專利名稱：照明裝置及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工照明的子組件，具體涉及支撐如發(fā)光二極管的分立光源的子組 件。
背景技術(shù)：
難以使用如發(fā)光二極管(LED)的分立光源來形成大的、有效的、均勻發(fā)光的照明 設(shè)備。來自光源的光會(huì)被光源和期望照明區(qū)域之間的任何多個(gè)結(jié)構(gòu)阻隔或吸收，這些結(jié)構(gòu) 可包括LED封裝、布線電路乃至支撐光源的子組件的部分。在使用多個(gè)光源的設(shè)備中，例如 用于通過顏色混合產(chǎn)生的白光的照明設(shè)備，發(fā)出的光甚至?xí)幌噜彽墓庠醋韪艋蛭?。?外，試圖最大可能地利用來自光源的光會(huì)需要復(fù)雜的制造工藝，這些工藝昂貴而且不能大 規(guī)模生產(chǎn)。包括分立光源的典型照明設(shè)備還忽視光源向下發(fā)出的光(或者反射回光源的光) 通常遭受損失這一事實(shí)，降低了設(shè)備的效率。該效率降低可能是嚴(yán)重的，對(duì)于包括多個(gè)光 源的設(shè)備尤其如此。顯而易見的是，需要設(shè)計(jì)用于高效耦合分立光源發(fā)出的光的照明設(shè)備 (及其部件)，而且需要使其他部件以及其他光源阻隔或吸收的光最小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例包括用于支撐和連接分立光源的子組件以及包括這種子組件和 用于控制光發(fā)射和傳播的波導(dǎo)的照明設(shè)備。總體而言，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的子組件把分立 光源放在子組件的基本上所有其他部件之上，以使這種結(jié)構(gòu)阻隔或吸收的光的量最小。一 些實(shí)施例中，子組件和波導(dǎo)配合，例如，子組件(或其一部分)的幾何外形或包絡(luò)和波導(dǎo)中 的凹陷互補(bǔ)，從而有助于制造，并且使光源嵌入在波導(dǎo)中(而不是例如把光源放在波導(dǎo)邊 沿處)。除了為分立光源提供良好的光學(xué)界面外，根據(jù)本發(fā)明的子組件可以提供機(jī)械支撐、 電連接和熱管理?！矫妫景l(fā)明實(shí)施例的特征為可以和其中具有凹陷的波導(dǎo)配合的子組件。子組 件包括結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)自身包括設(shè)置在支撐部件上的分立光源。結(jié)構(gòu)的外形和凹陷互補(bǔ)，這 樣，當(dāng)子組件和波導(dǎo)接合時(shí)，分立光源位于波導(dǎo)內(nèi)。基底和散熱器設(shè)置在結(jié)構(gòu)下方?？梢园ㄒ粋€(gè)或多個(gè)如下特征。結(jié)構(gòu)可貼合安裝在凹陷中。分立光源可包括裸芯 發(fā)光二極管。支撐部件的頂表面的尺寸可至少是分立光源尺寸的三倍。支撐部件的頂表面 的面積可至少是分立光源面積的三倍。支撐部件的頂表面可是反射性的，并且可包括圍繞 分立光源的內(nèi)部漫射區(qū)域以及圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反射區(qū)域。支撐部件的頂表面可包括圍繞分立光源的內(nèi)部反射區(qū)域、圍繞內(nèi)部反射區(qū)域的漫射區(qū)域以及圍繞漫射區(qū)域的外部反射 區(qū)域。反射體可設(shè)置在基底上。分立光源可設(shè)置在支撐部件中的凹陷內(nèi)，分立光源的頂 表面可基本和支撐部件的頂表面共面。支撐部件的頂表面可包括和分立光源的底表面互補(bǔ) 的臺(tái)階。結(jié)構(gòu)可包括設(shè)置在分立光源上的蓋子，蓋子的形狀可至少部分限定和波導(dǎo)中的凹 陷互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)的外形。支撐部件的形狀可限定和波導(dǎo)中的凹陷互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)的外形。分立光源可電連接到支撐部件。分立光源的觸點(diǎn)可和支撐部件的觸點(diǎn)直接接觸。 分立光源可通過至少一個(gè)導(dǎo)線電連接到支撐部件和/或基底。支撐部件上的觸點(diǎn)可和基底 上的觸點(diǎn)直接接觸?；缀?或支撐部件可包括用于連接到外部電源的電連接器。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例的特征為一種子組件，包括分立光源，其中基本上所有從 分立光源發(fā)射的光都從其頂表面發(fā)射。反射性支撐部件設(shè)置在分立光源之下并與之直接接 觸。反射性支撐部件的頂表面包括圍繞分立光源的內(nèi)部漫射區(qū)域和圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反 射區(qū)域。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例的特征為一種子組件，包括分立光源，其中基本上所有從 分立光源發(fā)射的光都從其頂表面和至少一個(gè)側(cè)表面發(fā)射。反射性支撐部件設(shè)置在分立光源 之下并與之直接接觸。反射性支撐部件的頂表面包括圍繞分立光源的內(nèi)部反射區(qū)域、圍繞 內(nèi)部反射區(qū)域的漫射區(qū)域和圍繞漫射區(qū)域的外部反射區(qū)域。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例的特征為一種形成和具有凹陷的波導(dǎo)可配合的子組件的 方法。該方法包括提供包括設(shè)置在支撐部件上的分立光源的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的外形和凹陷 互補(bǔ)，這樣，當(dāng)所述結(jié)構(gòu)和波導(dǎo)配合時(shí)，分立光源位于波導(dǎo)內(nèi)。該方法還包括把所述結(jié)構(gòu)設(shè) 置在基底和散熱器上。提供結(jié)構(gòu)可包括提供分立光源上方的蓋子，蓋子的形狀至少部分限 定和波導(dǎo)中的凹陷互補(bǔ)的所述結(jié)構(gòu)的外形。支撐部件的形狀可至少部件限定和波導(dǎo)中的凹 陷互補(bǔ)的所述結(jié)構(gòu)的外形。一方面，本發(fā)明實(shí)施例的特征為一種照明設(shè)備，包括在其底表面具有凹陷的波導(dǎo)。 子組件設(shè)置在波導(dǎo)底表面下方并與之直接接觸，其具有和凹陷互補(bǔ)的突起形狀。子組件包 括設(shè)置在支撐部件上的分立光源而且分立光源設(shè)置在凹陷中?？梢园ㄒ粋€(gè)或多個(gè)下述特征。子組件可包括設(shè)置在分立光源上方的蓋子。子組 件可包括基底以及設(shè)置在基底上的反射體，反射體靠近凹陷設(shè)置在波導(dǎo)底表面的下方并與 之直接接觸。波導(dǎo)的頂表面可基本是平面的。分立光源可包括裸芯發(fā)光二極管。支撐部件 的側(cè)壁和/或頂表面中的至少一個(gè)可是反射性的。支撐部件的頂表面可包括圍繞分立光源 的內(nèi)部漫射區(qū)域以及圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反射區(qū)域。支撐部件的頂表面可包括內(nèi)部反射區(qū) 域、圍繞內(nèi)部反射區(qū)域的漫射區(qū)域以及圍繞漫射區(qū)域的外部反射區(qū)域。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例的特征為一種照明設(shè)備，包括具有基本平面的底表面的 波導(dǎo)。子組件設(shè)置在底表面下方并與之直接接觸，其具有基本平面的頂表面和設(shè)置在反射 性支撐部件上的分立光源。反射性支撐部件的尺寸可至少是分立光源尺寸的三倍。支撐部 件的頂表面可包括圍繞分立光源的內(nèi)部漫射區(qū)域以及圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反射區(qū)域。支撐 部件的頂表面可包括內(nèi)部反射區(qū)域、圍繞內(nèi)部反射區(qū)域的漫射區(qū)域以及圍繞漫射區(qū)域的外 部反射區(qū)域。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例的特征為一種形成照明設(shè)備的方法，包括提供在其底表面上包括凹陷的波導(dǎo)。提供具有和凹陷互補(bǔ)的突起形狀的子組件，子組件包括設(shè)置在支撐 部件上的分立光源。配合波導(dǎo)和子組件使得分立光源設(shè)置在凹陷中。波導(dǎo)頂表面可基本是 平面的。分立光源可包括裸芯發(fā)光二極管。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例的特征為多個(gè)子組件，每一個(gè)包括設(shè)置在支撐部件上的 多個(gè)分立發(fā)光設(shè)備；設(shè)置在支撐部件上并且電連接到分立光發(fā)光設(shè)備的支撐部件互連；以 及設(shè)置在支撐部件下方的基底，包括基底互連?；谆ミB設(shè)置在基底上且電連接到支撐部 件互連。第一子組件上的多個(gè)分立發(fā)光設(shè)備串聯(lián)連接，第二子組件上的多個(gè)分立發(fā)光設(shè)備 并聯(lián)連接，第一子組件的支撐部件互連和第二子組件的支撐部件互連基本相同。每個(gè)子組 件可接合到波導(dǎo)，每個(gè)子組件可包括和與之接合的波導(dǎo)中的凹陷互補(bǔ)的外形。第一子組件 上的串聯(lián)連接可由第一子組件上的基底互連限定。第二子組件上的并聯(lián)連接可由第二子組 件上的基底互連限定。這里公開的本發(fā)明的這些和其他目的以及益處和特征可通過參考下面的描述、附 圖以及權(quán)利要求而變得顯而易見。此外，應(yīng)該理解，這里描述的各種實(shí)施例的特征不是互斥 的，可以存在于各種組合和置換中。


附圖中，不同視圖中，相同的參考標(biāo)記通常指相同的部分。而且，圖不是按比例繪 制的，相反，重點(diǎn)通常在于顯示本發(fā)明原理。下面的描述中，參考下列附圖描述本發(fā)明的各 個(gè)實(shí)施例，其中圖IA是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)示例實(shí)施例的子組件的頂視圖；圖IB是沿圖IA所示子組件的線A-A，的截面圖；圖2A-2C分別是包括圖1A-1B的子組件的照明設(shè)備的頂視圖(圖2A)、分解截面圖 (圖2B)和截面圖(圖2C)；圖3、4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)替代實(shí)施例的子組件的截面圖；圖5A和5B是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例實(shí)施例的子組件中使用的支撐部件的頂表面 頂視圖；圖6A和6B是本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中使用的光源的示意布線圖；圖7A-7C是本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中使用的具有各種表面圖形的支撐部件的示意 圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例在子組件和波導(dǎo)之間具有大致平面界面的照明 設(shè)備的截面圖。
具體實(shí)施例方式參看圖IA和1B，子組件100主要包括支撐部件110、基底120、散熱器130和電連 接裝置140，或者主要由這些部分構(gòu)成。支撐部件110通常由如陶瓷材料的電絕緣材料形 成，并且支撐一個(gè)或多個(gè)分立光源(例如LED)150。在實(shí)施例中，支撐部件110可導(dǎo)熱(因 而，甚至可以導(dǎo)電)，以提供更好的散熱?；?20可以由任何剛性或柔性材料形成，例如酚 醛塑料或者聚碳酸酯。在實(shí)施例中，基底120主要包括印刷電路板(PCB)，或主要由其構(gòu)成。 基底120的厚度可以在約25 μ m到約50 μ m的范圍內(nèi)?；?20上可以存在其他有源和/
7或無源電子部件，這些電子部件可以通過導(dǎo)線、印刷導(dǎo)電跡線等電連接到分立光源150。散 熱器130設(shè)置在支撐部件110下方，而且主要包括導(dǎo)熱材料，或主要由導(dǎo)熱材料組成，該導(dǎo) 熱材料例如，如鋁或銅的金屬。散熱器130在分立光源150工作時(shí)把熱從支撐部件110和 分立光源150上傳導(dǎo)開。優(yōu)選地，圍繞支撐部件120的基底120的暴露頂部用反射性材料 涂敷，以形成反射體160，例如反射鏡。反射體160用于把光限制在耦合到子組件100的波 導(dǎo)(下文進(jìn)一步描述)中，并且可以通過如可從3M獲得的VHB冷壓膠帶的粘合劑接附到基 底120。優(yōu)選地，粘合劑和波導(dǎo)210、反射體160以及基底120之間的熱膨脹相關(guān)的應(yīng)力兼 容，并且可以調(diào)和這些應(yīng)力。分立光源150例如是裸芯發(fā)光二極管(LED)，即，基本未封裝的 LED。優(yōu)選地(如下所述)，支撐部件110的幾何形狀分布和波導(dǎo)中的凹陷互補(bǔ)，這樣，當(dāng)子 組件100和波導(dǎo)配合時(shí)，分立光源150設(shè)置在波導(dǎo)內(nèi)。優(yōu)選地，支撐部件110的頂表面180 是反射性的，例如，如下所述，為漫射性的和/或反光的。導(dǎo)電裝置140是到外部電源(未示出)的常規(guī)電接口，并通過基底120和支撐部 件Iio電連接到分立光源150。在實(shí)施例中，分立光源150是倒裝芯片LED，具有耦合到在 支撐部件110和分立光源150之間設(shè)置的電觸頭的兩個(gè)電極；例如電觸頭可以墊在支撐部 件110的表面上，并連接到延伸通過支撐部件厚度的導(dǎo)線。這樣，電觸頭電耦合到支撐部件 110之下的基底120上的接觸墊170。接觸墊170進(jìn)而(在基底120上并/或通過基底120) 耦合到導(dǎo)電裝置140。在實(shí)施例中，導(dǎo)電裝置140主要包括接附到基底120的柔性“PCB末 端”連接器，或主要由其構(gòu)成。另一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電裝置140直接連接到支撐部件110而 不是基底120。參看圖2A、2B和2C，照明設(shè)備200主要包括設(shè)置成和波導(dǎo)210直接接觸(即配合) 的子組件100，或主要由其構(gòu)成，波導(dǎo)210具有凹陷220，其幾何形狀和支撐部件110的幾何 形狀互補(bǔ)。圖2C是波導(dǎo)210(沿圖2A中線B-B’)的截面圖，子組件100的支撐部件110的 突起部分容納在凹陷220中，反射體160和波導(dǎo)210的底表面平齊。圖2B的分解圖示出凹 陷220及其和支撐部件110互補(bǔ)的幾何形狀。如圖2C所示，子組件100和波導(dǎo)210配合時(shí)， 支撐部件110的突起部分貼合安裝在凹陷220內(nèi)(并且可以與之機(jī)械接觸)；優(yōu)選地，用例 如透明的光學(xué)封裝材料填充二者之間的任何縫隙，例如環(huán)氧樹脂、硅樹脂或者聚氨酯?？梢?使用粘合劑(優(yōu)選地為透明的)保持反射體160挨著波導(dǎo)210。因而，分立光源150設(shè)置在 波導(dǎo)210的厚度內(nèi)，在照明設(shè)備200工作時(shí)，基本上所有(即大于大約90% )來自分立光 源150的光都發(fā)射到(也可耦合到)波導(dǎo)210中。和波導(dǎo)210的底表面直接接觸的反射體 160反射光，否則這些光就會(huì)在波導(dǎo)210內(nèi)損耗。在替代實(shí)施例中，沒有反射體160，用例如 鋁或銀的反射性材料涂敷和子組件100接觸的波導(dǎo)210的一部分底表面。這樣，同樣地，來 自分立光源150的光保持在波導(dǎo)210內(nèi)。波導(dǎo)210可包括剛性或柔性聚合材料，或由其構(gòu)成，可具有基本平的頂表面(包括 至少一個(gè)區(qū)域，工作時(shí)從該區(qū)域發(fā)射光)。支撐部件110和凹陷220的互補(bǔ)幾何形狀有助于 照明設(shè)備200的組裝，這是由于，例如，不需要在支撐部件110和分立光源150周圍澆鑄波 導(dǎo)210。雖然支撐部件110和凹陷220 (以及下文描述的蓋子310)描述為具有特定幾何形 狀，但是，任何互補(bǔ)幾何形狀都適于本發(fā)明的實(shí)施例。參考圖3，在實(shí)施例中，分立光源150具有通過導(dǎo)線300電連接到支撐部件110的 至少一個(gè)觸點(diǎn)。例如，在實(shí)施例中，分立光源150是“垂直” LED并且具有如上參考圖IC所述的電連接到支撐部件110的一個(gè)底部觸點(diǎn)。此外，垂直分立光源150具有通過導(dǎo)線300 電連接到支撐部件110的頂觸點(diǎn)，導(dǎo)線300焊接在頂觸點(diǎn)和支撐部件110的頂表面上的焊 盤之間。導(dǎo)線300主要包括導(dǎo)電材料，例如如銅或金的金屬，或主要由其構(gòu)成。封裝蓋子 310可設(shè)置在支撐部件110、分立光源150和導(dǎo)線300之上，而且可主要包括光學(xué)透明性材 料(例如，環(huán)氧樹脂、硅樹脂或者聚氨酯)，或主要由其構(gòu)成，這樣，在工作過程中，來自分立 光源150的光主要耦合到波導(dǎo)210中。蓋子310和/或支撐部件110的幾何形狀可以和 波導(dǎo)210的凹陷220的幾何形狀互補(bǔ)，這樣，子組件100和波導(dǎo)210配合時(shí)兩者之間基本沒 有縫隙。此外，導(dǎo)線300是照明設(shè)備210中出現(xiàn)在分立光源150和波導(dǎo)210之間的唯一不 透明部件，從而使得光可有效地耦入。為了防止吸收性光損耗，導(dǎo)線300可以是固有反射性 的，或者用反射性涂層涂敷，這樣，照射導(dǎo)線300的光會(huì)被反射回波導(dǎo)210。一些實(shí)施例中， 分立光源150具有通過導(dǎo)線300電連接到支撐部件110的兩個(gè)頂觸點(diǎn)。圖4A示出和圖3所示類似的實(shí)施例，但是，其中，支撐部件110和基底120之間的 電連接是通過另一個(gè)導(dǎo)線300。本實(shí)施例中，為了基本防止光損耗，支撐部件110和基底120 之間的縫隙320可以用反射性材料填充或者覆蓋，例如，可從Taiyo America獲得的型號(hào)為 PSR-400LEW1的白色焊接掩模。蓋子310設(shè)置在所有導(dǎo)線300之上，優(yōu)選地，其幾何形狀和 波導(dǎo)210中的凹陷220互補(bǔ)。參考圖4B，另一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)線300可以把分立光源150的至少一個(gè)觸點(diǎn)直接 連接到基底120(從而繞過支撐部件110)。本實(shí)施例中，可以去除一部分反射體160，以暴 露到基底120的電連接(例如粘合墊)。粘合墊周圍的任何暴露區(qū)域可以用反射性材料覆 蓋，例如如PSR-400LEW1的白色焊接掩模。參考圖5A和5B，優(yōu)選地，支撐部件110的頂表面180優(yōu)選是反射性的，以防止在支 撐部件110中產(chǎn)生吸收性光損耗。此外，頂表面180的至少一個(gè)尺寸是分立光源150的尺 寸的二倍、三倍、五倍甚至是十倍大，以更有效地把光耦入到波導(dǎo)210中。頂表面180的面 積可以是分立光源150的頂表面面積的三倍、五倍、十倍、二十五倍或者甚至是一百倍。此 外，頂表面180可包括根據(jù)設(shè)置在其上的分立光源150的類型來布置的分立漫射區(qū)域500 和反射區(qū)域510。例如，圖5A示出一個(gè)實(shí)施例，其中，基本上所有來自分立光源150的光都 從其頂表面(即，和支撐部件110相對(duì)的分立光源的表面)發(fā)射。緊鄰且圍繞分立光源150 的漫射區(qū)域500以漫射形式將基本上所有從分立光源150發(fā)射的光反射回到分立光源150。 圍繞漫射區(qū)域500的反射區(qū)域510把光反射回波導(dǎo)210中，實(shí)質(zhì)上模仿了波導(dǎo)210的全內(nèi) 反射(和限制光的)特性。圖5B示出一個(gè)實(shí)施例，其中分立光源150不僅從其頂表面發(fā)射光還從其側(cè)表面發(fā) 射光。該實(shí)施例中，支撐部件110的頂表面180包括緊鄰且圍繞分立光源150的反射區(qū)域 510，這樣，橫向發(fā)射的光被反射回波導(dǎo)210。圍繞該反射區(qū)域510的是參考圖5A描述的漫 射區(qū)域500和其他反射區(qū)域510。同樣的，漫射區(qū)域500漫射反射回的光，外部的反射區(qū)域 510把光反射進(jìn)波導(dǎo)210。圖5A和5B描述的漫射區(qū)域500和反射區(qū)域510的布置有助于 把分立光源150發(fā)射出的基本所有光都耦合到波導(dǎo)210中。多個(gè)分立光源150設(shè)置在支撐部件110上的本發(fā)明實(shí)施例中，分立光源150(和/ 或其他分立照明設(shè)備，如封裝的發(fā)光二極管)可以串聯(lián)或并聯(lián)連接，這取決于應(yīng)用的需求。 圖6A和6B分別簡(jiǎn)要示出3個(gè)分立光源150之間的串聯(lián)和并聯(lián)連接。圖6A和6B示出的兩
9個(gè)實(shí)施例中，和支撐部件110相關(guān)的電互連600 (可以設(shè)置在支撐部件110和基底120之中 或之上)是相同的，用基底120上的電互連600限定串聯(lián)或并聯(lián)連接。即，不需要基于最終 要串聯(lián)或并聯(lián)連接分立光源150而改變支撐部件110的生產(chǎn)和配置。圖6A和6B是示意 圖，不包括如反射體160、電連接裝置140、漫射區(qū)域500和反射區(qū)域510的特征，而且不指 示支撐部件110的任何幾何形狀。僅通過基底120上電互連600的改變來得到多個(gè)分立光 源150的不同連接有助于生產(chǎn)多個(gè)照明設(shè)備200，這些照明設(shè)備包括大致相同的支撐部件 110(而且可能包括大致相同的分立光源150)，但是有助于照明設(shè)備200之間的串聯(lián)、并聯(lián) 或者串聯(lián)和并聯(lián)混合連接。如果需要的話，支撐部件110可以具有頂表面圖形，其形狀為使得耦合到波導(dǎo)210 中的光的量最大，并且使分立光源150自己吸收或阻隔的光的量最小。圖7A示出支撐部件 110，包括其頂表面上的多個(gè)腔700。腔700的大小和形狀選擇為使得厚度不同的分立光源 150在放置在支撐部件110上時(shí)其各頂表面710基本共面。該實(shí)施例中，頂表面710設(shè)置在 和子組件100相關(guān)的所有其他部件(如果有的話，除了連接到分立光源150的任何導(dǎo)線) 之上，使得可以把光有效地耦合到波導(dǎo)210中，基本上沒有來自一個(gè)分立光源150的光被支 撐部件110上的任何其他分立光源150吸收或阻隔。圖7B示出設(shè)置在支撐部件110中的腔700內(nèi)的多個(gè)頂部發(fā)光的分立光源150。由 于這種分立光源150的光只從頂表面710發(fā)出，分立光源150僅有一小部分厚度突出在支 撐部件110的頂表面180之上。一些實(shí)施例中，腔700的大小和形狀為使得分立光源150 的頂表面710基本和支撐部件110的頂表面180共面，即，分立光源150的厚度基本上不突 出在頂表面180之上。圖7C示出頂表面180帶有“臺(tái)階”720 (或者其他適當(dāng)形狀特征)的支撐部件110， 臺(tái)階720的大小和形狀使得可“倒裝”類型地粘合具有兩個(gè)頂觸點(diǎn)的分立光源150。這種分 立光源150也稱為“水平”光源，需要和其中兩個(gè)垂直堆疊的層接觸。因而，實(shí)際上在稍微 不同的高度形成兩個(gè)“頂”觸點(diǎn)，而且，分立光源150具有臺(tái)階形狀，以使得可和兩層中的較 低層接觸。本發(fā)明的實(shí)施例可包括這種水平分立光源150，其翻轉(zhuǎn)并電耦合到設(shè)置在臺(tái)階 720兩側(cè)的接觸墊730。因而，一個(gè)或多個(gè)水平分立光源150可以電連接到支撐部件110而 不使用可能會(huì)阻塞或阻隔發(fā)射的光的導(dǎo)線。參考圖8，本發(fā)明的實(shí)施例還包括波導(dǎo)210和子組件100之間具有基本為平面的 界面的照明設(shè)備200。具體而言，波導(dǎo)210基本沒有任何凹陷220。本實(shí)施例中，支撐部件 110的頂表面180設(shè)置在反射體160和/或基底120的頂表面之下，這樣，分立光源150不 設(shè)置在波導(dǎo)210中。一些實(shí)施例中，光學(xué)透明的蓋子310可以設(shè)置在分立光源150和支撐 部件110的頂表面180上。蓋子310的頂表面基本可以和反射體160和/或基底120的頂 表面共面，這樣，波導(dǎo)210和子組件100之間的界面基本完全是平面的。這種實(shí)施例中，子 組件100可以通過粘合劑接附到波導(dǎo)210，粘合劑例如透明的光學(xué)膠。此外，靠近支撐部件 110設(shè)置的基底120和/或反射體160的側(cè)壁800也可以是反射性的(或者用反射性材料 涂敷)，以反射而不是阻隔或吸收來自分立光源150的光。此處所用的術(shù)語和表述是進(jìn)行描述而非限制的術(shù)語和表述，使用這些術(shù)語和表述 并不意在排除所示和所述特征或其一部分的等價(jià)物。此外，通過描述本發(fā)明的一些實(shí)施，對(duì) 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，可以使用包括這里公開的概念的其他實(shí)施例，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因而，所述實(shí)施例從各方面來講都應(yīng)視為僅是說明性而非限制性 的。
權(quán)利要求
一種可以和其中具有凹陷的波導(dǎo)配合的子組件，所述子組件包括包括設(shè)置在支撐部件上的分立光源的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的外形和凹陷互補(bǔ)，使得當(dāng)子組件和波導(dǎo)接合時(shí)，分立光源位于波導(dǎo)內(nèi)；以及設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)下方的基底和散熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中所述結(jié)構(gòu)貼合安裝在凹陷中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中分立光源包括裸芯發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中支撐部件的頂表面的尺寸至少是分立光源的尺 寸的三倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的子組件，其中支撐部件的頂表面的面積至少是分立光源面積的三倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中支撐部件的頂表面是反射性的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的子組件，其中支撐部件的頂表面包括圍繞分立光源的內(nèi)部漫 射區(qū)域以及圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反射區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的子組件，其中支撐部件的頂表面包括圍繞分立光源的內(nèi)部反 射區(qū)域、圍繞內(nèi)部反射區(qū)域的漫射區(qū)域以及圍繞漫射區(qū)域的外部反射區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，還包括設(shè)置在基底上的反射體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中分立光源設(shè)置在支撐部件中的凹陷內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的子組件，其中分立光源的頂表面基本和支撐部件的頂表面 共面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中支撐部件的頂表面包括和分立光源的底表面 互補(bǔ)的臺(tái)階。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中所述結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在分立光源上的蓋子，蓋子 的形狀至少部分限定和凹陷互補(bǔ)的所述結(jié)構(gòu)的外形。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中支撐部件的形狀限定和凹陷互補(bǔ)的所述結(jié)構(gòu) 的外形。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中分立光源電連接到支撐部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的子組件，其中分立光源上的觸點(diǎn)和支撐部件上的觸點(diǎn)直接 接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的子組件，其中分立光源通過至少一個(gè)導(dǎo)線電連接到支撐部件。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中分立光源通過至少一個(gè)導(dǎo)線電連接到基底。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中支撐部件上的觸點(diǎn)和基底上的觸點(diǎn)直接接觸。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中基底包括用于連接到外部電源的電連接器。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子組件，其中支撐部件包括用于連接到外部電源的電連接ο
22.—種子組件，包括分立光源，其中基本上所有從分立光源發(fā)射的光都從頂表面發(fā)射；以及 設(shè)置在分立光源之下并與之直接接觸的反射性支撐部件，反射性支撐部件的頂表面包 括圍繞分立光源的內(nèi)部漫射區(qū)域和圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反射區(qū)域。
23.—種子組件，包括分立光源，其中基本上所有從分立光源發(fā)射的光都從頂表面和至少一個(gè)側(cè)表面發(fā)射；以及設(shè)置在分立光源之下并與之直接接觸的反射性支撐部件，反射性支撐部件的頂表面包 括圍繞分立光源的內(nèi)部反射區(qū)域、圍繞內(nèi)部反射區(qū)域的漫射區(qū)域和圍繞漫射區(qū)域的外部反 射區(qū)域。
24.一種形成和其中具有凹陷的波導(dǎo)可配合的子組件的方法，所述方法包括提供包括設(shè)置在支撐部件上的分立光源的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的外形和凹陷互補(bǔ)，使得當(dāng) 所述結(jié)構(gòu)和波導(dǎo)配合時(shí)，分立光源位于波導(dǎo)內(nèi)；以及 把所述結(jié)構(gòu)設(shè)置在基底和散熱器上。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中提供結(jié)構(gòu)包括提供分立光源上方的蓋子，蓋子 的形狀至少部分限定和凹陷互補(bǔ)的所述結(jié)構(gòu)的外形。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中支撐部件的形狀至少部件限定和凹陷互補(bǔ)的所 述結(jié)構(gòu)的外形。
27.一種照明設(shè)備，包括 波導(dǎo)，在其底表面包括凹陷；以及設(shè)置在波導(dǎo)底表面下方并與之直接接觸的子組件，其具有和凹陷互補(bǔ)的突起形狀，子 組件包括設(shè)置在支撐部件上的分立光源； 其中分立光源設(shè)置在凹陷中。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的照明設(shè)備，其中子組件包括設(shè)置在分立光源上方的蓋子。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的照明設(shè)備，其中子組件包括 基底；以及設(shè)置在基底上的反射體，其中反射體靠近凹陷設(shè)置在波導(dǎo)底表面的下方并與之直接接觸。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的照明設(shè)備，其中波導(dǎo)的頂表面基本是平面的。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的照明設(shè)備，其中分立光源包括裸芯發(fā)光二極管。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的照明設(shè)備，其中支撐部件的側(cè)壁是反射性的。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的照明設(shè)備，其中支撐部件的頂表面是反射性的。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的照明設(shè)備，其中支撐部件的頂表面包括圍繞分立光源的內(nèi) 部漫射區(qū)域以及圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反射區(qū)域。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的照明設(shè)備，其中支撐部件的頂表面包括內(nèi)部反射區(qū)域、圍 繞內(nèi)部反射區(qū)域的漫射區(qū)域以及圍繞漫射區(qū)域的外部反射區(qū)域。
36.一種照明設(shè)備，包括具有基本平面的底表面的波導(dǎo)；以及設(shè)置在波導(dǎo)底表面下方并與之直接接觸的子組件，其具有基本平面的頂表面和設(shè)置在 反射性支撐部件上的分立光源；其中反射性支撐部件的尺寸至少是分立光源尺寸的三倍。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的照明設(shè)備，其中反射性支撐部件的頂表面包括圍繞分立光 源的內(nèi)部漫射區(qū)域以及圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反射區(qū)域。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的照明設(shè)備，其中反射性支撐部件的頂表面包括內(nèi)部反射區(qū) 域、設(shè)置成圍繞內(nèi)部反射區(qū)域的漫射區(qū)域以及設(shè)置成圍繞漫射區(qū)域的外部反射區(qū)域。
39.一種形成照明設(shè)備的方法，所述方法包括 提供在其底表面上包括凹陷的波導(dǎo)；提供具有和凹陷互補(bǔ)的突起形狀的子組件，子組件包括設(shè)置在支撐部件上的分立光 源；以及配合波導(dǎo)和子組件，使得分立光源設(shè)置在凹陷中。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中波導(dǎo)頂表面基本是平面的。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中分立光源包括裸芯發(fā)光二極管。
42.多個(gè)子組件，每一個(gè)包括設(shè)置在支撐部件上的多個(gè)分立發(fā)光設(shè)備；設(shè)置在支撐部件上并且電連接到分立發(fā)光設(shè)備的支撐部件互連；以及 設(shè)置在支撐部件下方的基底，其包括設(shè)置在基底上且電連接到支撐部件互連的基底互連；其中，第一子組件上的多個(gè)分立發(fā)光設(shè)備串聯(lián)連接，第二子組件上的多個(gè)分立發(fā)光設(shè) 備并聯(lián)連接，第一子組件的支撐部件互連和第二子組件的支撐部件互連基本相同。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的多個(gè)子組件，其中每個(gè)子組件接合到波導(dǎo)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的多個(gè)子組件，其中每個(gè)子組件包括和與之接合的波導(dǎo)中的 凹陷互補(bǔ)的外形。
45.根據(jù)權(quán)利要求42所述的多個(gè)子組件，其中第一子組件上的串聯(lián)連接由第一子組件 上的基底互連限定。
46.根據(jù)權(quán)利要求42所述的多個(gè)子組件，其中第二子組件上的并聯(lián)連接由第二子組件 上的基底互連限定。
全文摘要
一種可以和其中具有凹陷(220)的波導(dǎo)(210)配合的子組件(100)，包括結(jié)構(gòu)，其包括設(shè)置在支撐部件(110)上的分立光源(150)和設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)下方的基底(120)和散熱器(130)。該結(jié)構(gòu)的外形和凹陷互補(bǔ)，這樣，當(dāng)子組件和波導(dǎo)接合時(shí)，分立光源位于波導(dǎo)內(nèi)。還公開了一種子組件，其包括分立光源，其中基本上所有從分立光源發(fā)射的光都從頂表面發(fā)射；以及設(shè)置在分立光源之下并與之直接接觸的反射性支撐部件，反射性支撐部件的頂表面包括圍繞分立光源的內(nèi)部漫射區(qū)域(500)和圍繞內(nèi)部漫射區(qū)域的反射區(qū)域(510)。
文檔編號(hào)G02B6/00GK101978297SQ200980107512
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者M·齊默曼, N·梅爾 申請(qǐng)人:奧利高級(jí)照明解決公司