TW201331513A - 平面發光二極體照明(二) - Google Patents

Abstract

一種平面發光二極體照明包含一殼體與複數個發光二極體。殼體具有反射面與相對於反射面之出光面。複數個發光二極體位於殼體的側邊上，並且發光二極體的軸向光會照設到反射面。

Description

平面發光二極體照明(二)

　　本發明是有關一種平面光源，特別是有關一種平面發光二極體照明。

　　照明對於人類的生活影響是相當顯著的，尤其是自愛迪生發明電燈泡之後，不論是白天或是黑夜都需要照明提供人類日常生或所需。目前的照明燈具，主要有鎢絲燈泡，日光燈管，以及省電燈泡。省電燈泡主要是取代傳統的鎢絲燈泡，提供跟鎢絲燈泡相同亮度與使用習慣，而日光燈管，目前大量的使用在辦公室或是公共區域等大面積的照明。如第一圖所示，殼體10內部具有四根日光燈管20。由於日光燈管20的發光特性是各項均勻的，所以在燈管20之間設計反射體12，避免燈管20之間互相照射而降低出光。在殼體的下方是出光面，可安裝有一防眩光格柵16或燈罩。
　　目前，在節能減碳與追求無汞等的環保議題下，發光二極體剛好同時符合上述兩種的要求。並且，發光二極體是屬於固態照明，並不需要像傳統的日光燈管一樣會有易碎的玻璃等組件，這對於照明元件來說，貨物運送的方便性可以大幅提高。另外，發光二極體具有體積小與光源的指向性高等的優點，因此比較容易設計在體積較小的照明或是需要指向性的光源。所以，將發光二極體應用在傳統的日光燈管的照明，就成為下一代照明的考量與主流。
　　請參閱第二圖，是目前使用發光二極體做為平面光源的截面結構示意圖，其中殼體10內具有複數個發光二極體22，並且在出光面具有防眩光格柵16或燈罩。
　　發光二極體的優點，應用在照明上，可使燈具整體厚度減少，但是有時優點同時會是缺點，其中一個就是發光二極體的尺寸過小，單位面積可以發射的光線過強，在應用到照明的時候會產生眩光。為了降低眩光，一種方式是使用霧面燈罩將各自獨立的發光二極體的光線均勻化，但是，這會造成輸出光的衰減。但是，發光二極體的發光效益，每年都會隨著製程的改善而持續的增加亮度，這會造成使用霧面燈罩來均勻化光線的困難度。甚至，為了儘可能的均勻化發光二極體的光線，使用霧面效果更重的燈罩，這樣更會降低光的輸出。
　　因此，本發明提供一種平面發光二極體照明，除了減少燈具整體厚度外，並可以在減少使用霧面燈罩，甚至可以不使用霧面燈罩之下提供較佳的平面照明。

　　鑒於上述之發明背景中，為了符合產業利益之需求以及達到上述之目的，本發明提出一種平面發光二極體照明，其包含一殼體與複數個發光二極體。上述之殼體，具有一出光面，一反射面，一第一側邊，與一第二側邊，其中該反射面與該出光面相對，該第一側邊與該第二側邊相對且分別位於該出光面與該反光面之間。上述之複數個發光二極體分別位於該第一側邊與該第二側邊上，該複數個發光二極體的正向光軸面向該反射面，並與該反射面有一夾角。上述之夾角可為0到30度。
　　前述之平面發光二極體照明更包含一第一支撐固定於該第一側邊上與一第二支撐固定於該第二側邊上，該第一支撐與該第二支撐分別具有一斜面，並且該複數個發光二極體均位於該斜面上，使得該複數個發光二極體的正向光軸射向該反光面。
　　前述之平面發光二極體照明更包含一透明燈罩或是霧面燈罩位於該出光面上。
　　前述之平面發光二極體照明更包含一第一半反射鏡與一第二半反射鏡分別位於該第一側邊與該第二側邊上之複數個發光二極體的出光面附近。
　　上述之殼體更包含一第三側邊與一第四側邊，該第三側邊與該第四側邊相對且分別位於該出光面與該反光面之間。上述部分之複數個發光二極體分別位於該第三側邊與該第四側邊上。
　　前述之平面發光二極體照明更包含一第三支撐固定於該第三側邊上與一第四支撐固定於該第四側邊上，該第三支撐與該第四支撐分別具有一斜面，並且該複數個發光二極體位於該斜面上。
　　前述之平面發光二極體照明，更包含一第三半反射鏡與一第四半反射鏡分別位於該第三側邊與該第四側邊上之複數個發光二極體的出光面附近。

　　本發明在此所探討的方向為一種平面發光二極體照明。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發明的施行並未限定於平面發光二極體照明之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的組成或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
　　本發明主要是將發光二極體設計在殼體的側壁或是側邊，並且為了避免發光二極體的主要的光線往對向側壁照射，設計讓發光二極體的正向光或是軸向光往殼體的反射面照射，使得發光二極體的光束經由反射後往出光面照射出去，提供一平面光源。
　　要讓發光二極體的正向光或是軸向光有個角度，可以在發光二極體的封裝結構上進行設計，或是使用一般的發光二極體封裝，固定在一支撐上，其中支撐具有一斜面可以讓發光二極體的正向光束偏轉個角度。以下請參照圖示詳細說明本發明之實施例。
　　請參閱第三圖，殼體110具有側邊114與反射面112，並且在殼體110的出光面安裝燈罩116。複數個發光二極體120位於側邊114上，並且所有的發光二極體的正向光或是軸向光往反射面112照射，並與反射面之間有一角度θ。
　　殼體110的材質，可以是金屬，主要提供整組平面照明良好的支撐結構。反射面112，可以是金屬反射面或是散射面；甚至可以是具有許多微結構的散射面，其中微結構的密度在反射面112上各處不相同。由於靠近發光二極體120的反射面112會被照射較多的光線，因此可以設計的微結構的密度可以較低；而在反射面112中央因為遠離發光二極體120，所以被照射的光線較少，可以設計較密集的微結構，增加反射的機會。燈罩116，可以是透明燈罩或是霧面燈罩。在一實施例中，當反射面112為金屬反射面時，燈罩116可以採用霧面燈罩將光線均勻化。如果反射面112是採用散射的方式，燈罩116以透明燈罩為佳。
　　一般的發光二極體的發光角度或是光形會集中在正向光或是軸向光，這取決於發光二極體的封裝結構。為應用在本發明中，發光二極體的封裝結構可以設計成具有特殊角度。然而，較為實用的設計，是在殼體110的側邊114設計具有斜面的支撐118，並且將發光二極體120安裝在支撐118 上。這種方式，是可以使用一般的發光二極體封裝結構，對於商業的製造上對於發光二極體的不會產生特殊需求，原物料的供應會更加的簡便。支撐118，可以是印刷電路板，鋁基板，或是陶瓷基板。支撐118的斜面，會決定發光二極體120的軸向光與反射面112之間的夾角θ。在本發明中，這個角度θ，在零到90度之間，是很重要的。當這個角度θ較大，發光二極體120的光線不容易照射到反射面112的中央區域。當這個角度θ過小，特別是接近零度，表示大部分的光線會照射到對向的側邊，對於本發明是較不利的。因此，適當的角度是讓發光二極體120的軸向光可以照射在反射面112的中央區域。上述之夾角可為0到30度(0°＜θ≦30°)。在一實施例中，這個角度約在10到30度(10°≦θ≦30°)之間更合適。
　　另外，也可以將側面114設計成具有斜面的方式，而不需要增加支撐118。如第四圖所示，側邊114-1具有斜面，直接將發光二極體120直接安裝在側邊114-1上。另一種方式，將側邊114-2折彎一個角度，然後將發光二極體120安裝在側邊114-2上。
　　然而，不論這個角度θ在怎樣的範圍，發光二極體的光線總有一部份會照射在對向的側邊上。因此，一種簡單的方式，如第五圖所示，在發光二極體120的出光面附近設計半反射鏡130，讓發光二極體120的光線可以透過半反射鏡130照設到反射面112。當有光線，不論是如第五圖所示經由反射面112反射後照射到對向的半反射鏡130，或是直接從發光二極體120照設到對向的半反射鏡130，均會被半反射鏡130反射回去。半反射鏡130的入光面也可再加上粗化設計，可進一步增加光束進入到反射面112。
　　其中，半反射鏡130亦可置換為偏光板，當有光線照射到偏光板射，部分光線也同樣可被反射回去。
　　其中，半反射鏡130亦可置換為導光板，可增加射出光線的均勻度。
　　在本發明中，發光二極體可以提供冷光色系的正白光，或是暖色系的暖白光，或是特定波長的發光二極體，或是由不同波長的發光二極體所混色的光線，均可以應用之。另外，可以在半反射鏡130上形成均勻的螢光粉，與發光二極體120之間產生混光。例如黃色的螢光粉與藍色的發光二極體混光，產生白色的照明光源。黃色螢光粉可以是釔鋁石榴石(YAG)或是鉭鋁石榴石(TAG)或是矽酸鹽，等。另外，也可以使用多種色光的螢光粉搭配不同的色光的發光二極體。例如，使用藍光發光二極體，但是使用包含綠光，紅光等多波長的螢光粉，或是使用紫外光發光二極體搭配三圓色的螢光粉混成白光。不同色光的螢光粉，可以使用氮化物，硫化物，或是矽酸鹽等進行調配。
　　在第三圖與第五圖的實施例當中，發光二極體與側邊均為對向的兩邊。然而，實際上，殼體110是四方體，會有四個側邊。實際應用可以在每個側邊均設計發光二極體以增強其亮度。當然，如果發光二極體的亮度夠，並不需要在所有的側邊上都安裝發光二極體，是可以在其中的兩個對向的或是相鄰的側邊上設計發光二極體即可。
　　本發明使用反射式提供平面的發光二極體光源，相較於傳統的方式可以有較均勻的光線輸出，並且可以避免使用霧面燈罩進行混光，減少光的損耗。本發明儘可能設計成一次性的反射，降低反射時所帶來的光損耗。
　　顯然地，依照上面實施例中的描述，本發明可能有許多的修正與差異。因此需要在其附加的權利要求項之範圍內加以理解，除了上述詳細的描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例中施行。上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範圍內。

10．．．殼體

12．．．反射體

16．．．燈罩

20．．．日光燈管

22．．．發光二極體

110．．．殼體

112．．．反射面

114．．．側邊

116．．．燈罩

118．．．支撐

120．．．發光二極體

130．．．半反射鏡

第一圖係為習知使用日光燈管所組成的平面照明的截面結構示意圖。
第二圖係為習知使用發光二極作為平面照明之截面結構示意圖。
第三圖係為本發明之使用發光二極作為平面照明之截面結構示意圖。
第四圖係為本發明之使用發光二極作為平面照明之截面結構示意圖，其中側邊直接設計有斜面。
第五圖係為本發明之使用發光二極作為平面照明之截面結構示意圖，其中增加半反射鏡在發光二極體的出光面附近。

110．．．殼體

112．．．反射面

114．．．側邊

116．．．燈罩

118．．．支撐

120．．．發光二極體

Claims (10)

1. 一種平面發光二極體照明，包括：
   一殼體，具有一出光面，一反射面，一第一側邊，與一第二側邊，其中該反射面與該出光面相對，該第一側邊與該第二側邊相對且分別位於該出光面與該反射面之間；以及
   複數個發光二極體分別位於該第一側邊與該第二側邊上，該複數個發光二極體的正向光軸面向該反射面，並與該反射面有一夾角θ。
2. 如申請專利範圍第1項所述之平面發光二極體照明，更包含一第一支撐固定於該第一側邊上與一第二支撐固定於該第二側邊上，該第一支撐與該第二支撐分別具有一斜面，並且該複數個發光二極體均位於該斜面上，使得該複數個發光二極體的正向光軸射向該反光面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之平面發光二極體照明，更包含一燈罩位於該出光面上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之平面發光二極體照明，其中該燈罩為一透明燈罩或一霧面燈罩。
5. 如申請專利範圍第2項所述之平面發光二極體照明，更包含一第一半反射鏡與一第二半反射鏡分別位於該第一側邊與該第二側邊上之複數個發光二極體的出光面附近。
6. 如申請專利範圍第1項所述之平面發光二極體照明，其中該夾角θ為0°＜θ≦30°。
7. 如申請專利範圍第1項所述之平面發光二極體照明，其中該殼體更包含一第三側邊與一第四側邊，該第三側邊與該第四側邊相對且分別位於該出光面與該反光面之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之平面發光二極體照明，其中該部分之複數個發光二極體分別位於該第三側邊與該第四側邊上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之平面發光二極體照明，更包含一第三支撐固定於該第三側邊上與一第四支撐固定於該第四側邊上，該第三支撐與該第四支撐分別具有一斜面，並且該複數個發光二極體位於該斜面上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之平面發光二極體照明，更包含一第三半反射鏡與一第四半反射鏡分別位於該第三側邊與該第四側邊上之複數個發光二極體的出光面附近。