CN104364919B - 具有有平坦表面的密封体的led包装件 - Google Patents

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Abstract

公开了紧凑且高效发光的LED包装件，并且该包装件可包括在包装件密封体内折射和/或反射光的具有平坦表面的密封体。包装件可包括具有一个以上的LED(52)的基台(54)，以及位于LED和基台上的毯转换材料层(56)。密封体(58)可以位于基台上、位于LED上方，并且在密封体内反射的光将到达转换材料，光在此被吸收并且被全方向发射。当与具有半球形密封体或者透镜的常规包装件相比较时，反射光现可溢出密封体，从而允许有效的发射和更宽阔的发射轮廓。在特定实施方式中，LED包装件提供更高的芯片面积与LED包装件面积之比。通过使用具有平坦表面的密封体，LED包装件可提供各种特性与LED包装件比率之间独特的尺度关系，实现对不同应用的更大灵活性。

Description

具有有平坦表面的密封体的LED包装件
本申请要求于2012年6月11日提交的美国临时专利申请序列号61/658,271、于2012年6月15日提交的美国临时专利申请序列号61/660,231以及于2012年9月2日提交的美国临时专利申请序列号61/696,205的权益。
技术领域
本发明涉及固态光发射器，具体地，涉及能够从具有较小覆盖区的装置产生具有较宽发射图案的高效光发射的发光二极管(LED)包装件。
背景技术
住宅和商用设施中通常使用白炽或者基于灯丝的灯或者灯泡作为光源。然而，这些灯是高度低效的灯源，且损失95％之多的输入能量，主要以热量或者红外能量的形式。白炽灯的一种常见替代品，即所谓的紧凑型荧光灯(CFL)在将电转换成光的方面更为有效，但需要使用有毒材料，这种材料及其各种化合物能够引起慢性和急性中毒并且导致环境污染。提高灯或者灯泡的效率的一种解决方案是使用诸如发光二极管(LED或者多个LED)等固态装置而非金属灯丝来产生光。
通常，发光二极管包括夹持在相对掺杂质的层之间的半导体材料的一个以上的活性层。当横越掺杂质的层施加偏压时，孔和电子被注入到活性层中，在此，孔和电子重新结合以产生光。光被从LED的活性层并且从LED的各个表面发射。
为了使用电路或者其他类似布置中的LED芯片，已知将LED芯片装入包装件中以提供环境和/或机械保护、颜色选择、光调焦等。LED包装件还包括用于将LED包装件电连接至外部电路的电引线、接触或者迹线。在图1中所示的典型LED包装件10中，单一LED芯片12通过焊接粘合或者导电环氧树脂安装在反射杯13上。一条或者多条焊线11将LED芯片12的欧姆接触连接至引线15A和/或15B，引线15A和/或15B可被附接至反射杯13或者与反射杯13集成。反射杯可被填充包含诸如磷光体等波长转换材料的密封体材料16。通过可响应地发射第二波长的光的磷光体可吸收由LED发射的第一波长的光。然后，整个组件则被密封在洁净的保护树脂14中，其可被模制成透镜形状以校准从LED芯片12发射的光。尽管反射杯13可在向上方向上导向光，然而，当反射光时，可能出现光损耗(即，由于实际反射体表面小于100％的反射率，所以通过反射杯可能吸收一些光)。此外，因为通过引线15A、15B很难提取热量，所以热保持对于诸如图1a中所示的包装件10等是一个问题。
图2中所示的常规LED包装件20可能更为适合产生更多热的高功率操作。在LED包装件20中，一个以上的LED芯片22安装在诸如印刷电路板(PCB)载体等载体、基板或者基台23上。安装在基台23上的金属反射体24包围LED芯片22并且将由LED芯片22发射的光反射远离包装件20。反射体24还对LED芯片22提供机械保护。LED芯片22上的欧姆接触与基台23上的电迹线25A、25B之间存在一条或者多条焊线连接27。然后，安装的LED芯片22覆盖有密封体26，密封体26可对芯片提供环境和机械保护，同时，还作用于透镜。通常，金属反射体24通过焊料或者环氧树脂粘合剂附接至载体。
通过包括一种或者多种磷光体的转换材料可涂敷在诸如图2中的LED包装件20上发现的LED芯片1，且磷光体吸收LED光中的至少一些。LED芯片可发射不同波长的光，因此，其发射来自LED和磷光体的光的组合。通过多种不同的方法可使用磷光体涂敷LED芯片，且均题为“Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated UtilizingMethod”的Chitnis等人的美国专利申请序列号11/656,759和11/899,790中描述了一种合适的方法。可替代地，通过诸如电泳沉积(EPD)等其他方法可涂敷LED，且题为“Close LoopElectrophoretic Deposition of Semiconductor Devices”的Tarsa等人的美国专利申请第11/473,089中描述了一种合适的EPD方法。
图3中所示的另一常规常规LED包装件30包括位于基台34上的LED32,且半球形透镜36形成在基台34上方。通过可转换来自LED的所有或者大部分光的转换材料可涂敷LED32。半球形透镜36被布置成使光的全内反射最小化。相比较于LED 32，透镜被制作地相对较大，使得LED 32近似透镜下的点光源。因此，到达透镜36的表面的LED光量被最大化，以使第一通道上从透镜36发射的光量最大化。这可能产生相对较大的装置，其中，自LED至透镜边缘的距离为最大，并且基台边缘可延伸至密封体的边缘之外。此外，通常，这些装置产生对于宽发射面积应用并不总是理想的兰伯特伊恩(lambert Ian)发射图案。在一些常规包装件中，发射轮廓可以为120度半极大处全宽度(FWHM)。
已经开发了结合与LED分离或者距离LED遥远的转换材料使用诸如LED等固态光源的灯。题为“High Output Radial Dispersing Lamp Using a Solid State LightSource”的Tarsa等人的美国专利第6,350,041号中公开了这种布置。该专利中所描述的灯可包括通过分离器将光发射至具有磷光体的分配器的固态光源。通过磷光体或者其他转换材料将至少一些光转换成不同的波长，分配器可将光分散成希望的图案和/或改变其颜色。在一些实施方式中，分离器将光源与分配器间隔开足够的距离，使得当光源携带室内照明所需的高电流时，来自光源的热量将不被传递至分配器。题为“Lighting Device”的Negley等人的美国专利第7,614,759号中描述了额外的远程磷光体技术。
发明内容
本发明整体涉及紧凑且有效发光的LED包装件，并且可包括具有在包装件密封体内折射和/或反射光的平坦表面的密封体。包装件还可包括具有一个以上的LED的基台和位于一个以上的LED上的毯转换材料层。毯转换材料还可覆盖基台的至少一部分。密封体可位于基台上、LED上方以及毯转换材料的至少一部分上方。例如，由于来自平坦或者其他形状密封体表面的全内反射，所以在密封体内反射的一些光可到达转换材料，在此，光被散射或吸收并且转换，然后被全方向发射。这允许反射光从密封体溢出。例如，当与具有半球形密封体或者透镜的常规包装件相比较时，可允许有效发射和更宽阔的发射轮廓。在特定实施方式中，LED包装件提供更高的芯片面积与LED包装件面积比。通过使用具有平坦表面的密封体，LED包装件可提供各种包装件特性之间的独特尺度关系，从而能够在不同应用中使用包装件时提供更大灵活性，例如，用于替代线性荧光灯的线性LED灯。独特的尺度关系可包括：密封体的高度、宽度以及距LED芯片边缘的距离；多芯片实施方式中LED芯片之间的距离、LED外延面积对包装件面积、每包装件覆盖区的更宽阔的发射图案；每包装件覆盖区的更大输出功率、由包装件发射的改进的不同颜色的混合或者混成或者均匀性。
根据本发明的一些LED包装件实施方式可包括位于基台上的LED光源以及覆盖LED光源和基台的顶表面的转换材料层。包装件可进一步包括位于转换材料层上方的风机，且密封体具有一个以上的平坦表面。
根据本发明的LED包装件的其他实施方式包括位于基台上的LED光源。在基台上包括密封体，且密封体具有一个以上的平坦表面。LED包装件可发射比不具有平坦表面的密封体的相似封更宽的发射轮廓。
根据本发明的LED包装件的其他实施方式包括位于基台上的LED光源。在基台上包括密封体，且密封体具有一个以上的平坦表面，并且其中，基台具有小于12mm平方的覆盖区面积。
根据本发明的LED包装件的其他实施方式包括位于基台上的一个以上的LED。在基台上包括密封体，且密封体具有一个以上的平坦表面。LED包装件还可具有其一个以上的LED的覆盖区与其基台的覆盖区之比在刚刚超过1至约20的范围内的比率。
根据本发明的LED包装件的又一些其他实施方式包括位于基台上的一个以上的LED。透明密封体位于基台上，且密封体具有一个以上的平坦表面。LED包装件还可具有基台，覆盖区比率为约1比1，且对应包装件高度比率在约0.5至5的范围内。
根据本发明的固态灯具的一些实施方式可包括具有一个以上的发光二极管(LED)包装件的固态光源。该一个以上的LED包装件可包括位于基台上的LED光源和位于基台上的毯转换材料层。可以包括位于转换材料层上的密封体，且密封体具有一个以上的平坦表面。
从下列细节描述和通过实施例方式示出本发明各种特性的附图中，本发明的这些方面和其他方面以及优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出了现有技术LED灯的一种实施方式的截面图；
图2示出了现有技术LED包装件的另一实施方式的截面图；
图3示出了现有技术LED包装件的又一实施方式的截面图；
图4是根据本发明的LED包装件的一种实施方式的顶部立体图；
图5是图4中所示的LED包装件的覆盖区立体图；
图6是图4中所示的LED包装件的侧立视图；
图7是图4中所示的LED包装件的另一侧立视图；
图8是图4中所示的LED包装件的顶视图；
图9是图4中所示的LED包装件的底视图；
图10是示出其尺度的一种实施方式的图4中所示的LED包装件的另一顶视图；
图11是示出其尺度的一种实施方式的图4中所示的LED包装件的另一侧视图；
图12是示出了其尺度的一种实施方式的图4中所示的LED包装件的另一顶视图；
图13是图4中所示的LED包装件的另一立体图；
图14示出了在根据本发明的LED包装件中可使用的焊接垫的一种实施方式；
图15示出了在根据本发明的LED包装件中可使用的迹线布置的一种实施方式；
图16是常规LED载带的顶视图；
图17是根据本发明的LED包装件的一种实施方式的截面图；
图18是根据本发明的LED包装件的一种实施方式的发射轮廓图；
图19是根据本发明的LED包装件的一种实施方式的色温轮廓图；
图20是根据本发明的LED包装件的一种实施方式的顶部立体图；
图21是图20中所示的LED包装件的覆盖区立体图；
图22至图25是图20中所示的LED包装件的侧立视图；
图26是图20中所示的LED包装件的顶视图；
图27是图20中所示的LED包装件的底视图；
图28是根据本发明的LED包装件的一种实施方式的顶部立体图；
图29是图28中所示的LED包装件的覆盖区立体图；
图30至图33是图28中所示的LED包装件的侧立视图；
图34是图28中所示的LED包装件的顶视图；
图35是图28中所示的LED包装件的底视图；
图36是根据本发明的基台的一种实施方式的顶视图；
图37是根据本发明的基台的一种实施方式的顶视图；
图38是根据本发明的另一基台的顶视图；
图39是根据本发明的另一基台的顶视图；
图40是根据本发明的另一基台的顶视图；
图41是根据本发明的又一基台的顶视图；
图42是根据本发明的密封体铸模的一种实施方式的顶视图；
图43是根据本发明的LED包装件的又一实施方式的顶视图；
图44是图43中所示的LED包装件的侧视图；
图45是图43中所示的LED包装件的底视图；
图46是图43中所示的LED包装件的立体图；
图47是示出了根据本发明的基于LED的荧光替代导管的性能特征的示图；并且
图48是示出了根据本发明的基于LED的荧光替代导管的性能特征的另一示图。
具体实施方式
本发明指向相对较小且同时高效、可靠并且具有成本效益的LED包装件结构的不同实施方式。根据本发明的包装件通过具有被布置并且成形为利用包装件内光的全内反射(TIR)的转换材料和密封体可提供这些改进。即，以大于TIR的临界角的角度入射在包装件密封体上的光可被反射向包装件内的转换材料，使得光被转换或者“再循环”。再循环光在全方向上被从转换材料散射或者转换并且重新发射，使得一些转换光被重新定向并且以小于临界角的角到达密封体的表面并且从包装件发射。通过布置LED包装件提供诸如全内反射(TIR)光等反射光的光子再循环，LED包装件可被设置有不同的密封体形状和尺寸，即，接近包装件光源的形状和尺寸，并且光源边缘可靠近于密封体的边缘。LED包装件可具有在密封体内产生特定量的TIR光的平坦表面。从而提供除常规半球形透镜之外所使用的不同形状的更大灵活性，常规半球形透镜通常被布置成使TIR光最小化并且可支持更多紧凑型的LED包装件。
根据本发明的一些包装件实施方式可包括具有带多个平坦表面的密封体的LED包装件，且至少一些平坦表面被布置成增强TIR。来自包装件LED光源的光较以小于临界角的角不可能到达平坦表面并且可经历TIR。平坦表面相对平滑，使得到达临界角之外的表面的光经历TIR，而不被诸如纹理化或者成形等特性重新定向或者散射。LED光源以及周围基板和导电迹线可被转换材料层覆盖。TIR光可被反射向LED和基板，并且在常规包装件中，基板包括可吸收光的吸收表面。通过使LED毯化并且使用转换材料包围表面，TIR光可被散射或者转换或者再循环以在其到达吸收表面之前从LED包装件发射，从而提高包装件效率。
一些实施方式可包括位于基台上的一个以上的LED(“LED”)，基台具有用于将电信号施加给一个以上的LED的接触和迹线。LED和LED周围的表面可被转换材料层遮掩。密封体可包括位于LED和基台上方呈立方体形状的透明材料。转换材料层可以是将光从LED转换至另一种颜色或者波长的光的类型，并且转换层可以具有这样一种厚度和浓度，使得少于所有LED通过转换材料在其第一通道上被转换。
一些实施方式可包括LED包装件，LED包装件具有位于基台上的蓝色发射LED，具有位于LED表面和基台上方的黄色转换材料层，且转换材料层转换来自LED芯片的蓝光的一部分。可以在LED和基台上放包括立方体密封体，且转换材料层位于密封体与LED/基台之间。根据本发明的包装件可包括比同一颜色点的常规LED包装件更薄的磷光体层或者更低的磷光体浓度，使得更多的蓝光在第一通道上穿过转换材料层。因为典型的转换层还散射以及转换蓝光，所以可使得提高包装件效率，因为转换层减少的厚度或者浓度导致由LED发射的第一通道蓝光较少散射回吸收蓝光的LED中。与常规LED包装件相比较，通过实现相似的颜色，但是具有更薄或者更低的浓度转换层，在根据本发明生产的LED包装件制造中还可实现成本节约。来自转换材料的蓝光和黄光的一部分到达临界角内密封体的表面并且被从LED包装件发射。与具有半球形类型的密封体的常规LED包装件相比较，较大百分比的蓝光和黄光将经历TIR，使得光在密封体内发生反射。这使得蓝光和黄光在TIR之后最终到达转换材料；即，光通过TIR被再循环。蓝色TIR照亮转换层的顶部，而来自LED的蓝光照亮转换层的底表面，使得转换层的两侧均被照亮。由转换材料层提供的“毯”效应限制蓝光和黄光再进入芯片或者撞击到基台的其他吸收区域。这减少光在包装件内经历TIR时可被吸收的光量。
蓝光在转换层的转换导致从转换材料层全方向重新发射黄光。转换材料层的两侧的照明导致将TIR蓝光转换成全方向黄光。这提供允许其他TIR光更可能从包装件中溢出的优点。再循环还可散射光，这产生比提供卓越朗伯(Lambertian)图案的常规装置更宽的LED包装件发射图案。散射还可导以不同视角减少色温的变化。
应当理解的是，在其他实施方式中，转换材料层仅可涂敷LED，使基台未被转换材料层覆盖。对于多个LED实施方式，可以在一些不同LED上包括不同转换材料层。还应当理解的是，在具有不同转换材料层实施方式的其他实施方式中，不同转换材料还可涂敷基台的一些或者全部，这可导致不同的转换材料覆盖基台的全部或者一些，或者不同转换材料位于基台的不同区域中。因此应当理解的是，在不同实施方式中，转换材料可以位于LED上、位于基台上和/或在密封体中。不同的实施方式可具有转换材料位置的不同组合。其他实施方式具有位于LED上、基台上和/或密封体内的多种磷光体。这些实施方式中的一些可包括诸如黄色(例如，YAG)、绿色(例如，LuAg)以及红色(例如，氮化物)等三种磷光体混合物。这仅是在不同实施方式中可使用的许多磷光体混合物的一种实施例。
可以结合或者替代TIR使用在密封体内重新定向光的诸如散射或者折射等其他机制。例如，在一种实施方式中，散射材料可被添加到密封体中，以进一步增强由包装件发射的光的颜色一致性或者在保持高包装件效率的同时产生更宽阔的射束强度轮廓。
不同的实施方式可包括具有作为其光源的一个或者一个以上的LED的LED包装件。实施方式还可包括具有相对较小覆盖区、且一些具有小于2mm平方的覆盖区的LED包装件。实施方式还可提供具有尺寸接近由LED所覆盖的面积的覆盖区的装置。实施方式还可展示如下面进一步描述的相对接近于另一个的高度和覆盖区尺度。
对于具有多个LED光源的实施方式，各个独立的LED可被独立编址或者控制，或者多个LED的不同的串或者子集可被独立编址或者控制。一串可以是一个LED或者以不同并联和/或串联连接耦接在一起的多个LED，以实现希望的操作电压或者实现希望的包装件发射色温。这可适用于诸如具有发射不同颜色的LED或者带来自不同仓(bin)的磷光体涂层的LED的多种不同包装件布置。
将参考特定实施方式描述本发明，但是，应当理解的是，本发明可包括多种不同形式并且不应被解释为局限于此处所设定的实施方式。具体地，下面所描述的本发明涉及具有不同配置的LED的特定LED包装件，但是，应当理解的是，本发明可适用于具有其他LED配置的许多其他LED包装件。LED包装件还可具有除下面所述之外的多种不同形状，并且焊接垫和粘结垫可被布置成多种不同方式。LED包装件可被设置成在包括但不限于3V、6V、12V或者24v的不同电压下操作。包装件还可具有串联或者并联连接的芯片并且发射除白色之外的诸如蓝色、绿色、红色、红桔色等不同颜色的光。每个均是以不同方式耦接在一起的多芯片实施方式。例如，一种实施方式可包括以2个串联串的两个红色LED耦接在一起的四个红色发射LED。这同样适用于以不同方式互连的所有颜色。
将参考转换材料、转换材料层、波长转换材料、远程磷光体、磷光体、磷光体层以及相关术语描述本发明。这些术语的使用不应被解释为受限制。应当理解的是，术语磷光体和磷光体层的使用指包括并且同样适用于所有波长的转换材料。
下面将参考一个LED或者多个LED描述实施方式，但是，应当理解的是，其意在包括LED芯片。这些部件可具有除所示之外的不同形状和尺寸并且可包括不同数目的LED。还应当理解的是，下面所描述的实施方式使用共面光源，但是，应当理解的是，还可使用非共面光源。还应当理解的是，LED光源可包括一个以上的LED，并且在具有多于一个的LED的实施方式中，LED可具有不同的发射波长。在一些实施方式中，LED可包括沿着红色发射LED覆盖有黄色磷光体的蓝色发射LED，产生来自LED包装件的白光发射。在多个LED包装件中，LED可以串联地互连或者可以不同的串联和并联组合而互连。如上所述，LED包装件可具有诸如LED或者固态激光等不同的固态光源。
还应当理解的是，当诸如层、区域或者基台等元件可被称之为位于另一元件“上”时，其可以直接位于另一元件上或者还可存在中间元件。而且，诸如“内”、“外”、“在…上部”、“在…上方”、“在…下部”、“在…之下”以及“在…下方”及相似术语等相对术语可用于描述一个层或者另一区域的关系。应当理解的是，这些术语旨在包括除图中所描述的方位之外的装置的不同方位。
尽管术语“第一”、“第二”等可用于描述各种元件、部件、区域、层、和/或部分，然而，这些元件、部件、区域、层、和/或部分不得受这些术语限制。这些术语仅用于区分一种元件、部件、区域、层或者部分与另一区域、层或者部分。因此在不背离本发明的教导的情况下，下面所讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或者第一部分可被定义为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或者第二部分。
将参考为本发明的实施方式的示意性例图的截面图例图描述本发明的实施方式。因此，各层的实际厚度可以不同，并且例如，期望由于例如制造技术和/或容差而产生的例图形状的变化。本发明的实施方式不应被解释为局限于本发明中所示出的区域的具体形状，而是包括例如由于制造而产生的形状偏差。被示出或者描述为正方形或者矩形的区域由于正常制造容差通常具有圆形或者弯曲特性。因此，图中所示出的区域在性质上是示意性的并且其形状并不旨在示出装置的区域的精确形状并且并不旨在限制本发明的范围。
图4至图13示出了根据本发明的包括安装在基台54上的LED 52的LED包装件50的一种实施方式。LED包装件50还包括位于基台54的覆盖区上的第一覆盖区接触/焊接垫60a和第二覆盖区接触/焊接垫60b、穿过基台54的第一导电过孔62a和第二导电过孔62b以及位于基台54的顶表面上的第一模粘结垫64a和第二模粘结垫64b。LED包装件进一步包括覆盖LED 52的转换材料层56、模粘结垫64a、64b的外露表面以及基台54的顶表面的外露部分。在LED 52、粘结垫64a、64b以及基台54上方包括密封体58。下面将详细描述LED包装件的上述特性。
示出了作为单一LED的LED 52，但是，应当理解的是，在其他实施方式中(诸如上述所述)，光源可包括一个以上的LED。可以使用诸如根据其LED芯片的DA、EZ、GaN、MB、RT、TR、UT以及XT系列从Cree公司可商购的多种不同LED。LED包装件50具体地被布置成与诸如倒装芯片安装并且允许无线接合的DA850芯片等DA系列芯片结合使用。题为“SemiconductorLight Emitting Diodes Having Reflective Structures and Methods of FabricatingSame”的Donofrio等人的美国专利申请序列号12/463,709中整体描述了芯片的类型，通过引用将其结合在此。LED 52可发射多种不同颜色的光，且优选发射蓝色波长光谱的光的LED52。应当理解的是，在一些实施方式中，可在移除其生长基板之后提供LED。在其他实施方式中，LED生长基板可保持在LED 52上，且这些实施方式中的一些具有成形或者纹理化生长基板。
在其他实施方式中，可以使用一个以上的LED作为光源，而在其他实施方式中，可以单独使用固态激光器或者结合一个以上的LED使用固态激光器。在一些实施方式中，LED可包括诸如碳化硅、兰宝石、GaN、GaP等透明生长基板。LED芯片还可包括三维结构，并且在一些实施方式中，LED可具有包括位于芯片的一个以上的表面上的整体或者局部倾斜面的结构。
LED包装件50进一步包括基台54，且LED 52安装在基台54上。基台54可由具有诸如电介质材料的电绝缘的优选材料的多种不同材料形成。基台54可包括诸如氧化铝、氮化铝、碳化硅等陶瓷材料或者诸如聚酰胺和聚酯等聚合材料。在优选实施方式中，基台54可包括具有诸如氮化铝和氧化铝等相对较高热导率的电介质材料。在其他实施方式中，基台54可包括印刷电路板(PCB)、兰宝石或者硅或者任何其他合适的材料，诸如，从The BergquistCompany of Chanhassen,Minn.可商购的T-Clad热复合绝缘基板材料。对于PCB实施方式，可以使用诸如标准的FR-4PCB、金属核PCB或者任何其他类型的印刷电路板的不同的PCB类型。
示出了具有可包括第一模粘结垫64a和第二模粘结垫64b的图案化导电特性的平坦表面的基台54的顶表面。粘结垫64a、64b之间设置有空间，且LED芯片52安装在垫64a、64b上，使得LED 52的相应部分安装在垫64a和垫64b中的相应的一个上，并且LED 52横越粘结垫64a、64b之间的空间。可以使用诸如利用常规焊接材料的方法等多种不同的安装方法。根据LED 52的几何形状，使用已知的表面安装或者有线接合方法，其他类型的LED芯片可电连接至粘结垫64a、64b或者其他导电迹线。
垫64a、64b可包括诸如金属或者其他导电材料等多种不同的材料，并且在一种实施方式中，垫64a、64b可包括使用诸如电镀等已知技术沉积的铜。在其他实施方式中，使用掩模可对垫64a、64b进行溅射以形成希望图案，并且在其他实施方式中，使用已知照相平板工艺可形成垫64a、64b。垫64a、64b可延伸至LED 52的边缘之外以覆盖基台54的顶表面的大部分。通过将热量从LED 52扩散至垫64a、64b，可有助于对LED包装件50的热管理，使得热量从LED 52的边缘之外扩散至基台54的大部分面积。这允许热量较为不局部化并且允许其更为高效地通过基台54消散至周围环境中。
包括位于LED 52、垫64a和64b的外露部分以及基台顶表面上的外露部分上的转换材料层56。可使用多种不同转换材料来产生希望的LED包装件光发射，且本发明尤其适合于发射白光的LED包装件。在一些发射白光的实施方式中，LED 52可发射蓝色波长光谱的光。在其他实施方式中，LED可发射光谱中紫至UV部分的光，例如，360nm至440nm之间的波长范围内。常规材料可以是吸收蓝光并且重新发射黄光的类型，使得包装件发射蓝光与黄光组合的白光。在一些实施方式中，尽管使用由基于(Gd,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce系统的磷光体制成的转换颗粒可以实现全范围的宽阔的黄色光谱发射，诸如，Y3Al5O12:Ce(YAG)，然而，转换材料可包括商购的YAG:Ce磷光体。可以使用包括但不限于下列的其他黄色磷光体：
Tb3-xRExO12:Ce(TAG)；RE＝Y,Gd,La,Lu；或者
Sr2-x-yBaxCaySiO4:Eu。
在其他实施方式中，可以使用混合的一种以上磷光体材料或者在分离层内布置转换材料层56。在一些实施方式中，两种磷光体中的每种均可吸收LED光并且可重新发射不同颜色的光。在这些实施方式中，可以将来自两种磷光体层的颜色进行组合，以实现不同白色色调(暖白)的更高CRI白色。这可包括上述与来自红色磷光体的光进行组合的黄色磷光体的光。可使用包括下列的不同红色磷光体：
SrxCa1-xS:Eu,Y；Y＝卤化物；
CaSiAlN3:Eu；或者
Sr2-yCaySiO4:Eu
通过将所有光大致转换成特定的颜色，可使用其他磷光体来创建颜色发射。例如，可以使用下列磷光体产生绿光：
SrGa2S4:Eu；
Sr2-yBaySiO4:Eu；或者
SrSi2O2N2:Eu。
尽管可以使用其他磷光体，然而，下面列出了用作转换颗粒的一些额外合适的磷光体。每种均展示了激发蓝色和/或UV发光谱、提供希望峰值发射、具有高效光转换、并且具有可接受的斯托克斯位移：
蓝色
BaMgAl10O17:Eu
(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu
(Ca,Sr)5(PO4)3Cl:Eu
黄色/绿色
(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+
Ba2(Mg,Zn)Si2O7:Eu2+
Gd0.46Sr0.31Al1.23OxF1.38:Eu2+ 0.06
(Ba1-x-ySrxCay)SiO4:Eu
Ba2SiO4:Eu2+
红色
Lu2O3:Eu3+
(Sr2-xLax)(Ce1-xEux)O4
Sr2Ce1-xEuxO4
Sr2-xEuxCeO4
SrTiO3:Pr3+,Ga3+
CaAlSiN3:Eu2+
Sr2Si5N8:Eu2+
在又一些其他特定实施方式中，根据固态光源的发射波长，转换材料层可包括覆盖部分或者所有可见波长范围的至少三种磷光体，而一些实施方式包括黄色、红色以及绿色磷光体的组合。对于发射固态光源的紫和UV，可以添加蓝色磷光体。
也可以有其他组合，并且其他实施方式可包括三种以上的磷光体。可以使用诸如上述所述的多种不同的黄色、红色以及绿色磷光体。
转换材料可包括不同尺寸的磷光体颗粒，包括但不限于10纳米(nm)至30微米(μιη)范围内或者更大的颗粒。通常，较小的颗粒尺寸比较大尺寸的颗粒更容易散射和混合颜色，以提供更为均匀的光。通常，相比较于较小的颗粒，较大的颗粒在转换光时更为高效，但是，发射较不均匀的光。在一些实施方式中，可以使用粘合剂将磷光体固定在远程磷光体上，并且粘合剂中的磷光体还可具有不同的浓度或者载荷的磷光体材料。通常，粘合剂中磷光体的浓度按重量计一般在30％至70％范围内。在一种实施方式中，按重量计，磷光体浓度为约65％并且优选均匀地分散在远程磷光体上。转换材料层56还可具有存在不同浓度磷光体颗粒的不同区域。
还可使用可替代的波长转换材料来降频转换光以产生白光发射。该材料可以是但不限于诸如CdSe/ZnS、InP/InAs、CdS/CdSe、CdTe/CdSe或者其他等有机荧光材料或者染料或者无机量子点材料。
转换材料层56可具有至少部分取决于转换材料的浓度、转换材料颗粒的尺寸以及由转换材料所转换的希望光量的多种不同厚度。根据本发明的转换材料层可以存在具有30％以上的磷光体浓度级(磷光体载荷)的粘合剂中。其他实施方式可具有50％以上的浓度级，同时在又一些实施方式中，浓度级可以在60％以上。在一些实施方式中，磷光体粘合剂组合可具有10微米至100微米的范围内的厚度。而在其他实施方式中，其可具有40微米至50微米的范围内的厚度。各层的厚度还可变化，所以不同区域具有不同的厚度。如下面更为详细地描述，与具有半球形密封体的相似包装件相比较，根据本发明的不同包装件可包括具有较少磷光体材料(例如，更薄或者更低浓度)的转换层，同时仍保持了希望的发射颜色点。厚度的减少取决于多种不同的因素，诸如，磷光体类型、磷光体颗粒的尺寸以及层中磷光体颗粒的浓度。在一些实施方式中，与具有半球形透镜的相似LED包装件相比较，减少量可以为10％以上。在又一些其他实施方式中，其可以为20％以上，而在其他实施方式中，其可以为30％以上。
转换材料层56还可包括粘合剂，并且可以使用不同的材料作为粘合剂，且优选为在固化之后变得坚韧并且在可见波长光谱中基本透镜的材料。合适的材料包括硅树脂、环氧树脂、玻璃、无机玻璃、电介质、BCB、聚酰胺、聚合物及其混合物，由于其在高功率LED中的高透明性和可靠性，所以优选材料为硅树脂。从Chemical可商购合适的苯基-和甲基类硅树脂。根据诸如所使用的粘合剂类型等不同因素，可以使用多种不同固化方法使粘合剂固化。不同的固化方法包括但不限于热、紫外线(UV)、红外(IR)或者空气固化。然而，应当理解的是，可以应用没有粘合剂的磷光体颗粒。
使用包括但不限于溅射、分散、旋涂、溅射、印刷、粉涂、电泳沉积(EPD)以及静电沉积以及其他的不同工艺可施加转换材料层。这些工艺还可包括使混合物溶解并且降低混合物粘度的磷光体-粘合剂混合物中的溶剂。可以使用包括但不限于从Dow商购的甲苯、苯、二甲苯或者OS-20的多种不同溶剂，并且可以使用不同浓度的溶剂。当溅射溶剂-磷光体-粘合剂混合物时，从远程磷光体倾泻或者分散的热量使溶剂蒸发并且还可使混合物中的粘合剂固化，留下固定的磷光体层。题为“Systems and Methods for Applicationof Optical Materials to Optical Elements”并且还委托给Cree公司的Donofrio等人的美国专利申请公开第2010/0155763号中描述了各种沉积方法和系统。
在转换材料层56上、并且在LED 52和基台54上包括密封体58，且密封体58提供环境和机械保护以及允许上述所述和下面更为详细描述的光的再循环。不同于形成在LED上的多数常规密封体，密封体58具有平坦表面，并且在示出的实施方式中，密封体58具有一般立方体形状。密封体包括呈立方体形状的垂直和水平平坦表面，但是，应当理解的是，密封体可采用诸如具有平顶和平坦表面的垂直侧壁等任何形状的多种不同形状。这些可包括但不限于诸如三角形、五角形、六角形、八角形等不同的棱镜或者多角形形状。这些形状可包括水平平坦表面，且垂直表面被在3-12或者更大的范围内编号。在又一些其他实施方式中，密封体可以是具有诸如圆形或者椭圆形等不同截面的圆柱形。
应当理解的是，可以多种不同方式使密封体58与LED 52对准，且所示出的LED 52与密封体58的中心或者长轴大致对准。在其他实施方式中，LED 52可靠近于密封体58的边缘中的一个。
可以使用多种不同的材料用于密封体58，诸如，硅树脂、塑料、环氧树脂或者玻璃，且合适的材料与模制工艺兼容。硅树脂适合用于模制并且提供合适的光学传输性能。其还需经过后续的回流工艺并且并不随着时间而显著降级。还可使用多种不同方法形成密封体，并且在一些实施方式中，可以使用同时在基台面板的多个LED 52上形成密封体58的模制工艺(如下面更为详细所描述的)。
在不同实施方式中，密封体可具有多种不同厚度，且一些仅提供足够的密封体材料来覆盖LED和磷光体层。在这些实施方式中，该层可变薄为10μm以上。在又一些其他实施方式中，密封体的厚度可以是基台边缘尺度的三倍。这些仅是密封体高度的一些实施例，且其他实施方式可以变薄或者变厚。
在一些实施方式中，密封体的顶表面可具有略微小于密封体的覆盖区和/或LED包装件的覆盖区的面积。在又一些其他实施方式中，密封体的上部可具有大于下部的面积或者大于LED包装件覆盖区的面积。
LED芯片50还包括形成在基台54的底表面上的第一焊接垫60a和第二焊接垫60b，通过已知安装方法，可以使用第一焊接垫60a和第二焊接垫60b将LED包装件52安装在原位。应当理解的是，在其他实施方式中(如下所述)，根据本发明的LED包装件可具有两个以上焊接垫。焊接垫60a、60b可由相同材料制成并且可以相同方式形成为模粘结垫64a、64b。可以包括穿过基台54的第一导电过孔62a和第二导电过孔62b，且过孔由诸如用于模粘结垫和焊接垫的导电材料形成，并且被布置成提供焊接垫60a、60b与模粘结电64a、64b之间的导电路径。在所示出的实施方式中，第一过孔62a形成第一焊接垫60a与第一模粘结垫64a之间的导电路径，而第二过孔62b提供第二焊接垫60b与第二模粘结垫64b之间的导电路径。这允许将电信号施加给焊接垫60a、60b，以沿着过孔62a、62b通过基台54导通至模粘结垫64a、64b。然后，通过模粘结垫将信号导通至LED 52。应当理解的是，在其他实施方式中，可以其他方式将电信号传输至LED，诸如，通过被布置在LED包装件中的不同位置处并且在安装表面或者基台与LED之间运行的导电迹线或者布线接合垫。
如上所述，根据本发明的LED包装件相对较小，并且由于LED包装件变得较小，所以包括显示LED包装件极性的指示器可使用的空间较少。当制造利用LED包装件的端产品时，这些指示器比较重要。常规极性指示器可包括位于LED包装件的顶表面上或者位于其中一个焊接垫可比另一个较大的标记。使用较小的LED包装件，则用于在顶表面上做标记的空间较少，并且由于焊接缺陷所产生的风险性提高，所以使一个焊接垫比另一个更小也是不理想的。
根据本发明的LED包装件通过在焊接垫的一个中形成一个以上的指示凹口66而提供改进结构和提供极性指示的方法。如图5和图9最佳示出的，可沿着焊接垫64a的内边缘形成V形极性指示凹口66。在制造过程中，可以使用自动的拾取-放置设备上的对空摄像头检测凹口66。在所示出的实施方式中，凹口66在垫的内边缘中心附近，这将其放置在基台54的中心附近。现参考图16，示出了包括其携带的位于每个LED包装件下方的孔82的常规LED包装件载带80。图8和图9中的凹口66在位于通过载带80中的孔82可见的中心附近处的基台54面积中。这允许凹口(和对应的LED包装件极性)为可见并且在不从载带80中移除LED包装件的情况下验证载带孔82。
凹口66可具有除V形之外的多种不同形状，诸如，U形、I形、W形、方型、矩形、星形、加号形、减号形等。如下进一步所描述，还可以包括位于焊接垫60a、60b上的多个不同位置处的凹口，并且通过常规拾取和贴装装置的摄像头可同样检测到凹口。应注意，可以使用其他类型的极性指示器，诸如，不同形状的孔或者焊接垫中的其他切口，并且在其他实施方式中，LED包装件可具有在诸如基台54上等其他位置处的指示器。
再次参考图4至图9，根据本发明的一些实施方式还可包括位于LED包装件50的顶表面上的极性指示器。在所示出的实施方式中，第二粘结垫64b可具有加号(+)指示器68，以在从顶部观察LED包装件50时显示极性。指示器可采用诸如上述所述多种不同形状和尺寸，并且在一些实施方式中，指示器可包括上述所述凹口和孔。此外，如上所述，对于附图中所示和本发明中所描述的尺寸的LED包装件，顶部极性指示器可使用的空间受限制，并且制造装置可能需要依赖于覆盖区极性指示器。
参考图10和图13，示出了通过密封体58不可见基台54的LED包装件50。这仅出于易于示出之目的，但是，应当理解的是，根据本发明的一些实施方式可具有出于不同原因而不透明的密封体。在一些实施方式中，密封体可具有分散在密封体的特定位置上或者中的磷光体和/或散射颗粒。这可使得密封体局部或者全部不透明。图14示出了用于根据本发明的一些LED包装件的一个推荐焊接垫，并且图15示出了所推荐的迹线布局。
如上所述，由密封体的平坦表面产生的LED光的TIR将使LED包装件发射效率显著降低是本领域的常规知识。这对于具有垂直平坦表面的LED包装件尤其如此。认为TIR光符合LED包装件的光吸收特性并且导致吸收相当比例的光。常规知识聚焦于提供使TIR最小化的密封体(诸如，半球形密封体)的LED包装件。重点还在于提供位于密封体基座中心附近处的包装件光源以模拟中心处附近的点源。然而，通过提供位于密封体58下方的顶表面上的毯转换材料层，其中包括位于LED 52、LED 52周围的模粘结垫64a、64b的区域以及LED 52和粘结垫64a、64b周围外露的基台54的顶表面上的毯转换材料层，可以使期望的效率损失最小化或者消除期望的效率损失。
现参考图17，示出了具有试样蓝光迹线92和黄光迹线94的根据本发明的示例性LED包装件90。LED包装件90包括与LED包装件50相同或者相似的多种特性，并且对于这些特性，本发明中使用相同的参考标号。LED包装件90包括LED 52、基台54、转换材料层以及密封体58。LED包装件90可被布置成发射不同颜色的光，并且在所示出的实施方式中，LED芯片52发射蓝光，并且转换材料层56包括将蓝光转换成黄光的转换材料。参考蓝光迹线92，蓝光的一部分穿过转换材料层56并且在其到达密封体58的表面时经历TIR。蓝光92的其他部分穿过密封体之外以有助于从LED包装件发射。
蓝色TIR光在密封体内反射并且最后被导向至基台54。TIR并非到达LED包装件的光吸收部分，而是到达转换材料层56。蓝光已经穿过转换层56，并且在TIR之后，蓝色LED光第二次与转换材料层相遇。这可被称之为蓝光的“再循环”，这使转换材料层56的顶表面照明，使得在操作过程中，通过蓝光使该层的两侧照明。转换材料层56提供帮助限制蓝光和黄光再进入芯片或者撞击吸收区域的“毯”效应。当蓝光92第二次撞击转换材料层56时，光的全部或者一部分将被该层中的转换材料散射或者吸收并且作为黄光被重新发射。重新发射是全方向的或者等方性的，因此TIR光的一部分被重新定向，使得其从LED包装件发射。全方向重新发射造成了其他TIR光的散射，这允许光到达临界角内的密封体表面并且从密封体发射。
当蓝光第一次穿过转换材料层时，蓝光的一部分被转换成光迹线94中所示的黄光。黄光的一部分在其第一通道上从包装件发射，而其余部分将经历TIR。当光第二次与磷光体材料相遇时，光还可经历散射，这提高光的一部分从密封体发射并且有助于整体发射的可能性。
结果是，TIR和再循环允许根据本发明的LED包装件的发射效率与常规半球形透镜的LED的发射效率相似。本发明的实施方式降低了转换材料层中转换材料的浓度，以通过再循环效应实现相同的颜色点。这可允许更多的蓝光通过磷光体穿过第一通道。因为典型的转换层可散射以及转换蓝光，所以芯片上转换材料减少的厚度或者浓度可指较少的第一通道蓝光被散射回至吸收蓝光的LED中，从而提高包装件效率。然后，第一通道蓝光在其第二次到达转换材料层56时可被转换和散射。散射允许更多的光从LED包装件溢出，同时保持蓝光与黄光之间适当的发射平衡以实现希望的颜色点。不同实施方式可包括与常规LED包装件相比较少20％至30％的转换材料。转换材料减少以及减少的包装件尺寸可产生具有相同或者相似发射效率的较低成本的LED包装件。这种布置允许还可降低成本的更小装置。
在一些实施方式中，光再循环过程中的散射还可提供更宽阔发射轮廓的额外优点。在多数常规LED包装件中，发射轮廓通常是大部分具有约120°FWHM以下的发射轮廓的Lambertian。本发明的实施方式中所提供的光的散射提供与在常规lambert离子发射轮廓中将经历的相比从密封体以更大的角发射更多光。在一些实施方式中，发射轮廓可超过120度FWHM，而在其他实施方式中，其可超过130度FWHM。在又一些其他实施方式中，发射轮廓可以在130°FWHM至170°FWHM范围内，或者在其他实施方式中，在130°FWHM至160°FWHM的范围内或者130°FWHM至150°FWHM的范围内。图18是示出了根据本发明的具有约150°FWHM发射轮廓的LED包装件的一种实施方式的发射轮廓102的图标100。在其他实施方式中，发射轮廓可以大于135°FWHM，且在-90°至+90°视角内颜色变化小于10％。
如上所述，散射材料可被添加到密封体中以进一步增加发射轮廓的宽度并且改善颜色一致性，以对包装件效率产生最小影响。更宽的发射轮廓使根据本发明的LED包装件特别适用于需要诸如区域照明等较宽角度发射的照明应用。对于依赖于混合室以混合来自LED包装件的光的LED照明，更宽阔的发射图案可产生具有减少混合室深度的照明灯具。
根据本发明的LED包装件还可以不同的视角发射具有更为均匀颜色发射的光。在一些实施方式中，包装件发射在小于-400开尔文至+400开尔文的色温和约-100度至+100度的视角内变化的光。在又一些其他实施方式中，色温变化可以小于-300开尔文至+300开尔文和约-100度至+100度的视角。图19是示出了在根据本发明的LED包装件的一种实施方式的视角内的色温112的变化的图表110。视角变化从-100度至+100度并且通常在-100开尔文至+200开尔文范围内。
转换材料层的毯还允许转换材料层用作具有良好热扩散的远程层。即，在转换过程中所产生的热或者从LED 52传递至转换材料层56的热可在转换材料层56上扩散。然后，热被导入基台54和密封体58中以消散至周围环境。与LED上仅具有转换材料的常规LED包装件相比较，允许更为有效地消散热量。
根据本发明的一些实施方式提供与具有半球形密封体的常规LED包装件相比较具有更小覆盖区且仍以相同或者相似效率发射的LED包装件。在一些实施方式中，LED包装件覆盖区可小于3mm×3mm或者更大，而在其他实施方式中，其可以为2mm×2mm或者更大。在又一些其他实施方式中，其可以为1mm×1mm或者更大，在根据本发明的一些实施方式中，为约1.6mm×1.6mm。根据本发明的LED包装件可收缩为多种不同的更大或者更小尺寸。根据本发明的LED包装件中密封体可延伸至基台的边缘，而具有半球形密封体的LED包装件可具有延伸至密封体边缘之外的基台，这增加包装件覆盖区的整体尺寸。
根据本发明的LED包装件还可向具有更小的LED芯片面积与LED包装件覆盖区的比率的装置提供有效的光发射。这允许LED的边缘更靠近于密封体的边缘，以提供每LED包装件覆盖区更大的LED发射面积。在一些实施方式中，LED芯片(或者LED芯片阵列)的边缘可大约位于密封体边缘处或者附近，使得LED包装件与LED芯片(或者LED芯片阵列)具有大致相同的覆盖区。在一些实施方式中，LED芯片(或者阵列)与LED包装件覆盖区的比率可小于六，而在其他实施方式中，其可以小于五。在又一些其他实施方式中，其可以小于四，而在一些实施方式中，具有约3.5的比率。在根据本发明的一种实施方式中，即，与图4至图9中所示和上述所述的LED包装件50相同或者相似，LED芯片52可以为约850μm平方，且LED包装件覆盖区为约1.6mm平方。这产生LED芯片面积与LED包装件覆盖区之比率为约3.54。在如下所述的一些多个LED实施方式中，该比率可小于3。
根据本发明的LED包装件与具有半球形密封体的常规LED包装件相比较具有更小的覆盖区。在一些实施方式中，覆盖区可以小于12mm平方。在又一些其他实施方式中，覆盖区可具有小于约9mm平方、小于6mm平方、小于4mm平方的面积。在一些实施方式中，包装件可具有1mm至4mm范围内的覆盖区面积。在一些实施方式中，LED包装件可具有约1.6mm×1.6mm的基台以及约2.56mm平方的覆盖区面积。
在又一些其他实施方式中，具有单一LED的LED包装件的基台面积以及具有多个LED的LED包装件的基台覆盖区可低至LED面积加上基台边缘处转换材料层厚度的两倍。在具有单一1mm LED的实施方式中，基台面积可低至1.21mm，这产生LED芯片面积与LED包装件覆盖区的比率为1.21。在多LED芯片实施方式中，诸如，放置在边缘处的芯片，可以达到相同的比率。使用具有不同形状的基台还可实现不同的比率。在具有安装在矩形基台上的16个DA240LED的实施方式中，矩形基台具有一侧长度16乘以0.240mm加上2乘以0.05mm，而其他是16乘以0.320mm加上2乘以0.05mm。这些实施方式中LED芯片(或者阵列)面积与LED包装件覆盖区的比率可低至约1.046。
在又一些其他实施方式中，该比率可以高达20以上。在不同实施方式中，该比率可以落在1至20、1至15、1至10、1至5、1至3或者1至2的范围内。在1.6mm基台上具有两个DA240LED的实施方式中，LED面积与基台覆盖区的比率为约16.67。上述提高的比率可适用于具有更小或者更大覆盖区的LED包装件。本发明还允许这些包装件展示上述提高的比率，但是，具有更大或者更小面积的LED芯片(视情况而定)。
通过具有用包装件覆盖区更大的LED面积，可以使用LED包装件替代常规LED包装件，并且相同量的面积可提供更大的LED发射面积。在许多应用中，这允许具有驱动更低驱动信号的相同面积的LED包装件以实现相同的发射强度。同样，可以使用相同的驱动电流，并且可以使用根据本发明的LED包装件来产生更高的发射强度。
根据本发明的实施方式还可具有覆盖区比率尺度与高度尺度的不同组合。在一些实施方式中，覆盖区尺度的比率可以为1比1，且对应的高度比率小于1。在一些实施方式中，给定1比1比约0.8125的尺度比率，LED包装件可具有测量为1.6×1.6的覆盖区、约1.3mm的高度。在又一些其他实施方式中，覆盖区与高度之比可以为约1比1比1，而在一些实施方式中，具有测量为1.6mm×1.6mm的覆盖区，并且具有约1.6mm的高度。其他实施方式可包括1比1比1以上的比率，并且其他实施方式可具有1比1比1.5以上的尺度。又一些其他实施方式可具有1比1比1.5以上或者更大或者1比1比2或者更大或者1比1比3或者更大的尺度。
根据本发明的其他实施方式可具有不同的密封体高度，且从基台的底表面或者顶表面测量高度。在一些实施方式中，密封体的高度可以低至0.3mm至高至5mm以上。在又一些其他实施方式中，密封体可以为2mm高或者更高。在又一些其他实施方式中，其可以为1mm高或者更高。应注意，在一些实施方式中，包装件的发射图案可随着密封体的高度而变化，而一些实施方式由于更高的密封体而具有更宽的发射图案。例如，在具有单一LED和立方体密封体的实施方式中，具有0.625mm高密封体(从基台的顶表面测量)的包装件的发射图案可具有约宽于具有0.525mm密封体的相同包装件的发射图案。对于具有0.725mm密封体的包装件，发射图案可进一步增加高达至约5％宽。使用更高的密封体可以实现增加的发射图案，而不使发射效率发生显著变化。
不同的LED包装件实施方式可操作不同的驱动信号，且一些操作低至50毫瓦特至几十瓦特的信号。在一些实施方式中，驱动信号可以在500毫瓦特至约2瓦特的范围内。不同实施方式还可提供不同的光通量输出，且在一些实施方式中，发射100流明以上。在其他实施方式中，可发射110流明以上，而在其他实施方式中，可发射150流明以上。在不同实施方式中，还可发射2000K至6000K的范围内的不停色温，且在一些实施方式中，发射约3000K，并且在其他实施方式中，约5000K。例如，根据本发明的具有1.6mm×1.6mm的包装件覆盖区的LED包装件可在3000K温度时发射约120流明。具有相同尺寸的其他实施方式可在5000K时发射140流明。包装件覆盖区的面积为约2.56mm平方，这在3000K时产生47流明/mm2的发射，并且在5000K时产生55流明/mm2的发射。根据本发明的不同包装件通常可发射的范围从35流明/mm2至65流明/mm2。约1.6mm高的包装件可具有约4.096mm3的体积，这在3000K时以约29.27流明/mm3运行，并且在5000K时以约34.18流明/mm3运行。根据本发明的不同包装件通常可在从20流明/mm3至45流明/mm3的范围内发射。这可根据驱动信号(或者驱动电流)而变化，然而，产生在3000K以每瓦特115流明(LPW)运行，并且在5000K以135LPW运行。在具有不同驱动信号的其他实施方式中，在相同色温时还可展示相似的LPW操作。对于不同的实施方式，LPW的范围通常可在100LPW至150LPW的范围内。
如上所述，根据本发明的不同包装件可具有作为其光源的一个以上的LED。图20至图27示出了根据本发明的包括基台54、转换材料层56、密封体58、焊接垫60a、60b以及导电过孔62a的LED包装件150的另一实施方式。在本实施方式中，光源包括安装在基台的第一模粘结垫154a和第二模粘结垫154b上的第一LED 152a和第二LED 152b。LED 152a、152b可包括诸如上述所述不同可商购的LED，且在一些实施方式中，使用从Cree公司可商购的DA350LED。LED 152a、152b可具有不同的尺度，且在一些实施方式中，为约350μm×470μm。
模粘结垫154a、154b可由如上所述相同的材料制成并且使用相同的方法被沉积。在本实施方式中，第一模粘结垫154a是U形，并且第二模粘结垫154b被拉长并且被布置在第一模粘结垫154a的支柱之间。在第一粘结垫154a与第二粘结垫154b之间设置空间，其中，LED 152a、152b中的每个均被安装在第一粘结垫154a和第二粘结垫154b上，并且每个均横越第一粘结垫154a与第二粘结垫154b之间的空间。LED 152a、152b可安装在粘结垫154a、154b上的不同位置处，且第一LED 152a通常安装在基台54的一个拐角处，并且第二LED安装在基台54的相对拐角处。在操作过程中，通过过孔62a、62b将电信号施加给被传输至粘结垫154a、154b的焊接垫60a、60b。然后，将信号传输至LED 152a、152b以致使其发光。LED包装件以与LED包装件50大致相同的方式操作并且可具有上述所述相同的尺寸和比率。
图28至图35示出了与上述所述LED包装件150相似的根据本发明的包括基台54、转换材料层56、密封体58、焊接垫60a、60b、导电过孔62a、62b以及模粘结垫154a、154b的LED包装件160的另一实施方式。在本实施方式中，LED包装件光源包括第一LED 162a、第二LED162b以及第三LED 162c，且每个LED均安装在横越于两者之间的空间的粘结垫154a、154b上。LED可被安装在多个不同位置上，且第一LED 162a和第二LED 162b沿着粘结垫154a的一个支柱安装，并且第三LED 162c沿着另一支柱安装。第三LED 162c通常与第一LED 162a和第二LED 162b之间的跨距对准，但是，应当理解的是，LED可相对于彼此以多种不同方式安装。LED包装件160以与上述所述LED包装件大致相同的方式运行并且可具有相同的尺寸和尺度比率。
LED包装件150和160具有并联电连接的多个LED，但是，应当理解的是，LED还可串联连接。对于具有多个LED的包装件，可以不同的并联和串联组合连接LED。不同串联连接的LED可被独立控制(即，独立编址)，并且在这些实施方式中，基台可包括两个以上焊接垫，使得可将多个信号施加给LED芯片。
如上所述，这些LED包装件可被布置成在包括但不限于3V、6V、12V或者24v的不同电压下运行。包装件还可具有串联或者并联连接的芯片并且发射除白色之外的诸如蓝色、绿色、红色、红桔色等不同颜色的光。每种均可以是以不同方式耦接在一起的多芯片实施方式。一些实施方式可发射这些颜色光中的一种，并且可包括并联耦接在一起并且以3V信号运行的2个或者3个LED。其他实施方式可包括串联耦接的2个LED，使得LED包装件以6V信号运行。这些LED均可形成在诸如由氧化铝制成的不同基台上。在其他实施方式中，可包括被布置成以12V运行的串联的4个LED芯片。在这些实施方式中，可以位于由诸如氮化铝(AlN)或者兰宝石(AI2O3)等不同材料制成的基台上。又一些其他实施方式中可包括发射相同颜色(例如，红色)并且串联耦接两个并联串的两个LED的四个LED。这些实施方式可被布置成以6v信号运行并且可位于诸如氧化铝等基台上。
图36示出了根据本发明的具有第一模粘结垫172a、第二模粘结垫172b以及第三模粘结垫172c、第一导电过孔174a和第二导电过孔174b以及第一LED 176a和第二LED 176b的基台170的一种实施方式。可以使用诸如上述所述DA350LED芯片等多种不同可商购的LED。在本实施方式中，第一粘结垫172a连接至第一导电过孔174a，并且第三模粘结垫172c连接至第二导电过孔174b。第二模粘结垫172b不连接至过孔。第一LED 176a安装在第一粘结垫172a和第二粘结垫172b上，并且第二LED176b连接在第二模粘结垫172b和第三模粘结垫172c上。这产生第一LED176a和第二LED 176b的串联连接，且第一过孔174a上的电信号被导通入第一模粘结垫172b，然后通过第一LED 176a，接着进入第二模粘结垫172b，然后通过第二LED 176b，并且最后进入第三模粘结垫172c。使用3伏特LED，本实施方式可使用6伏特驱动信号，但是，驱动电压可以因LED电压不同而不同。
图37示出了与图36中所示的基台170相似的基台180的另一实施方式，并且包括第一模粘结垫182a、第二模粘结垫182b以及第三模粘结垫182c、第一导电过孔184a和第二导电过孔184b以及第一至第六LED 186a、186b、186c、186d、186e、186f。第一至第三LED 186a、186b、186c安装在第一模粘结垫182a和第二粘结垫182b上，并且第四至第六LED186d、186e、186f安装在第二模粘结垫182b和第三模粘结垫182c上。这导致串联/并联连接的LED与和第二组的第四至第六LED 186d、186e、186f并联连接的第一组的第一至第三LED 186a、186b、186c也并联安装。第一组与第二组串联连接。第一过孔184a上的电信号被导入第一模粘结垫182a，然后通过第一组，接着进入第二模粘结垫182b，然后通过第二组，并且最终进入第三模粘结垫172c。使用3伏特LED，本实施方式可使用6伏特驱动信号，但是，可能与上述所述不同。
图38示出了具有可用于串联连接至多至六个LED(未示出)的模粘结图案192的基台190的又一实施方式，且每个LED均安装在图案192的相邻元件之间的间距内。本实施方式可具有高达至用于3伏特LED的约18伏特的驱动信号。对于具有少于六个LED的LED包装件或者使用低电压的LED，驱动信号可能较低，并且如果使用较高电压的LED，驱动信号可能较高。尽管基台也可保持较少的LED，然而，图39示出了具有被布置成安装多达至6个LED的第一相互交错的U形模粘结垫202a和第二相互交错的U形模粘结垫202b的基台200的另一实施方式。每个LED均安装在第一粘结垫202a与第二粘结垫202b之间的间距内，使得LED并联连接，使得可以使用3伏特的驱动信号。如上，根据所使用的具体LED的电压，驱动信号可较高或者较低。图38和图39中的实施方式可使用诸如上述所述DA350LED灯不同的LED。在具有1.6mm×1.6mm的覆盖区的LED包装件布置中，芯片面积与覆盖区的比率可低于3，并且在一些实施方式中约为2.59。
其他实施方式可被布置成保持甚至更多的LED。图40示出了具有可用于串联连接多至十六个LED(未示出)的模粘结图案212的基台201的又一实施方式，每个LED均安装在图案192的相邻元件之间的空间内。在使用3伏特LED的实施方式中，可以使用48伏特的驱动信号。如上，根据安装位于基台上的电压和LED数目，驱动信号可以较高或者较低。图41示出了包括第一U形粘结垫222a、与第二W形粘结垫222b相互交错以使得多至16个LED可并联连接的基台220的又一实施方式。如同上述实施方式，每个LED均可被安装在第一粘结垫222a与第二粘结垫222b之间的空间内。使用3伏特装置，该包装件可使用3伏特驱动信号，且如上所述，信号可较高或者较低。如上所述，图40和图41中的实施方式可使用不同的LED。所示出的实施方式被具体布置成使用从具有240μm×320μm面积的Cree可商购的DA240LED。在具有1.6mm×1.6mm覆盖区的包装件中，芯片面积与包装件覆盖区的比率可以为约2.13，但是，应当理解的是，根据诸如LED的尺寸、LED的数目、基台的尺寸等多种因素，上述所述比率可以不同。
应注意，多个LED包装件实施方式中的LED，将LED放置在尽可能接近基台的边缘处可能有利。当使用诸如基于LED的荧光照明灯管布置等线性布置的LED包装件时尤其如此。例如，对于此处所描述的两种LED实施方式，将LED放置位于基台上的相对的拐角处可能有利。
如上所述，使用不同的方法可使密封体形成在根据本发明的LED包装件中，且一些实施方式使用不同的模制工艺。一种模制工艺被称之为压缩模制，其中，铸模设置有多个腔，其每个具有透明的倒置形状。图42示出了具有多个腔的铸模230的一种实施方式。在模制透镜过程中，提供可具有与由腔232覆盖的面积大致相同的面积的基台面板。应当理解的是，还可使用覆盖小于所有腔的基台。基台面板可包括多个LED(或者几组多个LED)，并且每个腔232均被布置成与基台面板上的LED(或者一组LED)中的相应一个对准。模装载有填充腔的液态形式的密封体材料，且一些实施方式使用液态固化硅树脂。基台面板可以每个LED(或者一组LED)嵌入在相应腔中之一的液态硅树脂中的方式移向腔。使用已知的固化工艺可使液态硅树脂固化。然后，从铸模中可移除面板，并且面板可包括呈腔形状的多种密封体，每种均位于LED中的相应一个上。使用已知的技术可使各个LED包装件与基台面板分离或者单一化。
再次参考上述所述实施方式，具体地，在图4至图13中所示的LED包装件150中，较小的密封体连接部分69设置在密封体58的基座处。这是模制工艺的副产品。模制工艺中的腔不可延伸至基台54的顶表面，从而保留LED包装件相邻部分之间的密封体部分。单一化工艺在使LED包装件分离时切断连接部分69与基台54。
应注意，可以使用其他制造工艺，且一种该工艺包括使用密封体材料层覆盖基台面板和其LED。通过诸如切块或者切断密封体和基台等不同方法可使各个LED包装件分离。所产生的包装件可具有与基台边缘大致垂直或者对准的密封体侧表面。在又一些其他实施方式中，密封体可被单独模制并且然后附接至磷光体转换材料层上的基台。应当理解的是，使用诸如切割、磨削、砂纸打磨或者蚀刻等不同方法可使得密封体变得平滑或者进一步成形。
如上所述，根据本发明的实施方式可具有相对平滑的平坦表面以增强TIR。表面应足够平滑，使得LED通过密封体清楚可见。换言之，密封体表面几乎或者完全不因粗糙而使穿过密封体的光线变暗或者重新定向。在密封体表面上存在一些纹理化、粗糙度或者不完整性的一些实施方式中，无论是非有意地包括还是由于制造工艺而产生。对于这些实施方式，优选为这些表面特性具有并不显著散射光的尺寸。在一些实施方式中，具有均方根(RMS)的尺寸的表面特性接近或者大于与表面相遇的光的波长。具有大于光波长的RMS的特性尺寸趋于散射较少的光，而具有小于光波长的RMS的特性尺寸趋于散射更多的光。对于蓝光与表面相遇的实施方式，表面特性可具有RMS或者大于约500纳米以使散射最小化。RMS值可根据与密封体表面相遇的光波长而变化。
图43至图46示出了根据本发明的具有与基台244的边缘大约对准的大致垂直侧表面242的LED包装件240的另一实施方式。本实施方式还具有包括焊接垫248的拐角中的凹口246的极性指示器。再次，这仅是本发明的实施方式中所包括的极性指示器的多种不同类型之一。
已经参考被布置成不同方式的特定实施方式描述了上述实施方式，但是，应当理解的是，可以使用被布置成不同方式的不同包装件的上述所述不同特性。例如，在与从Cree公司可商购的包装件相似的包装件中使用上述特性，包括但不限于LED包装件的XlampCX、XlampM以及XlampX系列。
在使用单一LED包装件或者多个LED包装件的许多不同照明应用中可以使用上述所述LED包装件。包装件可用作诸如题为“Solid State Lamp”的Le等人的美国专利申请序列号13/034,501和题为“High Efficacy LED Lamp With Remote Phosphor and DiffuserConfiguration”的Le等人的美国专利申请序列号13/028,946中所描述的灯的光源，通过引用将两者结合在此。
LED包装件还可用于灯槽类型的灯具中，诸如题为“Multiple Panel TrofferStyle Light Fixture”的Pickard等人的美国专利申请第13/368,217号和题为“Troffer-Style Fixture”的Edmond等人的美国专利申请第12/873,303中所描述的，通过引用将两者全部结合在此。
LED包装件还可用于诸如LED显示器、LED街灯、住宅LED射灯等许多其他照明应用中。本发明的一些LED包装件实施方式具体适用于具有LED包装件发射图案的荧光管替代品LED照明，对诸如荧光管替代品中所使用的线性阵列比较理想。图47是示出了具有第一曲线302和第二曲线304的图表300，且第一曲线302示出了根据本发明的具有2个LED并且其发射图案对荧光替代管比较理想的LED包装件实施方式的性能(每瓦特的流明与输入功率)。LED包装件可包括多个不同的LED，而一些实施方式包括上述所述两个DA350LED。第二曲线304示出了根据本发明的具有单一LED并且其发射图案也比较理想的第二LED包装件的性能(每瓦特的流明与输入功率)。可以使用诸如上述所述一个DA850等多种不同的单一LED。第一突出部分306和第二突出部分308示出了可能在21瓦特和31瓦特荧光替代管操作中分别发现的这些装置的操作性能。图48是也示出了第一曲线312和第二曲线314的图表310，且曲线312示出了有关第一LED包装件的额外性能(每瓦特流明与电流密度)数据，并且曲线314示出了有关第二LED包装件的性能数据。
LED包装件可被布置有除上述所述之外的多种不同特性。一些实施方式可包括静电放电(ESD)保护元件或者装置。其他LED包装件可被布置有次级光学以进一步使包装件射束轮廓成形。
尽管已经参考具有转换材料层的LED包装件描述了上述实施方式，然而，应当理解的是，可以提供没有转换材料层的其他实施方式。这些实施方式中的一些可包括具有一个以上的平坦表面以及其自身具有蓝色、红色或者绿色LED芯片的密封体，以提供发射蓝光、红光或者绿光的LED包装件。其他实施方式还可包括发射不同颜色的光的多个LED芯片，诸如，发射红色、绿色或者蓝色的LED，或者发射红绿、蓝色以及白色的LED。这些仅是在根据本发明的不同实施方式中可以做出的一些组合。
LED包装件可被布置成具有多种额外特性，诸如，适配器或者连接器，以允许对这些相对较小包装件的处理和安装。不同的LED包装件实施方式可包括不同的标记或者其他特性以有助于对准，各种安装面积可具有标记或者特性以助于LED包装件的对准和安装。
尽管已经参考其特定的优选配置详细描述本发明，然而，其他版本也是可行的。本发明可适用于需要均匀光或者接近均匀光源的任何灯具。在其他实施方式中，LED模块的光强度分布可被定制成适于特定的灯具以产生希望的灯具发射图案。因此，本发明的实质和范围不应局限于上述所述版本。

Claims (92)

1.一种照明包装件，包括：
固态光源，位于基台上；
波长转换材料层，覆盖所述固态光源以及所述基台的顶表面；
密封体，位于所述转换材料层上方，所述密封体具有一个以上的平坦表面，其中，所述密封体的顶表面具有小于所述基台的面积，
其中，所述平坦表面引起所述光源的至少一些光的全内反射。
2.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述固态光源包括一个以上的发光二极管(LED)。
3.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述固态光源包括一个以上的固态激光器。
4.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体包括平坦的顶表面和平坦的侧表面。
5.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体包括水平平坦表面和垂直平坦表面。
6.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述光源包括单一LED。
7.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述光源包括多个LED芯片。
8.根据权利要求7所述的照明包装件，其中，所述LED芯片串联连接。
9.根据权利要求7所述的照明包装件，其中，所述LED芯片中的至少一些并联连接。
10.根据权利要求7所述的照明包装件，其中，所述LED芯片以串联和并联的组合连接。
11.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体包括平顶和具有平坦表面的垂直侧壁。
12.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体具有的形状选自包括立方体、棱镜、圆柱的组，其中，在所述密封体具有棱镜的形状的情况下，所述平坦表面具有的形状选自包括三角形、五角形、六角形以及八角形的组。
13.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体包括在3至12的范围内编号的水平表面和垂直表面。
14.根据权利要求1所述的照明包装件，包括大于120°半极大处全宽度的发射图案。
15.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述一个以上的平坦表面包括具有大于从所述固态光源发射的光的波长的均方根(RMS)尺寸的特性。
16.根据权利要求1所述的照明包装件，进一步包括极性指示器。
17.根据权利要求16所述的照明包装件，其中，所述极性指示器位于所述基台的顶表面或底表面上或者位于所述基台的顶表面和底表面上。
18.据权利要求1所述的照明包装件，具有比不具有平坦表面的密封体的包装件更宽的发射轮廓。
19.根据权利要求1所述的照明包装件，具有小于12mm2的基台覆盖区面积。
20.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述基台的覆盖区与一个以上的LED的覆盖区的比率在1至20的范围内。
21.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述基台的覆盖区与一个以上的LED的覆盖区的比率在2.5的范围内。
22.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述基台具有1比1的覆盖区比率，且对应的高度比率在0.5至5的范围内。
23.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述光源包括一个以上的LED，进一步包括位于所述基台上并且位于所述密封体下方的多个模粘结垫，所述一个以上的LED被安装至所述模粘结垫。
24.根据权利要求23所述的照明包装件，其中，所述一个以上的LED包括被串联安装至所述模粘结垫的多个LED。
25.根据权利要求23所述的照明包装件，其中，所述LED被并联安装至所述模粘结垫。
26.根据权利要求23所述的照明包装件，其中，所述LED光源包括以串联和并联的组合安装至所述模粘结垫的多个LED芯片。
27.根据权利要求1所述的照明包装件，进一步包括位于所述基台的背侧上的两个以上的焊接垫。
28.根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述固态光源包括紫至UV发光源。
29.根据权利要求28所述的照明包装件，其中，所述波长转换材料层将所述紫至UV光中的至少一些转换成蓝光和/或黄光。
30.根据权利要求28所述的照明包装件，其中，所述波长转换材料层包括红色、绿色以及蓝色磷光体的组合。
31.一种发射器包装件，包括：
固态光源，位于基台上；
密封体，位于所述基台上，所述密封体具有一个以上的平坦表面，其中，所述密封体的顶表面具有小于所述基台的面积；
波长转换材料层，覆盖所述固态光源以及所述基台的顶表面；以及
极性指示器，位于所述基台的底表面上。
32.根据权利要求31所述的发射器包装件，其中，所述固态光源选自由LED和激光器组成的组。
33.根据权利要求32所述的发射器包装件，进一步包括位于所述基台上的一个以上的接触垫。
34.根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器位于一个以上的所述接触垫内或者位于一个以上的所述接触垫上。
35.根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器位于所述接触垫中一个的边缘之一的中间处。
36.根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器位于所述接触垫中的一个的拐角处。
37.根据权利要求32所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器包括凹口。
38.根据权利要求37所述的发射器包装件，其中，所述凹口具有选自包括V形、U形、I形、W形、方型、矩形、加号形、减号形以及星形的组的形状。
39.根据权利要求32所述的发射器包装件，其中，通过固态制造设备中的摄像头可见所述极性指示器。
40.根据权利要求32所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器被布置成使得通过LED载带中的孔能看见。
41.根据权利要求32所述的发射器包装件，进一步包括一个以上的模粘结垫。
42.根据权利要求41所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器在所述模粘结垫内或者在所述模粘结垫上。
43.根据权利要求41所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器沿着所述模粘结垫中的一个的边缘。
44.根据权利要求41所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器包括凹口。
45.根据权利要求41所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器具有选自包括V形、U形、I形、W形、方型、矩形、加号形、减号形以及星形的组的形状。
46.一种发射器包装件，包括：
固态光源，位于基台上；
密封体，位于所述基台上，所述密封体具有一个以上的平坦表面，其中，所述包装件发射比不具有平坦表面的密封体的包装件更宽的发射轮廓，其中，所述密封体的顶表面具有小于所述基台的面积，
其中，所述平坦表面引起所述光源的至少一些光的全内反射。
47.根据权利要求46所述的发射器包装件，其中，所述固态光源选自由LED和激光器组成的组。
48.根据权利要求47所述的发射器包装件，其中，所述包装件发射比具有半球密封体的包装件更宽的发射轮廓。
49.根据权利要求47所述的发射器包装件，其中，所述发射轮廓超过120度半极大处全宽度(FWHM)。
50.根据权利要求47所述的发射器包装件，其中，所述发射轮廓超过130度半极大处全宽度(FWHM)。
51.根据权利要求47所述的发射器包装件，其中，所述发射轮廓在130度至170度半极大处全宽度(FWMH)的范围内。
52.根据权利要求47所述的发射器包装件，其中，所述发射轮廓在130度至160度半极大处全宽度(FWMH)的范围内。
53.根据权利要求47所述的发射器包装件，其中，所述发射轮廓在130度至150度半极大处全宽度(FWMH)的范围内。
54.根据权利要求47所述的发射器包装件，其中，所述发射轮廓为150度半极大处全宽度(FWMH)。
55.根据权利要求47所述的发射器包装件，以与具有不具有平坦表面的密封体的包装件相同的效率发光。
56.根据权利要求47所述的发射器包装件，在小于-300开尔文至+300开尔文的色温、在-100度至+100度的视角范围内变化发光。
57.根据权利要求47所述的发射器包装件，在小于-400开尔文至+400开尔文的色温并且在-100度至+100度的视角范围内变化发光。
58.根据权利要求47所述的发射器包装件，在小于-200开尔文至+200开尔文的色温并且在-100度至+100度的视角范围内变化发光。
59.根据权利要求47所述的发射器包装件，进一步包括位于所述基台上并且位于所述密封体下方的毯转换材料。
60.根据权利要求47所述的发射器包装件，其中，所述密封体为立方体形状。
61.一种发射器包装件，包括：
固态光源，位于基台上；
密封体，位于所述基台上，所述密封体具有一个以上的平坦表面，其中，所述密封体的顶表面具有小于所述基台的面积；
波长转换材料层，覆盖所述固态光源以及所述基台的顶表面；
其中，所述基台每1mm2光源面积具有小于12mm2的覆盖区面积，其中，一极性指示器位于所述基台的底面上。
62.根据权利要求61所述的发射器包装件，其中，所述固态光源选自由LED和激光器组成的组。
63.根据权利要求62所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区每1mm2光源面积具有小于9mm2的面积。
64.根据权利要求62所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区每1mm2光源面积具有小于6mm2的面积。
65.根据权利要求62所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区每1mm2光源面积具有小于4mm2的面积。
66.根据权利要求62所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区每1mm2的光源面积具有从1mm2至4mm2的范围内的面积。
67.根据权利要求62所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区为2.56mm2。
68.根据权利要求62所述的发射器包装件，进一步包括位于所述基台上并且位于所述密封体下方的毯转换材料。
69.根据权利要求62所述的发射器包装件，其中，所述密封体为立方体形状。
70.一种发射器包装件，包括：
一个以上的固态光源，位于基台上；和
密封体，位于所述基台上，所述密封体具有一个以上的平坦表面，其中，所述平坦表面引起所述光源的至少一些光的全内反射，其中，所述密封体的顶表面具有小于所述基台的面积；
波长转换材料层，覆盖所述一个以上的固态光源以及所述基台的顶表面；
其中，所述一个以上的固态光源的覆盖区与所述基台的覆盖区的比率在1至20的范围内。
71.根据权利要求70所述的发射器包装件，其中，所述一个以上的固态光源选自由LED、激光器及其组合组成的组。
72.根据权利要求71所述的发射器包装件，其中，所述比率在1至15的范围内。
73.根据权利要求71所述的发射器包装件，其中，所述比率在1至10的范围内。
74.根据权利要求71所述的发射器包装件，其中，所述比率在1至5的范围内。
75.根据权利要求71所述的发射器包装件，其中，所述比率在1至3的范围内。
76.根据权利要求71所述的发射器包装件，其中，所述比率在1至2的范围内。
77.一种发射器包装件，包括：
一个以上的固态光源，位于基台上；和
透明的密封体，位于所述基台上，所述密封体具有一个以上的平坦表面，波长转换材料层，覆盖所述固态光源以及所述基台的顶表面，其中，所述密封体的顶表面具有小于所述基台的面积；
其中，所述基台具有1比1的覆盖区比率，对应的高度比率在0.5至5的范围内，其中，一极性指示器位于所述基台的底面上。
78.根据权利要求77所述的发射器包装件，其中，所述一个以上的固态光源选自由LED、激光器及其组合组成的组。
79.根据权利要求78所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区比率为1比1，对应高度比率在0.5至2的范围内。
80.根据权利要求78所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区比率为1比1，且对应高度比率在0.5至1.5的范围内。
81.根据权利要求78所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区与高度比率为1比1比1.5或者更大。
82.根据权利要求78所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区与高度比率为1比1比2或者更大。
83.根据权利要求78所述的发射器包装件，其中，所述覆盖区与高度比率为1比1比3或者更大。
84.根据权利要求78所述的发射器包装件，其中，所述密封体具有0.3mm至5mm的范围内的高度。
85.根据权利要求78所述的发射器包装件，其中，所述密封体具有0.3mm至2mm的范围内的高度。
86.根据权利要求78所述的发射器包装件，其中，所述密封体具有0.3mm至5mm的范围内的高度。
87.根据权利要求78所述的发射器包装件，发射具有更高密封体的更宽发射图案。
88.一种固态灯具，包括：
固态光源，所述固态光源具有一个以上的发光二极管(LED)包装件，包括：
LED光源，位于基台上；
毯转换材料层，位于所述基台上；
密封体，位于所述毯转换材料层上方，所述密封体具有一个以上的平坦表面，其中，所述密封体的顶表面具有小于所述基台的面积，
其中，所述平坦表面引起所述光源的至少一些光的全内反射。
89.根据权利要求88所述的灯具，包括灯泡。
90.根据权利要求88所述的灯具，包括灯槽。
91.根据权利要求88所述的灯具，包括街灯。
92.根据权利要求88所述的灯具，其中，所述密封体为立方体形状。
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