本申請是分案申請，其原案申請是申請?zhí)枮閜ct/us2011/049233、申請日為2011年8月25日的國際申請，2013年4月26日進入中國國家階段，中國申請?zhí)枮?01180051875.9。

相關(guān)申請的交叉引用

該pct申請基于由louislerman等人于2011年3月9日提交的標題為“manufacturingmethodsforsolidstatelightsheetorstripwithledsconnectedtogetherconnectedtogetherinseriesforgeneralillumination”的us申請序號no.13/044,456，該申請是由louislerman等人于2011年1月31日提交的的標題為“solidstatebidirectionallightsheetforgeneralillumination”的us申請序號no.13/018,330的部分連續(xù)案，該申請是由louislerman等人于2010年11月1日提交的標題為“solidstatebidirectionallightsheetforgeneralillumination”us申請序號no.12/917,319的部分連續(xù)案，該申請是由louislerman等人于2010年8月27日提交的標題為“solidstatelightsheetforgeneralillumination”的us申請序號no.12/870,760的部分連續(xù)案。

本發(fā)明涉及固態(tài)照明，并且具體地涉及包含可以被用于通用照明的諸如發(fā)光二極管(led)的發(fā)光管芯的光片。

背景技術(shù)：

大功率led是一般固態(tài)照明應(yīng)用的常規(guī)選擇。這種大功率白色led極其明亮并且可以具有在100與200流明/瓦之間的發(fā)光功效。單個大功率led的輸入功率典型地大于0.5瓦并且可以大于10瓦。這種led產(chǎn)生相當大的熱量，由于它們的面積僅為約1mm²，因此所需的封裝是相當復(fù)雜且昂貴的。雖然裸露大功率led芯片典型地花費遠在$1.00以下(例如，$0.10)，封裝led典型地花費約$1.50-$3.00。這使得高輸出(例如，3000+流明)固態(tài)燈具相對昂貴并且不是在辦公室中常用的標準2×4英尺日光燈照明設(shè)備的商業(yè)上可行的替代。此外，需要光學器件將高亮度點源轉(zhuǎn)換成用于辦公室(其中炫光控制是重要的)環(huán)境的基本上均勻的寬角度排放是極具挑戰(zhàn)性的。

為了大大減小大面積高流明輸出光源的成本，已知將裸露led芯片陣列夾在具有導體的底片與具有導體的頂透明片之間。led具有接觸一組導體的頂電極和底電極。當這些導體被激勵時，led發(fā)出光。光片可以是柔性的。

hiroshi(在1985年提交并且在1986年9月3日公開)的日本公開申請s61-198690描述使用塑性透明前基板的光片，該前基板具有形成在其上的細導線。底基板也具有形成在其上的細導線。具有頂電極和底電極和裸露led芯片的陣列被布置在底基板上，并且前基板被粘著地固定在led芯片上。在被激勵的垂直導線的交叉點處的led芯片發(fā)出光。

hirohisa(在1994年提交并且在1996年1月19日公開)的日本公開申請h08-18105描述使用透明前基板的光片，該前基板具有連接到金屬條的透明電極(ito)。后側(cè)基板具有被以條布置的金屬導體。裸露led芯片的底電極諸如使用焊膏和回流焊被接合到在后側(cè)基板上的金屬導體。沖壓“環(huán)氧樹脂熱熔粘合劑”被設(shè)置在圍繞led芯片的后側(cè)基板上。液體環(huán)氧樹脂模制樹脂然后填充在環(huán)氧樹脂熱熔粘合劑內(nèi)的內(nèi)部區(qū)域中。熱熔粘合劑然后被軟化，并且然后使用熱熔粘合劑和固化的模制樹脂將前基板附著在led芯片上。將電流施加到在相對的基板上的金屬導體的垂直條，激勵在兩個導體的交叉點處的led芯片。在一個實施例中，前側(cè)和后側(cè)導體/電極被形成在整個表面上，因此所有的led芯片將被同時激勵以用作照明器。

授予gramann的us專利no.6,087,680(優(yōu)先權(quán)提交日1997年1月31日，2000年7月11日頒發(fā))描述使用“彈性塑性”頂基板和底基板的光片。薄金屬導體條和電極被濺射到基板上或以其它常規(guī)方式沉積。裸露led芯片設(shè)置有頂電極和底電極。導電粘合劑被用來將led芯片的底電極粘著到底基板電極?！榜詈辖橘|(zhì)”填充在led芯片之間的空間中并且被用于增加光提取。耦合介質(zhì)可以是液體粘合劑，諸如環(huán)氧樹脂、樹脂、或硅酮。頂基板然后被附著在led芯片上，其中粘合劑耦合介質(zhì)將基板附著在一起并且包封led芯片。gramann描述了頂基板和底基板是能夠“塑性或彈性形變”的“基本上由塑料形成的結(jié)構(gòu)化傳導箔”，因此，光片是柔性的。

關(guān)于上文描述的較早的光片，授予daniels等人的各種專利已經(jīng)頒發(fā)。這些包括us專利no.7,217,956；7,052,924；7,259,030；7,427,782；以及7,476,557。用于形成柔性光片的daniels的基本過程如下。提供具有頂電極和底電極的裸露led芯片。底基板片設(shè)置有金屬導體條和電極。熱熔粘合劑片被分開地形成，并且led芯片被嵌入到粘合劑片中。透明的頂基板片設(shè)置有通向透明ito電極的金屬導體條。包含led的粘合劑片被夾在頂基板與底基板之間，并且使用熱和壓力將三個層層壓在一起，使得在led芯片電極與相對的基板電極之間存在電接觸。該過程被執(zhí)行為連續(xù)的卷到卷過程。卷稍后被切割用于特定應(yīng)用。led芯片可以被布置成圖案以產(chǎn)生符號，或led芯片可以被布置成陣列以提供照明。

在us專利no.7,259,030中描述的替代daniels過程中，底基板具有在其上的粘合劑導電片，具有孔的雙側(cè)粘合劑片被層壓在該底基板上。然后，將led放置在孔中，并且將另一個導電片層壓在雙側(cè)粘合劑片上。然后，將頂部透明基板層壓在導電片上。led在層壓過程的末尾由高壓輥電接合到兩個導電層，因此led被并聯(lián)地連接。

上文描述的現(xiàn)有技術(shù)的問題包括：1)極少或沒有考慮從led去除熱；2)在層壓期間，在led上的過多向下壓力；3)由折射率差異引起的全內(nèi)反射(tir)；4)在led上/周圍提供磷光體以產(chǎn)生白光的困難；5)沒有考慮到如果一個或多個led發(fā)生故障(例如，短路)而使得光片可以是光學功能性的并且富有美感；6)在光片區(qū)域上的光和顏色的不吸引人的不均勻性；7)制造困難；8)led電極接合的不可靠性；9)需要過分高的層壓壓力以產(chǎn)生寬光片；10)歸因于光吸收的無效率；11)在產(chǎn)生串聯(lián)的led串中的困難；12)led的不切實際的電驅(qū)動要求；以及13)光片不能發(fā)出不同于朗伯(lambertian)圖案的光。上文描述的光片存在其它缺點。

所需的是能夠取代標準熒光燈照明設(shè)備或可以被用于其它照明應(yīng)用的符合成本效益的光片。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

描述了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點的光片和用于制作光片的技術(shù)。

在一個實施例中，柔性電路被形成為條，諸如3-4英寸乘以4英尺，或在單個大片中，諸如2×4英尺片。在片的底部上，使用通向用于一個或多個電源的連接器的鍍覆銅的跡線形成導體圖案。在柔性電路將安裝裸露led芯片的特定區(qū)域，金屬通孔穿過柔性電路以在柔性電路的頂表面上形成電極圖案。在一個實施例中，圖案是偽隨機圖案，即使任何led故障(典型地短路)或任何電極接合故障，暗led也將是不明顯的。在另一個實施例中，圖案是有序的圖案。如果光片橫向地擴散led光，則歸因于光片中混合的光，暗led可以是不明顯的。金屬通孔為led提供散熱器，因為當光片被安裝在天花板中時，來自led的上升熱將由在光片上方的空氣去除。取決于需要被提取的熱，金屬通孔可以是任意大小或厚度。

在另一個實施例中，片包括諸如鋁層的高反射層，在兩個表面上具有電介質(zhì)涂層。反射片被圖案化為具有形成在其上的導體和電極。鋁層也用于橫向地擴散led熱。電介質(zhì)涂層可以具有相對高的熱導率，并且由于片非常薄(例如，1-4密耳，或小于100微米)，所以存在良好的垂直熱傳導。這類反射膜將朝光片的光輸出表面反射led光。

提供了具有頂電極和底電極的裸露led芯片(也被稱為晶粒)。底電極被接合至穿過柔性電路的頂部的金屬通孔?？梢允褂脤щ娬澈蟿騦ed可以通過超聲接合、焊料回流、或其它接合技術(shù)來接合。在一個實施例中，使用小功率(例如，60-70毫瓦)藍色或紫外led。使用小功率led是有利的，因為：1)可以在光片中使用數(shù)百個led以擴散光；2)小功率led比大功率led便宜得多；3)每個led將產(chǎn)生極少的熱；4)少許led的故障將是不明顯的；5)在沒有復(fù)雜的光學器件的情況下，局部的led光和稍微改變顏色在離光片幾英尺處將調(diào)和成基本上均質(zhì)的光源；6)可以使用常規(guī)磷光體將藍光轉(zhuǎn)換成白光；7)更高的電壓可以被用來為在長條中的許多串聯(lián)連接的led供電以減小通過導體的能耗；以及其它原因。

在柔性電路的頂部上附著有諸如pmma片或其它適當?shù)牟牧系募毜耐该髌?中間片)，其具有圍繞每個led形成的孔。中間片在其底表面上形成有諸如棱鏡的反射體或在片內(nèi)形成有諸如雙折射結(jié)構(gòu)的反射體以向上反射光。在層壓過程期間，中間片的厚度限制在led上的任意向下壓力。led的頂電極可以通過在中間片中的孔稍微突出或可以基本上平齊。中間片可以利用硅酮或其它粘合劑的薄層或接合技術(shù)而被緊固至柔性電路。

中間片也可以在其底表面上設(shè)置有諸如鋁的薄反射層以反射光。由于柔性電路導體在柔性電路的底部上，并且金屬通孔僅在中間片的孔中，不存在由中間片的金屬反射表面引起的導體的短路。

在一個實施例中，led具有在約85-250微米之間的厚度，并且led周圍的中間片具有與led大約相同的厚度。

在另一個實施例中，中間片是電介質(zhì)片，其在led的位置處具有被模制進入的杯狀部。杯狀部在底部中具有使led穿過的孔。片的表面被涂覆有諸如鋁的反射層，該反射層被涂覆有清晰的電介質(zhì)層。反射杯狀部被形成以從單個led產(chǎn)生任意發(fā)光圖案。在這種實施例中，led光將不在中間片中混合而是將被直接反射出。

然后，利用硅酮和磷光體的混合物填充在led與中間片中的孔(或杯狀部)壁之間的空間以產(chǎn)生白光。硅酮包封led并且去除任何空氣間隙。硅酮是高折射率硅酮，使得將存在從ganled(高折射材料)到硅酮/磷光體以及至中間片的良好的光耦合。在光片中圍繞每個led的面積將是相同的，即使對準不是完美的。取決于所需的磷光體的需要量，led可以為0.10mm²-lmm²的量級，并且中間片孔可以具有約3mm或更大的直徑。即使led相對于孔不居中，來自一側(cè)的增加的藍光將由來自另一側(cè)的增加的紅綠光成分(或黃光成分)被補償。來自每個led和來自鄰近的led的光將在中間片中混合并且在離開光片之后進一步混合以形成基本上均質(zhì)的白光。

在一個實施例中，led具有100×100微米至300-300微米量級的頂表面面積以及85-250微米的厚度。因此，存在顯著側(cè)發(fā)光成分。

然后，透明的柔性電路被層壓在中間片上，其中頂柔性電路具有導體和電極圖案。電極可以具有用于接合至led的頂電極的導電粘合劑。硅酮層可以被設(shè)置在柔性電路上或中間片上以將片附著在一起。然后，透明的柔性電路在熱和壓力下被層壓以在led電極與頂電路之間產(chǎn)生良好的電接觸。中間片防止向下壓力在層壓期間在led上過度向下擠壓。中間片也確保光片將具有均勻厚度以便避免光學畸變。

為了避免在每個led上的明亮的藍斑，當靠近向上觀察時，頂柔性電路電極可以是將藍光反射到周圍的磷光體中的相對大的漫反射體(例如，銀)。這種大反射體也減小片的對準公差。

即使不使用在每個led上的反射體，并且由于led是小的且是單獨地不十分明亮的，所以來自led的頂表面的藍光可以被直接輸出并且與由led周圍的磷光體產(chǎn)生的紅/綠或黃光混合以在離光片的短距離處產(chǎn)生白光。

替代地，磷光體可以被形成為在每個led上方的頂柔性電路的頂表面上的點。這將避免在每個led上的藍斑。在孔中的包封led的磷光體/硅酮將因此僅被用于轉(zhuǎn)換來自led的側(cè)光。如果來自每個led的頂表面的光離開頂柔性電路以由遠端磷光體轉(zhuǎn)換，則柔性電路電極可以是透明的，諸如ito層。在替代實施例中，不存在沉積在中間片中的孔中的磷光體，并且所有轉(zhuǎn)換由在頂柔性電路的頂表面上的遠端磷光體層進行。

在一個實施例中，led芯片是倒裝芯片，并且所有的電極和導體形成在底基板上。這簡化led的串聯(lián)連接并且提高電極接合可靠性。

為了使與具有頂電極和底電極的led芯片形成串聯(lián)連接變得容易，在底基板上led芯片可以被交替地顛倒安裝，使得led芯片的陰極可以使用在底基板上的導體圖案被串聯(lián)地連接到相鄰的led的陽極。頂基板也具有用于串聯(lián)地連接led的導體圖案。可以產(chǎn)生串聯(lián)和并聯(lián)組的組合以最優(yōu)化電源要求。

在另一個實施例中，中間片具有形成在其正方形孔的相對壁上的電極。然后，將具有頂電極和底電極的led芯片豎直地插入在孔中，使得led電極接觸形成在孔的壁上的相對的電極。形成在孔中的電極延伸至中間片的頂表面、底表面、或兩個表面以便由在頂基板或底基板上的導體圖案互連。在替代實施例中，任何串聯(lián)連接或串聯(lián)/并聯(lián)連接的導體圖案被直接形成在中間片的一個表面或兩個表面上。

在另一個實施例中，不存在中間片，并且導體被圖案化在頂基板和底基板上?；逯械囊粋€或兩個具有腔或凹槽用以容納led的厚度。垂直led因此被夾在兩個基板之間。如果led足夠薄，則不需要腔來容納led的厚度，因為組裝過程能夠簡單地依賴于材料的塑性變形來包住led。在相對的基板上的導體圖案是使得夾層連接導體以串聯(lián)耦合相鄰的led?；蹇梢员恍纬蔀槠教箺l或片、或圓形的、或平坦的和圓形的組合。在一個實施例中，夾層結(jié)構(gòu)形成包含串聯(lián)連接的led的單個串的柔性圓柱體或半圓柱體。取決于期望的電源，柔性條可以與其它條串聯(lián)連接或與其它條并聯(lián)連接。

如果光片被形成為條，則每個條可以使用其自身的電源并且被模塊化。通過將光片制作成條，需要較小的層壓壓力，并且層壓壓力橫跨條的寬度將更均勻。該條可以被布置成相互靠近至產(chǎn)生任何大小的光片，諸如2×4英尺光片或甚至6英寸乘4英尺或更長的光片，以取代在辦公室環(huán)境中的標準熒光照明設(shè)備內(nèi)的光源。在給定的天花板切口內(nèi)包含兩個、三個、四個或更多個的線性熒光燈的熒光照明設(shè)備是常見的。每個光片條可以取代單個熒光燈并且具有相似的長度。光片的該實施例可以產(chǎn)生更換典型的熒光燈所需的大約3000流明，并且通過在各種空間構(gòu)型中插入所需的數(shù)量的條，可以制造具有相同的流明輸出靈活性的照明設(shè)備以適應(yīng)照明應(yīng)用。光片的特別設(shè)計使得光片能夠成為模塊化的符合成本效益的解決方案。

替代地，已知用于熒光照明設(shè)備的標準天花板龍骨構(gòu)造以諸如6英寸×4英尺、1×4英尺、2×4英尺、以及2×2英尺的離散大小出現(xiàn)。可以考慮使用1500流明的窄2英尺條，每個均為標準模塊化大小，可以潛在地被用作在這些構(gòu)造中的每一個內(nèi)的構(gòu)建塊。因此，最終照明設(shè)備的制造商能夠采購單一大小部件，通過該單一大小部件，制造商可以可想象地產(chǎn)生如在大多數(shù)應(yīng)用中看到的任何類型的燈構(gòu)造和幾何結(jié)構(gòu)。

在照明設(shè)備中的各種光條可以以不同的角度傾斜，以便以任何角度引導來自相關(guān)聯(lián)的光條的光的峰值強度。這在遠離照明設(shè)備本身的遠場中大大擴展了復(fù)合照明設(shè)備對光分布進行成形和調(diào)制的能力。

替代地，可以采用單個2×4英尺光片(或任何大小的片)，也就是，就其本身而言，照明設(shè)備無任何封殼。

對于照明設(shè)備提供顯著表面面積的情況，諸如在2×4英尺熒光照明設(shè)備中，存在顯著空間以調(diào)和許多較小的led源，使得與在熱量變得高度局部化并且因此更難以管理的改型燈泡或聚光燈類型光源中相比，它們的局部熱被更好地管理。

光片容易地受到控制以當存在環(huán)境陽光時被自動地調(diào)光，使得整體能量消耗大大減小。由于單獨的光片可以具有串聯(lián)和并聯(lián)串的組合，所以也可以產(chǎn)生子光片局部調(diào)光。本文還討論了其它節(jié)能技術(shù)。

在光片中所使用的led可以是常規(guī)led或可以是任何類型的半導體發(fā)光裝置，諸如激光二極管、超輻射發(fā)光二極管等。正在研發(fā)芯片不是二極管的固態(tài)裝置，并且本發(fā)明也包括這種裝置。

柔性光片可以被平坦地布置在支撐框架中，或光片可以為了更多定向光而被彎曲成弧形。各種形狀的光片可以被用于不同的應(yīng)用。頂柔性電路片或中間片可以具有被模制進入的光學特征件，用于準直光、擴散光、混合光，或提供任何其它光學功能。

對于一些應(yīng)用，諸如對于使用在反射暗燈槽中的或從天花板懸掛的光片，光片被制成雙向的。

在雙向光片的一個實施例中，向上發(fā)光是用以對諸如來自通風孔或進入空氣回流管道的空氣殺菌的uv。底部發(fā)光將典型地是基本上白光。

在另一個實施例中，led被安裝在卡合基板上，該卡合基板卡合到在頂基板中形成的凹槽或腔中。電連接由卡合配合自動地形成。

可以使用標準熒光燈照明設(shè)備以標準熒光燈管形狀因子定位光條來支撐led并且對led供電。在一個實施例中，管形狀因子具有平坦頂部，光條被安裝在該平坦頂部上。平坦頂部被環(huán)境空氣直接接觸以冷卻光條，或在平坦頂與空氣之間可能存在中間層。在管中的各種光條的可變發(fā)光圖案使得管能夠具有任何發(fā)光圖案。

還描述了從led去除熱的各種技術(shù)。

還公開了包封led管芯的新方法。在一個實施例中，在與圍繞每個led管芯的空間內(nèi)對準的頂基板中形成孔。在將頂基板附著在led管芯上之后，將包封物經(jīng)由在頂基板中的孔注入到該空間中。由于該空間由包封物填充，所以一些孔允許空氣從該空間逃離。

在另一方法中，垂直led的底電極(例如，陽極)被接合至在柔性電路上的金屬墊。然后，以其它方式對頂基板層進行層壓、噴涂、或沉積。頂基板不必具有在其上預(yù)形成的金屬跡線。激光或其它材料銑削程序自動地受到控制以在頂基板中鉆窄孔以暴露垂直led的頂接觸并且暴露通向led的底電極的導體。然后，諸如通過印刷、濺射、鍍覆等將金屬或其它導體沉積在孔中以及在頂基板上，以在led之間形成串聯(lián)連接。因此，由外導體結(jié)合在底柔性電路上的導體執(zhí)行互連。

代替激光，可以在將由外導體接觸的區(qū)域上形成光致抗蝕劑柱。然后形成頂基板，并且剝掉柱。然后，將金屬沉積在開口中并且形成為互連led。在頂基板覆蓋該柱的一個實施例中，可以執(zhí)行化學機械拋光(cmp)步驟以暴露該柱，使得它們在另一個過程中可以被剝掉。

在另一個實施例中，在沉積頂基板之前，將金屬樁附著到led電極和其它導體。然后，將頂基板向下拋光到該樁，并且該樁由形成在頂基板的表面上的金屬圖案電互連。

在另一個實施例中，使用cmp來使具有形成在溝槽和孔中的金屬的圖案化的電介質(zhì)層變薄。殘留的金屬形成在led之間的外部互連。

本文中描述了其它變型。

附圖說明

呈現(xiàn)下面的描述附圖來說明本發(fā)明的一些可能的示例。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光片的光輸出側(cè)的一部分的簡化透視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光片的下側(cè)的一部分的簡化透視圖。

圖3-5、圖7、圖8、圖10-14、和圖16-19是沿著圖1中的線3-3的截面圖，示出在制作的各種階段和各實施例處的光片。

圖3a示出具有導體和電極的柔性底基板，其中電極是穿過基板的熱傳導通孔。

圖3b示出具有導體和電極的反射底基板，其中反射體可為鋁層。

圖3c示出具有導體和電極的反射底基板，其中反射體是電介質(zhì)，并且其中電極是通過基板的熱傳導通孔。

圖4示出在基板電極上分配的導電粘合劑。

圖5示出附著到基板電極的、發(fā)出藍光的裸露led芯片。

圖6是具有用于led的孔的透明中間片的透視圖。該片可以可選地具有反射性底表面。

圖7示出附著在底基板上的中間片。

圖8a示出利用硅酮/磷光體混合物填充led周圍的孔以包封led。

圖8b示出利用硅酮/磷光體混合物填充led周圍的孔，其中孔是錐形的以朝光片的光輸出表面反射光。

圖8c示出模制為具有在每個led周圍的杯狀部的中間片，其中反射層形成在杯狀部上以朝光片的光輸出表面反射光。

圖8d示出由磷光體形成或具有被灌注到中間片中的磷光體粉末的中間片。

圖8e示出led芯片可以在芯片的任何一側(cè)上預(yù)先涂覆磷光體。

圖9是具有導體圖案和電極圖案的頂透明基板的透視圖。電極可以是反射性的或透明的。

圖10示出在led的頂電極上分配的導電粘合劑。

圖11示出層壓在led上的頂基板，其中側(cè)光被模制到中間片中的棱鏡經(jīng)由光片的光輸出表面反射。

圖12a示出層壓在led上的頂基板，其中側(cè)光被轉(zhuǎn)換成紅光和綠光、或黃光、或白光的組合并且被經(jīng)由光片的光輸出表面反射，而來自led的藍光被直接透射通過在頂透明基板上的透明電極用于與所轉(zhuǎn)換的光混合。

圖12b示出層壓在led上的頂基板，其中反射體覆蓋led，使得所有的光由磷光體轉(zhuǎn)換成白光并且經(jīng)由光片的光輸出表面反射。

圖12c示出層壓在led上的頂基板，其中側(cè)光由在led周圍的磷光體轉(zhuǎn)換成白光，并且頂光由在led上的遠端磷光體層轉(zhuǎn)換成白光。

圖12d示出層壓在led上的頂基板，其中l(wèi)ed被定位在反射杯狀部中，并且其中側(cè)光和頂光由在led上的大磷光體層轉(zhuǎn)換成白光。

圖13示出在光片中使用倒裝芯片led，其中倒裝芯片可以在本文中描述的實施例中的任何一個中使用。

圖14示出在底基板上的交替led反向安裝以實現(xiàn)在led之間的串聯(lián)連接。

圖15示出具有電極的中間片，該電極形成在中間片的孔的相對的壁中用于接觸led的頂電極和底電極。

圖16示出插入到中間片的孔中的led與在中間片上的電極通過在層中的任何層上的導體圖案互連在一起用于以串聯(lián)和并聯(lián)的任意組合連接led。

圖17示出被中間片上的反射電極或led的底反射電極反射并且由磷光體層轉(zhuǎn)換成白光的兩道光線。

圖18示出替代實施例，其中用于互連led的導體被形成在中間片的相對的表面上或在頂基板和底基板的表面上。

圖19a和圖19b示出由接合至底電極并且穿過中間層的金屬通孔而串聯(lián)連接的led。

圖20-31示出未使用中間片的另一組的實施例。

圖20a和圖20b是光片或條的截面圖，其中溝道或腔被形成在底基板中，并且其中由在兩個相對的基板上的導體形成串聯(lián)連接。

圖20c是圖20b的結(jié)構(gòu)的透明自上而下的視圖，示出陽極導體和陰極導體的重疊。

圖20d示出在圖20b的光片或條中連接的多個串聯(lián)led串。

圖21a是包含夾在兩個基板之間的串聯(lián)led串的結(jié)構(gòu)的截面。

圖21b是圖21a的結(jié)構(gòu)的自上而下的視圖，示出陽極導體和陰極導體的重疊。

圖21c示出圖21a的被夾住的led。

圖22是具有半球頂基板的基板結(jié)構(gòu)的截面圖，其中該結(jié)構(gòu)包含夾在兩個基板之間的串聯(lián)led串。

圖23a和圖23b是溝道或腔被形成在頂基板中的基板結(jié)構(gòu)的截面圖，其中該結(jié)構(gòu)包含夾在兩個基板之間的串聯(lián)led串。圖23b也示出在頂基板外表面上使用外磷光體。

圖24是可以在圖20-23的基板結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)led串的示意圖。

圖25是單個基板結(jié)構(gòu)或支撐多個基板結(jié)構(gòu)的支撐基底的自上而下的視圖。

圖26a是由窄區(qū)域連接在一起的兩個基板的截面圖，因此所述基板能夠夾住led串。

圖26b是圖26a的基板的透視圖。

圖26c示出圖26a的被支撐在支撐基底中的反射凹槽中的結(jié)構(gòu)。

圖27是從芯片的相對側(cè)發(fā)出光的led的截面圖，其中該結(jié)構(gòu)包含夾在兩個基板之間的串聯(lián)led串。

圖28示出在led芯片的頂部上的磷光體被設(shè)置在頂基板上的磷光體技術(shù)。圖28也示出在頂基板上的產(chǎn)生任何期望的發(fā)光圖案的光學片。

圖29示出頂基板，該頂基板被形成為具有半球遠端磷光體和反射凹槽用于朝光輸出表面反射側(cè)光。

圖30a示出片和條的端部，其中使底基板延伸以提供通向在頂基板和底基板上的陽極導體和陰極導體的連接端子，用于連接到電源或連接到另一led串。

圖30b是圖30a的自上而下的視圖，示出在片或條的一端處的連接端子的示例。

圖31是較長的led條的一部分的側(cè)視圖，示出在條內(nèi)的兩個串聯(lián)led串的端部處的陽極連接端子和陰極連接端子，因此該串可以串聯(lián)地或并聯(lián)地連接在一起，或連接到在其它條中的其它串，或連接到電源。

圖32是用于支撐柔性光片條或片以選擇性地引導光的框架的透視圖。

圖33示出相反地安裝在光片中以產(chǎn)生雙向發(fā)光圖案的led管芯。

圖34示出兩個背靠背的光片，該兩個光片可以使用共同的中間基板，以產(chǎn)生雙向發(fā)光圖案。

圖35示出背靠背的以產(chǎn)生雙向發(fā)光圖案的兩個光片的另一個實施例。

圖36示出從天花板懸掛的雙向光片。

圖37a是卡合led管芯基板的截面圖，該卡合led管芯基板可以是led條或單個led模塊。

圖37b示出形成在頂基板上用于串聯(lián)地連接led管芯的串聯(lián)連接。

圖38示出多個頂基板可以如何被卡合在匹配底基板上。

圖39示出底基板可以包括一個或多個沿著led條的長度的彎曲反射體以朝將被照亮的對象反射側(cè)光。該圖還示出，頂基板的形狀可以是圓頂形的或在底基板上的延伸圓頂結(jié)構(gòu)。

圖40類似于圖37a，除led管芯基板通過導電粘合劑或焊料回流被固定到位。

圖41示出雙向光片定位在空氣通風孔前面的一小部分，其中頂部發(fā)光是用于為空氣殺菌的uv，并且底部發(fā)光是用于照明的基本上白光。

圖42類似于圖41，但是允許空氣流經(jīng)光片。光片可以作為天花板鑲板被安裝。

圖43示出可以如何在將光學器件形成在頂基板中與led相對的表面上。

圖44示出紅色、綠色、以及藍色led，或紅色、綠色、藍色以及白色led或其組合可以構(gòu)成光片并且是可控的以實現(xiàn)任何白點。

圖45示出藍色和紅外led可以構(gòu)成光片，其中藍色led被用于產(chǎn)生白光，并且紅外led僅在藍色led斷開時諸如響應(yīng)于運動傳感器而被激勵，用于為監(jiān)視相機提供低能照明。

圖46a示出在頂基板和底基板中的激光燒蝕開口用于暴露led的電極。

圖46b示出圖46a的被利用金屬或填充環(huán)氧樹脂的金屬或印刷材料填充的開口，上述材料被固化以為led提供電接觸以及提供散熱。

圖47a示出所安裝的led，且它們的小電極與基板電極對準以利用自動拾取放置機器的高位置精度。

圖47b示出圖47a的被夾在兩個基板之間的led，由于薄led而無任何腔或中間層。在led之間的串聯(lián)連接由形成在基板上的導體自動地形成。

圖47c是圖47b的自底向上的視圖，示出在led之間的串聯(lián)連接。

圖48是照明結(jié)構(gòu)的透視圖，示出任何實施例的led條可以如何被定位在透明管或漫射管中，以便在標準熒光燈照明設(shè)備中使用。

圖49示出管形狀因子可以如何被改變成具有平坦表面或任何其它非圓柱形特征，用于支撐led條以及提高到環(huán)境空氣的熱傳遞。

圖50是合并圖41的燈結(jié)構(gòu)的照明設(shè)備的截面圖，且光條由管的頂平坦表面支撐，且熱通過在平坦表面中的孔和在led條中的孔逃離。

圖51是管形狀由柔性光片本身形成的實施例的側(cè)視圖。

圖52是示出雙向光片可以被彎曲成具有圓形形狀以形成局部管或大得多的燈具的透視圖。

圖53是示出具有朝頂面板定向的頂發(fā)光的光片的透視圖，其中頂面板可以是漫反射或具有磷光體涂層。

圖54a是具有用于利用包封物填充圍繞led管芯的空間的孔以及允許空氣逃離該空間的孔的頂基板的自上而下的視圖。

圖54b是光片的截面圖，示出液體包封物通過在頂基板中的孔被注入到圍繞每個led管芯的空間中。

圖55a是示出沉積在led管芯上的一滴軟化的包封材料的截面圖。

圖55b示出軟化的包封材料被擠壓并在圍繞led管芯的空間內(nèi)擴散，且任何過量材料溢流到儲槽中。

圖56a示出被夾在兩個基板之間的薄led，而沒有用以容納led的厚度的預(yù)形成腔或中間層，其中在基板中的開口通過激光形成以暴露led的電極。

圖56b示出圖56a的光片/條，其中所述開口利用導電材料填充，并且導體材料被圖案化以串聯(lián)或以任何其它構(gòu)造連接led中的一些或全部。

圖57示出卷到卷過程，其中兩個基板與插入其間的led層壓在一起。任何導體技術(shù)可以被用來串聯(lián)或以任何其它構(gòu)造連接led。

圖58a示出類似于圖56b的卷到卷過程，其中激光在頂基板和底基板中燒蝕開口以將led與導電材料互連。

圖58b示出類似于圖56b的卷到卷過程，其中激光在頂基板和底基板中并且通過在led上的磷光體層燒蝕開口以將led與導電材料互連。

圖59示出卷到卷過程，其中l(wèi)ed是倒裝芯片，并且底基板具有互連led的導體圖案。

圖60是由拾取放置機器定位到底基板上的單個光源元件的截面圖，其中該元件是安裝在反射杯狀部中以避免側(cè)發(fā)光問題的led。

圖61是光片/條的截面圖，其中底基板是形成有凹陷的反射片，其中凹陷的側(cè)面向上反射側(cè)光。

圖62是2×4英尺固態(tài)照明設(shè)備的前視圖，其中光源是被包封在條中的led，其中測試該條的色溫或光譜分布，并且其中選擇在八個部分中的每一個中使用的條，使得每個部分輸出相同的整體目標色溫或光譜分布。

圖63是用來形成圖62的照明設(shè)備的過程的流程圖。

圖64類似于圖19a并且示出將金屬通孔(例如，金屬塊或其它導體或電路元件)接合到底電極并且穿過中間層。

圖65示出將頂基板材料被沉積在led上且經(jīng)激光鉆孔來形成孔以暴露將由外金屬模具接觸的金屬區(qū)域。

圖66示出將金屬晶種層沉積在結(jié)構(gòu)的表面上。

圖67示出利用光致抗蝕劑選擇性地圖案化晶種層。

圖68示出利用銅電鍍暴露的晶種層。

圖69示出在光致抗蝕劑已經(jīng)被剝?nèi)ブ笄以诒┞兜木ХN層已經(jīng)被蝕刻掉之后以串聯(lián)地互連led的led結(jié)構(gòu)。

圖70是兩個串聯(lián)連接的led的自上而下的視圖，其中互連金屬可以被形成為在led之間具有寬區(qū)域以減小電阻。

圖71示出圖64-70的變型，其中不存在定位在中間層182中的孔中的互連器180。

圖72示出圖71的在晶種層已經(jīng)利用銅電鍍之后的結(jié)構(gòu)，銅填充(或部分地)填充孔以產(chǎn)生串聯(lián)連接。

圖73示出類似于圖47a的薄led，其中不存在所使用的中間層。頂基板沉積在led上，其中該基板可以利用yag磷光體或其它波長轉(zhuǎn)換材料灌注。

圖74示出對頂基板激光鉆孔來形成孔以暴露將由外導體圖案接觸的金屬區(qū)域。

圖75示出將金屬或其它導體(例如，導電油墨)沉積在頂基板上以及孔中以串聯(lián)地互連led。

圖76是兩個串聯(lián)連接的led的自上而下的視圖，其中互連導體可以被形成為在led之間具有寬區(qū)域以減小電阻。

圖77示出將液體包封物噴涂、旋涂或以其它方式沉積在led上以形成頂基板。該包封物可以是平面的。

圖78示出對頂基板激光鉆孔來形成孔以暴露將由外導體圖案接觸的金屬區(qū)域。

圖79示出將金屬或其它導體(例如，導電油墨)沉積在頂基板上以及孔中以串聯(lián)地互連led。

圖80示出在將由外部金屬層接觸的區(qū)域上的光致抗蝕劑柱或金屬樁，并且也示出被涂覆有液體包封材料的結(jié)構(gòu)。

圖81示出拋光或蝕刻固化包封材料以暴露光致抗蝕劑或金屬樁。然后，將任何光致抗蝕劑柱剝掉。

圖82示出填充孔并且在led之間形成串聯(lián)連接的導體。

圖83示出利用限定互連圖案的溝槽和孔圖案化的電介質(zhì)層。

圖84示出沉積在結(jié)構(gòu)上的金屬掩蓋。

圖85示出將金屬向下拋光到電介質(zhì)層以在led之間產(chǎn)生串聯(lián)連接。

圖86示出用于形成led條(單列串聯(lián)連接的led)或led片(led陣列)的卷到卷過程。

在其它實施例中，可以混合并且匹配各種基板和中間層中的任何一種。

相同或相似的元件用相同的數(shù)字標記。

具體實施方式

圖1是光片10的光輸出側(cè)的一部分的透視圖，示出led區(qū)域12的簡化的偽隨機圖案。led區(qū)域12可以代替地為有序的圖案。在全尺寸2×4英尺光片中可以存在500個或更多小功率led，以產(chǎn)生更換典型地存在于辦公室中的標準熒光照明設(shè)備所需要的近似3700流明(每doecaliper基準測試)。

偽隨機圖案可以圍繞光片10重復(fù)(僅在虛線輪廓內(nèi)的部分被示出)。偽隨機圖案比有序的圖案更優(yōu)選，因為如果一個或多個led故障或具有不良的電連接，其不存在將明顯難以注意。在間距是一致的有序圖案中，眼睛被其中的缺陷吸引。通過改變偽隨機圖案中的間距，使得實現(xiàn)整體光均勻性，并且其中在跨越照明設(shè)備的表面的亮度上可能存在低幅度變化，因此，任何一個led的損失將不被感知為圖案中的中斷，而是被調(diào)和為在局部均勻性中的小幅下降。對于顯示器，典型的觀察者對高達20％的局部低梯度非均勻性是相對不敏感的。在高架照明應(yīng)用中，可容忍的水平甚至更高，假定觀察者并不易于凝視照明設(shè)備，并且正常視角主要在離法線的高角度處，其中非均勻性將顯著地不明顯。

有序的圖案可以適合于在光片與最后三級光學系統(tǒng)之間存在大量混合空間的應(yīng)用，這使圖案模糊并且使輸出充分地均勻化。在不是這樣的情況下，并且存在具有更薄輪廓的照明設(shè)備的期望，因此，將采利用偽隨機圖案。這兩者均容易由整體架構(gòu)實現(xiàn)。

替代地，led區(qū)域12的易變有序圖案可以跨光片10調(diào)制。

光片10大體由三個主要層形成：底基板14，其具有電極和導體圖案；中間片16，其充當間隔體和反射體；以及透明的頂基板18，其具有電極和導體圖案。led芯片被電連接在底基板14上的電極與在頂基板18上的電極之間。光片10是非常薄的，諸如幾毫米，并且是柔性的。

圖2是光片10的下側(cè)的一部分的透視圖，示出在底基板14上的電極和導體圖案，其中，在該示例中，在led區(qū)域12中的led芯片被連接為兩個平行的led組，該兩個平行的led組由未在圖2中示出的導體串聯(lián)連接。串聯(lián)連接可以是由通過光片層的通孔或通過在外部連接器22中的開關(guān)或耦合。導體圖案還形成在頂基板18上用于連接到led芯片的頂電極。led芯片的可定制互連允許由顧客或根據(jù)設(shè)計要求選擇驅(qū)動電壓和電流。在一個實施例中，為了高可靠性，led芯片的每個相同組由導體圖案和導體的外部互連形成串聯(lián)連接的led芯片組，然后，可以將各個串聯(lián)連接的led芯片組并聯(lián)地連接以由單個電源驅(qū)動或由多個分開的電源驅(qū)動。在又一實施例中，led芯片可以被形成為串并聯(lián)連接的網(wǎng)，且根據(jù)用以在led之中以規(guī)定的形式分布電流的需要而具有附加的有源部件(activecomponent)。

在一個實施例中，為了使用頂導體和底導體實現(xiàn)led芯片的串聯(lián)連接，一些led芯片在其陽極連接到底基板電極的情況下被安裝在底基板上，并且其它led芯片在其陰極連接到底電極的情況下被安裝。理想地，相鄰的led芯片被反向地安裝以簡化串聯(lián)連接圖案。然后，在電極之間的導體串聯(lián)地連接led芯片。在頂基板上的相似的導體圖案將led芯片的陰極連接到相鄰的led芯片的陽極。

dc或ac電源23被示出為連接到連接器22。電源23的輸入端可以連接到電源電壓。如果led串聯(lián)串的電壓降足夠高，則led串聯(lián)串可以由經(jīng)整流的電源電壓(例如，120vac)驅(qū)動。

在另一個實施例中，也可以以兩個反平行串聯(lián)支路或其衍生方式連接led芯片，這將使得led芯片能夠直接由ac驅(qū)動，諸如直接由電源電壓驅(qū)動。

圖3-5、圖7、圖8、圖10-14、和圖16-19是沿著圖1中的線3-3跨兩個led區(qū)域12切割的截面圖,示出在制作的各種階段和各實施例處的光片。

圖3a示出底基板14，該底基板14可以是可商購且定制的柔性電路。可以使用任何適當?shù)牟牧?，包括涂覆電介質(zhì)的薄金屬、聚合物、玻璃、或硅酮。常常使用kapton^tm柔性電路和相似的類型用于在印刷電路板之間連接或用于將電子部件安裝于其上?；?4具有電絕緣層26、圖案化的導體層28、以及穿過絕緣層26的金屬電極30。電極30用作散熱通孔。具有相對高垂直熱導率的柔性電路是可用的?；?4優(yōu)選僅幾密耳厚，諸如1-5密耳(25-125微米)，但是為了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可以更厚(例如，高達3mm)。導體層28可以是鍍銅或鋁。為了高電和熱導率，電極30優(yōu)選是銅。導體層28可以代替地被形成在基板14的頂表面上。

導體層28可以是取決于期望的電源電壓和電流，并且取決于期望的可靠性和冗余度的任何適當?shù)膱D案，諸如用于以串聯(lián)、并聯(lián)、或以組合連接led芯片。

圖3b示出底基板32的另一個實施例，其具有被夾在頂絕緣層36與底絕緣層38之間的金屬反射層34(例如，鋁)。導體層40和電極42被形成在頂絕緣層36上。底基板32的厚度可以是1-5密耳或更厚，并且是柔性的。

圖3c示出底基板44的另一個實施例，其具有電介質(zhì)反射層46。這允許熱傳導金屬電極47被形成為通過反射層46。導體層48形成在基板的底部，但可以代替地被形成在基板的頂表面上?？蛇x的絕緣層50覆蓋反射層46。

具有反射層的適當?shù)钠梢允莔iroiv^tm、vikuitidesr^tm、或其它可商購的反射片。

在一個實施例中，驅(qū)動電路的部件可以在底基板44上直接圖案化，以避免對分開的電路和pcb的需要。

圖4示出施加在電極30上的導電粘合劑52，諸如利用銀灌注的環(huán)氧樹脂。這種導電粘合劑52簡化led芯片接合過程并且增加可靠性?？梢允褂帽疚闹忻枋龅牡谆逯械娜我庖环N，并且為簡單起見，在這些示例中僅使用了圖3a的底基板14。

圖5示出可商購未封裝藍色led芯片56，該芯片56由被編程的拾取放置機器或其它規(guī)定的管芯放置方法附著到底基板14。led芯片56具有小頂電極58(典型地用于導線接合)和大底電極60(典型地是反射性的)。代替將底電極60附著到基板電極30的導電粘合劑52(其可以通過熱或uv固化)，底電極60可以被超聲地焊接、焊料回流、或以其它方式接合到基板電極30。具有垂直結(jié)構(gòu)的適當?shù)膅anled芯片56由諸如creeinc.、semileds、nichiainc.等的各制造商出售。適當?shù)腸reeled包括ez290genⅱ、ez400genⅱ、ezbrightii等等。適當?shù)膕emiledsled包括sl-v-b15ak。這種led輸出藍光，具有小于約350×350微米的頂面積，并且具有170微米的厚度。對于一些適當?shù)目缮藤彽乃{色led的規(guī)格，結(jié)合磷光體以產(chǎn)生白光，識別為在約4,100k的色溫下在每led5-7流明的范圍內(nèi)的流明輸出。

其它類型的led芯片也是適當?shù)?，諸如不具有用于導線接合的頂金屬電極的led芯片。一些適當?shù)膌ed芯片可以具有透明的頂電極或其它電極結(jié)構(gòu)。

圖6是具有用于led芯片56的孔66的透明中間片64的透視圖。雖然led芯片56本身可以具有大約0.3mm量級的邊緣，孔66應(yīng)具有諸如2-5mm的更大的開口以接收液體包封物和足夠的磷光體以將藍光轉(zhuǎn)換成白光或具有紅色和綠色、或黃色成分的光。中間片64的厚度近似是所使用的led芯片56的厚度，由于中間片64具有防止在層壓期間在led芯片56上的過度向下壓力的一個功能。由諸如pmma的聚合物或其它材料形成的各種厚度和折射率的透明片是可商購的。

在一個實施例中，中間片64的底表面被涂覆有反射膜(例如，鋁)以提供反射表面。中間片也可以可選地具有進一步的電介質(zhì)涂層以防止電接觸跡線以及以防止在存儲或處理期間的氧化。

為了將中間片64粘著到底基板14，中間片64的底表面可以被涂覆有非常薄的硅酮或其它粘合劑材料層。通過選擇相對于中間片64適當?shù)氐偷恼凵渎?，硅酮可以改善界面的全?nèi)反射(tir)。

圖7示出已經(jīng)在壓力下被層壓在底基板14上的中間片64?？梢岳脽醽砉袒柰?。中間片64的厚度防止在層壓期間在led芯片56上的潛在破壞性向下力。

在一個實施例中，中間片64被模制為具有形成在其底表面中的棱鏡70用于通過tir向上反射光。如果底表面被另外涂覆有鋁，則反射效率將被提高。代替棱鏡圖案，或除棱鏡圖案之外，底表面可以被粗糙化，或可以形成其它光學元件以將光經(jīng)由光輸出表面反射。

圖8a示出利用硅酮/磷光體混合物72填充led芯片56周圍的區(qū)域12以包封led芯片56?；旌衔?2包括在可固化液體硅酮或其它載體材料中的磷光體粉末，其中粉末具有用以產(chǎn)生需要被添加到藍光以產(chǎn)生具有期望色溫的白光的期望量的r、g、或y光成分的密度。具有3700-5000k色溫的中性白光是優(yōu)選的。所需的磷光體的量/密度取決于led芯片56周圍的開口的寬度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠確定要使用的磷光體的適當?shù)念愋秃土?，使得?jīng)過磷光體包封物的藍光和所轉(zhuǎn)換光的適當混合實現(xiàn)期望的白色溫?？梢詰{經(jīng)驗確定混合物72。適當?shù)牧坠怏w和硅酮是可商購的?；旌衔?2可以通過絲網(wǎng)印刷、或經(jīng)由注射器、或通過任何其它適當?shù)倪^程來分配。分配可以在部分真空中執(zhí)行以幫助從led芯片56周圍和下方的間隙去除任何空氣。導電粘合劑52(圖4)幫助填充在led芯片56下方的空氣間隙。

在另一個實施例中，圍繞在孔中的led芯片56的磷光體可以被預(yù)形成并且簡單地被放置在圍繞led芯片56的孔中。

代替具有具有直側(cè)面的孔的中間片64，側(cè)面可以是成角度的或被形成為彎曲的杯狀部，使得向外的光的反射比被增強。

圖8b示出利用硅酮/磷光體混合物72填充led芯片56周圍的區(qū)域，其中在中間片76中的孔74是錐形的以朝光片的光輸出表面反射光。

如果磷光體由led制造商直接設(shè)置在led芯片56上，則可以適當?shù)匦薷乃械母鞣N示例。如果led芯片56被預(yù)涂覆有磷光體，則包封物可以是透明的硅酮或環(huán)氧樹脂。

即使led芯片56在孔66/74內(nèi)不是完美地居中，則經(jīng)過薄磷光體包封物的增加的藍光將由經(jīng)過更厚的磷光體包封物的減少的藍光補償。

圖8c示出模制為具有在每個led芯片56周圍的杯狀部80的中間片，其中反射層(例如，其上具有絕緣膜的鋁)被形成在片78上以朝光片的光輸出表面反射光。在示出的實施例中，利用硅酮包封物84而非硅酮/磷光體混合物填充杯狀部80，因為磷光體覆片將稍后被附著在整個杯狀部上以將藍光轉(zhuǎn)換成白光。在另一個實施例中，可以利用硅酮/磷光體混合物填充杯狀部80。

圖8d示出中間片85由磷光體形成或利用磷光體粉末或任何其它波長轉(zhuǎn)換材料灌注的實施例。例如，中間片85可以是模制硅酮/磷光體混合物。由于由磷光體產(chǎn)生的光廣泛地散射，可以不需要在其它實施例中使用的棱鏡70。

圖8e示出led芯片56可以在芯片的任何一側(cè)上預(yù)涂覆磷光體86，諸如在所有發(fā)光側(cè)上或僅在側(cè)面上并且不在頂表面上。如果頂表面不涂覆磷光體，諸如不覆蓋頂電極，則從頂表面發(fā)射的藍光可以由覆蓋led芯片56的遠端磷光體轉(zhuǎn)換。

圖9是具有形成在其底表面上的電極90和導體層92的透明頂基板88的透視圖。電極90可以是反射性的(例如，銀)或透明的(例如，ito)。頂基板88可以是任何透明柔性電路材料，包括聚合物。頂基板88將典型地為1-20密耳厚(25微米-0.5mm)的量級。在柔性電路上形成電極和導體是熟知的。

硅酮的薄層可以被絲網(wǎng)印刷，利用掩模噴涂，或以其它方式形成在頂基板88的底表面上，以將它附著到中間片64。電極90優(yōu)選地不由任何粘合劑覆蓋以便與led芯片電極58形成良好的電接觸。

圖10示出分布在led芯片56的頂電極58上的導電粘合劑94(例如，在環(huán)氧樹脂或硅酮中的銀顆粒)。

圖11示出使用壓力和熱層壓在led芯片56上的透明頂基板88。取決于各種粘合劑所需的固化類型，熱是可選的。輥96被示出為用于隨著光片或輥96移動跨越光片施加均勻壓力。可以使用用于施加壓力的其它方式，諸如平坦板或空氣壓力。匹配led芯片56的厚度的中間片64的厚度，確保了層壓力不在led芯片56上施加在損傷閾值以上的壓力。在優(yōu)選的實施例中，施加在led芯片56上的力基本上為零，由于導電粘合劑94是可變形的以確保良好的電連接。此外，即使存在led芯片電極58的在中間片64上方的一些小突起，頂基板88的彈性也將吸收向下層壓壓力。

完成的光片的厚度可以小至1-2mm或更小，導致極小的光學吸收和熱吸收。為了附加的結(jié)構(gòu)堅固性，能夠使光片更厚。如果使用了附加的光學器件，諸如特定類型的反射杯狀部和光成形層，則總厚度可以高達1cm并且仍然維持靈活性。該結(jié)構(gòu)由溢出其表面的環(huán)境空氣冷卻。取決于光片的要求，可以混合和匹配本文中描述的基板和中間片中的任何一種。

圖12a-12d示出可以被用來產(chǎn)生白光的各種磷光體轉(zhuǎn)換技術(shù)。如果使用了uvled芯片，則將使用產(chǎn)生藍光成分的附加的磷光體。

圖12a示出在led芯片的側(cè)光被轉(zhuǎn)換成紅光和綠光、或黃光、或白光，并且經(jīng)由光片的光輸出表面反射，而來自led芯片56的藍光直接透射通過在透明片88上的透明電極100，用于在光片的前面短距離處與所轉(zhuǎn)換的光混合。觀察者可以將由光片發(fā)射的光感知為是基本上均勻的且白色的。

圖12b示出來自led芯片56的光由于在覆蓋led芯片56的頂透明片88上的反射電極104而被從側(cè)面發(fā)射。因此，所有的光被磷光體轉(zhuǎn)換成白光并且經(jīng)由光片的光輸出表面反射。

圖12c示出側(cè)光由led芯片56周圍的磷光體轉(zhuǎn)換成白光，并且通過透明電極100發(fā)射的藍頂光由形成在led芯片56上的頂基板88的頂表面上的遠端磷光體層106轉(zhuǎn)換成白光。磷光體層106可以是平坦的或被成形。磷光體層106的面積優(yōu)選與led芯片56相同或稍微大于led芯片56。磷光體層106可以是矩形或圓形的。磷光體層106被形成為使得經(jīng)過磷光體層106的藍光與所轉(zhuǎn)換的光結(jié)合，產(chǎn)生期望色溫的白光。

圖12d示出被定位在利用透明硅酮包封物填充的反射杯狀部80中的led芯片56，并且其中側(cè)光和頂光由在每個杯狀部80上方的大磷光體層108轉(zhuǎn)換成白光。在一個實施例中，每個磷光體層108的面積被調(diào)節(jié)以允許選擇將被直接射出(不穿過磷光體)的藍光量以產(chǎn)生期望的白光色溫。這種磷光體層大小可以在制作過程的末尾諸如通過掩蔽或切割磷光體覆片大小被定制，以滿足顧客對色溫的特定要求。

頂基板88(或本文中描述的任何其它片/基板)可以具有粗糙化的頂或底表面，用于增加光的提取和提供光的廣泛擴散。粗糙化可以通過模制、澆鑄、或微珠噴砂。

在圖13中所示的另一個實施例中，led芯片112可以是倒裝芯片，且陽極電極和陰極電極114在led芯片112的底表面上。在這樣的情況下，所有的導體116和電極118將在底基板120上。由于將導體116設(shè)計成從陰極連接到相鄰的led芯片112的陽極是簡單的，這將大大簡化在led芯片之間的串聯(lián)連接。因為可以通過傳統(tǒng)方式而非通過層壓過程執(zhí)行所有的接合，所以使所有的電極在底基板120上還提高基板電極到led電極的電連接的可靠性。因此，頂基板122可以僅僅是任何厚度的透明箔。頂基板122可以采用在每個led芯片112上方的反射體(來自圖12b)以促使芯片僅發(fā)射側(cè)光，或可以將磷光體層124在每個led芯片112上方定位在基板122上，從而將藍光轉(zhuǎn)換成白光，或可以使用本文中描述的其它磷光體轉(zhuǎn)換技術(shù)和中間片中的任意一種來產(chǎn)生白光。

在另一個實施例中，使用兩個電極在芯片的頂部上的led芯片，其中電極通常被用于導線接合。這類似于圖13，但其led水平地倒裝，并且導體/電極形成在頂基板122上。底基板120(圖13)可以包含用于散熱的金屬通孔118，其中通孔118被接合到led芯片的底部以在led芯片與暴露在底基板的底表面上的金屬通孔118表面之間提供熱路徑。因此，可以對芯片進行空氣冷卻?？梢允褂脽醾鲗д澈蟿﹣韺ed芯片粘著到通孔118。

圖14示出led芯片56被交替地安裝在底基板14上，使得其中一些的陰極電極60連接到底基板電極30，并且其中一些的陽極電極58連接到底基板電極30。然后，頂基板88透明電極134連接到led芯片的另一電極。由于led芯片的陰極電極60典型地是大反射體，所以在其陰極面對光片的光輸出表面的情況下被連接的led芯片將是側(cè)發(fā)光的。在底基板14上的電極30優(yōu)選地是反射性的以向上或從側(cè)面反射光。因此，在頂基板88上的連接器136以及在底基板14上的連接器138可以容易地串聯(lián)連接相鄰的led芯片，無需任何通孔或外部連接。為了將來自一些led芯片的頂藍光轉(zhuǎn)換成白光，可以使用在led芯片上方的磷光體層142。

圖15-18示出更好地使得led芯片56能夠被串聯(lián)連接在光片10內(nèi)的其它實施例。

圖15示出具有正方形孔152的中間片150，且金屬電極154和156形成在孔152的相對壁上，其中電極金屬包裹將由在中間片150的表面上的導體圖案或頂基板或底基板中的一個或兩個接觸的中間片150的表面。電極可以通過印刷、掩蔽和濺射、濺射和蝕刻、或由其它已知方法形成。

如圖16中所示，然后，將led芯片56連同頂電極和底電極豎直地插入在孔152中，使得led電極58和60接觸形成在孔152的壁上的相對的電極154和156。電極154和156可以首先被涂覆有諸如銀環(huán)氧樹脂的導電粘合劑以確保良好的接觸和粘著。中間片150具有與芯片56大約相同的厚度，其中豎直地測量芯片56的厚度。這幫助保護芯片56在層壓期間免受物理性損壞。

在圖16的示例中，電極154和156延伸到中間片150的底表面，以便由形成在底基板160上的導體158互連。在一個實施例中，底基板160在其底表面上或基板內(nèi)部具有金屬反射器層，用于將側(cè)光向上反射回以通過光片的光輸出表面。反射層也可以是電介質(zhì)層。

在圖16中的導體158將一個led芯片56的陽極連接到相鄰的led芯片56的陰極。另外，導體158可以額外地并聯(lián)連接一些串聯(lián)串(或串聯(lián)地連接并聯(lián)的led芯片)。

圖17示出由led芯片56產(chǎn)生的兩道光線由led芯片的底部反射電極60和反射電極154或反射性散射導電粘合劑反射。由于底基板160也具有反射體，所以所有的光被迫通過光片的頂部。

在led芯片56與孔152之間的任何空氣間隙可以利用提高提取率的適當?shù)陌馕锾畛洹?/p>

磷光體層162將藍光轉(zhuǎn)換成白光。

圖16和圖17也表示導體圖案被直接形成在中間片150的底表面或頂表面上的實施例，因此所有的電極和導體被形成在中間片150上。雖然可以期望一個頂基板用以密封led芯片56，但在這些實施例中不需要頂基板。

圖18示出導體166和168被形成在中間片150的兩側(cè)或形成在透明頂基板170和底基板160上的實施例?？梢詫ed芯片56以串聯(lián)和并聯(lián)的任意組合容易地連接。

圖19a和圖19b表示底基板176具有形成在其頂表面上的導體178的實施例。led芯片56的底電極(例如，陰極)被接合到導體178。為了在led芯片56之間的串聯(lián)連接，固體金屬互連器180也被接合到導體178。中間片182具有對應(yīng)于led芯片56位置和互連器180位置的孔，并且芯片56和互連器180的頂部與中間片182的頂部是近似平面的。led芯片56周圍的區(qū)域可以利用磷光體/硅酮混合物72填充。

在圖19b中，透明的頂基板184具有陽極導體186，該陽極導體186將led芯片56的陽極電極互連到相關(guān)聯(lián)的互連器180以在led芯片56之間產(chǎn)生串聯(lián)連接。該串聯(lián)互連技術(shù)可以在片或條中串聯(lián)地連接任意數(shù)量的led芯片56。拾取放置機器簡單地被編程以將led芯片56或互連器180放置在底基板176上選擇的位置處?？梢酝ㄟ^超聲接合、導電粘合劑、焊料回流、或任何其它技術(shù)來執(zhí)行接合。

互連器180也可以是在中間片182中的孔的鍍層或被注入到孔中、被印刷在孔內(nèi)等的軟導體膏。

磷光體層或覆片188可以附著在頂基板184上在led芯片56上以將從芯片56的頂表面發(fā)出的藍光轉(zhuǎn)換成白光。如果磷光體層/覆片188足夠大，則不必在包封物中使用磷光體。

如前面所描述的，底基板176可以具有嵌入其中的或在其底表面上的反射層，用于朝光輸出表面反射光。

在相關(guān)的實施例中，用于互連器的孔可以被形成完全通過光片，然后利用金屬填充或涂覆金屬?？梢允褂眉す饣蚱渌绞叫纬煽?。金屬可以是被回流以與形成在基板上的導體電接觸以完成串聯(lián)連接的印刷焊膏。將金屬外部延伸到光片將改善到環(huán)境空氣或到外部散熱材料的散熱。如果金屬具有中心孔，則冷卻空氣可以流經(jīng)它以改善散熱。

圖20-31示出不存在中間片或條的各個實施例。代替地，頂基板和/或底基板設(shè)置有腔或凹槽以容納led芯片56的厚度。

在圖20a和圖20b中，底基板190具有在其中模制的腔192或在其中模制的凹槽。凹槽也可以通過對基板190進行擠出、加工、或注入模制而形成。底基板190的寬度對于支撐一列、兩列、三列或更多列l(wèi)ed芯片56可以是足夠的，其中每列芯片56是串聯(lián)連接的，如下所述。

陰極導體194形成在底基板190上并且被接合到垂直led芯片56的陰極電極。

頂基板196具有陽極導體198，該陽極導體198與led芯片56的陽極電極對準并且也與陰極導體194接觸以串聯(lián)地連接led芯片56。圍繞每個led芯片56的區(qū)域可以利用磷光體/硅酮混合物填充以包封芯片56，或可以僅使用硅酮作為包封物，并且頂基板196的頂表面被涂覆有磷光體層以產(chǎn)生白光。

圖20b示出被層壓到底基板190上的頂基板196。可以將薄硅酮層印刷在頂基板196或底基板190上，除導體所在的位置之外，以將基板相互附著并且填充在兩個基板之間的任何間隙。替代地，層壓可以通過使用其它粘合劑材料、超聲接合、激光焊接、或熱方式來實現(xiàn)。可以將導電膏或粘合劑沉積在陽極導體198上以確保與陰極導體194和芯片的陽極電極的良好電接觸。磷光體覆片或?qū)涌梢员恍纬稍陧敾?96上以由從芯片56垂直發(fā)射的藍光產(chǎn)生白光。反射層199被形成在底基板190上以朝輸出表面反射光。

代替在底基板190中形成凹槽或腔，凹槽或腔可以被形成在頂基板196中，或局部深度凹槽或腔可以被形成在兩個基板中以容納芯片56的厚度。

圖20c是圖20b的透明自上而下的視圖，示出導體194和198的一種可能的導體圖案，其中l(wèi)ed芯片56被串聯(lián)地連接，并且在層壓基板內(nèi)示出兩組串聯(lián)連接的led串。在led芯片56上方的陽極導體198是窄的以阻擋最小光量。在所有實施例中的各種金屬導體可以是反射性的從而不吸收光。陽極導體198在led芯片56上的部分可以是透明導體。

如圖20d中所示，取決于期望的電壓降，在條或片中可以串聯(lián)連接任意數(shù)量的led芯片56。在圖20d中示出在單個條或片中的三個led芯片56的串聯(lián)串，每個串聯(lián)串連接到可控電源202以控制串的亮度。led芯片56被偏移從而似乎為偽隨機圖案，這是富有美感的并且使得故障的led芯片不明顯。如果存在足夠的光漫射，則每個led芯片串可以產(chǎn)生與熒光燈管相同的光效果。陰極連接器和陽極連接器可以從每個條或片延伸，以耦合到電源204或另一個條或片。這允許串聯(lián)和并聯(lián)led芯片的任何構(gòu)造。

在本文中描述的所有實施例中，可以設(shè)置穿過底基板的金屬塊，以便在led芯片的底電極與空氣之間提供金屬熱路徑。該塊可以類似于圖3a-5中的電極30，但可以與其它塊電絕緣或通過導體層電連接到其它led的電極用于串聯(lián)連接。如果塊將是電浮動的，則薄電介質(zhì)可以將led電極與塊分開。

圖21a、圖21b、以及圖21c示出當使基板在一起時用于串聯(lián)地連接led芯片56的、在底基板210和頂基板212上的陰極導體206和陽極導體208的不同構(gòu)造。在圖21a-c中，存在僅一個沿著結(jié)構(gòu)的寬度安裝的led芯片56，并且柔性結(jié)構(gòu)可以是取決于串聯(lián)連接的led芯片的數(shù)量和在led芯片56之間的期望距離的任何長度。在圖21c中，可以將led芯片56包封在硅酮或磷光體/硅酮混合物中，并且將磷光體覆片或磷光體層214附著在led芯片56上以產(chǎn)生白光。磷光體層214可以被沉積在頂基板212的整個頂表面上。底基板210具有反射層199。

圖22示出，頂基板216可以是半球的，且在頂基板216的外表面上具有磷光體層218，用于將藍色led光轉(zhuǎn)換成白光。硅酮包封芯片56。通過為頂基板216提供圓形表面，存在較少的tir，并且發(fā)射的白光圖案是大體朗伯式的。另外，對于所有實施例，對頂基板成形可以被用來對發(fā)光圖案成形。例如，頂基板形狀可以充當透鏡以產(chǎn)生蝙蝠翼的或其它非朗伯發(fā)光圖案，以更加均勻的照明。

圖21-22中的基板和下文描述的基板的直徑/寬度可以是大約2-10mm的量級以限制光衰減、維持高靈活性、最小化照明設(shè)備的高度，以及以使得能夠使用常規(guī)設(shè)備處理基板。然而，基板可以是任何大小。

圖23a和圖23b示出，用于led芯片56的凹槽220或腔可以被形成在頂基板222中而非在底基板224中。

在led管芯具有半圓形頂基板的各實施例中，從管芯發(fā)射的光在基板表面的小于臨界角的方向上透射通過表面。然而，在頂基板的長度的方向上從管芯發(fā)射的光可能經(jīng)受更多全內(nèi)反射。因此，這種低角度光或內(nèi)部反射的光應(yīng)當由定位在沿著頂基板的長度相鄰的led管芯之間的成角度的棱鏡或其它反射體朝頂基板的表面反射，以沿著光條的長度提供均勻的發(fā)光圖案?？梢詫⒎瓷潴w形成在頂基板或底基板中，類似于圖7中所示的棱鏡70。由于沿著頂基板的長度存在一些光混合，所以來自各個led的光將混合以沿著頂基板的長度產(chǎn)生更加均勻的相關(guān)色溫。因此，在頂基板中的任何反射體或為提取光而對頂基板的粗糙化應(yīng)考慮期望的光混合的范圍。

可以將底基板224加寬以沿著其寬度支撐任意數(shù)量的led芯片，并且可以使用分開的半球頂基板222來覆蓋安裝在單個底基板上的每個分開的led芯片的串聯(lián)串(在圖25中示出)。

圖24是表示可以將任意數(shù)量的led芯片56連接在圖21-23的基板結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)串225的示意圖。

圖25示出用于分開的led芯片56的串225的支撐基底226。支撐基底226可以是底基板，諸如在圖21-23中的基板210或224，或可以是用于被包圍在圖21-23中所示的頂基板和底基板中的串225的分開的支撐基底。每個串225可以由分開的電流源230控制并且由連接到串225的陽極單個電源電壓供電。如果一些串輸出不同色度或色溫的光，則施加到各個串的電流可以被控制為使得光片的整體色度或色溫達到目標色度或色溫。設(shè)想了許多驅(qū)動裝置。在一個實施例中，支撐基底226標稱上是將用于更換2×4英尺標準天花板熒光照明設(shè)備的2×4英尺。由于led芯片56的每個串聯(lián)串225是非常薄的，所以任意數(shù)量的串可以被安裝在支撐基底226上以產(chǎn)生取代標準2×4英尺熒光照明設(shè)備所需的流明數(shù)。

圖26a-26c示出本發(fā)明的變型，其中基板當被最初模制或擠出時被連接在一起。一個或兩個基板可以是圓形的。

在圖26a中，底基板240和頂基板242被模制或擠出在一起并且由彈性窄部244連接。這允許頂基板242關(guān)閉在底基板240上并且被自動地對準。陰極導體246和陽極導體248在圖26b中所示的布置中形成在基板240和242上，使得當使基板240和242在一起時，led芯片56串聯(lián)地連接?？梢允褂霉柰蛄坠怏w/硅酮混合物來包封led芯片56，或基板的外表面被涂覆有磷光體層以將藍光轉(zhuǎn)換成白光?？梢詫⑷我鈹?shù)量的led芯片56串聯(lián)連接在基板內(nèi)。

圖26c示出附著到支撐基底250的最終基板結(jié)構(gòu)。支撐基底250可以具有用于反射光254的反射凹槽252?？梢詫疾?52沿著支撐基底250的寬度重復(fù)以支撐多個基板結(jié)構(gòu)。

底基板240可以具有平坦底部，而頂基板是半球形的。這有助于將底基板安裝在反射性支撐基底上。將頂基板提供為具有外磷光體涂層的半球形導致較少的tir和更多朗伯發(fā)光。

在描述在頂基板和底基板上的重疊導體形成串聯(lián)連接的各實施例中，連接可以通過在導體表面上提供焊膏或?qū)щ娬澈蟿?，接著通過焊料回流或固化來增強。

圖27示出使用通過芯片的所有表面發(fā)射光的led芯片256。例如，其陰極電極可以是接觸透明(例如，ito)電流擴散層的小金屬電極。這種芯片256被夾在兩個基板258和260之間，該兩個基板258和260具有陽極和陰極連接器262和264，該陽極和陰極連接器262和264接觸芯片的電極并且串聯(lián)地連接多個芯片，類似于圖20-26的實施例。

圖28示出底基板包括諸如鋁的反射層270、電介質(zhì)層272、以及導體274的實施例。led芯片56在反射杯狀部278中，諸如具有在杯狀部中沉積的薄反射層的模制杯狀部。在將led芯片56附著到底基板之前或之后，杯狀部278可以被形成在被層壓的分開的中間片中。磷光體280填充led芯片56周圍的區(qū)域。在一個實施例中，磷光體280可以填充整個杯狀部278，使得杯狀部278本身作為用于磷光體280的模具。在另一個實施例中，在將led芯片56附著到底基板上之前，利用磷光體280涂覆led芯片56的發(fā)光表面中的一些或全部。

頂基板282具有接觸led芯片56的頂電極58的導體284，并且導體274和284可以使用本文中描述的各種技術(shù)彼此接觸，以串聯(lián)地連接led芯片56。頂基板282具有形成在其表面上的磷光體層286，該磷光體層286將led芯片的頂部發(fā)射光轉(zhuǎn)換成白光。頂基板282可以具有層壓在其上的光學層288。光學層288具有被模制到其中的用于產(chǎn)生任何期望的發(fā)光圖案的圖案290。圖案290可以是菲涅耳透鏡、漫射器、準直儀、或任何其它圖案。

在一個實施例中，圖28的底基板是1-2mm厚，杯狀部層是2-3mm，頂基板282是1-2mm，并且光學層288是2-3mm，使得總體厚度約0.6-1cm。

圖29示出光片的具有l(wèi)ed芯片串56的重復(fù)圖案的一部分。圖29的視圖是向led芯片56的串聯(lián)串的端部看。底基板292包括反射層294和電介質(zhì)層296。導體298形成在電介質(zhì)層296上，并且led芯片電極電連接到導體298。

頂基板300具有腔或凹槽302，該腔或凹槽302延伸到圖29的平面中并且沿著光片的長度包含許多l(xiāng)ed芯片56。如果頂基板300延伸跨越整個光片，則將存在許多直凹槽或彎曲凹槽302，其中凹槽的數(shù)量取決于所使用的led芯片的數(shù)量。頂基板300具有接觸led芯片56的頂電極并且接觸在底基板292上的導體298的導體304，用于產(chǎn)生延伸到圖29的平面中的led芯片56的串聯(lián)串。串聯(lián)串和光片結(jié)構(gòu)可以類似于圖25的串聯(lián)串和光片結(jié)構(gòu)，具有延伸跨越整個片的一體化的頂基板。在led芯片56的正上方的導體304可以是透明的。

頂基板300在led芯片56的正上方的部分具有用于產(chǎn)生白光的磷光體涂層306。頂基板300被模制為沿著led芯片串的長度具有反射壁308以向外引導光來避免內(nèi)反射。反射壁308可以具有薄金屬層。頂基板和底基板可以延伸跨越整個2×4英尺光片。替代地，對于每串led芯片56可以存在分開的頂基板。

在led芯片的每個串聯(lián)串的端部或在光片中的其它點處，在基板上的陽極和陰極導體必須能夠被電接觸以連接到電源或另一串led芯片，無論串聯(lián)還是并聯(lián)連接。圖30a、圖30b、以及圖31示出電連接到在基板上的各種導體的多種方式中的一些。

圖30a示出在底基板310延伸到頂基板312以外并且導體314和315在底基板310上的端部被暴露的情況下的片或條的端部?；?10由反射層311和電介質(zhì)層313形成。圖30b是在底基板310上的端導體314和315和在頂基板312上的端導體316的自上而下的視圖。導體316接觸led芯片56的陽極電極并且接觸導體315。

導體314和315的暴露部分的端部被鍍覆有厚的銅、金、銀，或其它適當?shù)牟牧?，以提供為焊料接合或任何其它形式連接器(例如，彈性夾連接器)提供連接墊317，以將端部led芯片56的陽極和陰極電連接到另一個串或電源。連接墊317可以被電連接到類似于圖2中的連接器22的連接器，因此到各個led芯片串56的連接以及在它們的之間的連接可以通過連接器22的定制接線來確定，以為特定電源定制光片。

圖31是光片的一部分的側(cè)視圖，示出沿著底基板324形成的鍍覆連接墊318-321，該連接墊318-321通向在底基板324上的導體，諸如圖30a中的導體314。墊318和319可以連接到在一串led芯片的端部處的led芯片的陽極電極和陰極電極，并且墊320和321可以連接到在另一串led芯片的端部片處的led芯片的陽極電極和陰極電極。這些墊318-321可以被適當?shù)叵嗷ミB接以串聯(lián)或并聯(lián)地連接該串，或該串可以連接到電源端子。在一個實施例中，一串led芯片由18個led芯片組成，以下降大約60伏。由于焊料在焊接到導體圖案的同時將吸在墊318-321上，所以墊318-321可以充當焊接到在支撐基底上的導體圖案的表面安裝引線。也可以使用彈性夾連接器或其它方式來連接墊318-321。墊318-321也可以延伸到基板324的底表面用于表面安裝連接。

在各實施例中，用于基板的材料優(yōu)選地具有相對高的熱導率以從小功率led芯片散熱。底基板可以甚至由鋁形成，而在導體和鋁之間具有電介質(zhì)。鋁可以是圖20a或其它圖中的反射體199。led/基板附著到的背板可以是熱傳導的。

在透明頂基板上的各個導體可以是金屬，直至接近每個led芯片為止，然后導體在led芯片正上方變成透明導體(例如，ito)以不阻擋光?？梢允褂脤щ娬澈蟿?例如，包含銀)來將led芯片的陽極電極接合到ito。

諸如磷光體的波長轉(zhuǎn)換材料可以被灌注到頂基板中，或被涂覆在頂基板上，或用于led芯片的包封物中，或直接被沉積在led芯片本身上，或形成為在led上方的覆片，或以其它方式被施加。

led芯片/基板結(jié)構(gòu)可以被安裝在任何適當?shù)谋嘲迳?，該任何適當?shù)谋嘲蹇梢园ㄔ诠P直路徑或彎曲路徑中的反射凹槽。優(yōu)選的是，led芯片似乎是以偽隨機的圖案，因為如果led芯片故障(典型地短路)，則它對觀察者將不明顯。

頂基板可以利用任何光學圖案模制以對發(fā)光成形。這種圖案包括菲涅耳透鏡或全息顯微結(jié)構(gòu)。另外，或代替地，附加的光學片可以被定位在基板結(jié)構(gòu)的前面用于對光成形，諸如使光漫射，以滿足由北美照明學會推薦規(guī)程1-辦公室照明(illuminatingengineeringsocietyofnorthamerica,recommendedpractice1-officelighting：iesna-rp1)指導的辦公室照明要求。

此外，具有多個led芯片條，且該條具有用于不同的發(fā)光圖案的不同光學結(jié)構(gòu)，可以與控制每個條的亮度的控制器一起使用，以產(chǎn)生可變光度輸出。

可以計算led芯片的數(shù)量、芯片密度、驅(qū)動電流、以及電連接，以提供總通量、發(fā)光形狀、以及驅(qū)動效率的期望的參數(shù)，諸如用于產(chǎn)生更換包含2個、3個、或4個熒光燈的標準2×4英尺熒光照明設(shè)備的固態(tài)照明設(shè)備。

由于基板可以是僅幾毫米厚，所以最終固態(tài)燈具可以是小于1cm厚。這在不存在吊頂時或在燈具上方的空間受到限制或期望窄空間的情況下具有大的優(yōu)勢。

在led芯片上存在導體的實施例中，磷光體層可以被沉積在基板的內(nèi)側(cè)表面上，接著在磷光體上沉積ito，使得led光經(jīng)過ito，然后激發(fā)磷光體。

為了避免來自led芯片的側(cè)光變得在基板中散射并且衰減，類似于圖7中的棱鏡70，可以將諸如棱鏡的45度反射體模制到在每個led芯片周圍的底基板中，以朝光片的光輸出表面反射光。

由于基板是柔性的，所以它們可以被彎曲成圓形或弧形以提供期望的發(fā)光圖案。

雖然已經(jīng)描述了粘合劑用于將基板密封在一起，但是如果材料是適當?shù)?，則也可以使用激光能量、或超聲能量。

已經(jīng)知道，即使來自相同晶片的led芯片也具有各種峰值波長，所以這些led芯片根據(jù)它們的測試峰值波長被分選(bin)。如果期望光片具有均勻的色溫，這減小有效產(chǎn)量。然而，通過調(diào)節(jié)在光片中使用的各種led芯片上的磷光體密度或厚度，對于每個白色發(fā)光，在實現(xiàn)相同色溫的同時，可以使用許多不同分選的led芯片。

在光片中使用的led可以是常規(guī)led或可以是任何類型的半導體發(fā)光裝置，諸如激光二極管等。正在努力研發(fā)芯片不是二極管的固態(tài)裝置上，并且本發(fā)明也包括這種裝置。

量子點可用于將藍光轉(zhuǎn)換成白光(量子點增加黃色或紅色和綠色成分以產(chǎn)生白光)。代替或除本文中描述的磷光體之外，可以使用適當?shù)牧孔狱c，以產(chǎn)生白光。

為了提供高顯色性，在發(fā)射紅光和綠光的光片中的led芯片的直接發(fā)光可以受到控制以與由磷光體轉(zhuǎn)換led芯片發(fā)射的白光混合，以產(chǎn)生復(fù)合光，該復(fù)合光實現(xiàn)高顯色性并且使得能夠由開環(huán)確定性裝置或閉環(huán)反饋裝置或其任意組合通過紅色和綠色led的獨立控制或從屬控制來調(diào)諧光的可能性。在一個實施例中，不同的led芯片串具有紅色、綠色、以及磷光體轉(zhuǎn)換led的不同組合，并且該串受到控制以提供期望的整體色溫和顯色性。

由于光片是高度柔性并且極輕的，所以可以使用輕重量框架將它固持為特定的形狀，諸如平坦的或弧形的。

圖32是用于通過其邊緣或在其表面的其它部分上(取決于光片的寬度)支撐柔性光片條或片10以朝在光片的正下方的區(qū)域選擇性地引導光的塑性框架330的透視圖。其它構(gòu)造是可獲得的。包含光學的元件以進一步控制從光片發(fā)光的薄片可以由框架330支撐。

在一些應(yīng)用中，為了特定照明效果，可能期望具有發(fā)出基本上向下且遠離天花板的光的燈具。因此，所有的光片/條實施例可以適于產(chǎn)生雙向片或條。

多個光片也可以在天花板照明設(shè)備中被安裝為平坦的條，并且每個條相對于地板以不同的角度傾斜，使得條的峰值強度是在不同的角度處。在一個實施例中，假設(shè)在光片中沒有形成重定向透鏡，峰值強度與光片的平坦表面正交。因此，來自照明設(shè)備的光圖案的形狀可以為任何環(huán)境定制并且可以使得與來自其它照明設(shè)備的光融合。在一個實施例中，一些光條以55度向下成角度，并且其它光片向上成角度以將光反射離開天花板。

圖33示出相反地安裝在光片中以產(chǎn)生雙向發(fā)光圖案的led管芯56。這類似于圖14，但不存在覆蓋整個底基板的反射體。在圖33中，任意數(shù)量的led管芯56通過使led管芯的定向沿著光片交替而被串聯(lián)地連接，以使用形成在頂基板344和底基板346上的金屬導體340和342將一個led管芯的陽極連接到相鄰的led管芯的陰極。接觸形成在led管芯的發(fā)光表面上的led電極58的基板電極可以是透明電極348，諸如ito(銦摻雜氧化錫)或ato(銻摻雜氧化錫)層?？梢猿练e磷光體層350以從藍色led發(fā)光產(chǎn)生白光。

圖34示出兩個背靠背的光片，類似于圖13的光片，但是共享共同的中間基片層351。led管芯352被示出為倒裝芯片，并且用于串聯(lián)地互連在每側(cè)上的led管芯的導體層被沉積在中間基板351的相反側(cè)上。光片狀結(jié)構(gòu)由透明基板356和358夾住。中間基板351可以包括反射層，該反射層將所有的入射光經(jīng)由通過雙向光片的兩個相反的表面反射回來。

圖35是與中間反射層360背靠背地附著的兩個光片或條的另一個示例，類似于相對于圖20b描述的光片。相對于圖20a和圖20b描述導體194和198和基板196和190?？梢允褂霉柰蚱渌澈蟿┑谋訉⒐馄街街虚g反射層360?？梢允褂昧坠怏w(未示出)將藍色led光轉(zhuǎn)換成白光。

中間反射層360可以具有如它是熱能的良導體的性質(zhì)，該性質(zhì)在耗散來自芯片56的熱方面能夠有助于跡線194。在中間層360內(nèi)存在足夠的熱質(zhì)量，使得中間層360提供安全地操作芯片所需的所有散熱器，或它可以橫向地延伸(在基板190和196的邊緣之外，以虛線輪廓示出)到可以更加自由地將熱耗散到在照明設(shè)備內(nèi)的空氣的區(qū)域。

本文中描述的任何光片/條結(jié)構(gòu)可以適于產(chǎn)生雙向光片。

各個基板的光輸出表面可以被模制成具有諸如菲涅耳透鏡的透鏡，其定制發(fā)光圖案，諸如引導峰值強度光離開法線55度，該角度是減小炫光以及允許光與來自相鄰的照明設(shè)備的光平滑地融合的期望角度。不同的透鏡可以被形成在不同的led管芯上以精確地控制發(fā)光，以便利用(一個或多個)可選擇的峰值強度角產(chǎn)生光的任何擴散。

圖36示出從天花板364懸掛的雙向光片362。為了柔和的照明效果，光線366被示出為被反射離開天花板，而向下照射為照明提供直射光。如上文所描述的，光片362的光輸出表面可以利用透鏡被圖案化，以產(chǎn)生期望的效果。頂部光發(fā)射和底部光發(fā)射可以不同以實現(xiàn)不同的效果。例如，可以期望的是，使向上發(fā)光的光片以寬角度輸出峰值光發(fā)射，以實現(xiàn)相對接近天花板的更加均勻的照明，而向下發(fā)光的光片可以在更窄的范圍內(nèi)發(fā)光，以避免炫光并且使光與來自相鄰照明設(shè)備的光平滑地融合。在一個實施例中，光片362的大小是2×4英尺；然而，光片362可以是任何大小或形狀。

除不同的光色散特性之外，頂部光發(fā)射和底部光發(fā)射也可以適合于具有不同的光譜含量。在一些設(shè)計中有利的是，考慮來自上方的柔和填充光具有一種光譜含量，諸如日光的淡藍色，例如5600開爾文，而向下直射光具有模仿直射陽光的諸如3500開爾文的優(yōu)選光譜含量。光片362的設(shè)計很好地適應(yīng)產(chǎn)生這兩種成分。此外，來自頂部光發(fā)射和底部光發(fā)射的光級的調(diào)制可以如用戶可能期望地而如在自然采光循環(huán)的模擬中而暫時不同，或者使背景照明優(yōu)于直接照明，或者以任意組合來增加他們的舒適度和在空間內(nèi)的任務(wù)性能。

替代地，可以將雙向光片362安裝在常規(guī)漫射反射暗燈槽中。

在一個實施例中，利用磷光體或其它波長轉(zhuǎn)換材料灌注在照明設(shè)備上方的天花板鑲板，以實現(xiàn)來自天花板燈的期望的白點。在這樣的情況下，光片可以朝天花板引導uv或藍光。

在一些應(yīng)用中，可能期望提供發(fā)射低強度向上光和較高強度向下光的雙向光片，或反之亦然。在具有反射層的單向光片的各個公開的實施例中，可以省略反射層，因此存在主要光發(fā)光表面和相反的光泄漏表面。在某些應(yīng)用中光泄漏可以是有用的，諸如照明天花板以避免陰影以及降低亮度對比率。

為了避免層壓和對準的任何制造困難，可以使用圖37a的卡合結(jié)構(gòu)。led管芯368被安裝在梯形或平截頭體形狀的基底基板370上。基底基板370可以具有許多與在頂基板372中的對應(yīng)的匹配特征相匹配的其它形狀?；谆?70可以是小的并且支撐單個led管芯368，或者可以是條并且支撐許多串聯(lián)連接的led管芯(例如，18個)。導體374連接到管芯的頂電極376，并且導體378經(jīng)由基底基板的導體382連接到管芯的底電極380。導體374和378延伸到該圖的平面中以沿著頂基板372的長度在相鄰的led管芯之間產(chǎn)生串聯(lián)連接(陽極到陰極)，其一個示例在圖37b中示出。

如在圖37b中看到的，連接到led的頂(例如，陽極)電極376的導體374通向?qū)w378連接到相鄰的led的底(例如，陰極)電極。蛇形圖案繼續(xù)將任意數(shù)量的led連接在一起。可以使用許多其它導體圖案來實現(xiàn)串聯(lián)連接。替代地，所使用導體圖案使得串聯(lián)連接可以被形成在卡合條(支撐led管芯368)上。

至少頂基板372由彈性材料形成，諸如透明的塑料或硅酮，以便接收基底基板370以及將它彈性地固定在原地。彈簧力將在相對的導體之間提供可靠的壓縮力，因此在鄰接的金屬表面之間的導電粘合劑可以是可選的。最終結(jié)構(gòu)可以包含能夠被安裝在具有其它led管芯串的較大支撐基板上的led管芯串，或頂基板372可以橫向地延伸以接收多個基底基板條370，每個支撐led管芯的串聯(lián)串。最終結(jié)構(gòu)可以類似圖25的最終結(jié)構(gòu)，其中基板可以是任何長度并且包含任意數(shù)量的led管芯。圖37a示出復(fù)制相同的頂基板372作為單個大基板的部件。頂基板372可以被模制成具有涂覆反射體或涂覆漫反射體的側(cè)反射體384。頂基板372的半圓柱形頂表面可以具有磷光體層386用于產(chǎn)生白光。遠端光學片388可以被模制成具有光學元件(例如，棱鏡、透鏡、等)以產(chǎn)生任何發(fā)光圖案。

在一個實施例中，基底基板370由具有電介質(zhì)涂層的諸如鋁的金屬形成，使得基底基板370充當散熱器。由于當光片被安裝在天花板或照明設(shè)備中時，基底基板370的后表面將是光片/條的最高的部分，所以環(huán)境空氣將冷卻金屬的裸露表面。

在各個卡合實施例中，頂基板可以被彎曲以展開接收腔或凹槽的邊緣，以允許管芯基板容易地卡合到位。替代地，頂基板可以被加熱到塑性變形點，使得管芯基板也可以被容易地插入并且組裝，然后允許冷卻，從而將兩個零件鎖定在一起。

可以沿著管芯的側(cè)面沉積包封物，因此當管芯基板卡合到位以包封管芯并且在管芯與頂基板之間提供良好的折射率界面時，該包封物被擠扁。

管芯基板可以被形成為支撐多個隔開的管芯的條，或可以被形成為僅支撐單個管芯。

圖38示出多個頂基板372可以如何被卡合在單個底基板392的匹配結(jié)構(gòu)上，該單個底基板392被模制以產(chǎn)生咬合特征394的島或條，類似于相對于圖37a所描述的那些。使用這種卡合技術(shù)自動地對準頂基板和底基板，并且簡化用于形成led的串聯(lián)串的電接觸?？梢詫D37b的導體圖案與所有的卡合實施例一起使用以串聯(lián)地連接led管芯。

對于led芯片的每個串聯(lián)列，磷光體層386可以是不同的，使得光片的整體色溫能夠通過改變led芯片的各個串聯(lián)串的亮度來調(diào)節(jié)。例如，更薄的磷光體層386將產(chǎn)生更藍的光，并且相關(guān)聯(lián)的led芯片的亮度可以被調(diào)節(jié)以使得整體色溫更高或更低。可以預(yù)見許多變化，其中每個led串磷光體層386的不同的色度可以受到控制以產(chǎn)生可調(diào)諧的白光。

在一個實施例中，底基板392由一種類型的材料形成，諸如電介質(zhì)，并且卡合結(jié)構(gòu)394可以是由諸如金屬的不同材料形成的管芯基板。

圖39示出底基板396可以包括一個或多個沿著led條的長度的彎曲反射體398以朝將被照亮的對象反射側(cè)光。反射體398可以是模制的單件基板396的一部分。反射膜可以被沉積在彎曲表面上。像半圓柱體的頂基板400咬合在底基板396的匹配特征上并且可以是任何長度。

在圖37a-39中的頂基板或底基板可以利用諸如棱鏡(先前描述的)的附加的反射體形成，當光被發(fā)射到該圖的平面中并且從該平面發(fā)射出時，該反射體朝輸出表面反射led管芯的光。此外，在頂基板400的外輪廓中的沿縱向方向的模制變化可以是有利的，以增加從這些圖的平面的從頂基板的光發(fā)射。在頂基板上的磷光體層386可以是可以更改來自裝置的最終發(fā)射光譜的任何波長轉(zhuǎn)換材料的層。在該涂層的密度和厚度上可能存在變化以實現(xiàn)期望的光譜的空間發(fā)射圖案。

圖40類似于圖37a，除led管芯基板通過導電粘合劑412或焊料回流被固定到位之外。在圖40中不存在卡合結(jié)構(gòu)。將基板410擠壓到頂基板414中促使導電粘合劑412與導體374和378形成電接觸。諸如通過熱、uv、或化學催化劑作用固化導電粘合劑412來產(chǎn)生接合。

如果需要散熱，則led管芯基板410可以包括金屬塊416，以將熱傳輸?shù)江h(huán)境空氣，或管芯基板410本身可以是金屬。

在具有覆蓋led芯片的磷光體的光片的所有實施例中，在led芯片成為光片的一部分之前或之后，可以首先對led芯片的色溫和亮度進行激勵和測試。然后，可以為特定的led芯片定制沉積在相關(guān)聯(lián)的led芯片上在頂基板上的各個磷光體覆片或?qū)右詫崿F(xiàn)目標白點。以這種方式，將存在跨越光片的表面的顏色均勻性，與單獨的藍色led芯片的峰值波長無關(guān)。然而，即使相同的磷光體覆片被定位在每個led芯片上，大量的led芯片(例如，300-600個)將確保來自光片的整體(平均)發(fā)射光在遠場中從一個光片到另一個將是一致的。

類似于圖35，圖41示出雙向光片420定位在天花板425中的空氣通風孔424前面的一小部分，其中uvled芯片426被安裝在上部中，并且藍色led芯片428(連同磷光體)被安裝在底部中。頂發(fā)光是用于對空氣430消毒的uv，并且底發(fā)光是用于照明的白光。圍繞照明設(shè)備的空氣流的方向可以從天花板向下，或它可以是回流空氣路徑的一部分，在該回流空氣路徑中，空氣向上流并且圍繞照明設(shè)備，其中空氣在該空間中被再回收和再使用。

圖42類似于圖41，但空氣440被允許流經(jīng)在光片442中的孔441和/或被迫圍繞光片442的邊緣。光片442可以被安裝為天花板鑲板。更具體地，圖41示出雙向光片442定位在天花板中的空氣通風孔或空氣回流管道前面的一小部分，其中uvled芯片426被安裝在上部中，并且藍色led芯片428(連同磷光體)被安裝在底部中。頂部發(fā)光是用于對空氣440消毒的uv，并且底部發(fā)光是用于照明的白光。

如果磷光體層被定位在led芯片上，磷光體層應(yīng)理想地攔截從led芯片發(fā)射的所有藍光。然而，歸因于光在透明頂基板中的擴散，藍光可能擴散到磷光體層的邊緣以外，產(chǎn)生不期望的藍色光暈。類似于圖20b，圖43示出可以如何將透鏡446形成(例如，模制)在頂基板448中與led芯片450相對的表面上。在一個實施例中，透鏡446是菲涅耳透鏡。透鏡446用于校準led光452，使得更大百分比的藍光入射在磷光體覆片454上。這將避免圍繞每個led區(qū)域的藍色光暈?？梢圆捎迷陧敾逯械耐哥R用于其它目的以產(chǎn)生任何發(fā)光圖案。

雖然本文的光片的示例已經(jīng)使用了具有磷光體或其它波長轉(zhuǎn)換材料(例如，量子點)的藍色led芯片以產(chǎn)生白光，但是白光也可以通過混合來自紅色、綠色、和藍色led芯片的光來產(chǎn)生，如圖44中所示。圖44示出紅色led芯片456、綠色led芯片457、和藍色led芯片458可以構(gòu)成光片460(類似于圖20b)并且是可控的以實現(xiàn)任何白點。還可以以許多方式組合led芯片和磷光體轉(zhuǎn)換led芯片的其它組合或組件，以產(chǎn)生可以受到控制以產(chǎn)生特定顏色和白點的不同的可能光域。

可以串聯(lián)地連接單個顏色的led芯片，并且led芯片串的相對亮度受到電流的控制以實現(xiàn)期望的光片整體顏色或白點。

在另一個實施例中，各種led芯片串可以是產(chǎn)生白光的磷光體轉(zhuǎn)換芯片。其它串可以由產(chǎn)生紅光、綠光、或藍光的led芯片構(gòu)成，以允許那些串受到控制以向白光增加更多的紅光、綠光、或藍光。

替代地，可以使用所有的藍光或uvled芯片，但可以為每個led區(qū)域選擇磷光體以產(chǎn)生紅光、綠光、或藍光。紅光、綠光、和藍光的相對亮度可以受到控制以產(chǎn)生任何整體顏色或白點。

類似于圖20b，圖45示出藍色和紅外led芯片可以構(gòu)成光片470，其中藍色led芯片458被用于與一些形式的波長轉(zhuǎn)換材料結(jié)合來產(chǎn)生白光，并且紅外led芯片472僅在藍色led斷開的同時諸如響應(yīng)于運動傳感器而被激勵，用于為監(jiān)視相機提供低能照明。沒有將磷光體與ir芯片一起使用。由用于監(jiān)視相機照明的專用照明設(shè)備產(chǎn)生ir光是已知的，但是在包含其它芯片以便產(chǎn)生用于空間的一般照明的白光的光片照明設(shè)備中合并irled芯片是一種改進并且產(chǎn)生協(xié)同作用，因為白光照明設(shè)備的位置確保ir光將完全照亮房間。

本文公開的各個光片實施例已經(jīng)采用了在與led芯片電極相對的頂基板和底基板的內(nèi)表面上的導體。圖46a和46b示出將導體形成在基板的外側(cè)表面上來可能地改善電可靠性和散熱的技術(shù)。圖46a示出在光片489的頂基板486和底基板488中的用于暴露led芯片490的頂電極和底電極的掩蔽或聚焦激光480燒蝕開口484。另外，光片的區(qū)域可以被完全燒蝕穿透以形成串聯(lián)連接。激光可以是準分子激光。還示出了反射體層492。圖46a也可以通過使兩個塑性基板層塑性變形而形成，使得led芯片490在正確的溫度和壓力下被包圍在兩個材料片488和486之間。一旦被包圍，則它們的頂部和底部接觸通過激光去除向下至在管芯上的電接觸點的材料而被暴露。

在圖46b中，諸如銅或鋁的金屬494或?qū)щ娊饘購?fù)合材料填充開口484以電接觸led芯片的電極。金屬沉積可以通過印刷、濺射、或其它適當?shù)募夹g(shù)。如果使用了磷光體層，則磷光體可以在激光燒蝕之前或之后以及在金屬沉積之前或之后被沉積。在示例中，金屬494填充開口484并且還形成串聯(lián)地連接任意數(shù)量的led芯片的導體圖案。當光片被安裝為照明設(shè)備時，接觸led芯片的底電極的金屬還將散熱，因為它將是面向上的。

諸如semiledssl-v-b15ak垂直led的一些藍色led芯片是極細的，因此存在最小的側(cè)光和高提取率。sl-v-b15ak管芯的厚度為僅約80微米，這小于典型的紙片(約100微米)。sl-v-b15ak的底表面面積為約400×400微米。sl-v-b15ak的數(shù)據(jù)表通過引用并入本文。在用以更換標準2×4英尺熒光燈暗燈槽的光片的一個實施例中，存在約500個led芯片，平均節(jié)距約2英寸(5cm)。通過使用這種薄led芯片，基板的靈活性和可塑性允許基板圍繞led芯片密封，避免對用以容納led芯片厚度的任何腔、凹槽、或中間層的需要。如果在led芯片的頂基板與頂表面之間存在直接接觸，則包封物對于光提取可以是不必要的。

圖47a-47c示出將薄led芯片500夾在兩個基板502和504之間，而不使用任何腔、凹槽、或中間基片層來容納led芯片500的厚度。具有等于或小于200微米的厚度的薄led可以通過在層壓期間在led上的基板中的一個或兩個的變形而被包封。在層壓期間加熱基板使基板軟化以改善基板到led厚度的一致性。底基板502具有導體圖案506，該導體圖案506具有電極507以接合到led芯片500的標稱導線接合電極508。典型的導體(金屬跡線)厚度小于35微米?？梢詫⑸倭康膶щ娬澈蟿?10(例如，銀環(huán)氧樹脂)沉積在電極507上。電極507可以是諸如ito的透明層。自動拾取放置機器使用機器視覺以將led芯片500與形成在導體圖案506中的基準點對準。用于這種拾取放置機器的典型放置公差大約為20微米的量級。led芯片電極508具有約100微米的寬度，因此將電極508接合至基板電極507是簡單的任務(wù)。

極薄硅酮層可以被印刷在底基板502的表面上作為粘合劑，并且用以圍繞led芯片500密封。

如果相對大的透明基板電極被用來接觸led的標稱導線接合端子，則定位led不是關(guān)鍵的，因此led可以被定位成以它們的導線接合端子面向上，并且可以容易地將頂基板透明電極與led的導線接合電極對準。

接著，頂基板504被層壓在底基板502上。頂基板504具有導體圖案520，該導體圖案520與led芯片底電極以及在底基板上的導體圖案506形成電接觸，以在led芯片之間建立串聯(lián)連接。少量的導電粘合劑522被沉積在導體圖案520上以確保良好的電接觸。圖47b示出層壓光片的簡化部分；然而，在實際裝置中，頂基板和底基板(連同任何薄硅酮層)將符合led芯片500并且圍繞它彎曲(變形)以密封芯片。在一個實施例中，一個或兩個基板具有小于2mm的厚度以允許靈活性但提供足夠的材料以使得能夠獲得圍繞led的充分的一致性。

諸如半球形透鏡的任何透鏡結(jié)構(gòu)可以被形成在頂基板504中。

圖47c是圖47b的自下而上的視圖，示出在led芯片之間的串聯(lián)連接?？梢允褂迷S多其它的導體圖案來產(chǎn)生串聯(lián)連接。

圖48是可以作為改型直接更換在照明設(shè)備中的標準熒光燈以便降低能量消耗并增加可控性的固態(tài)照明結(jié)構(gòu)604的透視圖。光條606表示本文中描述的實施例中的任意一種，其以任何方式支撐在為在條606上的led管芯提供驅(qū)動功率的兩組標準熒光燈電極(或適當?shù)姆缕?608之間。在一個實施例中，光條606是雙向的。電極608將典型地提供僅在照明設(shè)備內(nèi)的結(jié)構(gòu)604的物理支撐。在另一種類型的照明設(shè)備中，結(jié)構(gòu)604可以另外由附接到照明設(shè)備的支撐件沿著其長度支撐。電極608可以為在條606上或在分開模塊中的轉(zhuǎn)換器提供未轉(zhuǎn)換的電源電壓。優(yōu)選的是，驅(qū)動器將電源電壓轉(zhuǎn)換成較高的頻率或dc電壓以避免閃變。用于led管芯串的驅(qū)動器是可商購的。替代地，轉(zhuǎn)換器可以在結(jié)構(gòu)604的外部，使得電極608接收轉(zhuǎn)換的電壓。此外，結(jié)構(gòu)604也可以適于利用來自改型熒光鎮(zhèn)流器的標準輸出工作?？諝馔L孔可以沿著結(jié)構(gòu)604形成以去除熱。在一個實施例中，為了結(jié)構(gòu)完整性，光條606在透明的或漫射的塑料或玻璃的管內(nèi)。該管也可以具有用于對光進行混合和成形的光學特性。

任意數(shù)量的光條606可以被支撐在電極608之間，并且光條606可以具有不同的發(fā)射圖案或角度。例如，一些光條606可以在相對法線55度處發(fā)出峰值強度，而其它光條可以在0度處發(fā)出峰值強度。各個條606的亮度可以受到控制以為結(jié)構(gòu)604提供期望的整體光發(fā)射。在一個實施例中，結(jié)構(gòu)604為約四英尺長。

進一步有利的是認識到us能源部在他們的測試中已經(jīng)注意到，許多利用led源的可商購的熒光類型更換產(chǎn)品未能與照明設(shè)備正確地相互作用并且產(chǎn)生不正確的照明圖案或產(chǎn)生在已知為rpl的認可慣例之外的不期望的炫光。本發(fā)明的另一個目的是使在管內(nèi)的片的光學器件適應(yīng)，使得它提供來自照明設(shè)備的光的更有利分配。

平面光片606借助于樞軸關(guān)節(jié)609可樞轉(zhuǎn)地從外管結(jié)構(gòu)604的兩端懸吊并且可以被連接在外管結(jié)構(gòu)604的兩端之間。這允許光片606被翻轉(zhuǎn)，使得一旦電極被機械地鎖定并且激勵，光片606的頂面和底面在照明設(shè)備內(nèi)可以以任何定向被呈現(xiàn)。這種獨立于端部定向光片的能力為安裝和試運轉(zhuǎn)人員提供一種調(diào)節(jié)在照明設(shè)備內(nèi)的光分布以滿足用戶偏好或符合現(xiàn)場照明要求的方式。由于管可以具有開口，所以通過孔插入工具使光片606傾斜是容易的任務(wù)。

在另一個實施例中，結(jié)構(gòu)604的外管被取消，并且光條606由電極608支撐。這提高了熱和光提取。如果需要，則光條606可以由在電極608之間的額外支撐桿或平臺支撐。

圖49示出了熒光燈形成因子可以如何被改變成具有支撐光條606(圖48)并且提高到環(huán)境空氣的熱傳遞的平坦表面610。當圖49的結(jié)構(gòu)612被安裝在照明設(shè)備中時，平坦表面610將在最高點處以允許熱量上升遠離該結(jié)構(gòu)。如果必要，空氣通風孔614可以被形成在平坦表面610中并且通過光片，以允許加熱的空氣逃離。平坦表面610也可以具有在相同或不同尺度(例如，寬的/深的和窄的/淺的)下的波紋圖案以增強熱耗散。由于在光片中僅使用小功率led管芯，并且實際上熱擴散于光片的整個面積上，所以不需要專門的金屬散熱器，所以與標準熒光燈相比，結(jié)構(gòu)612是輕重量的。這可以允許結(jié)構(gòu)612在標準照明設(shè)備中由電極插座支撐。在一些實施例中，由于該結(jié)構(gòu)僅僅是半圓柱體并且管材料可以是任何厚度和重量，所以結(jié)構(gòu)612與熒光燈相比可以是較輕的。

在另一個實施例中，平坦表面610可以是用于擴散熱的鋁導熱薄片。光條606可以包括貫穿其分布并且熱連接到鋁片的金屬通孔以提供從led芯片的良好散熱。鋁片也可以為光條606或結(jié)構(gòu)612增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

圖50是合并圖49的燈結(jié)構(gòu)612的照明設(shè)備616的截面圖，且光條606由結(jié)構(gòu)612的頂平坦表面610支撐并且示出加熱的空氣618通過在平坦表面610中的空氣通風孔614以及通過在led條606中的對應(yīng)孔(未示出)逃離。示出led管芯624。電壓轉(zhuǎn)換器622被示出為在結(jié)構(gòu)612的內(nèi)部，但它可以是在外部。

在圖50的示例中，存在三個不同的光條或部分626、627、和628，每個具有不同的峰值光強度角以允許用戶定制照明設(shè)備616的光輸出。表示不同的峰值光強度角的三道光線629、630和631示出具有不同的發(fā)射性質(zhì)的不同的光條或部626-628。條的發(fā)光可以由構(gòu)成條或在條的外部的反射體或模制到條的頂表面中的透鏡的角度定制。

圖51是將柔性光片650彎曲成具有管形狀以模仿熒光燈管的發(fā)射的實施例的側(cè)視圖。光片650可以是本文中描述的任何實施例。光片650可以具有孔652以允許熱逃離。端蓋654將光片650接口至通常由熒光燈管使用的標準電極656。支撐桿可以被合并在蓋654之間的中間以為該結(jié)構(gòu)提供機械支撐。

較大的基本上圓柱形但無突出電極656的結(jié)構(gòu)可以代替地從天花板懸吊作為獨立照明設(shè)備。這種照明設(shè)備將照亮房間的天花板和地板。

圖52是光片670的透視圖，示出雙向光片可以被彎曲成具有圓形的形狀。頂發(fā)光部672可以照亮天花板，并且底發(fā)光部674將寬廣地照亮房間。雙向光片670的定向可以被顛倒以提供更加向下引導的光。

圖53是包括通過導線683從頂面板682懸吊的雙向光片680的照明設(shè)備678的透視圖。頂發(fā)光684入射到頂面板682上，其中頂面板可以是漫射反射性的或具有可以將來自led芯片的向上藍光轉(zhuǎn)換成基本上白光的磷光體涂層。一定比率的藍光可以被反射并且一些可以被吸收并且由在面板中的光轉(zhuǎn)換材料轉(zhuǎn)換，使得合成光輸出基本上是發(fā)射到房間中的白光。頂面板682將典型地比光片680大得多。這可以適合于非常高的天花板的照明設(shè)備，其中照明設(shè)備在離天花板相對遠處懸掛。如果頂面板682被涂覆有磷光體，則可以產(chǎn)生有趣的照明和顏色效應(yīng)。頂發(fā)光部684可以是藍光或uv光，并且底發(fā)光686可以是白光。頂面板682可以是任何形狀，諸如鷗翼形狀或v形狀以向外引導直光。

在各實施例中，無論磷光體被灌注到頂基板中或分開的層中，與在相對于芯片的角度處的強度相比，磷光體可以變化以考慮在led芯片正上方的更高藍光強度。例如，隨著磷光體延伸遠離藍色led芯片，磷光體厚度或密度可以逐漸減小，以沿著磷光體區(qū)域提供一致的白點。如果磷光體被灌注到頂基板中，則頂基板可以被模制或以其它方式成形為具有變化的厚度以便控制有效磷光體厚度。替代地，光學器件可以被形成在磷光體下方以由led芯片為磷光體提供更加均勻的照明。

為了提高熱提取，底基板的任何部分(當光片附接到天花板/在天花板中時，底基板將為最高的表面)可以是金屬。

光片的任何部分可以被用作用于安裝諸如驅(qū)動器部件的表面安裝封裝或離散部件的印刷電路板。這避免了在封裝/部件端子與在光片中的導體之間使用昂貴的連接器。

圖54a和圖54b示出在于頂基板和底基板之間層壓led芯片之后包封led管芯的一種方式。該實施例中的任意一個可以被用作示例，并且圖20b的實施例被用來示出該技術(shù)。

圖54a是具有用于利用包封物填充圍繞led管芯744的空間的孔742(以虛線輪廓線示出)以及用于允許空氣逃離該空間的孔746的透明頂基板740的一部分的自上而下的視圖。該孔可以通過激光燒蝕、模制、沖壓、或其它方法形成。代表性導體748也被示出為形成在頂基板740上。

圖54b是層壓光片750的截面圖，示出諸如硅酮的液體包封物752通過在頂基板740中的孔742被注入到圍繞每個led管芯744的真空753。注入器756可以是在現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的注射器或其它工具噴嘴，以在將透鏡安裝在led管芯上之前將硅酮分配在led管芯上。空氣758被示出為從孔746逃離。注射器將通常為被編程的機構(gòu)。通過使用圖54b的包封技術(shù)，由于關(guān)于絕緣包封物防止在led電極和基板電極之間良好接觸存在較少的擔心，所以層壓過程被簡化。此外，包封物的粘性可以是低的，使得液體包封物填充在圍繞led管芯的空間中的所有空隙。任何過剩包封物將從空氣孔746離開。當被固化時，包封物將密封孔742和孔746。固化可以通過冷卻、加熱、化學反應(yīng)、或暴露于uv。

包封物可以包括磷光體粉末或任何其它類型的波長轉(zhuǎn)換材料，諸如量子點。

作為對使用注入器756的替代，可以使用受壓印刷過程或其它方式沉積液體包封物752。

圖55a和圖55b示出用來確保利用包封物完全填充圍繞led管芯的空間的另一種包封技術(shù)。圖20b的實施例將再次被用于該示例中，即使該技術(shù)可以與實施例中的任何一個一起使用。

圖55a是示出在頂基板764被層壓在底基板766上之前被沉積在led管芯762上的一滴軟化包封材料760的截面圖。存在形成在底基板766中的小儲槽768用于接收過量的包封物以避免在層壓過程期間的過度內(nèi)壓力。

圖55b示出軟化的包封材料被擠壓并在圍繞led管芯762的空間內(nèi)擴散，且任何過量材料溢流到儲槽768中。圍繞led管芯762的空間可以是例如圍繞led管芯的矩形或圓形，或該空間可以是細長的凹槽。

在圖56a中，首先將薄led780夾在底基板782和頂基板784之間?；?82和784可以由聚合物材料、硅酮、或甚至低熔化溫度玻璃或其組合產(chǎn)生。在底基板782上可能存在反射層786。諸如小于200微米的led780的薄度允許基板層(尤其是如果被加熱)一致圍繞led780并且包封led780。led780可以通常是其生長基板(例如，藍寶石、sic、gaas)已經(jīng)被去除的類型，使得當與基板厚度相比時它們是相對薄的。在一個實施例中，不存在形成在基板上的任何導電跡線。為了接近在led780上的電極，來自準分子激光器的激光束790或其它適當?shù)募す獗痪劢乖陔姌O上或被掩蔽以便燒蝕基板以暴露接觸電極的全部或部分。一旦基板已經(jīng)被去除，燒蝕就固有地停止。在接觸電極的處理中可以利用犧牲停止層或額外金屬化以促進干凈地清除直至電接觸面的材料。在示例中，led780是垂直的led，但led也可以是水平led(兩個電極在相同表面上)。如果led是水平類型，則只需要在層壓結(jié)構(gòu)的一側(cè)上執(zhí)行接觸燒蝕工序，并且僅從一側(cè)形成電互連。該結(jié)構(gòu)可以是具有l(wèi)ed的二維陣列的光片，或它可以是具有一列l(wèi)ed的窄(例如，寬度小于10mm)光條。

圖56b示出圖56a的光片/條，其中開口792被填充有導電材料794，并且導電材料794被圖案化以串聯(lián)地或以任何其它構(gòu)造連接led780中的一些或全部。導電材料794可以是通過濺射、蒸發(fā)、鍍覆、印刷、絲網(wǎng)印刷或以任何其它方式沉積的鋁、銅、銀、導電膏、或任何其它適當?shù)膶w。導電材料794可以由常規(guī)掩蔽和蝕刻過程或另一過程圖案化以諸如串聯(lián)或串聯(lián)/并聯(lián)地互連led780。外導體改善到環(huán)境空氣的熱耗散并且允許互連在獨立于基板層壓步驟的金屬化步驟期間被定制。

本文中描述的結(jié)構(gòu)可以使用各種類型的層壓過程來形成。用于大規(guī)模生產(chǎn)的一個實際過程是卷到卷過程，其中基板最初被設(shè)置在輥上。另一個方法可以是經(jīng)由面板層壓過程，因而基板材料的面板或條在垂直擠壓操作中被層壓。

圖57示出卷到卷過程，其中兩個基板800和802與插入其間的led804層壓在一起。led804可以由非常薄的板(未示出)支撐或分開地放置在底基板802上。可以使用諸如通過在基板的內(nèi)側(cè)表面或外側(cè)表面上使用跡線的任何導體技術(shù)來串聯(lián)地或任何其它構(gòu)造連接led。層壓輥806提供均勻壓力并且可選地提供熱量以包封led804?；蹇梢允瞧驐l。卷取輥(未示出)可以接收層壓結(jié)構(gòu)。如果導體是以一定間隔可接近的，則稍后可以將條切割成任意長度。

圖58a示出卷到卷過程，其中，激光在頂基板800和底基板802中燒蝕開口810，以便將led804與導電材料互連，類似于圖56b。

圖58b示出led的選擇如何還可以包括如下led：該led在它們的發(fā)光表面上具有預(yù)施加的磷光體層812，使得在led管芯附近發(fā)生光轉(zhuǎn)換過程。如果磷光體層812在層壓在基板之間之前被施加于led管芯，則燒蝕過程理想地適合于燒蝕磷光體層直到在管芯的頂部上的電極層的一部分。因為磷光體不必沉積在基板上，這簡化了光片/條的設(shè)計，并且通常將提高顏色均勻性?？梢允褂檬熘倪^程執(zhí)行將磷光體層沉積在led上。當穿過電極層燒蝕磷光體時，則可以施加導電材料794(圖56b)，使得它產(chǎn)生與管芯的電接觸。這是本領(lǐng)域中的顯著改進，因為它消除了通常在下游封裝過程中發(fā)生的一些處理步驟并且使其更加接近于較佳地支撐規(guī)模經(jīng)濟的晶片處理水平。

圖59示出卷到卷過程，其中l(wèi)ed814是倒裝芯片，并且底基板802具有互連led的導體圖案。

可能關(guān)心來自裸露led的側(cè)發(fā)光，因為led光(例如，藍光)可能不由定位在led上方或圍繞led的磷光體均勻地轉(zhuǎn)換成白光。圖60是由拾取放置機器定位在底基板820上的單個光源元件818的截面圖，其中元件818是安裝在反射杯狀部824中的led822以避免側(cè)發(fā)光問題。反射杯狀部824可以是具有反射涂層的塑料、具有反射涂層蝕刻硅或其它材料。如果杯狀部824是電介質(zhì)，則導電通孔826可以被形成為通過杯狀部824以與led822的底電極接觸。在基板上的導體(未示出)以任何構(gòu)造連接led。杯狀部824的高度優(yōu)選地大約與led822的頂部平齊以將幾乎所有側(cè)光反射到窄束中從而由在led822上的磷光體層轉(zhuǎn)換成白光。led822可以通過將硅酮沉積在圍繞led822的杯狀部824中而被包封。杯狀部824在層壓過程期間也可以幫助保護精細的led822以及改善從led822的散熱。頂基板823提供到led822的陽極的電連接以將其串聯(lián)連接。

圖61是光片/條的截面圖，其中底基板830是形成有凹陷832的諸如miro-4^tm的反射片，其中凹陷832的側(cè)面將來自led834的側(cè)光向上反射。miro-4是熟知的具有包括反射性鋁層的多個層的反射片。凹陷832可以通過使用模具或管芯壓印來制成。由于基板830的頂表面是電介質(zhì)，所以導體可以被形成在該頂表面上用于互連led834。頂基板836也可以具有導體并且支撐在每個凹陷832上的磷光體層。多個led可以被平齊地安裝在單個凹陷832內(nèi)以混合光。

在所有實施例中，磷光體層可以是被灌注到在分開地形成光學層中或覆蓋被層壓在光片/條上的、分開地形成光學層的磷光體，其中“遠端”磷光體將藍色led光轉(zhuǎn)換成白光。光學層也可以使光漫射。

上文已經(jīng)描述了用于提高跨越光片或條的色溫均勻性或用于提供整體目標色溫的各種技術(shù)。歸因于使用所公開的優(yōu)選地用于一般照明的光片/條，可以在光片/條前面一定距離處發(fā)生充分的光混合，而不需要光片/條的所有區(qū)域輸出均勻的色溫，這可能是對于lcd背光的要求。通過放松對近場顏色均勻性的要求，可以在單個照明設(shè)備中使用來自不同分選的led以大大增加led的有效產(chǎn)量。因此，期望具有用于使用來自各個分選的led，同時在照明設(shè)備前面的某一距離處實現(xiàn)目標色溫或目標光譜分布的技術(shù)。

圖62是2×4英尺固態(tài)照明設(shè)備840的前視圖，其中光源是包封在條842中的led。條842的支撐結(jié)構(gòu)844可以是反射性的并且提供連接到條的電源端子。在一個實施例中，照明設(shè)備被劃分成八個部分846。為簡單起見，只示出了在四個部分846中的條。每個部分846可以存在任意數(shù)量的條842。在一個實施例中，在單個部分846中的所有條842由提供例如40伏的單個功率變換器供電，并且每個條842連接到其自身和電源。

圖63是用來形成圖62的照明設(shè)備的過程的流程圖。

每個條842由來自各個分選的led形成，其中分選號僅識別特定窄范圍的峰值波長，通常在藍色范圍內(nèi)。在另一個實施例中，來自僅僅單個分選的led被用來形成條，但不同的條由不同的led分選形成。一旦形成條，設(shè)置在條中的磷光體將led的藍光轉(zhuǎn)換成具有特定的相關(guān)色溫(cct)的白光。由相同的led組合形成的條842具有相似的整體cct。然而，為了使用基本上所有在不同的分選中的led，條842將具有各種整體cct。每個條842被激勵并且被光學測試以確定其整體cct或光譜分布。然后，根據(jù)它們的cct或光譜分布來分選條842(在圖63中的步驟850)。然后，使用算法來確定在單個部分846中的條842的、將會導致該部分846為照明設(shè)備產(chǎn)生相同的目標色溫的各種組合(步驟852)。然后組合來自不同分選的條842，使得每個部分846產(chǎn)生近似相同的目標色溫或光譜分布(步驟854)。來自不同部分846的光將調(diào)和在一起。此外，反射支撐結(jié)構(gòu)844輔助光的混合。

因此，實際上將使用所有分選中的led，同時每個照明設(shè)備840的整體色溫將是一致的，并且將存在跨越照明設(shè)備840的良好的顏色均勻性。此外，歸因于在該許多不同的led分選的混合中固有的光譜功率分布的拓寬，也可能存在對得到的照明設(shè)備的整體顯色指數(shù)(cri)的增強。

圖62和圖63的技術(shù)可應(yīng)用到具有任意數(shù)量的部分的任何大小的燈具。例如，燈具可以是2×2英尺并且可以存在由led條組成的四個部分，其中歸因于構(gòu)成每個部分的條的選擇，每個部分具有基本上相同的cct。

圖64-84示出用于形成led條和led片的各種附加技術(shù)，其中用于串聯(lián)連接led的互連圖案被形成在頂基板的外表面上?？梢允褂眠@種技術(shù)來形成本文中描述的實施例中的任意一個的變型。

圖64類似于圖19a并且示出將底電極(例如，陽極)接合至在底基板176上的導體178的led芯片56。為了在led芯片56之間串聯(lián)連接，金屬互連器180也被接合至導體178。中間片182具有對應(yīng)于led芯片56位置和互連器180位置的孔，并且芯片56和互連器180的頂部與中間片182的頂部是近似平面。led芯片56周圍的區(qū)域可以利用磷光體/硅酮混合物72填充。

圖65示出將頂基板材料870沉積在led芯片56上。材料870可以是透光層壓的聚合物片、噴涂硅酮層或任何其它固體或液體材料。如果材料870作為液體或軟化材料被沉積，則它可以被用作包封物代替混合物72。如果有必要，則固化材料870。在本文中描述的所有實施例中的基板材料可以利用yag磷光體或其它波長轉(zhuǎn)換材料灌注以將藍色led轉(zhuǎn)換成白光。

然后，準分子激光束872被自動地控制以在頂陰極電極874上和在互連器180上鉆小孔。激光鉆孔將在金屬處自動地停止。激光束872可以被光學地對準目標或可以對準在底基板176上的基準點。形成通孔的激光鉆孔在集成電路領(lǐng)域中是熟知的過程。

在另一個實施例中，在將頂基板定位在led芯片56上之前，使用諸如沖壓、模制、或激光鉆孔的任何技術(shù)在頂基板材料870中預(yù)形成孔。

圖66示出通過濺射或其它技術(shù)將薄金屬晶種層876沉積在結(jié)構(gòu)的表面上。在一個實施例中，晶種層876是tin隨后是銅。

圖67示出利用光致抗蝕劑878將晶種層876選擇性地圖案化以覆蓋將不被鍍覆銅的區(qū)域。

圖68示出利用銅880電鍍暴露的晶種層876至適合于通過led芯片56的串聯(lián)連接傳導電流的任何厚度。在沉積晶種層之后電鍍銅在集成電路領(lǐng)域中是熟知的方法。

圖69示出在已經(jīng)使用常規(guī)技術(shù)剝除光致抗蝕劑878之后，并且在將暴露的晶種層876蝕刻掉的掩蓋蝕刻之后，導致led芯片56被串聯(lián)連接的led結(jié)構(gòu)?？梢砸赃@種方式串聯(lián)地連接任意數(shù)量的led芯片56。

圖70是串聯(lián)連接的兩個led芯片56的自上而下的視圖，其中互連銅880可以被形成為在led芯片56之間具有寬區(qū)域以減少電阻。磷光體層或覆片可以被形成為覆蓋led芯片以將藍色led光轉(zhuǎn)換成白光。

通過在led芯片由頂層包封之后在led芯片之間產(chǎn)生外部金屬連接，可以使用常規(guī)金屬化技術(shù)形成可靠的電連接。此外，金屬化可以在包封led芯片之后定制。該技術(shù)避免了與在led芯片上對準和層壓具有預(yù)形成的金屬模的頂片，同時在被圖案化的金屬與led電極之間形成歐姆連接相關(guān)的復(fù)雜性。

led結(jié)構(gòu)可以是具有單列的串聯(lián)連接的led芯片的窄led條，或可以是具有l(wèi)ed芯片的二維陣列的led片。

圖71示出圖64-70的變型，其中不存在定位在中間層182中的孔中的互連器180。然后，在圖71的結(jié)構(gòu)上執(zhí)行與在圖65-69中執(zhí)行的相同的過程。在另一個實施例中，不存在任何最初形成在中間層中的通向底基板176上的導體的任何孔。在這樣的情況下，孔可以由激光束872或由其它方法形成。

然后，如圖72中所示，晶種層876和電鍍銅881填充(或部分填充)該孔以產(chǎn)生串聯(lián)連接。

在所有實施例中，在頂基板材料870與底基板176之間的任何間隙可以由硅酮粘合劑層填充。

圖73示出類似于圖47a的薄led芯片500，其中不存在所使用的任何中間層。底基板882具有導體圖案884，并且led芯片500的底電極(例如，陽極)被接合至由導體圖案884形成的墊。頂基板材料886被層壓或以其它方式沉積在led芯片500上。材料886可以包封led芯片500，或led芯片50可以事先利用層硅酮或其它適當材料的層包封。基板材料886可以被灌注有yag磷光體或其它轉(zhuǎn)換材料。

圖74示出由光束888對頂基板材料886激光鉆孔以暴露將由外導體圖案接觸的金屬區(qū)域。鉆孔過程可以與先前描述的情況相同。

圖75示出將金屬或其它導體890(例如，導電油墨)沉積在頂基板材料886上以及孔中以串聯(lián)地互連led芯片500。導體890可以由任何其它方法被濺射和圖案化或沉積。由于避免使用真空室和其它昂貴的設(shè)備并且避免需要蝕刻，使用常規(guī)噴墨印刷過程沉積導電油墨是特別有利的。

圖76是串聯(lián)連接的兩個led芯片500的自上而下的視圖，其中互連導體890可以被形成為在led芯片500之間具有寬區(qū)域以減少電阻。

圖77示出將諸如硅酮的液體包封物894噴涂、旋涂、模制或以其它方式沉積在led芯片500上以形成頂基板。包封物符合led芯片500的外表面。包封物894可以在結(jié)構(gòu)上形成平面表面。包封物894可以被灌注有磷光體以將藍光轉(zhuǎn)換成白光。

圖78示出由光束896對包封物894激光鉆孔來形成孔以暴露將由外導體圖案接觸的金屬區(qū)域。

圖79示出將金屬或其它導體898(例如，導電油墨)沉積在包封物894上以及孔中以串聯(lián)地互連led。如先前所提及的，使用噴墨印刷過程印刷導體898以允許廉價地制作led條或片是有利的。自上而下的視圖可以類似于圖76。

圖80示出在將由外部金屬層接觸的區(qū)域上的光致抗蝕劑柱910或金屬樁。柱910可以由簡單的光刻過程形成。如果使用了金屬樁，則該樁可以是使用通常被用來在集成電路封裝的底部上形成球柵陣列的自動機器定位和附接的金球。圖80也示出被涂覆有類似于關(guān)圖77描述的包封物894的液體包封物894的結(jié)構(gòu)。該表面可以是平面。

圖81示出使用cmp拋光或蝕刻固化包封物894以暴露光致抗蝕劑柱910或金屬樁。如果使用了光致抗蝕劑柱910，則光致抗蝕劑被剝除以形成孔。

圖82示出填充孔并且在led芯片500之間形成串聯(lián)連接的導體912。導體912可以由本文中描述的任何技術(shù)沉積，諸如通過濺射和蝕刻、印刷、剝離等。如果使用了剝離，則在不會形成金屬導體的區(qū)域上產(chǎn)生光致抗蝕劑圖案。然后，在該結(jié)構(gòu)上掩蓋沉積金屬，并且光致抗蝕劑及其覆蓋金屬被剝除以剝離金屬。

圖83示出用溝槽920圖案化的電介質(zhì)層916以及限定互連圖案的孔。

圖84示出在該結(jié)構(gòu)上掩蓋沉積諸如銅的金屬924以填充溝槽920和孔。

圖85示出使用cmp向下拋光金屬924直至電介質(zhì)層916，使得僅僅保持在溝槽920和孔中的金屬，以在led芯片500之間產(chǎn)生串聯(lián)連接。自上而下的視圖可以類似于圖76。在其它實施例中，金屬連接器可以是焊料，并且使用印刷或?qū)訅旱暮噶涎谀⒃摵噶蠄D案化。

在所描述的各個過程中，在led芯片上的導體可以是透明的導體以避免阻擋光。透明的導體將被連接到遠離芯片的較低電阻率導體。透明的導體包括ito、在粘結(jié)劑中的銀納米導線以及其它已知材料。

圖86示出用于形成led條(單列串聯(lián)連接的led)或led片(led陣列)的卷到卷過程。

可以在輥952上供應(yīng)底基板950?；?50可以是具有導體圖案954的柔性電路?；?50可以被形成為具有反射性底表面。

在第一站位956處，led芯片958被定位在基板950上的金屬墊上，并且led芯片958的底電極(例如，陽極電極)被接合至墊。這可以由常規(guī)拾取放置設(shè)備執(zhí)行。

在下一個站位962處，頂基板材料964可以被層壓、噴涂、或以其它方式沉積在led芯片958上?；宀牧?64可以是被灌注有磷光體的透明材料并且可以包封led芯片958。

在下一個站位966處，孔968被形成在金屬將接觸led電極和其它由頂基板材料964覆蓋的導體處。孔可以由本文中描述的激光、離子束、或其它方法形成。

在下一個站位972處，諸如通過導電油墨的注射印刷沉積導體974以填充孔并串聯(lián)互連led芯片958。

在下一個站位980處，磷光體982被沉積成諸如預(yù)形成的覆片、在粘結(jié)劑中的小滴磷光體、模制磷光體、噴涂磷光體或其它類型。波長轉(zhuǎn)換材料可以代替地是量子點或其它材料。

然后，得到的結(jié)構(gòu)被切割或放在第二輥990上。卷到卷方法非常有利于形成led芯片的條，由于所有的過程在led芯片的線性布置上進行，所以對齊是非常精確的?？梢詧?zhí)行分開的過程以向led條的端部提供電端接連接器或執(zhí)行任何附加步驟。

在所有實施例中，在led芯片上的頂層可以包括多個透光層，諸如用于led芯片和導體的額外保護、或用于提高光提取、或用于對發(fā)光光學成形、或用于波長轉(zhuǎn)換、或用于機械支撐、或用于其它用途。

在所有實施例中，如果期望較厚的導電層，則印刷導體層可以被鍍覆有銅或其它金屬?？梢孕纬杀贿B接到將被鍍覆的所有金屬區(qū)域的犧牲短路棒以在電鍍期間傳導小電流。然后，可以使用激光或其它方式切割該棒。導電油墨可以容易沉積20微米的層。

可以使用噴墨/晶種層或任何其它層的無電鍍。conductiveinkjettechnology(導電噴墨技術(shù))在網(wǎng)址：www.conductiveinkjet.com/en/technology.aspx描述了涉及催化噴墨過程隨后是鍍銅過程的一項適當?shù)膰娔∷⒐I(yè)技術(shù)，其通過引用并入本文

某些可商購的導電噴墨油墨是相對粘性的并且可以支撐磷光體顆粒。噴墨油墨也可以是透明的。因此，制成至led的頂電極的接觸的導電油墨對于低電阻率來說是大的，對于允許光通過而言是透明的，并且同時提供藍色led光的磷光體轉(zhuǎn)換。也可以使用量子點。

適當?shù)膰娔蛴C與許多適當?shù)母鞣N導電的透明和非透明油墨一起是可商購的。

如此處所使用的，術(shù)語“印刷”可以包括任何以及所有的印刷、噴涂、沉積、層壓、或其它印刷過程。一些其它適當?shù)挠∷⑦^程包括電子印墨印刷、激光噴射印刷、磁印刷、電光印刷、絲網(wǎng)印刷以及熱敏印刷。優(yōu)選的印刷過程并不要求專門的真空室、潔凈室或提高溫度。

可以在其它實施例中混合并匹配任何各種結(jié)構(gòu)組件和方法步驟。

當存在環(huán)境日光時，上文描述的所有光片/條容易地受到控制而調(diào)光，使得整體能量消耗大大減少。也可基于減載、占用率、任務(wù)照明和用戶介入而使用其它節(jié)能技術(shù)。

此外，可以期望的是，在由光片/條發(fā)射的白光中的藍光成分在一天中是調(diào)節(jié)的以符合人類的生理節(jié)律。熟知的是，人類發(fā)現(xiàn)人造光源在一天中大體復(fù)制太陽光譜中的一些或全部是更加舒適的。這可以大體上通過在一天中動態(tài)調(diào)節(jié)由光源發(fā)射的藍光量來完成。因此，在所有的實施例的變型中，不具有磷光體或減少磷光體的藍色led被圍繞led陣列分布并且被控制以使得具有可變亮度，以選擇性地增加或減少在光片/條的整體發(fā)光中的藍光量。為了生理節(jié)律，這些附加的藍色led可以自動地由外部控制器控制。一種控制形式可以是由通過電力線的信號控制用于該額外藍色led的電流源，諸如圖20d中的電流源202。

任何實施例可以被用于高架照明以取代熒光照明設(shè)備或任何其它照明設(shè)備。小光條可以在柜子下面使用。長光條可以被用作圍繞天花板的邊緣的重點照明。光片可以被彎曲成類似燈罩?？梢栽O(shè)想許多其它用途。

標準辦公室燈具是2×4英尺天花板暗燈槽，包含兩個32瓦t8熒光燈，其中每個燈輸出約3000流明。色溫范圍約為3000-5000k。如果使用小功率led(例如，以20ma驅(qū)動的型號semiledssl-v-b15akled)，取代燈具將需要約580-620個芯片以等同于doecaliper基準暗燈槽。假設(shè)芯片價格在3-5美分的范圍內(nèi)，則總芯片成本將是$17.50-$31。如果芯片在如30ma的更高電流下操作，則總芯片數(shù)量可以減少大約三分之一。功率轉(zhuǎn)換/驅(qū)動器效率約為85％。然后，總的來說，在20ma驅(qū)動電流以及3.2v時，光片效能(120vac比總流明輸出)將是78-86lm/w(與63lm/w的基準t8暗燈槽性能相比)。因此，本發(fā)明可以提供用于常規(guī)2×4英尺暗燈槽的實用的、符合成本效益的固態(tài)取代品，同時實現(xiàn)了提高的性能并且實現(xiàn)大范圍的調(diào)光。本發(fā)明具有對照明設(shè)備的其它幾何布置的應(yīng)用。

所有實施例的各種特征可以以任意組合結(jié)合。

雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的特定實施例，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，在本發(fā)明的更廣泛方面中，在不脫離本發(fā)明的情況下可以做出改變和修改，并且因此，所附權(quán)利要求應(yīng)在其范圍內(nèi)包含落入本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)的所有改變和修改。