[发明专利]高电压固态转换器及其相关系统和方法

说明书

技术领域

本技术涉及固态转换器(“SST”)。特定来说，本技术涉及高电压SST及其相关系统和方法。

背景技术

移动电话、个人数字助理(“PDA”)、数码相机、MP3播放器及其它电子装置将发光二极管(“LED”)、有机发光二极管(“OLED”)、聚合物发光二极管(“PLED”)及其它SST装置用于背光照明。SST装置也被用于招牌、室内照明、户外照明及其它类型的一股照明。图1A为具有侧向接触件的常规LED装置10a的横截面图。如图1A中所展示，LED装置10a包含衬底20，其承载具有作用区14(其(例如)含有定位于N型GaN15与P型GaN16之间的氮化镓/氮化铟镓(GaN/InGaN)多量子阱(“MQW”))的LED结构11。LED装置10a还包含在P型GaN16的前表面上的第一接触件17及在N型GaN15的前表面上与第一接触件17侧向隔开的第二接触件19。第一接触件17通常包含透明且导电材料(例如氧化铟锡(“ITO”))以允许光从LED结构11逸出。

图1B为另一常规LED装置10b的横截面图，其中第一接触件17与第二接触件19以(例如)垂直配置而非侧向配置彼此相对。在LED装置10b的形成期间，N型GaN15、作用区14及P型GaN16依序堆叠于与图1A中所展示的衬底20类似的生长衬底(图中未展示)上。第一接触件17形成于P型GaN16上，且载体衬底21附接到第一接触件17。接着，移除生长衬底且使第二接触件19形成于N型GaN15上。接着，翻转结构以产生图1B中所展示的定向。LED装置10b的前表面处的N型GaN15提供比P型GaN16更佳的电流散布。垂直LED装置10b还具有增强光提取及热性质，且相应地具有比图1A的侧向LED装置10a更高的效率。

典型LED具有比与所述LED一起使用的电力供应器相对更低的正向结电压(或内建电压)。例如，基于氮化镓/氮化铟镓(GaN/InGaN)的LED裸片通常以约3伏特直流电(“DC”)的正向结电压操作且基于磷化铝铟镓(AlInGaP)的LED裸片通常具有约2伏特DC的正向结电压，而许多电力供应器以48伏特交流电(“AC”)、120伏特AC、60伏特DC等等操作。因此，电力供应器通常包含AC/DC整流器、DC/DC转换器、功率调节器、驱动器及/或其它合适组件来以合适电压电平将电力供应到LED裸片。然而，当输出电压与输入电压之间的差值较小时，电力供应器及其相关组件更有效率地操作。相应地，高电压LED(例如24伏特、60伏特等等)优选地与高电压电力供应器一起使用以增强LED系统的总效率。

通过将若干侧向LED裸片(例如图1A的侧向LED装置10a)串联耦合在一起来制造常规高电压LED。例如，可将各自具有3伏特正向结电压的二十个侧向LED裸片串联耦合来以60伏特的组合正向结电压操作。然而，侧向LED具有若干性能限制。例如，参考图1A，侧向LED装置10a的前表面处的P型GaN16本身不提供电流散布，因此，电流及光集中于第一接触件17下方。为增加横跨侧向LED装置10的电流散布，第一接触件17必须被加厚且在P型GaN16的较大部分上延伸以使第一接触件17较不透明且减少从LED装置10a的光提取。此外，侧向LED通常具有不良热特性及低总效率。因此，需要具有增强效率及性能的高电压LED及其它高电压SST。

附图说明

可参考以下图式而更好地理解本发明的许多方面。图式中的组件未必按比例绘制。相反，重点在于清楚地说明本发明的原理。此外，在图式中，相同参考数字标示全部若干视图及/或实施例中的对应部件。

图1A为根据现有技术而配置的LED装置的部分示意横截面图。

图1B为根据现有技术而配置的另一LED装置的部分示意横截面图。

图2A及2B分别为根据本技术的实施例而配置的具有内埋接触件的多结SST装置的部分示意俯视图及横截面图。

图3A到3C为根据本技术的另一实施例而配置的具有内埋接触件的多结SST装置的部分示意俯视图及横截面图。

图4为根据本技术的实施例而配置的具有垂直接触件的多结SST装置的部分示意横截面图。

图5为根据本技术的另一实施例而配置的具有垂直接触件的多结SST装置的部分示意横截面图。

图6A到6C为说明根据本技术的实施例的图2A及2B的多结SST装置的形成过程的部分示意横截面图。