CN204387748U - 一种大角度led发光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大角度LED发光装置，其包括出光壳(10)、导电连接部(20)以及连接所述出光壳(10)和所述导电连接部(20)的基座(30)，其特征在于，所述LED发光装置(100)还包括设置在所述出光壳(10)内的三维立体状光源体(40)，在安装状态下，所述光源体(40)的发光部位于所述出光壳(10)的几何中心区域。本实用新型制作工艺简单、工作稳定可靠、成本低、导热快、可实现近乎360度的发光角度。

Description

一种大角度LED发光装置

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种大角度LED发光装置。

背景技术

众所周知，爱迪生发明白炽灯给人类带来的划时代意义。传统的白炽灯照明对人类有着根深蒂固的地位，但是进入新的21世纪以来，由于更加环保、节能的LED光源新技术的出现，使得人们不得不渐渐放弃使用传统白炽钨丝灯。然而，现市场上的LED灯泡因其是固态照明单面发光特点，绝大多数都是低于180小角度发光。目前，有一些LED球泡灯虽然能够做到大角度光分布，却使用了大量的反射器、透镜等光学元件，装置较大的扩散球泡壳。但是用此种方式一是使得LED光效降低，二是使LED灯泡在维持替代形态时需要大大压缩散热空间，从而使得LED工作时温度居高不下，无法将LED功率做大。同时，现有的大角度LED球泡灯都需要使用扩散罩进行散光，照明效果与传统的白炽灯还有较大差距。

因此，LED灯并不能完全取代传统白炽灯。传统的白炽灯其大角度发光、立体照明的特点以及怀旧风尚的推动，其仍潜在着巨大的市场。现国内外也陆续出现类似的仿传统白炽灯的LED灯丝球泡技术。例如采用透明的玻璃或陶瓷作为LED芯片的承载基板，再进行光源封装，然后继续使用传统白炽灯的设备和工艺进行。此种方案虽然其工艺稳定可靠，但是LED光源的散热却得不到很好的解决。这是因为采用了导热系数不是很高的玻璃陶瓷基板作为传导体，即便在灯泡内部充入了惰性气体，加强了对流，延长了寿命，但LED光源仍然得不到很好的散热，从而严重影响LED灯泡的使用寿命。并且，该种方案的封装、组装其工艺也比较复杂，生产成本较高。

目前，为了获得如同白炽灯的大出光角同时又摒弃笨重的光学元件，大多数大出光角度的LED灯通常是将LED光源设计成在空间中立体分布的灯丝形式。但是这种实施方式都无法避免在灯壳内部设计用于支撑或固定灯丝的柱体支撑结构。

例如，如中国专利CN 203743907 U公开了一种360度LED灯丝灯泡一体灯，包括灯头、灯壳、LED光源及输出端与LED光源电连接的驱动电源，其特征在于，所述灯壳为全封闭玻璃壳体，LED光源设置在灯壳内，所述灯头粘接在灯壳下端，驱动电源设置在灯头内部。并进一步公开，所述灯壳内形成有与灯壳自成一体的玻璃支柱，玻璃支柱上端连接有玻璃芯柱，玻璃芯柱上端设有上导电支脚，玻璃支柱上端设有与上导电支脚组对的下导电支脚，下导电支脚通过穿过玻璃支柱的导丝与驱动电源输出端电连接，所述LED光源为长条形，LED光源的电源引脚分别位于长条形的两端，上下两端导电引脚分别与上下导电支脚焊接固定。该实用新型虽然在一定程度上解决了大出光角的问题，并且也未使用用于反射光线的光学元件，但是该实用新型增设了“玻璃芯柱”，这无疑增加了产品结构的复杂程度，既不利于生产，也增加了产品成本。同时“玻璃芯柱”属于易脆构件，容易损坏并且也不便于更换和维修。更最重要的是，该实用新型出光不均匀，其只能在长条形LED光源所在平面或者整个灯体的侧面进行发光，而在灯体最主要的顶部发光区域却没有设置LED芯片而没有光线发出，在该部分区域形成阴影，极大影响照明效果和对光线的合理利用。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种大角度LED发光装置，其包括出光壳、导电连接部以及连接所述出光壳和所述导电连接部的基座，其特征在于，所述LED发光装置还包括设置在所述出光壳内的三维立体状光源体，在安装状态下，所述光源体的发光部位于所述出光壳的几何中心区域。

根据一个优选实施方式，所述光源体包括可由二维平面状变形成三维立体状的基板、分布在所述基板上的LED芯片和设置在所述基板上并将所述LED芯片包覆的波长转换体。

根据一个优选实施方式，所述光源体还包括分别设置在多个所述LED芯片表面的保护体，至少由触变剂、增亮剂和封装胶形成的所述保护体呈半球形状，并且所述波长转换体连续设置在所述基板上并且将所述多个LED芯片和所述保护体一并包覆。

根据一个优选实施方式，由高反光、高导热效率的金属材料制成的所述基板包括一体成型的封装部和固定部，其中，所述封装部上分布有所述LED芯片和与所述封装部形状相匹配的所述波长转换体，所述固定部的外周缘区域设置有固定元件，从而所述光源体通过所述固定元件固定至所述基座。

根据一个优选实施方式，至少由发光材料和封装胶形成的所述波长转换体具有弧形的出光面。

根据一个优选实施方式，所述LED发光装置包括至少两个所述光源体，所述至少两个光源体通过组合、拼接和/或变形的方式在所述出光壳内形成大致球形的LED光源。

根据一个优选实施方式，所述基座表面设置与所述固定部相匹配的安装部，所述安装部包括与所述固定元件相匹配的安装元件。

根据一个优选实施方式，所述封装部呈圆形或心形。

根据一个优选实施方式，所述基板表面设置有槽线和导电元件，其中，所述导电元件与所述LED芯片导电连接。

根据一个优选实施方式，所述出光壳呈球形、葫芦形或半球形或用于构成LED蜡烛灯的火焰形。

本实用新型通过三维立体状的基板与设置在基板上的LED芯片和波长转换体构成设置在出光壳内的三维立体状光源体，在不需要额外设置既笨重又占空间的透镜的情况下就可实现全方位照明，出光角度大，能够达到360度照明。本发明结构简单、焊点少、安装方便，直接将光源体直接固定在基板的安装部上即可完成安装。本发明同样摒弃了既笨重又挡光的散热器，并且选用高导热性好的金属作为基板材质，同时直接将LED芯片贴片封装在基板上，这和通过惰性气体或惰性气体与氢气形成的混合气体作为散热介质相比，其热传导效率更快。本实用新型避免了直接将波长转换体设置在LED芯片表面上，而是选择在芯片表面设置了介于芯片和波长转换体之间的保护体。该保护体避免了因胶体直接设置在芯片上，由于热胀冷缩而产生内应力，从而影响光效和产品的稳定性。除此之外，本发明的光源体造型独特、结构多样、并且富有美感，使用者可根据各自需求自行设计。

附图说明

图1是本实用新型的一个优选实施方式的大角度LED发光装置的结构示意图；

图2是本实用新型的一个优选实施方式的光源体的结构示意图；

图3是本实用新型的一个优选实施方式的基板的结构示意图；

图4是本实用新型的一个优选实施方式的基座的俯视图；

图5是本实用新型的另一个优选实施方式的大角度LED发光装置的结构示意图；

图6是本实用新型的另一个优选实施方式的光源体的结构示意图；

图7是本实用新型的另一个优选实施方式的基板的结构示意图；和

图8是本实用新型的另一个优选实施方式的基座的俯视图。

附图标记列表

100：大角度发光装置          10：出光壳           20：导电连接部

30：基座                     40：光源体           401：基板

402：LED芯片                 403：波长转换体      404：保护体

411：封装部                  412：固定部          413：固定元件

414：槽线                    415：导电元件        301：安装部

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。在此之前，为便于本领域技术人员理解本实用新型，现对本实用新型中所述涉及的术语进行说明。

“出光壳”是指能够透光的壳体，其也可以被称作为“出光罩、灯壳、灯罩、保护罩、灯盖、透镜、透光罩、灯泡壳或泡壳等”，并且本实用新型对出光壳的材质没有特别限制，可以塑料也可以是玻璃，甚至可以是陶瓷，例如透明陶瓷。

“导电连接部”是指能够将LED发光装置导电接入至外界电源或外界电路的部件，并且其还可具有将LED发光装置进行安装固定的作用。“导电连接部”也可以被称作为“灯头、接线端子或导电端子等”。

“基座”是指用于固定或支撑本实用新型的光源体的部件，并且其还用于固定出光壳和连接导电连接部。“基座”也可以被称作“底座、灯座、底盘、固定板或者是集支撑、固定和散热功能于一体的立体结构”。

“光源体”是指包含发光二极管(LED)的发光元件，其也可以被称作“发光条、发光体、灯丝、灯条、LED灯丝或LED灯条等”。

“波长转换体”是指能够将光线的颜色和/或色温转化成另一不同颜色和/或色温的光线的结构体。本实用新型的波长转换体至少由发光材料和封装胶组成，其中，发光材料可以是荧光粉或发光颜料，封装胶可以是透明胶，有机树脂。“波长转换体”也可以被称作“荧光粉体、发光体、磷光体、荧光粉层、封装体或封装层等”。

“三维立体(状)”是指在二维平面内具有一定尺寸大小，同时在垂直于二维平面的方向也具有一定厚度。

实施例1

图1示出了本实用新型的大角度LED发光装置的一个优选实施例。LED发光装置100包括出光壳10、导电连接部20以及连接出光壳10和导电连接部20的基座30。出光壳10在本实施例下呈火焰状，因此，本实施例下的LED发光装置可以形成为LED蜡烛灯。LED发光装置100还包括设置在出光壳10内的三维立体状光源体40。在安装状态下，光源体40的发光部位于出光壳10的几何中心区域。

图2示出了在本实施例下的光源体40。如图2中所示，光源体40包括基板401、分布在基板401上的LED芯片402和波长转换体403。基板401是由高反光、高导热效率的金属材料制成的片状体，使得贴片封装在其表面的LED芯片所产生的热量能够迅速传递出去，提高发光装置的散热效率；并且由于其具有的高反光特性，还有利于将LED芯片402所发出的光线进行反射，提高产品光效。

参见图2和图3所示，基板401包括一体成型的封装部411和固定部412。封装部411上分布有LED芯片402和与封装部411形状相匹配的波长转换体403。封装部411大致呈圆形，设置在封装部411上的LED芯片402也大致呈圆形分布，使得光源体40的发光部发出均匀的光线，提高光线的利用率。相邻芯片之间通过金线实现彼此的导电连接。

如图3所示，固定部412的外周缘区域设置有固定元件413，从而光源体401通过固定元件413固定至基座30。固定部412大致呈长条状。本领域技术人员可以调节固定部的长度或高度来改变封装部411与基板30表面之间的距离，从而调节光源体40的发光部在出光壳10内的位置，使之大致保持在出光壳10的几何中心区域，进而获得出光角度大、出光均匀的光线。固定部412可以是如图2中所示的与封装部411类似的二维片状体，可以是异于封装部411的三维立体结构。例如，固定部412可以是柱体结构。当固定部412是二维片状体时，固定元件413可以是如图3凸起结构，也可以是图中未出示的凹槽结构；当固定部412是三维立体的柱体结构时，固定元件413可以是设置在柱体侧面的螺纹或卡扣结构。

再次参见图2，在基板401上设置有将基板401上的多个LED芯片402一并包覆的波长转换体403。在本实施例中，波长转换体403呈半球状。半球状的波长转换体403根据封装部411的形状并通过液态胶体的触变性自动成型在封装部411表面。波长转换体403将所有LED芯片全部包覆在内，使得LED芯片正面和侧面发出的光线均进入到含有荧光粉的波长转换体中，提高的出光效率。同时，对于整个三维立体光源体40而言，不仅形成了连续光源，而且也避免了局部阴影的情况出现。并且半球状的波长转换体403使得光线在其半球形表面上发生折射，增大了产品的出光角。半球状的波长转换体403与基板401及设置在基板上的LED芯片402构成了三维立体状的光源体40。

根据一个优选实施方式，光源体40还包括分别设置在多个LED芯片402表面的保护体404，如图2中所示，每个保护体404单独设置在每个LED芯片402表面。保护体404至少由触变剂、增亮剂和封装胶形成。并且可选择地增加荧光粉材料在保护体404内，从而进一步提高发光装置的显色性和光效以及光均匀度。保护体404通过精密定量容积式点胶机设备点设在每个芯片表面，同时利用液态胶体的触变性自动形成半球形状。保护体404彼此独立地设置在每个LED芯片表面，其能够减少传统光源发热后因胶体热胀冷缩来带的影响，同时可以避免漏光和因胶水内应力带来的芯片不稳定、可靠性低等问题，减少光源的死灯率。并且，呈半球面结构的保护体404使得光线在进入掺有荧光粉的波长转换体403之前分别在芯片与保护体和保护体与波长转换体的界面发生两次折射，大大增加了出光角。

如图2中所示，两个光源体40组合成了设置在出光壳10内球形的LED光源。两个光源体40组合形成发光部呈球形的光源，形成了360度的出光角，使得发光装置100不仅仅侧面发光，其还可以顶部形成发光区域，克服了现有的大出光角照明装置不能在灯壳顶部出光的缺陷，在满足大出光角的前提下做到出光均匀，提高照明效果。

参见图4，基座30表面设置与固定部412相匹配的安装部301，其结构随固定部412的变化而变化。固定部412和安装部301之间的配合是通过固定元件413和安装元件以卡扣或螺纹连接的方式实现的。根据图4中所示出的一个优选实施方式，安装部301是开设在基座30表面的卡槽，也可称其为插槽或固定槽。卡槽呈一字型。安装元件设置在卡槽内。卡槽的两侧设置有正负电极，并且在基座表面的外沿区域同样设置有用于导电连接的焊点。安装部301包括与固定元件413相匹配的安装元件，安装元件图中未示出。

实施例2

图5至图8是本实用新型的另一个优选实施例。与实施例1不同的是，LED发光装置100在本实施中是LED球泡灯，出光壳10呈球形或半球形，并且封装部411呈心形。对于基座30、导电连接20、LED芯片402、波长转换体403、固定部412和固定元件413等，在未特别说明的情况下，本实施例与实施例1中的技术特征相同，此处不再赘述。

参见图7，在本实施例中，基板401表面设置有槽线414和导电元件415。槽线414的数量和槽线在基板401上的分布情况是根据变形后的三维立体状基板的形状和/或结构来确定的。以图7所示出的一个优选实施方式为例进行说明。基本401的封装部411呈环状的心形结构，使得基板造型独特，极富美感。根据心形封装部的结构特征，在其轴对称线上开设槽线414，使得基板401沿槽线对称弯曲或折叠。将三个弯曲或折叠后的基板401进行组合，便得到如图6中所示的三维立体光源体40。导电元件415与LED芯片402导电连接。导电元件415的数量和导电元件415在基板401上的分布情况是根据变形后的三维立体状基板的形状和/或结构来确定的。导电元件415用以将设置封装部411上的多个LED芯片402导电接入至外界电源或者作为芯片之间的导电连接体。

在本实施例中，至少由发光材料和封装胶形成的波长转换体403具有弧形的出光面或者是半圆柱形出光面。

如图6中所示，三个光源体40组合成了设置在出光壳10内球形的LED光源。每个光源体被折叠成120夹角，从而三个光源体40组合形成发光部呈球形的光源，形成了360度的出光角，使得发光装置100不仅仅侧面发光，其还可以顶部形成发光区域，克服了现有的大出光角照明装置不能在灯壳顶部出光的缺陷，在满足大出光角的前提下做到出光均匀，提高照明效果。

参见图8，基座30表面设置与固定部412相匹配的安装部301。卡槽大致呈Y字型。安装元件设置在卡槽内。卡槽的两侧设置有正负电极，并且在基座表面的外沿区域同样设置有用于导电连接的焊点。安装部301包括与固定元件413相匹配的安装元件，安装元件图中未示出。

本实用新型具有以下有益技术效果：

1)可实现360度全角度发光，光源体形状可自由设计搭配，非常灵活，可实现接近传统白炽灯的立体照明光环境，配光曲线也可自由设计。

2)因材料和散热结构与普通LED灯泡相差不大，都是采用成熟可靠的金属基板传热，其散热效果接近原来技术的LED灯泡，所以其技术较为成熟可靠。

3)通过独特的点胶结构，根据光源发光原理，其出光效果更好，可实现较高的性能指标，如可实现整灯光效80Lm/W，显指80以上的双80指标。

4)本实用新型结构简单，制备工序简单。无需对基板上的每个芯片逐个点胶，可以一次性点胶封装或通过模型将制备好的荧光粉体直接设置在基板上，方便快捷。

5)本实用新型出光均匀、光效高。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种大角度LED发光装置，其包括出光壳(10)、导电连接部(20)以及连接所述出光壳(10)和所述导电连接部(20)的基座(30)，其特征在于，所述LED发光装置(100)还包括设置在所述出光壳(10)内的三维立体状光源体(40)，在安装状态下，所述光源体(40)的发光部位于所述出光壳(10)的几何中心区域。

2.如权利要求1所述的大角度LED发光装置，其特征在于，所述光源体(40)包括可由二维平面状变形成三维立体状的基板(401)、分布在所述基板(401)上的LED芯片(402)和设置在所述基板(401)上并将所述LED芯片(402)包覆的波长转换体(403)。

3.如权利要求2所述的大角度LED发光装置，其特征在于，所述光源体(40)还包括分别设置在多个所述LED芯片(402)表面的保护体(404)，至少由触变剂、增亮剂和封装胶形成的所述保护体(404)呈半球形状，并且

所述波长转换体(403)连续设置在所述基板(401)上并且将所述多个LED芯片(402)和所述保护体(404)一并包覆。

4.如权利要求2或3所述的大角度LED发光装置，其特征在于，由高反光、高导热效率的金属材料制成的所述基板(401)包括一体成型的封装部(411)和固定部(412)，其中，

所述封装部(411)上分布有所述LED芯片(402)和与所述封装部(411)形状相匹配的所述波长转换体(403)，

所述固定部(412)的外周缘区域设置有固定元件(413)，从而所述光源体(401)通过所述固定元件(413)固定至所述基座(30)。

5.如权利要求4所述的大角度LED发光装置，其特征在于，至少由发光材料和封装胶形成的所述波长转换体(403)具有弧形的出光面。

6.如权利要求5所述的大角度LED发光装置，其特征在于，所述LED发光装置(100)包括至少两个所述光源体(40)，所述至少两个光源体(40)通过组合、拼接和/或变形的方式在所述出光壳(10)内形成大致球形的LED光源。

7.如权利要求6所述的大角度LED发光装置，其特征在于，所述基座(30)表面设置与所述固定部(412)相匹配的安装部(301)，所述安装部(301)包括与所述固定元件(413)相匹配的安装元件。

8.如权利要求5至7之一所述的大角度LED发光装置，其特征在于，所述封装部(411)呈圆形或心形。

9.如权利要求5至7之一所述的大角度LED发光装置，其特征在于，所述基板(401)表面设置有槽线(414)和导电元件(415)，其中，所述电极(415)与所述LED芯片(402)导电连接。

10.如权利要求5至7之一所述的大角度LED发光装置，其特征在于，所述出光壳(10)呈球形、葫芦形或半球形或用于构成LED蜡烛灯的火焰形。