TWI512236B - 照明裝置 - Google Patents

Description

照明裝置

本發明是有關於一種照明裝置，且特別是有關於一種以發光二極體晶片作為光源的照明裝置。

由於發光二極體具有省電、環保等優越的特性，且高功率的發光二極體不斷的快速發展，因此其已逐漸取代習知的白熾燈泡，而成為現今主要的照明光源。再者，由於發光二極體屬於指向性發光，因此應用於照明燈具中時通常會搭配一燈罩來使用，以改善其出光強度分佈。然而，發光二極體與燈罩的位置是固定的，且燈罩的形狀也是固定的幾何形狀。因此，使用者無法根據使用需求來調整照明燈具的出光光形。

本發明提供一種照明裝置，其出光光形可被調整，以形成不同大小、不同形狀及不同照度分佈的照明區域。

本發明的照明裝置，其包括至少一發光元件以及一透光 燈罩。透光燈罩配置於發光元件的一側且位於發光元件的出光路徑上。透光燈罩具有一密閉空間、一第一流體以及一第二流體。第一流體為膠體溶液且第一流體與第二流體彼此不相互溶解並流動於密閉空間中，以改變發光元件的出光光形。

在本發明的一實施例中，上述的第一流體與第二流體均為一液體，且第一流體與第二流體填滿密閉空間。

在本發明的一實施例中，上述的第一流體的比重與第二流體的比重的差值為第二流體比重的3%以上。

在本發明的一實施例中，上述的第一流體的透光率與第二流體的透光率相差大於5%以上。

在本發明的一實施例中，上述的第一流體的分散媒為液體。

在本發明的一實施例中，上述的第一流體的散射係數與第二流體的散射係數的差值為第二流體的散射係數的5%以上。

在本發明的一實施例中，上述的第一流體包括至少一金屬粒子，且金屬粒子的粒徑介於1奈米至500奈米之間。

在本發明的一實施例中，上述的照明裝置更包括一承載器，其中發光元件配置於承載器上且位於承載器與透光燈罩之間。

本發明的照明裝置，其包括至少一發光元件以及一透光燈罩。發光元件配置於透光燈罩內，且發光元件的至少一部分與透光燈罩貼合。透光燈罩具有一密閉空間、一第一流體以及一第二流體，其中第一流體為膠體溶液，且第一流體與第二流體彼此 不相互溶解並流動於密閉空間中。

本發明的照明裝置，其包括至少一發光元件以及一透光燈罩。發光元件的至少一部分嵌合於透光燈罩內且與透光燈罩定義出一密閉空間。透光燈罩具有一第一流體以及一第二流體，其中第一流體與第二流體彼此不相互溶解且流動於密閉空間中。

在本發明的一實施例中，上述的發光元件為一發光二極體，且發光二極體的一第一電極以及一第二電極分別位於密閉空間的一內側與一外側。

在本發明的一實施例中，上述的第一流體與第二流體為導電性相異的流體，且發光元件直接接觸第一流體或第二流體而形成一導通路徑或一不導通路徑。

在本發明的一實施例中，上述的透光燈罩更具有一第三流體，且第三流體為氣體，而第一流體與第二流體至少其一為一導電液體。發光元件直接接觸導電液體或氣體而形成一導通路徑或一不導通路徑。

基於上述，由於本發明的透光燈罩具有流動於密閉空間且不相互溶解的第一流體與第二流體，且透光燈罩的設計適於改變發光元件的出光光形。如此一來，使用者便能夠藉由翻轉透光燈罩來改變本發明之照明裝置的出光光形，進而形成不同形狀及不同照度分佈的照明區域。

為讓本發明的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。

100a、100a’、100b、100c、100d、100e、100f‧‧‧照明裝置

110a、110b、110c、110d1、110d2、110d3、110d4、110e‧‧‧發光元件

112e‧‧‧第一電極

114e‧‧‧半導體層

116e‧‧‧第二電極

120a、120c、120d、120e、120f‧‧‧透光燈罩

122a、122c、122d、122e、122f‧‧‧密閉空間

124a、124c、124d、124e、124f‧‧‧第一流體

125a、125c、125d、125e1、125e2、125f‧‧‧流體接觸介面

126a、126c、126d、126e、126f‧‧‧第二流體

128e‧‧‧第三流體

200b、200c、200d‧‧‧承載器

G1、G2‧‧‧間隔距離

P‧‧‧金屬粒子

D‧‧‧粒徑

圖1A繪示為本發明的一實施例的一種照明裝置的示意圖。

圖1B繪示為翻轉圖1A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。

圖1C繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。

圖2繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。

圖3A繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。

圖3B繪示為翻轉圖3A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。

圖4A繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。

圖4B繪示為翻轉圖4A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。

圖5A繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。

圖5B繪示為翻轉圖5A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。

圖6A繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。

圖6B繪示為翻轉圖6A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。

圖1A繪示為本發明的一實施例的一種照明裝置的示意圖。請參考圖1A，在本實施例中，照明裝置100a包括至少一發光元件110a以及一透光燈罩120a。發光元件110a配置於透光燈罩120a內，且發光元件110a的至少一部分與透光燈罩120a貼合。透光燈罩120a具有一密閉空間122a、一第一流體124a以及一第 二流體126a。特別是，第一流體124a為膠體溶液，且第一流體124a與第二流體126a彼此不相互溶解並流動於密閉空間122a中，以改變發光元件110a的出光光形。

更具體來說，本實施例的發光元件110a例如是一已封裝後的發光二極體晶片，且發光二極體晶片例如是一垂直式發光二極體晶片、一水平式發光二極體晶片或一覆晶式發光二極體晶片，於此並不加以限制。再者，本實施例之透光燈罩120a的第一流體124a與第二流體126a填滿密閉空間122a，其中第一流體124a和第二流體126a可為液體或氣體，較佳地，第一流體124a的分散媒是液體，而第二流體126a同樣也是液體，如此較容易控制第一流體124a和第二流體126a的含量，組裝的過程也較簡便。第一流體124a與第二流體126a彼此不相互溶解且形成一流體接觸介面125a。由於第一流體124a為膠體溶液，其具有散射光的功能，因此光線會在第一流體124a和第二流體126a的流體接觸介面125a上產生光散射效果。此處，透光燈罩120a的外形例如是圓形，而密閉空間122a例如是一圓形的密閉空間，但透光燈罩120a的外形並不限於圓形，也可以是例如後面幾個實施例所提到的葫蘆形、長方形等幾何形狀，於此並不加以限制。

特別是，第一流體124a的比重與第二流體126a的比重的差值為第二流體126a的比重的3%以上。也就是說，第一流體124a與第二流體126a的分層較為明顯，較容易控制照明裝置100a的光形。如圖1A所示，由於第一流體124a的比重小於第二流體 126a的比重，因此第一流體124a位於第二流體126a的上方，第二流體126a包覆發光元件110a。若當使用者翻轉透光燈罩120a時，請參考圖1B，由於比重的差異，因此變成第一流體124a包覆發光元件110a。

另外，第一流體124a與第二流體126a亦可具有不同的透光率，較佳地，第一流體124a的透光率與第二流體126a的透光率的差值大於5%以上，可使光強度於第一流體124a及第二流體126a中具有顯著的差異，並藉由流動的第一流體124a與第二流體126a來改變照明裝置100a的光形。

舉例來說，當第一流體124a為油，而第二流體126a為水時，由於比重的差異造成第一流體124a位於第二流體126a的上方，而第二流體126a的透光率大於第一流體124a的透光率。因此，發光元件110a所發出的光會在第一流體124a與第二流體126a所形成的流體接觸介面125a上形成照明區域，藉以改變出光光形。另外，流體接觸介面125a上也會產生折射、散射或反射的現象，此現象亦可改變發光元件110a的出光光形。

需說明的是，如圖1A與圖1B所示，本實施例的第一流體124a與第二流體126a所形成的流體接觸介面125a實質上為一水平面。但，於其他未繪示的實施例中，第一流體與第二流體所形成的流體接觸介面亦可因為表面張力或其他因素，而形成非平面(如曲面或傾斜面)的流體接觸介面。上述仍屬於本發明可採用的技術方案，不脫離本發明所欲保護的範圍。

另外，值得一提的是，第一流體124a的散射係數不同於第二流體126a的散射係數，較佳地，第一流體124a的散射係數與第二流體126a的散射係數的差值為第二流體126a的散射係數的5%以上，由於散射係數的差異，可使流體接觸介面125a的光散射現象更加明顯。於其他實施例中，請參考圖1C的照明裝置100a’，亦可自行填加金屬粒子P或染料等散射粒子於第一流體124a中，其中金屬粒子P的粒徑D介於1奈米至500奈米之間，可用來增加第一流體124a的反射及散射功能，以達到改變發光元件110a的出光光形的技術效果。或者是，第一流體124a與第二流體126a導電性相異，即例如是第一流體124a為一導電流體，而第二流體126a為一絕緣流體，由導電性相異的流體來控制光發件的導通或不導通；或者是，第一流體124a的體積容量不同於第二流體126a的體積容量，可藉此來改變本實施例之照明裝置100a的出光光形，進而形成不同形狀及不同照度分佈的照明區域。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。請參考圖2，本實施例之照明裝置100b與圖1A之照明裝置100a相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之發光元件110b並不配置於透光燈罩120a內，而是位於透光燈罩120a之外。更 具體來說，透光燈罩120a是配置於發光元件110b的一側且位於發光元件110b的出光路徑上。

詳細來說，本實施例之照明裝置100b更包括一承載器200b，其中發光元件110b配置於承載器200b上且位於承載器200b與透光燈罩120a之間。透光燈罩120a承靠承載器200b且與發光元件110b相隔一間隔距離G1，此間隔距離G1大於等於0。此處，承載器200b例如是一燈座，於此並不加以限制。

由於本實施例的透光燈罩120a具有流動於密閉空間122a且不相互溶解的第一流體124a與第二流體126a，且透光燈罩120a的設計適於改變發光元件110b的出光光形。如此一來，使用者能夠藉由翻轉透光燈罩120a來改變本實施例之照明裝置100b的出光光形，進而形成不同形狀及不同照度分佈的照明區域。

圖3A繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。圖3B繪示為翻轉圖3A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。請參考圖3A，本實施例之照明裝置100c與圖2之照明裝置100b相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之透光燈罩120c的外形為一葫蘆形，而密閉空間122c例如是一葫蘆形的密閉空間。如圖3A與圖3B所示，第一流體124c與第二流體126c透過翻轉透光燈罩120c而流動於密閉空間122c中以改變其分佈位置，藉以改變照明裝置100c之出光光形，透光燈罩120c與發光元件110c之間可具有一間隔距離G2，其中間隔距離G2大於等於0。

舉例來說，當第一流體124c為油，而第二流體126c為 水時，兩者互不相溶且由於比重的差異造成第一流體124c位於第二流體126c的上方，而第二流體126c的透光率大於第一流體124c的透光率，因此光線會集中在第一流體124c與第二流體126c互不溶解的流體接觸介面125c出光，因此圖3A中的照明裝置100c所形成的照明區域明顯大於圖3B中的照明裝置100c所形成的照明區域，但圖3B中的照明裝置100c的照度分布明顯較圖3A中的照明裝置100c的照度分布集中。也就是說，圖3A中的照明裝置100c所產生的出光光形是不同於圖3B中的照明裝置100c所產生的出光光形。如此一來，使用者能夠藉由翻轉透光燈罩120c來改變本實施例之照明裝置100c的出光光形，進而形成不同形狀及不同照度分佈的照明區域。另外，發光元件110c所發出的光在第一流體124c與第二流體126c所形成的流體接觸介面125c上會產生折射、散射或反射的現象，此現象亦可改變發光元件110c的出光光形。

圖4A繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。圖4B繪示為翻轉圖4A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。請參考圖4A，本實施例之照明裝置100d與圖2A之照明裝置100b相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之照明裝置100d的承載器200d為一中空的框形架，且照明裝置100d具有多個發光元件110d1、110d2、110d3、110d4。發光元件110d1、110d2、110d3、110d4配置於承載器200d上且彼此電性獨立，其中承載器200d圍繞透光燈罩120d，且發光元件110d1、110d2、110d3、110d4位於 承載器200d與透光燈罩120d之間。此處，透光燈罩120d的外形為一長方形，而密閉空間122d例如是一長方形的密閉空間，但不以此為限。

如圖4A與圖4B所示，舉例來說，當第一流體124d為油，而第二流體126d為水時，第一流體124d與第二流體126d互不相溶，且由於第二流體126d的比重大於第一流體124d的比重，因此會呈現第一流體124d位於第二流體126d上方的現象。再者，本實施例之第二流體126d的體積容量明顯大於第一流體124d的體積容量，因此當使用者翻轉透光燈罩120d時，因為透光燈罩120d的外形為長方形的緣故，故翻轉前後之第一流體124d與第二流體126d的厚度及其分佈位置會明顯不同。此外，由於發光元件110d1、110d2、110d3、110d4是彼此電性獨立的，因此可自行決定發光元件110d1、110d2、110d3、110d4的開與關。如此一來，使用者能夠藉由翻轉透光燈罩120d及控制發光元件110d1、110d2、110d3、110d4的開/關來改變本實施例之照明裝置100d的出光光形，進而形成不同形狀及不同照度分佈的照明區域。此外，發光元件110d1、110d2、110d3、110d4所發出的光在第一流體124d與第二流體126d所形成的流體接觸介面125d上會產生折射、散射或反射的現象，此現象亦可改變發光元件110d1、110d2、110d3、110d4的出光光形。

圖5A繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。圖5B繪示為翻轉圖5A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。 請參考圖5A，本實施例之照明裝置100e與圖1之照明裝置100a相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之透光燈罩120e更具有一第三流體128e。第一流體124e、第二流體126e以及第三流體128e彼此不相互溶解且填滿密閉空間122e，其中第一流體124e與第二流體126e互不相溶形成一流體接觸介面125e1，而第一流體124e與第三流體128e互不相溶形成一流體接觸介面125e2。

更具體來說，發光元件110e的至少一部分嵌合於透光燈罩120e內且與透光燈罩120e定義出一密閉空間122e。發光元件110e例如為一垂直式發光二極體晶片，其中發光元件110e是由一第一電極112e、一半導體層114e以及一第二電極116e所組成。當然，於其他實施例中，發光元件110e亦可為一水平式發光二極體晶片或一覆晶式發光二極體晶片，於此並不加以限制。透光燈罩120e具有一第一流體124e、一第二流體126e及一第三流體128e，其中第一流體124e、第二流體126e與第三流體128e彼此不相互溶解且流動於密閉空間122e中。發光元件110e的第一電極112e以及第二電極116e分別位於密閉空間122e的一內側與一外側。

值得一提的是，照明裝置100e中的第一流體124e與第二流體126e分別為導電液體，而第三流體128e例如為一空氣。第一流體124e、第二流體126e及第三流體128e彼此不相互溶解並流動於密閉空間122e中，且發光元件110e的第一電極112e直接接觸第二流體126e，而形成一導通路徑，請參考圖5A。意即， 第二流體126e可導通發光元件110e而使發光元件110e產生光線。當使用者翻轉透光燈罩120e時，請參考圖5B，則發光元件110e的第一電極112e直接接觸第三流體128e，而形成一不導通路徑。意即，第三流體128e不導通發光元件110e，且發光元件110e不產生光線。

由於本實施例的透光燈罩120e具有流動於密閉空間122e且不相互溶解的第一流體124e、第二流體126e與第三流體128e，且透光燈罩120e的設計適於改變發光元件110e的出光光形。如此一來，使用者便能夠藉由翻轉透光燈罩120e使發光元件110e發光或不發光，並藉此改變照明裝置100e的出光光形，進而形成不同形狀及不同照度分佈的照明區域。此外，發光元件110e所發出的光在第一流體124e、第二流體126e與第三流體128e所形成的流體接觸介面125e1、125e2上會產生折射、散射或反射的現象，此現象亦可改變發光元件110e的出光光形。

圖6A繪示為本發明的另一實施例的一種照明裝置的示意圖。圖6B繪示為翻轉圖6A之透光燈罩後的照明裝置的示意圖。請參考圖6A，本實施例之照明裝置100f與圖5A之照明裝置100e相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之透明燈罩120f僅具有第一流體124f與第二流體126f，其中第一流體124f與第二流體126f互不相溶形成一流體接觸介面125f。

此處，第一流體124f與第二流體126f為導電性相異的流體，且發光元件110e直接接觸第一流體124f或第二流體126f而 形成一導通路徑或一不導通路徑。舉例來說，第二流體126f例如為一導電流體，而第一流體124f例如為一絕緣流體。第一流體124f及第二流體126f流動於密閉空間122f中，且發光元件110e的第一電極112e直接接觸第二流體126f，而形成一導通路徑，請參考圖6A。意即，第二流體126f可導通發光元件110e而使發光元件110e產生光線。當使用者翻轉透光燈罩120f時，請參考圖6B，則發光元件110e的第一電極112e直接接觸第一流體124f，而形成一不導通路徑。意即，第一流體124f不導通發光元件110e，且發光元件110e不產生光線。如此一來，使用者便能夠藉由翻轉透光燈罩120f使發光元件110e發光或不發光，並藉此改變照明裝置100f的出光光形，進而形成不同形狀及不同照度分佈的照明區域。此外，發光元件110e所發出的光在第一流體124f、第二流體126f所形成的流體接觸介面125f上會產生折射、散射或反射的現象，此現象亦可改變發光元件110e的出光光形。

綜上所述，由於本發明的透光燈罩具有多種流動於密閉空間且不相互溶解的流體，且透光燈罩的設計適於改變發光元件的出光光形。如此一來，使用者便能夠藉由翻轉透光燈罩來改變本發明之照明裝置的出光光形，進而形成不同形狀及不同照度分佈的照明區域。此外，亦可透過發光元件的電性獨立設計及流體的材料特性(如比重、透光率、散射係數、導電率)與體積容量的選擇，來調整照明裝置的出光光形。

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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100a‧‧‧照明裝置

110a‧‧‧發光元件

120a‧‧‧透光燈罩

122a‧‧‧密閉空間

124a‧‧‧第一流體

125a‧‧‧流體接觸介面

126a‧‧‧第二流體

Claims (13)

1. 一種照明裝置，包括：至少一發光元件；以及一透光燈罩，配置於該發光元件的一側且位於該發光元件的出光路徑上，該透光燈罩具有一密閉空間、一第一流體以及一第二流體，其中該第一流體為膠體溶液，且該第一流體與該第二流體彼此不相互溶解並流動於該密閉空間中。
2. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中該第一流體與該第二流體均為一液體，且該第一流體與該第二流體填滿該密閉空間。
3. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中該第一流體的比重與該第二流體的比重的差值為該第二流體比重的3%以上。
4. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中該第一流體的透光率與該第二流體的透光率相差大於5%以上。
5. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中該第一流體的分散媒為液體。
6. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中該第一流體的散射係數與該第二流體的散射係數的差值為該第二流體的散射係數的5%以上。
7. 如申請專利範圍第6項所述的照明裝置，其中該第一流體包括至少一金屬粒子，且該金屬粒子的粒徑介於1奈米至500奈米之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，更包括一承載器，其中該發光元件配置於該承載器上且位於該承載器與該透光燈罩之間。
9. 一種照明裝置，包括：至少一發光元件；以及一透光燈罩，該發光元件配置於該透光燈罩內，且該發光元件的至少一部分與該透光燈罩貼合，該透光燈罩具有一密閉空間、一第一流體以及一第二流體，其中該第一流體為膠體溶液，且該第一流體與該第二流體彼此不相互溶解並流動於該密閉空間中。
10. 一種照明裝置，包括：至少一發光元件；以及一透光燈罩，該發光元件的至少一部分嵌合於該透光燈罩內且與該透光燈罩定義出一密閉空間，該透光燈罩具有一第一流體以及一第二流體，其中該第一流體與該第二流體彼此不相互溶解且流動於該密閉空間中。
11. 如申請專利範圍第10項所述的照明裝置，其中該發光元件為一發光二極體，且該發光二極體的一第一電極以及一第二電極分別位於該密閉空間的一內側與一外側。
12. 如申請專利範圍第11項所述的照明裝置，其中該第一流體與該第二流體為導電性相異的流體，且該發光元件直接接觸該第一流體或該第二流體而形成一導通路徑或一不導通路徑。
13. 如申請專利範圍第11項所述的照明裝置，其中該透光燈罩更具有一第三流體，且該第三流體為氣體，而該第一流體與該第二流體分別為一導電液體，該發光元件直接接觸該導電液體或該氣體而形成一導通路徑或一不導通路徑。