」)を有する照明装置は一般的に、集積回路のプロセス工程を使用して、半導体ウェハー上でLEDを作製することを必要としてきた。得られるLEDは実質的に平坦であり、比較的大きく、ほぼ200μm以上の直径である。そのようなLEDはそれぞれ2つの端子のデバイスであり、一般的に2つの金属端子を有し、LEDのp型及びn型部分のオーミック接触をもたらす。LEDは次いで、研削などの機械プロセスを通じて、一般的に個々のLEDに分割される。個々のLEDは次いで、反射性ケーシング内に配置され、ボンディングワイヤが個々に、LEDの2つの金属端子のそれぞれに取り付けられる。このプロセスは時間がかかり、労働集約型であり、高価であり、多くの民生用途に関して、LED系の照明装置は高価過ぎるという結果になる。
同様に、エネルギー生成デバイス、例えば光起電パネルもまた、半導体ウェハー又は他の基板上で、集積回路プロセスの工程を使用して光起電ダイオードを作製することを必要としている。得られるウェハー又は他の基板は次いでパッケージ化され、組み立てられて光起電パネルを作製する。このプロセスもまた時間がかかり、労働集約型であり、高価であり、第三者機関による助成金がなくては、あるいは政府の他の奨励がなくては広範に使用されるには高価過ぎる光起電装置を生じる。
光放射又はエネルギー生成の目的に関して、新しいタイプのダイオード又は他の半導体デバイスを作ろうという試みを念頭に、様々な技法がもたらされてきた。例えば、量子ドット(これは官能化又は有機樹脂及び溶媒に相溶性であるよう有機分子で末端保護されている)が印刷されて、次いで、第2の光で励起されたときに、光を放射することができる図形を形成できるということが提案されている。デバイス形成のための様々なアプローチは、半導体ナノ粒子、例えば約1.0nm〜約100nm(1ミクロンの1/10)の範囲の粒子などを使用して取り組まれている。他のアプローチは、溶媒結合剤担体内に分散した、より大きなスケールのシリコン粉末を使用し、シリコン粉末の得られるコロイド懸濁液は、印刷されたトランジスタにおいて活性層を形成するのに使用される。更に他の異なるアプローチは、非常に平坦なAlInGaP LEDを使用しており、これはGaAsウェハー上に形成され、各LEDは、ウェハー上に2つの隣接するLEDのそれぞれに対して、分離したフォトレジストアンカーを有し、各LEDは次いで、ピックアップされ、配置されて、最終的にデバイスを形成する。
これらのアプローチのいずれも、完成し、機能することができ、印刷プロセス使用して、不活性な大気環境で装置若しくはシステム内に形成することができる半導体デバイスを含むインク又は懸濁液を有さない。
ダイオード系技術のこれらの最近の開発は、LED系デバイス及び光起電デバイスの商業実用化を達成するにはあまりに複雑で、高価である。結果として、組み込まれた構成要素という観点から、及び製造の容易さという観点から、より費用のかからないよう設計されている発光及び/又は光起電装置に対する需要が残っている。より安価で、堅牢なプロセスを使用して、そのような発光又は光起電デバイスの製造し、これによって、消費者及び商業により広く使用され、かつ適用されるのに利用可能であり得るLED系発光デバイス及び光起電パネルを製造する需要もまた残っている。したがって、印刷されてLED系デバイス及び光起電デバイスを作製するために印刷され得る、完成した、機能しているダイオードの液体懸濁液と、かかるLED系デバイス及び光起電デバイスを作製するための印刷方法と、結果として得られるLED系デバイス及び光起電デバイスとに対する様々な需要が残っている。
代表的な実施形態は、例えばスクリーン印刷又はフレキソ印刷などを通じて印刷することができる「ダイオードインク」、すなわちダイオードの液体懸濁液を呈する。以下により詳細に説明されるように、ダイオード自体は、ダイオードインク組成物内に含まれる前に、完全に形成されている半導体デバイスであり、これは、通電されて光を放射するときに機能することができるか(LEDとして具体化されているとき)、又は光源に暴露されたとき、電力を供給できる(光起電ダイオードとして具体化されたとき)。代表的な方法はまた、以下で詳細に説明されるようにダイオードインクを製造する方法を含み、このダイオードインクは、溶媒及び粘性のある樹脂、又は高分子混合物中に複数のダイオードを懸濁し、これは印刷されてLED系デバイス及び光起電デバイスを製造することができる。かかるダイオードインクを印刷することによって形成される代表的な装置及びシステムもまた説明される。説明がダイオードに集中している一方で、当業者は、より広範に「半導体デバイスインク」と称されているものを形成するために、他のタイプの半導体デバイスが同等に置換され得、全てのそのような変形例は同等物と考えられ、かつ本開示の範囲内であるということを理解するであろう。
代表的な実施形態は、複数のダイオードと、第1溶媒と、粘度調整剤とを含む組成物である。代表的な実施形態では、水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(IPA)を含む)、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノール(イソブタノール)を含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)、シクロヘキサノール、テルピネオールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチルなどのエステル類;エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類などのグリコール類;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの溶媒を含んでもよい。
代表的な実施形態では、第1溶媒はN−プロパノールを含む。第1溶媒は、約5重量%〜50重量%の量で存在してもよい。代表的な実施形態では、粘度調整剤はメトキシルセルロース樹脂又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む。粘度調整剤は、約0.75重量%〜5重量%の量で存在することができる。
粘度調整剤は、代表的な実施形態において、ヘクトライト粘土類、ガラマイト粘土類、有機変性粘土類などの粘土類;グアーガム、キサンタンガムなどの糖類及び多糖類;ヒドロキシルメチルセルロース、メチルセルロース、メトキシルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエチルエーテル、キトサンなどのセルロース類及び変性セルロース類;アクリレート及び(メタ)アクリレートのポリマー類及びコポリマー類などのポリマー類、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヒュームドシリカ、シリカ粉末類、変性尿素類;並びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの粘度調整剤を含む。
代表的な実施形態では、この組成物は第1溶媒とは異なる第2溶媒を更に含む。第2溶媒は、水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(イソプロパノール)を含む)、イソブタノール、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノールを含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチル、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチルなどのエステル類;エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類などのグリコール類;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);並びにこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの溶媒であってもよい。
第2溶媒は、少なくとも1種の二塩基酸エステルであってもよい。第2溶媒が、溶媒和剤又は湿潤溶媒を含んでもよい。代表的な実施形態では、第2溶媒は、グルタル酸ジメチル及びコハク酸ジメチルを含み、グルタル酸ジメチルとコハク酸ジメチルの比は約2対1(2:1)である。他の代表的な実施形態では、第2溶媒は、約0.1重量%〜10重量%の量で存在してもよい。他の代表的な実施形態では、第2溶媒は、約0.5重量%〜6重量%の量で存在してもよい。
代表的な実施形態では、第1溶媒は、N−プロパノール、テルピネオール又はジエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、シクロヘキサノール、又はこれらの混合物を含み、かつ約5重量%〜50重量%の量で存在し、粘度調整剤は、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、かつ約0.75重量%〜5.0重量%の量で存在し、第2溶媒は、約0.5重量%〜10重量%の量で存在する非極性樹脂溶媒を含み、組成物の残部は水を更に含む。
組成物を作製する方法もまた開示され、代表的な方法の実施形態は、複数のダイオードをN−プロパノールと混合することと、このN−プロパノール及び複数のダイオードの混合物をメチルセルロース樹脂に添加することと、グルタル酸ジメチル及びコハク酸ジメチルを添加することと、複数のダイオード、N−プロパノール、メチルセルロース樹脂、グルタル酸ジメチル、及びコハク酸ジメチルを空気雰囲気下で約25〜30分混合することと、を含む。
代表的な方法は、複数のダイオードをウェハーから外すことを更に含んでもよい。代表的な実施形態では、複数のダイオードをウェハーから外すことは、ウェハーの裏面を研削すること及び研磨することを更に含んでもよい。他の代表的な実施形態では、複数のダイオードをウェハーから外すことは、ウェハーの裏面からのレーザーリフトオフを更に含んでもよい。
他の代表的な実施形態では、第1溶媒は、約15重量%〜40重量%の、N−プロパノール、テルピノール若しくはジエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含み、粘度調整剤は、約1.25重量%〜2.5重量%の、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、第2溶媒は、約0.5重量%〜10重量%の非極性樹脂溶媒を含み、組成物の残部は水をさらに含む。
他の代表的な実施形態では、第1溶媒は、約17.5重量%〜22.5重量%の、N−プロパノール、テルピノール若しくはジエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含み、粘度調整剤は、約1.5重量%〜2.25重量%の、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、第2溶媒は、約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含み、組成物の残部は水を更に含み、組成物の粘度は25℃において実質的に約5,000cps〜約20,000cpsである。
更に他の代表的な実施形態では、第1溶媒は、約20重量%〜40重量%の、N−プロパノール、テルピノール若しくはジエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノールを含み、粘度調整剤は、約1.25重量%〜1.75重量%の、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、第2溶媒は、約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含み、組成物の残部は水を更に含み、組成物の粘度は25℃において実質的に約1,000cps〜約5,000cpsである。
様々な実施形態では、組成物は、約25℃において実質的に約1,000cps〜約20,000cpsの粘度を有してもよく、又は約25℃において約10,000cpsの粘度を有してもよい。
代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードはGaN及びシリコン基板を含む。他の代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードはGaNヘテロ構造体及びGaN基板を含む。様々な代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードのGaN部分は、実質的に分葉化しているか、星状であるか、又は円環状である。
様々な代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードは、ダイオードの第1面上の第1金属端子、及びダイオードの裏面である第2面上に第2金属端子を有する。他の代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードは、1つの金属端子又は電極のみを有する。
他の代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードは、ダイオードの第1面上の少なくとも1つのp+GaN層又はn+GaN層から、ダイオードの裏面である第2面まで延びる少なくとも1つの金属ビア構造体を有する。様々な代表的な実施形態では、金属ビア構造体は、中央ビア、周辺ビア、又は外周ビアを含む。
様々な代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードは、全寸法において約450マイクロメートル未満である。他の代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードは、全寸法において約200マイクロメートル未満である。他の代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードは、全寸法において約100マイクロメートル未満である。更に他の代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードは、全寸法において約50マイクロメートル未満である。
代表的な実施形態では、複数のダイオードの各ダイオードは、実質的に六角形であり、直径が約20〜30マイクロメートルであってもよく、並びに高さは約10〜15マイクロメートルである。
代表的な実施形態では、複数のダイオードは、シリコン、ヒ化ガリウム(GaAs)、窒化ガリウム(GaN)、GaP、InAlGaP、InAlGaP、AlInGaAs、InGaNAs、及びAlInGASbからなる群から選択される少なくとも1つの無機半導体を含む。他の代表的な実施形態では、複数のダイオードは、π共役高分子類、ポリ(アセチレン)類、ポリ(ピロール)類、ポリ(チオフェン)類、ポリアニリン類、ポリチオフェン類、ポリ(p−フェニレンスルフィド)、ポリ(パラ−フェニレンビニレン)類(PPV)及びPPV誘導体、ポリ(3−アルキルチオフェン類)、ポリインドール、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポリアゼピン、ポリ(フルオレン)類、ポリナフタレン、ポリアニリン、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール、ポリピロール誘導体、ポリチアナフテン、ポリチアナフテン誘導体、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリジアセチレン、ポリジアセチレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリナフタレン、ポリナフタレン誘導体、ポリイソチアナフテン(PITN)、ヘテロアリーレン基がチオフェン、フラン又はピロールであるポリヘテロアリ―レンビニレン(ParV)、ポリフェニレン−スルフィド(PPS)、ポリペリナフタレン(PPN)、ポリフタロシアニン(PPhc)、及びそれらの誘導体、それらのコポリマー、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの有機半導体を含む。
様々な代表的な実施形態では、粘度調整剤は、接着性粘度調整剤を更に含む。代表的な実施形態において、粘度調整剤は、乾燥又は硬化したとき、複数のダイオードの各ダイオードの実質的に周辺部の付近に高分子又は樹脂の格子を形成してもよい。
代表的な実施形態では、組成物は濡れているときは視覚的に不透明であり、乾燥又は硬化したときは実質的に光学的に透明である。
代表的な実施形態では、第1溶媒は、実質的に電気的に非絶縁性である。
他の代表的な実施形態では、組成物は、約25度超、又は約40度超の接触角を有する。
他の代表的な実施形態では、組成物は、1未満の相対蒸発速度を有し、蒸発速度は、1の速度を有する酢酸ブチルに対するものである。
組成物を使用する代表的な方法もまた開示され、組成物を、ベースに結合された第1半導体上に印刷することを含む。
他の代表的な実施形態が開示され、組成物は、複数のダイオードと、メトキシルセルロース樹脂又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂などの粘度調整剤とを含む。粘度調整剤は、約0.75重量%〜5重量%の量で存在してもよい。代表的な実施形態は、第1溶媒を更に含んでもよく、また第1溶媒とは異なる第2溶媒を更に含んでもよい。
他の代表的な実施形態では、組成物は、複数のダイオードと、第1溶媒と、第2溶媒と、約25℃において実質的に約5,000cps〜約15,000cpsの粘度を組成物にもたらすための粘度調整剤とを含む。
他の代表的な実施形態では、組成物は複数のダイオードと、第1の湿潤溶媒とを含む。他の代表的な実施形態では、組成物は複数のダイオードと、粘度調整剤とを含む。
他の代表的な組成物は、複数のダイオードと、約25℃において実質的に約1,000cps〜約20,000cpsの粘度を組成物にもたらすための粘度調整剤とを含む。
他の代表的な実施形態では、組成物は、複数のダイオードと、N−プロパノール、テルピネオール若しくはジエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤と、第2の非極性樹脂溶媒とを含む。
更に他の代表的な実施形態では、組成物は、複数のダイオードと、約15重量%〜40重量%の、N−プロパノール、テルピノール若しくはジエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、約1.25重量%〜2.5重量%の、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤又はこれらの混合物と、約0.5重量%〜10重量%の二塩基酸エステルとを含む。
更に他の代表的な実施形態では、組成物は、複数のダイオード、約17.5重量%〜22.5重量%の、N−プロパノール、テルピノール若しくはジエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/若しくはシクロヘキサノール、又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、約1.5重量%〜2.25重量%の、メトキシルセルロース若しくはヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルとを含み、組成物の粘度は25℃において実質的に約5,000cps〜約20,000cpsである。
他の代表的な組成物は、複数のダイオードと、約20重量%〜40重量%の、N−プロパノール、テルピノール若しくはジエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール若しくはシクロヘキサノール、又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、約1.25重量%〜1.75重量%の、メトキシルセルロース若しくはヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルとを含み、組成物の粘度は25℃において実質的に約1,000cps〜約5,000cpsである。
他の代表的な実施形態では、組成物は、複数のダイオード、N−プロパノール、メトキシルセルロース樹脂、及びグルタル酸ジメチルを含む。更に他の代表的な実施形態では、組成物は、複数のダイオード、N−プロパノール、ヒドロキシプロピルセルロース樹脂、及びグルタル酸ジメチルを含む。更に他の代表的な実施形態では、組成物は、複数のダイオード、N−プロパノール、メトキシルセルロース若しくはヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物と、グルタル酸ジメチルと、コハク酸ジメチルとを含む。
代表的な照明装置はまた、第1面上に接着剤を有する可撓性ベースと、このベースに結合された複数の第1導体と、複数の第1導体の第1導体上に、実質的に不規則に、かつ平行に分散された複数の発光ダイオードであって、複数の発光ダイオードの少なくとも一部は、第1の順バイアス配向を有し、複数の発光ダイオードの少なくとも一部は、第2の逆バイアス配向を有する、発光ダイオードと、複数のダイオードに結合され、かつ複数の第1導体の第2導体に結合された少なくとも1つの第2導体と、少なくとも1つの第2導体又介在する安定化層に結合された発光層と、この発光層に結合された保護コーティングと、複数の第1導体に結合された電気的インターフェースと、を備える代表的な照明装置と共に開示される。
代表的な装置は更に、複数の発光ダイオードに結合されたポリマー又は樹脂の格子を更に含んでもよい。代表的な装置は少なくとも約10lm/Wの量で光を放射することができる。複数の発光ダイオードは、直径が約20マイクロメートル〜約30マイクロメートルの平均粒径を含んでもよい。代表的なベースは、可撓性材料、多孔質材料、透過性材料、透明材料、半透明材料、不透明材料、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。代表的なベースは、プラスチック、高分子材料、天然ゴム、合成ゴム、天然織物、合成織物、ガラス、セラミックス、シリコン由来の材料、シリカ由来の材料、コンクリート、石、押出ポリフォレフィンフィルム、高分子不織布、セルロース系紙、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。代表的なベースは電気絶縁を提供するのに十分であってもよく、保護コーティングは耐候性密閉部を形成する。
他の代表的な実施形態では、この装置は、1平方センチメートル当たり約5〜10,000のダイオードの、複数の発光ダイオードの平均表面積密度を有する。
他の代表的な実施形態では、電気的インターフェースは、ES、E27、SES、E14、L1、PL−2ピン、PL−4ピン、G9ハロゲンカプセル、G4ハロゲンカプセル、GU10、GU5.3、差し込み、及び小型差し込みからなる群から選択される、少なくとも1つのインターフェースを含む。
他の代表的な実施形態では、照明装置は、半透明若しくは透明なハウジングと、ハウジングに結合され、かつ電源に結合可能な電気的インターフェースと、ベースと、ベースに結合され、かつ電気的インターフェースに結合された複数の第1導体と、複数の第1導体の第1導体上に、実質的に不規則に、かつ平行に分散された複数の発光ダイオードであって、この複数の発光ダイオードの少なくとも一部は、第1の順バイアス配向を有し、複数の発光ダイオードの少なくとも一部は、第2の逆バイアス配向を有する、発光ダイオードと、複数のダイオードに結合され、かつ複数の第1導体の第2導体に結合される少なくとも1つの第2導体と、少なくとも1つの第2導体又介在する安定化層に結合された発光層と、発光層に結合された保護コーティングと、を備える。代表的な実施形態では、ハウジングは、ユーザーの手にフィットするように適合された寸法を有する。
本発明の多数の他の利点及び機構が、本発明の以下の詳細な説明、及びその実施形態、請求項、並びに添付図面から容易に明らかになる。
本発明の目的、特徴、及び利点は、添付の図面と合わせて考慮するときに、以下の開示を参照することにより、更に容易に理解され、ここで同様の参照数字は、同様の図における同一の要素を示すのに使用され、アルファベット文字を伴う参照数字は、様々な図面において選択された構成要素の実施形態の追加的な種類、具体例、又は変形例を示すのに使用される。
代表的な第1ダイオードの実施形態を示す斜視図。
代表的な第1ダイオードの実施形態を示す平面図。
代表的な第1ダイオードの実施形態を示す断面図。
代表的な第2ダイオードの実施形態を示す斜視図。
代表的な第2ダイオードの実施形態を示す平面図。
代表的な第3ダイオードの実施形態を示す斜視図。
代表的な第3ダイオードの実施形態を示す平面図。
代表的な第4ダイオードの実施形態を示す斜視図。
代表的な第4ダイオードの実施形態を示す平面図。
代表的な第2、第3、及び/又は第4ダイオードの実施形態を示す断面図。
代表的な第5及び第6ダイオードの実施形態を示す斜視図。
代表的な第5及び第6ダイオードの実施形態を示す平面図。
代表的な第5ダイオードの実施形態を示す断面図。
代表的な第6ダイオードの実施形態を示す断面図。
代表的な第7ダイオードの実施形態を示す斜視図。
代表的な第7ダイオードの実施形態を示す平面図。
代表的な第7ダイオードの実施形態を示す断面図。
代表的な第8ダイオードの実施形態を示す斜視図。
代表的な第8ダイオードの実施形態を示す平面図。
代表的な第8ダイオードの実施形態を示す断面図。
二酸化ケイ素などの酸化物層を有するウェハーの断面図。
格子パターンでエッチングされた酸化物層を有するウェハーの断面図。
格子パターンでエッチングされた酸化物層を有するウェハーの平面図。
バッファ層(例えば窒化アルミニウム又は窒化ケイ素)を格子パターンの二酸化ケイ素、及び窒化ガリウム(GaN)層を有するウェハーの断面図。
バッファ層及び複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層、量子井戸領域、及びp+GaN層)を有する基板の断面図。
バッファ層及び第1のメサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体を有する基板の断面図。
バッファ層及び第2のメサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体を有する基板の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、及びビア接合のためにエッチングされた基板を有する基板の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、及びビアを形成するメタライゼーションを有する基材の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、ビアを形成するメタライゼーション、及び側部にエッチングされたトレンチを有する基材の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、ビアを形成するメタライゼーション、側部にエッチングされたトレンチ、及び保護層(例えば、窒化けい素)を有する基材の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、ビアを形成するメタライゼーション、側部にエッチングされたトレンチ、保護層、及び突出している若しくはバンブ構造体を形成するメタライゼーションを有する基材の断面図。
複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層、量子井戸領域、及びp+GaN層)を有する基板の断面図。
第3のメサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体を有する基板の断面図。
メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、ビア接合のためにエッチングされた基板、及び側部にエッチングされたトレンチを有する、基板の断面図。
メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、n+GaN層とのオーミック接触を形成し、かつビアを通じて形成するメタライゼーション、及び側部にエッチングされたトレンチを有する基材の断面図。
メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、n+GaN層とのオーミック接触を形成し、かつビアを通じて形成するメタライゼーション、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、及び側部にエッチングされたトレンチを有する基材の断面図。
メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、n+GaN層とのオーミック接触を形成し、かつビアを通じて形成するメタライゼーション、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、外側のエッチングされたトレンチ、及び保護層(例えば窒化ケイ素)を有する基材の断面図。
メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、n+GaN層とのオーミック接触を形成し、かつビアを通じて形成するメタライゼーション、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、外側のエッチングされたトレンチ、保護層(窒化ケイ素など)、及び突出、すなわち突起部構造体を形成するメタライゼーションを有する基材の断面図。
バッファ層、複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層、量子井戸領域、及びp+GaN層)、並びにp+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーションを有する基材の断面図。
バッファ層、第4のメサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、及びp+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーションを有する基材の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、及びn+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーションを有する基材の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、n+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、及び側部にエッチングされたトレンチを有する基材の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、p+GaN層とのオーミック接触を形成を形成するメタライゼーション、n+GaN層とのオーミック接触を形成を形成するメタライゼーション、周辺ビアを通じて形成するメタライゼーションを有する側部にエッチングされたトレンチを有する基材の断面図。
バッファ層、メサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体、p+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、n+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション、及び周辺ビアを通じて形成するメタライゼーションを有する外側のエッチングされたトレンチ、保護層(窒化ケイ素など)、並びに突出、すなわち突起部構造体を形成するメタライゼーションを有する基材の断面図。
保持器具に貼りつけた代表的なダイオードウェハーの実施形態を示す断面図。
保持器具に貼りつけた代表的なダイオードウェハーの実施形態を示す断面図。
保持器具に貼りつけた代表的なダイオードの実施形態を示す断面図。
ダイオード製造の代表的な第1方法の実施形態を示すフローチャート。
ダイオード製造の代表的な第2方法の実施形態を示すフローチャート。
ダイオード製造の代表的な第2方法の実施形態を示すフローチャート。
ダイオード製造の代表的な第3方法の実施形態を示すフローチャート。
ダイオード製造の代表的な第3方法の実施形態を示すフローチャート。
保持器具に貼り付けられ、接着性溶媒と共に皿の中で懸濁した代表的な研削及び研磨されたダイオードウェハーの実施形態を示す断面図。
ダイオード懸濁液製造の代表的な方法の実施形態を示すフローチャート。
代表的な装置の実施形態の斜視図。
代表的な装置の実施形態に関して、第1導電性層の代表的な電極構造体を示す平面図。
代表的な装置の実施形態の第1断面図。
代表的な装置の実施形態の第2断面図。
第1導体に結合された代表的なダイオードの第2断面図。
第1の代表的なシステムの実施形態のブロック図。
第2の代表的なシステムの実施形態のブロック図。
装置の製造の代表的な方法の実施形態を示すフローチャート。
励起した代表的な装置の実施形態が光を放射している写真。
代表的な第2ダイオードの実施形態の走査電子顕微鏡写真。
複数の代表的な第2ダイオードの実施形態の走査電子顕微鏡写真。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の断面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の断面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の断面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の側面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の側面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の側面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の側面図。
図78Aの実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の断面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の側面図。
図87Aの実施形態の側面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の側面図。
図89Aの実施形態の側面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の側面図。
線90B−90Bの断面でとった、図90Aの実施形態の断面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の平面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の部分斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の部分斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の部分斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
シートのロールの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
2つの照明面を有する代表的な電球アセンブリの斜視図。
図95の電球アセンブリを形成するための代表的な装置の断面図。
本発明で記載されている実施形態による代表的な装置の図。
線A−Aに沿ってとった図97の代表的な装置の断面図。
他の代表的な連結機構と共に使用されるように適合された装置の斜視図。
図99の代表的な連結機構を介して電源に接続された2つの装置の側面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図101Aの実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図102Aの実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図103Aの実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図104Aの実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図105Aの実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明ストリップアセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
ベースアセンブリの実施形態のスロット内に配置された図107の照明ストリップアセンブリの側面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図111Aの実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図112Aの実施形態の斜視図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図113Aの実施形態の平面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図114Aの実施形態の平面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図115Aの実施形態の平面図。
照明アセンブリの代表的な実施形態の斜視図。
図116Aの実施形態の平面図。
本発明は、多くの様々な形態における実施形態が可能であるが、本開示は、本発明の原理の例示として見なされるべきであり、示されている具体的な実施形態に対して本発明を限定することを意図したものではないということを理解した上で、図面に示され、その詳細な具体的実施形態において本明細書で説明される。この点において、本発明と一致する少なくとも1つの実施形態を説明する前に、本発明は、その用途において、図面において示されている、又は実施例において説明されている構造体の詳細に、並びに上記及び下記の配置に限定されないということを理解されたい。本発明と一致する方法及び装置は、他の実施形態、及び様々な方法で実践又は実施されてよい。また、本明細書、並びに以下に含まれる要約書で使用される表現及び用語は、説明を目的とするものであって、限定として見なされるべきではないことも理解されたい。
本発明の代表的な実施形態は、印刷することができるダイオード100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I、100J(まとめて本明細書及び図中におい「ダイオード100〜100J」と呼ばれる)の液体及び/又はゲル懸濁液を提供し、これは「ダイオードインク」として同等に本明細書で呼ばれる場合があり、代表的なダイオード100〜100Jなど、ダイオードの液体及び/又はゲル懸濁液を指す。以下により詳細に説明されるように、ダイオード100〜100J自体は、ダイオードインク組成物内に含まれる前に、完全に形成されている半導体デバイスであり、これは、通電されて発光するとき機能することができるか(LEDとして具体化されているとき)、又は光源に暴露されたとき、電力を供給できる(光起電ダイオードとして具体化されたとき)。本発明の代表的な方法はまた、以下で詳細に説明されるようにダイオードインクを製造する方法を含み、溶媒及び粘性のある樹脂、又は高分子混合物中に複数のダイオード100〜100Jを懸濁し、これは印刷されてLED系デバイス及び光起電デバイスを製造することができる。説明がダイオード100〜100Jに集中している一方で、当業者は、他のタイプの半導体デバイスが置換えられて、「半導体デバイスインク」、例えば任意のタイプのトランジスタ(電界効果トランジスタ(FET)、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)、接合形電界効果トランジスタ(JFET)、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)等)、ダイアック、トライアック、シリコン制御整流素子等として、より広範に呼ばれているものを同等に形成することができるということを理解するであろう。
ダイオードインク(すなわち半導体デバイスインク)は、任意の商品又は物品と関連するパッケージに印刷されてもよく、又は適用されてもよい。「商品」は本明細書で使用されるとき、任意の種類、例えば消費者製品、個人用品、企業製品、工業製品等を意味し、エンドユーザーの使用のために店頭で販売され得る製品を含む。例えば、商品は工業又は企業製品であってもよく、エンドユーザーの企業又は工業的使用のために、店頭(例えば販売者又インターネットを通じて)で販売され得る。「消費者商品」は本明細書で使用されるとき、エンドユーザーの個人的使用のために店頭で販売されるいずれかの消費者製品を意味する。例えば、消費者商品は、エンドユーザーの個人的使用のために、店頭(例えば店又インターネットを通じて)で販売される消費者製品であってもよい。ダイオードインク(すなわち半導体デバイスインク)は、物品、そのパッケージ上に、物品、パッケージ、又は両方の機能的若しくは装飾的要素のいずれかとして印刷されてもよい。一つの実施形態では、ダイオードインクは、しるしの形態で印刷される。物品又はパッケージは、任意の、消費者が許容可能な材料から形成されてもよい。
図1は、代表的な第1ダイオード100の実施形態を示す斜視図。図2は、代表的な第1ダイオード100の実施形態を示す平面図。図3は、代表的な第1ダイオード100の実施形態を示す断面図(図2の10−10’の面を通じて)。図4は、代表的な第2ダイオード100Aの実施形態を示す斜視図。図5は、代表的な第2ダイオード100Aの実施形態を示す平面図。図6は、代表的な第3ダイオード100Bの実施形態を示す斜視図。図7は、代表的な第3ダイオード100Bの実施形態を示す平面図。図8は、代表的な第4ダイオード100Cの実施形態を示す斜視図。図9は、代表的な第4ダイオード100Cの実施形態を示す平面図。図10は、代表的な第2ダイオード100A、第3ダイオード100B及び/又は第4ダイオード100Cの実施形態を示す断面図(図5、7、9の20−20’面を通じて)。図11は、代表的な第5ダイオード100D及び第6ダイオード100Eの実施形態を示す斜視図。図12は、代表的な第5ダイオード100D及び第6ダイオード100Eの実施形態を示す平面図。図13は、代表的な第5ダイオード100Dの実施形態を示す断面図(図12の40−40’の面を通じて)。図14は、代表的な第6ダイオード100Eの実施形態を示す断面図(図12の40−40’の面を通じて)。図15は、代表的な第7ダイオード100Fの実施形態を示す斜視図。図16は、代表的な第7ダイオード100Fの実施形態を示す平面図。図17は、代表的な第7ダイオード100Fの実施形態を示す断面図(図16の42−42’の面を通じて)。図18は、代表的な第8ダイオード100Gの実施形態を示す斜視図。図19は、代表的な第8ダイオード100Gの実施形態を示す平面図。図20は、代表的な第8ダイオード100Gの実施形態を示す断面図(図19の43−43’の面を通じて)。第9ダイオード100H、第10ダイオード100I、及び第11ダイオード100Jの実施形態の断面図は、代表的な製造プロセスの図の一部として、図39、45、及び48にそれぞれ示されている。図63は、代表的な第2ダイオード100Aの実施形態の走査電子顕微鏡写真。図64は、複数の代表的な第2ダイオード100Aの実施形態の走査電子顕微鏡写真。
斜視図及び平面図である図1、2、4〜9、11、12、15、16、18及び19において、他の下層及び構造体を呈するために保護層135は省略されており、これらはさもなければかかる保護層135によって被覆される(したがって視認できなくなる)。保護層135は、図3、10、13、14、17、20、39、45、及び48の断面図において示されており、製造されたダイオード100〜100Jは一般的に少なくとも1つのかかる保護層135を含むということを、当業者は理解するであろう。更に、図1〜48、52、及び54〜58を参照して、様々な図は記載及び説明目的のためであり、縮尺通りで描かれてはいないということを当業者は理解するであろう。
以下により詳細に記載されているように、例示の1から11のダイオードの実施形態100〜100Jは主に形状、使用され得る基板105及びウェハー150、150Aのドーピング及び他の組成物、ダイオードの発光領域の製造された形状、ビア(130、131、132、133、134)の深さ及び位置(例えば浅い、すなわち「非貫通」、深い、すなわち「貫通」、中央、周辺、及び外辺部)、第2端子127裏面(第2面)のメタライゼーションの使用(122)、他の金属接点の範囲及び位置において主に異なり、並びに、以下に更に詳細に記載されるように他の機構の形状又は位置においても異なる場合がある。例示のダイオード100〜100Jを作製するための例示の方法及び方法の変形例もまた以下に記載される。1つ以上の例示のダイオードの100〜100Jはまた、NthDegree Technologies Worldwide,Inc.(Tempe,Arizona,USA)から入手可能であり、この会社を通じて得ることができる。
図1〜20を参照して、例示のダイオード100、100A、100B、100Cは基板105、例えば、多量にドーピングされたn+(nプラス)若しくはp+(pプラス)基板105を使用してドーピングされ、これは例えばシリコンウェハーであってもよく、又は複合基板又はウェハーであってもよい。例えば絶縁体上のシリコン基板(「SOI」)(105)、又はサファイア(106)ウェハー150A上の窒化ガリウム(GaN)基板(105)(図11〜20に示されている)であってもよく、これに限定されない。以下に詳細に記載されるように、例えばGa、GaAs、GaN、SiC、SiO2、サファイア、有機半導体など(しかしこれらに限定されない)を含む、他のタイプの基板(及び/又は基板を形成する、若しくは基板を有するウェハー)105もまた使用されてもよい。したがって、基板105は、シリコンウェハー150、又はサファイアウェハー105A上に製造されたn+GaN若しくはp+GaNを使用して形成された任意のタイプの基板、例えばn+シリコン若しくはp+シリコン、n+GaN若しくはp+GaN、例えばn+シリコン基板若しくはp+シリコン基板を含むということ広く理解される必要がある(図11〜20及び33〜45を参照して以下に記載される)。シリコンを使用して具体化するとき、基板105は典型的に、<111>又は<110>結晶構造体又は配向を有するが、他の結晶構造体もまた同様に使用されてもよい。任意のバッファ層145は典型的にシリコン基板105、例えば窒化アルミニウム若しくは窒化ケイ素上に製造されて、異なる格子定数を有するGaN層の、後続の製造を促進する。GaN層はバッファ層145上に、例えばエピタキシャル成長を通じて作られ、複合GaNヘテロ構造体一般的にn+GaN層110、量子井戸領域185、及びp+GaN層115として示されている。他の実施形態において、バッファ層145は使用されず、又は使用されなくてもよく、例えば複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185、及びp+GaN層115)は、より具体的な選択肢として、図15〜17として示されているように、GaN基板105上で作られる。複数のp+GaN層及びn+GaN層内に、及び潜在的に多くの量子井戸が存在し、発光(又は光吸収)領域140を形成することができ、n+GaN層110、量子井戸領域185、及びp+GaN層115は単に例示であり、1つ以上の放射(又は光吸収)領域140を形成する複合GaNヘテロ構造体の一般的又は簡略的な説明を提供しているということを電子技術の当業者は理解するであろう。例えばp+シリコン基板105の使用に関して、n+GaN層110及びp+GaN層115の位置は同じであってもよく、又は同様に逆であってもよく、他の組成物及び材料は1つ以上の発光(又は光吸収)領域140(これらの多くは以下に記載されている)、及びそのような変形例の全ては本開示の範囲内であるといいうことを電子技術の当業者は理解するであろう。
n+基板又はp+基板105は、電流を伝搬し、これはn+GaN層110に流れる。電流経路はまた、1つ以上のビア130(これはまた、n+基板若しくはp+基板105とn+GaN層110との間に非常に薄い(約25オングストローム)バッファ層145の電気的バイパスを提供するのに使用され得る)を形成する金属層を通る。ビア131〜134の追加のタイプが以下に記載される。2つ(又はそれより多くの)別個に堆積した金属層120A及び120B(これはまたビア130を形成するのに使用されてもよい)として示されている1つ以上の金属層120は、p+GaN層115とのオーミック接触をもたらし、第2の追加の金属層120Bは、ダイオード100〜100Jのための第1電気端子(すなわちコンタクト)125を形成する金属層120A、120Bと共に使用されて「突起部」すなわち突出構造体を形成する。例示の代表的なダイオード100、100A、100B、100Cの実施形態に関して、電気端子125は、後に続く電力(電圧)供給(LED用途のための)又は受容(光起電用途のための)のために、製造中に、ダイオード100、100A、100B、100C上に形成される抵抗の金属端子のみであってもよく、n+基板若しくはp+基板105は使用されて、電力供給又は受容のためのダイオード100、100A、100B、100Cのための第2電気端子を提供する。電気端子125及びn+基板若しくはp+基板105は、対抗する面、上部(第1面)及び底部(すなわち裏の第2面)上にそれぞれあり、ダイオード100、100A、100B、100Cの同じ面上にないということを注意する必要がある。これらのダイオード100、100A、100B、100Cの実施形態に関する選択肢として、及び他の代表的なダイオード実施形態に関して示されたものとして、任意選択の第2の抵抗金属端子127は、ダイオード(例えばダイオード100D、100F、100G、100J)の第2の裏面上で金属層122を使用して形成される。電気絶縁及び環境的安定性のために、とりわけ窒化ケイ素保護135(又は任意の他の同等の保護)が使用される。別個に示されているのではなく、複数のトレンチ155は以下に記載されるようにダイオード100〜100Jの側面に沿って製造中に形成され、これはウェハー150、150A上でダイオード100〜100Jを互いに分離し、ウェハー150、150Aの残りからダイオード100〜100Jを分離する両方のために使用される。
図1〜20はまた、GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185、及びp+GaN層115)として示される1つ以上の発光(又は光吸収)領域140の様々な形状及び形状因子、並びに基板105の様々な形状及び形状因子のいくつかを例示する。また図示されているように、例示のダイオード100〜100Jが実質的にx−y面(以下に詳細に記載されるように、湾曲した又は弧状の側面121)で六角形である一方で、シリコンウェハー当たり、より大きなデバイス密度を提供するための、他のダイオード形状及び形態が同等に検討され、本発明の範囲内である(例えば四角形、三角形、八角形、円形等)。また、代表的な実施形態で示されているように、六角形の側面121は、僅かに湾曲しているか弧状であり、凸状(図1、2、4、5、11、12、15、16、18、19)、凹状(図6〜9)であってもよく、ウェハーから取り外され、液体中に懸濁するとき、個々のダイオード100〜100Jが互いに接着又は張り付くのを回避し、また装置300、300A、300Bの製造に関して、個別のダイオード100〜100Jがそれらの側面若しくは縁部(121)上で立つのを防ぐことができる。また例示の実施形態で示されているように、六角形の側面121はまた、各面121の中央の付近で凸状であり、かつ幾分尖った頂角を形成するために周辺で/横方向に湾曲しているか、わずかに弧状であってもよく(図11〜20)、これによってウェハーから取り外され、液体中に懸濁したときに、ダイオード100〜100Jはまた、互いに接着し、すなわち貼り付くのを避けることができ、並びに別のダイオードに対して回転又は移動するときに互いに押しのけることができ、更に、また装置300、300A、300Bの製造に関して、個々のダイ(個々のダイオード100〜100J)がそれらの側面若しくは縁部(121)上に立つのを避ける。
発光(又は光吸収)領域140(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)の様々な形状及び形状因子もまた示され、図1〜3は、実質的に円形又はディスク形状の発光(又は光吸収)領域140(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)を示し、かつ図4及び5は、実質的に環状体形状の(すなわちトロイダル形状の)発光(又は光吸収)領域140(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)を示し、第2の金属層120Bがトロイダル形状の中央に延びている(そして潜在的に反射面を提供している)。図6及び7において、発光(又は光吸収)領域140(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)は実質的に環状内側(側)面及び実質的に分葉状外側(側)面を有し、一方、図8及び9では、発光(又は光吸収)領域140(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)はまた実質的に環状内(側)面を有し、その一方で外(側)面は実質的に星形、又は星形状。図11〜20において、1つ以上の発光、1つ以上の発光(又は光吸収)領域140は、実質的に六角形(側)面(これはダイの外周部に延びても、又は延びなくてもよい)を有し、(少なくとも部分的に)実質的に環状の内(側)面を有してもよい。他の代表的な実施形態は別個に示されていないが、複数の発光(又は光吸収)領域140があってもよく、これは連続的であってもよく、又はダイ上で離間していてもよい。環状の内面を有する、1つ以上の発光(又は光吸収)領域140(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)のこれらの様々な構成は、光出力(LED用途のための)及び光吸収(光起電用途のための)のための潜在力を増加させるために実施されてもよい。
代表的な実施形態では、1つ以上の金属層120A、120Bから構成される端子125は、バンブ、すなわち突出構造体を有し、ダイオード100〜100Jの有意な部分が、1つ以上の絶縁層によって被覆されるのを可能にし(第1導体310Aによる、n+若しくはp+シリコン基板105への(又は金属層122によって形成される第2端子への)電気接触の形成に続いて)、その一方で、1つ以上の他の導電層、例えば以下に記載される透明導体320によって電気端子125との接触のための十分な構造を同時に提供する。更に、端子125のバンブ若しくは突出構造体は潜在的に、側面121の湾曲に加えて、ダイオードインク内のダイオード100〜100Jの回転、及び製造された装置300、300A、300Bにおけるその後の向き(上部が上向き(前方付勢))又は底部が上向き(逆の付勢)に影響する因子となり得る。
図11〜20を参照して、例示のダイオード100D、100E、100F、100Gは、様々な組み合わせにおいて、いくつかの追加及び任意の特徴を示す。図示されているように、突起部、すなわち突出構造体を形成する金属層120Bは、周辺において実質的に環状というよりはむしろ、その周辺おいて実質的に楕円形(すなわち長円形)であるが、端子125の他の形状及び形状因子もまた本開示の範囲内。更に、突起部、すなわち突出構造体を形成する金属層120Bは2つ以上の細長い延長部124を有し、これは装置300、300A、300Bの製造において、いくつかの追加の目的(例えば第2の透明導体320と電気接触形成の促進及び端子125(金属層120B)から誘電層間絶縁315を外す流れを促進するなど)を果たす。この楕円の形状因子はまた、突起部、すなわち突出構造体を形成する楕円形の金属層120Bの主軸側に沿って、主要発光(又は光吸収)領域140から、又はこれへの追加の発光(又は吸収)を可能にする場合がある。金属層120Aは、複数の工程において多層として堆積される場合もある、p+GaN層115とのオーミック接触を形成し、これはまた、湾曲した金属接触部延長部126として例示される、p+GaN層115上の細長い延長部を有し、p+GaN層115への電流電動を促進しながら、同時に、発光(又は光吸収)領域140による発光又は光吸収のための電位を可能にする(及び過剰に遮蔽しない)。金属接触部延長部126の無数の他の形状、例えば格子パターン、他の曲線状の形状などが同様に使用されてもよい。
周辺部(すなわち中心から外れて)加えて、追加のタイプのビア構造体(131、132、133、134)もまた図11〜20に例示されており、既に記載された比較的浅い、すなわち「非貫通」ビア130はバッファ層145を完全に貫通し、基板105内に入るが、製造したダイオード100、100A、100B、100Cにおいて基板105内に比較的深く、又はこれを貫通しない。図13(及び図39、48)に示されているように、中央(すなわち中心に配置されている)の比較的深い「貫通」ビア131は、基板105を貫通し、n+GaN層110とのオーミック接触を形成し、第2(裏)面の金属層122とn+GaN層110との間に電流を伝搬する(ないしは別の方法で電気接触部を作る)ために使用される。図14に示されているように、中央(すなわち中心に配置されている)の比較的浅い、すなわち非貫通ビア132はまた「ブラインド」ビア132と呼ばれ、バッファ層145を通り基板105内に入り、これはn+GaN層110とのオーミック接触を形成し、n+GaN層110と基板105との間に電流を導く(ないしは別の方法で電気接触部を作る)ために使用される。図15〜17及び44〜45に示されるように、周辺部の比較的深い、又は貫通ビア133は、n+GaN層110から、及びダイオード100Fの第2の、裏面まで側面121に沿って延び(バッファ層135によって被覆されるが)、これは、この実施形態では、基板105の側面の完全に周囲で第2(裏)面金属層122を含み、これはn+GaN層110とのオーミック接触を形成し、第2(裏)面金属層122とn+GaN層110との間に電流を導く(ないしは別の方法で電気接触を作る)ために使用される。図18〜20に示されているように、周辺部は比較的深い「貫通」ビア134は、基板105を貫通し、n+GaN層110とのオーミック接触を形成し、第2(裏)面の金属層122とn+GaN層110との間に電流を導く(ないしは別の方法で電気接触部を作る)ために使用される。第2(裏)面金属層122を採用しない実施形態では、貫通ビア構造体(131、133、134)を使用して、導体310A(装置300、300A、300B)との電気接触部作り、導体310Aとn+GaN層110との間に電流を流す(ないしは別の方法で電気接触部を作る)。これらの貫通ビア構造体(131、133、134)は、面研削若しくは研磨、又はレーザーリフトオフ(図46及び47を参照して以下に記載される)のいずれかを通じてダイオードの単一化に続いて、ダイオード110D、100F、100Gの第2の、裏面上に堆積され、露出したままにされるか、あるいは第2(裏)面の金属層122(図48で示されるように)によって被覆されてもよい(及びこれと電気接触を形成する)。
貫通ビア構造体(131、133、134)は当該技術部分野において知られている典型的ビアよりも比較的狭い。貫通ビア構造体(131、133、134)はおよそ、深さ約7〜9マイクロメートル(基板105を通じて延びる高さ)、従来のビアの約30マイクロメートル以上の幅と比較して、幅約3〜5マイクロメートル。
任意の第2(裏)面の金属層122は、第2端子すなわち接触部127を形成し、これはまた図11〜13、17、18、20及び48に示されている。例えば、かかる第2端子、すなわち接触部127は例えば、様々な貫通ビア構造体(131、133、134)を通じてn+GaN層110への電流伝搬を促進するため、及び/又は導体310Aとの電気接触部を形成するのを促進するために使用されてもよく、これらに限定されない。
ダイオード100〜100Jは概して、全ての寸法で約450マイクロメートル未満であり、より具体的には全ての寸法において約200マイクロメートル未満であり、より具体的には全ての寸法において約100マイクロメートル未満であり、より具体的には全ての寸法で50マイクロメートル未満。例示されている代表的な実施形態では、ダイオード100〜100Jは一般的におよそ、幅において約15〜40マイクロメートルであり、又はより具体的に、幅において約20〜30マイクロメートルであり、高さにおいて約10〜15マイクロメートルであり、又は直径(頂点から頂点よりはむしろ側面と面で測定された)において約25〜28マイクロメートルであり、高さにおいて10〜15マイクロメートル。代表的な実施形態において、突起部、すなわち突出構造体を形成する金属層120Bを除く、ダイオード100〜100Jの高さ(すなわちGaNヘテロ構造体を含む側面121の高さ)はおよそ、約5〜15マイクロメートル、又はより具体的には7〜12マイクロメートル、又はより具体的には8〜11マイクロメートル、又はより具体的には9〜10マイクロメートル、又はより具体的には10〜30マイクロメートルであり、一方突起部、すなわち突出構造体を形成する金属層120Bの高さは概しておよそ、約3〜7マイクロメートル。ダイオードの寸法がデバイス製造の選択された許容誤差内で設計されるので、ダイオードの寸法は例えば、光顕微鏡(これはまた測定ソフトを含んでもよい)を使用して測定されてもよい。更なる実施例として、ダイオードの寸法は、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)又は堀場製作所のLA−920を使用して測定することができる。堀場製作所のLA−920機器は、小角のフラウンホーファー回折(Fraunhofer Diffraction)及び光散乱(Light Scattering)の原理を用いて、ダイオードインク内で具体化されているときなど、粒子の希釈溶液中での粒径及び分布を測定する。全ての粒径は、それらの数平均粒径に関して測定される。
ダイオード100〜100Jは、現在既知である、又は詳細開発される任意の半導体製造技法を用いて作製されてもよい。図21〜48は、例示のダイオード100〜100Jの複数の代表的な製造方法を示し、並びにいくつかの追加の代表的なダイオード100H、100I及び100J(断面図で)を示す。ダイオード100〜100Jの製造の多くは、様々な順序で発生する場合があり、省略される場合があり、又は他のシーケンス含まれる場合があり、並びにこれらの例示されているものに加えて、無数のダイオード構造体となり得るということを様々な当業者は理解するであろう。例えば、図33〜39は、ダイオード100Hの作製を示し、これは中央及び周辺の貫通(又は深い)ビア131及び134をそれぞれ含み、任意の第2(裏)面の金属素122を備えて、又はこれを有さず、ダイオード100D及び100Gの機構を組み合わせ、その一方で図40〜45は、ダイオード100Iの作製を示し、これは周辺ビア133を含み、任意の第2(裏)面の金属層122を有し、又はこれを有さずに、並びに他の例示の製造工程と組み合わされて、中央又は周辺の貫通ビア131及び134を例えばダイオード100Fを形成するために含んでもよい。
図21、22及び24〜32は、本発明の教示によるダイオード100、100A、100B、100Cの製造の代表的な方法を示す断面図であり、図21〜24はウェハー150において、図25〜32はダイオード100、100A、100B、100Cレベルにおける製造を示す。図21及び22は、二酸化ケイ素(すなわち「酸化物」)層190を有するウェハー150(例えばシリコンウェハー)の断面図。図23は、格子パターンでエッチングされた二酸化ケイ素層190を有するシリコンウェハー150の平面図。酸化物層190(一般的に厚さ約0.1マイクロメートル)は、図21に示されるようにウェハー150の上に堆積されるか、又はこの上で成長する。図22に示されるように、当該技術分野において既知の適切又は標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、酸化物層190の部分は取り除かれ、図23に示されるように格子パターン(また「ストリート」とも呼ばれる)で酸化物190を残す。
図24は、バッファ層145、二酸化ケイ素(すなわち「酸化物」)層190、及び酸化物190の上にGaN 195として示されるGaN層(典型的には、代表的な実施形態において約1.25〜2.50マイクロメートルの厚さにエピタキシャル成長させた、又は堆積させているが、より小さな又はより大きな厚さもまた本開示の範囲内である)、並びに、上記のように複合GaNヘテロ構造体を形成するn+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115を有するウェハー150(例えばシリコンウェハー)の断面図。上記のとおり、バッファ層145(例えば窒化アルミニウム又は窒化ケイ素、及び概して厚さは約25オングストローム)は、シリコンウェハー150上に堆積されて、後に続くGaNの堆積を促進する。酸化物190上に成長させた、又は堆積させた多結晶GaN 195は、一般的に単結晶構造を有する複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)における応力及び/又は歪み(例えばGaN及びシリコンウェハーの熱不整合による)を低減するために使用される。そのような応力及び/又は歪み低減をもたらす、本発明の範囲内の他の同様な方法には、例えば、選択された領域におけるシリコンウェハー150及びバッファ層145の表面の粗面化が挙げられるがこれに限定されず、これによって対応するGaN領域は単一結晶体ではなく、又はシリコンウェハー150においてトレンチをエッチングせず、これによってウェハー150全体にわたる連続的なGaN結晶体はない。かかるストリート形成及び応力低減の製造工程は他の例示の製造方法において、例えばサファイアウェハー150A上で他の基材、例えばGaN(基板105)が使用されたときなど省略されてもよい。複合GaNヘテロ構造体を形成するためのGaN堆積又は成長は、当該技術分において既知の、若しくは既知になる、及び/又はデバイスメーカーの独占所有権であり得る任意の選択されたプロセスを通じて提供されてもよい。代表的な実施形態では、n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115から構成される複合GaNヘテロ構造体は、Blue Photonics Inc.(Walnut,California,USA)によって製造されている。
図25は、本発明の教示によるバッファ層145及び複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)を有する基材105の断面図であり、単一ダイオード100、100A、100B、100Cの製造を示すために、ウェハー150のはるかに小さな部分(例えば図24の領域191など)を示す。当該技術分野において既知の適切若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)は、図26及び27に示されているように、エッチングされてGaNのメサ状の構造体187を形成し、図27では、比較的、より角度のついた側面を有するGaNのメサ状構造体187Aを示し、これは潜在的に光の生成及び/又は吸収を促進することができる。他のGaN状のメサ状の構造体187、例えば部分的に又は実質的にトロイダル状のGaNのメサ状構造体187など、図10、13、14、17、20、34〜39、及び48に示されているように実施されてもよい。GaNのメサ状のエッチングに続いて、当該技術分野において既知の、又は既知となっている適切若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層並びにエッチングを通じて、(浅い、すなわち非貫通)ビアのエッチングが、図28に示されるように実施され、GaN層及びバッファ層145を通じてシリコン基板105に入る比較的浅いトレンチ186を作る。
また、当該技術分野において既知の適切又は標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、メタライゼーション層が次いで堆積され、図29に示されるように、p+GaN層115に対して金属接触部120Aを形成し、ビア130を形成する。代表的な実施形態では、いくつかの層の金属が堆積され、第1、すなわち最初の層はp+GaN層115に対してオーミック接触を形成し、これは約50〜200オングストロームの、それぞれニッケル、その後に金属による2つの金属層から構成され、続いて約20%の酸素及び80%の窒素の酸化雰囲気において約450〜500℃においてアニーリングすることによって形成し、結果としてニッケルが、酸化ニッケルの層と共に上部に上昇し、p+GaN層115と比較的良好なオーミック接触を有する金属層(120Aの一部として)を形成する。例えば、より厚い相互接続金属を形成して、金属層120Aを完全に形成する(例えば電流分配のために)ために、並びにビア130を形成するために他の金属層もまた堆積されてもよい。他の例示の実施形態では(図40〜45に示されている)、p+GaN層115にオーミック接触を形成する金属接触部120Aは、GaNのメサ状のエッチングの前に形成されてもよく、GaNのメサ状のエッチング、ビアのエッチング等が続いてもよい。金属層120A及び120Bを含む無数の他のメタライゼーションプロセス、及び対応する材料もまた、しばしば異なるプロセス及び材料の選択を採用する異なる製造設備により、本開示の範囲内。例えば、そしてこれに限定することなく、金属層120A及び120Bのいずれか、又は両方は、チタンの堆積によって接着又はシード層(典型的に厚さ50〜200オングストローム)を形成し、2〜4マクロメートルのニッケル及び薄層、すなわち金の「フラッシュ」(厚さ約50〜500オングストロームの層である金の「フラッシュ」)の堆積が続き、ニッケル(約0.5マイクロメートル、物理気相成長法又はメッキ)及び金の「フラッシュ」又はチタンの堆積が続き、それに続いて金、それに続いてニッケル(120Bに関して、典型的に3〜5マイクロメートル厚)、それに続いて金又はアルミニウムの堆積、それに続いてニッケル、それに金が続くなど。更に、突起部、すなわち突出構造体を形成する金属層120Bの高さは様々であってもよく、得られるダイオード100〜100Jが実質的に均一な高さ及び形状因子を有するための基板105の厚さ(例えば、約7〜8マイクロメートルのGaN対10マイクロメートルのシリコン約)によって、代表的な実施形態において典型的には約3.5〜5.5マイクロメートルであってもよい。
後に続くダイオード100〜100Jを互いから、及びウェハー150から分離するために、当該技術分野において既知の適切若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層を通じて、図30並びに他の図35及び43で示されているように、各ダイオード100〜100Jの周辺部の周りにトレンチ155が形成される(例えば図2、5、7及び9として示されているように)。トレンチ155は一般的に幅約3〜5マイクロメートル及び深さ10〜12マイクロメートル。当該技術分野において既知の適切若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、図31に示されるように窒化物保護層135を次いで、一般的に約0.35〜1.0マイクロメートルの厚さまで、例えば(及びこれに限定されない)窒化ケイ素のプラズマ加速化学蒸着(PECVD)によって成長させるか、又は堆積させ、続いてフォトレジスト及びエッチング工程によって窒化ケイ素の不要な領域を除去する。当該技術分野において既知の適切又は標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、突起部、すなわち突出構造体を有する金属層120Bが次いで形成され、これは図32に示されるように、典型的に高さ3〜5マイクロメートルを有する。代表的な実施形態では、金属層120Bの形成が、金属シード層を使用し、続いて電気めっき又はリフトオフプロセスを使用して更に金属を堆積し、レジストの除去及びシード層のフィールドの浄化することによって、いくつかの工程において実施される。以下に記載されるように、ウェハー150からのダイオード(この場合、ダイオード100、100A、100B、100C)の後に続く分離以外に、ダイオードは100、100A、100B、100Cはさもなければ完成し、ダイオード100、100A、100B、100Cは、各ダイオード100、100A、100B、100C(第1端子125)の上面上の1つの金属接触部又は端子のみを有する。選択肢として、以下に記載されているように、及び上記で他の代表的なダイオードを参照して言及されたように、第2(裏)面の金属層122が、例えば第2端子127を形成するために製造されてもよい。
図33〜39は、ダイオード100〜100Jの製造の他の代表的な方法を示し、図33は、ウェハー150Aレベルでの製造を示し、図34〜39は、ダイオード100〜100Jレベルでの製造を示す。図33は、基板105及び複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185、及びp+GaN層115)を有するウェハー150Aの断面図。この代表的な実施形態では、比較的厚い層のGaNが(サファイアウェハー150Aの)サファイア(106)上に成長しているか、又は堆積されており(基板105を形成するために)、続いてGaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185、及びp+GaN層115)が堆積又は成長されている。
図34は、第3のメサ状にエッチングされた複合GaNヘテロ構造体を有する基板105の断面図であり、単一ダイオード(例えばダイオード100H)の製造を示すために、ウェハー150A(例えば図33の領域192など)ウェハー150Aのはるかに小さな部分を示している。当該技術分野において既知の適切若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)は、エッチングされてGaNのメサ状の構造体187Bを形成する。GaNのメサ状のエッチングに続いて、また当該技術分野において既知の適切な若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、(貫通、すなわち深い)ビアトレンチ及びトレンチエッチングの分離が、図35に示されるように実施され、GaNヘテロ構造体(n+GaN層110)の非メサ状部分を通じて、及びウェハー150Aのサアファイヤ(106)へのGaN基板105を通じて1つ以上の比較的深いビアトレンチ188を生じ、上記のように分離トレンチ155を作る。図示されているように、中央のビアトレンチ188及び複数の周辺部のビアトレンチ188が形成されている。
また、当該技術分野において既知の適切又は標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、メタライゼーション層が次いで堆積され、ビア131を通じて中央部を、ビア134を通じて複数の周辺部を形成し、これは図36に示されるようにn+GaN層110とのオーミック接触を形成する。代表的な実施形態では、金属のいくつかの層が堆積されて貫通ビア131、134を形成する。例えば、チタン及びタングステンがスパッタリングされて、トレンチ188の側部及び底部をコーティングし、シード層を形成し、それに続いてニッケルでメッキし、固体の金属ビア131、134を形成する。
また、当該技術分野において既知の適切又は標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、メタライゼーション層が次いで堆積され、図37に示されるように、p+GaN層115に対して金属接点をもたらす金属層120Aを形成する。代表的な実施形態では、金属のいくつかの層は、これまで説明されたように、堆積されて金属層120A、及びp+GaN層115に対するオーミック接触を形成してもよい。当該技術分野において既知の適切若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、図38に示されるように窒化物バッファ層135を次いで、一般的に約0.35〜1.0マイクロメートルの厚さまで、例えば(及びこれに限定されない)窒化ケイ素又はオキシ窒化ケイ素のプラズマ加速化学蒸着(PECVD)によって成長させるか、又は堆積させ、続いてフォトレジスト及びエッチング工程によって窒化ケイ素の不要な領域を除去する。当該技術分野において既知の適切又は標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、図39に示されるように、突起部、すなわち突出構造体を有する金属層120Bが次いで形成される。代表的な実施形態では、金属層120Bの形成が、金属シード層を使用し、続いて電気めっき又はリフトオフプロセスを使用して更に金属を堆積し、上記のようにレジストの除去及びシード層のフィールドの浄化によって、いくつかの工程において実施される。以下に記載されるように、ウェハー150Aからのダイオード(この場合、ダイオード100H)の後に続く分離以外に、ダイオードは100Hはさもなければ完成し、ダイオード100Hはまた、各ダイオード100H(また第1端子125)の上面上の1つの金属接触部又は端子のみを有する。また、選択肢として、以下に記載されているように、及び上記で他の代表的なダイオードに関して言及されたように、第2(裏)面の金属層122が、例えば第2端子127を形成するために製造されてもよい。
図40〜45は、ダイオード100〜100Jの製造の他の代表的な方法を示し、図40は、ウェハー150又は150Alレベルでの製造を示し、図41〜45は、ダイオード100〜100Jレベルでの製造を示す。図40は、バッファ層145、複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185、及びGaN層115)、並びにp+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション(金属層120A)を有する基材105の断面図。上記のように、バッファ層145は典型的に、基板105がシリコン(例えばシリコンウェハー150を使用する)であるときに作製され、他の基板に関して、例えばGaN基板105に関しては省略されてもよい。更に、サファイア106は、サファイアウェハー150A上に成長させた、又は堆積された厚いGaN基板105に関して一例として例示される。上記のとおり、金属層119(金属層120Aの後に続く堆積ためのシード層として)がダイオードの製造の後の工程ではなく、GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185、及びp+GaN層115)の堆積の後の、より早い工程において堆積される。例えば、金属層119は、約数百オングストロームの合計厚さを有する金のフラッシュを備えるニッケルであってもよい。
図41は、バッファ層、第4のメサ状にエッチングされたヘテロ構造体、及びp+GaN層とのオーミック接触を形成するメタライゼーション(金属層119)基板の断面図であり、単一のダイオード(例えばダイオード100I)の製造を示すために、ウェハー150又は150A(例えば図40の領域193など)のはるかに小さな部分を示している。当該技術分野において既知の適切若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、複合GaNヘテロ構造体(n+GaN層110、量子井戸領域185及びp+GaN層115)(金属層119を備える)は、エッチングされてGaNのメサ状の構造体187C(金属層119を備える)を形成する。GaNのメサ状のエッチングに続いて、また当該技術分野において既知の適切若しくは標準的なマスク及び/又は、フォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、メタライゼーションが堆積され(これまで記載されたプロセス及び金属、例えばチタン及びアルミニウムのいずれかを使用して、その後アニーリングを続けて)、図42に示されるように、金属層120Aを形成し、またn+GaN層110とオーミック接触を有する金属層129を形成する。
メタライゼーションに続いて、また当該技術分野において既知の適切な若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、分離トレンチエッチングが、図43に示されるように、GaNヘテロ構造体(n+GaN層110)の非メサ状部分を通じて、又は基板105内への比較的深く(例えば、ウェハー150Aのサファイア(106)へのGaN基板105を通じて、又はこれまで記載したようにシリコン基板105の一部を通じて)、及び上記のように分離トレンチ155を作製することによって実施される。
また当該技術分野において既知の適切又は標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、金属層は次いでトレンチ155内に堆積され、貫通、すなわち深い周辺ビア133を形成し(ダイオード(100I)の外側全体又は側面の周辺部の周囲の伝導をもたらす)、これは図44に示されるようにn+GaN層110とのオーミック接触を形成する。代表的な実施形態では、金属のいくつかの層が堆積されて貫通周辺ビア133を形成してもよい。例えば、チタン及びタングステンがスパッタリングされて、トレンチ155の側部及び底部をコーティングし、シード層を形成し、それに続いてニッケルでメッキし、固体の金属周辺ビア133を形成する。
再び、また当該技術分野において既知の適切若しくは標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、図45に示されるように窒化物バッファ層135を次いで、一般的に約0.35〜1.0マイクロメートルの厚さまで、例えば(及びこれに限定されない)窒化ケイ素のプラズマ加速化学蒸着(PECVD)によって成長させるか、又は堆積させ、続いてフォトレジスト及びエッチング工程によって窒化ケイ素の不要な領域を除去する。当該技術分野において既知の適切又は標準的なマスク及び/又はフォトレジスト層、並びにエッチングを通じて、これまで説明したように、図45に示されるように、突起部、すなわち突出構造体を有する金属層120Bが次いで形成される。以下に記載されるように、ウェハー150又は150Aからのダイオード(この場合、ダイオード100I)の後に続く分離以外に、ダイオードは100Iはさもなければ完成し、ダイオード100Iはまた、各ダイオード100I(また第1端子125)の上面上の1つの金属接触部又は端子のみを有する。また、選択肢として、以下に記載されているように、及び上記で他の代表的なダイオードを参照して言及されたように、第2(裏)面の金属層122が、例えば第2端子127を形成するなど製造されてもよい。
ダイオード100〜100Jの製造方法の多数の変形例は、本開示の教示を考慮すれば容易に明らかであり、これらの全ては本開示の範囲と同等であり、この範囲内であると考えられる。他の代表的な実施形態では、例えばトレンチ155の形成及び(窒化物)バッファ層の形成は、デバイス製造プロセスにおいて初期に、又は後で実施されてもよい。例えば、トレンチ155は製造において後、金属層120Bの形成の後に形成されてもよく、基板105を露出させたままであってもよく、あるいは第2の表面安定化処理が続いてもよい。また、例えばトレンチ155が製造の早い段階、例えばGaNのメサ状のエッチングの後によって形成され、(窒化物)の保護層135の堆積が後に続いてもよい。後者の実施例では、デバイス製造プロセス中に平坦化のバランスを維持するために、表面安定処理されたトレンチ155は、酸化物、フォトレジスト、又は他の材料で充填されもよく(層の堆積、その後にフォトレジストマスク及びエッチング、又はマスクを使用しないエッチングプロセスを使用して不要な領域の除去が続く)、あるいはレジストを用いて充填されてもよい(及び金属接触部120Aの形成に続いて潜在的に再充填される)。他の実施例では、窒化ケイ素135の堆積(マスク及びエッチング工程が後に続く)は、GaNのメサ状のエッチングの後に、かつ金属接触部120Aの堆積の前に実施されてもよい。
様々なダイオード(ダイオード100〜100J)の多くが説明されており、ここではシリコン及びGaNが選択された半導体であり得る、又は選択された半導体であるが、他の無機若しくは有機半導体が同様に使用されてもよく、本開示の範囲内であるということを留意する必要がある。無機半導体の例にはシリコン、ゲルマニウム、及びこれらの混合物;二酸化チタン、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化アンチモンスズ、及びこれらの混合物;II−VI族半導体、これらは少なくとも1つの二価の金属(亜鉛、カドミウム、スズ、及び鉛)及び少なくとも1つの二価の非金属(酸素、イオウ、セレン及びテルル)の化合物、例えば酸化亜鉛、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、セレン化水銀、及びこれらの混合物;III−V族半導体、これらは少なくとも1つの三価の金属(アルミニウム、ガリウム、インジウム、及びタリウム)と少なくとも1つの三価の非金属(窒素、リン、ヒ素、及びアンチモン)、例えばヒ化ガリウム、リン化インジウム、及びこれらの混合物;並びに水素終端シリコン、炭素、ゲルマニウム、α−スズなどのIV族半導体、及びこれらの混合物が挙げられる。
GaN発光/吸収領域140(例えば、基板105の上に堆積されたGaNヘテロ構造体、例えばサファイア(106)ウェハー150A上のGaN(105)の上に堆積されたn+若しくはp+シリコン)に加えて、複数のダイオード100〜100Jは、任意のタイプの半導体要素、材料、又は化合物、例えばシリコン、ヒ化ガリウム(GaAs)、窒化ガリウム(GaN)、又は任意の無機若しくは有機半導体材料から、並びにGaP、InAlGaP、InAlGaP、AlInGaAs、InGaNAs、AlInGASbなど任意の形態で構成されてもよく、またこれらは例であり限定するものではない。
図46は、保持器具160(例えば保持、ハンドル又はホルダーウェハー)に貼りつけた複数のダイオード100〜100Jを有する、代表的なシリコンウェハー150を示す断面図。図47は、保持器具160に貼りつけた代表的なダイオードサファイアウェハー150Aの実施形態を示す断面図。図46及び47に示されるように、複数の、取り外されていないダイオード100〜100J(一般的に解説目的のために示され、いずれかの有意な機構の詳細はない)を含むダイオードウェハー150、150Aが、任意の既知の、市販されているウェハー接着又はウェハー結合165を使用して、製造したダイオード100〜100Jを有するダイオードウェハー150、150Aの第1面上で保持器具160(ウエファーホルダーなど)に付着されている。例示され、上記で説明するとおり、各ダイオード100〜100J間の窒化物の不動態化された分離すなわち個々のトレンチ155は、エッチングを介してなどウェハープロセス中に形成され、次いで、切断などの機械的プロセスを使用させずに隣接するダイオード100〜100Jから各ダイオード100〜100Jを分離するのに利用される。図46に示されるように、ダイオードウェハー150は保持器具160に更に付着され、ダイオードウェハー150の第2の裏面180は次いで、あるレベルまで(点線として示されている)機械的に研削され、研磨され、窒化物が不動態化したトレンチ155を露出させる。十分に研削され研磨されたとき、それぞれ個々のダイオード100〜100Jは互いから、及びいずれか残っているダイオードウェハー150から取り外される一方で、接着剤165で保持器具160に依然として付着している。図47に示されるように、ダイオードウェハー150Aが保持器具160に依然として付着している一方で、ダイオードウェハー150Aの第2の、裏面180は次いでレーザー光162(1つ以上のレーザービーム162として例示される)暴露され、これは、ウェハー150Aのサファイア106からGaN基板105を劈開し(点線として示されている)(またレーザーリフトオフとも呼ばれる)、これによって個々のダイオード100〜100Jを互いから、及びウェハー150Aから取り外し、その一方で保持器具160に接着剤165によって依然として接着したまま。この代表的な実施形態では、ウェハー150Aは次いで研削され、及び/又は研磨され再使用される。
エポキシビード(単独で例示されていない)もまた、ウェハー150の周辺部の付近に適用され、非ダイオード片がウェハーの縁部から取り外されてダイオード(100〜100J)流体へ、以下に示されるダイオード取り外しプロセス中に放出されるのを防ぐ。
図48は、保持器具に貼りつけた代表的なダイオード100Jの実施形態を示す断面図。ダイオード100〜100J(図46及び47を参照して上記のとおり)の分離に続いて、及びダイオード100〜100Jが保持器具160に接着剤165によって依然として付着したままである間に、ダイオード100〜100Jの第2の、裏面が露出される。図48に示されるように、メタライゼーションが次いで、例えば蒸着(トレンチ155を充填するのを避けるために角度が付けられている)を介して第2の裏面に堆積され、第2の裏面金属層122及びダイオード100Jの実施形態を形成する。図示されているように、ダイオード100Jは、n+GaN層110とオーミック接触を有し、n+GaN層110と第2の裏面の金属層122との間の電流電導のための、第2の裏面の金属層122との接触子を有する、1つの中央の貫通ビア131を有する。代表的なダイオード100Dは非常に似ており、ダイオード100Jは、第2の端子127を形成するための第2の裏面の金属層122を有する。これまで言及したように、第2の裏面の金属層122(又は基板105、若しくは様々な貫通ビア131、133、134のいずれか)が使用されて、ダイオード100〜100Jを通電するために、装置300、300A、300Bにおける第1導体310との電気接続を作るために使用されてもよい。
図49、50及び51は、ダイオード100〜100Jの製造それぞれの代表的な第1、第2、及び第3の方法の実施形態を例示するフローチャートであり、有用な概略を提示する。これらの多くの工程は任意の様々な順序で実施されてもよく、代表的な方法の工程はまた、他の代表的な方法で採用されてもよいということに留意する必要がある。したがって、この方法のそれぞれは、具体的なダイオード100〜100Jの実施形態の製造ではなく、ダイオード100〜100Jの製造を一般的に参照しており、いずれか選択したダイオード100〜100J実施形態を作るために、どの工程を「組み合わせ、適合させる」ことができるかということを当業者は理解するであろう。
図49を参照して、開始工程240から開始して、酸化物は、半導体ウェハー(例えばシリコンウェハー)上に成長又は堆積される(工程245)。格子又は他のパターンを形成するためなど、酸化物層はエッチングされる(工程250)。バッファ層及び発光若しくは吸収領域(例えばGaNヘテロ構造体)は成長され、又は堆積され(工程255)、次いで、エッチングされてダイオード100〜100Jのためのメサ状構造体を形成する(工程260)。ウェハー150は次いでエッチングされ、各ダイオード100〜100Jのためのビアトレンチを基板105内に形成する(工程265)。1つ以上のメタライゼーション層が次いで堆積されて、各ダイオード100〜100Jのための金属接触部及びビアを形成する(工程270)。分離トレンチは次いでダイオード100〜100Jの間でエッチングされる(工程275)。保護層が次いで成長されるか、又は堆積される(工程280)。突起部又は突出している金属構造体が次いで、金属接触部上に堆積され、又は成長され(工程285)、本方法は終了して、工程290に戻ってもよい。これらの製造工程の多くは異なる事業体及び仲介者によって実施されてもよく、並びに、本方法は、上記の工程の他の変形例及び順序を含んでもよいということに留意する必要がある。
図50を参照して、開始工程500から開始して、比較的厚いGaN層(例えば7〜8マイクロメートル)は、ウェハー(例えばサファイアウェハー150A)上に成長又は堆積される(工程505)。発光若しくは吸収領域(例えばGaNヘテロ構造体)は成長され、若しくは堆積され(工程510)、次いで、エッチングされて、各ダイオード100〜100Jのためのメサ状構造体(各ダイオード100〜100Jの第1面上で)を形成する(工程515)。ウェハー150は次いでエッチングされ、各ダイオード100〜100Jのための1つ以上の貫通、すなわち深いビアトレンチ及び分離トレンチを基板105内に形成する(工程520)。1つ以上のメタライゼーション層が次いで堆積され、典型的にシード層を堆積することによって(工程525)、これに続いて上記の任意の方法を使用することによって更に金属堆積によって、各ダイオード100〜100Jのための貫通ビアを形成し、これは中央の、周辺、すなわち外周の貫通ビア(それぞれ131、134、133)であってもよい。1つ以上の金属接触部をGaNヘテロ構造体に形成し(例えばp+GaN層115に、又はn+GaN層110に)(工程535)、並びに任意の追加の電流分布金属を形成するために(例えば120A、126)(工程540)、金属も堆積される。保護層は次いで、上記及び例示されているように、エッチング又は取り外された領域と共に成長されるか、又は堆積される(工程545)。突起部又は突出している金属構造体(120B)が次いで、金属接触部上に堆積されるか、又は成長される(工程550)。ウェハー150Aは次いで、保持ウェハーに取り付けられ(工程555)、サファイア又は他のウェハーは取り外されて(例えばレーザー劈開を通じて)個々のダイオード100〜100Jを分離する(工程560)。金属は次いで、ダイオード100〜100Jの第2の裏面上に堆積されて、第2の裏面の金属層122を形成し(工程565)、本方法は終了し、工程570に戻ってもよい。また、これらの製造工程の多くは異なる事業体及び仲介者によって実施されてもよく、並びに、本方法は、上記の工程の他の変形例及び順序を含んでもよいということに留意する必要がある。
図51を参照して、開始工程600から開始して、比較的厚いGaN層(例えば7〜8マイクロメートル)は、ウェハー150(例えばサファイアウェハー150A)上に成長又は堆積される(工程605)。発光若しくは吸収領域(例えばGaNヘテロ構造体)は成長され、又は堆積される(工程610)。1つ以上の金属接触部をGaNヘテロ構造体に形成する(例えば、図40に示されるようにp+GaN層115)ために金属が堆積される(工程615)。金属接触部層(119)と共に、発光若しくは吸収領域(例えばGaNヘテロ構造体)は次いでエッチングされ、各ダイオード100〜100Jのためのメサ状構造体(各ダイオード100〜100Jの第1面上で)を形成する(工程620)。1つ以上の金属接触部をGaNヘテロ構造体に形成する(例えば、図42に示されるようにp+GaN層110へのn+金属接触部層129)ために金属が堆積される(工程625)。ウェハー150Aは次いでエッチングされ、各ダイオード100〜100Jのための1つ以上の貫通、すなわち深いビアトレンチ及び/又は分離トレンチを基板105内に形成する(工程630)。上記の任意の金属堆積方法を使用して、1つ以上のメタライゼーション層が次いで堆積され、各ダイオード100〜100Jのための貫通ビアを形成し(工程635)、これは中央の、周辺、すなわち外周の貫通ビア(131、134、133それぞれ)であってもよい。1つ以上の金属接触部をGaNヘテロ構造体に形成し(例えばp+GaN層115に、又はn+GaN層110に)、並びに任意の追加の電流分布金属を形成するために(例えば120A、126)(工程540)、金属も堆積される(工程640)。分離トレンチが事前に作られていない場合(工程630において)、分離トレンチはエッチングされる(工程645)。保護層は次いで、上記及び例示されているように、エッチング又は取り外された領域と共に成長されるか、又は堆積される(工程650)。突起部又は突出している金属構造体(120B)が次いで、金属接触部上に堆積されるか、又は成長される(工程655)。ウェハー150、150Aは次いで、保持ウェハーに取り付けられ(工程660)、サファイア又は他のウェハーは取り外されて(例えばレーザー劈開、又は裏面研削及び研磨を通じて)個々のダイオード100〜100Jを分離する(工程665)。金属は次いで、ダイオード100〜100Jの第2の裏面上に堆積されて、第2の裏面の導電(例えば金属)層122を形成し(工程670)、本方法は終了し、工程675に戻ってもよい。また、これらの製造工程の多くは異なる事業体及び仲介者によって実施されてもよく、並びに、本方法は、上記の工程の他の変形例及び順序を含んでもよいということに留意する必要がある。
図52は、個々のダイオード100〜100Jを示す断面図であり(また、一般的に説明目的であり、いずれか有意な機能の詳細はない)、これは、もはやダイオードウェハー150、150A上で一緒に結合されておらず(ダイオードウェハー150、150Aの第2面がここでは、研削されているか、又は研磨されているか、又は劈開されて(レーザーリフトオフ)、分離(個体化)トレンチ155を十分に露出させている)、しかしこれは保持器具160にウェハー接着剤165で接着され、ウェハー接着剤溶媒170で、皿175内で懸濁しているか、又は浸されている。例えばペトリ皿など、いずれか好適な皿175が使用されてもよく、代表的な方法では、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE又はテフロン)の皿175を使用している。ウェハー接着剤溶媒170は、例えばBrewer Science,Inc.(Rolla,Missouri USA)から入手可能な2−ドデセンウェハーボンドリムーバー、又は任意の他の比較的長鎖アルカン若しくはアルケン、又は短鎖ヘプタン若しくはヘプテンを含むが、これに限定されない接着剤溶媒又はウェハーボンドリムーバーであってもよい。保持器具160に接着されたダイオード100〜100Jは、約5から約15分間、典型的に室温(例えば約18.3℃〜23.9℃(65°F〜75°F))以上の温度にて、ウェハー接着剤溶媒170中に浸され、例示の実施形態において超音波分解されてもよい。ウェハー接着剤溶媒170が接着剤165を溶解すると、ダイオード100〜100Jは接着剤165及び保持器具160から分離し、大部分は、又は一般的に皿175の底部に個々に、又は群若しくは集団で沈む。全ての又は大半のダイオード100〜100Jが保持器具160から取り外され、皿175の底部に沈むとき、保持器具160及び現在使用されているウェハー接着剤溶媒170の一部は皿175からから取り除かれる。更なるウェハー接着剤溶媒170が次いで添加され(約120〜140mL)、ウェハー接着剤溶媒170及びダイオード100〜100Jの混合物が、約5〜15分間、典型的に室温以上において、攪拌され(例えば超音波処理器又は攪拌器を使用して)、続いて再びダイオード100〜100Jを皿175の底部に沈ませる。このプロセスは一般的に少なくとも、もう一度繰り返され、全ての、又は大半のダイオード100〜100Jが皿175の底部に沈むとき、現在使用されているウェハー接着剤溶媒170が皿175から取り除かれ、より多くの(約120〜140mL)のウェハー接着剤溶媒170が次いで添加され、続いてウェハー接着剤溶媒170とダイオード100〜100Jの混合物を約5〜15分間、室温以上で攪拌し、続いて再びダイオード100〜100Jを皿175の底部に沈ませ、ウェハー接着剤溶媒170の一部を取り除く。この段階において、もはやダイオード100〜100Jの印刷又は機能を潜在的に干渉しないくらいまで、十分な量のいずれかの残留物のウェハー接着剤165が、ダイオード100〜100Jから一般的に取り除かれて、又はウェハー接着剤溶媒170プロセスが繰り返される。
ウェハー接着剤溶媒170の除去(溶解したウェハー接着剤165を有する)、又は任意の他の溶媒、溶液、若しくは以下に記載される他の液体の除去は、任意の様々な方法で達成されてもよい。例えば、ウェハー接着剤溶媒170又は他の液体は、例えばピペットを通じて吸引(vacuum)、吸引(aspiration)、吸引(suction)、汲み上げ等で取り除かれてもよい。また、例えばウェハー接着剤溶媒170又は他の液体は、例えば適切な開口部若しくは孔径を有するスクリーン又は多孔質シリコン膜を使用することによって、ダイオード100〜100J及びウェハー接着剤溶媒170の混合物を濾過することによって取り除かれてもよい。ダイオードインク(及び以下に説明されている絶縁体インク)に使用される全ての様々な流体は濾過されて、約10マイクロメートル超の粒子は取り除かれるということを言及する必要がある。
ダイオードインク実施例1:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒とを含む。
実質的に全て又はほとんどのウェハー接着剤溶媒170が次いで取り除かれる。溶媒、より具体的には極性溶媒、例えば、代表的な実施例においてイソプロピルアルコール(「IPA」)は、ウェハー接着剤溶媒170及びダイオード100〜100Jの混合物に添加され、続いてIPA、ウェハー接着剤溶媒170、及びダイオード100〜100Jの混合物を約5〜15分間、一般的に室温で(更に高い温度も同様に採用されてもよい)攪拌され、再びダイオード100〜100Jを皿175の底部に沈ませ、IPA及びウェハー接着剤溶媒170の部分を取り除く。より多くのIPAが添加され(120〜140mL)、このプロセスは2回以上繰り返され、すなわちIPA、ウェハー接着剤溶媒170、及びダイオード100〜100Jの混合物を約5〜15分、一般的に室温で攪拌し、続いて、再びダイオード100〜100Jに皿175の底部に沈ませ、IPA及びウェハー接着剤溶媒170の混合物の部分を取り除き、更に多くのIPAを添加する。例示の実施形態では、得られる混合物は、10cm(4インチ)のウェハーからの約900万〜1000万のダイオード100〜100J(10cm(4インチ)のウェハー150当たり約970万のダイオード100〜100J)を有する約100〜110mLのIPAであり、次いで、他のより大きな容器、例えばPTFE瓶に移され、これは例えば追加のIPAで瓶内のダイオードの更なる洗浄を含む場合がある。水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(IPA)を含む)、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノール(イソブタノール)を含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)、シクロヘキサノール、テルピネオールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチルなどのエステル類;エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類などのグリコール類;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの溶媒を含むがこれらに限定されない1つ以上の溶媒が同等に使用されてもよい。得られるダイオード100〜100J及び溶媒(例えばIPA)の混合物は、上記の実施例1としてダイオードインクの第1実施例であり、例えば後に続く変性のために、又は例えばまた印刷における使用のための独立した組成物として提供されてもよい。以下に記載される他の代表的な実施形態では、得られるダイオード100〜100J及び溶媒(例えばIPA)は、中間の混合物であり、これは更に変性されて、以下に記載されるように印刷に使用するためのダイオードインクを形成する。
様々な代表的な実施形態では、第1(又は第2)溶媒の選択は、少なくとも2つの特性、すなわち特徴に基づく。溶媒の第1の特徴は、粘度調整剤、例えばメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロースに可溶性であるか、又は可溶化するその能力。第2の特徴、すなわち特性は、その蒸発速度であり、これはダイオードインクの十分なスクリーン滞留(スクリーン印刷のための)を可能にするのに十分緩慢である必要がある。様々な実施形態では、代表的な蒸発速度は1未満(<1、酢酸ブチルと比較相対速度として)、又はより具体的には0.0001〜0.9999。
ダイオードインク実施例2:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
粘度調整剤とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
粘度調整剤とを含む。
ダイオードインク実施例3:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒和剤とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒和剤とを含む。
ダイオードインク実施例4:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
湿潤溶剤とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
湿潤溶剤とを含む。
ダイオードインク実施例5:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒と、
粘度調整剤とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒と、
粘度調整剤とを含む。
ダイオードインク実施例6:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒と、
接着性粘度調整剤とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒と、
接着性粘度調整剤とを含む。
ダイオードインク実施例7:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒と、
粘度調整剤とを含み、
組成物は濡れているときに不透明であり、乾燥したときに実質的に透明。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒と、
粘度調整剤とを含み、
組成物は濡れているときに不透明であり、乾燥したときに実質的に透明。
ダイオードインク実施例8:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
第1極性溶媒と、
粘度調整剤と、
第2極性溶媒(又は湿潤剤)とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
第1極性溶媒と、
粘度調整剤と、
第2極性溶媒(又は湿潤剤)とを含む。
ダイオードインク実施例9:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jであって、この複数のダイオード100〜100Jの各ダイオードは、いずれかの次元において450マイクロメートル未満の寸法を有する、ダイオードと、
溶媒とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jであって、この複数のダイオード100〜100Jの各ダイオードは、いずれかの次元において450マイクロメートル未満の寸法を有する、ダイオードと、
溶媒とを含む。
ダイオードインク実施例10:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
少なくとも1つの実質的に非絶縁担体又は溶媒とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
少なくとも1つの実質的に非絶縁担体又は溶媒とを含む。
ダイオードインク実施例11:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒と、
粘度調整剤とを含み、
この組成物は、脱湿潤するか、25度超、又は40度未満の接触角を有する。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
溶媒と、
粘度調整剤とを含み、
この組成物は、脱湿潤するか、25度超、又は40度未満の接触角を有する。
ダイオードインクの実施例1〜10を参照して、本発明の範囲内の、多種多様なダイオードインク組成物が存在する。一般的に、実施例1として、ダイオード(100〜100J)の液体懸濁液は、複数のダイオード(100〜100J)及び第1溶媒(例えば上記のIPA又は、以下に記載されるN−プロパノール、テルピネオール又はジエチレングリコール)を含み;実施例2におけるものとして、ダイオードの液体懸濁液(100〜100J)は複数のダイオード(100〜100J)及び粘度調整剤(以下に記載されるようなもの、これは実施例6におけるもののように、接着性粘度調整剤であってもよい)を含み;並びに実施例3及び4におけるものとして、ダイオード(100〜100J)の液体懸濁液は、複数のダイオード(100〜100J)、及び溶媒和剤又は湿潤溶媒(例えば以下の第2溶剤のうちの1つ、例えば二塩基エステル)を含む。より具体的には、実施例2、5、6、7及び8において、ダイオード(100〜100J)の液体懸濁液は、複数のダイオード(100〜100J)(及び/又は複数のダイオード(100〜100J)、及び第1溶媒(例えばN−プロパノール、テルピネオール又はジエチレングリコール))並びに粘度調整剤(若しくは同等に粘稠な化合物、粘稠剤、粘稠なポリマー、粘稠な樹脂、粘稠な結合剤、増粘剤、及び/又はレオロジー変性剤)又は接着性粘度調整剤(以下に詳細に記載されている)、例えば以下のE−10粘度調整剤を含むがこれに限定されない粘度調整剤を含み、室温(約25℃)で約1,000センチポアズ(cps)〜20,000cps(又は冷房した温度(例えば5〜10℃)で約20,000cps〜60,000cps)を有するダイオードインクを提供する。粘性により、得られる組成物はダイオードの液体、又はゲル懸濁液と同等に呼ばれる場合があり、本明細書おける液体若しくはゲルへの言及は、もう一方をも意味し、これを含むものと理解される。
更に、ダイオードインクの得られる粘度は、一般的に、採用される印刷プロセスのタイプにより変化し、並びに、ダイオード組成物、例えばシリコン基板105又はGaN基板105などによって変化する場合がある。例えば、ダイオード100〜100Jがシリコン基板105を有する、スクリーン印刷のためのダイオードインクは、室温で約5,000センチポアズ(cps)〜20,000cps、又はより具体的に室温で約6,000センチポアズ(cps)〜15,000cps、又はより具体的に、室温で約8,000センチポアズ(cps)〜12,000cps、又はより具体的に室温で約9,000センチポアズ(cps)〜11,000cpsの粘度を有してもよい。他の例では、ダイオード100〜100JがGaN基板105を有する、スクリーン印刷のためのダイオードインクは、室温で約10,000センチポアズ(cps)〜25,000cps、又はより具体的に室温で約15,000センチポアズ(cps)〜22,000cps、又はより具体的に、室温で約17,500センチポアズ(cps)〜20,500cps、又はより具体的に室温で約18,000センチポアズ(cps)〜20,000cpsの粘度を有してもよい。また例えば、ダイオード100〜100Jがシリコン基板105を有する、フレキソ印刷のためのダイオードインクは、室温で約1,000センチポアズ(cps)〜10,000cps、又はより具体的に室温で約1,500センチポアズ(cps)〜4,000cps、又はより具体的に、室温で約1,700センチポアズ(cps)〜3,000cps、又はより具体的に室温で約1,800センチポアズ(cps)〜2,200cpsの粘度を有してもよい。また例えば、ダイオード100〜100JがGaN基板105を有する、フレキソ印刷のためのダイオードインクは、室温で約1,000センチポアズ(cps)〜10,000cps、又はより具体的に室温で2,000センチポアズ(cps)〜6,000cps、又はより具体的に、室温で約2,500センチポアズ(cps)〜4,500cps、又はより具体的に室温で約2,000センチポアズ(cps)〜4,000cpsの粘度を有してもよい。
粘度は多種多様な方法で測定することができる。比較目的のために、本明細書の様々な具体的及び/又は請求されている範囲が、約200パスカル(より一般的には190〜210パスカル)の剪断応力において、Brookfield粘度計(Brookfield Engineering Laboratories(Middleboro,Massachusetts,USA)から入手可能である)を使用して、約25℃において冷却ジャケット内で、約10rpm(これは例であり限定するものではなく、より具体的には1〜30rpm、特に冷却した流体に関して)の速度において、スピンドルSC4−27を使用して測定される。
例えばヘクトライト粘土類、ガラマイト粘土類、有機変性粘土類などの粘土類;糖類及びグアーガム、キサンタンガムなどの多糖類;セルロース類、及びヒドロキシルメチルセルロース、メチルセルロース、メトキシルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエチルエーテル、キトサンなどの変性セルロース類;アクリレート及び(メタ)アクリレートのポリマー類及びコポリマー類などのポリマー類、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヒュームドシリカ(例えばCabosil)、シリカ粉末類、変性尿素類、例えばBYK(登録商標)420(BYK Chemie GmbHから入手可能)、並びにこれらの混合物など、及びこれらに限定されない1つ以上の増粘剤(粘度調整剤として)が使用されてもよい。他の粘度調整剤、並びに米国特許出願公開第2003/0091647号(Lewisら)に記載されるように、粘度調整剤への粒子の追加が使用されてもよい。誘電体インクを参照して以下に記載される他の粘度調整剤もまた使用されてもよいが、好ましくはない。
ダイオードインクの実施例6を参照して、ダイオード(100〜100J)の液体懸濁液は、接着性粘度調整剤、すなわち更なる接着特性を有する、上記の粘度調整剤のいずれかを更に含んでもよい。そのような接着性粘度調整剤は、装置(300、300A、300B)の製造(例えば印刷)中に、ダイオード(100〜100J)を第1導体(例えば310A)への接着、次いで装置(300、300A、300B)において定位置にダイオード(100〜100J)を保持するためのインフラストラクチャー(例えば高分子の)(乾燥時又は硬化時)の両方を提供する。そのような接着剤を提供する一方で、かかる粘度調整剤はまた、ダイオード(100〜100J)の接触子、例えば端子125及び/又は127からの脱湿する一部の能力を有する必要がある。そのような接着剤、粘度、及び脱湿特性は、様々な例示の実施形態においてメチルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂が採用される理由。他の好適な粘度調整剤もまた実験的に選択されてもよい。
粘度調整剤又は接着性粘度調整剤の追加特性もまた有用であり、本開示の範囲内。第1に、粘度調整剤は懸濁したダイオード(100〜100J)が選択した温度外に落ち着くのを防ぐ必要がある。第2に、粘度調整剤は、ダイオード(100〜100J)を配向し、装置(300、300A、300B)の製造中に均一な方式でダイオード(100〜100J)を印刷するのに役立つべき。第3に、粘度調整剤はまた、クッション、ないしは別の方法で印刷プロセス中にダイオード(100〜100J)を保護する働きをする必要がある。
ダイオードインクの実施例3、4及び8を参照して、ダイオード(100〜100J)の液体懸濁液は第2溶媒(実施例8)又は溶媒化剤(実施例3)又は湿潤溶媒(実施例4)を更に含んでもよく、以下に多くの実施例がより詳細に説明される。かかる(第1又は第2)溶剤は、印刷、及び後に続くデバイス製造中に、ダイオードインク(例えば、1つ以上の二塩基性エステルを含むがこれに限定されない、非極性樹脂溶剤など)の乾燥に続いて、第1導体(例えば310A、これは導電性ポリマー、例えば銀インク、カーボンインク、又は銀インク及びカーボンインクの混合物)とダイオード100〜100Jとの間のオーミック接触(基板105、貫通ビア構造体(131、133、134)、並びに/又は図58に例示されているように、第2の裏面金属層122を通じて)との間のオーミック接触を促進するための湿潤(同等に、溶媒化)又は再湿潤剤として選択される。例えば、ダイオードインクが第1導体310の上に印刷されるとき、湿潤又は溶媒化剤は部分的に第1導体310を溶解し、湿潤剤又は溶媒化剤がその後、消散するとき、第1導体310は、再硬化し、ダイオード(100〜100J)との接触子を形成する。
ダイオード(100〜100J)の液体又はゲル懸濁液の残部は概して他の第3溶媒、例えば脱イオン水であり、本明細書の百分率の説明は、ダイオード(100〜100J)の液体若しくはゲル懸濁液の残部が、第3の溶媒、例えば水である、全ての記載された百分率は、容積又は他の測定値よりはむしろ重量に基づいている。様々なダイオードインク懸濁液は、いずれか具体的な空気の組成物又は他の含有された若しくは濾過された環境を必要とすることなく、典型的な大気の設定で全て混合されてもよい。
溶媒の選択は溶媒の極性に基づいてもよい。代表的な実施形態において、第1溶媒、例えばアルコールが極性若しくは親水性溶媒として選択され、装置300、300A、300Bの製造中に、ダイオード(100〜100J)及び他の導体(例えば310)脱湿潤を促進する一方で、粘度調整剤内で可溶性又はこれに可溶化することができる。
例示のダイオードインクの他の有用な特性は実施例7に示されている。この代表的な実施形態に関して、ダイオードインクは、位置決めなど様々な印刷プロセスに役立つために、印刷中は不透明。乾燥又は硬化したとき、しかしながら、乾燥若しくは硬化したダイオードインクは実質的に、選択された波長において実質的に透明(例えばダイオード(100〜100J)によって生成される可視光の放射を実質的に可能にする、又はこれを干渉しない)。
例示のダイオードインクを特徴付ける他の方法は、実施例7に示されるようにダイオード(100〜100J)の寸法に基づき、ここではダイオード100〜100Jは一般的に、全寸法において約450マイクロメートル未満であり、より具体的には、全寸法において約200マイクロメートル未満であり、より具体的には全寸法において約100マイクロメートル未満であり、より具体的には全寸法において50マイクロメートル未満。例示されている代表的な実施形態では、ダイオード100〜100Jは一般的におよそ、幅において約15〜40マイクロメートルであり、又はより具体的に、幅において約20〜30マイクロメートルであり、高さにおいて約10〜15マイクロメートルであり、又は直径(頂点から頂点よりはむしろ側面と面で測定された)において約25〜28マイクロメートルであり、高さにおいて10〜15マイクロメートル。代表的な実施形態において、突起部、すなわち突出構造体を形成する金属層120Bを除く、ダイオード100〜100Jの高さ(すなわちGaNヘテロ構造体を含む側面121の高さ)はおよそ、約5〜15マイクロメートル、又はより具体的には7〜12マイクロメートル、又はより具体的には8〜11マイクロメートル、又はより具体的には9〜10マイクロメートル、又はより具体的には10〜30マイクロメートルであり、一方突起部、すなわち突出構造体を形成する金属層120Bの高さは概しておよそ、約3〜7マイクロメートル。
ダイオードインクは、実施例10に示されているように、その電気的特性によって特徴付けられてもよい。この代表的な実施形態において、ダイオード(100〜100J)は、例えば絶縁結合剤と対称的に、少なくとも1つの実質的に非絶縁担体又は溶媒中に懸濁する。
ダイオードインクは、実施例10に示されているように、表面特性によって特徴付けられてもよい。この代表的な実施形態では、測定のために採用された基板の表面エネルギー(例えば34〜38ダインなど)によって、ダイオードインクは、脱湿潤又は25℃超又は40℃超の接触角を有する。
ダイオードインク実施例12:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
約5%〜50%のN−プロパノール、テルピネオール若しくはエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノール又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、
約0.75%〜5.0%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、
約0.5%〜10%の非極性樹脂溶媒、例えば二塩基酸エステルを含む第2溶媒(又は再湿潤剤)と、 第3溶媒、例えば水を含む残部と、を含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
約5%〜50%のN−プロパノール、テルピネオール若しくはエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノール又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、
約0.75%〜5.0%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、
約0.5%〜10%の非極性樹脂溶媒、例えば二塩基酸エステルを含む第2溶媒(又は再湿潤剤)と、 第3溶媒、例えば水を含む残部と、を含む。
ダイオードインク実施例13:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
約15%〜40%のN−プロパノール、テルピネオール若しくはエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノール又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、
約1.25%〜2.5%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、
約0.5%〜10%の非極性樹脂溶媒、例えば二塩基酸エステルを含む第2溶媒(又は再湿潤剤)と、
第3溶媒、例えば水を含む残部と、を含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
約15%〜40%のN−プロパノール、テルピネオール若しくはエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノール又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、
約1.25%〜2.5%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、
約0.5%〜10%の非極性樹脂溶媒、例えば二塩基酸エステルを含む第2溶媒(又は再湿潤剤)と、
第3溶媒、例えば水を含む残部と、を含む。
ダイオードインク実施例14:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
約17.5%〜22.5%のN−プロパノール、テルピネオール若しくはエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノール又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、
約1.5%〜2.25%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、
約0.0%〜6.0%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含む第2溶媒(又は再濡れ剤)と、
第3溶媒(例えば水)を含む残部と、を含み、この組成物の粘度は25℃で実質的に5,000cps〜約20,000。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
約17.5%〜22.5%のN−プロパノール、テルピネオール若しくはエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノール又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、
約1.5%〜2.25%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、
約0.0%〜6.0%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含む第2溶媒(又は再濡れ剤)と、
第3溶媒(例えば水)を含む残部と、を含み、この組成物の粘度は25℃で実質的に5,000cps〜約20,000。
ダイオードインク実施例15:
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
約20%〜40%のN−プロパノール、テルピネオール若しくはエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノール又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、
約1.25%〜1.75%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、
約0%〜6.0%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含む第2溶媒(又は再濡れ剤)と、
第3溶媒(例えば水)を含む残部と、を含み、この組成物の粘度は25℃で実質的に1,000cps〜約5,000。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
約20%〜40%のN−プロパノール、テルピネオール若しくはエチレングリコール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノール又はこれらの混合物を含む第1溶媒と、
約1.25%〜1.75%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂、又はこれらの混合物を含む粘度調整剤と、
約0%〜6.0%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含む第2溶媒(又は再濡れ剤)と、
第3溶媒(例えば水)を含む残部と、を含み、この組成物の粘度は25℃で実質的に1,000cps〜約5,000。
代表的な実施形態におけるダイオードインクの実施例12、13、14及び15を参照して、第1溶媒としての他のアルコール、N−プロパノール(「NPA」)(及び/又はテルピネオール、エチレングリコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノール)は、IPAの実質的に全て若しくは大半に置換えられる。ダイオード100〜100Jが、容器の底部に概ね若しくは大半が沈んだ状態で、IPAが取り除かれ、NPAが添加され、IPA、NPA及びダイオード100〜100Jの混合物は室温において攪拌されるか、すなわち混合され、続いて、再び、ダイオード100〜100Jを容器の底部に沈ませ、IPA及びNPAの混合物の一部を取り除き、更にNPA(約120〜140mL)を添加する。NPAを添加し、IPA及びNPAの混合物を取り除くこのプロセスは一般的に2回繰り返され、主にNPA、ダイオード100〜100J、微量ないしは少量のIPA、並びに微量の、ないしは少量の潜在的に残留物のウェハー接着剤及びウェハー接着溶媒170の混合物が結果として得られる。代表的な実施形態では、残っている残留物若しくは少量のIPAは約1%未満、より一般的には0.4%。また、代表的な実施形態では、代表的なダイオードインク中のNPAの最終的な百分率は、採用される印刷のタイプによって、約5%〜50%、又はより具体的には約15%〜40%、又はより具体的には約17.5%〜22.5%、又はより具体的には約25%〜約35%。NPAと共に、又はNPAの代わりに、テルピネオール及び/又はエチレングリコールが採用されるとき、テルピノールの典型的な濃度は、約0.5%〜2.0%であり、並びにエチレングリコールの典型的な濃度は約15%〜25%。IPA、NPA、再湿潤剤、脱イオン水(及び例示のダイオードインクを形成するために採用された他の化合物又は混合物)は、約25マイクロメートル以下まで濾過されて、ダイオード100〜100Jより大きい、又はこれと同じスケールの粒子汚染物質を取り除くために濾過されてもよい。
実質的にNPA及びダイオード100〜100Jの混合物は次いで添加され、粘度調整剤、例えばメトキシルセルロース樹脂又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂と混合され、すなわち簡単に攪拌される。代表的な実施形態では、The Dow Chemical Company(www.dow.com)及びHercules Chemical Company,Inc.(www.herchem.com)から入手可能なE−3及びE−10メトキシルセルロース樹脂が採用され、結果として例示のダイオードインクにおいて、約0.75%〜5.0%、より具体的には約1.25%〜2.5%、より具体的には1.5%〜2.0%、更により具体的には1.75%の最終百分率が得られた。例示の実施形態では、完成した組成物において最終的な百分率を得るために、約3.0%のE−10配合物が採用され、脱イオン水で希釈され、濾過される。絶縁体インクを参照して上記及び以下のものなど、他の粘度調整剤が同様に使用されてもよい。粘度調整剤は、ダイオード100〜100Jの十分な粘度をもたらし、これらは懸濁液中に実質的に維持され、液体若しくはゲル懸濁液から、特に冷却で沈まない。
上記のとおり、第2溶媒(又は実施例3及び4に関しては第1溶媒)、概して1つ以上の二塩基性エステルなどの非極性樹脂溶媒が次いで添加される。代表的な実施形態では、Invista USA(Wilmington,Delaware,USA)から入手可能なDBE−5又はDBE−9を使用して、最終百分率約0.0%〜約10%、又はより具体的には約0.5%〜約6.0%、又はより具体的には約1.0%〜約5.0%、又はより具体的には約2.0%〜約4.0%、又はより具体的には約2.5%〜約3.5%の最終百分率に達するために、2つの二塩基性エステルの混合物(例えばグルタル酸ジメチルなど、又は最終百分率で約3.73%の例えば三分の二(2/3)のグルタル酸ジメチル及び三分の一(1/3)のコハク酸ジメチルの混合物などそれぞれ採用され、これは微量の、すなわち少量の不純物、例えば約0.2%のアジピン酸ジメチル及び0.04%の水を有する)。脱イオン水などの第3溶媒もまた、相対的割合を調整し、粘度を減少させるために必要である場合、又は望ましい場合に添加される。二塩基性エステルに加えて、同様に採用され得る第2溶媒には水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(イソプロパノール)を含む)、イソブタノール、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノールを含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチル、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセタート(並びに上記のようなグルタル酸ジメチル及びコハク酸ジメチル)などのエステル類;エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類などのグリコール類;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。代表的な実施形態では、第1溶媒の量の、第2溶媒の量に対するモル比は、少なくとも約2:1の範囲であり、より具体的には少なくとも5:1の範囲であり、より具体的には少なくとも約12:1以上の範囲であり、他の例では、2つの溶媒の機能性は、例示の実施形態に採用される1つの極性又は非極性溶媒と共に、単一の剤に組み合わされてもよい。また、上記の二塩基性エステルに加えて、以下に記載とおり、代表的な溶解、湿潤若しくは溶媒剤はまた、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(C6H12O3)(「PMアセタート」の商品名でEastmanから販売されている)を含み、1−プロパノール(すなわちイソプロパノール)と共に約1:8のモル比で使用され(又は重量で22:78)、懸濁媒体を形成し、並びに様々な二塩基性エステル、及びこれらの混合物、例えばコハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル及びグルタル酸ジメチル、例えば製品名DBE、DBE−2、DBE−3、DBE−4、DBE−5、DBE−6、DBE−9及びDBE−IBでInvistaから入手可能な様々な混合物が挙げられるがこれらに限定されない。代表的な実施形態では、DBE−9が採用されている。溶媒のモル比は1:8、及び典型的な比率である1:12で選択された溶媒に基づいて様々。
概ね、様々なダイオードインクは、上記の順序で混合されるが、様々な第1溶媒、粘度調整剤、第2溶媒、及び第3溶媒(例えば水)が他の順序で、添加されてもよく、又は一緒に混合されてもよくそれらの全ては本開示の範囲内。例えば、脱イオン錐(第3溶媒として)がまず添加され、続いて1−プロパノール及びDBE−9が、続いて粘度調整剤、次いで追加の水(必要な場合は)が添加されて、例えば相対割合及び粘度を調整してもよい。
実質的に第1黄梅(例えばNPA)、ダイオード100〜100J、粘度調整剤、第2溶媒、及び第3溶媒(例えば水)の混合物は次いで混合され、空気を混合物に取り込むのを避けるために比較的低速で、例えばインペラー攪拌器を使用して約25〜30分、空気雰囲気で室温にて攪拌される。代表的な実施形態では、ダイオードインクの得られる容積は典型的に、900万〜1000万のダイオード100〜100Jを含むほぼ約1/2〜1リットル(ウェハー当たり)であり、ダイオード100〜100Jの濃度は、例えば、以下に記載される選択される印刷LED若しくは光起電デバイスにとって望ましい濃度により、異なるタイプの印刷及び異なるタイプのダイオード100〜100Jにおける上記の代表的な粘度の範囲で、所望により上方又は下方に調整されてもよい。第1溶媒、例えばNPAもまた防腐剤として機能する傾向があり、得られるダイオードインクの保管のために、細菌及び真菌の成長を抑制する。他の第1溶媒が採用されるとき、別個の保存剤、抑制剤又は殺菌剤もまた添加されてもよい。代表的な実施例に関して、印刷用の追加の界面活性剤又は非発泡剤が任意で使用されてもよいが、正しい機能及び例示の印刷に関しては必要とされない。
図53は、ダイオードインク製造の代表的な方法の実施形態を示すフローチャートであり、有用な要旨を呈する。この方法は開始工程200で始まり、ダイオード100〜100Jをウェハー150、150Aから取り外す(工程205)。上述のように、この工程は第1のダイオード面上のウェハーをウェハー結合接着剤でウェハーホルダーに貼り付け、ウェハーの第2の裏面のレーザーリフトオフ又は研削及び/若しくは研磨を使用して、分離トレンチを露出させ、ウェハー結合接着剤を溶解して、ダイオード100〜100Jを、IPAなどの溶媒内に又はNPAなど他の溶媒内に放出することを含む。IPAが使用されるとき、本方法は、ダイオード100〜100Jを(第1)の溶媒、例えばNPAに移す、任意の工程210を含む。本方法は次いで、第1溶媒内のダイオード100〜100Jを粘度調整剤、例えばメチルセルロースに添加し(工程215)、1つ以上の第2溶媒、例えば1つ又は2つの二塩基性エステル、例えばグルタル酸ジメチル及び/又はコハク酸ジメチルを添加する(工程220)。第3溶媒、例えば脱イオン水を使用して、いずれかの重量%が調整されてもよい(工程225)。工程230において、本方法は次いで、複数のダイオード100〜100J、第1溶媒、粘度調整剤、第2溶媒、及び任意の追加の脱イオン水を、約25〜30分室温(約25℃)で空気雰囲気において混合し、得られる粘度は約1,000cps〜約25,000cps。本方法は次いで終了し、工程235に戻る。上記のとおり工程215、220、及び225は他の順序で生じてもよく、留意する必要があり、必要に応じて繰り返されてもよく、並びに任意の追加の混合工程もまた使用されてもよいということにも留意する必要がある。
図54は、代表的な装置300の実施形態の斜視図。図55は、代表的な装置の実施形態に関して、第1導電性層の代表的な電極構造体を示す平面図。図56は、代表的な装置300の実施形態の(図54の30−30’面を通じた)第1の断面図。図57は、代表的な装置の実施形態の(図54の31−31’面を通じた)第2の断面図。図58は、第1導体310Aに結合された代表的なダイオード100J、100I、及び100Eの第2断面図。図62は、発光する、励起した代表的な装置300Aの実施形態の写真。上記のとおり、装置300は、複数の層をベース305に堆積することによって(例えば印刷する)、すなわち、1層又は複数の導体310のいずれかとして1つ以上の第1導体310をベース305上に堆積させることによって、それに続いて、液体若しくはゲル懸濁液中にある間に、ダイオード100〜100Jを堆積させることによって(約18マイクロメートル以上の湿潤フィルム厚さに)、並びにダイオード100〜100Jを1つ以上の第1導体310Aに、第1の方向(上向き)で又は第2の方向(下向き)のいずれかで物理的にかつ電気的に連結させたまま、懸濁液の液体/ゲル部分を蒸発させるか、ないしは別の方法で分散させることによって形成される。図58に示すように、第1の、上向きの方向若しくは方向では、突起部若しくは突出構造体を形成する金属層120Bが上向きに向けられ、ダイオード100〜100Jは、ダイオード100Jに関して示されているように第2端子127(裏面の金属層122)を通じて、又はダイオード100Iに関して示されているように周辺ビア133を通じて、又はダイオード100Dに関して示されているように中央ビア131を通じて(ダイオード100Jの任意の裏面の金属層122は有さずに具体化されている)、又は周囲ビア134を通じて(別途図示されていない)、又はダイオード100Eに関して示されているように基板105を通じて1つ以上の第1導体310Aに結合される。第2の、下向きの方向若しくは方向では、突起部若しくは突出構造体を形成する金属層120Bは下向きに方向付けられ、ダイオード100〜100Jは、第1端子125(例えば突起部若しくは突出構造体を形成する金属層120B)を通じて1つ以上の第1導体310Aに結合されるか、又は結合することができる。
ダイオード100〜100Jは、効果的に無作為の向きに堆積され、第1の方向では上向きであってもよく(第1端子125は上向き、基板105は下向き)、これは典型的に、前向きバイアス電圧の方向であり(印加される電圧の極性により)、又は第2の方向では下向き(第1端子125は下向き、基板105は上向き)であり、これは典型的に反対のバイアス電圧の方向であり(また、印加される電圧の極性により)、又は第3の方向付けでは横向き(ダイオードの側面121が下向きで、他のダイオードの側面121は上向き)であってもよい。流体力学、ダイオードのインクの粘度、網目数、印刷速度、第1導体310の互いに噛み合う若しくは櫛型構造体の歯の向き(ベース305の動きの方向に垂直な歯)、及びダイオードの側面121の寸法は、他の方向に対して1つの方向の優越性に影響を与えると見られる。例えば、高さにおいて約10マイクロメートル未満であるダイオードの側面121は、第3の方向を有するダイオード100〜100Jの割合を有意に減少させる。同様に、液体力学、より高い粘度、及びより少ない網目数は第1の方向の割合を増加させ、80%以上もの多くのダイオード100〜100Jが第1の方向となる。有意な高い割合のダイオード100〜100Jが第1導体310Aに第1の上向き若しくは上方向で結合されたとしても、統計的に少なくとも1つ以上のダイオード100〜100Jは、第2の下向き若しくは下方向を有し、第1若しくは第2の方向のダイオード100〜100Jはまた、第1導体310Aの上に無作為に分散されるであろうということに留意する必要がある。言い換えれば、印加される電圧の極性により、有意に高い割合のダイオード100〜100Jが第1の前方バイアス方向若しくは方向で第1導体310Aに結合され、又は結合される予定である一方で、統計的に少なくとも1つ以上のダイオード100〜100Jは第2の反対のバイアス方向若しくは方向を有する。発光若しくは吸収領域140が異なって方向付けられた場合には、印加される電圧の極性により、第1の方向は反対のバイアス方向となり、第2の方向は前方のバイアス方向となるということを当業者は理解するであろう。(これは既存の装置構造体とは異なったスタートであり、ここでは全てのかかるダイオード(例えばLED)は、レール電圧に対して単一方向を有し、すなわち、全ては、より高い電圧に結合されたそれらの対応するアノード、及びより低い電圧に結合されたそれらのカソードを有する。)ランダム方向の結果として、及び様々なダイオード特性、例えば逆バイアスに対する耐性によって、ダイオード100〜100Jは、AC若しくはDC電圧若しくは電流を使用して電圧が印加されてもよい。
また、とりわけ、製造された装置における個々のダイオード(100〜100J)の全ては電気的に互いに平行。これはまた、既存の装置とは有意に異なっており、ここでは、少なくとも一部のダイオードは、互いに直列であり、複数のダイオードのそのような直列接続は次いで互いに平行であってもよい)。
図55を参照して、複数の第1導体310が使用され、第1(第1)導体310A及び第2(第1)導体310Bの互いに噛み合う、すなわち櫛型電極構造体として示されているように、少なくとも2つの別個の電極構造体を形成する。図55に示されるように、導体310A及び310Bは同じ幅を有し、異なる幅を有するように図54及び56において示され、そのような変形例は全て本開示の範囲内。この代表的な実施形態では、ダイオードインク、すなわち懸濁液(ダイオード100〜100Jを有する)は、導体310Aにわたって堆積される。第2透明導体320(以下に記載)は実質的に堆積されて(以下に記載されるように誘電体層の上に)、図56に示されるように導体310Bと、分離した電気接触部を作る。
第1導体310が、図55に示される互いに噛み合う、すなわち櫛型構造体を有するとき、第2導体320は第1導体310Bを使用して通電されてもよい。第1導体の互いに噛み合う、すなわち櫛型構造体は、第1導体310A、ダイオード100〜100J、第2導体320、及び第1導体310Bを通じて各電流路が実質的に所定の範囲にあるように、電流平衡をもたらす。これは、第2透明導体を通って電流が移動しなければならない距離を最小化するよう機能し、これによって抵抗及び熱の生成を減少させ、一般的に、所定の範囲内の電流レベルの電流をダイオード100〜100Jの全て又はほとんどにもたらす。更に、第1導体310のための複数の互いに噛み合う、すなわち櫛型構造体が、所望の複数のダイオード100〜100J順電圧、例えば典型的な家庭電圧まで(例であり、これに限定されない)有する全体のデバイス電圧を生成するように、直列で配線されてもよい。
1つ以上の誘電体層315が次いで、第1端子125を第1の方向で、又は第2の方向ではダイオード100〜100Jの第2の裏面のいずれか又は両方で露出されたままにする方法で、1つ以上の第1導体310(ダイオード100〜100Jに結合されている)と、1つ以上の誘電体層315の上に堆積され、方向によって、第1端子125、又はダイオード100〜100Jの第2の裏面と対応する物理的及び電気接触子を作る第2の透明導体320との間で電気絶縁をもたらすのに十分な量で、ダイオード100〜100Jの上に堆積される。任意の発光(放射)層325が次いで堆積され、任意のレンズ硬化、分散、又は封止層330が続く。例えば、任意の発光(すなわち放射)層325は、所望の色又は他の選択された波長範囲若しくはスペクトルを放射する証明器具又は他の装置を作るために、ストローク移動蛍光体層を含み得る。これらの様々な層、導体、及び他の堆積した化合物は以下において、より詳細に記載される。
ベース305は、例えばプラスチック、紙、厚紙、コーティングされた紙若しくは厚紙などを含むがこれらに限定されない任意の好適な材料から形成されてもよく、又はこれを含んでもよい。ベース305は、意図された使用条件に耐える力を有する任意の可撓性材料を含んでもよい。代表的な実施形態では、ベース305はポリエステル又はプラスチックシート、例えば、MacDermid,Inc.のMacDermid Autotype,Inc.(Denver,Colorado,USA)から市販されている、印刷受容のために処理されたCT−7 0.18mm(7ミル)ポリエステルシートを含む。他の代表的な実施形態では、ベース305は、ポリイミドフィルム、例えばDuPont,Inc.(Wilmington Delaware,USA)から市販されているKaptonを含む。また代表的な実施形態では、ベース305は、選択され得る励起電圧のための十分な電気絶縁をもたらすことが可能な若しくはもたらすのに好適な誘電率を有する材料を含む。ベース305は、例えば、いずれか1つ以上の以下のものを含み得る:紙、コーティングされた紙、プラスチックのコーティングされた紙、繊維紙、厚紙、ポスター用紙、ポスターボード、本、雑誌、新聞、木製ボード、合板、及び任意の選択された形態の他の紙若しくは木質製品、任意の選択された形態のプラスチック又はポリマー(シート、フィルム、ボード等);任意の選択された形態の天然及び合成ゴム材料及び製品、任意の選択された形態の天然及び合成織物:ガラス、セラミック、任意の選択された形態の他のシリコン若しくはシリカ誘導材料及び製品;コンクリート(硬化した)、石、及び他の建設材料及び製品;又は現在既存の若しくは将来作られる任意の他の材料。第1の代表的な実施形態では、ベース305が選択されてもよく、これは、ある程度のベースの電気絶縁を、互いから、又は他の装置若しくはシステム構成要素からのいずれかの電気絶縁をもたらす(すなわち、ベース305の第1面(前面)上に堆積された、もしくは適用された1つ以上の第1導体310の電気絶縁をもたらすのに十分な誘電率又は絶縁特性を有する)。例えば、比較的高価な選択、ガラスシート若しくはシリコンウェハーもまたベース305として採用されてもよい。他の代表的な実施形態では、しかしながら、ベース305、例えば上記の、又は特許に記載のポリエステル、及びSappi.Ltdから入手可能な45.4kg(100lb)のカバーストック、又は他の紙メーカー、例えばMitsubishi Paper Mills,Meadによる同様のコーティングされた紙、並びに他の紙製品を形成するために、プラスチックシート若しくはプラスチックコーティングされた製品が使用される。他の代表的な実施形態では、エンボス加工されたプラスチックシート又は複数の溝を有するプラスチックがコーティングされた紙製品もまたSappi,Ltd.から入手可能であり、溝部は導体310を形成するのに利用される。更なる代表的な実施形態では、任意のタイプのベース305が採用されてもよく、ベース305の1つ以上の表面に堆積された追加の密封、すなわち封入層(例えばプラスチック、ラッカー及びビニル)を備えるものが含まれるが、これらに限定されない。好適なベース305にはまた、LDPEを含む押出されたポリオレフィンフィルム、カード、メルトブローン及びスパンボンド不織布を含むポリマー不織布、ティッシュ等級の紙を含むセルロース紙が挙げられる。ベース305はまた、任意の前述の材料の積層体を含んでもよい。2つ又はそれ以上の積層体は接着剤で結合されても、熱結合されても、溶加材を用いずに一緒に結合して、基板を含む積層体を形成してもよい。必要に応じて、積層体はエンボス加工されてもよい。
一実施形態において、本発明のダイオードによって放射される低い熱を前提として、広範囲の材料がベースとして入手可能であり比較的低い引火温度を有する材料が挙げられる。これらの温度は、50℃、又は50℃よりも上、あるいは75℃又は75℃よりも上、あるいは100℃、又は125℃、150℃、又は200℃、又は300℃を含む。ISO 871:2006は、温風炉を使用したプラスチックの引火温度及び自然発火を測定する実験方法を特定する。
様々な図に例示されるように、代表的なベース305は、選択された材料(例えば紙又はプラスチック)のシートを含むなど、全体的に実質的に平坦な形状因子を有し、これは印刷機(例えば、そしてこれに限定されることなく)を通じて供給されてもよく、これは第1面(又は側面)上に、表面粗さ、空洞、チャネル若しくは溝部を含むトポロジーを有してもよく、又は所定の許容量内の実質的に平坦である第1面を有する(及び溝部、チャネル又は溝部を含まない)。無数の追加の形状及び表面トポロジーが入手可能であり、同等であり本開示の範囲内であると見なされるということを当業者は理解するであろう。
1つ以上の第1導体310は次いで、印刷プロセスを通じて、導電性インク若しくはポリマーによって、ある厚さまで、例えば0.1〜6マイクロメートル(例え典型的な銀インクに関しては約3マイクロメートル、及びナノ銀インクに関しては1マイクロメートル未満まで)適用されるか、又は堆積される(ベース305の第1面又は表面上に)。他の代表適な実施形態では、適用された厚さによって、第1導体310もまた平表面を平坦するために埋められてもよく、並びに銀などの導電性粒子を圧縮するようにカレンダー加工されてもよい。例示の装置300の代表的な製造方法では、導電性インク、ポリマー、又は他の導電性液体若しくはゲル(例えば銀(Ag))インク若しくはポリマー、ナノ銀インク組成物、カーボンナノチューブインク若しくはポリマー、又は銀/カーボン混合物、例えばアモルファスナノカーボン(銀インク内に分散された約75〜100nmの粒径を有する)は、印刷又は他の堆積プロセスを通じて、ベース305上に堆積され、その後、硬化されて、又は部分的に硬化されて(例えば紫外線(uv)硬化プロセス)1つ以上の第1導体310を形成する。他の代表的な実施形態では、1つ以上の第1導体310は、金属などの(例えばアルミニウム、動、銀、金、ニッケル)導電性化合物又は要素のスパッタリング、スピンキャスティング(すなわちスピンコーティング)、蒸着、又は電気メッキによって形成されてもよい。導電性及び/又は導電性化合物若しくは材料(例えばインク、ポリマー、元素金属等)が採用されて1つ以上の複合第1導体310を生成してもよい。金属若しくは他の導電性材料の多層及び/又はタイプが組み合わされて1つ以上の第1導体310、例えばニッケルの上の金メッキを含む第1導体310など(例えばこれを含むがこれに限定されない)を形成してもよい。例えば、蒸着されたアルミニウム若しくは銀、又は混合カーボン銀インクが使用されてもよい。様々な代表的な実施形態では、複数の第1導体310が堆積され、他の実施形態では、第1導体310は単一の導電性シートとして堆積されてもよく、ないしは別の方法で貼り付けられてもよい(例えばベース305に結合したアルミニウムのシート)(別途図示されていない)。また、様々な実施形態では、1つ以上の第1導体310を形成するよう使用され得る導電性インク若しくはポリマーは、複数のダイオード100〜100Jの堆積前に硬化されなくてもよく、あるいは部分的に硬化され、後に、例えば、複数のダイオード100〜100Jとのオーミック接触の生成のため、複数のダイオード100〜100Jと接触している間に完全に硬化されてもよい。代表的な実施形態では、1つ以上の第1導体310は、複数のダイオード100〜100Jの堆積前に十分に硬化され、ダイオードインクの他の化合物は、1つ以上の第1導体310の一部の溶解をもたらし、これは後で、複数のダイオード100〜100Jと接触しながら再硬化する。
他の導電性インク若しくは材料もまた使用されて1つ以上の第1導体310、第2導体320、第3導体(別途例示されていない)、及び以下に説明されているいずれか他の導体、例えば銅、スズ、アルミニウム、金、貴金属、カーボン、カーボンブラック、カーボンナノチューブ(「CNT」)、単層若しくは二層又は多層CNT、グラフェン、グラフェン小板、ナノグラフェン小板、ナノカーボン、並びにナノカーボン及び銀組成物、良好又は許容可能な任意の透過を備えるナノ銀組成物、又は他の有機若しくは無機導電性ポリマー、インク、ゲル、又は他の液体若しくは半固体材料を形成してもよい。代表的な実施形態では、約0.025%〜0.1%の範囲の濃度のカーボン濃度が最終的に得られ、ダイオード100〜100Jと第1導体310との間のオーミック接触及び接着を強化するように、カーボンブラック(約100nmの粒径を有する)が銀インクに添加される。更に、いずれか他の印刷可能な、若しくはコーティング可能な導電性物質が同様に使用されて第1導体310、第2導体320を形成してもよく、並びに代表的な導電性化合物には、カーボンブラック添加剤、例えばカーボン及び銀インクの混合物を形成するための銀インクなどとして使用するには(1)導電性化合物(Londonberry(NH,USA))AG−500,AG−800及びAG−510銀導電性インクからのものであり、これは追加のコーティングUV−1006S紫外線硬化性誘電体(例えば第1誘電体層125の一部として)、(2)DuPont、7102カーボン導体(重ね刷りの場合は5000Ag)、7105カーボン導体、5000銀導体、7144カーボン導体(紫外線カプセル材料と共に)、7152カーボン導体(7165カプセル材料と共に)、及び9145銀導体、(3)SunPoly,Inc.からの128A銀導電性インク、129A銀及びカーボン導電性インク、140A導電性インク、及び150A銀導電性インク、(4)Dow Corning,Inc.からのPI−2000シリーズの高導電性銀インク(5)Henkel/Emerson & CumingsからのElectrodag 725A、並びに(6)Cabot Corporation(Boston,Massachusetts,USA)から入手可能なMonarch M120が挙げられる。以下で説明せれるように、これらの化合物は、第2導体320などの他の導体、並びに任意の他の導電性配線又は接続部を形成するのに使用されてもよい。更に、導電性インク及び化合物は多種多様の他の源から入手可能。
実質的に光学的に透過性である導電性ポリマーは、1つ以上の第1導体310及びまた第2導体(320)、並びに/又は第3導体を形成するのに使用されてもよい。以下に記載の任意の他の透過性導体及びそれらの同等物に加えて、例えばAGFA Corp.(Ridgefield Park,New Jersey,USA)から商品名「Orgacon」で入手可能なポリエチレン−ジオキシチオフェンなどのポリエチレン−ジオキシチオフェンが使用されてもよい。同様に使用することができる他の導電性ポリマーには、例えばポリアニリン及びポリピロールポリマー(これらに限定されない)が挙げられる。他の代表的な実施形態では、重合性イオン液体又は他の流体内に懸濁している若しくは分散しているカーボンナノチューブは、実質的に光学的に透過性若しくは透明である様々な導体、例えば1つ以上の第2導体320を形成するために使用される。
有機半導体は様々に呼ばれるπ−共役ポリマー、導電性高分子、又は合成金属は本来、重合体主鎖に沿って炭素原子間でπ−共役であるために半導性。それらの構造体は、一次元の有機主鎖を含み、これはn−又はp+タイプのトーピングに続いで、電気電導を可能にする。有機導電性ポリマーのよく研究された種類には、ポリ(アセチレン)類、ポリ(ピロール)類、ポリ(チオフェン)類、ポリアニリン類、ポリチオフェン類、ポリ(p−フェニレンスルフィド)、ポリ(パラ−フェニレンビニレン)類(PPV)及びPPV誘導体、ポリ(3−アルキルチオフェン類)、ポリインドール、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポリアゼピン、ポリ(フルオレン)類、並びにポリナフタレンが挙げられる。他の実施例には、ポリアニリン、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール、ポリピロール誘導体、ポリチアナフテン、ポリチアナフテン誘導体、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリジアセチレン、ポリジアセチレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリナフタレン及びポリナフタレン誘導体、ポリイソチアナフテン(PITN)、ヘテロアリーレン基が例えばチオフェンであり得るポリヘテロアリーレンビニレン(ParV)、フラン又はピロール、ポリフェニレン−スルフィド(PPS)、ポリペリナフタレン(PPN)、ポリフタロシアニン(PPhc)等及びそれらの誘導体、それらのコポリマー及びそれらの混合物が挙げられる。本明細書で使用するとき、用語「誘導体」は、側鎖又は基で置換されたモノマーから作られるポリマーを意味する。
導電性ポリマーを重合する方法は具体的に限定されておらず、有用な方法には、例えばuv又は他の電磁重合、熱重合、電解酸化重合、化学酸化重合、及び触媒重合が挙げられるがこれらに限定されない。重合方法によって得られたポリマーはしばしば中性であり、ドーピングされるまで導電性でない。したがって、ポリマーはp型ドーピング又はn型ドーピングに供され、導電性ポリマーに変換される。半導体ポリマーは化学的又は電気化学的にドーピングされてもよい。ドーピングに使用される物質は特に限定されておらず、一般的に、電子対を許容することができる物質、例えばルイス酸が使用される。実施例には、塩酸、硫酸、有機スルホン酸誘導体、例えばパラスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸カンファースルホン酸、アルキルスルホン酸、スルホサリチル酸等、塩化第二鉄、塩化銅、及び硫酸鉄が挙げられる。
装置300の「反対の」製作に関して、ベース305及び1つ以上の第1導体310は、光がベース305の第2面に入り、及び/又はここを通じて出るために、光学的に透過性であるよう選択される、ということに留意する必要がある。更に、第2の導体320が透明であるときにも、怒りは装置300の両面から放射し、又は要面内に吸収されてもよい。
他の層の接着(例えば絶縁体層315など)を潜在的に改善するために、及び/又はダイオード100〜100Jとの後に続くオーミック接触の形成を促進するために、比較的平滑な表面、又は反対に粗い若しくは尖った表面を有する、あるいは設計されたマイクロエンボス加工された構造体(例えばSappi,Ltd.から入手可能)など、様々な質感が、1つ以上の第1導体310に提供されてもよい。1つ以上の第1導体310はまた、ダイオード100〜100Jの堆積前にコロナ処理がされもよく、これは形成される場合があるいずれかの酸化物を取り除き、また、複数のダイオード100〜100Jとのオーミック接触の形成を促進する傾向を有し得る。電気又は印刷技術の当業者は、1つ以上の第1導体310が形成され得る無数の変形例が形成され得、そのような変形例の全ては本開示と同等であり、その範囲内であることを理解するであろう。例えば、1つ以上の第1導体310はまた、スパッタリング又は蒸着を通じて堆積されてもよいが、これに限定されない。更に、他の様々な実施形態で関して1つ以上の第1導体310は、コーティング、印刷、スパッタリング、又は蒸着を通じてなど、単層若しくは連続層として堆積されてもよい。
結果として、本明細書で使用されるとき、インパクト式又は非インパクト式における「堆積」は、当該技術分野において既知の任意の及び全ての印刷、コーティング、圧延、噴霧、層化、スパッタリング、めっき、スピンキャスティング(すなわちスピンコーティング)、積層、貼り付け、及び/又は他の堆積プロセスが挙げられる。「印刷」には、インパクト式又は非インパクト式における、当該技術分野において既知の任意の及び全ての印刷、コーティング、圧延、噴霧、層化、スピンコーティング、積層及び/又は貼り付けプロセスが挙げられ、具体的に、例えばスクリーン印刷、インクジェット印刷、電気光学印刷、電気インク印刷、フォトレジスト及び他のレジスト印刷、熱印刷、レーザージェット印刷、磁気の印刷、パッド印刷、フレキソ印刷、ハイブリッドオフセットリソグラフィ、グラビア及び他の凹版印刷を例えば含んでもよく、これに限定されない。全てのかかるプロセスは本明細書に記載の堆積プロセスと考えられ、使用されてもよい。代表的な堆積若しくは印刷プロセスは、有意な製造制御又は制限を必要としない。具体的な温度又は圧力は必要とされない。一部のクリーンルーム又は濾過された空気は有用であるが、潜在的に既知の印刷又は他の堆積プロセスの仕様と一致するレベル。一貫性のために、しかしながら、様々な実施形態を形成する様々な後に続く堆積層の正しい位置合わせ(位置決め)のために、比較的一定温度(以下に記載のとおり、可能な例外もある)及び湿度が望ましい場合がある。更に、使用される様々な化合物は、様々なポリマー、結合剤、又は他の分散剤内に含まれてもよく、これは熱硬化若しくは乾燥、周囲条件における風乾、又はIR若しくは紫外線硬化であってもよい。
一般的に、本明細書に記載の様々な化合物のいずれかの適用のために(例えば印刷又は他の堆積を通じて)、レジストコーティングの使用を通じて、ないしは、例えばかかる表面の「濡れ性」を修正することによって、例えば表面(ベース305の表面、様々な第1若しくは第2導体(それぞれ310、320)の表面、及び/又はダイオード100〜100Jの表面など)の表面親水性、疎水性、又は電気特性表面を修正することによって、特性又は表面エネルギーもまた制御される場合があるということに留意する必要がある。化合物、懸濁液、堆積されるポリマー又はインクの特性、例えば表面張力と共に、堆積された化合物は所望の若しくは選択された位置に接着されて、効果的に他の区域若しくは領域から剥離される。
例えば、複数のダイオード100〜100Jは液体、半液体又はゲル担体中に、任意の蒸発性若しくは揮発性、又は無機化合物(例えば水、アルコール、エタノール等)を使用して懸濁され、これには樹脂、及び/又は界面活性剤又は他の流れ剤などの接着剤成分が挙げられるがこれらに限定されない。代表的な実施形態、例えば実施例で上記のように、複数のダイオード100〜100Jが懸濁されるがこれらに限定されない。界面活性剤又は流れ剤、例えばオクタノール、メタノール、イソプロパノール、又は脱イオン水もまた使用されてもよく、並びに結合剤、例えば、実質的に若しくは比較的に小さなニッケルビーズ(例えば1マイクロメートル)を含む異方性導電性結合剤(これは圧縮及び硬化の後に道通をもたらし、例えばオーミック接触の形成を改善するか、又はこれを強化するように機能することができる)、又は任意の他の紫外線、熱、又は空気硬化性結合剤若しくはポリマー(以下により詳細に記載されているもの)(及び誘電体化合物、レンズ等と共に使用することができるもの)を使用してもよい。
更に、様々なダイオード100〜100Jが、任意の様々な色(たとえ赤、緑、青、黄色、琥珀色)を有する例えば発光ダイオードとして構成されてもよい。異なる色を有する発光ダイオード100〜100Jは、次いで、装置300、300A内で電圧が印加され、選択された色温度が生成されるように、代表的なダイオードインク内で混合されてもよい。
乾燥した、若しくは硬化したダイオードインクの実施例1
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
硬化した、又は重合した樹脂若しくはポリマーとを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
硬化した、又は重合した樹脂若しくはポリマーとを含む。
乾燥した、若しくは硬化したダイオードインクの実施例2
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
硬化した、又は重合した樹脂若しくはポリマーと、
少なくとも少量の溶媒とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
硬化した、又は重合した樹脂若しくはポリマーと、
少なくとも少量の溶媒とを含む。
乾燥した、若しくは硬化したダイオードインクの実施例3
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
硬化した、又は重合した樹脂若しくはポリマーと、
少なくとも少量の溶媒と、
少なくとも少量の界面活性剤とを含む。
組成物は、
複数のダイオード100〜100Jと、
硬化した、又は重合した樹脂若しくはポリマーと、
少なくとも少量の溶媒と、
少なくとも少量の界面活性剤とを含む。
ダイオードインク(懸濁したダイオード100〜100J)は次いで、1つ以上の第1導体310の上に、280メッシュポリマー若しくはPTFEコーティングされたスクリーンを使用して、印刷などによって堆積され、揮発性若しくは蒸発性化合物は、例えば熱、紫外線硬化、又は任意の乾燥プロセスなどを通じて消散し、ダイオード100〜100Jを、1つ以上の第1導体310実質的に、又はと少なくとも部分的に接触させ、これに付着させる。代表的な実施形態では、堆積したダイオードインクは約110℃において典型的に5分以下で硬化される。残存している乾燥若しくは硬化ダイオードインク(乾燥若しくは硬化したダイオードインクの実施例1など)は一般的に、複数のダイオード100〜100J、及び硬化又は重合樹脂若しくはポリマー(これは、上記のとおり一般的にダイオード100〜100Jを固定するか、又は保持する)を含む。一方で、揮発性若しくは蒸発構成要素(例えば第1及び/又は第2溶媒及び/又は界面活性剤)は実質的に消散し、少量の、又はより多くが、乾燥若しくは硬化ダイオードインクの実施例2及び3に例示されたように残る場合がある。本明細書で使用されるとき、「少量」の成分は、第1導体310及び/又はベース305の上に最初に堆積されたときに、最初にダイオードインク中に存在する、ゼロ超〜5%以下の量の成分の量であると理解されるべき。
ダイオード100〜100Jの得られる密度又は濃度は、完成した装置300、300A、300B中の1cm2当たりのダイオード100〜100Jの数として例えば、ダイオードインク中のダイオード100〜100Jの濃度によって変化する。ダイオード100〜100Jが寸法において20〜30マイクロメートルの範囲であるとき、非常に高い密度が利用可能であり、これは表面積の小さな割合のみを被覆する(ヒートシンクを別個必要とすることなく、より大きな熱分散を可能にする利点のうちの1つ)。例えば、20〜30マイクロメートルの寸法の範囲であるダイオード100〜100Jが使用されるとき、6.45cm2(平方インチ)の10,000のダイオードが、表面積の約1%のみを被覆する。また例えば、代表的な実施形態では、以下を含むがこれに限定されない多種多様のダイオード密度が利用可能であり、本開示の範囲内である:装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり2〜10,000のダイオード100〜100Jが使用され、装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり5〜10,000のダイオード100〜100Jが使用され、装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり5〜1,000のダイオード100〜100Jが使用され、装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり5〜100のダイオード100〜100Jが使用され、装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり5〜50のダイオード100〜100Jが使用され、又は具体的に装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり5〜25のダイオード100〜100Jが使用され、又はより具体的には装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり10〜8,000のダイオード100〜100Jが使用され、又はより具体的には装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり15〜5,000のダイオード100〜100Jが使用され、又はより具体的には装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり20〜1,000のダイオード100〜100Jが使用され、又はより具体的には装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり25〜100のダイオード100〜100Jが使用され、又はより具体的には装置300、300A、300Bにおいて、1平方センチメートル当たり25〜50のダイオード100〜100Jが使用される。
更なる工程又はいくつかの工程プロセスは、1つ以上の第1導体310上へのダイオード100〜100Jの堆積のために使用されてもよい。また、例えば、メトキシル化グリコールエーテルアクリレートモノマー(これはTPO(トリホスフェン酸化物))又は異方性導電性結合剤がまず堆積され、上記のように液体若しくはゲル中に懸濁されているダイオード100〜100Jの堆積が続く。
代表的な実施形態では、ダイオード100〜100Jの懸濁溶媒もまた、溶解溶媒若しくは他の反応剤、例えば1つ以上の二塩基酸エステル類を含み、これは最初に1つ以上の第1導体310の一部を溶解するか、又は再湿潤する。複数のダイオード100〜100Jの懸濁液が、1つ以上の導体310の表面に堆積され、次いで部分的に溶解した、若しくは未硬化となったとき、複数のダイオード100〜100Jは、1つ以上の第1導体310内にわずかに埋め込まれ、またオーミック接触を形成するのを助け、複数のダイオード100〜100Jと、1つ以上の第1導体310との間の接着剤接合若しくは接着剤結合を作る。蒸発を介してなど、溶解若しくは反応剤が消散するとき、1つ以上の第1導体310は、複数のダイオード100〜100Jとの実質的な接触で再硬化(re-harden)(すなわち再硬化する(re-cure))。上記の二塩基性エステルに加えて、以下に記載とおり、代表的な溶解、湿潤若しくは溶媒剤はまた、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(C6H12O3)(「PMアセタート」の商品名でEastmanから販売されている)を含み、1−プロパノール(すなわちイソプロパノール)と共に約1:8のモル比で使用され(又は重量で22:78)、懸濁媒体を形成し、並びに様々な二塩基性エステル、及びこれらの混合物、例えばコハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル及びグルタル酸ジメチル、例えば製品名DBE、DBE−2、DBE−3、DBE−4、DBE−5、DBE−6、DBE−9及びDBE−IBでInvistaから入手可能な様々な混合物が挙げられるがこれらに限定されない。代表的な実施形態では、DBE−9が採用されている。溶媒のモル比は1:8、及び典型的な比率である1:12で選択された溶媒に基づいて様々。様々な化合物又は他の剤もまた使用されてこの反応を制御してもよい:例えば、1−プロパノール及び水の組み合わせ又は混合物は、ダイオードインクの様々な化合物が蒸発したとき、ないしは別の方法で消散し、ダイオードインクの厚さが、ダイオード100〜100Jの高さ未満であるとき、硬化プロセスにおいて、DBE−9による1つ以上の第1導体310の溶解若しくは再浸潤を明らかに抑制し、これによって、第1導体310の任意の溶解材料(例えば銀インク樹脂及び銀インク粒子)は、ダイオード100〜100Jの情報表面上に堆積されない(これは次いで、第2導体320と電気接触子を形成することができる)。
絶縁体インクの実施例1:
組成物は、
約0.5%〜約30%のメチルセルロース樹脂を含む誘電体樹脂と、
アルコールを含む第1溶媒と、
界面活性剤とを含む。
組成物は、
約0.5%〜約30%のメチルセルロース樹脂を含む誘電体樹脂と、
アルコールを含む第1溶媒と、
界面活性剤とを含む。
絶縁体インクの実施例2:
組成物は、
約4%〜約6%のメチルセルロース樹脂を含む誘電体樹脂と、
約0.5%〜約1.5%のオクタノールを含む第1溶媒と、
約3%〜約5%のIPAを含む第2溶媒と、
界面活性剤とを含む。
組成物は、
約4%〜約6%のメチルセルロース樹脂を含む誘電体樹脂と、
約0.5%〜約1.5%のオクタノールを含む第1溶媒と、
約3%〜約5%のIPAを含む第2溶媒と、
界面活性剤とを含む。
絶縁体インクの実施例3:
組成物は、
約10%〜約30%の誘電体樹脂と、
グリコールエーテルアセテートを含む第1溶媒と、
グリコールエーテルを含む第2溶媒と、
第3溶媒とを含む。
組成物は、
約10%〜約30%の誘電体樹脂と、
グリコールエーテルアセテートを含む第1溶媒と、
グリコールエーテルを含む第2溶媒と、
第3溶媒とを含む。
絶縁体インクの実施例4:
組成物は、
約10%〜約30%の誘電体樹脂と、
約35%〜50%のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを含む第1溶媒と、
約20%〜35%ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む第2溶媒と、
約0.01%〜0.5%のトルエンを含む第3溶媒とを含む。
組成物は、
約10%〜約30%の誘電体樹脂と、
約35%〜50%のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを含む第1溶媒と、
約20%〜35%ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む第2溶媒と、
約0.01%〜0.5%のトルエンを含む第3溶媒とを含む。
絶縁体インクの実施例5:
組成物は、
約15%〜約20%の誘電体樹脂と、
約35%〜50%のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを含む第1溶媒と、
約20%〜35%ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む第2溶媒と、
約0.01%〜0.5%のトルエンを含む第3溶媒とを含む。
組成物は、
約15%〜約20%の誘電体樹脂と、
約35%〜50%のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを含む第1溶媒と、
約20%〜35%ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む第2溶媒と、
約0.01%〜0.5%のトルエンを含む第3溶媒とを含む。
絶縁体インクの実施例6:
組成物は、
約10%〜約30%の誘電体樹脂と、
約50%〜85%ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む第1溶媒と、
約0.01%〜0.5%のトルエンを含む第2溶媒とを含む。
組成物は、
約10%〜約30%の誘電体樹脂と、
約50%〜85%ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む第1溶媒と、
約0.01%〜0.5%のトルエンを含む第2溶媒とを含む。
絶縁体インクの実施例7:
組成物は、
約15%〜約20%の誘電体樹脂と、
約50%〜90%のエチレングリコールモノブチル絵テールアセテートを含む第1溶媒と、
約0.01%〜0.5%のトルエンを含む第2溶媒とを含む。
組成物は、
約15%〜約20%の誘電体樹脂と、
約50%〜90%のエチレングリコールモノブチル絵テールアセテートを含む第1溶媒と、
約0.01%〜0.5%のトルエンを含む第2溶媒とを含む。
絶縁材料(絶縁体インクの実施例1〜7として記載されるものなど、絶縁体インクと呼ばれる)は、次いでダイオード100〜100Jの上、又はダイオード100〜100Jの周辺部分若しくは側面部分に、第2導体320の堆積前に例えば印刷若しくはコーティングプロセスを通じて堆積され、絶縁、誘電体層315を形成する。絶縁、すなわち誘電体層315は、上記及び以下に説明されているような様々な媒体の任意中に懸濁している任意の絶縁、すなわち誘電体化合物から構成されてもよい。代表的な実施形態では、絶縁、すなわち絶縁体層315は例えばDow Chemicalから入手可能な例えばE−3「methocel」など、約0.5%〜15%、又はより具体的には約1.0%〜約8.0%、又はより具体的には約3.0%〜約6.0%、又はより具体的には約4.5%〜約5.5%の範囲の量のメチルセルロース樹脂と、約0.1%〜1.5%、又はより具体的には約0.2%〜約1.0%、又はより具体的には約0.4%〜約0.6%の界面活性剤と、例えばBYK Chemie GmbHからの0.5% BYK 381と共に、約0.01%〜0.5%、又はより具体的には約0.05%〜約0.25%、又はより具体的には約0.08%〜約0.12%の量の第1溶媒(例えば約0.1%オクタノール)と、約0.0%〜8%、又はより具体的には約1.0%〜約7.0%、又はより具体的には約2.0%〜約6.0%、又はより具体的には約3.0%〜約5.0%の範囲の量の第2溶媒(例えば約4%のIPA)中に、第3溶媒、例えば脱イオン水である残部と共に含む。E−3配合物と共に、4〜5のコーティングが堆積され、合計厚さ約6〜10マイクロメートルを有する絶縁、すなわち誘電体層315を作り、各コーティングは約110℃で、約55分で硬化する。他の代表的な実施形態では、誘電体315は、IR(赤外線)硬化であっても、紫外線硬化であっても、又はこの両方であってもよい。また、他の代表的な実施形態では、異なる誘電体配合物は、異なる層として適用されて、絶縁、すなわち誘電体層315を形成してもよく、例えば、誘電体層315を形成するために、Henkel Corporation(Dusseldorf,Germany)から入手可能な溶媒系透明誘電体、例えばHenkel BIK−20181−40A、Henkel BIK−20181−40B、及び/又はHenkel BIK−20181−24Bの第1層、続いて上記の水系E−3配合物が挙げられるがこれらに限定されない。誘電体層315は透明であってもよいが、比較的低い濃度の光拡散(diffusing)、拡散(scattering)、すなわち反射性粒子、並びに熱伝導性粒子、例えば酸化アルミニウム(例えばこれを含むがこれに限定されない)を含んでもよい。様々な実施形態において、誘電体インクはまた、(方向によって)ダイオード100〜100Jの第1端子125又は第2の裏面の少なくとも一部を、第2導体320と後で接触するために露出させたまま、ダイオード100〜100Jの上面から再浸潤する。
水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(イソプロパノール)を含む)、イソブタノール、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノールを含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチル、二塩基酸エステル(例えばInvista DBE−9);エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、PMアセテート(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);及びこれらの混合物を含むがこれらに限定されない例示の1つ以上の溶媒が例示の絶縁体インクで使用されてもよい。水溶性樹脂に加えて、他の溶媒系樹脂もまた使用されてもよい。例えばヘクトライト粘土類、ガラマイト粘土類、有機変性粘土類などの粘土類;糖類及びグアーガム、キサンタンガムなどの多糖類;セルロース類、及びヒドロキシルメチルセルロース、メチルセルロース、メトキシルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエチルエーテル、キトサンなどの変性セルロース類;アクリレート及び(メタ)アクリレートのポリマー類及びコポリマー類などのポリマー類、ポリビリニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアセタート(PVA)、ポリビニルアルコール類、ポリアクリル酸類、ポリエチレンオキシド類、ポリビニルブチラール(PVB)、ジエチレングリコール、2−エチルオキサゾリン、ヒュームドシリカ(例えばCabosil)、シリカ粉末類、変性尿素類、例えばBYK(登録商標)420(BYK Chemie GmbHから入手可能)、並びにこれらの混合物など1つ以上の増粘剤が使用されてもよい。他の粘度調整剤、並びに米国特許出願公開第2003/0091647号(Lewisら)に記載されるように、粘度調整剤への粒子の追加が使用されてもよい。流体酸類及び界面活性剤類、例えばオクタノール、及び例えばEmerald Performance MaterialsのFoamblast 339などが使用されてもよい。他の代表的な実施形態では、1つ以上の絶縁体135は脱イオン水中に、典型的に12%未満の高分子(例えば、PVA若しくはPVBを含む)であってもよい。
絶縁、すなわち絶縁体層315の堆積に続き、1つ以上の第2導体320が堆積され(例えば、導電性インク、ポリマー、又は金属など他の導体の印刷を介して)、これは、ダイオード100〜100Jの露出された又は非絶縁部分を備えて、オーミック接触を形成するために、任意のタイプの導体、上記の導電性インク若しくはポリマー、又は光学的に透過性(すなわち透明)導体であってもよい。例えば、光学的に透過性の第2の導体は、例えば照明又は光起電用途のための単一の連続層(単一電極を形成する)として堆積されてもよい。上記の裏面の形成に関して、第2導体320は、光が装置300、300A、300Bの上面から入射し、底面から出射するのを可能にする光学的に透過性である必要はない(光学的に透過性であってもよいが)。光学的に透過性の第2導体320は、任意の化合物から構成されてもよく、これは(1)装置300の第1、すなわち上方部分からのエネルギーを通電する、又はこれを受容するのに十分な伝導率を有し(並びに、必要である場合は、又は望ましい場合は電力損失及び熱生成を低減する、又は最小限にするために十分な低抵抗すなわちインピーダンスを備える)、並びに、(2)例えば可視スペクトルの部分に関してなど、電磁放射線の選択波長に関して少なくとも所定の、又は選択されたレベルの透明性、伝導性を有する。光学的に透過性又は非透過性の第2導体320を形成する材料の選択は、装置300の選択された用途によって、及び任意の1つ以上の第3導体の使用によって異なっていてもよい。1つ以上の第2導体320は、ダイオード100〜100Jの露出された、若しくは非絶縁部分の上に、及び/又は絶縁、すなわち絶縁体層315のいずれかの上に、例えば既知又は印刷若しくはコーティング技術において、既知となり得る印刷若しくはコーティングプロセスによって、必要に応じて又は望ましい場合は任意の選択された位置合わせ、すなわち位置決めのために正確な制御が備えられた状態で堆積される。
代表的な実施形態では、上記野同電池あに加えて、カーボンナノチューブ(CNTs)、ナノ銀、ポリエチレン−ジオキシチオフェン(例えばAGFA Orgacon)、ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン及びリスチレンスルホン酸(Baytron Pとして市販されており、Bayer AG(Leverkusen,Germany)から入手可能)の組み合わせ、ポリアニリン又はポリピロールポリマー、酸化インジウムスズ(ITO)及び/又はアンチモン酸化スズ(ATO)(上記の様々な結合剤、ポリマー、又は担体のいずれかの中に粒子として典型適に懸濁しているITO又はATOを備える)は、光学的に透過性の第2導体320を形成するために使用されてもよい。代表的な実施形態では、カーボンナノチューブは界面活性剤を備える揮発性液体に懸濁している(例えばSouthWest NanoTechnologies,Inc.(Norman,Oklahoma,USA)から入手可能なカーボンナノチューブ組成物中など)。更に、比較的低いインピーダンス、すなわち抵抗を有する1つ以上の第3導体(別途図示せず)は、対応の第2導体320に組み込まれるか、又は組み込まれてもよい。例えば、1つ以上の第3導体、1つ以上の微細な配線は、透過性第2導体320の対応する区分若しくは層上に印刷された導電性インク若しくはポリマー(例えば、シルバーインク、CNT、又はポリエチレン−ジオキシチオフェン)を使用して形成することができ、あるいは1つ以上の微細な配線(例えば格子若しくは、梯子のパターンを有する)は、より大きなディスプレイにおける、より大きな、単一の透明な第2導体320上で印刷された導電性インク若しくはポリマーを使用することによって形成することができる。
実質的に光学的に透過性の第2導体320を形成するために、同等に使用され得る他の化合物には上記の酸化インジウムスズ(ITO)、上記の導電性ポリマー、例えばポリエチレン−ジオキシチオフェン(商品名「Oragcon」として入手可能)など現在既知である、又は当該技術分野において既知となり得る他の透過性導体、並びにカーボンナノチューブ及び/又はカーボンナノチューブ系透明導体が挙げられる。代表的な透過性導電性材料は、例えばDuPontから、7162及び7164 ATO半透明導体が利用可能。透過性第2導体320はまた、これまで説明されてきたもの、例えば様々な条件下(例えば紫外線への暴露など(uv硬化性))で硬化性である結合剤など、様々な結合剤、ポリマー、又は担体と組合されてもよい。
任意の安定化層335は、必要である場合若しくは望ましい場合は、第2導体320の上に堆積されてもよく、並びに第2導体320を保護するために使用され、これによって発光(すなわち放射)層325、又はいずれかの介在するコンフォーマルコーティングが、第2導体320の伝導率を低下させるのを防ぐ。インク化合物の任意のもの又は以下に記載(保護コーティング330を参照して)のコーティングの1つ以上の比較的薄いコーティング、例えばNazdar 9727透明ベースが使用されてもよい。更に、熱放散及び/又は光散乱粒子もまた任意で安定化層335内に含まれてもよい。
1つ以上の発光(すなわち放射)層325(例えば1つ以上の蛍光体層を含む)が、安定化層335の上に(又は安定化層335が使用されないときは第2導体320の上に)堆積されてもよい。代表的な実施形態、例えばLED実施形態では、1つ以上の放射層325が、例えば上記の印刷又はコーティングプロセスを介して、安定化層335の表面全体の上に(又は、安定化層335が使用されないときは第2導体320の上に)堆積されてもよい。1つ以上の放射層325は、ダイオード100〜100Jから放射された光に反応して(又は他の電磁放射線で)可視スペクトルで光(又は任意の選択された周波数において他の電磁放射線)を放射することができる、又は放射するように適合された任意の物質又は化合物で形成されてもよい。例えば、黄色の蛍光体系放射層325は、青い光を放射するダイオード100〜100Jと共に使用されて実質的に白い光を作ることができる。そのような発光化合物は、様々な蛍光体を含み、これは任意の様々な形態で、並びに任意の様々なドーパントと共に提供されてもよい。1つ以上の発光層325を形成する発光化合物若しくは粒子は、様々な結合を剤を有する重合体の形態で使用されてもよく、又は懸濁してもよく、また様々な結合剤(例えばDuPontから入手可能な蛍光体結合剤又は導電性化合物)と共に別々に組み合わされて、下層の及び後に続く、覆っている層への蛍光体の接着を提供することができる。1つ以上の発光層325もまた、uv硬化性又は熱硬化性の形態のいずれかで提供されてもよい。
多種多様な同等の発光、なしは別の方法で光放射化合物が入手可能であり、並びに本開示の範囲内であり、それは以下を含むがこれに限定されない:(1)Intematix(Fremont,California USA)から入手可能なG1758、G2060、G2262、G3161、EG2762、EG 3261、EG3560、EG3759、Y3957、EY4156、EY4254、EY4453、EY4651、EY4750、O5446、O5544、O5742、O6040、R630、R650、R6733、R660、R670、NYAG−1、NYAG−4、NYAG−2、NYAG−5、NYAG−3、NYAG−6、TAG−1、TAG−2、SY450−A、SY450−B、SY460−A、SY460−B、OG450−75、OG450−27、OG460−75、OG460−27、RG450−75、RG450−65、RG450−55、RG450−50、RG450−45、RG450−40、RG450−35、RG450−30、RG450−27、RG460−75、RG460−65、RG460−55、RG460−50、RG460−45、RG460−40、RG460−35、RG460−30、and RG460−27、(2)Global Tungsten & Powders Corp.(Towanda,Pennsylvania,USA)から入手可能な13C1380、13D1380、14C1220及びGG−84(3)Phosphor Technology Ltd.(Herts、England)から入手可能なFL63/S−D1、HPL63/F−F1、HL63/S−D1、QMK58/F−U1、QUMK58/F−D1、KEMK63/F−P1、CPK63/N−U1、ZMK58/N−D1、and UKL63/F−U1、(4)Phosphor Tech Corp.(Lithia Springs,Georgia,USA)からBYW01A/PTCW01AN、BYW01B/PTCW01BN、BUVOR02、BUVG01、BUVR02、BUVY02、BUVG02、BUVR03/PTCR03、及びBUVY03、並びに(5)Lightscape Materials、Inc.(Princeton、New Jersey USA)から入手可能なHawaii655、Maui535、Bermuda465、及びBahama560。更に、選択された実施形態によって、顔料、染料及び/又はドーパントは、任意のそのような発光(すなわち放射)層325内に含まれてもよい。代表的な実施形態では、Phosphor Technology Ltd.及びGlobal Tungsten & Powders Corp.から入手可能なイットリウム・アルミニウム・ガーネット(「YAG」)蛍光体が使用される。更に、発光層325を形成するのに使用される蛍光体及び他の化合物は、特定のスペクトル(例えば緑又は青)を放射するドーパントを含んでもよい。これらの場合において、発光層は、カラーディスプレイを提供するために、任意の所与の若しくは選択された色、例えばRGB若しくはCMYKなどのピクセルを画定するように印刷されてもよい。任意の装置300の実施形態はまた、安定化層335又は第2導体320に結合された、又はこの上にて堆積された1つ以上の発光層325を含み得るということを、当業者は理解するであろう。
装置300は、任意の保護若しくは密閉コーティング330を含んでもよく、これはまた、任意のタイプのレンズ効果又は光拡散若しくは分散構造体又はフィルタ(様々な要素(例えば天候、空中の腐食性物質等)からの保護のために)、例えば実質的に透明なプラスチック又は他の高分子を含んでもよく、あるいは密閉及び/又は保護機能は、放射層325と共に使用されるポリマー(樹脂又は他の結合剤)によって提供されてもよい。説明の容易性のために、図54、56及び57は、点線を使用して実質的な透明性を示しながら、保護若しくは密閉コーティング330を形成する、かかるポリマー(樹脂又は他の結合剤)を示している。代表的な実施形態では、保護すなわち密閉コーティング330は、ウレタン系材料(例えばNAZDAR 9727(www.nazdar.com)として入手可能な独占所有権のある樹脂)、又はuv硬化性ウレタンアクリレート(Henkel Corporation(Dusseidori,Germany)から入手可能なPF 455 BC)を使用して、約10〜40マイクロメートルの厚さまで、1つ以上のコンフォーマルコーティングとして堆積される。他の代表的な実施形態では、保護すなわち密閉コーティング330は、装置300を積層することによって実施される。別途例示されていないが、関連する米国特許出願に記載されているように(本明細書でその全体が説明されるように、同様に完全及び効果を有して、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第12/560,334号、同第12/560,340号、同第12/560,355号、同第12/560,364号、及び同第12/560,371号)、複数のレンズ(ポリマー(樹脂又は他の結合剤)中に懸濁している)はまた、1つ以上の放射層325及び他の機構の上に直接堆積されて、様々な光放射装置300の実施形態のいずれかを作ることができる。
使用される任意の数の第1導体310、絶縁体315、第2導体340等が、ここで請求されている発明の範囲内であるということを当業者は理解するであろう。更に、任意の装置300に関して、複数の第1導体310、1つ以上の絶縁体(すなわち誘電体層)315、及び複数の第2導体320(任意の組み込まれた対応の、及び任意の1つ以上の第3導体を有する)の多種多様な無機及び構成、例えば示されている向きに加えて、実質的に平行な向きが存在し得る。例えば、複数の第1導体310は、互いに実質的に平行であってもよく、並びに、複数の第2導体320もまた全て互いに実質的に平行であってもよい。同様に、複数の第1導体310及び複数の第2導体320は、互いに垂直であってもよく(列及びカラムを画定する)、これによって重複のそれらの領域は、画素(「ピクセル」)を画定するために使用されてもよく、並びに別々に及び個々にアドレス可能であり得る。複数の第1導体310及び複数の第2導体320のいずれか若しくは両方は、所定の幅を有する実質的に平行な線(両方とも列を画定するか、両方ともカラムを画定する)を有する、離間した及び実質的に平行な線として実施されてもよく、それらはまた、列及び/又はカラムによってアドレス可能であってもよい(例えば1つの列の後に続く連続アドレスを含むがこれに限定されない)。更に、複数の第1導体310及び複数の第2導体320のいずれか、又は両方は、上記のような層又はシートとして実施されてもよい。
本開示から明らかなように、代表的な装置300、300A、300Bは、ベース305など複合材料の選択によって、合成であるよりはむしろ、高度に可撓性かつ変形可能であり、潜在的に更に折り畳み可能であり、伸縮性であり、潜在的に着用可能であるように設計され、製造されてもよい。例えば、代表的な装置300、300A、300Bは可撓性で、折り畳み可能で、着用可能な衣類、又は可撓性照明器具、壁紙照明器具を含んでもよく、これに限定されない。そのような可撓性を有して、代表的な装置300、300A、300Bはポスターのように巻回することができ、1枚の紙のように折り畳まれてもよく、再び開封されたときに完全に機能的であり得る。また例えば、かかる可撓性を備えて、代表的な装置300、300A、300Bは、多くの形状及び寸法を有してもよく、並びに、多種多少なスタイル及び他の審美的目的のいずれかのために構成されてもよい。そのような代表的な装置300、300A、300Bはまた、先行技術の装置よりも大幅に、より弾力的であり、例えば典型的な大型スクリーンテレビよりもはるかに壊れにくく、脆弱でない。
上記のとおり、複数のダイオード100〜100Jは、(材料の選択及び対応するドーピングを介して)光起電(PV)ダイオード又はLEDであるように構成されてもよい(例えばこれらを含むがこれに限定されない)。図59は、第1の例示のシステム350の実施形態のブロック図であり、ここでは複数のダイオード100〜100Jは任意のタイプ又は色のLEDとして実施される。システム350は、装置300A(これはさもないと、装置300と一般的に同じであるが、LEDとして実施された複数のダイオード100〜100Jを有する)、電源340を含み、また任意のコントローラ(制御論理回路)345を含み得る。例えば、対応する電圧の適用を介して(例えば電源340から)、1つ以上の第1導体310及び1つ以上の第2導体320に電圧が印加されたとき、導体及び絶縁体が単一層としてそれぞれ実施されているときには、装置300Aを全体的に、又は電圧が印加された第1導体310及び第2導体320の対応する交差(重複している領域)(これはそれらの向き及び構成により、例えばピクセル、シート、又は列/カラムを画定する)で、のいずれかにおいて、エネルギーが1つ以上の複数のLED(ダイオード100〜100J)に供給される。したがって、第1導体310及び第2導体320を選択的に電圧を印加することによって、装置300A(及び/又はシステム350)は、ピクセルアドレス可能な動的ディスプレイ、又は照明装置若しくは標識等を提供する。例えば、複数の第1導体310は対応する複数の列を含む場合があり、複数の透過性の第2導体320は、対応する複数のカラムを含み、各ピクセルは、対応する列及び対応するカラムの交差若しくは重複によって画定される。複数の第1導体310及び複数の第2導体320のいずれか又は両方が、図54〜57で例示されているように実施されるときもまた、例えば導体310、320の通電は、複数のLED(ダイオード100〜100J)の実質的に全てに電力を供給する(例えば照明装置又は静的ディスプレイ(例えば標識)のための発光をもたらすために)。かかるピクセルカウントは非常に高くてもよく、典型的な高精細レベルよりも上であってもよい。
図59を参照し続け、装置300Aは線若しくはコネクタを通じて電源340に結合され(これは2つ以上の対応するコネクタであってもよく、又は例えばバスの形態であってもよい)、この電源はDC電源(例えば電池又は光起電セル)又はAC電源(例えば家庭又は建物の電力など)であってもよく、並びに任意のコントローラに結合するためのものであってもよい(又は同様に制御ロジックブロック)345。電源340は、例えば、AC線に結合するための切り替え電源など多種多様の方法で具体化されもよく、並びにダイオード100〜100Jの通電を制御するための多種多様な構成要素(別途例示されていない)を含んでもよく、これらに限定さない。例えば、アドレス可能な発光ディスプレイシステム350の実施形態及び/又は動的発光ディスプレイシステム350の実施形態のために、コントローラ345が実施されるとき、コントローラ345は、電子技術で既知の又は既知となるように(様々な複数の第1導体310及び複数の透過性第2導体320を介して)、ダイオード100〜100Jの通電を制御するために使用されてもよく、並びにプロセッサ360、メモリ365、及び入力/出力(I/O)インターフェース355を含む。例えば、様々な両名システム350の実施形態において(これは典型的に非アドレス可能であり、及び/又は非動的発光ディスプレイシステム350の実施形態である)、コントローラ345が実施されないとき、システム350は典型的に電気若しくは電子スイッチに結合され(別途例示されていない)、これは任意の好適なタイプのスイッチ構成(例えば点灯、消灯、及び/又は減光など)を備えてもよい。
「プロセッサ」360は任意のタイプのコントローラ、プロセッサ、又は制御論理回路であってもよく、並びに、本明細書に記載の機能性を実行するために、1つ以上のプロセッサ360として具体化されてもよい。本明細書で使用されるとき、プロセッサ360は、単一の集積回路(「IC」)の使用を含む場合があり、又は複数の集積回路若しくは接続されている、配置されている、又は一緒に接地されている他の構成要素、例えばコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(「DSP」)、並列プロセッサ、マルチコアプロセッサ、カスタムIC、特定用途向け集積回路(「ASIC」)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(「FPGA」)、適応的計算IC、関連メモリ(例えばRAM、DRAM及びROM)、並びにIC及び構成要素の使用を含んでもよい。結果として、本明細書で使用されるとき、用語「プロセッサ」は、以下に記載の機能を実行し、関連メモリ、例えばマイクロプロセサメモリ及び追加のRAM、DRAM、SDRAM、SRAM、MRAM、ROM、FLASH、EPROM又はE2PROMを備える単一IC、又はカスタムIC、ASIC、プロエッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、FPGA、適用的計算IC、又は集積回路のいくつかの他の群の構成と同等に意味し、これを含むということを理解されるべき。プロセッサ(例えばプロセッサ360)は、その関連メモリを備えて、適用されるか又は構成されて(プログラミング、FPGA相互接続、又は配線を介して)、本開示の手法(例えば動的ディスプレイの実施形態のための選択的ピクセルのアドレス、又は標識の実施形態のためなどの列/カラムアドレス)を実行する。例えば、本手法はその関連メモリ(及び/又はメモリ365)及び他の同等な構成要素と共に、プロセッサが作動しているときに(すなわち通電しており機能している)、後に続く実施のために、プログラム指示又は他のコア(又は同等の構成又は他のプログラム)のセットとして、プロセッサ360内でプログラミングされ、かつ保存されてもよい。同様に、プロセッサ360が、FPGAの一部として、カスタムIC及び/又はASICに実施され得る場合、FPGA、カスタム又はASICもまた、本開示の手法を実施するように設計され、構成され、及び/又は配線されてもよい。例えば、プロセッサ360は、プロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、DSP、及び/又はASIC(総じて「コントローラ」又は「プロセッサ」と呼ばれる)として実施されてもよく、これらはメモリ365と共にそれぞれ、本開示の手法を実施するようにプログラムされ、設計され、適用され、又は構成される。
プロセッサ(例えばプロセッサ360)は、その関連メモリと共に、どの情報が表示されるかということに対して対応スル制御のために、(プログラミング、FPGA、相互接続、又は配線を介して)様々な複数の第1導体310及び複数の第2導体320(及び任意の1つ以上の第3導体145)の通電(これらに適用される電圧)を制御するように構成されてもよい。例えば、静的又は時間的に変化する情報はその関連メモリ(及び/又はメモリ365)及び他の同等な構成要素と共に、プロセッサ360が作動しているときに、後に続く実施のために、プログラム指示又は他のコア(又は同等の構成又は他のプログラム)のセットとして、プロセッサ360内でプログラミングされ、かつ保存され、構成され、及び/又は配線されてもよい。
データ収納(又はデータベース)を含み得るメモリ365が、揮発性出るか又は非揮発性であるかにかかわらず、取り外し可能であるか、又は取り外し可能でないかに関わらず、任意の数の形態(メモリ集積回路(「IC」)又は集積回路のメモリ部分(例えばプロセッサ360内の常駐メモリ)を含むがこれらに限定されない、現在既知であるか、又は将来入手可能である任意のコンピュータ又は他の機械読み取り可能なデータ保管媒体、メモリデバイス、又は情報の保管若しくは通信のためのメモリデバイス又は他の保管若しくは通信デバイス)、RAM、FLASH、DRAM、SDRAM、SRAM、MRAM、FeRAM、ROM、EPROM若しくはE2PROM、又は任意の形態のメモリデバイス、例えば磁気ハードドライブ、光学ドライブ、磁気ディスク又はデータドライブ、ハードディスクドライブ、又は機械読み取り可能な外レージ若しくはメモリ媒体、例えばフロッピーディスク、CDROM、CD−RW、デジタル汎用ディスク(DVD)、又は他の光学メモリ、又は他のタイプのメモリ、記憶媒体、又は既知の、若しくは既知となるデータストレージ装置若しくは回路を含むがこれらに限定されない任意の数形態で具体化されてもよい。更に、そのようなコンピュータ読み取り可能な媒体は任意の形態の通信媒体を含み、これはコンピュータ読み取り可能な指示、データ構造、プログラムモジュール、又データ信号若しくは変調信号内のほかのデータ、例えば電磁若しくは光学は搬送波若しくは他の移送機構などを具体化する通信媒体の任意の形態であってもよく、これには電磁、光学、音響、RF、又は赤外線信号等が挙げられる。メモリ365は様々なルックアップテーブル、パラメータ、係数、他の情報及びデータ、(本発明のソフトウェアの)プログラム若しくは指示、及びデータベーステーブルなどの他のタイプのテーブルを保管するように適合されてもよい。
上記のとおり、プロセッサ360は、例えば本発明の手法を実施するために、ソフトウェア及びデータ構造を使用してプログラミングされる。結果として、本発明のシステム及び方法は、かかるプログラミング又は他の指示、例えば、上記のコンピュータ読み取り可能媒体内に具体化された一連の指示及び/又はメタデータなどを提供するソフトウェアとして具体化されてもよい。更に、メタデータもまた、ルックアップテーブル又はデータベースの様々な構造を画定するために使用されてもよい。このようなソフトウェアは、実施例の形態をとったソース、オブジェクトコードの形態であってもよく、これに限定されない。ソースコードは更に、指示も若しくはオブジェクトコード(アセンブリ言語指示及び設定情報を含む)の一部の形態にコンパイルされてもよい。本発明のソフトウェア、ソースコード又はメタデータは、任意のタイプのコードとして、例えばC、C++、SystemC、LISA、XML、Java、Brew、SQL及びその変形例、又は本明細書に記載の機能性を実施する任意の他のタイプのプログラミング言語(様々なハード着用者は定義若しくはハードウェアモデリング言語(例えばVerilog、VHDL、RTL)、並びに得られるデータベースファイル(例えばGDSII)を含む)として具体化されてもよい。結果として、「構築」、「プログラム構築」、「ソフトウェア構築」、又は「ソフトウェア」は、本明細書において同等に使用され、任意のシンタックス若しくは署名を備えて、任意の種類の任意のプログラミング言語を意味し、これを参照し、これは特定される関連機能性又は手法を提供するか、又は提供するように解釈することができる(インスタンスを作成されたとき、プロセッサ又はコンピュータ(例えばプロセッサ360を含む)にローディングされたとき、及び実施されたとき)。
本開示のソフトウェア、メタデータ、又は他のソースコード、及び任意の得られるビットファイル(オブジェクトコード、データベース、又はルックアップテーブル)は、任意の有形の記憶媒体内、例えば任意のコンピュータ若しくは他の機械読み取り可能な記憶媒体、プロログラムモジュール若しくは他のデータ、例えばメモリ365に関して上記のものなど(例えば上記のようなフロッピーディスク、CDROM、CD−RW、DVD、電磁ハードドライブ、光学ドライブ、任意のタイプのデータ記憶装置若しくは媒体)内で具体化される。
I/Oインターフェース355は、当該技術分野において既知のように、又は既知であり得るように実施されてもよく、インピーダンス整合性能、例えばより高い電圧制御バスを備えるインターフェースに対する低電圧プロセッサの電圧移動(voltage translation)、プロセッサ360からの信号に応答して様々な配線若しくはコネクタのオン・オフを切り替えるための様々なスイッチ機構(例えばトランジスタ)、及び/又は物理的連結機構を含み得る。更に、I/Oインターフェース355は、リアルタイムで情報を受信し、例えば動的ディスプレイを制御するために、信号を受容し、及び/又はシステム350の外部に、例えば配線又はRF信号を通じて送信するように適合されてもよい。
例えば、例示の第1システムの実施形態350は、装置300Aを含み、ここでは複数のダイオード100〜100Jは、発光ダイオードであり、I/Oインターフェース355は、電球のための任意の様々な標準的なエジソンソケットに適合する。この実施例と共に続けて、かつこれに限定されることなく、I/Oインターフェース355は、1つ以上の標準化されたスクリュー構成に適合するような寸法及び形状であってもよい(例えばE12、E14、E26、及び/又はE27スクリューベース規格、例えば中間スクリューベース(E26)、又は枝付き照明スクリューベース(E12)、及び/又はAmerican National Standards Institute(「ANSI」)及び/又は例えばIlluminating Engineering Societyによって推奨されている他の様々な規格)。他の代表的な実施形態では、I/Oインターフェース355は、例えば標準的な蛍光電球ソケット、又は2つのプラグベース(例えばGU−10ベース)に適合するような(しかしこれに限定されない)寸法及び形状であってもよい。かかる代表的な第1システム実施形態350はまた、特に、例えばエジソン又は蛍光ソケットへ(しかしこれに限定されない)の挿入に適合性のある形状因子有するときに、同様に他のタイプの装置と同様に見なされてもよい。
例えば、LED系電球は、I/O 355の一部としてネジタイプの接続部(例えばES、E27、SES、又はE14)を有して、従来の白熱電球に似ているデザインを有して形成される場合があり、これは、L1専用低エネルギー、PL−2ピン専用低エネルギー、PL−4ピン専用低エネルギー、G9ハロゲンカプセル、G4ハロゲンカプセル、GU10、GU5.3差し込み、小型差し込み、又は当該技術分野において既知の任意の他の接続部から選択される接続タイプを含む任意の電力ソケットタイプとの接続に適合することができる。
図41に示されるコンピュータ345に加えて、当該技術分野において既知の制御回路の無数の同等の構成、レイアウト、種類、タイプがあり、これらは本開示の範囲内であるということを当業者は理解するであろう。
装置300及び第1システム350は多種多様の物品に適用されてもよく、並びになしは多くの目的のために適用されてもよい。かかる物品の非限定例及び使用には、照明装置、例えば電球、照明チューブ、ランプ、ランプシェード、作業照明、装飾照明、居曲可能な照明、天井照明、安全照明、「ムード照明」(これは調光可能な照明を含んでもよく、又は含まなくてもよい)、有色照明、及び/又は色変更可能な照明、製図照明、アクセント照明、ディスプレイ照明(例えば壁画を照明するための)が挙げられる。第1システム350は一般的に、装置300の照明要素を指示するための十分な機械的構造を含み、電球、又は交換するよう設計されている他の照明の一般的な形状のタイプをとることができる。
装置300を有する第1システム350は、様々なレベルの光出力を提供することができる。装置の出力電位を管理する1つの方法は、装置300の1つ以上の導体310上に存在するダイオード100〜100Jの集団を増加する、又は減少させること。一般的に、装置は少なくとも約25〜1300ルーメンの光出力を提供することができる。
本明細書で提供されるLEDとして具体化されている、小さな寸法のダイオード100〜100Jは非常に高速の放熱を可能にする。したがって、第1システム350及び装置300は、熱生成を最小限にすることによって、非常に有効な光出力を提供する。したがって、本明細書の装置300は、放熱目的のヒートシンクを有さずに容易することができる。更に、装置300は約150℃未満、又は約125℃未満、又は約100℃未満、又は約75℃未満、又は約50℃未満の平均動作温度を有する。
用語「平均動作温度」は本明細書で使用されるとき、以下の工程に従って記録された温度である:
1.発光デバイス、すなわち装置は点灯され、これによってそれは少なくとも10分の間その最大ルーメン出力を提供する。したがって、最大ルーメン出力を達成するために必要される「ウォームアップ」時間は無視されるべき。
2.赤外線温度計(例えばRaytek ST20XB(登録商標)携帯型赤外線温度計)を使用して、10分増加で記録される。記録された温度の平均値が計算され、計算された平均は「平均動作温度」。
1.発光デバイス、すなわち装置は点灯され、これによってそれは少なくとも10分の間その最大ルーメン出力を提供する。したがって、最大ルーメン出力を達成するために必要される「ウォームアップ」時間は無視されるべき。
2.赤外線温度計(例えばRaytek ST20XB(登録商標)携帯型赤外線温度計)を使用して、10分増加で記録される。記録された温度の平均値が計算され、計算された平均は「平均動作温度」。
温度測定は以下の条件で行われるべきである:
1.周囲温度は約20℃であるべき。
2.温度測定は、デバイス又は装置の発光面の最外上で直接測定される。
3.最外の発光面及び光放射源(すなわちLED)は、介在するヒートシンク、絶縁層、又は他の放熱材料によって分離されない。
1.周囲温度は約20℃であるべき。
2.温度測定は、デバイス又は装置の発光面の最外上で直接測定される。
3.最外の発光面及び光放射源(すなわちLED)は、介在するヒートシンク、絶縁層、又は他の放熱材料によって分離されない。
上記のとおり、複数のダイオード100〜100Jは、(材料の選択及び対応するドーピングを介して)光起電(PV)ダイオードであるように構成されてもよい。図60は、第2の例示のシステム375の実施形態のブロック図であり、ここでは複数のダイオード100〜100Jは光起電(PV)ダイオードとして実施される。システム375は、装置300B(これはないしは、一般的に装置300とおなじであるが、光起電(PV)ダイオードとして実施される複数のダイオード100〜100Jを有する)、並びにエネルギー保管装置380(例えば電池)又は装置若しくはシステムを使用して電力をエネルギーに送達するインターフェース回路385、又はエネルギー送達装置若しくはシステム(例えば、電導装置又は電力など)のいずれか又は両方を含む。(インターフェース回路385を含まない他の例示の実施形態では、他の回路構成が使用されて、エネルギー若しくは電力を、装置若しくはシステム、又はエネルギー送達装置若しくはシステムを使用して、かかるエネルギーに直接提供してもよい。)システム375内で、装置300Bの1つ以上の導体310が結合されて、第1端子(例えば負極若しくは正極)を形成し、装置300Bの1つ以上の第2導体320が結合されて第2端子(正極又は負極に対応するように)を形成し、これは次いでエネルギー保管装置380又はインターフェース回路385のいずれか又は両方への接続のために結合可能。光(例えば太陽光)が装置300Bに入射すると、光は光起電(PV)ダイオード100〜100Jの上に集中し、これは同様に、入射する光子を電子−正孔の対に変換し、第1及び第2端子にわたって生成される出力電圧となり、エネルギー保管装置380又はインターフェース回路385のいずれか、又はこの両方に出力される。
第1導体310が、図55に示される互いに噛み合う、すなわち櫛型構造体を有するとき、第2導体320は第1導体310Bを使用して通電されてもよく、又は同様に生成された電圧は、第1導体310A及び310Bにわたって受容されてもよい。
図61は、装置300、300A、300Bの製造の代表的な方法の実施形態を示すフローチャートであり、有用な要旨を呈する。開始工程400で始まり、ベース(305)の上に1つ以上の第1導体(310)を堆積する(例えば導電性インク又はポリマーの印刷、又はベース(305)を1つ以上の金属で蒸着、スパッタリング、コーティングすることによって、その後に導電性インク若しくはポリマーを硬化する又は部分的に硬化することによって、又は実施方法によって望ましくない位置から堆積した金属を潜在的に除去することによって(工程405))。複数のダイオード100〜100Jは、典型的にゲル又は他の化合物若しくは混合物中に懸濁され(例えばダイオードインク中に懸濁され)、次いで1つ以上の第1導体の上に堆積され(工程410)、典型的に、印刷又はコーティングを介して、複数のダイオード100〜100Jと1つ以上の第1導体との間にオーミック接触を形成する(これは例えば様々な化学的反応、圧縮、及び/又は加熱を含むがこれに限定されない)。
誘電、すなわち絶縁材料、1つ以上の絶縁体、すなわち誘電体層315を形成するために、例えば誘電体インクは次いで複数のダイオード100〜100J上に、又はこれの周囲に(例えばダイオード100〜100Jの周囲に)堆積され(並びに、硬化されるか、又は加熱される)(工程415)。次に1つ以上の第2導体320(これは任意に透過性であっても、又は透過性でなくてもよい)が次いで、複数のダイオード100〜100Jの上に堆積され、これと接触し(例えば誘電体層315の上及びダイオード100、100A、100B、100Cの上面の周囲に)、硬化し(又は加熱され)(工程420)、また1つ以上の第2導体(320)と複数のダイオード100〜100Jとの間のオーミック接触を形成する。代表的な実施形態では、アドレス可能なディスプレイ、複数の(透過性の)第2導体320などが複数の第1導体310と実質的に垂直に方向付けられる。(任意に、対応する1つ以上の(透過性)第2導体の上で、1つ以上の第3導体内は堆積される(及び硬化されるか、又は加熱される))。
他の選択肢として、工程420の前又はその間に、機能していない状態で、ないしは別の方法で欠陥のあるダイオード100〜100Jは取り外されているか、無効にされている状態で試験が実施されてもよい。例えば、PVダイオードに関して、部分的に完成している装置の表面(第1面)は、レーザー若しくは他の光源を用いて走査されてもよく、領域(又は個々のダイオード100、100A、100B、100C)が予期される電気的応答を提供しないとき、は、強力なレーザー又は他の除去技法を使用してそれは取り除かれてもよい。また例えば、電源が入っている発光ダイオードに関して、表面(第1面)は、光検出器を用いて走査されてもよく、領域(又は個々のダイオード100〜100J)が予期される光出力を提供しないとき、及び/又は過剰な電流が流れているときは(すなわち所定量を超える電流)、それはまた強力なレーザー又は他の除去技法を使用してそれは取り除かれてもよい。実施によって、例えばどのように機能していない、又は故障しているダイオード100〜100Jが取り除かれるかによって、かかるテスト工程は、以下の工程425、430又は435の後の代わりに実施されてもよい。安定化層335は次いで、1つ以上の第2導体320の上に堆積され(工程425)、続いて放射層325が安定化層の上に堆積される(工程430)。複数のレンズ(別途図示されていない)もまた一般的に、ポリマー、結合剤、又は他の化合物若しくは混合物中に懸濁されて、レンズ効果又はレンズ粒子インク若しくは懸濁液を形成し、次いで放射層の上に、一般的に印刷を介して配置されるか、又は印刷され、ポリマー中に懸濁した複数のレンズを含む事前に形成したレンズパネルは、部分的に完成した装置の第1面に取り付けられ(積層プロセスを介してなど)、保護コーティング(及び/又は選択された色の)のいずれかの任意の堆積が続き(工程355)、本方法は終了してもよく、工程440に戻る。
本開示のLEDが低温出力であるとすると、一実施形態では、装置はヒートシンク及び/又は冷却フィン等を使用しない。
本発明のLEDが様々な材料の上に印刷することができるとすると、デバイスの「電球」部分の形状及び寸法はほとんど無制限。一実施形態では、発光電力消費構成要素は、錐体の形状に形成された基板を含み、ここではLEDは錐体の内側及び錐体の外側上に印刷される。1回の反復で、錐体の内側上のLEDは起動し、「スポットライト」照明効果をもたらす。2回目の反復で、錐体の外側上のLEDが起動し、「日除け」又は「拡散」効果を作る。3回目の反復で、錐体の内側及び外側の両方上のLEDは、起動されて、最大光量を提供する。
電力供給構成要素及び電力消費構成要素の様々な構成が企図される。電力供給構成要素はトラックシステムを含んでもよく、電力消費構成要素はLED光ストリップを含んでもよい。LED光ストリップは、電力及び/又はデータを受容するためのトラックシステムに取り外し可能に接続されてもよい。あるいは、電力供給構成要素は、壁のソケットに差し込むのに適したプラグを含んでもよく、光を放射する電力消費構成要素はLEDシート、好ましくは可撓性シート。
これまで説明したように、デバイスの「電球」部分の形状及び寸法(すなわち、光を放射している電力消費構成要素、又は電球アセンブリ702)はほぼ無制限。例えば、図65で示されるように照明装置700は、電球アセンブリ702を有してもよく、これは照明要素、例えば側壁703を含んでもよく、この照明要素は、以下においてより詳細に記載される方法で電球基部710に結合される。側壁703は、これまで説明したLED組成物を含む。本明細書で使用するとき、表面が照明されているとして、又は照明することができるとして記載されているとき、示されている表面はLED組成物を含む。以下において更に詳細に説明されているように、側壁703を含む材料の前面、後面、又は両面(並びに、絶面及び/又は後面の部分)は照明することができる。電球アセンブリ702の側壁703は、材料の単一シートから形成されてもよく、又は個々のシートのそれぞれが、材料の単一シートとして集合的に機能することができる方法で電気的に連結されている2つ以上のシート材料によって形成されてもよい。材料の2つ以上のシートは、当該技術分野において既知の任意の方法(例えば超音波溶接、接着剤、又は機械的結合を含む)によって、集合的に側壁703を形成するよう固定されてもよい。側壁703、又は以下に記載される実施形態における照明シート若しくは要素の任意のものは、非平滑化表面(図示せず)を有してもよい。非平滑化プロセスは、照明したシートの製造中に実施されてもよく、又は製造したシート上に第2の操作として実施されてもよい。表面の質感は、任意の適切な表面粗さ又は波形を有してもよい。例えば、表面の質感の粗さは、シートが照明されていないときに艶消しガラスの外観を与えることができる。更に、透明層が照明シートの表面上に配置されてもよく、透明層の厚さは、表面の質感をもたらすために様々であってもよい。
更に図65を参照して、側壁703が円筒を形成するように、電球アセンブリ702の側壁703は、底部の縁部706の寸法と実質的に等しい直径を有する、上部の縁部704を含んでもよい。上部の縁部704は、ある面に収容されてもよく、この面は実質的に水平であってもよい。そのように構成されて、電球アセンブリ702は、従来の電球と同様の外形を有して、電球アセンブリ702が、従来の電球を使用するように設計されている照明装置内に挿入できるようにしてもよい。例えば、図65に示されている電球アセンブリ702の側壁703は高さH及び外形Dを有してもよく、これらはそれぞれ従来の電球の電球の高さ(ネジ基部は除く)及び最大外形と実質的に等しい。より具体的には、図65に示されている電球アセンブリ702の側壁703は高さH及び外形Dを有してもよく、これらはそれぞれA19白熱電球の高さ(ネジ基部は除く)及び最大外形(すなわち約88.9mm(3 1/2インチ)並びに約60.3mm(2 3/8インチ)それぞれ)と実質的に等しい。しかしながら、高さH及び外形Dはそれぞれ、従来の電球の高さH及び/又は外形D(又は最大外形)と一致しない値など任意の好適な値を有してもよい。
上記の電球アセンブリ702の側壁703の形状及び寸法の任意の数の変形例が企図される。例えば、側壁703の上方の縁部704の面は、図66に示されているように、水平の基準面に対してある角度で配置されてもよい。更に、図67に示されているように、上方の縁部704は、2つ以上の縁部の区分712から構成されてもよく、2つ以上の縁部の区分712のそれぞれは、隣接する縁部の区分712とは異なる角度で配置されて、例えば鋸刃のパターンを形成してもよい。しかしながら、2つ以上の縁部の区分712のそれぞれは、そのようなパターンが繰り返れるように同一であってもよい。例えば、2つ以上の縁部の区分712のそれぞれは、半円形状を有してもよく、又は図68に示されるように正弦波形状を有してもよい。更なる実施形態は、繰り返し又は非繰り返しの縁部の区分712を有し得る上方の縁部区分704を有してもよく、これは任意の形状又は形状の組み合わせを形成してもよい。図66、67、68、又は以下に説明される実施形態のいずれかにおいて示される実施形態の任意の側壁703の最大高さ及び外形は、例えば従来の電球、例えばA19電球の電球高さ(ネジ基部は除く)及び最大外形に実質的に等しくてもよい。しかしながら、最大高さH及び最大外形Dはそれぞれ、従来の電球の高さH及び/又は外形D(又は最大外形)と一致しない値など任意の好適な値を有してもよい。電球アセンブリ702はまた、カバー要素(図示せず)を含んでもよく、これは少なくとも側壁703の上に部分的に配置され、このカバー要素は、電球基部710に堅く固定され、側壁703に対する保護をもたらすことができる。このカバー要素は例えば透明なプラスチック材料から作られてもよい。あるいは、カバー要素は、特定の用途に適した任意の材料から作られてもよく、又は任意の形状を有してもよい。
図101Aに示されているように、側壁703の実施形態は複数の長手方向のスロット870を有してもよく、これは上方の縁部704に隣接する点まで、及び底部の縁部706に隣接する点まで延びてもよい。このため、側壁703の上方の縁部704が、長手方向において、底部の縁部706のほうに配置されたとき、スロット870の間に配置された側壁703の部分は、図101Bに示されるように半径方向において外側に広がる。側壁703は、側壁703の外側に広がった部分が所望の位置に留まるのを可能にする記憶材料を含んでもよい。あるいは、支持構造体、例えば中央軸部の周囲に摺動可能に配置されているハブ(図示せず)が使用されて、所望の位置で側壁703を維持してもよい。
図102A及び102Bに示されている更なる実施形態では、側壁703は、複数の交互の折り畳み部872によって扇状の形状に形成されてもよく、側壁703の第1端部は電球基部710(又は基部アセンブリ735)に固定されてもよい。したがって、図102Aに示されている第1位置では、側壁703は、電球基部710の長手方向軸に沿って、又はこれと平行な比較的平坦な構成で延びてもよい。図102Bに示されている第2位置では、側壁703の第2部分は、第1端部に対して外側に配置されてもよく、これによって側壁703を扇樣の形状にする。側壁703は、側壁703が所望の位置に留まるのを可能にする記憶材料を含んでもよい。あるいは、側壁703の最外部分は重りが付けられて、側壁703が扇樣の形状を維持するのを引力が可能にするようにしてもよい。側壁703の第1面及び/又は第2面の任意の部分は照明することができてもよい。
更なる実施形態では、側壁703の上方の縁部704は、開口部708を画定してもよく、これは例えば、側壁703の内面714上で作られた照明が上方に投影されるのを可能にする。しかしながら、図69に示されているように、実質的に水平な上面716は、電球アセンブリ702が開口部708を有さないように、側壁703の上方の縁部704を交差してもよい。あるいは、リップ部(図示せず)が上面716を超えて軸方向に延びるように、上面716は上方の縁部704から内側にオフセットされてもよい。電球アセンブリ702の他の実施形態では、上面716は水平でない場合があるが、その代わりに、水平の基準面に対する、ある角度で配置される場合がある。或いは、上面716は曲線を付けて成形されてもよく、あるいは任意の他の非平坦な形状、又は例えば平坦な形状及び/又は非平坦な形状の組み合わせを有してもよい。より具体的には、上面は例えば、円錐形状又は半球状を有してもよい。上面716は、接着剤によって、又は機械的結合によって(例えばタブ/スロット構成)、あるいは1つ以上の側壁703又は上面716に付着するカラーの使用によって側壁703に結合されてもよい。あるいは、側壁703及び上面716は、材料の単一片から形成されてもよく、これによって、材料の単一片は側壁703及び上面716の両方から折り畳むことができる。
図70で示されているように、電球アセンブリ702は、周方向壁部718を含んでもよく、これは側壁703の上方の縁部704を超えて軸方向に延び、上面716と交差する。周方向壁部718は任意の好適な形状、例えば円錐台形の形状又は円形などを有してもよい。更に、上面716と交差する代わりに、周方向壁部718の上方縁部は、開口部708を画定してもよく、又は周方向壁部718は、開口部708を画定する内側に延びているリップ部を含んでもよい。周方向壁部718は、複数の壁区分(図示せず)を含んでもよく、これは集合的に周方向壁部718を構成し、壁区分は平坦であっても、及び/又は凹凸があってもよい。
以下により詳細に記載されるように、電球アセンブリ702の側壁703の任意の部分は照明することができる。例えば、図65に示される実施形態では、側壁703の外面720は、第1の色で照明することができ、側壁703の内面714は第2の色で照明することができる。あるいは、外面720及び内面714の両方は同じ色で照明することができる。他の実施形態では、内面714のみが照明する。図71に示されているこの構成では、反射面722は、電球基部710に隣接する側壁703によって形成される円筒の内部に配置されてもよく、反射面722は実質的に略放物線状の形状を有して、側壁703の内面714から内側に向けられた光を、開口部708の外に反射することができる。上記の略放物線状の形状の代わりに、反射面422は任意の好適な形状、又は形状の組み合わせ、例えば平坦、楕円、双曲線、又はファセットなどを有してもよい。反射面722の代わりに、電球アセンブリ702は、図72に示されているように、開口部708を通じて向けられた光を投影するよう照明することができる内側挿入部724を含む場合がある。内側挿入部724は平坦であってもよく、側壁703の底部の縁部706に隣接して、又はこれに接触して配置されてもよい。しかしながら、内側挿入部724は、側壁703の内部に任意の軸方向の一で配置されてもよく、並びに、内側挿入部724は、開口部708を通じて光を方向付けるのに適した任意の形状又は形状の組み合わせを有してもよい。内側挿入部724、又は反射面722は、側壁703の内面714の直径よりもわずかに小さい外形を有してもよい。例えば、側壁703の概形Dは、A19白熱電球の最大外形(約60.3mm(2 3/8インチ))に相当し、内側挿入部724又は反射面722の外形は約57.2mm(2 1/4インチ)である場合がある。しかしながら、内側挿入部724又は反射面722は任意の直径を有してもよい。電球アセンブリ702の更なる実施形態では、2つ以上の家ち側挿入部724は、側壁703内に配置されもよく、内側挿入部724は、特定の用途に適した任意の形状又は寸法を有してもよい。同様に、2つ以上の反射面722が側壁703内に配置されてもよく、反射面722は、特定の用途に適した任意の形状及び寸法を有してもよい。更に、反射面722及び内側挿入部724は、側壁703の内側に配置されてもよい。
図73に示されているように、1つ以上の窓部726は、側壁703及び上面716のいずれか又はこの両方上に配置されてもよい。1つ以上の窓部726のそれぞれは、任意の形状又は形状の組み合わせ、例えば星型、楕円形、円形、又は多角形などを有してもよい。更に、1つ以上の窓部726は文字、シンボル、ロゴ、単語、又は数の形状をとってもよい。電球アセンブリ702の実施形態では、1つ以上の窓部726は側壁703上に配置されてもよく、側壁703は内面714上のみで照明されてもよい。1つ以上の窓部726の合計表面積は、側壁703の全体の利用可能な表面積の割合を構成する場合があり(すなわち、窓部726が存在しない場合は、側壁703の合計表面積)、この割合は任意の好適な値であり得る。例えば、図73に示される窓部726の合計表面積は、側壁703の全体の利用可能な表面積の25%を構成する場合がある。
上記で簡単に説明したように、側壁703の底部の縁部706は、当該技術分野において既知の任意の手法によって(例えば接着剤又は機械的結合などによって)、電球基部710に結合されてもよく、これは以下により詳細に説明される。より具体的には、図74に示されているように、底部の縁部706に隣接する側壁703の部分は、電球基部710の上方に突出している周方向隆起部730に接着剤で固定されてもよい。示されているように、隆起部730の内面は、側壁703の外面720に接着剤で結合されてもいが、隆起部730の外面は、側壁703の内面714に接着剤で結合されてもよい。あるいは、側壁703の底部の縁部706から延びるタブ(図示せず)は、電球基部710の表面上に形成された細長いスロット(図示せず)内に受容されてもよい。更に、1つ以上の内側に向けられた機構、例えばポスト又はスタブは、電球基部710の内面から突出してもよく、それぞれ電球基部710の内側に向けられている機構は、側壁703の底部の縁部706に隣接して配置された開口部内に受容されてもよい。代替の実施形態では、1つ以上のプラスチックのタブ(図示せず)は、当該技術分野において既知のいずれかによって(例えば接着剤によって、又は機械的締結によって)底部の縁部706に隣接する側壁703に固定されてもよく、プラスチックタブは、電球基部710に形成されたタブスロット(図示せず)内に受容されてもよい。電球アセンブリ702の更なる実施形態では、カラー(図示せず)は、側壁703の一部(例えば側壁703の底部の縁部706に隣接して配置される外側に延びるタブ)を固定する方法で電球基部710に固定されてもよい。カラーは、タブ/スロット接続によって、又は例えばネジ式接続によって電球基部710に結合されてもよい。
以下でより詳細に記載されるように、側壁703(並びに上面716及び周方向壁部718)は、当該技術分野において既知の任意の手法によって電球基部710に電気的に連結されてもよい。例えば、1つ以上の雄ピン又はブレードは側壁703の底部の縁部706から下方に突出してもよく、雄ピン又はブレードは、電球基部に形成された容器又はスロット内に受容されてもよい。
図84に示されている実施形態では、側壁703は、電球基部710上に取り外し可能に定置されてもよく、これは、ベースアセンブリ735と一体形成される。以下により詳細に記載されるように、ベースアセンブリ735は、側壁703が照明できるようにする任意の電源に結合するよう適合される。例えば、図84に示されているように、ベースアセンブリ735は電源に結合するためにエジソンネジを有する下方部分を含む。電球アセンブリ702の側壁703は、切頭集光円錐台形の形状を有する場合があり、周方向の伝導性ストリップ738は、側壁703の底部の縁部706に隣接して配置されてもよい。底部の縁部706、及び側壁703の上方の縁部704の直径は任意の値を有してもよく、底部の縁部706の直径は、上方の縁部704の直径よりも大きい。例えば、底部の縁部706の直径はA19白熱電球の最外外形−約60.3mm(2 3/8インチ)とほぼ等しくてもよく、上方の縁部704の直径は約44.5mm(1 3/4インチ)であってもよい。電球基部710は、切頭集光円錐台形の形状を有してもよく、これは、底部の縁部706に隣接する側壁703の内面714が、周方向外面740の上にぴったりと合い、これによって電球基部710に側壁703が結合するように、側壁703の形状に概ね一致する。電球基部710は、任意の好適な値である最大外形を有してもよい。例えば、最大外形は底部の縁部706に外形とほぼ等しいか、又はわずかに大きくてもよい。更に、1つ以上の磁石が電球基部710及び側壁703上に配置されて、側壁703を電球基部710に互いに固定してもよい。あるいは、1つ以上の隆起部(すなわち戻り止め)が側壁703のうちの1つの上に形成されてもよく、並びに1つ以上の隆起部が、電球基部710上に形成された、対応する隆起部(すなわち戻り止め)と係合することができる。そのように組み立てることで、電球基部710の外周の周囲に配置された伝導性ストリップ742は、側壁703が電球基部710に電気的に連結されるように、側壁703上に配置される伝導性ストリップ738と接触してもよい。
図75に示される更なる実施形態において、電球アセンブリ702の側壁703が、図65に示される円筒形状の代わりに、実質的に枝分かれしている円錐台形の形状を有してもよい。より具体的に、側壁703は、底部の縁部706の直径よりも大きい直径を有する上方の縁部704を含んでもよい。例えば、上方の縁部704の直径は、A19白熱電球の最大外形(約60.3mm(2 3/8インチ))とほぼ同じであってもよく、底部の縁部706の直径は約44.5mm(1 3/4インチ)であってもよい。しかしながら、側壁703の形状における差以外で、図75の電球アセンブリ702は、図65に示されている電球アセンブリ702の実施形態と実質的に同一であってもよく、図75の電球アセンブリ702は、上記の図65の実施形態の機構のいずれか、又は全てを含んでもよい。例えば、図75に示されているように、切頭円錐形状の側壁703の上方の縁部704は、ある平面に限定されてもよく、その平面は実質的に水平であってもよい。あるいは、平面は、図66に示される実施形態と同様に、水平基準面に対してある角度で配置されてもよい。更に、切頭円錐形状の側壁703を有する電球アセンブリ702の実施形態はまた、例えば上方の縁部704に沿って縁部区分712、外周壁部718、反射面722、及び内側挿入部724、並びに/又は1つ以上の窓部726を含んでもよい。更に、切頭円錐形状の側壁703を有する電球アセンブリ702の実施形態の機能性は、上記の図65に示される電球アセンブリ702の実施形態の機能性と同一であってもよい。例えば、側壁の内面714又は外面720のいずれか又は両方は上記の方法で照明することができる。
図76に示される更なる実施形態において、電球アセンブリ702の側壁703が、図65に示される円筒形状の代わりに、実質的に収束している円錐台形の形状を有してもよい。より具体的に、側壁703は、底部の縁部706の直径未満の直径を有する上方の縁部704を含んでもよい。例えば、底部の縁部706の直径は、A19白熱電球の最大外形(約60.3mm(2 3/8インチ))とほぼ同じであってもよく、上方の縁部704の直径は約44.5mm(1 3/4インチ)であってもよい。しかしながら、側壁703の形状における差以外で、図76の電球アセンブリ702は、図65に示されている電球アセンブリ702の実施形態と実質的に同一であってもよく、図76の電球アセンブリ702は、上記の図65の実施形態の機構のいずれか、又は全てを含んでもよい。例えば、図76に示されているように、切頭円錐形状の側壁703の上方の縁部704は、ある平面に限定されてもよく、その平面は実質的に水平であってもよい。あるいは、平面は、図66に示される実施形態と同様に、水平基準面に対してある角度で配置されてもよい。更に、切頭円錐形状の側壁703を有する電球アセンブリ702の実施形態はまた、例えば上方の縁部704に沿って縁部区分712、外周壁部718、反射面722、及び内側挿入部724、並びに/又は1つ以上の窓部726を含んでもよい。更に、切頭円錐形状の側壁703を有する電球アセンブリ702の実施形態の機能性は、上記の図65に示される電球アセンブリ702の実施形態の機能性と同一であってもよい。例えば、側壁の内面714又は外面720のいずれか又は両方は上記の方法で照明することができる。
図77に示される更なる実施形態において、電球アセンブリ702の側壁703は、上記の収束している切頭円錐形状の代わりに、実質的に円錐形状を有してもよい。より具体的には、側壁703の断面直径は、底縁部706から、側壁703の最上部分に配置されている先端部732まで、軸方向において絶えず減少してもよい。円錐の高さ及び直径は任意の好適な値を有してもよい。例えば、底部の縁部706の直径は、A19白熱電球の最大外形(約60.3mm(2 3/8インチ))とほぼ等しくてもよく、円錐の高さは、A19白熱電球の高さ−約88.9mm(3 1/2インチ)とほぼ等しくてもよい。側壁703の形状における差以外で、図77の電球アセンブリ702は、図65及び図76に示されている電球アセンブリ702の実施形態と実質的に同一であってもよい。例えば、円錐形状の側壁703を有する電球アセンブリ702の実施形態はまた、1つ以上の窓部726を含んでもよい。更に、円錐形状の側壁703を有する電球アセンブリ702の実施形態の機能性は、上記の図65に示される電球アセンブリ702の実施形態の機能性と同一であってもよい。例えば、側壁の内面714又は外面720のいずれか又は両方は上記の方法で照明することができる。
図78A及び78Bに示される更なる実施形態では、電球アセンブリ702の側壁703は、複数の切子面734から構成されてもよい。側壁703は、任意の数の切子面734を含んでもよく、側壁703は任意の全体的な形状をとってもよい。例えば、図78A及び78Bで示されるように、側壁703の上部は、切頭収束のピラミッドの形状をとってもよく、側壁703の中間部分は立方対の形状をとってもよく、側壁703の下部は、切頭の分岐しているピラミッドの形状をとってもよい。しかしながら、側壁703の形状における差以外で、図78A及び78Bの電球アセンブリ702は、図65に示されている電球アセンブリ702の実施形態と実質的に同一であってもよく、図78A及び78Bの電球アセンブリ702は、上記の図65の実施形態の機構のいずれか、又は全てを含んでもよい。例えば、図78A及び78Bに示されているように、切頭円錐形状の側壁703の上方の縁部704は、ある平面に限定されてもよく、その平面は実質的に水平であってもよい。更に、図78A及び78Bの実施形態はまた、例えば上方の縁部704に沿って縁部区分712、外周壁部718、反射面722、及び内側挿入部724、並びに/又は1つ以上の窓部726を含んでもよい。更に、図78A及び78Bの電球アセンブリ702の実施形態の機能性は、上記の図65に示される電球アセンブリ702の実施形態の機能性と同一であってもよい。例えば、側壁の内面714又は外面720のいずれか又は両方は上記の方法で照明することができる。
切子面734を有するバルブアセンブリ702の更なる実施形態では、側壁703の図79に示される切子面734は、収束している切頭の円錐形状を形成してもよく、これは、分岐している切頭円錐形状の側壁703を有する、図75の実施形態と実質的に同一であってもよい。あるいは、図79に示される切子面は、側壁703の断面形状が、側壁703の長手方向軸に沿って一定であるように、実質的に水平であってもよい。更に、図80に示されているように、側壁703は、長手方向に配置された切子面734を含んでもよく、これは隣接する切子面734に対してある角度で配置され、長手方向に配置された切子面734は垂直であってもよく、又は、側壁703が電球基部710から軸方向に外に延びるときにつれて収束するように、又は分岐するように、垂直の基準軸に対してある角度で配置されてもよい。上記の切子面は実質的に平坦であるが、1つ以上の切子面734は、凹凸があっても、湾曲しても、ないしは別の方法で非平坦であってもよい。上記の実施形態のいずれかにおいて、側壁703の最大外形及び全体の高さは任意の値を有してもよい。例えば、側壁703の最大外形は、A19白熱電球の最大外形(約60.3mm(2 3/8インチ))とほぼ等しくてもよく、側壁703の全体高さは、A19白熱電球の高さ−約88.9mm(3 1/2インチ)の最大高さとほぼ等しくてもよい。
電球アセンブリ702の更なる実施形態では、側壁703は、図81に示されるような楕円の形状、又はいずれか他の非円形の形状を有してもよい。かかる非円形形状は実質的に円筒形であってもよく、又は電球基部710に向かって収束してもよく、若しくは電球基部710から外に分岐してもよい。更に、側壁703は、平坦面及び湾曲面の両方を含み得る断面形状を有してもよい。更に、側壁703は、断面形状が長手方向に沿って、及び既知であり側壁703の軸がないように、非均一の断面形状を有してもよい。例えば、図83に示されているように、側壁は実質的に螺旋状の形状を有してもよく、側壁703の内面714は、第1の色で照明されてもよく、外面720は第2の色で照明されてもよい。代替の実施形態では、螺旋形状の側壁703は、図110に示されるように、円形の卵型の、又は他の曲線的な形状を有するシートから形成されてもよい。側壁703の形状における差以外で、図81及び83の電球アセンブリ702は、図65に示されている電球アセンブリ702の実施形態と実質的に同一であってもよく、図81及び83の電球アセンブリ702は、上記の実施形態の機構のいずれか、又は全てを含んでもよい。上記の実施形態のいずれかにおいて、側壁703の最大外形及び全体の高さは任意の値を有してもよい。例えば、側壁703の最大外形は、A19白熱電球の最大外形(約60.3mm(2 3/8インチ))とほぼ等しくてもよく、側壁703の全体高さは、A19白熱電球の高さ−約88.9mm(3 1/2インチ)の最大高さとほぼ等しくてもよい。
図82に示される更なる実施形態では、1つ以上の側壁703は電球アセンブリ702に含まれてもよい。例えば、第1の直径を有する円筒形の第1側壁703aは、上記の手法で電球基部710に固定されてもよい。第1の直径よりも小さい第2の直径を有する円筒形の第2側壁703bは、第1側壁703の軸及び第2側壁703の軸が同軸上であるように、既知の手法で電球基部710に結合されてもよい。しかしながら、第1側壁703a及び第2側壁703bはそれぞれ、任意の適した断面形状を有してもよく、並びに軸方向にオフセットされてもよい。更に、図82に示されているように、第2側壁703bは、軸方において第1側壁703aを超えて延びてもよい。あるいは、第1側壁703a及び第2側壁703bは任意の適した高さを有してもよい。例えば、第1側壁703aの最大外形は、A19白熱電球の最大外形(約60.3mm(2 3/8インチ))とほぼ等しくてもよく、第2側壁703bの全体高さは、A19白熱電球の高さ−約88.9mm(3 1/2インチ)の最大高さとほぼ等しくてもよい。更に、1つ以上の追加の側壁(図示せず)は、バルブ710に固定されてもよく、1つ以上の追加の側壁は、任意の適した寸法、形状、又は相対配向を有してもよい。
側壁703の形状における差以外で、図82の電球アセンブリ702は、図65に示されている電球アセンブリ702の実施形態と実質的に同一であってもよく、図82の電球アセンブリ702は、上記の実施形態の好適な機構のいずれか、又は全てを含んでもよい。例えば、第1側壁703aの外面720aは、第1の色で照明することができ、第2側壁703bの外面720bは第2の色で照明することができる。更に、側壁703a、703bのいずれか又は全ては、任意の好適な形状を有する1つ以上の窓部726を有してもよい。更なる実施例として、反射面720は、第2側壁703bの内部の中に配置されてもよく、第2側壁703bの内面714bは、デバイス700の上の位置で焦点照明を提供するよう照明してもよい。第2側壁703bの内面714bが照明している間、第1側壁703aの外面720aは照明され、調光されてもよい。
図85に示される更なる実施形態では、軸部744は電球基部710から上方に延びてもよく、軸部744は、電球基部710の少なくとも一部と共に一体型部分として形成されてもよく、又は電球基部710に固定されてもよい。複数のロッド746は、円筒形の側壁503を支持するように軸部744から変形方向に延びてもよく、電球の軸部710を側壁703に結合する電気接続子は、軸部744の内部内、及び少なくとも1つのロッド内に延びてもよい。単一の円筒形の側壁703の代わりに、側壁503は、任意の形状、及び図82に示されているように使用され得る2つ以上の側壁503を有してもよい。上記の機能性及び形状はまた、図85に示されている電球アセンブリ702内に組み込まれてもよい。更に、図86に示されるように、ヒンジ748は、電球基部710に隣接して軸部744の長さに沿って配置されてもよく、これによって軸部744の下部は、軸部744の上部に対して旋回してもよい。
更なる実施形態では、側壁703は、実質的に円筒形状から実質的に切頭円錐形状に変形してもよく、又は逆もまた同様。例えば、図87A及び87Bに示されている実施形態では、半円筒形の第1側壁703aは、第1側壁703a及び第2側壁703bは実質的に円筒形状を有するように、一対の逆方向に配置されたヒンジ750の周囲で半円筒形の第2側壁703bに結合される。ヒンジ750は、第1側壁703a及び第2側壁703bを円筒形の側壁部分703cに固定し、第1側壁703a及び第2側壁703bの内径は、円筒形の側壁部分703cの外形よりもわずかに大きくてもよい。そのように構成されて、第1側壁703a及び第2側壁703bのそれぞれは、第1側壁703a及び第2側壁703bが実質的に切頭台形の形状を有するように、ヒンジ750を中心として旋回する。ヒンジ750は、所望の位置で摩擦が第1側壁703a及び第2側壁703bを維持するように、第1側壁703a及び第2側壁703b、並びに円筒形部分703c周囲で密接に固定される。このヒンジは、第1側壁703aと第2側壁703bとの間の1つ以上の電気接続を形成してもよい。
更に図87A及び87Bを参照して、第1側壁703a及び第2側壁703bは当該技術分野において既知の任意の手法で、所望のいちに旋回されてもよい。例えば、第1側壁703a及び第2側壁703bは所望の位置まで手動で旋回されてもよい。あるいは、電球基部710と第1側壁703a及び第2側壁703bとの間の機械的結合は、第1側壁703a及び第2側壁703bを所望の位置に枢動させ得る。例えば、回転するカラー(図示せず)は、電球基部710に対するカラーの回転が、カラーの軸方向の変位となるように、電球基部710にねじ方式で結合されてもよい。とりわけ、第1側壁703a及び第2側壁703bのそれぞれは、ヒンジ750の間のある位置でカラーに固定されてもよく、電球基部710に対するカラーの回転は、カラーに固定された第1側壁703a及び第2側壁703bの点を、上方に又は下方に変位させ、これによって第1側壁703a及び第2側壁703bを所望の位置まで枢動させる。カラーは互いに回転されてもよく、又は電球基部710内で、又はこの外に配置されたモーターによって回転されもよい。モーターは、スイッチ、タイマー、光センサ、音声コマンド、又は当該技術分野において既知のいずれかの方法により始動されてもよい。
第1側壁703a及び第2側壁703bが上記で説明されているが、任意の数又は形状の側壁が使用されてもよい。例えば、図に88に示されている実施形態では、第1側壁703a、第2側壁703b、及び第3側壁703cが使用されてもよい。更に、第1側壁703a及び第2側壁703b(又は任意の追加の側壁)を実質的に円筒形状から、実質的に切頭台形の形状まで移動するための任意の手段が、デバイス500に組み込まれてもよい。例えば、細長いハンドル(図示せず)は、側壁703の内部を通じて延びてもよく、剛性ロッド(図示せず)は、ハンドルが軸方向に変位したとき(手動により又は他の手段により)、ロッドが側壁を所望の位置まで押す、又は引くように、ハンドル及び各側壁に枢動可能に固定されてもよい。中央の軸方向軸部から半径方向に延びて側壁703を摺動する、入れ子のアクチュエータもまた、例えば電球基部710に対して側壁703を枢動するレバーとして企図される。
図89A及び89Bに示される実施形態では、照明要素752は、細長い軸部754の遠位端に配置される。照明要素752は実質的に平坦であってもよく、並びにディスクの全体的な形状を有してもよい。例えば、ディスクは、従来のくぼみとして形成される照明キャニスターの標準的な直径よりも大きい直径を有してもよい。すなわち、くぼみとして形成される照明キャニスターが127mm(5インチ)の直径を有する場合、照明要素752は177.8mm(7インチ)の直径を有してもよい。いくつかの実施形態では、照明要素は約3cm〜約50cmの、あるいは約5cm〜約40cmの、あるいは約10cm〜約30cmの、あるいは約15cm〜約30cmの、あるいは約15cm〜50cmの、あるいは約15cm〜25cmの、あるいは約20cm〜40cmの、あるいは約20cm〜50cmの、あるいは約25cm〜50cmの直径(すなわち最大寸法)を有してもよい。照明要素2つの照明表面を有してもよい。照明表面は概ね平坦であってもよく、凸状、凹状、又は平坦、凸状、及び凹状のいくつかの組み合わせであってもよい。照明表面のそれぞれは、他方と同様な又は同じ表面積を有してもよい。ぐあ定期には、各照明表面は、約7cm2〜約2000cm2の、あるいは約20cm2〜約1300cm2の、あるいは約75cm2〜約700cm2の、あるいは約175cm2〜約700cm2の、あるいは約175cm2〜約2000cm2の、あるいは約175cm2〜約500cm2の、あるいは約300cm2〜約1300cm2の、あるいは約300cm2〜約2000cm2の、あるいは約500cm2〜2000cm2の表面積を有してもよい。しかしながら、照明要素752は、寸法、形状、又は所望の用途に好適な形状の組み合わせを有してもよい。例えば、ディスクの代わりに照明要素752は、正方形の形状を有してもよい。照明要素752は、上部756、底部758、及び周方向の側部760を有してもよく、これらの表面のいずれかは照明することができる。
更に図89A及び89Bを参照して、軸部754は、電球基部710から延びてもよく、電球基部710はベースアセンブリ735と一体形成されている。軸部754は、電球基部710から延びる第1軸部分762aを含み、第2軸部分762bは第1軸部分762aから延びる。より具体的に、第2軸部分762bは、軸部754の全体的な軸方向長さが調整可能であるように、第1軸部分762aから入れ子状態で延びることができる。例えば、軸部754の最大の全体的な軸方向長さは、従来のくぼみとして形成される照明キャニスターの深さよりも大きくてもよい。例えば、くぼみとして形成される照明キャニスターは、約7cm〜約8cmの深さを有してもよく、軸部は、約7cm〜約30cmの軸方向長さを有してもよく、あるいは、くぼみとして形成される照明キャニスターは約10cmの深さを有してもよく、軸部は約10cm〜約35cmの軸方向長さを有してもよく、あるいは、くぼみとして形成される照明キャニスターは、約12cm〜約13cmの深さを有してもよく、軸部は約12cm〜約40cm、あるいはくぼみとして形成される照明キャニスターは約15cmの軸方向長さを有してもよく、軸部は約15cm〜約45cmの軸方向長さを有してもよい。いずれにせよ、軸部は固定式又は伸縮式であろうとなかろうと、約5cm〜約100cmの、あるいは約5cm〜約50cmの、あるいは約5cm〜約40cmの、あるいは約5cm〜約75cmの、あるいは約15cm〜約100cmの、あるいは約15cm〜約75cmの、あるいは約15cm〜約50cmの、あるいは約15cm〜約35cmの、あるいは約25cm〜約100cmの、あるいは約25cm〜50cmの、あるいは約25cm〜約40cmの全体長さを有してもよい。更に、第2軸部分762bは第1軸部分762aに対して回転してもよい。この相対回転(又は長さ調整)は、照明要素752の上部756、底部758、又は側部760の照明を調光若しくは増光し、並びに部分756、758、760のいずれかを照明する又は消灯するようにデバイスの機能を起動させる、又は調整することができる。一実施形態では、第1軸部分は第2軸部分に対して360度と同程度に、あるいは330度と同程度に、あるいは300度と同程度に、あるいは270度と同程度に、あるいは240度と同程度に、あるいは210度と同程度に、あるいは180度と同程度に、あるいは150度と同程度に、あるいは120度と同程度に、あるいは90度と同程度に、あるいは60度と同程度に、あるいは30度と同程度に回転することができる。しかしながら、軸部754はいずれの機能を有さずに剛性であってもよい。ヒンジ764は、照明要素752を第2軸部分762bに結合してもよく、これによって照明要素752が軸部754に対して枢動できるようにする。しかしながら、照明要素752は、第2軸部分762bに堅く固定されてもよく、ヒンジは軸部754に沿って、任意の望ましい位置で配置されてもよい。あるいは、いずれのヒンジも含まれなくてもよく、照明要素752は軸部754に対して非枢動可能であってもよい。操作において、ベースアセンブリ735はくぼみとして形成される照明キャビティ内のソケットに挿入されてもよく、照明要素752は、照明された底部758が、例えば所望の領域に方向付けられた照明を提供するように回転されてもよい。
図103A及び103Bに示されている実施形態では、照明要素752は、照明要素752の上部756から底部758まで延びる複数のスロット874を含んでもよい。スロット874は任意の所望の位置で配置されてもよい。例えば、図103A及び103Bに示されているように、スロットは、ディスク形状の照明要素752の中心付近に同心円状であってもよい。同心スロットの端部は、ディスクの中央の横断部分876まで延びてもよく、ディスクの横断部分876はディスクの中心を通過する軸878に沿って延びてもよい。複数の同心スロット876は、複数の円弧形状の置換可能部分880を画定し、置換可能部分880は、置換可能部分880と横断部分876の接点で枢動されてもよい。このため、図103Aに示されている第1構成では、置換可能部分880は実質的に同一平面上であってもよい。しかしながら、1つ以上の置換可能部分80は、横断部分876に対して枢動されてもよい。より具体的に、図145Bで示されているように、横断部分876を通過する面に対して、第1の置換可能部分880の上面を通過する面が、第1の角度(例えば0度から90度の間)で配置されてもよく、第2置換部分880の上面を通過する面は、横断部分876を通過する面に対して第2角度(例えば0度から90度の間)で配置されてもよい。照明要素752は、中央の横断部分に対して配置されると、置換可能部分が所望の位置に留まるのを可能にする記憶材料を含んでもよい。
図104A及び104Bに示されている代替の実施形態では、ディスク形状の証明要素752は、照明要素752の中心付近でらせん状のパターンを形成する単一スロット874を有してもよい。そのように構成されると、電球組立体702は、図104Bに示されているように軸部754が上方に延びるように配向され、照明要素752を含む材料の重量は、照明要素752が軸部754に巻き付くように、照明要素752を軸部754を中心に下方に変位させる。あるいは、電球組立体702は、図104Aに示されているように軸部754が下方に延びるように(ベースアセンブリ735が凹状にされた電源コンセントに配置されるよう)配向され、照明要素752を含む材料の重量は、照明要素752を軸部754から下方に変位させる。
図105A及び105Bに示されている更なる代替の実施形態では、水平ロッド882は、電球アセンブリ702の軸部754の遠位端に結合されてもよい。複数の円弧状の照明要素752は、ロッド882に回転可能に結合されてもよい。より具体的に、各照明要素752の第1端部は、ロッド882の第1端部に回転可能に接続されてもよく、照明要素752の第2端部は、ロッド882の第2端部に回転可能に接続されてもよい。そのように構成されると、円弧状の照明要素752のいずれか又は全ては、ロッド882を中心として所望の位置まで回転されてもよい。更に、円弧状の照明要素752のそれぞれは、図105Bに示されるように、入れ子になった位置で照明要素752が維持されるのを可能するように配置され、そのような寸法にされてもよい。
更なる実施形態では、電球アセンブリの照明要素は1つ以上の可撓性の照明ストリップアセンブリ884であってもよい。例えば、図106に示される電球アセンブリの実施形態では、電球アセンブリ702は、第1の照明ストリップアセンブリ884a及び第2の照明ストリップセンブリ884bを含んでもよい。各照明ストリップアセンブリ884a、884bは、これまで説明した可撓性照明材料を含む照明ストリップ886を含んでもよい。
それぞれの照明ストリップアセンブリ884a、884bの照明スチリップ886は、望まれる用途に好適な任意の形状を有することができる例えば、図148及び149で示されているように、第1照明ストリップ886a及び第2照明ストリップ886bはそれぞれ細長いリボン樣形状を有してもよいより具体的には、第1照明ストリップ886a及び第2照明ストリップ886bは、線状の第1の長手方向縁部888、及び第1の長手方向縁部888に平行であり、これからオフセットされている線状の第2の長手方向縁部890によって部分的に画定されてもよい。横断距離(すなわち、各照明ストリップ886の長手方向軸に垂直な距離、すなわち幅)は適切な値を有することができる。例えば、横断距離はおよそ約50mm〜約5mm、あるいは40mm〜約10mm、あるいは30mm〜約10mm、あるいは25mm〜約5mm、あるいは約20mm〜約10mmの第1幅の範囲内、あるいはこれらの組み合わせのであってもよい。より具体的には、この距離は約20mmであってもよい。あるいは、横断距離は、約10mm〜約3mmの第2幅の範囲内であってもよい。追加の代替として、横断距離は約50mm〜約25mmの第2幅の範囲内で範囲内であってもよい。更なる実施形態では、第1長手方向縁部888及び第2長手方向縁部890は非線状(又は線状であるが、非平行)であってもよく、縁部888、890は収束してもよく、又は分岐してもよく、部分的に湾曲してもよく、縁部の1つ以上の部分に対して角度が付けられてもよい。湾曲した縁部、又は例えば鋸歯状縁部を有する実施形態の横断距離は、その湾曲した又は鋸歯状縁部888、890を二等分(又は実質的に二等分)する基準線の間の距離であるということを当業者は理解するであろう。更なる実施形態では、各照明ストリップ884の横断距離は事前に確立されてもよく、又はユーザーによって決定されてもよい。より具体的には、個々の照明ストリップ884は、マスターシートから取り除かれてもよく、マスターシートは長手方向に穿孔されて、各照明ストリップ884の所望の幅をユーザーが選択できるようにしてもよい。
照明ストリップアセンブリ884の細長い照明ストリップ886は、第1端部892、及びこの第1端部892と反対側の第2端部894を有してもよい。いくつかの実施形態では、照明ストリップアセンブリは、第1端部892及び第2端部894のそれぞれで露出した導電性層を有してもよい。他の実施形態において、照明ストリップアセンブリ884は、第1端部892及び第2端部894の一方又は両方で配置され得る、又はこれらに隣接されて配置され得るコネクタアセンブリ896を更に含んでもよい。第1長手方向縁部888及び第2長手方向縁部890はそれぞれ、照明ストリップ884の第1端部892から第2端部894まで延びてもよい。コネクタアセンブリ896はベース分898を含んでもよく、ベース分898は、細長くてもよく、並びに照明ストリップの長手方向軸に実質的に垂直に配置されてもよい。ベース分898は、当該技術分野において既知の任意の方法によって、例えば、例えば照明ストリップ886の第1部分892及び/又は第2部分894の周囲での複数部のベース分の機械的結合によって、締まり嵌めによって、超音波溶接によって、又はスナップ嵌めによって、照明ストリップ886の第1端部892及び/又は第2端部894に固定されてもよい。コネクタアセンブリ896は、製造時において、照明ストリップ884に接続されてもよく、又は各照明ストリップ884の幅がユーザーによって決定され得る場合には、ユーザーによって端部892、894に固定されてもよい。
コネクタアセンブリ896は、照明ストリップ886を電源に電気的に連結するよう適合された1つ以上のコンタクト要素900も含んでもよく、コンタクト要素900は、照明ストリップ886を電源に電気的に連結することができる任意の部品又は部品の任意のアセンブリを含んでもよい各コンタクト要素900は、ベース分898によって照明ストリップ886に連結されてもよい。例えば、ベース分898は、照明ストリップ886の第1端部892及び/又第2端部894に固定されてもよく、1つ以上のコンタクト要素900は、1つ以上のコンタクト要素900が照明ストリップ886に電気的に連結されるように、ベース分898に連結されてもよい(又はこれによって保持されてもよい)。代替の実施形態では、1つ以上のコンタクト要素900は、照明ストリップ886の第1端部892及び/又は第2端部894に直接連結されてもよい。図149及び150に示されるように、コネクタアセンブリ896は、単一のコンタクト要素900を含み、コンタクト要素900は、細長いプレート901の形状をとってもよい。代替の実施形態では、各コンタクト要素900は1つ以上の円筒形プラグを含んでもよい。細長いプレート901(又はコンタクト要素900の任意の実施形態)は、ベースアセンブリ735の対応するスロット902内(ベースアセンブリ735の上部735)に受容されるような寸法であってもよい。1つ以上のコンタクト要素900は、ベースアセンブリ735の上部735aに取り外し可能に連結されてもよい。例えば、1つ以上のスロット902は、ベースアセンブリ735の上部735aに形成されてもよく、より具体的には、1つ以上のスロット902はベースアセンブリ735の上部735aの上面905内に、又はこの上に形成されてもよい。しかしながら、1つ以上のスロットは、ベースアセンブリ735の任意の望ましい位置の上に、例えば、ベースアセンブリ735の上部735aの外側円筒形表面上に形成されてもよい。1つ以上のコンタクト要素900は、1つ以上のスロット902内に取り外し可能に受容されるように適合されてもよい1つ以上のコンタクト904、例えば、バネ接点は、スロット902内に配置されてもよく、1つ以上のコンタクト904は、細長いプレート901がスロット902内に配置されたとき、細長いプレート901と物理的接触を維持するよう適合されてもよい。スロット902内に配置された1つ以上のコンタクト904は、電源と電気的に連結されて、照明ストリップ886に電力を供給する。細長いプレート901は凹状機構(図示せず)を有してもよく、これは、コネクタおアセンブリ896がスロット902内に正しく挿入されたときに、スロット902内のコンタクト904が、凹状機構と係合するように、細長いプレート上に配置されてもよい。コネクタアセンブリ896及び/又はベースアセンブリ735は、1つ以上のコンタクト要素が、スロット902内のコンタクト904に対して正しい向きでスロット902内に確実に挿入される(例えば、スロット及び細長いプレート内のコンタクト間で正しい極性を維持するために)ようにする1つ以上の機構(図示せず)を含んでもよい。更に、コネクタアセンブリ896及び/又はベースアセンブリ735は、ベースアセンブリ735のスロット902から意図せずして外されるのを防ぐ、1つ以上の機構を提供する1つ以上の機構(図示せず)を含んでもよい。
これまで説明してきたように、1つ以上の照明ストリップアセンブリ884の照明ストリップ886のそれぞれは可撓性であってもよく、照明ストリップアセンブリ884のそれぞれの一方若しくは両方の端部に配置されたコネクタアセンブリ896は、ベースアセンブリ735に取り外し可能に連結されてもよい。結果として、電球アセンブリ702の構成をカスタマイズすることができる。例えば、複数のスロット902はベースアセンブリ735に提供されてもよく、ユーザーは、第1照明ストリップアセンブリ884aの第1コンタクト要素900を、所望の第1スロット902内へ、及び第1の照明ストリップアセンブリ884aの第2コンタクト要素900を所望の第2スロット902内へ挿入することができる。ユーザーは、第2照明ストリップアセンブリ884bの第1コンタクト要素900を、第3の所望のスロット902内へ、及び第2の照明ストリップアセンブリ884bの第2コンタクト要素900を第4の所望のスロット902内へ挿入することができる。必要に応じて、ユーザーは次いで、第1照明ストリップアセンブリ884aの第1コンタクト要素900を、第1スロット902から取り外し、第1の照明ストリップアセンブリ884aの第1コンタクト要素900を、例えば第5スロット902内へ挿入することができる。複数のスロット902が設けられていることによって、ユーザーは、ベースアセンブリ735に対して1つ以上の照明ストリップアセンブリ884の構成又は位置を構成することができ、これによってユーザーは審美的に心地良く、個別の照明構成を作ることを可能にする。照明ストリップアセンブリ884は、任意の数の形状(例えば曲線的な形状若しくは1つ以上の鋭利な縁部など)に形成されてもよい。
照明ストリップ又はストリップ886は任意の好適な長さを有してもよい。例えば、図148で示されているように、第1照明ストリップ886aは第1長さを有してもよく、第2照明ストリップ886bは、第1長さ未満の第2長さを有してもよい。いくつかの実施形態では、照明ストリップ又はストリップ886は、約20cmの、あるいは約15cmの、あるいは約10cmの、あるいは約25cmの、あるいは約30cmの長さを有してもよい。同様に、2つ以上の照明ストリップ886を使用する実施形態では、照明ストリップ886は、約1cm単位で、あるいは約2cm単位で、あるいは約3cm単位で、あるいは約4cm単位で、あるいは約5cm単位で、あるいは約6cm単位で、あるいは約7cm単位で長さが変更してもよい。いくつかの実施形態では、任意の2つのストリップの長さの比は、約1:1〜約1:2、あるいは約1:1〜1:1.5、あるいは約1:1〜1:3、あるいは約1:1〜1:4、あるいは約1:1及び1:5であろう。図示されていないが、変動する寸法の3つ、4つ、5つ、又はそれ以上のストリップが存在してもよい。第2の照明ストリップアセンブリ884bの第1及び第2コンタクト要素900は、正面から見たときに照明ストリップ886bが曲線的なアーチの形状を有するように、ベースアセンブリ735内に形成された第1対のスロット902に挿入されてもよい。より具体的には、照明ストリップ886bは、従来の電球の断面の一般的な形状を有してもよい(例えばA19白熱電球など)。更に、第1の照明ストリップアセンブリ886aの第1及び第2コンタクト要素900は、第1対のスロット902に直交して配置された第2対のスロット902内に挿入されてもよく、第1の照明ストリップアセンブリ884aの照明ストリップ886aは、照明から見たときに、曲線的なアーチ(又はループ)の形状をとってもよい。第2照明ストリップ886bと同様に、第1照明ストリップ886aは、従来の電球の断面の一般的な形状を有してもよい(例えばA19白熱電球など)。第1の照明ストリップアセンブリ884aは、第2の照明ストリップアセンブリ884bよりも大きな長さを有しているため、第2照明ストリップ886bの上部の曲線的な部分は、第1照明ストリップ886bの上部の曲線的な部分の下に配置される。第1の照明ストリップアセンブリ884aは、第2の照明ストリップアセンブリ884bに直交して配置されるため、第1の照明ストリップアセンブリ884a及び第2の照明ストリップアセンブリ884bの全体的な形状は、定型化した従来の電球の形状に似ている。
第1長さを有する第1照明ストリップ886a及び第2長さを有する第2照明ストリップ886bの代わりに、単一の照明ストリップアセンブリ884が、図154A及び154Bに示されているように、ベースアセンブリ735に結合されてもよい。単一の照明ストリップアセンブリ884は、照明ストリップ886の第1端部892及び第2端部894に隣接して配置配置されたコネクタアセンブリ896を有してもよく、コネクタアセンブリ896は、上記の方法でベースアセンブリ735内に形成された適切なスロット902内に受容されてもよい。照明ストリップアセンブリ884の照明ストリップ886は、正面から見たときに、曲線的なアーチ(又はループ)の形状をとってもよく、照明ストリップ886は、従来の電球の断面の一般的な形状を有してもよい(例えばA19白熱電球など)。このため、照明ストリップアセンブリ884の寸法は、従来の電球(A19白熱電球など)の断面寸法に一致してもよい。具体的な実施例として、曲線的なアーチ(又はループ)の高さは、A19白熱電球の高さに一致してもよく、係る高さは約88.9mm(3 1/2インチ)であり得る。高さは例えば、アーチ(又はループ)とベースアセンブリ735の水平又は実質的に水平の上面との間の垂直距離として定義されてもよい。しかしながら、高さは、アーチ(又はループ)の最上部分と、ベースアセンブリ735の上面の任意の好適な部分(例えば、ベースアセンブリ735の上面に形成された1つ以上のスロット902を部分的に画定する縁部)との間の距離。更なる実施例として、曲線的なアーチ(又はループ)の最大外形は、A19白熱電球の最大外形に一致してもよく、かかる外形は約60.3mm(2 3/8インチ)であってもよい。
従来の電球(A19白熱電球など)のものと一致する高さ及び最大外形の代わりに、曲線的なアーチ(又はループ)の高さ及び最外外形値は任意の好適な値を有してもよい。例えば、曲線的なアーチ(又はループ)の高さは、図155A及び155Bに示されるように、A19白熱電球の高さ未満(又はこれを大きく下回る)であってもよい。より具体的に、高さは、約1cm〜約20cm、あるいは、約1cm〜約15cmの、あるいは約1cm〜約10cmの、あるいは約3cm〜約20cmの、あるいは約3cm〜約15cmの、あるいは約3cm〜約10cmの、あるいは約5cm〜約20cmの、あるいは約5cm〜約15cmの、あるいは約5cm〜約10cmであってもよい。同様に、また図155A及び155Bに示されるように、曲線的なアーチ(又はループ)の最大幅は、A19白熱電球の最大幅未満であってもよく、最外幅は、例えばA19白熱電球の全体的な部分を維持してもよく、又は維持しなくてもよい。とりわけ、いくつかの実施形態では、曲線状のアーチの最大幅(例えば照明ストリップ886によって形成されるループにおいて)は約2cm〜約20cm、あるいは約2cm〜約15cm、あるいは約2cm〜10cm、あるいは約2cm〜5cm、あるいは約4cm〜約20cm、あるいは約4cm〜約15cm、あるいは約4cm〜約10cmであってもよい。このため、曲線的なアーチ(又はループ)の高さが38.1mm(1.5”)である場合、最大幅は約25.4mm(1”)となる。すなわち、ループ及び/又はアーチに形成されたときに、照明ストリップ886の幅と高さの比率は、約1:1〜約1:3、あるいは約1:1〜約1:2、あるいは約1:1〜約3:4であってもよい。
更なる実施形態では、曲線的なアーチ(又はループ)の高さは、図156A及び156Bに示されるように、A19白熱電球の高さ超(又は有意にこれよりも高い)であってもよい。より具体的には、高さは例えば約127mm(5インチ)、152.4mm(6”)、又は177.8mm(7”)であってもよい。同様に、図156A及び156Bに示されているように、曲線的なアーチ(又はループ)の最大幅は、A19白熱電球の最大幅よりも著しく大きくてもよく、最外幅は、例えば白熱電球A19の全体的な部分を維持してもよい。このため、曲線的なアーチ(又はループ)の高さは177.8mm(7”)、最大幅は約120.6mm(4.75”)。
更なる実施形態では、第1照明ストリップ886aは第1長さを有してもよく、第2照明ストリップ886bは、図148を参照して説明したように、第1長さ未満の第2長さを有してもよい。しかしながら、図157A及び157Bに示されるように、第1照明ストリップ886aの曲線的なアーチ(又はループ)の高さは、A19白熱電球の高さ超(又は有意にこれよりも大きい)であってもよく、第2照明ストリップ886bの曲線的なアーチ(又はループ)の高さは第1照明ストリップ886aの曲線的なアーチ(又はループ)の高さよりも有意に小さくてもよい。例えば、第2照明ストリップ886bの曲線的なアーチ(又はループ)の高さは、A19白熱電球の曲線的なアーチ(又はループ)の高さと等しいか、又はこれよりも有意に小さくてもよい。例えば、第1照明ストリップ886aの曲線的なアーチ(又はループ)の高さは、例えば約177.8mm(7”)であってもよく、第2照明ストリップ886bの曲線的なアーチ(又はループ)の高さは約25.4mm(1”)であってもよい。あるいは、第2照明ストリップ886bの曲線的なアーチ(又はループ)の高さは、第1照明ストリップ886aの曲線的なアーチ(又はループ)の高さよりもわずかに小さくてもよい。更なる実施形態では、第1照明ストリップ886aの曲線的なアーチ(又はループ)の高さ及び第2照明ストリップ886bの曲線的なアーチ(又はループ)の高さの両方は、A19白熱電球の高さよりもわずかに小さくてもよい。様々な寸法及び様々な相互の向きを有する任意の数の追加の照明ストリップアセンブリ884は、従来の電球(例えばA19白熱電球)の形状に匹敵するように、ベースアセンブリ735に結合されてもよいということを当業者は理解するであろう。
これまで説明された(又は以下に説明される)実施形態のいずれかにおいて、照明ストリップ886のそれぞれの幅は様々であってもよい。例えば、図157A及び157Bに示される実施形態では、第1照明ストリップ886a及び第2照明ストリップ886bは、横断距離の第1幅内の横断幅(すなわち、各照明ストリップ886の長手方向軸に垂直な距離、すなわち幅)を有してもよく、両方の横断幅は等しくてもよい。しかしながら、第1照明ストリップ886a及び第2照明ストリップ886bは、異なる横断幅を有してもよく、横断幅のそれぞれは、上記のように第1範囲、第2範囲、及び第3範囲から選択されてもよい。更に、2つを超える照明ストリップ886が使用される場合、照明ストリップ886のいずれかの横断幅は、第1範囲、第2範囲、及び第3範囲から選択されてもよい。例えば、10の照明ストリップ886は、ベースアセンブリ735に結合され(又はベースアセンブリ735に結合することができる)に結合され、全ての10の照明ストリップ886は、等しい横断距離を有してもよく、横断距離は第2範囲内であってもよい。照明ストリップの全ての長さが等しくてもよく、照明ストリップのいずれか又は全ての流さは変化してもよいということを当業者は理解するであろう。
上述のように、照明ストリップアセンブリ884の照明ストリップ886は可撓性であってもよい。より具体的には、照明ストリップ886は、材料を製造するために使用される材料に従う任意の好適な曲げ弾性率を有してもよい。更に、材料の曲げ弾性率に関わらず、材料は、構造体の電気的及び/又は物理的一体性を損なうことなく(例えば、材料の層を剪断させる、電気構成要素を短絡させることなく、等)、それが曲げられ得る最小半径を有してもよい。本明細書で使用するとき、この最小半径は、「最小曲げ半径」と呼ばれる。最小曲げ半径及び曲げ弾性率は、使用される基板材料及び材料の望ましい可撓性によって、特定の用途に従って変化してもよい。例えば、第1基板材料を使用する照明ストリップ886は、4〜25の曲げ半径を有してもよく、一方で、第2基板材料を使用するディスクの形態の照明要素782は、著しく大きい約100mm〜200mm又はそれ以上の最小曲げを有してもよい。したがって、いくつかの実施形態では、照明ストリップ886は、約10mm〜約20cm、あるいは約10mm〜約10cm、あるいは約10mm〜約5cm、あるいは約3cm〜約5cm、あるいは約3cm〜約10cm、あるいは約3cm〜約20cmの最小曲げ半径を有する。あるいは、シート788は、例えば約15cmの、より大きな曲げ半径を有して、比較的剛性であってもよい。2つ以上の照明ストリップアセンブリ884がある用途に使用される場合、当業者は、照明ストリップ886の全ての最小曲げ半径は等しくてもよく、又は照明ストリップ886の任意若しくは全ての最小曲げ半径は変化してもよいということを理解するであろう。
照明ストリップ886の可撓性によると、第1コネクタアセンブリ896は、第2コネクタアセンブリ896に対して回転されて照明ストリップを巻きつけることができる。例えば、図151に示されているように、単一照明ストリップアセンブリの第1及び第2コンタクト要素900は、145度〜45度の角度で配置されてもよく、あるいは100度〜45度、あるいは100度〜145度、あるいは80度〜100度、あるいは約90度の角度で配置されるスロット902内に挿入されて、ベースアセンブリ735から延びる細長いアーチを作ることができる。あるいは、図152A、152Bに示されているように、単一の照明ストリップアセンブリ884の照明ストリップ886は巻き付けられて複数のループを形成することができる。更に、図153A、153Bに示されるように、2つ以上の照明ストリップアセンブリ884の照明ストリップ886は巻き付けられて所望の構成を形成することができる。
照明ストリップアセンブリ884の照明ストリップ886のそれぞれは、任意の所望の方法で照明することができる。例えば、照明ストリップ886のいずれか又は全ての全体の前側表面は、照明することができる。あるいは、全面の一部は照明することができる。他の実施形態において、前側表面の部分は、選択的な照明をすることができ、これによって、照明ストリップ886の前側表面全体が、照明されてもよい、又は照明ストリップの前側表面の一部のみが照明されてもよい。同様に、任意の又は全ての照明ストリップ886の後側表面全体は、照明することができる。あるいは、後側表面の一部のみが、照明することができ、後側表面の部分は選択的な照明をすることができる。選択的な照明は、これまで説明されたものなど、任意の方法によって制御されてもよい。いくつかの実施形態では、選択的な照明は、照明ストリップによるものであってもよい(すなわち第1照明ストリップは照明されてもよく、その一方で第2照明ストリップは照明されないままであってもよい、等)。
図90A及び90Bに示される照明装置700の更なる実施形態では、可撓性コード766は、電球基部710から延びてもよく、電球基部710はベースアセンブリ735と一体形成される。ハブ768は、コード766の遠位端に配置され、複数の支持ロッド770はハブ768から半径方向の延びてもよい。照明要素772は、複数の支持ロッド770によって支持されてもよく、支持ロット770、ハブ768、及びコード766は、照明要素772を備えるベースアセンブリ735を電気的に接続する手段を提供してもよい。照明要素772は任意の形状を有してもよく、照明要素772の任意の内面及び/又は外面は照明することができる。例えば、図90A及び90Bに示されるように、照明要素772は、概ね円筒形状を形成する、複数の切子面の表面774を含んでもよく、切子面の表面774の全て(又は一部)は照明することができる。他の実施例は図90Cに示されており、ここでは照明要素772は、複数の円筒776から構成される。ハブ768は、ユーザーが機能設定を選択できるか、又は調整することができる(照明を調光する、又は内部の切子面表面774のみの照明に切り替えるなど)ようにするインターフェースを有することができる。
図93A、93B、93C、及び93Dに示される他の実施形態では、シートアセンブリ787は、シート788を含んでもよく、シート788の両面は照明することができる。シート788は可撓性であってもよく、シートは所与の用途に好適な曲げ半径を有してもよい。例えば、シート788は、25.4mm(1”)〜152.4mm(6”)の最小曲げ半径を有してもよい。あるいは、シート788は、約60.96cm(24”)のより大きな曲げ半径を有して、例えば実質的に剛性であってもよい。あるいは、シート788は、任意の最小曲げ半径、又はこれまで説明した最小曲げ半径の範囲を有してもよい。シート788はダイヤモンド形状を有してもよく、図93A、93B、93Cに示されるように実質的に平面状であってもよい。しかしながら、シート788は、図93Dに示される凹凸のある形状など、任意の形状又は形状の組み合わせを有してもよい。必要に応じて、シート788は、印刷されたパターン若しくは画像、又は他のタイプ若しくは装飾を含んでもよい。電力コード790は、シート788に電気的に連結されてもよく、電力コード790はまた、例えば標準的な壁コンセントなどの電源に連結され得る電力インターフェース792に電気的に連結されて、シート788を照明するための電力を供給することができる。しかしながら、電力インターフェース792は、任意の電源、例えば標準的な照明のソケット又は車のライター差込口とインターフェース接続することができる場合がある。電力コード790はシート788に恒久的に連結されてもよく、又はそれは取り外し可能に連結されてもよい。機能インターフェース794は、シート788及び電力インターフェース792に電気的に連結してもよく、機能インターフェース794は、シート788の機能(電源スイッチ、調光器、又は任意の他の好適な機能など)を制御するためのインターフェースを含んでもよい。シートアセンブリ787は、シート788の第1部分がシートの第2部分に取り付けられるために、少なくとも2つの連結要素796を含み得る。例えば、第1連結要素はシートの第1部分に連結されてもよく、第2連結要素はシートの第2部分に連結されてもよく、第1連結要素は第2連結要素を係合するよう適合されて、シートの第1部分をシートの第2部分に取り外し可能に固定してもよい。
図93A、93B、93C、及び93Dに示される実施形態の連結要素796は、例えばフック・ループ式ファスナー又はフック及び磁気ファスナーなど、シート788の少なくとも2つの部分を取り外し可能に連結することができる、当該技術分野において既知の任意の機構であってもよい。更なる実施例として、連結要素796は、図93Aで示されているように、ダイヤモンド形状のシートの4つの角部のそれぞれに配置されてもよい。連結要素796は、図93Cに示されているように、シートを所望の形状で固定するために、メス口800内に取り外し可能に固定することができるオス凸部798を含んでもよい。2つ以上のタイプの連結要素796、例えば複数の内側に向けられたスリット802が含まれてもよく、シートの縁部は、スリット802のうちの1つに挿入されて、図93Bに示されるように所望の位置でシートを固定することができる。シートアセンブリ787は、壁から吊り下げられてもよく、天井照明の電源から吊るされてもよく、天井から吊るされてもよく、又は平坦な表面上に配置されてもよい。
図94Aから94Eに示される更なる実施形態では、デバイス700は概して細長い形状を有してもよい。具体的に、ベース804は、ほぼ長手方向に延びてよい。ベース804は特定の用途のための任意の好適な長さを有してもよく、ベースは、装置700の全体的な長さが従来的な蛍光照明の付属品とほぼ等しいような寸法にされてもよい。例えば、ベース804は、デバイス700の全体的な長さが304.8mm(12インチ)、609.6mm(24インチ)、914.4mm(36インチ)又は1219.2mm(48インチ)の長さであるような寸法にされてもよい。ベース804は、具体的な用途に関して任意の好適な形状を有してもよい。例えば、図94Aで示されているように、ベース804は、第1壁部806及び第2壁部808から構成されてもよく、第1壁部806及び第2壁部808は、ベース804が楔樣の形状を有するように、中央に配置されたスロット壁部810を中心として対称的形成されてもよい。ベース804は、一体成型された形状として製造されてもよく、又は2つ又はそれ以上の構成要素から組み立てられてもよい。照明要素812はベース804に連結されてもよく、並びに照明要素812は、特定の用途に好適な任意の形状又は寸法を有してもよい。例えば、照明要素812は、図94A及び94Bに示されているように実質的に平坦であってもよく、照明要素812は、スロット壁部810に沿ってベース804の全体長さに沿って延びてもよいしかしながら、照明要素812は、例えばベース804の長さに沿って離間されるセグメントから構成され得る。全体の照明要素812など、照明要素812の任意の部分は、以下により詳細に示されるように、照明することができる。
図94Aから94Eまでを参照して、カバー814は、恒久的な連結又は取り外し可能な連結など、当該技術分野において既知のものによってベース804に連結されてもよい。例えば、カバー部814の上縁部及び底縁部はそれぞれ、第1壁部806及び第2壁部808の末端部にそれぞれ形成されたスロット内に摺動してもよい。ベース804に固定されたとき、カバー814は、例えば凸状、凹状、又は平坦など、任意の断面形状を有してもよい。更に、カバー814は、単一の一体型部分から構成されてもよく、又は集合的にカバー814を形成するいくつかのセグメントから構成されてもよく、カバー814の1つのセグメントは例えば凸状であってもよい。カバー814は実質的に艶消されてもよく、又は透明であってもよく、並びにカバー814は表面のテクスチャーを有してもよく、又はテクスチャーを有していなくてもよい。更に、カバー814は任意の好適な色を有してもよい。代替の実施形態では、カバー814は、照明要素812の代わりに照明してもよい。
図94Aから94Eを参照して、エンドキャップ816はベース804の各端部に固定されてもよい。各エンドキャップ816は任意の形状を有してもよく、エンドキャップ816は、カバー814/ベース804アセンブリの断面と実質的に同一である断面を有してもよい。各エンドキャップ816は当該技術分野において既知の任意の方法によって(例えばタブ/スロットアセンブリ、又は締まりばめによってなど)、ベース804の各端部に固定されてもよい。エンドキャップ816のうちの少なくとも電力インターフェース792に連結されてもよい。例えば、エンドキャップ816がベース804に固定されるとき、照明要素812(又はカバー814が照明することができる場合はカバー814)が電力インターフェース792に固定されるように、可撓性コード818は、エンドキャップ816から電力インターフェース792まで延びることができる。機能インターフェース794は、照明要素812(又はカバー814が照明することができる場合はカバー814)及び電力インターフェース792に電気的に連結されてもよく、機能インターフェース794は、照明要素812(又はカバー814が照明することができる場合はカバー814)の機能(例えば電力スイッチ、調光器、又は任意の他の好適な機能)を制御するためのインターフェースを含んでもよい。機能インターフェース794は、電力コード818に連結されたモジュールなどを含め、デバイス700の任意の好適な位置では配置されてもよい。あるいは、機能インターフェース794は、エンドキャップ816又は電力インターフェース792と一体形成されてもよい。
図94Aから94Eまで更に参照して、2つ以上のカバー814/ベース804アセンブリは一緒に固定されて、マルチユニットアセンブリ822を形成してもよい。個々のカバー814及びベース804の形状は変化し得るため、マルチユニットアセンブリ822は、任意の断面形状又は形状の組み合わせを有してもよい。例えば、図94C及び94Eで示されているように、マルチユニットアセンブリ822は実質的に円筒形状を有してもよい。あるいは、マルチユニットアセンブリ822は、図94Dに示されているように、半円筒形状を有してもよい。カバー814/ベース804は、タブ/スロット構成の使用によって、又は磁気結合など、当該技術分野において既知である任意の手段により相互に固定することができる。例えば、細長いタブ820の一部は、2つの隣接するカバー814/ベース804アセンブリのそれぞれのベース804のスロット壁部810によって形成されるスロット内に挿入されて半円筒を形成してもよく、又は細長いタブ820の一部は、4つのカバー814/ベース804アセンブリのそれぞれのベース804のスロット810によって形成されるスロット内に挿入されて円筒を形成してもよい。マルチユニットアセンブリ822が電力コード818から吊るされる場合、電力コード818は、エンドキャップ816のうちの1つ又は全てに連結されてマルチユニットアセンブリ822を支持することができるハブに連結されてもよい。
図95に示される更なる細長い実施形態では、蛍光の交換アセンブリ823は、従来の管型の蛍光バルブの形状を有してもよく、これによって蛍光交換アセンブリ823は、従来の管タイプの蛍光ソケットに挿入されて、従来の管タイプの蛍光バルブと交換することができる。具体的には、蛍光交換アセンブリ823の照明要素812は、照明することができてもよく、照明要素812は実質的に円筒形であってもよい。照明要素812は、剛性の外側シリンダー824内に配置されてもよく、外側シリンダー824は、例えばプラスチック又はガラスなど、任意の好適な材料から作製されてもよい。照明要素812及び外側シリンダー824は、示されているように、円筒形状であってもよく、又は任意の断面形状又は形状の組み合わせを有してもよい。更に、照明要素812は、設置時に適用されるトルクに耐えるような十分に剛性である場合、外側シリンダー824はいずれも使用されなくてもよい。エンドキャップ826は、照明要素812の両端に配置されてもよい。エンドキャップ826は、任意の好適な形状であってもよく、並びに円筒形であってもよく、外側シリンダー824のものと実質的に等しい外形を有してもよい。エンドキャップ826は、ねじ結合又はタブ/スロット締めなど、当該技術分野において既知の任意の手法によって、外側シリンダー824に(いずれの外側シリンダー824も使用されていない場合は照明要素812に)に堅く固定されてもよい。1つ以上のピン828は、エンドキャップ826のそれぞれから延びてもよく、ピン828は集合的に、従来の蛍光電球をソケットと連結するのに使用される、いくつかの従来の構成のいずれかを形成してもよい。ピン828は、電力インターフェース792に電気的に連結されてもよく、電力インターフェース792は、電力インターフェース792が従来のソケットからの電圧を、照明要素812を照明するのに好適な電圧に変換することができるように、照明要素812に電気的に連結されてもよい。エンドキャップ826のうちの一方又は両方は、電力インターフェース792を含んでもよく、電力インターフェース792はピン828及び照明要素812に電気的に連結されてもよい。機能インターフェース794は、照明要素812及び電力インターフェース792に電気的に連結されてもよく、機能インターフェース794は、照明要素812の機能を制御するインターフェース(電源スイッチ、調光器、又は任意の他の好適な機能など)を含んでもよい。機能インターフェース794及び電力インターフェース792は、1つ又は両方のエンドキャップ726に一体形成されてもよい。外側シリンダー824の外形(いずれの外側シリンダー824も使用されていない場合は照明要素812)は、従来の蛍光電球の外形に実質的に等しくてもよい。例えば、外側シリンダー824の外形は38.1mm(1 1/2インチ)であってもよい。蛍光交換アセンブリ823の全体的な長さ(ピン828の長さは除く)は、従来の蛍光電球の長さに実質的に等しくてもよい。例えば、蛍光交換アセンブリ823の長さは、304.8mm(12インチ)、609.6mm(24インチ)、914.4mm(36インチ)又は1219.2mm(48インチ)であってもよい。しかしながら、外側シリンダー824の外形及び蛍光交換アセンブリ823の長さは任意の好適な値を有してもよい。
図94A及び94Bに示される更なる実施形態では、デバイス700は、照明することができる前面又は後面を有する照明要素830を含んでもよい。照明要素830は可撓性又は剛性であってもよく、かつ任意の好適な寸法を有してもよい。正極端子832は、第1縁部833に沿って照明要素830の第1角部上に配置されてもよい。正極端子832aは、照明要素830と一体形成されてもよく、又は照明要素830に固定されてもよい。負極端子834aは、第1縁部833に沿って照明要素830の第2角部上に配置されてもよく、並びに負極端子834aは照明要素830と一体形成されてもよく、又は照明要素830に固定されてもよい。同一の正極端子832b及び負極端子834bは、第2縁部835の反対側の角部に連結されてもよい。正極端子832a、832bのうちの1つ、及び負極端子834a、834bのうちの1つは、要素インターフェース836に連結されてもよく、要素インターフェース836は、電力インターフェース792に電気的に連結されている電力コード838を含んでもよい。要素インターフェース836は、正極端子832a、832b及び負極端子834a、832bの両方を受容することができる任意の形状又は構成であってもよい。例えば、要素インターフェース836は、要素インターフェース836の長さの全て又は一部に沿って延びる受入スロット840を有する、概ね細長い形状を有してもよい。受入スロット840は、照明要素830の正極端子832aが、要素インターフェース836の対応する正極端子に電気的に連結され、並びに照明要素830の負極端子834aが、要素インターフェース836の対応する負極端子に電気的に連結されるように、照明要素830の第1縁部833を受容するように適合されてもよい。そのように組み立てられて、壁コンセントなど従来の電源からの電力は、電力インターフェース792から照明要素830に供給されて、照明要素830全体(又は照明要素830の一部)を照明させることができる。機能インターフェース794は、要素インターフェース836及び電力インターフェース792に電気的に連結されてもよく、機能インターフェース794は、照明要素830の機能を制御するインターフェース(電源スイッチ、調光器、又は任意の他の好適な機能など)を含んでもよい。機能インターフェース794及び電力インターフェース792は一体形成されてもよく、又は機能インターフェース794は、図94Aに示されているように要素インターフェース836上に配置されてもよい。
図94Bを参照すると、照明要素830は、組み立て前に、適切な数の照明要素830が選択されて、所望の全体長さとなり得るように、照明要素830のロール842にパッケージ化されてもよい。例えば、各照明要素830が長さ304.8mm(12インチ)であり、かつ長さ609.6mm(24インチ)が望ましい場合、2つの照明要素830がロール842から取り除かれてもよい。個々の照明要素830は、穿孔部分844によって分離されてもよく、隣接する正極端子832a及び負極端子834b(並びに隣接する負極端子834a及び正極端子832b)は、各穿孔部分844に沿って分離可能であってもよい。しかしながら、端子832a、832b、834a、834bが穿孔部分844に沿って分離されないとき、電気接続は、隣接する照明要素830間で維持される。
上記の事前に接続された端子の代わりに、端子832a、832b、834a、834bは、照明要素830の任意の縁部に沿って、任意の位置で相互に挿入されてもよい。例えば、図94Cに示されているように、複数の導電性部材864を備える実質的にC型本体862は、照明要素830の所望の縁部の周囲に配置されてもよく、導電性部材864が以下により詳細に記載される方法で照明要素830の内部に挿入されるように、本体862は圧縮されてもよい。第1本体862は正極端子であってもよく(例えば、図94Cの左側上の本体862)、第2本体862(例えば、図94Cの右側上の本体862)は、第1本体862のものと反対の向きで照明要素830上に配置されてもよい。照明要素830の適切な角部のそれぞれに適用された適切な正極端子及び負極端子を備えて、照明要素830は、要素インターフェース836内に挿入され、上記の方法で照明されてもよい。端子は所望の位置に適用することができるため、照明要素830は、図94Bに示されるロール842に同様のロールから、望ましい寸法に手動で切断されてもよい。
上述のように、照明されたシート、例えば側壁703は現像可能な表面として形成されてもよい。より具体的には、現像可能な表面は、歪みのない面上に平坦化され得る表面である(すなわち「延伸」又は「圧縮」)。反対に、現像可能な表面は、面を変形させることによって作ることができる表面である(すなわち、「折り畳み」、「曲げ」、「圧延」、「切断」、及び/又は「接着」)。三次元において、全ての現像可能な表面は、罫線が引かれた表面。表面の各点がそこで、表面上にある直線である場合、表面は罫線が引かれる。最もよく知られた実施例は、円筒又は円錐の面及び湾曲した表面。他の実施例は、空間における平滑な曲線の現像可能な楕円形の準線を備える円錐型の表面、正擬円錐、螺旋形、及び接線。罫線が引かれた表面は常に、移動する直線によって走査される点のセットとして記載される(少なくとも局所的に)。例えば、円錐は、円に沿って他の点を移動しながら、固定された線の1つの点を維持することによって形成される。
図112は、光起電回路を含む電球1218の1つの例示的な実施形態を示す。電球1218は、図57を参照して説明されるように、複数の別個の発光デバイスの多層材料の層上に配置された多層材料から形成される、切頭直角円錐の形態をとってもよい。本明細書を通して説明されているように実質的に形成される、多層材料及び/又は別個のダイオードデバイスは、多層ダイオード装置を形成する。特に、電球1218は、図57に示されるダイオード装置に類似の連続した装置から形成される装置1228であってもよい。図113は、装置1228の断面図を示す。装置1228は、2つの部分から形成された場合、これらはそれぞれ、図57に示される単一の装置と実質的に同じであり、かつそれぞれのベースが反射性若しくは不透明材料1224の反対側の面に結合されるように、結合されてもよい。或いは、装置1226A及び1226Bは単一ベース305の反対側上に形成されて装置1228を形成してもよい。任意の事象において、そのように配置されて、装置1226A及び1226Bのそれぞれの上のダイオードは、反対側の方向に露出される。
図112を再び参照して、電球1218は、図113の装置1228から形成され、装置1228の層330A及び330Bにそれぞれ対応し得る内面1220及び外面1222を有する。したがって、外面1222に沿って配置されるダイオード100Bは、図113に示されるダイオードに一致してもよく、内面1220に沿って配置されるダイオードは、ダイオード100Aに一致してもよい。いくつかの実施形態を通じて、ダイオード100A及びダイオード100Bは発光ダイオードであってもよく、他の実施形態では、ダイオード100Aは発光ダイオードであってもよく、ダイオード100Bは光起電ダイオードであってもよい。このように、内面1220は光を収集し、その収集した光を保管のために(例えば第2電源1214)変換するよう適合されてもよく、その一方で、外面1222は、主電源1208/第2電源1214からのエネルギーを光に変換するよう適合されてもよい。
主電源1208又は第2電源1214のいずれかが電源ラインである必要はないということが理解される必要がある。実際に、いくつかの実施形態は、第2電源1214を省略してもよく、かつ主電源1208としてエネルギー保管デバイスを実装してもよく、いくつかの実施形態では、主要電源1208及び二次電源1214はネルギー保管デバイスであってもよい。例えば図112に示される電球1218など、発光及び光起電デバイスの両方を有する電球に結合されたとき、照明装置は自己充電であってもよい。例えば、1つの面上の光起電ダイオード(例えば外面1222)は、日中、光をエネルギーに変換し、エネルギー保管装置に充電し、同じ面又は異なる面(例えば内面1220)上の発光ダイオードは、保管されたエネルギーを夜に光に変換することができる。
電球内の複数の照明回路の使用もまた、それ自体を他の用途に役立てる。いくつかの実施形態では、2つ以上の照明回路のそれぞれは、異なる色又は色温度のLEDに電圧を印加する。図114は、発光装置1230の2つの層1235及び1240を示す。層1235は図57のベース層305に一致してもよく、層1240は図57の導電性層310に一致してもよい。発光装置1230の層1240は、第1照明回路1240A及び第2照明回路1240Bを含む。第1の色又は色温度の第1の複数の発光ダイオード1242Aは、第1照明回路1240Aに電気的に連結されるように、第1照明回路1240A上に配置されてもよい。第2の色又は色温度の第2の複数の発光ダイオード1242Bは、第2照明回路1240Bに電気的に連結されるように、第2照明回路1240B上に配置されてもよい。装置1230の断面図として取られた図115は線A−Aに沿って取られている。第1照明回路1240A及び第2照明回路1240Bの一方又は両方を選択的に電圧を印加することによって、装置1230から放射される光の色及び/又は色温度は選択することができる。例えば、第1の複数の発光ダイオード1242Aが赤の光を放射し、第2の複数の発光ダイオード1242Bが青の光を放射する場合、赤、青、又はマゼンダの照明は、第1照明回路1240A及び第2照明回路1240Bを選択的に又は組み合わせて通電することによって選択されてもよい。第3の照明回路(図示せず)が装置1230に適合される場合は、発光ダイオードの追加の色又は色温度が第3照明回路上に置かれてもよい。いくつかの実施形態では、第3照明回路は、緑の光を放射する複数の発光ダイオードの上に堆積されてもよい。赤、青、及び緑の発光ダイオードを別々の照明回路上で実施することは、赤、青、緑、マゼンダ、黄、シアン、又は白の光の選択を可能にする。
本明細書に記載の照明装置(すなわち装置300)の略平坦な形態は、装置を、任意の数の形態をとる、無数の照明用途における使用に適したものにする。上記の多くの実施形態が、電源に結合するためにエジソンネジを有するベースアセンブリに結合された円錐及び/又は円筒形の電球アセンブリに関連して説明されている。しかしながら、繰り返し示されているように、記載されている実施形態の多くはエジソンネジを有するベースを必要としない。
いくつかの実施形態では、照明要素は、その構造体内に組み込まれた接触表面を有する場合がある。図139は、照明要素1438上で定位置に固定された2つの接触表面1464及び1468を有する照明要素1438を示す。接触表面1464及び1468はそれぞれ、照明要素1438内の対応する導電性層1470及び1472に電気的に連結される。いくつかの実施形態では、接触表面1464は、ビア1474を介して導電性層1470に電気的に連結され、一方、接触表面1468はビア1476によって導電性層1472に電気的に連結される。
いくつかの実施形態では、接触表面1464及び1468は、自己接着性電極1478(例えば図140に示されるものなど)を介して電源に結合される。自己接着性電極1478は導電性表面1468及び1464に取り付けられてもよい。導体1480は、任意の既知の方法によって接着性電極1478に結合されてもよく、いくつかの実施形態では、スナップ機構1482によって接着性電極1478に連結されてもよい。図140で示されている、モジュール式スキームは、ユーザーが2つ以上の照明要素1438を直列で電源及び/又は制御器1484に結合できるようにする。
本発明では、具体的な実施形態に関して記載してきたが、これらの実施形態は単なる例証であり、本発明を制限するものではない。本明細書の記載において、本発明の実施形態の一貫した理解をもたらすために、電子的構成要素、電気及び構造的接続部、材料、構造変形例などの多くの具体的な詳細が提示されている。本発明の実施形態は、1つ以上の具体的な詳細もなく、又は他の装置、システムアセンブリ、構成要素、材料、部品等を用いて実施することができるということを当業者は理解するであろう。他の場合では、本発明の実施形態の対応を曖昧にすることを避けるために、既知の構造体、材料、又は操作は具体的に示されていない、又は詳細に記載されていない。追加又は同等の方法工程が採用されてもよく、又は他の工程と組み合わされてもよく、又は異なる順序で実施されてもよいということを当業者は更に理解し、これらのいずれか又は全ては本発明の範囲内。更に、様々な図は原寸で描かれてはおらず、限定するものとして見なされるべきではない。
「一実施形態」、「ある実施形態」、又は具体的な「実施形態」に対するこの明細書を通じた参照は、実施形態に関して記載された具体的な機構、構造体、又は特性は、少なくとも1つの実施形態に含まれ、全ての実施形態に必ずしも含まれてはおらず、更に、同じ実施形態を必ずしも参照していない。更に、いずれか具体的な実施形態の具体的な機構、構造体、又は特性は、任意の好適な方法、並びに、他の機構の対応する使用を有さずに選択された機構の使用を含め、1つ以上の他の実施形態との組み合わせに好適ないずかで組み合わされてもよい。更に、多くの修正は、特定の用途、状況、又は材料を本発明の基本的な範囲及び趣旨に適合するためになされてもよい。本明細書で説明され、示される本発明の他の変形例及び修正は、本明細書の教示を考慮すれば可能であり、本発明の趣旨及び範囲の一部として見なされる。
図に示される1つ以上の要素は、特定の用途に従って有用であり得るように、更に分離した、又は一体化した方法で、又は特定の場合では更に、取り除かれるか、操作不可能な状態で実施することができるということが理解されるであろう。構成要素の一体形成された組み合わせはまた、本発明の範囲内である(特に、別個の構成要素の分離又は組み合わせが不明瞭若しくは識別不可である実施形態に関して)。更に、本明細書において用語「結合された」(「結合」又は「結合可能な」など、その様々な形態を含む)は、直接若しくは間接的な電気的、構造的、又は磁気的結合、接続若しくは取り付け、あるいは、そのような直接若しくは間接的な電気的、構造的、若しくは磁気的結合、接続若しくは取り付けに対する適合性又は能力を意味し、かつこれらを含み、これは他の構成要素によって、又はこれを通じて連結される一体形成された構成要素を含む。
本明細書で使用するとき、用語「LED」及びのその複数形は「LEDs」は、電気信号に反応して放射線を生成することができる、エレクトロルミネセントダイオード又は他のタイプの担体注入、すなわちジャンクション系システムを含むことが理解されるべきであり、これは、電流又は電圧、光放射ポリマー、又は有機LED等に反応して光(可視スペクトル内、又は紫外線若しくは赤外線など、任意の帯域幅、又は任意の色若しくは色温度の、他のスペクトルを含む)を放射する様々な半導体系又は炭素系構造体を非限定的に含む。本発明の目的に関して、本明細書で使用されるとき、用語「光起電ダイオード」(すなわちPV)及びその複数形の「PVs」は、入射エネルギー(例えば光又は他の電磁波)に反応して電気信号(例えば電圧)を生成することができる、任意の光起電ダイオード又は他のタイプの担体注入、すなわちジャンクション系システムを含むということが理解されるべきであり、これは、光(可視スペクトル内、又は紫外線若しくは赤外線など、任意の帯域幅、又は任意の色若しくは色温度の、他のスペクトルを含む)に反応して電気信号を非限定的に生成又は提供する。
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきでない。むしろ、特に断らないかぎり、そのようなそれぞれの寸法は、記載された値及びその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「40mm」として開示された寸法は、「約40mm」を意味することを意図する。
本発明の「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に援用するが、いずれの文献の引用もそうした文献が本発明に対する先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。本書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれた文献における同一の用語のいずれかの意味又は定義と相反する限りにおいては、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
更に、図面/図における任意の信号矢印は、とりわけ指定がない限り、例示のみであり、限定するものではないと考えられるべき。工程の構成要素の組み合わせは、本発明の範囲内であると見なされ、特にここでは分離又は組み合わせる能力が不明瞭であるか、又は予測可能。選言的用語「又は」は本明細書で及び後に続く請求項にわたって使用されるとき、他に指示がない場合は、「及び/又は」を意味することを一般的に意図され、接続及び選言的意味の両方を有する(かつ「排他的な又は」という意味に限定されない)。本明細書において、及び特許請求範囲にわたって使用されるとき、単数形「a」、「an」、及び「the」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を包含する。また、本明細書において、及び特許請求範囲にわたって使用されるとき、「in」はその内容について別段の明確な指示がない限り、「内で」及び「上で」を包含する。
本発明の示された実施形態の前述の説明は、発明の概要において又は要約書において記載されているものを含め、包括的又は本明細書に開示される正確な形態を本発明に限定することを意図していない。前述のものから、多くの変形例又は修正例、及び代替が意図され、本発明の新概念の趣旨及び範囲から逸脱することなく、実施され得るということが認められるであろう。本明細書に示される具体的な方法又は装置に関する制限がないということが意図され、又は推測されるということが理解される必要がある。これは当然、このような変更及び修正の全てが特許請求の範囲内にあるものとして、添付の請求項により網羅されることを意図される。
Claims (129)
- 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオードと、
第1溶媒と、
粘度調整剤と
を含む、組成物と、
(b)電気信号を受信し、前記電気信号を前記複数のダイオードに送信するように構成された電気的インターフェースと、
を備え、
(c)前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである
照明装置。 - 前記第1溶媒が、水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(IPA)を含む)、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノール(イソブタノール)を含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)、シクロヘキサノール、テルピネオールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチルなどのエステル類;エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類などのグリコール類;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの溶媒を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1溶媒はN−プロパノールを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、前記組成物の約5重量%〜50重量%の量で存在する、請求項1に記載の装置。
- 前記粘度調整剤がメトキシルセルロース樹脂を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記粘度調整剤がヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記粘度調整剤が、前記組成物の約0.75重量%〜5重量%の量で存在する、請求項1に記載の装置。
- 前記粘度調整剤が、ヘクトライト粘土類、ガラマイト粘土類、有機変性粘土類などの粘土類;グアーガム、キサンタンガムなどの糖類及び多糖類;ヒドロキシルメチルセルロース、メチルセルロース、メトキシルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエチルエーテル、キトサンなどのセルロース類及び変性セルロース類;アクリレート及び(メタ)アクリレートのポリマー類及びコポリマー類などのポリマー類、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヒュームドシリカ、シリカ粉末類、変性尿素類;並びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの粘度調整剤を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1溶媒とは異なる第2溶媒を更に含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(イソプロパノール)を含む)、イソブタノール、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノールを含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチル、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチルなどのエステル類;エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類などのグリコール類;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);並びにこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの溶媒である、請求項9に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、少なくとも1種の二塩基酸エステルである、請求項9に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、溶媒和剤又は湿潤溶媒を含む、請求項9に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、
グルタル酸ジメチル、及び
コハク酸ジメチル
を含み、
グルタル酸ジメチルとコハク酸ジメチルの比は約2対1(2:1)である、請求項9に記載の装置。 - 前記第2溶媒が、前記組成物の約0.1重量%〜10重量%の量で存在する、請求項9に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、前記組成物の約0.5重量%〜6重量%の量で存在する、請求項9に記載の装置。
- 第1溶媒が、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含み、かつ前記組成物の約5重量%〜50重量%の量で存在し、前記粘度調整剤が、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、かつ前記組成物の約0.75重量%〜5.0重量%の量で存在し、前記第2溶媒が、前記組成物の約0.5重量%〜10重量%の量で存在する非極性樹脂溶媒を含み、前記組成物の残部は水をさらに含む、請求項9に記載の装置。
- 請求項16に記載の装置を作製する方法であって、前記方法は、
前記複数のダイオードをN−プロパノールと混合することと、
前記N−プロパノール及び前記複数のダイオードの混合物を前記メチルセルロース樹脂に添加することと、
前記グルタル酸ジメチル及び前記コハク酸ジメチルを添加することと、
前記複数のダイオード、N−プロパノール、メチルセルロース樹脂、グルタル酸ジメチル、及びコハク酸ジメチルを空気雰囲気下で約25〜30分混合することと、
を含む、方法。 - 前記複数のダイオードをウェハーから外すことを更に含む、請求項17に記載の方法。
- 前記複数のダイオードをウェハーから外すことは、前記ウェハーの裏面を研削すること及び研磨することを更に含む、請求項18に記載の方法。
- 前記複数のダイオードをウェハーから外すことは、前記ウェハーの裏面からのレーザーリフトオフを更に含む、請求項18に記載の方法。
- 前記第1溶媒が、前記組成物の約15重量%〜40重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含み、前記粘度調整剤が、前記組成物の約1.25重量%〜2.5重量%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、前記第2溶媒が、前記組成物の約0.5重量%〜10重量%の非極性樹脂溶媒を含み、前記組成物の残部は水をさらに含む、請求項9に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、前記組成物の約17.5重量%〜22.5重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含み、前記粘度調整剤が、前記組成物の約1.5重量%〜2.25重量%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、前記第2溶媒が、前記組成物の約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含み、前記組成物の残部は水をさらに含み、前記組成物の粘度は25℃において実質的に約5,000cps〜約20,000cpsである、請求項9に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、前記組成物の約20重量%〜40重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノールを含み、前記粘度調整剤が、前記組成物の約1.25重量%〜1.75重量%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、前記第2溶媒が、前記組成物の約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含み、前記組成物の残部は水をさらに含み、前記組成物の粘度は25℃において実質的に約1,000cps〜約5,000cpsである、請求項9に記載の装置。
- 前記組成物が、約25℃において実質的に約1,000cps〜約20,000cpsの粘度を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記組成物が、約25℃において約10,000cpsの粘度を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードがGaN及びシリコン基板を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードがGaNヘテロ構造体及びGaN基板を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードの前記GaN部分は、実質的に分葉化しているか、星状であるか、又は環状である、請求項26又は27に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、前記ダイオードの第1面上の第1金属端子、及び前記ダイオードの裏面である第2面上に第2金属端子を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、1つの金属端子又は電極のみを有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、前記ダイオードの前記第1面上の少なくとも1つのp+GaN層又はn+GaN層から、前記ダイオードの裏面である第2面まで延びる少なくとも1つの金属ビア構造体を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記金属ビア構造体が、中央ビア、周辺ビア、又は外周ビアを含む、請求項31に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、全寸法において約450マイクロメートル未満である、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、全寸法において約200マイクロメートル未満である、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、全寸法において約100マイクロメートル未満である、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、全寸法において約50マイクロメートル未満である、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、実質的に六角形であり、直径が約20〜30マイクロメートルであり、高さが約10〜15マイクロメートルである、請求項1に記載の装置。
- 前記粘度調整剤が、接着性の粘度調整剤を更に含む、請求項1に記載の装置。
- 前記粘度調整剤は、乾燥又は硬化したとき、前記複数のダイオードの各ダイオードの実質的に周辺部の付近に高分子又は樹脂の格子を形成する、請求項1に記載の装置。
- 前記組成物は濡れているときは視覚的に不透明であり、乾燥又は硬化したときは実質的に光学的に透明である、請求項1に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、実質的に電気的に非絶縁性である、請求項1に記載の装置。
- 前記組成物が、約25度超、又は約40度超の接触角を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードが、シリコン、ヒ化ガリウム(GaAs)、窒化ガリウム(GaN)、GaP、InAlGaP、InAlGaP、AlInGaAs、InGaNAs、及びAlInGASbからなる群から選択される少なくとも1つの無機半導体を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のダイオードが、π共役高分子類、ポリ(アセチレン)類、ポリ(ピロール)類、ポリ(チオフェン)類、ポリアニリン類、ポリチオフェン類、ポリ(p−フェニレンスルフィド)、ポリ(パラ−フェニレンビニレン)類(PPV)及びPPV誘導体、ポリ(3−アルキルチオフェン類)、ポリインドール、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポリアゼピン、ポリ(フルオレン)類、ポリナフタレン、ポリアニリン、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール、ポリピロール誘導体、ポリチアナフテン、ポリチアナフテン誘導体、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリジアセチレン、ポリジアセチレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリナフタレン、ポリナフタレン誘導体、ポリイソチアナフテン(PITN)、ヘテロアリーレン基がチオフェン、フラン又はピロールであるポリヘテロアリーレンビニレン(ParV)、ポリフェニレン−スルフィド(PPS)、ポリペリナフタレン(PPN)、ポリフタロシアニン(PPhc)、及びそれらの誘導体、それらのコポリマー、並びにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの有機半導体を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記組成物が、1未満の相対蒸発速度を有し、前記蒸発速度は、1の速度を有する酢酸ブチルに対するものである、請求項1に記載の装置。
- 前記組成物は、ベースに結合された第1半導体上に印刷される、請求項1に記載の照明装置。
- 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオードと、
粘度調整剤と
を含む、組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである、
照明装置。 - 前記粘度調整剤がメトキシルセルロール樹脂を含む、請求項47に記載の装置。
- 前記粘度調整剤がヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む、請求項47に記載の装置。
- 前記粘度調整剤が、前記組成物の約0.75重量%〜5重量%の量で存在する、請求項47に記載の装置。
- 前記粘度調整剤が、ヘクトライト粘土類、ガラマイト粘土類、有機変性粘土類などの粘土類;グアーガム、キサンタンガムなどの糖類及び多糖類;ヒドロキシルメチルセルロース、メチルセルロース、メトキシルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエチルエーテル、キトサンなどのセルロース類及び変性セルロース類;アクリレート及び(メタ)アクリレートのポリマー類並びにコポリマー類などのポリマー類、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヒュームドシリカ、シリカ粉末類、変性尿素類;並びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの粘度調整剤を含む、請求項47に記載の装置。
- 第1溶媒を更に含む、請求項47に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(IPA)を含む)、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノール(イソブタノール)を含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)、シクロヘキサノール、テルピネオールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチルなどのエステル類;エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類などのグリコール類;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの溶媒を含む、請求項52に記載の装置。
- 前記第1溶媒はN−プロパノールを含む、請求項52に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、前記組成物の約5重量%〜50重量%の量で存在する、請求項52に記載の装置。
- 前記第1溶媒とは異なる第2溶媒を更に含む、請求項52に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、水;メタノール、エタノール、N−プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール(イソプロパノール)を含む)、イソブタノール、ブタノール(1−ブタノール、2−ブタノールを含む)、ペンタノール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールを含む)、オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール類;メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル及びポリエーテル類などのエーテル類;酢酸エチル、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチルなどのエステル類;エチレングリコール類、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、プロピレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類などのグリコール類;プロピレンカーボネートなどのカーボネート類;グリセリン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド(NMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO);並びにこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの溶媒である、請求項56に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、少なくとも1種の二塩基酸エステルである、請求項56に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、溶媒和剤又は湿潤溶媒を含む、請求項56に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、
グルタル酸ジメチル、及び
コハク酸ジメチル
を含み、
グルタル酸ジメチルとコハク酸ジメチルの比は約2対1(2:1)である、請求項56に記載の装置。 - 前記第2溶媒が、前記組成物の約0.1重量%〜10重量%の量で存在する、請求項56に記載の装置。
- 前記第2溶媒が、前記組成物の約0.5重量%〜6重量%の量で存在する、請求項56に記載の装置。
- 第1溶媒が、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含み、かつ前記組成物の約5重量%〜50重量%の量で存在し、前記粘度調整剤が、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、かつ前記組成物の約0.75重量%〜5.0重量%の量で存在し、前記第2溶媒が、前記組成物の約0.5重量%〜10重量%の量で存在する非極性樹脂溶媒を含み、前記組成物の残部は更に水を含む、請求項56に記載の装置。
- 請求項63に記載の装置を作製する方法であって、前記方法は、
前記複数のダイオードをN−プロパノールと混合することと、
前記N−プロパノール及び前記複数のダイオードの混合物を前記メチルセルロース樹脂に添加することと、
前記グルタル酸ジメチル及び前記コハク酸ジメチルを添加することと、
前記複数のダイオード、N−プロパノール、メチルセルロース樹脂、グルタル酸ジメチル、及びコハク酸ジメチルを空気雰囲気下で約25〜30分混合することと、
を含む、方法。 - 前記複数のダイオードをウェハーから外すことを更に含む、請求項64に記載の方法。
- 前記複数のダイオードをウェハーから外すことは、前記ウェハーの裏面を研削すること及び研磨することを更に含む、請求項65に記載の方法。
- 前記複数のダイオードをウェハーから外すことは、前記ウェハーの裏面からのレーザーリフトオフを更に含む、請求項65に記載の方法。
- 前記第1溶媒が、約15重量%〜40重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含み、前記粘度調整剤が、前記組成物の約1.25重量%〜2.5重量%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、前記第2溶媒が、前記組成物の約0.5重量%〜10重量%の非極性樹脂溶媒を含み、前記組成物の残部は水をさらに含む、請求項56に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、前記組成物の約17.5重量%〜22.5重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含み、前記粘度調整剤が、前記組成物の約1.5重量%〜2.25重量%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、前記第2溶媒が、前記組成物の約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含み、前記組成物の残部は水をさらに含み、前記組成物の粘度は25℃において実質的に約5,000cps〜約20,000cpsである、請求項56に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、前記組成物の約20重量%〜40重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び/又はシクロヘキサノールを含み、前記粘度調整剤が、前記組成物の約1.25重量%〜1.75重量%のメトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含み、前記第2溶媒が、前記組成物の約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルを含み、前記組成物の残部は水をさらに含み、前記組成物の粘度は25℃において実質的に約1,000cps〜約5,000cpsである、請求項56に記載の装置。
- 前記組成物が、約25℃において実質的に約1,000cps〜約20,000cpsの粘度を有する、請求項47に記載の装置。
- 前記組成物が、約25℃において約10,000cpsの粘度を有する、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードがGaN及びシリコン基板を含む、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードがGaNヘテロ構造体及びGaN基板を含む、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードの前記GaN部分は、実質的に分葉化しているか、星状であるか、又は環状である、請求項73又は74に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、1つの金属端子又は電極のみを有する、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、前記ダイオードの第1面上の第1金属端子、及び前記ダイオードの裏面である第2面上に第2金属端子を有する、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、前記ダイオードの前記第1面上の少なくとも1つのp+GaN層又はn+GaN層から、前記ダイオードの裏面である第2面まで延びる少なくとも1つの金属ビア構造体を有する、請求項47に記載の装置。
- 前記金属ビア構造体が、中央ビア、周辺ビア、又は外周ビアを含む、請求項31に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、全寸法において約450マイクロメートル未満である、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、全寸法において約200マイクロメートル未満である、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、全寸法において約100マイクロメートル未満である、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、全寸法において約50マイクロメートル未満である、請求項47に記載の装置。
- 前記複数のダイオードの各ダイオードが、実質的に六角形であり、直径が約20〜30マイクロメートルであり、並びに高さが約10〜15マイクロメートルである、請求項47に記載の装置。
- 前記粘度調整剤が、接着性粘度調整剤を更に含む、請求項47に記載の装置。
- 前記粘度調整剤は、乾燥又は硬化したとき、前記複数のダイオードの各ダイオードの実質的に周辺部の付近に高分子又は樹脂の格子を形成する、請求項47に記載の装置。
- 前記組成物は濡れているときは視覚的に不透明であり、乾燥又は硬化したときは実質的に光学的に透明である、請求項47に記載の装置。
- 前記第1溶媒が、実質的に電気的に非絶縁性である、請求項47に記載の装置。
- 前記組成物が、約25度超の接触角を有する、請求項47に記載の装置。
- 前記組成物が、約40度超の接触角を有する、請求項47に記載の装置。
- 前記組成物が、1未満の相対蒸発速度を有し、前記蒸発速度は、1の速度を有する酢酸ブチルに対するものである、請求項47に記載の装置。
- 請求項47に記載の装置を作製する方法であって、前記方法は、
前記組成物を、ベースに結合された第1半導体上に印刷することを含む、方法。 - 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオードと、
第1溶媒と、
第2溶媒と、
約25℃において実質的に約5,000cps〜約15,000cpsの粘度を前記組成物にもたらすための粘度調整剤と
を含む、組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである、
照明装置。 - 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオードと、
第1の湿潤溶媒と
を含む、組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のためのものである、
照明装置。 - 私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオード、及び
接着性の粘度調整剤
を含む組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のためのものである、
照明装置。 - 私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオード、及び
約25℃において実質的に約1,000cps〜約20,000cpsの粘度を前記組成物にもたらすための粘度調整剤を
含む組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のためのものである、
照明装置。 - 私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオードと、
N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、
メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤と、
第2の非極性樹脂溶媒と
を含む組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のためのものである、
照明装置。 - 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための照明装置であって、
(a)組成物であって、
複数のダイオード、
前記組成物の約15重量%〜40重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒、
前記組成物の約1.25重量%〜2.5重量%の、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤、
前記組成物の約0.5重量%〜10重量%の二塩基酸エステル
を含む、組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである、
照明装置。 - 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための照明装置であって、
(a)組成物であって、
複数のダイオードと、
前記組成物の約17.5重量%〜22.5重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、
前記組成物の約1.5重量%〜2.25重量%の、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤と、
前記組成物の約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルとを含み、
前記組成物の粘度は25℃において実質的に、約5,000cps〜約20,000cpsである、
組成物、及び
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェース
を含み、
(c)前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである、
照明装置。 - 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための照明装置であって、
(a)組成物であって、
複数のダイオードと、
前記組成物の約20重量%〜40重量%の、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、
前記組成物の約1.25重量%〜1.75重量%の、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤と、
前記組成物の約0.01重量%〜6.0重量%の少なくとも1種の二塩基酸エステルとを含み、
前記組成物の粘度は25℃において実質的に、約1,000cps〜約5,000cpsである、
組成物、及び
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェース
を含み、
(c)前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである、
照明装置。 - 私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオードと、
N−プロパノールと、
メトキシルセルロース樹脂と、
グルタル酸ジメチルと、
を含む組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと
を含み、
(c)前記装置は、私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のためのものである、
照明装置。 - 私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオードと、
N−プロパノールと、
ヒドロキシプロピルセルロース樹脂と、
グルタル酸ジメチルと
を含む、組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のためのものである、
照明装置。 - 私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のための照明装置であって、
(a)
複数のダイオードと、
N−プロパノールと、
メトキシルセルロース樹脂又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂と、
グルタル酸ジメチルと、
コハク酸ジメチルと
を含む、組成物と、
(b)電気信号を受信し、該電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成される電気的インターフェースと、
を含み、
(c)前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである、
照明装置。 - 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための照明装置であって、電源から電気信号を受信し、前記電気信号を、発光する電力消費構成要素に送信するように構成される電力消費構成要素を備え、前記発光する電力消費構成要素は、
a.複数のダイオードと、第1溶媒と、粘度調整剤とを含む、第1組成物と、
b.複数のダイオードと、粘度調整剤とを含む、第2組成物と、
c.複数のダイオードと、第1溶媒と、第2溶媒と、粘度調整剤とを含む、第3組成物と、
d.複数のダイオードと、湿潤溶媒とを含む、第4組成物と、
e.複数のダイオードと、接着性粘度調整剤とを含む、第5組成物と、
f.複数のダイオードと、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤と、第2の非極性樹脂溶媒とを含む、第6組成物と、
g.複数のダイオードと、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤と、二塩基酸エステルとを含む、第7組成物と、
h.複数のダイオードと、N−プロパノールと、メトキシルセルロース樹脂と、グルタル酸ジメチルとを含む、第8組成物と、
i.複数のダイオードと、N−プロパノールと、ヒドロキシプロピルセルロース樹脂と、グルタル酸ジメチルとを含む、第9組成物と、
j.複数のダイオードと、N−プロパノールと、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂と、グルタル酸ジメチルと、コハク酸ジメチルとを含む、第10組成物と、
k.これらの混合物と、
からなる群から選択される組成物を含み、
前記発光する電力消費構成要素は、前記電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成され、
前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである、
照明装置。 - ヒートシンク及び/又は冷却フィンを有さない、請求項1〜104のいずれか一項に記載の装置。
- 個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のための発光する電力消費構成要素であって、
a.複数のダイオードと、第1溶媒と、粘度調整剤とを含む、第1組成物と、
b.複数のダイオードと、粘度調整剤とを含む、第2組成物と、
c.複数のダイオードと、第1溶媒と、第2溶媒と、粘度調整剤とを含む、第3組成物と、
d.複数のダイオードと、湿潤溶媒とを含む、第4組成物と、
e.複数のダイオードと、接着性粘度調整剤とを含む、第5組成物と、
f.複数のダイオードと、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤と、第2の非極性樹脂溶媒とを含む、第6組成物と、
g.複数のダイオードと、N−プロパノール、エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、又はシクロヘキサノールを含む第1溶媒と、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂を含む粘度調整剤と、二塩基酸エステルとを含む、第7組成物と、
h.複数のダイオードと、N−プロパノールと、メトキシルセルロース樹脂と、グルタル酸ジメチルとを含む、第8組成物と、
i.複数のダイオードと、N−プロパノールと、ヒドロキシプロピルセルロース樹脂と、グルタル酸ジメチルとを含む、第9組成物と、
j.複数のダイオードと、N−プロパノールと、メトキシルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース樹脂と、グルタル酸ジメチルと、コハク酸ジメチルとを含む、第10組成物と、
k.これらの混合物と、
からなる群から選択される組成物を含み、
前記発光する電力消費構成要素は、電気信号を前記複数のダイオードに送信するよう構成され、
前記装置は、個人若しくは家庭による私的使用及び/又は消費のためのものである、
発光する電力消費構成要素。 - 照明装置であって、
第1面上に接着剤を有する可撓性ベースと、
前記ベースに結合された複数の第1導体と、
前記複数の第1導体の第1導体上に、実質的に不規則に、かつ平行に分散された複数の発光ダイオードであって、前記複数の発光ダイオードの少なくとも一部は、第1の順バイアス配向を有し、前記複数の発光ダイオードの少なくとも一部は、第2の逆バイアス配向を有する、複数の発光ダイオードと、
前記複数のダイオードに結合され、かつ前記複数の第1導体の第2導体に結合された少なくとも1つの第2導体と、
前記少なくとも1つの第2導体又は介在する安定化層に結合された発光層と、
前記発光層に結合された保護コーティングと、
前記複数の第1導体に結合された電気的インターフェースと、
必要に応じて前記電気的インターフェースに結合可能な電源と、
を備えた、照明装置。 - 前記複数の発光ダイオードに結合されたポリマー又は樹脂の格子を更に含む、請求項107に記載の民生用照明装置。
- 前記装置が少なくとも約10lm/Wの光を放射する、請求項107の照明装置。
- 前記複数の発光ダイオードは、直径が約20マイクロメートル〜約30マイクロメートルの平均粒径を含む、請求項107に記載の照明装置。
- 前記ベースが、可撓性材料、多孔質材料、透過性材料、透明材料、半透明材料、不透明材料、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項107に記載の照明装置。
- 前記ベースが、プラスチック、高分子材料、天然ゴム、合成ゴム、天然織物、合成織物、ガラス、セラミックス、シリコン誘導材料、シリカ誘導材料、コンクリート、石、押出ポリフォレフィンフィルム、高分子不織布、セルロース系紙、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項107に記載に照明装置。
- 前記ベースが電気的絶縁を提供するのに十分であり、前記保護コーティングは耐候性密閉部を形成する、請求項107に記載の照明装置。
- 前記民生用照明装置は、リールに巻回された形状因子を有し、民生用照明テープを形成する、請求項107に記載の照明装置。
- 前記装置が、1平方センチメートル当たり約5〜10,000のダイオードの、前記複数の発光ダイオードの平均表面積密度を有する、請求項1に記載の照明装置。
- 前記装置が、使い捨て吸収性物品、使い捨てウェットワイプ、洗浄器具、及び空気フレシュニング装置からなる群から選択される、請求項107に記載の照明装置。
- 前記電気的インターフェースが、ES、E27、SES、E14、L1、PL−2ピン、PL−4ピン、G9ハロゲンカプセル、G4ハロゲンカプセル、GU10、GU5.3、差し込み、及び小型差し込みからなる群から選択される少なくとも1つのインターフェースを含む、請求項107に記載の照明装置。
- 私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のための照明装置であって、
半透明若しくは透明ハウジングと、
前記ハウジングに結合され、かつ電源に結合可能な電気的インターフェースと、
ベースと、
前記ベースに結合され、かつ前記電気的インターフェースに結合された複数の第1導体と、
前記複数の第1導体の第1導体上に、実質的に不規則に、かつ平行に分散された複数の発光ダイオードであって、前記複数の発光ダイオードの少なくとも一部は、第1の順バイアス配向を有し、前記複数の発光ダイオードの少なくとも一部は、第2の逆バイアス配向を有する、発光ダイオードと、
前記複数のダイオードに結合され、かつ前記複数の第1導体の第2導体に結合された少なくとも1つの第2導体と、
前記少なくとも1つの第2導体又介在する安定化層に結合された発光層と、
前記発光層に結合された保護コーティングと、
を備え、
前記装置は、私的使用及び/又は個人若しくは家庭による消費のためのものである、
照明装置。 - 前記複数の発光ダイオードに結合されたポリマー又は樹脂の格子を更に含む、請求項118に記載の民生用照明装置。
- 前記装置が少なくとも約10lm/Wの量の光を放射する、請求項118の照明装置。
- 前記複数の発光ダイオードが、直径が約20マイクロメートル〜約30マイクロメートルの平均粒径を含む、請求項118に記載の照明装置。
- 前記ベースが、可撓性材料、多孔質材料、透過性材料、透明材料、半透明材料、不透明材料、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項118に記載の照明装置。
- 前記ベースが、プラスチック、高分子材料、天然ゴム、合成ゴム、天然織物、合成織物、ガラス、セラミックス、シリコン誘導材料、シリカ誘導材料、コンクリート、石、押出ポリフォレフィンフィルム、高分子不織布、セルロース系紙、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項118に記載に照明装置。
- 前記ベースが電気的絶縁を提供するのに十分である、請求項118に記載の照明装置。
- 前記保護コーティングが耐候性密閉部を形成する、請求項118に記載の照明装置。
- 前記装置が、1平方センチメートル当たり約5〜10,000のダイオードの前記複数の発光ダイオードの平均表面積密度を有する、請求項118に記載の照明装置。
- 前記装置が、使い捨て吸収性物品、使い捨てウェットワイプ、洗浄器具、及び空気フレッシュニング装置からなる群から選択される、請求項118に記載の照明装置。
- 前記電気的インターフェースが、ES、E27、SES、E14、L1、PL−2ピン、PL−4ピン、G9ハロゲンカプセル、G4ハロゲンカプセル、GU10、GU5.3、差し込み、及び小型差し込みからなる群から選択される少なくとも1つのインターフェースを含む、請求項118に記載の照明装置。
- 前記ハウジングが、ユーザーの手にフィットするように適合された寸法を有する、請求項118に記載の照明装置。
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