[发明专利]高电压固态换能器及具有电交叉连接的固态换能器阵列，以及相关系统及方法

说明书

本文揭露高电压固态换能器及具有电交叉连接的固态换能器阵列，以及相关系统及方法。根据特定实施例的固态换能器SST裸片的阵列可包含第一端子、第二端子，及耦合于所述第一端子与所述第二端子之间的多个SST裸片，其中所述SST裸片中的至少一对并联耦合。所述多个SST裸片可个别地包含多个结，所述多个结与每一个别结之间的互连件串联耦合。另外，所述个别SST裸片可具有耦合到所述互连件的交叉连接接触件。在一个实施例中，所述阵列可进一步包含所述SST裸片中的所述对上的所述交叉连接接触件之间的交叉连接。

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2013年8月28日、申请号为201380054762.3、发明名称为“高电压固态换能器及具有电交叉连接的固态换能器阵列，以及相关系统及方法”的发明专利申请案。

技术领域

本技术涉及固态换能器，以及制造固态换能器及固态换能器阵列的方法。特定来说，本技术涉及具有电交叉连接的高电压固态换能器，以及相关系统及方法。

背景技术

发光二极管(LED)为将电能转换为光且通常包括形成于经相反掺杂的材料之间的半导体材料的一或多个活性区域的固态装置。当跨所述掺杂材料施加偏压时，所述活性区域产生可从所述LED的所有表面发射的光。除LED外，固态照明(“SSL”)装置还可使用有机发光二极管(“OLED”)及/或聚合物发光二极管(“PLED”)而非电灯丝、等离子或气体作为照明源。SSL装置用于各种各样的产品及应用中，所述产品及应用包含常见的消费型电子装置，例如移动电话、个人数字助理(“PDA”)、数码相机、MP3播放器，及利用SSL装置用于背光的其它便携式电子装置。SSL装置还用于交通照明、标志牌、室内照明、户外照明，及其它类型的一般照明。

在许多应用中，需要具有提供高光输出的SSL装置，其中通过缩减电力供应输出电压与输入电压之间的差而实现更好的性能。一种实现LED中的高输入电压的常规技术为将多个LED裸片串联耦合为阵列。在某些实施例中，个别SSL裸片可包含串联耦合的一个以上LED结。

图1A为被展示为具有两个串联结的常规高电压SSL装置10的横截面图，且图1B为所述常规高电压SSL装置10的俯视平面图。如图1A及1B所展示，高电压SSL装置10包含衬底20，衬底20承载通过绝缘材料12而彼此电隔离的多个LED结构11(被个别地识别为第一LED结构11a及第二LED结构11b)。每一LED结构11a、11b具有活性区域14，例如，含有氮化镓/氮化铟镓(GaN/InGaN)多量子阱(“MQW”)，活性区域14定位于P型GaN 15与N型GaN 16掺杂材料之间。高电压SSL装置10还包含呈侧向配置的在P型GaN 15上的第一接触件17及在N型GaN16上的第二接触件19。个别SSL结构11a、11b是通过凹口22而分离，N型GaN 16的一部分是通过凹口22而暴露。互连件24通过凹口22串联电连接两个邻近SSL结构11a、11b。

在操作中，电力经由接触件17、19提供给SSL装置10，从而致使活性区域14发射光。通过将若干高电压SSL装置安装到单个电路板(例如，LED封装阵列)以传递较高通量，可在组装级下实现较高光输出。典型阵列包含可串联耦合、并联耦合或以串联及并联耦合封装的组合而耦合的许多LED封装。举例来说，可通过将若干常规高电压SSL装置10配线为并联配置而实现高电压。高电压SSL装置的阵列可为有利之处在于包含在所述阵列中的LED封装的数目独立于总封装电压(第2012/0161161号美国专利公开案，其全文是以引用方式并入本文中)。然而，尽管光输出改善且通量传递较高，但并有图1A及1B的SSL装置10的阵列仍遭受结故障，这可造成芯片可用性、劣化的问题，且产生跨所述阵列中的个别耦合SSL装置的高偏压变化。举例来说，个别LED结构11a可出故障、变为开路或变为短路，从而造成剩余LED结构11b以及其它串联耦合或并联耦合的裸片出故障、缩减性能或丧失稳定性。因此，仍需要有助于封装且具有改善的性能及可靠性的高电压LED、高电压LED阵列及其它固态装置。

发明内容