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TW201311053A - 固態發光裝置及其形成方法 - Google Patents

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TW201311053A
TW201311053A TW101127345A TW101127345A TW201311053A TW 201311053 A TW201311053 A TW 201311053A TW 101127345 A TW101127345 A TW 101127345A TW 101127345 A TW101127345 A TW 101127345A TW 201311053 A TW201311053 A TW 201311053A
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leds
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circuit
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安東尼Ｐ 凡
葛雷Ｈ 尼格利
泰瑞 吉凡
普拉尼 嘉安 艾道葉
倪麗琴
羅柏Ｄ 昂德伍
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克立公司
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Priority claimed from US13/360,145 external-priority patent/US9510413B2/en
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Abstract

本發明揭示一種固態發光裝置，其可包含具有第一及第二相對表面之一基板，其中該等相對表面中之至少一者經組態以在其上安裝器件。一串板上晶片發光二極體(LED)組可位於該基板之該第一表面上且彼此串聯耦合。來自該固態發光裝置外部之一ac電壓源輸入可耦合至該基板之該第一表面或該第二表面。

Description

固態發光裝置及其形成方法
本發明性標的物係關於發光裝置及方法，且更特定而言係關於固態發光裝置及形成方法。
本申請案主張於2011年12月30日提出申請之美國臨時專利申請案第61/581,923號之優先權，且係以下共同受讓之美國申請案之一部分接續申請案、主張該等美國申請案之優先權且係與該等美國申請案相關：於2011年7月28日提出申請之標題為「Solid State Lighting Apparatus and Methods Using Integrated Driver Circuitry」(代理人檔案：5308-1364)之序號為13/192,755之美國申請案、於2011年9月16日提出申請之標題為「State Lighting Apparatus And Methods Using Energy Storage」(代理人檔案：5308-1459)之序號為13/235,103之美國申請案及於2011年9月16日提出申請之標題為「Solid State Lighting Apparatus And Methods Using Current Diversion Controlled By Lighting Device Bias States」(代理人檔案：5308-1461)之序號為13/235,127之美國申請案，特此將所有該等美國申請案之揭示內容以全文引用的方式併入本文中。
固態發光陣列用於若干個發光應用。舉例而言，包含固態發光器件陣列之固態發光面板已被用作(舉例而言)建築及/或補強發光中之直接發光源。一固態發光器件可包含(舉例而言)包含一或多個發光二極體(LED)之一封裝式發 光器件，該等發光二極體可包含無機LED(其可包含形成p-n接面之半導體層)及/或有機LED(OLED)(其可包含有機光發射層)。
固態發光陣列用於若干個發光應用。舉例而言，包含固態發光器件陣列之固態發光面板已被用作(舉例而言)建築及/或補強照明中之直接發光源。一固態發光器件可包含(舉例而言)包含一個或多個發光二極體(LED)之一封裝式發光器件。無機LED通常包含形成p-n接面之半導體層。有機LED(OLED)(其包含有機光發射層)係另一類型之固態發光器件。通常，一固態發光器件透過一發光層或區中之電子載子(亦即，電子及電洞)之重新組合來產生光。
固態發光面板通常用作小型液晶顯示器(LCD)螢幕(諸如可攜式電子器件中所使用之LCD顯示螢幕)之背光。另外，已存在對將固態發光面板用作較大顯示器(諸如LCD電視顯示器)之背光之增加興趣。
儘管已證實具有高演色指數(CRI)及/或高效率之固態光源，但此等光源在建築應用中之大規模採用之一個問題係：商業發光系統利用具有經設計以與交流(ac)電力一起使用之標準化連接器之燈，該等燈可係使用一舍相調光器器件來含相。通常，一固態發光源具備將ac電力轉換成dc電力之一電力轉換器或與該電力轉換器耦合，且該dc電力用於致能該光源。然而，此等電力轉換器之使用可增加發光源及/或總安裝之成本，且可降低效率。
提供固態發光源之某些嘗試已涉及使用一經整流ac波形 來驅動一LED或LED串或群組。然而，由於該等LED需要一最小順向電壓以接通，因此該等LED可針對僅經整流ac波形之一部分接通，此可導致可見閃爍，可非所期望地降低系統之功率因數，及/或可增加系統中之電阻損耗。
提供ac驅動固態發光源之其他嘗試已涉及將LED置於一反並聯組態中，以使得在一ac波形之每一半週期上驅動該等LED之一半。然而，此方法需要為使用一經整流ac信號的兩倍多之用以產生相同光通量之LED。
一種固態發光裝置可包含具有第一及第二相對表面之一基板，其中該等相對表面中之至少一者經組態以在其上安裝器件。一串板上晶片(COB)發光二極體(LED)組可位於該基板之該第一表面上且彼此串聯耦合。來自該固態發光裝置外部之一ac電壓源輸入可耦合至該基板之該第一表面或該第二表面。
在根據本發明之某些實施例中，一種固態發光裝置可包含一整流器電路，該整流器電路係安裝於裝納於該固態發光裝置中之一基板之一表面上，耦合至一ac電壓源，經組態以提供一經整流ac電壓至該基板。一電流源電路可安裝於該基板之該表面上且耦合至該整流器電路。一串發光二極體(LED)組可安裝於該基板之該表面上且彼此串聯耦合且耦合至該電流源電路。複數個分流電路可安裝於該基板之該表面上，其中該複數個分流電路中之各別者耦合至該串之各別節點且可經組態以回應於該等LED組中之各別者 之偏壓狀態轉變而操作。
在根據本發明之某些實施例中，至少該複數個分流電路包含可安裝於該基板上之離散電子組件封裝。在根據本發明之某些實施例中，該串中之該等LED可係安裝於該基板之該表面上之板上晶片LED。在根據本發明之某些實施例中，該基板可係一撓性電路基板，其中該裝置可進一步包含可安裝於該基板之一相對表面上且熱耦合至該串LED組之一散熱片。在根據本發明之某些實施例中，該基板可係一金屬芯印刷電路板(MCPCB)。
在根據本發明之某些實施例中，一種固態發光裝置可包含一整流器電路，該整流器電路可經組態以耦合至一ac電壓源以提供一經整流ac電壓。一電流源電路可耦合至該整流器電路且一串經串聯連接LED組可耦合至該電流源電路之一輸出。至少一個電容器可耦合至該電流源電路之該輸出。一限流器電路可包含一電流鏡電路，該電流鏡電路經組態以將穿過該等LED組中之至少一者之一電流限制為小於由該電流源電路所產生之一電流且回應於施加至該電流源電路之一輸入之該經整流ac電壓而致使該至少一個電容器選擇性地經由該電流源電路充電及經由該等LED組中之該至少一者放電。複數個分流電路可耦合至該串中之LED之間的各別節點且經組態以回應於隨著該經整流ac電壓之一量值變化而發生之該等LED組之偏壓狀態轉變而選擇性地啟用及停用。
在根據本發明之某些實施例中，該複數個分流電路可各 自包含：一電晶體，其可在該串之一第一節點與該整流器電路之一端子之間提供一可控制電流路徑；及一關斷電路，其耦合至該串之一第二節點且耦合至該電晶體之一控制端子且可經組態以回應於一控制輸入而控制該電流路徑。
在根據本發明之某些實施例中，該裝置亦可包含具有第一及第二相對表面之一基板，其中至少該串經串聯連接LED組、該複數個分流電路、該整流器電路及該電流源電路係安裝於該基板上。在根據本發明之某些實施例中，該串中之該等LED可係安裝於該基板上之板上晶片LED。
在根據本發明之某些實施例中，該基板可係一撓性電路板，其中該裝置可進一步包含安裝於該基板上與該串LED組相對且接近於該串LED組之一散熱片。在根據本發明之某些實施例中，該基板可係一金屬芯印刷電路板(MCPCB)。
在根據本發明之某些實施例中，一種形成一固態發光電路之方法可藉由將複數個板上晶片發光二極體(LED)以一串組態放置於一基板之一表面上來提供。可在該複數個板上晶片LED上方施加一囊封劑材料且可將該囊封劑材料形成為覆蓋該複數個板上晶片LED之一層以為該複數個板上晶片LED提供透鏡。
在根據本發明之某些實施例中，該方法亦可包含將包含離散電子組件封裝之複數個分流電路放置於該基板之該表面上。在根據本發明之某些實施例中，施加一囊封劑材料 可藉由施加該囊封劑材料以覆蓋該複數個板上晶片LED及該複數個板上晶片LED中之若干者之間的該表面之部分來提供。
在根據本發明之某些實施例中，將該囊封劑材料形成為一層可藉由使一模具與該囊封劑材料接觸以同時形成覆蓋該複數個板上晶片LED之一層以為該複數個板上晶片LED提供該等透鏡來提供，其中該模具包含定位於與該複數個板上晶片LED相對之該模具之一表面中之板上晶片LED凹部。
在根據本發明之某些實施例中，該方法可進一步包含：在施加該囊封劑材料之前將包含離散電子組件封裝之複數個分流電路放置於該基板之該表面上，其中該模具進一步包含定位於與該表面上之該複數個分流電路相對之該模具之該表面中之離散電子組件封裝凹部。在根據本發明之某些實施例中，施加一囊封劑材料可藉由將該囊封劑材料個別地施配至該複數個板上晶片LED上來提供。
在根據本發明之某些實施例中，施加一囊封劑材料可藉由將該囊封劑材料同時施配至該複數個板上晶片LED上來提供。在根據本發明之某些實施例中，將該囊封劑材料形成為覆蓋該複數個板上晶片LED之一層以為該複數個板上晶片LED提供透鏡可藉由提供各別囊封劑障壁以在施加該囊封劑材料期間減少該囊封劑材料離開該複數個板上晶片LED中之每一者之一流動以為該複數個板上晶片LED中之每一者提供一各別透鏡來提供。
在根據本發明之某些實施例中，該囊封劑障壁至少部分地包圍該等LED且經組態以在施加該囊封劑材料期間減少該囊封劑材料離開該等LED之一流動以促進該等透鏡之形成。在根據本發明之某些實施例中，該方法可進一步包含自該等透鏡移除該等囊封劑障壁。
在根據本發明之某些實施例中，一種印刷電路板(PCB)可包含一基板，該基板經組態以包含於一固態發光裝置中，其中該基板可具有第一及第二相對表面，其中該等相對表面中之至少一者經組態以在其上安裝複數個板上晶片發光二極體(LED)，且該基板經組態以耦合至來自該固態發光裝置外部之一ac電壓源輸入，且經組態以在其上安裝複數個離散分流電路器件，該複數個離散分流電路器件耦合至該等LED中之若干者之間的各別節點且經組態以回應於隨著經提供至該等LED之一經整流ac電壓之一量值變化而發生之該等LED組之偏壓狀態轉變而選擇性地啟用及停用。
在根據本發明之某些實施例中，該基板可係一金屬芯PCB。在根據本發明之某些實施例中，該第一表面可係一導電電路圖案層且該第二表面可係具有大於該導電電路圖案層之一厚度之一基底金屬層，其中該PCB可進一步包含位於該導電電路圖案層與該基底金屬層之間的一介電層。在根據本發明之某些實施例中，該基板可係一撓性PCB。
在根據本發明之某些實施例中，該PCB可進一步包含位於該基板中與該串板上晶片LED組將安裝於其上之處相對 之一特定位置處之一導熱塊。在根據本發明之某些實施例中，該PCB可進一步包含一囊封劑障壁，該囊封劑障壁自該表面突出，至少部分地包圍其中欲安裝該等LED中之至少一者之該表面上之一位置，經組態以在施加一囊封劑材料期間減少該囊封劑材料離開該等LED之一流動以促進該等LED中之該至少一者上一透鏡之形成。
現在將參考其中展示本發明性標的物之實施例之附圖在下文中更全面地闡述本發明性標的物之實施例。然而，本發明性標的物可實施為諸多不同形式，而不應視為限於本文中所闡明之實施例。而是，提供此等實施例使得此揭示內容將透徹及完整，且將向彼等熟習此項技術者全面地傳達本發明性標的物之範疇。通篇中相同編號指代相同元件。
如本文中所使用，措辭「發光裝置」除了指示器件能夠發射光以外，其並非限制性。亦即，一發光裝置可係：照明以下物項之一器件：一面積或體積(例如，一結構)、一游泳池或溫泉浴場、一房間、一倉庫、一指示器、一道路、一停車場、一運載工具、招牌(例如，路標)、一廣告牌、一船、一玩具、一鏡子、一船艦、一電子器件、一小船、一飛機、一體育場、一電腦、一遠端音訊器件、一遠端視訊器件、一蜂巢式電話、一樹、一窗、一LCD顯示器、一洞穴、一隧道、一庭院、一街燈柱；或照明一殼體之一器件或器件陣列；或用於以下物項之一器件：邊緣或 背光發光(例如，背光海報、招牌、LCD顯示器)、燈泡替換(例如，用於替換ac白熾燈、低電壓燈、螢光燈)、用於室外照明之燈、用於安全照明之燈、用於外部住宅照明之燈(壁裝式、桿/柱裝式)、天花板嵌燈/壁燈、櫥櫃照明、燈(落地燈及/或臺燈及/或桌燈)、景觀照明、軌道照明、作業照明、專業照明、吊扇照明、檔案/藝術品顯示照明、高振動/衝擊照明、工作燈等、鏡子/梳粧檯照明；或任何其他發光器件。
本發明性標的物進一步係關於一經發光殼體(其體積可經均勻或不均勻發光)，該殼體包括一封閉空間及至少一個根據本發明性標的物之發光裝置，其中該發光裝置照明該封閉空間之至少一部分(均勻地或不均勻地)。
圖1係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之一固態發光裝置101之一示意性方塊圖。根據圖1，固態發光裝置101包含耦合至一LED串電路110之一發光二極體(LED)驅動器電路105，其兩者安裝於一基板100之一表面上。LED驅動器電路105耦合至一ac電壓，該LED驅動器電路105可提供電流及電壓至LED串電路110及裝置101中所包含之其他電路以自固態發光裝置101發光。
應瞭解，本文中所圖解說明之實施例可利用將ac電壓直接施加至裝置101(自一外部電源)而不包含一「板上」切換模式。基於直接提供至固態發光裝置101之ac電壓信號，LED驅動器電路105可替代地提供一經整流ac電壓至LED串電路110以自根據本發明之某些實施例中之裝置提 供可接受光。應進一步瞭解，根據本發明之固態發光裝置101可用於任何格式發光器具(諸如圖16中所圖解說明之彼發光器具)中。
LED驅動器電路105可包含：用於整流ac電壓之組件、用以提供一電流源至LED串電路110之組件、用於分流電路之組件、用於電流限制電路(用以限制通過LED串電路110中之LED中之至少一者之電流量)之組件及至少一個能量儲存器件(諸如一電容器)。應進一步理解，在根據本發明之某些實施例中，此等組件中之至少某些組件可安裝於基板100上作為離散電子組件封裝。仍進一步，在根據本發明之某些實施例中，本文中所闡述之剩餘電路中之某些電路可經整合至安裝於基板100上之一單個積體電路封裝中。
LED串電路110可包含複數個「板上晶片」(COB)LED組，該等組彼此串聯耦合，且安裝於基板100上。因此，板上晶片LED可安裝於不具有若此等LED欲用於其中(舉例而言)LED提供於一基台、一介入基板或LED安裝至其之其他晶片載體等之其他應用中則原本可包含之額外封裝之基板100上。此類其他方法闡述於(舉例而言)共同受讓申請中之序號為13/192,755之美國申請案(代理人檔案：5308-1364)，其中(舉例而言)LED可定位於一基臺上、定位於一下部基板上以提供一堆疊式配置。
亦應理解，LED串電路110在根據本發明之某些實施例中可利用經封裝LED器件替換COB LED。舉例而言，在根 據本發明之某些實施例中，LED串電路110可包含可自美國北卡羅來納州德罕(Durham,N.C.)之Cree,Inc.購得之XML-HV LED。
因此，裝置101可採取一相對小外觀尺寸板之形式，其直接耦合至ac電壓信號且提供經整流ac電壓信號至串電路110，而無需使用一板上切換模式電力供應器。此外，串電路110可由COB LED或板上之LED器件構成。
可以任何相對小外觀尺寸(對稱或非對稱)提供基板100，諸如本文中參考圖4D、圖4E及圖5A至圖5C所闡述之彼等。此外，在根據本發明之某些實施例中，所得之具有包含於其上之藉由直接施加ac電壓信號(但不需板上切換模式電力供應器)操作之COB LED或LED器件之小板可提供可如(舉例而言)圖14、圖15中所示之表中所詳述運轉之一小型經封裝高效輸出發光裝置101。
應理解，如本文中所使用之術語「安裝於...上」包含組件(諸如一板上晶片LED)在不使用介入基台、基板、載體或其他表面(諸如以上所引用之共同受讓之序號為13/192,755(代理人檔案：5308-1364)之美國申請案中所闡述之彼等表面)之情況下實體連接至基板100之組態。因此，經闡述為「安裝於」一基板「上」之組件可係位於一基板之相同表面上或位於相同基板之相對表面上。舉例而言，在裝配期間經放置及焊接於相同基板上之組件可闡述為「安裝於」彼基板「上」。
應理解，在根據本發明之某些實施例中，ac電壓信號可 具有足以操作裝置101之任何量值。舉例而言，在根據本發明之某些實施例中，ac電壓信號可係90伏特ac、110伏特ac、220伏特ac、230伏特ac、277伏特ac或任何中間電壓。在根據本發明之某些實施例中，自一單相ac電壓信號提供ac電壓信號。然而，在根據本發明之某些實施例中，可經由來自一個三相ac電壓信號之兩個引線之電壓信號提供ac電壓信號。因此，ac電壓信號可係自較高電壓ac電壓信號提供，而不管相位如何。舉例而言，在根據本發明之某些實施例中，可自一個三相600伏特ac信號提供ac電壓信號。在根據本發明之又一些實施例中，ac電壓信號可係一相對低電壓信號，諸如12伏特ac。
圖2係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之圖1中所示之一固態發光裝置101之一示意性方塊圖。根據圖2，LED驅動器電路105包含耦合至一分流電路210且耦合至包含彼此串聯耦合之複數個LED串組之LED串電路110之一整流器電路205。如圖2中所進一步展示，分流電路210耦合至串110中之LED組中之若干者之間的經選擇節點。
分流電路210可經組態以回應於跨越其分流電路210耦合之彼等各別LED組之偏壓狀態轉變而操作。因此，在根據本發明之某些實施例中，串內之LED組可回應於該等組中之器件之偏壓狀態而遞增地經啟動及經撤銷啟動。舉例而言，當將一經整流ac電壓施加至LED串電路110時分流電路中之某些者可回應於LED組之順向偏壓而經啟動及經撤銷啟動。分流電路可包含經組態以在LED組周圍在分流電路 210耦合至其之經選擇節點之間提供各別可控制分流路徑之電晶體。此等電晶體可藉由可用於影響電晶體之偏壓之LED組之偏壓轉變而接通/關斷。結合一LED串組操作之分流電路進一步闡述於(舉例而言)共同受讓同在申請中之序號為13/235,127(代理人檔案：5308-1461)之美國申請案。
如圖2中進一步所示，整流器電路205、分流電路210及LED串電路110可安裝於基板100上以使得此等組件中之每一者提供於基板100之一單個表面上。在根據本發明之其他實施例中，本文中所闡述之電路中之某些電路係安裝於基板100之一第一側上，而剩餘電路係安裝於基板100之相對側上。然而，在根據本發明之某些實施例中，本文中所闡述之電路係在不使用介入基板、基台、載體或有時用於在習用配置中提供堆疊式類型總成之其他類型之表面之情況下安裝於基板100上。
在根據本發明之某些實施例中，參考圖2所闡述之組件中之至少某些可安裝於基板100上作為離散電子組件封裝。仍進一步，在根據本發明之某些實施例中，參考圖2所闡述之剩餘電路中之某些電路可經整合至安裝於基板100上之一單個積體電路封裝中。
仍參考圖2，例示性固態發光裝置101係根據圖14之表中所圖解說明之參數構造及操作。特定而言，裝置101利用耦合至如圖13中所示之串電路110之分流電路，而不使用圖13中所示之限流器電路及電容器。裝置包含12個高電壓16接面COB LED，該等COB LED每一者量測約1.4 mm×1.4 mm×0.170 mm。圖14之表中之資料展示例示性板在介於自約71 Lm/W至約79 Lm/W之一效率(流明/瓦特)範圍內提供自約704 Lm至約816 Lm之範圍之一流明(Lm)，從而提供可接受色點及相對高功率因數。然而，在根據本發明之某些實施例中應理解，較大輸出可藉由(舉例而言)增加板上之COB LED之數目或藉由增加用於驅動COB LED之電流位準來達成。
圖3係圖解說明包含耦合至並聯連接至一電容器310之一限流器電路305之LED驅動器電路105(包含整流器電路205及分流電路210)之固態發光裝置101之一示意性方塊圖，該限流器電路305及該電容器310兩者皆與LED串電路110串聯耦合，其全部可安裝於基板100之表面上。
應理解，限流器電路305及電容器310可用於減少原本可由提供至固態發光裝置101之ac電壓所致之閃爍。舉例而言，電容器310可用於儲存接近峰值電壓之能量且當ac電壓量值小於施加順向偏壓於串110中之LED可需要之電壓量值時使用彼所儲存能量來驅動LED串110。仍進一步，限流器電路305可經組態以引導電流至電容器310以使得能量儲存於其中或經組態以透過LED串110放電電容器310中之電荷。
儘管圖3展示電容器310用於儲存及遞送能量，當應理解，任何類型之電子能量儲存器件可用作電容器310之替代方案或與其結合使用，諸如電感器。應理解，限流器電路結合LED串電路之使用進一步闡述於(舉例而言)共同受 讓之同在申請之序號為13/235,103(代理人檔案：5308-1459)之美國申請案中。
根據本發明之某些實施例中，圖3中所示之組件可安裝於基板100之相同表面上。在根據本發明之其他實施例中，圖3中所示之電路中之某些電路可安裝於基板100之一第一表面上，而剩餘電路係安裝於基板100之一第二相對表面上。在根據本發明之某些實施例中，LED串電路110中所包含之LED可係可安裝於基板100之任一表面上或可安裝於一基台或耦合至基板100之其他基板上之板上晶片LED，如(舉例而言)共同受讓之同在申請中之序號為13/192,755(代理人檔案：5308-1364)之美國申請案中所闡述。
仍參考圖3，例示性固態發光裝置101經構造以提供圖15之表中所圖解說明之資料。特定而言，裝置101利用耦合至如圖13中所示之串電路110之分流電路連同使用圖13中所示之限流器電路及電容器。裝置包含12個高電壓16接面COB LED，該等COB LED每一者量測約1.4 mm×1.4 mm×0.170 mm。圖15之表中之資料展示例示性板在介於自約69 Lm/W至約74 Lm/W之一效率範圍內提供自約674 Lm至約785 Lm之範圍之一Lm，從而提供可接受色點及相對高功率因數。然而，在根據本發明之某些實施例中應理解，較大輸出可藉由(舉例而言)增加板上之COB LED之數目或藉由增加用於驅動COB LED之電流位準來達成。
圖4A係圖解說明在根據本發明之某些實施例中包含基板 100之固態發光裝置101之一平面圖，基板100包含安裝在其表面上之LED驅動器電路105及LED串電路110。圖4B係在根據本發明之某些實施例中之圖4A中所示之固態發光裝置101之一部分之一剖面圖。圖4C係在根據本發明之某些實施例中之固態發光裝置101之一部分之一剖面替代圖，其中基板100包含嵌入其中與LED串電路110相對之一導熱塊417。
根據圖4A，在根據本發明之某些實施例中，基板100可係一印刷電路板(PCB)。該PCB可係由可經配置以提供所期望電隔離及高導熱性之諸多不同材料形成。在某些實施例中，PCB可至少部分地包括用以提供所期望電隔離之一電介質。在根據本發明其他實施例中，PCB可包括陶瓷，諸如礬土、氮化鋁、碳化矽或諸如聚醯亞胺及聚酯等之一聚合材料。
針對由諸如聚醯亞胺及聚酯之材料製成之板，該等板可係撓性(有時稱作一撓性印刷電路板)。上述情況可允許該板採取一非平面或彎曲形狀，其中LED晶片亦以一非平面方式配置。在根據本發明之某些實施例中，該板可係一撓性印刷基板，諸如可自Dupont購得之一Kapton®聚醯亞胺。在根據本發明之某些實施例中，該板可係一標準FR-4PCB。
此可輔助提供發射不同光圖案之板，其中非平面形狀允許一較少方向性發射圖案。在根據本發明之某些實施例中，此配置可允許較多全向性發射，諸如以0°至180°發射 角。在根據本發明之某些實施例中，PCB可包括高反射材料(諸如反射陶瓷或金屬(如同銀)層)以加強自組件之光提取。
在某些實施例中，板可包含用以提供電隔離之一介電層50，同時亦包括提供良好導熱性之電中性材料。不同介電材料可用於包含以環氧樹脂為基礎之電介質之介電層，其中不同電中性導熱材料分散其內。可使用諸多不同材料，包含但不限於礬土、氮化鋁(AlN)、氮化硼、金剛石等。根據本發明之不同介電層可提供不同位準之電隔離，其中某些實施例提供在100伏特至5000伏特之範圍中對崩潰之電隔離。在某些實施例中，介電層可提供在1000伏特至3000伏特之範圍中之電隔離。在另外其他實施例中，介電層可提供大約2000伏特崩潰之電隔離。在根據本發明之某些實施例中，介電層可提供不同位準之導熱性，其中某些介電層具有在1 w/m/k至40 w/m/k之範圍中之一導熱性。在某些實施例中，介電層可具有大於10 w/m/k之一導熱性。在另外其他實施例中，介電層可具有大約3.5 W/m-k之一導熱性。
介電層可具有諸多不同厚度以提供所期望電隔離及導熱性特性，諸如在10微米至100微米(μm)之範圍中。在其他實施例中，介電層可具有在20至50(μm)範圍中之一厚度。在另外其他實施例中，介電層可具有大約35(μm)之一厚度。
在根據本發明之某些實施例中，基板100可係可自美國明尼蘇達州善哈森(Chanhassen,Minn)之The Bergquist Company購得之一金屬芯PCB，諸如一「熱包覆」(T-Clad)絕緣基板材料。與標準電路板相比，「熱包覆」基板可減少熱阻抗且更高效導熱。MCPCB亦可在介電層上包含與LED串電路110相對之一基底板，且可包括用以輔助散熱之一導熱材料。基底板可包括諸如銅、鋁或氮化鋁之不同材料。基底板可具有不同厚度，諸如在100 μm至2000 μm之範圍中，同時其他實施例可具有在200 μm至1000 μm之範圍中之一厚度。某些實施例可具有大約500 μm之厚度。
與厚膜陶瓷及直接接合銅配置相比，此等基板可係機械堅固耐用。因此，金屬芯印刷電路板可有效將由LED串電路110中包含之LED所產生之熱轉移離開固態發光裝置101。然而，應理解，基板100可係適於在其上安裝LED驅動器電路105及LED串電路110之提供足夠熱傳導離開LED串電路110之任何材料。
在某些實施例中，MCPCB在基底板之底表面上包含由使其相容以直接安裝至一散熱片(諸如藉由焊料回流)之材料製成之一焊料安裝層。此等材料可包括一或多層不同金屬，諸如鎳、銀、金、鈀。在某些實施例中，該安裝層可包含一層鎳及銀，此一鎳具有在2 μm至3 μm之範圍中之厚度且銀在0.1 μm至1.0 μm之範圍中。在某些實施例中，該安裝層可包含其他層堆疊，諸如大約5 μm之無電鍍鎳、大約0.25 μm之無電鍍鈀及大約0.15 μm之浸金。將MCPCB直接焊接至一散熱片可藉由在該板與該散熱片之間提供一增加熱接觸面積而加強自該板至該散熱片之熱之熱分散。此 可加強垂直熱轉移及水平熱轉移兩者。在根據本發明之某些實施例中，MCPCB可提供不同位準之熱特性，其中一接面至背面效能大約係0.4℃/W。
基板100之大小可取決於不同因素(諸如安裝於該基板上之板上晶片LED之大小及數目)而變化。舉例而言，在某些實施例中，基板可係在每一側上大約33 mm。在根據本發明之某些實施例中，基板上之組件可呈現約2.5 mm之一高度。其他尺寸亦可用於基板100。
應理解，基板100可結合經安裝至各別基板或經併入於該各別基板內之散熱片結構用於提供離開固態發光裝置101之足夠熱轉移，如(舉例而言)圖4C中所示。在根據本發明之某些實施例中，一撓性熱轉移帶(諸如可自美國俄亥俄州雷克塢(Lakewood,OH)之GraphTech,International購得之GRAFIHXTM)可用於將一散熱片附接至基板100。該散熱片可係足以將熱傳導離開基板100之任何熱高效材料。舉例而言，該散熱片可係一金屬，諸如鋁。在根據本發明之某些實施例中，散熱片可係石墨。在根據本發明之某些實施例中，散熱片包含反射表面以改良光提取。
如圖4A中進一步所示，固態發光裝置101包含安裝於其表面上之LED驅動器電路105連同經配置成彼此串聯耦合之複數個LED組以提供LED串電路110之複數個板上晶片LED(有時稱作一COB LED陣列)。在根據本發明之某些實施例中，串110之COB LED可根據一特定圖案配置於基板100之大約中心中。然而，應理解，COB LED可以適於自 固態發光裝置101提供所期望光輸出之任何方式配置。舉例而言，COB LED可經配置成一大約圓形陣列、一隨機陣列或一半隨機陣列。在根據本發明之某些實施例中，COB LED可安裝至一單個電路化基板100，其中COB LED之間的「無效空間」減少，此可減少固態發光裝置101之大小或裝置101內分配至基板100之大小。
在一COB實施方案中，一微晶片或晶粒(諸如一LED)經安裝於其最終電路基板上且電互連至其最終電路基板，替代經受傳統裝配或封裝成一個別LED封裝或積體電路。當使用COB總成時消除習用期間封裝可簡化設計及製造之整個製程、可減少空間需求、可減少成本且可由於較短互連路徑而改良效能。一COB製程可包含三個主要步驟：1)LED晶粒附接或晶粒安裝；2)導線接合；及3)晶粒及導線之囊封。此等COB配置亦可提供允許直接安裝之附加優點且與該主裝置散熱片介接。
在某些實施例(LED陣列實施例)中，該陣列中之每一晶片可具有形成於其上之其特有之透鏡以促成藉助第一通道之光提取及發射。第一通道光提取/發射指代自一特定LED晶片發射之光通過各別透鏡及自LED晶片至一次透鏡之表面之光之第一通道。亦即，光非(諸如)藉由全內反射(TIR)(其中光中之某些光可被吸收)往回反射。此第一通道發射可藉由減少可被吸收之LED光而加強LED組件之發射效率。某些實施例可包括一高密度發光組件同時使光提取最大化，此可增加各別固態發光裝置之效率。根據本發明之 某些實施例可配置成該陣列內之LED晶片子群組，其中每一子群組具有其特有之用於經改良光提取之一次透鏡。在某些實施例中，該透鏡可係半球形，其可藉由提供促進第一通道光發射之一透鏡表面來進一步增加光提取。
在根據本發明之某些實施例中，LED陣列可包含發射相同色彩或不同色彩之光之LED晶片(例如，紅色、綠色及藍色LED晶片或子群組，白色LED及紅色LED晶片或子群組等)。已開發用於自複數個離散光源產生白色光以在所期望色溫下提供所期望CRI之技術，該等技術利用來自不同離散光源之不同色度。此等技術闡述於標題為「Lighting Device and Lighting Method」之第7,213,940號美國專利中，該美國專利特此以引用的方式併入本文中。
在某些實施例中，除一次透鏡或光學器件以外，亦可使用一個二次透鏡或光學器件，例如，在具有一次光學器件之多個發射體群組上方之一較大二次光學器件。在每一發射體或發射體群組具有其特有之一次透鏡或光學器件之情況下，根據本發明之實施例可展現更容易提供較大LED陣列之較大可延展性。在根據本發明之某些實施例中，LED串電路110可包含數百個COB LED。
在某些實施例中，LED陣列可係安置至具有提供經改良操作之特性之一基板100之COB。基板100可提供電隔離特性，其允許COB LED之板層次電隔離。同時該板可具有提供一高效熱通道以自COB LED分散熱之性質。自COB LED之熱之高效熱分散可導致經改良之LED晶片可靠性及色彩 一致性。基板100亦可經配置以允許高效安裝一個一次散熱片。在根據本發明之某些實施例中，基板100包含允許使用機械構件將其容易且高效地安裝至散熱片之特徵。在其他實施例中，電路板可包括允許(諸如)透過回流製程將其高效地且容易地焊接至一散熱片之一材料。
本發明可提供可擴展之LED陣列配置，以使得某些實施例可具有少達三個發射體且其他實施例可具有多達10或100個發射體。
將進一步理解，LED驅動器電路105中之組件中之某些組件可係安裝於基板100上之離散電子組件封裝以提供(舉例而言)安裝於基板100之表面上之複數個分流電路。將進一步理解，其他電子組件封裝可提供於基板100上以提供固態發光裝置101中包含之電路之剩餘部分。
根據圖4B，基板100可係包含用於在基板100之表面上之電子組件封裝之間提供互動之一上部金屬層之一金屬芯多層PCB。一下部金屬(或基底)層415可用於促進離開LED串電路110之熱轉移且與上部金屬層405相比可係相對較厚。上部金屬層405與下部金屬層415由一導熱介電層410分離，該導熱介電層410可將上部金屬層405與下部金屬層415電絕緣同時仍提供自LED串陣列110至下部金屬層415之一熱通道。
因此，下部金屬層415可提供用於將熱轉移離開LED串電路110之一散熱片。在根據本發明之又一些實施例中，一個二次散熱片可附接至下部金屬層415之一下表面以提 供離開LED串電路110之額外熱轉移。
在根據本發明之某些實施例中，下部金屬層415可係諸如鋁、銅或氧化鈹之一金屬。在根據本發明之某些實施例中，導熱介電層410可係充當一接合媒體以及熱傳導之一熱路徑以及在上部金屬層405與下部金屬層415之間提供一絕緣層之一填料基質複合物。在根據本發明之某些實施例中，導熱介電層410之導熱性可係習用FR4電介質之約4至約16倍大。
儘管圖4B中展示一單個(亦即，上部)金屬層405，但可提供其中提供額外信號層作為金屬芯PCB之一部分之根據本發明之其他實施例。舉例而言，在根據本發明之某些實施例中，額外上部金屬層405可提供於一較厚導熱介電層410內以在根據本發明之某些實施例中提供一個兩層或兩層以上多芯印刷電路板。在根據本發明之又一些實施例中，額外導熱介電層可提供於下部金屬層415下方以使得下部金屬層415在金屬芯印刷電路板內，而非在其一曝露表面上。
根據圖4C，一撓性印刷電路板經提供作為具有安裝於其上之LED串電路110之基板100。一導熱塊417可嵌入於基板100內接近於LED串電路110以提供離開LED串電路110之熱轉移。在根據本發明之某些實施例中，導熱塊417可係諸如銅、鋁或氧化鈹之一金屬。亦可使用其他導熱材料。
圖4D係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。根據圖4D，六 個LED(作為串電路110之一部分)安裝於基板100之一中心部分460上，且一ac電壓源輸入J1安裝於基板100上接近於外部邊緣。如圖4D中所示，根據來自裝置101之所期望光輸出，LED係以一第一配置位於中心部分460中。在根據本發明之某些實施例中，複數個LED藉由基板100之一保留部分465與安裝至基板100之電子組件之一剩餘部分分離，其中其他電子組件安裝於基板100上僅在保留部分465與基板100之外部周邊470之間。在根據本發明之某些實施例中，其他電子組件安裝於保留部分465中。
仍參考圖4D，構造根據本發明之一例示性實施例，其中中心部分460中之LED之中心定位於基板100之一中心處。所示裝置使用可自美國北卡羅來納州德罕(Durham,N.C.)之Cree,Inc.購得之六個XML-HV LED在約攝氏85度下產生約2000流明。中心部分460之直徑係約21 mm且總板大小係約54 mm×60 mm。保留部分465量測超過中心部分460一額外9.5 mm。在裝置101之25.2 W之一總電力消耗下，提供至裝置之總電力係約31.4 W，其中約20.6 W由LED消耗。
圖4E係在根據本發明之某些實施例中之具有另一大約對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。根據圖4E，五個LED(作為串電路110之一部分)安裝於基板100之中心部分460上，且一ac電壓源輸入J1安裝於基板100上接近於外部邊緣。如圖4E中所示，根據來自裝置101之所期望光輸出，LED係以一第二配置位於中心部分460中。在根據本發明之某些實施例中，複數個LED藉由基板100之保留 部分465與安裝至基板100之電子組件之剩餘部分分離，其中其他電子組件安裝於基板100上僅在保留部分465與基板100之外部周邊470之間。在根據本發明之某些實施例中，其他電子組件安裝於保留部分465中。
仍參考圖4E，構造根據本發明之一例示性實施例，其中中心部分460中之LED之中心定位於基板100之一中心處。所示裝置使用可自美國北卡羅來納州德罕(Durham,N.C.)之Cree,Inc.購得之五個XML-HV LED在約攝氏85度下產生約800流明。中心部分460之直徑係約16.1 mm且總板大小係約54 mm×54 mm。保留部分465量測超過中心部分460一額外9.5 mm。在裝置101之11.5 W之一總電力消耗下，提供至裝置之總電力係約13.9 W，其中約9.5 W由COB LED消耗。
圖5A係圖解說明在根據本發明之某些實施例中包含安裝於基板100上之LED串電路110及LED驅動器電路105且包含電容器310之固態發光裝置101之一平面圖。應理解，圖5中所示之LED驅動器電路105亦可包含本文中所闡述之複數個分流電路，以及結合電容器310工作以提供如本文中所闡述之LED串電路110之操作之限流器電路305。應進一步理解，電容器310可安裝於基板上以減少電容器310之輪廓可引入一陰影至由固態發光裝置101所發射之光之可能性。因此，電容器310可經定位在基板100之一外部周邊附近。
基板100之大小可取決於不同因素(諸如安裝於該基板上 之板上晶片LED之大小及數目)而變化。舉例而言，在某些實施例中，基板可係大約33 mm×46 mm之矩形。在根據本發明之某些實施例中，基板上之組件可呈現約等於電容器310之高度之一高度。在根據本發明之某些實施例中，基板上之組件可呈現約等於13.5 mm之一高度。其他尺寸亦可用於基板100。
圖5B係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。根據圖5B，六個LED(作為串電路110之一部分)安裝於基板100之一側部分560上。如圖5B中所示，根據來自裝置101之所期望光輸出，LED係以第一配置位於側部分560中，且一ac電壓源輸入J1安裝於基板100上接近於外部邊緣。在根據本發明之某些實施例中，複數個LED藉由基板100之保留部分565與安裝至基板100之電子組件之剩餘部分分離，其中其他電子組件安裝於基板100上僅在保留部分565與基板100之外部周邊570之間。在根據本發明之某些實施例中，其他電子組件安裝於保留部分565中。
仍參考圖5B，構造根據本發明之一例示性實施例，其中中心部分460中之LED之中心經定位距基板100之頂邊緣及底邊緣約17.5 mm，距右邊緣約15.2 mm。所示裝置使用可自美國北卡羅來納州德罕(Durham,N.C.)之Cree,Inc.購得之六個XML-HV LED在約攝氏85度下產生約2000流明。中心部分560之直徑係約21 mm且總板大小係約71.3 mm×35 mm。保留部分565量測超過中心部分560一額外9.5 mm。 在裝置101之252 W之一總電力消耗下，提供之裝置之總電力係約31.4 W，其中約20.6 W被LED消耗。
圖5C係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。根據圖5C，五個LED(作為串電路110之一部分)安裝於基板100之一側部分560上。如圖5C中所示，根據來自裝置101之所期望光輸出，LED係以第一配置位於側部分560中，且一ac電壓源輸入J1安裝於基板100上接近於外部邊緣。在根據本發明之某些實施例中，LED藉由基板100之保留部分565與安裝至基板100之電子組件之剩餘部分分離，其中其他電子組件安裝於基板100上僅在保留部分565與基板100之外部周邊570之間。在根據本發明之某些實施例中，其他電子組件安裝於保留部分565中。
仍參考圖5C，構造根據本發明之一例示性實施例，其中中心部分560中之LED之中心經定位距基板100之頂邊緣及底邊緣約16.2 mm，距右邊緣約12.827 mm。所示裝置使用可自美國北卡羅來納州德罕(Durham,N.C.)之Cree,Inc.購得之五個XML-HV LED在約攝氏85度下產生約800流明。中心部分560之直徑係約16.1 mm且總板大小係約66.875 mm×32.4 mm。保留部分565量測超過中心部分560一額外9.5 mm。在裝置101之11.5 W之一總電力消耗下，提供之裝置之總電力係約13.9 W，其中約9.5 W被LED消耗。
圖5D係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。根據圖5D， 一單個LED(作為串電路110之一部分)安裝於基板100之一側部分560上。根據來自裝置101之所期望光輸出，該單個LED配置於側部分560中，且一ac電壓源輸入J1安裝於基板100上接近於外部邊緣。在根據本發明之某些實施例中，LED藉由基板100之保留部分565與安裝至基板100之電子組件之剩餘部分分離，其中其他電子組件安裝於基板100上僅在保留部分565與基板100之外部周邊570之間。在根據本發明之某些實施例中，其他電子組件安裝於保留部分565中。
根據參考圖4至圖5之以上闡述，應理解，在根據本發明之某些實施例中可藉由變化LED(或根據特定實施例之COB LED)之數目、類型及配置而提供一廣泛範圍之光輸出。舉例而言，其他實施例可提供以使用4個XTE-HV LED(及用以驅動LED之電流)產生600流明。在根據本發明之某些實施例中，可使用3個XML-HV LED產生1000流明。流明與COB LED之數目及類型之其他組合亦可用於提供根據本發明之實施例。
因此，根據本發明之實施例可提供不包含一板上切換模式電力供應器但發射相對高位準之光之相對小基板。舉例而言，在根據本發明之某些實施例中，一基板可佔據約3240 mm2或以下之一面積同時發射至少2000流明。此外，在根據本發明之某些實施例中，由LED(或COB LED)利用之基板之一部分可係約1384 mm2或以下。在根據本發明之某些實施例中，LED(或COB LED)可利用基板之整個面積 之約40%或以下。在根據本發明之某些實施例中，毗鄰於由LED(或COB LED)利用之基板之部分之保留部分可係基板之最大尺寸(亦即，長度或寬度)之長度之約16%或以上。
在根據本發明之進一步實施例中，一基板可佔據約2900 mm2或以下之一面積同時發射至少800流明。此外，在根據本發明之某些實施例中，由LED(或COB LED)所利用之基板之一部分可係約814 mm2或以下。在根據本發明之某些實施例中，LED(或COB LED)可利用基板之整個面積之約30%或以下。在根據本發明之某些實施例中，毗鄰於由LED(或COB LED)所利用之基板之部分之保留部分可係基板之最大尺寸(亦即，長度或寬度)之長度之約18%或以上。
在根據本發明之進一步實施例中，一基板可佔據約3240 mm2或以下之一面積同時發射至少2000流明。此外，在根據本發明之某些實施例中，由LED(或COB LED)利用之基板之一部分可係約1384 mm2或以下。在根據本發明之某些實施例中，LED(或COB LED)可利用基板之整個面積之約40%或以下。在根據本發明之某些實施例中，毗鄰於由LED(或COB LED)利用之基板之部分之保留部分可係基板之最大尺寸(亦即，長度或寬度)之長度之約13%或以上。
在根據本發明之進一步實施例，一基板可佔據約2144 mm2或以下之一面積同時發射至少800流明。此外，在根據本發明之某些實施例中，由LED(或COB LED)所利用之 基板之一部分可係約814 mm2或以下。在根據本發明之某些實施例中，LED(或COB LED)可利用基板之整個面積之約38%或以下。在根據本發明之某些實施例中，毗鄰於由LED(或COB LED)所利用之基板之部分之保留部分可係基板之最大尺寸(亦即，長度或寬度)之長度之約14%或以上。
圖5E係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。根據圖5E，六個LED器件(作為串電路110之一部分)安裝於基板100之一側部分580上。該等LED器件可係可自美國北卡羅來納州德罕(Durham,N.C.)之Cree,Inc.購得之彼等，其闡述於(舉例而言)以下美國專利申請案中：2011年2月14日提供申請之第13/027,006號、於2011年7月8日提出申請之第13/178,791號及於2011年5月20提出申請之第13/112,502號，該等美國專利申請案之揭示內容以引用的方式併入本文中。如圖5E中所示，根據來自裝置之所期望光輸出，LED器件各自包含一各別基台581及一各別透鏡582，以一第一配置位於側部分580中。LED器件係藉由導電跡線583電耦合至基板100上之電子組件之剩餘部分。在根據本發明之某些實施例中，複數個LED器件藉由基板100之保留部分與電子組件之剩餘部分分離，其中其他電子組件安裝於基板100上在基板100之保留部分外部。在根據本發明之某些實施例中，其他電子組件安裝於保留部分中。
圖5F係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對 稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。根據圖5F，五個LED器件(作為串電路110之一部分)安裝於基板100之一側部分590上。該等LED器件可係可自美國北卡羅來納州德罕(Durham,N.C.)之Cree,Inc.購得之彼等，其闡述於(舉例而言)以下美國專利申請案中：於2011年2月14日提供申請之第13/027,006號、於2011年7月8日提出申請之第13/178,791號及於2011年5月20提出申請之第13/112,502號。如圖5F中所示，根據來自裝置之所期望光輸出，LED器件各自包含一各別基台591及一各別透鏡592，位於側部分590中。LED器件係藉由導電跡線593電耦合至基板100上之電子組件之剩餘部分。在根據本發明之某些實施例中，LED器件藉由基板100之保留部分與安裝至基板100之電子組件之剩餘部分分離，其中其他電子組件安裝於基板100上在基板100之保留部分外部。在根據本發明之某些實施例中，其他電子組件安裝於保留部分中。應進一步理解，圖5E及圖5F中特定圖解說明之特徵(諸如各別LED之基台、導電跡線及電子組件之剩餘部分)亦可包含於圖4至圖5D之實施例中。
圖6至圖8係圖解說明在根據本發明之某些實施例中形成一固態發光裝置之方法之剖面圖。根據圖6，LED串電路110中包含之板上晶片LED安裝於基板100上。一囊封材料605施加於板上晶片LED上方。在根據本發明之某些實施例中，囊封材料605提供覆蓋LED以及位於該等LED中之毗鄰者之間的基板100之部分之一連續層。因此，囊封材料 605可基本上彼此同時施加於板上晶片LED。
應理解，囊封材料605可用於在板上晶片LED上方形成一透鏡。在根據本發明之某些實施例中，囊封材料605可包含液態聚矽氧及/或液態環氧樹脂，及/或一揮發性溶劑材料(諸如酒精、水、丙酮、甲醇、乙醇、酮、異丙醇、烴溶劑、己烷、乙二醇、甲基乙基酮及其組合)。
在根據本發明之又一些實施例中，在板上晶片LED中之毗鄰者之間延伸的囊封材料605之部分可在裝配製程完成之後保持於基板100上，而在根據本發明之某些實施例中，自基板100移除介入囊封材料605。在根據本發明之另外其他實施例中，囊封材料605可包含其他材料，諸如光學轉換材料、漫射材料及諸如此類。
根據圖7，使一模具710與板上晶片LED上之囊封材料605接觸。模具710在與板上晶片LED欲定位於基板100上之處相對定位之其一下表面中包含凹部711。凹部711具有經給定至板上晶片LED上之透鏡之一形狀。
模具710可係適於將一經選擇囊封材料605(亦即，諸如聚矽氧)模製成一保形或其他輪廓層之任何材料。在根據本發明之某些實施例中，模具710可係諸如鋁之一金屬。在根據本發明之某些實施例中，模具710可係矽或碳化矽。其他材料可用作模具710。
模具710可具有經施加至其之一離型材料(release material)。特定而言，一離型材料可經噴射或以其他方式施加至基板及板上晶片LED與其分離之模具710之一表面 上。離型材料可係將促進將板上晶片LED及基板100自模具710移除之任何材料。在根據本發明之某些實施例中，該離型材料可係一以聚矽氧為基礎之離型劑。
應理解，儘管在板上晶片LED中之毗鄰者之間的基板100上延伸之囊封材料605可經壓縮至一相對薄層，但囊封材料605可保持於基板100上，雖然非經提供作為一特定板上晶片LED之透鏡之一部分。
根據圖8，基板100上之板上晶片LED中之每一者具備由經模製化之囊封材料605製成之一透鏡815。在根據本發明之某些實施例中，可移除圖8中所示之板上晶片LED中之毗鄰者之間的囊封材料605。應進一步理解，囊封材料605之額外層可提供於透鏡815上以提供額外光學特徵至LED串電路110。繼模製化透鏡815之後，額外離散電子組件封裝可安裝於基板100上。舉例而言，在根據本發明之某些實施例中，構成LED驅動器電路105之離散電子組件封裝可在由囊封材料605形成之透鏡815之後安裝至基板100上。
圖9係圖解說明在根據本發明之某些實施例中使用一模具形成透鏡815來形成固態發光裝置101之方法之一剖面圖。特定而言，模具910進一步包含離散電子組件封裝凹部911，該離散電子組件封裝凹部911經組態以容納安裝於基板100上位於其上具有囊封材料605之LED串電路110外部之離散電子組件封裝905之輪廓。因此，離散電子組件封裝905可連同串電路110中之板上晶片LED安裝至基板 100上。然後可將囊封材料605施加至板上晶片LED，於是可使模具910與囊封材料605接觸以形成透鏡815同時可藉由包含離散電子組件封裝凹部911而避免對離散電子組件封裝905之損害。
圖10至圖12係圖解說明在根據本發明之某些實施例中形成固態發光裝置101之方法之剖面圖。根據圖10A，板上晶片LED安裝於基板100上且在基板100上被囊封障壁1005至少部分地包圍。應理解，囊封障壁1005之一上表面低於被囊封障壁1005包圍之板上晶片LED之上表面。
將一囊封材料1015施配至板上晶片LED上。在根據本發明之某些實施例中，使用噴嘴1110將囊封材料1015施配至板上晶片LED上。囊封材料1015係以足以提供在各別板上晶片LED上方形成每一各別透鏡815之一量施配。在根據本發明之某些實施例中，在板上晶片LED上方移動噴嘴1110以根據一順序將囊封材料1115施配至別板上晶片LED中之每一者上。舉例而言，噴嘴1110可定位於最左側板上晶片LED上方在第一位置中以將囊封材料1115分佈至恰好位於噴嘴1110下方之各別板上晶片LED上。
在施配囊封材料1115之後，使噴嘴1110移動至一第二位置在緊位於最左側板上晶片LED之右側之板上晶片LED上面。可重複此程序以將囊封材料1115施配至串電路110中所包含之板上晶片LED中之每一者上。在根據本發明之另外其他實施例中，複數個噴嘴1110預定位於板上晶片LED中之至少兩者上方，於是將囊封材料1115基本上彼此同時 地施配至板上晶片LED中之每一者上。
囊封障壁1005經組態以限制一囊封材料1115流動至各別板上晶片LED上以允許透鏡815之形成具有所期望形狀1105。應理解，如圖10B中所示，舉例而言，囊封障壁1005可至少部分地包圍各別板上晶片LED中之每一者。舉例而言，在根據本發明之某些實施例中，囊封障壁1005可完全包圍各別板上晶片LED。在根據本發明之其他實施例，囊封障壁1005可僅部分地包圍板上晶片LED。
在根據本發明之某些實施例中，囊封障壁1005可具有形成於其中之週期或非週期間隔但仍允許針對板上晶片LED形成具有所期望形狀1105之透鏡815。亦應理解，儘管囊封障壁1005經展示為具有基板上一矩形剖面，但可使用其他形式之囊封障壁1005。舉例而言，囊封障壁1005可具有提供充足表面張力以當施配至板上晶片LED時促進囊封材料1115之形狀1105之一半圓形狀或其他幾何形狀。
在根據本發明之某些實施例中，囊封障壁1005可具有限制囊封材料1015之流動之任何形狀。舉例而言，在根據本發明之某些實施例中，囊封障壁1005具有一正方形或矩形周邊形狀以至少部分地包圍板上晶片LED。可使用其他形狀。
圖12係展示在形成具有一所期望輪廓1105之透鏡815之後將囊封障壁1005自板上晶片LED 1004周圍移除之一剖面圖。特定而言，可自板上晶片LED之一基底處之透鏡815之外部邊緣蝕刻囊封障壁1005以在透鏡815之一最外邊緣 處在基板100之表面處形成一凹部1205。在根據本發明之某些實施例中，不自透鏡815移除囊封障壁1005。
圖13A係圖解說明在根據本發明之某些實施例中耦合至一LED串電路之一LED驅動器電路之一電路示意圖。裝置101包含串聯連接接LED組110-1、110-2、...、110-N之一串110。LED組110-1、110-2、...、110-N中之每一者包含至少一個LED。舉例而言，該等組中之個別者可包括一單個LED及/或個別組可包含以各種並聯及/或串聯配置連接之多個LED。該等LED組可以若干種不同方式組態且可具有與其相關聯之各種補償路，如(舉例而言)共同受讓之同在申請中之序號為13/235,103(代理人檔案：5308-1459)之美國申請案、序號為13/235,127(代理人檔案：5308-1461)之美國申請案中所論述。
自經組態以耦合至一ac電源10且自其產生一經整流電壓v R 及電流i R 之一整流器電路105將電力提供至LED串110。整流器電路105可包含於發光裝置101中或可係耦合至裝置101之一單獨單元之一部分。
裝置101進一步包含連接至串110之各別節點之各別分流電路130-1、130-2、...、130-N。分流電路130-1、130-2、...、130-N經組態以提供旁通LED組110-1、110-2、...、110-N中之各別者之電流路徑。分流電路130-1、130-2、...、130-N各自包含經組態以提供可用於選擇性地旁通LED組110-1、110-2、...、110-N之一控制電流路徑之一電晶體Q1。使用電晶體Q2、電阻器R1、R2、...、RN及二極體D 來對電晶體Q1施偏壓。電晶體Q2經組態以操作為二極體，其中其基底及集極端彼此連接。不同數目個二極體D與分流電路130-1、130-2、...、130-N之各別者中之電晶體Q2串聯連接，以使得以不同電壓位準對各別分流電路130-1、130-2、...、130-N中之電流路徑電晶體Q1之基極端子施偏壓。電晶體R1、R2、...、RN用於限制電流路徑電晶體Q1之基極電流。各別分流電路130-1、130-2、...、130-N之電流路徑電晶體Q1將在不同發射體偏壓電壓下關斷，該等發射體偏壓係藉由流過一電阻器R0之一電流判定。因此，分流電路130-1、130-2、...、130-N經組態以回應於隨著經整流電壓v R 增加及減少之LED組110-1、110-2、...、110-N之偏壓狀態轉變而操作以使得LED組110-1、110-2、...、110-N隨著經整流電壓v R 上升及下降而遞增地啟動及撤銷啟動。電流路徑電晶體Q1隨著LED組110-1、110-2、...、110-N之偏壓狀態改變而接通及關斷。
如圖13A中進一步展示，經串聯連接LED組之串110亦與一限流器電路串聯耦合，該限流器電路經實現為一電流鏡電路1420，儘管根據本發明之實施例中可使用任何類型之限流器電路。一或多個儲存電容器310與經串聯連接LED組之串110及電流鏡電路1420並聯耦合。電流鏡電路1420可經組態以將穿過經串聯連接LED組之串110之電流限制至小於提供至串電路110之一標稱電流之一量。
如圖13A中進一步所示，電流鏡電路1420包含以電流鏡組態連接之第一電晶體Q1及第二電晶體Q2以及電阻器 R1、R2、R3。電流鏡電路1420可提供大約(VLED-0.7)/(R1+R2)×(R2/R3)之一電流限制。一電壓限制器電路1460(例如，一齊納二極體)亦可經提供以限制跨越一或多個儲存電容器310形成之電壓。以此方式，一或多個儲存電容器310可經由整流器電路105交替充電且經由經串聯連接LED組之串110放電，該等經串聯連接LED組可提供較均勻發光。電流鏡電路1420耦合至包含於串電路110中之複數個LED組當中之一LED組1410。應理解，LED組1410可包含彼此並聯耦合之多個LED。
圖13B至圖13D係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之分流電路之電路示意圖。特定而言，在圖13A中經展示為分流電路130-1至130-N之一部分之電晶體Q2由圖13B至圖13D中之二極體D替換，以對相關聯電晶體Q1之各別基底提供足夠偏壓。此外，分流電路130-1至130-N級中之每一者包含對應數目個二極體D以提供原本由電晶體Q2提供之偏壓。舉例而言，第一級130-1包含用於偏壓之兩個二極體，而下一級130-2包含用於偏壓之三個二極體D。此外，級130-1至130-N中之每一者可共用先前級之用於偏壓之二極體D。
圖13E係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之耦合至一LED串電路之一LED驅動器電路之一電路示意圖。圖13E展示替換分流電路130-1至130-N所使用之圖13B至圖13D之分流電路。根據圖13E，在第一段中，Q1之偏壓電壓約等於(D1+D2)之電壓降。在第二段中，Q2之偏壓電壓 約等於(D1+D2+D3)之電壓降。在N段中，QN之偏壓電壓約等於(D1+D2+...+DN)之電壓降。因此，在根據本發明之某些實施例中，分流電路可經製作為一個二極體陣列及一電晶體區塊。在根據本發明之某些實施例中，該二極體陣列及該電晶體區塊可一起整合或彼此分離。
應理解，儘管本文中可使用術語第一、第二等來闡述各種元件，但此等元件不應受限於該等術語。此等術語僅用於將一個元件與另一元件區分開。舉例而言，可在不背離本發明性標的物之範疇的情況下將一第一元件稱作一第二元件，且類似地，可將一第二元件稱作一第一元件。如本文中所使用，術語「及/或」包括所列舉相關物項中之一或多者之任何者及所有組合。
應理解，當稱一元件為「連接」或「耦合」至另一元件時，其可直接連接或耦合至另一元件，或者可存在介入元件。相反，當稱一元件為「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，則不存在介入元件。
應理解，當稱一元件或層為「位於」另一元件或層「上」時，該元件或層可直接在另一元件或層上或亦可存在介入元件或層。相反，當稱一元件為「直接位於」另一元件或層「上」時，則不存在介入元件或層。如本文中所使用，術語「及/或」包含所列舉相關物項中之一或多者之任何者及所有組合。
本文中可使用空間相對術語(諸如，「下面」、「下方」、「下部」、「上面」、「上部」及諸如此類)以便於用以闡述 一個元件或特徵與另外元件或特徵之關係(如圖中所圖解說明)之說明。應理解，除圖中所繪示之定向以外，該等空間相對術語亦意欲囊括使用或操作中之器件之不同定向。在該說明書通篇中，圖式中之相同元件符號標示相同元件。
本文中參考係本發明性標的物之理想實施例之示意性圖解說明之平面及透視圖解說明闡述本發明性標的物之實施例。如此，將預期由於(舉例而言)製造技術及/或容限所致之圖解說明之形狀之變化。因此，本發明性標的物不應解釋為限於本文中所圖解說明之物件之特定形狀，而應包含(舉例而言)由製造所致之形狀之變化。因此，圖中所圖解說明之物件性質上係示意性且其形狀並非意欲圖解說明一器件之一區之實際形狀且並非意欲限制本發明性標的物之範疇。
本文中所使用術語僅係出於闡述特定實施例之目的而非意欲限制本發明性標的物。如本文中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」亦意欲包含複數形式，除非上下文另外明確指示。將進一步理解，當術語「包括(comprise)」、「包括(comprising)」、「包含(include)」及/或「包含(including)」用於本文中時，其指明存在所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件但並不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。
除非另外定義，否則本文中所使用之全部術語(包含技 術術語及科學術語)具有與熟習本發明性標的物所屬之技術者通常所理解之含義相同的含義。應進一步理解，應將本文中所使用之術語解釋為具有與其在本說明書及相關技術之上下文中之含義一致的一含義，而不應以一理想化或過分形式化之意義來解釋，除非本文中明確地如此定義。術語「複數個」在本文中用於指代兩個或兩個以上之所提及物項。
應理解，如本文中所使用，術語發光二極體可包含一發光二極體、雷射二極體及/或包含一或多個半導體層(其可包含矽、碳化矽、氮化鎵及/或其他半導體材料)之其他半導體器件、可包含藍寶石、矽、碳化矽及/或其他微電子基板之一基板以及可包含金屬及/或其他導電層之一或多個接觸層。
在圖式及說明書中，已揭示本發明性標的物之典型較佳實施例，且儘管採用特定術語，但其等僅以其一般性及闡述性意義來使用且並非出於限制目的，以下申請專利範圍中闡明本發明性標的物之範疇。
10‧‧‧交流電源
100‧‧‧基板
101‧‧‧固態發光裝置/裝置/小型經封裝高效輸出發光裝置
105‧‧‧發光二極體驅動器電路/整流器電路
110‧‧‧發光二極體串電路/串電路/串/發光二極體串/發光二極體串陣列
130-1‧‧‧分流電路/第一級/級
130-2‧‧‧分流電路/下一級
130-N‧‧‧分流電路/級
205‧‧‧整流器電路
210‧‧‧分流電路
305‧‧‧限流器電路
310‧‧‧電容器/儲存電容器
405‧‧‧上部金屬層/金屬層
415‧‧‧下部金屬(或基底)層/下部金屬層
417‧‧‧導熱塊
460‧‧‧中心部分
465‧‧‧保留部分
470‧‧‧外部周邊
560‧‧‧側部分/中心部分
565‧‧‧保留部分
570‧‧‧外部周邊
580‧‧‧側部分
581‧‧‧基台
582‧‧‧透鏡
583‧‧‧導電跡線
590‧‧‧側部分
591‧‧‧基台
592‧‧‧透鏡
593‧‧‧導電跡線
605‧‧‧囊封材料
710‧‧‧模具
711‧‧‧凹部
815‧‧‧透鏡
905‧‧‧離散電子組件封裝
910‧‧‧模具
911‧‧‧離散電子組件封裝凹部
1005‧‧‧囊封障壁
1105‧‧‧形狀/輪廓
1110‧‧‧噴嘴
1115‧‧‧囊封材料
1205‧‧‧凹部
1410‧‧‧發光二極體組
1420‧‧‧電流鏡電路
1460‧‧‧電壓限制器電路
D‧‧‧二極體
J1‧‧‧交流電壓源輸入
Q1‧‧‧電晶體/電流路徑電晶體/第一電晶體
Q2‧‧‧電晶體/第二電晶體
R0‧‧‧電阻器
R1‧‧‧電阻器
R2‧‧‧電阻器
RN‧‧‧電阻器
V R ‧‧‧經整流電壓
圖1係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之包含一發光二極體(LED)驅動器電路及一LED串電路之一固態發光裝置之一示意性方塊圖。
圖2係圖解說明如圖1中所示之包含一整流器電路及一分流電路之該LED驅動器電路及在根據本發明之某些實施例中之耦合至該LED驅動器電路之LED串電路之一示意性方 塊圖。
圖3係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之進一步包含一限流器電路及耦合至LED串電路之一電容器之圖1及圖2中所示之LED驅動器電路之一示意性方塊圖。
圖4A係在根據本發明之某些實施例中之固態發光裝置中之在其上包含一整流器電路、一LED串電路及其他離散電子組件封裝之一例示性電路基板之一平面圖。
圖4B係在根據本發明之某些實施例中之圖4A中所示之例示性電路基板之一剖面圖。
圖4C係在根據本發明之某些實施例中之包含一撓性電路基板之圖4A及圖4B中所示之例示性電路基板之一LED串電路部分之一替代剖面圖。
圖4D係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。
圖4E係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。
圖5A係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之包含整流器電路及耦合至一電容器之LED串電路之一例示性電路基板之一平面圖。
圖5B係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。
圖5C係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。
圖5D係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對 稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。
圖5E係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。
圖5F係在根據本發明之某些實施例中之具有一大約非對稱外觀尺寸之一例示性電路基板之一平面圖。
圖6至圖9係圖解說明在根據本發明之某些實施例中使用一模具在包含安裝於其上之板上晶片LED之一電路基板上形成一固態裝置之方法之剖面圖。
圖10(包括圖10A及圖10B)及圖11至圖12係圖解說明在根據本發明之某些實施例中在一電路基板上使用囊封障壁形成包含板上晶片LED之一固態發光裝置之方法之剖面圖。
圖13A係圖解說明在根據本發明之某些實施例中耦合至一LED串電路之一LED驅動器電路之一電路示意圖。
圖13B至圖13D係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之分流電路之電路示意圖。
圖13E係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之耦合至一LED串電路之一LED驅動器電路之一電路示意圖。
圖14係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之一例示性固態發光裝置之效能資料之一表。
圖15係圖解說明在根據本發明之某些實施例中之一例示性固態發光裝置之效能資料之一表。
圖16在根據本發明之某些實施例中之裝納於一發光器具中之一例示性固態發光裝置。
100‧‧‧基板
101‧‧‧固態發光裝置/裝置/小型經封裝高效輸出發光裝置
105‧‧‧發光二極體驅動器電路/整流器電路
110‧‧‧發光二極體串電路/串電路/串/發光二極體串/發光二極體串陣列

Claims (79)

  1. 一種固態發光裝置，其包括：一整流器電路，其安裝於裝納於該固態發光裝置中之一基板之一表面上，耦合至一ac電壓源，經組態以提供一經整流ac電壓至該基板；一電流源電路，其安裝於該基板之該表面上，耦合至該整流器電路；一串發光二極體(LED)組，其安裝於該基板之該表面上，彼此串聯耦合且耦合至該電流源電路；及複數個分流電路，其安裝於該基板之該表面上，該複數個分流電路中之各別者耦合至該串之各別節點且經組態以回應於該等LED組中之各別者之偏壓狀態轉變而操作。
  2. 如請求項1之裝置，其中至少該複數個分流電路包括安裝於該基板上之離散電子組件封裝。
  3. 如請求項1之裝置，其中該串中之該等LED包括安裝於該基板之該表面上之板上晶片LED。
  4. 如請求項1之裝置，其中該基板包括一撓性電路基板，該裝置進一步包括：一散熱片，其安裝於該基板之一相對表面上，熱耦合至該串LED組。
  5. 如請求項1之裝置，其中該基板包括一金屬芯印刷電路板(MCPCB)。
  6. 如請求項5之裝置，其中該MCPCB包括一金屬層，該金 屬層藉由一介電層與該基板之該表面分離且經組態以將熱傳導離開該串LED組。
  7. 如請求項5之裝置，其中該MCPCB在第一金屬層與第二金屬層之間包括一介電材料。
  8. 如請求項7之裝置，其中該第一金屬層包括一電路層且該第二金屬層經組態以將熱傳導離開該串LED組。
  9. 如請求項1之裝置，其進一步包括：一限流器電路，其位於該基板之該表面上，與該電流源電路及該等LED組中之至少一者串聯；及至少一個電容器，其位於該基板之該表面上，跨越該至少一個LED組及該限流器電路耦合。
  10. 如請求項9之裝置，其中該限流器電路經組態以將來自該電流源電路之電流選擇性地提供至該至少一個LED組及該至少一個電容器。
  11. 如請求項1之裝置，其進一步包括：一囊封劑層，其位於該基板之該表面上，囊封該串LED組。
  12. 如請求項11之裝置，其中該囊封劑層包括聚矽氧。
  13. 如請求項1之裝置，其進一步包括：個別囊層劑層，其個別地囊封該串LED組中之LED。
  14. 如請求項1之裝置，其中該整流器電路、該電流源電路及該複數個分流電路包含於一單個積體電路器件封裝中。
  15. 如請求項9之裝置，其中該整流器電路、該電流源電 路、該複數個分流電路及該限流器電路整合於一特殊應用積體電路中。
  16. 如請求項1之裝置，其中該基板包括一矽基板、一氮化鎵基板、一碳化矽基板或一石墨基板。
  17. 如請求項1之裝置，其進一步包括：一囊封劑障壁，其位於該基板上，至少部分地包圍該等組中之LED，經組態以在施加一囊封劑材料期間減少該囊封劑材料離開該等LED之一流動以促進該串LED組上透鏡之形成。
  18. 如請求項17之裝置，其中該基板上面之該囊封劑障壁之一高度小於該等LED之一上表面之一高度。
  19. 如請求項1之裝置，其中該串LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此並聯耦合之至少兩個高電壓LED。
  20. 如請求項1之裝置，其中該ac電壓源包括至少約110伏特ac。
  21. 如請求項1之裝置，其中該串LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此串聯耦合之至少兩個高電壓LED。
  22. 如請求項1之裝置，其中該ac電壓源包括至少約220伏特ac。
  23. 如請求項1之裝置，其中該串LED組中之至少一個組包括彼此並聯或串聯耦合之至少兩個高電壓LED且該ac電壓源包括至少約110伏特ac或約220伏特ac。
  24. 一種固態發光裝置，其包括：一基板，其具有第一及第二相對表面，該等相對表面中之至少一者經組態以在其上安裝器件；一串板上晶片發光二極體(LED)組，其位於該基板之該第一表面上，彼此串聯耦合；及一ac電壓源輸入，其來自該固態發光裝置外部，耦合至該基板之該第一表面或該第二表面。
  25. 如請求項24之裝置，其進一步包括：一整流器電路，其位於該基板之該第一表面或該第二表面上，耦合至該ac電壓源輸入以提供一經整流ac電壓至該基板；一電流源電路，其位於該基板之該第一表面或該第二表面上，耦合至該整流器電路；及複數個分流電路，其位於該基板之該第一表面或該第二表面上，該複數個分流電路中之各別者耦合至該串之各別節點且經組態以回應於該等LED組中之各別者之偏壓狀態轉變而操作。
  26. 如請求項25之裝置，其中至少該複數個分流電路包括安裝於該基板之該第一表面上之離散電子組件封裝。
  27. 如請求項25之裝置，其中該基板包括一撓性電路基板，該裝置進一步包括：一導熱塊，其位於該基板中與該串板上晶片LED組將安裝於其上之處相對之一特定位置處。
  28. 如請求項25之裝置，其進一步包括： 一限流器電路，其位於該基板之該第一表面或該第二表面上，與該電流源電路及該等LED組中之至少一者串聯；及至少一個電容器，其位於該基板之該第一表面或該第二表面上，跨越該至少一個LED組及該限流器電路耦合。
  29. 如請求項24之裝置，其中該基板包括一撓性電路基板，該裝置進一步包括：一散熱片，其位於該基板之第二側上，熱耦合至該串板上晶片LED組。
  30. 如請求項24之裝置，其中該基板包括一金屬芯印刷電路板。
  31. 如請求項24之裝置，其中該串板上晶片LED組中之LED包括安裝於該基板上之未經封裝之發光二極體。
  32. 如請求項24之裝置，其中該串板上晶片LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此並聯耦合之至少兩個板上晶片高電壓LED。
  33. 如請求項24之裝置，其中該ac電壓源輸入包括至少約110伏特ac。
  34. 如請求項24之裝置，其中該串板上晶片LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此串聯耦合之至少兩個高電壓板上晶片LED。
  35. 如請求項24之裝置，其中該ac電壓源輸入包括至少約220伏特ac。
  36. 如請求項24之裝置，其中該串板上晶片LED組中之至少一個組包括彼此並聯或串聯耦合之至少兩個高電壓板上晶片LED且該ac電壓源包括至少約110伏特ac或約220伏特ac。
  37. 一種固態發光裝置，其包括：一整流器電路，其經組態以耦合至一ac電壓源以提供一經整流ac電壓；一電流源電路，其耦合至該整流器電路；一串經串聯連接LED組，其耦合至該電流源電路之一輸出；至少一個電容器，其耦合至該電流源電路之該輸出；一限流器電路，其包括一電流鏡電路，該電流鏡電路經組態以將穿過該等LED組中之至少一者之一電流限制為小於由該電流源電路所產生之一電流且回應於施加至該電流源電路之一輸入之該經整流ac電壓而致使該至少一個電容器選擇性地經由該電流源電路充電及經由該等LED組中之該至少一者放電；複數個分流電路，其耦合至該串中之LED之間的各別節點且經組態以回應於隨著該經整流ac電壓之一量值變化而發生之該等LED組之偏壓狀態轉變而選擇性地啟用及停用。
  38. 如請求項37之裝置，其中該複數個分流電路各自包括：一電晶體，其在該串之一第一節點與該整流器電路之一端子之間提供一可控制電流路徑；及 一關斷電路，其耦合至該串之一第二節點且耦合至該電晶體之一控制端子且經組態以回應於一控制輸入而控制該電流路徑。
  39. 如請求項37之裝置，其進一步包括：一基板，其具有第一及第二相對表面，其中至少該串經串聯連接LED組、該複數個分流電路、該整流器電路及該電流源電路安裝於該基板上。
  40. 如請求項39之裝置，其中該串中之該等LED包括安裝於該基板上之板上晶片LED。
  41. 如請求項39之裝置，其中該基板包括一撓性電路板，該裝置進一步包括：一散熱片，其安裝於該基板上與該串LED組相對且接近於該串LED組。
  42. 如請求項39之裝置，其中該基板包括一金屬芯印刷電路板(MCPCB)。
  43. 如請求項42之裝置，其中該MCPCB包括一金屬層，該金屬層藉由一介電層與該基板之該表面分離且經組態以將熱傳導離開該串LED組。
  44. 如請求項39之裝置，其中該基板包括一撓性印刷電路板。
  45. 如請求項39之裝置，其中至少該複數個分流電路包括安裝於該基板上之離散電子組件封裝。
  46. 如請求項37之裝置，其中該串經串聯連接LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼 此並聯耦合之至少兩個板上晶片高電壓LED。
  47. 如請求項37之裝置，其中該ac電壓源輸入包括至少約110伏特ac。
  48. 如請求項37之裝置，其中該串經串聯連接LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此串聯耦合之至少兩個高電壓板上晶片LED。
  49. 如請求項37之裝置，其中該ac電壓源輸入包括至少約220伏特ac。
  50. 如請求項37之裝置，其中該串經串聯連接LED組中之至少一個組包括彼此並聯或串聯耦合之至少兩個高電壓板上晶片LED且該ac電壓源包括至少約110伏特ac或約220伏特ac。
  51. 一種形成一固態發光電路之方法，其包括：將複數個板上晶片發光二極體(LED)以一串組態放置於一基板之一表面上；在該複數個板上晶片LED上方施加一囊封劑材料；及將該囊封劑材料形成為覆蓋該複數個板上晶片LED之一層以為該複數個板上晶片LED提供透鏡。
  52. 如請求項51之方法，其進一步包括：將包括離散電子組件封裝之複數個分流電路放置於該基板之該表面上。
  53. 如請求項51之方法，其中施加一囊封劑材料包括：施加該囊封劑材料以覆蓋該複數個板上晶片LED及該複數個板上晶片LED中之若干者之間的該表面之部分。
  54. 如請求項53之方法，其中將該囊封劑材料形成為一層包括：使一模具與該囊封劑材料接觸以同時形成覆蓋該複數個板上晶片LED之一層以為該複數個板上晶片LED提供該等透鏡，其中該模具包含定位於與該複數個板上晶片LED相對之該模具之一表面中之板上晶片LED凹部。
  55. 如請求項54之方法，其進一步包括：在施加該囊封劑材料之前將包括離散電子組件封裝之複數個分流電路放置於該基板之該表面上，其中該模具進一步包含定位於與該表面上之該複數個分流電路相對之該模具之該表面中之離散電子組件封裝凹部。
  56. 如請求項51之方法，其中施加一囊封劑材料包括：將該囊封劑材料個別地施配至該複數個板上晶片LED上。
  57. 如請求項51之方法，其中施加一囊封劑材料包括：將該囊封劑材料同時施配至該複數個板上晶片LED上。
  58. 如請求項51之方法，其中將該囊封劑材料形成為覆蓋該複數個板上晶片LED之一層以為該複數個板上晶片LED提供透鏡包括：提供各別囊封劑障壁以在施加該囊封劑材料期間減少該囊封劑材料離開該複數個板上晶片LED中之每一者之一流動以為該複數個板上晶片LED中之每一者提供一各別透鏡。
  59. 如請求項57之方法，其中該囊封劑障壁至少部分地包圍該等LED且經組態以在施加該囊封劑材料期間減少該囊封劑材料離開該等LED之一流動以促進該等透鏡之形成。
  60. 如請求項58之方法，其進一步包括：自該等透鏡移除該等囊封劑障壁。
  61. 如請求項51之方法，其中該串組態包括經串聯連接LED組且其中該等經串聯連接LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此並聯耦合之至少兩個板上晶片高電壓LED。
  62. 如請求項51之方法，其中該串組態經組態以耦合至包括至少約110伏特ac之一ac電壓源。
  63. 如請求項51之方法，其中該串組態包括經串聯連接LED組且其中該等經串聯連接LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此串聯耦合之至少兩個高電壓板上晶片LED。
  64. 如請求項51之方法，其中該串組態經組態以耦合至包括至少約220伏特ac之一ac電壓源。
  65. 如請求項51之方法，其中該串組態經組態以耦合至一ac電壓源且其中該串組態包括經串聯連接LED組且其中該串經串聯連接LED組中之至少一個組包括彼此並聯或串聯耦合之至少兩個高電壓板上晶片LED且該ac電壓源包括至少約110伏特ac或約220伏特ac。
  66. 一種印刷電路板(PCB)，其包括：一基板，其經組態以包含於一固態發光裝置中，該基板具有第一及第二相對表面，該等相對表面中之至少一者經組態以在其上安裝複數個板上晶片發光二極體(LED)，且該基板經組態以耦合至來自該固態發光裝置 外部之一ac電壓源輸入，且經組態以在其上安裝複數個離散分流電路器件，該複數個離散分流電路器件耦合至該等LED中之若干者之間的各別節點且經組態以回應於隨著提供至該等LED之一經整流ac電壓之一量值變化而發生之該等LED組之偏壓狀態轉變而選擇性地啟用及停用。
  67. 如請求項66之印刷電路板，其中該基板包括一金屬芯印刷電路板。
  68. 如請求項67之印刷電路板，其中該第一表面包括一導電電路圖案層且該第二表面包括具有大於該導電電路圖案層之一厚度之一基底金屬層，該印刷電路板進一步包括位於該導電電路圖案層與該基底金屬層之間的一介電層。
  69. 如請求項66之印刷電路板，其中該基板包括一撓性印刷電路板。
  70. 如請求項69之印刷電路板，其進一步包括：一導熱塊，其位於該基板中與該串板上晶片LED組安裝於其上之處相對之一特定位置處。
  71. 如請求項66之印刷電路板，其進一步包括：一囊封劑障壁，其自該表面突出，至少部分地包圍其中欲安裝該等LED中之至少一者之該表面上之一位置，經組態以在施加一囊封劑材料期間減少該囊封劑材料離開該等LED之一流動以促進該等LED中之該至少一者上一透鏡之形成。
  72. 一種固態發光裝置，其包括：一基板，其具有第一及第二相對表面，該等相對表面中之至少一者經組態以在其上安裝器件，該基板包括一基板區域；一串發光二極體(LED)組，其位於該基板之該第一表面上，彼此串聯耦合，且配置於該基板之一LED部分中，該LED部分包括係該基板區域之約40%或以下之一LED區域，該串LED組經組態以發射包括約2000流明或以上之光；及一ac電壓源輸入，其來自該固態發光裝置外部，耦合至該基板之該第一表面或該第二表面。
  73. 一種固態發光裝置，其包括：一基板，其具有第一及第二相對表面，該等相對表面中之至少一者經組態以在其上安裝器件，該基板包括一基板區域；一串發光二極體(LED)組，其位於該基板之該第一表面上，彼此串聯耦合，且配置於該基板之一LED部分中，該LED部分包括係該基板區域之約30%或以下之一LED區域，該串LED組經組態以發射包括約800流明或以上之光；及一ac電壓源輸入，其來自該固態發光裝置外部，耦合至該基板之該第一表面或該第二表面。
  74. 一種固態發光裝置，其包括：一基板，其具有第一及第二相對表面，該等相對表面 中之至少一者經組態以在其上安裝器件，該基板包括一基板區域；一串發光二極體(LED)組，其位於該基板之該第一表面上，彼此串聯耦合，且配置於該基板之一LED部分中，該LED部分包括係該基板區域之約38%或以下之一LED區域，該串LED組經組態以發射包括約800流明或以上之光；及一ac電壓源輸入，其來自該固態發光裝置外部，耦合至該基板之該第一表面或該第二表面。
  75. 如請求項74之裝置，其中該串LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此並聯耦合之至少兩個高電壓LED。
  76. 如請求項74之裝置，其中該ac電壓源輸入包括至少約110伏特ac。
  77. 如請求項74之裝置，其中該串LED組包含彼此串聯耦合之至少三個組，該三個組中之每一者包含彼此串聯耦合之至少兩個高電壓LED。
  78. 如請求項74之裝置，其中該ac電壓源輸入包括至少約220伏特ac。
  79. 如請求項74之裝置，其中該串LED組中之至少一個組包括彼此並聯或串聯耦合之至少兩個高電壓LED且該ac電壓源包括至少約110伏特ac或約220伏特ac。
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