TWM315936U - High-power LED lamp and LED device thereof - Google Patents

Description

M315936 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種高功率發光二極體（Light Emitting Diode ; LED)燈及其LED元件。 【先前技術】 近幾年來，白光發光二極體（LED)是最被看好且最受全 球矚目的新興產品。它具有體積小、耗電量低、壽命長和 反應速度佳等優點，能解決過去白熾燈泡所難以克服的問 題。led應用於顯示器背光源、迷你型投影機、照明及汽 車燈源荨市場愈來愈獲得重視。 目前歐美和日本等國基於節約能源與環境保護的共 識，皆積極開發白光發光二極體作為本世紀照明的新光 源。再加上目前許多國家的能源都仰賴進口，使得它在照 明市％上的發展極具價值。根據專家評估，日本若是將所 有白熾燈以白光發光二極體取代，則每年可省下丨〜2座發 電廠的毛電里，間接減少的耗油量達丨0億公升，而且在發 電過知中所排放的二氧化碳也會減少，進而抑制了溫室效 應基此，目丽歐美和日本等先進國家都投注了非常多的 人力推動研發。預計在未來十年内，可以普遍替代傳統的 照明器具。 以^ 對於知明用之南功率LED而言，其輸入LED的功 率約’、有15〜2〇%轉換成光，其餘80〜85%轉換成熱。這些 :、、、古果二去適日守逸散至環境，將使得[ED元件的介面溫度 〇 P 3…餐光強度及使用壽命。因此，LED元件的熱 M315936 管理問題愈來愈受到重視。 麥照圖1 ’ 一傳統MR_16規格之高功率LED燈10包含一 杯狀燈殼11、一燈座12、二插電接腳13、一 LED元件14、 導線15、一絕緣片16、一透鏡17及一鏡蓋18。該LED元件 14係固設於該絕緣片16上，藉由導線15連接至燈座12中， 再利用插電接腳13連接電源使得該LED元件14發光。一般 之杯狀燈殼11内部表面不具反射效果，而需加設透鏡17 將LED元件14之光線有效發出。該燈蓋18係用於固定該透 鏡17。此外’亦有將透鏡17以一反射鏡面替代，以加強LED 光線之射出效果。 然’上述傳統之LED燈均需要額外設置透鏡或反射鏡面 以有效發出LED光線，而額外增加成本負擔；且因led元 件係没置於一絕緣板上，其散熱效果較差，造成LEd燈因 整體散熱不良而光強度快速衰竭。 傳統之LED燈因設計上不易達到小體積及高散熱效 果，其LED光源無法設置於弧形杯狀燈殼之焦點（底部）附 近，造成LED光源之放置點超過弧形杯狀燈殼總深度的 50%，也就是HL/HT〉0.50，其中Ητ係弧形杯狀燈殼之總垂 直深度，HL係LED元件之表面至杯狀燈殼之底部之垂直距 離，因LED光源之放置點過高，若沒有透鏡矯正光線，該 LED燈將因過度發散光線而失去使用性，但若加上透鏡則 造成成本增加及散熱不易的問題。再者，當Led元件損壞 時，必須更換整組LED燈，相當不符經濟效益。 【新型内容】 M315936 本創作係提供一種高功率LED燈及其LED元件，其結構 簡單無須透鏡或燈罩之設置，且具良好的散熱效果，不僅 可提升LED元件的壽命，且可降低製作成本。再者，本創 作之LED元件可自該LED燈中拆卸，故當LED元件損壞 時，僅需替換其中之LED元件即可，因而可進一步降低維 護成本。

本創作之高功率LED燈包含一杯狀燈殼、一 LED元件、 一轉接環以及一電路板。該杯狀燈殼之内表面係一反射曲 面，可將設置於其底部之一LED元件所發出之光進行反 射，進而提昇LED元件之發光效率。該轉接環係供該LED 元件固設連接之用。該電路板作為提供該LED元件電源之 介面。若Ητ代表該杯狀燈殼之總垂直深度，代表該LED 元件之表面至該杯狀燈殼底部之垂直距離，LED元件之置 放位置有0.05<HL/HT<0.35的關係。 較佳地，該轉接環内面係設有母螺紋，而該LED元件側 面則設有相應之公螺紋，藉此，可將該LED元件鎖固於該 轉接環中。該電路板包含一導電接點，其連接該LED元件 之底部，作為正極連接；該LED元件側面之公螺紋則作為 負極連接。藉由上述公、母螺紋之設置，可輕易替換損壞 的LED元件，而無需更換整組之LED燈。 本創作之高功率LED元件包含一 LED封裝件、一環體以 及一電極片，其係層疊設置。該LED封裝件包含LED晶 粒，該環體則設置於該LED封裝件下方。該電極片係設置 於該環體下方，且包含穿設於該環體之一直立柱，該直立 M315936 柱之頂端連接該LED封裝件底部。該電極片及環體係分別 作為該LED元件之正、負電極。 本創作之高功率LED燈不僅結構簡單，且轉接環及杯狀 燈殼均具散熱效果，再加上無透鏡或燈罩之設置，可將散 熱效果進一步提升，從而解決目前困擾高功率LED燈最劇 之散熱問題。 【實施方式】

圖2、3(a)及3(b)係本創作第一實施例之高功率LED燈之 示意圖；圖2係其分解示意圖，圖3(a)顯示組合時之立體 狀態，圖3(b)則為其側視圖。 參照圖2，一高功率LED燈20包含一杯狀燈殼21、一燈 座22、一散熱膠體23、一電路板24、一轉接環26及一 LED 元件27。 因一般高功率LED可承受之電壓為3.4V及350mA，固相 較於MR-16規格之傳統鹵素燈所用之12V或110V，高功率 LED燈需該電路板24作為電壓轉換之用。該電路板24有兩 插電接腳25以連接電源，且具有一導電接點241作為LED 元件27正極之導電連接之用。該電路板24係結合散熱膠體 23配合燈座22内部形狀而設置於其中。該轉接環26内具母 螺紋261，該母螺紋261相應於該LED元件27之公螺紋 271，供該LED元件27鎖固之用。另外，本實施例中該轉 接環26可由金屬作成，因其直接以螺牙接觸該LED元件 27，可進一步增加散熱功效。 參照圖3(a)，該杯狀燈殼21之内表面係設置反射曲面 M315936 211，以將該LED元件27發出之光線有效射出。該高功率 LED燈20組合後，因LED元件27係設置於杯狀燈殼21之底 部，即接近該反射曲面211之焦點位置，而具更佳之射出 效果。圖3(b)係圖3(a)之高功率LED燈20之侧面圖，Ητ係 杯狀燈殼21之總垂直深度，HL係LED元件27之表面至杯狀 燈殼21之底部之垂直距離，其中HL對Ητ之比率係·· 0.01< HL/HT <0.50，較佳之比率係·· 0.03< HL/HT <0.40，最佳之 比率係：0.05< HL/HT <0.35。 圖4及5係本創作第二實施例之高功率LED燈之示意 圖；圖4係其分解示意圖，圖5則顯示組合時之立體狀態。 相較於第一實施例之高功率LED燈20，第二實施例之高功 率LED燈30係增設一散熱罩28於該LED元件27與該轉接 環26之間，可進一步提昇散熱效果。 圖6係該LED元件27之分解示意圖，其包含一 LED封裝 件272、一環體273、一絕緣膠層274以及一電極片275，其 係層疊設置。該LED封裝件272係LED晶粒277封裝之組 件。該LED封裝件272與該環體273係以點錫膏或銀膠或導 熱膠片經迴焊或高溫固化黏著而成。該電極片275中央凸 設一直立柱276，穿過該絕緣膠層274及環體273之中央孔 洞而連接該LED封裝件272之底部，作為該LED封裝件272 之正極。相對地，連接該轉接環26之該環體273之公螺紋 271係作為該LED封裝件272之負極。該絕緣膠層274係疊 設於該電極片275及該環體273之間，作為正、負極絕緣之 用。該絕緣膠層274之熱傳導係數大於1.0 W/m K。 M315936 本創作之高功率LED燈20或30因無須傳統之透鏡或燈 罩的設置，而直接將LED元件27曝露於空氣中，再加上轉 接環26、杯狀燈殼21及散熱膠體23等均具散熱功效，因此 可有效逸散該LED元件27所散發的熱，而得增進該LED元 件27之使用壽命。另外，當該LED元件27損壞時，直接更 換即可，無須更換整組LED燈20或30，可大幅減少使用者 之維護成本。 本創作之技術内容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本 項技術之人士仍可能基於本創作之教示及揭示而作種種 不背離本創作精神之替換及修飾。因此，本創作之保護範 圍應不限於實施例所揭示者’而應包括各種不背離本創作 之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 圖1係習知之高功率LED燈之分解示意圖； 圖2、圖3(a)和圖3(b)係本創作第一實施例之高功率led 燈之不意圖； 圖4及圖5係本創作第二實施例之高功率led燈之示意 圖；以及 圖6本創作之LED元件之分解示意圖。 【主要元件符號說明】 10 LED燈 11 杯狀燈殼 12 燈座 13 插電接腳 14 LED元件 15 導線 16 絕緣片 17 透鏡 M315936 18 燈蓋 20 高功率LED燈 22 燈座 24 電路板 26 轉接環 28 散熱罩 241 導電接點 271 公螺紋 273 環體 275 電極片 277 L E D晶粒 21 杯狀燈殼 23 散熱膠體 25 插電接腳 27 LED元件 211 反射曲面 261 母螺紋 272 LED封裝件 274 絕緣膠層 276 直立柱

Claims (1)

1. M315936 九、申請專利範圍： 1. 一種高功率發光二極體（LED)燈，包含： 一杯狀燈殼，其内表面係一反射曲面； 一 LED元件，設置於該杯狀燈殼底部，其發出之光可經 該反射曲面反射，其中0.05< HL/HT <0.3 5，Ητ係該杯狀燈 殼之總垂直深度，HL係該LED元件之表面至該杯狀燈殼底 部之垂直距離；

   一轉接環，可供該LED元件固設連接；以及 一電路板，作為提供該LED元件電源之介面。 2. 根據請求項1之高功率LED燈，其中該LED元件侧面設有 公螺紋，該轉接環設有相應之母螺紋，供該LED元件鎖固。 3. 根據請求項1之高功率LED燈，其中該電路板包含一導電 接點，其連接該LED元件之底部，作為正極連接。 4. 根據請求項1之高功率LED燈，其另包含一設於該杯狀燈 殼底部之燈座，其中該電路板係結合導熱膠體而設置於該 燈座中。 5. 根據請求項1之高功率LED燈，其另包含一散熱罩，設置 於該LED元件及轉接環之間。 6. 根據請求項2之高功率LED燈，其中該LED元件包含： 一LED封裝件，包含至少一 LED晶粒； 一環體，設置於該LED封裝件下方，且其側面包含該公 螺紋； 一電極片，設置於該環體下方，且包含穿設於該環體 之一直立柱，該直立柱之頂端連接該LED封裝件底部；以 12 M315936 及 一絕緣膠層，疊設於該電極片及該環體之間，作為正、 負極絕緣之用。 7. 根據請求項6之高功率LED燈，其中該電極片係作為該 LED元件之正極。 8. 根據請求項6之高功率LED燈，其中該公螺紋係作為該 LED元件之負極。 9. 根據請求項6之高功率LED燈，其中該絕緣膠層之熱傳導 係數大於LO W/m K。 10· —種高功率LED元件，用於裝設於一高功率LED燈，該 LED燈包含一内有母螺紋之轉接環，該高功率LED元件包 含： 一 LED封裝件，包含至少一 LED晶粒； 一環體，設置於該LED封裝件下方，且其侧面包含與該 母螺紋相應之公螺紋；

   一電極片，設置於該環體下方，且包含穿設於該環體 之一直立柱，該直立柱之頂端連接該LED封裝件底部；以 及 一絕緣膠層，疊設於該電極片及該環體之間，作為正、 負極絕緣之用。 11. 根據請求項10之高功率LED元件，其中該環體與該轉接環 電氣連接於LED元件之負極。 12. 根據請求項10之高功率LED元件，其中該電極片係作為該 LED元件之正極，該環體侧面之公螺紋係作為該LED元件 13 M315936 之負極。 14