CN104737313A - 具有多元光源的led封装件以及具有平坦表面的密封剂 - Google Patents
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Abstract
公开了LED封装件，所述LED封装件是紧凑型并且有效地发光，并且可以包括具有平坦表面的密封剂，所述平坦表面在封装件密封剂内折射和/或反射光。所述封装件可以包括具有一个或多个LED的基板。在具有多个LED的封装件内，每个LED可以发射相同或不同波长的光。可以在至少部分LED和基板上包括覆盖物转换材料层。具有平坦表面的密封剂可以位于基板上，位于至少部分LED上方，所述平坦表面在封装件内造成光的全内反射。在密封剂内的TIR光可以到达转换材料，其中，可以全向性吸收和发射TIR光。与具有半球形密封剂的传统封装件相比，TIR光现在可以从密封剂中逸出，并且允许有效发射和更广泛的发射图案。
Description
本申请是美国专利申请序号13/649,067以及美国专利申请序号13/649,052的部分继续并且要求其利益，这两个申请于2012年10月10日提交，并且要求于2012年6月11日提交的美国临时专利申请序号61/658,271、于2012年6月15日提交的美国临时专利申请序号61/660,231以及于2012年9月2日提交的美国临时专利申请序号61/696,205的利益。
技术领域
本发明属于固态光发射器并且尤其属于具有多个LED的发光二极管(LED)封装件，所述封装件能够从具有更小的覆盖区域的装置中产生具有更宽的发射图案的高效光发射。
背景技术
通常使用白炽灯或基于灯丝的灯具或灯泡，作为居住和商业设施的光源。然而，这种灯具效率非常低的光源，消耗高达95％的输入能量，主要具有热能或红外能的形式。白炽灯(所谓的紧凑型荧光灯(CFL))的一个常见的替换物在将电力转换成光时更有效，但是需要使用有毒材料，这些有毒材料与其各种元件一起可以造成慢性和急性中毒并且可以造成环境污染。提高灯具或灯泡的效率的一种解决方案是使用固态装置(例如，发光二极管(一个或多个LED)，而非金属灯丝)来产生光。
发光二极管通常包括夹在相反掺杂层之间的半导体材料的一个或多个有源层。在掺杂层上应用偏置力时，将空穴和电子注入有源层内，其中，空穴和电子重新组合，以生成光。从有源层中并且从LED的各种表面中发射光。
为了在电路或其他相似的设置中使用LED芯片，众所周知，将LED芯片装入封装件内，以提供环境和/或机械保护、颜色选择、聚光等。LED封装件还包括电引线、触头或者轨迹，用于电连接LED封装件和外部电路。在图1中所示的典型的LED封装件10内，单个LED芯片12通过焊接或传导环氧安装在反射杯13上。一个或多个引线接合11连接LED芯片12的欧姆触头和引线15A和/或15B，这些引线可以连接至反射杯13或者与其构成一体。反射杯可以装有可以包含波长转换材料(例如，磷光体)的密封剂材料16。由LED发射的具有第一波长的光可以由磷光体吸收，该磷光体可以响应地发射具有第二波长的光。然后，整个组件封装在透明保护树脂14内，该树脂可以模制为具有透镜的形状，以校准由LED芯片12发射的光。虽然反射杯13可以在向上的方向引导光，但是在反射光时，可以发生光损耗(即，由于实际的反射器表面具有小于100％的反射率，所以反射杯可以吸收部分光)。此外，由于难以通过引线15A、15B提取热，所以保温性可以是封装件的问题，例如，在图1中所示的封装件10。
在图2中所示的传统的LED封装件20可以更适合于可以生成更多热量的高功率操作。在LED封装件20中，一个或多个LED芯片22安装在载体上，例如，印刷电路板(PCB)载体、衬底或基板23。安装在基板23上的金属反射器24包围LED芯片22并且反射由远离封装件20的LED芯片22发射的光。反射器24还为LED芯片22提供机械保护。在LED芯片22上的欧姆触点与在基板23上的电气轨迹25A、25B之间进行一个或多个引线接合连接27。然后，安装的LED芯片22覆盖有密封剂26，该密封剂可以为芯片提供环境和机械保护，同时还用作透镜。金属反射器24通常通过焊料或环氧粘合剂连接至载体。
LED芯片(例如，在图2的LED封装件20中找出的芯片)可以被包括一个或多个磷光体的转换材料所涂覆，以使得磷光体吸收至少部分LED光。LED芯片可以发射不同波长的光，以便发射LED的光和磷光体的组合。LED芯片可以使用多种不同的方法来涂有磷光体，在由Chitnis等人所有的并且题为“Wafer Level Phosphor Coating Method and DevicesFabricated Utilizing Method”的美国专利申请序号11/656,759和11/899,790中，描述了一种合适的方法。或者，使用其他方法(例如，电泳沉积法(EPD))，可以涂覆LED，在由Tarsa等人所有的题为“Close LoopElectrophoretic Deposition of Semiconductor Devices”的美国专利申请号11/473,089中，描述了一种合适的EPD方法。
在图3中所示的另一种传统的LED封装件30在基板34上包括LED32，在其上形成了半球形透镜36。可以通过可以转换LED的所有或大部分光的转换材料，涂覆LED 32。半球形透镜36被设置为尽可能减少光的全内反射。与LED 32相比，使透镜比较大，以便LED 32接近在透镜之下的点光源。结果，尽可能增大到达透镜36的表面的LED光的量，以尽可能增大首先从透镜36中发射的光量。这可以造成较大的装置，其中，尽可能增大从LED到透镜的边缘的距离，并且基板的边缘可以朝外延伸超过密封剂的边缘。而且，这些装置总体上产生对于宽发射区域应用并非始终理想的朗伯发射图案(pattern)。在部分传统的封装件中，发射轮廓(profile)可以解决120度半极大处全宽度(full width at half maximum，半高宽)(FWHM)。
还研制了利用与和LED分离或者远离LED的转换材料相结合的固态光源(例如，LED)的灯具。在由Tarsa等人所有的题为“High Output RadialDispersing Lamp Using a Solid State Light Source”的美国专利号6,350,041中，公开了这种设置。在本专利内描述的灯具可以包括固态光源，该固态光源通过分离器将光传输给具有磷光体的分散器。分散器可以在期望的图案中分散光和/或通过磷光体或其他转换材料将至少部分光转换成不同的波长来改变其颜色。在部分实施方式中，分离器使光源与分散器隔开充分的距离，以便在光源携带室内照明所需要的更高电流时，光源的热量不会传输给分散器。在Negley等人所有的题为“Lighting Device”的美国专利号7,614,759，描述了额外的远程磷光体技术。
发明内容
本发明总体上涉及发射器或LED封装件，其为紧凑型并且有效地发射光，并且可以包括具有平坦表面的密封剂，所述平坦表面在封装件密封剂内折射和/或反射光。在部分实施方式中，所述封装件还可以包括具有一个LED的基板，而其他实施方式可以包括多个LED。在单LED的实施方式中，覆盖物(blanket)转换材料层可以覆盖LED，并且在多LED的实施方式中，覆盖物转换材料层可以位于一个或多个LED上。覆盖物转换材料还可以覆盖至少一部分基板。密封剂可以位于基底上，位于LED上方，并且位于至少一部分覆盖物转换材料上方。由于(例如)平坦表面或其他形状的密封剂表面的全内反射，所以在密封剂内反射的部分光会到达转换材料，其中，可以全向性散射或吸收、转换并且然后发射光。这允许发射光，以便现在从密封剂中逸出。在与具有半球形密封剂或透镜的传统封装件相比时，这允许具有有效发射和更宽广的发射轮廓。
在某些实施方式中，LED封装件提供更高的芯片面积与LED封装件面积的比率。通过使用具有平坦表面的密封剂，LED封装件可以在各种封装件特征之间提供独特的尺寸关系，在不同的应用(例如，用于代替线性荧光灯的线性LED灯)中使用封装件时，能够具有更大的灵活性。根据本发明的不同LED封装件可以具有不同的形状，例如，矩形，并且可以具有比高度更大的宽度。不同的实施方式可以提供独特的尺寸关系，这些关系可以包括：密封剂高度、宽度以及与LED芯片的边缘相距的距离、在多芯片实施方式中在LED芯片之间的距离、LED外延区域对封装件区域、每个封装件覆盖区域具有更宽的发射图案、每个封装件覆盖区域具有更多的光输出功率、由封装件发射的不同颜色的提高的混合或混配或均匀性。
在某些LED或发射器封装件实施方式中，可以提供覆盖物转换材料层，作为包括具有转换材料的粘合剂的层。在其他实施方式中，可以在密封剂内提供转换材料，所述转换材料占据并非所有密封剂。换言之，一部分密封剂可以具有转换材料，而密封剂的剩余部分没有转换材料。
根据本发明的发射器封装件的部分实施方式可以包括在基板上的一个或多个固态光源。在固态光源和所述基板上方包括密封剂，密封剂具有一个或多个平坦表面。密封剂还具有占据并非所有密封剂的转换材料
根据本发明的不同发射器和LED封装件可以使用具有不同的尺寸、形状以及特征的不同光源。根据本发明的发射器封装件的部分实施方式包括安装在基板上的一个或多个LED以及在至少一个LED上的基板上方的覆盖物转换材料层。在基板上包括密封剂，密封剂具有一个或多个平坦表面。至少一个LED具有几何形状，该几何形状具有对着密封剂的至少一个表面至少部分倾斜的一个或多个表面。
根据本发明的发射器封装件的其他实施方式包括安装在基板上的一个或多个LED，在基板上具有密封剂。密封剂可以具有一个或多个平坦表面。在基板和至少一个LED上方还包括覆盖物转换材料层，其中，至少一个LED具有织纹表面。
根据本发明的发射器封装件的另一个实施方式包括安装在基板上的一个或多个LED。可以在基板上包括密封剂，密封剂具有一个或多个平坦表面。可以在所述基板和至少一个LED上方包括覆盖物转换材料层，其中，至少一个LED具有蓝宝石衬底。
通过以下详细描述以及通过实例说明本发明的特征的附图，本发明的这些和其他方面和优点显而易见。
附图说明
图1示出了先有技术LED封装件的一个实施方式的剖视图；
图2示出了先有技术LED封装件的另一个实施方式的剖视图；
图3示出了先有技术LED封装件的又一个实施方式的剖视图；
图4为根据本发明的LED封装件的一个实施方式的顶部透视图；
图5为在图4中所示的LED封装件的底部透视图；
图6为在图4中所示的LED封装件的侧视图；
图7为在图4中所示的LED封装件的另一个侧视图；
图8为在图4中所示的LED封装件的顶视图；
图9为在图4中所示的LED封装件的底视图；
图10为在图4中所示的LED封装件的另一个顶视图，示出了其尺寸的一个实施方式；
图11为在图4中所示的LED封装件的另一个侧视图，示出了其尺寸的一个实施方式；
图12为在图4中所示的LED封装件的另一个顶视图，示出了其尺寸的一个实施方式；
图13为在图4中所示的LED封装件的另一个透视图；
图14示出了可以供根据本发明的LED封装件使用的焊盘的一个实施方式；
图15示出了可以供根据本发明的LED封装件使用的轨迹布局的一个实施方式；
图16为传统的LED载体带的顶视图；
图17为根据本发明的LED封装件的一个实施方式的剖视图；
图18为根据本发明的LED封装件的一个实施方式的发射轮廓图；
图19为根据本发明的LED封装件的一个实施方式的色温轮廓图；
图20为根据本发明的LED封装件的一个实施方式的顶部透视图；
图21为在图20中所示的LED封装件的底部透视图；
图22到25为在图20中所示的LED封装件的侧视图；
图26为在图20中所示的LED封装件的顶视图；
图27为在图20中所示的LED封装件的底视图；
图28为根据本发明的LED封装件的一个实施方式的顶部透视图；
图29为在图28中所示的LED封装件的底部透视图；
图30到33为在图28中所示的LED封装件的侧视图；
图34为在图28中所示的LED封装件的顶视图；
图35为在图28中所示的LED封装件的底视图；
图36为根据本发明的基板的一个实施方式的顶视图；
图37为根据本发明的基板的一个实施方式的顶视图；
图38为根据本发明的基板的另一个实施方式的顶视图；
图39为根据本发明的基板的另一个实施方式的顶视图；
图40为根据本发明的基板的另一个实施方式的顶视图；
图41为根据本发明的基板的又一个实施方式的顶视图；
图42为根据本发明的密封剂模具的一个实施方式的顶视图；
图43为根据本发明的LED封装件的又一个实施方式的顶视图；
图44为在图43中所示的LED封装件的侧视图；
图45为在图43中所示的LED封装件的底视图；
图46为在图43中所示的LED封装件的透视图；
图47为示出用于根据本发明的基于LED的荧光替换管的性能特征的示图；
图48为示出用于根据本发明的基于LED的荧光替换管的性能特征的另一个示图；
图49为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图50为在图49中所示的LED封装件的侧视图；
图51为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图52为在图51中所示的LED封装件的侧视图；
图53为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图54为在图53中所示的LED封装件的侧视图；
图55为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图56为在图55中所示的LED封装件的侧视图；
图57为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图58为在图57中所示的LED封装件的侧视图；
图59为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图60为在图59中所示的LED封装件的侧视图；
图61为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图62为在图61中所示的LED封装件的侧视图；
图63为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图64为在图63中所示的LED封装件的侧视图；
图65为根据本发明的LED封装件的一个实施方式的顶部透视图；
图66为在图65中所示的LED封装件的底部透视图；
图67为在图65中所示的LED封装件的顶视图；
图68为在图65中所示的LED封装件的另一个侧视图；
图69为在图65中所示的LED封装件的底视图；
图70为在图65中所示的LED封装件的侧视图；
图71为根据本发明的LED封装件的另一个发射轮廓图；
图72为根据本发明的LED封装件的一个实施方式的色温轮廓图；
图73为示出具有不同的输入电流的根据本发明的不同LED封装件的光通量的示图；
图74为示出具有不同的输入电流的根据本发明的不同LED封装件的功效的示图；
图75为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图76为在图75中所示的LED封装件的底部透视图；
图77为在图75中所示的LED封装件的顶视图；
图78为在图75中所示的LED封装件的另一个侧视图；
图79为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图80为在图79中所示的LED封装件的底部透视图；
图81为在图79中所示的LED封装件的顶视图；
图82为在图79中所示的LED封装件的侧视图；
图83为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图84为在图83中所示的LED封装件的底部透视图；
图85为在图83中所示的LED封装件的顶视图；
图86为在图83中所示的LED封装件的侧视图；
图87为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图88为在图87中所示的LED封装件的底部透视图；
图89为在图87中所示的LED封装件的顶视图；
图90为在图87中所示的LED封装件的侧视图；
图91为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图92为在图91中所示的LED封装件中的晶片粘接衬垫的顶视图；
图93为在图91中所示的LED封装件中的焊盘的顶视图；
图94为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图95为在图94中所示的LED封装件中的晶片粘接衬垫的顶视图；
图96为根据本发明的另一个基板的顶视图；
图97为根据本发明的另一个基板的顶视图；
图98为根据本发明的混合室的一个实施方式的剖视图；
图99为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图100为在图99中所示的LED封装件的侧视图；
图101为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图102为在图101中所示的LED封装件的侧视图；
图103为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图104为在图103中所示的LED封装件的侧视图；
图105为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图106为在图105中所示的LED封装件的侧视图；
图107为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图108为在图107中所示的LED封装件的侧视图；
图109为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图110为在图109中所示的LED封装件的侧视图；
图111为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图112为在图111中所示的LED封装件的侧视图；
图113为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图114为在图113中所示的LED封装件的侧视图；
图115为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；
图116为在图115中所示的LED封装件的侧视图；
图117为根据本发明的LED封装件的另一个实施方式的顶部透视图；以及
图118为在图117中所示的LED封装件的侧视图。
具体实施方式
本发明涉及具有光源的LED封装件结构的不同实施方式，该光源包括多个LED芯片。LED封装件可以通过不同的方式设置，并且比较小，同时具有效率、可靠并且划算。与具有半球形密封剂的相似LED封装件相比，根据本发明的部分实施方式可以通过相同或相似的效率发射，但是可以更小，并且制造更便宜。
通过将转换材料和密封剂设置和成形为利用在封装件内的光的全内反射(TIR)，根据本发明的封装件可以提供这些改进。即，密封剂可以成形，以便通过大于TIR的临界角的角度在封装件密封剂上入射的光可以朝着在封装件内的转换材料反射回，以便转换或“再循环”光。再循环的光全向性散射或者转换并且从转换材料中重新发射，以便部分转换的光重新引导并且可以通过小于临界角的角度到达密封剂的表面，并且从封装件中发射。通过将LED封装件设置为给这个光子提供反射光的再循环，例如，TIR光，可以给LED封装件提供更接近封装件光源的形状和尺寸的不同的密封剂形状和尺寸，并且光源的边缘可以更接近密封剂的边缘。
在部分实施方式中，LED封装件可以具有平坦表面，这些平坦表面在密封剂内产生一定量的TIR光。使用平坦表面，可以在不同的形状中提供更大的灵活性，可以使用这些形状，超过传统的半球形透镜，这些透镜通常被设置为尽可能减少TIR光，并且使用平坦表面，可以允许局域更紧凑的LED封装件。部分实施方式可以包括在基板上的一个或多个LED(“LED”)，其具有用于将电信号应用于所述一个或多个LED中的触头和轨迹。LED以及在LED周围的表面可以由一层转换材料覆盖。密封剂可以包括在LED和基板上方的具有立方体形状的透明材料。转换材料层可以是将LED的光转换成另一种颜色或波长的光的类型，并且转换层可以具有某个厚度和浓度，以便首先通过转换材料转换并非所有LED。
部分实施方式可以包括在基板上具有蓝色发射LED的LED封装件，在LED的表面和基板上方具有黄色转换材料层，转换材料层转换LED芯片的一部分蓝光。在LED以及基板上方可以包括立方体密封剂，在密封剂与LED/基板之间具有这层转换材料。与在传统的LED封装件内相比，根据本发明的封装件可以在相同的色点处包括更薄的磷光体层或更低的磷光体浓度，以便更多的蓝光首先穿过转换材料层。由于典型的转换层也散射和转换蓝光，所以这可以造成提高的封装件效率，这是因为更小厚度或浓度的转换层造成由LED发射的首次通过的蓝光更少地散射回LED内，其中，可以吸收该光。与传统的LED封装件相比，通过实现相似的颜色，但是具有更薄的或者更低的浓度转换层，在制造根据本发明制造的LED封装件时，还可以实现节省成本。转换材料的一部分蓝色和黄色光在临界角内到达密封剂的表面并且从LED封装件中发射。与具有半球形密封剂的传统LED封装件相比，更大百分比的蓝色和黄色光经受TIR，以便光在密封剂内反射。这产生在TIR之后最终到达转换材料的蓝色和黄色光；即，TIR再循环该光。蓝色TIR光照亮转换层的顶部，而LED的蓝光照亮转换层的底部表面，以便照亮转换层的两侧。由转换材料层提供的“覆盖物”效应限制蓝色和黄色光重新进入芯片内或者在基板上击打其他吸收区域。在光在封装件内经受TIR时，这减少了可能吸收的光的量。
在转换层转换蓝光，造成从转换材料层中全向性重新发射黄光。照亮转换材料层的两侧造成将TIR蓝光转换成全向性黄光。这提供了允许别的TIR光从封装件中逸出的机会更大这一优点。这个再循环还可以散射光，这可以造成比传统装置更宽的LED封装件发射图案，传统装置提供主要朗伯发射图案。这个散射还可以造成通过不同的视角减少色温的变化。
要理解的是，在其他实施方式中，转换材料层可以仅仅涂覆LED，使转换材料层不覆盖基板。对于多个LED实施方式，可以在不同的LED上包括不同的转换材料层。还要理解的是，在具有不同的转换材料层实施方式的其他实施方式中，不同的转换材料还可以涂覆部分或所有基板，这可以产生覆盖所有或部分基板的不同材料转换材料或者在基板的不同区域中的不同转换材料。因此，要理解的是，在不同的实施方式中，转换材料可以位于LED上，位于基板上和/或位于密封剂内。这些不同的实施方式还可以具有转换材料位置的不同组合。其他实施方式可以具有在LED、基板上和/或在密封剂内的多个磷光体。这些实施方式中的部分可以包括三个磷光体的混合物，例如，黄色(例如，YAG)、绿色(例如，LuAg)以及红色(例如，氮化物)。这是可用于不同的实施方式中的多个磷光体混合物的仅仅一个实例。
根据本发明的部分封装件实施方式可以包括具有密封剂的LED封装件，密封剂具有多个平坦表面，至少部分平坦表面设置为增强TIR。封装件的LED光源的光可以不太可能通过小于临界角的角度到达平坦表面并且可以经受TIR。平坦表面可以比较光滑，以便在临界角之外到达表面的光经受TIR，而不由物理或成形等特征重新引导或散射。LED光源以及周围的衬底和导电轨迹可以由一层覆盖物转换材料覆盖。TIR光可以朝着LED和衬底反射回，并且在衬底包括吸收表面的传统封装件中，可以吸收光。通过使用转换材料覆盖LED和周围的表面，TIR光可以散射或者转换并且再循环，以便在到达吸收表面之前，从LED封装件中发射，从而提高封装件效率。
根据本发明的LED封装件可以包括位于基板上的多个LED或者LED芯片，具有触头、粘接衬垫和/或轨迹，用于将电信号应用于所述一个或多个LED。多个LED可以发射相同颜色的光或者可以发射不同颜色的光，以便LED封装件从LED芯片中发射光的期望颜色的组合。LED可以设置有具有不同的图案的LED芯片，并且在部分实施方式中，LED芯片可以是发射可以使用的每个类型的相同颜色的相同类型，并且在其他实施方式中，可以使用额外的LED，这些LED产生额外颜色的光。在部分实施方式中，所有或部分LED芯片可以由转换材料覆盖，不覆盖其他LED芯片。通过使用发射一个或多个额外颜色的一个或多个LED和/或使其中的部分LED由波长转换材料覆盖，照明单元的显色指数(CRI)可以增大。如上所述并且如下面更详细地所述，转换材料层可以包括一个或多个转换材料，例如，磷光体，以提供期望的LED封装件发射，例如，具有期望的温度和CRI的白光。在发布的美国专利7,213,940中，可以找出使用发射不同波长的光的LED来产生实质上白光的进一步详细实例，该专利并入本文中，以作参考。
根据本发明的部分LED封装件可以包括由包括至少一个转换材料的转换材料层覆盖的第一组LED芯片。封装件还包括通过不同波长的光发射的一个或多个第二类型的LED芯片，转换材料不覆盖第二LED芯片。每个第一组LED芯片(如果照明的话)可以发射蓝光，蓝光具有在从430nm到480nm的范围内的主波长。转换材料层还可以由蓝光激发，可以吸收至少部分蓝光，并且可以重新发射具有在从大约555nm到大约585nm的范围内的主波长的光。这个光可以称为蓝转黄(BSY)光。转换材料层可以不覆盖第二LED芯片类型，并且如果通过电流通电，那么第二LED芯片类型可以发射具有在从600nm到650nm的范围内的主波长的红光或橙光。
由于第一和第二LED芯片发射光，所以LED封装件可以发射(1)离开第一组LED芯片的封装件的蓝光、(2)离开包括由转换材料层吸收的第一LED芯片的光的封装件并且然后重新发射的BSY光以及(3)离开在红色或橙色波长体制内的第二组LED芯片的照明装置的光的组合。在没有任何额外的光时，这可以在与主要发射器波长不同的1931CIE色度图上并且在由第一、第二LED芯片以及单独的转换材料成分的发射的x、y彩色坐标创建的多边形内，产生具有x、y坐标的光的LED封装件发射混合物。组合的光发射坐标可以在1931CIE色度图上限定在黑体轨迹上的至少一个点的10个麦克亚当椭圆内的点。在部分实施方式中，这个光组合还产生了具有x、y彩色坐标的光的子混合物，所述坐标在由第一、第二、第三、第四以及第五点限定的第一、第二、第三、第四以及第五连接的线段封闭的1931CIE色度图上限定在区域内的点。第一点可以具有0.32、0.40的x、y坐标，第二点可以具有0.36、0.48的x、y坐标，第三点可以具有0.43、0.45的x、y坐标，第四点可以具有0.42、0.42的x、y坐标，并且第五点可以具有0.36、0.38的x、y坐标。
根据本发明的不同封装件可以具有包括多个不同形状、尺寸以及特征的一个或多个LED。在部分封装件实施方式中，LED芯片可以具有织纹表面，而其他实施方式可以具有LED和密封剂，该密封剂可以成形，以便芯片具有彼此倾斜的表面。在另外的其他实施方式中，LED芯片可以由材料制成并且成形，以便LED芯片表面总体上与密封剂的表面平行。
如下面更详细地所述，密封剂可以包括具有平坦表面的多个不同的形状，并且在部分实施方式中，密封剂可以具有立方体的形状，并且可以包含在LED芯片和基板上方。转换材料层可以包含在密封剂与LED阵列和基板之间。在其他实施方式中，转换材料可以包含在密封剂内，但是形成在占据并非所有密封剂的一层区域内。在部分实施方式中，转换材料层可以在密封剂的下部分内形成在密封剂内，而在其他实施方式中，转换材料层可以形成为位于密封剂的底部或者附近的层。
与在传统的LED封装件内相比，根据本发明的LED封装件可以在相同的色点处包括更薄的磷光体层或更低的磷光体浓度，以便更多的蓝光首先穿过转换材料层。由于典型的转换层也散射和转换蓝光，所以这可以造成提高的封装件效率，这是因为更小厚度或浓度的转换层造成由LED发射的首次通过的蓝光更少地散射回LED内，其中，可以吸收该光。与传统的LED封装件相比，通过实现相似的颜色，但是具有更薄的或者更低的浓度转换层，在制造根据本发明制造的LED封装件时，还可以实现节省成本。转换材料的一部分蓝色和黄色光在临界角内到达密封剂的表面并且从LED封装件中发射。与具有半球形密封剂的传统LED封装件相比，更大百分比的蓝色和黄色光经受TIR，以便光在密封剂内反射。这产生在TIR之后最终到达转换材料的蓝色和黄色光；即，TIR再循环该光。蓝色TIR光照亮转换层的顶部，而LED的蓝光照亮转换层的底部表面，以便照亮转换层的两侧。由转换材料层提供的“覆盖物”效应限制蓝色和黄色光重新进入芯片内或者在基板上击打其他吸收区域。在光在封装件内经受TIR时，这减少了可能吸收的光的量。
在转换层转换蓝光，造成从转换材料层中全向性重新发射黄光。照亮转换材料层的两侧造成将TIR蓝光转换成全向性黄光。这提供了允许别的TIR光从封装件中逸出的机会更大这一优点。这个再循环还可以散射光，这可以造成比传统装置更宽的LED封装件发射图案，传统装置提供主要朗伯发射图案。这个散射还可以造成通过不同的视角减少色温的变化。
要理解的是，在其他实施方式中，转换材料层可以仅仅涂覆LED，使转换材料层不覆盖基板。对于多个LED实施方式，可以在不同的LED上包括不同的转换材料层。还要理解的是，在具有不同的转换材料层实施方式的其他实施方式中，不同的转换材料还可以涂覆部分或所有基板，这可以产生覆盖所有或部分基板的不同材料转换材料或者在基板的不同区域中的不同转换材料。因此，要理解的是，在不同的实施方式中，转换材料可以位于LED上，位于基板上和/或位于密封剂内。这些不同的实施方式还可以具有转换材料位置的不同组合。其他实施方式可以具有在LED、基板上和/或在密封剂内的多个磷光体。这些实施方式中的部分可以包括三个磷光体的混合物，例如，黄色(例如，YAG)、绿色(例如，LuAg)以及红色(例如，氮化物)。这是可用于不同的实施方式中的多个磷光体混合物的仅仅一个实例。在别的其他实施方式中，可以提供发射器和基板，没有转换材料层，或者转换材料可以仅仅包含在基板上。在这些实施方式中，封装件可以包括发射不同颜色的光的LED，这些光相结合，以产生期望的LED封装件发射。例如，这可以包括红色、绿色以及蓝色发射的LED，其发射可以组合，以产生白光。与在本文中讨论的其他实施方式一样，这些不同的LED可以单独地可寻址。
在封装件内重新引导光(例如，散射或折射)的其他机构可以与TIR相结合或者代替TIR使用，例如，在一个实施方式中，散射材料可以加入密封剂内，以在由封装件发射的光内进一步增强颜色均匀性，或者产生更广泛的光束强度轮廓，同时保持高封装件效率。根据本发明的LED封装件可以供多个不同的灯具使用，LED封装件造成提高颜色混合。不需要混合室，或者使用高度减小的混合室，这可以造成灯具产生期望的发射。
不同的实施方式还可以包括具有比较小的覆盖区域的LED封装件，其中的部分LED封装件具有小于3平方毫米的覆盖区域，而其他实施方式可以具有小于2平方毫米的覆盖区域。这些实施方式还可以提供具有在尺寸上更接近由LED覆盖的区域的覆盖区域的装置。实施方式还可以显示彼此比较接近的高度和覆盖区域尺寸，如下面进一步所述。
对于具有多个LED光源的那些实施方式，单独的LED可以单独地可寻址或者控制，或者多个LED的不同串或子集可以单独地可寻址或者控制。一串可以是一个LED或者在不同的并联连接和/或串联连接中耦合在一起的多个LED，以实现期望的操作电压或者实现期望的封装件发射色温。这可以适用于多个不同的封装件设置，例如，具有发射不同颜色的LED或者来自不同的容器的具有磷光体涂层的LED的设置。
在本文中，参照某些实施方式，描述本发明，但是要理解的是，本发明可以在多个不同的形式中体现并且不应理解为限于在本文中提出的实施方式。尤其地，下面关于具有在不同的配置中的LED的某些LED封装件，描述本发明，但是要理解的是，本发明可以用于具有其他LED配置的多个其他LED封装件中。除了下面描述的那些形状以外，LED封装件还可以具有多个不同的形状，例如，矩形，并且可以通过多种不同的方式设置焊盘和粘接衬垫。在其他实施方式中，可以控制不同类型的LED芯片的发射强度，以改变总体LED封装件发射。
在本文中，可以根据转换材料、波长转换材料、远程磷光体、磷光体、磷光体层以及相关的术语，描述本发明。这些术语的使用不应理解为进行限制。要理解的是，使用术语远程磷光体、磷光体或磷光体层旨在包括并且同样适用于所有波长转换材料。
根据一个或多个LED描述下面的实施方式，但是要理解的是，这旨在包括LED芯片，并且这些术语可以可交换地使用。除了所显示的形状和尺寸以外，这些元件可以具有不同的形状和尺寸，并且可以包括一个或不同数量的LED。还要理解的是，下面描述的实施方式利用共面光源，但是要理解的是，还可以使用非共面光源。还要理解的是，LED光源可以包括可以具有不同的发射波长的多个LED。如上所述，在部分实施方式中，至少部分LED可以包括覆盖有黄色磷光体的蓝色发射LED以及红色发射LED，造成源自LED封装件的白光发射。在多个LED封装件中，LED可以相互串联连接或者以不同的串联和并联的组合互连。
还要理解的是，在层、区域、密封剂或基板等特征或元素可以称为在另一个元素“上”时，可以直接位于其他元素上，或者还可以具有中间元素。而且，“内部”、“外部”、“上部”、“上面”、“下部”、“之下”以及“下面”等相对术语以及相似的术语在本文中可以用于描述一个层或另一个区域的关系。要理解的是，这些术语旨在除了在图中描述的方向以外，还包括该装置的不同方向。
虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种部件、元件、区域、层和/或部分，但是这些部件、元件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅仅用于区分一个部件、元件、区域、层或部分和另一个区域、层或部分。因此，在不背离本发明的教导内容的情况下，下面讨论的第一部件、元件、区域、层或部分可以称为第二部件、元件、区域、层或部分。
在本文中参照作为本发明的实施方式的示意图的剖视图，描述本发明的实施方式。同样，层的实际厚度可以不同，并且预期(例如)由制造技术和/或公差造成示图的形状具有变化。本发明的实施方式不应理解为限于在本文中说明的区域的特定形状，而是要包括(例如)由制造产生的形状的偏差。由于正常的制造公差，所以作为方形或矩形说明或描述的区域通常具有圆形或弯曲的特征。因此，在图中说明的区域本质上具有示意性，并且其形状并非旨在说明装置的区域的精确形状，并非旨在限制本发明的范围。
图4到图13示出了根据本发明的LED封装件50的一个实施方式，该封装件包括LED 52，安装在基板54上。LED封装件50还包括位于基板54的底部上的第一和第二底部触头/焊盘60a和60b、穿过基板54的第一和第二导电通孔62a、62b以及位于基板54的顶表面上的第一和第二晶片粘接衬垫64a、64b。LED封装件进一步包括转换材料层56，其覆盖LED52、晶片粘接衬垫64a、64b的露出表面以及基板54的顶表面的露出部分。密封剂58包含在LED 52、晶片粘接衬垫64a、64b以及基板54上方。下面详细描述LED封装件的以上特征。
LED 52显示为单个LED，但是要理解的是，在其他实施方式中(例如，下面描述的那些实施方式)，光源可以包括不止一个LED。可以使用多个不同的LED，例如，从Cree公司可购买的那些LED，尤其在其DA、EZ、GaN、MB、RT、TR、UT以及XT族的LED芯片之下。LED封装件50特别被设置为供DA族的芯片使用，例如，可以是倒装芯片安装的并且允许无线粘接的DA850芯片。在由Donofrio等人所有的题为“Semiconductor Light Emitting Diodes Having Reflective Structures andMethods of Fabricating Same”的美国专利申请序号12/463,709中，总体上描述了这些类型的芯片，该专利并入本文中，以作参考。LED 52可以发射很多不同颜色的光，优选的LED 52在蓝色波长光谱内发射光。要理解的是，在部分实施方式中，在去除其生长衬底之后，可以提供LED。在其他实施方式中，LED的生长衬底可以保持在LED 52上，这些实施方式中的部分具有成形或织纹的生长衬底。
在其他实施方式中，不止一个LED可以用作光源，而在其他实施方式中，固态激光可以单独地或者与一个或多个LED相结合地使用。在部分实施方式中，LED可以包括透明的生长衬底，例如，碳化硅、蓝宝石、GaN、GaP等。LED芯片还可以包括三维结构，并且在部分实施方式中，LED可以具有在芯片的一个或多个表面上包括完全或部分倾斜的平坦表面的结构。
LED封装件50进一步包括基底54，LED 52安装到基底54中。基底54可以有多种不同的材料构成，一种优选的材料电绝缘，例如，介电材料。基底54可以包括陶瓷(例如，氧化铝、氮化铝、碳化硅)或聚合材料(例如，聚酰胺和聚酯)。在优选的实施方式中，基底54可以包括具有较高的热导率的介电材料，例如，氮化铝和氧化铝。在其他实施方式中，基底54可以包括印刷电路板(PCB)、蓝宝石、或硅、或任何其他合适的材料，例如，从The Bergquist Company of Chanhassen,Minn可购买的T-Clad热覆盖的绝缘衬底材料。对于PCB实施方式，可以使用不同的PCB类型，例如，标准的FR-4PCB、金属芯PCB或者任何其他类型的印刷电路板。
基板54的顶表面显示为具有包括图案化导电特征的平坦表面，该平坦表面可以包括第一和第二晶片粘接衬垫64a、64b。在粘接衬垫64a、64b之间提供空间，LED芯片52安装到垫片64a、64b中，以便LED 52的各个部分安装到各个垫片64a和64b中，并且LED 52跨过在粘接衬垫64a、64b之间的空间。可以使用多种不同的安装方法，例如，利用传统焊接材料的方法。其他类型的LED芯片可以根据LED 52的几何形状，使用已知的表面安装或引线结合法电气连接至粘接衬垫64a、64b或其他导电轨迹。
垫片64a、64b可以包括多种不同的材料，例如，金属或其他导电材料，并且在一个实施方式中，垫片可以包括使用已知的技术(例如，电镀)沉积的铜。在其他实施方式中，可以使用掩膜溅射垫片64a、64b，以形成期望的图案，并且在其他实施方式中，可以使用已知的光刻工艺，形成垫片。垫片64a、64b可以延伸超过LED 52的边缘，以覆盖基板54的大部分顶表面。通过将热量从LED 52中传播到垫片64a、64b内，以便热量超过LED 52的边缘传播到基板54的更多区域内，这有助于LED封装件50的热管理。这允许热量更少地局部化，并且允许热量更有效地通过基板54消散到周围环境内。
在LED 52、垫片64a、64b的露出部分以及基板的顶表面的露出部分上方包括转换材料层56。多种不同的转换材料可以用于生成期望的LED封装件光发射，本发明特别适合于发射白光的LED封装件。在部分白色发射的实施方式中，LED 52可以在蓝色波长光谱内发射光。转换材料可以是吸收蓝光并且重新发射黄光的类型，以便封装件发射蓝色和黄色光的白光组合。在部分实施方式中，虽然根据(Gd，Y)3(Al，Ga)5O12:Ce***(例如，Y3Al5O12:Ce(YAG))，使用由磷光体制成的转换颗粒，能够具有全系列的宽广的黄色光谱发射，但是转换材料可以包括商用YAG:Ce磷光体。可以使用的其他黄色磷光体包括但不限于：
Tb3-xRExO12:Ce(TAG)；RE＝Y，Gd，La，Lu；或
Sr2-x-yBaxCaySiO4:Eu。
在其他实施方式中，转换材料层56可以设置为具有不止一个混合的或者在单独层内的磷光体材料。在部分实施方式中，这两个磷光体中的每个可以吸收LED光，并且可以重新发射不同颜色的光。在这些实施方式中，这两个磷光体层的颜色可以组合，用于不同的白色色调(暖白)的更高CRI白色。这可以包括可以与红色磷光体的光组合的以上黄色磷光体的光。可以使用不同的红色磷光体，包括：
SrxCa1-xS:Eu，Y；Y＝halide；
CaSiAlN3:Eu；或
Sr2-yCaySiO4:Eu。
通过将基本上所有光转换成特定的颜色，其他磷光体可以用于产生颜色发射。例如，以下磷光体可以用于生成绿光：
SrGa2S4:Eu；
Sr2-yBaySiO4:Eu；或
SrSi2O2N2:Eu。
虽然可以使用其他磷光体，但是下面列出了用作转换颗粒的部分额外的合适磷光体。每个磷光体在蓝色和/或UV发射光谱中显示激发，提供可取的峰值发射，具有有效的光转换，并且具有可接受的斯托克斯位移：
黄色/绿色
(Sr，Ca，Ba)(Al，Ga)2S4:Eu2+
Ba2(Mg，Zn)Si2O7:Eu2+
Gd0.46Sr0.31Al1.23OxF1.38:Eu2+ 0.06
(Ba1-x-ySrxCay)SiO4:Eu
Ba2SiO4:Eu2+
红色
Lu2O3:Eu3+
(Sr2-xLax)(Ce1-xEux)O4
Sr2Ce1-xEuxO4
Sr2-xEuxCeO4
SrTiO3:Pr3+，Ga3+
CaAlSiN3:Eu2+
Sr2Si5N8:Eu2+
在另外其他某些实施方式中，转换材料层可以包括至少三个磷光体，部分实施方式包括黄色、红色以及绿色磷光体的组合。能够具有其他组合，并且其他实施方式可以包括不止三个磷光体。可以使用多个不同的黄色、红色以及绿色磷光体，例如，上面描述的那些磷光体。
转换材料可以包括不同尺寸的磷光体颗粒，包括但不限于在10纳米(nm)到30纳米(nm)的范围内或者更大的颗粒。更小的粒度通常比更大尺寸的颗粒更好地散射并且混合颜色，以提供更均匀的光。与更小的颗粒相比，更大的颗粒通常更有效地转换光，但是发射不太均匀的光。在部分实施方式中，磷光体可以在粘合剂内固定在转换材料层内，并且磷光体在粘合剂内还可以具有不同浓度或负荷的磷光体材料。在粘合剂内的典型浓度的磷光体通常是重量百分比为30-70％的范围。在一个实施方式中，磷光体浓度的重量百分比大约为65％，并且优选地均匀地分散在远程磷光体中。转换材料层56还可以具有包括不同浓度的磷光体颗粒的不同区域。
替换的波长转换材料还可以用于下转换光，以生成白色发射。这种材料可以是但不限于有机荧光材料或染料或无机量子点材料，例如，CdSe/ZnS、InP/InAs、CdS/CdSe、CdTe/CdSe等。
至少部分根据转换材料的浓度、转换材料颗粒的尺寸以及转换材料要转换的期望量的光，转换材料层56可以具有多个不同的厚度。根据本发明的转换材料层可以在粘合剂内，磷光体浓度等级(磷光体负荷)高于30％。其他实施方式可以具有高于50％的浓度等级，而在另外其他实施方式中，浓度等级可以高于60％。在部分实施方式中，磷光体粘合剂组合可以具有在10-100微米的范围内的厚度，而在其他实施方式中，可以具有在40-50微米的范围内的厚度。厚度还可以在层上方变化，不同的区域具有不同的厚度。如下面更详细地所述，与具有半球形密封剂的相似封装件相比，根据本发明的不同封装件可以包括具有更少磷光体材料(例如，更薄的或更低的浓度)的转换层，同时依然保持期望的发射色点。厚度的这种减小取决于多个不同的因素，例如，磷光体类型、磷光体颗粒的尺寸以及在层中的磷光体颗粒的浓度。在部分实施方式中，与具有半球形透镜的相似LED封装件相比，该减少可以是10％或更大。在另外其他实施方式中，可以是20％或更大，而在其他实施方式中，可以是30％或更大。
转换材料层56还可以包括粘合剂，并且不同的材料可用于粘合，材料优选地在固化之后稳健并且在可见波长光谱内基本上透明。合适的材料包括硅树脂、环氧树脂、玻璃、屋及菠萝、电介质、BCB、聚酰胺、聚合物及其混合物，优选的材料是硅树脂，这是因为硅树脂在高功率的LED内具有高透明度和可靠性。从Chemical中可购买到合适的基于苯基和甲基的硅树脂。可以根据不同的因素(例如，所使用的粘合剂的类型)，使用多种不同的固化方法，固化粘合剂。不同的固化方法包括但不限于热量、紫外线(UV)、红外线(IR)或空气固化。然而，要理解的是，可以应用磷光体颗粒，无需粘合剂。
可以使用不同的工艺，应用转换材料层，尤其包括但不限于喷涂、分散、旋转涂覆、溅射、打印、粉末涂敷、电泳沉积(EPD)以及静电沉积。这些工艺还可以在磷光体粘合剂混合物内包括溶剂，该溶剂可以液化并且降低混合物的粘度。可以使用多种不同的溶剂，包括但不限于甲苯、苯、二甲苯或者从Dow可购买的OS-20，并且可以使用不同浓度的溶剂。在喷涂溶剂-磷光体-粘合剂混合物时，从远程磷光体中倾倒或者分散的热量蒸发溶剂，并且还可以在混合物内固化粘合剂，剩下固定的磷光体层。在由Donofrio等人所有的题为“Systems and Methods for Applicationof Optical Materials to Optical Elements”并且受让人还为Cree公司的美国专利申请公开号2010/0155763中，描述了各种沉积方法和***。
密封剂58包含在转换材料层56上以及LED 52和基板54上方，密封剂58提供环境和机械保护，并且允许再循环光，如上所述并且在下面更详细地进行了描述。与形成在LED上方的大部分传统的密封剂不同，密封剂58具有平坦表面，并且在所显示的实施方式中，密封剂58具有大致立方体形状。密封剂包括具有立方体形状的垂直和水平平坦表面，但是要理解的是，密封剂可以采用多种不同的形状，例如，具有平坦顶部和包括平坦表面的垂直侧壁的任何形状。这些可以包括但不限于不同的棱柱或多边形形状，例如，三角形、五角形、六角形、八角形等。这些形状可以包括水平平坦表面，垂直表面的数量在3到12或者更多的范围内。在另外其他实施方式中，密封剂可以是具有不同的横截面的圆柱形，例如，圆形或椭圆形。
要理解的是，密封剂58和LED 52可以通过多种不同的方式对准，LED 52显示为与密封剂58的中心或纵轴大致对准。在其他实施方式中，LED 52可以更接近密封剂58的一个边缘。
多种不同的材料可以用于密封剂58，例如，硅树脂、塑料、环氧树脂或玻璃，合适的材料与模制工艺兼容。硅树脂适合于模制并且提供合适的光学传输性能。还可以抵抗后续的回流工艺，并且不会随着时间明显退化。还可以使用多种不同的方法形成密封剂，并且在部分实施方式中，可以使用模制工艺(下面更详细地描述)，该工艺同时在位于基板面板上的多个LED 52上方形成密封剂58。
在不同的实施方式中，密封剂可以具有多种不同的厚度，部分厚度提供仅仅足以覆盖LED和磷光体层的密封剂材料。在这些实施方式中，该层可以薄至10μm或者更薄。在另外其他实施方式中，密封剂可以是基板边缘尺寸的三倍高。这些仅仅是密封剂高度的部分实例，其他实施方式更薄或更高。
在部分实施方式中，密封剂的顶表面可以具有比密封剂的底部和/或LED封装件的覆盖区域略微更小的区域。在另外其他实施方式中，密封剂的上部分可以具有比下部分更大的区域或者比LED封装件的覆盖区域更大的区域。
LED芯片50还包括形成在基板54的底部表面上的第一和第二焊盘60a、60b，这些焊盘可以用于使用已知的安装方法将LED封装件52安装在合适的位置。要理解的是，在其他实施方式中(如下面所述)，根据本发明的LED封装件可以具有不止两个焊盘。焊盘60a、60b可以由相同的材料制成并且可以由与晶片粘接衬垫64a、64b相同的方式构成。可以包括穿过基板54的第一和第二导电通孔62a、62b，通孔由导电材料构成，例如，用于晶片粘接衬垫和焊盘的材料，并且通孔被设置为在焊盘60a、60b与晶片粘接衬垫64a、64b之间提供导电路径。在所显示的实施方式中，第一通孔62a在第一焊盘60a与第一晶片粘接衬垫64a之间形成导电路径，而第二通孔62b在第二焊盘60b与第二晶片粘接衬垫64b之间提供导电路径。这允许应用于焊盘60a、60b中的电信号沿着通孔62a、62b通过基板54传导到晶片粘接衬垫64a、64b中。然后，信号通过晶片粘接衬垫传导到LED 52中。要理解的是，在其他实施方式中，通过其他方式将电信号传输给LED，例如，通过设置在LED封装件内的不同位置中的导电轨迹或引线接合垫片，并且在安装表面或基板与LED之间运行。
如上所述，根据本发明的LED封装件比较小，并且在LED封装件变得更小时，可使用更少的空间，包括显示LED封装件的极性的指示符。在利用LED封装件制造最终产品时，这些指示符可以较为重要。传统的极性指示符可以包括在LED封装件的顶表面上的标记，或者其中，一个焊盘可以比另一个焊盘大。通过更小的LED封装件，可以具有更少的空间来在顶表面上做标记，并且还可以不可取地使一个焊盘小于另一个焊盘，这是因为造成焊接缺陷的危险增大。
根据本发明的LED封装件提供改进的结构和方法，通过在一个焊盘内形成一个或多个指示凹槽66来提供极性指示。如在图5和图9中最佳所示，可以沿着焊盘64a的内边缘，形成V形极性指示凹槽66。在制造期间，可以通过在自动拾取和放置设备上的上视摄像头，检测这个凹槽66。在所显示的实施方式中，凹槽66接近垫片的内边缘的中心，将其放在基板54的中心附近。现在，参照图16，显示了传统的LED封装件载体带80，包括位于其携带的每个LED封装件之下的孔82。在图8和图9中的凹槽66在中心附近的基板54的区域内，通过在载体带80内的孔82可以看见该凹槽。这允许凹槽(以及相应的LED封装件极性)成为可见的并且验证的载体带孔82，而不从载体带80中去除LED封装件。
除了V形以外，凹槽66可以具有多种不同的形状，例如，U形、I形、W形、方形、矩形形状、星形、加号形状、减号形状等。还可以在垫片60a、60b上的多个不同的位置内包括凹槽，如下面进一步所述，并且该凹槽可以同样由传统的拾取和放置设备的摄像头检测。要注意的是，可以使用其他类型的极性指示符，例如，不同形状的孔或者在焊盘内的其他开孔，并且在其他实施方式中，LED封装件可以在其他位置内具有指示符，例如，在基板54上。
再次参照图4到图9，根据本发明的部分实施方式还可以包括在LED封装件50的顶表面上的极性指示符。在所显示的实施方式中，在从顶部观看LED封装件50时，第二粘接衬垫64b可以具有加号(+)指示符68，以显示极性。这些指示符可以采用多种不同的形状和尺寸，例如，上面描述的那些形状和尺寸，并且在部分实施方式中，可以包括上面描述的凹槽或孔。还如上所述，对于在附图中显示的并且在本文中描述的尺寸的LED封装件，顶部极性指示符可以具有有限的空间，并且制造装置需要依靠底部极性指示符。
参照图10和图13，显示了LED封装件50，通过密封剂58不能看见基板54。这样做是为了便于说明，但是要理解的是，根据本发明的部分实施方式可以具有出于不同的原因不透明的密封剂。在部分实施方式中，密封剂可以具有始终或者在密封剂内的特定位置内分散的磷光体和/或散射颗粒。这可以使密封剂部分或者完全不透明。图14示出了为根据本发明的部分LED封装件推荐的一个焊盘，并且图15示出了所推荐的轨迹布局。
如上所述，在本领域的传统知识是由密封剂的平坦表面造成的LED光的TIR会造成LED封装件发射效率大幅降低。对于具有垂直平坦表面的LED封装件尤其如此。人们认为，TIR光会与LED封装件的光吸收特征接触并且会造成吸收相当大比例的光。这个传统知识集中提供尽可能减小TIR的密封剂的LED封装件，例如，半球形密封剂。还集中提供在密封剂的基底的中心附近的封装件光源，以模拟在中心附近的点源。然而，通过在位于密封剂58之下的顶表面上方提供覆盖物转换材料层，包括在LED 52、在LED 52周围的晶片粘接衬垫64a、64b的区域以及在LED 52和粘接衬垫64a、64b周围露出的基板54的顶表面上，可以尽可能减少或消除这个预期的效率损失。
现在，参照图17，显示了根据本发明的一个示例性LED封装件90，具有样品蓝色和黄色光轨迹92、94。LED封装件90包括与在LED封装件50内的特征相同或相似的多个特征，并且，对于那些特征，在本文中使用相同的参考数字。LED封装件90包括LED 52、基板54、转换材料层56以及密封剂58。LED封装件90可以被设置为发射不同颜色的光，并且在所显示的实施方式中，LED芯片52发射蓝光，并且转换材料层56包括将蓝光转换成黄光的转换材料。参照蓝光轨迹92，在到达密封剂58的表面时，一部分蓝光穿过转换材料层56并且经受TIR。蓝光92的其他部分从密封剂中穿出，以帮助从LED封装件中发射。
蓝色TIR光在密封剂内反射，并且最终朝着基板54引导回。并未到达LED封装件的光吸收部分，TIR到达转换材料层56。这个蓝光已经穿过了转换层56，并且在TIR之后，蓝色LED光与转换材料层第二次接触。这可以称为蓝光的“再循环”，造成照亮转换材料层56的顶表面，以便在操作期间，该层的两侧由蓝光照亮。转换材料层56提供帮助限制蓝色和黄色光重新进入芯片或者击打吸收区域的“覆盖物”效应。在蓝光92第二次击打转换材料层56时，所有或一部分光由在该层内的转换材料散射或吸收并且作为黄光重新发射。重新发射是全向性或者各向同性，以便重新引导一部分TIR光，以便从LED封装件中发射。这个全向性重新发射相当于散射其他TIR光，以允许光到达在临界角内的密封剂表面并且从密封剂中发射。
在蓝光第一次穿过转换材料层时，一部分蓝光转换成黄光，如在光轨迹94中所示。一部分黄光首先从封装件中发射，而剩余部分经受TIR。在与磷光体材料第二次接触时，这个光还可以经受散射，增大部分光从密封剂中发射并且有助于总体发射的可能性。
结果，TIR和再循环允许根据本发明的LED封装件的发射效率与传统的半球形透镜LED相似。由于再循环效应，所以本发明的实施方式在转换材料层内具有浓度更小的转换材料，以实现相同的色点。这可以允许更多的蓝光首先穿过磷光体。由于典型的转换层可以散射以及转换蓝光，所以在芯片上的厚度或浓度更小的转换材料可以表示更少的这种首先通过的蓝光散射回LED内，其中，可以吸收该蓝光，从而提高封装件效率。然后，在第二次到达转换材料层56时，可以转换和散射这种首先通过的蓝光。这种散射允许更多的光从LED封装件中逸出，同时在蓝色和黄色光之间保持合适的发射平衡，以实现期望的色点。与传统的LED封装件相比，不同的实施方式可以包括20-30％的更少转换材料。与传统的LED相比，其他实施方式可以包括10-40％的更少转换材料。转换材料的这种减少以及封装件尺寸的减小可以造成成本更小的LED封装件，具有相同或相似的发射效率。这种设置允许具有更小的装置，这还可以降低成本。
在部分实施方式中，在光的再循环期间的散射还可以提供更宽的发射轮廓的额外优点。在大部分传统的LED封装件中，发射轮廓总体上是朗伯型，大部分具有大约120°FWHM或更小的发射轮廓。与在传统的朗伯离子发射轮廓中经受的相比，在本发明的实施方式中提供的光的散射通过更大的角度提供从密封剂中的更多光发射。在部分实施方式中，发射轮廓可以超过120度FWHM，而在其他实施方式中，可以超过130度FWHM。在另外其他实施方式中，发射剖面可以在130到170°FWHM、或者130到160°FWHM、或者在其他实施方式中130到150°FWHM的范围内。图18为示出用于根据本发明的LED封装件的一个实施方式的发射轮廓102以及大约150°FWHM的发射轮廓的示图100。在其他实施方式中，发射轮廓可以大于135°FWHM，具有视角为-90°到+90°的小于10％的色差。
如上所述，散射材料可以加入密封剂中，以进一步增大发射轮廓的宽度并且提高颜色均匀性，对封装件效率的影响最小。这个更宽的发射轮廓允许根据本发明的LED封装件特别适用于需要更宽的发射角度的照明应用，例如，区域照明。对于依靠混合室来混合LED封装件的光的LED照明，更宽的发射图案可以造成具有更小的混合室深度的照明器材。
根据本发明的LED封装件还可以通过不同的视角发射具有更均匀的颜色发射的光。在部分实施方式中，封装件发射色温变化小于-400到+400开尔文以及视角大约为-100到+100度的光。在另外其他实施方式中，色温变化可以小于-300到+300开尔文并且视角大约为-100到+100度的光。图19为示出用于根据本发明的LED封装件的一个实施方式的色温112随着视角的变化的示图110。随着视角的变化从-100到+100度，并且总体上在-100到+200开尔文的范围内。
覆盖转换材料层还允许转换材料层用作具有良好的热扩散的远程层。即，在转换工艺期间生成的热量或者进入转换材料层56内的LED 52的热量可以在转换材料层56上方扩散。然后，热量可以传导到基板54和密封剂58内，以消散到周围环境内。与具有仅仅在LED上具有转换材料的LED的传统封装件相比，这允许更有效地消散热量。
与具有半球形密封剂的传统LED封装件相比，根据本发明的部分实施方式提供了具有更小的覆盖区域的LED封装件，同时依然通过相同或相似的效率发射。在部分实施方式中，LED封装件覆盖面积可以小于3mm乘以3mm或更大，而在其他实施方式中，可以是2mm乘以2mm或更大。在另外其他实施方式中，可以是1mm乘以1mm或更大，根据本发明的部分实施方式大约为1.6mm乘以1.6mm。在部分实施方式中，覆盖区域可以小于12平方毫米。在另外其他实施方式中，覆盖区域可以具有小于大约9平方毫米、小于6平方毫米或者小于4平方毫米的面积。在部分实施方式中，封装件可以具有在1到4mm的范围内的覆盖面积。在部分实施方式中，LED封装件可以具有大约1.6mm乘以1.6mm的基板，覆盖面积大约为2.56平方毫米。
根据本发明的LED封装件可以扩展为多个不同的更大或更小的尺寸。在根据本发明的LED封装件内的密封剂可以向上延伸到基板的边缘，而具有半球形密封剂的LED封装件可以具有延伸超过密封剂的边缘的基板，从而增大封装件覆盖区域的总体尺寸。
根据本发明的LED封装件还可以给装置提供有效的光发射，LED芯片区域与LED封装件覆盖区域具有更小的比率。这允许LED的边缘更接近密封剂的边缘，以便每个LED封装件覆盖区域提供更大的LED发射面积。在部分实施方式中，LED芯片(或LED芯片阵列)的边缘可以大约位于密封剂的边缘处或附近，以便LED封装件与LED芯片(或LED芯片阵列)具有基本上相同的覆盖区域。在部分实施方式中，LED芯片(或阵列)区域与LED封装件覆盖区域的比率可以小于6，而在其他实施方式中，可以小于5。在另外其他实施方式中，可以小于4，部分实施方式具有大约3.5的比率。在与在图4到图9中所示的并且上面描述的LED封装件50相同或相似的根据本发明的一个实施方式中，LED芯片52可以大约为850平方μm，LED封装件覆盖区域大约为1.6平方毫米。这造成LED芯片区域与LED封装件覆盖区域的比率大约为3.54。在下面描述的部分多个LED实施方式中，该比率可以小于3。
在另外其他实施方式中，对于具有单个LED的LED封装件以及具有多个LED的LED封装件的基板区域，基板覆盖区域可以低至LED区域加上在基板的边缘的转换材料层厚度的两倍。在具有单个1mm LED的实施方式中，基板区域可以低至1.21mm，造成LED芯片区域与LED封装件覆盖区域的比率为1.21。在多个LED芯片实施方式中，例如，具有边对边放置的芯片的实施方式，可以达到相同的比率。还可以实现不同的比率，基板具有不同的形状。在具有16个DA240LED的实施方式中，这些LED安装在具有一个边长(该边长是0.240mm的16倍加上0.05mm的两倍)的矩形基板上，而其他实施方式是0.320mm的16倍加上0.05mm的两倍。在这些实施方式中，LED芯片(或阵列)区域与LED封装件覆盖区域的比率可以低至大约1.046。
在另外其他实施方式中，该比率可以高达20或更大。在不同的实施方式中，该比率可以下降到在1到20、1到15、1到10、1到5、1到3或1到2的范围内。在1.6mm基板上具有两个DA240LED的实施方式中，LED区域与基板覆盖区域的比率大约为16.67。这个相同的改进的比率适用于具有更小或更大覆盖区域的LED封装件。本发明也允许这些封装件显示相同的改进的比率，但是根据具体情况，具有更大或更小面积的LED芯片。
由于封装件覆盖区域具有更大的LED区域，所以可以使用LED封装件，代替传统的LED封装件，并且对于相同量的区域，可以提供更大的LED发射区域。在很多应用中，这允许通过更低的信号驱动相同面积的LED封装件，以实现相同的发射强度。同样，可以使用相同的驱动电流，并且根据本发明的LED封装件可以用于生成更高的发射强度。
根据本发明的实施方式还可以具有覆盖区域比率尺寸与高度尺寸的不同组合。在部分实施方式中，覆盖全区域尺寸的比率可以是1：1，相应的高度比小于1。在部分实施方式中，LED封装件可以具有覆盖区域测度1.6：1.6，高度大约为1.3mm，提供1：1：大约0.8125的尺寸比率。在另外其他实施方式中，覆盖区域与高度的比率可以大约为1：1，部分实施方式具有1.6：1.6的覆盖区域测度，并且具有大约1.6mm的高度。其他实施方式可以包括1：1：1以上的比率，并且其他实施方式可以具有1：1：1.5以上的尺寸。另外其他实施方式可以具有1：1：1.5以上、或1：1：2或更大、或1：1：3或更大的尺寸。
根据本发明的其他实施方式可以具有不同的密封剂高度，从基板的底部或顶部表面中测量这个高度。在部分实施方式中，密封剂的高度可以低至0.3mm到高达5mm或更大。在另外其他实施方式中，密封剂可以具有2mm或更大的高度。在另外其他实施方式中，可以具有1mm或更大的高度。要注意的是，在部分实施方式中，封装件的发射图案可以随着密封剂的高度而改变，部分实施方式对于更高的密封剂具有更宽的发射图案。例如，在具有单个LED和立方体密封剂的实施方式中，用于具有0.625mm高度的密封剂的封装件的发射图案(从基板的顶表面中测量)可以具有比具有0.525mm密封剂的相同封装件宽大约8％的发射图案。对于具有0.725mm密封剂的封装件，发射图案宽度可以进一步增大，直到大约5％宽。可以实现这个增大的发射图案具有更高的密封剂，发射效率没有大幅变化。
不同的LED封装件实施方式可以从不同的驱动信号中操作，部分实施方式从低至50m瓦特到几十瓦特的信号中操作。在部分实施方式中，驱动信号可以在500m瓦特到大约2瓦特的范围内。不同的实施方式还可以提供不同的光通量输出，部分实施方式发射100流明或更大。其他实施方式可以发射110流明或更大，而其他实施方式可以发射150流明或更大。不同的实施方式还可以发射在2000到6000K的范围内的不同色温，部分实施方式发射大约3000K并且其他实施方式发射大约5000K。通过实例，具有1.6乘以1.6mm的封装件覆盖区域的根据本发明的LED封装件在3000K的温度下可以发射大约120流明。具有相同尺寸的其他实施方式在5000K下可以发射大约140流明。封装件覆盖区域的面积是2.56mm2，在3000K下造成47流明/mm2并且在5000K下造成55流明/mm2的发射。根据本发明的不同封装件可以总体上在35到65流明/mm2的范围内发射。高度大约为1.6mm的封装件可以具有大约4.096mm3的体积，在3000K下造成通过大约29.27流明/mm3并且在5000K下造成通过34.18流明/mm3进行操作。根据本发明的不同封装件可以总体上在20到45流明/mm3的范围内发射。这可以随着驱动信号(或驱动电流)而变化，然而，但是确实在3000K下造成每瓦特115流明(LPW)并且在5000K下造成135LPW的操作。具有不同的驱动信号的其他实施方式还可以在相同的色温下显示相似的LPW操作。用于不同的实施方式的LPW的范围可以总体上在100到150LPW的范围内。
如上所述，根据本发明的不同封装件可以具有不止一个LED，作为其光源。图20到图27示出了根据本发明的LED封装件150的另一个实施方式，包括基板54、转换材料层56、密封剂58、焊盘60a、60b以及导电通孔62a、62b。在这个实施方式中，光源包括第一和第二LED 152a、152b，其安装到位于基板上的第一和第二晶片粘接衬垫154a、154b。LED 152a、152b可以包括多个不同的商用LED，例如，上面描述的LED，部分实施方式利用从Cree公司可以购买的DA350LED。LED 152a、152b可以具有不同的实施方式，部分实施方式大约为350μm乘以470μm。
晶片粘接衬垫154a、154b可以如上所述由相同的材料制成，并且可以使用相同的方法沉积。在这个实施方式中，第一晶片粘接衬垫154a是U形，第二晶片粘接衬垫154b是细长型并且设置在第一晶片粘接衬垫154a的支腿之间。在第一和第二粘接衬垫154a、154b之间提供空间，每个LED152a、152b安装到第一和第二粘接衬垫154a、154b中并且均跨过在这两者之间的空间。LED 152a、152b可以安装在粘接衬垫154a、154b上的不同位置中，第一LED 152a总体上安装在基板54的一个角落中，并且第二LED安装在基板54的相反角落中。在操作期间，将电信号应用于焊盘60a、60b中，通过通孔62a、62b将该电信号传输给粘接衬垫154a、154b。然后，将该信号传输给LED 152a、152b，促使其发射光。LED封装件通过与LED封装件50几乎相同的方式进行操作，并且可以具有上面描述的相同尺寸和比率。
图28到图35示出了根据本发明的LED封装件160的另一个实施方式，包括基板54、转换材料层56、密封剂58、焊盘60a、60b、导电通孔62a、62b以及晶片粘接衬垫154a、154b，与在上面描述的LED封装件150中的那些一样。在这个实施方式中，LED封装件光源包括第一、第二以及第三LED 162a、162b、162c，每个LED安装到在这两者之间的空间上方的粘接衬垫154a、154b。LED可以安装在多个不同的位置中，沿着粘接衬垫154a的一个支腿安装第一和第二LED 162a、162b，并且沿着另一个支腿安装第三LED 162c。第三LED 162c总体上与在第一和第二LED162a、162b之间的空间对准，但是要理解的是，LED可以通过多种不同的方式相对于彼此安装。LED封装件160通过与上面描述的LED封装件几乎相同的方式进行操作，并且可以具有相同尺寸和尺寸比率。
LED封装件150和160具有多个电气并联连接的LED，但是要理解的是，LED也可以串联连接。对于具有多个LED的封装件，LED可以在不同的并联连接和串联连接的组合中连接。不同的串联连接LED可以单独地控制(即，独立地可寻址)，并且在这些实施方式中，基板可以包括不止两个垫盘，以便多个信号可以应用于LED芯片中。
如上所述，这些LED封装件可以设置为从不同的电压中操作，包括但不限于3V、6V、12V或24V。封装件还可以具有串联连接或并联连接的芯片，并且除了白色以外，还发射不同颜色的光，例如，蓝色、绿色、红色、橘红色等。这些封装件中的每个可以是通过不同的方式耦合在一起的多个芯片实施方式。部分实施方式可以发射这些颜色中的一种颜色的光，并且可以包括平行地耦合在一起并且从3V信号中操作的2个或3个LED。其他实施方式可以包括串联连接耦合的2个LED，以便LED封装件从6V信号中操作。这两者可以形成在不同的基板上，例如，由氧化铝制成的基板。其他实施方式可以包括设置为从12V中操作的串联连接的4个LED芯片。这些实施方式可以位于由不同的材料制成的基板上，例如，氮化铝(AlN)或蓝宝石(Al2O3)。另外其他实施方式可以包括发射相同颜色(例如，红色)的4个LED以及由串联连接的两个LED构成的平行耦合的两串。这些实施方式可以设置为从6v信号中操作并且可以位于基板上，例如，氧化铝。
图36示出了根据本发明的基板170的一个实施方式，具有第一、第二以及第三晶片粘接衬垫172a、172b、172c、第一和第二导电通孔174a、174b以及第一和第二LED 176a、176b。可以使用多个不同的商用LED，例如，上面描述的DA350LED芯片。在这个实施方式中，第一粘接衬垫172a连接至第一导电通孔174a，并且第三晶片粘接衬垫172c连接至第二导电通孔174b。第二晶片粘接衬垫172b不连接至通孔。第一LED 176a安装在第一和第二粘接衬垫172a、172b上方，并且第二LED 176b连接在第二和第三片粘接衬垫172b、172c上方。这造成第一和第二LED 176a、176b串联连接，在第一通孔174a上的电信号传导到第一晶片粘接衬垫172a内，然后，通过第一LED 176a，然后，进入第二晶片粘接衬垫172b内，然后，通过第二LED 176b，并且最后进入第三晶片粘接衬垫172c内。使用3伏特的LED，这个实施方式可以使用6伏特的驱动信号，但是根据LED电压，驱动电压可以不同。
图37示出了基板180的另一个实施方式，该基板与在图36中所示的基板170相似并且包括第一、第二以及第三晶片粘接衬垫182a、182b、182c、第一和第二导电通孔184a、184b以及第一到第六LED 186a、186b、186c、186d、186e、186f。第一到第三LED 186a、186b、186c安装在第一和第二粘接衬垫182a、182b上方，并且第四到第六LED 186d、186e、186f安装在第二和第三粘接衬垫182b、182c上方。这造成LED的串联连接/并联连接，第一组的第一到第三LED 186a、186b、186c并联连接，第二组第四到第六LED 186d、186e、186f也并联连接安装。第一和第二组串联连接。在第一通孔184a上的电信号传导到第一晶片粘接衬垫182a内，然后，通过第一组，然后，进入第二晶片粘接衬垫182b内，然后，通过第二组，并且最后进入第三晶片粘接衬垫172c内。使用3伏特LED，这个实施方式可以使用6伏特的驱动信号，但是如上所述，这可以不同。
图38示出了具有晶片粘接图案192的基板190的又一个实施方式，该图案可以用于串联连接高达6个LED(未显示)，每个LED安装在图案192的相邻部件之间的空间上方。对于3伏特的LED，这个实施方式可以具有高达大约18伏特的驱动信号。对于具有不到6个LED的LED封装件，或者在使用更低电压的LED时，这个驱动信号可以更少，并且如果使用更高电压的LED，那么可以更多。图39示出了具有被设置为安装高达6个LED的第一和第二互相交叉的U形晶片粘接衬垫202a、202b的基板200的另一个实施方式，虽然基板还可以保持更少的LED。每个LED安装在第一和第二粘接衬垫202a、202b之间的空间上方，以便LED并联连接，以便可以使用3伏特的驱动信号。如上所述，根据所使用的特定LED的电压，这个驱动信号可以更高或更低。在图38和39中的实施方式可以使用不同的LED，例如，上面描述的DA350LED。在位于覆盖范围为1.6mm乘以1.6mm的LED封装件上的这个设置中，芯片区域与覆盖区域的比率可以低于3，并且在部分实施方式中，大约为2.59。
其他实施方式可以设置为保持甚至更多的LED。图40示出了具有可用于串联连接高达16个LED(未显示)的晶片粘接图案212的基板210的又一个实施方式，每个LED安装在图案192的相邻部件之间的空间上方。在利用3伏特LED的实施方式中，可以使用48伏特的驱动信号。如上所述，根据安装到基板中的LED的电压和数量，这个驱动信号可以更高或更低。图41示出了基板220的又一个实施方式，包括第一U形粘接衬垫222a，其与第二W形粘接衬垫222b互相交叉，以便高达16个LED可以并联连接。与以上实施方式一样，每个LED可以安装在第一和第二粘接衬垫222a、222b之间的空间上方。使用3伏特的装置，该封装件可以使用3伏特的驱动信号，这个信号更高或更低，如上所述。如上所述，在图40和41中的实施方式可以使用不同的LED。所显示的实施方式特别设置为使用从Cree可购买的DA240LED，这些LED具有240μm到320μm的面积。在具有1.6mm乘以1.6mm的覆盖区域的封装件中，芯片区域与封装件覆盖区域的比率可以大约为2.13，但是要理解的是，根据多个因素，在本文中提交的比率可以不同，例如，LED的尺寸、LED的数量、基板的尺寸等。
要注意的是，在多个LED封装件实施方式中，可以有利地将LED放置为尽可能接近基板的边缘。在线性设置(例如，基于LED的荧光灯管设置)中使用LED封装件时，尤其如此。例如，对于在本文中描述的两个LED实施方式，可以有利地将LED放在基板上的相反角落中。
如上所述，密封剂可以使用不同的方法形成在根据本发明的LED封装件内，部分实施方式使用不同的模制工艺。这样一种模制工艺称为压缩模制，其中，提供具有多个空腔的模具，每个空腔具有透镜的颠倒形状。图42示出了具有多个空腔232的模具230的一个实施方式。在透镜的模制期间，提供基板面板，该面板可以具有与由空腔232覆盖的区域大致相同的区域。要理解的是，还可以使用覆盖并非所有空腔的基板。基板面板可以包括多个LED(或多个LED的组)并且每个空腔232被设置为与在基板面板上的各个LED(或一组LED)对准。模具装载有填充空腔的具有液体形式的密封剂材料，部分实施方式利用液体固化硅树脂。基板面板可以朝着空腔移动，每个LED(或一组LED)嵌入位于一个空腔内的液体硅树脂内。然后，可以使用已知的固化工艺，固化液体硅树脂。然后，可以从模具中去除面板，并且面板可以包括具有空腔的形状的多个密封剂，每个密封剂位于各个LED上方。然后，单独的LED封装件可以使用已知的技术与基板面板分开或者分离。
再次参照上面描述的实施方式，并且尤其地，参照在图4到图13中所示的LED封装件150，在密封剂58的基底提供小密封剂连接部分69。这是模制工艺的副产品。在模制工艺中的空腔可以不延伸到基板54的顶表面，从而离开在LED封装件的相邻封装件之间的密封剂部分。在使LED封装件分离时，分离工艺切穿连接部分69和基板54。
要理解的是，可以使用其他制造工艺，一个这种工艺包括覆盖基板面板及其具有一层密封剂材料的LED。然后，单独的LED封装件可以由不同的方法分离，例如，切割或切穿密封剂和基板。所产生的封装件可以具有基本上垂直的并且与基板的边缘对准的密封剂侧表面。在另外其他实施方式中，密封剂可以单独地模制，然后，在磷光体转换材料层上方连接至基板。要理解的是，可以使用不同的方法(例如，切割、研磨、喷砂或蚀刻)使密封剂的表面光滑或者进一步成形。
如上所述，根据本发明的实施方式可以具有比较光滑的平坦表面以增强TIR。这些表面应该足够光滑，以便LED通过密封剂清晰可见。换言之，在密封剂的表面上具有很小的或者没有粗糙度，以掩盖或重新引导穿过密封剂的光线。在部分实施方式中，在密封剂的表面上具有部分织纹、粗糙度或缺陷，特意包括这些，或者作为制造工艺的结果。对于这些实施方式，这些表面特征可以优选地具有不明显散射光的尺寸。在部分实施方式中，表面特征的尺寸具有均方根(RMS)，该均方根接近或大于与该表面接触的光的波长。具有大于光的波长的RMS的特征尺寸常常散射更少的光，而具有小于光的波长的RMS的特征尺寸常常散射更多的光。对于蓝光与表面接触的实施方式，表面特征可以具有大于大约500纳米的RMS，以尽可能减少散射。根据与密封剂表面接触的光的波长，这个RMS值可以改变。
图43到图46示出了根据本发明的LED封装件240的另一个实施方式，具有与基板244的边缘大致对准的大致垂直的侧表面242。这个实施方式还具有包括在焊盘248的角落内的凹槽246的极性指示符。此外，这仅仅是可以包含在本发明的实施方式中的多种不同类型的极性指示符中的一个。
LED封装件还可以用于多个其他照明应用中，例如，LED显示器、LED街道照明、住宅LED筒灯等。本发明的部分LED封装件实施方式特别适用于荧光灯替换LED照明，LED封装件的发射图案可取地用于线性阵列，例如，用于荧光灯替换内的阵列。图47为示出第一和第二绘图302、304的示图300，第一绘图302示出了根据本发明的LED封装件实施方式的性能(每瓦特的流明对输入功率)，LED封装件实施方式具有2个LED并且其发射图案可取地用于荧光替换管。LED封装件可以包括多个不同的LED，如上所述，部分实施方式包括2个DA350LED。第二绘图304示出了根据本发明的第二LED封装件的性能(每瓦特的流明对输入功率)，第二LED封装件具有单个LED并且其发射图案也可取。可以使用多个不同的单LED，例如，如上所述，一个DA850。第一和第二突出部分306、308分别示出了在21瓦特和31瓦特的荧光替换管操作中可能发现的这些装置的操作性能。图48是也示出了第一和第二绘图312、314的示图310，绘图312示出了第一LED封装件的额外性能(每瓦特的流明对电流密度)数据，并且绘图314示出了第二LED封装件的性能数据。
除了上面描述的那些特征以外，LED封装件还可以设置有多个不同的特征。部分实施方式可以包括静电放电(ESD)保护部件或装置。LED封装件的其他部分可以设置有二次光学器件，以使封装件光束轮廓进一步成形。
根据本发明的LED封装件可以包括一个或多个LED，除了上面描述的那些以外，这些LED还可以具有多个不同的形状和尺寸，并且可以具有多个不同的特征。图49和50示出了与在图4-9中示出的并且上面描述的LED封装件50相似的根据本发明的LED封装件350的另一个实施方式。LED封装件350包括基板54、密封剂58以及转换材料层58。这些部件与上面描述的相应部件相似并且可以包括如上所述设置的相同材料。然而，在这个实施方式中，LED 352可以包括用于增强光提取的特征，例如，织纹顶表面354。每个LED 352还可以包括电流扩散结构356，用于将电流扩散到LED 352的顶表面内。在部分实施方式中，可以包括引线接合(未显示)，用于将电信号从在基板上的晶片粘接衬垫或导电轨迹中传导到电流扩散结构中。
多个不同的LED可以用于第一LED 352，部分实施方式利用商用LED，例如，在来自Cree公司的EZ族LED中的那些LED。虽然在其他实施方式中，这些表面可以对着其相应的表面倾斜，但是这些LED 352提供总体上与密封剂58的顶表面平行的织纹顶表面以及总体上与密封剂58的侧表面平行的侧表面。要理解的是，LED 352的其他表面可以具有织纹，并且对于所有表面，可以包括增强光提取的不同特征。要理解的是，可以在通过不同的方式设置的多个不同的LED内包括LED 352，部分实施方式如上所述具有水平和垂直平坦表面。
图51和52示出了包括基板54的根据本发明的LED封装件370的另一个实施方式，具有转换材料层56和密封剂58。这个实施方式包括LED372，该LED具有矩形覆盖区域，该覆盖区域具有至少部分成角度的侧表面，以便至少一部分侧表面对着密封剂58的侧表面倾斜。在这个实施方式中，LED侧表面成角度，以便LED 372的下部分小于上部分。这造成与密封剂58的侧表面相距的距离增大，沿着LED 372的侧表面向下移动。多个不同的LED可以供矩形覆盖区域使用，例如，在TR族的LED之下从Cree公司可购买的那些LED。这些LED 372可以用于多个不同的LED封装件形状中并且如上所述进行设置，包括密封剂具有水平和垂直侧壁的那些。
图53和54示出了根据本发明的LED封装件390，具有基板54、转换材料层56和密封剂58。进一步包括具有方形覆盖区域的LED 392，侧表面至少部分成角度，以便至少一部分侧表面对着密封剂58的侧表面倾斜。与以上实施方式一样，LED侧表面成角度，以便LED 392的下部分小于上部分。这造成与密封剂58的侧表面相距的距离增大，沿着LED 392的侧表面向下移动。多个不同的LED可以用于LED 392，例如，在超薄族的LED芯片之下从Cree公司可购买的那些LED。
图55和56示出了根据本发明的LED封装件410的另一个实施方式，还包括基板54、转换材料层56和密封剂58。LED封装件410进一步包括具有大致方形覆盖区域以及总体上与密封剂58的侧表面和顶表面平行的侧表面和顶表面的LED 412。多个不同类型的LED可以与这个覆盖区域和形状一起使用，例如，具有由绝缘材料(例如，蓝宝石)制成的衬底的那些LED。LED 412还可以用于不同类型的LED封装件中，例如，具有平坦的侧表面和顶表面的那些LED封装件。
进一步要理解的是，不同类型的LED可以用于具有多个LED的不同的封装件实施方式中，并且封装件可以具有通过不同的方式设置的不同数量的LED。图57和58示出了根据本发明的LED封装件430的另一个实施方式，其与在图28-33中显示的并且上面描述的LED封装件160相似。LED封装件包括基板54、转换材料层56和密封剂58。LED封装件430包括三个LED 432，每个LED可以与在图49中所示的并且上面描述的LED 325相似。每个LED可以包括织纹顶表面434和电流扩散结构436，并且每个可以发射相同或不同波长的光。图59和60示出了具有与在图53和54中所示的LED 392相似的三个LED 435的LED封装件450的另一个实施方式，并且图61和62示出了具有与在图55和56中所示的LED 412相似的三个LED 472的根据本发明的LED封装件470的又一个实施方式。
不同的LED封装件实施方式还可以在相同的封装件内具有不同类型的LED，以实现期望的发射轮廓，部分实施方式具有包括平行表面、倾斜表面和/或织纹表面的LED的不同组合。图63和64示出了具有第一、第二以及第三LED 492、494、496的根据本发明的LED封装件490的进一步实施方式，每个LED与其他LED不同。这是可以用于根据本发明的LED封装件内的多个不同的LED组合中的仅仅一个，并且要理解的是，不同的封装件可以具有不同数量的LED，这些LED具有不同的形状和尺寸。LED 492、494、496中的每个可以具有多个不同的特征，例如，引线接合、电流扩散结构以及光提取特征(未显示)。这是可以根据本发明使用的多个不同组合中的仅仅一个。这些不同的组合还可以用于不同类型和形状的上述LED封装件中的任一个中，并且封装件具有平坦表面，例如，侧表面和顶表面。
要理解的是，根据本发明的不同多芯片实施方式可以通过多种不同的方式设置，多种不同类型的LED可以发射不同或相同颜色的光。对于具有发射不同颜色的光的LED的LED封装件，这些封装件可以从LED中发射期望的光组合。
图65到图69示出了根据本发明的LED封装件550的另一个实施方式，该封装件包括LED 552，安装在基板554上，LED封装件550还可以包括位于基板554的底部上的第一、第二、第三以及第四触头/焊盘560a-d、穿过基板54的第一、第二、第三以及第四导电通孔562a-d。这些通孔被设置为将电信号传导到位于基板554的顶表面上的晶片粘接衬垫(在本文中未显示，但是下面更详细地进行了描述)。LED封装件进一步包括转换材料层556(在图68中最佳地显示)，其覆盖至少部分LED 552、晶片粘接衬垫的露出表面以及基板554的顶表面的露出部分。密封剂558包含在基板554上方，在基板554与密封剂558之间具有LED 552和晶片粘接衬垫。下面详细描述LED封装件的以上特征。
LED 552可以包括发射不同波长的光的不同LED，并且在所显示的实施方式中，LED 552可以包括蓝色发射的LED 552a和红色发射的LED552b。要理解的是，可以使用不同数量的LED，并且在其他实施方式中，可以使用不同类型的LED。可以使用多个不同的LED，例如，上面描述的那些LED，包括在其DA、EZ、GaN、MB、RT、TR、UT以及XT族的LED芯片之下的从Cree公司可购买的LED。LED衬底可以是碳化硅(SiC)、蓝宝石、氮化镓(GaN)等。LED封装件550特别被设置为使用源自上述DA族的芯片的蓝色发射的LED，这些芯片可以通过无线粘接用倒装芯片安装到基板中。商用红色LED 552b可以供这些蓝色发射的LED使用。要理解的是，在部分实施方式中，在去除其生长衬底之后，可以提供LED 552a、552b。在其他实施方式中，LED的生长衬底可以保持在LED552a、552b上，这些实施方式中的部分具有成形或织纹的生长衬底。
在其他实施方式中，更多或更少的LED可以用作光源，而在其他实施方式中，固态激光可以与一个或多个LED相结合使用。在部分实施方式中，LED可以包括透明生长衬底，例如，碳化硅、蓝宝石、GaN、GaP等。LED芯片还可以包括三维结构或几何形状，并且在部分实施方式中，LED可以具有在芯片的一个或多个表面上包括完全或部分倾斜的平坦表面的结构。
LED 552a、552b安装到在基板554上的晶片粘接衬垫中。基板554可以如上所述由多种不同的材料构成，并且可以通过多种不同的方式设置。基板554的顶表面具有顶部平坦表面，晶片粘接衬垫包括还可以包括导电轨迹的图案化导电特征。晶片粘接衬垫可以通过多种传统的方式设置并且可以通过与上述晶片粘接衬垫和导电轨迹相同的方式设置。在所显示的实施方式中，LED可以安装到粘接衬垫中，以便每个LED跨过在相邻的粘接衬垫之间的空间。可以使用不同的晶片粘接衬垫图案或设置，并且在部分实施方式中，相同的电信号可以应用于所有LED芯片中。在其他实施方式中，粘接衬垫可以is和在为允许将不同的信号应用于不同的LED芯片中。多种不同的安装方法可以用于将LED芯片552a、552b安装到晶片粘接衬垫中，例如，利用传统的焊接材料的方法。LED芯片还可以根据LED芯片552的几何形状使用已知的表面安装或引线接合方法电连接至粘接衬垫或其他导电轨迹。焊盘560a-d、导电通孔562a-d以及粘接衬垫可以包括多种不同的材料，例如，上面描述的那些材料。
在焊盘560a-d之间提供空间或间隙，以尽可能减小在垫片之间发生电气短路的可能性。在所显示的实施方式中，在垫片之间的空间可以在400到600μm之间的范围内，所显示的实施方式具有大约500μm的空间。在其他实施方式中，焊盘可以更薄，这可以允许在垫片560a-d之间具有更小的空间。在其他实施方式中，该空间可以小于400μm，而在其他实施方式中，可以小于300μm。在另外其他实施方式中，该空间可以小于200μm，部分实施方式具有足够薄的焊盘，以提供大约50μm的间距。
在所显示的实施方式中，焊盘560a-d基本上为方形，并且设置在基板554的角落中。然而，要理解的是，在其他实施方式中，焊盘可以具有不同的形状并且可以设置在不同的位置中。例如，在部分实施方式中，焊盘可以具有矩形形状并且可以设置在基板的边缘周围的不同位置中，以尽可能增大在电极之间的间距。在其他实施方式中，焊盘可以是三角形形状，并且可以位于基板的角落中，以便再次尽可能增大在电极之间的间距。焊盘还可以在相同的基板上具有不同的形状，部分焊盘组合不同的形状，以最有效地隔开焊盘。在这些不同的实施方式中，可以提供通孔，以将电信号传导到晶片粘接衬垫中。
在部分实施方式中，粘接衬垫可以如上所述延伸超过LED 552的边缘，以覆盖基板554的大部分顶表面。通过将热量从LED 552中传播到垫片内，以便热量超过LED 552的边缘传播到基板554的更多区域内，这可以有助于LED封装件550的热管理。这允许热量更少地局部化，并且允许热量更有效地通过基板554消散到周围环境内。
在LED 552a、粘接衬垫的露出部分以及基板的顶表面的露出部分上方包括转换材料层556。使用上面讨论的不同工艺，可以应用转换材料层556。在所显示的实施方式中，转换材料层可以不覆盖红色发射的LED552b，但是要理解的是，在其他实施方式中，可以由一个或多个转换材料覆盖。未覆盖的红色LED芯片可以显示可以吸收光(而非再循环光)的表面，但是在所显示的实施方式中，与基板的顶表面的总体区域相比，这个吸收表面可以比较小，以便显示可接受量的光吸收。
多种不同的转换材料可以用于转换材料层556内，以生成期望的LED封装件光发射，例如，任何上述转换材料或其组合。本发明可以特别适合于发射白光的LED封装件。在部分白色发射的实施方式中，LED 552可以在蓝色波长光谱内发射光。在其他实施方式中，LED可以在光谱的紫色到紫外线部分中发射光，例如，在360nm与440nm之间的波长范围内。转换材料可以是吸收蓝光或者其他波长光并且重新发射(例如)黄光的类型，以便封装件发射蓝色和黄色光的白光组合。在不同的实施方式中，转换材料可以包括多种不同的类型，包括但不限于上述转换材料。
要理解的是，不止一个转换材料可以用于具有不同类型的发射器的不同的LED封装件内。在部分实施方式中，转换材料的数量和类型可以取决于固态光源的发射波长。例如，转换材料层可以包括覆盖部分或所有可见波长范围的至少三个磷光体，部分实施方式包括黄色、红色以及绿色磷光体的组合。对于紫色和紫外线发射固态光源，可以增加蓝色磷光体。能够具有其他组合，并且其他实施方式可以包括不止三个磷光体。可以使用多个不同的黄色、红色以及绿色磷光体，例如，上面描述的那些磷光体。
转换材料可以包括在上面讨论的范围内的不同尺寸的磷光体颗粒，并且转换材料可以在粘合剂内固定在转换材料层内。粘合剂可以包括上面列出的材料，并且还如上所述，可以在粘合剂内提供具有不同浓度的磷光体。转换材料层556还可以具有包括不同浓度的磷光体颗粒的不同区域。替换的波长转换材料还可以用于下转换光，以生成白色发射。这种材料可以是但不限于有机荧光材料或染料或无机量子点材料，例如，CdSe/ZnS、InP/InAs、CdS/CdSe、CdTe/CdSe等。与上面一样，至少部分根据转换材料的浓度、转换材料颗粒的尺寸以及转换材料要转换的期望量的光，转换材料层556还可以具有多个不同的厚度。厚度还可以在层上方变化，不同的区域具有不同的厚度。
与上面讨论的实施方式一样，与具有半球形密封剂的相似封装件相比，根据本发明的不同封装件可以包括具有更少磷光体材料(例如，更薄的或更低的浓度)的转换层，同时依然保持期望的发射色点。厚度的这种减小取决于多个不同的因素，例如，磷光体类型、磷光体颗粒的尺寸以及在层中的磷光体颗粒的浓度。在部分实施方式中，与具有半球形透镜的相似LED封装件相比，该减少可以是10％或更大。在另外其他实施方式中，可以是20％或更大，而在其他实施方式中，可以是30％或更大。
参照图65到69，密封剂558包含在转换材料层556上以及LED 552和基板554上方，密封剂558提供环境和机械保护，并且允许再循环光，如上所述并且在下面更详细地进行了描述。与以上实施方式一样，密封剂558具有平坦表面，并且在所显示的实施方式中，密封剂558具有大致立方体形状。要理解的是，密封剂可以采用多种不同的形状，例如，上述那些形状，包括三角形、五角形、六角形、八角形等以及包括数量在3到12或者更多的范围内的垂直表面的形状。在另外其他实施方式中，密封剂可以是具有不同的横截面的圆柱形，例如，圆形或椭圆形。
要理解的是，密封剂558和LED 552可以通过多种不同的方式对准，所显示的实施方式具有其红色LED 552b，该红色LED显示为与密封剂558的中心或纵轴大致对准。蓝色(或BSY)LED芯片552a可以位于基板554和密封剂558的角落。要理解的是，这仅仅是用于LED芯片的多个不同的图案中的仅仅一个，部分图案具有不同的发射的LED芯片的随机布局，并且其他图案可以具有不同的发射的LED芯片的组织图案。
多种不同的材料可以用于密封剂558，例如，上述那些材料，并且密封剂可以具有与上述密封剂相似的性能。在不同的实施方式中，密封剂可以如上所述具有多个不同的厚度，并且在部分实施方式中，密封剂的顶表面可以具有比密封剂的底部和/或LED封装件的覆盖区域略微更小的区域。在另外其他实施方式中，密封剂的上部分可以具有比下部分更大的区域或者比LED封装件的覆盖区域更大的区域。
焊盘560a-d形成在基板554的底部表面上，并且可以用于使用已知的安装方法将LED封装件552安装在合适的位置，并且用于将一个或多个电信号应用于LED封装件中。所显示的实施方式包括四个接触垫片560a-d，这些垫片允许将不同的电信号应用于LED封装件550中，以控制不同的蓝色和红色LED芯片552a、552b的发射强度。在部分实施方式中，两个焊盘可以用于将电信号应用于蓝色发射的LED 552a中，并且另外两个焊盘可以用于将电信号应用于红色发射的LED 552b中。这允许分别控制蓝色和红色LED芯片552a、552b的发射强度。要理解的是，在其他实施方式中(如下面所述)，根据本发明的LED封装件可以具有两个焊盘，以便所有LED芯片对相同的电信号作出响应，或者可以具有不止两个焊盘，以允许更多地控制各个LED 552a、552b的发射。
焊盘560可以由相同的材料制成并且可以由与晶片粘接衬垫相同的方式构成。与以上实施方式一样，导电通孔562a-d可以穿过基板554，通孔由导电材料构成，例如，用于晶片粘接衬垫和焊盘560a-d的材料。与以上实施方式一样，通孔被设置为在焊盘560a-d与晶片粘接衬垫之间提供导电路径。所显示的实施方式包括四个通孔，每个通孔在各个焊盘560a-d与各个粘接衬垫之间提供导电路径。这允许应用于焊盘560a-d中的电信号沿着通孔562a-d通过基板554传导到晶片粘接衬垫中。然后，将信号传导到LED 552a、552b中的期望的一个中，促使其发射光。要理解的是，在其他实施方式中，可以通过其他方式将电信号传输给LED，例如，通过设置在LED封装件内的不同位置中的导电轨迹或引线接合垫片，并且在安装表面或基板与LED之间运行。
与以上实施方式一样，LED封装件550提供改进的结构，用于通过在一个焊盘内形成一个或多个指示凹槽566来提供极性指示。凹槽566可以形成在焊盘560c的角落内，在制造期间，可以通过在自动拾取和放置设备内的上视摄像头，检测这个凹槽。与上面的一样，极性指示符可以位于多个不同的位置中，可以具有多个不同的形状，并且可以通过多种不同的方式设置。根据本发明的部分实施方式还可以在LED封装件550的顶表面上包括极性指示符，与上面讨论的极性指示符相似，以在从顶部观看LED封装件550时，显示极性。
与以上实施方式一样，LED封装件550可以被设置为利用在密封剂内的TIR光，以增大光发射效率。与具有密封剂的传统LED封装件相比，密封剂可以设置为促进在密封剂内的至少部分TIR光，以尽可能减少TIR光。人们认为，通过在密封剂558之下的顶表面上方提供覆盖物转换材料层，包括蓝色LED 552a、在LED 552周围的晶片粘接衬垫的区域以及在LED 552周围露出的基板554的顶表面，可以尽可能减少或消除从TIR中预期的这种任何效率损失。覆盖物转换材料层还可以散射光，以允许TIR在后续步骤中从密封剂中逸出，并且还可以提供改进的LED发射图案。
现在，参照图70，显示了根据本发明的一个示例性LED封装件590，具有样品蓝色、黄色以及红色光轨迹592、594、596。LED封装件590包括与在LED封装件550内的特征相同或相似的多个特征，并且，对于那些特征，在本文中使用相同的参考数字。LED封装件590包括蓝色发射的LED 552a、红色发射的LED 552b、基板554、转换材料层556以及密封剂558。LED封装件590可以被设置为发射不同颜色的光，并且在所显示的实施方式中，LED芯片552a、552b发射蓝色和红色光，并且转换材料层556包括将部分蓝光转换成黄光的转换材料。这造成蓝色、黄色以及红色光穿过密封剂，并且到达其表面。参照蓝光轨迹592，在到达密封剂558的表面时，一部分蓝光穿过转换材料层556并且经受TIR。蓝光592的其他部分从密封剂中穿出，以帮助从LED封装件中发射。
蓝色TIR光在密封剂内反射，并且最终朝着基板554引导回。并未到达LED封装件的光吸收部分，TIR到达转换材料层556。这个蓝光已经穿过了转换层556，并且在TIR之后，蓝色LED光与转换材料层第二次接触。如上所述，这可以称为蓝光的“再循环”，造成照亮转换材料层556的顶表面，以便在操作期间，该层的两侧由蓝光照亮。转换材料层556提供帮助限制蓝色和黄色光重新进入芯片或者击打吸收区域的“覆盖物”效应。在蓝光592第二次击打转换材料层556时，所有或一部分光由在该层内的转换材料散射或吸收并且作为黄光重新发射。重新发射是全向性或者各向同性，以便重新引导一部分TIR光，以便从LED封装件中发射。这个全向性重新发射相当于散射其他TIR光，以允许光到达在临界角内的密封剂表面并且从密封剂中发射。
在蓝光第一次穿过转换材料层时，一部分蓝光转换成黄光，如在光轨迹594中所示。红光还直接从红色LED中发射，如在光轨迹596中所示。一部分蓝色、黄色以及红色光首先从封装件中发射，而剩余部分经受TIR。在与磷光体材料第二次接触时，这个光还可以经受散射，增大部分光从密封剂中发射并且有助于总体发射的可能性。在所显示的实施方式中，LED封装件发射蓝色、黄色以及红色光的期望的白光组合。
与以上实施方式一样，结果，TIR和再循环允许根据本发明的LED封装件的发射效率与传统的半球形透镜LED相似。由于再循环效应，所以本发明的实施方式在转换材料层内具有浓度更小的转换材料，以实现相同的色点。这可以允许更多的蓝光首先穿过磷光体。由于典型的转换层可以散射以及转换蓝光，所以在芯片上的厚度或浓度更小的转换材料可以表示更少的这种首先通过的蓝光散射回LED内，其中，可以吸收该蓝光，从而提高封装件效率。然后，在第二次到达转换材料层556时，可以转换和散射这种首先通过的蓝光。这种散射允许更多的光从LED封装件中逸出，同时在蓝色和黄色(以及红色)光之间保持合适的发射平衡，以实现期望的色点。与传统的LED封装件相比，不同的实施方式可以包括20-30％的更少转换材料并且可以更小，这可以造成成本更小的LED封装件，具有相同或相似的发射效率。
在部分实施方式中，在光的再循环期间的散射还可以如上所述提供更宽的发射轮廓的额外优点。这可以在发射图案FWHM内造成上述增大，这些实施方式中的部分还显示了小于10％的色差，具有不同范围的视角，例如，-90到+90度。
本发明的部分实施方式可以具有与在图18中显示的并且上面讨论的发射轮廓相似的发射轮廓。图71为在直接从上面观看封装件(即，0度)并且将视角移动到大约100度时示出用于根据本发明的LED封装件的第一发射轮廓613的示图612。轮廓614、615以及616示出了从45、90以及135度开始的发射轮廓。如上所述，散射材料可以加入密封剂中，以进一步增大发射轮廓的宽度并且提高颜色均匀性，对封装件效率的影响最小。如上所述，根据本发明的LED封装件还可以通过不同的视角发射具有更均匀的颜色发射的光。图72为在用于根据本发明的LED封装件的一个实施方式的视角上方的色温的变化的示图620。在视角上方的变化从-100到+100度，并且总体上在-100到+200开尔文的范围内。显示了在直接从上面观看封装件(即，0度)并且将视角移动到大约100度时用于根据本发明的LED封装件的第一发射轮廓622。轮廓624、626以及628示出了从45、90以及135度开始的发射轮廓。如上所述，覆盖转换材料层还可以允许转换材料层用作具有良好的热扩散的远程层。
根据本发明的部分实施方式提供LED封装件，与具有半球形密封剂的传统LED封装件相比，这些LED封装件具有更小的覆盖区域，同时依然通过相同或相似的效率发射。这些尤其可以包括上述覆盖区域尺寸和面积。根据本发明的LED封装件550还可以给装置提供有效的光发射，LED芯片区域与LED封装件覆盖区域具有更小的比率。这允许在LED阵列内的LED的边缘更接近密封剂的边缘，以便该阵列的每个组合的LED封装件覆盖区域提供更大的LED发射面积。与上面一样，在部分实施方式中，LED芯片阵列区域与LED封装件覆盖区域的比率可以小于6，而在其他实施方式中，可以小于5。在另外其他实施方式中，可以小于4，部分实施方式具有大约3.5的比率。在另外其他实施方式中，该比率可以小于3。根据本发明的实施方式还可以如上所述具有覆盖区域比率尺寸与高度尺寸的不同组合。在具有非方形基板的封装件内，密封剂的高度可以大于最大基板覆盖区域尺寸，并且对于矩形基板，该高度可以大于基板的长度和/或宽度。根据本发明的其他实施方式可以如上所述具有不同的密封剂高度，并且在部分实施方式中，密封剂的发射图案可以随着密封剂的高度而变化，部分实施方式具有更宽的发射图案，用于更高的密封剂。
与以上实施方式一样，具有多个LED的LED封装件的基板区域可以低至所组合的所有LED芯片的LED区域加上在基板的边缘的转换材料层厚度的两倍。还可以实现不同的比率，基板具有不同的形状。在其他实施方式中，在具有多个LED芯片时，LED芯片区域与在这些实施方式中的LED封装件覆盖区域的比率可以低至大约1.046。在另外其他实施方式中，该比率可以高达20或更大。在不同的实施方式中，该比率可以下降到在1到20、1到15、1到10、1到5、1到3或1到2的范围内。
封装件覆盖区域具有更大的LED区域，可以允许具有更高的包装密度。可以使用LED封装件，代替传统的LED封装件，并且对于相同量的区域，可以提供更大的LED发射区域。在很多应用中，这允许通过更低的信号驱动相同面积的LED封装件，以实现相同的发射强度。这可以产生更高的发射效率。在其他实施方式中，可以使用相同的驱动电流，并且根据本发明的LED封装件可以用于生成更高的发射强度。根据本发明的实施方式提供通过更大的效率为LED封装件发射提供高光通量或者提供更低的光通量的灵活性。
本发明提供了LED形状和密封剂表面设置的各种组合。蓝色发射的LED芯片552a可以包括成角度的表面，用于增强光发射，这些表面现在与具有垂直和/或水平平坦表面的密封剂相结合。红色LED芯片552b具有与密封剂的水平表面和平坦表面相结合使用的水平和垂直表面。如下面更详细地所述，这些仅仅是在根据本发明的不同实施方式中提供的表面组合的部分组合。
密封剂558上面描述为包含在转换材料层556上以及LED 552和基板554上方。转换材料层556还描述为在粘合剂内包括转换材料，密封剂位于转换材料层上方。要理解的是，在其他实施方式中，转换材料可以包含在密封剂内，部分实施方式具有占据并非所有密封剂的转换材料。部分实施方式可以具有占据不到80％的密封剂的转换材料。在另外其他实施方式中，转换材料层可以占据不到50％的密封剂，而在其他实施方式中，可以占据不到25％的密封剂。在另外其他实施方式中，转换材料可以占据不到10％的密封剂。
在不同的实施方式中，转换材料可以占据不同形状和尺寸的密封剂区域，并且，在部分实施方式中，转换材料可以包括在不同位置中的层，以便源自封装件LED的至少部分光穿过转换材料。转换材料层可以通过多种不同的方式设置并且可以具有不同的形状、厚度以及浓度。在不同的实施方式中，转换材料可以占据密封剂的不同区域。即，密封剂的部分区域可以具有转换材料，而在其他区域中，剩余区域没有任何转换材料。在部分密封剂实施方式中，转换材料可以位于密封剂的下部分中，并且密封剂的上部分没有转换材料。在部分实施方式中，转换材料可以位于密封剂的下部四分之三内，而在其他实施方式中，可以位于密封剂的下半部分内。在另外其他实施方式中，可以位于密封剂的下部四分之一内，而在其他实施方式中，可以位于密封剂的下部十分之一中内。
再次参照图68和70，转换材料层556可以包含在密封剂558内并且可以占据密封剂558的下部分。在所显示的实施方式中，转换材料层可以在密封剂558的底部包括在密封剂内的转换材料层。与上述转换材料层一样，包含在密封剂内的转换材料可以包括多种不同类型的转换材料。在部分实施方式中，不同的材料可以混合，而在其他实施方式中，转换材料可以分成具有不同转换材料的不同区域。
如上所述，不同的LED封装件实施方式可以从不同的驱动信号中操作，部分实施方式从低至50m瓦特到几十瓦特的信号中操作。如上所述，LED封装件还可以在不同的色温下操作。根据本发明的LED封装件还可以显示其他性能特征。图73示出了显示不同的输入电流的光通量的示图630，并且图74为示出响应于不同的输入电流用于根据本发明的不同实施方式的功效的示图640。
如上所述，根据本发明的LED封装件可以设置有通过不同的方式设置的不同数量的LED。图75到78示出了根据本发明的LED封装件650的另一个实施方式，包括基板554、转换材料层556、密封剂558、焊盘560a-d以及导电通孔562a-d。这个实施方式包括四个蓝色发射的LED 652a以及安装到在基板554上的晶片粘接衬垫中的两个红色发射的LED 652b。LED 652a、652b可以包括上述多个不同的商用LED，多个蓝色发射的LED652a优选地包括源自从Cree公司可购买的DA族的LED。在这个实施方式中，每个蓝色发射的LED 652a可以设置在基板554的各个角落，红色发射的LED 652b沿着基板554的相反边缘安装在蓝色发射的LED 652a之间。与以上实施方式一样，转换材料层556包含在蓝色LED 652a以及基板554和在蓝色LED周围的粘接衬垫的露出表面。红色LED不由转换材料层覆盖。这个转换材料层与上述相同的转换材料层相似地设置，并且如上所述，提供TIR光的再循环。要注意的是，在LED封装件650以及在本文中描述的其他实施方式中，红色LED芯片可以不由转换材料层覆盖。
晶片粘接衬垫(未显示)可以位于多个不同的位置中，可以如上所述由相同的材料制成，并且可以使用相同的方法沉积。与以上实施方式一样，在操作期间，可以将电信号应用于通过通孔562a-d传输给粘接衬垫的焊盘560a-d中。然后，将该信号传输给LED 652a、652b，促使其发射光。LED封装件通过与LED封装件550几乎相同的方式进行操作，并且可以具有上面描述的相同尺寸和比率。在所显示的实施方式中，LED 652a、652b设置在周边，但是在其他实施方式中，部分LED可以设置为远离周边，稍微更接近基板的中心。
在本文中描述的LED封装件可以具有以串联和并联组合互连的LED。在所显示的实施方式中，蓝色LED可以通过串联连接或并联连接或其组合来耦合，并且对于具有多个红色LED的实施方式，红色LED可以相似的互连。蓝色和红色LED可以单独地控制，每个LED类型由在基板554的背面上应用于四个焊盘560中的两个中的各个电信号控制。即，不同的电信号可以应用于焊盘中，以改变蓝色和红色LED的发射强度，改变根据本发明的LED封装件的总体发射颜色。这可以允许在不同的条件下改变LED封装件发射。例如，人眼可以在晚上对蓝光更敏感，而在白天可以对绿光更敏感。单独的控制允许在一整天调谐LED封装件的发射，以满足人眼的变化敏感度。这仅仅是需要改变LED封装件的发射的可以存在的多个不同环境的一个实例。
图79到82示出了根据本发明的LED封装件660的另一个实施方式，包括基板554、转换材料层556、密封剂558、焊盘560a-d以及导电通孔562a-d。这个实施方式包括三个LED，包括两个蓝色发射的LED 662a和一个红色发射的LED 662b，每个LED安装到粘接衬垫中。LED可以安装在多个不同的位置中，这个实施方式具有安装在基板554的相反角落中的蓝色发射的LED 662a以及安装在位于蓝色发射的LED 662a之间的基板554的中心附近的红色发射的LED 662b。与以上实施方式一样，转换材料层可以覆盖蓝色LED 662a以及基板554的顶表面，而不覆盖红色LED662b。LED封装件660通过与上述LED封装件几乎相同的方式进行操作，并且可以具有相同的尺寸和维度比率。
要理解的是，根据本发明的不同LED封装件实施方式可以具有多个不同的形状，部分实施方式具有更少或更多的侧表面。图83到86示出了具有矩形形状的LED封装件680，具有基板和密封剂覆盖区域，两个侧边比剩余的两个侧边更长。LED封装件可以具有多个不同的尺寸，LED封装件680另外与以上实施方式相似，并且可以包括基板554、转换材料层556、密封剂558。在这个实施方式中，基板554的底部表面包括6个焊盘682a-f和导电通孔684a-f。这个实施方式进一步包括4个蓝色发射的LED686a以及安装到在基板554上的晶片粘接衬垫中的两个红色发射的LED686b。在这个实施方式中，每个蓝色发射的LED 686a设置在基板554的各个角落，红色LED 686b安装为穿过两个蓝色发射的LED 686a之间的对角线。这仅仅是LED 686a、686b可以安装在根据本发明的不同封装件内的多种不同方式中的一个。
焊盘通过与以上实施方式几乎相同的方式设置，将电信号应用于焊盘682a-f中，这些焊盘通过通孔684a-f和粘接衬垫传导到LED 686a、686b中。然而，在这个实施方式中，可以应用三个不同的电信号，以便在LED686a、686b的发射上方提供额外的控制。在部分实施方式中，蓝色或红色LED 686a、686b的子集可以由不同的信号控制，以单独地改变子集的发射。
如上所述，在多个LED封装件实施方式中，可以有利地将LED放置为尽可能接近基板的边缘，例如，蓝色发射的LED。在线性设置中使用LED封装件时，尤其如此。例如，对于在本文中描述的三个LED实施方式，可以有利地将蓝色LED放在基板上的相反角落中，而具有四个LED的LED封装件可以在基板的每个角落具有一个LED。
如上所述，密封剂可以使用不同的方法形成在根据本发明的LED封装件内，部分实施方式使用不同的模制工艺。这样一种模制工艺称为压缩模制，其中，提供具有多个空腔的模具，如上所述并且如在图42中所示，每个空腔具有透镜的颠倒形状。相同的模制工艺可以用于具有多个LED的LED封装件。再次参照上述实施方式，并且通过实例，即，在图65到69中所示的LED封装件550，在密封剂58的底部可以包括小密封剂连接部分569。这是如上所述的模制工艺的副产品。
要理解的是，可以使用其他制造工艺，一个这种工艺包括覆盖基板面板及其具有一层密封剂材料的LED，然后，单独的LED封装件可以由不同的方法分离，例如，切割或切穿密封剂和基板。所产生的封装件可以具有基本上垂直的并且与基板的边缘对准的密封剂侧表面。图87到90示出了根据本发明的LED封装件720的另一个实施方式，包括LED 552、基板554、转换材料层556、焊盘560a-d以及导电通孔562a-d。在这个实施方式中，密封剂的侧壁没有连接部分，并且与基板554的外边缘基本上对准并且垂直。这种设置可以是涂覆和分割制造工艺的结果，侧表面光滑，以促进在密封剂内的TIR。在另外其他实施方式中，密封剂可以单独地模制，然后，在磷光体转换材料层上方连接至基板。要理解的是，可以使用不同的方法(例如，切割、研磨、喷砂或蚀刻)使密封剂的表面光滑或者进一步成形。
与以上实施方式一样，密封剂的表面可以足够光滑，以便LED通过密封剂清晰可见，并且在密封剂的表面上具有很小的或者没有粗糙度，以掩盖或重新引导穿过密封剂的光线。在部分实施方式中，在具有部分织纹、粗糙度或缺陷的情况下，表面特征应具有尺寸，这些尺寸具有接近或大于与该表面接触的光的波长的均方根(RMS)。
图91示出了根据本发明的LED封装件750的另一个实施方式，具有六个LED 752、基板754、密封剂756以及通孔757a-d。图92示出了用于封装件750的晶片粘接衬垫758，并且图93示出了用于封装件750的焊盘760a-d。密封剂756可以由相同的材料制成并且可以通过与上述密封剂相同的方式设置。参照图91，LED 752可以包括可以是商用LED的四个蓝色发射的LED 752a以及两个红色发射的LED 752b，例如，上述那些LED。可以沿着基板754的一个边缘设置两个蓝色发射的LED 752a，并且沿着相反的基板边缘设置另外两个。这两个红色发射的LED 752b设置在这两组蓝色发射的LED 752a之间。LED封装件可以包括如上所述的转换材料层，该转换材料层覆盖蓝色LED 752a、基板754的露出表面以及粘接衬垫758，但是不覆盖红色LED 752b。在这个实施方式中未显示转换材料，以允许便于描述晶片粘接衬垫758。
通孔757a-d是通过基板754的在粘接衬垫758与焊盘760之间的导电路径。参照图91、92以及93，第一组粘接衬垫758a被设置为与蓝色LED752a连续地互连，并且将第三和第四焊盘760c、760d的信号应用于蓝色LED 752a中，该信号穿过第三和第四通孔757c、757d，进入粘接衬垫758b中。每个蓝色LED 752a跨过在粘接衬垫758a的相邻部分之间的空间，电信号穿过每个蓝色LED 752。第二组粘接衬垫758b设置为将第一和第二焊盘760a、760b的电信号应用于红色LED 752b中。可以通过第一和第二通孔757a、757b将信号传导到与粘接衬垫758b和引线接合762连续地互连的红色LED 752b中。要注意的是，在所显示的实施方式中，红色LED752b可以具有绝缘衬底，以便应用于红色LED 752b中的电信号不穿入位于LED之下的部分粘接衬垫758b内，并且在这些粘接衬垫758b上的电信号不穿入红色LED芯片752b内，除了通过引线接合762以外。
LED封装件750还可以如上所述包括极性指示符，不同的实施方式具有在不同位置中的指示符。现在，参照图93，可以在第二和第三焊盘760b、760c的角落内包括具有凹槽764a、764b的形式的极性指示符。在制造期间，可以通过在自动拾取和放置设备上的上视摄像头，检测这些凹槽764a、764b。在所显示的实施方式中，凹槽764a、764b可以位于垫片的内角上，以便位于基板754的中心附近。现在，参照上面的图16，显示了传统的载体带80，通过在载体带80内的孔82可以看见在中心附近的基板54的区域内的一个或两个凹槽764a、764b。这允许凹槽(以及相应的LED封装件极性)成为可见的并且验证的载体带孔82，而不从载体带80中去除LED封装件。
凹槽764a、764b可以如上所述具有多种不同的形状，并且可以包含在多个不同的位置中。LED封装件750还可以包括在基板的顶部的极性指示符，该指示符可以包括上述多个不同的形状。在所显示的实施方式中，可以包括加号766的顶部极性指示符是晶片粘接衬垫758。
图94示出了与上述LED封装件750相似的根据本发明的LED封装件850的又一个实施方式。这个实施方式包括9个LED 852、基板854、密封剂856以及通孔857a-d。图95示出了用于这个实施方式的晶片粘接衬垫858，焊盘与上述一个或多个实施方式相似。在图94中显示的LED 852可以包括6个蓝色发射的LED 852a以及3个红色发射的LED 852b。三个蓝色发射的LED 852a沿着基板854的一个边缘，剩下的三个沿着相反的边缘。这3个红色发射的LED 852b设置在两组蓝色LED 852a之间。现在，结合参照图94和95，与上面一样，蓝色LED安装到第一组晶片粘接衬垫858a中并且连续地互连。应用于焊盘中的信号传导到蓝色LED 852a中，促使其发射光。红色LED也在第二组晶片粘接衬垫858b之间并且通过引线接合862串联连接。应用于焊盘中的信号传导到粘接衬垫858b中，并且沿着引线接合862通过红色LED 852b传导。要注意的是，第一晶片粘接衬垫858a的一部分在一个红色LED 852b之下穿过，但是在这个实施方式中，红色LED 852b的底部电绝缘，以便电信号不在红色LED 852b与这部分粘接衬垫858a之间穿过。
其他实施方式可以设置为保持甚至更多的LED。图96示出了具有可用于串联连接高达16个LED(未显示)的晶片粘接图案912的基板910的又一个实施方式，每个LED安装在图案的相邻部件之间的空间上方。该图案可以用于安装发射不同颜色的光的不同LED。在利用3伏特LED的实施方式中，可以使用48伏特的驱动信号。与上面一样，根据安装到基板中的LED的电压和数量，这个驱动信号可以更高或更低。图97示出了基板920的又一个实施方式，包括第一U形粘接衬垫922a，其与第二W形粘接衬垫922b互相交叉，以便高达16个LED可以并联连接。与以上实施方式一样，每个LED可以安装在第一和第二粘接衬垫922a、922b之间的空间上方。使用3伏特的装置，该封装件可以使用3伏特的驱动信号，这个信号更高或更低，如上所述。
参照通过不同的方式设置的某些实施方式，描述了以上实施方式，但是要理解的是，上述不同的特征可以用于通过不同的方式设置的不同封装件内。例如，以上特征可以用于与从Cree公司可购买的那些封装件相似的封装件内，包括但不限于XLampCX、XLampM以及XLampX族的LED封装件。
上述LED封装件可以用于使用单个LED封装件或多个LED封装件的多种不同的照明应用或灯具内。在使用多个传统的LED封装件的照明应用中，尤其在利用发射不同颜色的光(然后，这些光混合，以提供期望颜色的光)的LED封装件的那些实施方式中，可以需要混合室，来混合LED封装件的光。在这些传统的照明应用的部分应用中，混合室的最小深度可以与在发射相同颜色的光的LED封装件之间的距离大致相同。混合室的使用增加了传统灯具的成本和复杂度。
在使用根据本发明的LED封装件的灯具中，在LED封装件内发生大部分混合。结果，对于这些应用中的部分，可以消除混合室，但是在其他实施方式中，出于审美的原因并且为了帮助混合颜色，可以包括混合室。在这些设置中，混合室的深度可以大幅降低。图98示出了具有根据本发明设置的LED封装件942的灯具混合室940的一个实施方式。混合室940可以具有高度944，并且LED封装件可以具有高度946，并且在部分实施方式中，混合室高度944和LED封装件可以小于LED封装件942的高度的四倍。在其他实施方式中，可以小于LED封装件的高度的三倍。在其他实施方式中，可以小于LED封装件的高度的1.5倍。为灯具不提供混合室或者提供具有更小深度的混合室，可以造成成本更低、复杂度更小、更薄和/或更小的灯具。
如上所述，根据本发明的LED封装件可以包括可以具有多个不同的形状和尺寸并且可以具有多个不同的特征的一个或多个LED。图99和100示出了根据本发明的LED封装件1000的另一个实施方式，包括LED 1002，安装在基板1004上，具有转换材料层1006和密封剂1008。这些部件与上述相应的部件相似，并且可以包括如上所述设置的相同材料。然而，在这个实施方式中，LED 1002可以包括第一LED 1002a和一种不同类型的第二LED 1002b，并且在部分实施方式中，如上所述，第一LED 1002a可以发射蓝光并且第二LED 1002b可以发射红光。然而，在这个实施方式中，第一LED 1002a具有织纹表面1010，该表面可以设置为增强LED 1002a的光提取。每个LED 1002a还可以包括电流扩散结构1012，以将电流扩散到LED的顶表面内。在部分实施方式中，可以包括引线接合(未显示)，用于将电信号从晶片粘接衬垫或在基板上的导电轨迹中传导到电流扩散结构1012中。
多个不同的LED可以用于第一LED 1002a，部分实施方式利用上述商用LED，例如，在来自Cree公司的EZ族LED中的那些LED。虽然在其他实施方式中，这些表面可以对着其相应的表面倾斜，但是这些LED1002a提供总体上与密封剂1008的顶表面平行的织纹顶表面以及总体上与密封剂1008的侧表面平行的侧表面。要理解的是，LED 1002a的其他表面可以具有织纹，并且对于所有表面，可以包括增强光提取的不同特征。可以在通过不同的方式设置的多个不同的LED封装件内包括LED 1002a。
要理解的是，LED封装件1000以及在本文中描述的所有其他LED封装件实施方式可以具有通过不同的方式设置的多个不同的部件。图101和102示出了LED封装件1020的另一个实施方式，该封装件与LED封装件1000相似，但是具有包括平坦的侧表面的密封剂1022。每个第一LED1024a具有织纹顶表面1026以及与密封剂1022的顶表面和侧表面平行的顶表面和侧表面。
图103和104示出了根据本发明的LED封装件1040的另一个实施方式，包括安装在基板1044上的LED 1042，具有转换材料层1046和密封剂1048。在这个实施方式中，LED包括可以发射不同颜色的光的第一LED1042a和第二LED 1042b。在这个实施方式中，第一LED 1042a具有之部分成角度的侧表面，以便至少部分侧表面对着密封剂的侧表面倾斜。在这个实施方式中，LED侧表面成角度，以便LED 1042a的下部分小于上部分。这造成与密封剂1048的侧表面相距的距离增大，沿着LED 1042a的侧表面向下移动。多个不同的LED可以用于LED 1042a，例如，在超薄族的LED芯片之下从Cree公司可购买的那些LED。这些LED 1042a可以用于多个不同的LED封装件形状内并且如上所述进行设置。图105和106示出了LED封装件1060，该封装件与LED封装件1040相似，但是具有包括平坦表面的密封剂1062。LED封装件1060进一步包括第一LED1062a，每个第一LED具有对着密封剂1062的侧表面倾斜的成角度的侧表面。
显示并且描述了LED封装件1000、1020、1040以及1060，LED具有大致方形覆盖区域。要理解的是，不同的LED封装件可以具有包括不同的覆盖区域形状的LED。图107和108示出了根据本发明的LED封装件1080的另一个实施方式，包括安装在基板1084上的LED 1082，具有转换材料层1086和密封剂1088。在这个实施方式中，LED包括具有对着密封剂1088的侧表面倾斜的成角度的侧表面的第一LED 1082a。第一LED1082a具有矩形覆盖区域，而非方形覆盖区域。多个不同的LED可以供矩形覆盖区域使用，例如，在其上述TR族的LED之下从Cree公司可购买的那些LED。这些LED还可以用于不同类型的LED封装件中，图109和110示出了根据本发明的LED封装件1100的另一个实施方式，该封装件与LED封装件1080相似，但是具有包括平坦的侧表面的密封剂1102。
图111和112示出了根据本发明的LED封装件1120的另一个实施方式，还包括安装在基板1124上的LED 1122，具有转换材料层1126和密封剂1128。在这个实施方式中，第一LED 1122a具有大致方形覆盖区域以及与密封剂1128的侧表面和顶表面总体上平行的侧表面和顶表面。多种不同类型的LED可以与这个覆盖区域和形状一起使用，例如，具有由绝缘材料(例如，蓝宝石)制成的衬底的那些LED。LED 1122a还可以包括其他特征，例如，引线接合或光提取特征(未显示)。这些LED还可以用于不同类型的LED封装件内，图113和114示出了根据本发明的LED封装件1140的另一个实施方式，该封装件与LED封装件1120相似，但是具有包括平坦的侧表面的密封剂1142。LED 1122的侧表面和顶表面与密封剂1142的侧表面和顶表面总体上平行。
要理解的是，不同的LED封装件实施方式可以具有上述LED的不同组合，部分实施方式具有包括平行表面、倾斜表面和/或织纹表面的LED的不同组合。图115和116示出了根据本发明的LED封装件1160的一个实施方式，包括安装在基板1164上的LED 1162，具有转换材料层1166和密封剂1168。在这个实施方式中，LED 1162包括具有织纹顶表面的第一LED 1162a、具有包括倾斜的侧表面的方形覆盖区域的第二LED 1162b、具有方形覆盖区域和倾斜的侧表面的第三LED 1162c以及具有方形覆盖区域以及与密封剂1168的顶表面和侧表面总体上平行的顶表面和侧表面的第四LED 1162d。每个LED 1162可以具有多个不同的特征，例如，引线接合、电流扩散结构以及光提取特征(未显示)。这是可以根据本发明使用的多个不同组合中的仅仅一个。这些不同的组合还可以用于不同类型和形状的上述LED封装件中的任一个中。图117和118示出了LED封装件1180，该封装件具有第一、第二、第三以及第四LED 1162a、1162b、1163c、1162d的相同组合，但是如上所述，具有包括平坦表面的密封剂1182。
要理解的是，上述不同的LED仅仅是可以用于根据本发明的LED封装件中的多个不同的LED中的几个。还要理解的是，根据本发明的LED封装件可以具有包括上述形状和特征的单个LED。
根据本发明的封装件可以用作灯具的光源，例如，在由Le等人所有的题为“Solid State Lamp”的美国专利申请序号13/034,501以及由Le等人所有的题为“High Efficacy LED Lamp With Remote Phosphor and DiffuserConfiguration”的美国专利申请序号13/028,946中描述的那些灯具，这两个专利并入本文中，以作参考。
LED封装件还可以用于暗灯槽型灯具内，例如，在由Pickard等人所有的题为“Multiple Panel Troffer Style Light Fixture”的美国专利申请号13/368,217以及由Edmond等人所有的题为“Troffer-Style Fixture”的美国专利申请号12/873,303中描述的那些灯具，这两个专利并入本文中，以作参考。
LED封装件还可以用于多个其他的照明应用中，例如，LED显示器、LED街道照明、住宅LED筒灯等。本发明的部分LED封装件实施方式特别适用于荧光灯替换LED照明，LED封装件的发射图案可取地用于线性阵列，例如，用于荧光灯替换内的阵列。
除了上面描述的那些特征以外，LED封装件还可以设置有多个不同的特征。部分实施方式可以包括静电放电(ESD)保护部件或装置。LED封装件的其他部分可以设置有二次光学器件，以使封装件光束轮廓进一步分散、扩散或聚焦。在另外其他实施方式中，在封装件内的不同的LED可以安装为高于其他LED，以提供期望的LED封装件发射图案。
虽然在本文中参照具有转换材料层的LED封装件描述了以上实施方式，但是要理解的是，可以提供没有转换层的其他实施方式。这些实施方式中的部分实施方式可以包括具有一个或多个平坦表面的密封剂以及单独地包括蓝色、红色或绿色LED芯片，以提供发射蓝色、红色或绿色光的LED封装件。其他实施方式还可以包括发射不同颜色的光的多个LED芯片，例如，红色、绿色或蓝色发射的LED或者红色、绿色、蓝色以及白色发射的LED。这些仅仅是在根据本发明的不同实施方式中能够具有的部分组合。LED封装件可以设置有多个额外的特征，例如，用于允许处理和安装这些较小的封装件的适配器。
LED封装件可以设置有多个额外的特征，例如，用于允许处理和安装这些较小的封装件的适配器或连接器。不同的LED封装件实施方式可以包括用于帮助对准的不同标记或其他特征，或者安装区域可以具有用于帮助对准和安装LED封装件的标记或特征。
虽然参照其某些优选的配置详细描述了本发明，但是能够其他具有版本。本发明可以用于任何灯具内，其中，需要均匀光或接近均匀的光源。在其他实施方式中，LED模块的光强度分布可以为特定的灯具定制，以产生期望的灯具发射图案。因此，本发明的精神和范围不应限于上述版本。
Claims (72)
1.一种发射器封装件，包括：
一个或多个固态光源，其位于基板上；
密封剂，其位于所述固态光源和所述基板上方，所述密封剂具有一个或多个平坦表面，所述密封剂具有占据并非所有所述密封剂的转换材料。
2.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述转换材料占据不到80％的所述密封剂。
3.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述转换材料占据不到50％的所述密封剂。
4.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述转换材料占据不到25％的所述密封剂。
5.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述转换材料占据不到10％的所述密封剂。
6.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述转换材料位于所述密封剂的下部分内。
7.根据权利要求6所述的发射器封装件，其中，所述密封剂包括没有转换材料的上部分。
8.根据权利要求6所述的发射器封装件，其中，所述转换材料位于所述密封剂的下四分之三部分内。
9.根据权利要求6所述的发射器封装件，其中，所述密封剂位于所述密封剂的下半部分内。
10.根据权利要求6所述的发射器封装件，其中，所述转换材料位于所述密封剂的下四分之一部分内。
11.根据权利要求6所述的发射器封装件，其中，所述转换材料位于所述密封剂的下十分之一部分内。
12.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述固态光源包括一个发光二极管。
13.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述固态光源包括多个发光二极管(LED)，至少部分所述发光二极管发射不同颜色的光。
14.根据权利要求13所述的发射器封装件，其中，至少一个所述LED具有在一个或多个表面上具有完全或部分倾斜面的几何形状。
15.根据权利要求13所述的发射器封装件，其中，所述光源发射光的白光组合。
16.根据权利要求13所述的发射器封装件，其中，至少一个所述LED发射红光并且至少一个所述LED发射蓝光。
17.根据权利要求16所述的发射器封装件，其中，所述至少一个蓝色发光LED由所述转换材料层覆盖。
18.根据权利要求16所述的发射器封装件，其中，所述至少一个红色发光LED不由所述转换材料层覆盖。
19.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述密封剂包括平坦顶表面和平坦侧表面。
20.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述密封剂包括水平平坦表面和垂直平坦表面。
21.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述平坦表面造成来自所述固态光源的至少部分光的TIR。
22.根据权利要求12所述的发射器封装件，其中，至少部分所述LED串联连接。
23.根据权利要求12所述的发射器封装件，其中，至少部分所述LED并联连接。
24.根据权利要求12所述的发射器封装件，其中，所述LED以串联和并联的组合连接。
25.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述密封剂包括平顶和具有平坦表面的垂直侧壁。
26.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述密封剂形状选自包括立方体、多边形、棱柱形、圆柱形、三角形、五角形、六角形以及八角形的组。
27.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述密封剂包括一个水平表面以及总数在3到12的范围内的垂直表面。
28.根据权利要求1所述的发射器封装件，包括大于120°半极大处全宽度的发射图案。
29.根据权利要求1所述的发射器封装件，具有大于135度半极大处全宽度的发射图案，在视角在-90与+90度之间时，具有小于10％色差。
30.根据权利要求1所述的发射器封装件，具有比相似的封装件更宽的发射轮廓，所述相似的封装件具有没有平坦表面的密封剂。
31.根据权利要求1所述的发射器封装件，具有小于12平方毫米的基板覆盖区域。
32.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述基板的覆盖区域与所述一个或多个固态光源的覆盖区域的比率在稍高于1到大约20的范围内。
33.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，所述基板具有大约1:1的覆盖区域比率，所述封装件具有在大约0.5至5的范围内的相应高度比率。
34.根据权利要求1所述的发射器封装件，其中，至少两个所述固态光源发射不同颜色的光，并且其中，所述不同的发射光源独立可控。
35.根据权利要求33所述的发射器封装件，进一步包括焊盘，其中，所述不同颜色的发射固态光源的组中的单个或者多组连接至专用的一组焊盘。
36.根据权利要求35所述的发射器封装件，其中，不同颜色发射固态光源的所述多组的发射通过所述焊盘连接被控制为处于在CIE图内的黑体轨迹处或附近的指定的白色点处。
37.一种发射器封装件，包括：
一个或多个发光二极管(LED)，其安装在基板上；
覆盖物转换材料层，其位于所述基板和至少一个所述LED的上方；以及
密封剂，其位于所述基板上，所述密封剂具有一个或多个平坦表面以及具有几何形状的至少一个所述LED，所述几何形状具有对所述密封剂的至少一个表面至少部分倾斜的一个或多个表面。
38.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述密封剂具有平坦的侧表面，并且其中，所述至少一个所述LED具有对所述密封剂侧表面至少部分倾斜的侧表面。
39.根据权利要求38所述的发射器封装件，其中，所述部分倾斜的侧表面进一步远离沿着所述倾斜的侧表面向下移动的所述密封剂的相邻侧表面。
40.根据权利要求38所述的发射器封装件，其中，所述部分倾斜的侧表面进一步远离沿着所述倾斜的侧表面向上移动的所述密封剂的相邻侧表面。
41.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，至少一个所述LED包括织纹表面。
42.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，至少一个所述LED包括蓝宝石衬底。
43.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述LED包括选自由至少部分倾斜的表面、织纹以及蓝宝石衬底构成的组的特征。
44.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述封装件发射比相似的封装件更宽的发射轮廓，所述相似的封装件具有没有平坦表面的密封剂。
45.根据权利要求38所述的发射器封装件，其中，所述封装件发射比相似的封装件更宽的发射轮廓，所述相似的封装件具有半球形密封剂。
46.根据权利要求45所述的发射器封装件，其中，所述发射轮廓超过120度半极大处全宽度(FWHM)。
47.根据权利要求45所述的发射器封装件，其中，所述发射轮廓超过130度半极大处全宽度(FWHM)。
48.根据权利要求45所述的发射器封装件，其中，所述发射轮廓在130到170度半极大处全宽度(FWHM)的范围内。
49.根据权利要求45所述的发射器封装件，其中，所述发射轮廓在130到160度半极大处全宽度(FWHM)的范围内。
50.根据权利要求45所述的发射器封装件，其中，所述发射轮廓在130到150度半极大处全宽度(FWHM)的范围内。
51.根据权利要求45所述的发射器封装件，其中，所述发射轮廓具有大约150度半极大处全宽度(FWHM)。
52.根据权利要求45所述的发射器封装件，其中，所述发射轮廓具有大于135度半极大处全宽度(FWHM)，在视角在-90与+90度之间时，具有小于10％的色差。
53.根据权利要求37所述的发射器封装件，发射色温变化小于-300到+300开尔文以及视角大约为-100到+100度的光。
54.根据权利要求37所述的发射器封装件，发射色温变化小于-400到+400开尔文以及视角大约为-100到+100度的光。
55.根据权利要求37所述的发射器封装件，发射色温变化小于大约-200到+200开尔文以及视角大约为-100到+100度的光。
56.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述密封剂是立方体形状。
57.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述基板具有小于12平方毫米的覆盖区域。
58.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述覆盖区域具有小于大约6平方毫米的面积。
59.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述覆盖区域具有在1到4平方毫米范围内的面积。
60.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述覆盖区域大约是2.56平方毫米。
61.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述基板的覆盖区域与所述一个或多个LED的覆盖区域的比率在稍高于1到大约20的范围内。
62.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述基板具有大约1:1的覆盖区域比率，具有在大约0.5至5的范围内的相应高度比率。
63.根据权利要求37所述的发射器封装件，其中，所述密封剂具有在大约0.3mm到5mm的范围内的高度。
64.一种发射器封装件，包括：
一个或多个LED，其安装在基板上；
密封剂，其位于所述基板上，所述密封剂具有一个或多个平坦表面；以及
覆盖物转换材料层，其位于所述基板和至少一个所述LED的上方，其中，至少一个所述LED具有织纹表面。
65.根据权利要求64所述的发射器封装件，其中，所述织纹表面是所述至少一个所述LED的顶表面。
66.根据权利要求65所述的发射器封装件，其中，所述密封剂具有平坦顶表面，其中，所述织纹表面与所述顶表面平行。
67.根据权利要求64所述的发射器封装件，其中，所述织纹表面是所述至少一个所述LED的侧表面。
68.根据权利要求67所述的发射器封装件，其中，所述密封剂具有平坦侧表面，其中，所述织纹侧表面与所述平坦表面密封剂侧表面平行。
69.根据权利要求64所述的发射器封装件，其中，至少一个所述LED具有对一个所述密封剂平坦表面倾斜的表面。
70.根据权利要求64所述的发射器封装件，其中，至少一个所述LED具有与一个所述密封剂平坦表面平行的表面。
71.根据权利要求64所述的发射器封装件，其中，至少一个所述LED包括蓝宝石衬底。
72.一种发射器封装件，包括：
一个或多个LED，其安装在基板上；
密封剂，其位于所述基板上，所述密封剂具有一个或多个平坦表面；以及
覆盖物转换材料层，其位于所述基板和至少一个所述LED的上方，其中，至少一个所述LED具有蓝宝石衬底。
Applications Claiming Priority (7)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040217364A1 (en) * | 2003-05-01 | 2004-11-04 | Cree Lighting Company, Inc. | Multiple component solid state white light |
| CN1981387A (zh) * | 2004-05-13 | 2007-06-13 | 首尔Opto仪器股份有限公司 | 包含rgb发光二极管和磷光体的发光装置 |
| US20090057699A1 (en) * | 2007-09-04 | 2009-03-05 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | LED with Particles in Encapsulant for Increased Light Extraction and Non-Yellow Off-State Color |
| US20090272996A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Cree, Inc. | Encapsulation for phosphor-converted white light emitting diode |
| CN102124263A (zh) * | 2008-06-25 | 2011-07-13 | 克里公司 | 包括光混合的固态照明装置 |
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| TW201123562A (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-01 | Harvatek Corp | A light emission module with high-efficiency light emission and high-efficiency heat dissipation and applications thereof |
| US8508127B2 (en) * | 2010-03-09 | 2013-08-13 | Cree, Inc. | High CRI lighting device with added long-wavelength blue color |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040217364A1 (en) * | 2003-05-01 | 2004-11-04 | Cree Lighting Company, Inc. | Multiple component solid state white light |
| CN1981387A (zh) * | 2004-05-13 | 2007-06-13 | 首尔Opto仪器股份有限公司 | 包含rgb发光二极管和磷光体的发光装置 |
| US20090057699A1 (en) * | 2007-09-04 | 2009-03-05 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | LED with Particles in Encapsulant for Increased Light Extraction and Non-Yellow Off-State Color |
| US20090272996A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Cree, Inc. | Encapsulation for phosphor-converted white light emitting diode |
| CN102124263A (zh) * | 2008-06-25 | 2011-07-13 | 克里公司 | 包括光混合的固态照明装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110870064A (zh) * | 2017-07-07 | 2020-03-06 | 科锐香港有限公司 | 带有bsy发射器的rgb led封装件 |
| CN110870064B (zh) * | 2017-07-07 | 2024-02-02 | 科锐Led公司 | 带有bsy发射器的rgb led封装件 |
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