[发明专利]发光器件阵列

说明书

相关申请

本申请要求2009年10月1日提交的美国临时申请第61/247,862号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及发光器件以及相关部件、处理、系统和方法。

背景技术

发光二极管(LED)通常可以以比白炽光源和/或荧光光源更高效的方式提供光。与LED相关联的较高功率效率已在多种照明应用中引起了使用LED来取代传统光源的关注。例如，在某些情况下，将LED用作交通灯以及用于照亮移动电话键盘和显示器。

通常，LED由多个层构成，其中至少一部分层由不同的材料形成。一般，针对层所选择的材料和厚度确定LED发出的光的波长。另外，可以选择层的化学成分以尽力隔离注入区域(通常称为量子阱)中的电荷载流子，从而相对高效地转换为光功率。一般，在量子阱生长的结的一侧的层掺杂有导致高电子浓度的施主原子(这样的层通常称为n型层)，并且在相对侧的层掺杂有导致相对高空穴浓度的受主原子(这样的层通常称为p型层)。

用于制备LED的常用方法如下。以晶片的形式来制备材料层。通常，使用诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)的外延沉积技术来形成层，其中在生长衬底上形成初始沉积层。然后，将层暴露于各种蚀刻和金属化技术，以形成用于电流注入的接触部，随后将晶片切割成单独的LED芯片。通常，LED芯片是封装好的。

在使用期间，电能通常注入LED中、然后被转换成电磁辐射(光)，其中的一部分电磁辐射(光)是从LED提取的。

传统的系统可以被配置成使得发光器件阵列包括具有相等发射面积并且通常具有相同的发光器件表面的纵横比的发光器件。例如，对于四个发光器件的阵列，其中每个发光器件均具有12mm²的发射面积和为3×4的发光器件表面的纵横比。这样的系统可具有非最优的发射效率，尤其是在通过选择具有特定色点或色度的每个发光器件并且同时最大化光输出来产生具有特定颜色的光发射时。

图3、图3A和图3B示出了现有技术中所采用的用于多芯片阵列的示例性发光器件(LED)裸片取向。图3示出了包括布置成单行的两个LED 102和104的发光器件阵列100。LED 102的发射面积等于LED 104的发射面积。图3A示出了包括布置成2×2矩阵(即，布置成两行两列)的四个LED 112、114、116和118的发光器件阵列110。该阵列被配置成使得阵列中的每个LED具有彼此相等的发射面积(LED 112的发射面积等于LED 114、LED 116和LED 118的发射面积)。图3B示出了包括布置成3×4矩阵(即，布置成三行四列)的十二个LED 122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133的发光器件阵列120。该阵列被配置成使得阵列中的每个LED均具有彼此相等的发射面积(LED 122的发射面积等于LED 123、124、125、126、127、128、129、130、131、132和133的发射面积)。

发明内容

本发明涉及发光器件阵列以及相关部件、系统和方法。

在一个实施例中，系统包括衬底和由衬底支撑的发光器件阵列。发光器件阵列被配置成使得该阵列中的至少一个发光器件具有与阵列中的其它发光器件的发射面积不同的发射面积。

在本发明的另一实施例中，系统包括衬底和由衬底支撑的发光器件阵列。该发光器件阵列的所有发光器件具有彼此不同的发射面积。

在本发明的另一实施例中，系统包括衬底和由衬底支撑的发光器件阵列。发光器件阵列包括发射面积不相等的两个发光器件。阵列可以由红色发光器件、绿色发光器件、蓝色发光器件、白色发光器件、UV发光器件或其组合构成。

在本发明的另一实施例中，系统包括衬底和由衬底支撑的发光器件阵列。发光器件阵列包括三个发光器件。该阵列可以由红色LED、绿色LED、蓝色LED、白色LED、UV LED或其组合构成。发光器件阵列被配置成使得两个发光器件具有相等的发射面积，而另一发光器件具有与所述两个发光器件的发射面积不同的发射面积。三个发光器件可以随机地布置，或者布置成具有两行两列的矩阵，或者布置成具有一行三列的矩形矩阵。