CN102679194A - Led灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明一种LED灯具，包含一个导光件、一个发光体及一个透光层，该导光件具有一个容置孔、一个聚光部、一个全反射面及一个导出面，该导光件的一端形成该容置孔，该容置孔的内端面形成该聚光部，该导光件的周面形成该全反射面，该导出面连接该全反射面；该发光体具有一个基板及一个LED发光源，该基板供设置该LED发光源，且该基板组设于上述导光件的容置孔，该LED发光源朝向上述导光件的聚光部；该透光层具有一个荧光层，该透光层结合于上述导光件。本发明能提供一种发光亮度高、光色均匀、无明显眩光、发光颜色稳定及散热效果较佳的LED灯具。
Description
技术领域
本发明是关于一种LED灯具，尤其是一种提高灯具使用效率的LED灯具。
背景技术
现有技术由于发光二极体(Light Emitting Diode，LED)是一种节能、环保及使用寿命长的冷光源，而使白光发光二极体逐渐被采用为照明灯具的光源，其中，以紫外光或蓝光激发荧光粉的方式具有成本偏低、控制线路设计简单及混光容易等优点，逐渐成为市场主流。
请参阅图1所示，其是第一种现有发光二极体封装结构9，包含一个基板91、一个发光体92、一个荧光层93及一个封装体94，该基板91供设置该发光体92，该荧光层93包覆该发光体92，该封装体94封装该荧光层93并呈半球状。该现有发光二极体封装结构9于使用时，由该发光体92发光，而激发该荧光层93产生白光。但是，由于该荧光层93的厚度容易不均匀，而使光色产生不均匀的色圈现象；再者，由于该荧光层93是直接覆盖于该发光体92，且该发光体92及该荧光层93皆封装于该封装体94内，因此，现有发光二极体封装结构9的散热效果不佳，使该荧光层93易受该发光体92的发光温度影响而变质，造成发光颜色改变及发光亮度不足的问题。
请参阅图2a及图2b所示，其是第二种现有发光二极体封装结构8的两种实施态样，包含一个基板81、一个发光体82、一个第一封装体83、一个荧光层84及一个第二封装体85，该基板81供设置该发光体82，该第一封装体83包覆该发光体82，该荧光层84覆盖于该第一封装体83，该第二封装体85封装该荧光层84并呈半球状。该现有发光二极体封装结构8同样由该发光体82激发荧光层84而发出白光，虽然该第一封装体83间隔于该荧光层84与该发光体82之间，但是，该荧光层84仍非常接近该发光体82，且该发光体82、该第一封装体83及该荧光层84皆封装于该第二封装体85内，使现有发光二极体封装结构8散热效果不佳，而造成该荧光层84易受该发光体82的发光温度影向。
请参阅图3a及图3b所示，其是第三种现有发光二极体封装结构7的两种实施态样，包含一个基板71、一个反射杯72、一个发光体73、一个第一封装体74、一个荧光层75及一个第二封装体76，该反射杯72设于该基板71的表面，该发光体73设于该反射杯72中央的基板71表面，该第一封装体74于该反射杯72内包覆该发光体73，该荧光层75覆盖于该第一封装体74，该第二封装体76封装该荧光层75并呈半球状。现有发光二极体封装结构7于使用时，由该发光体73激发该荧光层75而产生白光，该反射杯72将部分白光反射而朝上述半球状的第二封装体76出光，以增加出光效率。但是，由于该反射杯72非常接近该发光体73，易产生眩光现象，且该发光体73、该第一封装体74及该荧光层75皆封装于该第二封装体76内，使该现有发光二极体封装结构7散热效果不佳，而造成该荧光层75易受该发光体73的发光温度影响。
基于上述原因，使得LED应用于产生白色光源的灯具时，会产生发光亮度不足、光色不均匀、易产生眩光、发光颜色改变及散热效果不佳等问题，因此，有必要提供一种发光亮度高、光色均匀、无明显眩光、发光颜色稳定及散热效果较佳的LED灯具。
发明内容
本发明的目的乃改良上述的缺点，以提供一种发光亮度高的LED灯具。
本发明的次一目的，是提供一种光色均匀的LED灯具。
本发明的另一目的，是提供一种无明显眩光的LED灯具。
本发明的又一目的，是提供一种发光颜色稳定的LED灯具。
本发明的再一目的，是提供一种散热效果较佳的LED灯具。
为达到前述发明目的，本发明采用的一种技术方案是：
一种LED灯具，包含：一个导光件、一个发光体及一个透光层，该导光件具有一个容置孔、一个聚光部、一个全反射面及一个导出面，该导光件的一端形成该容置孔，该容置孔的内端面形成该聚光部，该导光件的周面形成该全反射面，该导出面连接该全反射面；该发光体具有一个基板及一个LED发光源，该基板供设置该LED发光源，且该基板组设于上述导光件的容置孔，该LED发光源朝向上述导光件的聚光部；该透光层具有一个荧光层，该透光层结合于上述导光件。
其中，该聚光部设数个聚光微结构。
其中，该聚光部形成一个凸面。
其中，该透光层结合于该导光件的导出面，且该透光层另设一个漫射面背向该导出面。
其中，该导光件采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或硅胶材质。
为达到前述发明目的，本发明采用的再一种技术方案是：
一种LED灯具，包含：一个导光件、一个发光体及一个透光层，该导光件具有一个聚光体及一个反射杯，该聚光体的一端形成一个容置孔，该容置孔的内端面形成一个光输入部，该光输入部的背面形成一个光输出部，该反射杯的底端形成一个结合部，该反射杯的顶端形成一个开口，其中，该反射杯的结合部结合该聚光体；该发光体具有一个基板及一个LED发光源，该基板供设置该LED发光源，且该基板组设于上述导光件，使该LED发光源位于上述聚光体的容置孔内，且该LED发光源朝向上述聚光体的光输入部；该透光层具有一个荧光层，该透光层覆盖上述反射杯。
其中，该光输入部及该光输出部的至少一个形成数个聚光微结构。
其中，该光输入部形成平面或凸面。
其中，该光输出部形成平面或凸面。
其中，该基板组设于该聚光体的容置孔。
其中，该基板组设于该反射杯的结合部。
其中，该基板组设于该聚光体的容置孔及该反射杯的结合部。
其中，该反射杯的内壁面涂覆反光材料。
其中，该透光层覆盖该反射杯的开口，且该透光层另设一个漫射面背向该开口。
其中，该聚光体采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或硅胶材质。
其中，该LED发光源为LED晶片或LED封装件。
其中，该荧光层由受光源激发而改变光色的荧光粉所制成。
本发明的LED灯具借由该导光件的聚光部聚集发光体的光线而朝向该透光层，并由该导光件的全反射面全反射光线至该透光层，而增加该透光层的出光量；或者，由该导光件的聚光体聚集发光体的光线朝向透光层，并由该导光件的反射杯反射光线至该透光层，而增加该透光层的出光量；从而能够达到发光亮度高的功效。
本发明LED灯具，由发光体的光线通过荧光层而产生光色均匀的白光；从而能够达到光色均匀和无明显眩光的功效。
本发明LED灯具，由多层不同媒介隔离于荧光层与发光体之间，使该荧光层不易受温度影响而变质，从而能够达到发光颜色稳定的功效，也能够达成散热效果较佳的功效。
附图说明
图1：第一种现有发光二极体封装结构的组合侧视图。
图2a：第二种现有发光二极体封装结构的实施态样(一)的组合侧视图。
图2b：第二种现有发光二极体封装结构的实施态样(二)的组合侧视图。
图3a：第三种现有发光二极体封装结构的实施态样(一)的组合侧视图。
图3b：第三种现有发光二极体封装结构的实施态样(二)的组合侧视图。
图4：本发明LED灯具的第一实施例的实施态样(一)的组合侧视图。
图5：本发明LED灯具的第一实施例的实施态样(二)的组合侧视图。
图6：本发明LED灯具的第二实施例的实施态样(一)的组合侧视图。
图7：本发明LED灯具的第二实施例的实施态样(二)的组合侧视图。
主要元件符号说明
本发明
1 导光件
11 容置孔 12 聚光部
12a 聚光微结构 12b 凸面
13 全反射面 14 导出面
2 发光体
21 基板 22 LED发光源
3 透光层
31 荧光层 32 漫射面
4 导光件
41 聚光体 411 容置孔
412 光输入部 413 光输出部
42 反射杯 421 结合部
422 开口
5 发光体
51 基板 52 LED发光源
6 透光层
61 荧光层 62 漫射面
现有
9 现有发光二极体封装结构
91 基板 92 发光体
93 荧光层 94 封装体
8 现有发光二极体封装结构
81 基板 82 发光体
83 第一封装体 84 荧光层
85 第二封装体
7 现有发光二极体封装结构
71 基板 72 反射杯
73 发光体 74 第一封装体
75 荧光层 76 第二封装体
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
请参阅图4所示，其是本发明LED灯具的第一实施例，该第一实施例包含一个导光件1、一个发光体2及一个透光层3，该发光体2及该透光层3分别结合于该导光件1的相对两端，借此，该导光件1能够引导该发光体2的光线朝向该透光层3照射而出光。
该导光件1采用具有透光性的材质，例如：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或硅胶等，该导光件1呈上宽下窄的倒锥状(依图面而言)，且该导光件1具有一个容置孔11、一个聚光部12、一个全反射面13及一个导出面14。该导光件1较窄的一端形成该容置孔11，该容置孔11的内周面与该容置孔11的内端面共同形成一个容置空间，用以容置该发光体2。该容置孔11的内端面形成该聚光部12(依图面而言)，用以聚集该发光体2的光线，其中，该聚光部12能够设置数个聚光微结构12a作为实施态样(如图4所示)，该聚光微结构12a较佳形成数个锯齿状结构；或者，该聚光部12形成一个凸面12b作为实施态样(如图5所示)，该凸面12b较佳形成非球面，惟不以上述两个实施态样为限。该导光件1的周面形成该全反射面13，该全反射面13围绕该容置孔11，使该发光体2的光线在该全反射面13与空气的介面(Interface)产生全反射。该导光件1较宽的一端形成该导出面14，该导出面14连接该全反射面13，用以导出该聚光部12聚集的光线及该全反射面13反射的光线。
该发光体2具有一个基板21及一个LED发光源22，该基板21供设置该LED发光源22，且该基板21组设于该导光件1的容置孔11，该基板21较佳的是由有利于该LED发光源22散热的材质及结构构成，例如：具有散热孔的基板或具有导热功能的基板，用以排出该LED发光源22的发热量。其中，该基板21亦能够设置一个驱动电路，用以电性连接一外加电源(图未绘示)，用以驱动该LED发光源22发光。该LED发光源22能够选择设于该基板21的表面或嵌入该基板21，使该LED发光源22位于该容置孔11内，且该LED发光源22朝向该导光件1的聚光部12，该LED发光源22的数量亦能够视需求设为数个，且该LED发光源22选自LED晶片或LED封装件等，用以激发荧光粉而改变光色，例如：用于激发荧光粉而产生白光的蓝光LED、紫外光LED或白光LED，惟不以此为限。在此实施例中，该LED发光源22是以1个蓝光LED晶片作为实施态样说明。
该透光层3结合于该导光件1的导出面14，且该透光层3具有一个荧光层31，该荧光层31的材料由受光源激发而改变光色的荧光粉所制成，该荧光层31能够选择设于该透光层3的内部或表面，用以受该LED光源22激发而改变出光颜色。在本实施例中，该荧光层31为黄色荧光粉，且该荧光层31设于朝向该导出面14的透光层3表面，避免该透光层3的制造温度使该荧光层31变质；该透光层3另设有一个漫射面32，该漫射面32背向该导出面14，且该漫射面32具有使光线产生漫射效应的结构或材料，用以使光线均匀散出该透光层3，其是该领域普通技术人员所熟知，在此容不赘述。借此，该导光件1导出的光线能够激发该荧光层31而产生白光，并由该漫射面32透射出光色均匀的白色光线。
一般而言，该LED发光源22封装时会进行一次光学设计，以达增加出光效率的目的，再由LED灯具进行二次光学设计，用以缩减聚光角度，且由于二次光学设计的优劣基于的一次光学设计的结果，因此，借由本发明的上述结构，能够融合一次光学设计及二次光学设计，且降低该LED发光源22的发光温度所造成的影响。
综上所述，请参阅图4及图5所示，本发明的第一实施例于使用时，由该LED发光源22所产生的部分光线能够借由该导光件1的聚光部12聚集而导向该透光层3，同时，该LED发光源22的其余光线由该导光件1的全反射面13产生全反射而导向该透光层3，以提高本发明LED灯具的发光亮度。再者，该LED发光源22的光线通过该透光层3时，该荧光层31受激发而产生光色均匀的白光，此白光通过该漫射面32，而进一步增进光色的均匀度，使本发明LED灯具产生光色均匀的白光，以降低眩光效应的影响。
此外，该LED发光源22发光所产生的热能，借由该导光件1的容置孔11内的空气传播，并由该发光体2的基板21导出，避免热量累积于该导光件1内部，除了能够提升本发明LED灯具的散热功效，亦能够使该导光件1及该透光层3的材料不易受热量累积的影响而变质，因此，本发明LED灯具除了发光亮度能够保持稳定，且能够提供较佳散热效果。再者，由于该荧光层31与该LED发光源22之间是间隔多层散热媒介(即该容置孔1内的空气及该导光件1)，使该荧光层31远离该LED发光源22，此多层散热媒介的散热效果优于仅以单一材质封装该荧光层31及该LED发光源22，使该荧光层31不易受该LED发光源22的发光温度而变质，因此，本发明LED灯具除了发光颜色能够保持稳定，且能够提供较佳散热效果。
请参照图6所示，其揭示本发明LED灯具的第二实施例，其包含一个导光件4、一个发光体5及一个透光层6，该发光体5及该透光层6分别结合于该导光件4的相对两端。借此，该导光件4能够引导该发光体5的光线朝向该透光层6照射而出光。
该导光件4具有一个聚光体41及一个反射杯42，该聚光体41具有透光性的材质，例如：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或硅胶等，该聚光体41形成一个中空罩体，该聚光体41的一端形成一个容置孔411，该容置孔411的内周面与该容置孔411的内端面共同形成一个容置空间，用以容置该发光体5，该容置孔411的内端面形成一个光输入部412，该光输入部412的背面形成一个光输出部413，该光输入部412用以聚集该发光体5的光线，且将光线导向该光输出部413，而聚集射出该聚光体41。其中，该光输入部412及该光输出部413能够分别形成平面、凸面或数个聚光微结构，较佳的是由该光输入部412及该光输出部413的至少一个形成数个聚光微结构，惟不以此为限，该凸面较佳形成非球面，该聚光微结构较佳形成锯齿状结构。在此实施例中，以该光输入部412形成凸面，该光输出部413形成数个聚光微结构作为一实施态样(如图6所示)；或者，以该光输入部412形成数个聚光微结构，该光输出部413形成平面作为另一实施态样(如图7所示)。该光输入部412及该光输出部413的实施态样的其他排列组合该领域普通技术人员能够理解。该反射杯42的底端形成一个结合部421，且该反射杯42的顶端形成一个开口422，该结合部421结合于该聚光体41的外周面或该容置孔411，使该聚光体41的光输出部413朝向该开口422，该结合部421较佳形成一个组装孔或一个网体，使该发光体5发光所产生的热量能够由该结合部421排出；而该开口422使该发光体5的光线能够由该反射杯42的内部投射出。其中，该反射杯42的内壁面能够反射该发光体5的光线，而使光线朝向该开口422。在此实施例中，该结合部421形成组装孔作为实施态样，该反射杯42的内壁面涂覆反光材料。
该发光体5具有一个基板51及一个LED发光源52，该基板51及该LED发光源52与该第一实施例的基板21及LED发光源22大致相同，在此容不赘述。其中，该基板51供设置该LED发光源52，且该基板51组设于该导光件4，该基板51能够选择组设于该聚光体41的容置孔411或/及该反射杯42的结合部421，使该LED发光源52位于该容置孔411内，且该LED发光源52朝向该聚光体41的光输入部412，在此实施例中，该基板51组设于该聚光体41的容置孔411及该反射杯42的结合部421，防止该基板51沿水平方向或垂直方向松动。而该透光层6设有一个荧光层61及一个漫射面62，该荧光层61及该漫射面62与该第一实施例的荧光层31及漫射面32大致相同，在此容不赘述。其中，该透光层6覆盖该反射杯42的开口422，该透光层6的漫射面62背向该反射杯42的开口422。
承上所述，请参阅图6所示，本发明LED灯具于使用时，由该LED发光源52所产生的部分光线能够借由该聚光体41的光输入部412及/或光输出部413折射，而使光线聚集朝向该透光层6投射。同时，该LED发光源52的其余光线透过该聚光体41，并由该反射杯42的内壁面反射而朝向该透光层6，以提高本发明LED灯具的发光亮度。再者，该LED发光源52的光线通过该透光层6时，能够借由该荧光层61及该漫射面62的作用，而使本发明LED灯具产生光色均匀的白光，以降低眩光效应的影响。
此外，该LED发光源52发光所产生的热能，借由该聚光体41的容置孔411内的空气传播，而由该发光体5的基板51导出，避免热量累积于该聚光体41内部，除了能够提升本发明LED灯具的散热功效，亦能够使该聚光体41、该反射杯42及该透光层6的材料不易受热量累积的影响而变质，因此，本发明LED灯具的发光亮度同样能够保持稳定，且亦能够提供较佳散热效果。再者，由于该荧光层61与该LED发光源52之间间隔多层隔热媒介(即该容置孔411内的空气、该聚光体41及该聚光体41与该透光层6之间的空气)，使该荧光层61远离该LED发光源52，此多层散热媒介的散热效果同样优于仅以单一材质封装该荧光层61及该LED发光源52，使该荧光层61不易受该LED发光源52的发光温度而变质，因此，本发明LED灯具的发光颜色同样能够保持稳定，且同样能够提供较佳散热效果。
本发明LED灯具的技术特征在于，借由该导光件1的聚光部12聚集该发光体2的光线而朝向该透光层3，并由该导光件1的全反射面13全反射光线至该透光层3，而增加该透光层3的出光量；或者，由该导光件4的聚光体41聚集该发光体5的光线朝向该透光层6，并由该导光件4的反射杯42反射光线至该透光层6，而增加该透光层6的出光量。因此，本发明LED灯具能够达到发光亮度高的功效。
本发明LED灯具，由该发光体2的光线通过该荧光层31而产生光色均匀的白光；或者，由该发光体5的光线通过该荧光层61而产生光色均匀的白光。因此，本发明LED灯具能够达到光色均匀的功效。
本发明LED灯具，由该发光体2的光线通过该荧光层31而产生光色均匀的白光；或者，由该发光体5的光线通过该荧光层61而产生光色均匀的白光。因此，本发明LED灯具能够达到无明显眩光的功效。
本发明LED灯具，由多层不同媒介隔离于该荧光层31与该发光体2之间，由于该荧光层31远离该LED发光源22，使该荧光层31不易受温度影响而变质；或者，由多层不同媒介隔离于该荧光层61与该发光体5之间，由于该荧光层61远离该LED发光源52，使该荧光层61不易受温度影响而变质。因此，本发明LED灯具能够达到发光颜色稳定的功效。
本发明LED灯具，由该导光件1的容置孔11内的空气及该基板21导出该LED发光源22的热量，避免热量累积于该导光件1内部，且借由多层不同媒介间隔于该荧光层31与该LED发光源22之间，此多层散热媒介的散热效果优于仅以单一材质封装该荧光层31及该LED发光源22；或者，由该聚光体41的容置孔411内的空气及该基板51导出该LED发光源52的热量，避免热量累积于该聚光体41内部，且借由多层不同媒介间隔于该荧光层61与该LED发光源52之间，此多层散热媒介的散热效果亦优于仅以单一材质封装该荧光层61及该LED发光源52。因此，本发明LED灯具能够达成散热效果较佳的功效。
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；故，凡依本发明申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖之范围内。
Claims (17)
1.一种LED灯具，其特征在于，包含：
一个导光件，具有一个容置孔、一个聚光部、一个全反射面及一个导出面，该导光件的一端形成该容置孔，该容置孔的内端面形成该聚光部，该导光件的周面形成该全反射面，该导出面连接该全反射面；
一个发光体，具有一个基板及一个LED发光源，该基板供设置该LED发光源，且该基板组设于上述导光件的容置孔，该LED发光源朝向上述导光件的聚光部；及
一个透光层，具有一个荧光层，该透光层结合于上述导光件。
2.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，该聚光部设数个聚光微结构。
3.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，该聚光部形成一个凸面。
4.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，该透光层结合于该导光件的导出面，且该透光层另设一个漫射面背向该导出面。
5.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，该导光件采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或硅胶材质。
6.一种LED灯具，其特征在于，包含：
一个导光件，具有一个聚光体及一个反射杯，该聚光体的一端形成一个容置孔，该容置孔的内端面形成一个光输入部，该光输入部的背面形成一个光输出部，该反射杯的底端形成一个结合部，该反射杯的顶端形成一个开口，其中，该反射杯的结合部结合该聚光体；
一个发光体，具有一个基板及一个LED发光源，该基板供设置该LED发光源，且该基板组设于上述导光件，使该LED发光源位于上述聚光体的容置孔内，且该LED发光源朝向上述聚光体的光输入部；及
一个透光层，具有一个荧光层，该透光层覆盖上述反射杯。
7.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该光输入部及该光输出部的至少一个形成数个聚光微结构。
8.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该光输入部形成平面或凸面。
9.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该光输出部形成平面或凸面。
10.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该基板组设于该聚光体的容置孔。
11.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该基板组设于该反射杯的结合部。
12.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该基板组设于该聚光体的容置孔及该反射杯的结合部。
13.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该反射杯的内壁面涂覆反光材料。
14.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该透光层覆盖该反射杯的开口，且该透光层另设一个漫射面背向该开口。
15.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，该聚光体采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或硅胶材质。
16.如权利要求1或6所述的LED灯具，其特征在于，该LED发光源为LED晶片或LED封装件。
17.如权利要求1或6所述的LED灯具，其特征在于，该荧光层由受光源激发而改变光色的荧光粉所制成。
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