CN204879580U - 具有前置式散热装置的发光二极管灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的发光二极管灯具包含：灯罩，包含出光面；反射装置，包含突出于出光面的反射区；发光二极管装置，包含基板与发光二极管模块，基板包含第一表面与第二表面，但不与出光面及反射区接触，发光二极管模块设置于第一表面上，且产生的光线被反射区反射到出光面上；前置式散热装置，包含承载区，其中，承载区面向反射区且与第二表面接触，使发光二极管装置产生的热通过前置式散热装置传导至外界区域；以及连接元件，连接前置式散热装置与灯罩，使前置式散热装置固定在出光面的前方，并使承载区对准反射区。利用前置式散热装置处理发光二极管装置的散热问题，可减少后置式散热装置的体积或尺寸，甚至无须设置任何后置式散热装置。

Description

具有前置式散热装置的发光二极管灯具

技术领域

本实用新型有关发光二极管灯具，尤指一种具有前置式散热装置的发光二极管灯具。

背景技术

为了处理散热的问题，许多传统的灯具会在灯罩的背面设置散热装置。由于前述的散热装置是位于灯罩的背面，所以是属于后置式散热装置。

众所周知，光源的发光功率越高或产生的热越多，传统灯具所需的后置式散热装置的体积或尺寸就会越大。如此一来，容置灯具所需的基座或灯箱的尺寸或厚度也就必须随之增加，因而局限了基座或灯箱的尺寸设计弹性，也限制了传统灯具的应用范围。

实用新型内容

有鉴于此，如何减轻或消除上述传统灯具的缺失，实为业界有待解决的问题。

本说明书提供一种发光二极管灯具的实施例，其包含：一灯罩，包含一出光面与一背面；一反射装置，位于该出光面的中央部位，且包含突出于该出光面的一反射区；一发光二极管装置，包含一基板与一发光二极管模块，该基板包含面向该反射区的一第一表面与背向该反射区的一第二表面，但该基板不与该出光面及该反射区两者接触，该发光二极管模块设置于该第一表面上，且该发光二极管模块产生的光线被该反射区反射到该出光面上，再从该出光面射出；一前置式散热装置，包含一承载区，其中，该承载区面向该反射区且与该发光二极管装置的该第二表面相接触，以使该发光二极管装置产生的热通过该前置式散热装置传导至外界区域；以及一或多个连接元件，用于连接该前置式散热装置与该灯罩，使该前置式散热装置固定在该出光面的前方，并使该承载区对准该反射区。

上述实施例的优点之一，是利用前置式散热装置来处理发光二极管装置的散热问题，可大幅减少所需的后置式散热装置的体积或尺寸，甚至无须设置任何后置式散热装置。

上述实施例的另一优点，是该发光二极管模块产生的光线是先反射到该出光面上再射出，故可避免因光线直接射向待照射物体而形成刺眼的眩光。

本实用新型的其他优点将借由以下的说明和附图进行更详细的解说。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型第一实施例的发光二极管灯具简化后的外观示意图。

图2为图1的发光二极管灯具分解后的第一视角外观示意图。

图3为图1的发光二极管灯具分解后的第二视角外观示意图。

图4为本实用新型第二实施例的发光二极管灯具简化后的外观示意图。

图5为图4的发光二极管灯具分解后的第一视角外观示意图。

图6为图4的发光二极管灯具分解后的第二视角外观示意图。

图7为本实用新型第三实施例的发光二极管灯具简化后的外观示意图。

图8为图7的发光二极管灯具分解后的第一视角外观示意图。

图9为图7的发光二极管灯具分解后的第二视角外观示意图。

图10为本实用新型第一实施例的发光二极管装置简化后的示意图。

图11为本实用新型第二实施例的发光二极管装置简化后的示意图。

【符号说明】

100、400、700发光二极管灯具

110灯罩

112出光面

114背面

120反射装置

122反射区

130发光二极管装置

132基板

134第一表面

136第二表面

138发光二极管模块

140、440、740前置式散热装置

142、442、742孔洞

144、444、744承载区

150、750连接元件

446沟槽

1010发光二极管晶粒

1020绝缘层

1030导电元件

1040导线

1050封装层

1060透镜层

1070气体层

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本实用新型的实施例。在附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或方法流程。

请参考图1至图3。图1为本实用新型第一实施例的发光二极管灯具(LEDlamp)100简化后的外观示意图。图2为发光二极管灯具100分解后的第一视角外观示意图。图3为发光二极管灯具100分解后的第二视角外观示意图。发光二极管模块100包含一灯罩(lampshade)110、一反射装置(reflectivedevice)120、一发光二极管装置(LEDdevice)130、一前置式散热装置(frontheatdissipationdevice)140、以及一或多个连接元件150(例如本实施例中绘示了两个连接元件150)。

如图所示，在发光二极管灯具100中，灯罩110包含一出光面(lightoutputsurface)112与一背面(rearsurface)114。反射装置120位于出光面112的中央部位，且包含突出于出光面112的一反射区(reflectivearea)122。发光二极管装置130包含一基板(substrate)132与一发光二极管模块(LEDmodule)138。基板132包含面向反射区122的一第一表面134与背向反射区122的一第二表面136，但基板132与反射区122之间存在一段距离，使得基板132不与出光面112及反射区122两者接触。发光二极管模块138设置于第一表面134上。前置式散热装置140包含多个孔洞142及一承载区(supportingarea)144。前述的多个孔洞142用于增加前置式散热装置140的散热面积。承载区144面向反射区122且与发光二极管装置130的第二表面136相接触，以使发光二极管装置130产生的热可通过前置式散热装置140传导至外界区域。连接元件150用于连接前置式散热装置140与灯罩110，使前置式散热装置140固定在灯罩110的出光面112的前方，并使承载区144对准反射区122。

例如，反射区122可以是位于出光面112中央部位、具有反射性外表面的一圆锥状突起结构或角锥状突起结构。另外，连接元件150可连接前置式散热装置140的侧边以及灯罩110的出光面112上的局部区域，使前置式散热装置140固定在出光面112的出光方向的中央轴线上，藉此使承载区144对准反射区122。

前述的发光二极管灯具100可用来作为各式照明灯具，例如各式投射灯或轨道灯等等。

由前述说明可知，发光二极管装置130是位于前置式散热装置140的承载区144上，且不会与灯罩110直接接触。

在运作时，发光二极管模块138会朝反射装置120的方向射出光线，且发光二极管模块138产生的光线会被反射区122反射到出光面112上，再从出光面112射出。前置式散热装置140也会阻挡发光二极管模块138产生的光线直接朝发光二极管灯具100的出光方向射出，以避免因光线直接射向待照射物体而形成刺眼的眩光。

另外，由于前置式散热装置140的承载区144与发光二极管装置130的第二表面136相接触，所以发光二极管装置130产生的热可通过前置式散热装置140迅速传导至外界区域。实作上，前置式散热装置140可以用金属或其他具有较高散热效能的材质来实现。

前置式散热装置140中的孔洞142可设计成与发光二极管灯具100的出光方向平行排列的穿孔，使得孔洞142可供从出光面112射出的部分光线穿过，以增加出光面112的出光强度。

前述的连接元件150可用金属或其他具有散热效能的材质来实现，以将前置式散热装置140所吸收的部分热能通过连接元件150发散至外界区域。在此情况下，连接元件150也可将前置式散热装置140的部分热能传导至灯罩110，以通过灯罩110发散至外界区域，进而提升发光二极管灯具100的整体散热能力。

为了增加连接元件150的散热效能并避免遮蔽住出光面112射出的光线，可将连接元件150的形状设计成平板状或片状。

由前述说明可知，前置式散热装置140(甚至包含连接元件150)会直接将热发散至灯罩110的出光面112所面对的外界区域，所以前置式散热装置140和连接元件150所散出的热，并不会积蓄在灯罩110的背面114所面对的相关基座或灯箱的内部空间中，这点是传统的后置式散热装置所无法比拟的。

很明显地，前置式散热装置140的散热效能甚至比传统设置于灯罩110的背面114上的后置式散热装置更优越，也更能节省所需的材料量。

因此，利用前置式散热装置140来处理发光二极管装置130的散热问题，可大幅减少发光二极管灯具100所需的后置式散热装置的体积或尺寸，甚至可完全省略后置式散热装置的设置。

如此一来，便可大幅减少容置发光二极管灯具100所需的基座或灯箱的尺寸或厚度，进而增加相关基座或灯箱的设计弹性，并提升发光二极管灯具100的应用范围。

请注意，前述说明中有关前置式散热装置140及连接元件150的细部设计方式都只是一示范性的实施例，而非局限本实用新型的实际实施方式。以下将举例说明前述前置式散热装置140及连接元件150的部分替代实施方式。

请参考图4至图6。图4为本实用新型第二实施例的发光二极管灯具400简化后的外观示意图。图5为发光二极管灯具400分解后的第一视角外观示意图。图6为发光二极管灯具400分解后的第二视角外观示意图。

发光二极管模块400包含前述的灯罩110、反射装置120、发光二极管装置130、以及连接元件150。发光二极管模块400的结构类似于前述的发光二极管灯具100，差别在于发光二极管灯具400利用前置式散热装置440来取代前述的前置式散热装置140。

如图4至图6所示，前置式散热装置440包含多个孔洞442、一承载区444、以及位于前置式散热装置440外侧的多个沟槽(groove)446。前述的多个孔洞442与多个沟槽446都可用于增加前置式散热装置440的散热面积。

与前述实施例相同，承载区444面向反射区122且与发光二极管装置130的第二表面136相接触，以使发光二极管装置130产生的热可通过前置式散热装置440传导至外界区域。连接元件150用于连接前置式散热装置440与灯罩110，使前置式散热装置440固定在灯罩110的出光面112的前方，并使承载区444对准反射区122。

例如，连接元件150可连接前置式散热装置440的侧边以及灯罩110的出光面112上的局部区域，使前置式散热装置440固定在出光面112的出光方向的中央轴线上，藉此使承载区444对准反射区122。

有关前述图1至图3的实施例中的其他对应元件的实施方式、连接关系、功能、以及相关优点的描述，亦适用于图4至图6的实施例。为了简明起见，在此不重复叙述。

请参考图7至图9。图7为本实用新型第三实施例的发光二极管灯具700简化后的外观示意图。图8为发光二极管灯具700分解后的第一视角外观示意图。图9为发光二极管灯具700分解后的第二视角外观示意图。

发光二极管灯具700包含前述的灯罩110、反射装置120、以及发光二极管装置130。发光二极管灯具700的结构类似于前述的发光二极管灯具100，差别在于发光二极管灯具700利用前置式散热装置740与四个连接元件750来取代前述的前置式散热装置140与两个连接元件150。

如图7至图9所示，前置式散热装置740包含多个孔洞742以及一承载区744。前述的多个孔洞742同样可用于增加前置式散热装置740的散热面积。

与前述实施例相同，承载区744面向反射区122且与发光二极管装置130的第二表面136相接触，以使发光二极管装置130产生的热可通过前置式散热装置740传导至外界区域。连接元件750的数量与形状与前述实施例中的连接元件150不同，但也是用于连接前置式散热装置740与灯罩110，使前置式散热装置740固定在灯罩110的出光面112的前方，并使承载区744对准反射区122。

例如，连接元件750可连接前置式散热装置740的侧边以及灯罩110的出光面112上的局部区域，使前置式散热装置740固定在出光面112的出光方向的中央轴线上，藉此使承载区744对准反射区122。

有关前述图1至图3的实施例中的其他对应元件的实施方式、连接关系、功能、以及相关优点的描述，亦适用于图7至图9的实施例。为了简明起见，在此不重复叙述。

实作上，前述的发光二极管装置130可用各种既有的发光二极管装置来实现，也可利用以下所提出的架构来实现。

请参考图10，其所绘示为本实用新型的发光二极管装置130的第一实施例简化后的示意图。

如前所述，发光二极管装置130包含基板132与发光二极管模块138。如图10所示，本实施例中的发光二极管模块138包含一或多个发光二极管晶粒(LEDchip)1010、一或多个绝缘层(isolationlayer)1020、多个导电元件(conductiveelement)1030、多条导线(conductingwire)1040、一封装层(packaginglayer)1050、一透镜层(lenslayer)1060、以及一气体层(gaseouslayer)1070。

在发光二极管装置130中，发光二极管晶粒1010设置于基板132的第一表面134上。绝缘层1020形成于第一表面134上。导电元件1030设置在绝缘层1020上。导线1040电性连接导电元件1030与发光二极管晶粒1010。封装层1050形成于第一表面134上、且包覆住发光二极管晶粒1010、导电元件1030、与导线1040。透镜层1060覆盖在发光二极管晶粒1010与封装层1050上方。气体层1070位于基板132的第一表面134与透镜层1060之间，以作为封装层1050与透镜层1060之间的介质，且气体层1070内的气压小于500托(Torr)。

例如，实作上可将基板132的第一表面134与透镜层1060之间的空间抽成真空或形成半真空状态，以作为气体层1070。

在一实施例中，透镜层1060的内部、透镜层1060的内表面、与透镜层1060的外表面的至少其一，设置有多个荧光粉颗粒。

在另一实施例中，则可将荧光粉颗粒设置在封装层1050中。

气体不是热的良导体，且愈稀薄的气体导热性愈差。因此，位于透镜层1060与基板132的第一表面134之间的气体层1070，有助于增加将发光二极管晶粒1010所产生的热通过基板132导向前述的前置式散热装置140、440、或740的比例。此外，愈稀薄的气体空间，可减少热气聚集于发光体周围，并有强制增加热辐射效率的效果，进而提升前置式散热装置140、440、或740的散热效能。

另外，将气体层1070内的气压设置为小于500托的设计，可确保气体层1070的气压低于外界环境中的标准大气压，以提升透镜层1060覆盖在基板132的第一表面134上的稳固性。

所属技术领域的技术人员应可理解，前述的出光面112、反射区122、前置式散热装置140、440、740、孔洞142、442、742、沟槽446、连接元件150、750、或透镜层1060的形状和尺寸，都可依设计的需要而调整，并不局限于前述实施例所绘示的态样。实作上，亦可将连接元件150或750的形状改设计成长条状或柱状，并连接在灯罩110与前置式散热装置140、440或740之间，例如，连接在前置式散热装置的侧边与出光面112之间，或是连接在承载区144与出光面112或反射装置120之间，以支撑前置式散热装置140、440或740。

另外，前述的孔洞142、442、742、沟槽446、连接元件150或750、发光二极管晶粒1010、绝缘层1020、导电元件1030、或导线1040的数量，也可依实际设计的需要而调整，并不局限于前述实施例所绘示的态样，甚至这些元件的数量都可以减少至一个。

在某些实施例中，也可将前述的孔洞142、442、742、或是沟槽446都省略，以简化前置式散热装置的设计复杂度。

此外，在部分实施例中，亦可将前述发光二极管模块138中的封装层1050省略，以简化发光二极管模块138的结构。

例如，图11为本实用新型的发光二极管装置130的第二实施例简化后的示意图。在图11的实施例中，发光二极管模块138的透镜层1060覆盖在发光二极管晶粒1010上方，气体层1070位于基板132的第一表面134与透镜层1060之间，且气体层1070内的气压同样小于500托。

由于省略了封装层1050，所以图11中的气体层1070会直接触及发光二极管晶粒1010，以作为发光二极管晶粒1010与透镜层1060之间的介质。在此情况下，透镜层1060的内部、透镜层1060的内表面、与透镜层1060的外表面的至少其一，设置有多个荧光粉颗粒。

与前述图10实施例相同，气体层1070有助于增加将发光二极管晶粒1010所产生的热通过基板132导向前述的前置式散热装置140、440、或740的比例，进而提升前置式散热装置140、440、或740的散热效能。同样地，气压小于500托的气体层1070可提升透镜层1060覆盖在基板132的第一表面134上的稳固性。

在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件。然而，所属技术领域的技术人员应可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在说明书及权利要求书所提及的「包含」为开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，则代表第一元件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二元件，或者通过其他元件或连接手段间接地电性或信号连接至该第二元件。

在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列举的其中之一或多个项目的任意组合。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的涵义。

在说明书及权利要求书当中所提及的「元件」(element)一词，包含了构件(component)、层构造(layer)、或区域(region)的概念。

附图的某些元件的尺寸及相对大小会被加以放大，或者某些元件的形状会被简化，以便能更清楚地表达实施例的内容。因此，除非申请人有特别指明，附图中各元件的形状、尺寸、相对大小及相对位置等仅是便于说明，而不应被用来限缩本实用新型的专利范围。此外，本实用新型可用许多不同的形式来体现，在解释本实用新型时，不应仅局限于本说明书所提出的实施例态样。

为了说明上的方便，说明书中可能会使用一些与空间中的相对位置有关的叙述，对附图中某元件的功能或是该元件与其他元件间的相对空间关系进行描述。例如，「于…上」、「在…上方」、「于…下」、「在…下方」、「高于…」、「低于…」、「向上」、「向下」等等。所属技术领域的技术人员应可理解，这些与空间中的相对位置有关的叙述，不仅包含所描述的元件在附图中的指向关系(orientation)，也包含所描述的元件在使用、运作、或组装时的各种不同指向关系。例如，若将附图上下颠倒过来，则原先用「于…上」来描述的元件，就会变成「于…下」。因此，在说明书中所使用的「于…上」的描述方式，解释上包含了「于…下」以及「于…上」两种不同的指向关系。同理，在此所使用的「向上」一词，解释上包含了「向上」以及「向下」两种不同的指向关系。

在说明书及权利要求书中，若描述第一元件位于第二元件上、在第二元件上方、连接、接合、耦接于第二元件或与第二元件相接，则表示第一元件可直接位在第二元件上、直接连接、直接接合、直接耦接于第二元件，亦可表示第一元件与第二元件间存在其他元件。相对之下，若描述第一元件直接位在第二元件上、直接连接、直接接合、直接耦接、或直接相接于第二元件，则代表第一元件与第二元件间不存在其他元件。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该发光二极管灯具(100、400、700)包含：

一灯罩(110)，包含一出光面(112)与一背面(114)；

一反射装置(120)，位于该出光面(112)的中央部位，且包含突出于该出光面(112)的一反射区(122)；

一发光二极管装置(130)，包含一基板(132)与一发光二极管模块(138)，该基板(132)包含面向该反射区(122)的一第一表面(134)与背向该反射区(122)的一第二表面(136)，但该基板(132)不与该出光面(112)及该反射区(122)两者接触，该发光二极管模块(138)设置于该第一表面(134)上，且该发光二极管模块(138)产生的光线被该反射区(122)反射到该出光面(112)上，再从该出光面(112)射出；

一前置式散热装置(140、440、740)，包含一承载区(144、444、744)，其中，该承载区(144、444、744)面向该反射区(122)且与该发光二极管装置(130)的该第二表面(136)相接触，以使该发光二极管装置(130)产生的热通过该前置式散热装置(140、440、740)传导至外界区域；以及

一或多个连接元件(150、750)，用于连接该前置式散热装置(140、440、740)与该灯罩(110)，使该前置式散热装置(140、440、740)固定在该出光面(112)的前方，并使该承载区(144、444、744)对准该反射区(122)。

2.如权利要求1的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该前置式散热装置(140、440、740)另包含一或多个孔洞(142、442、742)，以增加该前置式散热装置(140、440、740)的散热面积。

3.如权利要求2的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该一或多个孔洞(142、442、742)可供从该出光面(112)射出的部分光线穿过，以增加该出光面(112)的出光强度。

4.如权利要求2的发光二极管灯具(400)，其特征在于，该前置式散热装置(440)的外侧设置有一或多个沟槽(446)，以增加该前置式散热装置(440)的散热面积。

5.如权利要求1的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该前置式散热装置(140、440、740)的部分热能通过该一或多个连接元件(150、750)发散至外界区域。

6.如权利要求5的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该一或多个连接元件(150、750)将该前置式散热装置(140、440、740)的部分热能传导至该灯罩(110)，以通过该灯罩(110)发散至外界区域。

7.如权利要求1的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该发光二极管模块(138)包含：

一或多个发光二极管晶粒(1010)，设置于该基板(132)的该第一表面(134)上；

一或多个绝缘层(1020)，形成于该第一表面(134)上；

多个导电元件(1030)，设置在该一或多个绝缘层(1020)上；

多条导线(1040)，电性连接该多个导电元件(1030)与该一或多个发光二极管晶粒(1010)；

一封装层(1050)，形成于该第一表面(134)上、且包覆住该一或多个发光二极管晶粒(1010)、该多个导电元件(1030)、与该多条导线(1040)；

一透镜层(1060)，覆盖在该一或多个发光二极管晶粒(1010)与该封装层(1050)上方；以及

一气体层(1070)，位于该基板(132)的该第一表面(134)与该透镜层(1060)之间，以作为该封装层(1050)与该透镜层(1060)之间的介质，且该气体层(1070)内的气压小于500托(Torr)。

8.如权利要求7的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该透镜层(1060)的内部、内表面、与外表面的至少其一，设置有多个荧光粉颗粒。

9.如权利要求7的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该前置式散热装置(140、440、740)另包含一或多个孔洞(142、442、742)，以增加该前置式散热装置(140、440、740)的散热面积。

10.如权利要求9的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该一或多个连接元件(150、750)将该前置式散热装置(140、440、740)的部分热能传导至该灯罩(110)，以通过该灯罩(110)发散至外界区域。

11.如权利要求1的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该发光二极管模块(138)包含：

一或多个发光二极管晶粒(1010)，设置于该基板(132)的该第一表面(134)上；

一或多个绝缘层(1020)，形成于该第一表面(134)上；

多个导电元件(1030)，设置在该一或多个绝缘层(1020)上；

多条导线(1040)，电性连接该多个导电元件(1030)与该一或多个发光二极管晶粒(1010)；

一透镜层(1060)，覆盖在该一或多个发光二极管晶粒(1010)上方；以及

一气体层(1070)，位于该基板(132)的该第一表面(134)与该透镜层(1060)之间，并直接触及该一或多个发光二极管晶粒(1010)，以作为该一或多个发光二极管晶粒(1010)与该透镜层(1060)之间的介质，且该气体层(1070)内的气压小于500托(Torr)。

12.如权利要求11的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该透镜层(1060)的内部、内表面、与外表面的至少其一，设置有多个荧光粉颗粒。

13.如权利要求11的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该前置式散热装置(140、440、740)另包含一或多个孔洞(142、442、742)，以增加该前置式散热装置(140、440、740)的散热面积。

14.如权利要求13的发光二极管灯具(100、400、700)，其特征在于，该一或多个连接元件(150、750)将该前置式散热装置(140、440、740)的部分热能传导至该灯罩(110)，以通过该灯罩(110)发散至外界区域。