Un dispositivo emisor de luz que comprende una pluralidad de diodos emisores de luz con base GaN (1) formados monolíticamente en una configuración bidimensional provista de un número par de filas sobre un sustrato aislante (10),

en el que la pluralidad de diodos emisores de luz (1) forma dos grupos provistos de igual número de diodos emisores de luz (1), en el que dentro de cada uno de los dos grupos los diodos emisores de luz (1) están conectados eléctricamente en serie para formar una red de diodos emisores de luz y las dos redes de diodos emisores de luz están eléctricamente conectadas en paralelo entre dos electrodos (32) de modo que las dos redes de diodos emisores de luz presenten polaridad opuesta, caracterizado por que las dos redes de diodos emisores de luz están colocadas en una configuración bidimensional en zigzag situando los diodos emisores de luz (1) dentro de cada una de las dos redes de diodos emisores de luz en una línea curvada en zigzag de filas y situando alternativamente las dos redes de diodos emisores de luz de manera que las dos redes de diodos emisores de luz presenten filas formadas entre las filas de la otra red de diodos emisores de luz

Dispositivo emisor de luz provisto de diodos emisores de luz.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo emisor de luz en el que se forma una pluralidad de diodos emisores de luz sobre un sustrato.

Antecedentes

Cuando se utiliza como indicador un medio emisor de luz tal como un diodo emisor de luz (LED) o similar, las condiciones típicas de uso son aproximadamente de 1 V a 4 V para la tensión de mando y aproximadamente 20 mA para el control de corriente. Con el reciente desarrollo de los LEDs de longitud de onda corta que utilizan un semiconductor compuesto con base GaN y la comercialización de fuentes luminosas sólidas de color integral, color blanco, etc, se ha contemplado la aplicación de LEDs en el campo de la iluminación. Cuando se utiliza un LED para iluminar, pueden existir casos en los que el LED es usado en condiciones diferentes de las anteriormente descritas de 1 V - 4 V de tensión de mando y 20 mA de control de corriente. Como consecuencia de ello, se han tomado medidas para permitir que una corriente mayor circule a través de los LEDs y para incrementar el flujo de emisión lumínica. Para conseguir una mayor circulación de corriente debe aumentarse un área de una unión pn del LED con objeto de reducir la densidad de corriente.

Cuando se utiliza el LED como fuente lumínica para iluminar, es conveniente usar una fuente eléctrica AC y permitir su utilización con una tensión de mando de 100 V o superior. Además, si se desea el mismo flujo de emisión lumínica con el suministro de la misma cantidad de energía, la pérdida de energía de energía puede reducirse mediante la aplicación de un alto voltaje manteniendo al mismo tiempo un valor de corriente bajo. En los LEDs de la técnica conexa, sin embargo, no es siempre posible incrementar la tensión de mando.

El documento JP2001307506 describe un dispositivo emisor de luz que comprende una pluralidad de diodos emisores de luz con base GaN formados monolíticamente con una configuración bidimensional provista de un número par de filas sobre un sustrato aislante, en el que la pluralidad de diodos emisores de luz forma dos grupos compuestos por un mismo número de diodos emisores de luz, en el que dentro de cada uno de los dos grupos los diodos emisores de luz están conectados eléctricamente en serie para formar una red de diodos emisores de luz y las dos redes de diodos emisores de luz están conectadas eléctricamente en paralelo entre dos electrodos de modo que las dos redes de diodos emisores de luz presenten polaridades opuestas.

Divulgación de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo emisor de luz que pueda funcionar con una elevada tensión de mando.

Según un aspecto de la presente invención se realiza un dispositivo emisor de luz compuesto por una pluralidad de diodos emisores de luz con base GaN formados monolíticamente en una configuración bidimensional provista de un número par de filas sobre un sustrato aislante, en el que la pluralidad de diodos emisores de luz forma dos grupos compuestos por el mismo número de diodos emisores de luz, en el que dentro de cada uno de los dos grupos los diodos emisores de luz están conectados eléctricamente en serie para formar una red de diodos emisores de luz y las dos redes de diodos emisores de luz están conectadas eléctricamente en paralelo entre dos electrodos de modo que las dos redes de diodos emisores de luz presenten polaridades opuestas, donde las dos redes de diodos emisores de luz están dispuestas en una configuración bidimensional en zigzag mediante la disposición de los diodos emisores de luz dentro de cada una de las dos redes de diodos emisores de luz en una línea curva en zigzag de filas y la disposición alternada de las dos redes de diodos emisores de luz de modo que las dos redes de diodos emisores de luz presentan filas formadas entre las filas de la otra red de diodos emisores de luz.

Según otro aspecto de la presente invención, es preferible que, en el dispositivo emisor de luz, la pluralidad de diodos emisores de luz estén conectados mediante líneas aéreas en puente.

Según otro aspecto de la presente invención, es preferible que, en el dispositivo emisor de luz, la pluralidad de diodos emisores de luz estén separados eléctricamente a través de zafiro, el cual se usa como sustrato.

Según otro aspecto de la presente invención, es preferible que, en el dispositivo emisor de luz, cada uno de los diodos emisores de luz y de los electrodos tengan una forma planar aproximadamente cuadrada o triangular.

Según otro aspecto de la presente invención, es preferible que, en el dispositivo emisor de luz, la forma general de la pluralidad de diodos emisores de luz y de los electrodos sea aproximadamente cuadrada.

Según otro aspecto de la presente invención, es preferible que, en el dispositivo emisor de luz, los dos electrodos sean electrodos para el suministro eléctrico de corriente alterna.

Según otro aspecto de la presente invención, es preferible que, en el dispositivo emisor de luz, los dos grupos de redes de diodos emisores de luz dispongan de un electrodo tipo n en común.

En la presente invención, una pluralidad de diodos emisores de luz resultan formados monolíticamente, es decir, se forman sobre el mismo sustrato, y están conectados en serie. Con esta estructura, la presente invención permite una alta tensión de mando. Mediante la conexión de una pluralidad de diodos emisores de luz en una dirección, es factible una excitación por corriente continua. Mediante la agrupación de la pluralidad de diodos emisores de luz en dos grupos y la conexión de los dos grupos entre electrodos de modo que los dos grupos de diodos emisores de luz (redes de diodos emisores de luz) presenten polaridades opuestas entre sí, es posible permitir además una excitación por corriente alterna. El número de diodos en los grupos es el mismo.

Existen disponibles varios métodos para disponer o colocar de manera bidimensional una pluralidad de diodos emisores de luz, y es deseable un método que minimice el área ocupado en el sustrato. Por ejemplo, disponiendo los dos grupos de redes de diodos emisores de luz en una configuración en zigzag, es decir, disponiendo una pluralidad de diodos emisores de luz en una línea curva y disponiendo de forma alterna las redes de diodos emisores de luz, el área de sustrato puede ser utilizado eficientemente y pueden conectarse un gran número de diodos emisores de luz. Cuando las dos redes de diodos emisores de luz están situadas de forma alterna, puede producirse el cruce de parte de las líneas. Es posible evitar de manera efectiva los cortocircuitos en la partes que se cruzan conectando los diodos emisores de luz mediante líneas aéreas en puente. Las formas de los diodos emisores de luz y de los electrodos son ilimitadas. Dando forma planar a los diodos emisores de luz y a los electrodos, por ejemplo, aproximadamente cuadrada, la forma general resultante es aproximadamente cuadrada, lo cual permite el uso de una estructura de montaje estándar. Es también posible utilizar una forma diferente de la del cuadrado, por ejemplo, un triángulo, para los diodos emisores de luz y los electrodos, para crear una forma aproximadamente cuadrada como forma general mediante la combinación de triángulos, y, en consecuencia, es posible utilizar de igual modo una estructura de montaje estándar.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama que muestra una estructura básica de un diodo emisor de luz (LED).

La Fig. 2 es un diagrama de circuito equivalente de un dispositivo emisor de luz.

La Fig. 3 es una vista en planta de dos LEDs.

La Fig. 4 es una vista transversal a lo largo de una línea IV-IV de la Fig. 3.

La Fig. 5 es otro diagrama de circuito equivalente de un dispositivo emisor de luz.

La Fig. 6 es un diagrama explicativo de una estructura en la que 40 LEDs se encuentran dispuestos en una configuración bidimensional.

La Fig. 7 es un diagrama de circuito de la estructura mostrada en la Fig. 6.

La Fig. 8 es un diagrama explicativo de una estructura en la que 6 LEDs se encuentran dispuestos en una configuración bidimensional.

La Fig. 9 es un diagrama de circuito de la estructura mostrada en la Fig. 8.

La Fig. 10 es un diagrama explicativo de una estructura en la que 14 LEDs se encuentran dispuestos en una configuración bidimensional.

1. Un dispositivo emisor de luz que comprende una pluralidad de diodos emisores de luz con base GaN (1) formados monolíticamente en una configuración bidimensional provista de un número par de filas sobre un sustrato aislante (10), en el que la pluralidad de diodos emisores de luz (1) forma dos grupos provistos de igual número de diodos emisores de luz (1), en el que dentro de cada uno de los dos grupos los diodos emisores de luz (1) están conectados eléctricamente en serie para formar una red de diodos emisores de luz y las dos redes de diodos emisores de luz están eléctricamente conectadas en paralelo entre dos electrodos (32) de modo que las dos redes de diodos emisores de luz presenten polaridad opuesta, caracterizado por que

las dos redes de diodos emisores de luz están colocadas en una configuración bidimensional en zigzag situando los diodos emisores de luz (1) dentro de cada una de las dos redes de diodos emisores de luz en una línea curvada en zigzag de filas y situando alternativamente las dos redes de diodos emisores de luz de manera que las dos redes de diodos emisores de luz presenten filas formadas entre las filas de la otra red de diodos emisores de luz.

2. El dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de diodos emisores de luz (1) están conectados mediante líneas aéreas en puente (28).

3. El dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de diodos emisores de luz (1) están separados eléctricamente por zafiro, el cual es usado como sustrato (10).

4. El dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el que cada unos de los diodos emisores de luz (1) y los electrodos (32) presentan una forma sustancialmente planar cuadrada.

5. El dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el que cada uno de los diodos emisores de luz (1) y los electrodos (32) presentan una forma planar triangular.

6. El dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el que una forma general de la pluralidad de diodos emisores de luz (1) y de los electrodos (32) es sustancialmente cuadrada.

7. El dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el que los dos electrodos (32) son electrodos de suministro eléctrico por corriente alterna.

8. El dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el que al menos dos diodos de diferentes grupos de redes de diodos emisores de luz presentan un electrodo común de tipo n (24).