CN214171978U - 发光二极管结构 - Google Patents

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邢陈震仑
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Abstract

本实用新型提供一种发光二极管结构,包括基板、发光二极管阵列以及透光模组。其中,发光二极管阵列配置于基板上,且包括数个发光二极管单元。透光模组配置于发光二极管阵列之上,且配置于发光二极管阵列的发光路径,发光二极管阵列与透光模组之间形成间隔,透光模组包括彼此互相连接的数个透镜单元,每一透镜单元分别对应每一发光二极管配置。其中,数个透镜单元汇聚数个发光二极管单元所输出的光。借此,达到低成本生产、小体积、轻盈、组装容易且具理想聚光效果的目的。

Description

发光二极管结构
技术领域
本实用新型系有关一种发光二极管结构,尤指应用于照明器具,且使用数个透镜单元汇聚光的发光二极管结构。
背景技术
传统照明当需使用于室内外的舞台、展示、情境模拟、投射、聚焦等需求时,常会用到具有聚光效果的照明灯,而所使用的发光二极管(LED)通常是采用晶片直接封装(chipon board, COB)的封装方式,所述COB为集成电路的一种封装方式,其做法是将裸晶置于基板或基板等载体上之后,再以金属细线作为导线引出电路,最后再用点胶机来进行封胶保护。所述封装还可搭配玻璃、石英、蓝宝石等硬质材料,或除了聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、亚克力胶(polymethyl methacrylate, PMMA)、硅力康(silicone)等树脂种类之外的其他可耐高温的透光材料。
然而,目前坊间采用玻璃材料作为COB封装的工艺中,其所选用的玻璃均为低成本、容易取得、且组装方式简单的平面玻璃。选用平面玻璃的缺点是,当照明的标的需要较佳的中心聚光照度时,由于一般的发光二极管的发光角可为120度,即近似朗伯(Lambertian)光型的光源,平面玻璃由于不具有刻意设计过的屈光特性,故使得整体的发光阵列的中心照度无法提高,如用于前述舞台、展示、情境模拟、投射、聚焦等场合时难以达到理想的聚光效果。进一步而言,所述平面玻璃也容易会使得部分入射光线的入射角大于发生全反射(total internal reflection, TIR)现象的临界角,而产生大量耗损光强度的全反射现象。又若,采用单一的平凸透镜理论上可改善发光阵列的中心照度,但是单一的平凸透镜为了要包覆整个发光阵列又要达到所需屈光度,通常具有很高的中心厚度,具有高制作成本、大占用体积、重量笨重、且组装困难等缺点。
实用新型内容
本实用新型的一目的在于提供一种发光二极管结构,可解决现有技术的中心照度无法提高、高制作成本、大占用体积、重量笨重以及组装困难的技术问题,达到低成本生产、小体积、轻盈、组装容易且具理想聚光效果的目的。
为了达到前述目的,本实用新型所提出的发光二极管结构,包括基板、发光二极管阵列以及透光模组。其中,发光二极管阵列配置于基板上,且包括数个发光二极管单元。透光模组配置于发光二极管阵列之上,且配置于发光二极管阵列的发光路径,发光二极管阵列与透光模组之间形成间隔,透光模组包括彼此互相连接的数个透镜单元,每一透镜单元分别对应每一发光二极管配置。其中,数个透镜单元汇聚数个发光二极管单元所输出的光。
进一步而言,所述的发光二极管结构中,每一透镜单元包括透镜中心,各透镜中心对准每一发光二极管单元的中央位置。
进一步而言,所述的发光二极管结构中,每一透镜单元于透光模组上凸起且呈弧形,且每一透镜单元包括距离发光二极管阵列最远的透镜中心。
进一步而言,所述的发光二极管结构中,每一透镜单元包括菲涅耳透镜,各菲涅耳透镜的中心为透镜中心。
进一步而言,所述的发光二极管结构中,数个发光二极管单元之上覆设有萤光胶体。
进一步而言,所述的发光二极管结构中,数个透镜单元是一体成形。
进一步而言,所述的发光二极管结构中,数个透镜单元的表面上配置有抗反射薄膜、抗指纹薄膜、抗菌薄膜、疏水性薄膜、光学偏极化薄膜的至少一者。
进一步而言,所述的发光二极管结构中,数个透镜单元呈圆形排列、正方形排列、矩形排列或蜂巢状排列的至少一者。
进一步而言,所述的发光二极管结构中,发光二极管阵列环设有胶条,透光模组的周缘固设于胶条上。
在使用本实用新型所述的发光二极管结构时,由于配置于发光二极管阵列的发光路径上的透光模组包括彼此互相连接的数个透镜单元,故为达成数个发光二极管单元的聚光效果的屈光度时,不需要如使用单一个平凸透镜时的庞大的中心厚度,也能够具有所需的聚光效果。
为此,本实用新型所述的发光二极管结构,可解决现有技术的中心照度无法提高、高制作成本、大占用体积、重量笨重以及组装困难的技术问题,达到低成本生产、小体积、轻盈、组装容易且具理想聚光效果的目的。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的透光模组的外观示意图;
图2为本实用新型第一实施例的发光二极管结构的俯视示意图;
图3为本实用新型第一实施例的发光二极管结构的剖面示意图;
图4为本实用新型第二实施例的发光二极管结构的俯视示意图;
图5为本实用新型第二实施例的发光二极管结构的剖面示意图;以及
图6为本实用新型发光二极管结构应用于舞台灯的配置示意图。
图中:
1、2:发光二极管结构; 10、10’:发光二极管阵列; 11、11’:发光二极管; 12:基板;13:萤光胶体;20、20’:透光模组; 21、21’:透镜单元;22:边框;23:透镜中心;100:间隔;200:胶条;300:镜头;301:镜筒;302:透镜;400:舞台灯;401:底座;402:支撑体;403:支撑臂;404:枢轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施,但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
请参阅图1至图3所示。其中,图1为本实用新型第一实施例的透光模组的外观示意图;图2为本实用新型第一实施例的发光二极管结构的俯视示意图;图3为本实用新型第一实施例的发光二极管结构的剖面示意图。
在本实用新型的第一实施例中,所述发光二极管结构1可应用于舞台灯,所述发光二极管结构1可包括:发光二极管阵列10以及透光模组20。其中,发光二极管阵列10包括配置于基板12上且呈正方形排列的数个发光二极管单元11。所述发光二极管单元11可以包括可见光范畴的红光发光二极管(例如:铝砷化镓(AlGaAs)、砷化镓磷化物(GaAsP)、磷化铟镓铝(AlGaInP)、磷化镓掺杂氧化锌(GaP:ZnO))、橙光发光二极管(例如:砷化镓磷化物(GaAsP)、磷化铟镓铝(AlGaInP)、磷化镓掺杂X (GaP:X))、黄光发光二极管(例如:砷化镓磷化物(GaAsP)、磷化铟镓铝(AlGaInP)、磷化镓掺杂氮(GaP:N))、绿光发光二极管(例如:铟氮化镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、磷化铟镓铝(AlGaInP)、铝磷化镓(lGaP))、蓝光发光二极管(例如:硒化锌(ZnSe)、铟氮化镓(InGaN)、碳化硅(SiC))、紫光发光二极管(例如:铟氮化镓(InGaN)),以及可包括不可见光范畴的红外光发光二极管(例如:砷化镓(GaAs)、铝砷化镓(AlGaAs))或紫外光二极管(例如:钻石(diamond)、氮化铝(AlN)、铝镓氮化物(AlGaN)、氮化铝镓铟(AlGaInN))等。且所述发光二极管单元11的形式亦可包括有机发光二极管(organic light-emitting diode, OLED)。进一步而言,数个发光二极管单元11的上可覆设有萤光胶体13,借以调整出光的频谱范围。此外,所述基板12可以是一印刷电路板(PCB)。
透光模组20配置于发光二极管阵列10的发光路径上,且包括彼此互相连接的数个透镜单元21以及边框22,数个透镜单元21呈正方形排列,数个透镜单元21的每一个分别覆盖数个发光二极管单元11的一个,边框22围绕数个透镜单元21于其下,用以保护数个透镜单元21。其中,数个透镜单元21汇聚数个发光二极管单元11所输出的光。在本实用新型的所述第一实施例中,数个透镜单元21的每一个包括透镜中心23,各透镜中心23对准数个发光二极管单元11的一个的中央位置,用以提供光损少且出光效率较佳的光路径。如图2所示,数个透镜单元21的每一个可于透光模组20上凸起且呈弧形,且数个透镜单元21的每一个包括距离发光二极管阵列10最远的透镜中心23,即所述透镜中心23为各个透镜单元21的最凸起处,用以达到汇聚光线的功效。在图中未图示的实施例中,所述数个透镜单元21的每一个可包括菲涅耳透镜(Fresnel lens),且各菲涅耳透镜的中心为透镜中心。此外,由于透光模组20的特殊应用,经常与其搭配使用的发光二极管单元11通常具有非常高的瓦数,故透光模组20通常只会有玻璃或石英等耐高温的材料来做透光模组20。
在本实用新型的第一实施例中,所述数个透镜单元21可以是一体成形,形成微透镜阵列。所述微透镜阵列的制造方法可包含近接式曝光法、微球排列法、热熔法、电铸法、准分子激光加工、聚合物沉积法等。并且,发光二极管阵列10与透光模组20之间可形成间隔100,所述间隔100可填充惰性气体,以避免数个发光二极管单元11遭受氧化或水气侵害。其中,发光二极管阵列10可环设有胶条200,所述胶条200围绕数个发光二极管单元11,透光模组20的周缘固设于胶条200上,使数个发光二极管单元11被夹设于发光二极管阵列10与透光模组20之间。且进一步而言,数个透镜单元21的表面上可配置有抗反射薄膜、抗指纹薄膜、抗菌薄膜、疏水性薄膜、光学偏极化薄膜的至少一者。
请参阅图4至图5所示。其中,图4为本实用新型第二实施例的发光二极管结构的俯视示意图;图5为本实用新型第二实施例的发光二极管结构的剖面示意图。
本实用新型所述的第二实施例的发光二极管结构2与前述第一实施例的发光二极管结构1相同,而发光二极管阵列10’的基板12’上的数个发光二极管单元11’可呈蜂巢状排列,且透光模组20’的数个透镜单元21’亦呈蜂巢状排列(如图4所示)。
请参阅图6所示,为本实用新型发光二极管结构应用于舞台灯的配置示意图。若使用前述第一实施例的发光二极管结构1应用于舞台灯400时,所述舞台灯400可包括底座401、连接底座401的支撑体402、连接支撑体402的支撑臂403、以及连接支撑臂403的枢轴404。所述支撑臂403弯曲呈U型,且支撑臂403通过枢轴404连接镜头300,借以使镜头300可枢转地活动于支撑臂403的一侧。进一步而言,所述镜头300可包括镜筒301以及彼此并列的数个透镜302,前述第一实施例的发光二极管结构1可配置于镜筒301的底面,数个透镜302则排列于发光二极管结构1的光学路径上,借以使发光二极管结构1所输出的光通过数个透镜302的调整而输出。
在使用本实用新型所述的发光二极管结构1、2时,由于配置于发光二极管阵列10、10’的发光路径上的透光模组20、20’包括彼此互相连接的数个透镜单元21、21’,故为达成数个发光二极管单元11、11’的聚光效果的屈光度时,不需要如使用单一个平凸透镜时的庞大的中心厚度,也能够具有所需的聚光效果。
为此,本实用新型所述的发光二极管结构1、2,可解决现有技术的中心照度无法提高、高制作成本、大占用体积、重量笨重以及组装困难的技术问题,达到低成本生产、小体积、轻盈、组装容易且具理想聚光效果的目的。
。以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例,本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换,均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
本实用新型附图所示的结构、比例、大小、元件数量等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供本领域技术人员了解与阅读,并非用以限定本创作可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本创作所能产生的功效及所能达成的目的下,均应落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种发光二极管结构,其特征在于,包括:
一基板;
一发光二极管阵列,配置于该基板上,且包括数个发光二极管单元;以及
一透光模组,配置于该发光二极管阵列之上,且配置于该发光二极管阵列的发光路径,该发光二极管阵列与该透光模组之间形成一间隔,该透光模组包括彼此互相连接的数个透镜单元,每一该透镜单元分别对应每一该发光二极管配置;
其中,各所述透镜单元汇聚各所述发光二极管单元所输出的光。
2.如权利要求1所述的发光二极管结构,其特征在于,每一该透镜单元包括:
一透镜中心,各所述透镜中心对准每一所述发光二极管单元的中央位置。
3.如权利要求2所述的发光二极管结构,其特征在于,每一该透镜单元于该透光模组上凸起且呈弧形,且每一该透镜单元包括距离该发光二极管阵列最远的该透镜中心。
4.如权利要求2所述的发光二极管结构,其特征在于,每一该透镜单元包括:
一菲涅耳透镜,各所述菲涅耳透镜的中心为该透镜中心。
5.如权利要求1所述的发光二极管结构,其特征在于,各所述发光二极管单元之上覆设有一萤光胶体。
6.如权利要求1所述的发光二极管结构,其特征在于,所述的数个透镜单元是一体成形。
7.如权利要求1所述的发光二极管结构,其特征在于,各所述透镜单元的表面上配置有抗反射薄膜、抗指纹薄膜、抗菌薄膜、疏水性薄膜、光学偏极化薄膜的至少一者。
8.如权利要求1所述的发光二极管结构,其特征在于,各所述透镜单元呈圆形排列、正方形排列、矩形排列或蜂巢状排列的至少一者。
9.如权利要求1所述的发光二极管结构,其特征在于,该发光二极管阵列环设有一胶条,该透光模组的周缘固设于该胶条上。
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