專利名稱：發(fā)光二極管模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)模塊，其包括具有多個(gè)凹槽和 位于所述凹槽之間的平緩部分的基板，以及安裝在所述凹槽內(nèi)的LED。 本發(fā)明還涉及一種用于制造這種LED模塊的方法。
背景技術(shù)：
在文件US6611000中公開了上述類型的LED模塊的一個(gè)實(shí)例，其 中在基板上形成了多個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽裝配一個(gè)LED。所有LED是相同 顏色的。單個(gè)的光電探測(cè)器進(jìn)一步安裝在基板邊緣，緊鄰所述凹槽和 LED。所述LED和光電探測(cè)器都被覆蓋了透明樹脂層。所述單個(gè)的光電 探測(cè)器的功能是檢測(cè)LED發(fā)出的穿過所述透明樹脂層的光輸出，并且 將所述輸出饋送回控制和驅(qū)動(dòng)電路，由此在所檢測(cè)的輸出不同于期望 輸出的情況下可以調(diào)節(jié)所述LED的輸出。變化的LED輸出例如是由于 變化的運(yùn)行溫度、老化等造成的。
然而，US6611000中的LED模塊的缺陷是所述單個(gè)光電探測(cè)器對(duì)最 靠近它的LED最敏感，這可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的檢測(cè)和隨后不準(zhǔn)確的LED 輸出調(diào)節(jié)。例如，如果最靠近光電探測(cè)器的LED光通量太低，而其他 更遠(yuǎn)距離的LED發(fā)射出期望通量水平的光，則所述檢測(cè)將指示應(yīng)該增 加LED輸出，即使由于其他更遠(yuǎn)距離的LED發(fā)射出期望通量水平的光 而整個(gè)通量水平是可以接受的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服這個(gè)問題，并提供一種能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)LED 特征的改進(jìn)的LED模塊。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠方便地 添加顏色的LED模塊。
根據(jù)所附的權(quán)利要求，通過LED模塊和制造這種LED模塊的方法 實(shí)現(xiàn)這些和其它目的，從下面的描述可以看出這些和其他目的將是明 顯的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種LED模塊，其包括具有多個(gè)凹槽和在所述凹槽之間的平緩部分的基板，以及安裝在所述凹槽內(nèi)的
LED,該LED模塊的特征在于其進(jìn)一步包括裝配在所述平緩部分的至少 一個(gè)傳感器和/或至少一個(gè)附加LED。
本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)位于凹槽之間的基板的平緩部分提供可 行的機(jī)會(huì)來將附加的組件放置在這里。將傳感器放置在所述平緩部分 實(shí)現(xiàn)了在LED模塊的不同位置的局部檢測(cè)，該檢測(cè)可以被平均為比使 用在基板邊緣的單個(gè)光電探測(cè)器的情況更加準(zhǔn)確的值。而且，由于傳 感器被設(shè)置在每個(gè)LED附近，LED模塊能夠按比例增加到大的尺寸，同 時(shí)保持局部LED特征的準(zhǔn)確檢測(cè)。而且，在^f吏用不同顏色的LED的情 況下，每個(gè)顏色可以使用它自己的傳感器，其實(shí)現(xiàn)了顏色特定反饋。 進(jìn)一步地，在所述平緩部分設(shè)置附加LED實(shí)現(xiàn)了附加通量的生成以及 在操作期間當(dāng)溫度上升時(shí)對(duì)LED效能的補(bǔ)償。例如，在溫度上升時(shí)， 紅色LED的輸出減少，其可以通過提供附加的紅色LED來補(bǔ)償。這樣， 可以調(diào)節(jié)紅色通量的量以保持均勻的混色。在每個(gè)給定的平緩部分， 可以僅僅設(shè)置傳感器，僅僅設(shè)置附加LED，設(shè)置傳感器和附加LED二者， 或者設(shè)置為空。因此，各種配置都是可能的。
所述傳感器可以包括用于測(cè)量LED的光輸出以提供(局部)通量 反饋的通量傳感器，或用于測(cè)量LED溫度以提供(局部)溫度反饋的 溫度傳感器。所述通量傳感器例如可以是光電二極管(已過濾或未過 濾的)、CM0S傳感器、CCD等等。所迷溫度傳感器可以是例如NTC溫 度傳感器、PTC溫度傳感器或結(jié)式二極管溫度傳感器。
所述傳感器可以被設(shè)置在凹槽之間的所述平緩部分的最上部，或 設(shè)置在所述平緩部分的凹陷處。在前一種情況下，對(duì)于通量傳感器， 優(yōu)選地在該傳感器周圍提供屏蔽以使得該傳感器與來自LED的直接光 隔離開。設(shè)置在基板上的光學(xué)元件，例如反射器或準(zhǔn)直器，確保了足 夠數(shù)量的光返回到所述傳感器用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)。在后一種情況下， 所述凹陷優(yōu)選地被蝕刻在基板(在此情況下，有利地為硅基板)的所 述平緩部分，并且尺寸被定為以部分掩蓋設(shè)置在所述凹陷處的通量傳 感器，也使得該傳感器與來自LED的直接光隔離開。因此，在后一種 情況中，不必需要附加的屏蔽。進(jìn)一步地，任何附加LED優(yōu)選地被安 裝在所述平緩部分的頂部，為了光的最大外部耦合。
基板的凹槽優(yōu)選在各種組件安裝到基板上之前通過蝕刻而獲得。而且優(yōu)選地，基板的所述凹槽具有傾斜側(cè)表面。所述傾斜側(cè)表面可以 是平面或曲面。通過將所述側(cè)表面用作反射器，所述傾斜側(cè)表面實(shí)現(xiàn)
了對(duì)從裝配在所述凹槽內(nèi)的LED發(fā)射的光的預(yù)準(zhǔn)直。進(jìn)一步地，如果 多個(gè)LED被裝配在所述凹槽內(nèi)，比如紅色，綠色和藍(lán)色LED，所述傾斜 側(cè)表面也用來預(yù)混合從不同LED發(fā)出的光，即所述凹槽用作顏色混合腔室。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于制作LED模塊的方法， 該方法包括通過在基板上蝕刻多個(gè)凹槽來制備基板，從而在所述凹 槽之間形成了平緩部分；將LED安裝在所述凹槽內(nèi)；以及在所述平緩 部分提供傳感器和附加LED的至少之一。這種方法提供了與本發(fā)明先 前所討論的方面相似的優(yōu)點(diǎn)。


現(xiàn)在將參照當(dāng)前本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所示出的附圖，來更詳細(xì)地 描述本發(fā)明的這些和其他方面。
圖la是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LED模塊的示意性橫截面?zhèn)纫晥D， 圖lb是圖la的LED模塊的示意性俯視圖，
圖2-5是根據(jù)本發(fā)明其他實(shí)施例的LED模塊的示意性橫截面?zhèn)纫?圖，以及
圖6是用于制造根據(jù)本發(fā)明的LED模塊的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖la是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LED模塊10的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。 該LED模塊10包括帶有多個(gè)凹槽14的預(yù)蝕刻的基板l2。該凹槽U優(yōu) 選被預(yù)蝕刻。在每個(gè)凹槽14中，提供通常用16指示的LED (在此情況 下為紅色LED16a,綠色LED16b，和藍(lán)色LED16c)。所述LED可以是固 有的LED或焚光體轉(zhuǎn)換LED。每個(gè)LED16被安裝在凹槽l4的底面。該 凹槽14具有傾斜側(cè)表面18。圖la中的該傾斜側(cè)表面18是平面，但是 可替代地它們可以是曲面。所述傾斜側(cè)表面18和可選地所述凹槽14 的底面優(yōu)選是反射性的，例如裝配有反射性涂層。
在所述凹槽14之間，靠近外部凹槽，形成了基本平坦的部分20， 普通用22指示的傳感器安裝在該平坦部分20上。傳感器"可以包括通量傳感器和/或溫度傳感器22b。圖1中的LED模塊10包括每種 兩個(gè)傳感器。在每個(gè)通量傳感器22a周圍裝配了屏蔽24以使得該傳感 器與來自LED16的直接光隔離開。LED模塊IO進(jìn)一步包括設(shè)置在基板 12上的光學(xué)元件26。該光學(xué)元件26可以例如是反射器或準(zhǔn)直器。在 基板12和光學(xué)元件26之間的空間充滿了密封劑28。
在LED模塊10的運(yùn)行中，從LED16發(fā)出的光被所述凹槽14 (LED 模塊10裝配在其中)的傾斜側(cè)表面18預(yù)準(zhǔn)直，如示范性的射線軌跡 30所示。從LED16發(fā)射出的光傳播通過密封劑28和光學(xué)元件26，并 且被通量傳感器22a所檢測(cè)。光學(xué)元件26確保了足夠數(shù)量的光返回到 傳感器以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)。在圖1的LED模塊中，所述通量在兩個(gè)不 同的地方被檢測(cè)，因此得到兩個(gè)局部通量檢測(cè)或測(cè)量和/或整體通量的 更準(zhǔn)確的平均測(cè)量。同時(shí)，所述溫度也在兩個(gè)不同的地方通過溫度傳 感器22b被測(cè)量，從而也得到兩個(gè)局部溫度測(cè)量和/或整體溫度的更準(zhǔn) 確的平均測(cè)量。來自不同傳感器22的數(shù)據(jù)接著被饋送到LED模塊10 的控制和驅(qū)動(dòng)電路(未示出)，其中數(shù)據(jù)通過已知技術(shù)被用于調(diào)節(jié)LED 以提供關(guān)于顏色、亮度等的期望輸出.這種已知技術(shù)的實(shí)例有利地可 以被用于本發(fā)明，比如溫度前饋(TFF)和通量反饋(FFB)，其公開 于出版物"Achieving color point stability in RGB multi-chip LED modules using various color control loops", P. Deurenberg 等 人，Proc.SPIE Vol. 5941， 59410C ( 2005年9月7日)。
圖lb是圖la的LED模塊的示意性俯視圖。如圖所見，不必在每 個(gè)平緩部分20上設(shè)置傳感器22或其他組件。相反地，應(yīng)該基于所述 檢測(cè)的精確性和準(zhǔn)確性的期望水平來選擇傳感器的數(shù)量和類型。更多 的傳感器得到更準(zhǔn)確和精確的測(cè)量。為了清晰起見，在圖lb中省略了 光學(xué)元件26和密封劑28。
圖2-5是根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的LED模塊的示意性橫截面?zhèn)?視圖。圖2-5中的LED模塊與圖1中的LED模塊相似，并且將僅僅描 述相應(yīng)的差別。為清晰起見，在圖2-5中進(jìn)一步省略了光學(xué)元件26和 密封劑28。在圖2中，取代傳感器22，在中間兩個(gè)平緩部分20裝配 了附加LED32。附加LED32可以用于生成附加通量或用于補(bǔ)償(例如在 LED模塊運(yùn)行期間)隨著溫度的增加而減少的通量輸出。因此，所述附 加LED可以補(bǔ)償在輸出中的這種減少。而且，如圖3所示，傳感器22和附加LED32都可以設(shè)置在相同的平緩部分20上。進(jìn)一步地，基板12 的所述平緩部分20 (在此情況下優(yōu)選地為硅基板)，可以設(shè)置有蝕刻 的凹陷34以容納并至少部分掩蓋通量傳感器22a，如圖4所示。這是 更復(fù)雜的基板，但是在例如圖1中示出的附加屏蔽24可以省略。最后， 在圖5中，多個(gè)LED16凈皮容納在所述凹槽14內(nèi)。在圖5中，每個(gè)凹槽 14中的所述多個(gè)LED16包括紅色LED16a、綠色LED16b和藍(lán)色LED16c。 在該實(shí)施例中，所述凹槽14的傾斜側(cè)表面18也用來預(yù)先混合從不同 LED發(fā)出的光，即凹槽14用作為顏色混合腔室。從所述LED16a、 16b 和16c發(fā)出的光可以例如被混合成發(fā)白色的光。
在圖6的流程圖中，概括了本發(fā)明上述的任意LED模塊的制造方 法。該方法包括的步驟為通過在基板上蝕刻多個(gè)凹槽來制備基板， 從而在所述凹槽之間形成平緩部分(步驟S1),在凹槽內(nèi)安裝LED(步 驟S2 )，以及在所述平緩部分提供傳感器和附加LED的至少之一 (步 驟S3)。根據(jù)本發(fā)明的LED模塊可以有利地用于普通的照明應(yīng)用和汽 車照明應(yīng)用。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員意識(shí)到本發(fā)明絕不會(huì)被限制于上述優(yōu)選實(shí)施 例。相反，在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的許多修改和變形是可能的。例如， 可以設(shè)想僅在所迷平緩部分帶有附加LED但沒有傳感器的LED模塊。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光二極管(LED)模塊(10)，包括具有多個(gè)凹槽(14)和位于凹槽之間的平緩部分(20)的基板(12)，以及安裝在所述凹槽內(nèi)的LED(16)，其特征在于所述LED模塊進(jìn)一步包括裝配在所述平緩部分的至少一個(gè)傳感器(22)和/或至少一個(gè)附加LED(32)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中所述傳感器包括通量傳感器 (22a)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中所述傳感器包括溫度傳感器 (22b)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中至少一個(gè)傳感器安裝在所述 平緩部分的頂部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2和4的LED模塊，其中在所述傳感器周圍裝配有 屏蔽(24)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2的LED模塊，其中至少一個(gè)傳感器安裝在平緩部 分的凹陷(34)處，從而所述傳感器至少部分被掩蓋。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中所述附加LED安裝在所述平緩 部分的頂部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中所述附加LED是紅色的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中通過蝕刻來獲得所述凹槽。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中所述凹槽具有傾斜側(cè)表面 (18)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中至少一個(gè)凹槽容納單個(gè)LED。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中至少一個(gè)凹槽容納多個(gè)LED。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1的LED模塊，其中所述LED包括紅色(16a)、 綠色(16b)和藍(lán)色(16c) LED。
14. 一種用于制造發(fā)光二極管(LED)模塊的方法，包括 通過在基板上蝕刻多個(gè)凹槽來制備基板，從而在凹槽之間形成平緩部分，在所述凹槽內(nèi)安裝LED,以及在所述平緩部分提供至少一個(gè)傳感器和/或至少一個(gè)附加LED。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(LED)模塊(10)，其包括具有多個(gè)凹槽(14)和在所述凹槽之間的平緩部分(20)的基板(12)，以及安裝在所述凹槽內(nèi)的LED(16)。該LED模塊的特征在于在所述平緩部分裝配了傳感器(22)和附加LED(32)的至少之一。這增加了傳感器檢測(cè)的準(zhǔn)確性和/或顏色補(bǔ)償。本發(fā)明還涉及一種用于制造這種LED模塊的方法。
文檔編號(hào)H01L25/075GK101421844SQ200780013010
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者E·J·梅杰, J·L·A·M·索馬尼, L·王, P·H·F·杜倫伯格 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司