[發明專利]固態照明部件

無效

• 申請號: 201210492856.6
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN103022024A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 托馬斯·袁;貝恩德·凱勒;詹姆斯·艾貝森;埃里克·塔爾薩;杰拉爾德·內格利
• 申請（專利權）人: 克利公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/48;H01L33/58
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

本申請是分案申請，其原案申請的申請號為200980125244.X，申請日為2009年3月13日，發明名稱為“固態照明部件”。

技術領域

本發明涉及用于固態照明的方法，更具體地，涉及包括多個照明元件的緊湊型單塊固態燈。

背景技術

發光二極管（LED）是將電能轉換為光的固態器件，且通常包括一個或多個夾在反向摻雜層之間的半導體材料活性層。當橫跨該摻雜層施加偏壓時，空穴及電子被注入活性層，在該活性層處空穴及電子重新組合以產生光。光從該活性層發射，進而從LED的所有表面發射。

為了將LED芯片用于電路或其它類似配置中，已知將LED芯片封閉于封裝中以提供環境和/或機械保護、顏色選擇、光聚焦等。LED封裝還包含電導線、觸點或跡線以將LED封裝電連接至外部電路。在圖la示出的典型LED封裝10中，單個LED芯片12通過焊料接合或導電環氧樹脂安裝于反射杯13上。一個或多個導線接合11將LED芯片12的電阻觸點連接至引線15A和/或15B，該引線可附至反射杯13或與反射杯整合在一起。該反射杯可填充有密封劑材料16，該材料可含有波長轉換材料（例如，磷光體）。由LED以第一波長發射的光可能被磷光體吸收，磷光體能夠以第二波長響應地發射光。接下來，該整個組件密封于透明保護性樹脂14中，該透明保護性樹脂可以被塑造為透鏡形狀以校準自LED芯片12發射的光。雖然反射杯13可在向上方向上引導光，但光學損耗可能在光被反射時發生（即，由于實際反射器表面小于100%的反射率，因此一些光可被反射杯吸收）。另外，對于例如圖la中所示的封裝10的封裝而言，熱滯留可能是一個問題，原因在于可能難以通過引線15A、15B抽取熱。

圖lb中所示的傳統LED封裝20可能更適于可產生更多熱的高功率運行。在LED封裝20中，一個或多個LED芯片22安裝至載體上，諸如印刷電路板（PCB）載體、基板或子安裝座23。安裝于子安裝座23上的金屬反射器24圍繞LED芯片22并將LED芯片22發射的光反射離封裝20。反射器24也向LED芯片22提供機械保護。在LED芯片22上的歐姆觸點與子安裝座23上的電跡線25A、25B之間構成一個或多個引線結合連接11。然后，以密封劑26覆蓋所安裝的LED芯片22，該密封劑可向該芯片提供環境及機械保護，同時也用作透鏡。金屬反射器24通常通過焊料或環氧樹脂結合附至載體。

用于固態照明應用的典型LED部件試圖通過以盡可能高的電流且以對單獨LED典型的低電壓來運行單個LED芯片來實現高光輸出。對于較高功率的運行而言，也可能難以轉移、耗散由LED芯片22產生的熱。子安裝座23可能是由諸如在傳導熱方面無效的陶瓷材料制成。來自LED芯片的熱進入位于該LED芯片下方的子安裝座，但并不自該LED下方有效地橫向散布。增加的熱可導致該封裝的故障或使用壽命縮短。

在該系統等級處，高電流運行需要相對昂貴的驅動器來為這些部件提供恒定DC電流源。替代地，以較低電流及較高電壓運行SSL部件將提供較低成本驅動器解決方案并且最終降低系統成本。當前，其是通過在電路板層級處串聯裝配多個具有合適的額定電流的LED部件來達成。單獨部件的高成本超過這種解決方案的較低驅動器成本。當前LED封裝（例如，由Cree有限公司提供的LED）可在輸入功率水平方面受到限制且對于一些情形而言范圍為0.5瓦特至4瓦特。許多這些傳統LED封裝結合一個LED芯片且通過將數個LED封裝安裝至單個電路板上以組裝等級來達成較高光輸出。圖2示出了一個這樣的分布式集成LED陣列30的截面圖，其包括多個安裝至基板或子安裝座34以實現較高光通量的LED封裝32。典型陣列包含許多LED封裝，其中為易于理解，圖2僅顯示兩個LED封裝。可替換地，已通過利用腔陣列提供較高通量部件，其中單個LED芯片安裝于每個腔中。（例如，由Lamina有限公司提供的TitanTurbo^TM?LED光引擎）。

這些LED陣列解決方案沒有期望的小型，原因在于其在毗鄰LED封裝與腔之間提供經延伸的不發光“死空間”。該死空間提供較大裝置，且可以限制通過單個緊湊光學元件（像校準透鏡或反射器）來使輸出光束成形為一特定角分布的能力。這使得難以提供在現有燈的形狀因素或甚至較小形狀因素內提供經引導或經校準的光輸出的固態照明照明器具的構造。這些情形在提供結合有自小光學源以1000流明及較高范圍遞送光通量水平的LED部件的小型LED燈結構方面提出挑戰。