固態(tài)發(fā)光裝置和形成方法
【專利摘要】一種固態(tài)發(fā)光裝置能夠包括具有第一和第二對立表面的基底，其中至少一個對立表面被配置為在其上裝配器件。板上芯片發(fā)光二極管（LED）組的串可以位于所述基底的第一表面上并彼此串聯(lián)。來自所述固態(tài)發(fā)光裝置外部的交流電壓源輸入可以耦接到所述基底的第一表面或第二表面。
【專利說明】固態(tài)發(fā)光裝置和形成方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用和優(yōu)先權(quán)的要求
[0002]本申請要求2011年12月30日提交的美國臨時專利申請N0.61/581，923的優(yōu)先權(quán)，并且它是共同委托的2011年7月28日提交的標(biāo)題為Solid State LightingApparatus and Methods Using Integrated Driver Circuitry 的美國專利申請序列號13/192，755(代理機(jī)構(gòu)卷號:5308-1364)、2011年9月16日提交的標(biāo)題為Solid StateLighting Apparatus and Methods Using Energy Storage 的美國專利申請序列號13/235，103(代理機(jī)構(gòu)卷號:5308-1459)以及2011年9月16日提交的標(biāo)題為Solid StateLighting Apparatus and Methods Using Current Diversion Controlled By LightingDevice Bias States的美國專利申請序列號13/235，127 (代理機(jī)構(gòu)卷號:5308-1461)的部分繼續(xù)申請、要求其優(yōu)先權(quán)并與其相關(guān)，其全部公開內(nèi)容在此引用作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的主題內(nèi)容涉及發(fā)光裝置和方法，更確切地說，涉及固態(tài)發(fā)光裝置和形成的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]固態(tài)發(fā)光陣列被用于許多發(fā)光應(yīng)用。例如，包括固態(tài)發(fā)光器件陣列的固態(tài)發(fā)光面板已經(jīng)被用作直接照明源，例如在建筑和/或重點(diǎn)照明中。固態(tài)發(fā)光器件能夠包括例如封裝的發(fā)光器件，包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)，它們能夠包括無機(jī)LED，該無機(jī)LED能夠包括形成P-η結(jié)的半導(dǎo)體層，以及/或者有機(jī)LED (0LED),能夠包括有機(jī)發(fā)光層。
[0005]固態(tài)發(fā)光陣列被用于許多發(fā)光應(yīng)用。例如，包括固態(tài)發(fā)光器件陣列的固態(tài)發(fā)光面板已經(jīng)被用作直接照明源，例如在建筑和/或重點(diǎn)照明中。固態(tài)發(fā)光器件能夠包括例如封裝的發(fā)光器件，包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)。典型情況下無機(jī)LED包括形成p-n結(jié)的半導(dǎo)體層。包括有機(jī)發(fā)光層的有機(jī)LED (0LED)，是另一種類型的固態(tài)發(fā)光器件。典型情況下，固態(tài)發(fā)光器件通過在發(fā)光層或區(qū)域中重新結(jié)合電子載體，即電子和空穴而產(chǎn)生光。
[0006]固態(tài)發(fā)光面板通常被用作小型液晶顯示(LCD)屏的背光，比如便攜式電子設(shè)備中所用的IXD顯示屏。此外，對于更大的顯示器比如IXD電視顯示器，把固態(tài)發(fā)光面板用作背光已經(jīng)受到更多的關(guān)注。
[0007]盡管業(yè)已證明固態(tài)光源具有高顯色指數(shù)(CRI)和/或高效率，但是在建筑應(yīng)用中大規(guī)模采用這樣的光源的一個問題是商業(yè)燈光系統(tǒng)采用的燈具有被設(shè)計為使用交流(ac)電源的標(biāo)準(zhǔn)連接器，可以使用舍相調(diào)光器設(shè)備舍相。典型情況下，固態(tài)光源由電源轉(zhuǎn)換器供電或與其連接，電源轉(zhuǎn)換器把交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，而直流電源用于為光源供給能量。不過，使用這樣的電源轉(zhuǎn)換器可能提高光源和/或整體設(shè)施的成本，并且可能降低效率。
[0008]對固態(tài)光源供電的某些嘗試已經(jīng)涉及使用整流的交流波形驅(qū)動LED或者LED的串或組。不過，因為LED需要某最低正向電壓以導(dǎo)通，所以LED可能僅僅在整流的交流波形的一部分導(dǎo)通，這可能導(dǎo)致可見的閃爍、可能不期望地降低系統(tǒng)的功率因數(shù)以及/或者可能提高系統(tǒng)中的電阻性損耗。
[0009]對交流驅(qū)動的固態(tài)光源供電的其他嘗試已經(jīng)涉及把LED置于反并聯(lián)配置中，所以在交流波形的每半周期驅(qū)動一半的LED。不過，這種方式需要兩倍的LED來產(chǎn)生與使用整流的交流信號相同的光通量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]固態(tài)發(fā)光裝置能夠包括具有第一和第二對立表面的基底，其中至少一個所述對立表面被配置為在其上裝配器件。板上芯片(COB)發(fā)光二極管(LED)組的串可以位于所述基底的第一表面上并彼此串聯(lián)。來自所述固態(tài)發(fā)光裝置外部的交流電壓源輸入可以耦接到所述基底的第一表面或第二表面。
[0011 ] 在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，固態(tài)發(fā)光裝置能夠包括整流器電路，所述整流器電路被裝配在容納于所述固態(tài)發(fā)光裝置中的基底的表面上，耦接到被配置為向所述基底提供整流交流電壓的交流電壓源。電流源電路可以裝配在所述基底的表面上并耦接到所述整流器電路。發(fā)光二極管(LED)組的串可以裝配在所述基底的表面上，并且彼此串聯(lián)且耦接到所述電流源電路。多個電流分流電路可以裝配在所述基底的表面上，其中各自的電流分流電路被耦接到所述串的各自節(jié)點(diǎn)，并且能夠被配置為響應(yīng)于所述LED組的各自組的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而操作。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，至少所述多個電流分流電路包括能夠被裝配在所述基底上的分立電子元件封裝。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述串中的LED可以是在所述基底的表面上裝配的板上芯片LED。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述基底可以是柔性電路基底，其中所述裝置可以進(jìn)一步包括散熱片，所述散熱片能夠被裝配在所述基底的對立表面上，并且熱耦接到所述LED組的串。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述基底能夠是金屬基印刷電路板(MCPCB)。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，固態(tài)發(fā)光裝置能夠包括整流器電路，所述整流器電路能夠被配置為耦接到交流電源以提供整流交流電壓。電流源電路可以耦接到所述整流器電路并且串聯(lián)的LED組的串可以耦接到所述電流源電路的輸出。至少一個電容器可以耦接到所述電流源電路的輸出。限流器電路能夠包括電流鏡像電路，所述電流鏡像電路被配置為把經(jīng)過至少一個所述LED組的電流限制為小于由所述電流源電路產(chǎn)生的電流，并響應(yīng)于施加到所述電流源電路的輸入的整流交流電壓，使所述至少一個電容器選擇性地經(jīng)由所述電流源電路充電和經(jīng)由至少一個所述LED組放電。多個電流分流電路能夠耦接到所述串中LED之間的各自節(jié)點(diǎn)，并且被配置為響應(yīng)于隨著所述整流交流電壓的幅度變化所述LED組的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而選擇性地啟用和禁用。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述多個電流分流電路的每個都能夠包括晶體管，它能夠提供所述串的第一節(jié)點(diǎn)與所述整流器電路的端子之間的可控的電流通路以及耦接到所述串的第二節(jié)點(diǎn)和所述晶體管的控制端子的關(guān)閉電路，并且能夠被配置為響應(yīng)于控制輸入而控制所述電流通路。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述裝置還能夠包括具有第一和第二對立表面的基底，其中至少串聯(lián)的LED組的串、所述多個電流分流電路、所述整流器電路以及所述電流源電路被裝配在所述基底上。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述串中的LED可以是所述基底上裝配的板上芯片LED。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述基底可以是柔性電路板，其中所述裝置能夠進(jìn)一步包括散熱片，所述散熱片能夠與所述LED組的串對立并接近地裝配在所述基底上。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述基底能夠是金屬基印刷電路板(MCPCB)。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，形成固態(tài)發(fā)光電路的方法能夠通過以串配置把多個板上芯片發(fā)光二極管(LED)置于基底表面上而提供。密封劑材料能夠施加在所述多個板上芯片LED之上并且所述密封劑材料能夠形成為覆蓋所述多個板上芯片LED的層，以為所述多個板上芯片LED提供透鏡。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述方法還能夠包括把多個電流分流電路，包括分立電子元件封裝，置于所述基底的表面上。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，通過施加密封劑材料以覆蓋所述多個板上芯片LED以及所述多個板上芯片LED的幾個之間的表面部分能夠提供施加密封劑材料。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，通過使鑄模與所述密封劑材料接觸，以同時形成覆蓋所述多個板上芯片LED的層，以為所述多個板上芯片LED提供所述透鏡，能夠提供把所述密封劑材料形成層，其中所述鑄模包括板上芯片LED凹處，該凹處位于與所述多個板上芯片LED對立的所述鑄模的表面中。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述方法能夠進(jìn)一步包括在施加密封劑材料之前，把多個電流分流電路，包括分立電子元件封裝，置于所述基底的表面上。其中所述鑄模進(jìn)一步包括分立電子元件封裝凹處，該凹處位于與所述表面上的所述多個電流分流電路對立的所述鑄模的表面中。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，通過把所述密封劑材料分開地分配到所述多個板上芯片LED上，能夠提供施加密封劑材料。
[0021 ] 在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，通過把所述密封劑材料同時分配到所述多個板上芯片LED上，能夠提供施加密封劑材料。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，把所述密封劑材料形成為覆蓋所述多個板上芯片LED的層，以為所述多個板上芯片LED提供透鏡，能夠通過對施加密封劑材料期間所述密封劑材料離開所述多個板上芯片LED的每一個的流動提供各自的密封劑屏障來提供。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述密封劑屏障至少部分地包圍所述LED并被配置為減少在施加密封劑材料期間所述密封劑材料離開所述LED的流動，以促進(jìn)所述透鏡形成。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述方法能夠進(jìn)一步包括從所述透鏡除去所述密封劑屏障。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，印刷電路板(PCB)能夠包括被配置為包括固態(tài)發(fā)光裝置的基底，其中所述基底可以具有第一和第二對立表面，其中至少一個對立表面被配置為在其上裝配多個板上芯片發(fā)光二極管(LED)，并且所述基底被配置為耦接到來自所述固態(tài)發(fā)光裝置外部的交流電壓源輸入，并被配置為在其上裝配多個分立電流分流電路器件，所述電流分流電路器件耦接到幾個LED之間的各自節(jié)點(diǎn)并被配置為響應(yīng)于隨著提供給所述LED的整流交流電壓的幅度變化所述LED組的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而選擇性地啟用和禁用。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述基底可以是金屬基PCB。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述第一表面可以是傳導(dǎo)電路圖案層而所述第二表面可以是厚度大于所述傳導(dǎo)電路圖案層的基礎(chǔ)金屬層，其中所述PCB能夠進(jìn)一步包括在所述傳導(dǎo)電路圖案層與所述基礎(chǔ)金屬層之間的絕緣層。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述基底能夠是柔性PCB。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述PCB能夠進(jìn)一步包括在所述基底中位于與其上要裝配所述板上芯片LED組的串的位置對立的特定位置的熱傳導(dǎo)嵌條。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，所述PCB能夠進(jìn)一步包括密封劑屏障，所述密封劑屏障從所述表面凸出，至少部分地包圍所述表面上要裝配至少一個所述LED的位置，被配置為減少在施加密封劑材料期間所述密封劑材料離開所述LED的流動，以促進(jìn)在至少一個所述LED上所述透鏡的形成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是示意框圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中包括發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動電路和LED串電路的固態(tài)發(fā)光裝置；
[0027]圖2是示意框圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中包括如圖1所示的整流器電路和電流分流電路以及與之連接的LED串電路的LED驅(qū)動電路；
[0028]圖3是示意框圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的圖1和圖2所示的LED驅(qū)動電路，進(jìn)一步包括耦接到LED串電路的限流器電路和電容器；
[0029]圖4A是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的示范電路基底的平面圖，包括固態(tài)發(fā)光裝置中基底上的整流器電路、LED串電路和其他分立電子元件封裝；
[0030]圖4B是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，圖4A所示的示范電路基底的剖面圖；
[0031]圖4C是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的圖4A和圖4B所示的示范電路基底的LED串電路部分包括柔性電路基底的替代剖面圖；
[0032]圖4D是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖；
[0033]圖4E是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖；
[0034]圖5A是平面圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中包括整流器電路和耦接到電容器的LED串電路的不范電路基底；
[0035]圖5B是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖；
[0036]圖5C是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖；
[0037]圖是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖；
[0038]圖5E是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖；
[0039]圖5F是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖；
[0040]圖6至圖9是剖面圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，使用鑄模在其上包括裝配的板上芯片LED的電路基底上形成固態(tài)裝置的方法；
[0041]圖10至圖12是剖面圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，在電路基底上使用密封劑屏障形成包括板上芯片LED的固態(tài)發(fā)光裝置的方法；
[0042]圖13A是電路原理圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，耦接到LED串電路的LED驅(qū)動電路；
[0043]圖13B至圖13D是電路原理圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的電流分流電路；
[0044]圖13E是電路原理圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，耦接到LED串電路的LED驅(qū)動電路；
[0045]圖14是表格，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的示范固態(tài)發(fā)光裝置的性能數(shù)據(jù)；
[0046]圖15是表格，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的示范固態(tài)發(fā)光裝置的性能數(shù)據(jù)；
[0047]圖16是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，在照明燈具中容納的示范固態(tài)發(fā)光裝置?！揪唧w實施方式】
[0048]后文將參考附圖更全面地描述現(xiàn)在本發(fā)明主題的實施例，附圖中顯示了本發(fā)明主題的實施例。不過，本發(fā)明主題可以以許多不同形式實施，所以不應(yīng)當(dāng)解釋為限于本文闡述的這些實施例。相反，提供這些實施例是為了使本公開將徹底而完全，并且將本發(fā)明主題的范圍全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。自始至終相似的附圖標(biāo)記指相似的元件。
[0049]本文使用的短語“發(fā)光裝置”不限于只是指示該器件能夠發(fā)光。也就是，發(fā)光裝置可以是照明某區(qū)域或空間的器件，如建筑物、游泳池或洗浴中心、房間、倉庫、指示器、道路、停車場、車輛、標(biāo)志如道路標(biāo)志、廣告牌、船舶、玩具、鏡子、容器、電子器件、船只、飛機(jī)、體育場、計算機(jī)、遠(yuǎn)程音頻設(shè)備、遠(yuǎn)程視頻設(shè)備、蜂窩電話、樹、窗、LCD顯示器、窯洞、隧道、院子、路燈柱或照明圍墻的器件或器件陣列，或者是用于側(cè)光照明或背光照明的器件(如背光海報、標(biāo)志、LCD顯示器)、燈泡更換(如用于取代交流白熾燈、低電壓燈、熒光燈等)、用于室外照明的燈、用于安全照明的燈、用于住宅外照明的燈(墻式安裝、桿柱/立柱安裝)、吊頂燈具/壁突式燭臺、壁櫥下照明、電燈(地板和/或桌子和/或書桌)、景觀照明、導(dǎo)軌照明、作業(yè)照明、特制照明、吊扇燈、檔案室/藝術(shù)顯示照明、高振動/沖擊照明、工作燈等，鏡子/梳妝臺照明以及任何其他光發(fā)射設(shè)備。
[0050]本發(fā)明的主題進(jìn)一步涉及被照亮的圍墻(其空間能夠被均勻地或非均勻地照亮)，包括封閉空間和根據(jù)本發(fā)明主題的至少一個發(fā)光裝置，其中該發(fā)光裝置(均勻地或非均勻地)照亮了該封閉空間的至少一部分。
[0051]圖1是示意框圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的固態(tài)發(fā)光裝置101。根據(jù)圖1，固態(tài)發(fā)光裝置101包括發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動電路105，被耦接到LED串電路110，這二者都裝配在基底100的表面上。LED驅(qū)動電路105耦接到能夠向LED串電路110和裝置101中包括的其他電路提供電流和電壓，以便從固態(tài)發(fā)光裝置101發(fā)光的交流電壓。
[0052]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，本文展示的實施例能夠(從外部電源)向裝置101直接施加交流電壓而無需包括“板上”切換模式。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED驅(qū)動電路105能夠改為向LED串電路110提供整流后的交流電壓，根據(jù)向固態(tài)發(fā)光裝置101直接提供的交流電壓信號從該裝置提供可接受的光。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步認(rèn)識到，根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)發(fā)光裝置101能夠在任何形式的照明燈具中使用，比如圖16中的展示。
[0053]LED驅(qū)動電路105能夠包括對交流電壓進(jìn)行整流所用的組件、向LED串電路110提供電流源的組件、用于電流分流電路的組件、用于限流電路的組件(限制流經(jīng)LED串電路110中至少一個LED的電流量)以及至少一個能量存儲器件，比如電容器。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，這些組件的至少某些能夠裝配在基底100上作為分立電子元件封裝。再進(jìn)一步，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，本文描述的其余電路的某些能夠被集成到在基底100上裝配的單一集成電路封裝中。
[0054]LED串電路110能夠包括多個“板上芯片”(COB) LED組，彼此串聯(lián)地耦接，被裝配在基底100上。所以，板上芯片LED能夠被裝配在基底100上而沒有附加的封裝，除非在其他應(yīng)用中使用這些LED將另外包括附加的封裝，在所述其他的應(yīng)用中，例如，LED被裝配到次安拆基臺(sub-mount)、居間基底或裝配LED的其他芯片載體等。例如，在共同委托的待批準(zhǔn)美國專利申請序列號13/192，755 (代理機(jī)構(gòu)卷號5308-1364)中描述了這樣的其他方式，其中例如LED可以位于次安拆基臺上，位于更低的基底上以提供疊層結(jié)構(gòu)。
[0055]還應(yīng)當(dāng)理解，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED串電路110能夠利用封裝的LED器件取代COB LED。例如在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED串電路110能夠包括北卡羅來納州Durham的Cree公司出品的XML-HV LED。
[0056]所以，裝置101能夠采取相對小型形狀因子電路板的形式，它直接耦接到交流電壓信號并向串電路110提供整流后的交流電壓信號，而不使用板上切換模式的供電。此外，串電路110可以由電路板上的COB LED或LED器件組成。
[0057]基底100可以以任何相對小型形狀因子(對稱或非對稱)提供，比如本文參考圖4D、4E和5A至5C描述的那些。此外，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，最終小型電路板在其上包括通過直接施加交流電壓信號(而沒有板上切換模式的供電)而操作的COB LED或LED器件，能夠提供小型封裝、高效輸出的能夠具有例如圖14和圖15所示表格中詳細(xì)列出的性能的發(fā)光裝置101。
[0058]應(yīng)當(dāng)理解，本文使用的術(shù)語“裝配”包括把組件(比如板上芯片LED)物理地連接到基底100而沒有使用比如以上參考的共同委托的美國專利申請序列號13/192，755(代理機(jī)構(gòu)卷號5308-1364)中描述的那些居間次安拆基臺、基底、載體或其他表面的配置。所以，被描述為“裝配”在基底上的組件可以是在基底的同一表面上，也可以在同一基底的對立表面上。例如，在裝配期間被置于和焊接在同一基底上的組件能夠被描述為“裝配”在該基底上。
[0059]應(yīng)當(dāng)理解，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，交流電壓信號可以具有足以運(yùn)行裝置101的任何幅度。例如在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，交流電壓信號可以是90伏交流、110伏交流、220伏交流、230伏交流、277伏交流或任何中間電壓。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，交流電壓信號從單相交流電壓信號提供。不過，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，交流電壓信號能夠經(jīng)由來自三相交流電壓信號的二條引線的電壓信號提供。所以，交流電壓信號能夠從更高電壓的交流電壓信號提供，而與相位無關(guān)。例如，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，交流電壓信號能夠從三相600伏的交流信號提供。在根據(jù)本發(fā)明的再進(jìn)一步的實施例中，交流電壓信號可以是相對低電壓信號，比如12伏交流。
[0060]圖2是示意框圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，圖1所示的固態(tài)發(fā)光裝置101。根據(jù)圖2，LED驅(qū)動電路105包括整流器電路205，耦接到電流分流電路210和LED串電路110，后者包括彼此串聯(lián)耦接的多個LED串組。正如圖2中進(jìn)一步顯示的，電流分流電路210耦接到串110中若干LED組之間的選定節(jié)點(diǎn)。
[0061]電流分流電路210能夠被配置為響應(yīng)電流分流電路210跨接的這些各自LED組的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而操作。所以，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，在串內(nèi)的LED組能夠響應(yīng)在組中器件的偏置狀態(tài)而遞增地被激活和停用。例如，向LED串電路110施加整流交流電壓時，電流分流電路的某些電路能夠響應(yīng)LED組的正向偏置被激活和停用。電流分流電路能夠包括若干晶體管，這些晶體管被配置為在電流分流電路210所耦接的選定節(jié)點(diǎn)之間的若干LED組周圍提供各自可控的電流分流通路。這些晶體管可以由LED組的偏置轉(zhuǎn)變打開/關(guān)閉，LED組可用于影響該這些晶體管的偏置。例如在共同委托的待批準(zhǔn)美國專利申請序列號13/235，127 (代理機(jī)構(gòu)卷號5308-1461)中進(jìn)一步描述了連同LED串組操作的電流分流電路。
[0062]正如圖2進(jìn)一步顯示，整流器電路205、電流分流電路210和LED串電路110能夠被裝配在基底100上，使得這些組件的每一個都被提供在基底100的單一表面上。在根據(jù)本發(fā)明的其他實施例中，本文描述的某些電路被裝配在基底100的第一面上，而其余電路被裝配在基底100的對立面上。不過，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，本文描述的電路被裝配在基底100上，而不使用居間基底、次安拆基臺、載體或有時被用于提供常規(guī)結(jié)構(gòu)中的疊層裝配類型的其他類型的表面。
[0063]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，參考圖2描述的組件中至少某些能夠被裝配在基底100上，作為分立電子元件封裝。再進(jìn)一步，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，參考圖2描述的某些其余電路能夠被集成到基底100上裝配的單一集成電路封裝之中。
[0064]仍然參考圖2，根據(jù)圖14表格中展示的參數(shù)構(gòu)建和運(yùn)行示范固態(tài)發(fā)光裝置101。確切地說，裝置101利用了如圖13所示耦接到串電路110的電流分流電路，而不使用圖13所示的限流器電路和電容器。該裝置包括12個高電壓16結(jié)的COB LED，每個尺寸大約為1.4mmX 1.4mmX.170mm。圖14的表格中的數(shù)據(jù)顯示出，示范電路板在從大約71Lm/W到大約79Lm/W的效率(每瓦流明)范圍內(nèi)，提供從大約704Lm到大約816Lm的流明(Lm)范圍，提供可接受的色點(diǎn)和相對高的功率因數(shù)。不過應(yīng)當(dāng)理解，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，通過例如增加電路板上的COB LED數(shù)量或者通過提高用于驅(qū)動COB LED的電流電平，可以實現(xiàn)更高的輸出。
[0065]圖3是示意框圖，展示了固態(tài)發(fā)光裝置101，包括LED驅(qū)動電路105 (包括整流器電路205和電流分流電路210)，所述LED驅(qū)動電路105耦接到與電容器310并聯(lián)的限流器電路305，二者都與LED串電路110串聯(lián)，它們都能夠裝配在基底100的表面上。
[0066]應(yīng)當(dāng)理解，可以使用限流器電路305和電容器310減少閃爍，不然地話，則可能由向固態(tài)發(fā)光裝置101提供的交流電壓產(chǎn)生閃爍。例如，電容器310可以用于存儲接近峰值電壓的能量，并且當(dāng)交流電壓幅度小于串110中LED的正向配置所需要的電壓時，使用存儲的能量驅(qū)動LED串110。再進(jìn)一步，限流器電路305能夠被配置為把電流引導(dǎo)至電容器310，使得能量被存儲在其中或被配置為經(jīng)過LED串110使電容器310中的電荷放電。
[0067]盡管圖3顯示出電容器310用于存儲和傳遞能量，但是應(yīng)當(dāng)理解，任何類型的電子能量存儲設(shè)備都能夠用作電容器310的替代或與其結(jié)合，比如電感器。應(yīng)當(dāng)理解，例如在共同委托的待批準(zhǔn)美國專利申請序列號13/235，103 (代理機(jī)構(gòu)卷號5308-1459)中，進(jìn)一步描述了限流器電路連同LED串電路的使用。
[0068]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，圖3中所示的組件能夠被裝配在基底100的同一表面上。在根據(jù)本發(fā)明的其他實施例中，圖3中所示電路的某些能夠被裝配在基底100的第一表面上，而其余電路被裝配在基底100的第二、對立表面上。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，在LED串電路110中包括的LED可以是板上芯片LED，它們可以被裝配在基底100的任一表面上或者在耦接到基底100的次安拆基臺或其他基底上，正如例如在共同委托的待批準(zhǔn)美國專利申請序列號13/192，755 (代理機(jī)構(gòu)卷號5308-1364)中的描述。
[0069]仍然參考圖3，為了提供圖15的表格中展示的數(shù)據(jù)構(gòu)建了示范固態(tài)發(fā)光裝置101。確切地說，裝置101利用了如圖13所示耦接到串電路110的電流分流電路，一起使用圖13所示的限流器電路和電容器。該裝置包括12個高電壓16結(jié)的COB LED，每個尺寸大約為
1.4mmX 1.4mmX.170mm。圖14的表格中的數(shù)據(jù)顯示出，示范電路板在從大約69Lm/W到大約74Lm/W的效率范圍內(nèi)，提供從大約674Lm到大約785Lm的Lm范圍，提供可接受的色點(diǎn)和相對高的功率因數(shù)。不過應(yīng)當(dāng)理解，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，通過例如增加電路板上的COB LED數(shù)量或者通過提高用于驅(qū)動COB LED的電流電平，可以實現(xiàn)更高的輸出。
[0070]圖4A是平面圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中包括基底100的固態(tài)發(fā)光裝置101，所述基底包括在其表面上裝配的LED驅(qū)動電路105和LED串電路110。圖4B是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中圖4A所示固態(tài)發(fā)光裝置101的一部分的剖面圖。圖4C是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，固態(tài)發(fā)光裝置101的一部分的替代剖面圖，其中基底100包括嵌入其中的熱傳導(dǎo)嵌條417，與LED串電路110對立。
[0071]根據(jù)圖4A，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，基底100可以是印刷電路板(PCB)。PCB可以由許多不同的材料形成，能夠布置為提供所期望的電氣絕緣和高的熱傳導(dǎo)性。在某些實施例中，PCB能夠至少部分地包括絕緣體以提供所期望的電氣絕緣。在根據(jù)本發(fā)明的其他實施例中，PCB能夠包括陶瓷材料比如氧化鋁、氮化鋁、碳化硅或者聚合材料比如聚酰亞胺和聚酯等。
[0072]對于諸如聚酰亞胺和聚酯材料制成的電路板，這些電路板能夠是柔性的(有時稱為柔性印刷電路板)。這能夠允許電路板采取非平面或彎曲形狀，使得LED芯片也以非平面形式布置。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，電路板能夠是柔性的印刷基底比如杜邦出品的Kapton?聚酰亞胺。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，電路板可以是標(biāo)準(zhǔn)的FR-4PCB。
[0073]這能夠有助于提供不同發(fā)光圖案的電路板，非平面形狀允許更少方向性的發(fā)光圖案。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，這種布局能夠允許更全向發(fā)光，比如以0-180°的發(fā)光角度。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，PCB能夠包括反光性強(qiáng)的材料，比如反光陶瓷或金屬層如銀，以增強(qiáng)從組件獲取光。
[0074]在某些實施例中，PCB能夠包括絕緣層50以提供電氣絕緣，同時還包括電氣中性材料，以提供良好的熱傳導(dǎo)性。不同的絕緣材料可用于絕緣層，包括環(huán)氧基絕緣體，內(nèi)含不同的電氣中性的熱傳導(dǎo)材料?？梢允褂迷S多不同材料，包括但不限于氧化鋁、氮化鋁(AlN)氮化硼、金剛石等。根據(jù)本發(fā)明，不同絕緣層能夠提供不同等級的電氣絕緣，某些實施例提供的電氣絕緣在100至5000伏的范圍內(nèi)擊穿。在某些實施例中，絕緣層能夠提供在1000至3000伏范圍內(nèi)的電氣絕緣。在其他實施例中，絕緣層能夠提供近似2000伏擊穿的電氣絕緣。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，絕緣層能夠提供不同等級的熱傳導(dǎo)性，某些具有在l-40w/m/k的范圍內(nèi)的熱傳導(dǎo)性。在某些實施例中，絕緣層能夠具有大于lOw/m/k的熱傳導(dǎo)性。在其他實施例中，絕緣層能夠具有近似3.5w/m/k的熱傳導(dǎo)性。
[0075]絕緣層能夠具有許多不同的厚度以提供所期望的電氣絕緣和熱傳導(dǎo)性特征，比如10至100微米(μ m)的范圍內(nèi)。在其他實施例中，絕緣層能夠具有在20至50 (ym)范圍內(nèi)的厚度。在其他實施例中，絕緣層能夠具有近似35 (ym)的厚度。
[0076]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，基底100可以是金屬基PCB，比如明尼蘇達(dá)州 Chanhassen 的 Bergquist 公司出品的 “Thermal-Clad” (T-Clad)絕緣基底材料?！癟hermal-Clad”基底可以比標(biāo)準(zhǔn)的電路板更高效地降低熱阻抗并傳導(dǎo)熱。MCPCB還能夠在絕緣層上包括基板，與LED串電路110對立，并且能夠包括熱傳導(dǎo)材料幫助熱擴(kuò)散?；迥軌虬ú煌牟牧媳热玢~、鋁或氮化鋁。基板可以具有不同的厚度，比如在100至2000 μ m的范圍內(nèi)，而其他實施例可以具有在200至1000 μ m范圍內(nèi)的厚度。某些實施例可以具有近似500 μ m的厚度。
[0077]與厚膜陶瓷和直接覆銅布置相比，這樣的基底可以機(jī)械堅固。所以，金屬基印刷電路板能夠有效地把由LED串電路110中包括的LED產(chǎn)生的熱從固態(tài)發(fā)光裝置101中傳遞出。不過，應(yīng)當(dāng)理解，基底100可以是適于把LED驅(qū)動電路105和LED串電路110裝配其上的任何材料，它提供從LED串電路110進(jìn)行充分的熱傳導(dǎo)。
[0078]在某些實施例中，MCPCB包括在基板的底面上的焊料裝配層，制成材料使其適于直接裝配到散熱片，比如通過焊料回流。這些材料能夠包括一層或多層不同金屬比如鎳、銀、金、鈀。在某些實施例中，裝配層能夠包括鎳和銀層，比如具有厚度2至3 μ m范圍內(nèi)的鎳和
0.1至1.0 μ m范圍內(nèi)的銀。在某些實施例中，裝配層能夠包括其他疊層比如近似5 μ m的無電鍍鎳、近似0.25 μ m的無電鍍鈀和近似0.15 μ m的浸金。把MCPCB直接焊接到散熱片能夠通過增加兩者之間的熱接觸面積來增強(qiáng)從電路板到散熱片的熱擴(kuò)散。這對于垂直和水平熱傳遞都能夠提高。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，MCPCB能夠利用近似0.40C /W的至背面結(jié)的性能提供不同等級的熱特征。
[0079]基底100的尺寸能夠取決于不同的因素，比如其上裝配的板上芯片LED的尺寸和數(shù)量而變化。例如在某些實施例中，基底可以為每邊近似為33_。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，基底上組件可以呈現(xiàn)大約2.5mm的高度。對于基底100也可以使用其他尺寸。
[0080]應(yīng)當(dāng)理解，基底100能夠與裝配到或合并入各自基底內(nèi)的散熱片結(jié)合使用，以提供從固態(tài)發(fā)光裝置101進(jìn)行充分的熱傳導(dǎo)，如圖4C所示。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，可以使用柔性熱傳導(dǎo)帶，比如俄亥俄州Lakewood的GraphTech國際公司出品的GRAFIHX?，把散熱片耦接到基底100。散熱片可以是使基底100充分導(dǎo)熱的任何高效導(dǎo)熱材料。例如，散熱片可以是金屬，比如鋁。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，散熱片是石墨。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，散熱片包括改善光獲取的反光表面。
[0081]正如圖4A進(jìn)一步顯示，固態(tài)發(fā)光裝置101包括在其表面上裝配的LED驅(qū)動電路105，連同為了提供LED串電路110而布置為彼此串聯(lián)耦接的多個LED組的多個板上芯片LED (有時稱為COB LED陣列)。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，串110的COB LED可以按照在基底100的近似中心的特定圖案布置。不過，應(yīng)當(dāng)理解，COB LED能夠以適于從固態(tài)發(fā)光裝置101提供所期望的光輸出的任何方式布置，例如，COB LED能夠以近似圓形陣列、矩形陣列、隨機(jī)陣列或半隨機(jī)陣列布置。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，COB LED能夠被裝配在單一電路化的基底100上，減少了 COB LED之間的無效區(qū)，這可以減小固態(tài)發(fā)光裝置101的尺寸或裝置101內(nèi)分配給基底100的尺寸。
[0082]在COB實施中，微芯片或晶塊比如LED被裝配到其最終電路基底并與之電氣互連，而不是經(jīng)過傳統(tǒng)的裝配或封裝為單個LED封裝或集成電路。使用COB裝配時消除了常規(guī)器件的封裝，能夠簡化設(shè)計和制造的整個工藝，能夠減少空間需求，能夠降低成本并且作為更短互連路徑的結(jié)果能夠提高性能。COB工藝能夠包括三個主要步驟:1)LED晶塊連接或晶塊裝配；2)引線焊接；以及3)封裝晶塊和引線。這些COB布局還能夠提供更多優(yōu)點(diǎn)，允許直接裝配并與主裝置散熱片接口。
[0083]在某些實施例LED陣列實施例中，陣列中的每個芯片都能夠具有在其上形成的自己的透鏡，以促進(jìn)初次通過時的光獲取和發(fā)射。初次通過的光獲取/發(fā)射是指從特定LED芯片發(fā)射的光通過各自透鏡，以及光從LED芯片到主透鏡表面的初次通過。也就是說，光沒有被反射回來，比如由總內(nèi)部反射(TIR)，其中某些光可能被吸收。這種初次發(fā)射能夠通過減少可能被吸收的LED光來增強(qiáng)LED組件的發(fā)光效率。某些實施例能夠包括高密度的發(fā)光組件同時使光獲取最大化，這能夠提高各自固態(tài)發(fā)光裝置的效率。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例能夠布置在陣列內(nèi)的LED芯片子組中，每個子組都具有其自己的主透鏡用于改進(jìn)光獲取。在某些實施例中，透鏡可以是半球形，這能夠通過提供促進(jìn)初次通過光發(fā)射的透鏡面來進(jìn)一步增加光獲取。
[0084]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED陣列能夠包括發(fā)射相同顏色或不同顏色光的LED芯片(如紅色、綠色和藍(lán)色LED芯片或子組，白色LED和紅色LED芯片或子組等)。已經(jīng)開發(fā)了從多個離散光源產(chǎn)生白光以提供在期望色溫處的期望CRI的技術(shù)，它們利用來自不同離散光源的不同色調(diào)。這樣的技術(shù)在標(biāo)題為“Lighting Device and Lighting Method”的美國專利N0.7，213，940中描述，其內(nèi)容在此引用作為參考。
[0085]在某些實施例中，除了主透鏡或光學(xué)器件外還可以使用次級透鏡或光學(xué)器件，如覆蓋多組帶有主光學(xué)器件的發(fā)光器件的更大的二級光學(xué)器件。根據(jù)本發(fā)明實施例，利用具有其自己的主透鏡或光學(xué)器件的每個發(fā)光器件或發(fā)光器件組可以展現(xiàn)更大的可縮放性以更容易地提供更大陣列的LED。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED串電路110能夠包括幾百個 COB LED。
[0086]在某些實施例中，LED陣列可以是裝配到基底100的C0B，具有的特征提供改進(jìn)的運(yùn)行?；?00可以提供電氣絕緣特征，允許對COB LED實現(xiàn)電路板級的電氣絕緣。同時電路板能夠具有若干性質(zhì)，提供從COB LED散熱的高效熱通路。COB LED的高效散熱能夠引起LED芯片的可靠性和顏色一致性的改進(jìn)。還能夠把基底100布置為允許高效地裝配主散熱片。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，基底100包括的特征允許使用機(jī)械工具將其容易而高效地裝配到散熱片。在其他實施例中，電路板能夠包括允許其高效而可靠地焊接到散熱片，比如經(jīng)過回流工藝，的材料。
[0087]本發(fā)明可以提供可縮放的LED陣列布局，使得某些實施例能夠具有少至三個發(fā)光器件，而其他可能具有多達(dá)幾十或幾百個發(fā)光器件。
[0088]應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，LED驅(qū)動電路105中的某些組件可以是在基底100上裝配的分立電子元件封裝，以提供例如在基底100表面上裝配的多個電流分流電路。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，可以在基底100上提供其他電子元件封裝，以提供在固態(tài)發(fā)光裝置101中包括的其余電路。
[0089]根據(jù)圖4B，基底100可以是金屬基多層PCB，包括用于提供基底100表面上電子元件封裝之間的相互作用的上金屬層。下金屬(或基)層415能夠用于促使從LED串電路110傳遞熱，并且與上金屬層405相比可以相對厚。上金屬層405和下金屬層415由熱傳導(dǎo)絕緣層410分開，該熱傳導(dǎo)絕緣層410能夠使上金屬層405與下金屬層415電氣絕緣同時仍然提供從LED串電路110到下金屬層415的熱通路。
[0090]所以，下金屬層415能夠提供從LED串電路110散熱的散熱片。在根據(jù)本發(fā)明再進(jìn)一步的實施例中，能夠把次級散熱片附著到下金屬層415的下表面，以提供從LED串電路110的補(bǔ)充傳熱。
[0091]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，下金屬層415可以是諸如鋁、銅或氧化鈹?shù)慕饘?。在根?jù)本發(fā)明的某些實施例中，熱傳導(dǎo)絕緣層410可以是用作焊接介質(zhì)以及熱傳導(dǎo)的熱通路，以及提供上金屬層405與下金屬層415之間的絕緣層的填充基質(zhì)合成物。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，熱傳導(dǎo)絕緣層410的熱傳導(dǎo)率可以大于常規(guī)FR4絕緣體大約4倍至大約16倍。
[0092]盡管圖4B顯示了單層(即上)金屬層405，但是也能夠提供根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，其中附加信號層被提供為金屬基PCB的一部分。例如，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，附加上金屬層405可以提供在更厚的熱傳導(dǎo)絕緣層410之內(nèi)，以提供在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的二層或更多層多基印刷電路板。在根據(jù)本發(fā)明再進(jìn)一步的實施例中，附加熱傳導(dǎo)絕緣層可以提供在下金屬層415下方，使得下金屬層415在金屬基印刷電路板之內(nèi)，而不是在其暴露的表面上。
[0093]根據(jù)圖4C，提供了柔性印刷電路板作為將LED串電路110裝配其上的基底100。熱傳導(dǎo)嵌條417能夠被嵌入在基底100之內(nèi)，接近LED串電路110，以提供從LED串電路110散熱。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，熱傳導(dǎo)嵌條417可以是諸如銅、鋁、或氧化鈹?shù)慕饘?。也可以使用其他熱傳?dǎo)材料。
[0094]圖4D是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖。根據(jù)圖4D，在基底100的中心部分460上裝配了六個LED(作為串電路110的一部分)，在基底100上接近外緣處裝配了交流電壓源輸入J1。如圖4D所示，根據(jù)從裝置101的期望光輸出，LED在中心部分460中米用第一布局。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由基底100的保留部分465把多個LED與裝配到基底100的其余電子組件分離，其中其他電子組件僅僅被裝配在基底100上的基底100的保留部分465與外周邊470之間。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，其他電子組件被裝配在保留部分465中。
[0095]仍然參考圖4D，構(gòu)建了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，其中中心部分460中LED的中心位于基底100的中心。所示裝置使用北卡羅來納州Durham的Cree公司出品的六個XTE-HVLED，在大約85攝氏度產(chǎn)生大約2000流明。中心部分460的直徑大約21mm而整個板的尺寸大約為54_X60mm。保留部分465的尺寸在中心部分460之外又有9.5mm。向該裝置提供的總功率為大約31.4W，其中大約20.6W被LED消耗，裝置101的總功率消耗為25.21
[0096]圖4E是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有另一個近似對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖。根據(jù)圖4E，在基底100的中心部分460上裝配了五個LED (作為串電路110的一部分)，在基底100上接近外緣處裝配了交流電壓源輸入J1。如圖4E所示，根據(jù)從裝置101的期望光輸出，LED在中心部分460中采用第二布局。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由基底100的保留部分465把多個LED與裝配到基底100的其余電子組件分離，其中其他電子組件僅僅被裝配在基底100上的基底100的保留部分465與外周邊470之間。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，其他電子組件被裝配在保留部分465中。
[0097]仍然參考圖4E，構(gòu)建了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，其中中心部分460中LED的中心位于基底100的中心。所示裝置使用北卡羅來納州Durham的Cree公司出品的五個XTE-HVLED，在大約85攝氏度產(chǎn)生大約800流明。中心部分460的直徑大約16.1mm而整個板的尺寸大約為54_X54mm。保留部分465的尺寸在中心部分460之外又有9.5mm。向該裝置提供的總功率為大約13.9W，其中大約9.5W被COB LED消耗，裝置101的總功率消耗為11.5W。
[0098]圖5A是平面圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的固態(tài)發(fā)光裝置101，包括在基底100上裝配的LED串電路110和LED驅(qū)動電路105以及包括電容器。應(yīng)當(dāng)理解，圖5所示的LED驅(qū)動電路105還能夠包括本文描述的多個分流電路，以及連同電容器310 —起工作的限流器電路305，以提供本文描述的LED串電路110的操作。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，電容器310能夠裝配在基底上以減少電容器310的輪廓可能把陰影引入到固態(tài)發(fā)光裝置101所發(fā)出的光之中的可能性。所以，電容器310可以位于基底100的外周邊附近。
[0099]基底100的尺寸能夠取決于不同的因素，比如其上裝配的板上芯片的尺寸和數(shù)量而變化。例如，在某些實施例中，基底可以是近似33mmX46mm的矩形。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，基底上組件可以呈現(xiàn)的高度大約等于電容器310的高度。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，基底上組件可以呈現(xiàn)的高度大約等于13.5mm。對于基底100也可以使用其他尺寸。
[0100]圖5B是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖。根據(jù)圖5B，基底100的側(cè)面部分560上裝配了六個LED (作為串電路110的一部分)。正如圖5B所示，根據(jù)從裝置101的期望光輸出，LED在側(cè)面部分560中采用第一布局，并且在基底100上接近外緣處裝配了交流電壓源輸入J1。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由基底100的保留部分565把多個LED與裝配到基底100的其余電子組件分離，其中其他電子組件僅僅被裝配在基底100上的基底100的保留部分565與外周邊570之間。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，其他電子組件被裝配在保留部分565中。
[0101 ] 仍然參考圖5B，構(gòu)建了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，其中中心部分560中LED的中心位于離基底100的頂部和底部邊緣大約17.5_，離右邊緣大約15.2_。所示裝置使用北卡羅來納州Durham的Cree公司出品的六個XTE-HV LED,在大約85攝氏度產(chǎn)生大約2000流明。中心部分560的直徑大約21mm而整個板的尺寸大約為71.3mmX35mm。保留部分565的尺寸在中心部分560之外又有9.5_。向該裝置提供的總功率為大約31.4W，其中大約
20.6W被LED消耗，裝置101的總功率消耗為25.2W。
[0102]圖5C是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖。根據(jù)圖5C，基底100的側(cè)面部分560上裝配了五個LED (作為串電路110的一部分)。正如圖5C所示，根據(jù)從裝置101的期望光輸出，LED在側(cè)面部分560中采用第二布局，并且在基底100上接近外緣處裝配了交流電壓源輸入J1。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由基底100的保留部分565把LED與裝配到基底100的其余電子組件分離，其中其他電子組件僅僅被裝配在基底100上的基底100的保留部分565與外周邊570之間。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，其他電子組件被裝配在保留部分565中。
[0103]仍然參考圖5C，構(gòu)建了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，其中中心部分560中LED的中心位于離基底100的頂部和底部邊緣大約16.2mm，離右邊緣大約12.827mm。所示裝置使用北卡羅來納州Durham的Cree公司出品的五個XTE-HV LED,在大約85攝氏度產(chǎn)生大約800流明。中心部分560的直徑大約16.1mm而整個板的尺寸大約為66.875mmX 32.4mm。保留部分565的尺寸在中心部分560之外又有9.5_。向該裝置提供的總功率為大約13.9W，其中大約9.5W被LED消耗，裝置101的總功率消耗為11.5W。
[0104]圖是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖。根據(jù)圖ro，基底100的側(cè)面部分560上裝配了單個LED(作為串電路110的一部分)。根據(jù)從裝置101的期望光輸出，單個LED被布置在側(cè)面部分560中，并且在基底100上接近外緣處裝配了交流電壓源輸入J1。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由基底100的保留部分565把LED與裝配到基底100的其余電子組件分離，其中其他電子組件僅僅被裝配在基底100上的基底100的保留部分565與外周邊570之間。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，其他電子組件被裝配在保留部分565中。
[0105]考慮到以上參考圖4至圖5的描述，應(yīng)當(dāng)理解，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，通過改變LED (或根據(jù)特定實施例的COB LED)的數(shù)量、類型和布局能夠提供寬范圍的光輸出。例如，使用4個XTE-HVLED (以及驅(qū)動LED的電流)能夠提供其他實施例產(chǎn)生600流明。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，使用3個XTE-HV LED可以產(chǎn)生1000流明。流明與COB LED的數(shù)量和類型的其他組合也可以用于提供根據(jù)本發(fā)明的實施例。
[0106]所以，根據(jù)本發(fā)明的實施例能夠提供相對小的基底，它們不包括板上切換模式的電源，但是發(fā)射相對高亮度的光。例如，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，基底能夠占據(jù)大約3240mm2或更小的面積同時發(fā)射至少2000流明。此外，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由LED (或COB LED)利用的基底部分能夠為大約1384mm2或更小。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED (或COB LED)能夠利用基底整個面積的大約40%或更少。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，與LED (或COB LED)利用的基底部分相鄰的保留部分可以是基底的最大尺寸的長度(即長度或?qū)挾?的大約16%或更多。
[0107]在根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例中，基底能夠占據(jù)大約2900mm2或更小的面積同時發(fā)射至少800流明。此外，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由LED (或COB LED)利用的基底部分能夠為大約814mm2或更小。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED (或COB LED)能夠利用基底整個面積的大約30%或更少。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，與LED (或COB LED)利用的基底部分相鄰的保留部分可以是基底的最大尺寸的長度(即長度或?qū)挾?的大約18%或更多。
[0108]在根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例中，基底能夠占據(jù)大約3240mm2或更小的面積同時發(fā)射至少2000流明。此外，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由LED (或COB LED)利用的基底部分能夠為大約1384mm2或更小。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED (或COB LED)能夠利用基底整個面積的大約40%或更少。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，與LED(或COB LED)利用的基底部分相鄰的保留部分可以是基底的最大尺寸的長度(即長度或?qū)挾?的大約13%或更多。
[0109]在根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例中，基底能夠占據(jù)大約2144mm2或更小的面積同時發(fā)射至少800流明。此外，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由LED (或COB LED)利用的基底部分能夠為大約814mm2或更小。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，LED (或COB LED)能夠利用基底整個面積的大約38%或更少。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，與LED (或COB LED)利用的基底部分相鄰的保留部分可以是基底的最大尺寸的長度(即長度或?qū)挾?的大約14%或更多。
[0110]圖5E是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖。根據(jù)圖5E，基底100的側(cè)面部分580上裝配了六個LED(作為串電路110的一部分)。LED器件可以是北卡羅來納州Durham的Cree公司出品的LED，被描述在例如2011年2月14日提交的13/027,006號、2011年7月8日提交的13/178,791號以及2011年5月20日提交的13/112,502號美國專利申請中，其公開內(nèi)容在此引用作為參考。正如圖5E所示，根據(jù)從該裝置的期望光輸出，在側(cè)面部分580中采用第一布局，LED器件的每一個都包括各自的次安拆基臺581和各自的透鏡582。LED器件由導(dǎo)電引線583電氣耦接到基底100上的其余電子組件。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由基底100的保留部分把多個LED器件與其余電子組件分離，其中其他電子組件被裝配在基底100上的基底100的保留部分之外。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，其他電子組件被裝配在保留部分中。
[0111]圖5F是在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，具有近似非對稱形狀因子的示范電路基底的平面圖。根據(jù)圖5F，基底100的側(cè)面部分590上裝配了五個LED(作為串電路110的一部分)。LED器件可以是北卡羅來納州Durham的Cree公司出品的LED，被描述在例如2011年2月14日提交的13/027,006號、2011年7月8日提交的13/178,791號以及2011年5月20日提交的13/112，502號美國專利申請中。正如圖5F所示，根據(jù)從該裝置的期望光輸出，在側(cè)面部分590中，LED器件的每一個都包括各自的次安拆基臺591和各自的透鏡592。LED器件由導(dǎo)電引線593電氣耦接到基底100上的其余電子組件。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，由基底100的保留部分把LED器件與裝配到基底100的其余電子組件分離，其中其他電子組件被裝配在基底100上的基底100的保留部分之外。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，其他電子組件被裝配在保留部分中。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，在圖5E和圖5F中具體展示的特征，比如用于各自LED的次安拆基臺、導(dǎo)電引線以及其余電子組件也能夠包括在圖4至圖的實施例中。
[0112]圖6至圖8是剖面圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中形成固態(tài)發(fā)光裝置的方法。根據(jù)圖6，在LED串電路110中包括的板上芯片LED被裝配在基底100上。在板上芯片LED之上施加了封裝材料605。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，封裝材料605提供覆蓋LED以及基底100上幾個相鄰LED之間的部分的連續(xù)層。所以，封裝材料605可以基本上彼此同時地施加到這些板上芯片LED。
[0113]應(yīng)當(dāng)理解，封裝材料605可以用于在板上芯片LED上形成透鏡。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，封裝材料605能夠包括液態(tài)硅樹脂和/或液態(tài)環(huán)氧樹脂，以及/或者易揮發(fā)性溶劑材料，比如酒精、水、丙酮、甲醇、乙醇、酮、異丙基、烴溶劑、己烷、乙烯、乙二醇、甲基乙基酮以及其組合。
[0114]在根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例中，封裝材料605在幾個相鄰板上芯片LED之間延伸的部分在裝配過程完成后可以保留在基底100上，而在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，從基底100除去了居間的封裝材料605。在根據(jù)本發(fā)明的其他實施例中，封裝材料605能夠包括其他材料，比如光轉(zhuǎn)化材料、擴(kuò)散材料等。
[0115]根據(jù)圖7，使鑄模710與板上芯片LED上的封裝材料605接觸。鑄模710在其下表面中包括凹處711，該凹處的位置與基底100上要放置板上芯片LED4之處對立。凹處711具有要在板上芯片LED上給出透鏡的形狀。
[0116]鑄模710可以是適于把選定的封裝材料605 (比如硅樹脂)模鑄為保形或其他輪廓層的任何材料。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，鑄模710可以是金屬，比如鋁。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，鑄模710可以是硅或碳化硅。其他材料也可以用作鑄模710。
[0117]鑄模710可以具有向其施加的釋放材料。確切地說，釋放材料能夠被噴灑或以其他方式施加到鑄模710的表面，基底和板上芯片LED從該表面分離。釋放材料可以是將促使板上芯片LED和基底從鑄模710除去的任何材料。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，釋放材料可以是硅樹脂基的釋放制劑。
[0118]應(yīng)當(dāng)理解，即使在基底100上幾個相鄰板上芯片LED之間延伸的封裝材料605可以被壓至相對薄的層，封裝材料605也能夠保留在基底100上，盡管未被提供為特定板上芯片LED的透鏡部分。
[0119]根據(jù)圖8，基底100上的每個板上芯片LED都配備了由模鑄后封裝材料605形成的透鏡815。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，可以除去圖8所示的幾個相鄰板上芯片LED之間的封裝材料605。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，在透鏡815上可以提供封裝材料605的附加層，以向LED串電路110提供附加的光學(xué)特征。在模鑄透鏡815之后，在基底100上可以裝配附加的分立電子元件封裝。例如在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，構(gòu)成LED驅(qū)動電路105的分立電子元件封裝在由封裝材料605形成了透鏡815之后能夠被裝配到基底100。
[0120]圖9是剖面圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，使用鑄模構(gòu)成透鏡815而形成固態(tài)發(fā)光裝置101的方法。確切地說，鑄模910進(jìn)一步包括分立電子元件封裝凹處911，被配置為容納基底100上裝配的分立電子元件封裝905的輪廓，這些分立電子元件封裝905位于在其上具有封裝材料605的LED串電路110外部。所以，分立電子元件封裝905能夠與串電路110中的板上芯片LED —起被裝配在基底100上。封裝材料605然后能夠被施加到板上芯片LED，隨之能夠使鑄模910與封裝材料605接觸以形成透鏡815，同時通過包括分立電子元件封裝凹處911可以避免對分立電子元件封裝905的損傷。
[0121]圖10至圖12是剖面圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中形成固態(tài)發(fā)光裝置101的方法。根據(jù)圖10A，板上芯片LED被裝配在基底100上并且至少部分地由基底100上的密封劑屏障1005包圍。應(yīng)當(dāng)理解，密封劑屏障1005的上表面低于由密封劑屏障1005包圍的板上芯片LED的上表面。
[0122]密封劑材料1015被分配在板上芯片LED上。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，使用噴嘴1110把密封劑材料1015分配在板上芯片LED上。密封劑材料1015被分配的量足以提供在各自板上芯片LED上形成每個各自透鏡815。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，噴嘴1110在板上芯片LED上方移動以便按照順序把密封劑材料1115分配到每個各自板上芯片LED上。例如，噴嘴1110可以位于第一位置中的最左邊板上芯片LED上方，以便把密封劑材料1115分配到恰好位于噴嘴1110之下的各自板上芯片LED上。
[0123]在分配了密封劑材料1115之后，噴嘴1110被移到緊緊位于最左邊板上芯片LED緊鄰的右側(cè)的板上芯片LED之上的第二位置。這個過程可以重復(fù)，以便把密封劑材料1115分配到串電路Iio中包括的每個板上芯片LED上。在根據(jù)本發(fā)明的其他實施例中，多個噴嘴1110被預(yù)定位在至少兩個板上芯片LED處，隨之密封劑材料1115基本上彼此同時地被分配到每個板上芯片LED上。
[0124]密封劑屏障1005被配置為限制密封劑材料1115流入到各自板上芯片LED上，以便允許形成的透鏡815具有期望形狀1105。應(yīng)當(dāng)理解，如圖1OB所示，例如密封劑屏障1005至少能夠部分地包圍每個各自板上芯片LED。例如在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，密封劑屏障1005可以完全包圍各自板上芯片LED。在根據(jù)本發(fā)明的其他實施例中，密封劑屏障1005可以僅僅部分地包圍板上芯片LED。
[0125] 在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，密封劑屏障1005可以使周期性的或非周期性的間隙在其中形成，但是仍然允許形成具有用于板上芯片LED的期望形狀1105的透鏡815。還應(yīng)當(dāng)理解，盡管密封劑屏障1005被顯示為具有基本上矩形剖面，但是可以使用其他形式的密封劑屏障1005。例如，密封劑屏障1005可以具有半圓形形狀或提供足夠表面張力的其他幾何形狀，以便密封劑材料1115被分配到板上芯片LED上時促成形狀1105。
[0126]在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，密封劑屏障1005可以具有限制密封劑材料1015流動的任何形狀。例如，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，密封劑屏障1005具有方形或矩形的周邊形狀以至少部分地包圍板上芯片LED。也能夠使用其他形狀。
[0127]圖12是剖面圖，顯示了形成具有期望輪廓1105的透鏡815之后從板上芯片LED104周圍除去密封劑屏障1005。確切地說，密封劑屏障1005能夠在板上芯片LED的基礎(chǔ)處從透鏡815外緣蝕刻，在基底100表面處在透鏡815的最外緣形成凹處1205。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，密封劑屏障1005未從透鏡815除去。
[0128]圖13A是電路原理圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，耦接到LED串電路的LED驅(qū)動電路。裝置101包括串聯(lián)的LED組110-1、110-2、…、110-N的串110。LED組110-1、110-2、…、110-N的每一個都包括至少一個LED。例如，這些組的各組能夠包括單個LED以及/或者各組能夠包括多種并聯(lián)和/或串聯(lián)布局中的多個LED。這些LED組可以以許多不同的方式布置并可以具有與其相關(guān)聯(lián)的多個補(bǔ)償電路，正如在例如共同委托的待批準(zhǔn)美國專利申請序列號13/235，103(代理機(jī)構(gòu)卷號:5308-1459);美國專利申請序列號13/235，127 (代理機(jī)構(gòu)卷號:5308-1461)中的討論。
[0129]提供給LED串110的電源來自被配置為與交流電源10耦接并從其產(chǎn)生整流電壓 和電流iK的整流器電路105。整流器電路105可以被包括在發(fā)光裝置101中也可以是耦
接到裝置101的分開單元的一部分。
[0130]裝置101進(jìn)一步包括連接到串110的各自節(jié)點(diǎn)的各自電流分流電路130-1、130-2、…、130-N。電流分流電路130-1，130-2，…，130-N被配置為提供旁路LED組110-1，110-2,…，110-N的各自組的電流通路。電流分流電路130-1、130-2、…、130-N的每一個都包括被配置為提供受控電流通路的晶體管Ql，可用于選擇性地旁路LED組110-1、110-2、-UlO-N0晶體管Ql使用晶體管Q2、電阻器R1、R2、…、RN和二極管D偏置。晶體管Q2被配置為起二極管作用，其基極和集電極端子彼此連接。不同數(shù)量的二極管D在電流分流電路130-1、130-2、…、130-N的各自電路中與晶體管Q2串聯(lián)，使得在各自電流分流電路130-1、130-2、…、130-N中的電流通路晶體管Ql的基極端子以不同電壓電平偏置。電阻器R1、R2、…、RN用于限制電流通路晶體管Ql的基極電流。各自電流分流電路130-1、130-2、…、130-N的電流通路晶體管Ql將在不同的發(fā)射極偏壓關(guān)閉，這由流經(jīng)電阻器RO的電流確定。所以，電流分流電路130-1、130-2、…、130-N被配置為響應(yīng)LED組110-1、110-2、…、IIO-N隨著整流電壓Vk的升高和降低的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而操作，使得LED組110_1、110-2、…、110-N隨著整流電壓vR的起落而遞增地激活和停用。電流通路晶體管Ql隨著LED組110-1、110-2、…、110-N的偏置狀態(tài)而導(dǎo)通和關(guān)閉。
[0131]正如圖13A進(jìn)一步顯示，串聯(lián)的LED組的串110也串聯(lián)耦接限流器電路，它被實施為電流鏡像電路1420，盡管在根據(jù)本發(fā)明的實施例中可以使用任何類型的限流器電路。一個或多個存儲電容器310與串聯(lián)的LED組的串110和電流鏡像電路1420并聯(lián)。電流鏡像電路1420可以被配置為把經(jīng)由串聯(lián)的LED組的串110的電流限制為小于供給串電路110的額定電流的量。
[0132]正如圖13A進(jìn)一步顯示，電流鏡像電路1420包括在電流鏡像配置中連接的第一晶體管Ql和第二晶體管Q2以及電阻器Rl、R2、R3。電流鏡像電路1420可以提供近似(Vled-0.7) /(R1+R2) X (R2/R3)的電流限制。也可以提供限壓器電路1460如齊納二極管，限制橫跨一個或多個存儲電容器310所形成的電壓。以這種方式，一個或多個存儲電容器310可以交替地經(jīng)由整流器電路105充電并經(jīng)由串聯(lián)LED組的串110放電，這樣可以提供更均勻的照明。電流鏡像電路1420被耦接到LED組1410，它被包括在串電路110的多個LED組當(dāng)中。應(yīng)當(dāng)理解，LED組1410能夠包括彼此并聯(lián)的多個LED。[0133]圖13B至圖13D是電路原理圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的電流分流電路。確切地說，圖13A中作為電流分流電路130-1至130-N的一部分顯示的晶體管Q2被圖13B至圖13D中的二極管D取代，以提供相關(guān)聯(lián)晶體管Ql各自基極的足夠偏置。此外，電流分流電路130-1至130-N的每級都包括對應(yīng)數(shù)量的二極管D，以提供否則由晶體管Q2提供的偏置。例如，第一級130-1包括兩個二極管用于偏置，而下一級130-2包括三個二極管用于偏置。不僅如此，130-1至130-N的每級都能夠共享前級的二極管D用于偏置。
[0134]圖13E是電路原理圖，展示了在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，耦接到LED串電路的LED驅(qū)動電路。圖13E顯示了圖13B至圖13D的電流分流電路，用于取代電流分流電路130-1至130-N。根據(jù)圖13E，在第一區(qū)段中，Ql的基極電壓大約等于(D1+D2)的電壓降。在第二區(qū)段中，Q2的基極電壓大約等于(D1+D2+D3)的電壓降。在第N區(qū)段中，QN的基極電壓大約等于(D1+D2+…+DN)的電壓降。所以，在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，電流分流電路能夠被制作為二極管陣列和三極管塊。在根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中，二極管陣列和晶體管塊可以集成在一起也可以彼此分開。
[0135]應(yīng)當(dāng)理解，盡管本文可以使用術(shù)語第一、第二等描述多個元件，但是這些元件不應(yīng)當(dāng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅僅用于區(qū)分一個元件與另一個元件。例如，第一元件可以被稱為第二元件，同樣，第二元件也可以被稱為第一元件而不脫離本發(fā)明主題的范圍。正如本文所用，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的列出項的隨便什么組合。
[0136]應(yīng)當(dāng)理解，某元件被稱為“連接”或“耦接”到另一個元件時，它能夠直接連接或耦接到另一個元件，也能夠存在著居間的元件。相反，元件被稱為“直接連接”或“直接耦接”到另一個元件時，則沒有居間的元件。
[0137]應(yīng)當(dāng)理解，某元件或?qū)颖环Q為在另一個元件或?qū)印吧稀睍r，該元件或?qū)幽軌蛑苯釉诹硪粋€元件或?qū)由?，也可以存在著居間的元件或?qū)?。相反，某元件被稱為“直接”在另一個元件或?qū)由蠒r，則沒有居間的元件或?qū)?。正如本文所用，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的列出項的隨便什么組合。
[0138]空間相對術(shù)語，比如“低于”、“在…之下”、“下”、“高于”、“上”等，本文可用于容易描述，以便把一個元件或功能部件與另一個元件或功能部件的關(guān)系描述為如附圖中展示。應(yīng)當(dāng)理解，空間相對術(shù)語意在包括使用和操作中設(shè)備除附圖描述的朝向以外的不同朝向。本說明書自始至終，附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。
[0139]本文描述本發(fā)明主題的實施例時參考了平面和透視展示，它們是本發(fā)明主題的理想化實施例的示意展示。因此，作為例如制造技術(shù)和/或容差的結(jié)果，從展示形狀的變化在預(yù)期內(nèi)。因此，本發(fā)明主題不應(yīng)當(dāng)解釋為限于本文展示的物體的具體形狀，而是應(yīng)當(dāng)包括例如由制造引起的形狀的偏差。因此，圖中展示的物體性質(zhì)上為示意的，并且它們的形狀并非意在展示器件的區(qū)域的實際形狀，而且并非意在限制本發(fā)明主題的范圍。
[0140]本文使用的術(shù)語僅僅為了描述特定實施例的目的而并非意在限制本發(fā)明主題。正如本文所用，單數(shù)形式的“某”和“所述”意在也包括復(fù)數(shù)形式除非語境清楚地另外指明。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，本文使用術(shù)語“包括”和/或“包含”時，指定了所陳述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或加入。
[0141]除非以其他方式界定，本文所用的一切術(shù)語(包括技術(shù)的和科學(xué)的術(shù)語)都具有與本發(fā)明主題所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的通常理解相同的意義。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，本文所用的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有的意義與它們在相關(guān)領(lǐng)域和本說明書的語境中的意義一致，而不應(yīng)當(dāng)在理想化的或過度 正式的意義中解釋，除非本文明確地如此定義。本文使用術(shù)語“多個”指兩個或更多個引用項。
[0142]應(yīng)當(dāng)理解，正如本文所用，術(shù)語發(fā)光二極管能夠包括發(fā)光二極管、激光二極管和/或包括一個或多個半導(dǎo)體層(能夠包括硅、碳化硅、氮化鎵和/或其他半導(dǎo)體材料)、基底(能夠包括石墨烯、硅、碳化硅和/或其他微電子基底)和一個或多個接觸層(能夠包括金屬和/或其他導(dǎo)電層)的其他半導(dǎo)體器件。
[0143]在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明主題的典型的優(yōu)選實施例，盡管采用了特定的術(shù)語，但是它們僅僅用在普通和描述意義下而不是為了限制目的，本發(fā)明主題的范圍在以下的權(quán)利要求書中闡述。
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)發(fā)光裝置，包括: 整流器電路，被裝配在容納于所述固態(tài)發(fā)光裝置中的基底的表面上，耦接到被配置為向所述基底提供整流交流電壓的交流電壓源； 電流源電路，被裝配在所述基底的表面上，耦接到所述整流器電路； 發(fā)光二極管(LED)組的串，被裝配在所述基底的表面上，彼此串聯(lián)且耦接到所述電流源電路；以及 多個電流分流電路，被裝配在所述基底的表面上，各自的電流分流電路被耦接到所述串的各自節(jié)點(diǎn)，并且被配置為響應(yīng)于所述LED組的各自組的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，至少所述多個電流分流電路包括被裝配在所述基底上的分立電子元件封裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述串中的LED包括在所述基底的表面上裝配的板上芯片LED。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述基底包括柔性電路基底，所述裝置進(jìn)一步包括: 散熱片，被裝配在所述基底的對立表面上，熱耦接到所述LED組的串。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述基底包括金屬基印刷電路板(MCPCB)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中，所述MCPCB包括金屬層，通過絕緣層與所述基底的表面分離并且被配置為從所述LED組的串傳導(dǎo)出熱量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中，所述MCPCB包括第一金屬層與第二金屬層之間的絕緣材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中，所述第一金屬層包括電路層以及所述第二金屬層被配置為從所述LED組的串傳導(dǎo)出熱量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括: 限流器電路，在所述基底的表面上，與所述電流源電路和至少一個所述LED組串聯(lián)；以及 至少一個電容器，在所述基底的表面上，橫跨所述至少一個LED組和所述限流器電路耦接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中，所述限流器電路被配置為選擇性地從所述電流源電路到所述至少一個LED組和到所述至少一個電容器提供電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括: 密封劑層，在所述基底的表面上，密封所述LED組的串。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中，所述密封劑層包括硅樹脂。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括: 分開的密封劑層，分開地密封所述LED組的串中的LED。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中，所述整流器電路、所述電流源電路以及所述多個電流分流電路都包括在單一集成電路器件封裝中。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中，所述整流器電路、所述電流源電路、所述多個電流分流電路以及所述限流器電路都集成在專用集成電路中。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述基底包括硅基底、氮化鎵基底、碳化硅基底或石墨烯基底。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括: 密封劑屏障，在所述基底上，至少部分地包圍所述組中的LED，被配置為減少在施加密封劑材料期間所述密封劑材料離開所述LED的流動，以促使在所述LED組的串上形成透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中，所述基底之上所述密封劑屏障的高度小于所述LED的上表面的高度。
19.一種固態(tài)發(fā)光裝置，包括: 具有第一和第二對立表面的基底，至少一個對立表面被配置為在其上裝配器件； 板上芯片發(fā)光二極管(LED)組的串，在所述基底的第一表面上，彼此串聯(lián)；以及 交流電壓源輸入，來自所述固態(tài)發(fā)光裝置外部，耦接到所述基底的第一表面或第二表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，進(jìn)一步包括: 整流器電路，在所述基底的第一表面或第二表面上，耦接到所述交流電壓源輸入以向所述基底提供整流交流電壓； 電流源電路，在所述基底的第一表面或第二表面上，耦接到所述整流器電路；以及多個電流分流電路，在所述基底的第一表面或第二表面上，各自的電流分流電路被耦接到所述串的各自節(jié)點(diǎn)，并且被配置為響應(yīng)于所述LED組的各自組的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中，至少所述多個電流分流電路包括被裝配在所述基底的第一表面上的分立電子元件封裝。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中，所述基底包括柔性電路基底，所述裝置進(jìn)一步包括: 所述基底中的熱傳導(dǎo)嵌條，位于與其上要裝配所述板上芯片LED組的串的位置對立的特定位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，進(jìn)一步包括: 限流器電路，在所述基底的第一表面或第二表面上，與所述電流源電路和至少一個所述LED組串聯(lián)；以及 至少一個電容器，在所述基底的第一表面或第二表面上，橫跨所述至少一個LED組和所述限流器電路耦接。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述基底包括柔性電路基底，所述裝置進(jìn)一步包括: 散熱片，在所述基底的第二面上，熱耦接到所述板上芯片LED組的串。
25.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述基底包括金屬基印刷電路板。
26.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述板上芯片LED組的串中的LED包括所述基底上裝配的未封裝發(fā)光二極管。
27.一種固態(tài)發(fā)光裝置，包括: 整流器電路，被配置為耦接到交流電壓源以提供整流交流電壓； 電流源電路，耦接到所述整流器電路； 串聯(lián)的LED組的串，耦接到所述電流源電路的輸出； 至少一個電容器，耦接到所述電流源電路的輸出；限流器電路，包括電流鏡像電路，被配置為把經(jīng)過至少一個所述LED組的電流限制為小于由所述電流源電路產(chǎn)生的電流，并響應(yīng)于施加到所述電流源電路的輸入的整流交流電壓，使所述至少一個電容器選擇性地經(jīng)由所述電流源電路充電和經(jīng)由至少一個所述LED組放電； 多個電流分流電路，耦接到所述串中LED之間的各自節(jié)點(diǎn)并且被配置為響應(yīng)于隨著所述整流交流電壓的幅度變化所述LED組的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而選擇性地啟用和禁用。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，其中，所述多個電流分流電路的每個都包括: 晶體管，提供所述串的第一節(jié)點(diǎn)與所述整流器電路的端子之間的可控的電流通路；以及 關(guān)閉電路，耦接到所述串的第二節(jié)點(diǎn)和所述晶體管的控制端子并且被配置為響應(yīng)于控制輸入而控制所述電流通路。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，進(jìn)一步包括: 具有第一和第二對立表面的基底，其中，至少所述串聯(lián)的LED組的串、所述多個電流分流電路、所述整流器電路和所述電流源電路都裝配在所述基底上。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中，所述串中的LED包括所述基底上裝配的板上芯片LED。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中，所述基底包括柔性電路板，所述裝置進(jìn)一步包括: 散熱片，被裝配在所述基底上，與所述LED組的串對立并接近。
32.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中，所述基底包括金屬基印刷電路板(MCPCB)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的裝置，其中，所述MCPCB包括金屬層，通過絕緣層與所述基底的表面分離并且被配置為從所述LED組的串傳導(dǎo)出熱量。
34.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中，所述基底包括柔性印刷電路板。
35.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中，至少所述多個電流分流電路包括在所述基底上裝配的分立電子元件封裝。
36.一種形成固態(tài)發(fā)光電路的方法,包括: 以串配置把多個板上芯片發(fā)光二極管(LED)置于基底表面上； 把密封劑材料施加在所述多個板上芯片LED之上； 把所述密封劑材料形成為覆蓋所述多個板上芯片LED的層，以為所述多個板上芯片LED提供透鏡。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，進(jìn)一步包括: 把包括分立電子元件封裝的多個電流分流電路置于所述基底的表面上。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，施加密封劑材料包括施加所述密封劑材料以覆蓋所述多個板上芯片LED以及所述多個板上芯片LED的幾個之間的表面部分。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中，把所述密封劑材料形成為層包括使鑄模與所述密封劑材料接觸，同時形成覆蓋所述多個板上芯片LED的層，以為所述多個板上芯片LED提供所述透鏡，其中所述鑄模包括板上芯片LED凹處，所述凹處位于與所述多個板上芯片LED對立的所述鑄模的表面中。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，進(jìn)一步包括: 在施加所述密封劑材料之前，把包括分立電子元件封裝的多個電流分流電路置于所述基底的表面上，其中所述鑄模進(jìn)一步包括分立電子元件封裝凹處，該凹處位于與所述表面上的所述多個電流分流電路對立的所述鑄模的表面中。
41.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，施加密封劑材料包括把所述密封劑材料分開地分配到所述多個板上芯片LED上。
42.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，施加密封劑材料包括把所述密封劑材料同時分配到所述多個板上芯片LED上。
43.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，把所述密封劑材料形成為覆蓋所述多個板上芯片LED的層以為所述多個板上芯片LED提供透鏡包括:對施加所述密封劑材料期間所述密封劑材料離開所述多個板上芯片LED的每一個的流動提供各自的密封劑屏障，以為所述多個板上芯片LED的每一個提供各自的透鏡。
44.根據(jù)權(quán)利要求42的方法，其中，所述密封劑屏障至少部分地包圍所述LED并且被配置為減少在施加密封劑材料期間所述密封劑材料離開所述LED的流動，以促使所述透鏡的形成。
45.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，進(jìn)一步包括: 從所述透鏡去除所述密封劑屏障。
46.一種印刷電路板(PCB)，包括: 基底，被配置為包括在固態(tài)發(fā)光裝置中，所述基底具有第一和第二對立表面，至少一個對立表面被配置為在其上裝配多個板上芯片發(fā)光二極管(LED)，以及所述基底被配置為耦接到來自所述固態(tài)發(fā)光裝置外部的交流電壓源輸入，并被配置為在其上裝配多個分立電流分流電路器件，所述電流分流電路器件耦接到幾個所述LED之間的各自節(jié)點(diǎn)并被配置為響應(yīng)于隨著提供給所述LED的整流交流電壓的幅度變化所述LED組的偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變而選擇性地啟用和禁用。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的PCB，其中，所述基底包括金屬基PCB。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的PCB，其中，所述第一表面包括傳導(dǎo)電路圖案層而所述第二表面包括厚度大于所述傳導(dǎo)電路圖案層的基礎(chǔ)金屬層，所述PCB進(jìn)一步包括在所述傳導(dǎo)電路圖案層與所述基礎(chǔ)金屬層之間的絕緣層。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的PCB，其中，所述基底包括柔性PCB。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的PCB，進(jìn)一步包括: 在所述基底中的熱傳導(dǎo)嵌條，位于與其上要裝配所述板上芯片LED組的串的位置對立的特定位置。
51.根據(jù)權(quán)利要求46的PCB，進(jìn)一步包括: 密封劑屏障，從所述表面凸出，至少部分地包圍所述表面上要裝配至少一個所述LED的位置，被配置為減少在施加密封劑材料期間密封劑材料離開所述LED的流動，以促進(jìn)在至少一個所述LED上所述透鏡的形成。
52.一種固態(tài)發(fā)光裝置，包括: 具有第一和第二對立表面的基底，至少一個對立表面被配置為在其上裝配器件，所述基底包括基底面積； 發(fā)光二極管(LED)組的串，在所述基底的第一表面上，彼此串聯(lián)地耦接，并被布置在包括的LED面積是所述基底面積的大約40%或更少的所述基底的LED部分中，所述LED組的串被配置為發(fā)出包括大約2000流明或更多的光；以及 交流電壓源輸入，來自所述固態(tài)發(fā)光裝置外部，耦接到所述基底的第一表面或第二表面。
53.一種固態(tài)發(fā)光裝置，包括: 具有第一和第二對立表面的基底，至少一個對立表面被配置為在其上裝配器件，所述基底包括基底面積； 發(fā)光二極管(LED)組的串，在所述基底的第一表面上，彼此串聯(lián)地耦接，并被布置在包括的LED面積是所述基底面積的大約30%或更少的所述基底的LED部分中，所述LED組的串被配置為發(fā)出包括大約800流明或更多的光；以及 交流電壓源輸入，來自所述固態(tài)發(fā)光裝置外部，耦接到所述基底的第一表面或第二表面。
54.一種固態(tài)發(fā)光裝置，包括: 具有第一和第二對立表面的基底，至少一個對立表面被配置為在其上裝配器件，所述基底包括基底面積； 發(fā)光二極管(LED)組的串，在所述基底的第一表面上，彼此串聯(lián)地耦接，并被布置在包括的LED面積是所述基底 面積的大約38%或更少的所述基底的LED部分中，所述LED組的串被配置為發(fā)出包括大約800流明或更多的光；以及 交流電壓源輸入，來自所述固態(tài)發(fā)光裝置外部，耦接到所述基底的第一表面或第二表面。
55.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述LED組的串至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此并聯(lián)地耦接的兩個高壓LED。
56.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述交流電壓源至少包括大約110伏交流。
57.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述LED組的串至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此串聯(lián)地耦接的兩個高壓LED。
58.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述交流電壓源至少包括大約220伏交流。
59.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述LED組的串的至少一組至少包括彼此并聯(lián)或串聯(lián)耦接的兩個高壓LED，以及所述交流電壓源至少包括大約110伏交流或大約220伏交流。
60.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述板上芯片LED組的串至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此并聯(lián)地耦接的兩個板上芯片高壓LED。
61.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述交流電壓源輸入至少包括大約110伏交流。
62.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述板上芯片LED組的串至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此串聯(lián)地耦接的兩個高壓板上芯片LED。
63.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述交流電壓源輸入至少包括大約220伏交流。
64.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述板上芯片LED組的串的至少一組至少包括彼此并聯(lián)或串聯(lián)耦接的兩個高壓板上芯片LED，以及所述交流電壓源至少包括大約110伏交流或大約220伏交流。
65.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，其中，所述串聯(lián)LED組的串至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此并聯(lián)地耦接的兩個板上芯片高壓LED。
66.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，其中，所述交流電壓源輸入至少包括大約110伏交流。
67.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，其中，所述串聯(lián)LED組的串至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此串聯(lián)地耦接的兩個高壓板上芯片LED。
68.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，其中，所述交流電壓源輸入至少包括大約220伏交流。
69.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，其中，所述串聯(lián)LED組的串的至少一組至少包括彼此并聯(lián)或串聯(lián)耦接的兩個高壓板上芯片LED，以及所述交流電壓源至少包括大約110伏交流或大約220伏交流。
70.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，所述串配置包括串聯(lián)的LED組以及所述串聯(lián)的LED組至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此并聯(lián)耦接的兩個板上芯片高壓LED。
71.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，所述串配置被配置為耦接到至少包括大約110伏交流的交流電壓源。
72.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，所述串配置包括串聯(lián)的LED組以及所述串聯(lián)的LED組至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此串聯(lián)地耦接的兩個高壓板上芯片LED。
73.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，所述串配置被配置為耦接到至少包括大約220伏交流的交流電壓源。
74.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，所述串配置被配置為耦接到交流電壓源以及所述串配置包括串聯(lián)LED組以及所述串聯(lián)LED組的串的至少一組至少包括彼此并聯(lián)或串聯(lián)耦接的兩個高壓板上芯片LED，以及所述交流電壓源至少包括大約110伏交流或大約220伏交流。
75.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中，所述LED組的串至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此并聯(lián)耦接的兩個高壓LED。
76.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中，所述交流電壓源輸入至少包括大約110伏交流。
77.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中，所述LED組的串至少包括彼此串聯(lián)地耦接的三組，所述三組的每組都至少包括彼此串聯(lián)地耦接的兩個高壓LED。
78.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中，所述交流電壓源輸入至少包括大約220伏交流。
79.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中，所述LED組的串的至少一組至少包括彼此并聯(lián)或串聯(lián)耦接的兩個高壓LED，以及所述交流電壓源至少包括大約110伏交流或大約220伏交流。
【文檔編號】H05B39/02GK103907401SQ201280044036
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月28日
【發(fā)明者】P·J·阿瑟萊, 倪歷勤, 安東尼·P·范德維恩, R·D·安德伍德, G·H·尼格利, T·格文 申請人:克里公司