CN103982785A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种照明装置,所述照明装置包括:基底,具有第一电力端子和第二电力端子,所述基底被构造并被布置为至少部分地围绕内部区域,所述基底具有面对所述内部区域的内表面和与所述内部区域相对的外表面;多个发光元件,被设置在基底的外表面上并电连接到第一电力端子和第二电力端子,所述多个发光元件被设置在外表面上,使得发光元件中的第一发光元件和第二发光元件被布置为相对于内部区域分别发出基本朝向不同的第一径向和第二径向的光辐射。
Description
本申请要求于2013年2月8日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0014637号韩国专利申请的优先权,所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种照明装置。
背景技术
鉴于近来由于白炽灯的低效率而针对调整对白炽灯的使用的趋势,为了节约能源,每产生一流明消耗相对较低量的电力并具有更强的耐用性的发光二极管(LED)已经作为一种现代的替代光源而在世界范围内突出。
然而,由于LED元件仅从其一侧发出光,所以大多数光沿着特定的方向(例如,沿着向前的方向)辐射。结果,从LED元件可能没有来自其中的向后的光分布。因此,LED照明光源一般欠缺以白炽灯的形式实现近似球形照明的能力。由于这个缺点,在许多情况下,基于LED的光源不能被认为是现有白炽灯的直接替代物。
因此,已经进行了对能够以白炽灯的方式实现向后的光分布的照明装置的研究。
发明内容
示例性实施例提供一种照明装置,所述照明装置虽然采用发光二极管作为其光源,但是它能够像现有的白炽灯光源一样实现向后的光分布。
一方面,一种照明装置包括:基底,具有第一电力端子和第二电力端子,所述基底被构造并被布置为至少部分地围绕内部区域,所述基底具有面对所述内部区域的内表面和与所述内部区域相对的外表面;多个发光元件,被设置在所述基底的外表面上并电连接到第一电力端子和第二电力端子,所述多个发光元件被设置在外表面上,使得发光元件中的第一发光元件和第二发光元件被布置为相对于内部区域分别发出基本朝向不同的第一径向和第二径向的光辐射。
在一些实施例中,所述照明装置的竖直轴与所述内部区域交叉,其中,所述多个发光元件被设置在与所述竖直轴交叉的公共面上。
在一些实施例中,第一径向和第二径向围绕所述照明装置的竖直轴,其中,所述照明装置的所有的发光元件仅仅设置在垂直于所述竖直轴的单个公共面上。
在一些实施例中,所述照明装置还包括:光传播单元,被设置为接收从第一发光元件沿着第一径向入射的光辐射和从第二发光元件沿着第二径向入射的光辐射。
在一些实施例中,所述光传播单元包括具有内表面的中间开口,其中,包括第一发光元件和第二发光元件的基底被设置在所述中间开口中,使得来自第一发光元件和第二发光元件的光辐射入射到所述中间开口的内表面上。
在一些实施例中,所述中间开口的形状与所述基底的形状相对应。
在一些实施例中,所述中间开口的形状是圆形。
在一些实施例中,所述中间开口的形状是三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种。
在一些实施例中,所述照明装置在中间开口处还包括光折射结构。
在一些实施例中,光折射结构的位置与所述发光元件的位置相对应。
在一些实施例中,所述光传播单元还包括上表面和下表面,其中,上表面和下表面中的至少一个是弯曲的,以对内部传播的光进行重定向。
在一些实施例中,所述弯曲表面被构造并被布置为使得光传播单元具有的中间部分最厚且外周部分最薄。
在一些实施例中,所述下表面是弯曲的,其中,所述上表面是基本平坦的。
在一些实施例中,所述光传播单元还在下表面包括反射器,以反射内部传播的光。
在一些实施例中,所述光传播单元包括具有中间开口的单一圆盘。
在一些实施例中,所述光传播单元包括具有中间开口的大致的环形结构。
在一些实施例中,所述环形结构的主体是中空的。
在一些实施例中,所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
在一些实施例中,所述照明装置还包括多个光传播单元,每个光传播单元具有不同的光学特征,并且每个光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
在一些实施例中,所述照明装置包括固定单元,所述固定单元用于将光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
在一些实施例中,所述光传播单元具有圆形形状的外表面。
在一些实施例中,所述光传播单元具有三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种形状的外表面。
在一些实施例中,所述基底具有圆形的外表面。
在一些实施例中,所述基底具有三边形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种形状的外表面。
在一些实施例中,所述照明装置还包括:基座,位于所述照明装置的第一端,所述基座具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子,基底的第一电力端子和第二电力端子电连接到所述基座的第一端子和第二端子;光传播单元,被设置为接收从第一发光元件和第二发光元件入射的光辐射;散热单元,散发所述照明装置产生的热,散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
在一些实施例中,所述照明装置还包括:基座,位于所述照明装置的第一端,所述基座具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子,基底的第一电力端子和第二电力端子电连接到所述基座的第一端子和第二端子;光传播单元,被设置为接收从第一发光元件和第二发光元件入射的光辐射;散热单元,散发所述照明装置产生的热,所述光传播单元被设置在所述散热单元和所述基底之间的沿着照明装置的竖直轴的竖直位置。
在一些实施例中,所述照明装置还包括:控制器,被构造为响应控制信号,分别独立地激活和去激活第一发光元件和第二发光元件。
在一些实施例中,响应于第一发光元件和第二发光元件的色温产生所述控制信号。
另一方面,一种照明装置包括:光源,被构造并布置为相对于第一轴沿着径向发出电磁辐射;光传播单元,包括上表面、下表面和中间开口,所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的电磁辐射,所述上表面和下表面中的至少一个是弯曲的,以对内部传播的电磁辐射进行重定向。
在一些实施例中,所述中间开口包括内表面,其中,所述光源被放置在所述中间开口中,使得发出的电磁辐射被入射到所述中间开口的内表面上。
在一些实施例中,所述中间开口的形状是圆形的。
在一些实施例中,所述中间开口的形状是三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种。
在一些实施例中,所述照明装置在所述中间开口处还包括光折射结构。
在一些实施例中,所述光折射结构具有与所述照明装置的发光元件的位置相对应。
在一些实施例中,所述弯曲表面被构造并布置为使得光传播单元的中间部分最厚且外周部分最薄。
在一些实施例中,所述下表面是弯曲的,其中,所述上表面是基本平坦的。
在一些实施例中,所述光传播单元还在下表面上包括反射器,以反射内部传播的光。
在一些实施例中,所述光传播单元包括具有中间开口的单一圆盘。
在一些实施例中,所述光传播单元包括具有中间开口的大致的环形结构。
在一些实施例中,所述环形结构的主体是中空的。
在一些实施例中,所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
在一些实施例中,所述照明装置还包括多个光传播单元,每个光传播单元具有不同的光学特性,并且每个光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
在一些实施例中,所述照明装置还包括:固定单元,用于将光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
在一些实施例中,光传播单元具有圆形形状的外表面。
在一些实施例中,所述光传播单元具有三边形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状的形状中的一种外形。
在一些实施例中,所述光源包括基底。
在一些实施例中,光源包括发光元件,其中,所述发光元件仅仅被放置在垂直于第一光轴的单一公共面上。
在一些实施例中,所述照明装置还包括:基座,位于照明装置的第一端,并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子,基底的第一电力端子和第二电力端子电连接到所述基座的第一端子和第二端子;光传播单元,被设置为接收从第一发光元件和第二发光元件入射的光辐射;散热单元,用于散发由所述照明装置产生的热,散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
一方面,一种照明装置包括:基座,具有彼此电绝缘的第一电力端子和第二电力端子;光源,具有连接到第一电力端子和第二电力端子的多个发光元件,所述光源被构造并布置为相对于第一轴沿着径向发出电磁辐射,光源的所有的发光元件仅仅被沿着垂直于第一轴的单个平面设置;光传播单元,包括上表面、下表面和中间开口,所述光传播单元围绕光源设置,以在中间开口处接收并分布从所述光源入射的电磁辐射。
在一些实施例中,所述光源包括基底。
在一些实施例中,光传播单元的上表面和下表面中的至少一个是弯曲的,以便对内部传播的光再定向。
在一些实施例中,所述基座位于所述照明装置的第一近端,所述照明装置还包括散热单元,用于散发由光源产生的热,散热单元的一部分位于远离所述第一近端的所述照明装置的最远的第二端。
在一些实施例中,所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
另一方面,一种照明装置包括:基座,位于照明装置的第一端,并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子;光源,具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件,所述光源被构造并被布置为围绕第一轴沿着径向发出电磁辐射;光传播单元,包括上表面、下表面和中间开口,所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的电磁辐射;散热单元,散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端层。
在一些实施例中,所述光传播单元沿着所述照明装置的第一轴被设置在所述散热单元和所述基底之间的位置。
在一些实施例中,所述光源包括基底。
在一些实施例中,光传播单元的上表面和下表面中的至少一个是弯曲的,以便对内部传播的光重定向。
在一些实施例中,光源包括发光元件,其中,所述发光元件仅仅被放置在垂直于第一光轴的单一公共面上。
在一些实施例中,所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
一方面,一种照明装置包括:基座,具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子;光源,具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件,所述光源被构造并被布置为相对于第一轴沿着径向发出电磁辐射;光传播单元,包括上表面、下表面和中间开口,所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的电磁辐射;其中,光源通过固定单元可拆卸地结合到所述基座,所述光传播单元被构造并布置被为通过光源可拆卸地结合到所述基座。
在一些实施例中,所述基座还包括壳体单元,所述光源和所述光传播单元可拆卸地结合到所述壳体单元。
在一些实施例中,所述光源包括基底。
在一些实施例中,光传播单元的上表面和下表面中的至少一个是弯曲的,以便对内部传播的光重定向。
在一些实施例中,光源包括发光元件,其中,所述发光元件仅仅被放置在垂直于第一轴的单一公共面上。
在一些实施例中,所述照明装置还包括散热单元,散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
在一些实施例中,所述光传播单元沿着所述照明装置的第一轴被设置在所述散热单元和所述基底之间照明装置的位置。
一方面,一种照明装置包括:基座,位于照明装置的第一端,并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子;光源,具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件,所述光源被构造并布置为相对于第一轴沿着径向发出电磁辐射,其中,所述光源包括发光元件,其中,所述发光元件被仅仅沿着垂直于第一轴的单个公共面设置;光传播单元,包括上表面、下表面和中间开口,所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的电磁辐射,所述光传播单元包括大致的环形结构;散热单元,散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
在一些实施例中,所述环形结构的主体是中空的。
在一些实施例中,所述光源包括基底。
在一些实施例中,光源包括发光元件,其中,所述发光元件仅仅被放置在垂直于第一轴的单一公共面上。
在一些实施例中,所述照明装置包括散热单元,散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
在一些实施例中,所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述中,以上和/或其它方面将变得更加清楚地被理解,附图中:
图1是示出根据示例性实施例的照明装置的示意性的侧视图;
图2是示意性地示出图1中的照明装置的分解透视图;
图3是示意性地示出在照明装置中可采用的示例性实施例的基底的剖视图;
图4是示意性地示出根据另一实施例的基底的剖视图;
图5是示意性地示出根据图4的实施例的修改的基底的剖视图;
图6至图9是示意性地示出各种实施例的基底的剖视图;图7A和图7B是板的另一示例的剖视图和平面图;
图10是示意性地示出在根据示例性实施例的在照明装置中可采用的发光元件(LED芯片)的示例的剖视图;
图11是示意性地示出图10的发光元件(LED芯片)的另一示例的剖视图;
图12是示意性地示出图10的发光元件(LED芯片)的另一示例的剖视图;
图13是示意性地示出作为根据示例性实施例的在照明装置中可采用的发光元件(LED芯片)的安装在安装基底上的LED芯片的示例的剖视图;
图14是示意性地示出根据示例性实施例的在照明装置中可采用的发光元件封装件(芯片级封装件)的示例的剖视图;
图15是示意性地示出图14的发光元件封装件的另一示例(侧视封装件)的透视图;
图16是CIE1931色度图表;
图17是示意性地示出安装在图2中的基底上的发光元件的剖视图;
图18A是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明装置的表面照明强度的视图;
图18B是示意性地示出光分布曲线的图形;
图19是示意性地示出图1中的光传播单元的变型的侧视图;
图20A至图20D是示意性地示出图1中的实施例的光传播单元的变型的平面图;
图21A至图21D是示意性地示出图1中的实施例的光传播单元的另一变型的平面图;
图22A是示意性地示出图1中的实施例的光传播单元的另一实施例的平面图;
图22B是示出图22A中的光路的视图;
图23A是示意性地示出根据图22A的实施例的发光元件的表面照明强度的视图;
图23B是描绘光分布曲线的图形;
图24是示意性地示出根据本发明构思的另一实施例的照明装置的透视图;
图25是示意性地示出图24中的照明装置的分解透视图;
图26A和图26B是示意性地示出图25中的照明装置的光传播单元的各种示例的分解透视图;
图27是示出光分布曲线的图形;
图28是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明系统的框图;
图29是示意性地示出图28中所示的照明系统的照明单元的详细构造的框图;
图30是示出控制图28中所示的照明系统的方法的流程图;
图31是示出图28中所示的照明系统的使用的视图;
图32是根据本发明构思的另一实施例的照明系统的框图;
图33是示出根据本发明构思的实施例的ZigBee信号的格式的视图;
图34是示出根据本发明构思的实施例的感测信号分析单元和操作控制单元的视图;
图35是示出根据本发明构思的实施例的无线照明系统的操作的流程图;
图36是示意性地示出根据本发明构思的另一实施例的照明系统的组成部件的框图;
图37是示出控制照明系统的方法的流程图;
图38是示出根据本发明构思的另一实施例的控制照明系统的方法的流程图;
图39是示出根据本发明构思的另一实施例的控制照明系统的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述该发明构思的示例性实施例,在附图中示出了示例性实施例。然而,该发明构思的示例性实施例可以以许多不同的形式实施,并且不应该被理解为局限于在此所阐述的实施例;更确切地说,提供所述实施例是为了使本公开将是彻底的和完全的,并将示例性实施例的构思充分地传达给本领域的技术人员。在附图中,为了清晰可能会夸大层和区域的厚度。附图中相同的标号表示相同的元件,因此将省略对它们的描述。
应该理解的是,当一个元件被称为“连接”或者“结合”到另一元件时,该元件可以直接连接或者结合到另一元件,或者可存在中间元件。相反地,当一个元件被称为“直接连接”或者“直接结合”到另一元件时,不存在中间元件。相同的标号始终表示相同的元件。在此所使用的术语“和/或”包括一个或者更多个相关列出项的任意或全部组合。用于描述元件或者层之间的关系的其它词语应该以相同的方式来解释(例如,“在…之间”与“直接在…之间”相对、“与…相邻”与“直接与…相邻”相对、“在…上”与“直接在…上”相对)。
应该理解,虽然在此可使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不被这些术语限制。这些术语仅仅用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层或部分进行区分。因此,例如,在不脱离示例性实施例的教导的情况下,下面讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可以被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
在这里可使用空间相对术语,如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…上方”、“上”等,以便于描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应该理解,空间相对术语意在包含除了在附图中描绘的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果在附图中装置被翻转,则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或者其它元件或特征“下面的”元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因此,示例性术语“在…下方”可包括“在…上方”和“在…下方”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位),并且相应地解释这里使用的空间相对描述符。
在这里使用的术语的目的仅是为了描述具体实施例,而非意在限制示例性实施例。除非上下文另外明确说明,否则在这里使用诸如“一个”和“该”的单数形式意在也包含复数形式。还应当理解,如果在此使用诸如“包括”和/或“包含”的术语,则说明所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但是不排除存在或添加一个或者多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
在此参照作为示例性实施例的理想实施例(和中间结构)的示意性的图示的代表性图示来描述本发明构思的示例性实施例。这样,预计会出现诸如由制造技术和/或公差的变化引起的图示的形状变化的结果。因此,本发明构思的实施例不应该被理解为限制于在此示出的区域的具体形状,而应该包括诸如由制造导致的形状偏差。例如,示出为矩形的注入区域在其边缘可具有倒圆或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度,而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地,通过注入形成的掩埋区域可导致在掩埋区域和通过其发生注入的表面之间的区域中出现一定程度的注入。因此,在附图中示出的区域实际上是示意性的,它们的形状并非意在示出装置的区域的实际形状,也非意在限制示例性实施例的范围。
除非另有定义,否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明构思的示例性实施例所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。还应理解,除非这里明确定义,否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的上下文中它们的含义相同的含义,而不是理想地或者过于正式地解释它们的含义。
参照图1和图2对根据本发明构思的实施例的照明装置进行描述。图1是示出根据本发明构思的实施例的照明装置的示意性的侧视图,图2是示意性地示出图1中的照明装置的分解透视图。
参照图1和图2,根据本发明构思的实施例的照明装置1可包括光源单元100、光传播单元200和基座单元300。照明装置1可还包括散热单元400和壳体单元500。
光源单元100可被构造并布置为沿着径向辐射光。为此,光源单元100可包括环形板110(诸如电路板或者基底)和安装在板110上或者制作在板110上的多个发光元件120。
板110可包含具有良好的散热功能和反光性的材料。在一些示例性实施例中,板110可以是FR4型印刷电路板(PCB),并且可由包括环氧树脂、三嗪、硅树脂、聚酰亚胺等的有机树脂材料和其它任意的有机树脂材料制成。在其它实施例中,板110可由诸如氮化硅、氮化铝(AlN)、Al2O3等的陶瓷材料或者金属和金属化合物形成,并且可包括金属芯印刷电路板(MCPCB)等。另外,在一些实施例中,板110可通过利用可以自由形变的柔性PCB(FPCB)(例如PCB是柔韧的)被变型为适合具有弯曲形状的光传播单元。
以下,将对在本实施例中可采用的板的各种结构进行描述。
如图3中所示,板1100可包括:绝缘基底1110,具有形成在其一个表面上的预定的电路图案(用作电力端子)1111和1112;上热扩散板1140,形成在绝缘基底1110上,以便与电路图案1111和1112接触,并被构造和布置为消散由发光元件120产生的热。下热扩散板1160形成在绝缘基底1110的另一表面上,并被构造和布置为向外扩散由上热扩散板1140传递的热。上热扩散板1140和下热扩散板1160可通过穿透绝缘基底1110并具有电镀内壁的至少一个通孔1150连接。
绝缘基底1110的电路图案1111和1112可通过在陶瓷或者环氧树脂基FR4芯涂覆铜箔并通过在其上执行蚀刻处理而形成。可在板1100的下表面上涂覆绝缘薄膜1130。
图4示出了板的另一示例性实施例。如图4中所示,板1200可包括形成在第一金属层1210上的绝缘层1220和形成在绝缘层1220上的第二金属层1230。板1200可具有台阶部分“A”,例如,台阶部分“A”以凹入的形式形成在板1200的至少一个端部上并允许绝缘层1220暴露。
在一些实施例中,第一金属层1210可由具有良好的放热特性的材料制成。例如,第一金属层1210可由诸如铝(Al)、铁(Fe)等或者合金制成,并且可以被形成为单层或者多层结构。绝缘层1220可由具有绝缘特性的材料制成,在一些实施例中,绝缘层1220可由无机材料或者有机材料形成。例如,绝缘层1220可由环氧基绝缘树脂制成,并且为了提高导热性,绝缘层1220可包括金属粉末(诸如铝(Al)粉末等),以被使用。在一些实施例中,通常第二金属层1230可被形成为铜(Cu)薄膜或者其他合适的传导层。
如图4中所示,在金属板中,绝缘层1220的一个端部的暴露区域的距离(即,绝缘距离)可大于绝缘层1220的厚度。在本公开中,绝缘距离是指第一金属层1210和第二金属层1230之间的绝缘层1220的暴露区域的距离。当从上方观察金属板时,绝缘层1220的暴露区域的宽度被称为暴露宽度W1。在图4中的区域“A”是通过在制造金属板的处理期间经研磨处理等被移除的区域。金属板的端部可具有深度“h”,深度“h”与从第二金属层1230的表面到绝缘层1220的被暴露的暴露宽度为W1的那一部分的距离相对应并形成台阶结构。如果金属板的端部没有被移除,则绝缘距离对应为绝缘层1220的厚度(h1+h2),通过移除端部的一部分,可进一步确保绝缘距离近似与距离W1相对应。因此,在对金属板进行耐压试验的情况下,金属板具有在其端部两个金属层1210和1230之间的接触可能性可被设置为最小化的结构。
图5是示意性地示出根据图4的实施例的变型的金属板的结构。参照图5,金属板1200'包括形成在第一金属层1210'上的绝缘层1220'和形成在绝缘层1220'上的第二金属层1230'。绝缘层1220'和第二金属层1230'包括以预定的倾斜角度θ1移除的区域,甚至第一金属层1210'也可包括以预定的倾斜角度θ1移除的区域。
这里,倾斜角度θ1可以是绝缘层1220'和第二金属层1230'之间的界面与绝缘层1220'的端部之间的角度,并可考虑绝缘层1220'的厚度来选择,以确保期望的绝缘距离I。可以在0<θ1<90(度)的范围内选择倾斜角度θ1。随着倾斜角度θ1减小,绝缘层1220'的暴露区域的绝缘距离I和宽度W2增加。这样,为了确保较大的绝缘距离,可选择小的倾斜角度θ1。例如,可以在0<θ1≤45(度)的范围内选择倾斜角度θ1。
图6示意性地示出了板的另一示例性实施例。参照图6,可通过对金属支撑基底1310上的包括绝缘层1321和层叠在绝缘层1321上的铜箔1322的涂树脂铜箔(RCC)膜1320进行层叠而形成板1300,RCC膜1320的一部分被移除,以形成允许发光元件120安装在其中的至少一个凹入部分。在金属板中,由于RCC膜1320从发光元件120的下部区域移除,所以发光元件120与金属支撑基底1310直接接触,因而,由发光元件120产生的热可直接传递给金属支撑基底1310,提高了其散热性能。发光元件120可通过焊接(焊料1340和1341)电连接或者固定到基底1310或者膜1320上。由液化PSR制成的保护膜1330可形成在铜箔1322上。
图7A和图7B是板的另一示例的剖视图和平面图。在一些实施例中,板包括具有优良的散热特性并导致低的制造成本的阳极氧化金属板。参照图7A和图7B,阳极氧化金属板1300'可包括金属板1310'、形成在金属板1310'上的阳极氧化膜1320'和形成在阳极氧化膜1320'上的电气配线1330'。
在各种实施例中,金属板1310'可包含可以以相对低的成本容易地获得的铝(Al)或者铝合金。在一些实施例中,金属板1310'可包含任何其它可阳极氧化的金属(诸如钛、镁等)。
通过阳极氧化铝获得的铝阳极氧化膜(Al2O3)1320具有从10W/mK到30W/mK的相对高的导热特性。因此,相对于传统的聚合物板的印刷电路板、金属芯印刷电路板(MCPCB)等,阳极氧化金属板具有优良的散热特性。
图8示意性地示出了板的另一示例。如图8中所示,板1400可包括涂覆在金属基底1410上的绝缘树脂1420和形成在绝缘树脂1420上的电路图案1430。这里,绝缘树脂1420可具有小于或者等于200μm的厚度。绝缘树脂1420可以在金属基底1410上被层叠为固态膜,或者根据铸造方法利用旋转涂覆或者刀片作为液体进行涂覆。另外,可通过填充使用诸如铜(Cu)等的金属在绝缘树脂1420凹雕的电路图案的设计而形成电路图案1430。发光元件120可以被安装为连接到电路图案1430。
在一些实施例中,板可包括可自由形变的柔性印刷电路板(FPCB)。如图9中所示,板1500可包括具有一个或者多个通孔1511的柔性印刷电路板1510和上面安装有柔性印刷电路板1510的支撑基底1520。散热粘合剂1540可设置在通孔1511中,散热粘合剂1540将发光元件120的下表面与支撑基底1520的上表面结合。这里,发光元件120的下表面可以是芯片封装件的下表面、其上安装有芯片的引线框架的下表面或者金属块。FPCB1510包括电路配线1530,从而可电连接到发光元件120。
以这种方式,通过利用FPCB1510,可减小所述板及所得装置的厚度和重量,并且可降低制造成本。另外,由于发光元件120通过散热粘合剂1540直接与支撑基底1520结合,所以提高了散热效率,发光元件120产生的热可以被容易地消散。
板110可包括具有多对直边的平盘状结构。在描述的本实施例中,作为图2的实施例的示例,板110被示出具有矩形形状并且沿着长度方向延伸,然而,本发明构思不限于此。例如,板110可具有正方形形状或者其他任意的多边形的形状。
如所示出的,板110可具有这样的结构,在该结构中,多对边分别直立或者在边缘上被另外构造并布置为彼此侧面地面对,并且边被连接以具有环形形状。在图2的本实施例中,板110被示出为具有四角的(四边的)环形形状,然而,本发明构思不限于此。例如,板110的边可连接为圆环形形状。另外,板110的边可被连接为具有诸如三角形形状、五边形形状、六边形形状、八边形等形状。
多个发光元件120可被安装在板110上并彼此电连接。当板110具有环形形状并沿着向外的径向辐射光时,多个发光元件120可被安装在板110的多对边中的构成外表面的表面上。
发光元件120中的每一个均是一种根据施加到其上的外部电力产生具有预定波长的半导体器件,并且可包括发光二极管(LED)。发光元件120可根据被包含在其中的材料发出蓝光、绿光或者红光,并且还可发出白光。
以下,将对在本实施例中可采用的各种发光元件进行描述。
图10是示意性地示出发光元件(例如,发光二极管(LED)芯片)的示例的侧视图。
如图10中所示,发光元件2000可包括形成在基底2001上的发光层叠体S。发光层叠体S可包括第一导电型半导体层2004、活性层(active layer)2005和第二导电型半导体层2006。
另外,欧姆接触层2008可形成在第二导电型半导体层2006上,第一电极2009a和第二电极2009b可分别形成在第一导电型半导体层2004和欧姆接触层2008的上表面。
在本公开中,诸如“上部”、“上表面”、“下部”、“下表面”、“侧表面”等的术语是基于附图来确定的,实际上,这些术语可以根据发光元件的设置方向而改变。
以下,将对发光元件的主要元素进行具体地描述。
在一些实施例中,构成发光元件的基底包含用于外延生长的生长基底。根据需要可使用绝缘基底、导电基底或者半导体基底作为基底2001。例如,基底2001可包括蓝宝石、SiC、Si、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN等。为了外延生长GaN材料,可优选地以GaN基底作为同质基底,但是,由于GaN基底制造困难,会导致高的制造成本。
通常使用蓝宝石基底、碳化硅基底等作为异质基底,在这种情况下,与相对昂贵的碳化硅基底相比有利的是,更经常使用蓝宝石基底。在使用异质基底的情况下,由于基底材料和薄膜材料的晶格常数之间的差异,会增加诸如位错等的缺陷。另外,由于基底材料和薄膜材料的热膨胀系数之间的差异,在温度变化的情况下会发生扭曲而导致在薄膜中产生裂缝。通过利用形成在基底2001和GaN基发光层叠体S之间的缓冲层2002可减少这一问题的发生。
为了在LED基底生长之前或之后提高LED芯片的光或电特性,在芯片制造加工期间,可以将基底2001全部或者部分地移除或图案化。
例如,在蓝宝石基底的情况下,可通过将激光穿过基底照射到蓝宝石基底和半导体层之间的界面上来将基底分离,在硅基底或者碳化硅基底的情况下,可根据诸如抛光/蚀刻等的方法将所述基底移除。
此外,在移除基底的过程中,可使用不同的支撑基底,在这种情况下,支撑基底可通过使用反射金属被附着在原始生长基底的相对侧,或者反射结构可被插入到结合层的中间部分,以提高LED芯片的光效率。
在基底图案化的情况下,在LED结构生长之前或之后,凹入或者突起(或者不平坦部分)或者倾斜部分可形成在基底的主表面(一个表面或者两个表面)或者侧表面上,从而提高光提取效率。
参照基底图案化,不平坦的表面或者倾斜表面可形成在基底的主表面(一个表面或者两个表面)或者侧表面上,以提高光提取效率。图案的尺寸可在从5nm至500μm的范围内选择,并且只要能提高光提取效率,可采用作为规则或者不规则图案的任意图案。所述图案可具有诸如柱形、峰形、半球形、多边形等的各种形状。
在蓝宝石基底的情况下,蓝宝石是具有Hexa-Rhombo R3c对称的晶体,沿着c轴和a轴方向的晶格常数分别为大约和并具有C平面(0001)、A平面(1120)和R平面(1102)等。在这种情况下,氮化物薄膜可相对容易地在蓝宝石晶体的C平面上生成,并且因为蓝宝石晶体在高温下是稳定的,所以通常采用蓝宝石基底作为氮化物生长基底。
还可以使用硅(Si)基底。由于硅(Si)基底更适合用于增大直径并且具有相对低的价格,所以可用以促进大批量生产。具有(111)平面作为基底平面的Si基底的晶格常数与GaN的晶格常数具有17%的差异。因此,需要用于抑制由于晶格常数之间的差异而生成晶格缺陷的技术。另外,硅和GaN的热膨胀系数之间的差异为大约56%,为此,需要抑制由于热膨胀系数之间的差异引起的晶片扭曲的技术。扭曲的晶片可导致GaN薄膜中的裂缝并使得难以控制加工,导致在同一晶片中的发光波长的分布增加等。
硅(Si)基底吸收在GaN半导体中产生的光,以降低发光元件的外部量子效率。因此,如果需要可移除所述基底,并且包括反射层的支撑基底(诸如Si、Ge、SiAl、陶瓷或者金属基底等)可被另外地形成以被使用。
当GaN薄膜在诸如Si基底的异质基底上生长时,由于基底材料和薄膜材料之间的晶格常数失配会增加位错密度,并且由于热膨胀系数之间的差异会产生裂缝和扭曲。
在这种情况下,为了防止发光层叠体S中的位错和裂缝,可在基底2001和发光层叠体S之间设置缓冲层2002。缓冲层2002可用于在活性层生长时调节基底的扭曲度,以减小晶片的波长分布。
缓冲层2002可以由AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)制成,具体地说,如果需要,还可使用GaN、AlN、AlGaN、InGaN或InGaNAlN和诸如ZrB2、HfB2、ZrN、HfN、TiN等的材料。另外,缓冲层2002可通过组合多个层或者通过逐渐改变多个层的组分而形成。
硅基底具有与GaN的热膨胀系数显著不同的热膨胀系数。因此,在硅基底上生成GaN薄膜的情况下,当GaN薄膜在高温下生长和在室温下冷却时,由于基底材料和薄膜的热膨胀系数之间的差异,张应力施加到GaN薄膜上,产生裂缝。为了防止裂缝的产生,通过利用薄膜生长的方法补偿张应力,使得在薄膜生长时将压应力施加到薄膜上。
硅(Si)和GaN的晶格常数之间的差异增加了在硅基底中产生缺陷的可能性。因此,在硅基底的情况下,可使用具有复合结构的晶片,以在控制缺陷的同时控制用于抑制扭曲的应力。
例如,首先,AlN层可形成在基底2001上。在这种情况下,可以使用不包含镓(Ga)的材料,以防止硅(Si)和镓(Ga)之间的反应。还可使用诸如SiC等的材料作为AlN的替换物。通过使用铝(Al)源和氮(N)源,AlN层可在从400℃到1300℃的温度范围内生长。如果需要,可将AlGaN中间层插入到在多个AlN层之间的GaN的中部,以控制应力。
将对具有III族氮化物半导体的多层结构的发光层叠体S进行详细地描述。第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可分别由n型和p型掺杂半导体形成。
然而,本发明构思不限于此,相反地,第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可分别由p型和n型掺杂半导体形成。例如,第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可包含III族氮化物半导体,例如,具有AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组分的材料。当然,示例性实施例不限于此,可选择地,第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可包含诸如AlGaInP基半导体或者AlGaAs基半导体的材料。
同时,第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可具有单层结构,或者,可选择地,如有需要,第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可具有包括具有不同组分、厚度等的多层结构。例如,第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可分别具有用于提高电子和空穴注入效率的载体注入层,或者可具有各种类型的超晶格结构。
第一导电型半导体层2004可还在与活性层2005相邻的区域中具有电流扩散层。电流扩散层可具有其中具有不同组分或者不同杂质含量的多个InxAlyGa(1-x-y)N层被顺序地层叠的结构,或者可具有部分形成在其中的绝缘材料层。
第二导电型半导体层2006可还可在与活性层2005相邻的区域中包括电子阻挡层。电子阻挡层可具有其中具有不同组分的多个InxAlyGa(1-x-y)N层被层叠的结构,或者可具有一个或者更多个包含AlyGa(1-y)N的层。电子阻挡层可具有比活性层2005的带隙更宽的带隙,从而防止电子越过第二导电型(p型)半导体层而转移。
发光层叠体S可通过利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)而形成。为了制造发光层叠体S,有机金属化合物气体(诸如三甲基镓(TMG)、三甲基铝(TMA))和含氮气体(氨(NH3)等)可被供应到安装有基底2001的反应容器中作为反应气体,所述基底保持在范围为从900℃到1100℃的高温,当正在生成氮化镓基化合物半导体时,如果需要,供应杂质气体以将氮化镓基化合物半导体层叠为未掺杂n型或者p型半导体。硅(Si)是公知的n型杂质,p型杂质包括锌(Zn)、镉(Cd)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、钡(Ba)等。在这些杂质中,主要使用镁(Mg)和锌(Zn)。
另外,设置在第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006之间的活性层2005可具有多量子阱(multi-quantum well)(MQW)结构,其中,量子阱层和量子阻挡层可以交替地层叠。例如,在氮化物半导体的情况下,可使用GaN/InGaN结构,或者还可使用单量子阱(single quantum well)(SQW)结构。
欧姆接触层2008可具有提供较低的欧姆接触电阻的相对高的杂质浓度,以降低元件的操作电压,从而提高其特性。欧姆接触层2008可由GaN层、InGaN层、ZnO层或者石墨烯层形成。
第一电极2009a或者第二电极2009b可包含诸如银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al),锗(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、铂(Pt)、金(Au)等的材料,并可具有包括诸如Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt等的两层或者更多层的结构。
图10中所示出的LED芯片具有第一电极2009a和第二电极2009b面对与光提取表面相同的表面。然而,芯片可被构造为具有假设的各种其它的结构,例如,第一电极和第二电极面对与光提取表面相对的表面的倒装芯片结构、第一电极和第二电极形成在相互对立的表面上的竖直结构、通过在芯片中形成多个过孔作为提高电流扩散效率以及散热效率等的结构而采用电极结构的竖直和水平结构。
在制造用于高输出的大的发光元件的情形下,可提供如图11中所示的提升电流传播效率以及散热效率的LED芯片。
如图11中所示,LED芯片2100可包括顺序地层叠的第一导电型半导体层2104、活性层2105、第二导电型半导体层2106、第二电极层2107、绝缘层2102、第一电极层2108和基底2101。这里,为了电连接到第一导电型半导体层2104,第一电极层2108可包括一个或者更多个接触孔H,接触孔H从第一电极层2108的一个表面延伸到第一导电型半导体层2104的至少一部分区域,并且与第二导电型半导体层2106和活性层2105电绝缘。然而,第一电极层2108并不是本实施例的必需元件。
接触孔H从第一电极层2108的界面穿过第二电极层2107、第二导电型半导体层2106和活性层2105延伸到第一导电型半导体层2104的内部。接触孔H延伸到活性层2105和第一导电型半导体层2104之间的至少一个界面,并且,优选地,延伸到第一导电型半导体层2104的一部分。然而,形成接触孔H用于电连接以及电流扩散,所以当接触孔H与第一导电型半导体层2104接触时实现接触孔H存在的目的。因此,没有必要将接触孔H延伸到第一导电型半导体层2104的外表面。
考虑到与第二导电型半导体层2106的光反射功能和欧姆接触功能,形成在第二导电型半导体层2106上的第二电极层2107可以由从银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al),锗(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、铂(Pt)、金(Au)等中选择出来的材料制成,可通过利用诸如溅射或者沉积等的工艺来形成第二电极层2107。
接触孔H可具有穿透第二电极层2107、第二导电型半导体层2106和活性层2105的形式,以连接到第一导电型半导体层2104。可通过使用蚀刻工艺(诸如电感耦合等离子体-反应离子蚀刻(ICP-RIE)等)形成接触孔H。
绝缘层2102可被形成为覆盖接触孔H的侧壁以及第二导电型半导体层2106的表面。在这种情形下,与接触孔H的底部相对应的第一导电型半导体层2104的至少一部分可被暴露。可通过沉积诸如SiO2、SiOxNy或者SixNy的绝缘材料形成绝缘层2102。
包括通过填充传导材料形成的导电过孔的第一电极层2108可形成在接触孔H内。然后,基底2101形成在第一电极层2108上。在这个结构中,基底2101可通过导电过孔电连接到第一导电型半导体层2104。
基底2101可包含具有Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、GaAs、SiAl、Ge、SiC、AlN、Al2O3、GaN、AlGaN中的任意一种材料,并可通过诸如电镀、溅射、沉积、键合等的工艺形成。然而,本发明构思不限于此,可使用其它合适的材料与工艺。
为了减小接触电阻,可适当地调整数量、形状、节距、与第一导电型半导体层2104和第二导电型半导体层2106的接触面积等、接触孔H的形状和尺寸。接触孔H可被布置为具有成行或者成列的各种形状,以增强电流。
LED照明装置提供改善的散热特性,在总散热性能方面,在照明装置中优选地使用具有低热值的芯片。作为一种满足这些需求的LED芯片,可使用其中具有纳米结构的LED芯片(以下,称为“纳米LED芯片”)。
这种纳米LED芯片包括最近开发的芯/壳型纳米LED芯片,所述芯片具有低结合密度以产生相对低程度的热,并具有通过使用纳米结构增大发光面积而增加的发光效率,通过获得非极性活性层来防止由于极化造成效率的退化,从而提高压降特性,使得发光效率随着注入电流的量增加而降低。
图12示出了可在前述的照明装置中采用的作为LED芯片的另一示例的纳米LED芯片。
如图12中所示,纳米LED芯片2200包括形成在基底2201上的多个纳米发光结构N。在本示例中,示出了纳米发光结构N具有如同杆结构一样的芯壳结构,但是,本示例性实施例不限于此,纳米发光结构N可具有不同的结构(诸如棱锥形结构)。
纳米LED芯片2200包括形成在基底2201上的基础层2202。基础层2202是为纳米发光结构N提供生长表面的层,基础层2202可包括第一导电型半导体层。具有用于纳米发光结构N(具体地说,芯)的生长的敞开区域的掩模层2203可形成在基础层2202上。掩模层2203可包括诸如SiO2或者SiNx的介电材料。
在纳米发光结构N中,通过使用具有敞开区域的掩模层2203而选择性地使第一导电型半导体层生长而形成第一导电型纳米芯2204,活性层2205和第二导电型半导体层2206在纳米芯2204的表面上形成为壳层。因此,纳米发光结构N可具有第一导电型半导体层为纳米芯并且包围纳米芯的活性层2205和第二导电型半导体层2206为壳层的芯壳结构。
纳米LED芯片2200包括填充在纳米发光结构N之间的填充材料2207。如果需要可采用填充材料2207,以便使得纳米发光结构N在结构上稳定并且在光学方面改善纳米发光结构N。填充材料2207可包括诸如SiO2的透明材料,但是,本发明构思不限于此。欧姆接触层2208可形成在纳米发光结构N上,并且连接到第二导电型半导体层2206。纳米LED芯片2200包括由第一导电型半导体层形成的基础层2202以及分别连接到基础层2202和欧姆接触层2208的第一电极2209a和第二电极2209b。
通过使纳米发光结构N具有不同的直径、成分和掺杂密度来形成纳米发光结构N,可从同一元件中发出具有两个或者更多个不同波长的光。通过适当地调节具有不同波长的光,可以在单个元件中不使用磷光体的情况下实现白光,并且可以通过将不同的LED芯片与前述的元件进行组合或者与诸如磷光体的波长转换材料进行组合来实现具有不同期望颜色的光或者具有不同色温的白光。
图13是示出了具有安装在安装基底2320上的LED芯片2310的半导体发光元件2300,半导体发光元件2300作为在前述的照明装置中可采用的光源。
图13中所示出的半导体发光元件2300包括LED芯片2310。LED芯片2310呈现为不同于前面描述的示例中的LED芯片。
LED芯片2310包括:设置在基底2301的一个表面上的发光层叠体S;相对于基底2301,设置在发光层叠体S的相对侧的第一电极2308a和第二电极2308b。另外,LED芯片2310包括覆盖第一电极2308a和第二电极2308b的绝缘层2303。
第一电极2308a和第二电极2308b可电连接到第一电极垫2319a和第二电极垫2319b,第一电极垫2319a和第二电极垫2319b通过电连接单元2309a和2309b连接到第一电极2308a和第二电极2308b。
发光层叠体S可包括顺序地设置在基底2301上的第一导电型半导体层2304、活性层2305和第二导电型半导体层2306。第一电极2308a可被设置有穿过活性层2305和第二导电型半导体层2306连接到第一导电型半导体层2304的导电过孔。第二电极2308b可连接到第二导电型半导体层2306。
绝缘层2303可具有暴露在第一电极2308a和第二电极2308b中的至少一部分上的敞开区域,第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可连接到第一电极2308a和第二电极2308b。
第一电极2308a和第二电极2308b可具有多层结构,在所述多层结构中形成由分别相对于第一导电型半导体层2304和第二导电型半导体层2306具有改善的欧姆特性的导电材料制成的一层或更多层。例如,第一电极2308a和第二电极2308b可通过沉积或者溅射银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、透明导电氧化物(TCO)等中的一种或者更多种而形成。如下所述,第一电极2308a和第二电极2308b可沿着相同的方向设置并可在引线框架上被安装为所谓的倒装芯片。在这种情况下,第一电极2308a和第二电极2308b可被设置为面对相同的方向。
具体地说,第一电极2308a可层叠体通过在发光层叠体S中穿过第二导电型半导体层2306和活性层2305连接到第一导电型半导体层2304的导电过孔,而连接到第一电连接单元2309a。
可适当地调节导电过孔和第一电连接单元2309a与第一导电型半导体层2304的接触面积的量、或者接触区域的形状或节距等,以减小接触电阻,导电过孔和第一电连接单元2309a可以被成行和成列地布置,以增大电流。
另一电极结构可包括直接形成在第二导电型半导体层2306上的第二电极2308b和形成在第二电极2308b上的第二电连接单元2309b。除了具有形成与第二导电型半导体层2306的电欧姆连接的功能之外,第二电极2308b可由光反射材料制成,因此,如图13中所示,在LED芯片2310被安装为所谓的倒装芯片结构的情形下,从活性层2305发出的光可以沿着基底2301的方向有效地发出。当然,根据主要的光发射方向,第二电极2308b可由诸如透明导电氧化物的光透射导电材料形成。
如上所述的两个电极结构可通过绝缘层2303被电力地分开。绝缘层2303可包含任何适合的具有电绝缘特性的材料。即,绝缘层2303可由任何具有电绝缘性的材料形成,这里,优选地使用具有低的光吸收度的材料。例如,可使用诸如SiO2、SiOxNy、SixNy等的氧化硅或者氮化硅。如果需要,光反射填充物可被分散在光透射材料中,以形成光反射结构。
第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可分别连接到第一电连接单元2309a和第二电连接单元2309b,以用作LED芯片2310的外部端子。例如,第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可由金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬(Cr)、NiSn、TiW、AuSn或其共熔金属形成。在这种情况下,LED芯片2310被安装在安装基底2320上,第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可通过利用共熔金属而结合,因此可以不使用倒装芯片结合通常所需的焊料隆起。在所述安装方法中,与利用焊料隆起的情况相比,共熔金属的使用可有利于获得优良的散热效果。在这种情况下,为了获得优良的散热效果,第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可被形成为具有相对大的面积。
除非另外描述之外,可参照上面有关图10描述的内容来理解基底2301和发光层叠体S。另外,尽管未示出,但是可在发光层叠体S和基底2301之间形成缓冲层。可采用所述缓冲层作为由氮化物等形成的无掺杂半导体层,以减轻在其上生长的发光层叠体S的晶格缺陷。
基底2301可具有彼此对面的第一主表面和第二主表面、以及可形成在第一主表面和第二主表面上的不平坦结构C(即,凹入和突起)。形成在基底2301的一个表面上的不平坦结构C可通过对基底2301的一部分进行蚀刻而形成,从而由与基底2301的材料相同的材料而制成。可选择地,不平坦结构C可包含与基底2301的材料不同的材料。
在示例性实施例中,由于不平坦结构C形成在基底2301与第一导电型半导体层2304之间的界面上,所以从活性层2305发出的光的路径可以宽范围地变化,因此,可降低被吸收到半导体层中的光的光吸收率,并且可增加光散射率,增大光提取效率。
具体地,不平坦结构C可形成为具有规则或者不规则的形状。用于形成不平坦结构C的异质材料可以是透明导体、透明绝缘体或者具有良好的反射率的材料。这里,可使用诸如SiO2、SiNx、Al2O3、HfO、TiO2或ZrO的材料作为透明绝缘体。可使用诸如ZnO、包含添加剂(例如,Mg、Ag、Zn、Sc、Hf、Zr、Te、Se、Ta、W、Nb、Cu、Si、Ni、Co、Mo、Cr、Sn)的氧化铟等的透明导电氧化物(TCO)作为透明导体。可采用银(Ag)、铝(Al)或者包括具有不同的反射率的多层分布式布拉格反射器(DBR)作为反光材料。然而,所述示例性实施例不限于此。
基底2301可从第一导电型半导体层2304移除。为了移除基底2301,可以使用利用激光的激光剥离(LLO)、蚀刻或者抛光工艺。另外,在移除基底2301之后,在第一导电型半导体层2304的表面上会形成凹入和突起。
如图13中所示,LED芯片2310被安装在安装基底2320上。安装基底2320包括第一上电极层2312a、第一下电极层2312b、形成在基底主体2311的上表面和下表面的第二上电极层2313a和第二下电极层2313b、贯穿基底主体2311用于连接上电极层和下电极层的过孔2313。基底主体2311可包含树脂、陶瓷或者金属,上下电极层2312a和2313a以及下电极层2312b和2313b可包含由金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)或者铝(Al)制成的金属层。
前述的LED芯片2310安装在其上的基底不限于如图13中所示的安装基底2320的构造,并且可采用任何具有用于驱动LED芯片2310的配线结构的合适的基底。例如,上面参照图3至图9描述的基底可以是适用的。
除了前述的LED芯片之外,还可使用具有各种其它结构的LED芯片。例如,还可有利地使用这样的LED芯片,在所述LED芯片中,表面等离子体激元(SPP)形成在LED芯片的金属电解质边界中以与量子阱激子相互作用,从而获得显著提高的光提取效率。
各种类型的LED芯片可在电路板上被安装为裸芯片,并用作照明装置的光源,不同地,还可使用LED芯片被安装在具有一对电极结构的封装件主体中的各种类型的封装结构。
包括LED芯片的封装件(以下,称为“LED封装件”)可设置有利于连接到外部电路的外部端子结构,并且可具有各种具有改善LED芯片的散热特性以及增强发光特性的散热结构的光学结构。例如,各种光学结构可包括用于改善光分布特性的透镜结构或者用于将从LED芯片发出的光转换成具有不同波长的光的波长转换单元。
作为可在照明装置中被采用的LED封装件的示例,可使用具有芯片级封装(CSP)结构的LED封装件。
减小LED芯片封装件的尺寸并简化制造工艺的CSP适合于大批量生产,并且由于可通过CSP将诸如磷光体的波长转换材料和诸如透镜的光学结构可与LED芯片一起一体地制造,所以可在照明装置中合适地使用CSP。
图14示出了CSP(作为封装结构)的示例,其中,电极形成在LED芯片2410的下表面(与主要的光提取表面相对)上,磷光体层2407和透镜2420一体地形成。
如图14中所示的CSP2400包括设置在安装基底2411上的发光层叠体S、第一端子单元Ta和第二端子单元Tb、磷光体层2407和透镜2420。
发光层叠体S可包括第一导电型半导体层2404、第二导电型半导体层2406以及第一导电型半导体层2404与第二导电型半导体层2406之间的活性层2405。在本实施例中,第一导电型半导体层2404与第二导电型半导体层2406可以分别是n-型半导体层和p-型半导体层,并且在一些实施例中,可包含氮化物半导体(例如,AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1))。然而,除了氮化物半导体之外,还可使用GaAs基半导体或者GaP基半导体。
根据电子-空穴重组,形成在第一导电型半导体层2404与第二导电型半导体层2406之间的活性层2405可以具有预定的能量级,并可具有量子阱层和量子阻挡层交替层叠的多量子阱(MQW)结构。例如,在MQW结构的情况下,可使用InGaN/GaN或者AlGaN/GaN结构。
同时,第一导电型半导体层2404、第二导电型半导体层2406和活性层2405可通过使用半导体生长工艺(诸如金属-有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)等)来形成。
如图14中所示的LED芯片2410中的生长基底可被移除,并且在生长基底被移除的表面上可形成凹入和突起(或不平坦表面)P。另外,磷光体层2407可作为光转换层适用于不平坦表面。
LED芯片2410包括分别连接到第一导电型半导体层2404与第二导电型半导体层2406的第一电极2409a和第二电极2409b。第一电极2409a可具有穿过第二导电型半导体层2406和活性层2405连接到第一导电型半导体层2404的导电过孔2408。在导电过孔2408中,绝缘层2403形成在活性层2405与第二导电型半导体层2406之间,以防止发生短路。
虽然示出了单个导电过孔2408,但是可设置两个或者更多个导电过孔2408,以利于分配电流,并且导电过孔2408可被布置为各种形式。在本实施例中可采用的安装基底2411被示出作为支撑基底(诸如可易于适用于半导体工艺的硅基底),但是,本发明构思不限于此。安装基底2411和LED芯片2410可通过第一结合层2402和第二结合层2412而结合。第一结合层2402和第二结合层2412可由电绝缘材料或者导电材料制成。例如,电绝缘材料可包括诸如SiO2、SiN等的氧化物、诸如硅树脂、环氧树脂等的树脂材料。导电材料可包括银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬(Cr)、NiSn、TiW、AuSn或其共熔金属合金。这一工艺可以被实现,使得第一结合层2402和第二结合层2412被应用于LED芯片2410和安装基底2411的各个结合表面,并且顺序地结合到所述各个结合表面。
过孔从安装基底2411的下表面形成,以连接到LED芯片2410的被结合的第一电极2409a和第二电极2409b。绝缘体2413可形成在所述过孔的侧表面上和安装基底2411的下表面上。在安装基底2411为硅基底的情形下,绝缘体2413可通过热氧化被设置为氧化硅膜。过孔被导电材料填充,以形成连接到第一电极2409a的第一端子单元Ta和连接到第二电极2409b的第二端子单元Tb。第一端子单元Ta和第二端子单元Tb可包括种子层(seed layer)2418a和2418b以及利用种子层2418a和2418b通过电镀工艺形成的电镀电荷单元(plating charged unit)2419a和2419b。
作为另一示例,如图15中所示,可使用具有LED芯片关于基底2411竖直站立的结构的侧视封装件。在这种情况下,LED芯片可将光辐射到相对于基底的安装表面的侧面上,可通过基底增强散热效果。
发光元件120可被构造为包括通过将绿色、红色、橙色磷光体与蓝光LED芯片以及进行组合而发射白光的发光元件、紫光发光元件、蓝光发光元件、绿光发光元件、红光发光元件和红外光发光元件中的至少一种。在这种情况下,光源设备可具有调节到从钠(Na)灯到日光水平等范围的显色指数(CRI),并具有从烛光(1500K)到蓝天水平(12000K)范围内的色温,以产生各种类型的白光。如有需要,光源设备可产生具有紫色、蓝色、绿色、红色、橙色的可见光或者红外光,以根据周围的气氛或氛围来调节照明颜色。另外,光源设备可产生刺激植物生长的具有特定波长的光。
参照图16的图表,通过将黄色、绿色、红色磷光体和/或绿光和红光LED芯片与红光LED芯片组合而产生的白光可具有两个或者更多个峰值波长,并可位于CIE1931色度表的分段连接(x,y)坐标(0.4476,0.4074)、(0.3484,0.3516)、(0.3101,0.3162)、(0.3128,0.3292)、(0.3333,0.3333)。可选择地,白光可位于黑体辐射的光谱和所述分段围绕的区域中。白光的色温对应于从2000K到20000K的范围。
在一些实施例中,磷光体可具有下面的实验公式和颜色。
氧化物系统:黄和绿Y3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce
硅酸盐系统:黄和绿(Ba,Sr)2SiO4:Eu,黄和橙(Ba,Sr)3SiO5:Ce
氮化物系统:绿β-SiAlON:Eu,黄L3Si6O11:Ce,橙α-SiAlON:Eu,红CaAlSiN3:Eu,Sr2Si5N8:Eu,SrSiAl4N7:Eu
磷光体的组分可以基本上与化学计算一致,并且各自的元素可以分别用周期表的各个组的不同元素来替代。例如,锶(Sr)可以用碱土的钡(Ba)、钙(Ca)、镁(Mg)等来替代,钇(Y)可以用铽(Tb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钆(Gd)等来替代。另外,根据期望的能量级,铕(Eu)(作为活化剂)可以用铈(Ce)、铽(Tb)、镨(Pr)、铒(Er)、镱(Yb)等来替代,可以单独施加活化剂,可以另外地施加共活化剂等,以改变光的特性。
此外,可施加诸如量子点等的材料作为替换磷光体的材料,并且在LED中可以将磷光体与量子点组合使用或者单独使用。
量子点具有包括芯(3nm至10nm)(诸如CdSe、InP等)、壳(0.5nm至2nm)(诸如ZnS、ZnSe等)和用于稳定芯和壳的配体的结构,并且可根据尺寸实现各种颜色。
下面的表1示出了根据使用蓝光LED(440nm至460nm)的白光发光元件的应用领域的磷光体的类型。
[表1]
磷光体或者量子点可通过将磷光体或者量子点它们喷射溅射到发光元件上的方法、涂覆为薄膜的方法和附着为一片陶瓷磷光体的方法等中的至少一种来应用磷光体或者量子点。
因为通常使用喷射方法、滴涂(dispensing)、喷涂等,滴涂包括气压方法和机械方法(诸如螺丝紧固方案、线性类型的紧固方案等)。通过注射方法,可通过非常小量的排出来控制打点的数量,并可由此控制颜色坐标(或者色度)。在将磷光体集中施加到晶片级或者其上安装有LED的安装板上的方法的情况下,可提高生产率并可容易地控制厚度。
在发光元件上将磷光体或者量子点涂覆成薄膜的方法可包括电泳法、丝网印刷或磷光体成型法,这些方法可根据芯片的侧表面是否需要被涂覆而具有差异。
同时,为了控制长波长发光磷光体对以短波长发出的光的再吸收的效率,在具有不同的发光波长的两种类型的磷光体中,可设置具有不同的发光波长的两种磷光体层,并且为了使芯片和两个或者更多个波长的再吸收和干扰最小化,可在各层之间包括DBR(ODR)层。为了形成均匀涂覆的膜,在磷光体被制造为薄膜或者陶瓷形式之后,再附着到芯片或者发光元件上。
为了区分光效率和光分布特性,可以以远程形式设置光转换材料,在这种情况下,根据耐用性和耐热性,光转换材料可与诸如光透射聚合物、玻璃等的材料设置在一起。
磷光体涂敷技术在LED装置中决定光特性的方面起着重要作用,所以已经对控制磷光体涂敷层的厚度、均匀的磷光体分布等技术进行了各种研究。
量子点(QD)还可以与磷光体的设置方式相同的方式被设置在发光元件中,并可以被设置在玻璃或者光透射聚合物中,以执行光转换。
同时,为了保护发光元件不受外部环境影响或者为了提高发射到发光元件的外部的光的光提取效率,可以将光透射聚合物作为填充物设置在发光元件上。在这种情况下,诸如环氧树脂、硅树脂、环氧树脂与硅树脂的混合物等透明有机溶剂可被应用为光透射聚合物,可以根据加热、光照、延时方法等对光传输聚合物进行固化。
对于硅树脂,聚二甲基硅氧烷被归类为甲基硅树脂,聚甲基苯基硅氧烷被归类为苯基硅树脂。甲基硅树脂和苯基硅树脂在折射率、水蒸气透过率、透光量、耐光性和热稳定性方面具有差异。另外,根据交联剂和催化剂,甲基硅树脂和苯基硅树脂在固化速度具有差异,影响磷光体分布。
光提取效率根据填充物的折射率而变化,为了使发出蓝光的一部分的芯片的最外层介质的折射率和空气的折射率之间的差异最小化,可以对两种或者更多种类型的具有不同折射率的硅树脂进行顺序地层叠。
通常,甲基硅树脂具有最高水平的热稳定性,在温度升高方面的变化按照甲基硅树脂、混合硅树脂、环氧硅树脂的次序降低。硅树脂根据其硬度可以被分为凝胶型硅树脂、弹性体型硅树脂和树脂型硅树脂。
另外,发光元件还可包括用于放射状地引导从光源发出的光的透镜。在这种情形下,先前形成的透镜可以根据透镜附着方法附着到发光元件上,或者可将具有流动性的有机溶剂注入到安装有发光元件的模具中并且使其固化。
透镜附着方法包括直接地将透镜附着到填充物上、仅仅与芯片的上部或发光元件的上部或透镜的外部结合、与填充物分开等。可使用注射成型、传递成型、压缩成型等作为注入到模具中的方法。
光透射特性可根据透镜的形状(凹、凸、不平坦、圆锥形及几何结构)而改变,可以根据效率和光分布特性对透镜进行修改。
在本实施例中,发光元件120作为包括有LED芯片的单个封装件被示出,但是,本发明构思不限于此。例如,发光元件120本身可以是LED芯片。在这种情况下,LED芯片可以是COB(板上芯片)型芯片并可被安装在板110上,通过倒装芯片结合方法或者引线结合方法直接电连接到板110。
另外,如图17中所示,防水剂130可形成在板110和发光元件120之间,以围住发光元件120的周围区域。
多个发光元件120可被布置在具有环形形状的板110上。在这种情况下,发光元件120可以是产生具有相同的波长的同一类型的发光元件,或者可以是产生不同波长的光的不同类型的发光元件。
在本实施例中,示出了布置有多个发光元件120,使得多个发光元件120以预定的间隔彼此分开,以形成单行,但是,本发明构思不限于此。例如,多个发光元件120可以被布置为多行。例如,多个发光元件120可以在每个板上沿着二维阵列被形成为行和列的形式。
参照图1和图2,光传播单元200沿着径向方向引导从光源单元100辐射的光,以允许光向外发射。即,光传播单元200对应于一种类型的光引导构件,用于允许向外发射的光向前照射,也向侧面甚至向后照射,从而扩大装置的光分布区域。
光传播单元200可包含具有透明性和热传导特性的材料,以允许从光源单元100照射的光从其透射穿过并向外照射。例如,所述材料可包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、热传导塑料等。另外,光传播单元200可由玻璃材料制成,但是,本发明构思不限于此。为了允许内部入射光被引导并以与光引导构件的形式相似的形式进行扩散,光传播单元200可具有立体结构。
光传播单元200可包括上表面201、下表面202以及连接上表面201和下表面202的外表面203,并且光传播单元200可具有整体的薄盘结构。在这种情况下,由光传播单元200的上表面201和下表面202限定的厚度可与光源单元100的厚度相对应。即,光传播单元200可具有和竖直布置的板110的高度相对应的厚度。因此,所得的照明装置1的厚度在整体上可以减小。
在本公开中,诸如“上部”、“下部”、“上表面”、“下表面”、“侧表面”等的术语是基于附图确定的,实际上,这些术语可以根据布置照明装置1的方向而改变。
在一些实施例中,上表面201可以是平坦的,下表面202可以是弯曲的。具体地,下表面202可以是缓慢弯曲的,以在邻近外表面203的区域朝向上表面201倾斜。因此,光传播单元200的厚度可以沿着从其中心朝向其边缘的方向减小。
在本实施例中,示出下表面202是弯曲的,而不是平坦的,然而,本发明构思不限于此。例如,下表面202可以像上表面201一样是平坦的。因此,下表面202可以形成具有朝向上表面201平缓斜率的稍微倾斜的表面。可选择地,下表面202可平行于上表面201。在这种情况下,光传播单元200可具有其厚度整体上为常数的结构。可选择地,上表面201可以是弯曲的,下表面202是平坦的,或者上表面201和下表面202都可以是弯曲的。
在各种实施例中,凸凹图案可形成在光传播单元200的“上部”、“下部”、“上表面”、“下表面”和“侧表面”中的至少一些上。
容纳孔210可形成为在上表面201和下表面202的中心并整体地穿透上表面201和下表面202。上表面201和下表面202放射状地从容纳孔210朝向与容纳孔210隔开预定距离的外表面203延伸。因此,光传播单元200可具有容纳孔210穿透其中心的整体的薄圆环形盘状结构。光源单元100可以被容纳并设置在容纳孔210中。
基座单元300被设置在光传播单元200的下表面202上,基底单元300可具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子,以向光源单元100供应电力。基座单元300对应于一种类型的端子并可拆卸地紧固到设置在天花板、墙壁等中的固定工具中的插槽中,并与其电连接。
基座单元300可由具有导电性的材料(诸如金属)制成。在本实施例中,基座单元300被示出为具有包括螺旋紧固型螺纹的爱迪生式结构(Edisontype structure),然而,本发明构思不限于此。例如,基座单元300可具有导轨式结构或者滑动接触式结构。另外,基座单元300可具有USB插槽式结构或适配器卡座式结构。在这种情况下,基座单元300的材料可根据相应类型的结构进行适当的改变。
同时,散热单元400支撑光源单元100,使得光源单元100被设置在容纳孔210中,并散发由光源单元100产生的热。散热单元400可包含具有优良导热性的材料,以容易地散热。例如,散热单元400可由金属、陶瓷或塑料制成。然而,本发明构思不限于此,散热单元400可由具有高导热性的任何其它材料制成。
散热单元400可包括:盖410,覆盖从光传播单元200的上表面201向上敞开的容纳孔210;主体420,从盖410的下表面延伸并插入容纳孔210中。
盖410可具有与容纳孔210的形状相对应的形状,使得在利用盖410覆盖容纳孔210时容纳孔210不被暴露。
主体420的截面面积的尺寸可比容纳孔210的截面面积的尺寸小,以便于插入容纳孔210中。主体420的端面421从盖410的下表面延伸。端面421可具有比光传播单元200的厚度大的厚度,使得端面421可以从光传播单元200的下表面202穿过容纳孔210向外突出。
光源单元100可以被固定地附着到主体420的外表面上。因此,主体420的附着有光源单元100的一部分可具有和光源单元100的板110的环形形状相对应的截面结构。例如,当板110具有四边环形形状时,主体420也可具有四边形截面。因此,板110可被附着到主体420的外表面上。
当然,板110的环形形状可以改变为与主体420的截面结构相对应。主体420的截面结构可以根据容纳孔210的截面结构进行各种修改。
散热单元400可用作支撑光源单元100的支撑构件,并可用作散发来自光源单元100的热的散热构件。具体地,光源单元100可以被固定地附着到主体420的外表面上,并可以与主体420一起一体地插入地设置在容纳孔210中。在这种情况下,光源单元100的发光元件120可被设置为面对容纳孔210的内表面211。
随着主体420插入容纳孔210中,盖410可覆盖容纳孔210,并且从光传播单元200的上表面201被暴露。因此,由光源单元100产生的热可以通过主体420被传递给盖410,以向外散出。
壳体单元500可被设置在光传播单元200的下表面202的下方,以覆盖从光传播单元200的下表面202敞开的容纳孔210。散热单元400被固定到壳体单元500的一个表面上,并且基座单元300被固定到壳体单元500的另一个表面上。
壳体单元500可具有中空结构,在所述中空结构中,开口501形成在壳体单元500与光传播单元200的下表面202接触的一个表面上,并且壳体单元500可使用例如树脂材料通过诸如注射成型等的方法被制造。
凸缘510可形成在壳体单元500的一个表面上并可沿着壳体单元500的圆周突出。台阶520可沿着开口501的圆周形成在凸缘510中并被插入容纳孔210中,以接触容纳孔210的内表面211。
散热单元400的主体420的端面421可被设置为穿过容纳孔210从光传播单元200的下表面202向外突出,并且可以被插入壳体单元500的内表面502中,并可拆卸地紧固到壳体单元500的内表面502上。具体地,内表面502可具有形成在其上的第一紧固单元530,例如,第一紧固单元530可包括止动突起。主体420可具有被形成为与所述止动突起相对应的固定凹入部分422。固定凹入部分422可以从主体420的端面421朝向盖410延伸并被弯曲,具有“┓”形的形状。因此,在固定凹入部分422和第一紧固单元530接合的状态下,散热单元400可被插入容纳孔210中并可旋转,从而散热单元400可被固定到壳体单元500。
在本实施例中,示出所述止动突起被形成为壳体单元500的内表面502上的第一紧固单元530,以允许将散热单元400紧固到壳体单元500;然而,本发明构思不限于此。例如,第一紧固单元530可包括螺纹。在这种情况下,主体420可具有与第一紧固单元530的螺纹相对应的螺纹,并且在这种情况下,散热单元400与壳体单元500可被紧固,使得散热单元400与壳体单元500以螺纹连接的形式可拆卸。
壳体单元500的外表面503可包括形成在外表面503上的第二紧固单元540,并且可拆卸地固定到基座单元300。第二紧固单元540可包括螺纹。因此,壳体单元500和基座单元300可以通过形成在基座单元300上的螺纹和第二紧固单元540的螺纹以螺纹连接的形式可拆卸。在本实施例中,壳体单元500的其它表面可被理解为壳体单元500的外表面503。
在本实施例中,示出了在壳体单元500的外表面上形成螺纹作为第二紧固单元540,以紧固到基座单元300,但是,本发明构思不限于此。例如,第二紧固单元540可包括以卡住固定的形式固定到基座单元300的卡扣构件。
图18A是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明装置的表面照明强度的视图,图18B是示意性地示出光分布曲线的图形。
如光分布曲线的图形中所示,可见,以光轴为基准,光向前照射,光也向后照射,从而提供向后的光分布。在所述光分布的情形下,相对于向前照射的光量,向侧面和向后照射的光量减少,但是可见的是,所述分布总体上是相对均匀的。
图19示出了光传播单元的变型。如图19中所示,光传播单元200'可包括形成在下表面202的一部分上的反射构件220。
反射构件220用于增加包括在通过光传播单元200'向外照射的光中的向前(即,朝向上表面201)运动的光的量。在这种情况下,相对于向后运动的光的量,由于反射构件220用于增加向前运动的光的量,所以反射构件220可不需要具有用于完全反射光以阻挡向后照射的光的结构。因此,反射构件220可具有一定程度的透光率和反射率,并可被形成为覆盖下表面202的一部分。
光量的调节可以通过下表面202本身的结构(即,弯曲的表面)来实现到一定程度。因此,反射构件220可以是可选择的。
反射构件220可以通过向下表面202涂敷白漆或者反射材料形成,或者可被形成为薄片并附着到下表面202上。反射材料可包括由从SiO2、TiO2、Al2O3等构成的组中选择的一种或者多种材料形成的白色粉末。反射材料可包含在树脂等中,以便涂敷或者附着。
另外,反射构件220可通过直接处理下表面202而形成。例如,下表面202可受到喷砂处理以具有形成在其上的精细粗糙度,下表面202可以自身被处理为不透明或者半透明的。
图20A至图20D是示意性地示出光传播单元的变型的平面图。除了光传播单元200的容纳孔210的结构之外,根据图20A至图20D中所示的变型的光传播单元具有与图1和图2中所示的实施例的结构基本上相同的结构。因此,以下,将省略与前面的实施例的描述相同的描述,并将对容纳孔的结构进行描述。
在图1和图2中,容纳孔210的内表面211被示出为具有与光传播单元200的外表面203的形状相对应的圆形形状。然而,本发明构思不限于容纳孔210的内表面211具有圆形形状的结构。例如,如图图20A)中所示,容纳孔210-1的内表面211可具有四边形结构。即,内表面211可具有与具有四边环形结构的光源单元100的结构相对应的四边形结构。
另外,如图20B中所示,容纳孔210-2的内表面211具有五边形结构。另外,如图20C中所示,容纳孔210-3的内表面211具有六边形结构。如图20D中所示,容纳孔210-4的内表面211具有八边形结构。因此,内表面211可具有各种多边形结构。
图21A至图21D是示意性地示出图1的光传播单元的另一变型的平面图。除了光传播单元200的外表面的结构之外,根据图21A至图21D中所示的变型的光传播单元具有与图1和图2中所示的实施例的结构基本上相同的结构。因此,以下,将省略与前面的实施例的描述相同的描述,并将对光传播单元的外表面的结构进行描述。
在图1和图2中,光传播单元200的外表面203被示出为具有圆形结构。然而,本发明构思不限于光传播单元的外表面具有圆形结构的结构。例如,如图21A中所示,光传播单元200-1的外表面203可具有四边形形状。即,光传播单元200-1的外表面203可具有与具有四边环形结构的光源单元100的结构相对应的四边形结构。
另外,如图21B中所示,光传播单元200-2的外表面203可具有五边形结构。另外,如图21C中所示,光传播单元200-3的外表面203可具有六边形结构。另外,如图21D中所示,光传播单元200-3的外表面203可具有八边形结构。因此,外表面203可具有各种多边形结构。
容纳孔210的内表面211的结构不限于所示的圆形结构,而是可以进行如图20A至图20D所示的各种变型。
图22A和图22B示出了光传播单元的另一实施例。除了容纳孔的内表面的结构以外,根据图22A和图22B中所示的变型的光传播单元具有在此所示的实施例(诸如图1、图2、图20A至图20D和图21A至图21D中所述的示例)的结构基本上相同的结构。因此,以下,将省略与前面的实施例的描述相同的描述,并将对容纳孔的内表面的结构进行描述。
如图22A和图22B中所示,光传播单元200-5的容纳孔210-5的内表面211可具有光折射结构230,光折射结构230允许入射到光传播单元200-5内部的光传播得更宽。
光折射结构230可包括形成在容纳孔210-5的内表面211上的凹形的凹入部分。具有凹入形状的多个光折射结构230可沿着内表面211的圆周形成,并且面对光源单元100。
同时,细小的突起可进一步被形成在光折射结构230(即,凹入部分)的表面上。
图23A是示意性地示出根据图22A的实施例的发光元件的表面照明强度的视图,图23B是示意性地示出光分布曲线的图形。
如光分布曲线的图形中所示可见,以光轴为基准,光也向向前照射,光也向后照射,提供向后的光分布。然而,与图18B的情形不同,在光分布的情形下,向前照射的光的量减少,而向侧面照射的光的量相对增加。这是因为在光传播单元200-5内由于光折射结构230,沿着侧向传播的光的量增加,所以沿着侧向照射的光能的量增加。光分布的效果可以与通过图23A中所示的表面照明强度确认。即,与图18A的情形相比,在发光元件之间照射的光增加了,获得总体均匀的照明强度。这里,然而,与图18B的情形相比,向后的光分布相对减少。
根据本发明构思的实施例的照明装置在可根据照明设计可选择地使用光传播单元200的结构方面具有优势。即,大量地需求向后的光分布的照明装置可采用具有图1、图2和图19至图21D所示的光传播单元200、200-1、200-2、200-3和200-4。另外,大量地需求侧面光分布的照明装置可采用具有图22A至22D所示的结构的光传播单元200-5。另外,光传播单元200、200-1、200-2、200-3、200-4和200-5可容易地通过紧固散热单元400和壳体单元500而被容易地替换。
将参照图24至图26B对根据本发明构思的另一实施例的照明装置进行描述。图24是示意性地示出根据本发明构思的另一实施例的照明装置的透视图。图25是示意性地示出图24中的照明装置的分解透视图。图26A和图26B是示意性地示出图25中的照明装置的光传播单元的各种实施例的分解透视图。
除了光传播单元的结构之外,根据图24至图26B所示的实施例的照明装置具有与图1至图22中所示的实施例的照明装置的结构基本上相同的结构。因此,以下,将省略与前面的实施例的描述相同的描述,并将对光传播单元的结构进行描述。
如图24至图26B中所示,本发明构思的另一实施例的照明装置1'可包括:光源单元100,放射状地照射光;光传播单元600,允许放射状地照射的光从其透射穿过并从其向外发出;基座单元300,向光源单元100供应电力。照明装置1'还可包括散热单元400和壳体单元500。
光传播单元600允许从光源单元100放射状地照射的光从其透射穿过并从其向外发出。另外,光传播单元600可扩展光分布区域,使得向外发出的光向前照射,向外发出的光也向侧面以及向后照射。
光传播单元600可由具有透明度的塑料材料制成,以允许从光源单元100发出的光从其透射穿过并向外照射。例如,所述材料可包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。另外,光传播单元600可由玻璃材料制成,然而,本发明构思不限于此。
光传播单元600可具有中空结构。即,与前面的图1至图22B中所示的光传播单元具有实心结构的实施例不同,根据本实施例的光传播单元600可具有中空结构,以形成用于在其中容纳光源单元的内部空间。
光传播单元600可包括上表面601、下表面602以及用于连接上表面601和下表面602的外表面603,并且可具有整体上纤薄的盘状结构。在这种情况下,由上表面601和下表面602限定的厚度可以与光源单元100的厚度相对应。即,光传播单元600可具有与竖直放置的板110的高度相对应的厚度。因此,整体的照明装置1'可被形成为具有较薄的外形。
在本公开中,诸如“上部”、“下部”、“上表面”、“下表面”、“侧表面”等的术语是基于附图确定的,实际上,这些术语可以根据照明装置的设置方向而改变。
上表面601和下表面602可具有基本彼此平行的部分。外表面603可以是平缓弯曲的。光传播单元600可具有形成在其中心并穿透上表面601和下表面60的容纳孔610。上表面601和下表面602放射状地从容纳孔610向与容纳孔610隔开预定距离的外表面603延伸。因此,光传播单元600可具有容纳孔610穿透薄盘结构的中心的轮胎形状的纤薄的总体结构。穿过容纳孔610,光源单元100可以被容纳并设置在所述内部空间中。
光传播单元600可具有被分成多个组合构件的结构。即,光传播单元600可通过组合构件的结合被构造而成。如图26A所示,光传播单元600'可具有组合构件630和640被水平对称地分开的结构。此外,如图26B所示,光传播单元600''可具有组合构件650和660被竖直对称地分开的结构。
在本实施例中,示出了包括多个组合构件630、640的光传播单元600'和包括多个组合构件650和660的光传播单元600'',然而,本发明构思不限于此。例如,光传播单元600、600'、600''可具有单一的、一体的结构。
图27是示出图24至图26B中描绘的类型的照明装置的光分布曲线的图形。参照示出光分布曲线的图形,可见,以光轴为基准,光向向前照射,光也向侧面和向后照射,提供向后的光分布。在这一光分布中,相对于向前照射的光的量,向侧面和向后照射的光的量减少,但是,与图18B中所示的光分布曲线不同,明显呈总体平稳分布。
将参照图28至图31对使用前面描述的照明装置的照明系统进行描述。根据本实施例的照明系统可以提供具有灵敏(或情绪)照明的照明装置,所述照明装置能够根据周围环境(例如,温度与湿度状况)自动调节色温并满足人的需求,而不是用作简单的照明装置。
图28是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明系统的框图。
参照图28,根据本发明构思的实施例的照明系统10000可包括感测单元10010、控制单元10020、驱动单元10030和照明单元10040。
感测单元10010可被安装在室内或者室外区域,并可具有温度传感器10011和湿度传感器10012,以测量环境温度和湿度之中的至少一种空气状况。感测单元10010将测量到的至少一种空气状况(即,温度和湿度中的至少一种)传送给电连接到感测单元10010的控制单元10020。
控制单元10020可将测量到的空气的温度和湿度与用户预先设置的空气状况设定值(温度和湿度范围)进行比较,并根据比较结果,确定和所述空气状况相对应的照明单元10040的色温。控制单元10020电连接到驱动单元10030,并控制驱动单元10030驱动照明单元10040。
照明单元10040根据由驱动单元10030供应的电力进行操作。照明单元10040可包括图1中所示出的至少一个照明装置。例如,如图29中所示,照明单元10040可包括具有不同色温的第一照明装置10041和第二照明装置10042,并且第一照明装置10041和第二照明装置10042中的每一个均包括发射相同白光的多个发光元件。
第一照明装置10041可发出具有第一色温的白光,第二照明装置10042可发出具有第二色温的白光。在这种情况下,第一色温可以比第二色温低。相反地,第一色温可以比第二色温高。这里,具有相对低的色温的白光相当于暖白光,具有相对高的色温的白光相当于冷白光。当向第一照明装置10041和第二照明装置10042供应电力时,第一照明装置10041和第二照明装置10042分别发出具有第一色温和第二色温的白光,并且各个白光光束被混合以实现具有由控制单元10020确定的色温的白光。
具体地,在第一色温比第二色温低的情况下,如果由控制单元10020确定的色温相对高,则可减少第一照明装置10041的光量并增加第二照明装置1004的光量,以实现具有确定的色温的混合白光。相反地,当由控制单元10020确定的色温相对低时,可增加第一照明装置10041的光量并减少第二照明装置1004的光量,以实现具有确定的色温的混合白光。这里,第一照明装置10041和第二照明装置10042的光量可通过调节电力而调节全部发光元件的光量来实现,或者可通过调节被驱动的发光元件的数量来实现。
图30是示出控制图28中所示的照明系统的方法的流程图。参照图30,首先,用户通过控制单元10020根据温度和湿度范围设置色温(S10)。所设置的温度和湿度被存储在控制单元10020中。
通常,当色温大于或者等于6000K时,可产生提供清凉感觉的颜色(诸如蓝色),当色温小于4000K时,可产生提供温暖感觉的颜色(诸如红色)。因此,在本实施例中,当温度超过20℃、湿度超过60%时,用户可通过控制单元10020设置照明单元10040被开启为具有大于6000K的色温;当温度范围为从10℃至20℃、湿度范围为从40%至60%时,用户可通过控制单元10020设置照明单元10040被开启为具有范围从4000K至6000K的色温;当温度低于10℃、湿度低于40%时,用户可通过控制单元10020设置照明单元10040被开启为具有低于4000K的色温。
接着,感测单元10010测量温度和湿度中的至少一个状况(S20)。由感测单元10010测量的温度和湿度被传送给控制单元10020。
随后,控制单元10020将从感测单元10010传送的测量值与预设值进行比较(S30)。这里,测量值是由感测单元10010测量的温度和湿度数据,预设值时由用户预先设置并存储在控制单元10020中的温度值和湿度值。即,控制单元10020将所测量的温度和湿度水平与预设的温度和湿度水平进行比较。
控制单元10020确定测量值是否满足预设值范围(S40)。当测量值满足预设值范围时,控制单元10020保持当前色温,并继续测量温度和湿度(S20)。同时,当测量值不满足预设值范围时,控制单元10020检测与测量值对应的预设值并确定相应的色温(S50)。然后,控制单元10020控制驱动单元10030驱动照明单元10040以具有预定的色温。
然后,驱动单元10030驱动照明单元10040以具有预定的色温(S60)。即,驱动单元10030供应所需的电力以驱动照明单元10040,从而实现预定的色温。因此,根据环境温度和湿度,照明单元10040可被调节以具有和用户设置的温度和湿度相对应的色温。
以这种方式,所述照明系统能够根据环境温度和湿度的变化而自动调节室内的照明单元的色温,从而满足根据周围自然环境的变化而变化的人的情绪并提供心理上的稳定。
图31是示出图28中所示的照明系统的使用的视图。如图31中所示,照明单元10040可被安装在天花板上用作室内灯。这里,感测单元10010可被实现为单独的装置并被安装在外墙上,以对室外的温度和湿度进行测量。控制单元10020可被安装在室内区域中,以允许用户容易地执行设置和确定操作。然而,根据本发明构思的实施例的照明系统不限于此,照明系统可被安装在墙壁上取代内部照明装置,或者可适用于可在室内或者室外使用的灯(诸如台灯等)。
将参照图32至图35对利用前面所述的照明装置的照明系统的另一示例进行描述。根据本实施例的照明系统可通过检测监控目标的运动和监控目标的位置处的照明强度而自动执行预定的控制。
图32是根据本发明构思的另一实施例的照明系统的框图。
参照图32,根据本实施例的照明系统10000'可包括无线感测模块10100和无线照明控制装置10200。
无线感测模块10100可包括运动传感器10110、感测照明强度的照明强度传感器10120和第一无线通信单元,第一无线通信单元产生包括来自运动传感器10110的运动感测信号和来自照明强度传感器10120的照明强度感测信号且遵循预定通信协议的无线信号并传输该无线信号。第一无线通信单元可被构造为第一ZigBee通信单元10130,用于产生遵循预定通信协议的ZigBee信号并传输该ZigBee信号。
无线照明控制装置10200可包括:第二无线通信单元,从第一无线通信单元接收信号并恢复感测信号;感测信号分析单元10220,对来自第二无线通信单元的感测信号进行分析;操作控制单元10230,基于来自感测信号分析单元10220的分析结果执行预定的控制。第二无线通信单元可被构造为第二ZigBee通信单元10210,用于从第一ZigBee通信单元接收ZigBee信号并恢复感测信号。
图33是示出根据本发明构思的实施例的ZigBee信号的格式的视图。
参照图33,来自第一ZigBee通信单元10130的ZigBee信号可包括定义通信信道的信道信息(CH)、定义无线网络的无线网络识别(ID)信息(PAN_ID)、指定目标装置的装置地址(Ded_Add)以及包括运动和照明强度信号的感测数据。
此外,来自第二ZigBee通信单元10210的ZigBee信号可包括定义通信信道的信道信息(CH)、定义无线网络的无线网络识别(ID)信息(PAN_ID)、指定目标装置的装置地址(Ded_Add)以及包括运动和照明强度信号的感测数据。
感测信号分析单元10220可分析来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号,以基于所感测的运动和所感测的照明强度,在多个状况中检测满足的状况。
这里,操作控制单元10230可基于通过感测信号分析单元10220预先设置的多个状况来设置多个操作,并且可执行和由感测信号分析单元10220检测的状况相对应的控制。
图34是示出根据本发明构思的实施例的感测信号分析单元和操作控制单元的视图。例如,参照图34,感测信号分析单元10220可分析来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号,并基于所感测的运动和所感测的照明强度在第一状况、第二状况和第三状况(状况1、状况2和状况3)之中检测满足的状况。
在这种情况下,操作控制单元10230可以设置与由感测信号分析单元10220预先设置的第一状况、第二状况和第三状况(状况1、状况2和状况3)对应的第一控制、第二控制和第三控制(控制1、控制2和控制3),并执行与由感测信号分析单元10220检测的状况对应的控制。
图35是示出根据本发明构思的实施例的无线照明系统的操作的流程图。
在图35中,在操作S110中,运动传感器10110检测运动。在操作S120中,照明强度传感器10120检测照明强度。操作S200是发送和接收ZigBee信号的处理。操作S200可包括由第一ZigBee通信单元10130发送ZigBee信号的操作S130和由第二ZigBee通信单元10210接收所述ZigBee信号的操作S210。在操作S220中,感测信号分析单元10220分析感测信号。在操作S230中,操作控制单元10230执行预定的控制。在操作S240中,确定是否终止照明系统。
将参照图32至图35对根据本发明构思的实施例的无线感测模块和无线照明控制装置的操作进行描述。
首先,将对根据本发明构思的实施例的无线照明系统的无线感测模块10100进行描述。根据本发明构思的实施例的无线感测模块10100内安装在照明装置所安装的位置中,以检测当前的照明装置的当前照明强度并检测照明装置附近的人的运动。
即,无线感测模块10100的运动传感器10110被构造为能够感测人的红外传感器等。运动传感器10110感测运动并将该运动提供给第一ZigBee通信单元10130(图35中的S110)。无线感测模块10100的照明强度传感器10120感测照明强度并将该照明强度提供给第一ZigBee通信单元10130(S120)。
因此,第一ZigBee通信单元10130产生包括来自运动传感器10110的运动感测信号和来自照明强度传感器10120的照明强度感测信号并遵循预定通信协议的无线信号,并无线地传输所述产生的ZigBee信号(S130)。
参照图33,来自第一ZigBee通信单元10130的ZigBee信号可包括定义通信信道的信道信息(CH)、定义无线网络的无线网络识别(ID)信息(PAN_ID)、指定目标装置的装置地址(Ded_Add)和感测数据,这里,所述感测数据包括运动值和照明强度值。
接着,将参照图32至图35对根据本发明构思的实施例的无线照明系统的无线照明控制装置10200进行描述。根据本发明构思的实施例的无线照明系统的无线照明控制装置10200可根据包括在来自无线感测模块10100的ZigBee信号中的照明强度值和运动值来控制预定的操作。
即,根据本发明构思的实施例的无线照明控制装置10200的第二ZigBee通信单元10210从第一ZigBee通信单元10130接收ZigBee信号、恢复来自第一ZigBee通信单元的感测信号,并且将所恢复的感测信号提供给感测信号分析单元10220(图35中的S210)。
参照图33,来自第二ZigBee通信单元10210的ZigBee信号可包括定义通信信道的信道信息(CH)、定义无线网络的无线网络识别(ID)信息(PAN_ID)、指定目标装置的装置地址(Ded_Add)和感测数据。无线网络可以基于所述信道信息(CH)和所述无线网络ID信息(PAN_ID)被标识,感测装置可以基于所述装置地址被识别。所述感测数据包括运动值和照明强度值。
此外,参照图32,感测信号分析单元10220分析包括在来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号中的照明强度值和运动值,并将分析结果提供给操作控制单元10230(图35中的S220)。
因此,操作控制单元10230可根据来自感测信号分析单元10220的分析结果来执行预定的操作(S230)。
感测信号分析单元10220可分析来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号,并且基于所感测的运动和所感测的照明强度,在多个状况中检测满足的状况。这里,操作控制单元10230可设置与由感测信号分析单元10220预先设置的多个状况对应的多个控制,并且执行和由感测信号分析单元10220检测的状况相对应的控制。
例如,参照图34,感测信号分析单元10220可通过分析来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号,基于所感测的人的运动和所感测的照明强度,在第一状况、第二状况和第三状况(状况1、状况2和状况3)中检测满足的状况。
在这种情况下,操作控制单元10230可以设置与由感测信号分析单元10220预先设置的第一状况、第二状况和第三状况(状况1、状况2和状况3)对应的第一控制、第二控制和第三控制(控制1、控制2和控制3),并执行与由感测信号分析单元10220检测的状况对应的控制。
例如,当第一状况(状况1)对应于在前门感测到人的运动并且前门处的照明强度不低(不暗)的情况时,第一控制可关闭所有预定的灯。当第二状况(状况2)对应于在前门感测到人的运动并且前门处的照明强度低(昏暗)的情况时,第二控制可打开一些预设的灯(即,在前门的一些灯和在客厅的一些灯)。当第三状况(状况3)对应于在门挡(door stop)感测到人的运动并且前门处的照明强度非常低(非常黑暗)的情况时,第三控制可打开所有预设的灯。
与前面的情形不同,除了开灯或者关灯的操作之外,可根据预设的操作进行不同地应用第一控制、第二控制和第三控制。例如,在夏天,第一控制、第二控制和第三控制可将灯的操作与空调的操作关联起来,或者在冬天可将灯的操作与加热器的操作关联起来。
将参照图36至图39对使用前述的照明装置的照明系统的另一示例进行描述。
图36是示意性地示出根据本发明构思的另一实施例的照明系统的组成部件的框图。根据本实施例的照明系统10000''可包括运动传感器单元11000、照明强度传感器单元12000、照明单元13000和控制单元14000。
运动传感器单元11000感测物体的运动。例如,照明系统可附着到可运动的物体(诸如集装箱或者车辆)上,运动传感器单元11000感测移动的物体的运动。当感测到照明系统所附着到的物体的运动时,运动传感器单元11000向控制单元14000输出信号并激活照明系统。运动传感器单元11000可包括加速度计、地磁传感器等。
照明强度传感器单元12000(作为一种类型的光学传感器)测量周围环境的照明强度。当运动传感器单元11000感测到照明系统所附着到的物体的运动时,照明强度传感器单元12000根据由控制单元14000输出的信号被激活。照明系统在夜间工作期间或者在黑暗环境中进行照明,以引起工人或者操作者对其周围的注意,并允许驾驶员确保夜间的能见度。因此,即使当感测到照明系统所附着到的物体的运动时,如果照明强度高于被确保的预定水平(在白天),则照明系统不需进行照明。此外,即使在白天,如果下雨,照明强度也可能相当低,则需要将集装箱的运动通知工人或者操作者,因此,照明单元需要发光。因此,是否开启照明单元13000的决定取决于由照明强度传感器单元12000测量的照明强度值。
如下所述,照明强度传感器单元12000测量周围环境的照明强度并将测量值输出至控制单元14000。同时,当照明强度值等于或大于预设值时,照明单元13000不需要发光,整个系统被终止。
当照明强度传感器单元12000测量的照明强度值小于预设值时,照明单元13000发光。工人或者操作者可以从照明单元13000中发出的光来识别集装箱等的运动。可采用前述的照明装置作为照明单元13000。
另外,照明单元13000可根据周围环境的照明强度来调节其发光强度。当周围环境的照明强度值低时,照明单元13000可增大其发光强度,当周围环境的照明强度值相对高时,照明单元13000可减小其发光强度,从而防止功率损耗。
控制单元14000可总体控制运动传感器单元11000、照明强度传感器单元12000和照明单元13000。当运动传感器单元11000感测到照明系统所附着到的物体的运动时,向控制单元14000输出信号,控制单元14000向照明强度传感器单元12000输出操作信号。控制单元14000接收由照明强度传感器单元12000测量的照明强度值并确定是否开启(操作)照明单元13000。
图37是示出控制照明系统的方法的流程图。以下,将参照图37对控制照明系统的方法进行描述。
首先,感测到照明系统所附着到的物体的运动并输出操作信号(S310)。例如,运动传感器单元11000可感测其中安装有照明系统的集装箱或者车辆的运动,并且当感测到集装箱或者车辆的运动时,运动传感器单元11000输出操作信号。所述输出信号可以是激活整个电力的信号。即,当感测到集装箱或者车辆的运动时,运动传感器单元11000向控制单元14000输出操作信号。
接下来,基于所述操作信号,测量周围环境的照明强度并输出照明强度值(S320)。当所述操作信号被施加给控制单元14000时,控制单元14000向照明强度传感器单元12000输出信号,然后,照明强度传感器单元12000测量周围环境的照明强度。照明强度传感器单元12000向控制单元14000输出感测的周围环境的照明强度值。接下来,根据所述照明强度值确定是否开启照明单元,并且照明单元根据所述确定发光。
首先,将照明强度值与预设值进行比较,以进行确定。当照明强度值输入到控制单元14000时,控制单元14000将接收的照明强度值与存储的预设值进行比较并确定前者是否低于后者。这里,所述预设值是用于确定是否开启照明装置的值。例如,所述预设值可以是工人或者操作者用肉眼难以识别物体或者可能出错的情形(例如,太阳开始下落的情形)下的照明强度值。
当由照明强度传感器单元12000测量的照明强度值高于预设值时,不需要照明单元的照明,所以控制单元14000关闭整个系统。
同时,当由照明强度传感器单元12000测量的照明强度值低于预设值时,需要照明单元的照明,因此控制单元14000向照明单元13000输出信号,并且照明单元13000发光(S340)。
图38是示出根据本发明构思的另一实施例的控制照明系统的方法的流程图。以下,将描述根据本发明构思的另一实施例的控制照明系统的方法。然而,将省略对和上面参照图36进行描述的控制照明系统的方法相同的过程的描述。
如图38中所示,在根据本实施例的控制照明装置的方法的情形下,可根据周围环境的照明强度值调节照明单元的发光强度。
如上所述,照明强度传感器单元12000向控制单元14000输出照明强度值(S320)。当照明强度值低于预设值时(S330),控制单元14000确定照明强度值的范围(S340-1)。控制单元14000具有细分的照明强度值的范围,控制单元14000基于细分的照明强度值的范围来确定测量的照明强度值的范围。
接着,当确定照明强度值的范围时,控制单元14000确定照明单元的发光强度(S340-2),从而,照明单元13000发光(S340-3)。可以根据照明强度值划分照明单元的发光强度,这里,照明强度值根据天气、时间和周围环境而变化,因此照明单元的发光强度也可以被调节。通过根据照明强度值的范围调节照明单元的发光强度,可以防止功率损耗,并且可将工人或者操作者的注意力吸引到他们周围。
图39是示出根据本发明构思的另一实施例的控制照明系统的方法的流程图。以下,将描述根据本发明构思的另一实施例的控制照明系统的方法。然而,将省略对和上面参照图37和图38进行描述的控制照明系统的方法相同的过程的描述。
根据本实施例的控制照明系统的方法还包括操作S350,操作S350在照明单元13000发光的状态下确定其上附着有照明系统的物体的运动是否被保持,并确定是否保持发光。
首先,当照明单元13000开始发光时,可基于其中安装有照明系统的集装箱或者车辆是否运动来确定发光的终止。这里,当集装箱的运动停止时,可确定其操作已经终止。另外,当车辆临时停止在人行横道上时,可以停止照明单元的发光以防止干扰迎面而来的驾驶员的视野。
当集装箱或车辆再次运动时,运动传感器单元11000进行操作,并且照明单元13000开始发光。
可基于运动传感器单元11000是否感测到附着有照明系统的物体的运动来确定是否保持发光。当通过运动传感器单元11000持续地感测到物体的运动时,再次测量照明强度并确定是否保持发光。同时,当未感测到物体的运动时,照明系统终止。
如上所述,根据本发明构思的实施例,提供尽管使用LED作为光源但是能够实现和现有的照明光源一样的光分布的照明装置。
另外,通过相对紧凑和纤薄的结构,提供与现有的光源不同的具有尺寸减小的照明装置。
虽然已经结合实施例示出和描述了本发明构思,但是对于本领域普通技术人员明显的是,在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下,可以对其进行修改和变型。
Claims (20)
1.一种照明装置,包括:
基底,具有第一电力端子和第二电力端子,所述基底被构造并布置为至少部分地围绕内部区域,所述基底具有面对所述内部区域的内表面和与所述内部区域相对的外表面;
多个发光元件,被设置在所述基底的外表面上并电连接到第一电力端子和第二电力端子,所述多个发光元件被设置在所述外表面上,使得发光元件中的第一发光元件和第二发光元件被布置为相对于内部区域分别发出基本朝向不同的第一径向和第二径向的光辐射。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其中,所述照明装置的竖直轴与所述内部区域交叉,其中,所述多个发光元件被设置在与所述竖直轴交叉的公共面上。
3.根据权利要求1所述的照明装置,其中,所述照明装置还包括:光传播单元,被设置为接收从第一发光元件沿着第一径向入射的光辐射和从第二发光元件沿着第二径向入射的光辐射。
4.根据权利要求3所述的照明装置,其中,所述光传播单元包括具有内表面的中间开口,其中,包括第一发光元件和第二发光元件的基底被设置在所述中间开口中,使得来自第一发光元件和第二发光元件的光辐射入射到所述中间开口的内表面上。
5.根据权利要求4所述的照明装置,其中,所述照明装置在中间开口处还包括光折射结构。
6.根据权利要求5所述的照明装置,其中,所述光折射结构的位置与所述发光元件的位置相对应。
7.根据权利要求3所述的照明装置,其中,所述光传播单元还包括上表面和下表面,其中,上表面和下表面中的至少一个是弯曲的,以对内部传播的光进行重定向。
8.根据权利要求4所述的照明装置,其中,所述光传播单元包括具有所述中间开口的单一圆盘。
9.根据权利要求4所述的照明装置,其中,所述光传播单元具有包括所述中间开口的大致环形结构。
10.根据权利要求9所述的照明装置,其中,所述环形结构的主体是中空的。
11.根据权利要求3所述的照明装置,其中,所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
12.根据权利要求1所述的照明装置,其中,所述基底具有三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种外形。
13.根据权利要求1所述的照明装置,其中,所述照明装置还包括:
基座,位于所述照明装置的第一端,所述基座具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子,所述基底的第一电力端子和第二电力端子电连接到所述基座的第一端子和第二端子;
散热单元,散发所述照明装置产生的热,散热单元的一部分位于远离所述第一端的照明装置的最远的第二端。
14.根据权利要求7所述的照明装置,其中,上表面和下表面中的弯曲表面被构造并被布置为使光传播单元的中间部分最厚且外周部分最薄。
15.一种照明装置,包括:
基座,具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子;
光源,具有连接到所述第一端子和第二端子的多个发光元件,所述光源被构造并被布置为相对于所述照明装置的竖直轴沿着径向发出光辐射,光源的所有的发光元件被仅仅沿着垂直于所述竖直轴的单个平面设置;
光传播单元,包括上表面、下表面和中间开口,所述光传播单元围绕光源设置,以在中间开口处接收并分布从所述光源入射的光辐射。
16.根据权利要求15所述的照明装置,其中,所述基座位于所述照明装置的第一近端,所述照明装置还包括:
散热单元,散发由所述光源产生的热,散热单元的一部分位于远离所述第一近端的所述照明装置的最远的第二端。
17.一种照明装置,包括:
基座,位于所述照明装置的第一端,并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子;
光源,具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件,所述光源被构造并被布置为相对于所述照明装置的竖直轴沿着径向发出光辐射;
光传播单元,包括上表面、下表面和中间开口,所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的光辐射;
散热单元,散热单元的一部分位于远离所述第一端的照明装置的最远的第二端。
18.根据权利要求17所述的照明装置,其中,所述光传播单元沿着所述照明装置的所述竖直轴被设置在所述散热单元和所述基底之间的位置。
19.根据权利要求17所述的照明装置,其中,所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
20.一种照明装置,包括:
基座,位于所述照明装置的第一端,并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子;
光源,具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件,所述光源被构造并被布置为围绕所述照明装置的竖直轴沿着径向发出光辐射,其中,所述光源包括发光元件,其中,所述发光元件仅仅沿着垂直于所述竖直轴的单个公共面设置;
光传播单元,包括上表面、下表面和中间开口,所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的光辐射,所述光传播单元包括大致的环形结构;
散热单元,散热单元的一部分位于远离所述第一端的照明装置的最远的第二端。
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