[发明专利]具有单独可控发光二极管芯片的发光二极管封装

说明书

公开了包括发光二极管(LED)的固态发光装置，并且更具体地，公开了包括单独可控的LED芯片的封装LED。在一些实施例中，LED封装包括电连接件，其被配置为减少封装内的金属腐蚀；或者降低LED封装的总正向电压；或者为静电放电(ESD)芯片提供电路径。在一些实施例中，LED封装包括LED芯片阵列，每个LED芯片是单独可控的，使得可以选择性地激活或去激活单独的LED芯片或LED芯片的子组。可以在LED芯片阵列上设置单个波长转换元件，或者可以在阵列的一个或多个单独的LED芯片上设置分离的波长转换元件。代表性的LED封装对于需要具有可控亮度或适应性发射模式的高发光强度的应用可以是有益的。

技术领域

本公开涉及包括发光二极管的固态照明装置，并且更具体地，涉及具有单独可控发光二极管芯片的封装发光二极管。

背景技术

固态照明装置(例如，发光二极管(LED))越来越多地用于消费和商业应用。LED技术的进步带来了高效率和机械强度高、寿命长的光源。因此，现代LED已经实现了各种新的显示应用，并且越来越多地用于普通照明应用，通常替代白炽光源和荧光光源。

LED是将电能转换成光的固态装置，通常包括一个或多个设置在相反掺杂的n型和p型层之间的半导体材料有源层(或有源区域)。当在掺杂层上施加偏压时，空穴和电子被注入到一个或多个有源层中，其中，空穴和电子重新结合，以产生发射，例如，可见光或紫外线发射。LED芯片通常包括有源区域，其可以由例如碳化硅、氮化镓、磷化镓、氮化铝、砷化镓基材料和/或有机半导体材料制成。在所有方向激发由有源区域产生的光子。

通常，希望以可能最高的光发射效率来操作LED，这可以通过相对于输出功率的发射强度来测量(例如，以流明/瓦特为单位)。提高发射效率的一个实际目标是在期望的光传输方向上最大限度地提取有源区域发射的光。LED的光提取和外部量子效率受到许多因素的限制，包括内部反射。根据众所周知的斯涅尔定律，折射或者在内部反射到达LED表面和周围环境之间的表面(界面)的光子。如果以重复的方式在内部反射光子，则最终会吸收这些光子，并且永远不会提供从LED射出的可见光。

图1示出了典型LED封装10，包括通过焊接或导电环氧树脂安装在反射杯14上的单个LED芯片12。一个或多个引线键合16可以将LED芯片12的欧姆接触连接到引线18A和/或18B，引线18A和/或18B可以附着到反射杯14或与反射杯14成一体。反射杯14可以填充有封装材料20，封装材料20可以包含波长转换材料，例如，磷光体。由LED芯片12发射的第一波长的光的至少一部分可以被磷光体吸收，磷光体可以相应地发射第二波长的光。然后，整个组件封装在透明的保护树脂22中，保护树脂22可以被模制成透镜的形状，以准直从LED芯片12发出的光。虽然反射杯14可以向上引导光，但是当反射光时会发生光损耗。由于实际反射器表面的反射率低于100％，反射杯14可能吸收一些光。在感兴趣的波长范围内，某些金属的反射率可能低于95％。

图2示出了另一种传统LED封装24，其中，一个或多个LED芯片26可以安装在载体上，例如，印刷电路板(PCB)载体、衬底或基板28。金属反射器30安装在基板28上并且围绕LED芯片26以将LED芯片26发出的光反射离开LED封装24。金属反射器30还为LED芯片26提供机械保护。在LED芯片26上的欧姆接触和基板28上的电迹线34A、34B之间形成一个或多个引线键合连接32。然后用密封剂36覆盖安装的LED芯片26，密封剂36可以为LED芯片26提供环境和机械保护，同时还用作透镜。金属反射器30通常通过焊料或环氧树脂结合附着到基板28上。当反射光时，金属反射器30也可能经历光学损耗，因为它也具有小于100％的反射率。