TWI573951B - 發光二極體導光燈管 - Google Patents

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Description

發光二極體導光燈管
本發明係關於一種燈具，特別是一種發光二極體導光燈管。
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)作為一種新興之發光光源，其已經被廣泛的運用於各種需要照明的領域。由多個發光二極體組成的模組能產生高功率和高亮度之光源，完全可以取代傳統的照明裝置，進而成為符合節能環保主題的理想發光光源。目前已有發展發光二極體燈管來取代傳統的白熾燈燈管以及螢光燈管作為照明裝置使用，其具有高亮度以及使用壽命較長等優點。
一般而言，習知的發光二極體燈管會在燈管內提供一整條發光二極體，並藉由發光二極體發出光線以提供照明。然而，由於習知的發光二極體燈管內的發光二極體只提供部分角度照射，無法像一般日光燈管提供全方位角度的照明。而目前全角度的發光二極體燈管則面臨了散熱面積太小，導致發光二極體溫度過高的問題。
鑒於以上的問題，本發明揭露一種發光二極體導光燈管，有助於解決發光二極體散熱不佳以及光線無法被有效利用於照明外部環境的問題。
本發明所揭露的發光二極體導光燈管包含至少一光源模組、一導光件和一散熱件。光源模組包含一基座和多個發光二極體，且這些發光二極體熱接觸於基座。導光件包含一入光面、一第一出光面、一第二出光面及多個光散射微結構，且這些發光二極體設置於相對入光面。散熱件設置於相對第二出光面並且熱接觸於基座，且散熱件沿著第二出光面延伸。
根據本發明所揭露的發光二極體導光燈管，散熱件設置於相對第二出光面並且熱接觸於基座，且散熱件沿著第二出光面延伸，而使發光二極體導光燈管的內部空間得以被散熱件有效利用，進而令發光二極體導光燈管能提供較大的散熱面積幫助發光二極體散熱。當發光二極體發光時，發光二極體所產生的熱能可傳導至散熱件，而令散熱件能幫助發光二極體進行散熱，有助於提升散熱效率以避免發光二極體溫度過高。另外，散熱件亦有助於將自出射至發光二極體導光燈管內部的光線反射回導光件，而改從導光件出射至外部環境，使得原本出射至發光二極體導光燈管內部的光線能被利用於照明外部環境，有效提升發光二極體導光燈管的出光量。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請同時參照圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例之發光二極體導光燈管的立體示意圖。圖2為圖1之發光二極體導光燈管的分解示意圖。圖3為圖1之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。在本實施例中，發光二極體導光燈管1包含一導光件10、二光源模組20以及一散熱件30。光源模組20的數量並不以此為限，其可以在製造過程中依照需求任意調整。
導光件10可以包含一本體110和形成於本體110的多個光散射微結構120。導光件10的材質可以是玻璃、壓克力或是其他可透光材料。導光件10可以為中空柱狀，並且可具有位於本體110的一第一出光面111、一第二出光面112以及二環形入光面113。環形入光面113介於第一出光面111和第二出光面112之間，且這些光散射微結構120分別設置於第一出光面111和第二出光面112。詳細來說，第一出光面111係為導光件10面向外部環境的外表面，且第二出光面112係為導光件10面向發光二極體導光燈管1內部的內表面。光散射微結構120可以是形成於第一出光面111或第二出光面112的凹槽或凸點，且每個光散射微結構120的尺寸可以是數微米(micrometers)至數百微米之間。光散射微結構120用以破壞光線全反射以使發光二極體導光燈管1出射到外部的光強度更均勻柔合。
二光源模組20分別設置於位於本體110相對二端的二環形入光面113。每個光源模組20包含一基座210和多個發光二極體220。基座210可以是金屬板、陶瓷板或是鉛製印刷電路板，且發光二極體220可以是能發出可見光的二極體晶片。這些發光二極體220介於本體110和基座210之間。詳細來說，導光件10的環形入光面113面對基座210以及發光二極體220，並且這些發光二極體220設置於相對環形入光面113。進一步來說，這些發光二極體220可以直接接觸地設置於環形入光面113或是和環形入光面113保持間隔。這些發光二極體220可以沿著環形入光面113呈環狀排列或是根據實際的照明需求調整排列方式。此外，發光二極體220熱接觸於基座210，而使發光二極體220發光時產生的熱能得以傳導至基座210。在本實施例中，基座210可以卡合於導光件10的本體110(例如圖2中將本體110的多個卡塊130分別卡合於基座210的多個卡孔230)，以防止導光件10偏移或是碰撞到發光二極體導光燈管1的元件。
散熱件30用以對發光二極體220進行散熱。散熱件30設置於相對第二出光面112並且熱接觸於基座210。進一步來說，散熱件30位於導光件10靠近第二出光面112的一側並熱接觸於基座210。散熱件30相對導光件10沿著第二出光面112延伸。詳細來說，散熱件30可沿著垂直第二出光面112法線之方向沿伸，或者是沿著第二出光面112稍微傾斜地延伸。導光件10罩覆散熱件30。散熱件30可以為中空柱狀，其可穿設導光件10，而使導光件10將散熱件30圍繞於內。導光件10的第二出光面112面對散熱件30，且散熱件30的相對二端可分別固定於二光源模組20的二基座210。散熱件30可以和導光件10相分離，且發光二極體220可沿著環形入光面113排列而共同圍繞散熱 件30。在本實施例中，散熱件30固定於基座210的方式可以是用導熱膠將散熱件30貼附於基座210，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，散熱件和基座可以分別具有相對應的卡勾與卡孔，透過卡勾卡合於卡孔的方式來組裝固定散熱件與基座。
此外，如圖3所示，散熱件30可以包含一散熱層310和一光反射層320。散熱層310熱接觸於基座210，且至少部分光反射層320介於散熱層310和導光件10的本體110之間。散熱層310可以是金屬管或是陶瓷管，且光反射層320可以是塗佈於散熱層310面向導光件10一側的反光材料。舉例來說，光反射層320的材料可以是硫酸鋇(Barium Sulfate，BaSOx)，而使散熱件30的外表呈白色且光滑狀態。另外，散熱件30的長度L1可以等於或大於導光件10的長度L2，而令發光二極體導光燈管1的內部空間得以被散熱件30有效利用，有助於提升散熱層310的散熱效率。
如圖3所示，發光二極體220發出的光線L可自環形入光面113入射至本體110內。當發光二極體220持續發出光線L時，發光二極體220的溫度亦隨著上升。此時，發光二極體220所產生的熱能可依序先傳導至基座210後再傳導至散熱件30的散熱層310，而有助於避免發光二極體220溫度過高。更進一步來說，散熱件30提供額外的散熱表面積給發光二極體220，使得散熱速率能有效得到提升。
當發光二極體220發出的光線L在本體110內傳播至第一出光面111或第二出光面112的時候，入射角大於本體110全反射臨界角度的光線L會在第一出光面111或第二出光面112發生全反射，而被限制於本體110內並且繼續沿著本體110的軸向方向傳播。換言之，入射角小於本體110全反射臨界角度的光線L則會自第一出光面111或是第二出光面112出射。當光線L傳播至光散射微結構120時，光散射微結構120能令原本會發生全反射的光線L產生散射而出射到本體110外，而有助於提升光線L的出射比率，進一步提升發光二極體導光燈管1的出光量。
此外，自第二出光面112出射的光線L會行進到散熱件30的光反射層320，此時光反射層320能將光線L反射，而使光線L由第二出光面112入射到本體110內並朝著第一出光面111前進，進一步能自第一出光面111出射到外部環境。藉此，散熱件30有助於將自第二出光面112出射的光線L均勻地反射回本體110內而改從第一出光面111出射，更進一步提升發光二極體導光燈管1的出光量。值得一提的是，散熱件30並不一定需要光反射層320才能反射光線L。在其他實施例中，散熱件可以不含有光反射層，而是將散熱層進行拋光處理使表面變得光滑，藉此同樣能達到反射光線L的功效。
綜上所述，當發光二極體220持續發出光線L時，發光二極體220所產生的熱能可傳導至散熱件30的散熱層310，而有助於對發光二極體220進行散熱以避免發光二極體220溫度過高。另外，散熱件30有助於將自第二出光面112出射的光線L均勻地反射回本體110內而改從第一出光面111出射，使得原本自第二出光面112出射的光線L能被利於照明外部環境，有效提升發光二極體導光燈管1的出光量。
第一實施例中的散熱件是以貼附方式固定並熱接觸於光源模組的基座，但本發明並不以此為限。請同時參照圖4和圖5。圖4為根據本發明第二實施例之發光二極體導光燈管的分解示意圖。圖5為圖4之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。由於第二實施例和第一實施例相似，故以下僅就相異處進行說明。
在本實施例中，每個光源模組20的基座210具有一穿孔211，並且散熱件30具有一凸緣330。散熱件30沿著導光件10的軸向穿設穿孔211，並且凸緣330抵靠於基座210背對導光件10的一側。藉此，散熱件30可不需以貼附方式熱接觸於基座210。凸緣330和穿孔211周圍可以設有多個鎖孔(未繪示)，以適於搭配螺絲相鎖合固定。此外，基座210開設有穿孔211而使得散熱件30的內部與外部環境相連通，有助於藉由空氣對流來進一步提升散熱件30的散熱效率。舉例來說，可以在散熱件30二端分別設置一風扇(未繪示)，透過風扇導引散熱件30內部的空氣流動來增加散熱效率。
第一實施例中的導光件是中空柱狀，但本發明並不以此為限。請同時參照圖6和圖7。圖6為根據本發明第三實施例之發光二極體導光燈管的分解示意圖。圖7為圖6之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。由於第三實施例和第一實施例相似，故以下僅就相異處進行說明。
在本實施例中，導光件10為弧狀，並且具有位於本體110的一弧形入光面113’。第一出光面111係為本體110的凸面，且第二出光面112係為本體110的凹面。散熱件30位於導光件10鄰近第二出光面112的一側，並且發光二極體220皆位於散熱件30的下方。藉此，導光件10僅罩覆散熱件30的底部，而令散熱件30頂部能顯露於外部環境，有助於提升散熱件30的散熱效率。
第一實施例中的光源模組數量為二，但本發明並不以此為限。請參照圖8，為根據本發明第四實施例之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。由於第四實施例和第一實施例相似，故以下僅就相異處進行說明。在本實施例中，光源模組20的數量為一，其設置於位於本體110的二環形入光面113其中之一。
第一實施例中的光散射微結構分別設置於第一出光面和第二出光面，但本發明並不以此為限。請參照圖9，為根據本發明第五實施例之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。由於第五實施例和第一實施例相似，故以下僅就相異處進行說明。
在本實施例中，光散射微結構120全部設置於第二出光面112。換句話說，第一出光面111未設置有任何光散射微結構120，如 此發光二極體導光燈管1可以有較佳的外觀。發光二極體220的光線藉由第二出光面112為的光散射微結構120及散熱件30的光反射層320反射從第一出光面111出射
綜上所述，本發明所揭露的發光二極體導光燈管中，散熱件設置於相對第二出光面並且熱接觸於基座，且散熱件沿著第二出光面延伸，而使發光二極體導光燈管的內部空間得以被散熱件有效利用，進而令發光二極體導光燈管能提供較大的散熱面積幫助發光二極體散熱。當發光二極體發光時，發光二極體所產生的熱能可傳導至散熱件，而令散熱件能幫助發光二極體進行散熱，有助於提升散熱效率以避免發光二極體溫度過高。另外，散熱件亦有助於將自出射至發光二極體導光燈管內部的光線反射回導光件，而改從導光件出射至外部環境，使得原本出射至發光二極體導光燈管內部的光線能被利用於照明外部環境，有效提升發光二極體導光燈管的出光量。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1‧‧‧發光二極體導光燈管
10‧‧‧導光件
110‧‧‧本體
111‧‧‧第一出光面
112‧‧‧第二出光面
113‧‧‧環形入光面
113’‧‧‧弧形入光面
120‧‧‧光散射微結構
130‧‧‧卡塊
20‧‧‧光源模組
210‧‧‧基座
211‧‧‧穿孔
220‧‧‧發光二極體
230‧‧‧卡孔
30‧‧‧散熱件
310‧‧‧散熱層
320‧‧‧光反射層
330‧‧‧凸緣
L‧‧‧光線
圖1為根據本發明第一實施例之發光二極體導光燈管的立體示意圖。 圖2為圖1之發光二極體導光燈管的分解示意圖。 圖3為圖1之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。 圖4為根據本發明第二實施例之發光二極體導光燈管的分解示意圖。 圖5為圖4之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。 圖6為根據本發明第三實施例之發光二極體導光燈管的分解示意圖。 圖7為圖6之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。 圖8為根據本發明第四實施例之發光二極體導光燈管的剖切示意圖。 圖9為根據本發明第五實施例之發光二極體導光燈管的立體示意圖。
1‧‧‧發光二極體導光燈管
10‧‧‧導光件
110‧‧‧本體
120‧‧‧光散射微結構
20‧‧‧光源模組
30‧‧‧散熱件

Claims (11)

  1. 一種發光二極體導光燈管，包含：至少一光源模組，包含一基座和多個發光二極體，且該些發光二極體熱接觸於該基座；一導光件，包含一入光面、一第一出光面、一第二出光面及多個光散射微結構，該些發光二極體設置於相對該入光面；以及一散熱件，設置於相對該第二出光面並且熱接觸於該基座，該散熱件沿著該第二出光面延伸，該散熱件固定於該基座並且和該導光件相分離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體導光燈管，其中該導光件為中空柱狀，該導光件將該散熱件圍繞於內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體導光燈管，其中該導光件為弧狀，該散熱件位於該導光件凹面的一側。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體導光燈管，其中該散熱件的長度大於或等於該導光件的長度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體導光燈管，其中該散熱件為中空柱狀。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體導光燈管，其中該散熱件包含一光反射層和一散熱層，該散熱層熱接觸於該基座，且該光反射層介於該散熱層和該導光件之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體導光燈管，其中該光反射層的材料為硫酸鋇(Barium Sulfate，BaSOx)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體導光燈管，其中該至少一光源模組的數量為二，該二光源模組分別設置於該導光件的相對二端，且該散熱件的相對二端分別固定並且熱接觸於該二基座。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體導光燈管，其中該些光散射微結構設置於該第二出光面。
  10. 如申請專利範圍第1項或第9項所述之發光二極體導光燈管，其中該些光散射微結構設置於該第一出光面。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體導光燈管，其中該至少一發光二極體模組的該基座具有一穿孔，且該散熱件穿設該穿孔。
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