專利名稱：固態(tài)照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)照明裝置，特別是一種發(fā)光二極管照明裝置。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode， LED)因具光質(zhì)佳(也即LED光源射出的光 譜)及發(fā)光效率高等特性而逐漸取代冷陰極熒光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)作為固態(tài)照明裝置的發(fā)光元件，具體可參閱Michael S. Shur等人在文獻(xiàn)Proceedings of the IEEE， Vol. 93， No. 10 (2005年10月)中發(fā)表的"Solid-State Lighting: Toward Superior Illumination" ^^文。
對于現(xiàn)有采用發(fā)光二極管作為發(fā)光元件的照明裝置，其通常具有近似圓對稱的光場，這 些光場的中心光強度較強，由中心向四周擴散的區(qū)域光強度逐漸減弱，該光場的光強度分布 不均勻，無法獲得較佳的光利用效率和光均勻度。如圖1所示， 一種發(fā)光二極管照明裝置io 包括一發(fā)光模組11及一擴散板16，該發(fā)光模組11包括一電路板14及設(shè)置于該電路板14上的若 干發(fā)光二極管12。由于該發(fā)光二極管12發(fā)出的光線直接向上照射自擴散板16的下側(cè)進(jìn)入，容 易使得該擴散板16與發(fā)光二極管12相對的部分亮度較高，而遠(yuǎn)離該發(fā)光二極管12的部分亮度 則相對較暗，從而造成該發(fā)光二極管照明裝置10的出光均勻度較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種出光均勻度較高的固態(tài)照明裝置。
一種固態(tài)照明裝置，包括一發(fā)光模組，該發(fā)光模組包括一電路板及設(shè)于該電路板上的若 干發(fā)光單元，還包括一散熱器、至少一支撐體和至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)，該散熱器包括一基座， 該至少一支撐體及該至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)均設(shè)于該基座的一承載面上，該至少一支撐體的側(cè)面 與該承載面的法向量之間具有一夾角，該發(fā)光模組設(shè)置在該至少一支撐體的側(cè)面上，且與該 至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)相鄰。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明固態(tài)照明裝置包括具有基座的散熱器及設(shè)置于該基座上的承載 面上的支撐體，且該支撐體的側(cè)面與該基座的承載面的法向量之間呈夾角，通過將發(fā)光單元 設(shè)于該側(cè)面上，使該發(fā)光單元的發(fā)光角度可隨著該側(cè)面的傾斜角度旋轉(zhuǎn)一定角度，該發(fā)光單 元所發(fā)出的光線中部分光線向該承載面所在方向照射，并通過光學(xué)微結(jié)構(gòu)的散射沿不同角度 向遠(yuǎn)離該基座的承載面的方向照射，從而實現(xiàn)該固態(tài)照明裝置出光均勻度較高的目的。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)發(fā)光二極管照明裝置的截面示意圖。
圖2是本發(fā)明固態(tài)照明裝置的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2中固態(tài)照明裝置沿III-III線的剖面示意圖。
圖4是本發(fā)明固態(tài)照明裝置的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4中固態(tài)照明裝置沿V-V線的剖面示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖2所示為本發(fā)明固態(tài)照明裝置的第一實施例，包括一散熱器20、設(shè)于該散熱器20上 的一發(fā)光模組30及布設(shè)于該散熱器20表面上的若干光學(xué)微結(jié)構(gòu)40。
該散熱器20采用高導(dǎo)熱率的金屬材料制成，如銅、鋁、銅合金或鋁合金等材料制成，其 包括一平板形的基座21，從該基座21的下表面向下延伸的若干散熱鰭片23及從基座21的上表 面向上凸設(shè)的若干支撐體25。該基座21的上表面為一承載面210，該若干支撐體25間隔排列 于該承載面210上，每一支撐體25呈長條狀，并沿該散熱器20的基座21縱向延伸。每一支撐 體25平行，每相鄰的兩支撐體25之間暴露出供所述網(wǎng)點41布設(shè)的部分承載面210。該支撐體 25通過鋁擠的方式與散熱器20的基座21—體成型，包括與承載面210相互平行的頂面，以及 位于該頂面與該承載面210之間且分別與該承載面210傾斜的左、右兩個側(cè)面250。請同時參 考圖3，本實施例中，每一支撐體25的任一側(cè)面250與承載面210的法向量F之間形成的夾角8 為5度，該支撐體25的橫截面的形狀為梯形。不同的實施方式中，該支撐體25的左、右兩個 側(cè)面250與承載面210的法向量F之間夾角的大小可以不同；且支撐體25的形狀也可以適當(dāng)變 化，但須使得變化后的支撐體25具有至少一相對該承載面210傾斜的側(cè)面250;該支撐體25可 以通過蝕刻、沖壓等方式與散熱器20—體成型，或者分別單獨成型后使用銀膠或者焊錫加熱 后等方式與散熱器20相互粘結(jié)。
該發(fā)光模組30包括若干電路板34及設(shè)于該電路板34上的若干發(fā)光單元32 。本實施例中， 該發(fā)光單元32為發(fā)光二極管，該若干發(fā)光單元32分別對應(yīng)地裝設(shè)于該電路板34上并與電路板 34電性連接。每一電路板34緊密貼設(shè)在上述支撐體25的一側(cè)面250上，電路板34與支撐體25 之間電性絕緣。其中，該電路板34可以為繞性電路板(Flexiable PCB)或者金屬芯基板( Metal Core PCB)。
所述光學(xué)微結(jié)構(gòu)40凸設(shè)于該基座21的承載面210上，該光學(xué)微結(jié)構(gòu)40用以散射發(fā)光單元 32所發(fā)出的光線中向該承載面21 O照射的光線，使得該部分的光線可改變照射方向沿不同的角度向上照射而達(dá)到使發(fā)光單元32的出射光均勻分布的目的。本實施例中，所述光學(xué)微結(jié)構(gòu) 40為緊密排布于相鄰兩支撐體25之間的承載面210上的圓點狀的網(wǎng)點41 ，該網(wǎng)點41所用材料 包括陶瓷，熒光粉，金屬或者白色油墨等。該網(wǎng)點41是利用印刷或噴墨等方式形成于該承載 面210上。該網(wǎng)點41于承載面210上分布的寬度及緊密度均可根據(jù)該發(fā)光單元32的發(fā)光角度及 該支撐體25的側(cè)面250的傾斜角度而調(diào)整，至少使得發(fā)光單元32所發(fā)出的光線中最外側(cè)的光 線可照射到最鄰近支撐體25的網(wǎng)點41上，防止部分向下的光線直射到承載面21 O上而損耗。 該網(wǎng)點41的形狀也可以為其它不規(guī)則形狀，其具體形狀可以在不同的實施過程中根據(jù)不同需 求來確定。
由于支撐體25的左、右兩側(cè)面250均傾斜于承載面210，因此貼設(shè)于該側(cè)面250上的發(fā)光 模組30亦傾斜于承載面210，使該法光模組30中發(fā)光單元32的發(fā)光角度可隨著該側(cè)面250的傾 斜角度旋轉(zhuǎn)一定角度，發(fā)光單元32所發(fā)出的光線中的部分光線向承載面210照射。如圖3所示 ，該側(cè)面250與承載面210的法向量F之間的形成的夾角8為5度，假設(shè)該發(fā)光單元32的發(fā)光角 度ei為120度，則該發(fā)光角度ei內(nèi)照射方向低于水平參考線i部分的光線，即角度8 2內(nèi)的 光線均屬于射向承載面210的光線，通過計算可知該角度9 2的大小為55度。該向下光線照射 在承載面210上，通過該承載面210上網(wǎng)點41的散射后而沿不同的角度向上照射，從而達(dá)到照 射均勻的目的。當(dāng)支撐體25的側(cè)面250與承載面210的法向量F之間的夾角e逐漸增大時，角 度9 2的大小將隨之變小，即發(fā)光單元32所發(fā)出的光線中向下照射的光線隨之減少。具體實 施時，可根據(jù)不同發(fā)光單元32的發(fā)光角度e 1，確定該形成于支撐體25的側(cè)面250與承載面 210的法向量F之間的夾角e的大小，以確保至少有一部分光線向下照射，同時配合該承載面 210上網(wǎng)點41分布的范圍及密集情況，使盡可能多的光線在網(wǎng)點41的散射作用下向上照射。 該種配置方式一方面可以避免發(fā)光單元32發(fā)出的所有光線均直接向上照射而影響均勻度，另 一方面也可以避免發(fā)光單元32所發(fā)出的光線中部分光線向下照射時，因不能被網(wǎng)點41散射而 減弱向上照射的光線的強度。通常，該支撐體25的側(cè)面250與承載面210的法向量之間的夾角 9的大小在5度至85度之間，以保證該角度8 2范圍內(nèi)的向下光線僅占發(fā)光單元32發(fā)出的所有 光線中的少部分，且通過將該部分光線散射后使其可朝不同方向向上照射，從而達(dá)到使發(fā)光 單元32的出射光相對均勻且同時具有較強的強度的目的。該支撐體25不僅可提供供發(fā)光單元 32設(shè)置的傾斜側(cè)面250，而且可將發(fā)光單元32產(chǎn)生的熱量迅速傳導(dǎo)至下方具有較大散熱面積 的散熱器20的基座21及散熱鰭片23迅速散發(fā)，從而提高了發(fā)光模組30的熱穩(wěn)定性，保證了發(fā) 光單元32具有較高的出光效率。
圖4及圖5所示為本發(fā)明發(fā)光二極管照明裝置的第二實施例，其與上述第一實施例的區(qū)別
6在于該光學(xué)微結(jié)構(gòu)40為設(shè)置于每相鄰兩支撐體25之間的承載面210上的單片光學(xué)凸起物 41a。單片光學(xué)凸起物41a由散射物質(zhì)，如摻有陶瓷粉末或熒光粉的硅膠、白色塑膠，或者金 屬等材料制成。每一單片光學(xué)凸起物41a呈長條狀，且分別對應(yīng)地設(shè)置于一相鄰兩支撐體25 之間的承載面210上，該每一單片光學(xué)凸起物41a與支撐體25平行設(shè)置，并沿該散熱器20的基 座21的縱向延伸。每一單片光學(xué)凸起物41a具有單一、連續(xù)的外表面，其橫截面的形狀為半 圓形，在不同實施方式中也可以為拋物線形、梯形或者三角形等，該單片光學(xué)凸起物41a的 高度h不高于發(fā)光單元32相對于承載面210的高度H，其作用也在于散射發(fā)光單元32所發(fā)出的 光線中向承載面2IO所在方向照射光線，使其可沿不同角度向上照射而達(dá)到出光均勻度較高 的目的。該單片光學(xué)凸起物41a可采用射出或者沖壓方式等制造成型后與散熱器20相互粘結(jié) 成一體，可以理解的，當(dāng)該單片光學(xué)凸起物41a采用與散熱器20相同材料的金屬制成時，還 可以通過鋁擠的方式與散熱器20—體成型。該位于任意相鄰兩支撐體25之間的單片光學(xué)凸起 物41a分別為一整體，因而制造簡單、成型方便，且其連續(xù)的外表面可最大限度地散射發(fā)光 二極管所發(fā)出的光線。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，如變更支撐體25的形狀、數(shù)量 及排布方式，光學(xué)微結(jié)構(gòu)40的形狀、數(shù)量及排布方式，發(fā)光單元32的結(jié)構(gòu)等用于本發(fā)明的設(shè) 計，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本 發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種固態(tài)照明裝置，包括一發(fā)光模組，該發(fā)光模組包括一電路板及設(shè)于該電路板上的若干發(fā)光單元，其特征在于還包括一散熱器、至少一支撐體和至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)，該散熱器包括一基座，該至少一支撐體及該至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)均設(shè)于該基座的一承載面上，該至少一支撐體的側(cè)面與該承載面的法向量之間具有一夾角，該發(fā)光模組設(shè)置在該至少一支撐體的側(cè)面上，且與該至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)相鄰。
2.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)照明裝置， 為發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)照明裝置， 體的側(cè)面與該承載面的法向量之間的夾角范圍為5度 85度。
4.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)照明裝置， 構(gòu)的的數(shù)量為多個，每一光學(xué)微結(jié)構(gòu)為點狀的凸起。
5.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)照明裝置，其特征在于所述支撐體的數(shù)量為多個，且該多個支撐體相互間隔設(shè)置，所述光學(xué)微結(jié)構(gòu)分布于相鄰的兩支撐體之間。
6.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)照明裝置，其特征在于所述光學(xué)微結(jié) 構(gòu)由印刷或者噴墨方式形成。
7.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)照明裝置， 微結(jié)構(gòu)所用的材料包括陶瓷、熒光粉、金屬或者白色油墨。
8.如權(quán)利要求l所述的固態(tài)照明裝置， 構(gòu)的數(shù)量為多個，每一光學(xué)微結(jié)構(gòu)為長條狀的凸起。
9.如權(quán)利要求8所述的固態(tài)照明裝置， 數(shù)量為多個，且該多個支撐體相互間隔設(shè)置，每一光學(xué)微結(jié)構(gòu)對應(yīng)地設(shè)于兩相鄰的支撐體之 間。
10.如權(quán)利要求8所述的固態(tài)照明裝置，其特征在于每一光學(xué)微結(jié)構(gòu)的橫截面形狀為半圓形、拋物線形、梯形或者三角形。其特征在于所述發(fā)光單元其特征在于該至少一支撐其特征在于所述光學(xué)微結(jié)其特征在于該至少一光學(xué)其特征在于所述光學(xué)微結(jié)其特征在于所述支撐體的
11 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)照明裝置，其特征在于該散熱器還包 括若干散熱鰭片，該若干散熱鰭片從該基座與其承載面相反的另一表面向遠(yuǎn)離該承載面的方 向延伸。
12 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)照明裝置，其特征在于該至少一支撐 體與散熱器之間的結(jié)合方式為相互粘結(jié)。
13 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)照明裝置，其特征在于該至少一支撐 體與散熱器為一體成型。
全文摘要
一種固態(tài)照明裝置，包括一發(fā)光模組，該發(fā)光模組包括一電路板及設(shè)于該電路板上的若干發(fā)光單元，還包括一散熱器、至少一支撐體和至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)，該散熱器包括一基座，該至少一支撐體及該至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)均設(shè)于該基座的一承載面上，該至少一支撐體的側(cè)面與該承載面的法向量之間具有一夾角，該發(fā)光模組設(shè)置在該至少一支撐體的側(cè)面上，且與該至少一光學(xué)微結(jié)構(gòu)相鄰，該若干發(fā)光單元設(shè)于支撐體的側(cè)面上，其發(fā)光角度可隨著該側(cè)面的傾斜角度旋轉(zhuǎn)一定角度，使得發(fā)光單元所發(fā)出的光線中的向下光線通過該光學(xué)微結(jié)構(gòu)的散射后沿不同角度向上照射，從而使得該固態(tài)照明裝置具有較高的出光均勻度。
文檔編號F21V5/08GK101451677SQ200710202940
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者徐弘光, 王君偉 申請人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫半導(dǎo)體工業(yè)股份有限公司