KR101506356B1 - 외부적으로 상호연결된 발광 장치의 어레이를 사용하는 조명 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

상호연결 서브마운트와 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 발광 장치를 포함하는 발광기가 제공된다. 발광기는 직렬 연결된, 발광 장치의 서브세트드의 어레이를 제공하도록 서브마운트에 의해 전기적으로 상호연결되며, 각 서브세트는 전기적으로 병렬로 연결된 적어도 세 개의 발광 장치를 포함한다. 또한, 제1 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 제1 발광 장치와, 제2 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 제2 발광 장치를 포함하는 발광기가 제공되며, 제1 발광 장치는 제2 발광 장치에 기계적 및 전기적으로 연결된다. 또한, 기계적으로 상호연결된 발광 장치와, 복수의 발광 장치를 기계적 및 전기적으로 상호연결하여 직렬 연결된, 복수의 발광 장치의 서브세트의 어레이를 제공하기 위한 수단을 포함하는 발광기가 제공되며, 각 서브세트는 전기적으로 병렬로 연결된 적어도 세 개의 발광 장치를 포함한다. 또한, 발광기를 제조하는 방법이 제공된다.
Figure R1020097017522
발광기, 발광 다이오드, 서브세트, 어레이, 서브마운트

Description

외부적으로 상호연결된 발광 장치의 어레이를 사용하는 조명 장치 및 그 제조 방법{ILLUMINATION DEVICES USING EXTERNALLY INTERCONNECTED ARRAYS OF LIGHT EMITTING DEVICES, AND METHODS OF FEBRICATING SAME}
본 발명의 요지는 발광기, 이런 발광기를 포함하는 시스템 및 이런 발광기와 시스템을 제조하는 방법에 관한 것이다. 몇몇 태양에서, 본 발명의 요지는 외부적으로 상호연결된 발광 장치의 어레이에 관한 것이다.
최근까지, 발광 다이오드 장치 및 발광 다이오드 패키지(LED)(패키지 전용 보다 칩 전용이 많음)를 위한 최고의 광 추출은 일반적으로 "파워 칩(power chips)"(~0.9-1mm x 0.9-1mm의 발광 다이오드 장치)에 비해, 소형 발광 다이오드 장치(~300 마이크로미터 x 300 마이크로미터)를 이용해 이루어져 왔다.
도 1은 두 개의 "상부 측부" 접촉부를 갖는 종래의 InGaN 발광 다이오드의 개략도이다. 발광 다이오드는 통상적으로 사파이어나 SiC 같은 기판을 포함한다. 기판은 절연성이거나 반-절연성일 수 있다. 기판 상에 버퍼층 또는 버퍼층들이 제공된다. 버퍼층(들)은 예로서, AlN, GaN 및/또는 AlGaN일 수 있다. 버퍼층(들) 상에 n-형 GaN 접촉부 층이 제공된다. n-형 접촉부 층 상에는 통상적으로 매우 얇은 InGaN 및 InAlGaN으로 이루어지는 양자 우물층이 제공된다. 양자 우물층 상에 p-형 GaN 접촉부 층이 제공된다. 노출된 n-접촉 영역을 제공하기 위해 p-형 접촉부 층 내에 개구가 제공되고, 양자 우물층 및 n-형 접촉부가 제공된다. p-형 GaN 접촉부 층 상에 p-형 접촉부 영역이 제공된다. 장치의 주연부는 장치의 액티브 층의 노출된 표면 상에 제공된 페시베이션/보호층과 에칭된 트렌치에 의해 형성된다. 패시베이션/보호층은 예로서, SiO2 또는 SiN 같은 절연층일 수 있다. 발광 다이오드는 통상적으로 웨이퍼 상에 형성되고, 그후, 후속하는 패키징이나 표면 장착을 위해 개별 다이로 개체화(singulated)된다. 질화물계 발광 다이오드, 특히, 다중 양자 우물 질화물계 발광 다이오드가 본 기술 분야의 숙련자들에게 잘 알려져 있다. 예로서, 미국 특허 제6,958,497호를 참조하라.
광범위한 용례에서 백열등, 형광등 및 기타 발광 장치를 대체하여 사용될 수 있는 발광기를 개발하기 위한 노력들이 이루어져 왔다. 부가적으로, 발광 다이오드(또는, 기타 고상 발광기)가 이미 사용되고 있는 용례에서는 개선된 에너지 효율을 갖는 발광 다이오드(또는 기타 고상 발광기)를 제공하려는 노력이 이루어지고 있다.
다양한 노력은 공용 기판 상의 발광 다이오드를 개선시키는 것을 지향하여 왔다. 예로서,
미국 특허 제6,635,503호는 발광 다이오드의 클러스터 패키징을 개시하고,
미국 특허 출원 공개 제2003/0089918호는 광역 스펙트럼 발광 장치 및 광역 스펙트럼 발광 장치를 제조하기 위한 시스템 및 방법을 개시하고,
미국 특허 제6,547,249호는 고 저항 기판 상에 형성된 모놀리식 직렬/병렬 발광 다이오드 어레이를 개시하며,
미국 특허 제7,009,199호는 AC 전류로부터 광을 발생시키기 위해 반평행(anti-parallel) 연결된 발광 다이오드들과 헤더를 구비하는 전자 장치를 개시하고 있고,
미국 특허 제6,885,035호는 다중-칩 반도체 발광 다이오드 조립체를 개시하고 있고,
미국 특허 제7,213,942호 및 제7,221,044호는 높은 AC 또는 DC 전압과 함께 직접적으로 사용하도록 구성된 단일 칩 집적 발광 다이오드를 개시하고 있으며,
미국 특허 출원 공개 제2005/0253151호는 높은 구동 전압과 작은 구동 전류로 동작하는 발광 다이오드를 개시하고 있고,
일본 특허 공보 제2001-156331호는 층들이 서로 전기적으로 분리되어 있으면서 각 질화물 반도체 층이 전도성 와이어로 전기적으로 연결되어 있는 동일 기판 상에 형성된 복수의 질화물 반도체 층을 개시하고 있고,
일본 특허 공보 제2001-307506호는 동일 반도체 기판 상에 형성되는 둘 이상의 발광 다이오드를 개시하고 있으며,
미국 특허 출원 공개 제2007/0202623호는 매우 작은 점유면적과 낮은 프로파일의 백색 발광 다이오드 장치를 위한 웨이퍼 레벨 패키지를 개시하고 있다.
"파워 칩"(대면적 발광 다이오드 장치)인지 아닌지의 문제는 주어진 발광 다이오드 발광(조명) 용례에서 "시스템 레벨"에서 보는 것이 이치에 맞다. 즉, "칩"(발광 다이오드 장치) 효율, 패키지 효율, 드라이버(AC 대 DC 변환) 효율 및 광학 효율을 고려할 필요가 있다.
발광 다이오드 장치(및/또는 하나 이상의 다른 고상 발광 장치들)를 포함하는 발광기를 위한 드라이버 기술의 최상의 성능은 "저 전압, 고 전류"에 비해 "고 전압, 저 전류"에서 얻어진다. 통상적 소형 발광 다이오드 장치는 ~20 내지 30mA의 전류 및 ~3V에서 동작하는 반면, 통상적 파워 칩은 ~350mA 및 3V에서 동작한다.
더 낮은 구동 전류에서의 개선된 드라이버 기술은 아래와 같이 고찰될 수 있다.
1) 드라이버 조립체에 발생하는 고정 비용(전력 강하)이 존재한다. 이들 드라이버 조립체는 "pn 접합부"로 이루어져 있어서 드라이버 기술에 "접합부"가 추가될 때마다 전력 손실이 존재한다. 이 때문에, 오버헤드(이 전력의 고정 비용)가 각 발광 다이오드 장치에 걸쳐 상각될 수 있으며, 그래서, 저 전압 스트링 및 소수 부품에서보다 고 전압 스트링 및 다수 발광 다이오드 장치로 가는 비용이 양호하다.
2) 전류(고정 저항에서)와 연계된 전력의 손실은 I2R이다. 이 때문에, 더 낮은 전류의 접근법은 항상 더 높은 효율을 도출한다.
이 때문에, "파워 칩 기술"에서 80%-85%의 드라이버 효율을 얻을 수 있는 반면, 표준 발광 다이오드 장치 기술에서는 95%의 드라이버 효율을 얻을 수 있다.
본 발명의 요지는 발광기의 활성화(즉, 발광기에 대한 전기 공급)가 발광기 내에 포함된 하나 이상의 발광 장치를 활성화하는 발광기를 제공하는 것이다. 즉, 발광기는 (디스플레이 등의 경우에서와 같이) 개별 어드레스가능한 발광 장치들의 어레이가 아니다.
본 발명의 요지의 제1 태양에서, 고전압 발광기가 제공되며, 이는
발광 장치가 형성되어 있는 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 발광 장치와,
복수의 발광 장치가 기계적 및 전기적으로 연결되는 상호연결 서브마운트를 포함하고,
발광 장치는 직렬연결된, 적어도 두 개의 발광 장치 서브세트의 어레이를 제공하도록 상호연결 서브마운트에 의해 전기적으로 상호연결되고, 각 서브세트는 전기적으로 병렬로 연결된 적어도 세 개의 발광 장치를 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양(그리고, 후술된 바와 같은 다른 태양)의 대면적 구조는 어레이 내에서 전기적으로 연결된 복수의 발광 장치들을 포함한다. 어레이는 본 명세서에서 종종 "로우" 및 "컬럼"을 포함하는 것으로 언급된다. 본 발명의 요지에 따른 어레이는 각각 적어도 세 개의, 발광 장치 컬럼의 차원을 갖는다. 어레이 내의 "로우" 각각은 병렬 연결된 발광 장치들의 서브세트들 중 하나이다. 어레이 내의 "컬럼" 각각은 서브세트들 각각으로부터의 발광 장치들 중 하나를 포함한다. 즉, 어레이는 각 "로우"(즉, 서브세트) 내의 발광 장치들의 수와 같은 수의 컬럼을 포함한다. 그러나, 본 발명의 요지는 각각의 서브세트가 동일 수의 발광 장치들을 포함하는 발광기에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 요지는 서브세트들 모두 또는 서브세트들 중 일부가 다른 수의 발광 장치들을 포함하는 발광기를 포함한다. 따라서, 어레이는 발광 장치들의 적어도 세 개의 컬럼과 적어도 두 개의 로우를 포함한다.
본 출원과 동시에 출원되어 함께 양도된 발명의 명칭이 "고장 내성 발광기, 고장 내성 발광기를 포함하는 시스템 및 고장 내성 발광기 제조 방법(FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS, SYSTEMS INCORPORATING FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS AND METHODS OF FABRICATING FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS)"인 미국 특허 출원 번호 제 호[대리인 문서번호 제931_056 NP호, 발명자: 제랄드 에이치. 네글레이(Gerald H. Negley) 및 안토니 폴 반 데 벤(Antony Paul van de Ven)]와, 발명의 명칭이 "고전압 고상 발광기(HIGH VOLTAGE SOLID STATE LIGHT EMITTER)"인 2007년 1월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/885,937호(발명자: 제랄드 에이치. 네글레이, 대리인 문서번호 제931_056 PRO호), 발명의 명칭이 "고장 내성 발광기, 고장 내성 발광기를 포함하는 시스템 및 고장 내성 발광기를 제조하는 방법(FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS, SYSTEMS INCORPORATING FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS AND METHODS OF FABRICATING FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS)"인 2007년 10월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/982,892호(발명자: 제랄드 에이치. 네글레이 및 안토니 폴 반 데 벤, 대리인 문서번호 제931_056 PRO2호) 및 2007년 11월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/986,662호(대리인 문서 번호 제931_056 PRO3호)에 다양한 어레이들이 개시되어 있으며, 이들 문헌들 전문이 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
어레이 전기 상호연결부는 로우 내의 발광 장치들의 애노드들(및/또는 캐소드들)이 함께 전기적으로 연결되게 하고, 캐소드들이 인접 로우 내의 발광 장치들의 애노드들에 전기적으로 연결되게 한다. 컬럼들의 수는 그 애노드들이 전기적으로 함께 연결되어 있는 발광 장치들의 수(즉, 서브세트 내의 장치들의 수)를 지칭한다. 이런 어레이 내의 발광 장치들을 전기적으로 연결함으로써, 어레이의 임의의 로우 내의 하나 이상의 발광 장치들의 고장은 로우 내의 다른 다이에 의해 보상될 수 있다. 유사하게, 어레이 내의 발광 장치들을 전기적으로 연결함으로써, 컬럼 내의 하나 이상의 발광 장치들의 고장도 어레이 내의 다른 발광 장치들에 의해 보상될 수 있다. 저항 손실의 큰 감소를 제공하기 위해 대면적 다중-다이 발광기 고전압 발광기를 제공하기 위해 많은 수의 로우들이 포함되는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 사용시, 표현 "고전압"은 발광기를 가로지른 전압 강하가 발광기 내에 포함된 발광 장치들 중 하나를 가로지른 전압 강하의 적어도 3배, 즉, V ≥ 적어도 세 개의 직렬 발광 장치들의 Vf인 것을 의미한다.
본 발명의 요지의 본 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 복수의 발광 장치들 전체보다 작은 수의 발광 장치들이 발광 장치의 어레이 내에서 전기적으로 상호연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 상호연결 서브마운트는
서브마운트 기판과,
서브마운트 상의 절연체 층과,
발광 장치들의 각각의 접촉부를 발광 장치의 어레이에 상호연결하도록 구성된, 절연체 층 상의 전기 전도성 요소의 패턴을 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 상호연결 서브마운트는 서브마운트 기판과 절연체 층 사이에 배치된 미러형 층을 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 당치의 전기적 상호연결부 모두가 전기 전도성 요소의 패턴에 의해 제공된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치의 전기적 상호연결부 중 일부는 전기 전도성 요소의 패턴에 의해 제공되고, 상호연결부 중 일부는 복수의 발광 장치의 공용 기판 상의 전도성 요소에 의해 제공된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치는 발광 다이오드 장치를 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 다이오드 장치는 적어도 하나의 절연 영역에 의해 서로 격리된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 다이오드 장치는 적어도 하나의 트렌치에 의해 서로 격리된다.
둘 이상의 요소가 서로 "격리"되어 있다는 설명은 각각의 요소들이 서로 전기적으로 연결되어 있지 않다는 것을 의미한다(예로서, 이들이 양자 모두가 다른 요소와 접촉 상태일 수 있다 하더라도).
본 명세서에서, 둘 이상의 요소들이 단일 모놀리식 층의 각각의 격리된 영역들이라는 설명(예를 들어, "제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역, 제3 n-형 영역, 제4 n-형 영역, 제5 n-형 영역 및 제6 n-형 영역은 단일 모놀리식 n-형 층의 각각의 격리된 영역들이다") 및 유사한 설명들은 (적어도) 요소들 각각(예를 들어, 발광 다이오드 장치들 각각 또는 제1 내지 제6 n-형 영역들 각각 등)이 본 기술 분야의 숙련자들이 단일 일체형 모놀리식 층으로서 형성되는 것으로부터 고유하게 얻어지는 결과로서 인지하고 있는 구조적 특징을 포함한다는 것을 의미하며, 단일 일체형 모놀리식 층은 각각의 n-형 영역들 사이에서 직접적으로 전기가 전도될 수 없도록 예로서, 하나 이상의 트렌치를 형성하거나 이온을 주입하는 등등에 의해 서로 격리되어 있다. 예로서, p-형 영역들은 단일 모놀리식 p-형 층의 격리된 영역이다 등 같은 본 명세서의 유사한 설명에 관련하여서도 유사한 설명이 적용된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 다이오드 장치는 레터럴 장치들 및/또는 버티컬 장치들을 포함하고, 발광 다이오드 장치의 동일 측부 상에 캐소드 및 애노드 접촉부들 양자 모두를 가진다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 복수의 발광 장치는 서로 다른 크기들 및/또는 형상들을 가진다.
본 발명의 요지의 제2 태양에서, 고전압 발광기가 제공되며, 이는
발광 장치가 형성되어 있는 제1 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 제1 발광 장치들과,
전기 회로를 상부에 가지면서 복수의 발광 장치들이 기계적 및 전기적으로 연결되어 있는 상호연결 서브마운트를 포함하고,
발광 장치들은 상호연결 서브마운트에 의해 전기적으로 상호연결되어, 병렬 연결된 발광 장치 서브세트의 연속물을 제공한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 어레이는 직렬연결된, 적어도 두 개의 발광 장치 서브세트를 포함하고, 각 서브세트는 전기적으로 병렬로 연결된 적어도 세 개의 발광 장치들을 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 전기 회로는 발광 장치에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 회로를 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 전기 회로는 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 발광 장치들 이외의 발광 장치들을 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 전기 회로는
제1 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 제1 발광 장치들 이외의 발광 장치들과,
발광 장치들에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 회로를 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 복수의 발광 장치들은 서로 다른 크기들 및/또는 형상들을 가진다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 전기 회로는 복수의 발광 장치들 중 고장난 발광 장치들을 선택적으로 격리하도록 구성된 복수의 퓨즈들을 포함한다.
본 발명의 요지의 제3 태양에서, 고전압 발광기가 제공되며, 이는
제1 발광 장치들이 위에 형성되게 되는 제1 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 제1 발광 장치들과,
제2 발광 장치들이 위에 형성되게 되는 제2 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 제2 발광 장치들을 포함하고,
복수의 제1 발광 장치들은 복수의 제2 발광 장치들에 기계적 및 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 발광 장치들은 병렬 연결된 발광 장치의 연속물을 포함하는 어레이를 제공하도록 전기적으로 상호연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 어레이는 직렬 연결된, 적어도 두 개의 발광 장치 서브세트를 포함하고, 각 서브세트는 전기적으로 병렬로 연결된 적어도 세 개의 발광 장치들을 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치들은 발광 다이오드 장치를 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 다이오드 장치는 버티컬 발광 다이오드 장치이다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 다이오드 장치는 수평(horizontal) 발광 다이오드 장치이다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치는
제3 발광 장치들이 위에 형성되게 되는 제3 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 제3 발광 장치들을 더 포함하고,
복수의 제3 발광 장치들은 복수의 제2 발광 장치들에 기계적 및 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 복수의 제1 및/또는 제2 발광 장치들은 서로 다른 크기들 및/또는 형상들을 가진다.
본 발명의 요지의 제4 태양에서, 고전압 발광기가 제공되며, 이는
공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 발광 장치들과,
직렬 연결된, 적어도 두 개의 발광 장치 서브세트들의 어레이를 제공하도록 복수의 발광 장치들을 기계적 및 전기적으로 상호연결하기 위한 수단을 포함하고, 각 서브세트는 전기적으로 병렬로 연결된 적어도 세 개의 발광 장치들을 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광기는 복수의 발광 장치들 전체보다 작은 수의 발광 장치들이 어레이 내에서 상호연결되도록 복수의 발광 장치들을 선택적으로 상호연결하기 위한 수단을 더 포함한다.
본 발명의 요지의 제5 태양에서, 고전압 발광기를 제조하는 방법이 제공되며, 이는
발광 장치들이 위에 형성되게 되는 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 발광 장치들을 제공하는 단계와,
복수의 발광 장치들을 기계적 및 전기적으로 연결하도록 상호연결 서브마운트 상에 공용 기판을 장착하는 단계를 포함하고,
발광 장치들은 상호연결 서브마운트에 의해 전기적으로 상호연결되어 직렬 연결된, 적어도 두 개의 발광 장치 서브세트들의 어레이를 제공하며, 각 서브세트는 전기적으로 병렬로 연결된 적어도 세 개의 발광 장치들을 포함한다.
본 발명의 요지의 제6 태양에서, 고전압 발광기를 제조하는 방법이 제공되며, 이는
발광 장치들이 위에 형성되게 되는 제1 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 제1 복수의 발광 장치들을 제공하는 단계와,
전기 회로를 상부에 가지는 상호연결 서브마운트를 제공하는 단계와,
병렬 연결된 발광 장치의 연속물을 포함하는 어레이를 제공하도록 발광 장치들을 기계적 및 전기적으로 연결하도록 상호연결 서브마운트 상에 제1 공용 기판을 장착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 이 방법은 적어도 하나의 발광 장치들을 테스트하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 이 방법은 발광 장치들 중 적어도 하나를 테스트하는 단계와, 발광 장치들 중 하나를 발광 장치로부터 전기적으로 분리시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치들 중 하나를 전기적으로 분리시키는 단계는 발광 장치들 중 하나의 애노드 접촉부 또는 캐소드 접촉부를 에칭함으로써 수행된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치들 중 하나를 전기적으로 분리시키는 단계는 발광 장치들 중 하나의 애노드 접촉부 또는 캐소드 접촉부 상에 절연 재료를 적용함으로써 수행된다.
본 발명의 요지의 제7 태양에서, 고전압 발광기를 제조하는 방법이 제공되며, 이는
제1 발광 장치들이 위에 형성되게 되는 제1 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 제1 발광 장치들을 제공하는 단계와,
제2 발광 장치들이 위에 형성되게 되는 제2 공용 기판에 의해 기계적으로 상호연결된 복수의 제2 발광 장치들을 제공하는 단계와,
복수의 제1 발광 장치들과 복수의 제2 발광 장치들을 전기적 및 기계적으로 상호연결하도록 복수의 제2 발광 장치들 상에 복수의 제1 발광 장치들을 장착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 이 방법은 적어도 하나의 발광 장치들을 테스트하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 이 방법은 발광 장치들 중 적어도 하나를 테스트하는 단계와, 발광 장치들 중 하나를 발광 장치로부터 전기적으로 분리시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치들 중 하나를 전기적으로 분리시키는 단계는 발광 장치들 중 하나의 애노드 접촉부 또는 캐소드 접촉부를 에칭함으로써 수행된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치들 중 하나를 전기적으로 분리시키는 단계는 발광 장치들 중 하나의 애노드 접촉부 또는 캐소드 접촉부 상에 절연 재료를 적용함으로써 수행된다.
본 발명의 요지의 제8 태양에서, 고전압 발광기를 제조하는 방법이 제공되며, 이는
공용 기판 상의 복수의 발광 장치들 중 각각의 발광 장치들을 테스트하여 각각의 발광 장치가 단락 회로 고장을 갖는지 여부를 결정하는 단계와,
복수의 발광 장치들 중의 단락 회로 고장을 갖는 것으로 결정된 발광 장치들을 격리시키는 단계와,
복수의 발광 장치들 중 격리되지 않은 발광 장치들을 전기적으로 연결하도록 상호연결 서브마운트 상에 복수의 발광 장치들을 장착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 전기적 연결부는 복수의 발광 장치들 중 격리되지 않은 발광 장치들을 복수의 발광 장치들의 직렬 연결된 병렬 서브세트들의 어레이로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 요지의 제9 태양에서, 발광기가 제공되며, 이는
모놀리식 n-형 층과,
모놀리식 p-형 층과,
적어도 제1 상호연결 요소를 포함하고,
n-형 층은 제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역, 제3 n-형 영역, 제4 n-형 영역, 제5 n-형 영역 및 제6 n-형 영역을 포함하고,
제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역, 제3 n-형 영역, 제4 n-형 영역, 제5 n-형 영역 및 제6 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
p-형 층은 제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역, 제3 p-형 영역, 제4 p-형 영역, 제5 p-형 영역 및 제6 p-형 영역을 포함하고,
제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역, 제3 p-형 영역, 제4 p-형 영역, 제5 p-형 영역 및 제6 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 n-형 영역과 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제2 n-형 영역과 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제3 n-형 영역과 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제4 n-형 영역과 제4 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
제5 n-형 영역과 제5 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
제6 n-형 영역과 제6 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
상호연결 요소는 적어도 상호연결 요소 제1 n-형 접촉부, 상호연결 요소 제2 n-형 접촉부, 상호연결 요소 제3 n-형 접촉부, 상호연결 요소 제1 p-형 접촉부, 상호연결 요소 제2 p-형 접촉부 및 상호연결 요소 제3 p-형 접촉부를 포함하고,
상호연결 요소 제1 n-형 접촉부는 제1 n-형 영역에 전기적으로 연결되고,
상호연결 요소 제2 n-형 접촉부는 제2 n-형 영역에 전기적으로 연결되고,
상호연결 요소 제3 n-형 접촉부는 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결되고,
상호연결 요소 제1 p-형 접촉부는 제4 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
상호연결 요소 제2 p-형 접촉부는 제5 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
상호연결 요소 제3 p-형 접촉부는 제6 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
상호연결 요소 제1 n-형 접촉부는 상호연결 요소 제2 n-형 접촉부, 상호연결 요소 제3 n-형 접촉부, 상호연결 요소 제1 p-형 접촉부, 상호연결 요소 제2 p-형 접촉부 및 상호연결 요소 제3 p-형 접촉부에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서,
제1 n-형 영역의 접촉부 표면, 제2 n-형 영역의 접촉부 표면, 제3 n-형 영역의 접촉부 표면, 제4 n-형 영역의 접촉부 표면, 제5 n-형 영역의 접촉부 표면 및 제6 n-형 영역의 접촉부 표면은 모두 제1 평면과 실질적으로 동일 평면 상에 있고,
제1 p-형 영역의 접촉부 표면, 제2 p-형 영역의 접촉부 표면, 제3 p-형 영역의 접촉부 표면, 제4 p-형 영역의 접촉부 표면, 제5 p-형 영역의 접촉부 표면 및 제6 p-형 영역의 접촉부 표면은 모두 제2 평면과 실질적으로 동일 평면 상에 있고,
상호연결 요소 제1 n-형 접촉부의 접촉부 표면, 상호연결 요소 제2 n-형 접촉부의 접촉부 표면 및 상호연결 요소 제3 n-형 접촉부의 접촉부 표면은 모두 제3 평면과 실질적으로 동일 평면 상에 있고,
상호연결 요소 제1 p-형 접촉부의 접촉부 표면, 상호연결 요소 제2 p-형 접촉부의 접촉부 표면 및 상호연결 요소 제3 p-형 접촉부의 접촉부 표면은 모두 제4 평면과 실질적으로 동일 평면 상에 있고,
제1 평면은 제2 평면과 실질적으로 평행하고, 제2 평면은 제3 평면과 실질적으로 평행하고, 제3 평면은 제4 평면과 실질적으로 평행하다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광기는 기판층을 더 포함하고, p-형 층 및 n-형 층은 기판층과 제1 상호연결 요소 사이에 배치된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광기는 기판층을 더 포함하고, 기판층은 p-형 층과 상호연결 요소 사이에 배치된다.
본 발명의 요지의 제10 태양에서, n-형 층과 p-형 층을 포함하는 발광기가 제공되며,
n-형 층은 제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역, 제3 n-형 영역, 제4 n-형 영역, 제5 n-형 영역 및 제6 n-형 영역을 포함하고,
제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역, 제3 n-형 영역, 제4 n-형 영역, 제5 n-형 영역 및 제6 n-형 영역은 적어도 하나의 격리 영역에 의해 각각 서로 격리되며,
p-형 층은 제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역, 제3 p-형 영역, 제4 p-형 영역, 제5 p-형 영역 및 제6 p-형 영역을 포함하고,
제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역, 제3 p-형 영역, 제4 p-형 영역, 제5 p-형 영역 및 제6 p-형 영역은 적어도 하나의 격리 영역에 의해 각각 서로 격리되며,
제1 n-형 영역 및 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제2 n-형 영역 및 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제3 n-형 영역 및 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제4 n-형 영역 및 제4 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
제5 n-형 영역 및 제5 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
제6 n-형 영역 및 제6 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
발광기는 적어도 하나의 격리 영역 중 적어도 하나의 적어도 일부를 통해 연장하는 제1 p-접촉부를 더 포함하고, 제1 p-접촉부는 제1 p-형 영역에 전기적으로 연결되며,
발광기는 적어도 하나의 격리 영역 중 적어도 하나의 적어도 일부를 통해 연장하는 제2 p-접촉부를 더 포함하고, 제2 p-접촉부는 제4 p-형 영역에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 기판을 더 포함하고, p-형 층 및 n-형 층은 기판상에 장착된다.
본 발명의 요지의 제11 태양에서, p-형 층과 n-형 층을 포함하는 발광기가 제공되며,
n-형 층은 제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역 및 제3 n-형 영역을 포함하고,
제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역 및 제3 n-형 영역은 적어도 하나의 격리 영역에 의해 각각 서로 격리되고,
p-형 층은 제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역 및 제3 p-형 영역을 포함하고,
제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역 및 제3 p-형 영역은 적어도 하나의 격리 영역에 의해 각각 서로 격리되고,
제1 n-형 영역과 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제2 n-형 영역과 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제3 n-형 영역과 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기는 적어도 하나의 격리 영역 중 적어도 하나의 적어도 일부를 통해 연장하는 제1 p-접촉부를 더 포함하고, 제1 p-접촉부는 제1 p-형 영역에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 p-접촉부는 제2 p-형 영역 및 제3 p-형 영역과도 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 기판을 더 포함하고, n-형 층 및 p-형 층은 기판 상에 장착된다.
본 발명의 요지의 제12 태양에서, 발광 요소가 제공되며, 이는
제1 발광기와,
제2 발광기와,
상호연결 요소를 포함하고,
제1 발광기는 제1 n-형 층 및 제1 p-형 층을 포함하고,
제1 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고,
제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역은 적어도 하나의 제1 발광기 격리 영역에 의해 각각 서로 격리되고,
제1 발광기 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고,
제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 적어도 하나의 제1 발광기 격리 영역에 의해 각각 서로 격리되며,
제1 발광기 제1 n-형 영역과 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 제2 n-형 영역과 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 제3 n-형 영역과 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기는 적어도 하나의 제1 발광기 격리 영역 중 적어도 하나의 적어도 일부를 통해 연장하는 제1 발광기 제1 p-접촉부를 포함하고, 제1 발광기 제1 p-접촉부는 제1 발광기 제1 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제2 발광기는 제2 n-형 층 및 제2 p-형 층을 포함하고,
제2 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고,
제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 적어도 하나의 제2 발광기 격리 영역에 의해 각각 서로 격리되고,
제2 발광기 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고,
제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 적어도 하나의 제2 발광기 격리 영역에 의해 각각 서로 격리되며,
제2 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기는 제2 발광기 격리 영역의 적어도 일부를 통해 연장하는 제2 발광기 제1 p-접촉부를 포함하고,
상호연결 요소는
제1 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역 사이의 전기적 연결부와,
제1 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역 사이의 전기적 연결부와,
제1 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역 사이의 전기적 연결부를 제공한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 상호연결 요소는 제1 발광기와 제2 발광기 사이에 배치된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 발광기 및 제2 발광기는 상호연결 요소의 동일 측부에 배치된다.
본 발명의 요지의 제13 태양에서, 발광 장치가 제공되며, 이는
제1 발광기와,
제2 발광기를 포함하고
제1 발광기는 제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 p-형 층을 포함하고,
제1 발광기 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역 및 제3 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광기 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역 및 제3 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광기 제1 n-형 영역과 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 제2 n-형 영역과 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 제3 n-형 영역과 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기는 제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 p-형 층을 포함하고,
제2 발광기 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제2 발광기 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제2 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 제1 n-형 영역은 제2 발광기 제1 p-형 영역과 전기적으로 연결되고,
제1 발광기 제2 n-형 영역은 제2 발광기 제2 p-형 영역과 전기적으로 연결되고,
제1 발광기 제3 n-형 영역은 제2 발광기 제3 n-형 영역과 전기적으로 연결되며,
제1 발광기 제1 n-형 영역은 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제2 발광기 제1 n-형 영역은 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 발광 장치 제1 n-형 영역, 제1 발광 장치 제2 n-형 영역 및 제1 발광장치 제3 n-형 영역이 제2 발광장치 제1 p-형 영역, 제2 발광장치 제2 p-형 영역 및 제2 발광장치 제3 p-형 영역에 대면하도록 제1 발광기 및 제2 발광기가 서로에 대해 배치된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 발광기 n-형 층의 표면과 제2 발광기 p-형 층의 표면은 실질적으로 서로 평행하다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치는 제1 발광 장치 제1 n-형 영역, 제1 발광장치 제2 n-형 영역 및 제1 발광장치 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결된 n-접촉부를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치는 제2 발광 장치 제1 p-형 영역, 제2 발광장치 제2 p-형 영역 및 제2 발광장치 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결된 p-접촉부를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광기는 발광 장치들 중 적어도 하나와 전기적으로 직렬로 연결된 적어도 하나의 퓨즈 링크를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광기는 발광 장치들 중 적어도 하나와 직렬인 전기 전도성 연결부를 개방시키기 위한 적어도 하나의 수단을 더 포함한다.
본 발명의 요지의 제14 태양에서, 발광 장치가 제공되며, 이는
제1 발광기와,
제2 발광기를 포함하고,
제1 발광기는 제1 n-형 층과 제1 p-형 층을 포함하고,
제1 n-형 층 및 제1 p-형 층은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기는 제2 n-형 층과 제2 p-형 층을 포함하고,
제2 n-형 층과 제2 p-형 층은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제1 n-형 층은 제2 p-형 층에 전기적으로 연결되고,
제1 발광기 및 제2 발광기는 제1 n-형 층이 제2 p-형 층에 대면하도록 서로에 대해 배치된다. 본 명세서에서 동사로서 사용될 때(예를 들어, 직전 문장에서), 표현 "대면"은 임의의 개입 구조체가 제거되는 경우, 제2 구조체를 "대면"하는 구조체는 제2 구조체를 "보게" 된다는 것을 의미한다(예를 들어, 서로를 향해 배향된, 그리고 서로 평행하거나 서로 15°의 각도를 형성하는 표면들은 서로 "대면" 한다).
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 n-형 층의 표면과 제2 p-형 층의 표면은 실질적으로 서로 평행하다.
본 발명의 요지의 제15 태양에서, 발광 장치가 제공되며, 이는
제1 발광기와,
제2 발광기와,
상호연결 요소를 포함하고,
제1 발광기는 제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 p-형 층을 포함하고,
제1 발광기 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역 각각은 서로 격리되고,
제1 발광기 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광기 제1 n-형 영역과 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 제2 n-형 영역과 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 제3 n-형 영역과 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기는 제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 p-형 층을 포함하고,
제2 발광기 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역, 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제2 발광기 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역, 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제2 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
상호연결 요소는
제1 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역 사이에 전기적 연결부를 제공하고,
제1 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역 사이에 전기적 연결부를 제공하고,
제1 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역 사이에 전기적 연결부를 제공하고,
제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역 사이에 전기적 연결부를 제공하고,
제1 발광기 제1 p-형 영역은 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제2 발광기 제1 n-형 영역은 제2 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 상호연결 요소는 제1 발광기 n-형 층과 제2 발광기 p-형 층 사이에 배치된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 발광 장치 제1 n-형 영역, 제1 발광장치 제2 n-형 영역 및 제1 발광장치 제3 n-형 영역이 제2 발광장치 제1 p-형 영역, 제2 발광 장치 제2 p-형 영역 및 제2 발광 장치 제3 p-형 영역에 대면하도록 제1 발광기와 제2 발광기가 서로에 대해 배치된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 발광기 n-형 층의 표면과 제2 발광기 p-형 층의 표면은 실질적으로 서로 평행하다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치는 제1 발광 장치 제1 n-형 영역, 제1 발광 장치 제2 n-형 영역 및 제1 발광 장치 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결된 n-접촉부를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 발광 장치는 제2 발광 장치 제1 p-형 영역, 제2 발광장치 제2 p-형 영역 및 제2 발광 장치 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결된 p-접촉부를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 제16 태양에서, 발광 장치가 제공되며, 이는
제1 발광기와,
제2 발광기를 포함하고,
제1 발광기는 제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 p-형 층을 포함하고,
제1 발광기 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역 및 제3 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기는 제1 p-접촉부 층을 포함하고, 제1 p-접촉부 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제1 발광기는 제1 n-접촉부 층을 더 포함하고, 제1 n-접촉부 층은 제1 발광기 n-형 층에 전기적으로 연결되고,
제2 발광기는 제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 p-형 층을 포함하고,
제2 발광기 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고,
제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 n-형 층과, 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기는 제2 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 p-접촉부 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제2 발광기는 제2 n-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 n-접촉부 층은 제2 발광기 n-형 층에 전기적으로 연결되며,
제1 n-접촉부 층은 제2 p-접촉부 층에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 발광기 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광 장치는 제1 발광기 제1 n-형 영역 및 제1 발광기 제1 p-형 영역을 포함하고,
제2 발광 장치는 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제2 p-형 영역을 포함하고,
제3 발광 장치는 제1 발광기 제3 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고,
제2 발광기 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광 장치는 제2 발광기 제1 n-형 영역 및 제2 발광기 제1 p-형 영역을 포함하고,
제2 발광 장치는 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제2 p-형 영역을 포함하고,
제3 발광 장치는 제2 발광기 제3 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 p-접촉부 층 및 제1 n-접촉부 층은 제1 발광기의 대향한 표면들 상에 존재한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서,
제1 p-접촉부 층은 제1 p-접촉부 층 제1 표면 및 제1 p-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제1 n-접촉부 층은 제1 n-접촉부 층 제1 표면 및 제1 n-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제2 p-접촉부 층은 제2 p-접촉부 층 제1 표면과 제2 p-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제2 n-접촉부 층은 제2 n-접촉부 층 제1 표면 및 제2 n-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제1 p-접촉부 제1 표면, 제1 p-접촉부 제2 표면, 제1 n-접촉부 제1 표면, 제1 n-접촉부 제2 표면, 제2 p-접촉부 제1 표면, 제2 p-접촉부 제2 표면, 제2 n-접촉부 제1 표면 및 제2 n-접촉부 제2 표면은 모두 실질적으로 서로 평행하다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서,
제1 p-접촉부 층은 제1 p-접촉부 층 제1 표면과 제1 p-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제1 n-접촉부 층은 제1 n-접촉부 층 제1 표면과 제1 n-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제2 p-접촉부 층은 제2 p-접촉부 층 제1 표면과 제2 p-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제2 n-접촉부 층은 제2 n-접촉부 층 제1 표면과 제2 n-접촉부 층 제2 표면을 가지며,
제1 p-접촉부 제2 표면, 제1 n-접촉부 제1 표면, 제1 n-접촉부 제2 표면, 제2 p-접촉부 제1 표면 제2 p-접촉부 제2 표면 및 제2 n-접촉부 제1 표면은 제1 p-접촉부 제1 표면과 제2 n-접촉부 제2 표면 사이에 배치된다.
본 발명의 요지의 제17 태양에서, 발광 장치가 제공되며, 이는
제1 발광기와,
제2 발광기를 포함하고,
제1 발광기는 제1 발광기 p-형 층과 제1 발광기 n-형 층을 포함하고,
제1 발광기 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역 및 제3 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광기 p-형 층 및 제1 발광기 제1 n-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 p-형 층 및 제1 발광기 제2 n-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기 p-형 층 및 제1 발광기 제3 n-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기는 제1 n-접촉부 층을 더 포함하고, 제1 n-접촉부 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제1 발광기는 제1 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제1 p-접촉부 층은 제1 발광기 p-형 층에 전기적으로 연결되고,
제2 발광기는 제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 n-형 층을 포함하고,
제2 발광기 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고,
제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역 각각은 서로 격리되고,
제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 제1 n-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 제2 n-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기는 제2 n-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 n-접촉부 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제2 발광기는 제2 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 p-접촉부 층은 제2 발광기 p-형 층에 전기적으로 연결되고,
제1 n-접촉부 층은 제2 p-접촉부 층에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 p-접촉부 층 및 제1 n-접촉부 층은 제1 발광기의 대향한 표면들 상에 존재한다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 n-접촉부 층은 제1 n-접촉부 층 제1 표면과 제1 n-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제1 p-접촉부 층은 제1 p-접촉부 층 제1 표면과 제1 p-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제2 n-접촉부 층은 제2 n-접촉부 층 제1 표면과 제2 n-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제2 p-접촉부 층은 제2 p-접촉부 층 제1 표면과 제2 p-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제1 n-접촉부 제1 표면, 제2 n-접촉부 제2 표면, 제1 p-접촉부 제1 표면, 제1 p-접촉부 제2 표면, 제2 n-접촉부 제1 표면, 제2 n-접촉부 제2 표면, 제2 p-접촉부 제1 표면, 제2 p-접촉부 제2 표면은 모두 실질적으로 서로 평행하다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 n-접촉부 층은 제1 n-접촉부 층 제1 표면과 제1 n-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제1 p-접촉부 층은 제1 p-접촉부 층 제1 표면과 제1 p-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제2 n-접촉부 층은 제2 n-접촉부 층 제1 표면과 제2 n-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제2 p-접촉부 층은 제2 p-접촉부 층 제1 표면과 제2 p-접촉부 층 제2 표면을 가지고,
제1 p-접촉부 제2 표면, 제1 n-접촉부 제1 표면, 제1 n-접촉부 제2 표면, 제2 p-접촉부 제1 표면, 제2 p-접촉부 제2 표면 및 제2 n-접촉부 제1 표면은 제1 p-접촉부 제1 표면과 제2 n-접촉부 제2 표면 사이에 배치된다.
본 발명의 요지의 제18 태양에서, 발광 장치가 제공되며, 이는
제1 발광기와,
제2 발광기를 포함하고,
제1 발광기는 제1 발광기 n-형 층, 제2 발광기 p-형 층 및 제1 발광기 기판층을 포함하고,
제1 발광기 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광기 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제1 발광기 제1 n-형 영역 및 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 강치를 포함하고,
제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 강치를 포함하고,
제1 발광기 제3 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
제1 발광기는 제1 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제1 p-접촉부 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제1 발광기는 제1 발광기 제1 n-접촉부 영역, 제1 발광기 제2 n-접촉부 영역 및 제1 발광기 제3 n-접촉부 영역을 더 포함하고,
제2 발광기는 제2 발광기 n-형 층, 제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 기판층을 포함하고,
제2 발광기 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제2 발광기 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 각각 서로 격리되고,
제2 발광기 제1 n-형 영역 및 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기 제3 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
제2 발광기는 제2 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 p-접촉부 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
제2 발광기는 제2 발광기 제1 n-접촉부 영역, 제2 발광기 제2 n-접촉부 영역 및 제2 발광기 제3 n-접촉부 영역을 더 포함하고,
제1 발광기 제1 n-접촉부 영역은 제1 발광기 제1 n-형 영역 및 제2 발광기 p-접촉부 층과 전기적으로 연결되고,
제1 발광기 제2 n-접촉부 영역은 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 p-접촉부 층과 전기적으로 연결되고,
제1 발광기 제3 n-접촉부 영역은 제1 발광기 제3 n-형 영역 및 제2 발광기 p-접촉부 층과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 p-접촉부 층은 제1 발광기 제1 n-접촉부 영역, 제1 발광기 제2 n-접촉부 영역 및 제1 발광기 제3 n-접촉부 영역에 관하여 제1 발광기의 반대쪽 표면 상에 있다.
본 발명의 요지의 이 태양에 따른 몇몇 실시예에서,
제1 p-접촉부는 제1 p-접촉부 제1 표면과 제1 p-접촉부 제2 표면을 가지고,
제2 p-접촉부는 제2 p-접촉부 제1 표면 및 제2 p-접촉부 제2 표면을 가지고,
제1 p-접촉부 제1 표면, 제1 p-접촉부 제2 표면, 제2 p-접촉부 제1 표면 및 제2 p-접촉부 제2 표면은 모두 실질적으로 서로 평행하다.
본 발명의 요지의 제19 태양에서, 구조체가 제공되며, 이는
복수의 n-형 영역들을 포함하는 모놀리식 n-형 층과,
복수의 p-형 영역들을 포함하는 모놀리식p-형 층을 포함하고,
n-형 영역들은 각각 적어도 하나의 격리 영역에 의해 서로 격리되고,
p-형 영역들은 각각 적어도 하나의 격리 영역에 의해 서로 격리되며,
n-형 영역들은 종래의 웨이퍼 커팅 장치로 n-형 층을 개별 n-형 영역들로 다이싱하는 것을 방지하는 방식으로 서로에 대하여 배치된다.
본 발명의 요지의 제20 태양에서, 구조체가 제공되며, 이는
복수의 n-형 영역들을 포함하는 모놀리식 n-형 층과,
복수의 p-형 영역들을 포함하는 모놀리식 p-형 층을 포함하고,
n-형 영역들은 각각 적어도 하나의 격리 영역에 의해 서로 격리되고,
p-형 영역들은 각각 적어도 하나의 격리 영역에 의해 서로 격리되고,
n-형 영역들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 다른 n-형 영역들 사이에서 연장하는 적어도 하나의 격리 영역 중 적어도 하나에 의해 형성되는 라인을 가로질러 연장한다.
본 발명의 요지의 몇몇 실시예에서, 발광기는 발광 장치들 중 적어도 하나와 직렬로 전기적으로 연결된 적어도 하나의 퓨즈 링크를 더 포함한다.
본 발명의 요지의 몇몇 실시예에서, 발광기는 발광 장치들 중 적어도 하나와 직렬인 전기 전도성 연결부를 개방시키기 위한 적어도 하나의 수단을 더 포함한다.
도 1은 종래의 발광 다이오드의 개략 단면도이다.
도 2는 제1 격리 기술을 사용한 공용 기판 상의 복수의 발광 다이오드 장치들의 개략 단면도이다.
도 3은 제2 격리 기술을 사용한 공용 기판 상의 복수의 발광 다이오드 장치들의 개략 단면도이다.
도 4는 모놀리식 발광기를 제공하도록 서브마운트에 의해 상호연결된 공용 기판 상의 복수의 발광 다이오드 장치들의 개략 단면도이다.
도 5는 모놀리식 발광기 내의 개별 발광 장치들의 상호연결부의 개략도이다.
도 6은 공용 기판 상의 복수의 기계적으로 연결된 발광 다이오드 장치들의 상면도이다.
도 7은 도 6에 예시된 공용 기판 상의 복수의 기계적으로 연결된 발광 다이오드 장치들과 함께 사용하기에 적합한 서브마운트 상의 전기적 상호연결부의 상면도이다.
도 8은 공용 기판 상의 복수의 기계적으로 연결된 발광 다이오드 장치들의 상면도이다.
도 9는 도 8에 예시된 공용 기판 상의 복수의 기계적으로 연결된 발광 다이오드 장치와 함께 사용하기에 적합한 서브마운트 상의 전기적 상호연결부의 상면도이다.
도 10은 모놀리식 발광기를 구동하기 위해 추가적 회로를 더 포함하는 서브마운트 상의 전기적 상호연결부의 상면도이다.
도 11은 서브마운트 상에 전력 공급 회로와, 모놀리식 발광기와 부가적인 발광 장치를 포함하는 자립형 요소의 상면도이다.
도 12는 "후방 측부(back-side)" 접촉부를 갖는 공용 기판 상의 복수의 발광 다이오드 장치의 개략 단면도이다.
도 13은 대안적 실시예에 따른, "후방 측부" 접촉부를 갖는 공용 기판 상의 복수의 발광 다이오드 장치의 개략 단면도이다.
도 14는 모놀리식 발광기를 제공하도록 서브마운트에 의해 상호연결된 공용 기판 상의 복수의 발광 다이오드 장치의 개략 단면도이다.
도 15는 하나의 기판을 나머지 기판 상에 장착함으로써 전기적으로 상호연결된 두 개의 공용 기판의 개략 단면도이다.
도 16은 장착 이전의 도 15의 두 개의 공용 기판의 상면도이다.
도 17은 도 15의 상호연결된 기판의 회로도이다.
도 18은 두 개의 기판 사이에 배치된 상호연결부 상에 각각을 장착함으로써 전기적으로 상호연결된 두 개의 공용 기판의 개략 단면도이다.
도 19는 기판들을 서로 적층하는 것에 의한, 버티컬 발광 다이오드 장치들이 위에 형성되어 있는 다수의 기판들의 상호연결을 예시하는 개략 단면도이다.
도 20은 도 19의 상호연결된 기판의 회로도이다.
도 21은 기판들을 서로 적층하는 것에 의한, 레터럴 발광 다이오드 장치들이 위에 형성되어 있는 다수의 기판들의 상호연결부를 예시하는 개략도이다.
도 22는 서로 다른 크기의 발광 다이오드 장치들이 위에 형성되어 있는 공용 기판의 상면도이다.
도 23은 비직사각형 발광 다이오드 장치들이 위에 형성되어 있는 공용 기판의 상면도이다.
도 24는 서로 다른 크기 및 형상의 발광 다이오드 장치들이 위에 형성되어 있는 공용 기판의 상면도이다.
도 25는 발광 다이오드 장치들이 함께 단락 연결되는 것을 피하도록 선택적으로 상호연결될 수 있는 발광 다이오드 장치를 갖는 공용 기판의 상면도이다.
도 26은 공용 기판 상에 기계적으로 연결되어 있는 발광 다이오드 장치들을 선택적으로 전기적으로 연결하기 위한 작업들을 예시하는 흐름도이다.
도 27은 퓨즈형 연결부를 포함하는 서브마운트의 상면도이다.
도 28은 본 발명의 요지의 몇몇 실시예에 따른 발광 시스템의 개략도이다.
도 29는 본 발명의 요지의 몇몇 실시예에 따른 발광 시스템의 개략도이다.
본 발명의 요지의 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조로 본 발명의 요지가 이제 더욱 상세하게 후술될 것이다. 하지만, 발명의 요지는 본원에 설명된 실시예들로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 실시예들은 본 출원이 완전해지고 완결되도록 그리고 본 기술 분야의 숙련자에게 발명의 요지의 범주를 완전하게 전달하도록 제공된다. 유사한 도면 부호는 전체적으로 유사한 요소를 지칭한다. 본원에 사용된 용어 "및/또는"은 하나 이상의 관련된 열거 아이템의 일부 조합 또는 모든 조합을 포함한다.
본원에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것으로 발명의 요지를 제한하는 것으로 의도되지 않았다. 본원에 사용된 단수형은, 문맥상 복수형을 의미하지 않는다는 것이 명확하지 않다면 복수형도 포함하는 것으로 의도되었다. 또 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "포함하다" 및/또는 "포함"은 언급된 특징부, 완전체(integer), 단계, 작동, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 열거하며 하나 이상의 특징부, 완전체, 단계, 작동, 요소, 구성 요소 및/또는 이들의 조합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 요지의 다양한 양태는 전자 구성 요소(변압기, 스위치, 다이오드, 축전지, 트랜지스터 등)의 다양한 조합을 포함한다. 본 기술 분야의 숙련자라면 이러한 다양한 구성 요소를 익숙하게 사용하며, 임의의 이러한 구성 요소는 본 발명의 요지에 따른 장치를 제조하는데 사용될 수 있다. 또한, 본 기술 분야의 숙련자라면 회로 내의 다른 구성 요소의 선택 및 부하의 요구 조건을 기초로 다양한 대체 수단들 중에서 적절한 구성 요소를 선택할 수 있다.
장치 내의 2개의 구성 요소가 "전기적으로 연결된다"는 본원의 표현은 구성 요소들 사이에서 삽입되었을 때 장치에 의해 제공되는 기능 또는 기능들에 실질적인 영향을 미치는 구성 요소가 2개의 구성 요소 사이에 전기적으로 존재하지 않는다는 것을 의미한다. 예컨대, 2개의 구성 요소들 사이에 장치에 의해 제공되는 기능 또는 기능들에 실질적인 영향을 미치지 않는 작은 저항기가 제공된 경우에도, 2개의 구성 요소들은 전기적으로 연결된 것으로 지칭될 수 있으며(사실상, 2개의 구성 요소들을 연결하는 와이어는 작은 저항기로 간주될 수 있다), 마찬가지로, 추가적인 구성 요소를 포함하지 않는 것을 제외하면 동일한 장치에 의해 제공되는 기능 또는 기능들에 실질적인 영향을 주지 않으면서, 장치가 추가적인 기능을 수행할 수 있게 하는 추가적인 전기 구성 요소가 2개의 구성 요소 사이에 제공된 경우에도, 2 개의 구성 요소는 전기적으로 연결된 것으로 간주될 수 있으며, 마찬가지로, 서로 직접 연결되거나 회로 보드 또는 다른 매체 상의 와이어 또는 트레이스의 양 단부에 직접 연결된 2개의 구성 요소는 전기적으로 연결된다.
용어 "제1", "제2" 등이 다양한 요소, 구성 요소, 구역, 층, 섹션 및/또는 파마미터를 설명하기 위해 본원에 사용될 수 있지만, 이러한 요소, 구성 요소, 구역, 층, 섹션 및/또는 파라미터는 상기 용어들에 의해 제한되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 요소, 구성 요소, 구역, 층 또는 섹션을 다른 구역, 층 또는 섹션으로부터 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 후술되는 제1 요소, 제1 구성 요소, 제1 구역, 제1 층 또는 제1 섹션은 본 발명의 요지의 교시 내에서 제2 요소, 제2 구성 요소, 제2 구역, 제2 층 또는 제2 섹션으로 표기될 수도 있다.
본 발명의 요지에 따른 실시예들이 본 발명의 요지의 이상적인 실시예를 개략적으로 도시한 단면도(및/또는 평면도)를 참조하여 이제 설명된다. 따라서, 제조 기술 및/또는 공차 등으로 인해 도면의 형상에서 변형이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 요지의 실시예는 본원에 도시된 구역의 특정 형상에 제한되는 것을 해석되서는 안 되며, 예컨대 제조로 인한 형상의 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 예컨대, 사각형으로 도시 또는 개시된 주입 구역은 통상적으로 둥글게 되거나 또는 만곡된 형상일 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구역은 사실상 개략적이며, 그들의 형상은 장치의 구역의 정밀한 형상을 도시하려고 의도되지 않았으며, 본 발명의 요지의 범주를 제한하려고 의도되지 않았다.
다르게 규정되지 않는다면, 본원에 사용된 (기술적 용어 및 과학적 용어를 포함하는) 모든 용어는 본 발명의 요지가 속한 기술 분야의 본 기술 분야의 숙련자에게 통상적으로 이해되는 바와 같은 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 것과 같이 용어는 본원에 명시적으로 규정되지 않았다면 관련 기술 및 본원의 기재와 관련한 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며 이상화된 의미 또는 너무 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이란 것도 이해될 것이다. 또한, 본 기술 분야의 숙련자라면 다른 구성물에 "인접하게" 배치되는 구조물 또는 구성물에 대한 기준은 인접한 구성물과 중첩하거나 또는 인접한 구성물 아래 있는 위치를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 요지에 따라서, 고전압 저전류 장치가 제공되며, 그래서, 시스템 이득이 얻어질 수 있다. 본 명세서의 설명 중에 빈번히 발광 다이오드 장치를 언급하지만, 본 발명의 요지는 본 기술 분야의 숙련자들에게 다양한 종류로 알려져 있는 모든 유형의 발광 장치들에 적용될 수 있다. 발광 장치들은 예를 들어, 무기 및 유기 발광 장치들을 포함하는 전기 공급시 광을 방출할 수 있는 임의의 원하는 구성요소일 수 있다. 이런 발광 장치들의 유형의 예는 다양한 발광 다이오드들[폴리머 발광 다이오드(PLED)를 포함하는 유기 또는 무기 발광 다이오드], 레이저 다이오드, 박막 전자발광 장치, 발광 폴리머(LEP)를 포함하며, 이들 각각은 본 기술 분야에 다양한 종류로 잘 알려져 있다.
본 발명의 요지의 특정 실시예에서, 발광 장치들은 발광 다이오드 장치이다. 몇몇 실시예에서, 발광 다이오드 장치는 하나 이상의 절연 영역(들)에 의해 서로 격리되고, 다른 실시예에서, 발광 다이오드 장치들은 하나 이상의 트렌치(들)에 의 해 서로 격리되고, 또 다른 실시예에서, 발광 다이오드 장치들은 하나 이상의 트렌치(들)과 하나 이상의 절연 영역(들)에 의해 격리된다. 발광 다이오드 장치는 레터럴 장치, 버티컬 장치 또는 각각 중 일부일 수 있다.
본 발명의 요지에 따라서, 단일 P/N 접합부를 사용하는 대신, 각각의 절연된 영역이 직렬 연결되어 고전압 동작 및 장치 내의 고장 내성을 제공하는 원하는 직렬-병렬 배열을 얻을 수 있게 다수의 영역들로 장치가 이루어진다. 이 방식으로, 최상의 전체 시스템 성능을 여전히 확보하면서 더 작은 수의 칩을 배치(또는 패키징)하는 장점을 갖고 대면적(단일 구성요소)이 사용될 수 있다.
본 발명의 요지의 몇몇 실시예는 서브마운트 상에 및/또는 서브마운트 내에 형성된 전기적 상호연결부를 갖는 서브마운트에 대면적 다중 발광 장치를 장착하기 위해 플립-칩 기술을 사용한다. 본 명세서에서 사용시, 용어 "발광 장치"는 직렬 및/또는 병렬 구조로 별개로 전기적으로 다른 발광 다이오드 구조체에 연결될 수 있는 개별 발광 구조체(예를 들어, 발광 다이오드 구조체)를 지칭한다. 다수의 발광 장치는 예로서, 공용 기판에 의해 서로 기계적으로 연결된 상태로 유지되며, 개체화되지 않지만 다수의 독립적으로 전기적으로 연결가능한 발광 장치 구조체의 모놀리식 구조를 제공한다. 이들 실시예에서, 개별 발광 장치가 서브마운트에 대한 플립-칩 장착에 의해 전기적으로 상호연결될 수 있기 때문에, 각각의 발광 장치는 모놀리식 구조체의 동일 측부 상에 애노드 및 캐소드 접촉부 양자 모두를 포함한다.
본 발명의 요지에 따라서, (예를 들어, 장치가 위에 형성되어 있는 공용 기 판 상에서) 서로 기계적으로 상호연결된 복수의 발광 장치를 포함하는 발광기가 제공된다.
상호연결부는 기계적으로 연결된 발광 장치를 전기적으로 연결하여 "고전압" 모놀리식 대면적 구조체를 제공하며, 여기서, 발광 장치는 전기적으로 상호연결되어 직렬 연결된, 적어도 두 개의 발광 장치 서브세트의 어레이를 제공하며, 각 서브세트는 전기적으로 병렬로 연결된 적어도 세 개의 발광 장치를 포함한다.
도 2 및 도 3은 본 실시예에서는 발광 다이오드인 복수의 발광 장치의 개략적인 단면이다. 개별 발광 다이오드 장치는 도 1을 참조로 설명된 구조를 포함하는 임의의 원하는 발광 다이오드 장치 구조를 가질 수 있다. 도 2 및 도 3으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 개별 발광 장치(16)는 공용 기판(100)에 의해 물리적으로 연결된 복수의 별개의 발광 다이오드 장치(16)를 제공하도록 기판(100) 상에서 유지된다. 광이 기판(100)을 통해 추출되도록 발광 다이오드 장치(16)가 플립-칩 장착되기 때문에, 기판(100)은 실질적으로 투명해야한다. 예로서, 기판(100)은 사파이어, 스피넬, 반-절연 또는 절연 SiC, 반-절연 또는 절연 Si, 반-절연 또는 절연 GaN, 반-절연 또는 절연 ZnO나 반-절연 또는 절연 AlN일 수 있다. 기판 재료는 통상적으로 발광 다이오드 장치 재료 선택에 기초하여 선택된다.
도 2 및 도 3은 개별 발광 다이오드 장치(16)를 형성하기 위한 두 가지 기술을 예시한다. 특히, 도 2는 트렌치 격리를 예시하고, 도 3은 반-절연 또는 절연 주입 영역을 형성하기 위한 이온 주입을 예시한다. 도 2를 참조하면, p-접촉부 층(108), 양자 우물(106) 및 n-접촉부 층(104)의 액티브 층들을 통해 연장하면서 버퍼층(102)으로/버퍼층(102)을 통해 기판(100)으로 연장하여 개별 장치를 격리시키는 트렌치(114)를 에칭, 레이저 각인, 소잉(sawing) 또는 기타 방식으로 형성함으로써 트렌치 격리부가 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 트렌치는 도 2에 예시된 바와 같이 기판(100) 내로 연장한다. 절연 버퍼층을 갖는 다른 실시예에서, 트렌치는 단지 버퍼층(102)까지만 연장할 수 있다. 또한, 트렌치는 산화물이나 질화물(예를 들어, SiO2 또는 SiN) 같은 절연체로 충전될 수 있다.
도 3은 개별 장치를 절연하기 위한 대안적 기술을 예시한다. 도 3에서, 이온 주입 영역(116)은 개별 장치(16)의 주연부를 형성한다. 이온 주입 영역은 반-절연성 또는 절연성이다. 트렌치(114)에서와 같이, 이온 주입 영역(116)은 장치의 액티브 층들을 통해 연장하며, 몇몇 실시예에서는 기판(100) 내로 연장한다.
복수의 격리된 발광 장치(16)를 포함하는 다이가 복수의 발광 장치(16)를 포함하는 모놀리식 구조체를 제공하도록 웨이퍼로부터 분리된다. 이 분리 공정은 예로서, 소잉, 스코어링(scoring) 및 파괴(breaking)이나 웨이퍼 내의 다이를 분리하기 위한 본 기술 분야의 숙련자들에게 알려진 다른 기술에 의해 수행될 수 있다.
또한, 기판(100)은 박화(thinned), 레이저 패턴화, 에칭 또는 화학 기계 연마(CMP)를 받거나 몇몇 실시예에서는 완전히 제거될 수 있다. 예로서, 도 4에 예시된 바와 같이, 광 추출 특징부(120)도 기판(100) 상에 제공되어 기판(100)을 통한 광의 추출을 개선시킬 수 있다. 특정 실시예에서, 광 추출 특징부(120)는 "모드 아이(moth eye)" 구조와 근사하다. 다른 실시예에서, 다른 광 추출 특징 부(120)도 제공될 수 있다. 다양한 광 추출 특징부가 본 기술 분야의 숙련자들에게 알려져 있다. 광 추출을 위한 기판(100)의 패턴화를 위한 기술도 본 기술의 숙련자들에게 알려져 있다.
부가적으로, 발광 장치(16)는 기판(100) 상에 하나 이상의 포스퍼 또는 기타 발광 재료를 포함할 수 있다. 이런 발광 재료는 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 예로서, YAG 포스퍼는 기판(100) 상에 글로브(glob) 또는 등각 적용으로 제공될 수 있다.
도 4는 공용 기판(100) 상의 기계적으로 연결된 발광 장치(16)를 전기적으로 상호연결하기 위한 본 발명의 요지의 실시예를 예시한다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상호연결 서브마운트 조립체(200)는 선택적 미러 및 절연층(204, 206)을 갖는 서브마운트 기판(202)을 포함한다. 전기 전도성 접촉부(210, 212)와 상호연결부들이 절연체 층(206) 상에 제공되어 서브마운트 조립체(200)에 장착될 때 발광 장치(16)를 전기적으로 연결한다. 상호연결부는 도 5에 개략적으로 예시된, 상술한 이차원 어레이로 발광 장치(16)를 연결한다.
발광 다이오드 장치(16)는 예로서, 솔더 범프 기술, 금 범프 기술, 전도성 에폭시, 공융 접합(eutectic bonding) 또는 본 기술 분야의 숙련자들에게 알려진 다른 기술을 사용하여 장착될 수 있다.
서브마운트 기판(202)은 예로서, 반-절연 Si, 반-절연 SiC, 반-절연 다이아몬드, CuMo, Ge, 금속 합금, 금속 산화물, Cu, Al, 절연체 및/또는 PCB 재료를 갖는 강철, 충전되거나 충전되지 않은 열 전도성 플라스틱, BN, 투명 세라믹(매우 작 은 결정 크기 세라믹)이나 BeO 같은 다른 절연 재료를 포함하는 적절한 구조적 강도를 제공하는 임의의 기판 재료일 수 있다. 서브마운트 기판은 발광 다이오드 장치로부터의 열을 소산시키는 것을 돕도록 높은 열 전도성을 가지는 것이 바람직하다. 몇몇 실시예에서, 서브마운트 조립체(200) 자체는 대면적 발광 다이오드 장치일 수 있다.
절연체 층(206)은 예로서, 절연 금속 산화물(예를 들어, AlOx), 파이버글래스같은 유기물, 고온 수지, 유리, 절연 또는 반-절연 반도체, SiN, SiOx, Ta2O5일 수 있다. 미러층(204)은 임의의 적절한 반사성 재료일 수 있으며, 몇몇 실시예에서는 절연체 층(206) 자체에 의해 제공된다. 절연체층(206)은 또한 하나 이상의 층에 의해 제공될 수 있으며, 예로서, 브래그 반사기(Bragg reflector)가 미러를 제공하도록 절연체층 내에 통합될 수 있다. 다른 실시예에서, 미러층(204)은 Al 층이나 기타 이런 반사성 재료에 의해 제공될 수 있다.
각 발광 다이오드 장치 접촉부(110, 112)를 위한 접촉 패드(210, 212) 사이의 상호연결부는 서브마운트 내의/서브마운트 상의 금속화 또는 기타 전도성 패턴으로서 제공될 수 있다. 예로서, 상호연결부는 절연체층(206) 상의 알루미늄 패턴으로서 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상호연결부는 절연체층(206) 내의 전도성 패턴으로서 제공될 수 있으며, 예로서, 절연체층(206) 내에 트랜치가 형성되는 다마센 공정의 사용을 통해, 금속층이 절연체층(206) 상에, 그리고 트렌치 내에 형성되고, 그후, 트랜치 내에 존재하지 않는 금속 층의 부분을 제거하도록 금속층이 평탄화되어 트랜치 내에 상호연결부 패턴을 제공할 수 있다. 대안적으로, ITO(인듐 및 주석 산화물)가 전기 전도성 투명 상호연결부로서 사용될 수 있다.
기판(100)을 서브마운트(200)에 장착함으로써, 발광기(10)는 도 5에 예시된 상호연결부 체계를 갖는 모놀리식 대면적 발광기로서 제공된다.
도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 발광 다이오드 장치(16)는 장치의 어레이 내에 "로우"를 형성하는 병렬 서브세트들에 연결된다. 이들 병렬 다이오드의 로우는 고전압 발광기(10)를 제공하도록 직렬로 연결된다. 상술한 바와 같이, 도 5에 예시된 다이오드의 상호연결부는 I2R 손실을 감소시키고, 고장 내성을 제공하며, 장치 산출량을 향상시키고, 보다 효율적인 전원 디자인을 가능하게 하는 고전압 장치를 제공한다.
도 6 내지 도 9는 서브마운트(200) 및 기계적으로 연결된 발광 다이오드 장치(16)의 상면도이다. 도 6에서, 개별 발광 다이오드 장치(16)를 포함하는 웨이퍼 부분(14)은 장치(16)의 대향한 코너들 상에 애노드 및 캐소드 접촉부(110, 112)를 갖는다. 모놀리식 고전압 발광기(10)를 제공하기에 적합한 상호연결부가 도 7에 예시되어 있다. 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 애노드 접촉 패드(212) 및 캐소드 접촉 패드(210)는 후속 로우 내의 후속 장치의 애노드(110)가 대각선 상호연결 패턴(216)에 의해 이전 로우 내의 장치의 캐소드(112)에 연결되도록 구성된다. 장치(10)의 제1 로우 내의 장치의 애노드(110)는 모놀리식 발광기를 위한 애노드 접 촉부(214)를 제공하도록 함께 연결된다. 또한, 어레이 내의 장치의 최종 로우의 캐소드 접촉부(112)는 함께 연결되어 모놀리식 발광기를 위한 캐소드 접촉부(214)를 제공한다.
도 8에서, 웨이퍼 부분(14)의 개별 발광 다이오드 장치(16)는 장치(16) 상에서 서로 대향하여 배치된 애노드 및 캐소드 접촉부(110, 112)를 갖는다. 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 구조의 접촉부(110, 112)는 상호연결부(216)에 의해 함께 연결된 인접한 로우의 접촉부와 접촉 패드(210, 212)에 의해 인접한 애노드 및 캐소드 접촉부(110, 112)가 서로 직접 연결될 수 있게 함으로써, 서브마운트 상의 상호연결부를 단순화할 수 있다.
도 10은 드라이버 트랜지스터 같은 부가적인 전기 회로가 서브마운트 조립체(300) 상에 포함되어 있는 고전압 발광기를 예시한다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 세 개의 접촉부(322, 304, 306)가 모놀리식 대면적 발광기에 트랜지스터를 연결하기 위해 제공된다. 트랜지스터의 소스 접촉부(312)는 모놀리식 대면적 발광기의 캐소드 또는 애노드에 연결될 수 있다. 모놀리식 대면적 발광기의 애노드 또는 캐소드 중 나머지는 공급 전압이나 기준 전압[가능하게는 역시 서브마운트 상에 제공될 수 있는 센스 레지스터(sense registor)를 통한 접지 같은]에 연결될 수 있으며, 트랜지스터의 드레인 접촉부는 공급 전압이나 기준 전압 중 나머지에 연결된다. 제3 접촉부(302)는 모놀리식 대면적 발광기를 통한 전류를 제어하도록 트랜지스터의 게이트를 위해 제공된다. 커패시터, 레지스터 및/또는 인덕터 같은 부가적인 구성요소들도 서브마운트 상에 제공되어 모놀리식 대면적 발광기의 동작 을 추가로 촉진할 수 있다. 이런 부가적인 구성요소들은 서브마운트에 부착되거나 대안적으로 서브마운트가 실리콘이나 게르마늄 같은 반도체 재료인 경우 서브마운트의 일부로서 제조될 수 있다. 정전 방전 보호 회로 같은 다른 전기 회로도 제공될 수 있다.
도 11은 자립형 고전압 발광기(400)를 예시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 모놀리식 대면적 발광기(420)는 부가적인 발광 장치(430)를 갖는 서브마운트(402) 상에 제공될 수 있다. 부가적으로, 전력 공급 회로(410)도 선택적으로 서브마운트(402) 상에 제공될 수 있다. 전력 공급 회로(410)는 AC 또는 DC 전력 공급부일 수 있다. 발광 장치(430) 및 모놀리식 대면적 발광기(420)는 예로서, 미국 특허 제7,213,940호에 설명된 백색 발광 시스템을 제공하도록 제공될 수 있다.
예로서, 발광기(400)는 또한 상호연결부의 영역과 일 색상의 발광 다이오드 장치의 어레이(430)를 포함하는 서브마운트(402)를 포함할 수도 있으며, 그 위에는 다른 색상의 발광 다이오드 장치의 모놀리식 어레이가 부착되어 있고, 또한, 트랜지스터 및 다이오드의 영역과 전원(410)이나 제어 회로의 일부 또는 모두를 형성하기 위한 구성요소들을 포함한다. 예로서, 서브마운트는 경계지워진 영역들을 갖는 GaAs나 GaP 층을 포함할 수 있으며, 이 영역들은 레드, 오렌지 또는 옐로우 발광 다이오드 장치나 상호연결된 발광 다이오드 장치들의 어레이를 형성하는 AlAs 또는 AlInGaP 또는 AlGaAs의 층들을 포함하는 영역을 포함하고, 바람직하게는 블루 및/또는 그린 및/또는 시안 및/또는 옐로우 발광 다이오드 장치의 모놀리식 어레이가 장착될 수 있는 다른 영역을 포함한다.
상술된 실시예는 서브마운트 상에 발광 다이오드 장치의 플립-칩 장착을 제공한다. 그러나, 대안 실시예에서, 발광 다이오드 장치는 서브마운트에 기판 측부가 하향한 상태로 장착될 수 있다. 이런 실시예는 예로서, SiC 기판 같은 전도성 기판을 갖는 장치를 활용할 수 있으며, 장치의 상부 측부로부터 장치의 후방 측부로의 비아(via)를 구비하여 장치의 동일 측부 상에 양 접촉부들을 제공할 수 있다. 이런 장치의 예는 도 12 및 도 13에 예시되어 있다. 대안적으로, 예로서, 절연 또는 반-절연 기판이 상술한 바와 같이 사용되면, 다수의 비아들이 사용되어 양 상단 측부 접촉부들을 장치의 후방 측부로 이동시킬 수 있다.
도 12 및 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, p-접촉부(516)는 절연 측벽을 갖는 비아(514)를 통해 각 장치의 후방측부 상에 제공된다. 절연 측벽은 접촉부에서 P/N 접합부 및 양자 우물을 가로지른 단락을 방지한다. 따라서, 비아(514)는 p-형 층(508), 양자 우물(506), n-형 층(504), 버퍼층(502) 및 기판(500)을 통해 연장한다. 비아는 개별 장치의 액티브 영역을 최대화하도록 발광 다이오드 장치 사이의 격리 영역에 배치될 수 있다. 대안적으로, 비아는 장치의 액티브 영역을 통해 배치될 수 있다. 이런 경우에, 격리 영역은 여전히 장치의 액티브 영역, 즉, 기판이 전도성 기판인 경우에는 기판을 통해 연장하여 발광 다이오드 장치의 개별 전기적 연결을 가능하게 하여야 한다.
도 12에 예시된 장치에서, 개별 발광 다이오드 장치의 전기적 상호연결부는 서브마운트에 의해 제공된다. 따라서, 도 7 및 도 9에 예시된 것 같은 전기적 상호연결 체계가 사용될 수 있다. 도 12에서 볼 수 있는 바와같이, p-접촉부(516)는 p-형 접촉부 층(508) 상으로 연장할 수 있거나, 대안적으로 또는 부가적으로, p-접촉부(516)는 p-형 접촉부 층(508)의 측벽 상에 형성될 수 있다. 이런 장치는 평면형 상부면을 가질 수 있으며, 액티브 면적을 최대화할 수 있고, 접촉부에 의한 광차단을 감소시킬 수 있다. 어떤 경우든, 발광 다이오드 장치의 주연부는 p-접촉부(516)가 p-형 접촉부 층(508)과 접촉하는 표면적을 증가시키도록 p-접촉부(516)에 의해 고리모양으로 둘러싸여질(ringed) 수 있다. 이런 경우에, 기계적으로 연결된 장치의 p-접촉부를 격리시키도록 인접한 발광 장치들 사이에 비전도성 영역(514)이 제공될 수 있다.
도 13에 예시된 장치에서, p-접촉부 또는 인접 장치들에 의해 로우 내의 기계적으로 연결된 장치들 사이의 전기적 연결이 이루어진다. 다른 로우로부터의 기계적으로 연결된 장치는 상술된 어레이 구조체가 제공될 수 있도록 기계적으로 연결된 장치들 사이의 비전도성 영역에 의해 격리될 수 있다.
도 12 및 도 13에는 예시되어 있지 않지만, 웨이퍼의 후방 측부 상에 절연층이 제공될 수 있고, 절연층 내에 접촉 구멍이 개구될 수 있다. 그후, 접촉 금속이 접촉 구멍 내에 충전되어 예시된 p 및 n 접촉부를 제공한다. 이런 금속 접촉부는 상술한 다마센 공정에 의해 제공될 수 있고, 서브마운트에 대한 장착을 위한 실질적 평면형 표면을 제공할 수 있다.
도 14는 도 5를 참조로 상술된 어레이 내로 전기적 상호연결부를 제공하기 위해 서브마운트 상에 장착된 도 12 및 도 13의 장치를 예시한다. 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 전기적 접촉부(526, 528) 및 전기적 상호연결부는 서브마운트 기판(520) 상에 제공될 수 있다. 서브마운트 기판(520)은 상술한 서브마운트 기판 중 임의의 것으로서 제공될 수 있다. 유사하게, 선택적 절연 및/또는 미러층(522, 524)도 상술한 바와 같이 제공될 수 있다. 발광 다이오드 장치는 p 및 n 접촉부들(516, 512)과 전기적 접촉부들(526, 528) 사이에서 예로서, 솔더 범프(530, 532)를 통해서나, 다른 접합 기술을 통해서 서브마운트 기판(520) 상에 장착될 수 있다.
기계적으로 연결된 발광 다이오드 장치와 서브마운트 사이의 전기적/기계적 접합에 부가하여, 열적 연결 재료도 제공될 수 있다. 전기적 연결부는 별개의 재료에 의해 제공될 수 있거나, 전기적 및 기계적 연결 재료에 의해 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전기 비전도성 열적 재료가 서브마운트와 기계적으로 연결된 발광 다이오드 장치 사이에 제공되어 서브마운트를 통한 발광 다이오드 장치로부터의 열 추출을 향상시킬 수 있다. 이런 열적 재료는 또한 발광 다이오드 장치와 서브마운트 사이의 기계적 연결부를 개선시키고, 또한, 개선된, 발광기로부터의 광 반사 또는 추출을 제공할 수 있다. 적절한 재료의 예는 실리콘이나 유사한 재료를 포함할 수 있으며, 이 유사한 재료는 SiO2, AlOx, SiC, BeO, ZO 같은 열 전도성 재료의 입자 또는 나노입자를 포함할 수 있는 재료를 포함한다.
도 15는 본 발명의 요지의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 장치의 상호연결부를 예시한다. 도 15의 장치에서, 두 개의 기판(600) 각각이 대응 발광 다이오드 장치 세트들을 기계적으로 상호연결한다. 그후, 두 개의 기판(600)은 제1 기 판(600) 상의 발광 다이오드 장치들의 일 세트의 애노드 접촉부들(610)이 제2 기판(600) 상의 발광 다이오드 장치들의 제2 세트의 캐소드 접촉부들(612)에 전기적으로 연결되도록 함께 장착된다. 제1 와이어 접합부 또는 다른 연결부가 제1 애노드 접촉부(도 15의 좌측부)에 형성되고, 제2 와이어 접합부 또는 다른 연결부가 최종 캐소드 접촉부(도 15의 우측부)에 형성될 수 있다. 이는 두 개의 기판의 발광 다이오드 장치들을 입력부가 제1 애노드 접촉부에 있고 출력부가 최종 캐소드 접촉부에 있는 상태로 발광 다이오드 장치의 직렬 스트링으로 상호연결한다. 달리는, 버퍼층(602), n-형 층(604), 양자 우물(606), p-형 층(608) 및 격리 영역(614)은 발광 다이오드 장치 중 임의의 것에 관련하여 상술한 바와 같을 수 있다. 전도성 영역(620)(예를 들어, 실버 에폭시 같은 솔더 영역)은 전기적 연결부, 그리고, 몇몇 실시예에서는 또한 기계적 접합부를 제공하기 위해 제공된다.
직렬 스트링의 발광 다이오드 장치의 병렬 세트들을 제공하기 위해, 두 개의 기판(600) 상의 주어진 로우 내의 발광 다이오드 장치는 도 15의 지면의 내외로 연장하는 차원의 금속화 또는 공유 p-접촉부 층에 의해 전기적으로 상호연결될 수 있다. 이런 가능한 전기 상호연결 구조체는 도 16의 상면도에 도시되어 있다. 도 16에서, 인접한 발광 다이오드 장치들은 두 개의 기판(600) 중 하나가 플립되고(flip) 나머지 기판(애노드 및 캐소드 라인이 위로 가도록 오프셋됨) 상에 장착될 때, 병렬 발광 다이오드 장치들의 로우들이 직렬로 전기적으로 연결되도록 함께 전기적으로 결합된다. 따라서, 하나의 기판을 나머지 기판 상에 장착함으로써, 도 17에 예시된 바와 같은 것에 대응하는 전기 회로가 제공된다.
도 18은 예로서, 투과성 또는 반사성인 상호연결층(630)이 기판들(600) 사이에 제공되는 본 발명의 요지의 실시예를 예시한다. 기판(600)은 기판 상의 개별 발광 다이오드 장치들이 본 명세서에 설명된 어레이 구조체 내에서 전기적으로 연결되도록 상호연결층(630)에 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있다. 이런 경우에, 도 16에 예시된 발광 다이오드 장치들 사이의 전기적 상호연결부는 제공될 필요가 없으며, 공용 기판에 의해 기계적으로 연결된 개별 발광 다이오드 장치들이 사용될 수 있다. 이런 상호연결층(630)을 위한 적절한 재료는 Al, Au 등 같은 전기 전도성 트레이스들이 내부에 형성된 투명 세라믹, 투명 산화물 또는 투명 반도체(절연성 또는 반-절연성) 또는 유리이거나, 본 기술 분야의 숙련자들에게 알려진 다른 재료일 수 있다. 상호연결층(630)은 서브마운트(200)에 관하여 설명된 바와 같이, 하나 이상의 층일 수 있다.
도 19는 발광 다이오드 장치의 스택을 제공하는 본 발명의 요지의 실시예들을 예시한다. 도 19에서, 공용 기판(700) 상에 기계적으로 연결된 버티컬 발광 다이오드 장치는 적층되고, 공용 기판(700) 상의 발광 다이오드 장치가 전기적으로 병렬로 연결되도록 전기적으로 상호연결되며, 그후, 다수의 기판들(700)이 상호연결되어 발광 다이오드 장치들의 스트링을 제공한다. n-접촉부(710) 및 p-접촉부(708)는 각각 장치들을 병렬로 연결하기 위해 다수의 장치들을 가로질러 연장한다. 전도성 영역(714)(예를 들어, 실버 에폭시 같은 솔더 영역)이 제공되어 전기적 연결을 제공하고, 몇몇 실시예에서는 또한 기계적 접합을 제공한다. 따라서, 도 20에 예시된 회로는 도 19에 예시된 기판 스택에 의해 제공된다.
도 19는 기판 레벨에서 전기적으로 병렬로 연결된 버티컬 장치[예를 들어, n-형 전도성 기판(700) 상의 n-접촉부(710)(이 n-형 전도성 및 장치 내에서의 그 배치로 인해 n-형 층이라고도 지칭될 수 있음), 전도성 버퍼층(702), 양자 우물(704), p-형 층(706), p-접촉부(708) 및 격리 영역(712)]를 예시하며, 레터럴 장치 또는 버티컬 및 레터럴 장치들의 조합도 제공될 수 있다. 예로서, 후방 측부 접촉부를 제공하기 위해 관통 비아를 갖는 레터럴 장치가 마찬가지로 사용될 수 있다. 또한, 레터럴 장치의 n-접촉부(812)가 기판(800)의 후방 측부로부터 형성되어 있는 도 21에 예시된 바와 같이, 비아들은 관통 비아일 필요는 없다. 도 21의 장치는 예로서, 도 2 및 도 3을 참조로 상술한 바와 같이 n-접촉부(812), 절연 또는 반-절연 기판(800), 버퍼층(802), n-형 층(804), 양자 우물(806), p-형 층(808), p-접촉부(810) 및 격리 영역(814)을 포함할 수 있다. n-접촉부(812) 및 p-접촉부(810)는 솔더 범프(816) 또는 다른 접합 기술을 사용하여 연결될 수 있다. 또한, 도 21에 예시된 바와 같이, 장치를 병렬로 연결하기 위해 다수의 장치를 위해 공용 p-접촉부(810)가 제공된다.
도 19 및 도 21에 예시된 상호연결부에 부가적으로, 도 18을 참조로 상술한 상호연결층도 복수의 개별 발광 다이오드 장치를 갖는 기판의 스택들을 기계적 및 전기적으로 연결하기 위해 사용될 수 있다.
도 22 및 도 24는 기판들 상의 발광 다이오드 장치들이 모두 동일한 형상 및/또는 크기를 가질 필요는 없으며, 직사각형 또는 정사각형일 필요도 없다는 것을 예시한다. 예로서, 도 22는 공용 기판(902) 상의 복수의 더 작은 발광 다이오드 장치(904)에 의해 둘러싸여진 하나의 대형 발광 다이오드 장치(906)를 갖는 발광기(900)를 예시한다. 도 23은 공용 기판(922) 상에 육각형 발광 다이오드 장치(924)를 갖는 발광기(920)를 예시한다. 도 24는 공용 기판(942) 상에 정사각형 발광 다이오드 장치(946)와 삼각형 발광 다이오드 장치(944)의 조합을 갖는 발광기(940)를 예시한다. 발광 다이오드 장치들의 다양한 구조는 다수의 이유들 중 임의의 이유 때문에 제공될 수 있다. 예로서, 다양한 구조는 주어진 면적 내의 발광 다이오드 장치들의 수를 최대화하도록, 상호연결부를 단순화하도록 또는 열적 균일성이나 열 추출을 향상시키도록 제공될 수 있다. 예로서, 기판의 특정 부분에서 발광 다이오드 장치로부터 열을 추출하는 것이 더 곤란한 경우, 이 부분의 발광 다이오드 장치는 Vf를 증가시키고 발광 다이오드 장치를 통한 전류를 감소시키도록 다른 크기로 형성될 수 있다.
도 22 내지 도 24에 도시된 다이들 각각에서, 다이는 복수의 n-형 영역을 포함하는 모놀리식 n-형 층과 복수의 p-형 영역을 포함하는 모놀리식 p-형 층을 포함하며, n-형 영역은 격리 영역에 의해 서로 격리되어 있고, p-형 영역은 격리 영역에 의해 서로 격리되어 있으며, n-형 영역은 종래의 웨이퍼 절단 장치를 사용하여 n-형 층을 개별 n-형 영역으로 다이싱하는 것을 방지하는 방식(즉, 종래의 웨이퍼 절단 장치는 더 작은 장치들 모두를 개체화하기 위해 더 큰 장치를 통해 절단할 필요가 있다)으로 서로에 대해 배치된다. 즉, 큰 장치의 n-형 영역(그리고, p-형 영역)은 큰 장치 위로, 큰 장치 아래로, 큰 장치의 우측으로 그리고 큰 장치의 좌측으로 각각의 다른 n-형 영역들의 쌍들을 통해 연장한다.
도 25는 상술한 서브마운트 중 임의의 서브마운트를 사용하여 발광 다이오드 장치를 선택적으로 전기적으로 상호연결하는 기능을 예시한다. 서브마운트에 대한 접합 및/또는 전기적 연결을 방지하는 재료 또는 절연체로 발광 다이오드 장치의 접촉부 영역을 코팅하거나 다른 방식으로 덮음으로써, 제조시 단락 회로화된 발광 다이오드 장치가 식별될 수 있고, 어레이로부터 제거될 수 있다. 따라서, 도 25는 공용 기판(962) 상에 복수의 발광 다이오드 장치(964)를 갖는 발광기(960)를 예시한다. 발광 다이오드 장치(966) 중 하나는 발광 다이오드 장치(966)를 격리시키도록 서브마운트와 접촉부를 형성하는 것이 방지되어 있다. 잉크젯 또는 기타 선택적 적용 공정이나 절연 재료가 어레이로부터 발광 다이오드 장치를 선택적으로 격리시키기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 단락된 발광 다이오드 장치를 식별한 이후, 발광 다이오드 장치의 하나 이상의 접촉부가 제거되어 전기적 연결을 방지할 수 있다. 따라서, 어레이 내의 발광 다이오드 장치의 로우를 가로지른 단락을 피할 수 있고, 어레이를 가로지른 전체 전압이 유지될 수 있다.
도 25는 제2 로우 내의 중간 발광 다이오드 장치(966)가 단락된 것으로 식별되어 격리되었으며, 그래서, 모놀리식 대면적 기판(962)이 상호연결 서브마운트에 장착될 때 발광 다이오드 장치(966)는 어레이 내에 연결되지 않을 것이라는 것을 예시한다. 이런 결손 장치의 격리는 공용 기판 상의 장치들의 어레이 내의 결손을 치유하기 위한 수단을 제공할 수 있다. 어레이 내의 발광 다이오드 장치의 식별 및 격리를 위한 동작이 도 26에 예시되어 있다.
도 26에서, 동작은 공용 기판 상의 발광 다이오드 장치를 전기적으로 테스트 함으로써 시작된다(블록 1000). 이런 테스트는 예로서, 각 발광 다이오드 장치를 개별적으로 활성화하는 자동화된 프로브를 사용하여수행될 수 있다. 전기적 테스트는 장치의 임의의 수의 전기적 또는 광학적(photonic) 특성을 측정할 수 있지만, 상호연결의 목적상, 개별 발광 다이오드 장치가 단락되었는지 여부를 결정할 수 있다. 이런 테스트는 잠재적으로 이런 단락을 유발할 수 있는 모든 공정 단계들이 수행된 이후에 수행되는 것이 바람직하다. 발광 다이오드 장치가 단락된 경우(블록 1010), 그후, 발광 다이오드 장치는 격리되어(블록 1020) 어레이 내의 다른 발광 다이오드 장치들에 대한 연결부를 형성하지 않는다. 이런 격리는 예로서, 절연 재료의 잉크젯 인쇄에 의해서, 예로서, 본 기술 분야의 숙련자들에게 공지된 스테퍼 마스크나 기타 적절한 기술을 사용하여 하나 이상의 접촉부를 제거하도록 에칭함으로써 상술한 바와 같이 수행될 수 있다. 더 많은 발광 다이오드 장치들이 평가되는 경우(블록 1030), 공정은 블록 1000으로부터 반복될 수 있다. 모든 발광 다이오드 장치가 평가되었을 때(블록 1030), 모놀리식 구조체는 개별 발광 다이오드 장치를 전기적으로 상호연결하도록 서브마운트에 장착될 수 있다(블록 1040).
도 26에 예시된 동작은 장치들의 모놀리식 집합체가 웨이퍼로부터 분리되기 이전이나 분리 이후에 수행될 수 있다. 부가적으로, 웨이퍼의 부분들을 복수의 기계적으로 연결된 발광 다이오드 장치를 갖는 개별 모놀리식 발광기로 분리하는 것은 이런 모놀리식 발광기의 산출량을 증가시키도록 결손 부품의 위치에 기초하여 수행될 수 있다.
또한, 도 26에 예시된 동작이 선형 단계-단위 공정을 기준으로 설명되지만, 전체 동작이 결손 발광 다이오드 장치들을 선택적으로 격리시키는 원하는 결과를 달성할 수 있다면, 동작들은 병렬로 수행되거나, 순서없이 수행될 수 있다. 따라서, 예로서, 공용 기판 상의 모든 발광 다이오드 장치가 한번에 활성화되고, 전기적 특성이 병렬로 측정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 요지의 실시예는 도 26에 예시된 동작의 특정 순서에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
도 27은 장치내의 결손을 치유하기 위한 수단을 제공하는 몇몇 실시예에 따른 서브마운트의 다른 예를 예시한다. 도 27에 예시된 서브마운트(1100)에서, 로우 내의 인접한 캐소드 접촉부(1104) 및 애노드 접촉부(1106)는 서브마운트 기판(1102) 내의/서브마운트 기판(1102) 상의 퓨즈형 링크(1106)를 통해 연결된다. 퓨즈형 링크(1106)는 어레이를 통해 흐르는 모든 전류가 링크를 통해 흐를 경우 퓨즈가 개방되도록 설정될 수 있다. 따라서, 로우 내의 발광 다이오드 장치가 단락 회로화된 경우, 퓨즈(1110)는 개방되고, 전류는 상호연결부(1108)를 통해 로우 내의 잔여 발광 다이오드 장치를 통해 전향될 것이다. 로우 내의 발광 다이오드 장치들 중 하나를 제외한 모두가 단락 회로화된 경우, 이때, 최종 발광 다이오드 장치는 전체 전류를 전달할 것이고, 퓨즈(1110)는 그 발광 다이오드 장치에 대해 개방될 것이며, 전체 발광기가 개방 회로화될 것이다(이 시점에서, 발광기는 더 이상 기능하지 않는다).
또한, 대응 입력 전압 보다 큰 출력 전압을 갖는 부스트형 전력 공급부와 발광기를 포함하는 발광 시스템이 제공된다. 발광기는 발광 장치의 웨이퍼의 연속적 영역으로부터 복수의 발광 장치를 포함하며, 복수의 발광 장치는 부스트형 전력 공 급부의 출력 전압에 전기적으로 연결된 적어도 세 개의 병렬 연결된 발광 장치의 복수의 직렬 연결된 서브세트로서 전기적으로 연결된다. 부스트형 전력 공급부 구조는 본 기술 분야의 숙련자들에게 알려져 있다. 부스트형 전력 공급부는 매우 효율적일 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 고전압 발광기를 제공함으로써, I2R 손실이 감소될 수 있으며, 그 이유는 발광기를 통한 전류가 대응하는 저전압 발광기에 비해 감소될 수 있기 때문이다. 본 명세서에 설명된 고전압 발광기를 부스트형 전력 공급부와 조합하는 것은 매우 높은 시스템 효율을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 요지의 실시예에서, 고전압 발광기는 적어도 50V, 적어도 150V, 적어도 325V 또는 적어도 395V에서 동작하도록 제공된다. 고전압 발광기의 동작 전압은 개별 장치의 순방향 전압 강하 및 직렬 연결된 병렬 연결 장치의 서브세트들의 수에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 예로서, 90V 장치가 필요한 경우, 각각 3의 Vf를 갖는 장치의 30 서브세트들이 직렬로 연결될 수 있다.
부스트 구성요소를 포함하는 회로의 대표적인 예는 발명의 명칭이 "로우 사이드 MOSFET 전류 제어부를 갖는 부스트/플라이백 파워 서플라이 토폴로지(BOOST/FLYBACK POWER SUPPLY TOPOLOGY WITH LOW SIDE MOSFET CURRENT CONTROL)"인 2006년 9월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/844,325호[발명자: 피터 제이 마이어스(Peter Jay Myers), 대리인 문서번호 제931_020 PRO호] 및 2007년 9월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/854,744호에 설명되어 있으며, 이들 문헌의 전문이 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
본 발명의 요지의 실시예가 다중 양자 우물 구조를 참조로 설명되었지만, 본 발명의 요지는 임의의 적절한 발광 다이오드 장치 구조(들)와 함께 사용될 수 있다. 또한, 개별 발광 다이오드 장치로부터의 광 추출을 향상시키기 위해 내부 반사층, 투명 저항성 접촉부 등 같은 광 추출 개선물이 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 요지의 실시예는 특정 발광 다이오드 장치 구조에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 고전압 모놀리식 발광기를 제공하기 위해 전기적 상호연결을 위한 서브마운트에 장착될 수 있는 임의의 구조와 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 요지의 발광기는 임의의 원하는 방식으로 전기를 공급받을 수 있다. 본 기술의 숙련자들은 매우 다양한 전력 공급 장치에 친숙하며, 임의의 이런 장치가 본 발명의 요지와 연계하여 사용될 수 있다. 본 발명의 요지의 발광기는 임의의 원하는 전원에 전기적으로 연결(또는 선택적으로 연결)될 수 있으며, 본 기술의 숙련자들은 다양한 이런 전원과 친숙하다.
본 발명의 태양이 주로 DC 전원에서 동작하는 모놀리식 장치를 주로 기준으로하여 상술되었지만, 부가적 본 발명의 태양은 AC 및/또는 DC 전원과 함께 동작하기에 적합한 모놀리식 장치를 제공할 수 있다. 이런 장치의 예가 도 28 및 도 29에 예시되어 있다.
도 28은 AC 모놀리식 장치(1100)를 예시한다. AC 모놀리식 장치(1100)는 병렬 연결된 발광 다이오드(1110)의 직렬 연결된 서브세트(1112)의 둘 이상의 어레이(1114, 1116)로서 제공된 복수의 발광 다이오드(1110)를 포함한다. 다이오드(1110)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 상호연결될 수 있다. 다이오드(1110) 는 n-형 또는 p-형 층으로부터 형성되거나 그리고/또는 공용 기판을 가질 수 있다. 어레이(1114, 1116)는 전기적으로 반평행 관계로 배열되며, 그래서, 교류(AC) 전원이 두 어레이(1114, 1116)에 인가될 때, 실질적으로 모든 전류가 AC 입력의 교류 사이클에서 어레이 중 단 하나만을 통해 흐른다. 따라서, 모놀리식 장치(1100)는 AC 장치로서 사용하기에 적합하다. 표현 "반평행"은 본 명세서에서 사용시, (도 28에 도시된 회로에 도시된 바와 같이) 적어도 하나의 어레이 내의 다이오드들이 적어도 하나의 다른 어레이 내의 다이오드의 배향(바이어스) 방향에 반대인 방향으로 배향(바이어스)되는 상태로 다이오드의 어레이가 병렬로 배열되는 회로를 지칭한다.
모놀리식 장치(1100)는 도 28에 예시된 상호연결부를 제공할 수 있는 본 명세서에 설명된 임의의 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 발광 다이오드(1110)의 직렬 연결된 서브세트(1112)의 수는 원하는 동작 전압에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, 병렬 연결된 발광 다이오드(1110)의 수는 상술한 바와 같이 선택될 수 있으며, 적어도 세 개의 병렬 연결된 장치를 포함하여야 한다.
도 29는 AC 또는 DC 입력을 수용할 수 있는 모놀리식 장치(2000)를 예시한다. 특히, 모놀리식 장치(2000)는 정류 브리지(2020)와, 병렬 연결된 발광 장치의 직렬 연결된 서브세트(2012)의 하나 이상의 어레이를 포함한다. 정류 브리지(2020)는 발광 장치(2022)로 구성될 수 있다. 발광 장치(2022)는 공용 기판 상에 형성될 수 있으며, 어레이(2010) 내의 발광 장치로서 SiC, GaN 등 같은 공용 재료 시스템으로부터 또는 공용 n-형 또는 p-형 층으로부터 형성될 수 있다. 또한, 다이오드(2022)는 비발광형일 수 있다. 브리지(2020)의 각 다리부 내의 다이오드(2022)의 수는 다이오드의 리버스 브레이크다운(reverse breakdown) 특성에 의존하며, AC 입력의 교류 사이클로부터의 역방향 전압을 지원하기에 충분하여야 한다. 다이오드(2022)가 직렬 연결된 두 개의 다이오드로서 예시되어 있지만, 다른 수의 다이오드도 사용될 수 있다. 또한, 브리지(2020)의 다이오드(2022)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 병렬 연결된 다이오드의 직렬 연결된 서브세트로서 제공될 수 있다.
브리지(2020)의 출력은 어레이(2010)에 제공되는 전파정류전압(full wave rectified voltage)이다. 상술한 바와 같이, 어레이(2010) 내의 직렬 연결된 장치의 수는 브리지(2020)에 의해 제공되는 동작 전압에 기초하여 선택될 수 있다.
모놀리식 장치(2000)는 상술한 바와 같은 임의의 적절한 제조 및 상호연결 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 또한, 모놀리식 장치가 AC 입력을 갖는 것으로 도 29에 예시되어 있지만, DC 입력도 장치에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 요지의 특정 실시예가 특정 요소들의 조합을 참조로 예시되었지만, 본 발명의 요지의 교지의 범주를 벗어나지 않고 다양한 다른 조합이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 요지는 도면에 예시되고 본 명세서에서 설명된 특정 예시적 실시예에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 다양한 예시된 실시예의 요소들의 조합을 포함할 수 있다.
본 내용을 숙지한 본 기술의 숙련자들은 본 발명의 요지의 범주 및 개념으로부터 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경을 안출할 수 있다. 따라서, 예시된 실시 예는 단지 예시의 목적을 위해 설명된 것일 뿐이며, 하기의 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본발명의 요지를 제한하는 것으로서 이해되지 않아야한 다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 하기의 청구범위는 명시적으로 기재된 요소의 조합 뿐만 아니라 실질적으로 동일한 결과를 얻기 위해 실질적으로 동일한 방식으로 실질적으로 동일한 기능을 수행하기 위한 모든 등가의 요소의 조합을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 청구범위는 구체적으로 상술 및 예시된 것, 개념적으로 등가인 것 및 본 발명의 요지의 본질적 개념을 채용하는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 설명된 발광 다이오드의 임의의 둘 이상의 구조적 부분이 통합될 수 있다. 본 명세서에 설명된 발광 다이오드의 임의의 구조적 부분은 (필요시, 함께 유지되는) 둘 이상의 부분에 제공될 수 있다. 유사하게, 임의의 둘 이상의 기능은 동시에 수행될 수 있거나, 그리고/또는 일련의 단계들로 수행될 수 있다.

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  8. 제1 발광기, 제2 발광기 및 상호연결 요소를 포함하는 발광 요소이며,
    제1 발광기는 제1 n-형 층 및 제1 p-형 층을 포함하고,
    제1 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고,
    제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역은 적어도 하나의 제1 발광기 격리 영역에 의해 서로 격리되고,
    제1 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고,
    제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 적어도 하나의 격리 영역에 의해 서로 격리되고,
    제1 발광기 제1 n-형 영역 및 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기 제3 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기는 적어도 하나의 제1 발광기 격리 영역 중 적어도 하나의 적어도 일부를 통해 연장되는 제1 p-접촉부를 더 포함하고, 제1 p-접촉부는 제1 발광기 제1 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
    제2 발광기는 제2 n-형 층 및 제2 p-형 층을 포함하고,
    제2 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고,
    제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 적어도 하나의 제2 발광기 격리 영역에 의해 서로 격리되고,
    제2 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고,
    제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 적어도 하나의 제2 발광기 격리 영역에 의해 서로 격리되며,
    제2 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기는 제2 발광기 격리 영역의 적어도 일부를 통해 연장하는 제2 발광기 제1 p-접촉부를 포함하고,
    상호연결 요소는
    제1 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역 사이의 전기적 연결부와,
    제1 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역 사이의 전기적 연결부와,
    제1 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역 사이의 전기적 연결부를 제공하는
    발광 요소.
  9. 발광 장치이며,
    제1 발광기와,
    제2 발광기를 포함하고,
    제1 발광기는 제1 n-형 층과 제1 p-형 층을 포함하고,
    제1 n-형 층 및 제1 p-형 층은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기는 제2 n-형 층과 제2 p-형 층을 포함하고,
    제2 n-형 층과 제2 p-형 층은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
    제1 n-형 층은 제2 p-형 층에 전기적으로 연결되고,
    제1 발광기 및 제2 발광기는 제1 n-형 층이 제2 p-형 층에 대면하도록 서로에 대해 배치되는
    발광 장치.
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  20. 발광 장치이며,
    제1 발광기와,
    제2 발광기와,
    상호연결 요소를 포함하고,
    제1 발광기는 제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 p-형 층을 포함하고,
    제1 발광기 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역은 서로 격리되고,
    제1 발광기 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 서로 격리되고,
    제1 발광기 제1 n-형 영역과 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기 제2 n-형 영역과 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기 제3 n-형 영역과 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기는 제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 p-형 층을 포함하고,
    제2 발광기 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역, 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 서로 격리되고,
    제2 발광기 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역, 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 서로 격리되고,
    제2 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
    상호연결 요소는
    제1 발광기 제1 n-형 영역과 제2 발광기 제1 p-형 영역 사이에 전기적 연결부를 제공하고,
    제1 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제2 p-형 영역 사이에 전기적 연결부를 제공하고,
    제1 발광기 제3 n-형 영역과 제2 발광기 제3 p-형 영역 사이에 전기적 연결부를 제공하고,
    제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역 사이에 전기적 연결부를 제공하고,
    제1 발광기 제1 p-형 영역은 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
    제2 발광기 제1 n-형 영역은 제2 발광기 제2 n-형 영역과 제2 발광기 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결되는
    발광 장치.
  21. 발광 장치이며,
    제1 발광기와,
    제2 발광기를 포함하고,
    제1 발광기는 제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 p-형 층을 포함하고,
    제1 발광기 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제1 p-형 영역, 제2 p-형 영역 및 제3 p-형 영역은 서로 격리되고,
    제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기 n-형 층과 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기는 제1 p-접촉부 층을 포함하고, 제1 p-접촉부 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
    제1 발광기는 제1 n-접촉부 층을 더 포함하고, 제1 n-접촉부 층은 제1 발광기 n-형 층에 전기적으로 연결되고,
    제2 발광기는 제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 p-형 층을 포함하고,
    제2 발광기 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고,
    제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 서로 격리되고,
    제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 n-형 층과 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기는 제2 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 p-접촉부 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
    제2 발광기는 제2 n-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 n-접촉부 층은 제2 발광기 n-형 층에 전기적으로 연결되며,
    제1 n-접촉부 층은 제2 p-접촉부 층에 전기적으로 연결되는
    발광 장치.
  22. 발광 장치이며,
    제1 발광기와,
    제2 발광기를 포함하고,
    제1 발광기는 제1 발광기 p-형 층과 제1 발광기 n-형 층을 포함하고,
    제1 발광기 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제1 n-형 영역, 제2 n-형 영역 및 제3 n-형 영역은 서로 격리되고,
    제1 발광기 p-형 층 및 제1 발광기 제1 n-형 영역은 함께 제1 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기 p-형 층 및 제1 발광기 제2 n-형 영역은 함께 제2 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기 p-형 층 및 제1 발광기 제3 n-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기는 제1 n-접촉부 층을 더 포함하고, 제1 n-접촉부 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결되고,
    제1 발광기는 제1 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제1 p-접촉부 층은 제1 발광기 p-형 층에 전기적으로 연결되고,
    제2 발광기는 제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 n-형 층을 포함하고,
    제2 발광기 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고,
    제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 서로 격리되고,
    제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 제1 n-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 제2 n-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기는 제2 n-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 n-접촉부 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역에 전기적으로 연결되고,
    제2 발광기는 제2 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 p-접촉부 층은 제2 발광기 p-형 층에 전기적으로 연결되고,
    제1 n-접촉부 층은 제2 p-접촉부 층에 전기적으로 연결되는
    발광 장치.
  23. 발광 장치이며,
    제1 발광기와,
    제2 발광기를 포함하고,
    제1 발광기는 제1 발광기 n-형 층, 제1 발광기 p-형 층 및 제1 발광기 기판층을 포함하고,
    제1 발광기 n-형 층은 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 n-형 영역, 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 n-형 영역은 서로 격리되고,
    제1 발광기 p-형 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 서로 격리되고,
    제1 발광기 제1 n-형 영역 및 제1 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제1 발광 강치를 포함하고,
    제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제1 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제2 발광 강치를 포함하고,
    제1 발광기 제3 n-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제3 발광 장치를 포함하고,
    제1 발광기는 제1 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제1 p-접촉부 층은 제1 발광기 제1 p-형 영역, 제1 발광기 제2 p-형 영역 및 제1 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
    제1 발광기는 제1 발광기 제1 n-접촉부 영역, 제1 발광기 제2 n-접촉부 영역 및 제1 발광기 제3 n-접촉부 영역을 더 포함하고,
    제2 발광기는 제2 발광기 n-형 층, 제2 발광기 p-형 층 및 제2 발광기 기판층을 포함하고,
    제2 발광기 n-형 층은 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 n-형 영역, 제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 n-형 영역은 서로 격리되고,
    제2 발광기 p-형 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역을 포함하고, 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 서로 격리되고,
    제2 발광기 제1 n-형 영역 및 제2 발광기 제1 p-형 영역은 함께 제4 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 제2 p-형 영역은 함께 제5 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기 제3 n-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역은 함께 제6 발광 장치를 포함하고,
    제2 발광기는 제2 p-접촉부 층을 더 포함하고, 제2 p-접촉부 층은 제2 발광기 제1 p-형 영역, 제2 발광기 제2 p-형 영역 및 제2 발광기 제3 p-형 영역에 전기적으로 연결되고,
    제2 발광기는 제2 발광기 제1 n-접촉부 영역, 제2 발광기 제2 n-접촉부 영역 및 제2 발광기 제3 n-접촉부 영역을 더 포함하고,
    제1 발광기 제1 n-접촉부 영역은 제1 발광기 제1 n-형 영역 및 제2 발광기 p-접촉부 층과 전기적으로 연결되고,
    제1 발광기 제2 n-접촉부 영역은 제1 발광기 제2 n-형 영역 및 제2 발광기 p-접촉부 층과 전기적으로 연결되고,
    제1 발광기 제3 n-접촉부 영역은 제1 발광기 제3 n-형 영역 및 제2 발광기 p-접촉부 층과 전기적으로 연결되는
    발광 장치.
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