TWI542816B - 均溫發光二極體燈泡 - Google Patents

Description

均溫發光二極體燈泡

本發明有關一種均溫發光二極體燈泡，尤指一種具有熱源分散功能並能增進散熱效率的均溫發光二極體燈泡。

由於節能環保的潮流，以及LED照明技術日漸成熟，採用以LED作為光源的照明技術的運用也日漸普及。

習用的LED燈泡技術領域中，LED晶片的散熱一直是相當難以解決的問題。習用的LED燈泡結構，多數將LED發光晶片安裝於一基板上，並將基板連同LED發光晶片封裝於一密閉的燈殼中。同時，習用的LED燈泡結構，其LED晶片設置於基板上的排列方式，多數採用矩形、圓形或菱形等排列方式將LED晶片密佈地設置於基板上，因此使得LED晶片分佈設置於基板的中央到邊緣位置。

習用的LED燈泡結構採用將LED晶片以集中方式設置在基板上的構造，將產生以下問題：

1、因為LED晶片位置集中，因此將使得LED晶片產生的熱度集中在基板的中心位置，再加上LED晶片被密封在透光殼體中，將會導致LED晶片散熱不易，以致於影響到LED晶片的使用壽命。

2、因為LED晶片集中在基板的中心位置，因此在安裝LED晶片的基板上已無多餘空間可以安裝其他電路元件，因此使得LED燈泡的驅動電路必須另外安排安裝位置，而造成LED結 構設計的困難，並且增加整體體積。

故，如何藉由結構設計的改良，來提升LED燈泡的散熱效果，來克服上述的缺失，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

本發明實施例在於提供一種可避免發光晶片溫度集中，增加散熱效率，以提高使用壽命的均溫發光二極體燈泡。

本發明之均溫發光二極體燈泡，主要實施例包括：一基座、多個散熱鰭片、一基板、多個發光晶片、一導光殼體、及一反光層。其中基座為圓形板體，基座具有一正面及一背面；多個散熱鰭片的一端連接於基座的背面，另一端連接有一電源接頭。基板一側面貼靠於基座的正面，另一側面具有一承載面。所述散熱鰭片是以與所述基座垂直且以放射狀排列方式設置於所述基座的背面。多個發光晶片以圓環狀排列設置於基板的承載面上的外圍，且每一個發光晶片安裝的位置與每一個散熱鰭片連接於基座的位置相互對準。導光殼體設置於所述基座的正面，所述導光殼體概呈半圓球體狀，其貼靠於基座的一側具有一個可覆蓋多個發光晶片表面的入光面。以及一反光層，所述反光層設置於所述導光殼體的內側面。其中多個所述發光晶片環繞於所述反光層的周圍，且多個所述發光晶片產生的光線從所述導光殼體的所述入光面，多個所述發光晶片產生的光線經由所述入光面進入所述導光殼體內，使得多個所述發光晶片產生的光線於所述導光殼體內傳導。

本發明主要實施例中，進一步具有一驅動電路，驅動電路安裝於基板承載面上位於各個發光晶片內側的位置，並具有一保護殼完全覆蓋驅動電路。

本發明另一實施例，基座背面具有一容置空間，一驅動電路容納於容置空間中。

本發明另一實施例，進一步於導光殼體內摻雜光擴散粒子，且於反光層設置具有反光能力的微結構。

本發明主要功效在於：

1、本發明發光晶片的安裝方式，使得發光晶片產生的熱度能夠均勻地分佈於基座的外圍，避免熱度集中的現象，且能夠提高散熱效率，並有利於散熱結構的設計與安排。

2、本發明發光晶片安裝位置對準於每一個散熱鰭片連接於基座的位置，使得發光晶片產生的熱度能夠以直線方向傳導至散熱鰭片，因此能夠提高其散熱效率。

3、本發明藉由導光殼體與反光層配合，使得多個發光晶片的光線可以相互融合成為一個完整光源。此外導光殼體內部可進一步摻雜光擴散粒子，以及於反光層表面進一步設置具有反光能力的微結構，因此提高其導光與反射效率。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

10‧‧‧基座

11‧‧‧散熱鰭片

12‧‧‧電源接頭

13‧‧‧導流孔

14‧‧‧保護管

15‧‧‧容置空間

20‧‧‧導光殼體

21‧‧‧入光面

22‧‧‧光擴散粒子

T1‧‧‧厚度

T2‧‧‧厚度

30‧‧‧反光層

31‧‧‧微結構

40‧‧‧基板

41‧‧‧承載面

50‧‧‧發光晶片

60‧‧‧驅動電路

61‧‧‧保護殼

62‧‧‧導線

圖1為本發明第一實施例的立體組合圖。

圖2為本發明第一實施例的立體分解圖。

圖3為本發明第一實施例從另一角度所取的立體分解圖。

圖4為本發明第一實施例的組合剖面圖。

圖5為本發明第一實施例移除導光殼體與反光層之狀態下所取的俯視圖。

圖6為本發明第二實施例使用的基座與散熱鰭片的立體圖。

圖7為本發明第二實施例移除導光殼體與反光層之狀態下所取的俯視圖。

圖8為本發明第三實施例的組合剖面圖。

圖9為本發明第四實施例的導光殼體與反光層的局部放大剖面圖。

〔第一實施例〕

請參閱圖1圖2及圖3所示，本發明之均溫發光二極體燈泡主要包括：一基座10、多個設置於基座10背面的散熱鰭片11、一基板40、多個發光晶片50、一導光殼體20、及一反光層30。

該實施例中，基座10為一個採用鋁合金或其他高導熱金屬製成的圓形板體，基座10的正面設置有基板40，基板40的一側面貼靠於基座10的正面，且另一側具有有一承載面41，多個所述發光晶片50安裝於基板40的承載面41上，且以圓環狀排列設置於承載面41的外側。

該實施例中基板40為一個直徑略小於基座10的圓形板體，且貼靠於基座10的正面。基板40可採用鋁合金或其他導熱材質製成，增進發光晶片50的散熱效果。基板40上除設置有發光晶片50外，還設置有用以連接各個發光晶片50的電路，以及其他電路元件。

該實施例中，基座10和多個散熱鰭片11是採鋁合金一體成型製成，多個散熱鰭片11一端連接於基座10的背面，另一端連接有一電源接頭12。該實施例中，電源接頭12為一個螺紋形式的電源接頭，並且與基板40上的導電線路以及發光晶片50電性連接，以提供本發明之均溫發光二極體燈泡電力。

如圖2及圖3所示，本發明的多個發光晶片50是以圓環狀排列設置於基板40的周圍。本發明發光晶片50以此方式排列設置的主要目的，係為使得產生熱源的發光晶片50能夠分散設置在靠近基板40與基座10外緣的位置，以使得發光晶片產生的熱度能夠均勻地分佈於基座10的外圍，避免熱度集中的現象，且由於發光晶片50安裝的位置分佈於基座10靠近外側的位置，使得每一個發光晶片50彼此間具有較大的間距，所以使得本發明的散熱結構在設計時具有較大的散熱空間與面積。

如圖4所示，發光晶片50是利用基板40安裝在基座10的正面，因此發光晶片50產生的熱度會經由基板40以及基座10的傳 導傳遞到散熱鰭片11，並藉由散熱鰭片與空氣接觸以進行散熱。如圖3所示，本發明的散熱鰭片11是以垂直於基座10的背面，並且以放射狀排列方式設置於基座10的背面。各個散熱鰭片11彼此間相互間隔，而形成供氣流流通的間隙。如圖2所示，為了增進基座10的散熱效果，基座10於位於每一個散熱鰭片11之間的間隙之中且靠近基座外側的位置設有多個從基座10的正面貫穿到基座的背面的導流孔13，使得基座正面的空氣可經由多個導流孔13與各個散熱鰭片11之間的間隙中的空氣相互流通，以提高散熱鰭片的散熱效果。

如圖5所示，本發明該實施例中，發光晶片50的數量和散熱鰭片11的數量相等，且多個發光晶片50安裝於基板40的位置，是與每一個散熱鰭片11連接於基座10背面的位置相互對應，因此使得每一個發光晶片50都有一個相互對應的散熱鰭片11，而且因為每一個發光晶片50的位置和每一個散熱鰭片11的位置相互對應，因此使得發光晶片50產生的熱度能夠以最短的路徑穿過基座10傳導到散熱鰭片11，以增加本發明之燈泡的散熱速度。

如圖1至圖4所示，由於各個發光晶片50是以分散方式安裝於基板40的周圍，因此為使得各個發光晶片50個別產生的光線能夠融合成為一個整體的連續光源，因此本發明進一步利用導光殼體20及反光層30相互配合，以便於將多個發光晶片50的光線傳導並混合成為一個整體的光源。

如圖4所示，本發明使用的導光殼體20為一個採用導光透明材質製成(例如：壓克力)且概呈半圓球體的罩體。導光殼體20安裝於基座的正面，且其靠近基座10一側具有一入光面21。該入光面為一個環繞於各個發光晶片50上表面的圓環狀平面，且可以將各個發光晶片50完全覆蓋。入光面21貼靠於各個發光晶片50的表面，因此使得各個發光晶片50產生的光線可從入光面21透射進入導光殼體20的內部。

導光殼體內部具呈凹陷狀，且將所述的反光層30容納於導光殼體20內部的凹陷空間中。該實施例中，反光層30是一個可以反射光線的半圓形球體，且容納於導光殼體20的內側。反光層30可以盡量貼近於導光殼體20的內側表面，使得反光層30與導光殼體20內側之間的間隙減到最小，以減少光線傳導的損失。反光層30可以為一個獨立的元件，也可以是以貼附、塗佈、或電鍍、蒸鍍等方式附著於導光殼體20內側面的反光材質或反光層所構成。

反光層30靠近於基座10一側端容置於多個發光晶片50的內側緣之間。如圖4所示，多個發光晶片50產生的光線透射進入到導光殼體20內部之後，藉著導光殼體20的傳導作用，使得光線沿著導光殼體20的內部材質傳遞。而且光線通過導光殼體20的外側表面時，一部份光線會透射出導光殼體20的外側，而一部份的光線又被反射回來，被導光殼體20表面反射回來的光線，以及發光晶片50產生的光線碰觸到反光層30的表面時，又再次被反光層30反射，而沿著導光殼體20傳導。因此藉由導光殼體20與反光層30的傳導與反射作用相互配合，可使得各個發光晶片50產生的光線相互混合形成一個整體的光源。

本發明上述導光殼體20的特徵之一，係在於導光殼體20的厚度是採用在入光面21位置的厚度最厚，然後越朝向導光殼體20的頂端逐漸變薄的構造，如圖4所示，導光殼體20位於入光面21的一端的厚度為T1，於導光殼體20頂端中央位置最薄處的厚度為T2。導光殼體20採用上述厚度由入光面21處朝向頂端中央逐漸變薄的結構的原因，是因為發光晶片50的光線在導光殼體20內部傳遞的過程中，光線的強度會因為散射的因素而逐漸地減弱，因此採用本發明此種將導光殼體20的厚度由入光面21處至頂端中央由厚變薄的結構，將可使得導光殼體20在中央的頂部具有較薄的厚度，使得傳遞到導光殼體20的中央頂端的光線易於從 此處透出。

本發明的均溫發光二極體燈泡，更進一步將用以驅動多個發光晶片50的驅動電路整合於燈泡中。如圖4所示實施例，一驅動電路60安裝於基板40的承載面41上位於多個發光晶片50與反光層30內側之間的位置。以及一保護殼61，保護殼61容置於多個多個發光晶片50與反光層30內側之間的位置並且覆蓋於驅動電路60的外側，藉以將保護驅動電路60，以增加本發明之均溫發光二極體燈泡的使用安全性。

所述驅動電路60電性連接於各個發光晶片50與電源接頭12之間，以提供各個發光晶片穩定的電流。此外，基板40的背面連接有一個貫穿過基座10，且延伸到電源接頭的保護管14，保護管14內部穿設有連接於電源接頭12與驅動電路60的導線62，以使得驅動電路與電源接頭12達成電性連接。藉由保護管14的引導及保護作用，使得導線62不易短路且不容易受到基座10及散熱鰭片11傳導熱度的影響而損壞。

〔第二實施例〕

本發明第一實施例中，每一個發光晶片50的位置是與每一個散熱鰭片11的位置相互對應，但其實際運用時，發光晶片50的數量和安裝位置並不一定和散熱鰭片11相戶對應。

如圖6所示，為本發明第二實施例，第二實施例中，基座10的背面設置有多個散熱鰭片11。如圖7所示，本實施例中，散熱鰭片11的數量大於發光晶片50的數量，因此使得每一個發光晶片50的位置和多個散熱鰭片11的位置相互鄰近，以達到更佳的散熱效果。

〔第三實施例〕

如圖8所示，為本發明第三實施例，該實施例中，基座10的背面與各個散熱鰭片11之間具有一個容置空間15，容置空間15中安裝有一個驅動電路60。驅動電路60和多個發光晶片50電性 連接，並且藉由導線62與電源接頭12連接。所述導線穿設於一個從電源接頭12延伸到靠近所述驅動電路60的保護管，以使得導線62不易短路且不容易受到基座10及散熱鰭片11傳導熱度的影響而損壞。

〔第四實施例〕

如4及圖9所示，為本發明第四實施例，第四實施例係於導光殼體20的材質內部摻雜有多個光擴散粒子22，或者是於反光層30的表面設置多個可反射光線的微結構31，以增加導光殼體20以及反光層30的光線傳導效率或者是增加光線擴散均勻的目的。

該導光殼體20內部的光擴散粒子22可以採用諸如具有反光能力的金屬或金屬化合物粒子。反光層30表面的反光微結構31，則可為階梯狀反光紋路、或者是反光層表面的微小凸起或凹陷的微結構。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本發明的有益效果主要如下：

1、本發明發光晶片50安裝方式，使得發光晶片50產生的熱度能夠均勻地分佈於基座10的外圍，避免熱度集中的現象，且由於每一個發光晶片50彼此間具有較大的間距，所以使得本發明的散熱結構在設計時具有較大的散熱空間與面積。

2、本發明發光晶片50安裝位置對準於每一個散熱鰭片11連接於基座10的位置，或者是每一個發光晶片50與多個散熱鰭片11鄰近，使得發光晶片50產生的熱度能夠以直線方向傳導至散熱鰭片11，因此能夠提高其散熱效率。

3、本發明藉由導光殼體20與反光層30配合，使得多個發光晶片50的光線可以相互融合成為一個完整光源。此外導光殼體20內部可進一步摻雜光擴散粒子22；或者是於反光層30表面進一步設置具有反光能力的微結構31，因此提高其光擴散效果。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

10‧‧‧基座

11‧‧‧散熱鰭片

12‧‧‧電源接頭

14‧‧‧保護管

20‧‧‧導光殼體

21‧‧‧入光面

T1‧‧‧厚度

T2‧‧‧厚度

30‧‧‧反光層

40‧‧‧基板

41‧‧‧承載面

50‧‧‧發光晶片

60‧‧‧驅動電路

61‧‧‧保護殼

62‧‧‧導線

Claims (9)

1. 一種均溫發光二極體燈泡，其包括：一基座，所述基座為圓形板體，所述基座具有一正面及一背面；多個散熱鰭片，多個所述散熱鰭片的一端連接於所述基座的背面；一電源接頭，所述電源接頭設置於所述基座的背面，並連接於多個所述散熱鰭片的另一端；一基板，所述基板一側面貼靠於所述基座的正面，所述基板另一側面具有一承載面；多個發光晶片，多個所述發光晶片以圓環狀排列設置於所述基板的所述承載面的外圍；一導光殼體，所述導光殼體設置於所述基座的正面，所述導光殼體貼靠於所述基座的一側具有一個可涵蓋於多個所述發光晶片表面的入光面；以及一反光層，所述反光層設置於所述導光殼體的內側面；其中多個所述發光晶片環繞於所述反光層的周圍，且多個所述發光晶片產生的光線經由所述入光面進入所述導光殼體內，使得多個所述發光晶片產生的光線於所述導光殼體內傳導；其中，所述反光層的表面具有用以反射光線的微結構。
2. 如請求項1所述的均溫發光二極體燈泡，其中所述導光殼體的厚度是從所述入光面處逐漸朝向所述導光殼體的頂端中央處由厚變薄地逐漸縮減。
3. 如請求項2所述的均溫發光二極體燈泡，其中多個所述散熱鰭片與所述基座採鋁合金一體成型製成，多個所述散熱鰭片是以與所述基座垂直且以放射狀排列方式設置於所述基座的背面；每一個所述發光晶片安裝的位置對應於每一個散熱鰭片與 所述基座的位置。
4. 如請求項3所述的均溫發光二極體燈泡，其中所述基板為鋁基板。
5. 如請求項4所述的均溫發光二極體燈泡，其中所述基座位靠近外側位於每一個所述散熱鰭片彼此間隙之間的位置分別設有多個從所述基座正面貫通到所述基座背面的導流孔。
6. 如請求項5所述的均溫發光二極體燈泡，更進一步包括：一驅動電路，所述驅動電路與所述多個發光晶片及所述電源接頭連接，以提供所述發光晶片電流；及一保護殼，所述保護殼包覆於所述驅動電路的外側。
7. 如請求項6所述的均溫發光二極體燈泡，其中所述驅動電路以及所述保護殼體安裝於所述基板的表面且位於所述多個發光晶片中央的位置。
8. 如請求項6所述的均溫發光二極體燈泡，其中所述基座的背面設有一容置空間，所述驅動電路安裝於所述容置空間中。
9. 如請求項7或8所述的均溫發光二極體燈泡，其中所述導光殼體的材料內摻雜有多個光擴散粒子。