[发明专利]具有串联耦合的发光单元阵列的发光二极管封装

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(light emitting diode，LED)封装，且更特定来说涉及一种具有串联耦合的发光单元阵列的LED封装，其可直接连接到交流(alternating current，AC)电源并由AC电源驱动。

背景技术

由于发光二极管(LED)可显现颜色，因此其已广泛用于指示灯、电显示板和显示器。LED还用于一般照明，因为其可显现白光。由于此类LED具有高效率和较长寿命且对环境无害，因此其应用领域持续扩展。

同时，LED是由半导体p-n结(p-n junction)结构形成的半导体装置，且通过电子和空穴的重组来发射光。一般来说，LED由在一方向上流动的电流驱动。因此，当使用AC电源驱动LED时，需要AC/直流(direct current，DC)转换器以将AC电流转换为DC电流。通过将AC/DC转换器与LED一起使用，LED的安装成本增加，这使得难以使用LED用于家庭的一般照明。因此，为了使用LED用于一般照明，需要一种能够使用AC电源直接驱动而不需要AC/DC转换器的LED封装。

颁予James C.Johnson的题为“LIGHT EMITTING DIODE RETROFITLAMP”的第5,463,280号美国专利中揭示了此类LED灯。所述LED灯包含串联耦合的多个发光二极管、用于限制电流的构件以及二极管电桥(diodebridge)。由于通过二极管电桥将AC电流转换为DC电流，因此LED灯可由AC电源驱动。

然而，由于LED灯具有串联耦合的上面安装有个别LED芯片的LED，因此耦合LED的过程较复杂，且LED灯的尺寸由于LED占据较大空间而大大增加。

同时，由于LED的发光功率实质上与输入功率成比例，因此将输入到LED中的电功率的增加实现了高发光功率。然而，LED的结温(junction temperature)由于输入电功率的增加而增加。LED的结温增加导致表示输入能量转换为可见光的程度的光度效率减小。因此，必须防止LED的结温由于增加的输入功率而上升。

发明内容

技术问题

本发明的一目的是提供一种发光二极管(light emitting diode，LED)封装，其可使用交流(alternating current，AC)电源驱动而不需要外部AC/直流(directcurrent，DC)转换器，且因此可小型化。

本发明的另一目的是提供一种制造过程可简化且有利于大量生产的LED封装。

本发明的又一目的是提供一种可通过容易地散发产生的热量来改进光度效率且具有稳定结构的LED封装。

技术解决方案

为了实现本发明的这些目的，本发明提供一种LED封装，其具有串联耦合的发光单元阵列。根据本发明一方面的LED封装包括封装主体以及安装在所述封装主体上的LED芯片。LED芯片具有串联耦合的发光单元阵列。由于根据本发明此方面的LED封装在上面安装具有串联耦合的发光单元阵列的LED芯片，因此可使用AC电源直接对其进行驱动。

此处，术语“发光单元”意味着形成于单一LED芯片中的微小LED。尽管LED芯片一般仅具有一个LED，但本发明的LED芯片具有多个发光单元。

在本发明的实施例中，LED芯片包括衬底和形成于衬底上的多个发光单元。发光单元与衬底电绝缘。

在本发明的一些实施例中，LED芯片可包括用于将发光单元彼此串联电连接的线。串联耦合的发光单元阵列由发光单元和线形成。

在本发明的其它实施例中，子基座(submount)可插入在LED芯片与封装主体之间。所述子基座可具有对应于发光单元的电极图案，且所述电极图案可将发光单元彼此串联耦合。因此，串联耦合的发光单元阵列由发光单元和电极图案形成。

此外，LED芯片可进一步包括用于将预定整流功率施加到串联耦合的发光单元阵列的整流电桥单元。因此，可使用AC电源来驱动LED芯片。

同时，LED芯片可进一步包括一个或一个以上串联耦合的发光单元阵列。所述串联耦合的发光单元阵列可彼此反向并联连接。因此，可使用AC电源来驱动LED芯片而不需要整流电桥单元或AC/DC转换器。

密封剂和/或模制部件可密封LED芯片。密封剂和/或模制部件保护LED芯片不受潮湿或外力影响。此处术语“密封剂”和“模制部件”的使用彼此没有任何差异。然而，在一些实施例中，共同使用所述术语以区别地指代组件。