本申請是申請日為2012年12月14日,申請號為“201280069936.9”,發明名稱為“照明裝置的散熱結構以及照明裝置”的發明專利申請的分案申請。
本發明涉及使用發光器件的照明裝置的散熱結構以及具有該散熱結構的照明裝置。
背景技術:
在使用發光器件的照明裝置中,使發光器件散熱的散熱器通常設置在安裝有發光器件的板子的背面。然而,為了避免由于散熱效率不足而引起照明裝置性能下降,已經采用了多種方法來增強照明裝置的散熱效率。
同樣,使用發光器件的照明裝置采用具有較強方向性的發光二極管(led)作為光源,因此,光可以僅沿著限定的方向分布。同時,白熾燈可以基本上沿著除了被其金屬插座等遮擋的區域以外的所有方向分布。因此,在需要光基本上沿著所有方向分布的情況下,led照明裝置可能會不適合作為白熾燈的替代品。因此,在led照明裝置領域需要增強光分布的技術。
技術實現要素:
技術問題
然而,在照明裝置的形狀由于所應用的標準等而受到限制的情況下,散熱器的散熱面積不能增加,所以難以提高散熱效率并且存在增強光分布的限制,因此,為了解決這些問題,需要新型散熱結構和使用新型散熱結構的照明裝置。
技術方案
根據本公開的第一示例性實施例的一個方面,提供了一種照明裝置,包括:發光模塊,所述發光模塊具有輸出光的至少一個發光器件和上面布置有所述至少一個發光器件的發光器件板;殼體,所述殼體相對于所述發光器件板安裝在沿著中心軸方向的環的一側;以及樹脂球形罩,所述樹脂球形罩被安裝成覆蓋所述發光模塊,其中,所述球形罩具有多個突部,所述多個突部通過保留在模制所述球形罩時使用的澆口單元的至少一部分而形成,并且所述發光器件板具有與所述突部結合的切口部分。
根據本公開的第一示例性實施例的另一方面,提供了一種照明裝置,包括:發光模塊,所述發光模塊具有輸出光的至少一個發光器件和上面布置有所述至少一個發光器件的發光器件板;殼體,所述殼體以所述發光器件板為參照安裝在沿著中心軸方向的環的一側;樹脂球形罩,所述樹脂球形罩被安裝成覆蓋所述發光模塊;以及散熱板,所述散熱板被安裝成與所述發光器件板和所述殼體都接觸,并且將所述發光模塊產生的熱傳遞至所述殼體,其中,所述發光器件板和所述散熱板中的至少一者具有與所述突部結合的切口部分。
這里,在各個照明裝置中,所述突部可以以相等的間隔布置。
此外,在各個照明裝置中,所述球形罩可以在所述發光器件板一側的端部具有圓形開口,并且所述突部可以安裝在所述開口的圓周邊緣上。
根據本公開的第二示例性實施例,提供了一種照明裝置,包括:發光模塊,所述發光模塊具有輸出光的多個發光器件和上面以環形排列方式布置有所述發光器件的發光器件板;實質上中空管道狀殼體,所述實質上中空管道狀殼體相對于所述發光器件板安裝在沿著中心軸方向的環的一側;反射器,所述反射器由所述發光器件板的與所述一側相對的另一個表面支撐,并且反射從所述發光器件輸出的光;以及球形罩,所述球形罩被安裝成覆蓋所述發光模塊和所述反射器,并且其最大直徑大于所述殼體的最大直徑,其中,所述反射器被安裝成從所述發光器件板的所述另一個表面突出,使得所述反射器呈直徑沿著遠離所述發光器件板的方向增加的倒置去頂圓錐形狀,并且所述反射器具有形成在所述去頂圓錐的側向周面上的反射表面以反射從所述發光器件輸出的光,所述球形罩包括:球形罩頸部,所述球形罩頸部與所述殼體連接并且具有斜率與所述反射表面的斜率一致的斜面;和實質上半球形的球形罩頭部,所述球形罩頭部與所述球形罩頸部連接。
這里,優選的是,在所述照明裝置中,所述反射器的反射表面與所述球形罩的斜面可以實質上平行。
此外,在所述照明裝置中,優選的是,所述球形罩的材料可以是含有熒光物的材料或者所述球形罩的表面可以涂覆有熒光物,并且所述發光器件可以是發出激發所述球形罩的熒光物的光的發光二極管(led)。
此外,在所述照明裝置中,所述球形罩的材料可以是還含有散光物的材料或者所述球形罩的表面可以還涂覆有散光物。
此外,在所述照明裝置中,所述球形罩的材料可以是含有散光物的材料或者所述球形罩的表面可以涂覆有散光物,并且所述發光器件可以是發出白色光的led。
此外,優選的是,在所述照明裝置中,所述反射器的沿著所述環的中心軸方向的長度d1可以大于所述球形罩頸部的沿著所述環的中心軸方向的長度d2。
此外,在所述照明裝置中,當所述反射器沿著所述反射器直徑增加的方向投影到所述發光器件板上時,優選地,所述發光器件的至少一部分可以存在于投影區域內。
根據本公開的第三示例性實施例,提供了一種使用發光器件的照明裝置的散熱構件。根據本公開的散熱構件可以包括:金屬中空主體部分,所述金屬中空主體部分的一端與覆蓋著上面安裝有發光器件的發光器件板的球形罩連接;以及散熱部分,所述散熱部分由樹脂材料形成并且通過插入式模制安裝在所述主體部分的外周表面上,其中在所述主體部分中安裝有用于保持形成所述散熱部分的樹脂材料的保持部分。
所述保持部分可以是形成在所述主體部分的外周表面上的多個孔。這里,所述孔可以被形成為呈橢圓形形狀或多邊形形狀,所述孔的直徑沿著在插入式模制時形成所述散熱部分的樹脂材料流動的方向和沿著所述主體部分的長度方向延伸。
此外,所述保持部分可以是多條狹縫,所述多條狹縫形成在所述主體部分的外周表面上并沿著所述主體部分的長度方向延伸。
此外,所述保持部分可以是階梯部分,所述階梯部分的外周直徑從連接形成在所述主體部分的外周表面上的所述球形罩的一端向另一端減小。
此外,所述保持部分可以是多個凹部,所述多個凹部形成在所述主體部分的外周表面上。
此外,所述保持部分可以是多個突部,所述多個突部形成在所述主體部分的外周表面上。
根據本公開的具體示例性實施例(第四和第五示例性實施例),提供了一種使用發光器件的照明裝置的散熱結構。這種照明裝置的散熱結構可以包括:第一散熱器,所述第一散熱器基于包括以環形排列方式布置的發光器件的發熱元件,安裝在沿著中心軸方向以環形排列方式布置的所述發光器件的一側;以及第二散熱器,所述第二散熱器安裝在沿著所述中心軸方向的另一側。
這里,所述發熱元件可以包括:所述發光器件和上面安裝有所述發光器件的發光器件板。
此外,所述第一散熱器和所述第二散熱器可以分別具有中空主體部分,并且所述主體部分的中心軸與所述發光器件的中心軸可以彼此一致。
此外,凸緣部分可以安裝在所述第一散熱器與所述第二散熱器之間,從所述第一散熱器的主體部分或所述第二散熱器的主體部分的外周表面延伸,并且支撐所述發熱元件。
此外,所述發熱元件可以安裝在所述第二散熱器的外周表面上。
此外,所述第一散熱器與所述第二散熱器可以一體形成。
根據本公開的第六示例性實施例的另一方面,提供了一種照明裝置,包括:發光器件,所述發光器件輸出光;發光器件板,在所述發光器件板上以環形排列方式布置所述發光器件;散熱器,所述散熱器發散來自包括所述發光器件的發熱元件的熱;以及球形罩,所述球形罩覆蓋著上面安裝有所述發光器件的所述發光器件板,其中,所述散熱器包括:第一散熱器,所述第一散熱器以所述發熱元件為參照安裝在沿著中心軸方向以環形排列方式布置的所述發光器件的一側;以及第二散熱器,所述第二散熱器安裝在沿著所述中心軸方向的所述發光器件的另一側。
這里,所述第一散熱器和所述第二散熱器可以分別具有中心軸與所述發光器件的中心軸一致的中空主體部分,并且所述球形罩可以具有與安裝在所述球形罩一側的所述第二散熱器的主體部分的中空部分連接的開口。
根據本公開的其他具體示例性實施例(第七和第八示例性實施例),提供了一種照明裝置,包括:發光模塊,所述發光模塊具有輸出光的多個發光器件和上面以環形排列方式布置所述發光器件的發光器件板;第一散熱器,所述第一散熱器相對于所述發光器件板安裝在沿著中心軸方向的環的一側;第二散熱器,所述第二散熱器相對于所述發光器件板安裝在沿著中心軸方向的環的另一側;球形罩,所述球形罩被安裝成覆蓋所述發光模塊;以及驅動電路,所述驅動電路安裝在所述第二散熱器內并且驅動所述發光器件,其中,所述第一散熱器僅向外發散由所述發光模塊和所述驅動電路中的任一者產生的熱,所述第二散熱器僅向外發散由所述發光模塊和所述驅動電路中的另一者產生的熱。
這里,在所述照明裝置中,所述第一散熱器可以向外發散由所述驅動電路產生的熱,所述第二散熱器可以向外發散由所述發光模塊產生的熱。
在這種情況下,所述第一散熱器可以呈實質上圓柱形形狀或柱形形狀,可以在所述發光器件板的中心部分中安裝開口,使得開口不會與所述第一散熱器接觸,所述發光器件板可以與所述第二散熱器熱結合,并且所述驅動電路可以通過由具有熱傳導率的材料形成的導熱構件與所述第一散熱器熱結合。
此外,所述照明裝置還可以包括:散熱板,所述散熱板設置在所述發光器件板與所述第二散熱器之間并且將所述發光器件板產生的熱傳遞至第二散熱器,其中,在所述散熱板的中心部分安裝有開口,使得該開口不與所述第一散熱器接觸。
此外,在所述照明裝置中,所述第一散熱器可以向外發散由所述發光模塊產生的熱,并且所述第二散熱器可以向外發散由所述驅動電路產生的熱。
根據本公開第九示例性實施例的一個方面,提供了一種使用發光器件的照明裝置的散熱結構。這種照明裝置的散熱結構可以包括:中空散熱器,所述中空散熱器安裝在包括以環形排列方式布置的發光器件的發熱元件的中心部分中,并且沿著以環形排列方式布置的所述發光器件的中心軸方向延伸;以及中空內部散熱器,所述中空內部散熱器安裝在所述散熱器內,其中,所述散熱器的內周表面與所述內部散熱器的外周表面之間的經過所述散熱器中心的各距離是不相等的。
這里,所述散熱器的沿著中心軸方向的平面形狀可以是圓形,所述內部散熱器的平面形狀可以是具有長直徑和短直徑的橢圓形或多邊形。
根據本公開的第九示例性實施例的另一方面,提供了一種照明裝置,包括:發光器件,所述發光器件輸出光;發光器件板,在所述發光器件板上以環形排列方式布置所述發光器件;球形罩,所述球形罩覆蓋著上面安裝有所述發光器件的所述發光器件板;中空散熱器,所述中空散熱器安裝在包括以環形排列方式布置的發光器件的發熱元件的中心部分中,并且沿著以環形排列方式布置的所述發光器件的中心軸方向延伸;以及中空內部散熱器,所述中空內部散熱器安裝在所述散熱器內,其中,所述散熱器的內周表面與所述內部散熱器的外周表面之間的經過所述散熱器中心的各距離是不相等的。
根據本公開的第十示例性實施例的一個方面,提供了一種使用發光器件的照明裝置的散熱結構。這種照明裝置的散熱結構可以包括:中空散熱器,所述中空散熱器安裝在包括以環形排列方式布置的發光器件的發熱元件的中心部分中,并且沿著以環形排列方式布置的所述發光器件的中心軸方向延伸;以及至少一個翼片,所述至少一個翼片從所述散熱器的內周表面延伸,其中,所述散熱器的內周表面之間的經過所述散熱器中心的各距離是不相等的。
這里,安裝在所述散熱器的內周表面上的所述多個翼片中的至少一者的徑向長度可以與不同翼片的徑向長度不同。
此外,可以從所述散熱器的內周表面向中心沿著圓周方向徑向布置各個翼片。作為選擇,各個翼片可以沿著從所述散熱器的內周表面向內部空間的一個方向延伸。
根據本公開的第十示例性實施例的另一個方面,提供了一種照明裝置,包括:發光器件,所述發光器件輸出光;發光器件板,在所述發光器件板上以環形排列方式布置所述發光器件;球形罩,所述球形罩覆蓋著上面安裝有所述發光器件的所述發光器件板;中空散熱器,所述中空散熱器安裝在包括以環形排列方式布置的發光器件的發熱元件的中心部分中,并且沿著以環形排列方式布置的所述發光器件的中心軸方向延伸;以及至少一個翼片,所述至少一個翼片從所述散熱器的內周表面延伸,其中,所述散熱器的內周表面之間的經過所述散熱器中心的各距離是不相等的。
根據本公開的第十一示例性實施例,提供了一種照明裝置,包括:發光模塊,所述發光模塊具有輸出光的至少一個發光器件和上面布置有所述至少一個發光器件的發光器件板;第一散熱器,所述第一散熱器相對于所述發光器件板安裝在沿著中心軸方向的環的一側;第二散熱器,所述第二散熱器相對于所述發光器件板安裝在沿著所述中心軸方向的環的另一側,并且具有中空形狀;反射器,所述反射器保持在所述發光器件板的一個表面上并且反射從所述發光器件輸出的光;球形罩,所述球形罩被安裝成覆蓋所述發光模塊和所述反射器;以及驅動電路,所述驅動電路安裝在所述第二散熱器內并且驅動所述發光器件,其中,所述第一散熱器和所述第二散熱器分別發散由所述發光模塊產生的熱和由所述驅動電路產生的熱中的至少一者。
所述照明裝置還可以包括:散熱板,所述散熱板安裝成與所述發光器件板和所述第二散熱器都接觸并且將所述發光模塊產生的熱傳遞至所述第二散熱器。
在所述照明裝置中,所述反射器可以被安裝成從所述發光器件板的一個表面突出,使得所述反射器呈直徑沿著遠離所述發光器件板的方向增加的倒置去頂圓錐形狀,并且所述反射器可以具有形成在所述去頂圓錐的側向周面上的反射表面以反射從所述發光器件輸出的光。
在所述照明裝置中,所述第二散熱器可以呈實質上圓柱形形狀,所述球形罩的最大直徑可以大于所述第二散熱器的最大直徑。
在所述照明裝置中,所述球形罩的最大直徑可以是所述第二散熱器的最大直徑的1.2倍或以上。
在所述照明裝置中,所述球形罩的材料可以是含有熒光物的材料或者所述球形罩的表面涂覆有熒光物,所述發光器件可以是發出激發所述球形罩的熒光物的光的發光二極管(led),并且被所述反射器反射的光和從所述發光器件輸出的光的波長可以被所述熒光物轉換。
在這種情況下,所述球形罩的材料可以是還含有散光物的材料或者所述球形罩的表面還可以涂覆有散光物。
此外,所述球形罩的材料可以是含有散光物的材料或者所述球形罩的表面可以涂覆有散光物,所述發光器件可以是發出白色光的發光二極管(led)。
在所述照明裝置中,所述第二散熱器可以具有插入到樹脂中的金屬構件,并且可以通過整體插入式模制所述樹脂和所述金屬構件而獲得。
在所述照明裝置中,所述驅動電路可以沒有將交流(ac)轉換為直流(dc)的電解電容器。
在所述照明裝置中,所述第一散熱器可以呈實質上圓柱形形狀或柱形形狀,并且所述球形罩可以具有與所述第一散熱器的一端連接的開口。
在所述照明裝置中,所述反射器可以具有中空形狀,所述第一散熱器可以布置在所述反射器的中空部分中,并且所述第一散熱器的最大直徑可以等于或小于所述反射器的最大直徑。
根據本公開的第十二示例性實施例,提供了一種照明裝置,包括:發光模塊,所述發光模塊具有輸出光的多個發光器件和上面以環形排列方式布置所述發光器件的發光器件板;第一散熱器,所述第一散熱器相對于所述發光器件板安裝在沿著中心軸方向的環的一側,使得所述第一散熱器與所述發光器件板接觸;第二散熱器,所述第二散熱器相對于所述發光器件板安裝在沿著所述中心軸方向的環的另一側并且具有中空形狀;球形罩,所述球形罩安裝成覆蓋著所述發光模塊和所述反射器;以及驅動電路,所述驅動電路安裝在所述第二散熱器內并且驅動所述發光器件,其中,所述第一散熱器和所述第二散熱器分別向外發散由所述發光模塊產生的熱和由所述驅動電路產生的熱中的至少一者,并且所述第一散熱器可以具有反射從所述發光器件輸出的光的反射表面。
有益效果
可以提供能夠積極發散來自發熱元件的熱的照明裝置的散熱結構以及照明裝置。
在模制樹脂球形罩時使用的澆口部分用作發光模塊與球形罩之間的定位肋,因而保證作為模制產品的所述球形罩的質量,并且在使用發光器件的照明裝置中保證發光模塊與球形罩之間的定位精度(尤其是第一示例性實施例)。
可以提供具有更簡單結構、具有與白熾燈泡的寬光分布角度相等的寬光分布角度、有利于光分布的照明裝置,因而所述照明裝置能夠替代白熾燈泡(尤其是第二示例性實施例)。
可以通過將金屬材料與樹脂材料混合來形成照明裝置的散熱構件,而不限制用于插入式模制的金屬材料(尤其是第三示例性實施例)。
可以提供具有新型散熱結構、能夠相對于驅動電路產生的熱提高驅動電路的散熱效率而不受到發光模塊產生的熱的影響的照明裝置(尤其是第七和第八示例性實施例)。
可以提供具有優秀散熱效率、具有與白熾燈泡的寬分布角度相同的寬分布角度、具有高發光效率、大光量、優秀顯色性、并且具有與白熾燈泡的形狀(尺寸)相同的形狀(尺寸)的球泡式照明裝置,因而所述球泡式照明裝置能夠替代白熾燈泡(第十一和第十二示例性實施例)。
附圖說明
圖1(a)和圖1(b)分別是示出根據本公開第一示例性實施例的照明裝置的整體構造的俯視圖和主視圖。
圖2是沿著圖1(a)中的線ii-ii截取的根據第一示例性實施例的照明裝置的剖視圖。
圖3是圖2的‘p’部的放大剖視圖。
圖4是示出根據第一示例性實施例的球形罩的構造的俯視圖。
圖5是示出根據第一示例性實施例的發光模塊的構造的俯視圖。
圖6是示出模制根據第一示例性實施例的球形罩的方法的視圖。
圖7是示出根據本示例性實施例的照明裝置的修改例的局部剖視圖,作為與圖2的‘p’部對應的構造。
圖8(a)和圖8(b)分別是示出根據本公開第二示例性實施例的照明裝置的整體構造的俯視圖和主視圖。
圖9是沿著圖8(a)中的線ii-ii截取的根據本公開第二示例性實施例的照明裝置的剖視圖。
圖10是局部切口的剖視透視圖,示出了根據本公開第二示例性實施例的反射器的構造。
圖11是示出根據本公開第二示例性實施例的發光模塊的構造的透視圖。
圖12是示出根據本公開第二示例性實施例的照明裝置中的光的方向性的視圖。
圖13包括俯視圖和側視圖,示出了關于本公開第三示例性實施例的照明裝置。
圖14是沿著線a-a截取的圖13的照明裝置的剖視圖。
圖15是示出在與本公開第三示例性實施例有關的第一散熱器中的由金屬形成的主體部分和凸緣部分的透視圖。
圖16是圖15的側視圖。
圖17是示出與本公開第三示例性實施例有關的第一散熱器的金屬單元的修改例的透視圖。
圖18是圖17的側視圖。
圖19是示出與本公開第三示例性實施例有關的第一散熱器的金屬單元的另一個修改例的透視圖。
圖20是圖19的側視圖。
圖21是示出與本公開第三示例性實施例的另一個應用實例有關的第一散熱器中的由金屬形成的主體部分和凸緣部分的透視圖。
圖22是圖21的側視圖。
圖23是示出與第三示例性實施例的另一個應用實例有關的第一散熱器的金屬單元的修改例的透視圖。
圖24是圖23的側視圖。
圖25是示出另一個應用實例的第一散熱器中的由金屬形成的主體部分和凸緣部分的修改例的透視圖。
圖26是圖25的側視圖。
圖27包括俯視圖和側視圖,示出了根據本公開第四示例性實施例的照明裝置。
圖28是沿著線a-a截取的圖27的照明裝置的剖視圖。
圖29是示出發光器件在發光器件板上的布置的俯視圖。
圖30是示出根據本公開第五示例性實施例的照明裝置的剖視圖。
圖31是示出根據本公開第六示例性實施例的照明裝置的俯視圖和側視圖。
圖32是沿著線b-b截取的圖31的照明裝置的剖視圖。
圖33(a)和圖33(b)分別是與本公開第七示例性實施例有關的照明裝置的整體構造的俯視圖和主視圖。
圖34是沿著圖33(a)的線ii-ii截取的與第七示例性實施例有關的照明裝置的剖視圖。
圖35(a)是示出與第七示例性實施例有關的發光模塊的構造的俯視圖,圖35(b)是示出與第七示例性實施例有關的散熱板的構造的俯視圖。
圖36是示出與第七示例性實施例有關的照明裝置中的熱流的視圖。
圖37是示出與第七示例性實施例有關的照明裝置的制造方法的實例的視圖。
圖38是示出與第八示例性實施例有關的照明裝置的整體構造和熱流的視圖。
圖39包括俯視圖和側視圖,示出了根據本公開第九示例性實施例的照明裝置。
圖40是沿著線a-a截取的圖39的照明裝置的剖視圖。
圖41是示出根據第九示例性實施例的第二散熱器和第三散熱器的俯視圖。
圖42是示出根據第九示例性實施例的第二散熱器和第三散熱器的修改例的俯視圖。
圖43是示出根據第十示例性實施例的第二散熱器的俯視圖。
圖44是示出根據第十示例性實施例的第二散熱器的修改例的俯視圖。
圖45是示出根據第十示例性實施例的第二散熱器的另一個修改例的俯視圖。
圖46是示出與本公開第十一示例性實施例有關的球泡式照明裝置的整體構造的分解透視圖。
圖47(a)和圖47(b)分別是示出與第十一示例性實施例有關的照明裝置的整體構造的俯視圖和主視圖。
圖48是沿著圖47(a)的線iii-iii截取的與第十一示例性實施例有關的照明裝置的剖視圖。
圖49是示出與第十一示例性實施例有關的照明裝置中的熱流的視圖。
圖50是示出與第十一示例性實施例有關的照明裝置中的光的方向性的視圖。
圖51是示出與第十一示例性實施例有關的照明裝置的光分布特性的實例的視圖。
圖52是示出與第十一示例性實施例有關的光分布隨著球形罩直徑與下散熱器直徑之比的差異的視圖。
圖53是示出與第十一示例性實施例的上散熱器的最大直徑與反射器的最大直徑之間的關系的視圖。
圖54(a)和圖54(b)分別是與本公開第十二示例性實施例有關的球泡式照明裝置的整體構造的俯視圖和主視圖。
圖55是沿著圖54(a)的線x-x截取的與第十二示例性實施例有關的照明裝置的剖視圖。
圖56是示出與第十二示例性實施例有關的照明裝置中的熱流和光的方向性的視圖。
圖57是示出可在根據本公開示例性實施例的照明裝置中使用的led芯片的實例的剖視圖。
圖58是示出可在根據本公開示例性實施例的照明裝置中使用的led芯片的另一個實例的剖視圖。
圖59是示出可在根據本公開示例性實施例的照明裝置中使用的led芯片的另一個實例的剖視圖。
圖60是示出安裝在安裝板上的led芯片的實例的剖視圖,該安裝在安裝板上的led芯片作為可在根據本公開示例性實施例的照明裝置中使用的照明裝置。
圖61是示出可在根據本公開示例性實施例的照明裝置中使用的led封裝件(芯片級封裝件)的實例的剖視圖。
具體實施方式
下面,將參考附圖詳細描述本公開的示例性實施例。同時,在本公開和附圖中,具有實質上相同功能的部件使用相同的附圖標記并且將省略多余的描述。
<第一示例性實施例>
[根據第一示例性實施例的照明裝置的構造]
首先,將參考圖1至圖5來詳細描述根據本公開示例性實示例的照明裝置的構造。圖1(a)和圖1(b)分別是示出根據本公開第一示例性實施例的照明裝置的整體構造的俯視圖和主視圖。圖2是沿著圖1(a)中的線ii-ii截取的根據第一示例性實施例的照明裝置的剖視圖。圖3是圖2的‘p’部的放大剖視圖。圖4是示出根據第一示例性實施例的球形罩的構造的俯視圖。圖5是示出根據第一示例性實施例的發光模塊的構造的俯視圖。
如圖1和圖2所示,根據本示例性實施例的照明裝置90包括發光模塊10、殼體20、球形罩30和散熱板70。
(發光模塊10)
發光模塊10是包括發光器件11和發光器件板13的構件并且作為照明裝置90的光源。
發光器件11是例如發光二極管(led)等的半導體發光器件并且輸出光。發光器件11的發光顏色不受具體限制并且可以隨著球形罩30的組成材料而變化。例如,在球形罩30由含有熒光物的材料(樹脂等)形成的情況下,發光器件11的發光顏色可以是藍色并且在球形罩30中光的波長被轉換以發出白光。同時,在球形罩30由含有散光物的材料(樹脂等)形成的情況下,發光器件11發出白光(6500k至20000k)。來自發光器件11的光輸出從球形罩30擴散以向外發出。
此外,如圖5所示,設置有多個發光器件11,并且多個發光器件11以環形排列方式設置在發光器件板13的一個表面上。這里,環形排列方式包括橢圓環形排列方式、多邊形環形排列方式和圓環形排列方式。此外,發光器件11的數量也可以不是如圖5所示的多個,而是可以只有一個發光器件11安裝在發光器件板13上。在只有一個發光器件11安裝在發光器件板13上的情況下,發光器件11的位置不受具體限制,但是考慮到光分布特性,發光器件11可以位于發光器件板13的大致中心的位置。
發光器件板13可以是在上面安裝有發光器件11的板,發光器件板13優選由諸如鋁、鎳等具有高度傳導率的材料、玻璃復合材料cem3、陶瓷等形成。因此,發光模塊10產生的熱量可以有效地傳遞至殼體20,從而可以增強照明裝置90的散熱效率。發光器件板13的形狀不受具體限制,發光器件板13優選呈大致圓形或多邊形的形狀,以滿足作為球泡式照明裝置尺寸標準的ansi標準。
此外,在本示例性實施例中,如圖3和圖5所示,發光器件板13可以具有切口部分13a、13b和13c,并且切口部分13a、13b和13c分別與后面描述的球形罩30的突部33a、33b和33c結合。因此,發光器件板13和球形罩30的相對位置被固定。
這里,形成在發光器件板13中的切口部分的數量可以被確定為與形成在球形罩30中的突部的數量相對應。但是在這種情況下,需要形成兩個或更多切口部分。按照這種方式,因為發光器件板13和球形罩30在兩個或多個部分結合,所以可以使發光器件板13和球形罩30的相對位置固定并且可以防止發光器件板13和球形罩30相對轉動。
同時,發光器件板13被殼體20的上部(或者被散熱板70)支撐,從而發光器件板13的位置被固定。
(殼體20)
殼體20通過其一端(圖1和圖2中的下端)與插座(未示出)連接,并且用作容納用于驅動發光器件11的驅動電路(未示出)的殼體。在本示例性實施例中,驅動電路可以安裝在殼體20的中空主體部分內。
此外,殼體20用作所謂的散熱器,用于發散發光模塊10產生的熱和驅動電路產生的熱。為了實現散熱功能,殼體20可以由熱傳導率高的樹脂形成。在本示例性實施例中,殼體20由樹脂而不是金屬形成,以便降低照明裝置90的重量,而且因為樹脂具有絕緣性,所以在將殼體20連接到插座上時,不需要在接縫部分采取絕緣措施。因此,在照明裝置90的重量增加不成問題的情況下,可以使用例如鋁、銅等金屬作為殼體20的材料。然而,在殼體20由金屬形成的情況下,需要在插座的接縫部分采取絕緣措施。
此外,為了進一步增加散熱效果,可以在殼體20的表面中形成凹槽或者在殼體20的表面上安裝翼片以增加殼體20的表面面積。
在這方面,在本示例性實施例中,殼體20可以在兩端具有開口的大致中空管道狀主體部分的外周表面上形成多個翼片29。利用多個翼片29可以增加殼體20的向外暴露表面的表面面積(用于散熱的表面面積)以增強散熱效果。同時,作為選擇,為了增強散熱效果,例如,除了翼片29以外,可以在殼體20的主體部分的外周表面中形成多個凹槽(未示出)。
此外,以沿著中心軸方向布置發光器件11而形成的環為參照,將殼體20安裝在發光器件板13的一側(沒有設置發光器件11的一側)。因此,殼體20可以向外發散由驅動電路或發光模塊10產生的熱。
此外,在本示例性實施例中,殼體20包括樹脂21和以插入方式定位在樹脂21內的金屬構件23。殼體20可以通過整體插入式模制樹脂21和金屬構件23而形成。這是因為樹脂21本身相對于例如鋁、銅等金屬具有低的熱傳導率,因而,為了增加熱傳導率,例如鋁、銅等金屬構件23被插入到樹脂21中。因此,如果通過控制性能來抑制發光模塊10或驅動電路的發熱以具有足夠的散熱效果,那么也可以不需要插入金屬構件23。
此外,在插入金屬構件23的情況下,金屬構件23優選布置成與散熱板70接觸(如果沒有散熱板70,則金屬構件23布置成與發光器件板13接觸),以便使發光模塊10產生的熱易于傳遞至殼體20。
(球形罩30)
球形罩30呈大致球形形狀以覆蓋發光模塊10,并且用于控制從發光器件11輸出的光的顏色(發光器件11的發光顏色),還用于從球形罩30的表面擴散光以擴大照明裝置90的光分布角度。
為了能夠實現控制發光器件11的發光顏色的功能,球形罩30根據發光器件11的發光顏色而配備有熒光物或散光物。具體地說,在發光器件11是發出藍光的led的情況下,球形罩30可以由含有熒光物的材料形成或者可以在表面上涂覆熒光物。從發光器件11輸出并到達球形罩30的光的波長被球形罩30的熒光物轉換,從而發出白光。
這里,被熒光物進行了波長轉換的光具有較高的光擴散性,所以即使在從發光器件11輸出的光的光分布不充足的情況下,也可以通過在熒光物發出光時通過光擴散來獲得所需的光分布。因此,可以解決現有技術中的以下問題:由擴散性高的材料形成球形罩來擴大光分布角度,只會導致透光率的下降,從而會通過球形罩看到球形罩內的例如發光模塊等構件。此外,因為藍色led與熒光物結合,所以可以發出具有與自然光的特性接近的特性的光。
為了進一步擴大照明裝置90的光分布角度,除了熒光物以外,球形罩30還可以由進一步含有散光物的材料形成,或者除了熒光物以外,在球形罩30的表面上還可以進一步涂覆散光物。
同時,在發光器件11是發出白光的led的情況下,球形罩30可以由含有散光物的材料形成或者可以在表面上涂覆散光物。此外,在這種情況下,由發光器件11輸出的光可以通過散光物從球形罩30的表面擴散,從而擴大了照明裝置90的光分布角度。
將參考圖4和圖6描述根據本示例性實施例的球形罩30的特性構造。圖6是示出模制根據本示例性實施例的由樹脂材料制成的球形罩30的方法的視圖。
如圖4所示,根據本示例性實施例的球形罩30具有分別與上述發光器件板13的切口部分13a、13b和13c結合的突部33a、33b和33c。突部33a、33b和33c是通過保留在模制球形罩30時使用的澆口單元(gateunit)的至少一部分而不是將其切除的方式來形成的。突部33a、33b和33c沿著在球形罩30中形成的開口31(與發光器件板13連接的一側的端部)的圓周安裝。按照這種方式,在本示例性實施例中,因為使用了用于模制樹脂的澆口單元,所以球形罩30的材料是樹脂。
這里,將參考圖6描述模制球形罩30的方法。同時,圖6示出了適合使球形罩30呈大致球形形狀的輪幅式澆口的實例。如圖6所示,當模制球形罩30時,從管口注入熔融樹脂,樹脂經過注口35、澆道37a、37b和37c(澆道的數量不限于3個),然后經過澆口33a、33b和33c,相對于成為模制部件的腔體部件(框架)而言,這些澆口作為入口。提供各種澆口,并且在這些澆口之中,選擇最適當的澆口以獲得具有所需的外部質量、強度、精度和任何其他目的的產品。
澆口33a、33b和33c在注入球形罩30的模制框架中的熔融樹脂冷卻并固化之前通過阻擋流動路徑來防止回流,并且減小在澆口33a、33b和33c附近出現的模制部件的剩余應力(例如,變形、破裂、扭曲等)。一般來說,在樹脂模制之后,使用澆口切割機等切掉澆口。使在模制之后沒有用處的澆口部分盡可能小。具體地說,在如圖6所示的沿著圓形開口31的圓周形成澆口的情況下,如果澆口具有較大的寬度(圖4中的寬度d),則會很難切掉澆口部分而不保留。相反,如果澆口形成為具有過小的寬度,則會降低澆口部分的流速,從而很容易產生例如熔接、澆口流(gateflow)等缺陷模制,這會導致產品質量的下降。
相反,在本示例性實施例中,如圖4所示,保留在模制球形罩30時使用的澆口33a、33b和33c中的至少一部分(在圖4的實例中保留所有澆口33a、33b和33c),保留的澆口33a、33b和33c按原狀用作相對于發光器件板13的定位突部(肋)33a、33b和33c。也就是說,因為不需要切掉澆口33a、33b和33c,所以即使澆口33a、33b和33c具有較大的寬度d,也不會出現難以切掉澆口的問題。此外,因為澆口33a、33b和33c具有較大的寬度d,所以可以防止例如熔接、澆口流等缺陷模制的出現。因此,可以增強澆口33a、33b和33c的尺寸和形狀的自由度。具體地說,在澆口33a、33b和33c沿著圓形開口31的圓周形成的情況下,效果明顯。
按照這種方式,因為增強了澆口33a、33b和33c的尺寸和形狀的自由度,所以在模制球形罩30時可以提高樹脂在澆口部分中的流動性并且減少例如熔接、澆口流等缺陷模制,因此可以提高球形罩30的產品質量。
此外,為了在模制球形罩30時均勻地向框架提供樹脂,澆口33a、33b和33c優選以相等的間隔設置。在這種情況下,球形罩30的突部33a、33b和33c當然也會以相等的間隔設置。
此外,因為澆口33a、33b和33c用作相對于發光器件板13的定位突部33a、33b和33c并且也按原狀用作固定球形罩30的轉動的突部33a、33b和33c,所以在球形罩30中可以省略用于重新安裝例如定位和旋轉固定肋等構件的空間。
此外,在本示例性實施例中,需要安裝兩個或更多個突部33a、33b和33c。按照這種方式,通過安裝用于相對于發光器件板13定位并固定球形罩30的轉動的多個突部33a、33b和33c,可以提高球形罩30的定位精度。在提高球形罩30的定位精度方面,優選設置兩個或更多個突部,但是在這種情況下,因為取消了為在發光器件板13上安裝球形罩30而備用的空間,所以可以根據照明裝置90的用途而適當確定突部的數量。
(散熱板70)
散熱板70安裝成同時與發光器件板13和殼體20接觸,并且用于將主要由發光模塊10產生的熱傳遞至殼體20。散熱板70由例如鋁、銅等具有高熱傳導率的金屬形成,從而實現熱傳遞的作用。
此外,在根據本示例性實施例的照明裝置90中,如圖7所示,與球形罩30的突部33a、33b和33c結合的切口部分可以安裝在散熱板70中,而不是在發光器件板13中。在這種情況下,因為在球形罩30與散熱板70之間進行定位,所以發光器件板13需要用螺釘固定等固定在散熱板70上。
同時,與球形罩30的突部33a、33b和33c結合的切口部分可以同時安裝在散熱板70和發光器件板13中,但是在這種情況下,需要在球形罩30、發光器件板13與散熱板70這三個構件之間進行定位,潛在地使裝配略微復雜。
此外,如果照明裝置90的散熱效率足夠好并且保證發光器件板13與球形罩30之間的定位精度,則可以不必安裝散熱板70。
(其他部件)
根據本示例性實施例的照明裝置90可以根據需要包括任何其他構件。例如,為了增強照明裝置90的光分布特性,照明裝置90可以具有用于反射從發光器件11輸出的光以使光朝著插座方向分布的反射器(未示出)。
至此,已經參考附圖詳細描述了本公開的示例性實施例,但是本示例性實施例在實施中可以進行各種修改。例如,在前述示例性實施例中,沿著與中心軸垂直的方向截取的發光器件板13、殼體20、球形罩30和散熱板70的橫截面呈圓形形狀,但是本公開不限于此。例如,每一個構件均可以具有多邊形或橢圓形的橫截面形狀。
此外,在前述示例性實施例中只提供一個發光器件組,其中該發光器件組包括在發光器件板13上以環形排列方式布置的多個發光器件11,但是本公開不限于此。例如,可以在發光器件板13上以同心圓的方式安裝多個發光器件組。
<第二示例性實施例>
[根據第二示例性實施例的照明裝置的構造]
將參考圖8至圖11詳細描述根據本公開第二示例性實施例的照明裝置的構造。圖8(a)和圖8(b)分別是示出根據本公開第二示例性實施例的照明裝置的整體構造的俯視圖和主視圖。圖9是沿著圖8(a)中的線ii-ii截取的根據本公開第二示例性實施例的照明裝置的剖視圖。圖10是局部切口的剖視透視圖,示出了根據本公開第二示例性實施例的反射器的構造。圖11是示出根據本公開第二示例性實施例的發光模塊的構造的透視圖。
如圖8和圖9所示,根據本示例性實施例的照明裝置100包括發光模塊110、殼體120、反射器140、球形罩130和散熱板170.。
(發光模塊110)
發光模塊110是包括發光器件111和發光器件板113的構件并且作為照明裝置100的光源。
發光器件111是例如發光二極管(led)等的半導體發光器件并且輸出光。發光器件111的發光顏色可以隨著后面所述的球形罩130的材料而變化。具體地說,在球形罩130由含有熒光物的材料(樹脂等)形成的情況下,發光器件111是發出激發熒光物的光的led(例如,藍色led),光的波長在球形罩130中被轉換以發出白光。
同時,在球形罩130由含有散光物的的材料(樹脂等)形成的情況下,發光器件111發出白光(6500k至20000k)。從發光器件111輸出的光被反射器140反射或者直接到達球形罩130,然后從球形罩130擴散以向外發出。
此外,如圖11所示,設置有多個發光器件111,多個發光器件111以環形排列方式設置在發光器件板113的一個表面上。這里,環形排列方式包括橢圓環形排列方式、多邊形環形排列方式以及如圖11所示的圓環形排列方式。
發光器件板113可以是在上面安裝發光器件111的板,發光器件板113優選由諸如鋁、鎳等具有高度傳導率的材料、玻璃復合材料cem3、陶瓷等形成。因此,發光模塊110產生的熱量可以有效地傳遞至殼體120,從而可以增強照明裝置100的散熱效率。發光器件板113的形狀不受具體限制,發光器件板113優選呈大致圓形或多邊形的形狀,以滿足前述ansi標準。
此外,因為將發光器件板113插入在反射器140的下部與殼體120(或散熱板170)的上部之間,所以固定了發光器件板113的位置。
(殼體120)
殼體120用作容納驅動發光器件111的驅動電路(未示出)的殼體。在本示例性實施例中,驅動電路可以安裝在殼體120的中空主體部分內。
此外,殼體120通過其一端(圖8和圖9中的下端)與插座(未示出)連接,并且用作所謂的散熱器以使發光模塊110產生的熱和驅動電路產生的熱發散。為了實現散熱功能,殼體120可以由熱傳導率高的樹脂形成。在本示例性實施例中,殼體120由樹脂而不是金屬形成,以降低照明裝置100的重量,而且因為樹脂具有絕緣性,所以在將殼體連接到插座上時,不需要在接縫部分采取絕緣措施。因此,在照明裝置100的重量增加不成問題的情況下,可以使用例如鋁、銅等金屬作為殼體120的材料。然而,在殼體120由金屬形成的情況下,需要在插座的接縫部分采取絕緣措施。
此外,為了進一步增加散熱效果,可以在殼體120的表面中形成凹槽或者在殼體120的表面上安裝多個翼片以增加殼體120的表面面積。
在這方面,在本示例性實施例中,殼體120可以在兩端具有開口120a和120b的大致中空管道狀主體部分的外周表面上形成多個翼片129。利用多個翼片129可以增加殼體120的向外暴露的表面的表面面積(用于散熱的表面面積)以增強散熱效果。同時,作為選擇,為了增強散熱效果,例如,除了翼片129以外,可以在殼體120的主體部分的外周表面中形成多個凹槽(未示出)。
此外,以沿著中心軸方向布置發光器件111而形成的環為參照,將殼體120安裝在發光器件板113的一側(沒有設置發光器件111的一側)。因此,殼體120可以向外發散驅動電路或發光模塊110產生的熱。
此外,在本示例性實施例中,殼體120包括樹脂121和以插入方式定位在樹脂121內的金屬構件123。殼體120可以通過用樹脂121整體插入式模制金屬構件123而形成。這是因為,樹脂121本身相對于例如鋁、銅等金屬具有低的熱傳導率,因而,為了增加熱傳導率,例如鋁、銅等金屬構件23被插入到樹脂21中。因此,如果通過控制性能來抑制發光模塊110或驅動電路的發熱以具有足夠的散熱效果,那么也可以不需要插入金屬構件123。
此外,在插入金屬構件123的情況下,金屬構件123優選布置成與散熱板170接觸(如果沒有散熱板170,則金屬構件123布置成與發光器件板113接觸),以便使發光模塊110產生的熱易于傳遞至殼體120。
(反射器140)
反射器140由發光器件板113的設置有發光器件111的表面(以下稱為“發光器件111的表面”)支撐,并且反射從發光器件111輸出的光。在本示例性實施例中,反射器140由光反射率高的材料形成,并且用于朝著插座的方向(朝著殼體120的方向)反射來自發光器件111的光,以及朝著插座的方向擴大照明裝置100的光分布角度(或射束角)。
為了實現上述功能,反射器140呈倒置去頂圓錐形狀。也就是說,如圖9和圖10所示,反射器140安裝成從發光器件板113的發光器件111一側的表面突出,使得反射器140的直徑沿著遠離發光器件板113的方向增加而形成去頂圓錐形狀。此外,呈去頂圓錐形狀的反射器140的側向圓周表面形成反射表面141,該反射表面141反射從發光器件111輸出的光。因此,只有反射器140的反射表面141可以由光反射率高的材料形成,而其他部分可以由沒有光反射率的材料形成。
此外,如圖9的箭頭s所示,當反射器140從反射器140的延長后的直徑的位置(在圖9的實例中,從反射器的沿著豎直方向的上側)投影到發光器件板113時,發光器件111的至少一部分優選存在于投影區域內。通過按照這種方式設置反射器140與發光器件111之間的位置關系,從發光器件111輸出的光大部分到達反射器140的反射表面141,因而可以增加朝著插座方向的發出光的比例。因此,可以擴大照明裝置100的光分布角度。
(球形罩130)
球形罩130呈大致球形形狀,以覆蓋發光模塊110和反射器140,并且用于控制從發光器件111輸出的光的顏色(發光器件111的發光顏色)或者從反射器140發出的光的顏色,還用于從球形罩130的表面擴散光以擴大照明裝置100的光分布角度。
為了能夠實現控制發光器件111的發光顏色的功能,球形罩130根據發光器件111的發光顏色而包括熒光物或散光物。具體地說,在發光器件111是發出藍光的led的情況下,球形罩130可以由含有熒光物的材料形成或者可以在表面上涂覆熒光物。例如,在球形罩130由樹脂形成的情況下,樹脂可以含有熒光顏料,或者在球形罩130由玻璃形成的情況下,球形罩130的表面可以涂覆熒光顏料。由反射器140反射或從發光器件111輸出并到達球形罩130的光的波長被球形罩130的熒光物轉換,從而發出白光。
這里,被熒光物進行了波長轉換的光具有較高的光擴散性,所以即使在被反射器140反射的光的光分布不充足的情況下,也可以在熒光物發出光時通過光擴散獲得所需的光分布。因此,可以解決現有技術中的以下問題:由擴散性高的材料形成球形罩來擴大光分布角度,只會導致透光率的下降,從而會通過球形罩看到球形罩內的例如發光模塊等構件。此外,因為藍色led與熒光物結合,所以可以發出具有與自然光的特性接近的特性的光。
此外,為了進一步擴大照明裝置100的光分布角度,除了熒光物以外,球形罩130還可以由進一步含有散光物的材料形成,或者除了熒光物以外,在球形罩130的表面上還可以進一步涂覆散光物。
同時,在發光器件111是發出白光的led的情況下,球形罩130可以由含有散光物的材料形成或者可以在表面上涂覆散光物。此外,在這種情況下,從發光器件111輸出的光或者從反射器140反射的光可以通過散光物從球形罩130的表面擴散,從而擴大了照明裝置100的光分布角度。
為了擴大照明裝置100的光分布角度,如圖9所示,球形罩130的最大直徑d1必須大于殼體120的最大直徑d2。如果殼體120的最大直徑d2相對于球形罩130的最大直徑d1過大,那么從球形罩130的表面朝著插座發出的光被殼體120阻擋的區域增加,從而減小了光在插座方向上的光分布角度。
這里,如圖8和圖9所示,根據本示例性實施例的球形罩130包括兩部分;即,球形罩頸部131和球形罩頭部133。球形罩頸部131和球形罩頭部133可以在物理上單獨形成或者一體形成。
(球形罩頸部131)
球形罩頸部131是球形罩130與殼體120連接的部分并且具有根據反射器140的反射表面141的斜率而定的斜面131a。因為球形罩頸部131具有根據反射器140的反射表面141而傾斜的斜面131a,所以從發光器件111輸出并從反射表面141反射的光可以易于到達球形罩頸部131,從而增加了朝著插座方向分布的光量。在反射器140的反射表面141和球形罩頸部131的斜面131a大致平行時,這種效果尤其明顯。因此,反射器140的反射表面141和球形罩頸部131的斜面131a優選大致平行。
此外,如圖9所示,優選的是,反射器140的沿著由布置發光器件111而形成的環的中心軸方向的長度d1大于球形罩頸部131的沿著中心軸方向的長度d2。因為按照這種方式形成反射器140與球形罩頸部131的形狀和位置關系,所以可以增加從發光器件111輸出并到達球形罩頸部131的斜面131a的光的比例,從而增加了朝著插座方向分布的光量。
同時,在球形罩頸部131的下部(球形罩頸部的與連接球形罩頭部133的一側相反的端部)形成開口(未示出),球形罩頸部131可以在開口中與殼體120連接。
(球形罩頭部133)
球形罩頭部133是與球形罩頸部131連接的大致半球形部分。球形罩頭部133主要擴散從發光器件111輸出并直接到達球形罩130而沒有接觸反射器140的光。球形罩頸部131用于增加朝著插座方向分布的光量,而球形罩頭部133用于增加朝著球形罩130上部方向分布的光量。
(其他)
用于擴散光的結構可以安裝在球形罩130的表面上。例如,可以考慮形成在球形罩130的表面上的凹凸表面作為用于擴散光的結構。在這種情況下,凹凸表面可以具有隨機結構或規則結構。
(散熱板170)
散熱板170安裝成同時與發光器件板113和殼體120接觸,并且主要用于將發光模塊110產生的熱傳遞至殼體120。為了實現熱傳遞的功能,散熱板170可以由諸如鋁(al)、銅(cu)等熱傳導率高的材料形成。
此外,在散熱板170中可以安裝用于防止反射器140定位誤差的銷釘(未示出),在這種情況下,散熱板170可以用作發光器件板113、反射器140和球形罩130的位置參照并且用于傳遞熱。
同時,如果照明裝置100的散熱效率足夠高并且保證發光器件板113、反射器140與球形罩130之間的定位精度,那么可以不安裝散熱板170。
[根據第二示例性實施例的照明裝置的操作效果]
接下來,將參考圖12描述根據本示例性實施例的照明裝置100的操作效果,即增強光分布特性的效果。圖12是示出根據本示例性實施例的照明裝置100中的光的方向性的視圖。
在根據本示例性實施例的照明裝置100中,如圖12所示,從發光器件111輸出的光主要沿著四條路徑傳播。第一路徑是從發光器件111發出的光直接到達球形罩頸部131的路徑l1。第二路徑是從發光器件111發出的光被反射器140的反射表面141反射而到達球形罩頸部131的路徑l2。第三路徑是從發光器件111發出的光被反射器140的反射表面141反射而到達球形罩頭部133的路徑l3。第四路徑是從發光器件111發出的光直接到達球形罩頭部133的路徑l4。
在沿著第一路徑傳播的情況下,從發光器件111輸出的光l1會直接入射到球形罩頸部131而不接觸反射器140,然后從球形罩頸部131的表面擴散。擴散光l1’沿著各個方向(主要從水平方向到插座方向)擴散。如上文所述,在發光器件111為藍色led并且球形罩130含有熒光物的情況下,或者在球形罩130的表面涂覆熒光物的情況下,光擴散度較高,因此擴散光l1’可以在較寬的范圍內擴散。此外,在球形罩130含有散光物的情況下,或者在球形罩130的表面涂覆散光物的情況下,可以增加擴散光l1’的擴散范圍(即下述情況)。
在沿著第二路徑傳播的情況下,從發光器件111輸出的光l2被反射器140的反射表面141反射,然后反射光l2入射到球形罩頸部131并從球形罩頸部131的表面擴散。擴散光l2’沿著各個方向發出。
這里,如上文所述,反射器140呈倒置去頂圓錐形狀,球形罩頸部131具有與反射器140的反射表面141一致的斜面131a,球形罩130的最大直徑d1大于殼體120的最大直徑d2。因此,當從發光器件111輸出的光沿著第一路徑和第二路徑傳播時,從發光器件111輸出的光可以朝著插座方向發出。也就是說,因為反射器140呈直徑沿著遠離發光器件板113的方向(沿著與插座方向相反的方向)增加的倒置去頂圓錐形狀,并且反射器140的側向圓周表面是光反射表面141,所以從發光器件111輸出的光l2可以被光反射表面141從水平方向反射到插座方向,并且反射光l2可以進一步從球形罩頸部131擴散。在光擴散過程中,因為球形罩130的最大直徑d1大于殼體120的最大直徑d2,所以殼體120不會阻擋從球形罩頸部131的表面擴散的擴散光l1’和l2’,并且可以在從水平方向朝著插座方向的更寬范圍內使擴散光l1’和l2’發出。此外,因為球形罩頸部131具有斜面131a,該斜面131a被構造成其直徑在斜面131a遠離發光器件板113時隨著反射表面141增加,所以易于使已經到達球形罩頸部131的光l1和l2分布到從水平方向至插座方向。具體地說,在反射器140的反射表面141與球形罩頸部131的斜面131a大致平行的情況下,光l2易于到達球形罩頸部131,因此可以進一步增加朝著插座方向的光分布。
此外,在沿著第三路徑傳播的情況下,從發光器件111輸出的光l3被反射器140的反射表面141反射,然后反射光l3入射到球形罩頭部133并且從球形罩頭部133的表面擴散。擴散光l3’可以沿著各個方向發出。
在沿著第四路徑傳播的情況下,從發光器件111輸出的光l4直接入射到球形罩頭部133而不接觸反射器140,然后從球形罩頭部133的表面擴散。此外,在這種情況下,擴散光l4’沿著各個方向擴散。
這里,在從發光器件111輸出的光沿著第一路徑和第二路徑傳播的情況下,朝著球形罩130頂部方向的光的擴散量小于在水平方向上的擴散量。然而,因為從發光器件111輸出的光沿著第三路徑和第四路徑傳播,所以相對于水平方向,可以充分保證朝著球形罩130頂部方向的光的擴散量。
如上文所述,在根據本示例性實施例的照明裝置100中,因為從發光器件111輸出的光沿著四條路徑傳播,所以可以實現很寬的光分布角度。具體地說,照明裝置100可以實現例如光分布角度在300度的范圍以內并且發光強度差在±10%以內的非常高的光分布特性,因此,照明裝置100可以具有與白熾燈的性能等同的性能,從而可以作為白熾燈的替代品。
當反射器140的沿著由布置發光器件111而形成的環的中心軸方向的長度d1大于球形罩頸部131的沿著中心軸方向的長度d2時,寬光分布的效果明顯。當發光器件111是例如led等半導體器件時,該發光器件具有很強的方向性,因此從發光器件111輸出的光易于沿著第三路徑l3和第四路徑l4傳播。然而,在反射器140的沿著由布置發光器件111而形成的環的中心軸方向的長度d1大于球形罩頸部131的沿著中心軸方向的長度d2的情況下,從發光器件111輸出的光易于沿著第二路徑l2傳播,因而可以增加從水平方向到插座方向的光分布。因此,可以易于將光分布設計成在更寬范圍內穩定地獲得大量的光。
至此,已經描述了本公開的示例性實施例,但是本示例性實施例可以以不同方式修改并實現。例如,在前述示例性實施例中,沿著與中心軸垂直的方向截取的發光器件板113、反射器140、球形罩130和散熱板170的橫截面呈圓形形狀,但是本公開不限于此。例如,每一個構件的橫截面形狀均可以呈多邊形或橢圓形形狀。
此外,在前述示例性實施例中只提供一個發光器件組,其中該發光器件組被構造為在發光器件板113上以環形排列方式布置了多個發光器件111,但是本公開不限于此。例如,可以以同心圓的形狀安裝多個發光器件組。
<第三示例性實施例>
[根據第三示例性實施例的照明裝置的構造]
將參考圖13和圖14來描述與本公開第三示例性實施例有關的照明裝置200的構造。圖13包括俯視圖和側視圖,示出了與本公開第三示例性實施例有關的照明裝置,圖14是沿著線a-a截取的圖13的照明裝置的剖視圖。
如圖13和圖14所示,根據本示例性實施例的照明裝置200包括輸出光的發光器件212、上面安裝有發光器件212的發光器件板210、其中安裝有發光器件板210的第一散熱器220、覆蓋著安裝在第一散熱器220中的發光器件板210的球形罩230以及安裝在球形罩230的中心部分的第二散熱器240。在發光器件板210與第一散熱器220之間安裝有盤式金屬板250以增加散熱效果。
例如,可以使用led作為發光器件212。在與本示例性實施例有關的照明裝置200中,可以在發光器件板210上以環形排列方式并以相等間隔布置多個發光器件212(例如,12個發光器件)。發光器件板210可以例如是鋁板,并且發光器件板210具有與通過金屬板250固定的第一散熱器220的形狀相對應的盤形形狀。此外,在本示例性實施例中,發光器件212和上面安裝有發光器件212的發光器件板210將被稱為發熱元件。發熱元件至少包括發光器件212,而發光器件板210可以不必被認為是發熱元件。此外,除了包括發光器件212的發熱元件以外,電源電路(未示出)也可以是照明裝置200的熱源。
第一散熱器220是用于從照明裝置200的熱源散熱的構件。如圖13和圖14所示,第一散熱器220包括多個翼片223,即形成在圓柱形主體部分222上的樹脂散熱部分。在本示例性實施例中,在散熱器220中,下面描述的主體部分222和凸緣部分224由例如鋁等金屬形成,翼片223由塑料等樹脂材料形成。也就是說,第一散熱器220是復合構件。下面將描述第一散熱器220的主體部分222的具體構造以及由于形成復合構件而獲得的操作效果。
插座(未示出)安裝在翼片223的端部,即主體部分222的一端(z軸負方向側的端部),凸緣部分224安裝在主體部分222的另一端(z軸的正方向側的端部)以保持發光器件板210。輪緣部分224a形成在凸緣部分224的外周上,并且在主體部分222被延長的方向(基軸(c):z方向)上從布置有發光器件板210的一側突出以包圍發光器件板210的外周。發光器件板210設置在凸緣部分224的上表面224b上,而金屬板250位于凸緣部分224與發光器件板210之間。例如,可以使用鋁板作為金屬板250。
在第一散熱器220的主體部分222的內部空間226中可以安裝電源電路(未示出)。在主體部分222由金屬形成的情況下,在主體部分222的內表面上安裝由樹脂材料形成的樹脂層227以使電源電路與主體部分222絕緣。作為選擇,在主體部分222由金屬形成的情況下,電源電路可以通過絕緣殼(未示出)容納在內部空間226中以與主體部分222絕緣。
第一散熱器220發散來自發熱元件(包括發光器件212)的、從發光器件212通過發光器件板210和金屬板250傳遞的熱,并且還發散來自電源電路的熱。通過在主體部分222的外周表面上安裝多個翼片223,可以增加散熱面積并增強散熱效率。
球形罩230是覆蓋著安裝在第一散熱器220中的發光器件板210并允許從發光器件212輸出的光透過的罩。例如,球形罩230可以由具有透光度的玻璃、樹脂等形成。球形罩230形成為具有大致半球形的曲面,并且在其中心部分形成有開口232。開口232的中心位于基軸c上,其中基軸經過以環形排列方式布置在發光器件板210上的多個發光器件212的中心并與發光器件板210垂直。第二散熱器240插入到開口232中。
第二散熱器240是發散來自發熱元件(包括發光器件212)的熱的構件。如圖14所示,第二散熱器240包括圓柱形部分242和底部部分244。圓柱形部分242的在z軸正方向側的一個開口端與球形罩230的開口232連接。底部部分244安裝成與發光器件板210的上表面210a接觸以易于傳遞來自發熱元件的熱。第二散熱器240可以由例如鋁等金屬形成,也可以由例如塑料等樹脂材料形成。通過安裝第二散熱器240,可以進一步增加散熱面積并增強散熱效率。
[根據第三示例性實施例的作為復合構件的散熱器的構造]
如上文所述,與本示例性實施例有關的第一散熱器220是復合構件,該復合構件包括由例如鋁等金屬形成的主體部分222和凸緣部分224,以及由例如塑料等樹脂材料形成的翼片223(即,散熱部分)。因為第一散熱器220構造成復合構件,所以可以保持較高的散熱效率并且可以降低材料成本。
這里,在例如專利文獻1(日本注冊專利no.4541153)和專利文獻2(日本注冊專利no.4292514)中公開了由金屬和樹脂材料形成的復合構件的形成技術。然而,在這些公開物中,插入式模制金屬被陽極處理并且將金屬限制為鋁,所以不能使用其他金屬。
因此,在本示例性實施例中,為了使用其他材料以及鋁作為插入式模制的材料,如圖15和圖16所示,形成多個通孔222a作為將樹脂材料和金屬材料保持在由金屬材料形成的主體部分222中的保持部分。
圖15是示出在與本公開的本示例性實施例有關的第一散熱器220中的由金屬形成的主體部分222和凸緣部分224的透視圖。圖16是圖15的側視圖。在下文中,由金屬形成的主體部分222和凸緣部分224將被稱為金屬單元225。如圖15和圖16所示,例如,在由金屬形成的第一散熱器220的主體部分222上,沿著第一散熱器220的長度方向(z方向)形成3個通孔222a,沿著第一散熱器220的圓周方向形成4個通孔222a,總共12個通孔222a。通孔222a在長度方向和圓周方向上分別以相等的間隔形成。
當插入式模制由樹脂材料形成的翼片223和覆蓋主體部分222的外周表面的表面部分(沒有附圖標記)時,在本示例性實施例中,樹脂材料被引入到主體部分222的通孔222a中,然后冷卻和固化。因此,增強了金屬材料與樹脂材料之間的粘合強度。因為引入到預先形成的通孔222a中的樹脂材料冷卻和固化以形成復合構件,所以不必進行二次表面處理或二次加工。因此,可以降低制造成本。
通過在主體部分222中形成通孔222a,可以在不損失樹脂材料的流動性的情況下進行插入式模制。由于金屬材料與樹脂材料之間的線性膨脹系數的差異而在插入式模制的冷卻循環中在金屬材料與樹脂材料之間的接合處產生機械應力。然而,在本示例性實施例中,因為樹脂材料被引入到形成在主體部分222上的通孔222a中,所以可以充分保證在引入到通孔222a中的樹脂材料與金屬材料之間的接合處的樹脂材料抗剪強度。因此,可以充分保持產品的可靠性。
這里,為了保證在金屬材料與樹脂材料之間的接合處的足夠抗剪強度,如圖17和圖18所示,通孔222a’優選呈在主體部分222’的長度方向和在樹脂材料的流動方向上具有較大直徑的大致橢圓形形狀。如圖17和圖18所示,通孔222a’可以不呈橢圓形形狀,而是呈在主體部分的長度方向和樹脂材料的流動方向上具有較大直徑的多邊形形狀。因為通孔222a’呈在主體部分的長度方向或樹脂材料的流動方向上具有較大直徑的大致橢圓形或多邊形形狀,即使在金屬材料中形成通孔222a’時會產生毛刺等,也可以防止樹脂材料的流動性的下降。
此外,如圖19和圖20所示,在第一散熱器220的金屬單元325中形成的通孔可以是開口面積從主體部分322的內周向外周增加的錐形通孔322a。作為選擇,可以在與本示例性實施例有關的第一散熱器220的主體部分222的外周表面上形成不穿透內部空間的多個凹部。
在金屬單元225、225’和325中形成的通孔的數量不限于圖15至圖20所示的數量,而是可以在圓周方向上形成至少兩個或更多通孔。在這種情況下,通孔可以形成為朝向基軸c。可以適當確定通孔的數量和尺寸,使得主體部分不會過度敞開而降低散熱效率。
至此,已經描述了與本公開第三示例性實施例有關的照明裝置200以及第一散熱器220(作為金屬材料與樹脂材料的復合構件)的構造。根據本示例性實施例,多個通孔222a形成在金屬單元225的主體部分222中。通過將形成有通孔222a的金屬部分225與形成翼片223的樹脂材料插入式模制,金屬材料的選擇不受限制以及可以保證金屬材料與樹脂材料之間接合處的機械強度,而不妨礙樹脂材料的流動性。因此,可以保證產品的可靠性,并且因為不需要金屬材料的二次表面處理或二次加工,所以可以降低制造成本。
<根據其他應用實例的散熱器的構造>
下面,將描述與本公開第三示例性實施例的其他應用實例的照明裝置的散熱構件。與本示例性實施例有關的照明裝置的構造可以與照明裝置200的構造相同。與前述實例相比,與本示例性實施例有關的照明裝置可以具有被構造為與第一散熱器的金屬部分不同的金屬部分。下面,將描述與本示例性實施例有關的照明裝置的第一散熱器的金屬部分425的構造。圖21是示出與本公開的本示例性實施例有關的第一散熱器中的由金屬材料形成的主體部分422和凸緣部分424的透視圖。圖22是圖21的側視圖。
與本示例性實施例有關的第一散熱器也是復合構件,該復合構件包括由例如鋁等金屬材料形成的主體部分422和凸緣部分424(二者將被稱為“金屬部分425”)以及由例如塑料等樹脂材料形成的翼片。通過將第一散熱器構造成復合構件,可以保持很高的散熱效率,還可以降低材料成本。
如圖21和圖22所示,根據本示例性實施例的金屬部分425是保持樹脂材料和金屬材料的保持部分,在主體部分422中形成多條狹縫423。在與本示例性實施例有關的第一散熱器的由金屬材料形成的主體部分422中,例如,在圓周方向上以相等的間隔形成沿著第一散熱器的長度方向(z方向)延伸的9條狹縫423。每一條狹縫423均包括窄狹縫部分423a和寬狹縫部分423b,其中窄狹縫部分423a在與凸緣部分424相反的一側是敞開的,而寬狹縫部分423b被形成為延續窄狹縫部分423a并且其在圓周方向上的寬度大于窄狹縫部分423a的寬度。
當插入式模制由樹脂材料形成的翼片和覆蓋主體部分422的外周表面的表面部分(沒有附圖標記)時,樹脂材料被引入到主體部分422的各個狹縫423中,然后冷卻和固化。因此,增強了金屬材料與樹脂材料之間的粘合強度。即使主體部分422不由金屬材料形成,也可以在主體部分422中形成狹縫423,因而也可以插入式模制被選為第一散熱器的金屬單元425的材料的金屬材料。此外,因為引入到預先形成的狹縫423中的樹脂材料冷卻和固化以形成復合構件,所以不必進行二次表面處理或二次加工。因此,可以降低制造成本。
通過在主體部分422中形成狹縫423,可以在不損失樹脂材料的流動性的情況下進行插入式模制。由于金屬材料與樹脂材料之間的線性膨脹系數的差異而在插入式模制的冷卻循環中在金屬材料與樹脂材料之間的接合處產生機械應力。然而,在本示例性實施例中,因為樹脂材料被引入到形成在主體部分422上的狹縫423中,所以可以充分保證在引入到狹縫423中的樹脂材料與金屬材料之間的接合處的樹脂材料的抗剪強度。因此,可以充分保持產品的可靠性。
形成在金屬單元的主體部分中的狹縫的形狀不限于圖21和圖22所示實例的形狀,例如,狹縫可以具有圖23和圖24所示的形狀。在本實例中,在金屬單元525的主體部分522中,在圓周方向上以相等的間隔形成沿著第一散熱器的長度方向(z方向)延伸的12條狹縫523。
每一條狹縫523均包括第一窄狹縫部分523a和第一寬狹縫部分523b以及第二窄狹縫部分523c和第二寬狹縫部分523d,其中第一窄狹縫部分523a在與凸緣部分524相反的一側是敞開的,第一寬狹縫部分523b延續第一窄狹縫部分523a并且其在圓周方向上的寬度大于第一窄狹縫部分523a的寬度,第二窄狹縫部分523c延續第一寬狹縫部分523b,而第二寬狹縫部分523d延續第二窄狹縫部分523c。第一窄狹縫部分523a和第二窄狹縫部分523c在圓周方向上的寬度可以相等,并且第一寬狹縫部分523b和第二寬狹縫部分523d在圓周方向上的寬度可以相等。
按照這種方式,可以適當確定狹縫523的形狀和數量,使得主體部分不會過度敞開而降低散熱效率。
至此,已經描述了安裝在與第三示例性實施例的另一個應用實例有關的照明裝置中的第一散熱器(作為金屬材料與樹脂材料的復合構件)。根據本示例性實施例,多條狹縫523形成在第一散熱器的金屬單元525的主體部分522中。將形成有狹縫523的金屬單元525與用于形成翼片的樹脂材料進行插入式模制,從而可以在不限制金屬材料的選擇以及不妨礙樹脂材料的流動性的情況下保證金屬材料與樹脂材料之間接合處的機械強度。因此,可以保證產品的可靠性,并且因為不需要執行二次表面處理或二次加工,所以可以降低制造成本。
至此,已經詳細描述了本公開的示例性實施例,但是本示例性實施例可以以不同方式修改并實現。例如,在前述示例性實施例中,多個通孔或多條狹縫被形成為用于將樹脂材料和金屬材料保持在主體部分中的保持部分,但是本公開不限于此。
例如,如圖25和圖26所示,可以在第一散熱器的金屬單元625的主體部分622的外周表面上安裝多個半球突部622a。此外,可以安裝階梯部分作為保持部分,其中該階梯部分在從連接球形罩230的一端向另一端的長度方向上具有沿著第一散熱器220的主體部分222的外周方向減小的直徑。另外,可以組合安裝具有與前述示例性實施例或修改例不同構造的多個保持部分。即使使用這些保持部分,也不限制金屬材料的選擇,并且可以在不妨礙樹脂材料的流動的情況下保證金屬材料與樹脂材料之間接合處的機械強度。因此,可以保證產品的可靠性。此外,因為不需要進行二次表面處理或二次加工,所以可以降低制造成本。
此外,在前述示例性實施例中,沿著與基軸c垂直的方向截取的第一散熱器220和第二散熱器240的主體部分的剖面呈圓柱形形狀,但是本公開不限于此,并且主體部分的形狀可以呈多邊形或橢圓形形狀。
在前述示例性實施例中,多個發光器件212以環形排列方式設置在發光器件板210上,但是本公開不限于此,可以只有一個發光器件212設置在發光器件板210上。此外,當發光器件板210安裝在第一散熱器220的凸緣部分224上或者安裝在第二散熱器240的外周表面上時,可以只設置一個發光器件組,其中該發光器件組包括以環形排列方式布置的多個發光器件212,或者可以在同心圓上設置多個發光器件組。
<第四示例性實施例>
[根據第四示例性實施例的照明裝置的構造]
首先,將參考圖27至圖29來描述根據本公開第四示例性實施例的照明裝置700的構造。圖27包括俯視圖和側視圖,示出了根據本公開第四示例性實施例的照明裝置700。圖28是沿著線a-a截取的圖27的照明裝置700的剖視圖。圖29是示出發光器件712在發光器件板710上的布置的俯視圖。
如圖27和圖28所示,照明裝置700包括輸出光的發光器件712、上面安裝有發光器件712的發光器件板710、上面安裝有發光器件板710的第一散熱器720、覆蓋著安裝在第一散熱器720上的發光器件板710的球形罩730、以及安裝在球形罩730的中心部分的第二散熱器740。在發光器件板710與第一散熱器720之間安裝盤式金屬板750以增強散熱效果。
例如,可以使用發光二極管(led)作為發光器件712。在根據本示例性實施例的照明裝置700中,如圖29所示,在發光器件板710上以環形排列方式并以相等間隔布置多個發光器件712(例如,12個發光器件)。發光器件板710可以例如是鋁板,發光器件板710具有與通過金屬板750(位于發光器件板710與第一散熱器720之間)固定的第一散熱器720的形狀相對應的盤形形狀。同時,在本示例性實施例中,發光器件712和上面安裝有發光器件712的發光器件板710將被稱為發熱元件。發熱元件至少包括發光器件712,而發光器件板710可以不必被認為是發熱元件。此外,除了包括發光器件712在內的發熱元件以外,電源電路(未示出)可能是照明裝置700的熱源。
第一散熱器720是用于發散來自照明裝置700的熱源的熱的構件。如圖27和圖28所示,第一散熱器720具有形成在圓柱形主體部分722上的多個翼片723。主體部分722可以由例如鋁等金屬材料形成,或者由塑料等樹脂材料形成,主體部分722和翼片723可以由不同的材料形成。
插座(未示出)可以安裝在主體部分722(z軸負方向側的端部)的端部,凸緣部分724安裝在主體部分722的另一個端部(z軸的正方向側的端部)以保持發光器件板710。輪緣部分724a形成在凸緣部分724的外周上,并且在主體部分722被延長的方向(基軸(c):z方向)上向布置了發光器件板710的一側突出以包圍發光器件板710的外周。發光器件板710設置在凸緣部分724的上表面724b上,而金屬板750位于凸緣部分724與發光器件板710之間。例如,可以使用鋁板作為金屬板750。
在第一散熱器720的主體部分722的內部空間726中安裝有電源電路(未示出)。在主體部分722由金屬形成的情況下,電源電路可以通過絕緣殼(未示出)(位于電源電路與內部空間726之間)容納在內部空間726中以與主體部分722絕緣。
第一散熱器720發散來自發熱元件(包括發光器件712)的、從發光器件712通過發光器件板710和金屬板750傳遞的熱,并且還發散來自電源電路的熱。通過在主體部分722的外周表面上安裝多個翼片723,可以增加散熱面積并增強散熱效率。
球形罩730是覆蓋著安裝在第一散熱器720中的發光器件板710并允許從發光器件712輸出的光透過的罩。例如,球形罩730可以由具有透光度的玻璃、樹脂等形成。球形罩730被形成為具有大致半球形的曲面,并且在其中心部分形成開口732。開口732的中心位于基軸c上,其中基軸c經過以環形排列方式布置在發光器件板710上的多個發光器件712的中心并與發光器件板710垂直。第二散熱器740插入到開口732中。
第二散熱器740是發散來自發熱元件(包括發光器件712)的熱的構件。如圖28所示,第二散熱器740包括圓柱形部分742和底部部分744。圓柱形部分742的在z軸正方向側的一個開口端與球形罩730的開口732連接。底部部分744安裝成與發光器件板710的上表面710a接觸以易于傳遞來自發熱元件的熱。例如,第二散熱器740可以由例如鋁等金屬形成,或者可以由例如塑料等樹脂材料形成。通過安裝第二散熱器740,可以進一步增加散熱面積并提高散熱效率。
[根據第四示例性實施例的散熱結構]
根據本示例性實施例的照明裝置700包括第一散熱器720和第二散熱器740,作為用于發散來自發熱元件(包括發光器件712)或電源電路的熱的散熱結構。這里,第一散熱器720以發熱元件為參照安裝在基軸c的一側(z軸的負方向側),第二散熱器740以發熱元件為參照安裝在基軸c的另一側(z軸的正方向側)。按照這種方式,因為散熱器720和740以發熱元件為參照安裝在基軸c的豎直方向上,所以可以增加散熱面積并可以提高散熱效率。
因此,可以降低與發光器件712有關的溫度負荷,并且可以提高產品可靠性和照明效率。此外,可以提高用于發散來自發光器件712的熱的散熱器720和740的形狀的自由度。另外,可以增加供應至發光器件712的功率量并且還可以增加光的總速度。
另外,通常,通過在發光器件板710后側(插座側)的散熱器(第一散熱器)來發散由發熱元件(包括發光器件712)產生的熱。按照這種方式,如果僅在一個方向上安裝散熱結構,那么散熱效率可以根據布置有照明裝置的方向而改變。相比之下,在根據本示例性實施例的照明裝置700中,因為第一散熱器720和第二散熱器740以發熱元件為參照分別安裝在基軸c的豎直方向上,所以可以減小基于照明裝置700的安裝方向的散熱效率的變化。
至此,已經描述了根據本公開第四示例性實施例的照明裝置700及其散熱結構。根據本示例性實施例,以發熱元件(包括以環形排列方式布置的發光器件712)為參照,第一散熱器安裝在經過各發光器件712的中心并與發光器件板710垂直的基軸c的一側,而第二散熱器安裝在另一側。因此,可以增加散熱面積并提高發熱元件上的熱效率。
<第五示例性實施例>
[根據第五示例性實施例的照明裝置的構造]
下面,將參考圖30描述根據本公開第五示例性實施例的照明裝置800的構造。圖30是示出根據本公開第五示例性實施例的照明裝置800的剖視圖。與根據第四示例性實施例的照明裝置700相比,根據本示例性實施例的照明裝置800的不同之處在于:發光器件板810(上面安裝有多個發光器件812)安裝在第二散熱器740的圓柱形部分742的外周表面上。下面,將詳細描述根據本示例性實施例的照明裝置800與根據第四示例性實施例的照明裝置700之間的不同之處,而省略具有相同構造和相同功能的構件的描述。此外,根據本示例性實施例的照明裝置800的外部與圖27所示的照明裝置的外部相同,圖30可以理解為當假設圖27示出根據本示例性實施例的照明裝置800時沿著線a-a截取的剖視圖。
如圖30所示,根據本示例性實施例的照明裝置800包括輸出光的發光器件812、上面安裝有發光器件812的發光器件板810、第一散熱器720、球形罩730、以及上面安裝有發光器件板810并且安裝在球形罩730的中心部分的第二散熱器740。此外,在第一散熱器720與第二散熱器740之間安裝有盤式金屬板750以增強散熱效果。這里,第一散熱器720、球形罩730、第二散熱器740和金屬板750與根據第四示例性實施例的照明裝置700的那些部件相同,所以將省略這些部件的描述。
在根據本示例性實施例的照明裝置800中,上面安裝有多個發光器件812的發光器件板810安裝在第二散熱器740的圓柱形部分742的外周表面上。發光器件板810可以例如是鋁板,并且可以呈沿著第二散熱器740外周延續的圓柱形形狀,或者可以被構造成沿著第二散熱器740的外周不連續地布置的多個薄層板。例如,發光器件812(即,led)形成以環形排列方式布置在與基軸c垂直的平面上的一組發光器件,其中基軸c經過第一散熱器720和第二散熱器740的中心并且在以延長方式安裝第一散熱器720和第二散熱器740的方向上延伸。一個發光器件組通過在發光器件板810上以環形排列方式并以相等間隔布置多個發光器件812(例如,12個發光器件)而構成。
在根據本示例性實施例的照明裝置800中,如圖30所示,沿著基軸c的方向將以環形排列方式布置的3個發光器件組812a、812b和812c進行布置。在本示例性實施例中,發光器件812和上面安裝有發光器件812的發光器件板810將被稱為發熱元件。發熱元件至少包括發光器件812,而發光器件板810可以不必被認為是發熱元件。此外,除了包括發光器件812的發熱元件以外,與第一示例性實施例相同,安裝在第一散熱器720的內部空間726中的電源電路(未示出)也可以是照明裝置800的熱源。
[根據第五示例性實施例的散熱結構]
與第四示例性實施例的情況類似,根據本示例性實施例的照明裝置800包括第一散熱器720和第二散熱器740,作為用于發散來自發熱元件(包括發光器件812)或電源電路的熱的散熱結構。此外,在本示例性實施例中,第一散熱器720以發熱元件為參照安裝在基軸c的一側(z軸的負方向側),第二散熱器740以發熱元件為參照安裝在基軸c的另一側(z軸的正方向側)。按照這種方式,因為散熱器720和740以發熱元件為參照安裝在基軸c的豎直方向上,所以可以增加散熱面積并可以提高散熱效率。
因此,可以降低與發光器件812有關的溫度負荷,并且可以提高產品可靠性和照明效率。此外,可以提高用于發散來自發光器件812的熱的散熱器720和740的形狀的自由度。另外,可以增加供應至發光器件812的功率量并且還可以增加光的總速度。此外,在根據本示例性實施例的照明裝置800中,如圖30所示,因為第一散熱器720和第二散熱器740以發熱元件為參照分別安裝在基軸c的豎直方向上,所以可以減小基于照明裝置800的安裝方向的散熱效率的變化。此外,因為上面安裝有發光器件812的發光器件板810與第二散熱器740的圓柱形部分742接觸,所以可以通過第二散熱器740有效地發散來自發熱元件的熱。
<第六示例性實施例>
[根據第六示例性實施例的照明裝置的構造]
下面,將參考圖31和圖32描述根據本公開第六示例性實施例的照明裝置900。圖31是示出根據本公開第六示例性實施例的照明裝置900的俯視圖和側視圖。圖32是沿著線b-b截取的圖31的照明裝置900的剖視圖。與根據第四示例性實施例的照明裝置700相比,根據本示例性實施例的照明裝置900的不同之處在于一體形成第一散熱器和第二散熱器。下面,將詳細描述根據本示例性實施例的照明裝置900與根據第四示例性實施例的照明裝置700之間的不同之處,而省略具有相同構造和相同功能的構件的詳細描述。
如圖31和圖32所示,根據本示例性實施例的照明裝置900包括發光的發光器件912、上面安裝有發光器件912的發光器件板910、散熱器920和球形罩930。此外,在發光器件板910與散熱器920之間安裝金屬板950以增強散熱效果。
例如,在發光器件板910上以相等的間隔布置多個發光器件912(例如,12個發光器件)(即,led)。發光器件板910例如是鋁板,并且是具有通孔914的環形構件,散熱器920的主體部分922(922a和922b)以插入的方式通過該通孔。在本示例性實施例中,發光器件912和上面安裝有發光器件912的發光器件板910將被稱為發熱元件。發熱元件至少包括發光器件912,而發光器件板910可以不必被認為是發熱元件。此外,除了包括發光器件912的發熱元件以外,與第四示例性實施例相同,安裝在散熱器920的內部空間926中的電源電路(未示出)也可以是照明裝置900的熱源。
散熱器920用于發散來自照明裝置900的熱源的熱的構件。根據本示例性實施例的散熱器920包括圓柱形主體部分922和沿著主體部分922延長的方向(z方向)安裝以支撐發光器件板910的凸緣部分924。這里,以凸緣部分924為參照,主體部分922的安裝有插座(未示出)的一側(z軸的負方向側)將被稱為第一主體部分922a,安裝有發光器件板910的一側(z軸的正方向側)將被稱為第二主體部分922b。第一主體部分922a相當于第四示例性實施例的第一散熱器720,第二主體部分922b相當于第五示例性實施例的第二散熱器740。如圖31和圖32所示,散熱器920的第一主體部分922a包括多個翼片923。散熱器920可以由例如鋁等金屬材料形成,或者由例如塑料等樹脂材料形成。主體部分922和翼片923可以由不同的材料形成。
凸緣部分924支撐發光器件板910。輪緣部分924a形成在凸緣部分924的外周上,并且在主體部分922延長的方向(z方向)上向布置發光器件板910的一側突出以包圍發光器件板910的外周。發光器件板910設置在凸緣部分924的上表面924b上,而金屬板950位于凸緣部分924與發光器件板910之間。例如,可以使用鋁板作為金屬板950。
例如,在散熱器920的第一主體部分922a的內部空間926中安裝有電源電路(未示出)。在主體部分922由金屬形成的情況下,電源電路可以通過絕緣殼(未示出)(位于電源電路與內部空間926之間)容納在內部空間926中以與主體部分922絕緣。散熱器920發散來自發熱元件(包括發光器件912)的、從發光器件912通過發光器件板910和金屬板950傳遞的熱,并且還發散來自電源電路的熱。通過在主體部分922的外周表面上安裝多個翼片923,可以增加散熱面積并提高散熱效率。
球形罩930是覆蓋著安裝在散熱器920的第二主體部分922b一側的發光器件板910并允許從發光器件912輸出的光透過的罩。例如,球形罩930可以由具有透光度的玻璃、樹脂等形成。球形罩930形成為具有大致半球形的曲面,并且在其中心部分形成開口932。開口932的中心位于基軸c上,其中基軸c經過以環形排列方式布置在發光器件板910上的多個發光器件912的中心并與發光器件板910垂直。基軸c是散熱器920的主體部分922的中心軸。開口932與散熱器920的第二主體部分922b相連。
[根據第六示例性實施例的散熱結構]
根據本示例性實施例的照明裝置900包括散熱器920,作為用于發散來自發熱元件(包括發光器件912)或電源電路的熱的散熱結構。這里,如圖32所示,在散熱器920中,第一主體部分922a以發熱元件為參照安裝在基軸c的一側(z軸的負方向側),第二主體部分922b安裝在基軸c的另一側(z軸的正方向側)。按照這種方式,因為散熱器920以發熱元件為參照安裝在基軸c的豎直方向上,所以可以增加散熱面積并可以提高散熱效率。
因此,可以降低與發光器件912有關的溫度負荷,并且可以提高產品可靠性和照明效率。此外,可以提高用于發散來自發光器件912的熱的散熱器920的形狀的自由度。另外,可以增加供應至發光器件912的功率量并且還可以增加光的總速度。另外,可以減小基于照明裝置900的安裝方向的散熱效率的變化。另外,在本示例性實施例中,因為以發熱元件為參照安裝在基軸c的一側和另一側的散熱器920一體形成,所以可以減少照明裝置900的部件的數量。相應的是,可以降低成本并且可以減少制作時所需的工時(或裝配時間),因為完成后在部件之間或之中的定位精度是穩定的,所以可以降低缺陷率。
同時,如圖32所示,發熱元件(包括發光器件912)安裝在散熱器920的凸緣部分940中,但是本公開不限于此。例如,與圖30所示的第五示例性實施例相同,發熱元件(包括發光器件)可以安裝在主體部分922的第二主體部分922b一側。
至此,已經參考附圖詳細描述了本公開的示例性實施例,但是本公開不限于此。例如,在第五示例性實施例中,多個發光器件組812a至812c布置在第二散熱器740的圓柱形部分742延長的方向上,但是本公開不限于此并且可以安裝至少一個發光器件組。
此外,在前述示例性實施例中,沿著與基軸c垂直的方向截取的第一散熱器720、第二散熱器740和散熱器920的主體部分的橫截面呈圓柱形形狀,但是本公開不限于此,并且各主體部分的形狀可以呈多邊形或橢圓形形狀。
此外,在前述示例性實施例中,多個發光器件以環形排列方式布置在發光器件板上,但是本公開不限于此并且可以只有一個發光器件布置在發光器件板上。此外,如圖32所示,當發光器件板安裝在散熱器的凸緣部分上時,可以布置包括以環形排列方式布置的多個發光器件912的一個發光器件組,或可以在同心圓上布置多個發光器件組。
<第七示例性實施例>
[根據第七示例性實施例的照明裝置的構造]
首先,將參考圖33至圖35來描述與本公開第七示例性實施例有關的照明裝置的構造。圖33(a)和圖33(b)分別是與本公開第七示例性實施例有關的照明裝置1100的整體構造的俯視圖和主視圖。圖34是沿著圖33(a)的線ii-ii截取的與第七示例性實施例有關的照明裝置1100的剖視圖。圖35(a)是示出與第七示例性實施例有關的發光模塊1110的構造的俯視圖,圖35(b)是示出與第七示例性實施例有關的散熱板1170的構造的俯視圖。
如圖33和圖34所示,與本示例性實施例有關的照明裝置1100主要包括發光模塊1110、第一散熱器1140(以下被稱為“上散熱器”)、第二散熱器1120(以下被稱為“下散熱器”)、球形罩1130、驅動電路1160、散熱板1170和導熱構件1180。
(發光模塊1110)
發光模塊1110包括發光器件1111和發光器件板1113,并且作為照明裝置1100的光源。
發光器件1111(即,例如發光二極管(led)等的半導體發光器件)發出光。發光器件1111的發光顏色可以根據球形罩1130的材料而變化。具體地說,在球形罩1130由含有熒光物的材料(樹脂等)形成的情況下,發光器件1111的發光顏色是藍色,并且光的波長在球形罩1130中被轉換以發出白光。同時,在球形罩1130由含有散光物的的材料(樹脂等)形成的情況下,發光器件1111發出白光(6500k至20000k)。從發光器件1111輸出的光被如下面所述的反射器(未示出)反射或直接到達球形罩1130,然后從球形罩1130擴散以向外發出。
此外,在本示例性實施例中,設置有多個發光器件1111,并且多個發光器件1111以環形排列方式設置在發光器件板1113的一個表面上。這里,環形排列方式包括橢圓環形排列方式、多邊形環形排列方式以及如圖35(a)所示的圓環形排列方式。
發光器件板1113可以是在上面安裝有發光器件1111的板,發光器件板1113優選由諸如鋁、鎳等具有高度傳導率的材料、玻璃復合材料cem3、陶瓷等形成。因此,發光模塊1110產生的熱量可以有效地傳遞至下散熱器1120,從而可以提高照明裝置1100的散熱效率。
發光器件板1113的形狀不受具體限制,發光器件板1113優選呈大致圓形或多邊形形狀,以滿足前述ansi標準。這里,如圖35(a)所示,與本示例性實施例有關的發光器件板1113具有開口1113a。開口1113a的形狀可以呈大致圓形、橢圓形、多邊形等,并且不受具體限制。然而,開口1113a的尺寸必須大于上散熱器1140的下部,發光器件板1113與上散熱器1140不應當接觸。關于這方面,如下文所述,在本示例性實施例中,上散熱器1140需要安裝成與發光模塊1110熱隔離并且僅向外發散由驅動電路1160產生的熱。
此外,發光器件板1113被下散熱器1120(或散熱板1170)的上部支撐,從而固定發光器件板1113的位置。
(上散熱器1140)
上散熱器1140用于向外發散由驅動電路1160產生的熱。為了實現散熱功能,上散熱器1140由例如鋁、銅等熱傳導率高的金屬形成,或者由例如熱傳導率高的樹脂等材料形成。此外,為了進一步增強散熱效果,上散熱器1140可以具有凹部、多個翼片等以增加表面面積。
在這方面,根據本示例性實施例的上散熱器1140可以呈一端形成有開口1141的大致中空圓柱形形狀。因為上散熱器1140具有圓柱形中空部分,所以增加了上散熱器1140的向外暴露表面的表面面積(用于散熱的表面的面積),從而增強了散熱效果。此外,為了增強散熱效果,除了中空形狀以外,例如,上散熱器1140可以具有大致圓柱形或柱形的主體部分,并且主體部分可以具有暴露在外面的多個翼片。
此外,上散熱器1140以發光器件板1113為參照安裝在沿著中心軸方向布置發光器件1111而形成的環的一側。在這種情況下,上散熱器1140可以安裝成通過導熱構件1180的介質與驅動電路1160接觸。按照這種方式,因為上散熱器1140安裝成通過導熱構件1180與驅動電路1160接觸,所以上散熱器1140可以用于向外發散由驅動電路1160產生的熱。這里,上散熱器1140可以安裝成不與上述發光模塊1110接觸,此外因為上散熱器1140(通過下面所述的絕緣體1181)與下散熱器1120熱隔離(或者可以不完全與下散熱器1120熱隔離,而其他部分相同),所以上散熱器1140可以有效發散由驅動電路1160產生的熱而不會受到由發光模塊1110產生的熱的影響,從而提高了驅動電路1160的散熱效率。
在圖33和圖34中,上散熱器1140被示出為呈橢圓形形狀,但是上散熱器1140的形狀可以不限于此,例如,上散熱器1140可以呈直徑隨著遠離發光器件板1113而增加的倒置去頂圓錐形狀。
(下散熱器1120)
下散熱器1120通過其一端(在圖33至圖35中為下端)與插座(未示出)連接,并且用于向外發散由發光模塊1110產生的熱。為了實現散熱功能,下散熱器1120可以由熱傳導率高的樹脂形成。在本示例性實施例中,下散熱器1120由樹脂而不是金屬形成,以便降低照明裝置1100的重量,此外,因為樹脂具有絕緣性,所以在將下散熱器1120連接到插座上時,不需要在接縫部分采取絕緣措施。因此,在照明裝置1100的重量增加不成問題的情況下,可以使用例如鋁、銅等金屬作為下散熱器1120的材料。然而,在下散熱器1120由金屬形成的情況下,需要在插座的接縫部分采取絕緣措施。
此外,為了進一步增強散熱效果,在下散熱器1120上可以安裝凹部或多個翼片以增加下散熱器1120的表面面積。
在這方面,在本示例性實施例中,下散熱器1120可以在兩端形成有開口的大致中空圓柱形主體部分的外周表面上形成多個翼片1129。利用多個翼片1129可以增加下散熱器1120的向外暴露表面的表面面積(用于散熱的表面面積)以增強散熱效果。作為選擇,為了增強散熱效果,例如,除了翼片1129以外,還可以在下散熱器1120的主體部分的外周表面中形成多個凹部(未示出)。
此外,下散熱器1120以發光器件板1113為參照安裝在沿著中心軸方向布置發光器件1111而形成的環的另一側。因此,下散熱器1120可以從自身向外發散由驅動電路1160或發光模塊1110產生的熱,而與上散熱器1140無關。因此,與只提供一個散熱器的情況相比,可以明顯提高照明裝置1100的散熱效率。
這里,如下文所述,下散熱器1120可以通過絕緣體1181與驅動電路1160熱隔離,并且還與上散熱器1140熱隔離。因此,下散熱器1120可以有效地發散由發光模塊1110產生的熱而不會受到由驅動電路1160產生的熱的影響,從而提高了發光模塊1110的散熱效率。
另外,在本示例性實施例中,下散熱器1120包括樹脂1121和以插入的方式定位在樹脂1121中的金屬構件1123。下散熱器1120由對樹脂1121和金屬構件1123進行整體插入式模制而獲得。這是因為樹脂1121本身的熱傳導率低于例如鋁、銅等金屬的熱傳導率,因此為了增加熱傳導率,例如鋁、銅等金屬構件1123被插入到樹脂1121中。因此,如果通過管理發光模塊1110的性能來抑制發光模塊1110的發熱以具有足夠的散熱效果,那么也可以不需要插入金屬構件1123。
此外,在插入金屬構件1123的情況下,金屬構件1123優選布置成與散熱板1170接觸(如果沒有散熱板1170,金屬構件1123布置成與發光器件板1113接觸),以便使發光模塊1110產生的熱易于傳遞至下散熱器1120。
除了如上文所述的散熱功能以外,下散熱器1120還可以用作容納驅動電路1160的殼體。在本示例性實施例中,驅動電路1160安裝在下散熱器1120的中空主體部分中。
此外,通常,在使用例如led等半導體發光器件的照明裝置中,發光模塊1110的發熱量大于驅動電路1160的發熱量。根據與本示例性實施例有關的照明裝置1100的構造,與對立的情況相比,因為具有高發熱量的發光模塊1110與尺寸(表面面積)大于上散熱器1140的尺寸并具有高輻射值的下散熱器1120熱結合,所以可以提高散熱效率。
(球形罩1130)
球形罩1130被安裝成具有大致球形形狀以覆蓋發光模塊1110,并且用于控制從發光器件1111輸出的光的顏色(發光器件1111的發光顏色),還用于從球形罩1130的表面擴散光以擴大照明裝置1110的光分布角度。
為了實現控制發光器件1111的發光顏色的功能,球形罩1130根據發光器件1111的發光顏色而包括熒光物或散光物。具體地說,在發光器件1111是發出藍光的led的情況下,球形罩1130可以由含有熒光物的金屬形成或者可以在表面上涂覆熒光物。例如,在球形罩1130由樹脂形成的情況下,樹脂可以含有熒光顏料,或者在球形罩1130由玻璃形成的情況下,球形罩1130的表面可以涂覆有熒光顏料。從發光器件1111輸出并到達球形罩1130的光的波長被球形罩1130的熒光物轉換,從而發出白光。
這里,被熒光物進行了波長轉換的光具有較高的光擴散性,所以即使在從發光器件1111輸出的光的光分布不足的情況下,也可以在熒光物發出光時通過光擴散獲得所需的光分布。此外,因為藍色led與熒光物結合,所以可以發出具有與自然光的特性接近的特性的光。
此外,為了進一步擴大照明裝置1100的光分布角度,除了熒光物以外,球形罩1130還可以由進一步含有散光物的材料形成,或者除了熒光物以外,在球形罩1130的表面上還可以進一步涂覆散光物。
同時,在發光器件1111是發出白光的led的情況下,球形罩1130可以由含有散光物的材料形成或者可以在表面上涂覆散光物。此外,在這種情況下,由發光器件1111輸出的光可以通過散光物從球形罩1130的表面擴散,從而擴大了照明裝置1100的光分布角度。
在本示例性實施例中,在球形罩1130的頂部(與發光模塊1110一側相反的端部)中形成與上散熱器1140的上端部(形成有開口1141一側的端部)相連的開口。因此,因為向外暴露出上散熱器1140的中空部分,所以可以提高照明裝置1100的散熱效率。
此外,在球形罩1130的下部(發光模塊1110一側的端部)中形成開口(未示出),球形罩1130通過開口與發光器件板1113、散熱板1170或下散熱器1120相連。
(驅動電路1160)
驅動電路1160是安裝在下散熱器1120內并利用通過插座從外部電源供應的電力來驅動(點亮)發光器件1111的電源電路。驅動電路1160包括安裝在板上的多個電子部件,在驅動發光器件1111時多個電子部件產生熱。驅動電路1160產生的熱通過導熱構件1180傳遞至上散熱器1140以向外發散。
此外,與本示例性實施例有關的驅動電路1160不具有用于將交流(ac)轉換為直流(dc)的電解電容器。已知市場上的led照明裝置的壽命為幾萬小時,但實際中,電解電容器的壽命為幾千小時,所以在led照明裝置不再能使用之前,需要更換電解電容器。相比之下,與本示例性實施例有關的驅動電路1160不具有用于將ac轉換為dc的電解電容器,所以在幾千小時結束時不需要更換部件,從而可以明顯延長照明裝置1100的壽命。
(散熱板1170)
散熱板1170可以安裝成與下散熱器1120接觸以將發光模塊1110產生的熱傳遞至下散熱器1120。為了實現熱傳遞,散熱板1170可以由諸如鋁、銅等傳導率高的金屬形成。
這里,如圖35(b)所示,散熱板1170的中心形成有開口1170a。開口1170a呈大致圓形、橢圓形或多邊形形狀,并且其形狀不受具體限制。然而,開口1170a必須大于上散熱器1140的下部,而散熱板1170與上散熱器1140不必接觸。這是因為,在本示例性實施例中,上散熱器1140需要安裝成與發光模塊1110熱隔離并且僅向外發散由驅動電路1160產生的熱。
此外,如果照明裝置1110的散熱效率足夠高并且保證發光器件板1113、球形罩1130與上散熱器1140之間的定位精度,則可以不必安裝散熱板1170。
(導熱構件1180)
導熱構件1180由具有熱傳導率的材料(以下稱為“導熱材料”)形成并且與上散熱器1140和驅動電路1160熱結合。導熱材料可以包括被形成為片狀或膜狀的材料,或具有可以注入框架以填充框架的性質和狀態的材料。例如,這種材料可以是具有熱傳導率的樹脂,具體地說,在這些樹脂中,具有高熱傳導率的硅樹脂或環氧樹脂是期望的。
此外,如果導熱構件1180與下散熱器1120或發光模塊1110接觸以使上散熱器1140與下散熱器1120和發光模塊1110熱結合,那么發光模塊1110產生的熱可以傳遞至驅動電路1160或上散熱器1140。因此,在本示例性實施例中,例如樹脂等的絕緣體1181被設置成覆蓋下散熱器1120的內周表面以及上散熱器1140的下部或導熱構件1180的主表面以使上散熱器1140與下散熱器1120和發光模塊1110熱隔離。
(其他部件)
除此之外,與本示例性實施例有關的照明裝置1100還可以包括所需的其他構件。例如,為了增強照明裝置1100的光分布特性,照明裝置1100可以具有用于反射從發光器件1111輸出的光以使光朝著插座方向分布的反射器(未示出)。
<第七示例性實施例>
[根據第七示例性實施例的照明裝置的操作效果]
下面,將描述具有前述構造的照明裝置1100的操作效果。圖36是示出與第七示例性實施例有關的照明裝置1100中的熱流的視圖。在圖36中,為了清楚而省略球形罩1130。
照明裝置1100具有兩個主要發熱部分(發熱元件)。第一發熱部分是發光模塊1110。當發光器件1111被驅動電路1160驅動以輸出光時,在發光模塊1110中產生熱。各個發光器件1111產生的熱被傳遞至上面安裝有發光器件1111的發光器件板1113。這里,發光器件板1113、散熱板1170和下散熱器1120(樹脂1121和金屬構件1123)由具有高熱傳導率的材料形成。
因此,如圖36的箭頭b1所示,發光模塊1110產生的熱(發光器件1111產生的并傳遞至發光器件板1113的熱)首先傳遞至與發光器件板1113的下表面接觸的散熱板1170,經過金屬構件1123,然后傳遞至樹脂1121。如箭頭b2所示,傳遞至樹脂1121的熱從翼片1129等發散。
同時,第二發熱元件是驅動電路1160。如箭頭t1所示,驅動電路1160產生的熱從驅動電路1160經過導熱構件1180并傳遞至上散熱器1140,然后如箭頭t2所示,從上散熱器1140的開口1141內的主表面向外發散。
這里,在本示例性實施例中,上散熱器1140可以僅與兩個發熱元件之中的驅動電路1160熱結合,而與發光器件1111和下散熱器1120熱隔離(絕緣)。此外,下散熱器1120可以僅與兩個發熱元件之中的發光模塊1110熱結合,而與驅動電路1160和上散熱器1140熱絕緣。因此,下散熱器1120可以有效發散來自發光模塊1110的熱而不會受到由驅動電路1160產生的熱的影響,從而提高了發光模塊1110的散熱效率。相反,上散熱器1140可以有效發散來自驅動電路1160的熱而不會受到由發光模塊1110產生的熱的影響,從而提高了驅動電路1160的散熱效率。
如上文所述,即使照明裝置1100具有兩條散熱路徑(包括從上散熱器1140散熱和從下散熱器1120散熱),因為兩條散熱路徑只用于發散兩個發熱元件中的任一者的熱,所以可以提高每一條散熱路徑(尤其是從上散熱器1140散熱)的散熱效率。
[根據第七示例性實施例的用于制造照明裝置的方法]
將參考圖37詳細描述與本示例性實施例有關的制造照明裝置1100的方法。圖37是示出與第七示例性實施例有關的制造照明裝置1100的方法的實例的視圖。
在組裝照明裝置1100時,首先,制備所需的各個部件,即,發光模塊1110、上散熱器1140、下散熱器1120、球形罩1130、驅動電路1160和散熱板1170。隨后,將驅動電路1160安裝在下散熱器1120(中空部分)內,然后將散熱板1170布置在其中安裝有驅動電路1160的下散熱器1120上方。此時,將散熱板1170固定在下散熱器1120的金屬構件1123上。
接下來,將發光模塊1110固定在散熱板1170上。安裝球形罩1130以覆蓋發光模塊1110,然后將上散熱器1140從球形罩1130的開口插入,使得上散熱器1140的開口的端部位置與球形罩1130的開口的位置對準。此外,將例如樹脂等絕緣體1181布置在下散熱器1120的內周表面上,使得絕緣體1181的端部與上散熱器1140下部的圓周邊緣部分接觸。
將至此產生的組裝結構整體倒轉,然后利用例如管口1183等將熔融狀態的導熱材料從下散熱器1120的插座連接側的開口注入到下散熱器1120的中空部分中。在注入導熱材料直到至少上散熱器1140的下部通過導熱材料與驅動電路1160熱結合之后,使導熱材料固化以形成導熱構件1180。
最后,雖然沒有示出,但是會將插座連接至下散熱器1120的下端部,從而制造成與本示例性實施例有關的照明裝置1100。
<第八示例性實施例>
下面,將參考圖38描述與本公開第八示例性實施例有關的照明裝置。圖38是示出與第八示例性實施例有關的照明裝置1200的整體構造和熱流的視圖。
在與如上文所述的第七示例性實施例有關的照明裝置1100中,上散熱器1140發散由驅動電路1160產生的熱,而下散熱器1140發散由發光模塊1110產生的熱。相比之下,在與本示例性實施例有關的照明裝置1200中,上散熱器1140發散由發光模塊1110產生的熱,而下散熱器1120發散由驅動電路1160產生的熱。
如上文所述,通常,發光模塊1110產生的熱量大于驅動電路1160產生的熱量,因此,優選的是,在結構上可以被設計成具有更大表面面積的下散熱器1120發散由發光模塊產生的熱。然而,例如,如果上散熱器1140由熱傳導率和散熱效率高于鋁、銅等的材料(例如,碳等)形成以發散發光模塊1110產生的大量的熱,那么上散熱器1140可以用于發散由發光模塊1110產生的熱,而下散熱器1120可以用來發散由驅動電路1160產生的熱。
按照這種方式,在下散熱器1120發散由發熱量較小的驅動電路產生的熱的情況下,可以減小下散熱器1120的尺寸,因此,從發光器件1111輸出的光相對于水平方向可以易于朝著插座方向分布。下面,將描述照明裝置1200的各個部件。
[根據第八示例性實施例的照明裝置的構造]
如圖38所示,照明裝置1200包括發光模塊1210、上散熱器1240、下散熱器1220、導熱構件1290、球形罩1230、驅動電路1260和絕緣體1280。
(發光模塊1210)
發光模塊1210的構造與和第七示例性實施例有關的發光模塊1110的構造相同,所以將省略其詳細描述。
(上散熱器1240)
上散熱器1240用于向外發散由發光模塊1210產生的熱。為了實現散熱功能,上散熱器1240可以由熱傳導率高的金屬、樹脂、無機材料等形成,在這種情況下,例如,因為要求上散熱器1240具有特別高的散熱效率,所以上散熱器1240可以由例如碳等材料形成。此外,為了進一步增強散熱效果,上散熱器1240可以具有凹部、多個翼片等以增加表面面積。
在這方面,根據本示例性實施例的上散熱器1240可以呈以下形狀:大致盤形下部與大致圓柱形中空主體部分的端部連接,而上散熱器的一端形成開口1241。因為上散熱器1240具有圓柱形中空部分,所以可以增加上散熱器1240的向外暴露表面的表面面積(用于散熱的表面的面積),從而增強了散熱效果。此外,為了增強散熱效果,除了中空形狀以外,例如,上散熱器1140可以具有大致圓柱形或柱形主體部分,并且主體部分可以具有暴露在外面的多個翼片。此外,上散熱器1240具有大致盤形的下部,并且通過在上散熱器1240的下部布置根據第八示例性實施例的呈多納圈(doughnut)形狀的發光器件板1213,上散熱器1240可以與發光器件板1213直接接觸。
此外,上散熱器1240以發光器件板1213為參照安裝在沿著中心軸方向布置發光器件1211而形成的環的一側。在這種情況下,上散熱器1240可以安裝成僅與發光器件板1213接觸。按照這種方式,因為上散熱器1240安裝成僅與發光器件板1213接觸,所以其用于向外發散由發光模塊1210產生的熱。這里,因為上散熱器1240通過下面所述的絕緣體1280與驅動電路1260和下散熱器1220熱隔離,所以上散熱器1240可以有效發散由發光模塊1210產生的熱而不會受到由驅動電路1260產生的熱的影響,從而提高了發光模塊1210的散熱效率。
此外,在圖38中,上散熱器1240的主體部分呈圓柱形形狀,但是上散熱器1240的主體部分的形狀不限于此,例如,上散熱器1240的主體部分可以呈直徑隨著遠離盤形下部而增加的倒置去頂圓錐形狀。
(下散熱器1220)
下散熱器1220通過其一端(在圖38中為下端)與插座(未示出)連接,并且用于向外發散由驅動電路1260產生的熱。為了實現散熱功能,下散熱器1220可以由熱傳導率高的樹脂形成。在本示例性實施例中,下散熱器1220由樹脂而不是金屬形成,以便降低照明裝置1200的重量,此外,因為樹脂具有絕緣性,所以在將下散熱器1220連接到插座上時,不需要在接縫部分采取絕緣措施。因此,在照明裝置1200的重量增加不成問題的情況下,可以使用例如鋁、銅等金屬作為下散熱器1220的材料。然而,在下散熱器1220由金屬形成的情況下,需要在插座的接縫部分采取絕緣措施。
此外,為了進一步增強散熱效果,在下散熱器1220上可以安裝凹部或多個翼片以增加下散熱器1220的表面面積。
此外,下散熱器1220以發光器件板1213為參照安裝在沿著中心軸方向布置發光器件1211而形成的環的另一側。因此,下散熱器1220可以從自身向外發散由驅動電路1260產生的熱,而與上散熱器1240無關。因此,與只提供一個散熱器的情況相比,可以明顯提高照明裝置1200的散熱效率。
這里,如下文所述,下散熱器1220通過絕緣體1280與發光模塊1210熱隔離,并且還與上散熱器1240熱隔離。因此,下散熱器1220可以有效地發散由驅動電路1260產生的熱而不會受到由發光模塊1210產生的熱的影響,從而提高了驅動電路1260的散熱效率。
除了如上文所述的散熱功能以外,下散熱器1220也可以用作容納驅動電路1260的殼體。在本示例性實施例中,驅動電路1260安裝在下散熱器1220的中空主體部分中。
在本示例性實施例中,為了將下散熱器1220和驅動電路1260熱進行結合,下散熱器1220的中空部分填充有導熱材料1290。導熱材料1290可以包括被形成為片狀或膜狀的材料,或具有可以注入框架以填充框架的性質和狀態的材料。例如,這種材料可以是具有熱傳導率的樹脂,具體地說,在這些樹脂中,具有高熱傳導率的硅樹脂或環氧樹脂是期望的。
(球形罩1230)
球形罩1230的構造與和第七示例性實施例有關的球形罩1130的構造相同,所以將省略其詳細描述。
(驅動電路1260)
驅動電路1260是安裝在下散熱器1220內并利用通過插座從外部電源供應的電力來驅動(點亮)發光器件1211的電源電路。驅動電路1260包括安裝在板上的多個電子部件,在驅動發光器件1211時多個電子部件產生熱。驅動電路1260產生的熱通過導熱構件1290傳遞至下散熱器1220以向外發散。
此外,驅動電路1260的其他構造與和第七示例性實施例有關的驅動電路1160的構造相同,所以將省略其詳細描述。
(絕緣體1280)
絕緣體1280由沒有熱傳導率的樹脂等形成,并且使上散熱器1240與下散熱器1220和驅動電路1260熱隔離。如果上散熱器1240與下散熱器1220和驅動電路1260熱結合,那么由發光模塊1210產生的熱可以傳遞至驅動電路1260或下散熱器1220。因此,在本示例性實施例中,將大致盤形絕緣體1280布置在上散熱器1240的下部與下散熱器1220之間以使上散熱器1240與下散熱器1220和驅動電路1260熱隔離。此外,絕緣體1280的形狀不受具體限制,并且絕緣體1280可以具有任何形狀,只要可以使上散熱器1240與下散熱器1220和驅動電路1260熱隔離即可。
(其他部件)
除此之外,與本示例性實施例有關的照明裝置1200可以包括所需的其他構件。例如,為了增強照明裝置1200的光分布特性,照明裝置1200可以包括用于反射從發光器件1211輸出的光以使光朝著插座方向分布的反射器(未示出)。
[根據第八示例性實施例的照明裝置的操作效果]
下面,將參考圖38描述具有前述構造的照明裝置1200的操作效果。
照明裝置1200具有兩個主要發熱部分(發熱元件)。第一發熱部分是發光模塊1210。當發光器件1211被驅動電路1260驅動以輸出光時,在發光模塊1210中產生熱。各個發光器件1211產生的熱被傳遞至上面安裝有發光器件1211的發光器件板1213。這里,發光器件板1213和上散熱器1240由具有高熱傳導率的材料形成。
因此,如箭頭t3所示,發光模塊1210產生的熱(發光器件1211產生的并傳遞至發光器件板1213的熱)傳遞至與發光器件板1213的下表面接觸的上散熱器1240的下部。如箭頭t4所示,傳遞至上散熱器1240的下部的熱從上散熱器1240的開口1241內的底面向外發散。或者,如箭頭t3所示,傳遞至上散熱器1240的下部的熱被傳遞至上散熱器1240的主體部分,然后,如箭頭t4所示,從上散熱器1240的主體部分的一部分內周表面向外發散。
同時,第二發熱元件是驅動電路1260。如圖38中的箭頭b3所示,驅動電路1260產生的熱從驅動電路1260經由導熱材料1290傳遞至下散熱器1220,然后,如箭頭b4所示,從下散熱器1220的外周表面向外發散。
這里,在本示例性實施例中,上散熱器1240可以僅與兩個發熱元件之中的發光模塊1210熱結合,而與驅動電路1260和下散熱器1220熱隔離(絕緣)。此外,下散熱器1220可以僅與兩個發熱元件之中的驅動電路1260熱結合,而與發光模塊1210和上散熱器1240熱絕緣。因此,上散熱器1240可以有效發散來自發光模塊1210的熱而不會受到由驅動電路1260產生的熱的影響,從而提高了發光模塊1210的散熱效率。相反,下散熱器1220可以有效發散來自驅動電路1260的熱而不會受到由發光模塊1210產生的熱的影響,從而提高了驅動電路1260的散熱效率。
如上文所述,即使照明裝置1200具有兩條散熱路徑(包括從上散熱器1240散熱和從下散熱器1220散熱),因為兩條散熱路徑只用于發散兩個發熱元件中的任一者的熱,所以可以提高每一條散熱路徑的散熱效率。
[根據第八示例性實施例的制造照明裝置的方法]
將詳細描述與本示例性實施例有關的制造照明裝置1200的方法。
在組裝照明裝置1200時,首先,制備各個部件,即,發光模塊1210、上散熱器1240、下散熱器1220、球形罩1230、驅動電路1260和絕緣體1280。隨后,將驅動電路1260安裝在下散熱器1220(中空部分)內,然后在其中安裝有驅動電路1260的下散熱器1220上布置絕緣體1280。此時,將絕緣體1280固定至下散熱器1220。
接下來,將上散熱器1240固定至絕緣體1280。將發光模塊1210安裝在上散熱器1240的下部上,然后安裝球形罩1230以覆蓋發光模塊1210。在這種情況下,上散熱器1240的開口的端部位置與球形罩1230的開口的位置對準。
將至此產生的組裝結構整體倒轉,然后利用例如管口等將熔融狀態的導熱材料1290從下散熱器1220的插座連接側的開口注入到下散熱器1220的中空部分中。在注入導熱材料1290直到下散熱器1220的中空部分填充有導熱材料1290之后,使導熱材料1290固化。
最后,雖然沒有示出,但是會將插座連接在下散熱器1220的下端部,從而制造成與本示例性實施例有關的照明裝置1200。
至此,已經參考附圖詳細描述了本公開的示例性實施例,但是本公開不限于此。例如,在如上文所述的第七和第八示例性實施例中,沿著與發光器件板、第一散熱器、第二散熱器、球形罩和散熱板的中心軸垂直的方向截取的橫截面呈圓形形狀,但是本公開不限于此。例如,每一個構件的橫截面可以呈多邊形或橢圓形形狀。
此外,在如上文所述的第七和第八示例性實施例中,只提供了一個發光器件組(包括以環形排列方式布置在發光器件板上的多個發光器件),但是本公開不限于此。例如,多個發光器件組可以以同心圓的方式布置在發光器件板上。
<第九示例性實施例>
[根據第九示例性實施例的照明裝置的構造]
首先,將描述根據本公開第九示例性實施例的照明裝置的構造。圖39包括示出根據本公開第九示例性實施例的照明裝置的俯視圖和側視圖。圖40是沿著線a-a截取的圖39的照明裝置的剖視圖。圖41是示出根據第九示例性實施例的第二散熱器和第三散熱器的俯視圖。
如圖39和圖40所示,根據本示例性實施例的照明裝置2100包括輸出光的發光器件2112、上面安裝有發光器件2112的發光器件板2110、其中安裝有發光器件板2110的第一散熱器2120、覆蓋著安裝在第一散熱器2120中的發光器件板2110的球形罩2130、以及安裝在球形罩2130的中心部分的第二散熱器2140和第三散熱器2160。在發光器件板2110與第一散熱器2120之間安裝有盤式金屬板2150以增強散熱效果。
例如,可以使用led作為發光器件2112。在與本示例性實施例有關的照明裝置2100中,在發光器件板2110上以環形排列方式并以相等間隔布置多個發光器件2112(例如,12個發光器件)。發光器件板2110可以例如是鋁板,發光器件板2110具有與通過金屬板2150固定的第一散熱器2110的形狀相對應的盤形形狀,而金屬板2150位于發光器件板2110與第一散熱器2120之間。同時,在本示例性實施例中,發光器件2112和上面安裝有發光器件2112的發光器件板2110將被稱為發熱元件。發熱元件至少包括發光器件2112,而發光器件板2110可以不必被認為是發熱元件。此外,除了包括發光器件2112的發熱元件以外,電源電路(未示出)也可以是照明裝置2100的熱源。
第一散熱器2120是用于發散來自照明裝置2100的熱源的熱的構件。如圖39和圖40所示,第一散熱器2120包括形成在圓柱形主體部分2122上的多個翼片2123。例如,第一散熱器2120可以由例如鋁等金屬材料制成,或者可以由例如塑料等樹脂材料形成。主體部分2122和翼片2123可以由不同材料形成。
插座(未示出)可以安裝在主體部分2122的端部(z軸負方向側的端部),凸緣部分2124安裝在主體部分2122的另一端(z軸的正方向側的端部)以保持發光器件板2110。輪緣部分2124a形成在凸緣部分2124的外周上,并且在主體部分2122被延長的方向(基軸(c):z方向)上朝著安裝發光器件板2110的一側突出以包圍發光器件板2110的外周。發光器件板2110布置在凸緣部分2124的上表面2124b上,而金屬板2150位于凸緣部分2124與發光器件板2110之間。例如,可以使用鋁板作為金屬板2150。
在第一散熱器2120的主體部分2122的內部空間2126中安裝電源電路(未示出)。在主體部分2122由金屬形成的情況下,在主體部分2122的內表面上安裝由樹脂材料形成的樹脂層2127以使電源電路與主體部分2122絕緣。作為選擇,在主體部分2122由金屬形成的情況下,電源電路可以通過絕緣殼(未示出)(位于電源電路與主體部分之間)容納在內部空間2126中以與主體部分2122絕緣。
第一散熱器2120發散來自發熱元件(包括發光器件2112)的、從發光器件2112通過發光器件板2110和金屬板2150傳遞的熱,并且還發散來自電源電路的熱。通過在主體部分2122的外周表面上安裝多個翼片2123,可以增加散熱面積并提高散熱效率。
球形罩2130是覆蓋著安裝在第一散熱器2120中的發光器件板2110并允許從發光器件2112輸出的光透過的罩。例如,球形罩2130可以由具有透光度的玻璃、樹脂等形成。將球形罩2130形成為具有大致半球形的曲面,并且在其中心部分形成有開口2132。開口2132的中心位于基軸c上,其中基軸c經過以環形排列方式布置在發光器件板2110上的多個發光器件2112的中心并與發光器件板2110垂直。第二散熱器2140插入到開口2132中。
第二散熱器2140是用于發散來自發熱元件(包括發光器件2112)的熱的構件(散熱器)。如圖40所示,第二散熱器2140包括圓柱形部分2142和底部部分2144。圓柱形部分2142在z軸的正方向側的一個開口端與球形罩2130的開口2132連接。底部部分2144安裝成與發光器件板2110的上表面2110a接觸以易于傳遞來自發熱元件的熱。例如,第二散熱器2140可以由例如鋁等金屬形成,也可以由例如塑料等樹脂材料形成。通過安裝第二散熱器2140,可以進一步增加散熱面積并提高散熱效率。
第三散熱器2160是以插入的方式通過第二散熱器2140的圓柱形部分2142的內部空間2146的管道狀中空構件(內部散熱器)。如圖40所示,第三散熱器2160的一端與第二散熱器2140的底部部分2144接觸。此外,第三散熱器2160的另一端的位置大致為球形罩2130的開口2132與第二散熱器2140的一端在第二散熱器2140延長的方向(z方向)上的連接部分的位置。如圖41所示,第三散熱器2160的平面形狀為大致橢圓形。這使得由第二散熱器2140、圓柱形部分2142的內周表面2142a與第三散熱器2160的外周表面形成的空間2146的形狀相對于與經過第二散熱器2140的中心o的z軸平行的平面至少不對稱。同時,下面將描述第二散熱器2140和第三散熱器2160的細節。
[根據第九示例性實施例的散熱結構]
根據本示例性實施例的照明裝置2100包括第一散熱器2120、第二散熱器2140和第三散熱器2160,作為用于發散來自發熱元件(包括發光器件2112)或電源電路的熱的散熱結構。這里,第一散熱器2120以發熱元件為參照安裝在基軸c的一側(z軸的負方向側),第二散熱器2140和第三散熱器2160以發熱元件為參照安裝在基軸c的另一側(z軸的正方向側)。按照這種方式,因為散熱器2120和2140以發熱元件為參照安裝在基軸c的豎直方向上,所以可以增加散熱面積并可以提高散熱效率。
這里,對于以發熱元件為參照位于基軸c的另一側(z軸的正方向側)的散熱結構而言,通過具有圓形平面形狀的第二散熱器2140的散熱具有環形溫度分布,在該環形溫度分布中溫度從圓柱形部分2142的內周表面向中心降低。在溫度分布相等的情況下,熱量會停留,從而難以在環境空氣中形成對流。那么,即使通過散熱器向外發散來自發熱單元的熱,熱也會停留在照明裝置2100附近,從而不能獲得足夠的散熱效果。
因此,在本示例性實施例中,其平面形狀不同于第二散熱器2140的平面形狀的第三散熱器2160安裝在第二散熱器2140中。也就是說,第二散熱器2140和第三散熱器2160安裝成從第二散熱器2140的內周表面2142a到第三散熱器2160的外周表面2160b的、經過第二散熱器2140的中心o的各距離不相等。如上文所述,第三散熱器2160具有大致橢圓形的平面形狀。第二散熱器2140與第三散熱器2160之間的形狀差異在一定程度上導致散熱效率的差異,因此,通過各個散熱器2140和2160的散熱的溫度分布不同。這樣,在由第二散熱器2140的內周表面2142a與第三散熱器2160的外周表面2160b形成的內部空間2146中產生對流。
在本示例性實施例中,如圖41所示,空氣會容易流入到在第二散熱器2140的內周表面2142a與第三散熱器2160的外周表面2160b之間具有短距離的部位l1。同時,空氣會容易從在第二散熱器2140的內周表面2142a與第三散熱器2160的外周表面2160b之間具有長距離的部位l2流出。按照這種方式,通過具有空氣自動流入和自動流出內部空間2146的散熱結構,可以防止熱量停留并且可以積極地向外排放熱量,從而提高了散熱效率。此外,因為除了第二散熱器2140以外還安裝第三散熱器2160,所以可以進一步增加散熱面積并提高散熱效率。
[第九示例性實施例的散熱結構的修改例]
在圖41所示的根據本示例性實施例的散熱結構中,第二散熱器2140具有圓形平面形狀,但是本公開不限于此。圖42示出以發熱元件為參照位于另一側(z軸的正方向側)的散熱結構的修改例。在圖42所示的實例中,第二散熱器2240具有六邊形平面形狀,而第三散熱器2260具有大致橢圓形平面形狀。除了六邊形以外,第二散熱器2240也可以具有任何多邊形平面形狀。
此外,在這種情況下,與圖41所示的散熱結構相同,空氣會容易流入到在第二散熱器2240的內周表面2242a與第三散熱器2260的外周表面2260b之間具有短距離的部位l1。同時,空氣容易從在第二散熱器2240的內周表面2242a與第三散熱器2260的外周表面2260b之間具有長距離的部位l2流出。按照這種方式,通過具有空氣自動流入和自動流出內部空間2246的散熱結構,可以防止熱量停留并且可以積極地向外排放熱量,從而提高了散熱效率。
至此,已經描述了根據本公開第九示例性實施例的照明裝置2100及其散熱結構。根據本示例性實施例,在以發熱元件為參照位于基軸c的另一側(z軸的正方向側)的散熱結構中,在第二散熱器2140的內周表面2142a與第三散熱器2160的外周表面2160b之間的、經過第二散熱器2140的中心o的距離不相等。因此,在內部空間2146中產生對流以提高散熱效率。
同時,在本示例性實施例中,第三散熱器2160和2260具有橢圓形平面形狀,但是本公開不限于此,并且可以具有例如多邊形平面形狀。
<第十示例性實施例>
下面,將描述根據本公開第十示例性實施例的照明裝置的散熱結構。圖43是示出根據本示例性實施例的第二散熱器2340的俯視圖。可以安裝根據本示例性實施例的第二散熱器2340來代替如圖39和圖40所示的根據第九示例性實施例的照明裝置2100的第二散熱器2140和第三散熱器2160。下面,將詳細描述以發熱元件為參照而位于另一側(z軸的正方向側)的散熱結構。同時,根據本示例性實施例的安裝有第二散熱器2340的照明裝置與根據第九示例性實施例的照明裝置2100相同,所以此處省略其描述。
[根據第十示例性實施例的散熱結構]
根據本示例性實施例的照明裝置具有用于發散來自發熱元件(包括發光器件)或電源電路的熱的散熱結構,照明裝置的散熱結構包括圖39和圖40所示的第一散熱器2120和圖43所示的第二散熱器2340。第一散熱器2120的構造與第九示例性實施例的第一散熱器的構造相同。
與根據第九示例性實施例的第二散熱器2140相同,第二散熱器2340包括圓柱形部分2342和底部部分2344,并且還包括從圓柱形部分2342的內周表面2342a向第二散熱器2340的中心o延伸的多個翼片2345(例如,12個翼片2345a至2345l)。翼片2345a至2345l中的每一個可以具有與圖39和圖40所示的第一散熱器2120的翼片2123相同的流線型形狀,或者可以為大致矩形的板狀構件。此外,在圖43所示的實例中,各翼片2345以彼此之間均勻的間隔沿著圓周方向安裝,但是本公開不限于此,并且相鄰翼片2345之間的間隔可以適當修改。
如圖43所示,第二散熱器2340的各個翼片2345a至2345l的徑向長度l是不相等的,并且至少一個長度被設置得不同。在圖43所示的實例中,彼此相向的翼片的長度是相等的。各翼片的徑向長度l按從具有最大徑向長度的翼片2345a和2345g、與之相鄰的翼片2345b、2345f、2345h和2345l、與之相鄰的翼片2345c、2345e、2345i和2345k到具有最小徑向長度l的翼片2345d和2345j的順序減小。
通過將各翼片2345形成位具有不同徑向長度l,內周表面2342a之間的、經過第二散熱器2340的中心o的距離不同。例如,在沒有形成翼片2345的區域中,內周表面2342a之間的距離等于第二散熱器2340的直徑d。此外,在形成有翼片2345的區域中,具有最大徑向長度l的翼片2345a與2345g之間的距離d1最小,具有最小徑向長度l的翼片2345d與2345j之間的距離d2最大。
按照這種方式,第二散熱器2340的內部空間2346的構造形成得不均勻,使得相對于與經過中心o的z軸平行的平面至少不對稱。也就是說,將第二散熱器2340形成為第二散熱器2340的內周表面2342a之間的、經過第二散熱器2340的中心o的距離不相等。因此,在第二散熱器2340的各散熱部分之間形成散熱效率的差異,從而導致不均勻的散熱溫度分布。因此,在第二散熱器2340的內部空間2346中產生對流。按照這種方式,通過具有空氣自動流入和自動流出內部空間2346的散熱結構,可以防止熱量停留并且可以積極地向外排放熱量,從而提高了散熱效率。
[第十示例性實施例的散熱結構的修改例]
在本示例性實施例的圖43所示的散熱結構中,第二散熱器2340的各翼片2345布置成從圓柱形部分2342的內周表面2342a向中心徑向延伸,但是本公開不限于此。圖44示出以發熱元件為參照位于另一側(z軸的正方向側)的散熱結構的修改例。在圖44所示的實例中,將第二散熱器2440的各翼片2445安裝成從圓柱形部分2442的內周表面2442a沿著一個方向延伸。
具體地說,如圖44所示,在y方向上彼此相向的5對翼片2445a至2445j(即,10個翼片)安裝成在圓柱形部分2442的內周表面2442a上沿著x方向展開并相鄰。相向的各翼片2445的長度l相等,并且長度l隨著翼片遠離第二散熱器2440的中心o而減小。通過將各翼片2445形成位具有不同徑向長度l,內周表面2442a之間的、經過第二散熱器2440的中心o的各距離不同。例如,在沒有形成翼片2445的區域中,內周表面2442a之間的距離等于第二散熱器2440的直徑d。此外,在形成有翼片2445的區域中,具有最大徑向長度l的翼片2445a與2445b之間的距離d1最小,具有最小徑向長度l的翼片2445g與2445j之間的距離d2最大。
按照這種方式,在圖44所示的實例中,第二散熱器2440的內部空間2446的構造形成得不均勻,使得相對于與經過中心o的z軸平行的平面至少不對稱。因此,在第二散熱器2440的各散熱部分之間形成散熱效率的差異,從而導致不均勻的散熱溫度分布。因此,在第二散熱器2440的內部空間2446中產生對流。按照這種方式,通過具有空氣自動流入和自動流出內部空間2446的散熱結構,可以防止熱量停留并且可以積極地向外排放熱量,從而提高了散熱效率。
此外,在圖44的第二散熱器2440的修改例中,如圖45所示,被安裝成從第二散熱器2540的圓柱形部分2542的內周表面2542a沿著一個方向延伸的各翼片2545的構造可以如下:長度l隨著翼片遠離第二散熱器2540的中心o而增加。因此,在圖45所示的第二散熱器2540中,對于內周表面2542a之間的經過中心o的距離而言,具有最小長度l的翼片2545a與2545b之間的距離最大(d1),具有最大長度l的翼片2545g與2545h之間以及翼片2545i與2545j之間的距離最小(d2)。
按照這種方式,第二散熱器2540的內部空間2546的構造形成得不均勻,使得相對于與經過中心o的z軸平行的平面至少不對稱,從而在內部空間2546中產生對流。
至此,已經描述了根據本公開第十示例性實施例的照明裝置的散熱結構。根據本示例性實施例,在以發熱元件為參照位于基軸c的另一側(z軸的正方向側)的散熱結構中,多個翼片2345被形成為具有從第二散熱器2340的圓柱形部分2342的內周表面2342a起的不同長度,并且內部空間2346的內周表面2342a之間的距離不相等。因此,在內部空間2346中出現對流以提高散熱效率。
同時,在本示例性實施例中,第二散熱器具有圓形平面形狀,但是本公開不限于此,并且可以具有例如大致橢圓形或多邊形形狀。
至此,已經參考附圖詳細描述了本公開的示例性實施例,但是本公開不限于此。例如,在前述示例性實施例中,上面以環形排列方式安裝有發光器件的發光器件板位于第一散熱器的凸緣部分上,但是本公開不限于此。例如,上面安裝有發光器件的發光器件板可以安裝在第二散熱器的外周表面上。此外,當發光器件板安裝在散熱器的凸緣部分或主體部分上時,如圖40所示,可以只布置一個發光器件組或者可以以同心圓的方式布置多個發光器件組,其中發光器件組包括以環形排列方式布置的多個發光器件。
此外,在前述示例性實施例中,第二散熱器呈如下的圓柱形形狀:其中具有相同直徑的各個圓在第二散熱器延長的方向上延續,但是本公開不限于此。例如,第二散熱器可以呈內徑朝著開口方向增加的錐形形狀。
<用于替代燈泡的條件的考慮>
根據前述示例性實施例以及下文所述各個示例性實施例的照明裝置可以有利地應用于球泡式照明裝置。在這方面,本申請的發明人回顧了用于替代白熾燈泡的條件,結果如下。
如上文所述,迄今為止研發的球泡式led照明裝置在散熱效率方面是不夠的,并且在其光分布特性也不足以用作白熾燈泡的替代品。白熾燈泡滿足發光效率(90lm/w或以上)、發光量(800lm或以上)、色溫(2700k至3000k)、顯色性(ra90或以上)、光分布特性(300度或以上)、形狀(與符合ansi標準的球泡尺寸有關的標準)等,但是目前市場上不存在如下的球泡式照明裝置:該球泡式照明裝置使用半導體發光器件(例如,led),并且在上述所有特性方面具有與白熾燈泡的性能等同的性能。
因此,本申請的發明人回顧了用于實現滿足所有上述特性的、可以取代白熾燈泡的球泡式照明裝置的條件,并且發現應當符合以下的特性(1)至(3)。
(1)球泡式照明裝置在形狀方面應當滿足ansi標準
(2)發光部分(球形罩部分)的直徑應當大于散熱器(與插座連接的殼體部分)
(3)球泡式照明裝置應當具有高的散熱特性
條件(1)是替代白熾燈泡的基本條件,條件(2)是實現優秀光分布特性的必要條件,條件(3)是實現高效率和高輸出所需的條件。
這里,為了提高散熱效率,需要增加散熱器的表面面積或尺寸。也就是說,需要增加球泡式照明裝置的整體尺寸,或者需要增加安裝在散熱器中的翼片的尺寸。然而,這在符合ansi標準的條件之內即在管理球泡式照明裝置的形式的條件之內難以實現。此外,散熱器尺寸的增加同樣減少了光分布的區域,從而難以實現與白熾燈泡的光分布角度等同的光分布角度。
基于前述回顧,本申請發明人通過完成新型光學系統結構和新型散熱結構而成功實現了如下的球泡式照明裝置:這種球泡式照明裝置的整體尺寸或其翼片尺寸滿足符合ansi標準的條件,并且具有與白熾燈泡的光分布特等同的光分布特性。下面,將詳細描述與各個示例性實施例有關的照明裝置。
<第十一示例性實施例>
[根據第十一示例性實施例的照明裝置]
首先,將參考圖46至圖48來詳細描述與本公開第十一示例性實施例有關的球泡式照明裝置的構造。圖46是示出與本公開第十一示例性實施例有關的球泡式照明裝置(以下簡稱為“照明裝置”)的整體構造的分解透視圖。圖47(a)和圖47(b)分別是示出與第十一示例性實施例有關的照明裝置3100的整體構造的俯視圖和主視圖。圖48是沿著圖47(a)的線iii-iii截取的與第十一示例性實施例有關的照明裝置的剖視圖。
如圖47至圖49所示,與本示例性實施例有關的照明裝置3100主要包括發光模塊3110、第一散熱器3120(以下被稱為“上散熱器”)、第二散熱器3130(以下被稱為“下散熱器”)、反射器3140、球形罩3150、驅動電路3160和散熱板3170。
(發光模塊3110)
發光模塊3110是包括發光器件3111和發光器件板3113的構件,并且作為照明裝置3100的光源。
發光器件3111是例如發光二極管(led)等的半導體發光器件并且輸出光。發光器件3111的發光顏色可以隨著下面描述的球形罩3150的材料而變化。具體地說,在球形罩3150由含有熒光物的材料(樹脂等)形成的情況下,發光器件3111是是發出激發熒光物的光的led(例如,藍色led),并且光的波長在球形罩3150中被轉換以發出白光。同時,在球形罩3150由含有散光物的的材料(樹脂等)形成的情況下,發光器件3111發出白光(6500k至20000k)。從發光器件3111輸出的光被反射器3140反射或者直接到達球形罩3150,然后從球形罩3150擴散以向外發出。
此外,在本示例性實施例中,設置有多個發光器件3111,并且多個發光器件3111以環形排列方式設置在發光器件板3113的一個表面上。這里,環形排列方式包括橢圓環形排列方式、多邊形環形排列方式以及如圖46所示的圓環形排列方式。
發光器件板3113可以是在上面安裝有發光器件3111的板,發光器件板3113優選由諸如鋁、鎳等具有高度傳導率的材料、玻璃復合材料cem3、陶瓷等形成。因此,發光模塊3110產生的熱量可以有效地傳遞至上散熱器3120或下散熱器3130,從而可以提高照明裝置3100的散熱效率。發光器件板3113的形狀不受具體限制,發光器件板3113優選呈大致圓形或多邊形形狀,以滿足前述ansi標準。
此外,因為發光器件板3113被插入在上散熱器3120的下部與下散熱器3130(或散熱板3170)的上部之間,所以固定了發光器件板3113的位置。在這種情況下,在發光器件板3113的大致中心部位形成螺孔3115,如下文所述,螺孔3115的位置與上散熱器3120下部的螺孔3125和散熱板3170的螺孔3175相對應,并且上散熱器3120、發光器件板3113和散熱板3170通過螺孔3125、3115和3175螺釘連接。
(上散熱器3120)
上散熱器3120用于向外發散由發光模塊3110產生的熱和由驅動電路3160產生的熱中的任何一者。為了實現散熱功能,上散熱器3120由例如鋁、銅等熱傳導率高的金屬形成,或者由熱傳導率高的樹脂等材料形成。此外,為了進一步增強散熱效果,上散熱器3120可以具有凹部、多個翼片等以增加其表面面積。
在這方面,根據本示例性實施例的上散熱器3120的形狀可以為:大致盤形下部與大致圓柱形中空主體部分的一端連接,而另一端形成有開口3121。因為上散熱器3120具有圓柱形中空部分,所以增加了上散熱器3120的向外暴露表面的表面面積(用于散熱的表面的面積),從而增強了散熱效果。此外,為了增強散熱效果,除了中空形狀以外,例如,上散熱器3120可以具有大致圓柱形或柱形的主體部分,并且該主體部分可以具有暴露在外面的多個翼片。
此外,上散熱器3120被安裝成:以發光器件板3113為參照、在沿著中心軸c方向布置發光器件3111而形成的環的一側、并且與發光器件板3113接觸。按照這種方式,因為上散熱器3120安裝成與發光器件板3113接觸,所以上散熱器3120主要用于向外發散由發光器件板3113(或整個發光模塊3110)產生的熱。因此,由相對于驅動電路3160產生大量的熱的發光模塊3110產生的熱全部通過上散熱器3120和下文所述的下散熱器3130發散,與僅設置一個散熱器的情況相比,可以明顯提高照明裝置3100的散熱效率。
此外,螺孔3125形成在上散熱器3120的下表面(封閉表面)的大致中心部位,并且如上文所述,上散熱器3120螺釘連接至發光器件板3113和散熱板3170以便被固定在適當位置。
此外,在圖46和圖48中,上散熱器3120被示出為呈圓柱形形狀,但是上散熱器3120的形狀不限于此,例如,與下文所述的反射器3140一樣,上散熱器3120可以呈倒置去頂圓錐形狀。
(下散熱器3130)
下散熱器3130通過其一端(在圖46至圖48中為下端)與插座(未示出)連接,并且用于向外發散由發光模塊3110產生的熱和由驅動電路3160產生的熱中的至少一者。為了實現散熱功能,下散熱器3130由熱傳導率高的樹脂形成。在本示例性實施例中,下散熱器3130由樹脂而不是金屬形成,以便降低照明裝置3100的重量,此外,因為樹脂具有絕緣性,所以在將下散熱器3130連接到插座上時,不需要在接縫部分采取絕緣措施。因此,在照明裝置3100的重量增加不成問題的情況下,可以使用例如鋁、銅等金屬作為下散熱器3130的材料。然而,在下散熱器3130由金屬形成的情況下,需要在插座的接縫部分采取絕緣措施。
此外,為了進一步增強散熱效果,在下散熱器3130上可以安裝凹部或多個翼片以增加下散熱器3130的表面面積。
在這方面,在本示例性實施例中,下散熱器3130可以在兩端具有開口3130a和3130b的大致中空圓柱形主體部分的外周表面上形成多個翼片3139。利用多個翼片3139可以增加下散熱器3130的向外暴露表面的表面面積(用于散熱的表面面積)以增強散熱效果。作為選擇,為了增強散熱效果,例如,除了翼片3139以外,可以在下散熱器3130的主體部分的外周表面中形成多個凹部(未示出)。
此外,下散熱器3130以發光器件板3113為參照安裝在沿著中心軸方向布置發光器件3111而形成的環的另一側。因此,下散熱器3130可以從自身向外發散由驅動電路3160或發光模塊3110產生的熱,而與上散熱器3120無關。因此,與只提供一個散熱器的情況相比,可以明顯提高照明裝置3100的散熱效率。
另外,在本示例性實施例中,下散熱器3130包括樹脂3131和以插入的方式定位在樹脂3131中的金屬構件3133。下散熱器3130由對樹脂3131和金屬構件3133進行整體插入式模制而獲得。這是因為樹脂3131本身的熱傳導率低于例如鋁、銅等金屬,因此為了增加熱傳導率,例如鋁、銅等的金屬構件3133被插入到樹脂3131中。因此,如果通過管理發光模塊3110或驅動電路3160的性能來抑制發光模塊3110的發熱以具有足夠的散熱效果,那么也可以不需要插入金屬構件3133。
此外,在插入金屬構件3133的情況下,金屬構件3133優選布置成與散熱板3170接觸(如果沒有散熱板3170,則金屬構件3133布置成與發光器件板3113接觸),以便使驅動電路3160產生的熱易于傳遞至上散熱器3120和下散熱器3130。
此外,在與散熱板3170接觸的金屬構件3133的表面上形成螺孔3135,該螺孔的位置與形成在下文所述的散熱板3170上的螺孔3173相對應,金屬構件3133與散熱板3170通過螺孔3135和3173螺釘連接。
此外,除了如上文所述的散熱功能以外,下散熱器3130還用作容納驅動電路3160的殼體。在本示例性實施例中,驅動電路3160安裝在下散熱器3130的中空主體部分中。
(反射器3140)
反射器3140由發光器件板3113的設置有發光器件3111的表面(以下稱為“發光器件3111一側的表面”)支撐,并且反射從發光器件3111輸出的光。在本示例性實施例中,反射器3140由光反射率高的材料形成,并且用于朝著插座的方向(朝著下散熱器3130的方向)反射來自發光器件3111的光以及朝著插座的方向擴大照明裝置3100的光分布角度(或射束角)。
為了實現上述功能,反射器3140呈倒置去頂圓錐形狀。也就是說,所述反射器3140安裝成從發光器件板3113的發光器件3111一側的表面突出,使得反射器3140的直徑沿著遠離發光器件板3113的方向增加而形成去頂圓錐形狀。此外,呈去頂圓錐形狀的反射器3140的側向圓周表面形成反射表面3141,該反射表面3141反射從發光器件3111輸出的光。因此,可以只有反射器3140的反射表面3141由光反射率高的材料形成,而其他部分可以由沒有光反射率的材料形成。
此外,呈去頂圓錐形狀的反射器3140具有敞開的上端部和下端部。反射器3140的與發光器件板3113接觸的端部(在圖46和圖48中為下端部)具有用于與上散熱器3120的下部連接的開口3143。因為反射器3140具有開口3143,所以上散熱器3120可以與發光器件板3113直接接觸,從而提高了照明裝置3100的散熱效率(具體地說,由發光模塊3110產生的熱的散熱效率)。因此,開口3143可以不必與上散熱器3120的下部接觸并且可以具有大于上散熱器3120下部的直徑的直徑。
(球形罩3150)
球形罩3150呈大致球形形狀以覆蓋發光模塊3110和反射器3140,并且用于控制從發光器件3111輸出的光的顏色(發光器件3111的發光顏色),還用于從球形罩3150的表面擴散光以擴大照明裝置3100的光分布角度。
為了實現控制發光器件3111的發光顏色的功能,球形罩3150根據發光器件3111的發光顏色而包括熒光物或散光物。
具體地說,在發光器件3111是發出藍光的led的情況下,球形罩3150可以由含有熒光物的材料形成或者可以在表面(內表面和外表面)上涂覆熒光物。例如,在球形罩3150由樹脂形成的情況下,樹脂可以含有熒光顏料,或者在球形罩3150由玻璃形成的情況下,球形罩3150的表面可以涂覆熒光顏料。由反射器3140反射或從發光器件3111輸出并到達球形罩3150的光的波長被球形罩3150的熒光物轉換,從而發出白光。
這里,熒光物發出的光具有較高的光擴散性,所以即使被反射器3140反射的光的光分布不足,也可以在熒光物發出光時通過光擴散獲得所需的光分布。此外,因為藍色led與熒光物結合,所以可以發出接近自然光顏色的光。
此外,為了進一步擴大照明裝置3100的光分布角度,除了熒光物以外,球形罩3150還可以由進一步含有散光物的材料形成,或者除了熒光物以外,在球形罩3150的表面上還可以進一步涂覆散光物。
同時,在發光器件3111是發出白光的led的情況下,球形罩3150可以由含有散光物的材料形成或者可以在表面上涂覆散光物。此外,在這種情況下,從發光器件3111輸出的光或者從反射器3140反射的光可以通過散光物從球形罩3150的表面擴散,從而擴大了照明裝置3100的光分布角度。
為了擴大照明裝置3100的光分布角度,球形罩3150的最大直徑(參見圖50中的長度d1)優選大于下散熱器3130的最大直徑(參見圖50中的長度d2),優選為1.2倍或以上。如果下散熱器3130的最大直徑相對于球形罩3150的最大直徑過大,那么從球形罩3150的表面朝著插座發出的光被下散熱器3130阻擋的區域增加,從而減小了光在插座方向上的光分布角度。下面將要對此進行詳細描述。
在本示例性實施例中,在球形罩3150的頂部(與發光模塊3110相反的端部)形成與上散熱器3120的上端部(形成有開口3121的端部)相連的開口3151。因此,因為向外暴露出上散熱器3120的中空部分,所以可以提高照明裝置3100的散熱效率。
此外,在球形罩3150的下部(發光模塊3110的端部)形成開口(未示出),球形罩3150通過開口與下散熱器3130相連。
(驅動電路3160)
驅動電路3160是安裝在下散熱器3130內并利用通過插座從外部電源供應的電力來驅動(點亮)發光器件3111的電源電路。驅動電路3160包括安裝在板上的多個電子部件,多個電子部件在驅動發光器件3111時產生熱。驅動電路3160產生的熱通過金屬構件3133、散熱板3170和發光器件板3113傳遞至下散熱器3130或者傳遞至上散熱器3120以向外發散。
此外,與本示例性實施例有關的驅動電路3160不具有用于將交流(ac)轉換為直流(dc)的電解電容器。已知市場上的led照明裝置的壽命為幾萬小時,但實際中,電解電容器的壽命為幾千小時,所以在led照明裝置不再能使用之前,需要更換電解電容器。相比之下,與本示例性實施例有關的驅動電路3160不具有用于將ac轉換為dc的電解電容器,所以在幾千小時結束時不需要更換部件,從而可以明顯延長照明裝置3100的壽命。
(散熱板3170)
散熱板3170安裝成與發光器件板3113和下散熱器3130都接觸,并且主要用于將發光模塊3110產生的熱傳遞至下散熱器3130。當然,散熱板3170可以將驅動電路3160產生的熱傳遞至上散熱器3120。為了實現熱傳遞的功能,散熱板3170可以由諸如鋁(al)、銅(cu)等熱傳導率高的金屬形成。
此外,在散熱板3170中可以安裝用于防止反射器3140的定位誤差的銷釘,在這種情況下,散熱板3170可以用作發光器件板3113、反射器3140、球形罩3150和上散熱器3120的位置參照并且用于傳遞熱。
同時,如果照明裝置3100的散熱效率足夠高并且保證發光器件板3113、反射器3140、球形罩3150和上散熱器3120之間的定位精度,那么可以不安裝散熱板3170。
[根據第十一示例性實施例的照明裝置的裝配方法]
至此,已經詳細描述了根據本公開第十一示例性實施例的照明裝置3100的構造。下面,將參考圖46描述具有這種構造的照明裝置的裝配方法。
在組裝照明裝置3100時,首先,制備所需的各個部件,即,發光模塊3110、上散熱器3120、下散熱器3130、反射器3140、球形罩3150、驅動電路3160和散熱板3170。隨后,將驅動電路3160安裝在下散熱器3130內(中空部分內),然后將散熱板3170布置在其中安裝有驅動電路3160的下散熱器3130上方。此時,調整螺孔3135的位置與散熱板3170的螺孔3173的位置,以將散熱板3170螺釘連接至下散熱器3130的金屬構件3133。
此后,基于下散熱器3130將發光模塊3110和反射器3140按順序布置在散熱板3170上。用螺釘將反射器3140固定在發光器件板3113上。此外,安裝球形罩3150以覆蓋發光模塊3110和反射器3140,然后將上散熱器3120從球形罩3150的開口3151插入,直到其與發光器件板3113接觸為止。最后,將螺釘穿過上散熱器3120的螺孔3125、發光器件板3113的螺孔3115和散熱板3170的螺孔3175以進行固定,從而組裝成照明裝置3100。
此外,雖然沒有示出,但是會將插座連接在下散熱器3130的下端部。
如上文所述,當組裝與本示例性實施例有關的照明裝置3100時,沿著一個方向(在圖46的實例中,從下散熱器3130的上側開始)安裝除了插座以外的所有部件以方便組裝,從而還可以提高定位精度。因此,根據與本示例性實施例有關的照明裝置3100,還可以提高可制造性和成品率。
[根據第十一示例性實施例的照明裝置的操作效果]
下面,將參考圖49至圖53來描述與本示例性實施例有關的照明裝置3100的操作效果。圖49是示出與第十一示例性實施例有關的照明裝置3100中的熱流的視圖。圖50是示出與第十一示例性實施例有關的照明裝置3100中的光的運動的視圖。圖51是示出與第十一示例性實施例有關的照明裝置3100的光分布特性的實例的視圖。圖52是示出與第十一示例性實施例有關的光分布隨著球形罩3150直徑與下散熱器3130直徑之比的差異的視圖。圖53是示出與第十一示例性實施例有關的上散熱器3120的最大直徑與反射器3140的最大直徑之間的關系的視圖。
(散熱效率的增強效果)
首先,將參考圖49描述與本示例性實施例有關的照明裝置3100的散熱效率的增強效果。
照明裝置3100具有兩個主要發熱部分(發熱元件)。第一發熱部分是發光模塊3110。當發光器件3111被驅動電路3160驅動以輸出光時,在發光模塊3110中產生熱。各個發光器件3111產生的熱被傳遞至上面安裝有發光器件3111的發光器件板3113。這里,發光器件板3113、上散熱器3120、散熱板3170和下散熱器3130(樹脂3131和金屬構件3133)由具有高熱傳導率的材料形成。
因此,如圖49的箭頭h1所示,發光模塊3110產生的熱(發光器件3111產生的并傳遞至發光器件板3113的熱)首先傳遞至與發光器件板3113的上表面接觸的上散熱器3120,然后從上散熱器3120的開口3121的內周表面發散。如圖49的箭頭h2所示,發光模塊3110產生的熱也傳遞至與發光器件板3113的下表面接觸的散熱板3170,經過金屬構件3133,然后傳遞至樹脂3131。如箭頭h3所示,傳遞至樹脂3131的熱從翼片3139等發散。
同時,第二發熱元件是驅動電路3160。與發光模塊3110產生的熱一樣,如箭頭h3所示,驅動電路3160產生的熱從下散熱器3130的中空部分相繼傳遞至金屬構件3133和樹脂3131,然后從從翼片3139等向外發散。此外,如圖49的箭頭h1所示,驅動電路3160產生的熱從下散熱器3130的中空部分相繼傳遞至散熱板3170、發光器件板3113和上散熱器3120,以便從上散熱器3120的開口3121的內周表面向外發散。
如上文所述,與僅提供一個散熱器的現有技術不同,在照明裝置3100中,發光模塊3110和驅動電路3160產生的熱(尤其是發光模塊3110產生的熱)可以通過上散熱器3120和下散熱器3130發散。因此,將要通過下散熱器3130發散的一部分熱量可以按照替代方式通過上散熱器3120發散,因而可以提高散熱效率,從而導致發光效率的提高。
此外,因為可以減輕下散熱器3130承擔的散熱量,所以可以減小下散熱器3130的整體尺寸,還可以減小下散熱器3130的翼片3139的面積。此外,當下散熱器3130的尺寸減小時,從球形罩3150朝著插座方向擴散的光被下散熱器3130阻擋的區域變窄,從而有助于擴大光分布。
(光分布特性的增強效果)
下面,將參考圖50至圖52來描述通過與本示例性實施例有關的照明裝置3100的光分布特性的增強效果。
在與本示例性實施例有關的照明裝置3100中,如圖50所示,從發光器件3111輸出的光主要沿著兩條路徑傳播。第一路徑是從發光器件3111發出的光被反射器3140的反射表面3141反射而到達球形罩3150的路徑,第二路徑是從發光器件3111發出的光直接到達球形罩3150的路徑。
在沿著第一路徑傳播的情況下,從發光器件3111輸出的光l1被反射器3140的反射表面3141反射,然后反射光l2入射到球形罩3150并從球形罩3150的表面擴散。如上文所述,在發光器件3111為藍色led并且球形罩3150含有熒光物的情況下,或者在球形罩3150的表面涂覆熒光物的情況下,光擴散度較高,因此擴散光l3可以在較寬的范圍內擴散。此外,在球形罩3150含有散光物的情況下,或者在球形罩3150的表面涂覆散光物的情況下,可以增加擴散光l3的擴散范圍。
這里,如上文所述,反射器3140呈倒置去頂圓錐形狀,并且球形罩3150的最大直徑d1大于下散熱器3130的最大直徑d2。因此,當從發光器件3111輸出的光沿著第一路徑傳播時,從發光器件3111輸出的光可以朝著插座方向發出。也就是說,因為反射器3140呈直徑沿著遠離發光器件板3113的方向(沿著與插座方向相反的方向)增加的倒置去頂圓錐形狀并且反射器3140的側向圓周表面是光反射表面3141,所以與水平方向相比,從發光器件3111輸出的光l1可以被光反射表面3141更多地反射到插座方向,并且反射光l2可以進一步從球形罩3150擴散。當光被擴散時,因為球形罩3150的最大直徑d1大于下散熱器3130的最大直徑d2,所以下散熱器3130不會阻擋從球形罩3150的表面擴散的擴散光l3,因此可以在更寬的范圍內使擴散光l3朝著插座方向而不是水平方向發出。
在沿著第二路徑傳播的情況下,從發光器件3111輸出的光l4直接入射到球形罩3150而不接觸反射器3140,然后從球形罩3150的表面擴散。此外,在這種情況下,擴散光l5沿著各個方向擴散。這里,在從發光器件3111輸出的光沿著第一路徑傳播的情況下,朝著球形罩3150頂部方向(與插座方向相反)的光的擴散量小于在水平方向上的擴散量。然而,因為從發光器件3111輸出的光沿著第二路徑傳播,所以相對于水平方向,可以充分保證朝著球形罩3150的頂部方向的光的擴散量。
如上文所述,在根據本示例性實施例的照明裝置3100中,因為從發光器件3111輸出的光沿著兩條路徑傳播,所以可以實現很寬的光分布角度。具體地說,照明裝置3100可以實現例如光分布角度在300度的范圍以內并且發光強度差在±10%以內的非常高的光分布特性,因此,照明裝置3100可以具有與白熾燈的性能等同的性能,從而可以作為白熾燈的替代品。
當球形罩3150的最大直徑d1是下散熱器3130的最大直徑d2的1.2倍或以上時,寬范圍的光分布的效果會很明顯。圖52示出發明人回顧球形罩3150的最大直徑d1與下散熱器3130的最大直徑d2之間關系的結果。在圖52中,水平軸表示球形罩3150的最大直徑(球形罩直徑)與下散熱器3130的最大直徑(下散熱器直徑)的比值(以下稱為“球形罩直徑/下散熱器直徑”),而豎直軸表示從球形罩3150擴散的光的最小光量值與最大光量值的比值(以下稱為“最小光量/最大光量”)。這里,最大光量是指,在插座方向被設為角度0并且光分布角度由沿著逆時針方向的旋轉角度表示的情況下,在整個光分布角度中當光量達到最大時的光分布角度的光量值,而最小光量是指,在整個光分布角度中當光量達到最小時的光分布角度的光量值。
如圖52(a)所示,在“球形罩直徑/下散熱器直徑”小于1.2的情況下,“最小光量/最大光量”較小。如圖52(b)中的虛線所示,這意味著,由從球形罩3150擴散的光的方向而定的在光量上的差異明顯。在圖52(b)的實例中,可以看出,在光分布角度為90度和270度的水平方向上的光量較大,而在光分布角度為0度和180度的與水平方向垂直的方向上的光量較小而且不同。
同時,當“球形罩直徑/下散熱器直徑”為1.2或以上時,“最小光量/最大光量”增加。如圖52(b)中的實線所示,這意味著,由從球形罩3150擴散的光的方向而定的在光量上的差異很小。在圖52(b)的實例中,可以看出,光量接近均勻而與光擴散方向無關。
按照這種方式,當“球形罩直徑/下散熱器直徑”為1.2或以上時,光量基本均勻而與光擴散方向無關,因此可以容易地實現光分布角度在300度的范圍以內并且發光強度差在±10%以內的非常高的光分布特性。
此外,不具體限定“球形罩直徑/下散熱器直徑”的最大值,但是如果“球形罩直徑/下散熱器直徑”太大,則可能超過作為球炮尺寸標準的ansi標準的范圍,因此“球形罩直徑/下散熱器直徑”優選被確定為在符合ansi標準的范圍以內。
(上散熱器3120的最大直徑與反射器3140的最大直徑之間的關系)
下面,將描述上散熱器3120的最大直徑與反射器3140的最大直徑之間的關系。
如上文所述,在本示例性實施例中,上散熱器3120布置在反射器3140的中空部分中,在這種情況下,上散熱器3120的最大直徑與反射器3140的最大直徑(例如,反射器的距離發光器件板3113最遠的直徑)之間的關系在考慮照明裝置3100的較寬光分布角度的情況下需要注意。
也就是說,在圖53(a)所示的上散熱器3120的最大直徑小于反射器3140的最大直徑的情況下以及在圖53(b)所示的上散熱器3120的最大直徑等于反射器3140的最大直徑的情況下,從發光器件3111輸出的光可以直接到達球形罩3150而不接觸反射器3140。然而,在圖53(c)所示的上散熱器3120的最大直徑大于反射器3140的最大直徑的情況下,即使從發光器件3111輸出的光沒有到達反射器3140,光也會被上散熱器3120阻擋并且不能到達球形罩3150。因此,在這種情況下,減少了朝著球形罩3150頂部的方向和水平方向傳播的光的光量。這會使得很難實現光分布角度在300度的范圍以內并且發光強度差在±10%以內的非常高的光分布特性。
因此,在與本示例性實施例有關的照明裝置3100中,上散熱器3120的最大直徑優選等于或小于反射器3140的最大直徑。
同時,如果上散熱器3120太小,則可能會減少通過上散熱器3120的散熱量。因此,可以在考慮散熱效率與光分布特性之間平衡的情況下確定上散熱器3120的尺寸。
(其他)
根據與本示例性實施例有關的具有上述構造的照明裝置3100,可以滿足發光效率(90lm/w或以上)、發光量(800lm或以上)、色溫(2700k至3000k)、顯色性(ra90或以上)、形狀(與符合ansi標準的球泡尺寸有關的標準)等以及散熱效率和光分布特性的增強效果,并且因為照明裝置3100具有與白熾燈泡的性能等同的性能,所以其可以作為白熾燈泡的替代品。
<第十二示例性實施例>
[根據第十二示例性實施例的照明裝置的構造]
下面,將參考圖54和圖55來詳細描述與本公開第十二示例性實施例有關的球泡式照明裝置的構造。圖54(a)和圖54(b)分別是與本公開第十二示例性實施例有關的球泡式照明裝置3200的整體構造的俯視圖和主視圖。圖55是沿著圖54(a)的線x-x截取的與第十二示例性實施例有關的照明裝置3200的剖視圖。
如圖54和圖55所示,與本示例性實施例有關的照明裝置3200主要包括發光模塊3210、第一散熱器3220(以下被稱為“上散熱器”)、第二散熱器3230(以下被稱為“下散熱器”)、球形罩3250、驅動電路3260和散熱板3270。與上述第十一示例性實施例相關的照明裝置3100不同,照明裝置3200沒有反射器,而上散熱器3220用作反射器。下面,將詳細描述各個部件。
(發光模塊3210、下散熱器3230、球形罩3250、驅動電路3260和散熱板3270)
發光模塊3210、下散熱器3230、球形罩3250、驅動電路3260和散熱板3270的構造和功能與發光模塊3110、下散熱器3130、球形罩3150、驅動電路3160和散熱板3170的構造和功能相同,所以將省略它們的詳細描述。
(上散熱器3220)
上散熱器3220具有與第十一示例性實施例有關的上散熱器3120的功能和反射器3140的功能的結合。也就是說,上散熱器3220向外發散由發光模塊3210產生的熱和由驅動電路3260產生的熱中的至少一者,并且保持在發光器件板3213的上面布置有發光器件3211的表面(以下稱為發光器件3211一側的表面)中以反射從發光器件3211輸出的光。
因此,上散熱器3220由具有高光反射率和高熱傳導率的材料形成。例如,這種材料可以包括鋁等金屬,對材料的與上散熱器3220的外周表面相對應的表面進行鏡面加工。
因為上散熱器3220用于朝著插座方向反射來自發光器件3211的光以朝著插座擴大照明裝置3200的光分布角度,所以上散熱器3220呈倒置去頂圓錐形狀。也就是說,上散熱器3220安裝成從發光器件板3213的發光器件3211一側的表面突出,使得上散熱器3220的直徑沿著遠離發光器件板3213的方向增加而形成去頂圓錐形狀。此外,呈去頂圓錐形狀的上散熱器3220的外周表面被形成為反射表面3223,該反射表面3223反射從發光器件3211輸出的光。因此,可以僅在反射表面3223上進行鏡面加工。
此外,上散熱器3220呈一端形成有開口3221的中空形狀。因為上散熱器3220具有中空部分,所以可以增加上散熱器3220的向外暴露表面的表面面積(用于散熱的表面的面積),從而增強了散熱效果。
此外,上散熱器3220以發光器件板3213為參照安裝在沿著中心軸方向布置發光器件3211而形成的環的一側,使得上散熱器3220與發光器件板3213接觸。按照這種方式,因為上散熱器3220安裝成與發光器件板3213接觸,所以上散熱器3220主要用于向外發散由發光器件板3213(或整個發光模塊3210)產生的熱。因此,由相對于驅動電路3260而言產生更多熱量的發光模塊3210產生的熱全部通過上散熱器3220和下散熱器3230發散,與只設置一個散熱器的情況相比,可以明顯提高照明裝置3200的散熱效率。
此外,螺孔3225形成在上散熱器3220的下表面(封閉表面)的大致中心部位,并且上散熱器3220通過螺孔3215和3275與發光器件板3213和散熱板3270螺釘連接以固定在適當位置處。
除了沒有反射器以外,照明裝置3200的裝配方法與上述第十一示例性實施例相關的照明裝置3100的裝配方法相同,所以省略其描述。
[根據第十二示例性實施例的照明裝置的操作效果]
下面,將參考圖56來描述與本示例性實施例有關的照明裝置3200的操作效果。圖56是示出與第十二示例性實施例有關的照明裝置3200中的熱流和光的運動的視圖。
(散熱效率的增強效果)
首先,將描述通過與本示例性實施例有關的照明裝置3200獲得的增強效果。
照明裝置3200具有兩個主要發熱部分(發熱元件)。第一發熱部分是發光模塊3210。當發光器件3211被驅動電路3260驅動以輸出光時,發光模塊3210產生熱。各個發光器件3211產生的熱被傳遞至上面安裝有發光器件3211的發光器件板3213。這里,發光器件板3213、上散熱器3220、散熱板3270和下散熱器3230(樹脂3231和金屬構件3233)由具有高熱傳導率的材料形成。
因此,如圖56的箭頭h1’所示,發光模塊3210產生的熱(發光器件3211產生的并傳遞至發光器件板3213的熱)首先傳遞至與發光器件板3213的上表面接觸的上散熱器3220,然后從上散熱器3220的開口3221的內周表面發散。與第十一示例性實施例中的情況相同,發光模塊3210產生的熱也傳遞至與發光器件板3213的下表面接觸的散熱板3270,經過金屬構件3233,傳遞至樹脂3231,然后從下散熱器3230向外發散。
同時,第二發熱元件是驅動電路3260。驅動電路3260產生的熱從下散熱器3230的中空部分相繼傳遞至金屬構件3233和樹脂3231,然后與發光模塊3210產生的熱一起從下散熱器3230向外發散。此外,如圖56的箭頭h1’所示,由驅動電路3260產生的熱從下散熱器3230的中空部分相繼傳遞至散熱板3270、發光器件板3213和上散熱器3220,以便從上散熱器3220的開口3221的內周表面向外發散。
如上文所述,與僅提供一個散熱器的現有技術不同,在照明裝置3200中,發光模塊3210和驅動電路3260產生的熱(尤其是發光模塊3210產生的熱)可以通過上散熱器3220和下散熱器3230發散。因此,將要通過下散熱器3230發散的一部分熱量可以按照替代方式通過上散熱器3220發散,因而可以提高散熱效率,從而導致發光效率的提高。
此外,因為可以減輕下散熱器3230承擔的散熱量,所以可以減小下散熱器3230的整體尺寸,還可以減小下散熱器3230的翼片(未示出)的面積。此外,當下散熱器3230的尺寸減小時,從球形罩3250朝著插座方向擴散的光被下散熱器3230阻擋的區域變窄,從而有助于擴大光分布。
(光分布特性的增強效果)
下面,將描述與本示例性實施例有關的照明裝置3200的光分布特性的增強效果。
在與本示例性實施例有關的照明裝置3200中,如圖56所示,從發光器件3211輸出的光主要沿著兩條路徑傳播。第一路徑是從發光器件3211發出的光被上散熱器3220的反射表面3223反射而到達球形罩3250的路徑,第二路徑是從發光器件3211發出的光直接到達球形罩3250的路徑。
在沿著第一路徑傳播的情況下,從發光器件3211輸出的光l1’被上散熱器3220的反射表面3223反射,然后反射光l2’入射到球形罩3250并從球形罩3250的表面擴散。擴散光l3’沿著各個方向發出。在發光器件3211為藍色led并且球形罩3250含有熒光物的情況下,或者在球形罩3250的表面涂覆熒光物的情況下,光擴散度較高,因此擴散光l3’可以在較寬的范圍內擴散。此外,在球形罩3250含有散光物的情況下,或者在球形罩3250的表面涂覆散光物的情況下,可以增加擴散光l3’的擴散范圍。
這里,如上文所述,上散熱器3220呈倒置去頂圓錐形狀,并且球形罩3250的最大直徑大于下散熱器3230的最大直徑。因此,當從發光器件3211輸出的光沿著第一路徑傳播時,從發光器件3211輸出的光可以朝著插座方向發出。也就是說,因為上散熱器3220呈直徑沿著遠離發光器件板3213的方向(沿著與插座方向相反的方向)增加的倒置去頂圓錐形狀并且上散熱器3220的側向圓周表面是光反射表面3223,所以從發光器件3211輸出的光l1’可以被光反射表面3223反射到插座方向而不是水平方向,并且反射光l2’可以進一步從球形罩3250擴散。當光被擴散時,因為球形罩3250的最大直徑大于下散熱器3230的最大直徑,所以下散熱器3230不會阻擋從球形罩3250的表面擴散的擴散光l3’,因此可以在更寬的范圍內使擴散光l3’朝著插座方向而不是水平方向發出。
在沿著第二路徑傳播的情況下,從發光器件3211輸出的光l4’直接入射到球形罩3250而不接觸上散熱器3220,然后從球形罩3250的表面擴散。此外,在這種情況下,擴散光l5’沿著各個方向擴散。這里,在從發光器件3211輸出的光沿著第一路徑傳播的情況下,朝著球形罩3250頂部方向(與插座方向相反)的光的擴散量小于在水平方向上的擴散量。然而,因為從發光器件3211輸出的光沿著第二路徑傳播,所以相對于水平方向,可以充分保證朝著球形罩3250頂部方向的光的擴散量。
如上文所述,在根據本示例性實施例的照明裝置3200中,因為從發光器件3211輸出的光沿著兩條路徑傳播,所以可以實現很寬的光分布角度。具體地說,如圖51所示,照明裝置3200可以實現例如光分布角度在300度的范圍以內并且發光強度差在±10%以內的非常高的光分布特性,因此,照明裝置3200可以具有與白熾燈的性能等同的性能,從而其可以作為白熾燈的替代品。
此外,除了上散熱器的最大直徑與反射器的最大直徑之間的關系以外,其他操作效果與第十一示例性實施例的操作效果相同,所以省略其詳細描述。
至此,已經參考附圖描述了本公開的示例性實施例,但是本公開不限于此。例如,在前述第十一和第十二示例性實施例中,沿著與中心軸c垂直的方向截取的發光器件板3113、第一散熱器3120、第二散熱器3130、反射器3140、球形罩3150和散熱板3170的橫截面呈圓形形狀,但是本公開不限于此。例如,每一個構件的橫截面形狀均可以呈多邊形或橢圓形的形狀。
此外,在前述第十一示例性實施例中只提供一個發光器件組,其中該發光器件組由在發光器件板3113上以環形排列方式布置多個發光器件3111而形成,但是本公開不限于此。例如,可以在發光器件板3113上以同心圓的形狀安裝多個發光器件組。
同時,在上述的根據本公開示例性實施例的照明裝置中,可以使用具有各種結構的led芯片或包括這種led芯片的各種led封裝件。下面,將描述可以有利地用于根據本公開示例性實施例的照明裝置中的各種led芯片和led封裝件。
<led芯片–第一實例>
圖57是示出可以在根據本公開示例性實施例的照明裝置中使用的led芯片的實例的剖視圖。
如圖57所示,led芯片1500可以包括形成在半導體襯底1501上的發光疊層s。發光疊層s包括第一導電型半導體層1504、有源層1505和第二導電型半導體層1506。
在第二導電型半導體層1506上可以形成歐姆接觸層1508,在第一導電型半導體層1504和歐姆接觸層1508的上表面上可以分別形成第一電極1509a和第二電極1509b。
在本公開中,諸如“上部”、“上表面”、“下部”、“下表面”、“側表面”等的術語是基于附圖確定的,并且在實際中,這些術語可以根據裝置的布置方向而改變。
下面,將描述led芯片1500的主要部件。
(襯底1501)
可以根據需要使用絕緣襯底、導電襯底或半導體襯底作為襯底1501。例如,可以使用藍寶石、sic、si、mgal2o4、mgo、lialo2、ligao2或gan作為襯底1501的材料。為了gan材料的外延生長,作為同質襯底的gan襯底是優選的,但是由于制造困難,因此gan襯底的制造成本很高。
主要使用藍寶石襯底、碳化硅襯底等作為異質襯底,在這種情況下,與較昂貴的碳化硅襯底相比,藍寶石襯底比較常用。在使用異質襯底的情況下,由于襯底材料與薄膜材料之間的晶格常數的差異,增加了例如位錯等的缺陷。此外,襯底材料與薄膜材料之間的熱膨脹系數差異可能會由于溫度變化而產生彎曲,這種彎曲會導致薄膜破裂。可以通過在襯底1501與基于gan的發光疊層s之間使用緩沖層1502來減少這種問題。
為了在led結構的生長之前或之后增強led芯片的光特性或電特性,在芯片的制造過程中,襯底1501可以被完全或部分地去除或者圖案化。
例如,可以通過使激光穿過襯底照射到襯底與半導體層之間的界面上的方式分離藍寶石襯底,可以通過例如磨光、蝕刻等方法去除硅襯底或碳化硅襯底。
在去除襯底時可以使用支撐襯底,并且在這種情況下,為了在原始生長襯底的相反側提高led芯片的發光效率,支撐襯底可以通過使用反射金屬來接合或者可以將反射結構插入到接合層中。
襯底圖案化在led結構生長之前或之后在襯底的主表面(一個表面或兩個表面)或側表面上形成凹凸表面或傾斜表面以提高光提取效率。圖案的尺寸可以選擇在5nm至500μm的范圍內。襯底可以具有任何結構,只要襯底具有規則或不規則的圖案以提高光提取效率即可。襯底可以呈各種形狀,例如柱形、尖頂形、半球形等。
藍寶石是具有hexa-rhombor3c對稱性的晶體,藍寶石沿著c-軸和a-軸方向的晶格常數分別為大約
襯底還可以由硅(si)形成。因為硅(si)襯底更適合增加直徑并且價格較低,所以可以用于實現大規模生產。這里,以(111)平面為襯底平面的硅襯底與gan之間的晶格常數之差大約為17%,因而需要抑制由于晶格常數之間的差異而產生的晶體缺陷的技術。此外,硅與gan之間的熱膨脹系數之差大約為56%,因而需要抑制由于熱膨脹系數的差異而產生的晶片彎曲的技術。彎曲的晶片會導致gan薄膜的破裂并且使在相同晶片中增加光的發射波長的散射等的過程難以控制。
硅襯底吸收基于gan的半導體中所產生的光,從而降低發光器件的外部量子產額。因此,根據需要,可以去除襯底,并且可以額外地形成并使用包括反射層的支撐襯底(諸如硅襯底、鍺襯底、sial襯底、陶瓷襯底、金屬襯底或類似的襯底)。
(緩沖層1502)
當在異質襯底(例如,硅襯底)上生長gan薄膜時,可能會由于襯底材料與薄膜材料之間的晶格常數失配而增加位錯密度,并且由于熱膨脹系數之間的差異而產生破裂和彎曲。為了防止發光疊層s的位錯和破裂,可以在襯底1501與發光疊層s之間布置緩沖層1502。在有源層生長時,緩沖層1502可以用于調整襯底的彎曲程度,從而減小晶片的波長色散。
緩沖層1502可以由alxinyga1-x-yn(0≤x≤1,0≤y≤1)制成,具體由gan、aln、algan、ingan或inganaln制成,并且還可以根據需要使用諸如zrb2、hfb2、zrn、hfn、tin等材料。此外,緩沖層可以通過組合多個層或者通過逐漸改變成分而形成。
硅(si)襯底的熱膨脹系數與gan的熱膨脹系數明顯不同。因此,在硅襯底上生長基于gan的薄膜的情況下,當在高溫下生長gan薄膜并且隨后冷卻到室溫時,由于硅襯底與gan薄膜之間的熱膨脹系數的差異而向gan薄膜施加拉伸應力,從而產生了破裂。在這種情況下,為了防止破裂的產生,使用以下方法來補償拉伸應力:生長gan薄膜,使得在gan薄膜生長的同時向gan薄膜施加壓縮應力。
硅(si)與gan之間的晶格常數的差異導致在其中產生缺陷的可能性較高。在使用硅襯底的情況下,可以使用具有復合結構的緩沖層來控制應力,從而抑制彎曲并控制缺陷。
例如,首先,在襯底1501上形成aln層。在這種情況下,可以使用不包含鎵(ga)的材料來防止硅(si)與鎵(ga)之間的反應。除了aln以外,還可以使用例如sic等材料。通過使用鋁(al)源和氮(n)源,在400℃至1300℃范圍的溫度下使aln層生長。根據需要,在多個aln層之間可以插入algan中間層以控制應力。
(發光疊層s)
將詳細描述具有多層結構iii族(groupiii)氮化物半導體的發光疊層s。第一導電型半導體層1504和第二導電型半導體層1506可以分別由n-型摻雜半導體材料和p-型摻雜半導體材料形成。
然而,本公開不限于此,相反,第一導電型半導體層1504和第二導電型半導體層1506可以由p-型摻雜半導體材料和n-型摻雜半導體材料形成。例如,第一導電型半導體層1504和第二導電型半導體層1506可以由iii族氮化物半導體,例如,具有alxinyga1-x-yn(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)成分的材料制成。當然,本公開不限于此,并且第一導電型半導體層1504和第二導電型半導體層1506也可以由例如基于algainp的半導體或基于algaas的半導體等材料制成。
同時,第一導電型半導體層1504和第二導電型半導體層1506可以具有單層結構,或者,作為選擇,第一導電型半導體層1504和第二導電型半導體層1506可以具有多層結構,根據需要,該多層結構包括成分、厚度等不同的多層。例如,第一導電型半導體層1504和第二導電型半導體層1506可以具有用于提高電子和空穴注入效率的載流子注入層,或者可以分別具有不同類型的超晶格結構。
第一導電型半導體層1504還可以包括位于有源層1505附近區域中的電流散布層(未示出)。電流散布層可以具有迭代地層壓了成分不同或雜質含量不同的多層inxalyga(1-x-y)n的結構,或者在電流散布層中可以部分地形成絕緣材料層。
第二導電型半導體層1506還可以包括位于有源層1505附近區域中的電子阻擋層(未示出)。電子阻擋層可以具有層壓了成分不同的多層inxalyga(1-x-y)n的結構,或者可以具有包括alyga(1-y)n的一層或多層。電子阻擋層的帶隙寬于有源層1505的帶隙,從而防止電子遷移至第二導電型(p-型)半導體層1506。
可以通過金屬有機物化學氣相沉積(mocvd)形成發光疊層s。為了制造發光疊層s,向安裝有襯底1501的反應容器供應作為反應氣體的有機金屬復合氣體(例如,三甲基鎵(tmg)、三甲基鋁(tma))和含氮氣體(氨(nh3)等),使襯底保持在900℃至1100℃范圍的高溫下,并且在基于氮化鎵的復合半導體生長時,根據需要供應雜質氣體以將基于氮化鎵的復合半導體層壓為未摻雜n-型或p-型半導體。硅(si)是已知的n-型雜質,p-型雜質包括鋅(zn)、鎘(cd)、鈹(be)、鎂(mg)、鈣(ca)、鋇(ba)等。在這些材料中,通常使用鎂(mg)和鋅(zn)。
此外,布置在第一導電型半導體層1504與第二導電型半導體層1506之間的有源層1505可以具有交替地層疊量子井層和量子勢壘層的多量子井(mqw)結構。例如,在氮化物半導體的情況下,可以使用gan/ingan結構,或者還可以使用單量子井(sqw)結構。
(歐姆接觸層與第一電極1509a和第二電極1590b)
歐姆接觸層1508可以具有較高的雜質濃度,從而具有較低的歐姆接觸電阻以降低元件的操作電壓并增強元件特性。歐姆接觸層1508可以由gan層、ingan層、zno層或石墨烯層形成。第一電極1509a或第二電極1509b可以由例如銀(ag)、鎳(ni)、鋁(al)、銠(rh)、鈀(pd)、銥(ir)、釕(ru)、鎂(mg)、鋅(zn)、鉑(pt)、金(au)等材料制成,并且可以具有包括例如ni/ag、zn/ag、ni/al、zn/al、pd/ag、pd/al、ir/ag、ir/au、pt/ag、pt/al、ni/ag/pt等兩層或更多層結構。
圖57所示的led芯片具有第一電極1509a和第二電極1509b朝向作為光提取表面的相同表面的結構,但是led芯片也可以被實現為具有各種其他結構,例如,第一電極和第二電極朝向光提取表面的相反表面的倒裝芯片結構、第一電極和第二電極形成在彼此相對的表面上的豎直結構、采用在芯片中形成若干通孔的電極結構作為提高電流散布效率和散熱效率結構的豎直-水平結構等。
<led芯片–第二實例>
出于說明的目的,在制造用于高輸出的大型發光器件的情況下,可以提供圖58所示的具有提高電流散布效率和散熱效率的結構的led芯片。
如圖58所示,led芯片1600可以包括順序層疊的第一導電型半導體層1604、有源層1605、第二導電型半導體層1606、第二電極層1607、絕緣層1602、第一電極1608和襯底1601。這里,為了與第一導電型半導體層1604電連接,第一電極層1608包括一個或多個接觸孔h,接觸孔h從第一電極層1608的一個表面延伸到第一導電型半導體層1604的至少一部分區域并且與第二導電型半導體層1606和有源層1605電絕緣。然而,第一電極層1608不是本示例性實施例的必要元件。
接觸孔h從第一電極層1608的界面經過第二電極層1607、第二導電型半導體層1606和第一有源層1605延伸到第一導電型半導體層1604的內部。接觸孔h至少延伸到有源層1605與第一導電型半導體層1604之間的界面,優選延伸到第一導電型半導體層1604的一部分。然而,形成接觸孔h是為了電連接和電流散布,所以當與第一導電型半導體層1604接觸時實現接觸孔h存在的目的。因此,接觸孔h不必延伸到第一導電型半導體層1604的外表面。
考慮到光反射功能和與第二導電型半導體層1606的歐姆接觸功能,形成在第二導電型半導體層1606上的第二電極層1607可以由選自銀(ag)、鎳(ni)、鋁(al)、銠(rh)、鈀(pd)、銥(ir)、釕(ru)、鎂(mg)、鋅(zn)、鉑(pt)、金(au)等的材料制成,并且第二電極層1607可以通過使用濺射、沉積等工藝形成。
接觸孔h的形式可以為穿透第二電極層1607、第二導電型半導體層1606和有源層1605以便與第一導電型半導體層1604連接。接觸孔h可以通過蝕刻工藝(例如,電感耦合等離子體反應離子蝕刻(icp-rie)等)形成。
絕緣層1602被形成為覆蓋接觸孔h的側壁和第二電極層1607的表面。在這種情況下,可以暴露出第一導電型半導體層1604的與接觸孔h的底部表面相對應的至少一部分。絕緣層1602可以通過沉積絕緣材料(例如,sio2、sioxny或sixny)而形成。
第一電極層1608包括通過用導電材料填充接觸孔h而形成的導電通孔。隨后,在第一電極層1608上形成襯底1601。在這種結構中,襯底1601可以通過與第一導電型半導體層1604連接的導電通孔電連接。
襯底1601可以由包括au、ni、al、cu、w、si、se、gaas、sial、ge、sic、aln、al2o3、gan、algan中的任一者的材料制成,并且可以通過例如電鍍、濺射、沉積、接合等工藝形成,但是本發明不限于此。
為了減小接觸電阻,可以適當調整接觸孔h的數量、形狀、間距、與第一導電型半導體層1604和第二導電型半導體層1606接觸的面積等。接觸孔h在行和列上可以排列成不同的形狀以提高電流流動。在這種情況下,導電通孔可以被絕緣層1602包圍以與有源層1605和第二導電型半導體層1606電隔離。
<led芯片-第三實例>
led照明裝置提高了散熱特性,而在整體散熱性能方面,照明裝置優選使用具有低發熱量的led芯片。可以使用具有納米級結構的led芯片(以下稱為“納米級led芯片”)作為滿足這些要求的led芯片。
這種納米級led芯片包括最近研發的芯/殼型納米級led芯片,該芯/殼型納米級led芯片具有低接合密度,從而產生較低程度的熱,并且該芯/殼型納米級led芯片通過利用納米級結構增加發光區域來增加發光效率,并且通過獲得非極性有源層來防止由于偏振而造成的效率降低,從而提高了下降特性(droopcharacteristics)。
圖59是示出可在上述照明裝置中使用的led芯片的另一個實例的剖視圖。
如圖59所示,納米級led芯片1700包括形成在襯底1701上的多個納米級發光結構n。在本實例中示出了納米級發光結構n具有作為棒狀結構的芯-殼結構,但是本示例性實施例不限于此,并且納米級發光結構n可以具有不同的結構,例如金字塔形結構。
納米級led芯片1700包括形成在襯底1701上的底層1702。底層1702是為納米級發光結構提供生長表面的層,并且可以是第一導電型半導體層。可以在底層1702上形成掩模層1703,該掩模層具有用于納米級發光結構n(特別是芯)生長的開口區域。掩模層1703可以由例如sio2或sinx等介電材料形成。
在納米級發光結構n中,通過使用具有開口區域的掩模層1703選擇性地生長第一導電型半導體而形成第一導電型納米芯1704,并且在納米芯1704的表面上形成作為外殼層的有源層1705和第二導電型半導體層1706。因此,納米級發光結構n可以具有芯-殼結構,其中第一導電型半導體為納米芯,而包圍納米芯的有源層1705和第二導電型半導體層1706為外殼層。
根據本實例的納米級led芯片1700包括用于填充納米級發光結構n之間的空間的填充材料1707。填充材料1707可以在結構上使納米級發光結構n穩定。填充材料1707可以由透明材料(例如,sio2等)制成,但是本發明不限于此。歐姆接觸層1708可以形成在納米級發光結構n上并且與第二導電型半導體層1706連接。納米級led芯片1700包括第一電極1709a和第二電極1709b,第一電極1709a和第二電極1709b分別與由第一導電型半導體形成的底層1702和歐姆接觸層1708連接。
通過形成納米級發光結構n使得它們具有不同的直徑、成分和摻雜濃度,可以從單個裝置發出具有兩個或更多不同波長的光。通過適當調整具有不同波長的光,可以在單個裝置中在不使用熒光物的情況下實現白光,并且可以通過將不同led芯片與前述裝置結合或者結合波長轉換材料(例如,熒光物)來實現具有不同期望顏色的光或具有不同色溫的白光。
<led芯片–第四實例>
圖60示出在安裝板1820上安裝有led芯片1810的半導體發光器件1800,該半導體發光器件作為可在上述照明裝置中使用的光源。
圖60所示的半導體發光器件1800包括安裝在安裝板1820上的led芯片1810。led芯片1810表現為與上述實例的led芯片不同的led芯片。
led芯片1810包括布置在襯底1801的一個表面上的發光疊層s以及基于發光疊層s布置在襯底1801相對側的第一電極1808a和第二電極1808b。此外,led芯片1810包括覆蓋第一電極1808a和第二電極1808b的絕緣部件1803。
第一電極1808a和第二電極1808b可以包括通過電連接部件1809a和1809b與之連接的第一電極極板1819a和第二電極極板1819b。
發光疊層s可以包括順序地布置在襯底1801上的第一導電型半導體層1804、有源層1805和第二導電型半導體層1806。第一電極1808a可以用作穿過第二導電型半導體層1806和有源層1805與第一導電型半導體層1804連接的導電通孔。第二電極1808b可以與第二導電型半導體層1806連接。
絕緣部件1803可以具有暴露出第一電極1808a和第二電極1808b的至少一部分的開口區域,并且第一電極極板1819a和第二電極極板1819b可以與第一電極1808a和第二電極1808b連接。
第一電極1809a和第二電極1809b可以具有多層結構,在多層結構中,形成由分別相對于第一導電型半導體層1804和第二導電型半導體層1806具有歐姆特性的導電材料制成的一層或多層。例如,第一電極1809a和第二電極1809b可以通過沉積或濺射銀(ag)、鋁(al)、鎳(ni)、鉻(cr)、透明導電氧化物(tco)等中的一者或多者而形成。第一電極1809a和第二電極1809b可以布置在相同的方向上,并且可以在下文所述的引線框架上安裝成所謂的倒裝芯片。在這種情況下,第一電極1809a和第二電極1809b可以布置成朝向相同的方向。
具體地說,第一電連接單元1809a可以由具有導電通孔的第一電極1808a形成,在發光疊層s內,導電通孔穿過第二導電型半導體層1804和有源層1805與第一導電型半導體層1804連接。
為了減小接觸電阻,可以適當調整導電通孔和第一電連接單元1809a的數量、形狀、間距、與第一導電型半導體層1804接觸的面積等,并且導電通孔和第一電連接單元1809a在行和列上可以進行排列以提高電流流動。
另一個電極結構可以包括直接形成在第二導電型半導體層1806上的第二電極1808b和形成在第二電極1808b上的第二電連接單元1809b。除了具有與第二導電型半導體層1806形成電歐姆連接的功能以外,第二電極1808b可以由反光材料制成,因此,如圖60所示,在led芯片1810被安裝成所謂的倒裝芯片結構的情況下,從有源層1805發出的光可以有效地沿著襯底1801的方向發出。當然,根據主發光方向,第二電極1808b可以由透光的導電材料(例如,透明導電氧化物)形成。
上述的兩個電極結構可以通過絕緣單元1803電分離。絕緣單元1803可以由任何材料制成,只要該材料具有電絕緣性即可。也就是說,絕緣單元1803可以由具有電絕緣性的材料制成,這里,優選使用吸光度低的材料。例如,可以使用氧化硅或氮化硅(例如,sio2、sioxny、sixny等)。如果需要,可以在透光材料中散布反光填充物以形成反光結構。
第一電極極板1819a和第二電極極板1819b可以分別與第一電連接單元1809a和第二電連接單元1809b連接以用作led芯片1810的外部端子。例如,第一電極極板1819a和第二電極極板1819b可以由金(au)、銀(ag)、鋁(al)、鈦(ti)、鎢(w)、銅(cu)、錫(sn)、鎳(ni)、鉑(pt)、鉻(cr)、nisn、tiw、ausn或它們的共晶金屬制成。在這種情況下,當led芯片1810安裝在安裝板1820上時,第一電極極板1819a與第二電極極板1819b可以通過共晶金屬接合,所以可以不使用倒裝芯片接合通常需要的焊料凸點。與使用焊料凸點的情況相比,使用共晶金屬的安裝方法有利地獲得了較好的散熱效果。在這種情況下,為了獲得優秀的散熱效果,第一電極極板1819a和第二電極極板1819b可以被形成為占據較大的面積。
除非另有說明,可以參考上面結合圖57描述的內容來理解襯底1801和發光疊層s。此外,雖然沒有示出,但是可以在發光疊層s與襯底1801之間形成緩沖層(未示出)。緩沖層可以用作由氮化物等形成的未摻雜半導體層,以便減輕在其上生長的發光結構的晶格缺陷。
襯底1801可以具有彼此相對的第一主表面和第二主表面,并且在第一主表面和第二主表面中的至少一者上可以形成不均勻結構(即,凹部和突部)。形成在襯底1801的一個表面上的不均勻結構可以通過對襯底1801的一部分進行蝕刻而形成從而由與襯底材料相同的材料制成。作為選擇,不均勻結構可以由與襯底1801的材料不同的異質材料制成。
在示例性實施例中,因為不均勻結構形成在襯底1801與第一導電型半導體層1804之間的界面上,所以從有源層1805發出的光的路徑可以具有多樣性,因此可以降低在半導體層內吸收的光的光吸收率并且可以增加光擴散率,從而提高光提取效率。
具體地說,不均勻結構可以呈規則或不規則形狀。用于形成不均勻結構的異質材料可以是透明導體、透明絕緣體或具有優秀反射率的材料。這里,可以使用諸如sio2、sinx、al2o3、hfo、tio2或zro等材料作為透明絕緣體。可以使用諸如zno等透明導電氧化物(tco)、含有添加劑(例如,mg、ag、zn、sc、hf、zr、te、se、ta、w、nb、cu、si、ni、co、mo、cr、sn)的氧化銦等作為透明導體。可以使用銀(ag)、鋁(al)或包括折射率不同的多個層的分布式bragg反射器(dbr)作為反射材料。然而,本發明不限于此。
襯底1801可以從第一導電型半導體層1804中去除。可以使用利用激光的激光剝離(llo)工藝、蝕刻工藝或磨光工藝來去除襯底1801。此外,在去除襯底1801之后,可以在第一導電型半導體層1804的表面上形成凹部和突部。
如圖60所示,led芯片1810安裝在安裝襯底1820上。安裝板1820包括:形成在板主體1811的上表面和下表面的上電極層1812b和下電極層1812a;以及穿透板主體1811以使上電極層1812b和下電極層1812a連接的通孔1813。板主體1811可以由樹脂、陶瓷或金屬制成,并且上電極層1812b或下電極層1812a可以是由金(au)、銅(cu)、銀(ag)或鋁(al)形成的金屬層。
當然,上面安裝有前述led芯片1810的板不限于圖60所示的安裝板1820的構造,并且可以使用具有用于驅動led芯片1801的配線結構的任何板。例如,板可以提供為led芯片1810安裝在具有一對引線框架的封裝體中的封裝結構。
<led的其他實例>
同時,除了上述led芯片的結構以外,還可以使用具有不同結構的led芯片。例如,還可以有利地使用以下led芯片:在led芯片的金屬-電介質邊界中形成表面等離子體激元(spp)以便與量子井激子相互作用,從而獲得明顯提高的光提取效率。
[led封裝件]
各種led芯片可以作為裸芯片安裝在電路板上并且用于前述照明裝置,此外,led芯片可以安裝在具有一對電極結構的封裝體上以用作各種封裝結構。
具有led芯片的封裝件可以具有增強散熱結構的各種光學結構,從而提高了led芯片的散熱特性和光學特性,并且提供了易于與外部電路連接的外部端子結構。
例如,各種光學結構可以具有用于將led芯片發出的光轉換成不同波長的光的波長轉換單元或者用于提高光分布特性的透鏡結構。
<led封裝件–芯片級封裝件(csp)>
具有csp結構的led芯片封裝件可以用作在前述照明裝置中的led封裝件的實例。
減小led芯片封裝件的尺寸并且簡化制造過程的csp適合大規模生產,并且因為波長轉換材料(例如,熒光物)和光學結構(例如,透鏡)可以通過csp與led芯片制成一體,所以csp能夠適用于照明裝置中。
圖61示出了csp的實例,即電極形成在led1910的與主光提取表面相對的下表面上并且熒光物層1907和透鏡1920形成一體的封裝結構。
圖61所示的csp1900包括布置在板1911上的發光疊層s、第一端子單元ta和第二端子單元tb、熒光物層1907和透鏡1920。
發光疊層s是包括第一導電型半導體層1904和第二導電型半導體層1906以及布置在第一導電型半導體層1904與第二導電型半導體層1906之間的有源層1905的疊層結構。在本實施例中,第一導電型半導體層1904和第二導電型半導體層1906可以分別是n-型半導體層和p-型半導體層,并且可以由例如alxinyga1-x-yn(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的氮化物半導體制成。然而,除了氮化物半導體以外,也可以使用基于gaas的半導體或基于gap的半導體。
形成在第一導電型半導體層1904與第二導電型半導體層1906之間的有源層1905可以根據電子-空穴復合而發出具有預定能級的光,并且可以具有交替地層疊了量子井層和量子勢壘層的多量子井(mqw)結構。在mqw結構的情況下,例如,可以使用ingan/gan或algan/gan結構。
同時,可以通過使用例如金屬有機物化學氣相沉積(mocvd)、分子束外延(mbe)、氫化物氣相外延(hvpe)等半導體生長工藝來形成第一導電型半導體層1904、第二導電型半導體層1906和有源層1905。
圖61所示的led1910處于去除了生長襯底的狀態,并且可以在去除了生長襯底的表面上形成凹部和突部(或不均勻表面)p。此外,熒光物層1907可以施加在不均勻表面上作為光轉換層。
與圖60所示的led芯片類似,led1910包括分別與第一導電型半導體層1904和第二導電型半導體層1906連接的第一電極1909a和第二電極1909b。第一電極1909a可以具有通過第二導電型半導體層1906和有源層1905與第一導電型半導體層1904連接的導電通孔1908。在導電通孔1908中的有源層1905與第二導電型半導體層1906之間形成絕緣層1903以防止發生短路。
圖中示出了一個導電通孔1908,但是可以提供兩個或更多個導電通孔1908以有利于使電流散布,并且兩個或更多個導電通孔1908可以排列成各種形狀。
在本實施例中使用的安裝板1911被示出為易于應用半導體工藝的支撐襯底(例如,硅襯底),但是本發明不限于此。安裝板1911和led1910可以通過第一接合層1902和第二接合層1912來接合。第一接合層1902和第二接合層1912可以由電絕緣材料或導電材料制成。例如,電絕緣材料可以包括氧化物(例如,sio2、sin等)和樹脂材料(例如,硅樹脂、環氧樹脂等)。導電材料可以包括銀(ag)、鋁(al)、鈦(ti)、鎢(w)、銅(cu)、錫(sn)、鎳(ni)、鉑(pt)、鉻(cr)、nisn、tiw、ausn或者它們的共晶金屬合金。可以進行該過程使第一接合層1902和第二接合層1912分別應用在led1910和安裝板1911的接合表面上,然后使其接合。
從安裝板1911的下表面形成通孔,以便與結合的led1910的第一電極1909a和第二電極1909b連接。可以在通孔的側面和安裝板1911的下表面上形成絕緣體1913。在安裝板1911是硅襯底的情況下,絕緣體1913可以為通過熱氧化提供的氧化硅膜。用導電材料填充通孔,從而形成與第一電極1909a和第二電極1909b連接的第一端子單元ta和第二端子單元tb。第一端子單元ta和第二端子單元tb可以包括晶種層1918a和1918b以及通過使用晶種層1918a和1918b的電鍍工藝而形成的電鍍帶電單元1919a和1919b。
<熒光物>
[顯色性的改進]
照明裝置可以被實現為具有高顯色指數以提供接近自然光的照明光。為了增強顯色性,可以同時使用紅色、綠色和藍色的led芯片或封裝件,并且可以通過將紅色和綠色的熒光物與藍色led芯片或封裝件結合,或者將紅色或綠色的熒光物與藍色和綠色的led芯片或藍色和紅色的led芯片結合,來提供白色光源。另外,可以通過使用黃色和/或黃綠色熒光物或芯片來進一步增強顯色性。從以下群組中選擇至少一者作為附加熒光物:lu3al5o12:ce3+、ca-α-sialon:eu2+、la3si6n11:ce3+、(ca、sr)alsin3:eu2+、y3al5o12:ce3+、lialo2:fe3+以及(ba、sr、mg)3si2o7:pb2+。
[熒光物的施加技術]
熒光物可以直接施加在led芯片上或者可以提供在封裝件的光提取路徑中。例如,熒光物可以施加在led芯片的上表面或上表面以及側表面上,可以提供為杯狀封裝結構中的層結構,或者可以與包裝樹脂(packingresin)混合以進行涂布。熒光物的施加類型可以分為:熒光物與led芯片接觸的類型,以及熒光物布置成與led芯片分開的類型。
可以使用以下方法中的至少一種分配方法作為熒光物的施加方法,所述以下方法包括:用于進行少量控制的氣動分配方法、機械分配方法和噴射分配方法。作為選擇,可以使用例如絲網印刷、濺射方法等可以綜合地施加于大量產品的工藝。此外,可以使用電泳或保形涂覆工藝來局部涂覆特殊區域(例如,led芯片的上表面)。
作為另一種熒光物施加方法,可以單獨制造陶瓷熒光物膜或含有熒光物的樹脂膜并將其與led芯片或led封裝件接合。
根據用途,使用上述led的照明裝置可以分為室內照明裝置或室外照明裝置。室內led照明裝置可以包括燈、熒光燈(led-管)或代替現有照明器材的平板型照明裝置(改裝),室外led照明裝置可以包括街燈、安全燈、探照燈、現場燈、交通燈等。
led芯片、封裝器件或者包括led芯片或led封裝件的板模塊結構需要具有良好的散熱效果并且具有接近日光的顯色性。
此外,應當根據使用空間進行光學設計和照明控制,并且成本方面的優點可以作為良好照明產品的必要條件。可以應用采用低價硅襯底的芯片結構(si襯底上的gan)或芯片級封裝(csp)結構。
首先,在散熱方面優選使用不發熱或發熱盡可能小的led芯片,最近研發的芯/殼型納米級led結構的優點在于:在led結構內的組合密度如此低以至于其產生較少的熱量。
此外,因為具有電氣或熱穩定結構的倒裝芯片或豎直結構或豎直-水平結構可以通過在led芯片內形成若干通孔而增強散熱效果,所以led芯片會適合作為照明led芯片。為了增強顯色性,可以使用紅色、綠色、藍色的led芯片或led封裝件。此外,可以通過將紅色和綠色的熒光物與藍色led芯片或led封裝件結合,或者通過將紅色或綠色的熒光物與藍色和綠色或藍色和紅色的led芯片結合,來制成白色發光器件。另外,可以通過使用黃色和/或黃綠色熒光物或芯片來增強顯色性。
可以根據產品類型、位置和用途而在其光學設計方面改變使用上述led的照明裝置。例如,關于前述的情感化照明,除了控制照明的顏色、溫度、亮度和色度的技術以外,還可以提供通過使用便攜設備(例如,智能手機)的無線(遠程)控制技術來控制照明的技術。
另外,還可以利用可見光無線通信技術,該技術旨在實現led光源的獨特目的和通過將通信功能加入到led照明裝置和顯示裝置中而作為通信單元的用途。這是因為,與現有光源相比,led光源具有較長的壽命和優秀的功率效率,實現不同的顏色,支持數字通信的高速切換并且可以用于數字控制。
可見光無線通信技術是一種利用具有人眼可識別的可見光波長帶的光來以無線方式傳送信息的無線通信技術。可見光無線通信技術與有線光學通信技術的區別在于,可見光無線通信技術使用具有可見光波長帶的光以及通信環境基于無線環境。
此外,與rf無線通信不同的是,可見光無線通信技術具有優秀的便利性和物理安全屬性,因為它可以自由地使用,而沒有頻率使用方面的管制或許可,可見光無線通信技術是可分辨的,因為使用者可以在肉體上檢查通信鏈接,并且最重要的是,可見光無線通信技術具有作為同時獲得作為光源的獨特目的和通信功能的融合技術的特色。
此外,使用led的照明裝置還可以用作車輛的內部或外部光源。作為內部光源,led照明裝置可以用作車輛的室內燈、閱讀燈或各種儀表盤光源。作為外部光源,led照明裝置可以用作例如前車燈、剎車燈、轉向信號燈、霧燈、行駛燈等。使用在特殊波長帶內的光的led照射可以促進植物生長,并且使用情感化照明可以穩定人的心情或治療疾病。另外,led照明裝置還可以用作在機器人或各種機械設備中使用的光源。
雖然在上文示出并描述了各示例性實施例,但是本公開不限于此。
本領域技術人員應當清楚,在不脫離所附權利要求限定的本公開的精神和范圍的情況下可以進行各種修改和變化。