具有近場混合的光源的制作方法

專利名稱：具有近場混合的光源的制作方法
技術領域：
本發明涉及固態照明，具體地，涉及利用來自分散發射體的光的近場混合的固態 照明。
背景技術：
發光二極管(LED或者LEDs)為將電能轉換為光的固態器件，并且通常包括夾置在 相對摻雜層之間的一個或者多個半導體材料的活性層。當橫穿摻雜層施加偏壓時，空穴和 電子被注入活性層，它們在活性層中復合以產生光。光從活性層并且從LED的全部表面發 射出來。為了在電路或者其他類似配置中使用LED芯片，將LED芯片裝入封裝中以提供環 境和/或機械保護、顏色選擇、光聚焦等是已知的。LED封裝件還包括用于將LED封裝件電 連接至外部電路的電導線、觸點、或者跡線。在圖Ia中所示的典型LED封裝件10中，利用 焊料粘結劑或者導電環氧樹脂將單個LED芯片12安裝在反射杯13上。一條或者多條焊線 (wire bonds) 11將LED芯片12的歐姆接觸連接至導線15A和/或15B，導線可附接至反射 杯13或者與其結合為一體。反射杯可以填充有密封材料16，該密封材料可包含諸如磷的波 長轉換材料。LED發出的第一波長的光可以被磷吸收，磷可以響應地發出第二波長的光。然 后，將整個組件封裝在透明保護樹脂14中，該透明保護樹脂可以以透鏡形狀來模制，以使 從LED芯片12發出的光校準。雖然反射杯13可以在向上的方向上投射光，但是當光被反 射時會產生光損失(即，由于實際反射體表面的反射率小于100%，反射杯會吸收一些光)。 另外，由于可能難以通過導線15A、15B吸取熱，所以對于諸如在圖Ia中所示的封裝件10的 封裝件，熱滯留會成為問題。在圖Ib中所示的傳統LED封裝件20可能更適用于會產生更多熱的大功率操作。 在LED封裝件20中，將一個或者多個LED芯片22安裝在諸如印刷電路板(PCB)底座、基板、 或者子安裝座(submoimt) 23的底座上。安裝在子安裝座23上的金屬反射器M圍繞LED 芯片(或多個LED芯片)22并且將LED芯片發出的光朝遠離封裝件20反射。反射器M還 向LED芯片22提供機械保護。在LED芯片22上的歐姆接觸和在子安裝座23上的電跡線 25A、25B之間設置一條或者多條焊線連接11。然后，用封裝沈覆蓋安裝的LED芯片22，該 封裝可以為芯片提供環境保護和機械保護，同時還用作透鏡。通常利用焊料或者環氧樹脂粘結劑將金屬反射器M附接至底座。已經開發了利用不同的分散光源(諸如，在名稱為“Lighting Deviceand Lighting Method”的美國專利第7，213，940號中描述的那些光源)的不同顏色(hue)的、 由多個分散光源產生白光的技術。這些技術混合來自分散光源的光以提供白光。在某些應 用中，在遠場中混合光使得當直接觀看時可以區分地識別出不同顏色的光源，但光在遠場 中進行結合，產生看上去為白色的光。在遠場中進行混合的一個難題是當直接觀看燈或者 照明設備時可以感知單獨的分散光源。因此，僅使用遠場混合可能最適用于那些光源被機 械地隱藏以防被用戶看到的照明應用。然而，由于機械屏蔽通常要損失光，所以機械地隱藏 光源會導致效率降低。已經開發了不同的燈和照明設備以更有效地混合來自分散光源的光，以使分散光 源的可見性最小化。可從Cree有限公司(www. creelighting. com)購得的LR6燈利用了“混 合室”，在該“混合室”中，光在透鏡和光源之間的腔中反射并且穿過使單個光源模糊的漫射 器。因此，盡管LR6燈利用多個分散光源，但是與白熾燈看起來具有單個光源幾乎相同，LR6 燈看起來也具有單個光源。雖然對于約60流明/瓦的LR6燈，混合室方法已經產生了非常高的效力，但是該 方法的一個缺點是在漫射透鏡(其可以為透鏡和漫射膜)和光源之間需要最小的間距。實 際間距可以取決于透鏡的漫射程度，但是通常，高漫射透鏡比低漫射透鏡具有更高的損失。 因此，通常基于應用來調節漫射/模糊級別以及混合距離，以提供適當深度的照明裝置。在 不同燈中，漫射器可以距離分散光源2 3英寸，如果漫射器更靠近，則來自光源的光可能 會混合不充分。因此，會難以利用混合室方法提供非常小外形的照明設備。可在輸入功率的等級上限制當前LED封裝件(例如，由Cree，Inc.提供的 XLamp LEDs)并且對于某些封裝件，該范圍為0. 5 4瓦。多個這種傳統LED封裝件組 合一個LED芯片，并且在組裝層面通過將幾個這些LED封裝件安裝在單個電路板上來獲得 更高的光輸出。圖2示出了包括安裝至基板或者子安裝座34的多個LED封裝件32以獲得 更高光通量的一個這種分布式集成LED陣列30的截面圖。典型陣列包括多個LED封裝件， 其中，為了容易理解，圖2僅示出了兩個。可選地，通過利用腔(其中，每個腔中安裝單個 LED芯片)陣列來提供更高的通量組件。(例如，Lamina有限公司所提供的TitanTurboTM LED發光引擎)。由于這些LED陣列在相鄰LED封裝和腔之間提供了延伸的非發光“死區”，所以這 些LED陣列解決方案不如期望的緊湊。這種死區提供較大設備，會限制漫射來自LED封裝的 光的能力，并且會限制通過像校準透鏡或者反射器一樣的單個緊湊光學元件將輸出光束成 形為特定角分布的能力。這使得難以在現有燈或更小的燈的規格(form factor)范圍內設 置經引導或者校準的光輸出的固態照明裝置的結構。這些情形在提供結合有LED組件(其 自小光學源以1000流明及較高范圍遞送光通量水平)的緊湊LED燈結構方面提出了挑戰。

發明內容
本發明提供了 LED組件和照明裝置的多個實施方式，其特征在于，具有“近場”混 合來自分散光源的光。分散光源可以發射不同顏色的光并且當直接觀看LED組件和照明裝 置時，來自分散光源的光被混合使得其看起來為單色發射體而不會看起來為具有不同顏色的發射體。這不僅使光源在視覺上更有吸引力，而且提供了光在近場漫射以后穿過透鏡和 光學器件的優點。根據本發明的發光二極管(LED)組件的一個實施方式包括多個LED芯片。漫射器 被設置為使得來自LED的至少一些光穿過該漫射器以在近場中混合LED光。當直接觀看時， 穿過漫射器的光看起來為混合光。根據本發明的LED組件的另一實施方式包括具有LED芯片陣列的子安裝座和在 LED芯片陣列正上方的透鏡。漫射器被設置為使得來自LED的至少一些光穿過該漫射器以 在近場中混合LED光。當直接觀看時，穿過該漫射器的光看起來為LED芯片光的混合。根據本發明的照明裝置的一個實施方式包括LED組件，該LED組件包括LED芯片 陣列和在近場中混合來自LED芯片的至少一些光的近場漫射器。包括遠距離反射器以反射 來自LED組件的至少一些光，使得該一些光在期望方向上發光從照明裝置發射出去。本發明的這些和其他方面及優勢將從之后通過示例方式示出了本發明的特征的 附圖及詳細描述中變得顯而易見。


圖Ia示出了現有技術LED燈的一個實施方式的截面圖；圖Ib示出了現有技術LED燈的另一個實施方式的截面圖；圖2示出了現有技術LED組件的一個實施方式的截面圖；圖3示出了根據本發明的在透鏡上具有漫射膜的LED組件的一個實施方式的截面 圖；圖4為根據本發明的在透鏡內部具有漫射器的LED組件的另一個實施方式的截面 圖；圖5為根據本發明的具有遠距離漫射器的LED組件的另一個實施方式的截面圖；圖6為根據本發明的在透鏡上具有漫射器結構的LED組件的另一個實施方式的截 面圖；圖7a為根據本發明的LED組件的另一個實施方式的截面圖；圖7b為圖7a中所示的LED組件的透視圖；圖7c為圖7a中所示的LED組件的俯視圖；圖7d為圖7a中所示的LED組件的仰視圖；圖8為具有在其透鏡上的漫射膜的在圖7a 圖7d中所示的LED組件的截面圖；圖9為具有在其透鏡內部的漫射器的在圖7a 圖7d中所示的LED組件的截面 圖；圖10為具有遠距離漫射器的在圖7a 圖7d中所示的LED組件的截面圖；圖11為具有在其透鏡上的漫射器結構的在圖7a 圖7d中所示的LED組件的截 面圖；圖12為根據本發明實施方式的結合LED組件的后向反射燈的截面圖；圖13為根據本發明實施方式的結合LED組件的前向反射燈的截面圖；以及圖14為根據本發明實施方式的結合LED組件的直接光源燈的截面圖。
具體實施例方式本發明包括照明組件、燈、或者照明設備，其包括多個分散光源，這些分散光源的 發光通過緊鄰光源設置散射/漫射材料或者結構(“漫射器”)而在“近場”被混合。通過在 近場混合，來自分散光源的光在直接觀看時看上去為單色光。即，看不出來自分散光源的光 為分離光源的光。在一個實施方式中，分散光源可以混合以提供白光，并且通過近場混合， 當直接觀看時，該組件看起來為白光光源。還把遠場光看作分散光源混合的白光。本發明 提供了當在近場和遠場中處觀看時看起來為分散光源的混合的小外形光源。在一個實施方式中，照明/LED組件包括安裝在子安裝座上的LED芯片，以及覆蓋 LED芯片以制作單個緊湊光源元件的透鏡。漫射器除了緊鄰LED芯片以外，還可以在LED芯 片中、在LED芯片上、或者脫離(remote)LED芯片，以將該漫射器設置為仍在近場中混合來 自LED芯片的光的同時，照明/LED組件可以具有小外形。通過近場漫射，在由光學組件放 大或者反射之前/以前，照明組件(“LED組件”)提供均勻發光，同時仍維持小外形。漫射器可以包括以多種不同方式設置的多種不同材料。在某些實施方式中，可以 在覆蓋照明組件的LED芯片的透鏡上設置漫射膜。在其他實施方式中，漫射器可以包含在 透鏡內。在又一實施方式中，漫射器可以脫離透鏡，但是并不是太遠，以便充分混合透鏡外 部的反射光。如下文中進一步描述的，可以將多種不同結構和材料用于漫射器，例如散射 微粒、幾何散射結構或微觀結構、包括微觀結構的漫射膜，漫射膜包括指示光子膜(index photo film)。漫射器在LED芯片之上可以采用諸如平面、球狀、錐形、以及其變形的多種不 同形狀。本文參照某些實施方式描述了本發明，但是應該理解，可以以多種不同形式體現 本發明，而不應該解釋為限于本文所闡述的實施方式。具體地，下文關于具有處于不同結構 的LED或者LED芯片陣列的某些燈或者照明組件描述了本發明，但是應該理解，可以將本發 明用于具有多種不同陣列結構的多種其他燈。該組件可以具有超出所示出的形狀和尺寸范 圍的不同形狀和尺寸，并且在陣列中可以包括不同數量的LED。在陣列中的某些或者全部 LED可以涂覆有降頻轉換涂層，該降頻轉換涂層可以包括磷光體加載型粘合劑(“磷光體/ 粘合劑涂層”)，但是可以理解，還可以使用沒有轉換材料的LED。還應理解，在將諸如層、區域、或者基板的元件稱為在另一元件“上”時，該元件 可以直接位于另一元件上或者還可以存在介入元件。此外，本文中，可以使用諸如“內部 (inner)，，、“外部(outer)”、“上部(upper)”、“上方(above)”、“下部(lower)，，、“在…之 下(beneath)”、以及“下方(below) ”的關系術語以及類似的術語用于描述一層或者另一區 域的關系。應理解，除了圖中所描述的定向以外，這些術語旨在還囊括該裝置的不同定向。盡管本文中可以使用術語第一、第二等來描述各種元件、組件、區域、層、和/或 段，但是這些元件、組件、區域、層、和/或段不受這些術語限制。這些術語僅用于將一個元 件、組件、區域、層、或者段與另一個元件、組件、區域、層、或者段區分開。因此，可將下文中 所論述的第一元件、組件、區域、層、或者段稱為第二元件、組件、區域、層、或者段，而不背離 本發明的教導。本文參照示意性示出本發明的實施方式的截面示圖描述了本發明的實施方式。照 此，層的實際厚度可以不同，且預期視圖的形狀因(例如)制造技術和/或公差而變化。本 發明的實施方式不應被理解為限于本文所示區域的特定形狀，而是應理解為包含因(例
7如)制造引起的形狀偏差。被示為或者描述為正方形或者矩形的區域標準制造公差而通常 會具有圓形或彎曲特性。因此，圖中所示的區域實際上為示意性的，且這些形狀不是為了示 出裝置的區域的精確形狀并且不是為了限制本發明的范圍。圖3示出了根據本發明的LED組件40的一個實施方式，該LED組件包括用于固持 LED芯片陣列的子安裝座42，其中，該子安裝座在其上表面上具有晶粒焊盤(die pad)44和 電跡線46。包括了包含LED陣列的LED芯片48，其中LED芯片48中的每一個均安裝至各 自的一個晶粒焊盤44。在根據本發明的不同實施方式中，LED芯片48可以具有以不同方式 設置的多個不同半導體層并且可以發出多種不同顏色的光。LED結構、特征以及其制造和操 作在本領域中通常是眾所周知的，因此本文中僅進行了簡要論述。LED芯片48的層可以使用已知工藝制作，其中適合的工藝是使用金屬有機化學氣 相沉積(MOCVD)的制作。LED芯片的層通常包括夾置在第一和第二相對的摻雜外延層之間 的活性層/區域，其中，所有的外延層連續形成于生長基板上。LED芯片可以形成在晶片上， 然后單獨切割以安裝于封裝中。應理解，該生長基板可以保持作為最終經單獨切割的LED 的一部分或者可以完全地或者部分地移除該生長基板。還應理解，LED芯片48中還可以包括另外的層和元件，包括但不僅限于緩沖層、成 核(nucleation)層、接觸層、以及電流擴散層以及光提取層及元件。活性區域可以包括單 量子阱(SQW)、多量子阱(MQW)、雙異質結構、或者超晶格結構。該活性區域和摻雜層可以由 不同材料系統制成，其中優選的材料系統為以III族氮化物為主的材料系統。III族氮化物 是指在氮和周期表的III族元素(通常為鋁(Al)、鎵(Ga)以及銦(In))之間所形成的那些 半導體化合物。該術語還指諸如氮化鋁鎵(AWaN)和氮化鋁銦鎵(AlInGaN)的三元化合物 及四元化合物。在優選實施方式中，摻雜層為氮化鎵(GaN)，活性區域為hGaN。在可選實 施方式中，摻雜層可以為MGaN、砷化鋁鎵(AWaAs)或者磷砷化鋁鎵銦(AWalnAsP)。生長基板可以由許多材料制成，例如藍寶石、碳化硅、氮化鋁(AlN)、氮化鎵 (GaN)，其中，雖然還可以使用包含3C、6H以及15R多型體(polytype)的其他碳化硅多型 體，但合適的基板為碳化硅4H多型體。碳化硅具有某些優點，例如，與藍寶石相比，其具有 與III族氮化物更接近的晶體晶格匹配，從而得到更高質量的III族氮化物膜。碳化硅還 具有非常高的導熱性，使得碳化硅上的III族氮化物器件的總輸出功率不受基板的熱耗散 的限制(如可以是在藍寶石上形成有一些器件的情況)。SiC基板可從North Carolina, Durham的Cree Research有限公司購得，而生產這些基板的方法在科學文獻及在美國專利 第34，861號、第4，946，547號以及第5，200，022號中進行了闡述。LED芯片48還可以在上表面上包括引線焊盤和導電電流散布結構，其中，這兩者 均由可使用已知方法沉積的導電材料制成。可以用于這些元件的一些材料包括Au、Cu、Ni、 In、Al、Ag或者其組合以及導電氧化物及透明導電氧化物。電流散布結構可以包括設置在 LED芯片48上的柵格中的導電指(conductive finger)，其中，該指間隔開以增強從焊盤進 入LED的上表面的電流散布。在運行中，電信號如下述通過焊線施加給焊盤，并且電信號散 布穿過電流散布結構的指和上表面進入LED芯片48。電流散布結構通常用于上表面為ρ型 的LED中，但是也可以用于η型材料。一些或者全部LED芯片48可以涂覆有一種或者多種磷光體，其中該磷光體至少吸 收一些LED光并且發射不同波長的光以使LED發射來自LED及磷光體的組合光。在根據本發明的一個實施方式中，白光發光LED芯片48具有發出藍色波長光譜的光的LED并且磷光 體吸收一些藍光并且再發射黃光。LED芯片48發出結合藍光和黃光的白光。在其他實施 方式中，如在美國專利第7，213，940號中所述的，LED芯片48發出結合藍光和黃光的非白 光。在某些實施方式中，磷光體包括市售YAG:Ce，但使用由基于(Gd，Y) 3 (Al，Ga)5012:Ce系 統的磷光體(例如，Y3Al5O12 = Ce (YAG))制成的轉換粒子也可實現全頻寬黃色光譜發射。可 以用于白光發光LED芯片的其他黃色磷光體包括Tb3_xREx012:Ce(TAG) ；RE = Y、Gd、La、Lu 或Sr2_x_yBaxCaySi04:EU。發射紅光的LED芯片48可以包括允許直接從活性區域發射紅光的 LED結構和材料。可選地，在其他實施方式中，紅色發光LED芯片48可包括由吸收LED光進 而發射紅光的磷光體所覆蓋的LED。適于此結構的一些磷光體包括紅餼Lu2O3 Eu3+(Sr2_xLax) (Ce1^xEux) O4Sr2Ce1^xEuxO4Sr2^xEuxCeO4SrTiO3: Pr3+，Ga3+CaAlSiN3: Eu2+Sr2Si5N8IEu2+可以使用多種不同方法對要涂覆的LED芯片48用磷光體進行涂覆，其中，在兩個 名禾爾均為"Wafer Level Phosphor Coating Method and DevicesFabricated Utilizing Method”的美國專利申請序號第11/656，759號和第11/899，790號中描述了一種合適的 方法，這兩個專利申請以引用方式結合于本文中。可選地，可以使用諸如電泳沉積(EPD) 的其他方法涂覆 LED，其中，在名稱為 “Close Loop Electrophoretic Deposition of SemiconductorDevices"的美國專利申請第11/473，089號中描述了一種合適的EPD方法， 該申請也以引證方式結合于本文中。應理解，根據本發明的LED封裝件還可以具有多個不 同顏色的LED，其一個或者多個可以發射白光。子安裝座42可以由多種不同材料形成，其中優選材料是諸如介電元件的電絕緣 材料，其中子安裝座在LED陣列與組件背側之間。子安裝座可以包括諸如氧化鋁、氮化鋁、 碳化硅的陶瓷，或者諸如聚酰胺和聚酯等的聚合材料。在優選實施方式中，諸如具有氮化鋁 和碳化硅的介電材料具有高導熱性。在其他實施方式中，子安裝座42可以包括諸如反射陶 瓷或者類似于銀的金屬層的高反射材料，以增強從組件的光提取。在其他實施方式中，子安 裝座42可以包括印刷電路板(PCB)、氧化鋁、藍寶石或者硅或者任何其他適宜的材料，例 如可自Minn、Chanhassen的Bergquist公司購得的Τ-Clad熱包覆絕緣基板材料。對于PCB 實施方式而言，可以使用不同的PCB類型，例如標準FR-4PCB、金屬核PCB或者任何其他類型 的印刷電路板。焊線50在電跡線46和每個LED芯片48之間穿過，其中電信號通過LED芯片各自 的一個晶粒焊盤44和焊線50而施加到每個LED芯片48。在其他實施方式中，LED芯片48 可以包括在LED—側(底部側)上的共面電觸點，其中大部分發光表面位于與電觸點相對 的LED側(上部側)。可以通過將對應于一個電極(分別是陽極或者陰極)的觸點安裝在 晶粒焊盤44上將這種倒裝芯片LED安裝在子安裝座42上。另一個LED電極(分別是陰極或者陽極)的觸點可以安裝至跡線46。可以包括光學子安裝座反射器52，其圍繞LED芯片 48安裝至子安裝座。在其他實施方式中，可以將反射器設置在不同的位置并且制成不同形 狀，然而其他實施方式可以不設置反射器52。 LED組件40中的LED芯片48可以以單色發射，或者可以涂覆有降頻轉換磷，其中 每種類型的LED至少連接成一個串聯電路。可選地，多種類型的LED可以分別通過獨立的 串聯電路同時安裝在子安裝座42上。諸如透鏡的光學元件M包括在LED芯片48之上。可 以以多種不同方法形成透鏡M，例如，模制或者注射可固化透鏡材料，然后固化該材料。可 選地，可以將該透鏡設置為可以粘結在適當位置的分離零件。該透鏡可以具有不同形狀并 且可以包括增強光提取的組件。應理解，本發明的其他實施方式可以不設置透鏡。
通過包括四個LED芯片48的LED陣列示出了 LED組件40，但是應理解，在陣列中 可以包括更多個LED芯片。LED芯片可以以不同方式互連，在一個實施方式中，至少某些 LED芯片48以串聯方式互連，以最小化到LED組件的觸點的數量，并且允許利用適當的驅 動器以期望的驅動電流進行操作。LED芯片48之間的“死區”小于先前LED組件，通常小于 0. 50mm。在一個實施方式中，允許LED芯片密集地安裝在子安裝座42的上表面上，根據安 裝工藝，間距為0. 15mm 0.01mm。這允許更小尺寸的裝置(其可以具有現有的燈的規格或 者甚至更小規格)，并且可以提供將輸出光成形為特定角分布的能力。如下文中進一步描述 的，LED陣列可以以不同串聯/并聯組合進行互連。應理解，根據本發明的實施方式可以以許多不同尺寸的LED部件來使用，并且可 以LED陣列中的不同數量的LED來使用。作為實例，根據本發明的LED部件的一個實施方 式可以具有12mmX 15mm的子安裝座，并且在其LED陣列中可以具有沈個LED。在其他實施 方式中，可以使用不同尺寸的子安裝座并且可以使用更大數量的LED，例如，50個以上，或 者100個以上)。根據本發明的實施方式可以利用具有在美國專利第7，213，940號和/或在美國專 利申請公開第 2007/(^67983 號、第 2007/0278503 號、第 2008/0084685 號、第 2008/0084701 號、第2008/0106895號、第2008/0106907號以及第2008/0112168號中描述的特征的光源 和/或多個光源，其公開的內容通過引證結合于此，其中，光源的發光在近場中進行混合。 此外，可以將光源設置為如在美國臨時申請序號第61/037，365號中所述的三行或者多行 LED，其公開的內容通過引用結合于此(例如，圖35和與其相關的論述)。根據本發明的主題，LED部件可與其他光學器件一起使用或者不與其他光學器件 一起使用。例如，根據本發明的光源可以不與其他光學器件一起使用以在櫥柜燈的情況 下提供小外形。根據本發明主題的光源還可以包括另外的光束成形，并且還可以設置具 有LED光源的MR16燈。此外，還可以利用反射光學器件，包括后向反射光學器件或者前向 反射光學器件。例如，根據本發明的一些實施方式的LED部件或者光源可以與以下光學器 件一起使用在以下美國專利 5，924，785 ；6, 149，283 ；5, 578，998 ；6, 672，741 ；6, 722，777 ； 6，767，112 ；7，001，047 ；7，131，760 ；7，178，937 ；7，230，280 ；7，246，921 ；7，270，448 ； 6，637，921 ；6，811，277 ；6，846，101 ；7，097，334 ；7，121，691 ；6，893，140 ；6，899，443 以及 7，029，150 的任何一個中，以及公開號為 2002/0136025 ；2003/0063475 ；2004/0155565 ； 2006/0262524 ；2007/0189017以及2008/0074885的美國專利申請中描述的光學器件。根據本發明的一方面，漫射器可以包括在透鏡M的頂部表面上，其中，示出的實施方式中的漫射器是漫射膜/漫射層56的形式，設置該漫射膜/漫射層在近場中混合來自 LED芯片的光發射。即，漫射器混合LED芯片的發射，使得當直接觀看LED部件40時，來自 分散LED芯片的光不會被區分地識別出來。相反，當直接觀看LED部件40時，該LED部件 在透鏡M之下近似為單個光源，其中該單個光源為來自LED芯片48光的混合。對于近場混合，該混合應當相對靠近LED芯片48，在一實施方式中，在距離LED芯 片48約20mm以下處混合。在其他實施方式中，可在距離LED芯片48約IOmm以下處混合。 然而，在其他實施方式中，可在約5mm以下處混合。在又一實施方式中，可在約2mm以下處 混合。應理解，還可以使用多種不同的其他混合距離。此外，漫射膜可以采用多種不同的形 狀或者尺寸，但是對于在距離LED芯片不同距離處的混合，通常可以將諸如漫射膜56的漫 射結構設置在距離LED芯片48期望的混合距離以內。漫射膜56可以包括以不同方式設置的多種不同結構和材料，可包括透鏡M之 上的共形涂層。在不同實施方式中，可以使用可購得漫射膜，諸如，由North Carolina, Morrisville 的 Bright View Technologies 有限公司、Massachusetts、Cambridge 的 Fusion Optix有限公司或者California、Torrance的Luminit有限公司所提供的漫射膜。 這些膜中的一些可以包括漫射微觀結構，這些微觀結構可具有隨機的或者有序的微透鏡或 者幾何特性，并且可以具有多種形狀和尺寸。可以調整膜56的大小使其適合于覆蓋整個 透鏡M或者整個透鏡M的一部分，并且可以使用已知的粘結材料和方法粘結在透鏡M 上部的適當位置。例如，膜56可用粘合劑安裝至透鏡或者可以是用透鏡模制的膜介入物 (insert)。在其他實施方式中，漫射膜可以包括漫射微粒，或者可以單獨地包括或者與微觀 結構結合地包括指示光子特性(index photonic feature) 0漫射膜可以具有多種不同厚 度，可使用的一些漫射膜的厚度范圍在從0. 005英寸至0. 125英寸，盡管還可以使用具有其 他厚度的膜。漫射膜56的厚度可以取決于不同因素，例如，膜的漫射能力、需要的漫射程度 以及膜中漫射結構的濃度。通過將漫射膜設置在透鏡M上，來自LED芯片48的光可在近場中進行混合，使得 當直接觀看LED組件40時，LED組件40的光輸出看上去為來自LED芯片48的光的混合。 在一個實施方式中，混合光為來自LED芯片48的光混合的白光。此外，遠場中的光看上去 為來自LED芯片48的光的混合，例如，白光。因此，可以由當直接觀看時看起來為白色的不 同顏色光源的陣列來提供小外形白光源。應理解，在不同實施方式中，漫射膜覆蓋整個透鏡的一部分，并且在透鏡的不同區 域中可以具有不同厚度的區域或者可以具有不同濃度或者特性的漫射結構的區域。這可允 許該膜使其漫射特征適合組件40的發光特性。例如，如果透鏡的一個區域發射出具有特別 明顯顏色差異的光，則可使該膜適合于在該區域中提供增強的漫射特性。在其他實施方式中，漫射膜可以包括可以直接在透鏡上形成圖案的漫射/散射圖 案。例如，這種圖案可以為漫射或散射光穿過的表面元件的隨機圖案或者偽圖案。圖4示出了根據本發明的LED組件60的另一實施方式，該LED組件具有與圖3的 LED組件40中的部件和元件相同或者類似的部件和元件。本文中，對于相同或者類似的部 件和元件使用相同的參數標號，應理解，在下面的實施方式中，對這些元件的以上描述適用 于隨后使用的相同參照標號。LED組件60包括安裝在子安裝座42上的LED芯片48以及反 射器52和透鏡M。在此實施方式中，漫射器62在透鏡54的內部并且可以采用不同的形式(諸如散射微粒或者微觀結構)。微粒或者微觀結構可以由不同材料制成，例如二氧化 鈦、氧化鋁、碳化硅、氮化鎵、或者玻璃，其中該微粒分散在透鏡中。微觀結構可以包括不同 形狀，諸如與上述的漫射膜一起使用的那些形狀。可選地，或者結合散射微粒、氣泡、具有不 同折射率的聚合物的不可混合的混合物或者微球可以設置在透鏡內或者在透鏡上構成，以 提供漫射。漫射器62還可以包括與可以嵌入透鏡M內的上述的漫射膜類似的漫射膜。散射微粒或者結構可以在整個透鏡M中均勻地分散或者可以在透鏡的不同區域 中具有不同濃度。透鏡M還可以在透鏡的不同區域中具有不同類型的散射微粒或者結構 以適應透鏡的散射特性。在一個實施方式中，散射微粒可以在透鏡內的多個層中，或者可以 具有與陣列中發出不同顏色光的LED芯片48的位置相關的不同濃度。圖5示出了根據本發明的LED組件70的另一實施方式，該LED組件包括安裝在子 安裝座42上的LED芯片48以及反射器52和透鏡M。在此實施方式中，漫射器包括可以由 與上述漫射膜56相同的材料制成的漫射層/膜72。然而，在此實施方式中，漫射膜72可以 脫離透鏡，但是并不是太遠，以便充分混合透鏡外部的反射光。漫射膜72可以在距離透鏡 54不同距離處，例如約20mm以下。在其他實施方式中，膜72可設置在距離透鏡M多種不 同距離處，例如，約IOmm以下處。在又一實施方式中，漫射膜可以距離透鏡約5mm以下，或 者距離透鏡約2mm以下。還應理解，在某些實施方式中，漫射膜可以距離透鏡20mm以上，同 時仍提供期望的近場混合。此外，漫射膜72可以由與如上所述的漫射膜56相同的材料制成并且可以具有與 如上所述的漫射膜56相同的厚度范圍。漫射膜72還可以具有至少可部分取決于透鏡M 的構造的不同形狀。例如，如圖5所示，漫射膜72大體上可以為平面的。在其他實施方式 中，漫射膜72還可以是彎曲的并且與透鏡隔開，但符合透鏡M的形狀，使得漫射膜在透鏡 M的正上方形成穹狀凸起。在一個實施方式中，可以通過將穹狀凸起粘貼至透鏡M或者通 過將該穹狀凸起安裝至圍繞透鏡的組件的周邊而將穹狀凸起保持或者安裝在適當位置處。 在其他實施方式中，可以在柱、隔離物、或者其他結構上支撐漫射器72。類似于上述漫射膜，可使漫射器72適合于組件70的發光特性。在不同實施方式 中，漫射器可以覆蓋整個透鏡M的一部分，并且可以在不同區域中具有不同厚度或者在不 同區域中具有不同的漫射結構濃度。根據本發明的漫射膜和漫射器可以以除上述方式以外的多種不同方式來設置。圖 6示出了根據本發明的LED組件80的又一實施方式，該LED組件包括安裝在子安裝座42上 的LED芯片48以及反射器52和透鏡M。漫射結構82安裝在透鏡M上，并且在此實施方 式中，漫射結構82為圓錐形的。漫射結構82可以由與上述相同的材料制成，并且可以安裝 至透鏡使得來自LED芯片的光穿過該漫射結構，使來自LED芯片的光被分散。使用已知的 安裝技術將漫射結構安裝至透鏡，并且應該理解，漫射結構可以采用多種不同的形狀，并且 可以以不同方式安裝至LED組件80。在一個可選實施方式中，漫射結構可以脫離但是卻非 常接近于LED組件80安裝，漫射結構安裝在如上所述距離上述透鏡不同距離處。盡管可以 使用多種不同尺寸的漫射器，但在圓錐形漫射結構的一個實施方式中，該漫射結構可以具 有約8mm的高度和約17mm的底部直徑。還可使漫射結構82適合于上述組件80的發光特 性。根據本發明的漫射器配置可以與多種不同燈、照明設備以及LED組件一起使用。圖7a 圖7d示出了可以與漫射器一起使用的根據本發明的LED組件100的另一實施方式， 其中，LED組件100通常包括安裝在子安裝座104表面上的LED芯片102的陣列。LED芯片 102中的至少一些在串聯電路中互連，并且所示的實施方式使涂覆有磷轉換器的LED芯片 在一串聯電路中互連，使紅色發光LED在第二串聯電路中連接。在一個實施方式中，涂覆磷 的LED的色空間包括通過具有u，= 0. 13 ；ν，= 0. 42的坐標A、具有u，= 0. 13 ；v，= 0. 57 的坐標B、具有u’ = 0. 26 ；ν，= 0. 54的坐標C、具有u’ = 0. 22 ;v，= 0. 51的坐標D、以及 具有u’ = 0. 18 ；ν，= 0. 42的坐標E所建立的U’ ν’ 1976CIE色空間中的四邊形。對應地， 紅色LED覆蓋通過具有U，= 0. 29 ；ν，= 0. 54的坐標E、具有u，= 0. 31 ；v' = 0. 56的坐 標F、具有u，= 0. 55 ；ν，= 0. 55的坐標G、以及具有u，= 0. 53 ；v' = 0. 47的坐標H所建 立的色四邊形。LED陣列可以具有除這些和如在上面列出的專利和審理中的申請中描述的 之外的多種不同發光特性。應理解，根據本發明的不同實施方式可以具有以多種不同方式設置的各種芯片類 型的串聯電路，并且可以包括不同串聯/并聯組合的互連電路。本發明的其他實施方式可 以包括用于不同串聯/并聯互連電路的控制電路以控制其發光特征。在一個實施方式中， 可以將一個或者多個電流調節器直接地或者可切換地連接至一個以上電路以調節供給給 該電路的電流。在一些實施方式中，對電流調節器進行自動調節以將從LED芯片102發出 的光的混合維持在期望范圍內。優選地，LED芯片102安裝在子安裝座104的基本平面狀表面上，并且設置在單 個光學透鏡元件的下方。在所示的實施方式中，組件100以期望色點和顯色指數(color rendering index)發射白光作為來自多個LED的光的混合，同時高效地發出期望的光通
Mo在LED封裝件100中的子安裝座104的尺寸可以隨諸如LED的尺寸和數量的特定 因素而改變。在一個實施方式中，子安裝座的邊可以約為12mmX 13mm。應該進一步理解， 子安裝座104可以具有其他形狀，包括圓形、橢圓形、矩形、六邊形、或者其他多邊形。子安 裝座104的上表面具有形成圖案的導電部件的平面狀表面，該導電部件可以包括晶粒附著 焊盤和互連電跡線。這些部件使用已知接觸方法提供用于電連接至LED芯片102的導電通 路。可以使用已知方法和使用傳統焊料(可以包含或者不含焊劑材料)安裝的材料將每個 LED芯片12安裝至各自的附著焊盤。可以根據LED芯片102的幾何形狀使用已知表面安 裝或者焊線方法類似地安裝并且電連接LED芯片102至電跡線。可選地，可以將倒裝芯片 LED如上所述地安裝在附著焊盤和電跡線上。附著焊盤和互連跡線可以包括諸如金屬或者其他導電材料的多種不同材料，在一 個實施方式中，其可以包括使用已知技術沉積并且形成圖案的銅。在其他實施方式中，晶粒 附著焊盤可電鍍或者涂覆有另外的金屬或者材料，以使其更適用于安裝其中一個LED芯片 102。附著焊盤可電鍍有粘合劑或者粘合材料，或者反射層和勢壘層。如在圖7b和7c中最好地示出的，為了將電信號提供給LED陣列102的串聯紅色 LED芯片，在子安裝座104的表面上設置了第一接合焊盤114和第二接合焊盤116。為了將 電信號提供給LED陣列102的串聯涂覆磷的LED芯片，還設置了第三接合焊盤118和第四 接合焊盤120。LED組件可以包括幫助進行正確電連接的標記，其中，紅色LED芯片的適當 接合焊盤標明Rl和R2，發射白光的LED的接合焊盤標明Bl和B2。電跡線提供了紅色和藍色串聯電路的互連方案，并且在一個實施方式中，互連方案提供了單層中的互連，兩條以下 的跡線在LED之間延伸。以通過提供至第一接合焊盤114、第二接合焊盤116、第三接合焊盤118、以及第四 接合焊盤120的外部電觸點(諸如，通過導線或帶式綁線(ribbon bonding)或諸如鉛錫焊 的其他連接方法)、專用連接器、或者將LED組件安裝在(例如)PCB的導電通路上，將電信 號提供給LED組件100。在所示的實施方式中，為了使用表面安裝技術安裝設置了 LED組 件100。LED 100包括可在子安裝座104的背面上形成的第一表面安裝焊盤122、第二表面 安裝焊盤124、第三表面安裝焊盤126、以及第四表面安裝焊盤128(在圖7d中最好地示出 的)，它們至少部分對準在子安裝座的正面上的接合焊盤114、116、118、以及120中的與其 對應的一個。穿過在對應表面安裝焊盤和接合焊盤之間的子安裝座104形成導電通孔130， 使得在向表面安裝焊盤122、124、126、以及1 提供信號時，該信號通過其通孔被傳導至其 對應的接合焊盤。表面安裝焊盤122、124、126、以及1 允許表面安裝LED封裝件100，使 電信號被提供至置于表面安裝焊盤的LED組件。通孔130和表面安裝焊盤122、124、126、 1 可以由使用不同技術(諸如用于附著焊盤和接合焊盤的那些技術)沉積的多種不同材 料制成。應理解，表面安裝焊盤122、124、126、128和通孔130可以以多種不同方式來設置 并且可以具有多種不同形狀和尺寸。其他實施方式還可以使用非通孔的結構，包括安裝焊 盤和接觸焊盤之間的子安裝座的表面上(諸如沿著子安裝座的側表面)的一條或者多條電 跡線。在子安裝座的上表面或者下表面上還可以包括焊接掩膜，至少部分覆蓋其他導電部 件的電跡線部分或者陶瓷表面的部分。接合焊盤和晶粒附接焊盤通常暴露著，焊接掩膜在 隨后的處理步驟期間，尤其在將LED芯片安裝至晶粒附接焊盤期間，保護電跡線和其他覆 蓋的部件。在這些步驟期間，可能存在焊料或者其他材料沉積在非期望區域中的危險，這可 能導致損壞該區域或者導致短路。焊接掩膜用作可以減少或者防止這些風險的絕緣和保護 材料。LED組件100還可包括防止靜電放電(ESD)造成的損壞的元件，并且該元件可以 位于子安裝座104之上或者之下。可以使用不同元件，例如，多種縱向硅(Si)齊納二極管、 并行設置并且相對于LED芯片102反偏的不同LED、表面安裝變阻器、以及橫向Si 二極管。 在使用齊納二極管的實施方式中，可以使用已知安裝技術將該二極管安裝至分離的附接焊 盤。二極管相對較小，所以其不會覆蓋子安裝座104表面上的過多區域，當利用串聯連接的 LED組時，對于每個串聯組僅需要一個ESD元件。期望將LED芯片102密集設置在子安裝座104上，以使子安裝座104和組件的覆 蓋區的尺寸最小化，并且在具有發射出不同顏色光的LED芯片102的那些實施方式中增強 顏色混合。然而，對于彼此接近的LED芯片102，LED芯片102的熱量會擴散至鄰近LED芯 片102或者會積聚在LED芯片102下的子安裝座104的集中區域。為了增強LED芯片102 在工作期間所生成的熱量的消散，LED組件100可以包括增強散熱的集成部件。增強子安裝 座104正面上的散熱的一種方法為具有導熱并且在子安裝座104的上表面上伸展超出LED 芯片邊緣的晶粒附接焊盤。來自每個LED芯片的熱量可擴散至其晶粒附接焊盤和為散熱提 供更大的表面區域的延伸晶粒焊盤的超出寬度。然而，更大的晶粒焊盤會成為LED如何可 以彼此靠近的限制因素。
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在一些實施方式中，LED芯片可以保持密集設置，組件100中LED芯片102的消熱 可以通過由導電和導熱材料制造晶粒附著焊盤和互連跡線來增強。在組件工作期間，電信 號可以通過附著焊盤和跡線來提供，熱量同樣可以從LED芯片擴散進附著焊盤和跡線，在 附著焊盤和跡線，熱量可消散或者可以通過子安裝座傳遞。可以使用多種不同導電材料和 導熱材料，優選材料為諸如銅的金屬。現在，參照圖7d，為了進一步增強散熱，LED組件100可以進一步在子安裝座104 的背面表面上包括中性金屬化焊盤132。關于金屬化焊盤132，中性指未將焊盤132電連接 至LED芯片或者跡線或者晶粒附接焊盤。優選地，金屬化焊盤132由導熱材料制成，并且優 選地與LED芯片102至少部分垂直對準。沒有通過附接焊盤和跡線擴散掉的來自LED芯片 的熱量可傳導至LED芯片102正下方和周圍的子安裝座104。金屬化焊盤132可以通過允 許LED芯片102下面和周圍的上述熱量擴散至金屬化焊盤132來幫助散熱，其中熱量從金 屬焊盤132處會消散或者會更容易地被傳導至適當的散熱器。焊盤132被示為矩形，但是 應理解，該焊盤可以具有多種不同形狀和尺寸并且可以包括具有不同形狀和尺寸的多個焊 盤。熱量還可以從子安裝座104的上表面穿過通孔130來傳導，在通孔處熱量可以擴散到 第一安裝焊盤122、第二安裝焊盤124、第三安裝焊盤126、以及第四安裝焊盤128，熱量也可 以在安裝焊盤122、124、1沈及1 處消散。根據本發明的其他實施方式可以包括增強散熱 的不同部件。光學元件或者透鏡106可以形成在子安裝座104的上表面上、LED芯片102的上 方，以提供環境保護和/或機械保護和光束成形，同時有助于從LED 102提取光和光束成 形。透鏡106可以在子安裝座104上的不同位置，如所示的，透鏡106被定位對準LED芯片 陣列的中心，LED芯片陣列的中心近似在透鏡底部的中心處。在一些實施方式中，透鏡106 與LED芯片102和子安裝座104的上表面直接接觸地形成。在其他實施方式中，在LED芯 片102和透鏡106之間可能具有諸如波導或者氣隙的介入材料或者層。與LED芯片102直 接接觸提供了諸如改善光提取和易于制作的某些優點。在一實施方式中，可以使用不同模制技術將透鏡106外模制(overmold)在子安裝 座104和LED芯片102上，根據期望的光輸出形狀，透鏡106可為多種不同形狀。如所示的 一種適宜形狀為半球狀，可選形狀的某些實例為橢圓彈頭、平面、六角形、以及正方形。半球 透鏡可以提供120度FWHM的基本朗伯體發光，而其他光學透鏡可以具有其他形狀以提供不 同角度的不同發光圖案。對于半球實施方式，可以使用多種不同的透鏡尺寸，典型的半球透鏡直徑大于 5mm，一個實施方式的半球透鏡直徑約Ilmm以上。優選的LED陣列尺寸與透鏡直徑比應該 約小于0. 6，優選地，小于0. 4。對于這種半球透鏡，透鏡的焦點基本上在與LED芯片的發光 區域相同的水平面上。在又一實施方式中，透鏡可以具有約等于或者大于跨LED陣列的距離或者LED陣 列寬度的大直徑。對于圓形LED陣列，透鏡的直徑可以近似等于或者大于LED陣列的直徑。 優選地，這種透鏡的焦點在通過LED芯片的發光區域所確立的水平平面的下面。這種透鏡 的優點是能夠在更大的固態發光角上擴散光，因此允許更寬的照明區域。對于透鏡106，可以使用諸如硅樹脂、塑料、環氧樹脂、或者玻璃的多種不同材料， 適當材料與模制處理相符合。硅樹脂適用于模制并且提供適當的光透射特性。其還可以經受住隨后的回流焊接處理并且不會明顯地隨時間而退化。應理解，透鏡106還可以具有紋 理或者涂覆有防反射涂層以改善光提取，或者可以含有諸如磷或者散射微粒的材料。在圖7a 圖7d中所示的LED組件100可以進一步包括以不同方式設置的漫射器 以在近場混合LED芯片的發光。圖8 圖11示出了具有不同漫射器的不同實施方式，其中 每個散射器類似于圖3 圖6中所示的漫射器，并且每個實施方式均具有安裝至子安裝座 104的LED芯片102，其中，透鏡106在LED芯片上。現在，參照圖8，示出了與圖7a 圖7d 中所示的LED組件100類似的LED組件150，并且該LED組件150包括在透鏡106的頂部表 面上漫射膜/漫射層152形式的漫射器。該膜/層152類似于圖3中所示的漫射膜/漫射 層56，可包括上述不同材料和配置。圖9示出了在透鏡106中具有包括散射微粒或者漫射 元件的漫射器162的LED組件160，該漫射器類似于上述的和圖4中所示的擴散器62。圖 10示出了具有脫離透鏡106的漫射層172的LED組件170，該漫射層類似于在上述的圖5 中所示的漫射層72。圖11示出了具有漫射結構182的LED組件180，該漫射結構類似于上 述的和圖6中所示的漫射結構82。圖12 圖14示出了結合了根據本發明實施方式的組件的照明裝置。作為實例提 供了圖12 圖14中所示的照明裝置，其他構造可以如(例如)在上面引用的專利和專利 申請中所示來提供。因此，例如，反射器可以基于特定照明應用為有刻面的、多表面的、半球 面的、橢圓的、半球的、以及拋物線的或者其他構造。圖12示出了利用遠距離后向反射器(back reflector) 1220構造的根據本發明的 照明裝置1200的一個實施方式。術語“遠距離反射器”僅意在將其與上述的子安裝座反射 器52相區別，而不考慮為進行另外的限制。在此實施方式中，遠距離反射器1220通常可以 為半球形，用支撐物或者橋1215跨接在反射器開口。可以將LED組件1210安裝至橋，使得 該組件面向反射器1220的內表面并且主要朝著反射器發光。可以通過穿過支撐物1215的 導體將電信號提供給LED組件。LED組件1210根據本文描述的實施方式提供近場混合，并 且如圖12中的虛線所示，來自LED組件1210的光被反射器1220反射并且射出反射器。可以使用如上所述的不同反射器，其中一個反射器實施方式包括鏡面反射器。在 一個實施方式中，光源發射白光，并且通過在近場中進行混合并進行后向反射，光源1200 投射出基本上不具有來自LED組件中的LED陣列的可見的離散色的均勻白光。反射器1220 的開口還可以用透鏡來覆蓋，以保護LED組件1210和反射器1220的表面，其中，適宜的透 鏡包括剛化玻璃。光源還可以包括熱處理結構，以將熱引出LED組件1210和反射器1220。圖13示出了利用遠距離前向反射器構造的照明裝置1300。在圖13中，設置了根 據本文描述的實施方式的提供近場混合的LED組件1310，其中，該LED組件至少由反射器 1320所圍繞。反射器1320可以具有半球或者拋物線形狀，LED組件安裝在反射器1320的 底部并且面朝上使得LED組件1310的主要發光射出反射器1320的開口。如由圖13中的 虛線所示，從LED組件1310向上發出的光直接射出該裝置，而向側面發射出的光被反射器 1320反射以射出反射器。圖14示出了利用直接照明構造的照明裝置1400。例如，在圖14中所示的照明裝 置1400可以為MR16標準構造。在圖14中，設置了由燈體1420環繞的根據本文所述的實 施方式的提供近場混合的LED組件1410，例如，該燈體可以提供散熱器和電源的外殼。燈體 1420還可以包括遠距離反射器以反射組件1410朝燈體1420發出的光。如由圖14中的虛線所示，來自LED組件1410的光直接射出該裝置。根據本發明的LED組件的其他實施方式可以具有不同形狀的透鏡或者聚合透鏡， 以幫助控制從LED陣列的光提取并且將該發出的光成形為特定光束形狀和發射角。在其他 實施方式中，聚合透鏡可以包括凹面光學部件、或者凸面和凹面部件的結合，諸如菲涅爾透 鏡。根據本發明的其他LED組件可以結合諸如光纖、平面鏡、反射器、散射表面或者透鏡、或 者其組合的多個不同部件。這些部件可以用于引導或者改變來自組件的光分布。LED組件 的透鏡構造還容易適于與第二透鏡或者光學器件一起使用。如上文所述，LED組件中的至少一些LED發射體可以串聯地電連接，以提供至少一 個串聯電路，其中，LED陣列組件能夠發出包括白光的多種顏色的光。在具有發出不同顏色 的光(例如，在美國專利第7，213，940號中所描述的白色和紅色或者非白色和紅色)的LED 組的陣列的一些實施方式中，每種顏色的LED可以串聯地電連接。如上文所論述的，LED組 件可以提供這些串聯電路的各個電連接，以分別控制每個電路的操作電壓和電流。可以在 正面(front side)、背面(backside)或者這兩個側面上設置這種電連接焊盤。后側電極提 供在PCB上的SMT安裝能力。根據本發明的LED陣列還可以包括以串聯/并聯互連設置的LED芯片陣列。在互 連中可以包括跳線以允許提供給LED的電信號繞過故障LED，并且使互連中的其他LED芯片 發光。應理解，如在名稱為“Multi-Chip Light Emitting Device for ProvidingHigh-CRI Warm White Light and Light Fixtures Including the Same，，的美 國專利公開第2007/0223219號中所描述的，陣列中的LED芯片可設置為一個或者多個多芯 片LED燈，此文獻公開通過弓I證結合于此。根據本發明設置的光源和LED組件可以用于多種不同的照明應用。這些照明應用 中的一些包括但不限于室內照明、廣告(commercial)照明、商業(retail)照明、以及路燈 照明。還可以將這些實施方式結合到任何數量和種類的需要可靠和均勻光源的其他系統 中。雖然已參照本發明的某些優選配置對其進行了詳細描述，但其它形式也可行。因 此，本發明的精神及范疇不應限于上述形式。
權利要求
1.一種發光二極管(LED)組件，包括 多個LED芯片；以及漫射器，被設置為使得來自所述LED的至少一些光穿過所述漫射器以在近場中混合所 述LED光，從而當直接觀看時，穿過所述漫射器的所述光看起來為混合光。
2.根據權利要求1所述的LED組件，進一步包括透鏡，其中，所述多個LED芯片包括LED 芯片陣列，其中所述透鏡在所述陣列上方。
3.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器包括覆蓋至少所述透鏡表面的一 部分的漫射膜。
4.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器包括至少部分嵌入所述透鏡中的漫射膜。
5.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器是所述透鏡的表面的一部分。
6.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器在所述透鏡的內部。
7.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器脫離所述透鏡。
8.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器包括漫射微觀結構。
9.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器包括散射微粒。
10.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器脫離但接近于所述透鏡。
11.根據權利要求1所述的LED組件，其中，所述漫射器距離所述透鏡約20毫米以下。
12.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器距離所述透鏡約20毫米以下。
13.根據權利要求2所述的LED組件，其中，所述漫射器適合于所述LED的發光特性。
14.根據權利要求1所述的LED組件，發射混合來自所述LED的光的白光。
15.一種發光二極管(LED)組件，包括 子安裝座，具有LED芯片陣列；透鏡，在所述LED芯片陣列的上方；以及漫射器，被設置為使得來自所述LED的至少一些光穿過所述漫射器，以在近場中混合 所述LED光，從而當直接觀看時，穿過所述漫射器的所述光看起來為LED芯片光的混合。
16.根據權利要求15所述的LED組件，進一步包括安裝至所述LED芯片陣列周圍的子 安裝座反射器。
17.根據權利要求15所述的LED組件，發射混合來自所述LED芯片陣列的光的白光。
18.根據權利要求15所述的LED組件，其中，所述漫射器適合于所述LED芯片陣列的發 光特性。
19.根據權利要求15所述的LED組件，其中，所述漫射器包括覆蓋在所述透鏡上的漫射膜。
20.根據權利要求15所述的LED組件，其中，所述漫射器包括嵌入所述透鏡中的漫射膜。
21.根據權利要求15所述的LED組件，其中，所述漫射器在所述透鏡的內部。
22.根據權利要求15所述的LED組件，其中，所述漫射器脫離所述透鏡。
23.根據權利要求15所述的LED組件，其中，所述漫射器包括漫射微觀結構。
24.根據權利要求15所述的LED組件，其中，所述漫射器包括散射微粒。
25.一種照明裝置，包括發光二極管(LED)組件，包括LED芯片陣列，和近場漫射器，在近場中混合來自所述LED芯片的至少一些光；以及遠距離反射器，反射來自所述LED組件的至少一些光，使得所述一些光在期望方向上 從所述照明裝置發射出去。
26.根據權利要求25所述的照明裝置，其中，所述遠距離反射器包括至少部分圍繞所 述LED組件的前向反射器，設置在所述反射器中的所述LED主要射出所述反射器，其中，所 述反射器反射從所述LED組件向側面發出的光。
27.根據權利要求25所述的照明裝置，其中，所述反射器為半球形。
28.根據權利要求沈所述的照明裝置，其中，所述LED組件設置在所述反射器的底部。
29.根據權利要求25所述的照明裝置，其中，所述遠距離反射器包括后向反射器，設置 的所述LED組件主要朝著所述反射器發光，所述反射器在所述LED組件的方向上向后反射 所述LED組件光。
30.根據權利要求四所述的照明裝置，其中，所述反射器為半球形。
31.根據權利要求30所述的照明裝置，進一步包括跨接所述反射器的開口的橋，其中， 所述LED組件面向所述反射器的底部被安裝至所述橋。
32.根據權利要求30所述的照明裝置，其中，將所述LED組件被安裝在所述反射器的開 口的近似中心處。
33.根據權利要求30所述的照明裝置，其中，所述反射器的開口由透鏡覆蓋。
34.根據權利要求25所述的照明裝置，其中，所述漫射器被設置為使得來自所述LED的 至少一些光穿過所述漫射器以在近場中混合所述LED光，從而當直接觀看時，穿過所述漫 射器的所述光看起來為LED芯片光的混合。
全文摘要
發光二極管(LED)組件(40)包括具有LED芯片(48)陣列的子安裝座(42)和在該LED芯片陣列上方的透鏡(54)。漫射器被設置為使得來自LED的至少一些光穿過漫射器以在近場中混合LED光。當直接觀看時，穿過漫射器的光看起來為LED芯片光的混合。本發明還公開了包括LED組件的照明裝置，該LED組件包括LED芯片陣列和在近場中混合來自LED芯片的至少一些光的近場漫射器。包括遠距離反射器以反射來自LED組件的至少一些光，使得該一些光在期望方向上從照明裝置發射出去。
文檔編號F21K99/00GK102113119SQ200980129742
公開日2011年6月29日 申請日期2009年5月29日 優先權日2008年5月29日
發明者杰拉爾德·內格利, 貝恩德·凱勒 申請人:克利公司