CN103311399B - Led发光装置 - Google Patents
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Abstract
一种LED发光装置，包括LED芯片、反射杯及荧光粉层，该LED发光装置还包括反射层，该反射层遮挡该LED芯片的正向出光面，该反射杯环绕该LED芯片与该反射层，该荧光粉层涂布在该反射杯的内表面，该反射层将LED芯片正向发射的光线朝侧向反射至荧光粉层。LED芯片发出的光线通过反射层分散到LED芯片的侧向出射，从而激发分布于LED芯片侧向的荧光粉层。该荧光粉层与从该LED芯片的侧向出射的光混合后，经由反射杯反射直至从反射杯的开口出射。由于经由反射层将LED芯片发射的光线改变至布有荧光粉层的方向，则荧光粉层可以较好地被激发并混合，可有效改善出光颜色不均匀的问题。
Description
技术领域
本发明设计一种发光装置，尤其是一种LED发光装置。
背景技术
如图1所示，现有技术中，通常将传统的光源11(如白炽灯)设置于灯具的弧状反射杯12的焦点位置处，并在该反射杯12的内表面涂有一层荧光粉层13。光源11所发出的光经过荧光粉层13的转换，混合出不同的颜色。LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)作为新兴的光源，未来将逐步取代传统的光源。然而，由于LED的指向性较高，在上述灯具中若使用LED取代上述光源11，则会因为光源11的正向发光强度远大于其侧向发光强度，导致只有少数荧光粉层被激发，大部分光线将直接出射，从而造成出光的颜色不均匀的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出光颜色均匀的LED发光装置。
一种LED发光装置，包括LED芯片、反射杯及荧光粉层，该LED发光装置还包括反射层，该反射层遮挡该LED芯片的正向出光面，该反射杯环绕该LED芯片与该反射层，该荧光粉层涂布在该反射杯的内表面，该反射层将LED芯片正向发射的光线朝侧向反射至荧光粉层，沿该反射杯的轴向，该荧光粉层在反射杯内表面不同位置处的厚度不相等，该荧光粉层对应于该反射层外周缘的位置处形成一厚度最大的凸起，该荧光粉层的厚度自该凸起朝向反射杯的底部以及顶部逐渐变薄。
LED芯片发出的光线通过反射层分散到LED芯片的侧向出射，从而激发分布于LED芯片侧向的荧光粉层。该荧光粉层与从该LED芯片的侧向出射的光混合后，经由反射杯反射直至从反射杯的开口出射。由于经由反射层将LED芯片发射的光线改变至布有荧光粉层的方向，则荧光粉层可以较好地被激发并混合，可有效改善出光颜色不均匀的问题。
附图说明
图1是现有灯具的示意图。
图2是本发明第一实施例的的LED发光装置的示意图。
图3是图2的LED发光装置的部分放大图。
图4是本发明第二实施例的的LED发光装置的示意图。
主要元件符号说明
| 11 | 光源 |
| 12、20 | 反射杯 |
| 13、21 | 荧光粉层 |
| 211 | 凸起 |
| 30 | 透镜 |
| 31 | 空穴 |
| 32 | 微结构 |
| 33 | 弧面 |
| 34、34a | 反射层 |
| 40 | LED芯片 |
| 41、42 | 电极 |
| 43 | 基板 |
| 100、200 | 发光装置 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请同时参阅图2-3，示出了本发明的第一实施例的LED发光装置100。该发光装置100包括具有荧光粉层21的LED反射杯20以及搭配使用的LED芯片40及透镜30。
该LED芯片40包括二彼此绝缘的电极41、42，该两电极41、42从该LED芯片40的下表面向下延伸。该LED芯片40通过共晶、连接导电线、倒装之其中一种方式通过该二电极41、42与一基板43连接。该透镜30覆盖于该LED芯片40上，并包覆LED芯片40的上表面及侧面，该LED芯片40的出光面朝向透镜30正上方。该透镜30包括一弧状凹面，该弧状凹面从透镜30的下表面的中心位置处向其上表面凹陷，形成一位于透镜30中心的、下端开口的空穴31。该空穴31的截面大致呈一半椭圆形，其长轴方向与透镜30的竖直方向平行，其短轴长度不大于该LED芯片40的宽度。该透镜30的侧面包含多个微结构32。该多个微结构32使该透镜30的侧面粗糙化。在本实施例中，该多个微结构32为多个向透镜30内部凹陷的环状微结构32，其切面呈锯齿状。该透镜30上表面为一上凸的弧面33，该弧面33在透镜30的中部的曲率小于靠近透镜30侧面的曲率。弧面33与透镜30的侧面的微结构32相接。该弧面33的中心位置处覆盖一反射层34，该反射层34为朝向空穴31的方向上镀的一层高反射率的镀膜。该反射层34尺寸较LED芯片40的宽度略大，且遮挡该透镜30的正向发光位置。进一步的，该反射层34由高反射率的金属制成。
该LED芯片40通过该两电极41、42接通电源后对外发光，其光线主要从其出光面，也即是上表面射出。由于光线从LED芯片40的出光面出射后，先经过空穴31再进入透镜30，则光线再该空穴31与透镜30的界面产生折射，光线向透镜30的侧面弯折。位于透镜30正上方的反射层34由于遮挡整个LED芯片40的正上方，故即使有部分光线不能通过空穴31与透镜30的界面折射弯折向透镜30的侧面，也可通过反射层34的反射使光线发生弯折，使得从LED芯片40产生的绝大部分光线均从透镜30的侧面射出，透镜30无正向光穿透。又由于该透镜30的侧面具有多个微结构32粗糙化其侧面，则光线从透镜30的侧面出射时不容易发生全反射。
请再参阅图2，设置一反射杯20环绕该透镜30。该透镜30以及该LED芯片40位于该反射杯20内部的底端位置。该反射杯20的侧壁从该透镜30的下表面略微倾斜向上延伸出一杯形环绕该透镜30。该LED芯片40的两电极41、42从反射杯20的底端伸出以连接基板43。该反射杯20内壁面涂有荧光粉层21，该荧光粉层21环设在反射杯20内表面且不同位置处的厚度不相等。该荧光粉层21主要分布于反射杯20对应LED芯片40侧面的位置处，在本实施例中即对应透镜30侧面的位置处。其中，该荧光粉层21对应该透镜30的弧面33与透镜30的侧面的多个微结构32的连接位置处形成一厚度最大的凸起211。该荧光粉层21的厚度自该凸起211向反射杯20的底部以及顶部延伸并逐渐变薄。该凸起211的高度低于透镜30的空穴31的最高点的高度。其中，该荧光粉层21向反射杯20的底部延伸至该反射杯20的底部，向反射杯20的顶部延伸至反射杯20大致对应透镜30的反射层34的最低高度位置处，即该荧光粉层21在该反射杯20轴向上的高度与该反射层34在此方向上的高度相当。
当二电极41、42通过基板43与外界电源通电时，LED芯片40发光，其光线通过透镜30分散到透镜30的侧面出光，从而激发分布于透镜30侧面附近的荧光粉层21。经过透镜30出射的一部分光线经由该荧光粉层21转换而改变颜色，另一部分光线在经过荧光粉层21之后未与荧光粉层21发生作用而直接被反射杯20反射。通过荧光粉层21转换颜色的光线与未经荧光粉层21转换的光线混合后，经由反射杯20的开口出射。由于经由透镜30将LED芯片40发射的光线改变至布有荧光粉层21的方向，则荧光粉层21可以较好地被激发并混合，可有效改善出光颜色不均匀的问题。并且在出光最强的位置处(即透镜30的弧面33与布有多个微结构32的侧面的连接位置处)该荧光粉层21的涂布具有最大厚度，则可进一步提升激发效率及出光亮度。再且，该荧光粉层21在该反射杯20轴向上的高度与该反射层34在此方向上的高度相当，也即只是能有光线直接照射的部分涂布荧光粉层21，则可节省荧光粉层21。
请再参阅图4，示出了示出了本发明的第二实施例的LED发光装置200。本实施例与第一实施例的区别在于，该LED发光装置200不包含透镜30。另，该反射层34a的切面呈一驼峰形起伏，其包括两个波峰，两个波峰最中间的波谷位于LED芯片40的正向光轴上。由于LED芯片40的正向出光较强，反射层34a的波谷位于LED芯片40的正向光轴上的设计，可有效避免在该光轴上可能出现的垂直光线照射然后垂直反射的来回反射问题。当然，该反射层34a也可包括其他偶数个波峰，这些波峰最中间的波谷位于LED芯片40的正向光轴上。该反射层34a在该反射杯20轴向上的高度与该荧光粉层21在此方向上的高度相当。该反射层34a通过支架(图未示)或其他连接方式固定于LED芯片40的正上方。该反射层34a遮挡LED芯片40的正向出光面，并将由该LED芯片40正向出射的光线向侧向反射，从而激发分布于反射杯20对应该LED芯片40侧面的位置处的荧光粉层21。激发荧光粉层21发出的光线与原来LED芯片40射出的光线混合后，经由反射杯20反射向反射杯20的开口出射。该实施例的LED发光装置200可同样有效改善出光颜色不均匀的问题。
Claims (8)
1.一种LED发光装置，包括LED芯片、反射杯及荧光粉层，其特征在于：该LED发光装置还包括反射层，该反射层遮挡该LED芯片的正向出光面，该反射杯环绕该LED芯片与该反射层，该荧光粉层涂布在该反射杯的内表面，该反射层将LED芯片正向发射的光线朝侧向反射至荧光粉层，沿该反射杯的轴向，该荧光粉层在反射杯内表面不同位置处的厚度不相等，该荧光粉层对应于该反射层外周缘的位置处形成一厚度最大的凸起，该荧光粉层的厚度自该凸起朝向反射杯的底部以及顶部逐渐变薄。
2.如权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于：该荧光粉层分布于反射杯对应LED芯片侧面的位置处。
3.如权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于：还包括透镜，该透镜包括顶面、侧面以及底面，该透镜覆盖该LED芯片的出光面，该反射层覆盖在顶面的中心位置处，该反射杯环绕该透镜，该荧光粉层涂布在该反射杯的内表面对应该透镜的侧面的位置处。
4.如权利要求3所述的LED发光装置，其特征在于：所述凸起位于该荧光粉层对应该透镜的顶面与透镜的侧面连接位置处。
5.如权利要求3所述的LED发光装置，其特征在于：该透镜内部具有一从其底面向该顶面凹陷形成的空穴，该LED芯片收容于该空穴内，该凸起的高度低于透镜的空穴的最高点的高度。
6.如权利要求3所述的LED发光装置，其特征在于：该透镜的侧面具有多个微结构。
7.如权利要求5所述的LED发光装置，其特征在于：该空穴呈一半椭圆形，其长轴方向与透镜的竖直方向平行，其短轴长度不大于该LED芯片的宽度。
8.如权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于：该反射层的切面呈驼峰形起伏，该反射层最中间的波谷位于LED芯片的正向光轴上。
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