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CN102966860A - Led灯具及制造该led灯具的方法 - Google Patents

Led灯具及制造该led灯具的方法 Download PDF

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led light
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钟传鹏
陈鹏
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PATRA PATENT TREUHAND
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Abstract

本发明提供一种LED灯具和制造该LED灯具的方法。该灯具具有LED发光模块，包括多个LED发光单元；以及安装部件，用于将所述LED发光模块安装在所述LED灯具中；其中，所述LED发光模块被安装成使得所述LED模块中包括的所述多个发光单元不在同一个平面上。通过该LED灯具，使得发光更均匀，此外可以提高发光效率。

Description

LED灯具及制造该LED灯具的方法
技术领域
本发明总体上涉及照明的技术领域，更具体地说，涉及一种LED灯具，及制造该LED灯具的方法。
背景技术
目前有两种方式来构造LED灯具。
第一种是由单行或多行的LED来构造LED灯管，灯罩是散光器或填充有散光材料以确保发光是均匀的。这种LED灯管的结构如图1所示。该灯管的缺点如下：灯罩(散光器)11影响了LED灯管的光效率；单个LED芯片12焊接在PCB上，整个PCB再焊接或旋拧在铝基板或散热器上，制造起来比较麻烦；因为需要通过螺丝使LED铝基板14和散热器13紧密接触，这种灯结构复杂。
第二种由板上芯片(chip on board，COB)面板LED模块制造，其罩是透明的，不填充有散光材料。这种灯结构如图2所示。其缺点在于：LED是面板源，不能达到传统荧光灯那样的光分布；需要将COB LED的封装板焊接或旋拧到铝基板或散热器上，制造麻烦；需要通过螺丝使LED铝基板14和散热器13紧密接触，这种灯结构复杂；LED荧光体是某种软硅脂，需要加罩来保护COB LED芯片，透明罩11使PCB或铝暴露，影响了外观，而且也降低了光效率。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的实施例提出一种LED灯具以及一种制造该LED灯具的方法，可以克服上述现有技术中的缺陷中的至少一种。
根据本发明的实施例，提供一种LED灯具，包括：多个LED发光单元；以及安装部件，用于将所述多个LED发光单元安装在所述LED灯具中；其中，所述多个LED发光单元被安装成使得这些LED发光单元不在同一个平面上。
根据本发明的实施例，还提供一种制造LED灯具的方法，包括：形成安装部件；通过安装部件将多个LED发光单元安装在所述LED灯具中，使得这些LED发光单元不在同一个平面上。
本发明的实施例还提供一种包括如上所述的LED灯具的照明装置。
根据本发明实施例的LED灯具和制造LED灯具的方法能够使得发光更均匀，此外可以获得以下有益技术效果中至少之一：更有助于散热，提高了发光效率，降低了LED灯具的制造成本。
附图说明
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。
图1是示出根据现有技术的LED灯管结构的图；
图2是示出根据现有技术的另一个LED灯管结构的图；
图3是示出根据本发明实施例的LED灯管的结构的示意图；
图4是用于说明轴线与柱体的关系的说明图；
图5是用于说明安装部件的构成方式的示意图；
图6是示出根据本发明实施例的LED灯管结构的示意图；
图7a是示出根据本发明实施例的LED灯管中驱动器的安装方式的示意图；
图7b示出了在使用图7(a)所示的安装部件的情况下，安装部件、LED芯片以及硅脂的配置结构的分解示意图；
图8是用于说明根据本发明实施例制造LED灯管的方法的示意图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在附图中相同的附图标记表示相同或类似的部件。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。例如，对于LED灯管的与本发明技术要点无关的部分、如端盖等不做具体描述，只描述与本发明密切相关的部件的设置。
根据本发明实施例的LED灯具包括：多个LED发光单元；以及安装部件，用于将多个LED发光单元安装在LED灯具中。其中，多个LED发光单元被安装成使得这些LED发光单元不在同一个平面上。
图3示出了根据本发明上述实施例的LED灯具的一个具体例子的内部结构示意图，在该例子中，LED灯具实施为LED灯管。为了清楚起见，图3没有示出与本发明无关的LED灯管的其他部分。如图3所示，本发明实施例的LED灯管包括安装部件18和多个LED芯片12，这些LED芯片相当于是LED灯管中的LED发光单元。LED芯片通过安装部件18被安装在LED灯光中，LED芯片在安装部件18上排列的方式也不限于图3所示的线性方式，而可以是阵列式的、各种多边形形状等，可以根据实际照明需要将LED芯片按照任何适当的图案来排列，本发明在此不受限制。另外，本发明以LED灯管为例是为了便于说明，LED灯具的外形轮廓形状不限于管状，可以是任何其他形状，只要安装部件能够容纳其中并且LED芯片不在同一平面上发光即可。
下面对图3所示的安装部件18的具体例子进行详细说明。
如图3所示，该安装部件沿着LED灯管的轴线方向(图3中未示出)。如图4中的虚线L所示，轴线L是沿LED灯管圆柱体(或其他立方体，如棱柱体)的中心的一条假想线。图4所示的轴线L下面的阴影线表示的圆柱体上的一部分M，称之为圆弧曲面M。圆弧曲面M是以轴线L为轴线的圆弧曲面。
在一个实施例中，安装部件是以LED灯管的轴线为轴线的至少两个圆弧曲面。在图3所示的例子中，安装部件18是以LED灯管的轴线为轴线的6个连续的圆弧曲面。这些连续的圆弧曲面形成以LED灯管的轴线为轴线的圆柱体，或半圆柱体，或1/4圆柱体等。图3所示的例子中，安装部件18是半圆柱体。图5(a)示出了安装部件为1/4圆柱体的情况。
安装部件还可以是与LED灯管的轴线方向平行的方向上的至少两个平面，这两个平面不在一个平面上，并形成以LED灯管的轴线为轴线的棱柱体，例如半棱柱体，或1/4棱柱体等。图5(b)示出了安装部件形成半棱柱体的情况。
在可替选的实施例中，安装部件还可以形成为是以LED灯管的轴线为轴线的齿轮状多面体，如图5(c)中附图标记18所示。在这种情况下，从LED灯管的横截面看，这种多面体的横截面是齿轮状的。当然，安装部件可以根据需要设置为具有任何合适的多面体形状。
上述形成安装部件的多个曲面或平面可以是连续的，也可以不连续。从LED灯管的横截面看，上述柱体可以形成大于0度小于等于360度的任意角度的扇形(在360度角的情况下为圆形)，或者多边形(或多边形的一部分)。如图5(a)所示，安装部件的横截面形成了90度的扇形。在图5(b)的情况下，形成了半个六边形。以上列举了安装部件被设置成是圆柱体和棱柱体的例子，还可以是除了圆柱体和棱柱体之外的其他形状，例如可以是从横截面看面积渐增的柱体，只要能确保LED芯片安装在不同的平面，从不同的角度发光即可。通过上述设置，由于LED发光单元可以从所需要的各种角度发光，得到的整体LED灯管发光均匀，而且发光表面平滑，发光角度更宽。此外，由于通过安装部件将LED发光单元安装到LED灯具中，因此简化了LED灯具的结构，且使得LED灯具的生产变得便捷。
在可替选实施例中，安装部件可以设置为是各种曲面或者平面的任意组合。
以上示出了柱体沿LED灯管轴线的设置，对于其他形状的LED灯具，安装部件可以与LED灯具形状相似或仍采取柱体形状，位置可以居中，或者布置在LED灯具内任何其他适当的地方。本发明在此不受限制。
在一种具体实现方式中，安装部件可以包括紧邻设置的散热器和绝缘层。LED芯片与绝缘层接触，安装在安装部件上。其中绝缘层位于散热器和LED芯片之间。这样做有助于为LED芯片导热，可以提高LED的寿命。至于将LED芯片设置在安装部件之上的方式，可以将单个LED芯片按照预定的排列方式逐个地设置到安装部件上。在可替选实施例中，也可以将LED芯片安装在PCB电路板上或将LED芯片形成板上芯片COB封装，然后再将PCB电路板或COP封装设置到安装部件上。在其他可替选实施例中，也可以将一部分LED芯片安装在PCB电路板上，另一部分LED芯片形成板上芯片COB封装，然后再设置在安装部件上。这相当于将多个LED芯片划分成至少一个组，一部分组中的LED芯片形成PCB电路板，一部分组中的LED芯片形成COB封装，然后，再将这些形成的PCB电路板或者COB封装安装到安装部件上。当然，也可以利用上述各种方式的任意组合，来将LED芯片设置在安装部件上。
在可替选实施例中，安装部件还可以包括依次紧邻设置的散热器和铝基板、绝缘层。至于将LED芯片设置在安装部件之上的方式，可以类似地采用上述的安装部件包括紧邻设置的散热器和绝缘层的实施例中给出的各种方式，具体细节在此不再赘述。
如上所述，安装部件可以完全或部分地呈圆柱或棱柱状。在部分地呈圆柱或棱柱状时，呈圆柱或棱柱状的部分安装LED芯片，如图3所示。，以增强散热效果。图6示出了安装部件18没有安装LED芯片的部分被设成了鳍状。然而除了鳍状之外，还可以设成其他结构来得到更加便于散热的效果。
根据本发明实施例，使用填充有荧光体的硬硅脂来封装LED芯片，如图6的附图标记15所示。因为硅脂较硬，所以其可以较好地保护LED芯片，不需要外罩，减少了光损失，从而可提高光效率。本发明不限于此，例如还可以将荧光粉与LED接触，再在LED芯片外面封装硬硅脂。或者按照传统方式进行封装，在LED芯片外面加一个透明罩，等等。
通过本发明的结构，还可以不需要驱动器壳。因为与现有技术相比，本发明的安装部件在灯管内部形成了较大的容纳空间。如图7(a)所示，驱动器17可以容纳入LED芯片的安装部件的内部。在图7(a)的例子中，安装部件的横截面为齿轮状。图7(b)示出了在使用横截面为齿轮状的安装部件的情况下，安装部件18、LED芯片12以及填充有荧光体的硅脂15的配置结构的分解示意图。
根据本发明实施例的LED灯管也不需要用于COB LED的灯罩或引线框，这样简化了灯管的结构，降低了成本。
相应地，包括有上述本发明实施例的LED灯具的照明装置也应当被认为涵盖在本发明的保护范围中。
根据本发明的实施例，还提供一种用于制造LED灯具的方法。下面参考图8描述该制造LED灯管的方法。注意，省略了本领域技术人员公知的、与本发明关系不大的制造步骤的说明。如图8所示，该方法包括：形成安装部件(S810)，然后通过该安装部件将多个LED发光单元安装在灯具中，使得该LED发光单元不在同一平面上(S820)。
其中，安装部件的形成步骤如下：形成至少两个圆弧曲面，该至少两个圆弧曲面以所述LED灯管的轴线为轴线。该至少两个圆弧曲面可以是连续的圆弧曲面，从而形成以LED灯管的轴线为轴线的圆柱体，或半圆柱体，或1/4圆柱体等，如图5(a)所示。或者形成至少两个平面作为所述安装部件，该至少两个平面与所述LED灯管的轴线方向平行且不在一个平面上。该至少两个平面可以是彼此邻接的平面，这样就形成了一个棱柱体，或半棱柱体，或1/4棱柱体等，如图5(b)所示。从横截面来看，上述圆柱体可以形成大于0度小于等于360度的任意角度的扇形，上述棱柱体可以形成任意多边形或部分多边形。
以上示出了将安装部件形成柱体的例子，还可以形成柱体之外的其他形状，如图5(c)所示的齿轮状，以与LED灯具的形状相适应。在可替选实施例中，安装部件可以设置为是各种曲面或者平面的任意组合。本发明在此不受限制。通过上述设置，由于LED发光单元可以从所需要的各种角度发光，得到的整体LED灯具发光均匀，而且发光表面平滑，发光角度更宽。此外，由于通过安装部件将LED发光单元安装到LED灯具中，因此简化了LED灯具的结构，且使得LED灯具的生产变得便捷。
在一种具体实现方式中，将安装部件形成为包括相互紧邻地设置的散热器和绝缘层，在绝缘层上设置LED芯片，在此LED芯片相当于是LED灯管中的LED发光单元。可以将单个LED芯片按照预定的排列方式(线性方式、阵列式以及各种多边形形状等)逐个地设置到安装部件上。在可替选实施例中，也可以将LED芯片安装在PCB电路板上或将LED芯片形成板上芯片COB封装，然后再将PCB电路板或COP封装设置到安装部件上。在其他可替选实施例中，也可以将一部分LED芯片安装在PCB电路板上，另一部分LED芯片形成板上芯片COB封装，然后再设置在安装部件上。当然，也可以利用上述各种方式的任意组合，来将LED芯片设置在安装部件上。
还可以将安装部件形成为散热器和铝基板、绝缘层的结合，至于将LED芯片设置在安装部件之上的方式，可以类似地采用上述的安装部件包括紧邻设置的散热器和绝缘层的实施例中给出的各种方式，具体细节在此不再赘述。
在一种具体实现方式中，可以将与该安装有LED芯片的部分相接的另一部分设置成鳍状结构，如图6所示。这样有助于更好地散热。还可以设置成除了鳍状结构之外的任何其他有助于散热的结构。此外，容易理解，对于安装部件中没有安装LED芯片的该部分，既可以设置成包括散热器和绝缘层两者，也可以设置成只包括散热器。
在步骤S820之后，可以通过填充荧光体的硬硅脂封装LED芯片。因为硅脂较硬，所以其可以较好地保护LED芯片，而且不需要传统的LED灯具中所配备的外罩，减少了光损失，从而可提高光效率。本发明不限于此，例如还可以将荧光粉与LED接触，再在LED芯片外面封装硬硅脂。或者按照传统方式进行封装，在LED芯片外面加一个透明罩，等等。根据本发明实施例的方法，可以将用于驱动LED芯片的驱动器安装在LED灯具内，这是因为根据本发明实施例的方法制造的LED灯具比现有技术中的LED灯具中的空间更大，可以容纳入驱动器。
尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披露，但是，应该理解，本领域的技术人员可在权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。

Claims (21)

1.一种LED灯具，包括：
多个LED发光单元；以及
安装部件，用于将所述多个LED发光单元安装在所述LED灯具中；
其中，所述多个LED发光单元被安装成使得这些LED发光单元不在同一个平面上。
2.根据权利要求1所述的LED灯具，其中，
所述安装部件被设置成是以所述LED灯具的轴线为轴线的至少两个圆弧曲面，并且所述多个LED发光单元按照预定的排列方式被安装在所述至少两个圆弧曲面上；和/或
所述安装部件被设置成是与所述LED灯具的轴线方向平行的方向上的至少两个平面，并且所述多个LED发光单元按照预定的排列方式被安装在所述至少两个平面上。
3.根据权利要求2所述的LED灯具，其中，所述至少两个圆弧曲面形成以所述LED灯具的轴线为轴线的圆柱体或部分圆柱体，和/或，所述至少两个平面形成以所述LED灯具的轴线为轴线的棱柱体或部分棱柱体，或者齿轮状多面体或部分齿轮状多面体。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的LED灯具，其中，所述安装部件包括相互紧邻设置的散热器和绝缘层，并且所述绝缘层位于所述散热器和所述多个LED发光单元之间，所述多个LED发光单元与所述绝缘层相接触并被固定在所述安装部件上。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的LED灯具，其中，所述安装部件包括相互紧邻且依次设置的散热器、铝基板和绝缘层，并且铝基板位于所述散热器和所述绝缘层之间，所述多个LED发光单元与所述绝缘层相接触并被固定在所述安装部件上。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的LED灯具，其中，所述安装部件在其没有安装所述LED发光单元的部分被配置为是用于增大散热面积的结构。
7.根据权利要求6所述的LED灯具，其中，所述用于增大散热面积的结构是鳍状结构。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的LED灯具，其中所述LED发光单元由填充荧光体的硬硅脂封装。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的LED灯具，其中，所述LED发光单元是LED芯片，以及，所述多个LED发光单元被划分成至少一个组，其中至少一部分组中每个组的LED发光单元被安装在PCB电路板上，和/或，其中至少一部分组中每个组的LED发光单元被形成板上芯片COB封装。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的LED灯具，还包括用于驱动所述LED单元发光的驱动器，其中，所述驱动器安装在所述LED灯具内部。
11.一种包括如权利要求1-10所述的LED灯具的照明装置。
12.一种制造LED灯具的方法，包括：形成安装部件；通过安装部件将多个LED发光单元安装在所述LED灯具中，使得这些LED发光单元不在同一个平面上。
13.根据权利要求12所述的方法，形成安装部件的步骤包括：
形成至少两个圆弧曲面和/或至少两个平面作为所述安装部件，该至少两个圆弧曲面以所述LED灯具的轴线为轴线，该至少两个平面与所述LED灯具的轴线方向平行且不在一个平面上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中形成安装部件的步骤包括：将沿着LED灯具的轴线的至少两个圆弧曲面形成为以所述LED灯具的轴线为轴线的圆柱体或部分圆柱体，和/或，将所述与LED灯具的轴线平行的至少两个平面形成为以所述LED灯具的轴线为轴线的棱柱体或部分棱柱体，或者齿轮状多面体或部分齿轮状多面体。
15.根据权利要求12-14所述的方法，其中，将所述安装部件形成为包括相互紧邻设置的散热器和绝缘层，并且将绝缘层设置在所述散热器和所述多个LED发光单元之间，将所述多个LED发光单元与所述绝缘层相接触并被固定在所述安装部件。
16.根据权利要求12-14所述的方法，其中，将所述安装部件形成为包括相互紧邻且依次设置的散热器、铝基板和绝缘层，并且铝基板位于所述散热器和所述绝缘层之间，所述多个LED发光单元与所述绝缘层相接触并被固定在所述安装部件上。
17.根据权利要求12-16中的任一项所述的方法，其中，将所述安装部件在其没有安装所述LED发光单元的部分设置成用于增大散热面积的结构。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述用于增大散热面积的结构是鳍状结构。
19.根据权利要求12-18中的任一项所述的方法，其中通过填充荧光体的硬硅脂封装所述LED发光模块。
20.根据权利要求12-19中的任一项所述的方法，其中，所述LED单元是LED芯片，安装LED芯片的步骤包括先将至少一部分所述多个LED芯片安装在PCB电路板上，和/或先将至少一部分所述多个LED芯片制成板上芯片COB封装，然后再将PCB电路板和/或板上芯片COB封装安装在所述安装部件上。
21.根据权利要求12-20中的任一项所述的方法，还包括将用于驱动所述LED模块发光的驱动器安装在所述LED灯具内部。
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