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    • 专利摘要:
    本發明係提供一照明裝置，包括至少一散熱器。至少兩個發光二極體模組安裝於上述至少一散熱器上，使得上述至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及上述至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
    公开号:TW201307732A
    申请号:TW101121469
    申请日:2012-06-15
    公开日:2013-02-16
    发明作者:Wei-Yu Yeh；Pei-Wen Ko
    申请人:Taiwan Semiconductor Mfg；
    IPC主号:F21S8-00
    专利说明:
    照明裝置及其製造方法
    本發明係關於一種照明裝置，特別是關於一種利用發光二極體的照明裝置。
    對一些照明應用，例如家用照明等來說，直接及間接照明具有各種不同的目的。例如，直接照明係用於閱讀，而間接照明則用於提供舒適的環境氛圍。現今已有許多的發光二極體用於各種照明應用上，包括家用照明。利用各種不同設計的照明裝置可將發光二極體應用在直接照明以及間接照明，但這可能有成本過高與便利性不足的問題。
    本發明提供一種照明裝置，包括：至少一散熱器；以及至少兩個發光二極體模組安裝於上述至少一散熱器上，其中上述至少兩個發光二極體模組以不同的方向安裝於的上述至少一散熱器上，使得上述至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及上述至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
    本發明尚提供一種照明裝置的製造方法，包括：安裝至少兩個發光二極體晶片於多個基板上以形成至少兩個發光二極體模組；以及以不同的方向安裝至少兩個發光二極體模組於至少一散熱器上，使得上述至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及上述至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
    本發明另提供一種照明裝置，包括：至少一散熱器；以及至少兩個發光二極體模組安裝於上述至少一散熱器上；以及至少一光罩圍繞上述至少兩個發光二極體模組，其中上述至少兩個發光二極體模組以不同的方向安裝於的上述至少一散熱器上，使得上述至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及上述至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
    為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出實施例，作詳細說明如下：
    本發明接下來將會提供許多不同的實施例以實施本發明中不同的特徵。值得注意的是，這些實施例提供許多可行之發明概念並可實施於各種特定情況。然而，在此所討論之這些特定實施例僅用於舉例說明本發明之製造及使用方法，但非用於現定本發明之範圍。
    第1A圖係依據本發明的一些實施例，顯示一典型之照明裝置100的截面圖。照明裝置100包括發光二極體模組102a以及102b。一些發光二極體模組102a係以某種角度安裝於散熱器110a上，以提供來自例如一天花板(ceiling)107表面的反射光作為間接照明106。其他發光二極體模組102b係安裝於散熱器110b上，如此一來，直接照明108係由發光二極體模組102b所提供。一般而言，為了發光通常可以各種不同方向來安裝發光二極體模組102a以及102b，而不一定需要以相反方向。
    光罩103a以及103b係用於覆蓋(圍繞)發光二極體模組102a以及102b。光罩103a以及103b可為透明、半透明、或部分透明…等之任意的形狀或顏色，取決於其應用所需。散熱器110a以及110b可為一片或合在一起的多片(藉由接合或藉由其他機械手段)，取決於外觀及機械設計所需。藉由不同形狀，例如圓形、正方形、矩形、環形、板形、線形…等等的散熱器110a以及110b之各種不同配置，可達到良好的散熱安排。
    可以各種不同的方式，例如從天花板懸掛、安裝於一柱子或架子上(未顯示)…等等，機械性地固定照明裝置100。具有以不同方向安裝的發光二極體模組102a以及102b之照明裝置100適用於多重方向的照明應用。尤其是，如第1A圖中所示之雙向設計適用於同時自兩個表面發光，例如直接以及間接照明應用。利用各種不同的循序演算法(sequential algorithms)可打開或關閉發光二極體模組102a以及102b。例如，可根據下表來控制發光順序。

    根據表1，在順序的第1組中，只有直接照明的發光二極體模組，例如102b被打開，例如利用一開關或按鈕操作。在順序的第2組中，只有間接照明的發光二極體模組，例如102a被打開。在順序的第3組中，兩者皆被打開，以及在順序的第4組中，兩者皆被關閉。在順序的組別操作上，可以有許多各種不同的變化。例如，在順序的組別上，可不只有如表1中的四組而可有更多組，且控制的單位可以不同(例如可控制一半的直接照明發光二極體模組與另一半的直接照明發光二極體模組分開…等等)。
    第1B圖係依據本發明的一些實施例，顯示第1A圖中所示之照明裝置之發光二極體模組的截面圖。發光二極體晶片114安裝於一基板116上，上述基板116再轉而安裝於一印刷電路板(printed circuit board,PCB)118。一發光二極體透鏡112將發光二極體晶片114包覆起來。發光二極體晶片114可為包括不同材料之任何顏色的發光二極體。例如，發光二極體晶片114可包括藍色/綠色的GaN、黃色/紅色的AlInGaP…等等。發光二極體晶片114可具有各種不同的大小規格(例如，面積約4×4 mm2，或面積可為更大或更小)，以及具有各種不同的厚度(例如約100μm，然而上述厚度亦可比100μm更厚或更薄)。
    基板116可包括矽、陶瓷(ceramic)，或任何合適的材料。在一些實施例中，可以矽製程(silicon processes)製備一具有發光二極體或其他偵測電路之複合式的積體電路。基板116可具有各種不同的厚度，例如約400μm(可更厚或更薄)。基板116安裝於印刷電路板118上。在各種不同的實施例中，可利用不同的印刷電路板，例如FR-4、一含鋁之金屬核心印刷電路板(Al-based metal core PCB,MCPCB)、或含銅的銅金屬核心印刷電路板、或任何其他種類的印刷電路板。上述印刷電路板使得上述發光二極體較容易安裝，並且提供有效率的導熱功能。
    散熱器110a以及110b可包括鋁、銅、金、鐵、上述之任意組合、或其他合適的材料。散熱器110a以及110b的面積取決於其規格所需(例如所需電壓或熱能、溫度需求…等等)。例如，一個10瓦的發光二極體光源，在一些實施例中，上述散熱器可能需要大於30000 mm2的散熱面積。
    第1C圖係依據本發明的一些實施例，顯示另一個照明裝置101的截面圖。以照明裝置101而言，發光二極體模組102a安裝於一散熱器110c上，以及，發光二極體模組102b安裝於一散熱器110d上。上述散熱器110c以及110d彼此背對背相互連接，且為了提供不同方向的照明(例如，為了提供直接照明108以及亦提供於另一表面反射之間接照明106，上述表面例如天花板，其未顯示)，發光二極體模組102a以及102b面向相反的方向。
    第2A-2E圖係依據本發明的一些實施例，顯示一照明裝置設計的二維示意圖。在第2A圖中，外部的發光二極體模組202排列成一環形，而內部的發光二極體模組204排列成一方形陣列集中在中央。為了提供不同方向的照明，例如為了提供直接照明以及間接照明，內部的發光二極體模組204以及外部的發光二極體模組202安裝於相反的兩側。在第2B圖中，外部的發光二極體模組206亦排列成一較第2A圖中具有更多模組數量的環形，而內部的發光二極體模組208排列成一較第2A圖中更向外分散的方形陣列。
    在第2C圖中，外部的發光二極體模組210亦排列成一環形，而內部的發光二極體模組212排列成一圓形圖案。在第2D圖中，外部的發光二極體模組214排列成一方形板狀，而內部的發光二極體模組216排列成一方形陣列。在第2E圖中，外部的發光二極體模組218在兩個的相對的邊緣上排列成一線形，而內部的發光二極體模組220排列成一方形陣列。為了提供不同方向的照明，例如為了提供直接照明以及間接照明，在第2A圖至第2E圖的實施例中，上述外部的發光二極體模組以及內部的發光二極體模組安裝於相反兩側。
    上述排列配置圖可被更動，並且可為了不同的光線照明方向而是各種不同之發光二極體模組的混合，例如一對內部的發光二極體模組204可被安裝於與外部的發光二極體模組202同側，使得來自其餘之內部的發光二極體模組204的光線照明方向不同(亦即，光線照明方向與外部的發光二極體模組202相同)。為了提供不同的排列配置，可以有許多其他不同形狀的變化，例如三角形、矩形、橢圓形、星形…等等。
    第3A-3C圖係依據本發明的一些實施例，說明第1A圖中所示之照明裝置於不同製造階段的示意圖。在第3A圖中，發光二極體模組102安裝於印刷電路板118上。上述步驟可利用表面黏著技術(surface-mount technology,SMT)，例如焊接(soldering)。發光二極體模組102包括發光二極體晶片114、基板(底層安裝，sub-mount)116、以及發光二極體透鏡112。在上述步驟之前，先利用例如焊接製程，將發光二極體晶片連接(安裝)於基板116上。發光二極體透鏡112可形成(模塑，molded)於上述步驟之前或之後。
    在第3B圖中，發光二極體模組102a安裝於散熱器110a上，而發光二極體模組102b以不同的方向(例如相反方向)安裝於散熱器110b上。藉由一熱介面層(未顯示)連接發光二極體模組102a以及102b，上述熱介面層(thermal interface layer)利用導熱性良好的散熱材料，例如一導熱膠層(thermal grease layer)、一熱墊(thermal pad)、或任何其他適合的熱介面材料(thermal interface material)。散熱器110a以及110b可為一片或合在一起的多片(藉由接合或藉由其他機械手段)，取決於外觀及機械設計所需。
    例如，上述導熱膠(thermal grease)可含矽、含金屬、含碳、含液態金屬…等等。含矽的導熱膠為一懸浮於一液體或膠體矽氧烷(silicone)化合物中的陶瓷粉末，例如氧化鈹(beryllium oxide)、氮化鋁(aluminum nitride)、氧化鋁(aluminum oxide)、氧化鋅(zinc oxide)、以及二氧化矽(silicon dioxide)。上述液體或膠體矽氧烷化合物可稱作矽氧烷膏(silicone paste)或矽氧烷導熱化合物(silicone thermal compound)。含金屬的導熱膠包含固體金屬粒子(通常是銀或鋁)。含碳的導熱膠可包含鑽石粉末或短切碳纖維(short carbon fibers)。一液態含金屬的導熱膠包含液態金屬合金，例如鎵。
    在第3C圖中，發光二極體模組102a以及102b被光罩103a以及103b所覆蓋，上述光罩103a以及103b可具有任意的形狀或顏色，並且可為透明、半透明、或部分透明…等等，取決於其應用所需。光罩103a以及103b可包括塑膠、玻璃材料、或任何其他適合的材料。
    依據本發明之一些實施例，照明裝置，包括：至少一散熱器；以及至少兩個發光二極體模組安裝於上述至少一散熱器上，其中上述至少兩個發光二極體模組以不同的方向安裝於的上述至少一散熱器上，使得上述至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及上述至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
    依據本發明之一些實施例，照明裝置的製造方法，包括：安裝至少兩個發光二極體晶片於多個基板上以形成至少兩個發光二極體模組；以及以不同的方向安裝至少兩個發光二極體模組於至少一散熱器上，使得上述至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及上述至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
    雖然本發明已詳細描述並參照其具體實施例，然可瞭解的是，以上描述係為性質上的示範與說明，其旨在說明本發明與其最佳實施例。透過常規的試驗，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種不同之更動與潤飾。因此本發明之保護範圍並不限於以上描述，當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
    100‧‧‧照明裝置
    101‧‧‧照明裝置
    102‧‧‧發光二極體模組
    102a‧‧‧發光二極體模組
    102b‧‧‧發光二極體模組
    103a‧‧‧光罩
    103b‧‧‧光罩
    106‧‧‧間接照明
    107‧‧‧天花板
    108‧‧‧直接照明
    110a‧‧‧散熱器
    110b‧‧‧散熱器
    110c‧‧‧散熱器
    110d‧‧‧散熱器
    112‧‧‧發光二極體透鏡
    114‧‧‧發光二極體晶片
    116‧‧‧基板
    118‧‧‧印刷電路板
    202‧‧‧外部的發光二極體模組
    204‧‧‧內部的發光二極體模組
    206‧‧‧外部的發光二極體模組
    208‧‧‧內部的發光二極體模組
    210‧‧‧外部的發光二極體模組
    212‧‧‧內部的發光二極體模組
    214‧‧‧外部的發光二極體模組
    216‧‧‧內部的發光二極體模組
    218‧‧‧外部的發光二極體模組
    220‧‧‧內部的發光二極體模組
    第1A圖係依據本發明的一些實施例，顯示一照明裝置的截面圖。
    第1B圖係依據本發明的一些實施例，顯示一照明裝置之發光二極體模組的截面圖。
    第1C圖係依據本發明的一些實施例，顯示另一個照明裝置的截面圖。
    第2A-2E圖係依據本發明的一些實施例，顯示一照明裝置設計的二維示意圖。
    第3A-3C圖係依據本發明的一些實施例，說明第1A圖中所示之照明裝置於不同製造階段的示意圖。
    100‧‧‧照明裝置
    102a‧‧‧發光二極體模組
    102b‧‧‧發光二極體模組
    103a‧‧‧光罩；
    103b‧‧‧光罩
    106‧‧‧間接照明
    107‧‧‧天花板
    108‧‧‧直接照明
    110a‧‧‧散熱器
    110b‧‧‧散熱器
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種照明裝置，包括：至少一散熱器；以及至少兩個發光二極體模組安裝於該至少一散熱器上，其中該至少兩個發光二極體模組以不同的方向安裝於的該至少一散熱器上，使得該至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及該至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該表面為一天花板(ceiling)。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該第一方向以及該第二方向彼此反向。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該至少兩個發光二極體模組的各個發光二極體模組皆包括一基板以及一發光二極體晶片安裝於該基板上，以及更包括一印刷電路板(printed circuit board,PCB)，且該基板安裝於該印刷電路板上。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該至少兩個發光二極體模組中大體上於該第一方向發光的多個發光二極體模組係排列於該照明裝置的外部區域，以及大體上於該第二方向發光的多個發光二極體模組係排列於該照明裝置的內部區域。
    [6] 一種照明裝置的製造方法，包括：安裝至少兩個發光二極體晶片於多個基板上以形成至少兩個發光二極體模組；以及以不同的方向安裝至少兩個發光二極體模組於至少一散熱器上，使得該至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及該至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
    [7] 如申請專利範圍第6項所述之照明裝置的製造方法，更包括安裝該基板於印刷電路板(printed circuit boards,PCBs)上。
    [8] 如申請專利範圍第6項所述之照明裝置的製造方法，其中該第一方向以及該第二方向彼此反向。
    [9] 如申請專利範圍第6項所述之照明裝置的製造方法，更包括將該至少兩個發光二極體模組中大體上於該第一方向發光的多個發光二極體模組排列於該照明裝置的外部區域，以及將該至少兩個發光二極體模組中大體上於該第二方向發光的多個發光二極體模組排列於該照明裝置的內部區域。
    [10] 一種照明裝置，包括：至少一散熱器；至少兩個發光二極體模組安裝於該至少一散熱器上；以及至少一光罩圍繞該至少兩個發光二極體模組；其中該至少兩個發光二極體模組以不同的方向安裝於的該至少一散熱器上，使得該至少兩個發光二極體模組的一第一發光二極體模組大體上於一第一方向發光以作為一直接照明，以及該至少兩個發光二極體模組的一第二發光二極體模組大體上於一第二方向發光以反射在一表面上作為一間接照明。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US13/209,258|US9140421B2|2011-08-12|2011-08-12|Lighting device for direct and indirect lighting|
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