固態(tài)光源的布置以及使用固態(tài)光源的布置的燈的制作方法
【專利摘要】公開了固態(tài)光源的布置以及使用固態(tài)光源的布置的燈。提供了用于色彩混合的固態(tài)光源的布置以及包括所述用于色彩混合的固態(tài)光源的布置的光源。襯底具有耦接至其的多個不同色彩LED芯片。所發(fā)射的光被混合以產(chǎn)生白光輸出。LED芯片例如通過形成包括不同色彩的一個或更多個LED芯片的LED集合，使得LED芯片偏斜和/或形成LED集合和/或芯片的非矩形陣列或圓形陣列而以改進色彩混合的方式被布置在襯底上。色彩混合LED布置可以連同準(zhǔn)直光器件一起用在燈或其它光源中，以準(zhǔn)直并且進一步混合從LED布置輸出的色彩混合的光。色彩混合LED布置可以被提供為具有多個LED芯片的單個封裝或一個或更多個LED芯片的多個封裝。
【專利說明】固態(tài)光源的布置以及使用固態(tài)光源的布置的燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及照明，并且更具體地說，涉及固態(tài)光源的色彩混合。

【背景技術(shù)】
[0002]因為固態(tài)光源的能效以及連續(xù)降低的成本，所以固態(tài)光源被日益增加地用在照明中。在照明中使用固態(tài)光源通常在以下之中被公開:美國專利N0.6，773，139 (Sommers)；美國專利N0.6，814，463 ( (Mele);以及美國專利申請公開N0.2008/0019130 (Wang)。
[0003]白光可以以各種方式產(chǎn)生自固態(tài)光源。例如，一個或更多個固態(tài)光源可以安裝在襯底(諸如但不限制于印刷電路板)上。典型地發(fā)射產(chǎn)生藍(lán)色的波長的光的一個或更多個固態(tài)光源可以直接在封裝內(nèi)或者遠(yuǎn)距離地被磷和/或磷混合物覆蓋，以提供從下面的一個或更多個固態(tài)光源發(fā)射的光的磷轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生白光。替換地，兩種或更多種不同“色彩”(即與獨特色彩對應(yīng)的光的波長)的光的組合可以混合在一起以產(chǎn)生白光。在以下中公開了色彩混合:美國專利N0.7，431，477 (Chou);美國專利N0.8，174，189 (Kim);美國專利 n0.8，096，675 (Posselt);美國專利 N0.8，368，315 (Gaines);美國專利申請公開N0.2012/0287620 (Guerrieri);以及美國專利申請公開 N0.2013/0088142 (Allen)0
[0004]雖然使用印刷電路板(PCB)上的不同色彩固態(tài)光源的色彩混合的技術(shù)是已知的，但對于當(dāng)多于兩個的色彩LED彼此相鄰時提供均勻且高效的色彩混合存在著挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括:在不使用附加光器件的情況下，解決歸因于PCB上的不同色彩LED的色彩分離并且改進光輸出均勻性。在PCB上安裝不同色彩LED還就弱熱量耗散和復(fù)雜電路設(shè)計來說提出其它挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的實施例提供一種具有改進的熱量耗散和更不復(fù)雜的電路設(shè)計的針對均勻和高效的色彩混合而優(yōu)化的固態(tài)光源的布置。
[0006]在實施例中，提供了一種固態(tài)光源的布置。所述布置包括:襯底；以及多個固態(tài)光源集合，布置在所述襯底的各個固態(tài)光源區(qū)域上。所述固態(tài)光源集合中的每一個至少包括第一色彩固態(tài)光源芯片、第二色彩固態(tài)光源芯片和第三色彩固態(tài)光源芯片。在每個光源集合內(nèi)，所述第一固態(tài)光源芯片、第二固態(tài)光源芯片和第三固態(tài)光源芯片耦接到所述襯底，并且被布置為緊鄰彼此。所述第一色彩固態(tài)光源芯片被配置為:發(fā)射第一波長的光。所述第二色彩固態(tài)光源芯片被配置為:發(fā)射與所述第一波長不同的第二波長的光。所述第三色彩固態(tài)光源芯片被配置為:發(fā)射與所述第一波長和所述第二波長不同的第三波長的光。
[0007]所述固態(tài)光源集合中的每一個還緊鄰至少兩個其它固態(tài)光源集合。所述固態(tài)光源集合中的至少一個中的固態(tài)光源芯片相對于所述固態(tài)光源集合中的至少另一個中的固態(tài)光源芯片被偏斜。至少所述固態(tài)光源集合的子集(即所述襯底上的所有固態(tài)光源集合的至少一半)位于假想圓上。所述子集內(nèi)的各個固態(tài)光源集合距緊鄰的固態(tài)光源集合被間隔開超過每個固態(tài)光源集合內(nèi)的緊鄰的第一固態(tài)光源芯片、第二固態(tài)光源芯片和第三固態(tài)光源芯片之間的分離量的距離。
[0008]所述第一色彩固態(tài)光源芯片被電串聯(lián)連接，限定包括多個所述第一色彩固態(tài)光源芯片的第一串。所述第二色彩固態(tài)光源芯片被電串聯(lián)連接，限定包括多個所述第二色彩固態(tài)光源芯片的第二串。所述第三色彩固態(tài)光源芯片被電串聯(lián)連接，限定包括多個所述第三色彩固態(tài)光源芯片的第三串。所述固態(tài)光源芯片的第一串、第二串和第三串被布置在每一個通常與所述假想圓同心的近似同心的第一圓、第二圓和第三圓中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]應(yīng)當(dāng)參照應(yīng)當(dāng)結(jié)合以下各圖閱讀的以下詳細(xì)描述，其中，同樣的標(biāo)號表示同樣的部分:
圖1是根據(jù)在此公開的實施例的包括固態(tài)光源的布置的燈的側(cè)視圖。
[0010]圖2是根據(jù)在此公開的實施例的包括固態(tài)光源的布置的燈的另一實施例的側(cè)視圖。
[0011]圖3是根據(jù)在此公開的實施例的固態(tài)光源的布置的示意性頂視圖。
[0012]圖4是包括來自圖3中所示的布置的固態(tài)光源的并聯(lián)電路的示意圖。
[0013]圖5是用于圖3中所示的固態(tài)光源的布置的印刷電路板(PCB)布局的頂視圖。
[0014]圖6是用于來自圖4中所示的印刷電路板(PCB)布局的固態(tài)光源集合的電極連接焊盤的放大視圖。
[0015]圖7是根據(jù)在此公開的實施例的固態(tài)光源的另一布置的示意性頂視圖。

【具體實施方式】
[0016]如在此使用的那樣，術(shù)語固態(tài)光源通常用于提及一個或更多個發(fā)光二極管(LED)、有機發(fā)光二極管(0LED)、聚合物發(fā)光二極管(PLED)以及發(fā)射光的任何其它半導(dǎo)體器件，并且包括它們的組合。固態(tài)光源在一些實施例中包括多于一個的并聯(lián)連接的固態(tài)光源、串聯(lián)連接的固態(tài)光源和/或它們的組合。另外，固態(tài)光源在一些實施例中包括單個半導(dǎo)體管芯、單獨襯底上所封裝的單個半導(dǎo)體管芯、單個襯底上的半導(dǎo)體管芯的集合、包括多個半導(dǎo)體管芯的集合的芯片以及它們的組合。為了方便，術(shù)語LED在此與術(shù)語固態(tài)光源可互換地使用。
[0017]如在此使用的那樣，術(shù)語“色彩”通常用于提及觀測者可感知的輻射的性質(zhì)，并且術(shù)語“不同的色彩”暗指具有不同主波長和/或帶寬的兩個不同的譜。此外，“色彩”可以用于提及白色和非白色光。使用特定色彩來描述LED或LED所發(fā)射的光提及與該特定色彩關(guān)聯(lián)的主波長的特定范圍。特別是，術(shù)語“紅色”當(dāng)用于描述LED或LED所發(fā)射的光時意味著LED發(fā)射具有610nm與750nm之間的主波長的光，并且術(shù)語“琥珀色”提及具有更具體地在610nm與630nm之間的主波長的紅色光。術(shù)語“綠色”當(dāng)用于描述LED或LED所發(fā)射的光時意味著LED發(fā)射具有495nm與570nm之間的主波長的光，并且術(shù)語“薄荷色”提及對于白光具有偏綠色元素的白光和/或基本上白光，以使得其在普朗克曲線之上并且處于或基本上處于1931 CIE色度圖的綠色空間中。術(shù)語“藍(lán)色”當(dāng)用于描述LED或LED所發(fā)射的光時意味著LED發(fā)射具有430nm與490nm之間的主波長的光。術(shù)語“黃色”當(dāng)用于描述LED或LED所發(fā)射的光時意味著LED發(fā)射具有570nm與600nm之間的主波長的光。術(shù)語“白色”通常提及具有大約2600與8000K之間的相關(guān)色溫(CCT)的白光，“冷白色”提及在色彩上更偏藍(lán)的具有基本上高于3600K的CCT的光，并且“暖白色”提及在色彩上更偏紅的具有大約2600K與3600K之間的CCT的白光。
[0018]如在此使用的那樣，術(shù)語“偏斜”提及LED芯片的一側(cè)或更多側(cè)具有相對于另一LED芯片的一側(cè)或更多側(cè)傾斜或歪斜的方向或位置。如在此使用的那樣，術(shù)語“非矩形陣列”提及其中陣列的元件(例如LED芯片)并非按矩形坐標(biāo)(諸如距陣列中心的X，y位移)所限定的矩形網(wǎng)格而布置的陣列。術(shù)語“圓形陣列”提及其中陣列的元件更容易以極坐標(biāo)(諸如沿著半徑(r)距陣列中心(c)并且在位移角(O)下的位移)而不是矩形坐標(biāo)來限定的陣列。
[0019]在圖1中，燈100包括LED 110的布置、光學(xué)系統(tǒng)(諸如但不限制于小面反射器120)和擴散器130。LED 110的布置提供發(fā)射并且混合不同色彩光以產(chǎn)生白光的光源。小面反射器120反射、準(zhǔn)直并且進一步混合LED的布置所發(fā)射的光，并且擴散器130隨著光穿出燈100而散射并且進一步混合光。燈100可以用在例如但不限制于具有小于25°并且在一些實施例為20°或更小的束角的點狀光應(yīng)用中。在其它實施例中，LED 110的布置可以用在具有其它類型的準(zhǔn)直光器件的其它類型的燈中，并且用于例如在包括具有大于40°的束角的泛光的具有大于25°的束角的光中的其它應(yīng)用。LED 110的布置可以用在各種照明系統(tǒng)中，包括但不限制于PAR類型燈(例如PAR30)、BR類型燈(例如BR30)以及向下照明燈(down light lamp)。
[0020]LED 110的布置包括襯底112以及耦接到襯底112的多個不同色彩LED芯片114-116。如以下更詳細(xì)地描述的那樣，LED 110的布置可以包括三個或更多個LED芯片114-116，其發(fā)射三種或更多種不同色彩的光。LED芯片114-116可以以利用高效率光輸出以及改進的光輸出均勻性來促進色彩混合的方式而被布置在襯底112上。特別是，可以例如通過形成包括不同色彩的LED芯片114-116的模式的LED集合111，通過偏斜LED芯片和/或通過形成LED集合和/或芯片的非矩形陣列或圓形陣列來布置LED芯片114-116，如以下更詳細(xì)地描述的那樣。LED芯片114-116也可以以利用更簡單的電路設(shè)計來改進熱量耗散的方式而被布置，耦接到襯底112并且電連接，如以下更詳細(xì)地描述的那樣。
[0021]在一些實施例中，LED芯片114-116發(fā)射包括例如但不限制于綠色、薄荷色、紅色、琥珀色、藍(lán)色、藍(lán)色/白色、白色和黃色的不同色彩的光。LED芯片114-116中的一個或更多個可以包括磷轉(zhuǎn)換的LED芯片，磷轉(zhuǎn)換的LED芯片包括發(fā)射藍(lán)光的LED，諸如但不限制于II1-氮化物L(fēng)ED，作為用于覆蓋發(fā)射藍(lán)光的LED的含磷元素(諸如磷板或小片)的激發(fā)源。襯底112可以包括由例如但不限制于陶瓷、具有金屬通孔的陶瓷或包括至少三層——金屬基板、絕緣介質(zhì)和金屬電路一的金屬芯PCB制成的電路板。可以使用已知技術(shù)(諸如但不限制于回流焊接、環(huán)氧樹脂鍵合以及引線鍵合)而把LED芯片114-116機械地和電地耦接到襯底112上的導(dǎo)電焊盤(未示出)。
[0022]LED芯片114-116可以被并且在一些實施例被布置在襯底112上的相對小的區(qū)內(nèi)，以使得色彩被均勻地混合。實際性能可能受各因素(包括但不限制于LED芯片和磷的效率、LED芯片的數(shù)量、驅(qū)動電流、LED芯片的密度以及操作溫度)支配。LED芯片114-116的確切大小、數(shù)量和布置取決于光源和應(yīng)用的想要的性質(zhì)。以下更詳細(xì)地討論LED芯片的各種可能布置。
[0023]其它組件(諸如光伏(PV)或色彩傳感器芯片)也可以被并且在一些實施例中被耦接到襯底112。驅(qū)動器電路(未示出)可以(例如經(jīng)由襯底112上的跡線)耦接到LED芯片114-116，以用于驅(qū)動不同的色彩LED芯片114-116達(dá)到想要的色彩混合。題為“DRIVERCIRCUIT FOR SOLID STATE LIGHT SOURCES” 的共有美國專利申請序列號 N0.13/471，650中更詳細(xì)地描述了驅(qū)動器電路的一個示例，該申請的整體內(nèi)容被通過引用而合并到此。LED110的布置和驅(qū)動器電路的組合可以被提及為LED光引擎。符合在此描述的實施例的具有LED 110的布置的LED光引擎可以用于提供例如從2700K到6000K的可調(diào)諧的相關(guān)色溫(CCT)0
[0024]小面反射器120可以并且在一些實施例中確實包括鋁涂敷的小面反射器，以反射、準(zhǔn)直并且進一步混合光。燈100的其它實施例可以使用其它類型的反射器，諸如但不限制于平滑拋物面反射器。擴散器130可以并且在一些實施例中確實包括微結(jié)構(gòu)化聚合物擴散器板，其例如以大約5至10度的散射角來散射光。在一個示例中，襯底112與擴散器130之間的距離可以是至少大約40mm，以提供可接受的色彩混合質(zhì)量。在其它實施例中，可以使用其它類型的擴散器，或可以消除擴散器。
[0025]LED芯片114-116可以包括耦接到襯底112的單獨封裝的LED (如圖1中所示)。單獨封裝的LED中的每一個可以包括附接到具有各個光器件的單獨襯底的單個LED管芯。單獨封裝的LED (諸如從OSRAM在德國雷根斯堡的Opto Semiconductors可得的0SL0N?LED)的一個示例包括附接到單獨襯底并且包封有光透射材料(諸如硅酮)的單個LED管芯。光透射材料可以形成穹頂，其提供大約120°或更大的半高全寬(FWHM)束角。為LED芯片114-116中的每一個提供相對高的束角促進色彩混合。也可以使用其它類型的單獨封裝的LED。在這些實施例中，襯底112可以是金屬芯PCB，并且單獨封裝的LED可以電耦接并且熱耦接到金屬芯PCB，如以下將更詳細(xì)地描述的那樣。
[0026]雖然在此描述的實施例中的LED 110的布置被設(shè)計為用于沒有次級光器件的光引擎，但LED 110的布置可以用在具有次級光器件的其它類型的燈中。如圖2中所示，例如，燈200的另一實施例包括全內(nèi)反射(TIR)光器件220，用于反射、準(zhǔn)直并且進一步混合LED光。具有TIR光器件220的燈200的一些實施例包括小面?zhèn)缺?22以及紋理頂表面224，用于進一步色彩混合。具有TIR光器件220的燈200的其它實施例可以包括擴散器片材(未示出)，用于散射并且進一步混合光。當(dāng)與TIR光器件220 —起使用以提供窄束時，可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式來修改LED布置和/或TIR光器件，以提供更高質(zhì)量的色彩混八口 ο
[0027]在其它實施例中，LED芯片114-116可以包括直接鍵合到電路板襯底112的LED管芯，以形成多LED “板載芯片”(COB)封裝。使用具有陶瓷襯底的COB技術(shù)例如允許緊密的LED芯片間隔(例如-0.1mm邊沿到邊沿)、小的電路特征(例如50-100微米最小跡線寬度和間隔)以及用于從小面積生成高通量的優(yōu)秀熱管理。在這些實施例中，LED芯片114-116連同光透射穹頂118 —起被包封(圖2所示)。隨著光穿過穹頂118，從LED芯片114-116發(fā)射的不同色彩的光混合，由此提供良好源級色彩混合。穹頂118可以包括低外形包封(例如清潔硅酮)穹頂，其提供大于120°的束的半高全寬(FWHM)束角并且在一些實施例中大約150° FWHM。穹頂118可以被并且在一些實施例中使用拋光的鋁鑄模而被模制在襯底120上的LED芯片114-116之上，以提供相對平滑的表面光潔度，以改進光學(xué)效率。穹頂118也可以是并且在一些實施例是半球形穹頂，以提供更大的光提取但具有更低的色彩均勻性。
[0028]圖1和圖2示出具有固態(tài)光源或LED 110的單個布置和關(guān)聯(lián)光準(zhǔn)直光器件的燈100,200o其它實施例可以包括多布置的LED 110以及關(guān)聯(lián)反射器或TIR光器件。多布置的LED 110可以用在例如但不限制于具有三個色彩混合多LED布置110 (例如5瓦特每個)以及三個關(guān)聯(lián)反射器或TIR光器件的點狀光模塊中。
[0029]參照圖3，色彩混合多LED布置310的一個實施例包括多個LED集合311a_g，每一個具有在襯底312上的各個LED區(qū)域上所布置的四種不同色彩的四個LED芯片314-317。LED集合311 a-g中的至少一個中的LED芯片314-317相對于LED集合311 a-g中的至少另一個中的LED芯片314-317被偏斜，以允許圓形陣列中的布置，以使得LED集合31 la_g中的每一個緊鄰圓形陣列中的兩個其它這樣的LED集合31 la-g。LED集合31 la_g中的每一個中的LED芯片314-317被布置成緊鄰彼此(即，其間沒有其它LED芯片)。在LED集合311a_g中的每一個中，第一色彩LED芯片314被配置為:發(fā)射具有第一主波長的光，第二色彩LED芯片315被配置為:發(fā)射具有與第一波長不同的第二主波長的光，第三色彩LED芯片316被配置為:發(fā)射具有與第一波長和第二波長不同的第三主波長的光，并且第四色彩LED芯片317被配置為:發(fā)射白色光或具有與第一波長、第二波長和第三波長不同的第四主波長的光。
[0030]LED集合31 la-g和單獨LED芯片314-317被布置在襯底312上的圓形陣列中，以促進色彩混合。換句話說，LED芯片314-317中的每一個位于沿著半徑(r)距陣列中心(c)的位移d處，并且處在位移角Θ。還布置LED集合311a-g，以使得LED集合311a_f的子集(即襯底312上的LED集合311a-g的至少一半)位于假想圓318上。在所圖解的實施例中，LED集合31 la-f位于假想圓318上，一個LED集合311g位于圓318的中心處。位于假想圓318上的LED集合311a-f中的每一個與緊鄰的LED集合311a_f間隔開超過LED集合311a-g中的每一個內(nèi)的緊鄰的LED芯片314-317之間的分離量的距離。
[0031]如以下更詳細(xì)地描述的那樣，LED集合31 la-g中的單個色彩的LED芯片314-317電串聯(lián)連接，以限定第一色彩LED芯片314的第一串、第二色彩LED芯片315的第二串、第三色彩LED芯片316的第三串以及第四色彩LED芯片317的第四串。LED芯片314-317的這些第一串、第二串、第三串和第四串分別還被布置在通常與假想圓318同心的近似圓中。
[0032]LED芯片314-317因此在半徑和角方向上對稱地延伸，以使得不同的色彩基本上是平衡的，以改進色彩混合。當(dāng)用在具有圓形孔徑的圓形燈中時，在具有在角方向上被平衡的不同色彩的圓形陣列中布置LED芯片314-317允許良好的色彩混合。雖然所圖解的實施例示出在圓形陣列中所布置的LED芯片314-317，但其它實施例可以包括在其它非矩形陣列中所布置的被偏斜的LED芯片。針對向下照明應(yīng)用設(shè)計具有七個(7)LED集合311a_g的所圖解的實施例。取決于想要的光級別和光引擎應(yīng)用，也可以使用其它數(shù)量的LED集合。
[0033]在一個示例中，第一色彩是紅色，第二色彩是綠色，第三色彩是藍(lán)色，并且第四色彩是白色。在另一示例中，第一色彩是琥珀色，第二色彩是薄荷色，第三色彩是藍(lán)色/白色，并且第四色彩是黃色。其它色彩和色彩組合也在本公開的范圍內(nèi)。如所示那樣，LED集合
31la-g中的每一個可以具有與襯底312上的LED布置310的整體色彩比例相同的色彩比例(I:1:1:1)。換句話說，在LED集合311a-g中的每一個中以及在LED布置310中，第一色彩對于第二色彩對于第三色彩對于第四色彩比例是1:1:1:1。雖然LED芯片314-317在所圖解的實施例中基本上是相同大小，但可以使用不同大小的LED芯片314-317。
[0034]圖4示出LED集合311a_g中的每一個中的各個LED芯片314_317，LED集合311a_g電串聯(lián)連接以形成連接到與LED色彩中的每一個對應(yīng)的各個通道的并聯(lián)LED電路320。在具有四種(4)色彩的所圖解的實施例中，例如，第一色彩LED芯片314電串聯(lián)連接，限定LED芯片314的第一串，第二色彩LED芯片315電串聯(lián)連接，限定LED芯片315的第二串，第三色彩LED芯片316電串聯(lián)連接，限定LED芯片316的第三串，并且第四色彩LED芯片317電串聯(lián)連接，限定LED芯片317的第四串。各個LED芯片314-317通過導(dǎo)電路徑324-327從陽極連接到陰極，并且并聯(lián)LED電路320通過陽極端子焊盤334-337和陰極端子焊盤344-347而在每個端部處終止。陽極端子焊盤334-337和陰極端子焊盤344-347電連接到驅(qū)動器電路(未示出)。LED集合311a-g中的每一個中的LED芯片314-317也可以熱耦接到一個或更多個導(dǎo)熱部分360，以用于從LED芯片314-317傳導(dǎo)走熱量，以耗散熱量。
[0035]圖5示出襯底312上的PCB布局350以提供圖4中所示的并聯(lián)LED電路320。用于連接到LED芯片314-317 (圖5中未示出)中的每一個的LED連接焊盤354-357沿著從陽極端子焊盤334-337延伸到陰極端子焊盤344-347的各個導(dǎo)電路徑324-327被串聯(lián)定位。如圖6中更詳細(xì)地示出那樣，LED連接焊盤354-357的每一個包括用于電連接到各個LED芯片的陽極的陽極連接焊盤351以及用于電連接到各個LED芯片的陰極的陰極連接焊盤353。LED導(dǎo)電路徑324-327中的每一個將LED陽極焊盤351連接到相鄰LED陰極焊盤353。導(dǎo)電路徑324-327被布置得在襯底312上不彼此交叉，以提供相鄰LED連接焊盤354-357之間的并行連接。
[0036]LED連接焊盤354-357還包括在陽極連接焊盤351與陰極連接焊盤353之間的熱連接焊盤352，用于熱連接到各個LED芯片的熱焊盤。熱連接焊盤352連接到襯底312上的導(dǎo)熱部分360，以從LED芯片傳導(dǎo)走熱量，并且提供熱量耗散。如所示那樣，導(dǎo)熱部分360與導(dǎo)電路徑324-327分離，并且可以跨襯底312的基本上整個其余區(qū)(即沒有導(dǎo)電路徑或焊盤的區(qū))而延伸，以增加熱量耗散。
[0037]在一個不例中，襯底312是金屬芯PCB,并且傳導(dǎo)路徑324-327形成為一個層表面上的導(dǎo)電材料的跡線。也可以在同一層表面上從導(dǎo)熱材料來形成導(dǎo)熱部分360。傳導(dǎo)路徑324-327和導(dǎo)熱部分360可以利用介電材料來隔離。在此描述的LED芯片的布置因此通過允許使用具有單個表面層的金屬芯PCB來簡化電路設(shè)計，以用于無交叉的電并聯(lián)連接，并且用于熱量傳導(dǎo)和耗散。使用具有這種布局的PCB因此為所有LED針對熱傳導(dǎo)和熱量耗散而提供更好的解決方案，這為光引擎輸出提供相對穩(wěn)定的色彩混合。
[0038]圖6還圖解每個LED集合內(nèi)的LED連接焊盤354-357的并且因此LED芯片的相對位置。如所示那樣，用于一個LED集合的LED連接焊盤354-357可以位于假想圓內(nèi)并且被間隔開，以使得LED連接焊盤354-357中的每一個位于假想圓的不同的四分之一圓內(nèi)。在允許用于將LED陽極焊盤351和LED陰極焊盤353連接到各個傳導(dǎo)路徑324-327并且用于將熱連接焊盤352連接到各個導(dǎo)熱部分360的充足間隔的同時，LED連接焊盤354-357的相對位置因此足夠靠近以促進色彩混合，如圖5所示。
[0039]圖7示出包括LED集合711a_g中的每一個中僅具有三種不同色彩LED芯片714-717的LED集合711 a-g的圓形陣列的LED布置710的另一實施例。LED芯片714-717可以包括例如琥珀色或紅色LED芯片714、薄荷色或綠色LED芯片715以及藍(lán)色LED芯片716。在該實施例中，LED集合71 la-g安裝在圓形陣列中的襯底712上，其中，LED芯片714-717中的至少一些相對于其它LED芯片714-717被偏斜。每一各個色彩LED芯片714-717可以與不重疊的傳導(dǎo)路徑電串聯(lián)連接，以形成并聯(lián)LED電路，如上所述。
[0040]相應(yīng)地，符合在此描述的實施例的LED的布置允許具有促進熱量耗散的簡化電路設(shè)計的均勻和高效的色彩混合。
[0041]雖然所圖解的實施例示出具有LED集合的LED布置和/或LED芯片的布置的特定示例，但其它模式、數(shù)量、大小、組合和色彩的LED芯片也可以被布置在LED集合中和/或圓形陣列或其它非矩形陣列中?？梢曰谏驶旌螸ED光源的想要的性質(zhì)(例如功率輸入、通量、效驗、源直徑、亮度、色彩均勻性以及CRI)來確定LED芯片的數(shù)量、大小和布置。另外，所圖解的實施例中的每一個并非意圖是排它的，除了所示的模式和布置或者在所示的模式和布置之外，附加的LED集合和/或LED芯片可以耦接在襯底上的其它位置處。其它組件(諸如光伏芯片)也可以耦接到襯底。
[0042]如在此所使用的術(shù)語“耦接”提及一個系統(tǒng)元件所攜帶的信號被分給“耦接的”元件所利用的任何連接、耦接或鏈接等。這樣的“耦接的”設(shè)備或信號和設(shè)備并不一定直接連接到彼此，而是可以被可以操控或修改這樣的信號的中間組件或設(shè)備分離開。類似地，關(guān)于機械或物理連接或耦接而如在此所使用的術(shù)語“連接的”和“耦接的”是相對術(shù)語，并且不要求直接物理連接。術(shù)語“被熱耦接”提及可以通過其來傳導(dǎo)熱量的連接或耦接。
[0043]除非另外聲明，否則使用詞語“基本上”可以理解為包括精確關(guān)系、條件、布置、定向和/或其它特性以及如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的關(guān)于精確關(guān)系、條件、布置、定向和/或其它特性的偏差，這樣的偏差的程度并不重大地影響所公開的方法和系統(tǒng)。
[0044]貫穿整個本公開，使用數(shù)量詞和代詞“一個”和/或“某個”和/或“這個”來修飾名詞可以理解為為了方便于而被使用，并且包括所修飾的名詞中的一個或多于一個，除非另外具體地聲明。術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等在此不指明任何順序、量或重要性，而是用于將一個要素與另一要素區(qū)分開。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”意圖是包括性的，并且意味著可以存在除了所列出的要素之外的附加要素。
[0045]所描述的和/或通過各圖另外繪制以與其它事物通信、關(guān)聯(lián)和/或基于其它事物的元件、組件、模塊和/或其部分可以理解為以直接和/或間接方式來這樣與其它事物通信、關(guān)聯(lián)和或基于其它事物，除非在此另外規(guī)定。
[0046]雖然方法和系統(tǒng)已經(jīng)相對于其特定實施例而被描述，但它們不限制于此。按照以上教導(dǎo)，顯而易見地很多修改和變化可以變得明顯。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出在此所描述并且圖解的部分的細(xì)節(jié)、材料和布置上的很多附加改變。
[0047]詞語表 100 燈
110LED的布置
111LED集合
112襯底 114-116 LED 芯片 118 穹頂
120 小面反射器 130 擴散器 200 TIR光器件222小面?zhèn)缺?br> 224紋理頂表面
310LED布置311a-g LED 集合
312襯底
314-317LED 芯片
320并聯(lián)LED電路
324-327傳導(dǎo)路徑
334-327陽極端子焊盤
344-347陰極端子焊盤
350PCB布局
351陽極連接焊盤
352熱連接焊盤
353陰極連接焊盤354-357LED連接焊盤360導(dǎo)熱部分
710LED布置
712襯底711a-g LED 集合
714-716LED 芯片
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)光源的布置，包括: 襯底(112，312，712);以及 多個固態(tài)光源集合(111，311&^，711&1)，布置在所述襯底(112，312，712)的各個固態(tài)光源區(qū)域上，所述固態(tài)光源集合中的每一個至少包括第一色彩固態(tài)光源芯片(114，314，714)、第二色彩固態(tài)光源芯片(115，315，715)和第三色彩固態(tài)光源芯片(116，316，716)， 其中，在每個所述光源集合(lll，311a-g，711a-g)內(nèi)，所述第一固態(tài)光源芯片、所述第二固態(tài)光源芯片和所述第三固態(tài)光源芯片(114-115、314-316，714-716)耦接到襯底(112，312，712)并且被布置為彼此緊鄰，所述第一色彩固態(tài)光源芯片(114，314，714)被配置為:發(fā)射第一波長的光，所述第二色彩固態(tài)光源芯片(115，315，715)被配置為:發(fā)射與所述第一波長不同的第二波長的光，并且所述第三色彩固態(tài)光源芯片(116，316，716)被配置為:發(fā)射與所述第一波長和所述第二波長不同的第三波長的光， 其中，所述固態(tài)光源集合(111，311&^，711&1)中的每一個緊鄰至少兩個其它固態(tài)光源集合(111，311a-g, 711a-g),其中，所述固態(tài)光源集合(111, 311a_g, 711a_g)中的至少一個中的固態(tài)光源芯片(114-115，314-316，714-716)相對于所述固態(tài)光源集合(111，311a-g，711a-g)中的至少另一個中的固態(tài)光源芯片(114-115，314-316，714-716)被偏斜，以及 其中，至少所述固態(tài)光源集合(111，311&^，711&1)的子集位于假想圓(318)上，所述子集至少包括所述襯底(112，312，712)上的所有固態(tài)光源集合(111，311&^，711&1)的一半，所述子集內(nèi)的各個所述固態(tài)光源集合(lll，311a-g, 711a-g)與緊鄰的固態(tài)光源集合(111, 311a-g, 711a-g)間隔開超過每個固態(tài)光源集合(111, 311a_g, 711a_g)內(nèi)的緊鄰的第一固態(tài)光源芯片、第二固態(tài)光源芯片和第三固態(tài)光源芯片(114-115，314-316，714-716)之間的分離量的距離，以及 其中，所述第一色彩固態(tài)光源芯片(114，314，714)電串聯(lián)連接，限定包括多個所述第一色彩固態(tài)光源芯片(114，314，714)的第一串，所述第二色彩固態(tài)光源芯片(115，315，715)電串聯(lián)連接，限定包括多個所述第二色彩固態(tài)光源芯片(115，315，715)的第二串，并且所述第三色彩固態(tài)光源芯片(116，316，716)電串聯(lián)連接，限定包括多個所述第三色彩固態(tài)光源芯片(116，316，716)的第三串，以及 其中，所述固態(tài)光源芯片(114-116，314-316，714-716)的所述第一串、所述第二串和所述第三串被布置在每一個通常與所述假想圓(318)同心的近似同心第一圓、第二圓和第三圓中。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源芯片(114-116，314-316，714-716)在所述襯底(112，312，712)上形成非矩形陣列。
3.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源集合(lll，311a-g，711a-g)在所述襯底(112，312，712)上形成圓形陣列。
4.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源集合(lll，311a-g，711a-g)中的每一個中的第一色彩固態(tài)光源芯片(114，314，714)對于第二色彩固態(tài)光源芯片(115，315，715)的比例與所述襯底(112，312，712)上的第一色彩固態(tài)光源芯片(114，314，714)對于第二色彩固態(tài)光源芯片(115，315，715)的比例相同。
5.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述第一波長與綠色光對應(yīng)，并且其中，所述第二波長與紅色光對應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述第一波長與綠色光對應(yīng)，其中，所述第二波長與紅色光對應(yīng)，并且其中，所述第三波長與藍(lán)色光對應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源集合(lll，311a-g，711a_g)中的每一個包括:有每個所述第一色彩固態(tài)光源芯片、所述第二色彩固態(tài)光源芯片和所述第三色彩固態(tài)光源芯片(114-116，314-316，714-716)中的僅一個的預(yù)定模式。
8.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源集合(lll，311a-g，711a-g)中的每一個提供1:1:1的第一色彩固態(tài)光源芯片對于第二色彩固態(tài)光源芯片對于第三色彩固態(tài)光源芯片比例。
9.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，還包括:近似地部署在所述假想圓(318)的中心處的另一所述固態(tài)光源集合(311g)。
10.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述第一色彩固態(tài)光源芯片、所述第二色彩固態(tài)光源芯片和所述第三色彩固態(tài)光源芯片(114-116，314-316，714-716)包括發(fā)光二極管(LED)。
11.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源集合(311a-g)中的每一個包括:第四色彩固態(tài)光源芯片(317)，被配置為:發(fā)射白光。
12.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源集合(311a-g)中的每一個包括:第四色彩固態(tài)光源芯片(317)，被配置為:發(fā)射第四波長的光，所述第四波長與所述第一波長、所述第二波長和所述第三波長不同。
13.如權(quán)利要求12所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源集合(311a-g)中的每一個包括:有每個所述第一色彩固態(tài)光源芯片、所述第二色彩固態(tài)光源芯片、所述第三色彩固態(tài)光源芯片和所述第四色彩固態(tài)光源芯片(314-317)中的僅一個的預(yù)定模式。
14.如權(quán)利要求12所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述第一波長與綠色光對應(yīng)，其中，所述第二波長與紅色光對應(yīng)，其中，所述第三波長與藍(lán)色光對應(yīng)，并且其中，所述第四波長與黃色光對應(yīng)。
15.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源的布置，其中，所述固態(tài)光源芯片(114-116，314-317，714-716)的每一個包括封裝有各個光器件的管芯。
【文檔編號】F21S2/00GK104347781SQ201410388351
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】G.科萊尼, S.張 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司