專(zhuān)利名稱(chēng)：Led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及發(fā)光器件，更特別地，涉及更有效的發(fā)光二極管(LED)照明器件。
背景技術(shù)：
LED器件是當(dāng)施加電壓時(shí)發(fā)光的半導(dǎo)體光子器件。由于諸如小器件尺寸、長(zhǎng)壽命、有效能量消耗、以及良好耐久性和可靠性的有利特征，LED器件日益普及。近年來(lái)，在多種應(yīng)用中采用LED器件，包括指示器、光傳感器、交通燈、寬帶數(shù)據(jù)傳輸、以及照明器件。例如，通常在所提供的照明器件中使用LED器件，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)白熾燈管，諸如典型燈中使用的那些。這些照明器件要求相對(duì)寬范圍的光分布，類(lèi)似于由傳統(tǒng)白熾燈管提供的光分布。然而，因?yàn)閺腖ED器件發(fā)射的光通常以相對(duì)小的角度分布，其提供光的窄角度并且與日光照明或一些類(lèi)型的白熾照明器件不同，所以傳統(tǒng)LED器件在這方面可能具有一些限制。同樣地，傳統(tǒng)LED照明器件可能不能提供對(duì)白熾照明器件的真正代替。從而，雖然傳統(tǒng)LED照明器件通常足夠用于它們期望的目的，但是它們不能在每個(gè)方面都完全滿(mǎn)足。期望提供一種類(lèi)似于白熾燈泡的在相對(duì)大角度內(nèi)分布光的LED照明器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的更廣泛形式之一涉及一種裝置。該裝置包括:蓋狀件，其中容納光子器件，蓋狀件包括:涂布有反射材料的第一段；連接至第一段的第二段，第二段沒(méi)有反射涂層；其中，第一段設(shè)置為比第二段更遠(yuǎn)離光子器件。在一些實(shí)施例中，該蓋狀件還包括:透明的第三段，并且其中，第二段設(shè)置在第一段和第三段之間。在一些實(shí)施例中，第二段具有紋理表面。在一些實(shí)施例中，紋理表面包括以下之一:粗糙表面和包含多個(gè)圖案的表面。在一些實(shí)施例中，紋理表面具有梯度紋理輪廓，使得更接近蓋狀件的第一段的表面的一部分比更遠(yuǎn)離蓋狀件的第一段的表面的一部分紋理更多。在一些實(shí)施例中，第一段比第二段更寬。在一些實(shí)施例中，蓋狀件的第一段包括側(cè)面和端面；蓋狀件的第二段連接至第一段的側(cè)面；并且光子器件用于朝向端面投射(project)輻射。在一些實(shí)施例中，側(cè)部具有傾斜表面；并且端部具有以下之一:彎曲表面和基本平坦表面。在一些實(shí)施例中，該裝置還包括:散熱器，并且其中，第二段包括:連接至蓋狀件的第一段的第一開(kāi)口 ；以及連接至散熱器的第二開(kāi)口。在一些實(shí)施例中，連接至第二開(kāi)口的散熱器的一部分與第二開(kāi)口所在的平面形成銳角；并且該銳角約為或大于60度。本發(fā)明的更廣泛形式之一涉及照明器件。該照明器件包括:蓋狀件結(jié)構(gòu)，部分涂布有反射材料；一個(gè)或多個(gè)發(fā)光器件，設(shè)置在蓋狀件結(jié)構(gòu)內(nèi)；以及散熱結(jié)構(gòu)，在第一方向上連接至蓋狀件結(jié)構(gòu)；其中:散熱結(jié)構(gòu)和蓋狀件結(jié)構(gòu)之間的界面在基本垂直于第一方向的第二方向上延伸；并且散熱結(jié)構(gòu)的一部分以一角度與該界面相交，其中，該角度在約60度至約90度的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，散熱結(jié)構(gòu)在第二方向上突出。在一些實(shí)施例中，該蓋狀件結(jié)構(gòu)包括:第一子結(jié)構(gòu)，涂布有反射材料；以及第二子結(jié)構(gòu)，不反射并且至少部分有紋理。在一些實(shí)施例中，第二子結(jié)構(gòu)位于第一子結(jié)構(gòu)和第二子結(jié)構(gòu)之間的界面上處于最寬的位置上。在一些實(shí)施例中，第一子結(jié)構(gòu)包括基本平坦或彎曲的端面。在一些實(shí)施例中，第二子結(jié)構(gòu)包括透明的無(wú)紋理表面和不如無(wú)紋理表面透明的紋理表面；紋理表面具有不均勻紋理密度分布；并且紋理表面比無(wú)紋理表面更接近蓋狀件結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的更廣泛形式之一涉及燈。燈包括:蓋狀件，包括:反射的端部和不反射的側(cè)部，其中，側(cè)部的至少一個(gè)環(huán)形區(qū)域有紋理，并且其中，端部比側(cè)部更寬；位于蓋狀件中的發(fā)光封裝；以及連接至蓋狀件的向外突出的散熱器，其中，在連接至蓋狀件的散熱器的一部分和從蓋狀件的邊緣形成的平面之間形成大于60度的銳角。在一些實(shí)施例中，蓋狀件的側(cè)部包括無(wú)紋理并且透明的附加環(huán)形區(qū)域。在一些實(shí)施例中，側(cè)部的有紋理段(textured segment)具有為到蓋狀件的端部的距離的函數(shù)的紋理密度。在一些實(shí)施例中，蓋狀件的側(cè)部具有楔形輪廓；并且端部至少與側(cè)部一樣寬。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種裝置，包括:蓋狀件，所述蓋狀件中容納有光子器件，所述蓋狀件包括:第一段，涂布有反射材料；以及第二段，連接至所述第一段，所述第二段沒(méi)有反射涂層；其中，所述第一段設(shè)置為比所述第二段離所述光子器件更遠(yuǎn)。在該裝置中，所述蓋狀件還包括:第三段，所述第三段是透明的，并且其中，所述第二段設(shè)置在所述第一段和所述第三段之間。在該裝置中，所述第二段具有紋理表面。在該裝置中，所述紋理表面包括粗糙表面和包含多個(gè)圖案的表面之一。在該裝置中，所述紋理表面具有梯度紋理輪廓，使得所述表面更接近所述蓋狀件的第一段的部分比所述表面更遠(yuǎn)離所述蓋狀件的所述第一段的部分具有更多紋理。在該裝置中，所述第一段比所述第二段更寬。在該裝置中，所述蓋狀件的所述第一段包括側(cè)面和端面；所述蓋狀件的所述第二段連接至所述第一段的所述側(cè)面；并且所述光子器件用于朝向所述端面投射輻射。在該裝置中，所述側(cè)部具有傾斜表面；并且所述端部具有彎曲表面和基本平坦表面之一。在該裝置中，所述裝置還包括:散熱器，并且其中，所述第二段包括:第一開(kāi)口，連接至所述蓋狀件的所述第一段；以及第二開(kāi)口，連接至所述散熱器。在該裝置中，所述散熱器的連接至所述第二開(kāi)口的部分與所述第二開(kāi)口所在的平面形成銳角；并且所述銳角約為或大于60度。在該裝置中，所述蓋狀件的所述第一段包括:多個(gè)涂布區(qū)域，所述多個(gè)涂覆區(qū)域所具有的所述反射材料的涂布濃度等級(jí)不同。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種照明器件，包括:蓋狀件結(jié)構(gòu)，部分涂布有反射材料；一個(gè)或多個(gè)發(fā)光器件，設(shè)置在所述蓋狀件結(jié)構(gòu)內(nèi)；以及散熱結(jié)構(gòu)，在第一方向上連接至所述蓋狀件結(jié)構(gòu)；其中:所述散熱結(jié)構(gòu)和所述蓋狀件結(jié)構(gòu)之間的界面在基本垂直于所述第一方向的第二方向上延伸；并且所述散熱結(jié)構(gòu)的一部分以從約60度到約90度的范圍內(nèi)的角度與所述界面相交。在該照明器件中，所述散熱結(jié)構(gòu)在所述第二方向上突出。在該照明器件中，所述蓋狀件結(jié)構(gòu)包括:第一子結(jié)構(gòu)，涂布有所述反射材料；以及第二子結(jié)構(gòu)，所述第二子結(jié)構(gòu)是不反射的并且至少部分有紋理。在該照明器件中，所述第二子結(jié)構(gòu)位于所述第一子結(jié)構(gòu)和所述第二子結(jié)構(gòu)之間的界面上的最寬的位置上。在該照明器件中，所述第一子結(jié)構(gòu)包括基本平坦或彎曲的端面。在該照明器件中，所述第二子結(jié)構(gòu)包括透明的無(wú)紋理表面和不如所述無(wú)紋理表面透明的紋理表面；所述紋理表面具有不均勻紋理密度分布；并且所述紋理表面比所述無(wú)紋理表面離所述蓋狀件結(jié)構(gòu)更近。在該照明器件中，所述蓋狀件結(jié)構(gòu)包括多個(gè)涂布段，并且其中，每個(gè)涂布段均具有相應(yīng)的所述反射材料的濃度等級(jí)，其中，每個(gè)涂布段的所述反射材料的所述濃度等級(jí)與至少一個(gè)其他涂布段的所述濃度等級(jí)不同。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種燈，包括:蓋狀件，包括:反射的端部和不反射的側(cè)部，其中，所述側(cè)部的至少一個(gè)環(huán)形區(qū)域有紋理，并且其中，所述端部比所述側(cè)部更寬；發(fā)光封裝件，位于所述蓋狀件內(nèi)；以及散熱器，所述散熱器向外突出，連接至所述蓋狀件，其中，在所述散熱器連接至所述蓋狀件的部分和由所述蓋狀件的邊緣形成的平面之間形成大于60度的銳角。在該燈中，所述蓋狀件的側(cè)部包括無(wú)紋理并且透明的附加環(huán)形區(qū)域。在該燈中，所述側(cè)部的有紋理部分的紋理密度為到所述蓋狀件的所述端部的距離的函數(shù)。在該燈中，所述蓋狀件的所述側(cè)部具有楔形輪廓；并且所述端部至少與所述側(cè)部
一樣寬。在該燈中，所述端部包括多個(gè)區(qū)域，每個(gè)所述區(qū)域均具有不同的反射度(degreeof reflectivity)。


根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述可以最好地理解本發(fā)明。需要強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種不同部件沒(méi)有按比例繪制，并且只是用于圖示的目的。實(shí)際上，為了使論述清晰，可以任意增加或減小各種部件的數(shù)量和尺寸。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例構(gòu)建的照明器件的橫截面框圖。圖2和圖3是結(jié)合在圖1的照明器件中并且根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例構(gòu)建的發(fā)光二極管(LED)器件的俯視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例構(gòu)建的圖1的照明器件的散熱器的俯視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例構(gòu)建的LED照明器件的橫截面圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例構(gòu)建的LED照明器件的一部分的擴(kuò)散器蓋狀件的橫截面圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例構(gòu)建的LED照明器件的一部分的擴(kuò)散器蓋狀件的橫截面圖。圖8是連接至根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例構(gòu)建的散熱結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散器蓋狀件的橫截面圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面的包括圖1和圖2的光子照明裝置的照明模塊的示意圖。
具體實(shí)施例方式應(yīng)該明白，以下發(fā)明提供用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征的多個(gè)不同實(shí)施例或?qū)嵗?。以下描述組件和布置的特定實(shí)例，以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例并且不用于限制本發(fā)明。而且，以下說(shuō)明中的第一部件在第二部件之上或上形成可以包括第一和第二部件直接接觸形成的實(shí)施例，并且還可以包括可以形成插入第一和第二部件的附加部件，使得第一和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。為了簡(jiǎn)單和清楚起見(jiàn)，多種特征可以按不同比例任意繪制。當(dāng)接通時(shí)，發(fā)光二極管(LED)器件可以發(fā)射諸如在可視光譜中的不同顏色的光的輻射、以及具有紫外線或紅外線波長(zhǎng)的輻射。與傳統(tǒng)光源(例如，白熾燈泡)相比，LED器件提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，諸如，尺寸較小、能量消耗較低、壽命較長(zhǎng)、可用顏色種類(lèi)豐富、以及耐用性和可靠性較好。這些優(yōu)點(diǎn)以及使LED器件更便宜和更穩(wěn)健(robust)的LED制造技術(shù)的進(jìn)步近年來(lái)使得LED器件日漸普及。一些基于LED的應(yīng)用方式包括LED照明器件，例如，LED燈。這些LED照明器件能夠在很多方面代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明器件(諸如，白熾燈泡)。然而，傳統(tǒng)LED照明器件可能存在涉及不均勻光分布密度(或發(fā)光強(qiáng)度或流明密度)的缺陷。例如，與沿其投射光的前向相比，傳統(tǒng)LED照明器件在向后方向上具有較弱光強(qiáng)度。這些特征使傳統(tǒng)LED照明器件更難符合白熾照明器件的光分布圖案，并且同樣被認(rèn)為是傳統(tǒng)LED照明器件的不期望特征。根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面，以下描述一種改進(jìn)的LED照明器件，其基本克服了與傳統(tǒng)LED照明器件相關(guān)的不均勻光分布問(wèn)題。更詳細(xì)地，圖1是根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的照明器件100的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。圖2和圖3是根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的結(jié)合在照明器件100中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)器件的示意性俯視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的照明器件100的散熱結(jié)構(gòu)的示意性俯視圖。關(guān)于圖1至圖4，共同描述照明器件100及其制造方法。注意，圖1至圖4被簡(jiǎn)化，以集中于本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思。照明器件100可以包括作為發(fā)光源的一個(gè)LED器件105 (例如，如圖2中所示的)或多個(gè)LED器件105 (例如，如圖3中所示的)。LED器件還可以稱(chēng)為L(zhǎng)ED芯片或LED管芯。當(dāng)照明器件100包括多個(gè)LED芯片時(shí)，多個(gè)LED芯片以用于期望照明效果的陣列配置。例如，配置多個(gè)LED芯片，使得來(lái)自各個(gè)LED芯片的共同照明有助于大角度發(fā)射的光，具有增強(qiáng)的照明均勻性。在另一實(shí)例中，多個(gè)LED芯片中的每個(gè)被設(shè)計(jì)成提供不同波長(zhǎng)或光譜的可見(jiàn)光，諸如，用于藍(lán)色的LED芯片的第一子集、以及用于紅色的LED芯片的第二子集。在一些情況下，根據(jù)特定應(yīng)用方式，多種LED芯片共同提供白色照明或其他照明效果。在多種實(shí)施例中，每個(gè)LED芯片都還可以包括一個(gè)LED或多個(gè)LED。作為一個(gè)實(shí)例，當(dāng)LED芯片包括多個(gè)LED時(shí)，那些器件串聯(lián)電連接用于高電壓操作，或者與多組串聯(lián)二極管進(jìn)一步并聯(lián)電連接，以提供冗余度和器件穩(wěn)健性。現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述每個(gè)LED器件105的器件組成。LED器件105包括相反摻雜的半導(dǎo)體層。在一些實(shí)施例中，每個(gè)相反摻雜的半導(dǎo)體層都包含“II1-V”族(或組)化合物。更詳細(xì)地，II1-V族化合物包含來(lái)自元素周期表的“III”族的元素、以及來(lái)自元素周期表的“V”族的另一元素。例如，III族元素可以包括硼、鋁、鎵、銦、以及鈦，并且V族元素可以包括鎳、磷、砷、鋪、以及秘。在一些實(shí)施例中，相反摻雜的半導(dǎo)體層分別包括P-摻雜的氮化鎵(GaN)材料和η-摻雜的氮化鎵材料。ρ_型摻雜物可以包括鎂(Mg)，并且η-型摻雜物可以包括碳(C)或硅(Si)。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，每個(gè)LED器件105還包括設(shè)置在相反摻雜的層之間的多量子阱(MQff)層。MQW層包括有源材料的交替(或周期)子層，諸如氮化鎵和氮化鎵銦(InGaN)。例如，MQW層可以包括多個(gè)氮化鎵子層和多個(gè)氮化鎵銦子層，其中，氮化鎵子層和氮化鎵銦子層以交替或周期方式形成。在一個(gè)實(shí)施例中，MQW層包括十個(gè)氮化鎵的子層和十個(gè)氮化鎵銦的子層，其中，在氮化鎵子層上形成氮化鎵銦子層，并且在氮化鎵銦子層上形成另一氮化鎵子層，等等。MQW層內(nèi)的每個(gè)子層都與其相鄰子層相反地?fù)诫s。即，MQW層內(nèi)的多種子層以交替的P-η方式摻雜。發(fā)光效率取決于交替層的層數(shù)及其厚度。所有摻雜層和MQW層均可以通過(guò)本領(lǐng)域中已知的外延生長(zhǎng)處理形成。在完成外延生長(zhǎng)處理之后，可以通過(guò)在摻雜層之間沉積MQW層，產(chǎn)生LED器件。當(dāng)將電壓(或電荷)施加至LED器件105的摻雜層時(shí)，MQW層發(fā)光。由MQW層發(fā)出的光的顏色對(duì)應(yīng)于輻射的波長(zhǎng)。輻射可以是可見(jiàn)的，諸如，藍(lán)光、或者是不可見(jiàn)的，諸如，紫外線(UV)光?？梢酝ㄟ^(guò)改變構(gòu)成MQff層的材料的化合物和結(jié)構(gòu)調(diào)整光的波長(zhǎng)(從而調(diào)整光的顏色)。在一些實(shí)施例中，LED器件105包含熒光粉，以將所發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為不同波長(zhǎng)的光。實(shí)施例的范圍不限于任何特定類(lèi)型的LED，也不限于任何特定顏色方案。在一些實(shí)施例中，在發(fā)光二極管周?chē)O(shè)置一種或多種類(lèi)型的熒光粉，用于轉(zhuǎn)換和改變發(fā)射的光的波長(zhǎng)，諸如，從紫外光(UV)到藍(lán)色，或從藍(lán)色到黃色。熒光粉通常為粉末并且承載在諸如環(huán)氧樹(shù)脂或硅樹(shù)脂(還稱(chēng)為熒光粉凝膠)的其他材料中。熒光粉凝膠通過(guò)合適技術(shù)被應(yīng)用或鑄模(mold)至LED器件106，并且可以進(jìn)一步形成合適形狀和尺寸。LED器件105還可以包含用于分別建立到其n_型和p-型層的電連接的電極。每個(gè)LED器件都可以接合至電路板110，其可以被認(rèn)為是載體襯底的一部分。可以使用引線互連，將LED器件105的電極連接至電路板上的電端子。LED器件105可以通過(guò)諸如銀膏、焊料、或金屬接合的多種導(dǎo)電材料接合至電路板110。在其他實(shí)施例中，可以使用諸如硅通孔(TSV)和/或金屬跡線的其他技術(shù)將LED器件105連接至電路板110。如果使用多個(gè)LED器件105，則那些LED器件可以共享一個(gè)電路板110。在特定實(shí)施例中，電路板110是有效地分布和消散熱的熱擴(kuò)散電路。在一個(gè)實(shí)例中，利用金屬芯印刷電路板(MCPCB)。MCPCB可以符合許多設(shè)計(jì)。典型MCPCB包括堿金屬，諸如，鋁、銅、銅合金等。在堿金屬層上設(shè)置薄介電層，以使印刷電路板上的電路與下面的堿金屬層電隔離并且允許熱傳導(dǎo)。LED器件105及其相關(guān)跡線可以設(shè)置在熱傳導(dǎo)介電材料上。在一些實(shí)例中，金屬基座(metal base)直接與散熱器(以下更詳細(xì)地論述)相接觸，然而在其他實(shí)例中，在散熱器和電路板110之間使用中間材料。中間材料可以包括例如雙面導(dǎo)熱膠帶、熱膠、熱脂等。多種實(shí)施例可以使用其他類(lèi)型的MCPCB，諸如，包括多個(gè)跡線層的MCPCB。電路板110還可以由除了 MCPCB之外的材料制成。例如，其他實(shí)施例可以采用由FR-4、陶瓷等制成的電路板。在一些實(shí)施例中，電路板110還可以包括功率轉(zhuǎn)換模塊。電功率通常被提供給室內(nèi)照明作為交流電流(AC)，諸如，在美國(guó)為120V/60HZ，在歐洲和亞洲的大部分都超過(guò)200V和50Hz，并且白熾燈將AC功率直接施加至燈泡中的燈絲。LED器件105利用功率轉(zhuǎn)換模塊將功率從典型室內(nèi)電壓/頻率(高壓AC)改變?yōu)榕cLED器件105兼容的功率(低電壓直流電流(DC))。在其他實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換模塊可以獨(dú)立于電路板110提供。LED器件105和電路板110接合至散熱結(jié)構(gòu)115。散熱結(jié)構(gòu)115用作散熱器，以消散由LED器件105生成的熱。散熱結(jié)構(gòu)115包括為L(zhǎng)ED器件105提供機(jī)械支撐的基座。根據(jù)多種實(shí)施例，散熱結(jié)構(gòu)115包含金屬，諸如，鋁、銅、或其他適當(dāng)金屬。散熱結(jié)構(gòu)115可以通過(guò)適當(dāng)技術(shù)形成，諸如，擠壓模塑或管芯鑄造。根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面，散熱結(jié)構(gòu)115被配置成避免阻擋由LED器件105發(fā)射的光。以下參考圖5和圖7更詳細(xì)地論述散熱結(jié)構(gòu)115的最小化光阻擋設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)有效傳熱，散熱結(jié)構(gòu)115可以包括多個(gè)向外突出的鰭狀件(fin)120，其在圖4的俯視圖中示出。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，鰭狀件120在圖1的示意圖中不特別示出。鰭狀件120具有暴露至環(huán)境大氣的基本表面區(qū)域，從而增加從照明器件100到環(huán)境大氣的傳熱率。如圖1中所示，照明器件100還包括被配置成其中容納LED器件的蓋狀件125。蓋狀件125被設(shè)計(jì)成增加照明器件100的光效率和均勻性。由于圖1是簡(jiǎn)化示意圖，所以在圖1中不特別示出蓋狀件125的形狀和幾何結(jié)構(gòu)以及散熱結(jié)構(gòu)125。反之，以下參考圖5-圖7更詳細(xì)地論述了蓋狀件125的形狀和幾何結(jié)構(gòu)以及散熱結(jié)構(gòu)115。參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例示出上述照明器件100的橫截面圖。除了散熱結(jié)構(gòu)115和蓋狀件125之外，照明器件100還包括用于將照明器件100連接至燈座(未示出)的螺口(screw cap) 150?？梢酝ㄟ^(guò)螺口 150向照明器件供電。由于LED器件105可能隱藏在蓋狀件125內(nèi)，所以在此未示出LED器件105。根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面，照明器件100被設(shè)計(jì)成遵循對(duì)于電燈的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(American National Standard Institute, ANSI) C78.20-2003 規(guī)范提出的要求。例如，圖5中示出的照明器件100的多種組件的尺寸(大小方面以毫米或者角度方面以度測(cè)量)遵循由ANSI規(guī)范的圖C78.20-211限定的燈泡。照明器件100還遵循對(duì)于整體式LED燈的能量之星 (Energy Star )項(xiàng)目要求。為了確保滿(mǎn)足這些能量之星 要求，謹(jǐn)慎地設(shè)計(jì)照明器件100的形狀和幾何結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，蓋狀件125包括上部160和下部170。上部160比下部170更遠(yuǎn)離容納在蓋狀件125內(nèi)的LED器件設(shè)置。上部160比下部170更寬(在圖5的水平方向上測(cè)量)。上部160包括端面180。在一些實(shí)施例中，端面180基本是平坦的。在其他實(shí)施例中，端面180是彎曲的或圓的。端面180面對(duì)LED器件，并且由LED器件發(fā)射的光朝向端面180投射。從而，可以說(shuō)，端面180在照明器件100的前側(cè)。上部160還包括接合至端面180的側(cè)面190。側(cè)面190可以是彎曲的或者傾斜的，并且可以四周?chē)@下面容納的LED器件。蓋狀件125的下部170具有接合至上部160的側(cè)面190的側(cè)面200。從橫截面?zhèn)纫晥D看去，側(cè)面200具有楔形或傾斜輪廓。側(cè)面200還四周?chē)@容納在蓋狀件125內(nèi)的LED器件。換句話說(shuō)，下部170可以被視為具有接合至上部160的上部開(kāi)口(或上部接口)并且接合至散熱結(jié)構(gòu)115的下部開(kāi)口(或下部接口)。注意，雖然表面180、190和200被描述為分離實(shí)體，但是它們實(shí)質(zhì)上構(gòu)成可以例如通過(guò)超聲波焊接同時(shí)形成或最初獨(dú)立形成但是隨后結(jié)合在一起的連續(xù)結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，上部160涂布有反射材料。同樣地，當(dāng)由容納在蓋狀件125內(nèi)的LED器件發(fā)射的光向上遠(yuǎn)離LED器件傳播時(shí),一些光碰撞到上部160時(shí)被反射回下面的LED器件。在特定實(shí)施例中，上部160還可以涂布有擴(kuò)散體微粒(diffuser particle),以增加光的散射。同時(shí)，下部170沒(méi)有反射涂層，意味著這會(huì)使得光反射最小化或沒(méi)有光反射。反之，下部170具有被設(shè)計(jì)成擴(kuò)散或散射光的有紋理側(cè)面200。在一些實(shí)施例中，紋理表面200是粗糙表面，意味著表面不光滑。作為一個(gè)實(shí)例，粗糙表面可以通過(guò)噴砂技術(shù)(sandblasting technology)形成。在其他實(shí)施例中，紋理表面200包含多個(gè)小圖案,諸如，三角形、圓形、正方形、或其他隨機(jī)多邊形。在其他實(shí)施例中，紋理表面200可以具有梯度紋理輪廓，使得越向上(即，更接近上部160)，紋理密度(例如，每單位面積的小圖案的數(shù)量)越多。在特定實(shí)施例中，上部160的表面也可以有紋理。蓋狀件125的選擇性涂層配置和幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有助于增加照明器件100的向后光(backward light)強(qiáng)度。向后方向可以被限定為光從照明器件的LED器件發(fā)射的相反方向。在圖5中所示的實(shí)施例中，向后方向是向下方向，遠(yuǎn)離蓋狀件125但是朝向螺口 150。在上部160的表面上施加的反射涂層有助于朝向向后方向(即，向下)反射一些量的入射光。由于下部170沒(méi)有反射涂層，所以反射的光可以傳播通過(guò)下部170而沒(méi)有反射。與傳統(tǒng)LED燈泡相比，在向后方向上傳播出下部170的光有助于增加向后光的強(qiáng)度。當(dāng)光被更多地?cái)U(kuò)散或散射時(shí)，下部170的紋理表面200減少傳播出下部170的眩光(glare)。從而，反射的光還可以獲得更均勻流明密度。圖5中所示的蓋狀件125是根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面的多個(gè)實(shí)施例之一。例如，圖6示出作為蓋狀件125的另一實(shí)施例蓋狀件125A的橫截面?zhèn)纫晥D。蓋狀件125A具有上部220、中部230、以及下部240。上部220離容納于其下的LED器件(未示出)最遠(yuǎn)，并且下部240離該LED器件最近。中部230設(shè)置在上部220和下部240之間。類(lèi)似于圖5中所示的實(shí)施例的上部160，圖6中所示的上部220也被涂布有反射膜，以反射入射光。上部220的形狀可以根據(jù)不同實(shí)施例改變，以獲得期望反射圖案或反射角。類(lèi)似于圖5中所示的實(shí)施例的下部170，圖6中所示的中部230具有紋理表面，例如，通過(guò)噴砂方式制成的粗糙表面或具有多個(gè)小圖案的表面。從而，傳播通過(guò)中部230的光可以被擴(kuò)散或散射，以獲得更好的均勻性。下部240基本是透明的。從而，光可以自由地傳播通過(guò)下部240。
圖7是圖5的蓋狀件125的另一實(shí)施例的擴(kuò)散器蓋狀件125B的示意性橫截面圖。擴(kuò)散蓋狀件125B具有第一涂布區(qū)245和第二涂布區(qū)246。第一涂布區(qū)245被涂布有反射和擴(kuò)散材料，第二涂布區(qū)246也同樣被涂布有反射和擴(kuò)散材料。反射和擴(kuò)散材料可以類(lèi)似于上述反射膜。然而，第一涂布區(qū)245比第二涂布區(qū)246具有更高的涂布濃度等級(jí)。在一些實(shí)施例中，第一涂布區(qū)245和第二涂布區(qū)246中的每個(gè)都具有基本均勻的相應(yīng)的涂布濃度等級(jí)(但是用于涂層245的涂布濃度等級(jí)仍然大于涂布區(qū)246的涂布濃度等級(jí))。在其他實(shí)施例中，在涂布區(qū)245和246中的每個(gè)內(nèi)，涂層濃度等級(jí)可以改變。例如，涂布區(qū)245內(nèi)的涂層濃度等級(jí)可以從區(qū)域245的頂部到區(qū)域245的底部逐漸減小。在任何情況下，由于第一涂布區(qū)245和第二涂布區(qū)246都被涂布，所以蓋狀件125B可以被稱(chēng)為雙涂層結(jié)構(gòu)。雖然蓋狀件125僅包含兩個(gè)涂布區(qū)，但是在可選實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)任何其他數(shù)量的涂布區(qū)，其中，每個(gè)獨(dú)立涂布區(qū)都具有其自身的涂布特征。在圖7中所示的實(shí)施例中，第二涂布區(qū)246具有高度247，其限定了第一涂布區(qū)245和第二涂布區(qū)246之間的邊界248。還通過(guò)LED平面和從該LED平面的中心延伸到邊界248和蓋狀件125B的邊緣之間的交叉點(diǎn)(intersection)的虛線(如圖7中的虛線所示)形成角249。高度247和角249被謹(jǐn)慎地配置成最優(yōu)化照明器件100 (圖5)的光輸出均勻性。在一些實(shí)施例中，高度247在從約14.3毫米到約15.3毫米的范圍內(nèi)，并且角249在從約19度到約21度的范圍內(nèi)?，F(xiàn)在根據(jù)一些實(shí)施例描述制造蓋狀件125 (或蓋狀件125A-125B)的方法。蓋狀件125最初可以由聚碳酸酯材料形成并且被鑄模(mold)成適當(dāng)形狀。接下來(lái)，擴(kuò)散體微粒和反射體微粒與樹(shù)脂混合到一起形成混合溶液?；旌先芤罕患虞d到分配器容器中。然后，可以使用分配器容器將溶液分配(dispense)在蓋狀件125上。以此方式，將反射膜涂布在蓋狀件125上。此后，蓋狀件在預(yù)定溫度下被固化預(yù)定量時(shí)間。例如，在一些實(shí)施例中，蓋狀件125可以在從約20攝氏度至約30攝氏度范圍的溫度下被固化約5分鐘至約15分鐘。在完成固化處理之后，對(duì)蓋狀件的預(yù)定區(qū)域(例如，圖5的下部170或圖6的中部230)執(zhí)行噴砂處理，以形成蓋狀件的有紋理段。在一些實(shí)施例中，可以根據(jù)于2011年10月18日提交的標(biāo)題為“CoatedDiffuserCap for LED Illumination Device”的第13/275，550號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)實(shí)施涂層方案,其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。根據(jù)設(shè)計(jì)需要和制造相關(guān)事務(wù)想到蓋狀件125的其他可選配置，但是為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在此不進(jìn)行論述。返回參考圖5，現(xiàn)在更詳細(xì)地描述散熱結(jié)構(gòu)115。散熱結(jié)構(gòu)115的一端連接至蓋狀件125，并且散熱結(jié)構(gòu)115的另一端連接至螺口 150。散熱結(jié)構(gòu)115的這些端部比散熱結(jié)構(gòu)115的中部更窄。換句話說(shuō)，散熱結(jié)構(gòu)115具有“膨脹的”中間部分。通過(guò)散熱結(jié)構(gòu)115和蓋狀件125連接至散熱結(jié)構(gòu)115的水平面260形成角250。換句話說(shuō)，散熱結(jié)構(gòu)115的上部具有傾斜輪廓或者與平面260交叉的表面，其中，平面260垂直于光沿其由LED器件發(fā)射的“向前”方向，或與向前方向相反的“向后”方向。在一些實(shí)施例中，角250是銳角并且大于或等于約60度。在一些實(shí)施例中，角250在約60度和約90度之間的范圍內(nèi)。選擇角250，以使反射的光(由蓋狀件125的上部160反射)傳播通過(guò)下部170而不受散熱結(jié)構(gòu)115阻擋。換句話說(shuō)，散熱結(jié)構(gòu)115的上端部約與連接至其的蓋狀件125的端部一樣寬。散熱結(jié)構(gòu)115的大部分實(shí)際上比蓋狀件125的主要部分(significant portion)更窄。從而，朝向照明器件100的背面并且通過(guò)蓋狀件125傳輸?shù)墓饪梢栽跊](méi)有妨礙的情況下大部分傳播，至少直到散熱結(jié)構(gòu)的膨脹中間部分。這樣的設(shè)計(jì)得到在向后方向上的增強(qiáng)光強(qiáng)度。相比之下，傳統(tǒng)LED照明設(shè)計(jì)通常不考慮向后照明強(qiáng)度，并且可以使用比蓋狀件寬得多的散熱結(jié)構(gòu)。因此，朝向背面?zhèn)鞑サ墓饪赡苤苯颖簧峤Y(jié)構(gòu)阻擋，從而導(dǎo)致很差的向后光強(qiáng)度。圖8是散熱結(jié)構(gòu)115A的另一實(shí)施例的示意性橫截面圖。在圖8中所示的實(shí)施例中，蓋狀件125A連接至散熱結(jié)構(gòu)115A，但是將理解，作為替換，可以使用蓋狀件125的任何其他實(shí)施例。蓋狀件125A在垂直于平面260的方向的方向上連接至散熱結(jié)構(gòu)115A。從而，如果平面260是水平面，則蓋狀件125A和散熱結(jié)構(gòu)115A之間的連接在垂直方向上完成。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在此未示出螺口。散熱結(jié)構(gòu)115A還具有在平行于平面260的方向(在這種情況下為水平的)上突出的膨脹中間部分。然而，與圖5中所示的散熱結(jié)構(gòu)115相比，圖8中的散熱結(jié)構(gòu)115A具有更有棱角(more angular)的膨脹中間部分。換句話說(shuō)，圖5中的散熱結(jié)構(gòu)115在其最寬點(diǎn)處具有更圓或彎曲的尖端，反之，圖8中的散熱結(jié)構(gòu)115A在其最寬點(diǎn)處具有更銳利并且更有棱角的尖端。角250仍然由水平面260和散熱結(jié)構(gòu)115A的上部的傾斜表面270之間的交叉點(diǎn)形成。在一些實(shí)施例中，角250在從約60度至約90度的范圍內(nèi)。類(lèi)似于圖5中所示的實(shí)施例，圖8的散熱結(jié)構(gòu)115A的實(shí)施例還提供向后光的最小化阻擋。調(diào)整散熱結(jié)構(gòu)115A的形狀，以使大量反射光朝向背面?zhèn)鞑?，而不受散熱結(jié)構(gòu)115A的妨礙。圖5和圖7中所示的散熱結(jié)構(gòu)115和115A的實(shí)施例僅是實(shí)例并且不限制本發(fā)明。在可選實(shí)施例中可以采用符合本發(fā)明的精神和范圍的其他設(shè)計(jì)。例如，雖然以上文本沒(méi)有嚴(yán)格地指膨脹“中間”部分，但是該“中間”部分不必須準(zhǔn)確地位于散熱結(jié)構(gòu)的中間。而是，膨脹尖端的位置可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要和制造相關(guān)情況改變(例如，沿著散熱結(jié)構(gòu)向上和向下)。而且，散熱結(jié)構(gòu)115可以或可以不采用“鰭狀件”型結(jié)構(gòu)，以便于熱銷(xiāo)散。在使用鰭狀件的實(shí)施例中，鰭狀件的數(shù)量、大小、形狀、間隔、以及位置還可以根據(jù)不同實(shí)施例而改變。以上論述的本發(fā)明的實(shí)施例提供超過(guò)現(xiàn)有方法的優(yōu)點(diǎn)。然而，不是本發(fā)明的所有優(yōu)點(diǎn)都必須在此論述，并且其他實(shí)施例可以提供不同優(yōu)點(diǎn)，并且不要求特定優(yōu)點(diǎn)用于任何實(shí)施例。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，至少部分地由于上述蓋狀件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，照明器件實(shí)現(xiàn)了良好的均勻性。例如，蓋狀件的紋理表面幫助擴(kuò)散光并且使光分布更加均勻。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于增強(qiáng)的向后光強(qiáng)度或流明強(qiáng)度。至少部分地由于蓋狀件被涂布有反射材料以向后反射，以實(shí)現(xiàn)以上優(yōu)點(diǎn)。另外，因?yàn)樯峤Y(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成最小化向后光阻擋，所以散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還有助于改進(jìn)的向后光強(qiáng)度。圖9示出了包括上述照明器件100的一些實(shí)施例的照明模塊400的簡(jiǎn)化示意圖。照明模塊400具有基座410、接合至基座410的主體420、以及附著至主體420的燈430。在一些實(shí)施例中，燈430是筒燈(down lamp)(或筒燈照明模塊)。在其他實(shí)施例中，燈430可以是臺(tái)燈或者另一適當(dāng)?shù)臒?。?30包括以上參考圖1至圖7論述的照明器件100。換句話說(shuō)，照明模塊400的燈430包括基于LED的光源、封閉其中的LED光源的擴(kuò)散器蓋狀件、以及消散由LED光源生成的熱的散熱器。根據(jù)一些實(shí)施例，擴(kuò)散器蓋狀件部分地涂布有反射材料并且部分有紋理。根據(jù)一些實(shí)施例，散熱器被配置成最小化向后投射的光的阻擋。至少部分地由于上述優(yōu)點(diǎn)，燈430可用于有效地投射與傳統(tǒng)LED燈投射的光相比具有較好均勻性和較少眩光的光束440。另外，向后光強(qiáng)度還可以被改進(jìn)為超過(guò)傳統(tǒng)LED燈。以上概述了多個(gè)實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解以下詳細(xì)說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到，他們可以容易地使用本發(fā)明作為用于設(shè)計(jì)或修改執(zhí)行與在此介紹的實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)與其相同的優(yōu)點(diǎn)的其他處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這種等效結(jié)構(gòu)不脫離本發(fā)明的精神和范圍，并且他們可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此作出多種改變、替換和更改。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括: 蓋狀件，所述蓋狀件中容納有光子器件，所述蓋狀件包括: 第一段，涂布有反射材料；以及 第二段，連接至所述第一段，所述第二段也有反射涂層，但濃度與所述第一段相同或者不同； 其中，所述第一段設(shè)置為比所述第二段離所述光子器件更遠(yuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述蓋狀件還包括:第三段，所述第三段是透明的，并且其中，所述第二段設(shè)置在所述第一段和所述第三段之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二段具有紋理表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述紋理表面包括粗糙表面和包含多個(gè)圖案的表面之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述紋理表面具有梯度紋理輪廓，使得所述表面更接近所述蓋狀件的第一段的部分比所述表面更遠(yuǎn)離所述蓋狀件的所述第一段的部分具有更多紋理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一段比所述第二段更寬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中: 所述蓋狀件的所述第一段包括側(cè)面和端面； 所述蓋狀件的所述第二段連接至所述第一段的所述側(cè)面；并且 所述光子器件用于朝向所述端面投射輻射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中: 所述側(cè)部具有傾斜表面；并且 所述端部具有彎曲表面和基本平坦表面之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述裝置還包括:散熱器，并且其中，所述第二段包括: 第一開(kāi)口，連接至所述蓋狀件的所述第一段；以及 第二開(kāi)口，連接至所述散熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中: 所述散熱器的連接至所述第二開(kāi)口的部分與所述第二開(kāi)口所在的平面形成銳角；并且 所述銳角約為或大于60度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述蓋狀件的所述第一段包括:多個(gè)涂布區(qū)域，所述多個(gè)涂布區(qū)域具有不同的所述反射材料的涂布濃度等級(jí)。
12.—種照明器件，包括: 蓋狀件結(jié)構(gòu)，部分涂布有反射材料； 一個(gè)或多個(gè)發(fā)光器件，設(shè)置在所述蓋狀件結(jié)構(gòu)內(nèi)；以及 散熱結(jié)構(gòu)，在第一方向上連接至所述蓋狀件結(jié)構(gòu)； 其中: 所述散熱結(jié)構(gòu)和所述蓋狀件結(jié)構(gòu)之間的界面在基本垂直于所述第一方向的第二方向上延伸；并且 所述散熱結(jié)構(gòu)的一部分以從約60度到約90度的范圍內(nèi)的角度與所述界面相交。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明器件，其中，所述散熱結(jié)構(gòu)在所述第二方向上突出。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明器件，其中，所述蓋狀件結(jié)構(gòu)包括: 第一子結(jié)構(gòu)，涂布有所述反射材料；以及 第二子結(jié)構(gòu)，所述第二子結(jié)構(gòu)是不反射的并且至少部分有紋理。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明器件，其中，所述第二子結(jié)構(gòu)位于所述第一子結(jié)構(gòu)和所述第二子結(jié)構(gòu)之間的界面上的最寬的位置上。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明器件，其中，所述第一子結(jié)構(gòu)包括基本平坦或彎曲的端面。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明器件，其中: 所述第二子結(jié)構(gòu)包括透明的無(wú)紋理表面和不如所述無(wú)紋理表面透明的紋理表面； 所述紋理表面具有不均勻紋理密度分布；并且 所述紋理表面比所述無(wú)紋理表面離所述蓋狀件結(jié)構(gòu)更近。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明器件，其中，所述蓋狀件結(jié)構(gòu)包括多個(gè)涂布段，并且其中，每個(gè)涂布段均具有相應(yīng)的所述反射材料的濃度等級(jí)，其中，每個(gè)涂布段的所述反射材料的所述濃度等級(jí)與至少一個(gè)其他涂布段的所述濃度等級(jí)不同。
19.一種燈，包括: 蓋狀件， 包括:反射的端部和不反射的側(cè)部，其中，所述側(cè)部的至少一個(gè)環(huán)形區(qū)域有紋理，并且其中，所述端部比所述側(cè)部更寬； 發(fā)光封裝件，位于所述蓋狀件內(nèi)；以及 散熱器，所述散熱器向外突出，連接至所述蓋狀件，其中，在所述散熱器連接至所述蓋狀件的部分和由所述蓋狀件的邊緣形成的平面之間形成大于60度的銳角。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燈，其中，所述蓋狀件的側(cè)部包括無(wú)紋理并且透明的附加環(huán)形區(qū)域。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燈，其中，所述側(cè)部的有紋理部分的紋理密度為到所述蓋狀件的所述端部的距離的函數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燈，其中: 所述蓋狀件的所述側(cè)部具有楔形輪廓；并且 所述端部至少與所述側(cè)部一樣寬。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燈，其中，所述端部包括多個(gè)區(qū)域，每個(gè)所述區(qū)域均具有不同的反射度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明器件。該照明器件包括蓋狀件結(jié)構(gòu)。蓋狀件結(jié)構(gòu)被部分涂布有用于反射光的反射材料。照明器件包括設(shè)置在蓋狀件結(jié)構(gòu)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光器件。發(fā)光器件可以是發(fā)光二極管(LED)芯片。照明器件還包括散熱結(jié)構(gòu)。散熱結(jié)構(gòu)在第一方向上連接至蓋狀件結(jié)構(gòu)。散熱結(jié)構(gòu)和蓋狀件結(jié)構(gòu)具有連接界面。該連接界面在基本垂直于第一方向的第二方向上延伸。散熱結(jié)構(gòu)的一部分以一定角度與連接界面相交。根據(jù)一些實(shí)施例，該角度在約60度到約90度的范圍內(nèi)。本發(fā)明還提供了一種能源之星LED燈。
文檔編號(hào)F21S2/00GK103148365SQ20121050631
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者孫志璿, 葉偉毓, 傅學(xué)弘, 孫東君 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司