CN103574520B - 整合有介电液体透镜的led照明组合 - Google Patents

整合有介电液体透镜的led照明组合 Download PDF

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Abstract

一种整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有：一散热基材；一LED芯片，位于该散热基材上方；一透明材料，是位于该散热基材及该LED芯片上方且具有一曲面；一透明液体，位于该透明材料上方；一透光层，位于该透明液体上方；一第一介电液体，位于该透光层上方；一第二介电液体，是位于该第一介电液体上方且具有一曲面，其中该第二介电液体的介电系数低于该第一介电液体的介电系数；一透明电极层，位于该第二介电液体上方，是用以施加一控制电压以对该第二介电液体产生一介电力；以及一封装体。

Description

整合有介电液体透镜的LED照明组合
技术领域
本发明是有关于一种LED照明组合，特别是关于一种整合有介电液体透镜的LED照明组合。
背景技术
传统照明一般乃通过一固定灯具产生一固定光型。然而，当环境改变时，原来的光型将不适用，而如需改变光型，则需重新制做灯具，此其不便之处。
LED(light emitting diode-发光二极管)为现今主要绿能产品的重要先驱，目前已有许多国家预计将其照明系统从白炽灯转换成LED照明。但由于LED光源具有指向性，故需利用反光杯或镜片来调整其配光曲线，以满足不同的亮暗环境需求。
然而，利用反光杯或镜片调整光型亦有其不便之处。首先，其焦距无法轻易调整；再者，其组合不够强固而不利搬运；又，其如何能不妨碍散热也是一个问题。
已知亦有利用一电湿润液体透镜调整一光型的做法，如美国2010/0277923的公开专利。然而电湿润液体透镜有一缺点-其是利用对一导电液体施加一电湿润作用力以改变液体透镜的曲度，而为了避免发生短路现象，便需特别注意绝缘措施。另外，美国2010/0277923并未教示如何对其照明组合的光源进行散热，而散热不良不仅会影响照明效率，也有可能会导致安全问题。
为解决前述诸问题，使用者亟需一种具有新颖结构的LED照明组合。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种LED照明组合，其整合有一不导电的介电液体透镜。
本发明的另一目的在于提供一种LED照明组合，其具有一散热基材以承载一LED芯片并提供一散热功能。
本发明的另一目的在于提供一种LED照明组合，其可利用液体协助散热。
本发明的另一目的在于提供一种LED照明组合，其具有一强固可靠的封装以利搬运。
本发明的又一目的在于提供一种LED照明组合，其具有由二焦距组合而成的一复合焦距，以方便调整LED照明组合的光型。
为达前述目的，本发明乃提出一种整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有：
一散热基材；
一LED芯片，位于该散热基材上方；
一透明材料，是位于该散热基材及该LED芯片上方且具有一曲面；
一透明液体，位于该透明材料上方；
一透光层，位于该透明液体上方；
一第一介电液体，位于该透光层上方；
一第二介电液体，是位于该第一介电液体上方且具有一曲面，其中该第二介电液体的介电系数低于该第一介电液体的介电系数；
一透明电极层，位于该第二介电液体上方，是用以施加一控制电压以对该第二介电液体产生一介电力；以及
一封装体，其是一环状结构，用以和所述散热基材、所述透光层、以及所述透明电极层结合以形成二密闭空间，以容纳该透明液体、该第一介电液体、和该第二介电液体。
在一实施例中，该散热基材是一铝基材，该透明材料是一透明树脂。
在一实施例中，该LED芯片是一白光LED芯片。
在一实施例中，该LED芯片是一非白光LED芯片。
在一实施例中，该透明树脂混合有一荧光粉。
在一实施例中，该透明液体是一硅油，该透光层是一玻璃层。
在一实施例中，该透明液体是一混合醇，该透光层是一玻璃层。
在一实施例中，该第一介电液体是一混合醇，该第二介电液体是一硅油，该透明电极层是由一铟锡氧化物构成，且该封装体是由一氧化铝构成。
在一实施例中，该第一介电液体是一混合醇，该第二介电液体是一硅油，该透明电极层是由一铟锡氧化物构成，且该封装体是由一塑料构成。
在一实施例中，该封装体的内侧具有一反光层。
为达前述目的，本发明进一步提出一种整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有：
一散热基材；
一LED芯片，位于该散热基材上方；
一透明材料，是位于该散热基材及该LED芯片上方且具有一曲面；
一透明液体，位于该透明材料上方；
一透明电极层，位于该透明液体液体上方，是用以施加一控制电压以产生一介电力；
一第一介电液体，位于该透明电极层上方且具有一曲面，该曲面的曲率是依所述介电力而决定；
一第二介电液体，位于该第一介电液体上方且其介电系数低于该第一介电液体的介电系数；
一透光层，位于该第二介电液体上方；以及
一封装体，其是一环状结构，用以和所述散热基材、所述透明电极层、以及所述透光层结合以形成二密闭空间，以容纳该透明液体、该第一介电液体、和该第二介电液体。
在一实施例中，该散热基材是一铝基材，该LED芯片是一白光LED芯片，且该透明材料是一透明树脂。
在一实施例中，该散热基材是一铝基材，该LED芯片是一非白光LED芯片，且该透明材料是一透明树脂。
在一实施例中，该透明树脂混合有一荧光粉。
在一实施例中，该透明液体是一硅油，该透明电极层是由一铟锡氧化物构成。
在一实施例中，该透明液体是一混合醇，该透明电极层是由一铟锡氧化物构成。
在一实施例中，该第一介电液体是一硅油，该第二介电液体是一混合醇，且该透光层是一玻璃层。
在一实施例中，该封装体是由一氧化铝构成。
在一实施例中，该封装体是由一塑料构成。
在一实施例中，该封装体的内侧具有一反光层。
为达前述目的，本发明进一步提出一种整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有：
一散热基材；
一LED芯片，位于该散热基材上方；
一第一透明液体，是位于该散热基材和该LED芯片上方且具有一曲面；
一第二透明液体，位于该第一透明液体上方；
一透光层，位于该第二透明液体上方；
一第一介电液体，位于该透光层上方；
一第二介电液体，是位于该第一介电液体上方且具有一曲面，其中该第一介电液体的介电系数高于该第二介电液体的介电系数；
一透明电极层，位于该第二介电液体上方，是用以施加一控制电压以产生一介电力以压缩或拉伸该第二介电液体；以及
一封装体，是一环状结构，用以和该散热基材、该透光层、以及该透明电极层结合以形成二密闭空间，以容纳该第一透明液体、该第二透明液体、该第一介电液体、和该第二介电液体。
在一实施例中，该散热基材是一铝基材，该LED芯片是一白光LED芯片，该第一透明液体是一硅油，且该第二透明液体是一混合醇。
在一实施例中，该散热基材是一铝基材，该LED芯片是一非白光LED芯片，该第一透明液体是一硅油，且该第二透明液体是一混合醇。
在一实施例中，该透光层是一玻璃层，该第一介电液体是一混合醇，该第二介电液体是一硅油，且该透明电极层是由一铟锡氧化物构成。
在一实施例中，该封装体是由一氧化铝构成，且其内侧具有一反光层。
在一实施例中，该封装体是由一塑料构成，且其内侧具有一反光层。
为达前述目的，本发明进一步提出一种整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有：
一散热基材；
一LED芯片，位于该散热基材上方；
一第一透明液体，是位于该散热基材和该LED芯片上方且具有一曲面；
一第二透明液体，位于该第一透明液体上方；
一透明电极层，位于该第二透明液体上方，是用以施加一控制电压以产生一介电力；
一第一介电液体，是位于该透明电极层上方且具有一曲面；
一第二介电液体，位于该第一介电液体上方，且其介电系数高于该第一介电液体的介电系数；
一透光层，位于该第二介电液体上方；以及
一封装体，是一环状结构，用以和该散热基材、该透明电极层、以及该透光层结合以形成二密闭空间，以容纳该第一透明液体、该第二透明液体、该第一介电液体、和该第二介电液体。
在一实施例中，该散热基材是一铝基材，该LED芯片是一白光LED芯片，该第一透明液体是一硅油，且该第二透明液体是一混合醇。
在一实施例中，该散热基材是一铝基材，该LED芯片是一非白光LED芯片，该第一透明液体是一硅油，且该第二透明液体是一混合醇。
在一实施例中，该透明电极层是由一铟锡氧化物构成，该第一介电液体是一硅油，该第二介电液体是一混合醇，且该透光层是一玻璃层。
在一实施例中，该封装体是由一氧化铝构成，且其内侧具有一反光层。
在一实施例中，该封装体是由一塑料构成，且其内侧具有一反光层。
附图说明
为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例详细说明如后，其中：
图1a，其绘示本发明整合有介电液体透镜的LED照明组合其一较佳实施例的一剖面图。
图1b为图1a所示整合有介电液体透镜的LED照明组合的一外观示意图。
图2绘示本发明整合有介电液体透镜的LED照明组合其另一较佳实施例的一剖面图。
图3绘示本发明其绘示本发明整合有介电液体透镜的LED照明组合其另一较佳实施例的一剖面图。
图4绘示本发明其绘示本发明整合有介电液体透镜的LED照明组合其又一较佳实施例的一剖面图。
图5绘示图1a的一介电液体在不同电压下所呈现的不同曲面形状。
具体实施方式
请参照图1a，其绘示本发明整合有介电液体透镜的LED照明组合其一较佳实施例的一剖面图。如图1a所示，该整合有介电液体透镜的LED照明组合具有一散热基材100、一LED芯片110、一透明材料120、一透明液体130、一透光层140、一第一介电液体150、一第二介电液体160、一透明电极层170、以及一封装体180。
该散热基材100较佳为一铝基材，以供该LED芯片110散热用。
该LED芯片110，位于该散热基材100上方，可为一白光LED芯片或一非白光LED芯片。
该透明材料120-可为一透明树脂，是位于该散热基材100及该LED芯片110上方且具有一曲面。当该LED芯片110为一非白光LED芯片时，该透明树脂可混合有一荧光粉，其颜色为该非白光的互补色。例如，当该LED芯片110为蓝光时，该荧光粉可为一黄色荧光粉以与蓝光进行混光，从而产生白光。
该透明液体130，位于该透明材料120上方，可为一硅油(silicone oil)或一混合醇以助散热。
该透光层140，位于该透明液体130上方，可为一玻璃层以阻挡该LED芯片110所产生的热进入该第一介电液体150中。
该第一介电液体150，位于该透光层140上方，可为一混合醇；该第二介电液体160-可为一硅油，是位于该第一介电液体150上方且具有一曲面。该第一介电液体150和第二介电液体160形成一液体透镜，其中该第一介电液体150和该第二介电液体160具有相近的密度，且该第一介电液体150的介电系数高于该第二介电液体160的介电系数。
该透明电极层170，位于该第二介电液体160上方，可由一ITO(IndiumTin Oxide；铟锡氧化物)构成，是用以施加一控制电压以产生一介电力。该介电力会压缩或拉伸该第二介电液体160，以控制所述液体透镜的曲度。请参照图5，其绘示该第二介电液体160在不同电压下所呈现的不同曲面形状。
该封装体180可由一氧化铝或一塑料构成，其是一环状结构，用以和该散热基材100、该透光层140、以及该透明电极层170结合以形成二密闭空间，以容纳该透明液体130、该第一介电液体150、和该第二介电液体160。另外，该封装体180的内侧亦可具有一反光层以增进照明效率。
于操作时，该透明材料120会产生一焦距f1，该第二介电液体160会产生一焦距f2，而整体的焦距f与f1和f2的关系为：1/f＝1/f1+1/f2-d/(f1×f2)，其中d为该透明材料120的曲面与该第二介电液体160的曲面的距离。
请参照图1b，其为图1a所示整合有介电液体透镜的LED照明组合的一外观示意图。虽然图1b所示的照明组合外观为一圆柱形，其亦可为其他形状，例如多边柱形。
请参照图2，其绘示本发明整合有介电液体透镜的LED照明组合其另一较佳实施例的一剖面图。如图2所示，该整合有介电液体透镜的LED照明组合具有一散热基材200、一LED芯片210、一透明材料220、一透明液体230、一透明电极层240、一第一介电液体250、一第二介电液体260、一透光层270、以及一封装体280。
该散热基材200较佳为一铝基材，以供该LED芯片210散热用。
该LED芯片210，位于该散热基材200上方，可为一白光LED芯片或一非白光LED芯片。
该透明材料220-可为一透明树脂，是位于该散热基材200及该LED芯片210上方且具有一曲面。当该LED芯片210为一非白光LED芯片时，该透明树脂可混合有一荧光粉，其颜色为该非白光的互补色。例如，当该LED芯片210为蓝光时，该荧光粉可为一黄色荧光粉以与蓝光进行混光，从而产生白光。
该透明液体230，位于该透明材料220上方，可为一硅油(silicone oil)或一混合醇以助散热。
该透明电极层240，位于该透明液体230上方，可由一ITO(Indium TinOxide；铟锡氧化物)构成，是用以施加一控制电压以产生一介电力。该介电力会压缩或拉伸该第一介电液体250，以决定该第一介电液体250的曲度。
该第一介电液体250-可为一硅油，是位于该透明电极层240上方且具有一曲面；该第二介电液体260，位于该第一介电液体250上方，可为一混合醇。该第一介电液体250和该第二介电液体260形成一液体透镜，其中该第二介电液体260和该第一介电液体250具有相近的密度，且该第二介电液体260的介电系数高于该第一介电液体250的介电系数。
该透光层270，位于该第二介电液体260上方，可为一玻璃层。该封装体280可由一氧化铝或一塑料构成，其是一环状结构，用以和该散热基材200、该透明电极层240、以及该透光层270结合以形成二密闭空间，以容纳该透明液体230、该第一介电液体250、和该第二介电液体260。另外，该封装体280的内侧亦可具有一反光层以增进照明效率。
请参照图3，其绘示本发明整合有介电液体透镜的LED照明组合其另一较佳实施例的一剖面图。如图3所示，该整合有介电液体透镜的LED照明组合具有一散热基材300、一LED芯片310、一第一透明液体320、一第二透明液体330、一透光层340、一第一介电液体350、一第二介电液体360、一透明电极层370、以及一封装体380。
该散热基材300较佳为一铝基材，以供该LED芯片310散热用。
该LED芯片310，位于该散热基材300上方，其可为一白光LED芯片或一非白光LED芯片。
该第一透明液体320-可为一硅油，是位于该散热基材300和该LED芯片310上方且具有一曲面；该第二透明液体330，位于该第一透明液体320上方，可为一混合醇。该第一透明液体320和该第二透明液体330形成一第一液体透镜。所述硅油可帮助散热，另外，在该散热基材300上亦可形成电极以供施加一电压以控制所述第一液体透镜的曲度。
该透光层340，位于该第二透明液体330上方，可为一玻璃层，是用以阻挡该LED芯片310所产生的热进入该第一介电液体350中。
该第一介电液体350，位于该透光层340上方，可为一混合醇；该第二介电液体360-可为一硅油，是位于该第一介电液体350上方且具有一曲面。该第一介电液体350和第二介电液体360形成一第二液体透镜，其中该第一介电液体350和该第二介电液体360具有相近的密度，且该第一介电液体360的介电系数高于该第二介电液体360的介电系数。
该透明电极层370，位于该第二介电液体360上方，可由一ITO(IndiumTin Oxide；铟锡氧化物)构成，是用以施加一控制电压以产生一介电力。该介电力会压缩或拉伸该第二介电液体360，以控制所述第二液体透镜的曲度。
该封装体380可由一氧化铝或一塑料构成，其是一环状结构，用以和该散热基材300、该透光层340、以及该透明电极层370结合以形成二密闭空间，以容纳该第一透明液体320、该第二透明液体330、该第一介电液体350、和该第二介电液体360。另外，该封装体380的内侧亦可具有一反光层以增进照明效率。
请参照图4，其绘示本发明整合有介电液体透镜的LED照明组合其又一较佳实施例的一剖面图。如图4所示，该整合有介电液体透镜的LED照明组合具有一散热基材400、一LED芯片410、一第一透明液体420、一第二透明液体430、一透明电极层440、一第一介电液体450、一第二介电液体460、一透光层470、以及一封装体480。
该散热基材400较佳为一铝基材，以供该LED芯片410散热用。
该LED芯片410，位于该散热基材400上方，其可为一白光LED芯片或一非白光LED芯片。
该第一透明液体420-可为一硅油，是位于该散热基材400和该LED芯片410上方且具有一曲面；该第二透明液体430，位于该第一透明液体420上方，可为一混合醇。该第一透明液体420和该第二透明液体430形成一第一液体透镜。所述硅油可帮助散热，另外，在该散热基材400上亦可形成电极以供施加一电压以控制所述第一液体透镜的曲度。
该透明电极层440，位于该第二透明液体430上方，可由一ITO(IndiumTin Oxide；铟锡氧化物)构成，是用以施加一控制电压以产生一介电力。该介电力会压缩或拉伸该第一介电液体450，以决定该第一介电液体450的曲度。
该第一介电液体450-可为一硅油，是位于该透明电极层440上方且具有一曲面；该第二介电液体460，位于该第一介电液体450上方，可为一混合醇。该第一介电液体450和该第二介电液体460形成一第二液体透镜，其中该第二介电液体460和该第一介电液体450具有相近的密度，且该第二介电液体460的介电系数高于该第一介电液体450的介电系数。
该透光层470，位于该第二介电液体460上方，可为一玻璃层。该封装体480可由一氧化铝或一塑料构成，其是一环状结构，用以和该散热基材400、该透明电极层440、以及该透光层470结合以形成二密闭空间，以容纳该第一透明液体420、该第二透明液体430、该第一介电液体450、和该第二介电液体460。另外，该封装体480的内侧亦可具有一反光层以增进照明效率。
由上述可知，本发明具有以下的优点：
1.本发明LED照明组合整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有一散热基材以承载一LED芯片并提供一散热功能。
2.本发明LED照明组合整合有介电液体透镜的LED照明组合可利用液体协助散热。
3.本发明LED照明组合整合有介电液体透镜的LED照明组合具有一强固可靠的封装，可方便搬运。
4.本发明LED照明组合整合有介电液体透镜的LED照明组合具有由二焦距组合而成的一复合焦距，可方便调整LED照明组合的光型。
本案所揭示的，乃较佳实施例，凡是局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为熟习该项技术的人所易于推知的，俱不脱本案的权利要求范畴。
综上所陈，本案无论就目的、手段与功效，均不同于已知的技术特征，且其首先发明合于实用，亦在符合发明的专利条件，故依法提出专利申请。

Claims (15)

1.一种整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有：
一散热基材；
一LED芯片，位于该散热基材上方；
一透明材料，是位于该散热基材及该LED芯片上方且具有一曲面；
一透明液体，位于该透明材料上方；
一透光层，位于该透明液体上方；
一第一介电液体，位于该透光层上方；
一第二介电液体，位于该第一介电液体上方且具有一曲面，其中该第二介电液体的介电系数低于该第一介电液体的介电系数；
一透明电极层，位于该第二介电液体上方，用以施加一控制电压以对该第二介电液体产生一介电力；以及
一封装体，其是一环状结构，用以和所述散热基材、所述透光层、以及所述透明电极层结合以形成二密闭空间，以容纳该透明液体、该第一介电液体、和该第二介电液体。
2.如权利要求1所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该散热基材是一铝基材，该透明材料是一透明树脂。
3.如权利要求1所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该LED芯片是一白光LED芯片或一非白光LED芯片。
4.如权利要求2所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该透明树脂混合有一荧光粉。
5.如权利要求1所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该透明液体是一硅油或一混合醇，该透光层是一玻璃层。
6.如权利要求1所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该第一介电液体是一混合醇，该第二介电液体是一硅油，该透明电极层由一铟锡氧化物构成，且该封装体由一氧化铝或一塑料构成。
7.如权利要求1所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该封装体的内侧具有一反光层。
8.一种整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有：
一散热基材；
一LED芯片，位于该散热基材上方；
一第一透明液体，位于该散热基材和该LED芯片上方且具有一曲面；
一第二透明液体，位于该第一透明液体上方；
一透光层，位于该第二透明液体上方；
一第一介电液体，位于该透光层上方；
一第二介电液体，位于该第一介电液体上方且具有一曲面，其中该第一介电液体的介电系数高于该第二介电液体的介电系数；
一透明电极层，位于该第二介电液体上方，用以施加一控制电压以产生一介电力以压缩或拉伸该第二介电液体；以及
一封装体，是一环状结构，用以和该散热基材、该透光层、以及该透明电极层结合以形成二密闭空间，以容纳该第一透明液体、该第二透明液体、该第一介电液体、和该第二介电液体。
9.如权利要求8所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该散热基材是一铝基材，该LED芯片是一白光LED芯片或一非白光LED芯片，该第一透明液体是一硅油，且该第二透明液体是一混合醇。
10.如权利要求8所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该透光层是一玻璃层，该第一介电液体是一混合醇，该第二介电液体是一硅油，且该透明电极层是由一铟锡氧化物构成。
11.如权利要求8所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该封装体由一氧化铝或一塑料构成，且其内侧具有一反光层。
12.一种整合有介电液体透镜的LED照明组合，其具有：
一散热基材；
一LED芯片，位于该散热基材上方；
一第一透明液体，位于该散热基材和该LED芯片上方且具有一曲面；
一第二透明液体，位于该第一透明液体上方；
一透明电极层，位于该第二透明液体上方，用以施加一控制电压以产生一介电力；
一第一介电液体，位于该透明电极层上方且具有一曲面；
一第二介电液体，位于该第一介电液体上方，且其介电系数高于该第一介电液体的介电系数；
一透光层，位于该第二介电液体上方；以及
一封装体，是一环状结构，用以和该散热基材、该透明电极层、以及该透光层结合以形成二密闭空间，以容纳该第一透明液体、该第二透明液体、该第一介电液体、和该第二介电液体。
13.如权利要求12所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该散热基材是一铝基材，该LED芯片是一白光LED芯片或一非白光LED芯片，该第一透明液体是一硅油，且该第二透明液体是一混合醇。
14.如权利要求12所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该透明电极层由一铟锡氧化物构成，该第一介电液体是一硅油，该第二介电液体是一混合醇，且该透光层是一玻璃层。
15.如权利要求12所述的整合有介电液体透镜的LED照明组合，其中该封装体由一氧化铝或一塑料构成，且其内侧具有一反光层。
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