TWI534390B - 照明結構及其製造方法 - Google Patents

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Description

照明結構及其製造方法
本發明係有關於一種照明裝置，特別是有關於一種廣角照明裝置。
發光二極體(light-emitting diode,LED)係廣泛使用於各種應用中，包括指向器、光感測器、交通號誌、寬頻資料傳輸及照明應用。特別的是對於照明應用中，LED由於具有低耗電以及使用壽命長等特點而吸引了更多的關注。在照明應用中，LED存在一些限制，例如窄帶光譜(band spectrum)。可透過合併不同的類型的LED來克服窄帶光譜的問題，以呈現出白光。另一限制為直向發光。來自LED的發光範圍通常分佈於小立體角(solid angle)，其視角窄且不同於自然照明。上述直向照明及明亮的前向光造成肉眼的不舒適而感到難受。除非在特定應用中需要特定方向的照明，否則並不需要窄視角的LED照明，特別是在室內照明使用。現行的室內LED燈具係使用朗伯(Lambertian)發射器及擴散罩蓋來分散發射光源。然而，這些用於分佈光源的技術只能達到140度照明且背向光小。因此，LED發光仍為直向發射且無法形成均勻光分佈圖案。因此，需要一種LED結構及其製造方法以解決上述的問題。
在本發明一實施例中，一種照明結構包括：一發光二極體裝置，位於一基底上；一透鏡，固定於基底上且覆蓋發光二極體裝置；以及一擴散罩蓋，固定於基底上且覆蓋 透鏡，其中將透鏡及擴散罩蓋設計配置成重新分佈發自發光二極體裝置的光，以用於廣角照明。
在本發明另一實施例中，一種照明結構包括：一發光二極體裝置，配置於一基底上；一第一透鏡，固定於基底上且覆蓋發光二極體裝置；以及一第二透鏡，固定於基底上且覆蓋第一透鏡，其中將第一透鏡及第二透鏡塑形及配置成重新分佈發自發光二極體裝置的光，以用於廣角照明。
在本發明又一實施例中，一種照明結構之製造方法包括：將一發光二極體裝置貼附於一基底上；將一第一透鏡貼附於基底上，其中第一透鏡覆蓋發光二極體裝置；以及將一第二透鏡貼附於基底上，其中第二透鏡覆蓋第一透鏡。
要瞭解的是本說明書以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例，以實施本發明的不同特徵。而本說明書以下的揭露內容是敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以求簡化發明的說明。當然，這些特定的範例並非用以限定本發明。本發明的說明中不同範例可能使用重複的參考符號及/或用字。這些重複符號或用字係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定各個實施例及/或所述外觀結構之間的關係。
第1圖係繪示出一照明結構100剖面示意圖。第2及3圖係繪示出根據不同實施例之照明結構100的發光二極體(LED)裝置平面示意圖。第4圖係繪示出根據不同實施例之照明結構100的散熱片(heat sink)平面示意圖。請參照第1至4圖，其一同說明照明結構100及其製造方法。 照明結構100包括一LED裝置102，其作為一發光源。LED裝置102耦接至一電路板112且進一步貼附於一基底114。
LED裝置102包括一晶片104(如第2圖所示)或複數個LED晶片104(如第3圖所示)。當LED裝置102包括多重LED晶片104時，多重LED晶片104一照所需發光效果排置成一適當的陣列。舉例來說，多重LED晶片104的配置使各個LED的共同照明提供加強照明均勻度的大角度照射光。在另一範例中，多重LED晶片104包括各自的LED晶片104，每一個設計成用於提供不同波長或光譜的可視光，例如LED晶片中的第一子集(subset)用於提供藍光，而第二子集則用於提供紅光。在此情形中，不同的LED晶片104根據特定應用而提供白光照明或其他照明效果。在不同實施例中，每一LED晶片104包括一發光二極體或複數個發光二極體。在一範例中，當LED晶片包括多重發光二極體，這些二極體成串連形式，以用於高壓操作，或進一步與串聯的二極體並聯成群組以提供重複性(redundancy)及裝置穩固性。
以下範例進一步說明LED裝置102中的LED晶片(或晶片)104。LED晶片104包括一半導體p-n接面，其可自發出紫外光、可視光或紅外光等電磁光譜。在一實施例中，LED發出藍光。LED晶片104形成於一生長基底上，例如藍寶石、碳化矽、氮化鎵(GaN)或矽基底。在一實施例中，LED晶片104包括一n型雜質摻雜被覆層(cladding layer)以及形成於n型雜質摻雜被覆層上的p型雜質摻雜被覆層。在一範例中，n型被覆層包括n型氮化鎵(n-GaN)， 而p型被覆層包括p型氮化鎵(p-GaN)。另外，被覆層可包括GaAsP、GaPN、AlInGaAs、GaAsPN或AlGaAs摻雜各自的導電型。LED晶片104更包括一多重量子井(multi-quantum well,MQW)層，設置於n-GaN與p-GaN之間。MQW結構包括二個可供選擇的半導體層(例如，氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN))且設計成用以調整LED裝置的發射光譜。LED晶片104更進一步包括電極，其分別電性連接至n型雜質摻雜被覆層及p型雜質摻雜被覆層。舉例來說，一透明導電層，例如銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)，可形成於p型雜質摻雜被覆層上。形成一n電極並耦接至n型雜質摻雜被覆層。又一實施例中，導縣內連接可用於將電極耦接至一承載基底上的端點(terminal)。LED晶片104可透過不同的導電材料而貼附於一承載基底上，例如銀膠、焊料或金屬接合。在另一實施例中，可使用其他技術，例如矽通孔電極(through silicon via,TSV)及/或金屬走線，將發光二極體耦接至承載基底。
在另一實施例中，磷用以將發射光轉換成不同光波長，其可與發射光結合以提供寬光譜光，例如白光。實施例的範圍並不局限於任何特定LED類型，也不局限於任何色彩組合。在所繪示的實施例中，一或多種類型的磷設至於發光二極體周圍，用以轉移或改變發射光的波長，例如自紫外光(UV)至藍光或自藍光至紅光。磷通常為粉末且載入於其他材料，例如環氧化物(epoxy)或矽膠(或稱為磷膠)。磷膠以適當的技術施加於LED晶片104中且可進一步塑形成適當的外型及尺寸。
不同的實施例可在適當的應用中使用任何類型的LED。舉例來說，可使用傳統的LED，例如半導體基材的LED、有機LED(OLED)、高分子LED(PLED)等等。不同實施例可在高輸出功率LED中得到特定效果，以確保光輸出近似於所預期的白熾燈泡。
LED晶片104進一步耦接至電路板112以提供電力並控制LED晶片104。電路板112可為承載基底的一部分。若使用一個以上的LED晶片104，這些LED晶片104可共用一電路板。在本實施例中，電路板112為散熱電路板以有效進行散熱。在一範例中，可使用金屬基材印刷電路板(metal core printed circuit board,MCPCB)。MCPCB可符合眾多的設計。在一MCPCB使用範例包括一PCB，其基材包括金屬，例如鋁、銅及銅合金等等。一導熱介電層設至於基材金屬層上以自基材金屬層下方電性隔離PCB上的電路。LED晶片104及其走線可設置於導熱介電材料上。
在正常操作期間，LED晶片104產生熱及光。所形成的熱會損壞LED晶片104及/或隨時間降低光輸出。MCPCB可有效排除來自LED晶片的熱。特別地，在一範例中，來自LED晶片104的熱可透過導熱介電材料傳送置金屬基材。金屬基材接著將熱傳送至散熱片，其使熱消散於周圍大氣中。換言之，導熱介電層及金屬基材係作為熱橋，以將熱有效地自LED帶到散熱片。
在一些範例中，金屬基材與散熱片直接接觸，而在其他範例中，使用一材料置放於散熱片與電路板112之間。置中的材料可包括，例如，雙面導熱膠帶、散熱膠或散熱 膏等等。可採用不同實施例以使用其他類型的MCPCB。舉例來說，某些MCPCB包括一個以上的走線層，且當方便時，可使用上述MCPCB。電路板可由上述材料以外的材料所構成。事實上，可使用任何適當的材料，即使其導熱率不如MCPCB中所使用的材料。舉例來說，其他實施例中，可採用由FR-4或陶瓷等構成的電路板。
在另一範例中，電路板112可進一步包括一電力轉換模組(power conversion module)。電力通常以交流電(AC)供應於室內照明設備，例如在美國為120V/60Hz，而歐洲及亞洲則超過200V及50Hz，且白熾燈通常直接施加電力於燈泡內的燈絲。LED裝置102需要電力轉換模組以將典型室內電壓/頻率(高壓AC)改變至相容於LED裝置102的電力(直流電(DC))。不同的實施例可施加所需的電力種類於LED陣列，以獲得所需的照明效果。
基底114為一物理基材，以提供LED裝置102的物理支撐。基底114包括一金屬，例如鋁、銅或其他適當的金屬。基底114可透過適當的技術來製做，例如擠出成型(extrusion molding)或壓鑄沖模(die casting)。基底114或至少一部分的基底114可作為散熱片(因此也稱散熱片114)。在一實施例中，散熱片114設計成具有一頂部114a，其具有一第一尺寸，以避免遮蔽來自LED裝置102的背向光，以及具有一底部114b，其具有大於第一尺寸的一第二尺寸，以提供有效的熱消散。第一部(頂部)114a及第二部(底部)114b可作導熱連接或一體成型。散熱片114的第一部114a設計成佣以固定LED裝置102及電路板112。
為了完成熱管理任務，同時提供合意的照明圖案，散熱片114具有複數個面，根據另一實施例，每一面具有一長度尺寸平行於燈具本身的長度尺寸(也稱作第一方向或是第1圖中的z方向)。這些面對於燈泡的形狀因素(form factor)來說非常重要且面朝外。
為了加強熱轉移，散熱片114具有鰭片。在一特定範例中，第二部114b包括鰭片，如第4圖所示。每一鰭片放置於兩相鄰面之間且自燈具的中心軸向外突出。鰭片具有充分的表面積露出於周圍大氣中，以促進熱自燈具中心轉移至空氣中。鰭片之間的空間提供一機制，使發出的背向光(立體角大於2π球面度)可實質通過而未被阻擋。
照明結構100包括一透鏡122配置於LED裝置102周圍。透鏡122包括一內表面124及一外表面126。內表面124及外表面126設計成具有各自的形狀與尺寸，以有效地重新分佈發自LED裝置102的光而成廣角。在一範例中，透鏡122的外表面126設計成包括一凹面的凹口，使外表面126向下傾斜至中心。更特別的是透鏡122的外表面126具有一中心部，當以第一方向(z方向)計量時，中心部低於邊緣。
透鏡122包括一材料，其對於發自LED裝置102的光而沿實質上是透明的。在一範例中，對於發自LED裝置102的光的穿透率大於90%。在不同實施例中，透鏡122包括聚甲基丙烯酸甲酯(poly methylmethacrylate,PMMA)、聚碳酸脂(polycaarbonate,PC)或其他適當材料。可透過適當的技術來製做透鏡122，例如注模成型(injection molding)及擠出成型。由於透鏡122的設計及配置，發自LED裝置102的光可重新分佈至立體角超過2π×[1-cos(100π/180)]球面度。一第二透鏡或多個透鏡可整合至照明結構100中，以進一步加強廣角照明。以下說明照明結構100的不同實施例。這些實施例係用於說明本發明而非用於限定本發明的範圍。
第5圖為根據一實施例的不同形態之照明設備100剖面示意圖。照明設備100包括具有內表面124及外表面126的透鏡122。在一實施例中，內表面124包括一第一側部(或內部側表面)124a及一第一頂部(內部上表面)124b。外表面126包括一第二側部(或外部側表面)126a及一第二頂部(外部上表面)126b。
透鏡122設計成有效重新分佈發自LED裝置102的光，使頂角大於100度或是立體角大於2π×[1-cos(100π/180)]球面度。在一實施例中，內表面124設計成具有一角度，其定義為自LED裝置102至邊緣(或周邊)，該處內部側表面124a與內部上表面124b接觸。在此實施例中，所定義的角度在70度至90度的範圍。在另一實施例中，內部上表面124b包括一幾何形狀，例如為平面、凸面表面或凹面表面。又另一實施例中，外部側表面126a包括一幾何形狀，例如為平面、凸面表面或凹面表面。又另一實施例中，外部上表面126b包括一幾何形狀，例如為平面、凸面表面或凹面表面。
內部上表面124b沿著第一方向(z方向)與基底114隔開，定義出至基底114的一第一高度h，如第5圖所示。 第5a圖係繪示出照明結構100中透鏡112的局部平面示意圖。特別的是第5a圖僅繪示出透鏡112的外表面126(126a及126b)。請參照第5及5a圖，以進一步說明外表面126。在平面示意圖中，外部上表面126b包括一中心(標示為”c”)及一邊緣(或第一邊緣，標示為”rm1”)，如第5a圖所示。外部上表面126b沿著一第二方向延伸，自中心c至第一邊緣rm1定義出一第一半徑”r1”。第二方向為垂直於第5圖中的第一方向，也稱作r方向。外部側表面126a在基底114上定義出一圓形區域，且圓形區域在沿著第二方向上具有一第二半徑”R”。特別的是外部側表面126a在第一邊緣rm1處與外部上表面126b接觸，且在一第二邊緣(標示為”rm2”)處與基底114接觸。第二半徑R的定義為自中心c沿著第二方向至第二邊緣rm2。
相似地，內部上表面124b也包括一中心。定義一虛線沿著第一方向通過內部上表面124b的中心以及外部上表面126b的中心。此虛線也稱作主軸Ma，如第5圖所示。
外部上表面126b沿著第一方向(z方向)與基底114隔開，定義出由第一邊緣rm1至基底114的一第二高度H。在本實施例中，外部上表面126b包括一凹面的凹口，使第一邊緣rm1高於外部上表面126b的中心c。外部上表面126b從第一邊緣rm1往中心c傾斜，使其接近LED裝置102。外部上表面126b的凹面的凹口可由一參數d來計量，其定義為沿著第一方向外部上表面126b的中心c至外部上表面126b的第一邊緣rm1的距離(即，凹口深度)，如第5圖所示。
在一實施例中，內表面124及外表面126設計成以一重新分佈機制來有效重新分佈發射光。以下將以第6圖作說明。為達成該重新分佈機制，根據不同範例在上述定義的尺寸中將透鏡122設計成不同的比率。在一範例中，第一比率定義為r/R且第一比率r/R在0.3至1.0的範圍。在另一範例中，第二比率定義為d/H且第二比率d/H在0.5至0.8的範圍。在另一範例中，第三比率定義為h/H且第三比率h/H在0.1至0.4的範圍。
第5圖中具有透鏡122的照明結構100進一步以第6圖說明根據一或多個實施例之重新分佈機制。在照明結構100操作期間，LED裝置102發出光。所發出的光重新分佈於頂角為90度或以下的圓錐體。頂角的計量係以第6圖的主軸Ma作參考點。對應的立體角為2π球面度或以下。所發出的光通過透鏡122且透過透鏡122不同的表面而重新分佈，其包括內部側表面124a、內部上表面124b、外部側表面126a及外部上表面126b。在一用於說明的範例中，發自LED裝置102的光包括一第一光束(標示為”Ba”)、一第二光束(標示為”Bb”)及一第三光束(標示為”Bc”)。第一光束Ba為立體角中原先的指向，使其通過內部上表面124b且接著通過外部上表面126b，如第6圖所示。第一光束Ba重新指向於一頂角，其在0度至45度的範圍。對應的立體角在0球面度至2π×[1-cos(π/4)]球面度的範圍。第二光束Bb為立體角中原先的指向，使其通過內部側表面124a且接著通過外部側表面126a，如第6圖所示。第二光束Bb重新指向於一頂角，其在0度至45度的範圍。對應 的立體角在2π×[1-cos(π/4)]球面度至2π×[1-cos(100π/180)]球面度的範圍。第三光束Bc為立體角中原先的指向，使其通過內部上表面124b，在外部上表面126b處反射，接著通過外部側表面126a，如第6圖所示。第三光束Bc重新指向於一頂角，其在100度至180度的範圍。對應的立體角在2π×[1-cos(100π/180)]球面度至4π球面度的範圍。透過具有設計後的內表面124及外表面126的透鏡122，發自LED裝置102的光重新分佈於一廣角中。在所述的範例中，發自LED裝置102的光重新分佈於一全立體角，其在0球面度至4π球面度的範圍。
第7圖係繪示出根據另一實施例中不同型態之照明結構100剖面示意圖。第7圖的照明結構100相似於第5圖的照明結構100，但進一步包括一擴散罩蓋128。在一實施例中，擴散罩蓋128固定於基底114的頂部114a。為了均勻的照明，擴散罩蓋128設計成具有適當材料來擴散發自LED裝置102的光。特別的是來自透鏡122的重新分佈的光透過擴散罩蓋128進行擴散。在一實施例中，擴散罩蓋128包括一透明材料，例如PC、PMMA或其他適當材料。可透過適當技術來製做擴散罩蓋128，例如注模成型或吹塑成型(plastic blow)。擴散罩蓋128更包括擴散顆粒，散佈於透明材料中，以引起光擴散效果。設計擴散顆粒的尺寸及濃度，以有效地擴散所發出的光。
透過整合透鏡122及擴散罩蓋128於照明結構100，發自LED裝置102的光可在廣角中更均勻地重新分佈。在一範例中，立體角區在0球面度至2π×[1-cos(135π/180)]球 面度的範圍中，光均勻度低於20%。光均勻度的定義為發光強度在立體角區(在0球面度至2π×[1-cos(135π/180)]球面度的範圍)的任何角度的百分比，不同於整個角區的平均強度(其大於上述百分比)。在所述範例中，百分比為20%。在一特定範例中，光均勻度可以公式：| I-Iave|/Iave表示。在此公式中，參數I為在定義的角區中任何角度的發光強度。參數Iave為在定義的角區中平均發光強度。在上述範例中，光均勻度為| I-Iave|/Iave20%。又一範例中，背向光的光強度為| I-Iave|/Iave5%。在此範例中，背向光定義為立體角區在2π×[1-cos(135π/180)]球面度至4π球面度的範圍內重新分佈發自LED裝置102的光。
第8圖係繪示出根據另一實施例中不同型態之照明結構130剖面示意圖。第8圖的照明結構130具有相似於第5圖的照明結構100的部件，例如LED裝置102、電路板112及基底114。然而，照明結構130包括配置於LED裝置102周圍的一第一透鏡122以及配置於第一透鏡1222周圍的一第二透鏡132。第一透鏡122包括一第一內表面124及一第一外表面126。第二透鏡132包括一第二內表面134及一第二外表面136。將第一透鏡122以及第二透鏡132的各個表面設計成有效重新分佈發自LED裝置102的光於一廣立體角，例如>2π×[ 1-cos(100π/180)]球面度。在一實施例中，第一透鏡122以及第二透鏡132的各個表面的每一個(包括第一內表面124、第一外表面126、第二內表面134及第二外表面136)設計成具有各自的形狀及尺寸，使發自LED裝置102並通過第一透鏡122以及第二透鏡132 的光有效地重新分佈於一廣角中。特別的是第二透鏡132的第二內表面134及第二外表面136設計配製程能夠將所發出的光折射回來(立體角大於2π球面度)。
在一實施例中，第一透鏡122以及第二透鏡132的各個表面的每一個(包括第一內表面124、第一外表面126、第二內表面134及第二外表面136)設計成具有各自的幾何形狀，其擇自於由半球形(如第9圖所示)、半橢圓形(如第10圖所示)以及具有凹面的凹口的一頂部與一側部的一表面(如第11圖所示)所組成的群組。第9至11圖係繪示出根據一或多個實施例的不同型態的表面幾何形狀剖面示意圖。特別的是第11圖的表面幾何形狀具有一高峰偏離中心。在一特定實施例中，這些表面(124、126、134及136)的至少一個的外型為具有凹面的凹口的頂部與一側部的一表面，如第11圖所示。
第二透鏡132沿著第一方向(z方向)延伸一第一尺寸且沿著第二方向(r方向)延伸一第二尺寸。在一實施例中，第一尺寸在20毫米(mm)至40毫米的範圍。在另一實施例中，第二尺寸在30毫米至60毫米的範圍。
第一透鏡122及第二透鏡132中的至少一個包括高透明材料，例如穿透率大於90%的材料。在一實施例中，高透明材料包括玻璃或高分子材料。在不同實施例中，高透明材料包括PMMA或，其透過適當技術而形成，例如注模成型。在另一實施例中，第二透鏡132包括具有高穿透率的一類擴散材料。舉例來說，第二透鏡132包括穿透率大於90%且混濁度(cloudiness)大於80%的材料。在一範例 中，第二透鏡132包括一透明材料(例如，PC或PMMA)，其內散佈著擴散顆粒，以引起光擴散效果。
在另一實施例中，照明結構130更包括一第三透鏡或更多透鏡，以有效地重新分佈發自LED裝置102的光置一廣角且具有高角度均勻性(angle uniformity)。
第12圖係繪示出繪示出根據另一實施例中不同型態之照明結構140剖面示意圖。第12圖的照明結構140相似於第8圖的照明結構130，但進一步包括一擴散罩蓋128。特別的是照明結構140包括由一或多個透明材料所構成的第一透鏡122及第二透鏡132。在一實施例中，照明結構140更包括固定於基底114的頂部114a上的擴散罩蓋128。擴散罩蓋128設計成具有適當材料來擴散發自LED裝置102的光，以在不同的角度具有均勻的照明。特別的是來自第一透鏡122及第二透鏡133的重新分佈的光透過擴散罩蓋128而加以擴散。在一實施例中，擴散罩蓋128包括一透明材料，例如PC、PMMA或其他適當材料。擴散罩蓋128可透過適當的技術來製做，例如注模成型或吹塑成型。擴散罩蓋128更包括擴散顆粒，其散佈於透明材料內，以引起光擴散效果。
雖然本說明中提供並闡述不同的實施例，然而可在不脫離本發明之精神和範圍內使用其他實施例。在一實施例中，第一透鏡122及/或第二透鏡132的各個表面可分別設計成不同的幾何形狀，以得到所需的重新分佈光。在另一實施例中，透鏡122(及/或透鏡132)具有蝠翼(batwing)結構。在具有蝠翼結構的透鏡表面的一範例中，透鏡表面 相似於第11圖的幾何形狀，但是剖面包括多重尖峰及傾斜，例如波形表面輪廓。
因此，本文說明提供一照明結構，照明結構包括：一發光二極體裝置，位於一基底上；一透鏡，固定於基底上且覆蓋發光二極體裝置；以及一擴散罩蓋，固定於基底上且覆蓋透鏡，其中將透鏡及擴散罩蓋設計配置成重新分佈發自發光二極體裝置的光，以用於廣角照明。
在一實施例中，透鏡包括一內表面及一外表面，內表面包括一第一側部及一第一頂部，外表面包括一第二側部及一第二頂部，其中將第一側部、第一頂部、第二側部及第二頂部設計配置成重新分佈發自發光二極體裝置的光，使其立體角大於2π球面度。
在另一實施例中，第一側部、第一頂部、第二側部及第二頂部的設計配置，使照明結構於操作期間，發射光包括：一第一光束，通過第一頂部及第二頂部，且重新分佈於一第一立體角，其在0球面度至2π×[1-cos(π/4)]球面度的範圍；一第二光束，通過第一側部及第二側部，且重新分佈於一第二立體角，其在2π×[1-cos(π/4)]球面度至2π×[1-cos(100π/180)]球面度的範圍；以及一第三光束，通過第一頂部、自第二頂部反射以及通過第二側部，且重新分佈於一第三立體角，其在2π×[1-cos(100π/180)]球面度至4π球面度的範圍。
又另一實施例中，第二頂部具有一凹面的凹口。在此實施例中，第二頂部包括一中心及圍繞中心的一邊緣；第二頂部沿著一第一方向與基底隔開，以自第二部的邊緣沿 著第一方向至基底的上表面定義出一高度H；第二頂部自中心沿著垂直於第一方向的一第二方向延伸至邊緣定義出一第一半徑r；凹面的凹口包括一凹口深度d，其定義為自邊緣沿著第一方向至中心的一距離；以及一第一比率d/H在0.5至0.8的範圍。
以下提供其他不同的實施例。第二側部的表面在基底上定義出一圓形區域，且圓形區域沿著第二方向上具有一第二半徑R；以及一第二比率r/R在0.3至1.0的範圍。第一頂部沿著第一方向與基底隔開，以自基底的上表面定義出一高度h；以及一第三比率h/H在0.1至0.4的範圍。
照明結構更包括一第二透鏡，覆蓋第一透鏡且配置於擴散罩蓋內。基底包括一物理基材。物理基材可包括一導熱材料且設計成一散熱片。在另一實施例中，物理基材包括鄰近發光二極體裝置的一第一部以及遠離發光二極體裝置的一第二部；第一部及第二部沿著一第一方向配置；第一部沿著垂直於第一方的一第二方向具有一第一尺寸；第二部沿著第二方向具有一第二尺寸；以及第二尺寸大於第一尺寸。照明結構更包括一散熱電路板，電性耦接至發光二極體裝置，且配置於發光二極體裝置與基底之間。
本文說明也提供另一實施例之照明結構。照明結構包括：一發光二極體裝置，配置於一基底上；一第一透鏡，固定於基底上且覆蓋發光二極體裝置；以及一第二透鏡，固定於基底上且覆蓋第一透鏡，其中將第一透鏡及第二透鏡塑形及配置成重新分佈發自發光二極體裝置的光，以用於廣角照明。
在一實施例中，所述的照明結構中，第一透鏡包括面向發光二極體裝置的一第一內表面以及背離發光二極體裝置的一第一外表面；第二透鏡包括面向發光二極體裝置的一第二內表面以及背離發光二極體裝置的一第二外表面；及第一內表面、第一外表面、第二內表面及該第二外表面中的每一個設計成具有一外型，其擇自於由一部分的半圓形、一部分的半橢圓形以及具有凹面的凹口的一頂部與一側部的一表面所組成的群組。在另一實施例中，第一透鏡及第二透鏡中的每一個包括一透明材料，其擇自於由聚碳酸脂(PC)及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)所組成的群組。第二透鏡可更包括擴散顆粒，散佈於一透明材料中，以引起光擴散效果。發光二極體裝置可包括複數個發光二極體晶片，配置於基底上。第一透鏡可塑形成一蝠翼結構。照明結構可更包括一第三透鏡，與第一透鏡及第二透鏡聯成系列，以進一步重新分佈發自發光二極體裝置的光。
本文說明也提供另一實施例之照明結構之製造方法。此方法包括：將一發光二極體裝置貼附於一基底上；將一第一透鏡貼附於基底上，其中第一透鏡覆蓋發光二極體裝置；以及將一第二透鏡貼附於基底上，其中第二透鏡覆蓋第一透鏡。此方法更包括在貼附第一透鏡於基底上之前，將第一透鏡塑形成重新分佈發自發光二極體裝置的光，以用於廣角照明。第一透鏡塑形步驟可包括使用一技術，其擇自於由注模成型及擠出成型所組成的群組。
以上概略說明了本發明數個實施例的特徵，使所屬技術領域中具有通常知識者對於後續本發明的詳細說明可更 為容易理解。任何所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解到本說明書可輕易作為其它結構或製程的變更或設計基礎，以進行相同於本發明實施例的目的及/或獲得相同的優點。任何所屬技術領域中具有通常知識者也可理解與上述等同的結構或製程並未脫離本發明之精神和保護範圍內，且可在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。
100、130、140‧‧‧照明結構
102‧‧‧發光二極體裝置
104‧‧‧晶片/發光二極體晶片
112‧‧‧電路板
114‧‧‧基底/散熱片
114a‧‧‧頂部/第一部
114b‧‧‧底部/第二部
122‧‧‧透鏡/第一透鏡
124‧‧‧內表面/第一內表面
124a‧‧‧第一側部/內部側表面
124b‧‧‧第一頂部/內部上表面
126‧‧‧外表面/第一外表面
126a‧‧‧第二側部/外部側表面
126b‧‧‧第二頂部/外部上表面
128‧‧‧擴散罩蓋
132‧‧‧第二透鏡
134‧‧‧第二內表面
136‧‧‧第二外表面
Ba‧‧‧第一光束
Bb‧‧‧第二光束
Bc‧‧‧第三光束
c‧‧‧中心
d‧‧‧凹口深度
h‧‧‧第一高度
H‧‧‧第二高度
Ma‧‧‧主軸
r‧‧‧第二方向
r1‧‧‧第一半徑
rm1‧‧‧第一邊緣
rm2‧‧‧第二邊緣
R‧‧‧第二半徑
z‧‧‧第一方向
第1圖係繪示出根據一或多個實施例之照明結構剖面示意圖。
第2及3圖係繪示出第1圖的照明結構中根據不同實施例之LED裝置平面示意圖。
第4圖係繪示出第1圖的照明結構中根據一實施例之散熱片平面示意圖。
第5至8及12圖係繪示出根據不同實施例之照明結構剖面示意圖。
第5a圖係繪示出第5圖的照明結構中根據不同實施例之透鏡平面示意圖。
第9至11圖係繪示出第8圖的照明結構中根據不同實施例之透鏡表面形狀剖面示意圖。
100‧‧‧照明結構
102‧‧‧發光二極體裝置
112‧‧‧電路板
114a‧‧‧頂部/第一部
114b‧‧‧底部/第二部
122‧‧‧透鏡/第一透鏡
124a‧‧‧第一側部/內部側表面
124b‧‧‧第一頂部/內部上表面
126a‧‧‧第二側部/外部側表面
126b‧‧‧第二頂部/外部上表面
128‧‧‧擴散罩蓋

Claims (9)

  1. 一種照明結構，包括：一發光二極體裝置，配置於一基底上；一第一透鏡，固定於該基底上且覆蓋該發光二極體裝置；以及一第二透鏡，固定於該基底上且覆蓋該第一透鏡；其中將該第一透鏡及該第二透鏡塑形及配置成重新分佈發自該發光二極體裝置的光，以用於廣角照明；該第一透鏡包括面向該發光二極體裝置的一第一內表面以及背離該發光二極體裝置的一第一外表面；該第二透鏡包括面向該發光二極體裝置的一第二內表面以及背離該發光二極體裝置的一第二外表面；以及該第一內表面、該第一外表面、該第二內表面及該第二外表面中的每一個設計成具有一外型，其擇自於由一部分的半圓形、一部分的半橢圓形以及具有凹面的凹口的一頂部與一側部的一表面所組成的群組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照明結構，其中該第一透鏡的該第一內表面包括一第一側部及一第一頂部，該第一透鏡的該第一外表面包括一第二側部及一第二頂部，其中將該第一側部、該第一頂部、該第二側部及該第二頂部設計配置成重新分佈發自該發光二極體裝置的光，使其立體角大於2π球面度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之照明結構，其中該第一側部、該第一頂部、該第二側部及該第二頂部的設計配置，使該照明結構於操作期間，該發射光包括： 一第一光束，通過該第一頂部及該第二頂部，且重新分佈於一第一立體角，其在0球面度至2π×[1-cos(π/4)]球面度的範圍；一第二光束，通過該第一側部及該第二側部，且重新分佈於一第二立體角，其在2π×[1-cos(π/4)]球面度至2π×[1-cos(100π/180)]球面度的範圍；以及一第三光束，通過該第一頂部、自該第二頂部反射以及通過該第二側部，且重新分佈於一第三立體角，其在2π×[1-cos(100π/180)]球面度至4π球面度的範圍。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之照明結構，其中該第二頂部具有一凹面的凹口；該第二頂部包括一中心及圍繞該中心的一邊緣；該第二頂部沿著一第一方向與該基底隔開，以自該第二部的該邊緣沿著該第一方向至該基底的上表面定義出一高度H；該第二頂部自該中心沿著垂直於第一方向的一第二方向延伸至該邊緣定義出一第一半徑r；該凹面的凹口包括一凹口深度d，其定義為自該邊緣沿著該第一方向至該中心的一距離；一第一比率d/H在0.5至0.8的範圍；該第二側部的表面在該基底上定義出一圓形區域，且該圓形區域沿著該第二方向上具有一第二半徑R；一第二比率r/R在0.3至1.0的範圍；該第一頂部沿著該第一方向與該基底隔開，以自該基底的上表面定義出一高度h；以及 一第三比率h/H在0.1至0.4的範圍。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之照明結構，更包括一擴散罩蓋，固定於該基底上且覆蓋該第一透鏡，且該第二透鏡，覆蓋該第一透鏡且配置於該擴散罩蓋內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之照明結構，其中該基底包括一物理基材且該物理基材包括一導熱材料且設計成一散熱片；該物理基材包括鄰近該發光二極體裝置的一第一部以及遠離該發光二極體裝置的一第二部；該第一部及該第二部沿著一第一方向配置；該第一部沿著垂直於該第一方的一第二方向具有一第一尺寸；該第二部沿著該第二方向具有一第二尺寸；以及該第二尺寸大於該第一尺寸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之照明結構，更包括一散熱電路板，電性耦接至該發光二極體裝置，且配置於該發光二極體裝置與該基底之間。
  8. 一種照明結構之製造方法，包括：將一發光二極體裝置貼附於一基底上；將一第一透鏡塑形成重新分佈發自該發光二極體裝置的光，以用於廣角照明，將該第一透鏡貼附於該基底上，其中該第一透鏡覆蓋該發光二極體裝置；以及將一第二透鏡貼附於該基底上，其中該第二透鏡覆蓋該第一透鏡，而將該第一透鏡及該第二透鏡之塑形及配置用於廣角照明。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之照明結構之製造方法，其中該第一透鏡塑形步驟包括使用一技術，其擇自於由注模成型及擠出成型所組成的群組。
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