具有集成恒流驱动器的发光器件制造技术

本发明专利技术叙述一种包含使电源电压与发光器件的工作电压匹配的集成电路的ＬＥＤ组件、包含所述集成电路的ＬＥＤ、包含所述组件的系统、以及使电源电压与工作电压匹配的方法。所述集成电路典型地包含电源转换器和恒流电路。所述ＬＥＤ组件还可包含其它的有源或无源元件，诸如集成或外部元件用的引出线、变压器和整流器、或整流电路。外部元件可以包括控制系统，其用于调节ＬＥＤ电流水平或由ＬＥＤ发出的光的特性。将电源和电流控制元件并入ＬＥＤ内可以容许制作较小的ＬＥＤ，其使用较少和较少设备专用的元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体器件，更具体地说，涉及发光器件和具有集成驱动电子设备的发光器件的制造方法。
技术介绍
发光二极管和激光二极管是众所周知的固态电子设备，在施加足够电压下，其可 产生光。发光二极管和激光二极管，可概称为发光器件(LED)。发光器件通常包括PN结，其 在外延(印i)层内形成，例如在诸如蓝宝石(Al2O3)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs) 等等的衬底上生长的氮化镓(GaN)。由LED产生的光的波长分布取决于制造PN结所用的材 料以及包含器件活性区的薄外延层的结构。商用的高效率LED通常用两类III-V族半导体 材料来制造。基于III族氮化物(III-N)的材料用于紫外线至蓝绿色的色域，而III族砷 磷化物(III-AsP)则用于黄色至红外线的色域。目前业已有许多人对用基于III族氮化物的材料体系形成的LED极有兴趣，这归 因于其独特的材料特性组合，包括击穿电场高、禁带宽(氮化镓(GaN)在室温下为3. 36eV)、 导带偏移大和饱和电子漂移速度高。掺杂和活性层通常在衬底上形成，所述衬底可用不同 的材料制作，诸如硅(Si)、碳化硅(SiC)和蓝宝石(Al2O3)。对于这些类型的异质结构而言， 往往会优先选有SiC圆片，因为其紧密得多的晶格与III族氮化物相配，使III族氮化物薄 膜具有较高的质量。SiC还具有极高的热导率，以致在SiC上的III族氮化物器件的总输出 功率不会受限于晶圆的热阻(正如一些在蓝宝石或Si上形成的器件的情况那样)。此外， 半绝缘SiC圆片的可用性使器件能绝缘和可减少寄生电容，使商用器件成为可能。LED为消耗电流器件，其通常要求恒流式直流电源作有效和稳定的操作(例如提 供和维持输出亮度和颜色)。能够使电子系统的电压与LED的所需电压相配的恒流电源可 以具有多种形式，但其要求由有源元件(例如晶体管、振荡器、运算放大器)以及线性和非 线性无源元件(例如二极管、热敏电阻器、电感器、电容器、电阻器)组成的电路。为了使效 率高，输入电压应该尽量及尽可能地与LED的工作电压相配。在电子设备内的典型电源通常为电压电源，诸如电池、燃料电池、或从AC电源提 供直流电压的整流或开关式电源。LED电路通常包括一或多个与电感器和电容器连接的晶 体管、振荡器、或放大器，以提供恒定电流。在目前的LED工艺中，供电(电源)和电流控 制元件与LED的本体是分离的，该些工艺具有以下的一或多个与电源和控制元件相关的缺占.(a)电源的电压与LED的工作电压通常不相配；(b)考虑到电压电源的操作，LED的工作电压-即使是那些来自同一制造商以及具 有相同型号和批次，通常都不太匹配；(c)对于不熟悉恒流电路的设计的潜在LED使用者而言，实现在LED外部的驱动电 路可能大成问题；(d)在空间有限的应用中，不能考虑在LED外部的电源。
技术实现思路
简单来说，大体上，本专利技术涉及一种集成电路，其用于匹配电子系统的电源电压与LED要求的工作电压。可以制造集成LED封装以提供较小的电子元件容器，其具有端子以提 供电和/或光入口。本专利技术从而提供一种电源电压操作装置，以便使电源电压与LED的工 作电压相配，而且有助于为任何特定类型的LED排除对独立式电源或电流控制电路的需要 或设计。本专利技术可用于种种要求照明的场合，包括但不限于普通的照明灯具、便携式电子 设备以及个人照明。具体地说，本专利技术将LED的电源和电流控制元件集成入较少数的元件中；LED/有 源驱动器和所需的外部无源元件。让若干电源电路并入LED内可简化具有恒压电源的LED 的使用。例如，潜在的LED使用者就无需设计或拥有独立的电源或电流控制电路。虽然仍须 为特定的设备或设备类型来选择适用于现有输入电压及LED所需电流驱动器的无源元件， 一般而言，这比设计整个电源电路更容易。在本专利技术的其中一个方面，其涉及一种发光器件封装，其中至少一 LED、至少一电 压电平转换器和至少一恒流电路电连接及并入所述封装内。在另一方面，该发光器件还包 括至少一电连接件。在又一方面，该电连接件提供通往至少一电源的电连接。在再一方面， 该电连接件提供通往至少一控制系统的电连接。在另一方面，该控制系统提供对至少一 LED 电流的控制。在又一方面，该控制系统提供对所述LED发出的光的至少一特性的控制。在另一方面，本专利技术涉及一种封装LED，其具有至少一集成电压电平转换器和至少 一恒流电路，所述转换器和所述恒流电路并入及电连接所述LED。在又一方面，本专利技术涉及 一种包括所述封装LED的发光系统。在另一方面，所述发光系统包括至少一电源。在再一方 面，所述发光系统包括至少一控制系统。在另一方面，所述控制系统与所述封装LED连接， 并提供对所述LED发出的光的至少一特性的控制。。在另一方面，本专利技术涉及一种LED，其具有至少一电压电平转换器和至少一恒流电 路，所述转换器和所述恒流电路并入及电连接所述LED。在又一方面，本专利技术涉及一种通过向驱动电路提供源自电源的电压电平使电源电 压与LED的工作电压匹配的方法，其中所述驱动电路并入及电连接所述LED以及向所述LED 提供电压电平。在另一方面，由所述驱动电路提供的电压电平相类于或低于由所述电源提 供的电压电平。在又一方面，由所述驱动电路提供的电压电平与所述LED的工作电压相匹 配。藉由以下的通过范例说明本专利技术特征的详细叙述和附图，本专利技术的这些和其它方 面及优点就会变得显而易见。附图说明图1所示为根据本专利技术的集成电源LED的框图。图2A所示为根据本专利技术的集成驱动器LED组件的实施例的示意截面图。图2B所示为根据本专利技术的集成驱动器LED组件的另一实施例的示意截面图。图3所示为根据本专利技术的包含具有集成驱动器的LED的实施例的引出线结构的示意图。图4所示为根据本专利技术的具有与LED集成的降压转换器和电流源驱动器的实施例 的示意图。图5所示为根据本专利技术的LED组件的实施例的截面图。图6所示为根据本专利技术的LED组件的另一实施例的截面图。图7所示为根据本专利技术的LED组件的又一实施例的截面图。 具体实施例方式大体上，本专利技术叙述一种包含集成电路的LED组件。具体而言，本专利技术叙述一种包 含使电源电压与LED的工作电压匹配的集成电路的LED组件、包含所述集成电路的LED、包 含所述组件的系统、使所述组件内的电源电压与工作电压匹配的方法、以及封装LED的发 射特性的控制系统。所述集成电路典型地包含电源转换器和恒流电路。在其它实施例中， 所述组件还可包含其它有源或无源元件，诸如内部或外部元件的引出线、变压器和整流器、 或整流电路。将电源和电流控制元件并入LED组件内可以容许制作较小的LED封装，其要 求较少和设备专用性较低的元件。通过以下的详细说明并连同附图和权利要求，本专利技术的其它特征和优点就会变得 显而易见。以下说明提出的本专利技术的较佳实施例，表示了设想的实现本专利技术的最佳模式。该 说明不是要用于起限制的意思，其目的只是作为叙述本专利技术的一般原理，本专利技术的保护范 围由所附的权利要求来限定。在提出下述的实施例的细节之前，要限定或阐明有些术语。本文所用的术语“包 括”、“包含”、“具有”、“设有”或任何其它变化语，是用来覆盖非独占性内含物。例如，一种包 括一列单元的过程、方法、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器件封装，其包括：至少一发光器件，所述发光器件具有至少一工作电压；以及电路系统，所述电路包括至少一电压电平转换器和至少一恒流电路，其中所述至少一转换器和所述至少一恒流电路并入所述封装内以及与所述发光器件电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R安德伍德，吴益逢，
申请(专利权)人：美商克立股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]