TWI623699B - 在燈板上配置ｌｅｄ晶體位置的方法、燈板及燈具 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種在燈板上配置LED晶體位置的方法，以及利用該方法 配置LED位置之一燈板，以及包含有該燈板的燈具，其中該方法包含下列步驟：根據一LED晶體在一燈板上發光時，該LED晶體之工作熱能在該燈板上的集中區域，定義出圓形的一熱作用區，該熱作用區具有一邊界線；在該燈板配置複數個上述熱作用區，上述熱作用區彼此排列成至少一環形，且各熱作用區之該邊界線彼此不重疊，避免互相輻射干擾；並在該熱作用區之圓心位置設定為一植設位置，該植設位置供該LED晶體植設，藉此在有限之燈板面積上規劃出LED的最佳排列方式，避免LED彼此間的輻射干擾導致光源衰弱。

Description

在燈板上配置LED晶體位置的方法、燈板及燈具

本發明係為一種在燈板上配置LED晶體位置的方法，特別是指以每一LED晶體的熱集中區域彼此不重疊規劃出最佳的排列方式。以及一種燈板，該燈板係透過前述在燈板上配置LED晶體位置的方法配置LED晶體。以及一種燈具，該燈具係包含有前述燈板。

發光二極體(Light-Emitting Diode，縮寫為LED)，是一種能發光的半導體電子零件，早期由於技術不純熟僅能發展出單一顏色且為低亮度光源，在隨著科技進步下目前發光二極體之發展已趨近於成熟，大多均使用在照明領域。

發光二極體具有效率高、壽命長、不易破損、反應速度快等優勢，但發光二極體的工作溫度常嚴重影響到發光效率，浪費電力之餘也產生更多熱。除了浪費電力也縮短發光二極體之壽命，因此需要良好散熱措施。

在先前中華民國專利公開第201202601號「用於中空本體之均勻照明的發光二極體燈」中特別提到一種用於彎曲、不平坦或多面體表面之一致性照明之發光裝置(40-40”、45-45”、50-50”、60、80、93-93''')，其包括複數個平坦板上連接LED模組(1、11、11'、21、31、41-41”、46-46”、51-51”、61-61”、71-71'''、81 1-81 8)，其等至少成對鄰近於彼此而配置，其中每一板上連接LED模組(1、11、11'、21、31、41-41”、46-46”、51-51”、61-61”、71-71'''、81 1-81 8)併入複數個發光二極體(4、4'、14、14'、24、34、64、72)。此外，中華民國 專利公開第201202601號係關於一發光單元且係關於一用途。根據中華民國專利公開第201202601號之該發光裝置(40-40”、45-45”、50-50”、60、80、93-93''')特徵為，相對於其等之面法線，至少一對鄰近板上連接LED模組(1、11、11'、21、31、41-41”、46-46”、51-51”、61-61”、71-71'''、81 1-81 8)在大於0°之一角度下配置。

上述專利公開案「用於中空本體之均勻照明的發光二極體燈」，在內容中提到為了能在不平坦、彎曲或多面體上配置較一致性的光源，需特別考慮到LED在基板上配置位置問題，避免彼此過近的LED導致光源互相干擾遮蔽，藉此達到較佳的輻照度及均勻容許度。

但上述的專利前案，僅考慮到不規則的基板面，但大多的基板面上的LED排列方式卻沒有被詳細討論，導致大多的燈具都採放射狀的隨機種植LED晶體，進而無法有效利用LED晶體的發光範圍，造成某部分區域照度較亮，而某些區域照度則不符合期待之缺失。

為了解決上述LED晶體被植設在燈板上照度不均勻之缺失，本發明人致力於研究一種在燈板上配置LED晶體位置的方法，包含下列步驟：根據一LED晶體在一燈板上發光時，該LED晶體之工作熱能在該燈板上的集中區域，定義出圓形的一熱作用區，該熱作用區具有一邊界線；在該燈板配置複數個上述熱作用區，上述熱作用區彼此排列成至少一環形，且各熱作用區之該邊界線彼此不重疊；將該熱作用區之圓心位置設定為一植設位置，該植設位置供該LED晶體植設。

其中，在所述熱作用區中該LED晶體之工作熱能與相距該植設位置的距離成正比，且在所述熱作用區中該LED晶體之工作熱能係為總工作熱能之75%~100%。

以及，該等熱作用區在排列成最密集之至少一環型時，每一熱作用區的邊界線彼此切線接觸。

以及，所述熱作用區係透過一紅外線感測儀對該等LED晶體在該燈板上之工作熱能進行偵測，藉此定義出所述熱作用區。

本實施例在燈板上配置LED晶體位置的方法具有以下之功效：

1、透過本實施例之方法能有效定義出每一LED晶體的熱作用區，並依照各熱作用區之該邊界線彼此不重疊的原則將LED晶體排列在該燈板上，藉此避免LED晶體間太過靠近導致熱量無法有效散失，導致LED晶體間互相影響壽命降低等困擾

2、透過該等熱作用區之該邊界線彼此不重疊的原則，使彼此間的LED晶體不至於因為太過靠近導致光源互相干擾，造成部分區域照度較亮，部分區域照度較暗之缺失。

3、透過該方法能有效的在特定面積的燈板上，植設最適當數量的LED晶體，既不會影響光源也不會降低使用壽命。

4、本實施例之方法所適用的燈板為圓形，相當符合市面上常用之燈板造型，便利度佳。

另外，更說明有一種燈板，該燈板上配置有複數個LED晶體，而該等LED晶體係透過前述在燈板上配置LED晶體位置的方法進行配置。

本實施例之燈板具有以下之功效：

1、在燈板上的LED晶體並不會彼此互相遮蔽光源，且工作熱能也不會互相影響，更重要的是，將LED晶體排列成環狀有助於後續LED晶體間的佈線，藉此有效降低銀膠的使用量。

以及，一種燈具，包含：一燈座，該燈座具有一槽部；一燈板，該燈板係設置在該燈座上，且該燈板上植設有複數個LED晶體，該等LED係透過前述在燈板上配置LED晶體位置的方法進行配置。

本實施例之燈具具有以下之功效：

1、燈具內的LED晶體彼此間不會受到相鄰的熱源干擾，能有效的防止使用壽命縮短之困擾。再者，所述燈具所呈現出來的照度表現也都相當均勻，並不會發生局部特別亮或者特別暗之情形。

(1A)‧‧‧燈板

(11A)‧‧‧預定區塊面積

(2A)‧‧‧LED晶體

(21A)‧‧‧熱作用區

(211A)‧‧‧邊界線

(212A)‧‧‧植設位置

(1B)‧‧‧燈板

(11B)‧‧‧預定區塊面積

(2B)‧‧‧LED晶體

(21B)‧‧‧熱作用區

(211B)‧‧‧邊界線

(1C)‧‧‧燈座

(11C)‧‧‧槽部

(12C)‧‧‧燈罩

(2C)‧‧‧燈板

(3C)‧‧‧LED晶體

[第一圖]本發明之在燈板上配置LED晶體位置的方法步驟流程圖。

[第二圖]本發明之燈板的第一實施例外觀示意圖。

[第三圖]本發明之燈板的第一實施例工作熱能示意圖。

[第四圖]本發明之燈板的第二實施例外觀示意圖。

[第五圖]本發明之燈板的第二實施例工作熱能示意圖。

[第六圖]本發明之燈具構造示意圖。

綜合上述技術特徵，本發明之在燈板上配置LED晶體位置的方法、燈板及燈具的主要功效將可於下述各實施例中清楚呈現。

特別說明，在任一附圖所示的實施例中，方向的指示(諸如上、下、左、右、前和後)用以解釋本發明的各種元件的結構和運動不是絕對的而是相對的。當這些元件處於附圖所示的位置時，這些說明是合適的。如果這些元件的位置的說明發生改變時，則這些方向指示也相應地改變。

首先，先說明本發明在燈板上配置LED晶體位置的方法，該方法請先參閱第一圖，第一圖係為本發明之在燈板上配置LED晶體位置的方法的流程圖，圖中說明以下之步驟：根據一LED晶體在一燈板上發光時，該LED晶體之工作熱能在該燈板上的集中區域，定義出圓形的一熱作用區，該熱作用區具有一邊界線。進一步說明，任一LED晶體所定義出的熱作用區係為LED晶體向外輻射所產生的工作熱能，而距離所述LED晶體越遠則所發生的工作熱能越低；同理距離所述LED晶體越遠則所發生的工作熱能越高。

緊接著，在該燈板配置複數個上述熱作用區，上述熱作用區彼此排列成至少一環形，且各熱作用區之該邊界線彼此不重疊。較佳的說明，依據該燈板的面積規劃出適當數量的上述熱作用區，藉此排列成一個以上環形之熱作用區，該各熱作用區之該邊界線彼此不能重疊，但該各熱作用區之該邊界線可相切線接觸，亦可不相切線接觸。

將該熱作用區之圓心位置設定為一植設位置，該植設位置供該LED晶體植設，前述說明之距離所述LED晶體越遠則所發生的工作熱能越低，以及所述LED晶體越遠則所發生的工作熱能越高，可在此解釋為在所述熱作用區中該LED晶體之工作熱能與相距該植設位置的距離成正比，兩者為相同涵義。更進一步說明的是在所述熱作用區中該LED晶體之工作熱能係為總工作熱能之75%~100%。

本發明之另一標的一種燈板，所述燈板的第一實施例請先參閱第二圖所示，在第一實施例中包含有一燈板(1A)，該燈板(1A)係為一圓型，在該燈板(1A)之任一面植設有複數個LED晶體(2A)，而該各LED晶體(2A)的排列係依循著前述在燈板上配置LED晶體位置的方法設置，以下詳述之： 請再同時參閱第二圖及第三圖所示，首先，必須先了解到每一LED晶體(2A)在該燈板(1A)上發光時，每一LED晶體(2A)會向外輻射一工作熱能，並且每一LED晶體(2A)之工作熱能在該燈板(1A)上的集中區域，定義出圓形的一熱作用區(21A)，該熱作用區(21A)具有一邊界線(211A)。在此領域中可透過一紅外線感測儀對該等LED晶體(2A)在該燈板(1A)上之工作熱能進行偵測，藉此定義出所述熱作用區(21A)。特別說明的是，所述熱作用區中該LED晶體之工作熱能係為總工作熱能之75%~100%同理不同瓦數的LED晶體(2A)具有不同大小範圍之熱作用區(21A)，瓦數越高則所述熱作用區(21A)範圍越大。

在第一實施例中，為了能在該燈板(1A)上的一預定區塊面積(11A)中規劃出最適當數量的所述LED晶體(2A)，需先透過了解每一LED晶體(2A)之熱作用區(21A)範圍，同時依循著各熱作用區(21A)之該邊界線(211A)彼此不重疊的方式，在該燈板(1A)上的預定區塊面積(11A)中將所述熱作用區(21A)排列成一環狀，該各熱作用區(21A)之該邊界線(211A)可相切線接觸，亦可不相切線排列，在第一實施例中該各熱作用區(21A)之該邊界線(211A)彼此切線接觸，但不依此作為限制條件。

最後在該熱作用區(21A)之圓心位置設定為一植設位置(212A)，該植設位置(212A)供該LED晶體(2A)植設，藉此完成最適當之排列，避免每一LED晶體(2A)所輻射的工作熱能互相影響導致所述LED晶體(2A)使用壽命降低之缺失，同時也能防止該各LED晶體(2A)之間照度互相遮蔽，導致局部區域照度不足等情形發生。如此一來所設計出的燈板能提供最佳的照度光線，並且能延長LED晶體(2A)的使用壽命，進而提高發光效率。

請接續參閱第四圖及第五圖所示，圖中係表示本發明之燈板的第二實施例，與第一實施例差異在於該燈板(1B)上的預定區塊面積(11B)較大，因此可塞入更多的該等LED晶體(2B)，在第二實施例中，該等LED晶體(2B)遵循 著該各熱作用區(21B)之該邊界線(211B)不重疊之精神排列成兩環形，其餘說明與該燈板(1B)之第一實施例相同故不再贅述。特別說明的是，在第四圖及第五圖中，共有24顆LED晶體(2B)，若同時標記24顆LED晶體(2B)過於複雜，因此在圖面上僅選擇數顆LED晶體(2B)作為標記，其餘的構造均相同。

本發明之另一標的一種燈具，請參閱第六圖所示，圖中係表示本發明之燈具的構造實施例，包含一燈座(1C)，該燈座(1C)具有一槽部(11C)，在該槽部(11C)上設置有一燈板(2C)，並以一燈罩(12C)罩住該燈板(2C)，且該燈罩(12C)係結合在該燈座(1C)上。而該燈板上植設有複數個LED晶體(3C)，每一LED晶體(3C)係透過前述在燈板上配置LED晶體位置的方法將該LED晶體(3C)適當的植設在該燈板(2C)上，其餘的內容與前述在燈板上配置LED晶體位置的方法相同，故不再贅述。

惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (6)

1. 一種在燈板上配置LED晶體位置的方法，包含下列步驟：提供複數LED晶體；根據每一LED晶體在一燈板上發光時，每一LED晶體之工作熱能在該燈板上的集中區域，定義出皆呈圓形的各自之一熱作用區，前述熱作用區皆具有各自對應之LED晶體於該燈板上作用之總工作熱能的一預定比例之工作熱能，每一熱作用區界定各自之一邊界線；以不使前述熱作用區各自之該邊界線彼此重疊為原則，在該燈板上配置前述熱作用區，並使前述熱作用區彼此排列成至少一環形；將前述LED晶體植設於各自對應的熱作用區之圓心位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之在燈板上配置LED晶體位置的方法，該預定比例係為75%~100%。
3. 如申請專利範圍第1項至第2項任一項所述之在燈板上配置LED晶體位置的方法，所述熱作用區係透過一紅外線感測儀對該等LED晶體在該燈板上之工作熱能進行偵測，藉此定義出所述熱作用區。
4. 如申請專利範圍第1項所述之在燈板上配置LED晶體位置的方法，該等熱作用區在排列成最密集之至少一環型時，每一熱作用區的邊界線彼此切線接觸。
5. 一種燈板，係使用如申請專利範圍第1項至第4項任一項所述之在燈板上配置LED晶體位置的方法，藉以將該LED晶體植設在該燈板上。
6. 一種燈具，包含有申請專利範圍第5項中之燈板，該燈具進一步包含有：一燈座，該燈座具有一槽部，在該槽部設置有前述之燈板。