[发明专利]多芯片LED器件

说明书

背景技术

发光二极管(LED)照明系统正越来越普遍地成为现有照明系统的替代品。LED是固态照明(SSL)的示例并且与传统的照明解决方案例如白炽照明和荧光照明相比因为其使用的能量更少、更加耐用、使用寿命更长、能够组合成可控制用于有效发出任何颜色光照的多色阵列并且不含任何铅或汞而更有优势。在很多应用中，一个或多个LED芯片(或管芯)被安装在LED封装内或LED模块上，并且这样的器件可以构成照明单元、灯、“照明灯泡”或简称“灯泡”的一部分，其中包括一个或多个电源以给LED供电。LED灯泡可以用允许其代替标准螺纹白炽灯泡或任何不同类型荧光灯的形状因数制成。

颜色复现可以构成包括LED照明在内的任何类型人工照明的一种重要特性。颜色复现通常利用显色指数(CRI)来衡量。CRI是如何将照明系统的色彩还原与理论上的黑体辐射源相比较的一种相对量度。实际上，CRI是在物体在被特定的灯照亮时其表面颜色偏移的一种相对量度。如果由灯照射的测试表面集合的色度坐标与由理论上的黑体辐射源照射的相同测试表面的坐标相同，那么CRI就等于100。日光具有最高的CRI(100)，白炽灯泡的CRI相对接近(约为95)，另外荧光照明的CRI则不太精确(70-85)。对于多芯片LED器件，来自器件的光的颜色将受到由器件内每一个芯片发出的光的颜色的影响。芯片必须被适当混合以保持用于器件的期望颜色参数，包括CRI。

发明内容

本发明的实施例提供了用于在照明系统中使用的相对高效且显色度良好的多芯片LED器件。在某些实施例中，一种LED器件包括多个互连的LED芯片以及设置用于影响来自LED芯片的光照的光学元件。在某些实施例中，光学元件的直径小于5mm同时保持任何LED芯片和光学元件边缘之间的间隙以使所述间隙约为多个LED芯片最大宽度的0.2到0.8倍。在某些实施例中，透镜的直径小于4mm。在某些实施例中，所述间隙约为多个LED芯片最大宽度的0.3到0.65倍。在某些实施例中，至少部分LED芯片被并联连接。

在某些实施例中，光学元件可以是透镜，其直径约为3.1mm。在某些实施例中，光学元件是模制硅树脂透镜且用于所述器件的基座是陶瓷材料例如氧化铝或氮化铝。在某些实施例中，多个LED芯片被选择用于最大化LED器件的CRI。在某些实施例中，LED器件在给LED芯片通电时以至少80lm/W的效率发光且CRI至少为80。在某些实施例中，LED器件以至少89lm/W的效率发光且CRI至少为82。

在某些实施例中，多条线接合被连接至LED芯片，其中每一条线接合都被连接在一个LED芯片和基座之间，并且多条线接合被设置为使得所有线接合都伸向多个LED芯片外侧。在某些实施例中，多个LED芯片中的至少一部分是垂直型LED芯片。在某些实施例中，多个LED芯片中的至少一部分是侧光型LED芯片。

附图简要说明

图1是根据本发明示例性实施例的LED基座的俯视图。

图2是根据本发明实施例得到的多芯片LED器件的俯视图。在此情况下，每一个LED都通过芯片的底部安装面和芯片顶部的线接合连接。图2中的器件使用图1中的基座和透镜，并且为了清楚起见省略了器件的畸变。

图3是根据本发明另一个实施例的多芯片LED器件的俯视图。在此情况下，每一个LED芯片顶部都有两根线接合被用于连接芯片。图3中的器件同样使用图1中的基座和透镜，并且为了清楚起见省略了器件的畸变。

图4是图2和图3中LED器件的电路示意图。

图5是根据本发明另一些示例性实施例的LED基座的俯视图。

图6-9是根据本发明示例性实施例的各种高密度多芯片LED器件的俯视图。图6-9所示的实施例全都使用图5中的基座和透镜，并且为了清楚起见省略了器件的畸变。

图10是根据本发明又一些示例性实施例的LED基座的俯视图。

图11和图12是根据本发明示例性实施例的各种高密度多芯片LED器件的俯视图。图11和图12所示的实施例使用图10中的基座和透镜，并且为了清楚起见省略了器件的畸变。

图13是图5-8中LED器件的概括电路示意图。

图14是根据本发明示例性实施例的完整的高密度多芯片LED器件的透视图。

图15是本发明一个实施例的俯视示意图，示出了如何确定合适的透镜尺寸。

具体实施方式