TWI504836B - 發光二極體燈具 - Google Patents

Description

發光二極體燈具

本發明是有關於一種燈具，且特別是有關於一種耐高壓測試的發光二極體燈具。

發光二極體(Light-Emitting Diode)屬於半導體元件，其發光晶片之材料主要使用Ⅲ-Ⅴ族化學元素之化合物，例如磷化鎵(GaP)或砷化鎵(GaAs)，而其發光原理是將電能轉換為光能。詳細而言，發光二極體藉由對化合物半導體施加電流，以透過電子與電洞的結合將過剩的能量以光的形式釋出。由於發光二極體的發光現象不是藉由加熱發光或放電發光，因此發光二極體的壽命長達十萬小時以上。此外，發光二極體更具有反應速度快、體積小、省電、低污染、高可靠度、適合量產等優點，所以發光二極體應用的領域十分廣泛，如大型看板、交通號誌燈、手機、掃描器、傳真機之光源以及發光二極體燈具等。

在目前的發光二極體燈具的設計中，多是以螺絲穿過發光二極體板鎖入燈座中，且為了結構強度及符合安全規範的認證，通常使用的是金屬螺絲。然而，使用金屬螺絲雖然可以通過美國安全規格的認證。但是，當將發光二極體施以歐洲安全規格的耐高電壓測試時，需要施加至4千伏的高電壓，在發光二極體燈具無保護電路的設計下，此高電壓容易造成發光二極體被破壞。

本發明提供一種在無保護電路之設計的情況下，透過元件結構的設計及配置以達到可通過歐規耐高壓測試的發光二極體燈具。

為達上述或是其他目的，本發明提出一種發光二極體燈具，包括一燈座、一光機模組、一散熱墊以及一固定扣環。燈座具有一第一容置槽，而光機模組配置於第一容置槽中。散熱墊配置於第一容置槽中，並位於光機模組及燈座之間，以將光機模組與燈座隔開。固定扣環扣合於燈座，以將光機模組固定於燈座內。光機模組包括一第一扣件、一發光二極體板以及一透鏡，其中第一扣件具有一容置開口，而發光二極體板配置於容置開口內，此發光二極體板包括一電路板以及多個發光二極體，且發光二極體設置於電路板上。透鏡固定於第一扣件上，並罩覆發光二極體。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之第一扣件具有環繞容置開口設置的多個第一扣合結構。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之光機模組更包括一第二扣件，對應套入第一扣件中，並設置於發光二極體板上，此第二扣件具有多個第二扣合結構，且第二扣合結構與第一扣件之第一扣合結構扣合。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之第一扣合結構為卡勾或勾槽的其中一種，而第二扣合結構為卡勾或勾槽的其中另一種。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之第二扣件包括一底部以及一側壁，其中底部具有多個開口，而側壁環繞底部以共同形成一第二容置槽，上述之發光二極體對應穿過開口以位於第二容置槽內，且第二扣合結構設置於側壁。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之第一扣件更具有多個定位柱，而第二扣件的側壁具有多個定位開口，且第二扣件承靠第一扣件時，定位柱對應位於定位開口中。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之第二扣件的材料為高反射率塑膠材料。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之第一扣件呈環狀，且第一扣件的材料為絕緣材料。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之燈座更具有環繞第一容置槽設置的多個鰭片。

在本發明之發光二極體燈具的一實施例中，上述之散熱墊的材質為矽膠(silicon rubber)。

基於上述，於本發明的發光二極體燈具中，光機模組及燈座之間以散熱墊隔開一距離，以達到絕緣及導熱的目的。此外，在光機模組中，利用以絕緣材料製成的第一扣件及第二扣件固定住發光二極體板，搭配散熱墊的使用，使發光二極體燈具可以安全地通過歐規的耐高壓測試。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之發光二極體燈具的分解示意圖、圖2為圖1之光機模組的分解示意圖，而圖3為圖1之發光二極體燈具的局部剖面圖，其中圖3省略了透鏡以使圖示簡潔。請同時參考圖1、圖2及圖3，本實施例之發光二極體燈具100包括一燈座110、一光機模組120、一散熱墊130以及一固定扣環140。燈座110具有一第一容置槽112，而光機模組120配置於第一容置槽112中。散熱墊130配置於第一容置槽112中，並位於光機模組120及燈座110之間，以將光機模組120與燈座110隔開，其中散熱墊130的材質選用矽膠，因此散熱墊130同時具備絕緣及散熱的功用。固定扣環140扣合於燈座110，以將光機模組120固定於燈座110內。光機模組120包括一第一扣件122、一發光二極體板124以及一透鏡126，其中第一扣件122具有一容置開口122a，而發光二極體板124配置於容置開口122a內，此發光二極體板124包括一電路板124a以及多個發光二極體124b，且發光二極體124b設置於電路板124a上。透鏡126固定於第一扣件122上，並罩覆發光二極體124b。散熱墊130的設置可以使發光二極體板124與燈座110之間電性絕緣。由第一扣件122及散熱墊130的配置可增加發光二極體板124及燈座110之間的爬電距離，讓本實施例之發光二極體燈具100可通過歐規的耐高電壓測試。

承上述，第一扣件122呈環狀，且第一扣件122的材料為絕緣材料。此外，第一扣件122更具有環繞容置開口122a設置的多個第一扣合結構122b，而光機模組120更包括對應套入第一扣件122中的一第二扣件128，且此第二扣件128並位於發光二極體板124上。第二扣件128具有多個第二扣合結構128a，且第二扣合結構128a用以與第一扣件122之第一扣合結構122b扣合。於本實施例中，第一扣合結構122b為卡勾，而第二扣合結構128a為勾槽。本領域技術人員能夠因應需求而改變第一扣合結構122b及第二扣合結構128a的形狀或類型，只要能讓第一扣合結構122b及第二扣合結構128a互相扣合在一起即可。

請繼續參考圖1、圖2及圖3，第二扣件128包括一底部128b以及一側壁128c，其中底部128b具有多個開口128d，而側壁128c環繞底部128b以共同形成一第二容置槽128e，而上述之發光二極體124b對應穿過開口以位於第二容置槽128e內。上述的第二扣合結構128a即是設置於側壁128c，且在第二扣合結構128a與第一扣合結構122b扣合在一起的時候，藉由第一扣合結構122b及第二扣合結構128a的扣合力，第二扣件128的底部128b會施壓於電路板124a，進而讓電路板124a緊緊地抵靠於散熱墊130。附帶一提的是，第二扣件128的材料也是選用絕緣材料，如塑膠。如此，發光二極體板124的上、下兩側分別有不導電的散熱墊130以及第二扣件128的包覆，可以達到良好的絕緣防護效果。需說明的是，上述之第二扣件128的材料也可以選用具有高反射率的塑膠材料，如此更可以有效地收集發光二極體124b發出的光並將光反射出去，以提升發光二極體燈具200的整體亮度，增加光源利用率。

為了增加第一扣件122及第二扣件128之間的組裝前對位準確度及組裝後的穩固性，上述的第一扣件122可更具有多個定位柱122c，而相對應的，在第二扣件128的側壁128c設置有多個定位開口128f，且在第二扣件128欲扣合於第一扣件122時，先將第二扣件128的定位開口128f與第一扣件122的定位柱122c互相對位後，使第一扣件122與第二扣件128相互移動，並使扣合結構122b與第二扣合結構128a相扣合在一起，而此時第一定位柱122c對應位於定位開口128f中。

另外，燈座110可更具有環繞第一容置槽112設置的多個鰭片114，且鰭片114的設置可增加發光二極體燈具100的散熱效果，讓發光二極體燈具100能保有良好的亮度。透鏡126配置於第二扣件128的第二容置槽128e中，且透鏡126包括罩體126a及本體126b，其中罩體126a大致呈圓錐狀並對應罩覆發光二極體124b，且罩體126a的形狀及材料會影響發光二極體124b的光源利用率。

圖4為發光二極體板置於第一扣件中的示意圖，而圖5為第二扣件與第一扣件扣合後的示意圖。請同時參考圖2、圖4及圖5，欲組裝本實施例之發光二極體燈具100時，使發光二極體板124置於第一扣件122的容置開口122a中，然後使第二扣件128置於發光二極體板124上，並使發光二極體124b對應穿過第二扣件128的開口128d。圖6為圖5之第一扣件與第二扣件在一起的側視圖。如圖6示，第一扣合結構122b會扣合在第二扣合結構128a的槽壁上，而定位柱122c對應位於定位開口128f中。之後，再將透鏡126罩覆於發光二極體板124上，以組裝成如圖7示的光機模組120，其中透鏡126的罩體126a對應罩覆發光二極體124b。接著請同時參考圖1及圖7，再將光機模組120置入燈座110的第一容置槽112中，然後將固定扣環140扣合於燈座110，以將光機模組120固定於燈座110內。

特別的是，電路板124a位於散熱墊130及第二扣件128的底部128b之間，換言之散熱墊130可以是在發光二極體板124置入第一扣件122的容置開口122a前，先置放於容置開口122a中。或者，散熱墊130也可以是置放於燈座110的第一容置槽112中，亦即散熱墊130位於燈座110及光機模組120之間。上述兩種散熱墊130的配置方式都可以達到讓散熱墊130及第二扣件128的底部128b共同夾置電路板124a的目的。

接著請參考圖3，由上述內容可知，本實施例之光機模組120的組裝中，完全未使用到螺絲，且在將光機模組120組裝及固定於燈座110時，也未有螺絲的使用。相較於習知是利用螺絲將發光二極體板固定在燈座的結構，本實施例的發光二極體燈具100被施行歐規的耐高電壓測試時，不易有電壓經由螺絲傳遞至發光二極體板124上而導致發光二極體124被高壓破壞的問題。再者，以絕緣材料製作而成的散熱墊130、第一扣件122以及第二扣件128形成了一個絕緣防護空間，將發光二極體板124與燈座110良好的隔絕，增加了爬電距離，因此可以通過歐規的耐高壓測試。特別的是，散熱墊130選用絕緣但可以導熱的材質製作而成，因此發光二極體124b發光時產生的熱，可以順利地經由散熱墊130傳遞至燈座110，並進而經由鰭片114散逸至周圍環境中，也同時解決了散熱的問題。

在另一未繪示的實施例中，也可以不使用第二扣件128，而是直接將透鏡126利用黏附、緊配或是其他方式固定在第一扣件122上，也同樣可以達到將發光二極體板124固定在第一扣件122的容置開口122a內的目的。

綜上所述，於本發明之發光二極體燈具中，光機模組的組裝過程中完全沒有螺絲的使用，而是經由兩個以絕緣材料製成的扣件來完成，且光機模組組裝至燈座中，也同樣並未使用到螺絲的鎖附，再搭配以絕緣材質製作的散熱墊的配置，便達到以絕緣方式保護發光二極體板通過耐高電壓測試的良好防護效果。此外，經由機構上元件的使用以及這些元件之相對的配設關係，便可以達到通過歐規之耐高壓測試的目的，因此可以省略保護電路的設計及設置，進而達到節省設計工時及有效降低成本的功效。再者，散熱墊使用具有絕緣及導熱特性的材質製作，因此在以保護發光二極體板的絕緣需求之下，散熱墊仍然具有將發光二極體產生的熱傳導至燈座的功能，發光二極體燈具仍能保有其良好的散熱效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．發光二極體燈具

110．．．燈座

112．．．第一容置槽

114．．．鰭片

120．．．光機模組

122．．．第一扣件

122a．．．容置開口

122b．．．第一扣合結構

122c．．．定位柱

124．．．發光二極體板

124a．．．電路板

124b．．．發光二極體

126．．．透鏡

126a．．．罩體

126b．．．本體

128．．．第二扣件

128a．．．第二扣合結構

128b．．．底部

128c．．．側壁

128d．．．開口

128e．．．第二容置槽

128f．．．定位開口

130．．．散熱墊

140．．．固定扣環

圖1為本發明一實施例之發光二極體燈具的分解示意圖。

圖2為圖1之光機模組的分解示意圖。

圖3為圖1之發光二極體燈具的局部剖面圖。

圖4為發光二極體板置於第一扣件中的示意圖。

圖5為第二扣件與第一扣件扣合後的示意圖。

圖6為圖5之第一扣件與第二扣件在一起的側視圖。

圖7為圖2之光機模組組裝後的示意圖。

100．．．發光二極體燈具

110．．．燈座

112．．．第一容置槽

114．．．鰭片

120．．．光機模組

122．．．第一扣件

126．．．透鏡

128．．．第二扣件

130．．．散熱墊

140．．．固定扣環

Claims (10)

1. 一種發光二極體燈具，包括：一燈座，具有一第一容置槽；一光機模組，包括：一第一扣件，具有一容置開口；一發光二極體板，配置於該容置開口內，包括一電路板以及多個發光二極體，其中該些發光二極體設置於該電路板上；一透鏡，固定於該第一扣件上，並罩覆該些發光二極體；一散熱墊，配置於該發光二極體板與該燈座之間，以將該發光二極體板與該燈座相隔開；一固定扣環，扣合於該燈座，以將該光機模組固定於該燈座內，其中該發光二極體燈具為無螺絲鎖附之結構；以及一第二扣件，對應套入該第一扣件中，並設置於該發光二極體板上，該第二扣件包括：一底部，具有多個開口；以及一側壁，環繞該底部，以共同形成一第二容置槽，而該些發光二極體對應穿過該些開口以位於該第二容置槽內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈具，其中該第一扣件更具有多個第一扣合結構，環繞該容置開口設置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體燈具，其中該 第二扣件具有多個第二扣合結構，且該些第二扣合結構與該第一扣件之該些第一扣合結構扣合。
4. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體燈具，其中該些第一扣合結構為卡勾或勾槽的其中一種，而該些第二扣合結構為卡勾或勾槽的其中另一種。
5. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體燈具，其中該些第二扣合結構設置於該側壁。
6. 如申請專利範圍第5項所述之發光二極體燈具，其中該第一扣件更具有多個定位柱，而該第二扣件的該側壁具有多個定位開口，且該第二扣件承靠該第一扣件時，該些定位柱對應位於該些定位開口中。
7. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體燈具，其中該第二扣件的材料為高反射率塑膠材料。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈具，其中該第一扣件呈環狀，且該第一扣件的材料為絕緣材料。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈具，其中該燈座更具有多個鰭片，環繞該第一容置槽設置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈具，其中該散熱墊的材質為矽膠。