CN102679208A - 用于照明的发光器件装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于照明的发光器件(LED)装置，该LED装置包括：主体，具有通孔；设置在主体下面的发光模块，包括至少一个发光器件，并且设置为经由通孔暴露发光表面；以及设置在主体下面的印刷电路板(PCB)，发光模块耦接到该印刷电路板，且该印刷电路板包括用于供给电能到发光模块的端子单元。

Description

用于照明的发光器件装置
技术领域
本公开涉及用于照明的发光器件(LED)装置。
背景技术
发光器件(LED)涉及半导体器件，其通过经由化合物半导体的PN结构成光源从而产生各种光色。近来，已经开发了使用具有良好物理和化学特性的氮化物的蓝色LED和紫外线LED，同样，蓝色LED或紫外线LED与荧光材料的组合能够产生白光或其他单色光，由此拓宽LED的应用范围。LED寿命长，被制造成小且轻的器件，具有强的光的方向性性能从而使得能够以低电压驱动，对于撞击和振动有强的抵抗，不需要预热时间和复杂的驱动，并且能够封装成各种形状。由于这些特征，它们可适用于各种用途。
近来，LED除了用作显示器件的背光之外，还用作包括在包含普通照明、装饰照明和点照明的各种照明设备中的高输出、高效率光源。同样，LED用作耦接到照明设备(illumination set)并且可被替换的装置(engine)。在此情况下，需要开发允许LED容易地耦接到照明设备的一种主体结构，该主体结构改善LED封装的效率和光质量诸如输出。
发明内容
本发明提供一种用于照明的、具有良好的光质量的发光器件(LED)装置。
额外的方面将在后面的描述中部分地阐述并且部分地通过描述而明显，或者可以通过给出的实施方式的实践而了解。
根据本发明的一方面，发光器件(LED)装置包括：主体，具有通孔；设置在主体下面的发光模块，包括至少一个发光器件，并且该发光模块设置为经由通孔暴露发光表面；以及设置在主体下面的印刷电路板(PCB)，发光模块耦接到该印刷电路板，该印刷电路板包括用于供给电能到发光模块的端子单元。
通孔可以形成在主体的中心部分中并具有圆形横截面形状，该圆形横截面形状具有预定直径。主体可以具有从主体的顶表面凹入并且围绕通孔的平坦表面。
发光模块可以经由导电橡胶电连接到端子单元。
至少一个导热垫可以设置在PCB下面。
LED装置还可以包括漫射单元(diffusion unit)，该漫射单元设置在发光模块上方并混合从发光模块发出的光。
LED装置还可以包括光分布控制器，该光分布控制器设置在发光模块上方并包括分别对应于发光模块的至少一个发光器件的至少一个透镜部分。
漫射单元可以形成为与发光模块间隔开预定距离的漫射片，漫射片可以放置在平坦表面上。
漫射片的至少一个表面可以具有微图案。
漫射片可以包括漫射材料、树脂材料和荧光材料。
漫射单元可以通过填充包括树脂材料和漫射材料的混合物达到通孔的预定高度以覆盖发光模块而形成，混合物还可以包括荧光材料。
多个突起部可以形成在主体的下表面上，多个孔形成在PCB中并且分别对应于突起部，其中主体压入耦接到PCB基板。
LED装置还可以包括在主体的外壁上用于与外部设备耦接的多个凸起，用于与外部设备耦接的多个耦接孔可以形成在主体的上表面中。
发光模块可以包括：基板和设置在基板上的至少一个发光器件，以及用于以串联、并联或其组合连接至少一个发光器件的连接部，其中连接部形成为覆盖每个发光器件的一部分、基板的一部分以及相应的相邻发光器件的一部分的金属层。
不平坦结构可以形成在基板的其上没有形成金属层的部分上，不平坦结构可以具有锯齿状部分，该锯齿状部分具有倾斜的侧表面。
备选地，发光模块可以包括：基板和设置在基板上的多个发光器件、以及以串联、并联或其组合连接多个发光器件的连接部，并且形成为覆盖多个发光器件的每个的一部分、基板的一部分以及相应的相邻发光器件的一部分的金属层，其中每个发光器件包括发射蓝光的有源层，以及多个发光器件包括包含红光转换部的发光器件和包含绿光转换部的发光器件，该红光转换部具有红光转换材料，该绿光转换部具有绿光转换材料。
多个发光器件中的一些可以包括既不包含绿光转换部也不包含红光转换部的发光器件。
绿光转换部或红光转换部可以由两个或多个相邻的发光器件共用。
附图说明
通过后文结合附图对实施方式的描述，这些和/或其它方面将变得明显且更易于理解，附图中：
图1为根据本发明一实施方式的发光器件(LED)装置的透视示意外观图；
图2为图1的LED装置的一部分的透视截面详图；
图3为图1的LED装置的分解透视图，从而解释耦接结构；
图4为图3的LED装置的主体的下表面的分解透视图，从而解释主体和PCB之间的压入耦接；
图5为图1的LED装置的剖视图；
图6为光分布控制器的透视图，该光分布控制器可以被额外地包括在图1的LED装置中；
图7为发光器件的剖视图，该发光器件可应用于图1的LED装置的发光模块中；
图8为发光器件的一实例的剖视图，该发光器件可应用于图1的LED装置的发光模块中；
图9为发光器件的另一实例的剖视图，该发光器件可应用于图1的LED装置的发光模块中；
图10为发光器件的另一实例的剖视图，该发光器件可应用于图1的LED装置的发光模块中；
图11为发光模块的一实例的平面图，该发光器件可应用于图1的LED装置中；
图12A和图12B分别为图10的沿A1-A1’线和B1-B1’线截取的发光模块的剖视图；
图13为发光模块的另一实例的平面图，该发光模块可应用于图1的LED装置中；
图14为图13的沿A1-A1’线截取的发光模块的剖视图；
图15为图13的发光模块的一变型实例的剖视图；
图16为图13的发光模块的另一变型实例的剖视图；
图17为图1的LED装置的主体的一变型实例的平面图；
图18示出图17的主体与外部器件的凸起耦接的一实例；
图19示出图17的主体与外部器件的螺钉耦接(screw coupling)的一实例；
图20为根据本发明的另一实施方式的LED装置的示意性剖视图；
图21为根据本发明的另一实施方式的LED装置的示意性剖视图；
图22为根据本发明的另一实施方式的LED装置的分解示意图；以及
图23为根据本发明的另一实施方式的LED装置的分解示意图。
具体实施方式
现将详细参考实施方式，其实例在附图中示出，其中通篇相似的附图标记指示相似的元件，且为了清晰，可夸大元件的尺寸或厚度。在这点上，本实施方式可以具有不同的形式且不应解释为限于这里阐述的描述。因此，下文仅通过参考附图描述了实施方式，从而解释本描述的方面。诸如“至少一个”的表述，当出现在一串元件之前时，修饰整串元件且不修饰该串中的个别元件。
图1为根据本发明一实施方式的发光器件(LED)装置100的透视示意外观图，图2为图1的LED装置100的一部分的透视截面详图，图3为图1的LED装置100的分解透视图从而解释耦接结构，图4为图3的LED装置100的主体110的下表面的分解透视图从而解释主体110与印刷电路板(PCB)120之间的压入耦接，图5为图1的LED装置100的剖视图。
参考图1至图5，LED装置100包括具有通孔TH的主体110，发光模块130和漫射单元150设置在通孔TH中，漫射单元150设置在发光模块130上方且混合从发光模块130发出的光。发光模块130包括基板S和设置在基板S上的至少一个发光器件C。
根据本实施方式的LED装置100可以用于照明目的，并且例如可以用作用于点照明的装置。LED装置100具有可容易地应用于各种照明设备中的结构。
发光模块130可以包括一个或多个发光器件C。虽然示出的发光模块130包括多个发光器件C，但是只要一个发光器件C足够发射期望强度的光，那么发光模块130可以包括仅一个发光器件C。发光器件C包括第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层，当电压施加到其上时，电子和空穴在有源层中复合，由此发射光，如下文参考图7至图16详细描述。
主体110形成LED装置100的外形，还允许发光模块130安装在其中。主体110的形状不限于示出的形状，并且例如可以根据照明设备的要求而改变。
LED装置100还可以包括设置在主体110的下表面上的、形成通孔TH的下表面的印刷电路板(PCB)120，发光模块130可以耦接到PCB 120。例如，用于供应电能到发光模块130的端子单元(未示出)可以设置在PCB 120上，发光模块130的电极垫可以电连接到PCB 120的端子单元。
主体110的通孔TH可以具有如图所示的具有预定直径的圆形横截面形状。然而，通孔TH的形状不限于此。
主体110可以具有从主体110的顶表面110a凹入并且围绕通孔TH的平坦表面110b。顶表面110a和平坦表面110b可以如图所示地经由倾斜表面110c连接。漫射单元150可以具有片形且可以放置在平坦表面110b上。
如图3和图4所示，例如用于螺钉耦接(screw-coupling)的孔110h可以形成在主体110的顶表面的相对侧，用于压入耦接的突出部115可以形成在主体110的下表面上。PCB 120具有用于与主体110耦接的多个孔120h，由此发光模块130附接到其上的PCB 120利用孔120h与主体110耦接。然而，示出的耦接方法仅是一实例，也可以使用各种其他耦接方法。
漫射单元150漫射且混合从发光模块130发出的光，并发射具有减少的人为干涉(artifact interference)现象的光，该人为干涉现象会由于构成发光模块130的发光器件C的布置形状而发生。如图所示，漫射单元150可以是与发光模块130间隔开预定距离的漫射片。基于聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等的透明塑料、玻璃或半透明塑料可以用作用于形成漫射单元150的材料。同样，这些透明材料可以与漫射材料混合以用作漫射单元150。同样，荧光材料可以进一步添加到形成漫射单元150的材料中，以改变从发光模块130发出的光的颜色。
片形的漫射单元150可以放置在阶梯表面110s的平坦表面110b上。PCB120的下表面与平坦表面110b之间的高度h1可以等于或大于约3.5mm且等于或小于4mm。备选地，h1/h2的高度比可以在约12/25至约1的范围内，其中h1为从PCB 120的下表面到放置漫射单元150的平坦表面110b的距离，h2为PCB 120的下表面到主体110的顶表面之间的距离。考虑到从发光模块130发出的光被混合之后具有均匀分布的光发射，漫射单元150的位置被适当地确定，从而达到光效率与光漫射效果之间的平衡。漫射片越靠近发光模块130设置，会获得越高的漫射效果。然而，光效率会降低。
漫射片的厚度可以在约0.8mm至约1.5mm的范围。漫射片可以具有在其至少一个表面上的微图案(未示出)。形成在漫射片的一个表面或相对表面的微图案可以漫射光，从而减少由发光器件C的阵列而发生的人为干涉现象，在此情况下，漫射片可以由没有与漫射材料混合的透明材料形成，或者由包括透明材料和漫射材料的混合物形成。
如上所述，由于包括漫射单元150，所以从LED装置100发出的照明光可以总体具有均匀的分布。也就是说，LED装置100具有减少的人为干涉现象且因此具有更平稳的光分布，由此提供引起更少的眼疲劳的舒适照明光。
图6为光分布控制器140的透视图，该光分布控制器140可以被额外地包括在图1的LED装置100中。光分布控制器140可以进一步设置在发光模块130上。光分布控制器140可以包括与发光模块130的至少一个发光器件C对应的至少一个透镜部142，由此能够控制从发光模块130的每个发光器件C发出的光的方向角。
图7为发光器件C的一实例的剖视图，该发光器件C包括在图1的LED装置100的发光模块130中。
发光器件C包括发光芯片和围绕发光芯片施加的荧光层215，该发光芯片包括均设置在基板S上的第一类型半导体层202、有源层204和第二类型半导体层206。
基板S可以是树脂基板，例如，FR4或FR5基板。备选地，基板S可以替代地由陶瓷或玻璃纤维形成。
第一类型半导体层202、有源层204和第二类型半导体层206的每个可以包括化合物半导体。例如，第一类型半导体层202和第二类型半导体层206的每个可以包括氮化物半导体，例如，AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)，第一类型半导体层202和第二类型半导体层206可以分别掺杂有n型杂质和p型杂质。形成在第一类型半导体层202与第二类型半导体层206之间的有源层204可以由于电子和空穴的复合而发射具有预定能量级的光，有源层204可以具有包括多个层的多层结构，该多个层的每个包括InxGa1-xN(0≤x≤1)以根据铟含量控制带隙能量。在此情况下，有源层204可以具有多量子阱(MQW)结构，在其中量子势垒层和量子阱层交替堆叠，例如有源层204可以具有InGaN/GaN结构，其铟含量可以被控制以发射蓝光。
荧光层215可以包括吸收蓝光并发射红光的荧光材料以及吸收蓝光并发射绿光的荧光材料。发射红光的荧光材料的实例为由MAlSiNx:Re(1≤x≤5)表示的氮化物基荧光材料和由MD:Re表示的硫化物基荧光材料，其中M包括从钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)和镁(Mg)构成的组中选出的至少一种，D包括从硫(S)、硒(Se)、碲(Te)组成的组中选出的至少一种，Re包括从铕(Eu)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)组成的组中选出的至少一种。同样，发射绿光的荧光材料的实例为由M2SiO4:Re表示的硅酸盐基荧光材料、由MA2D4:Re表示的硫化物基荧光材料、由β-SiAlON:Re表示的荧光材料以及由MA’2O4:Re’表示的氧化物基荧光材料，其中M包括从钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)和镁(Mg)构成的组中选出的至少一种，D包括从硫(S)、硒(Se)、碲(Te)组成的组中选出的至少一种，A’包括从钪(Sc)、钇(Y)、钆(Gd)、镧(La)、镥(Lu)、铝(Al)和铟(In)组成的组中选出的至少一种，Re包括从铕(Eu)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)组成的组中选出的至少一种，Re’包括从铈(Ce)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)组成的组中选出的至少一种。从有源层204发出的一些蓝光转变成红光，剩余的蓝光转变成绿光，由此蓝光、红光和绿光混合以发射白光。
荧光层215可以包括黄色荧光材料。黄色荧光材料的一实例为钇铝石榴石(YAG)荧光材料。在此情况下，从有源层204发出的一些蓝光转变成黄光，并且由于蓝光与黄光的组合，产生白光。
包括两个分离部分的电极图案208设置在基板S上。电极图案208可以通过例如镀敷例如导电材料(诸如，Cu、Pd、Ag或Ni/Au)来形成。第一类型半导体层202可以接触电极图案208的一个部分，第二类型半导体层206可以利用导线W接触电极图案208的另一个部分。
同样，盖层217可以以透镜形状进一步形成在基板S上，从而保护发光芯片并控制从发光芯片发出的光的方向性能。盖层217可以由透明材料诸如树脂形成。盖层217的形状不限于图示的透镜形状，并可以替代地为平坦的，从而仅保护发光芯片而不起透镜作用。
图8为发光器件C的另一实例的剖视图，该发光器件C包括在图1的LED装置100的发光模块130中。根据本实施方式的发光器件C与参考图7描述的发光器件C在电极结构方面不同。也就是说，包括第一类型半导体层202、有源层204和第二类型半导体层206的发光芯片被蚀刻成台面(mesa)形状，由此暴露第一类型半导体层202的一部分。第一类型半导体层202的暴露部分利用导线W接合到电极图案209的一个部分，第二类型半导体层206利用导线W接合到电极图案209的另一个部分。
图9为发光器件C的另一实例的剖视图，该发光器件C包括在图1的LED装置100的发光模块130中。在根据本实施方式的发光器件C中，荧光层216仅施加到发光芯片的顶端。盖层219的图示形状是平坦的。然而，盖层219的形状不限于此。例如，该层219可以具有透镜形状以控制从发光芯片发出的光的方向性能。
图10为发光器件C的另一实例的剖视图，该发光器件C包括在图1的LED装置100的发光模块130中。根据本实施方式的发光器件C与图9所示的发光器件C的区别在于：取代了荧光层仅施加到发光芯片的顶端，盖层221覆盖整个发光芯片并且包括包含荧光材料和透明材料诸如树脂的混合物。盖层221还可以具有透镜形状以控制从发光芯片发出的光的方向性能。
如上所述，参考图7至图10示范地描述的发光器件独立地设置和封装在基板S上并引线接合到形成在基板S上的电极图案。同样，根据形成在基板S上的电极图案的形状，相邻的发光器件C可以串联、并联或以其组合连接。
同样，发光模块130的各发光器件C可以通过诸如金属层的连接部而不是导线来连接，并且整个结构形成单一封装。此后，将详细描述此结构。
图11为发光模块131的平面图，该发光模块131作为可以应用于图1的LED装置100中的发光模块130的一实例，图12A和图12B分别为图11的沿A1-A1’线和A2-A2’线截取的发光模块131的剖视图。
参考图11和图12A，根据本实施方式的发光模块131包括基板S和布置在基板S的上表面上的至少一个发光器件C。发光器件C可以通过分隔(isolation)工艺划分半导体多层获得，该半导体多层包括顺序形成在基板S的上表面上的第一类型半导体层302、有源层304和第二类型半导体层306。备选地，多个发光器件C的每个通过生长工艺单独形成。
如图11、12A和12B所示，相邻的发光器件C可以通过连接部315彼此连接。即，连接部315可以是施加到每个发光器件C的一部分、基板S的一部分以及相应的相邻发光器件C的一部分上的金属层。具体地，每个发光器件C具有通过台面(mesa)蚀刻而形成的第一类型半导体层302的暴露部分，连接部315是施加到第一类型半导体层302的暴露部分、基板S的一部分以及相应的相邻发光器件C的第二类型半导体层306的一部分上的金属层。
在图示的实例中，发光器件C串联连接，第一和第二耦接垫319a和319b可以形成在设置在串联连接的相对端上的发光器件处，并连接到具有相应极性的电极。
透明电极313可以形成在第二类型半导体层306的顶表面上，透明电极313可以由透明导电材料诸如ITO或ZnO形成，可以执行欧姆接触和电流扩散(current dispersion)。同样，绝缘层314可以形成在每个发光器件C的侧部上以防止连接部315与不期望的区域连接。绝缘层314可以由本领域公知的材料诸如硅氧化物或硅氮化物形成。如图所示，绝缘层314可以用作在每个发光器件C的几乎整个侧表面上的钝化层。
如在本实施方式中，由于没有使用用于发光器件C之间的电连接的导线，所以可以降低短路的可能性且可以提高互连工艺的简便性。
同样，可以进一步在基板S的其上没有形成连接部315的部分上形成不平坦结构P1。该不平坦结构P1有效地引导被困(trap)在基板S中或者发射穿过基板S的侧表面而被消耗的光L从而以朝上作为有效发射方向来行进。不平坦结构P1可以具有锯齿状部分，该锯齿状部分具有倾斜侧表面。
根据本实施方式的不平坦结构P1可以通过湿蚀刻或干蚀刻或者公知的光刻(lithography etching)来形成。虽然图示的不平坦结构P1仅形成在没有形成连接部315的区域上，但是如果需要，不平坦结构也可以形成在形成有连接部315的区域上。例如，可以使用具有全部不平坦顶表面的基板S。同样，不平坦结构P1可以提供到基板S的下表面，从而改善光提取效率。
在本实施方式中，发光器件C串联连接。然而，连接结构仅是一实例，例如，发光器件C可以替代地并联连接或者以串联和并联的组合连接。同样，虽然没有示出，但是可以进一步使用盖层来保护发光器件C并且盖层可以具有透镜形状以控制行进光的方向性能。同样，为了改变发射的光的颜色，可以进一步使用荧光层或者盖层可以由包括荧光材料的材料形成。
图13为发光模块132的平面图，该发光模块132作为可以应用于图1的LED装置100中的发光模块130的另一实例，图14为图13的沿线A-A’截取的发光模块132的剖视图，图15为图13的发光模块132的变型实例的剖视图。
发光模块132包括基板S和布置在基板S的上表面上的多个发光器件C。发光器件C可以通过分隔(isolation)工艺划分半导体多层来获得，该半导体多层包括顺序形成在基板S的上表面上的第一类型半导体层402、有源层404和第二类型半导体层406。备选地，多个发光器件C的每个由生长工艺单独地形成。发光器件C可以通过连接部406彼此电连接。发光器件C1、C2和C3的每个包括形成在基板S上的第一类型半导体层402、有源层403和第二类型半导体层404，发光器件C1、C2和C3可以通过连接部406而彼此串联连接。连接部406可以是施加到每个发光器件C1、C2和C3的一部分、基板S的一部分以及相应的相邻发光器件的一部分上的金属层。具体地，每个发光器件C1、C2和C3具有通过台面蚀刻而形成的第一类型半导体层402的暴露部分，连接部406可以是施加到第一类型半导体层402的暴露部分、基板S的一部分以及相应的相邻发光器件的第二类型半导体层404的一部分上的金属层。
由例如透明导电氧化物形成的透明电极405可以设置在第二类型半导体层404上并可以执行欧姆接触和电流扩散。同样，绝缘层408可以插置在LED C1、C2和C3与连接部406之间，从而防止无意识的短路。
电绝缘材料可以用作形成基板S的材料。同样，可以替代地使用导电基板，在此情况下，绝缘层可以沉积在其上。
在本实施方式中，每个发光器件C的有源层403发射蓝光，例如，具有约430nm至约480nm的波段(wavelength band)的光。同样，发光器件C可以包括发光器件C1和发光器件C3，该发光器件C1包括包含红光转换材料的红光转换部409R，该发光器件C3包括包含绿光转换材料的绿光转换部409G。
每个红光和绿光转换部409R和409G可以包括荧光材料和量子点的至少一种。
参考图7描述的材料可以用作在红光转换部409R中使用的红色荧光材料和在绿光转换部409G中使用的绿色荧光材料。
同样，量子点是包括芯和壳的纳米晶体颗粒，其中芯的尺寸可以在约2nm至约100nm的范围内。量子点可以通过控制芯尺寸而用作发射各种光颜色(诸如，蓝色(B)、黄色(Y)、绿色(G)、或红色(R))的荧光材料。形成量子点的芯-壳结构可以通过异质接触至少两个半导体来形成，该至少两个半导体选自由II-VI族化合物半导体(ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、MgTe等)、III-V族化合物半导体(GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlAs、AlP、AlSb、AlS等)以及IV族半导体(Ge、Si、Pb等)组成的组。在此情况下，可以使用例如油酸在量子点的壳的外表面上形成有机配位体(ligand)，从而阻止分子在壳的外表面处结合、抑制量子点的凝聚且改善其在树脂(诸如，硅树脂或环氧树脂)中的可分散性、或者增强作为荧光材料的功能。
在图13中，红光和绿光转换部409R和409G占据比相应的发光器件C更宽的区域。然而，根据工艺条件或目的，每个红光和绿光转换部409R和409G可以形成在相应的发光器件C的一部分表面上，例如，仅在相应的发光器件C的顶表面上。
同样，在本实施方式中，一个发光器件C包括红光和绿光转换部409R和409G中的其中之一。然而，根据工艺条件，两个或多个发光器件C可以共用红光和绿光转换部409R和409G中的其中之一。同样，虽然在图14中，红光和绿光转换部409R和409G与相应的发光器件C的表面一致并且具有与相应的发光器件C相似的形状，但是红光和绿光转换部409R和409G的形状不限于此并且可以具有例如圆顶形状，与相应的发光器件C的表面不一致。另外，如图15所示，两个或多个发光器件C1和C2可以共用一个光转换部409’。
在上文所述的结构中，从发光器件C发出的蓝光可以与从红光和绿光转换部409R和409G发出的光混合以形成白光。可以不同时包括红光和绿光转换部409R和409G，根据一些实施方式，可以仅包括红光和绿光转换部409R和409G之一。
同样，由于可能存在没有被红光和绿光转换部409R和409G转换且穿过红光和绿光转换部409R和409G的蓝光，所以所有的发光器件C可以包括红光和绿光转换部409R和409G中的任意一个。然而，为了改善演色性指数或者获得具有低色温的白光，一些发光器件C(例如，图14的C2)中可以不具有光转换部。红光和绿光转换部409R和409G的数量或布置方法可以根据色温和演色性指数通过筛选(binning)来适当地确定。如上文所述，根据本实施方式，一个器件发射红光、绿光和蓝光，其数量和布置方法是根据目的可控制的。因此，根据本发明一实施方式的LED装置可以是适合于用作照明设备，诸如实现情感化照明的照明设备。
图16为图13的发光模块132的另一变型实例的剖视图。参考图13，发光器件C被串联电连接，具体地，发光器件C之间的连接是n-p连接。然而，如图16所示，发光器件C1的第二类型半导体层404可以电连接到发光器件C2的第二类型半导体层404，发光器件C2的第一类型半导体层402可以电连接到发光器件C3的第一类型半导体层402。此连接是在具有相同极性的半导体层之间的连接(p-p连接或n-n连接)。
除了图13至图16所示的连接结构之外，多个发光器件C可以替代地并联连接或以串联和并联的组合连接。
虽然没有示出，但是可以进一步形成盖层以保护发光器件C，盖层可以具有透镜形状以控制行进光的方向性能。
图17为主体110’的平面图，该主体110’作为图1的LED装置100的主体110的变型实例。参考图18，用于与外部设备耦接的多个凸起B形成在主体110’的外壁上。同样，用于与外部设备耦接的多个耦接孔H形成在主体110’的上表面中。在图18中，示出了三个凸起B和三个耦接孔H。然而，凸起和耦接孔的数量不限于此。同样，不必既包括凸起B又耦接孔H，可以仅包括凸起B和耦接孔H中的其中之一。
图18示出了图17的主体110’与外部设备(例如，反射器R)的凸起耦接的一实例。当LED装置安装在反射器R内部时，形成在主体110’的外壁上的凸起(boss)B可以插入到例如形成在反射器R中的弯曲孔(crooked hole)RH中，由此LED装置牢固地耦接到反射器R。
图19示出了图17的主体110’与外部设备(例如，反射器R)的螺钉耦接的一实例。LED装置可以通过将螺钉(screw)RS插入到形成主体110’中的孔中而牢固地耦接到反射器R，其中主体110’位于反射器R内部。
图20是根据本发明的另一实施方式的LED装置101的示意性剖视图。根据本实施方式的LED装置101在以下方面不同于图5的LED装置100：片形漫射单元151由与荧光材料混合的材料形成。即，漫射单元151可以包括包含透明材料(例如，树脂材料)和漫射材料的混合物以及荧光材料。颜色变化可以由涂覆在发光器件上的荧光层引起，发光器件形成发光模块130，同样，颜色变化或透明度也可以由包括在漫射单元151中的荧光材料控制。在此实施方式，形成发光模块130的LED可以不包括荧光层。在图20中，漫射单元151的上表面是平坦的。然而，上表面形状仅是一实例。例如，漫射单元151可以具有圆顶(dome)形状或者考虑到光分布的任何其他形状。
图21是根据本发明的另一实施方式的LED装置102的示意性剖视图。根据本实施方式的LED装置102在以下方面不同于图5的LED装置100或者图20的LED装置101：漫射单元152不与发光模块130分隔开，并且完全覆盖发光模块130。漫射单元152可以包括包含透明材料(例如，树脂材料)和漫射材料的混合物，或者荧光材料可以进一步与该混合物混合。
分别参考图20和图21描述的LED装置101和102可以包括具有各种结构的发光器件C以及参考图7至图16描述的发光模块131和132，主体110也可以与图17的主体110’相似地被改变。同样，可以进一步包括图6的光分布控制器140。
图22为根据本发明另一实施方式的LED装置700的分解示意图。
参考图22，LED装置700包括具有通孔TH的主体710、设置在主体710下面的发光模块720以及设置在主体710下面且发光模块720与其耦接的PCB 730。
如图所示，主体710的通孔TH可以具有圆形横截面形状，该圆形横截面具有预定直径。然而，通孔TH的形状可以不限于此。
主体710可以具有平坦表面710c，该平坦表面710c从主体710的顶表面710a凹入并且围绕通孔TH。如图所示，顶表面710a和平坦表面710c可以经由倾斜表面710b连接。
发光模块720可以包括一个或多个发光器件(未示出)，由发光器件形成的发光表面720a可以设置为通过通孔TH被暴露。
PCB 730可以包括用于经由导电橡胶CR提供电能到发光模块720的端子单元732，发光模块720可以电连接到PCB 730。如图所示，发光模块720的电极垫可以经由导电橡胶CR电连接到PCB 730的端子单元732。
一个或多个导热垫741、742和743可以设置在PCB 730下面。导热垫741、742和743可以由例如具有良好导热性的铝板形成，导热垫的数量不限于此。
导热垫741、742和743可以经由螺钉(SC)与PCB 730一起耦接到主体710的下表面。然而，此耦接仅用于说明的目的，如图4所示，突起可以形成在主体710的底表面上且导热垫741、742和743被压入耦接到主体710。
主体710的通孔TH的尺寸可以根据由发光模块720形成的发光表面720a的尺寸而适当地确定。发光模块720和PCB 730设计为适合于LED装置700应用到其中的照明设备所要求的亮度和电能，通孔TH的尺寸可以以这种方式确定：由发光模块720形成的发光表面720a的直径等于或小于通孔TH的直径。例如，LED装置700可以被设计用于13W插座，在此情况下，发光表面720a的直径可以在约9mm至约13.5mm的范围内。
图23为根据本发明另一实施方式的LED装置800的分解示意图。
根据本实施方式的LED装置800包括主体810、发光模块820和PCB830，主体810、发光模块820和PCB 830的具体结构不同于LED装置700的相应元件。LED装置800可以具有与图22的LED装置700相同的外部尺寸，根据LED装置800应用到其的照明设备所要求的亮度和电能，发光模块820和PCB 830的结构可以改变。发光模块820可以形成尺寸与图22的LED装置700的不同的发光表面820a，因此，主体810的通孔TH可以具有相应的尺寸。例如，LED装置800可以被设计用于26W插座，发光表面820a的直径可以在约13.5mm至19mm的范围内。
如在图22和图23的LED装置700和800的发光模块720和820中可使用的发光器件，可以使用参考图7至图10说明的发光器件(C)。在这点上，可以采用发光器件(C)的串联结构或并联结构。根据本发明另一实施方式，如图11至图16所示，发光器件(C)可以通过金属层形式的连接单元而不是导线来彼此连接，整个连接结构可以作为一个封装应用。
同样，图22和图23的LED装置700和800的每个还可以包括参考图2说明的漫射单元150或者参考图6说明的光分布控制器140。
LED装置可以用在局部照明的照明设备中。
LED装置可以使用漫射单元，在此情况下，人为干涉现象被抑制且可以发射平稳分布的光。
同样，在LED装置中包括的发光模块中，多个发光器件可以被无导线地连接，由此降低工艺复杂程度和导线缺陷并且提供了高效率、高演色指数的光。
同样，这里给出的主体易于在照明设备中耦接或替换。
应当理解这里描述从而用于帮助理解照明所用的LED装置的示范性实施方式应当仅以描述的含义来理解而不是为了限制的目的。在每个实施方式中的特征或方面的描述应当典型地被认为可用于其他实施方式中的其他相似特征或方面。

Claims (25)

1.一种发光器件装置，包括：
主体，具有通孔；
设置在所述主体下面的发光模块，包括至少一个发光器件，并且设置为经由所述通孔暴露发光表面；以及
设置在所述主体下面的印刷电路板，所述发光模块耦接到该印刷电路板，该印刷电路板包括用于供给电能到所述发光模块的端子单元。
2.如权利要求1所述的发光器件装置，其中所述通孔形成在所述主体的中心部分中并具有圆形横截面形状，该圆形横截面形状具有预定直径。
3.如权利要求2所述的发光器件装置，其中所述主体具有从所述主体的顶表面凹入并且围绕所述通孔的平坦表面。
4.如权利要求1所述的发光器件装置，其中所述发光模块经由导电橡胶电连接到所述端子单元。
5.如权利要求1所述的发光器件装置，其中至少一个导热垫设置在所述印刷电路板下面。
6.如权利要求1所述的发光器件装置，还包括漫射单元，该漫射单元设置在所述发光模块上方并混合从所述发光模块发出的光。
7.如权利要求6所述的发光器件装置，还包括光分布控制器，该光分布控制器设置在所述发光模块上方并包括分别对应于所述发光模块的所述至少一个发光器件的至少一个透镜部分。
8.如权利要求6所述的发光器件装置，其中所述通孔形成在所述主体的中心部分并具有圆形横截面形状，该圆形横截面形状具有预定直径。
9.如权利要求8所述的发光器件装置，其中所述主体具有从所述主体的顶表面凹入并且围绕所述通孔的平坦表面。
10.如权利要求9所述的发光器件装置，其中所述漫射单元形成为漫射片，其与所述发光模块间隔开预定距离。
11.如权利要求10所述的发光器件装置，其中所述漫射片放置在所述平坦表面上。
12.如权利要求10所述的发光器件装置，其中所述漫射片的至少一个表面具有微图案。
13.如权利要求10所述的发光器件装置，其中所述漫射片包括漫射材料、树脂材料和荧光材料。
14.如权利要求6所述的发光器件装置，其中所述漫射单元通过填充包括树脂材料和漫射材料的混合物达到所述通孔的预定高度以覆盖所述发光模块而形成。
15.如权利要求14所述的发光器件装置，其中所述混合物还包括荧光材料。
16.如权利要求6所述的发光器件装置，其中多个突起部形成在所述主体的下表面上，多个孔形成在所述印刷电路板中并分别对应于所述突起部，
其中所述主体压入耦接到所述印刷电路板。
17.如权利要求6所述的发光器件装置，还包括在所述主体的外壁上用于与外部设备耦接的多个凸起。
18.如权利要求6所述的发光器件装置，其中用于与外部设备耦接的多个耦接孔形成在所述主体的上表面中。
19.如权利要求1所述的发光器件装置，其中所述发光模块包括：
基板和设置在所述基板上的所述至少一个发光器件，以及
连接部，用于以串联、并联或其组合连接所述至少一个发光器件，
其中所述连接部形成为覆盖每个所述发光器件的一部分、所述基板的一部分以及相应的相邻发光器件的一部分的金属层。
20.如权利要求19所述的发光器件装置，其中不平坦结构形成在所述基板的其上没有形成所述金属层的部分上。
21.如权利要求20所述的发光器件装置，其中所述不平坦结构具有锯齿状部分，该锯齿状部分具有倾斜侧表面。
22.如权利要求19所述的发光器件装置，其中所述基板的下表面具有不平坦结构。
23.如权利要求1所述的发光器件装置，其中所述发光模块包括：
基板和设置在所述基板上的多个发光器件，以及
连接部，以串联、并联或其组合连接所述多个发光器件，并且形成为覆盖所述多个发光器件的每个的一部分、所述基板的一部分以及相应的相邻发光器件的一部分的金属层，
其中每个所述发光器件包括发射蓝光的有源层，以及
所述多个发光器件包括包含红光转换部的发光器件和包含绿光转换部的发光器件，该红光转换部具有红光转换材料，该绿光转换部具有绿光转换材料。
24.如权利要求23所述的发光器件装置，其中所述多个发光器件中的一些包括既不包含绿光转换部也不包含红光转换部的发光器件。
25.如权利要求24所述的发光器件装置，其中所述绿光转换部或所述红光转换部由两个或多个相邻的发光器件共用。
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