專利名稱：照明器具及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明器具及其制造方法，尤其涉及一種采用發(fā)光二極管作為光源并且具有極好光漫射性的照明器具。
背景技術(shù)：
過去，對(duì)于內(nèi)部照明和外部照明，尤其是用于在施工工程期間的照明，很久以來已經(jīng)使用這樣一種照明器具，比如如圖21所示的管座101，其包括具有燈絲(未示出)的電燈泡，其將螺旋擰入被連接至電纜103的管座體102中。然而，近年來，發(fā)光二極管已經(jīng)由于其耐用性和較低能耗而用作照明器具的光源。然而，由于由發(fā)光二極管發(fā)出的光線僅在一個(gè)方向上照射，已經(jīng)難以提供能滿足適合的光線方向性和光漫射性(light-diffusion)的照明器具。專利文獻(xiàn)1日本未審專利申請(qǐng)公開No.1994--163132
專利文獻(xiàn)2日本未審專利申請(qǐng)公開No.2009--198597
專利文獻(xiàn)3日本未審專利申請(qǐng)公開No.2009--181808
專利文獻(xiàn)4日本未審專利申請(qǐng)公開No.2008--277116
專利文獻(xiàn)5日本未審專利申請(qǐng)公開No.2003--303504
專利文獻(xiàn)6日本未審專利申請(qǐng)公開No.2008--30583
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種采用發(fā)光二極管作為其光源的照明器具，其中由發(fā)光二極管照射的光線能給出適合的光線方向性和光漫射性質(zhì)，并且照明器具能發(fā)出與目標(biāo)用途相適應(yīng)的照射光線；以及本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于制造這種照明器具的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的照明器具構(gòu)造為使得其特征在于發(fā)光二極管被安裝到基板上，并且照明器具包括光照元件，光照元件通過用合成樹脂材料將所述發(fā)光二極管封閉于其中而形成，其中能漫射從發(fā)光二極管照射的光線的光漫射微粒 (particulate)被混合至所述合成樹脂材料。根據(jù)本發(fā)明的照明器具的特征還在于用于封閉發(fā)光二極管的合成樹脂材料，是通過將其形狀能使從發(fā)光二極管照射的光線引起Mie散射的微?；旌现镣腹庑院铣蓸渲w物質(zhì)來制備。所述用于封閉發(fā)光二極管的合成樹脂材料的特征在于其是通過將二氧化硅的微粒混合至透光性合成樹脂基體物質(zhì)來制備。而且，所述用于封閉發(fā)光二極管的合成樹脂材料的特征在于通過使高漫射性的二氧化硅微粒團(tuán)(其通過使二氧化硅微粒在熔化的同時(shí)發(fā)生成團(tuán)和粘結(jié)來制備)混合至透光性合成樹脂基體物質(zhì)，來制備所述合成樹脂材料。根據(jù)本發(fā)明的照明器具的特征還在于所述二氧化硅的微粒具有直徑是從10至 30納米的球型形狀，并且所述高漫射性硅石的微粒團(tuán)是直徑是從100至400納米，且由于多個(gè)微粒成團(tuán)而形成的大塊團(tuán)。而且，根據(jù)本發(fā)明的照明器具的特征還在于透光性基體物質(zhì)是透光性硅樹脂。根據(jù)本發(fā)明的照明器具的特征還在于安裝有發(fā)光二極管的基板與導(dǎo)線連接， 并且光照元件通過將所述導(dǎo)線、所述基板和所述發(fā)光二極管用合成樹脂(其中，能引起從發(fā)光二極管照射的光線發(fā)生漫射的微粒被混合到所述合成樹脂中)封閉在一個(gè)聯(lián)合體 (united body，或單元體)中來形成。根據(jù)本發(fā)明的照明器具的特征還在于散熱元件由導(dǎo)熱性合成樹脂和/或金屬元件和/或散熱性陶瓷來形成。根據(jù)本發(fā)明的照明器具的特征還在于所述光照元件形成為球型、半球型、平板型、透鏡狀或多邊形形狀。根據(jù)本發(fā)明的照明器具的特征還在于光照元件的表面和從光照元件延伸的線纜由對(duì)爆炸性氣體惰性的材料形成，以使得照明器具能用作可在防爆炸區(qū)域中使用的照明器具。根據(jù)本發(fā)明的用于制造照明器具的方法的特征在于將導(dǎo)線與安裝有發(fā)光二極管的基板相連接，將所述安裝有發(fā)光二極管的基板放置于模具中，并且通過用與可漫射從所述發(fā)光二極管照射的光線的微粒相混合的合成樹脂材料，將所述導(dǎo)線、所述基板和所述發(fā)光二極管利用模塑而封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，從而形成光照元件。根據(jù)本發(fā)明的用于制造照明器具的方法的特征還在于將導(dǎo)線與安裝有發(fā)光二極管的基板相連接，將安裝有發(fā)光二極管的所述基板和散熱元件放置于模具中，并且通過用與可漫射從所述發(fā)光二極管照射的光線的微粒相混合的合成樹脂材料，將所述導(dǎo)線、所述基板、所述發(fā)光二極管和所述散熱元件利用模塑封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，從而形成光照元件。在根據(jù)本發(fā)明的照明器具中，其構(gòu)造為使得發(fā)光二極管安裝到基板上，并且通過用合成樹脂材料封閉所述發(fā)光二極管而形成光照元件，其中能漫射從發(fā)光二極管照射的光線的光漫射微粒被混合至所述合成樹脂材料。利用這種構(gòu)造，就能提供具有極好光線方向性和光漫射性質(zhì)的照明器具。通過將其每個(gè)的形狀都能使從發(fā)光二極管照射的光線引起Mie散射的微?；旌现镣腹庑院铣蓸渲w物質(zhì)，來制備用于封閉發(fā)光二極管的合成樹脂材料。通過使用如上所述的這種合成樹脂材料，能提供這樣一種照明器具，其中光照元件的較寬面積能點(diǎn)亮，并且能確保照明器具極好的光線方向性和光漫射性質(zhì)。而且，用于封閉發(fā)光二極管的合成樹脂材料可通過將二氧化硅的微?；旌现镣腹庑院铣蓸渲w物質(zhì)來制備。通過使用如上所述的這種合成樹脂材料，能提供這樣一種照明器具，其中光照元件的較寬面積(包括與已安裝有發(fā)光二極管的一側(cè)相反的側(cè)面)能被點(diǎn)亮，并且能確保照明器具極好的光線方向性和光漫射性質(zhì)。然而，用于封閉發(fā)光二極管的合成樹脂材料，是通過將高漫射性的二氧化硅微粒團(tuán)混合至透光性合成樹脂基體物質(zhì)來制備的合成樹脂材料，所述二氧化硅微粒團(tuán)是在熔化二氧化硅的微粒的同時(shí)進(jìn)行成團(tuán)和粘結(jié)而制備。通過使用如上所述的這種合成樹脂材料， 能實(shí)現(xiàn)從光照元件的可靠光漫射。由于所述二氧化硅的微粒是直徑從10至30納米的球型微粒，并且這些微粒成團(tuán)從而產(chǎn)生每個(gè)直徑都是從100至400納米的所述高漫射性硅石微粒團(tuán)，這是大塊團(tuán)。由于高漫射性硅石微粒團(tuán)的這種構(gòu)造，能可靠地引起光照元件中的光漫射。另外，透光性基體物質(zhì)是透光性硅樹脂，其具有與微粒的良好相容性，并且?guī)砦⒘５牧己寐?。尤其是，在使用高漫射性硅石并且作為所述微粒被混合時(shí)，能獲得微粒的均勻分散，并且能提供具有極好防震性的照明器具。而且，在根據(jù)本發(fā)明的照明器具中，安裝有發(fā)光二極管的基板與導(dǎo)線連接，并且所述導(dǎo)線、所述基板和所述發(fā)光二極管用合成樹脂封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，其中能漫射從發(fā)光二極管照射的光線的微粒與所述合成樹脂相混合。由于本發(fā)明的照明器具如上所述地進(jìn)行構(gòu)造，其能提供具有極好的防水、防塵、防震和抗壓性質(zhì)的照明器具。而且，由于所述基板與散熱元件相結(jié)合，即使發(fā)光二極管、基板和/或電路中的其他部分產(chǎn)生熱，熱也能散出，這防止了零部件由于熱而損壞。而且，由于所述散熱元件由導(dǎo)熱性合成樹脂和/或金屬元件和/或散熱陶瓷形成， 當(dāng)導(dǎo)熱性合成樹脂材料或金屬元件用作散熱元件時(shí)，能以相對(duì)較低的成本實(shí)現(xiàn)散熱。除此之外，陶瓷材料也能用作散熱元件，并且其可安裝于任何部分處，因?yàn)槠鋵徂D(zhuǎn)化為遠(yuǎn)紅外輻射，從而實(shí)現(xiàn)散熱。根據(jù)本發(fā)明的用于制造照明器具的方法，其中安裝有發(fā)光二極管的基板與導(dǎo)線相連接，安裝有所述發(fā)光二極管的基板被放置于模具中，并且所述導(dǎo)線、所述基板和所述發(fā)光二極管用與可漫射從發(fā)光二極管照射的光線的微粒相混合的合成樹脂材料、通過模塑被封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，從而能易于生產(chǎn)具有極好光線方向性(或?qū)蛐?和光漫射性質(zhì)的照明器具，并且能生產(chǎn)其零部件不暴露，且具有極好的防水、防塵、防震和抗壓性質(zhì)的照明器具。此外，如果散熱元件也一體地模塑，則即使照明器具的任何零部件碰巧產(chǎn)生熱，照明器具將不會(huì)由于熱而破裂。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半球型照明器具的側(cè)視圖，其中其部分示出為沿著A-A線截取的橫截圖。圖2是用于圖1中所示的照明器具的散熱板的平面圖。圖3是圖1中所示的照明器具的光照元件的一部分的示意性放大圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的球型照明器具的側(cè)視圖。圖5是沿著圖4中所示的照明器具的A-A線截取的橫截圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的球型照明器具的橫截圖。圖7是沿著圖6中所示的照明器具的B-B線截取的橫截圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的球型照明器具的側(cè)視圖。圖9是圖8中所示的照明器具的側(cè)視圖，其中其部分示出為沿著A-A線截取的橫截圖。圖10是在根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的球型照明器具的垂直方向上截取的橫截側(cè)視圖。圖11是從圖10中所示的照明器具的橫向或側(cè)向橫截圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的球型照明器具的變型的垂直方向上的橫截圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的板型照明器具的透視圖。
圖14是在圖13中所示的板型照明器具的垂直方向上的橫截圖。圖15是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的附接至天花板型(或吸頂式)的盤狀照明器具的側(cè)視圖，其中其部分示出為橫截圖。圖16是圖15中所示的照明器具的平面圖。圖17是圖15中所示的照明器具的電源盒的平面圖。圖18是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的、附接至天花板類型的板型照明器具的側(cè)視圖， 其中其部分示出為橫截圖。圖19是從圖18中所示的照明器具的后側(cè)的平面圖。圖20是從圖18中所示的照明器具的前側(cè)的平面圖。圖21是用于照明器具的常規(guī)管座的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的照明器具在圖1和2中示出。根據(jù)第一實(shí)施例的照明器具包括作為發(fā)光元件的發(fā)光二極管81以及照明器具主體11，所述照明器具主體11包括封閉著(seal off)所述發(fā)光二極管的光照元件13，并且照明器具主體11與電纜或線纜7相連接。照明器具主體11包括安裝有發(fā)光二極管81的基板8、將與基板8相連接的導(dǎo)線71、 以及由與光漫射微粒相混合的合成樹脂材料9形成的光照元件13，所述合成樹脂材料將它們封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，從而形成光照元件。具體地，多個(gè)發(fā)光二極管81安裝至基板8的前表面，并且一對(duì)導(dǎo)線71連接至基板 8，以引起基板8上的所述發(fā)光二極管81發(fā)射光線。導(dǎo)線71從基板的位置經(jīng)由控制單元 74 (其包括用于支撐基板8的底座14、AC適配器單元、額定電流控制板等)延伸至照明器具的后端側(cè)(電纜7 —側(cè))，并且經(jīng)由主電纜(未示出)和整流器(未示出)連接至電源 (未示出)。基板8布置于此的底座14接合至連接管15，并且連接管15連接至將布置于圖2 中所示的增強(qiáng)柱體17與光照元件13之間的盤狀散熱板16。在盤狀散熱板16的盤周邊處， 開設(shè)有散熱孔161。底座14、連接管15和散熱板16都由導(dǎo)熱性金屬材料比如鋁制成，并且底座14和連接管15適合于將在基板8上產(chǎn)生的熱傳遞至散熱板16，從而實(shí)現(xiàn)散熱。而且，基板8、安裝于基板8上的發(fā)光二極管81以及導(dǎo)線71至基板的接合點(diǎn)73及其附近部分，是由與稍后描述的高漫射性硅石相混合的合成樹脂材料9、通過模塑技術(shù)被封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，從而形成光照元件13。根據(jù)圖1中所示的第一實(shí)施例，所述合成樹脂材料9形成為半球型，以便面向光照元件13的前端12，并且所述合成樹脂材料的后部被形成為圓柱形。并且，圓柱形部分的外周部分由形成外殼的增強(qiáng)柱體17 (或筒體)所覆蓋，以使得控制單元74由增強(qiáng)柱體進(jìn)行包圍。并且，這個(gè)半球元件作為整體包括光照元件13。需要注意的是，合成樹脂材料9固定至所述電纜7，以使得電纜7的端點(diǎn)區(qū)段在合成樹脂材料9的后端側(cè)處由合成樹脂材料進(jìn)行封閉。如上所述，電纜7在如下的狀態(tài)下被形成，即其在導(dǎo)線71的一部分處由絕緣元件 72覆蓋，導(dǎo)線71從這個(gè)部分處由光照元件進(jìn)行延伸，并且其經(jīng)由AC適配器和控制單元74
7連接至安裝有發(fā)光二極管81的基板8。而且，電纜7的后端部分(未示出)連接至主電纜 (未示出)，所述主電纜形成了從電纜的分支部分(未示出)至電源(未示出)的連接，并且如果需要的話，主電纜可經(jīng)由多個(gè)電纜7與多個(gè)照明器具1相連接?，F(xiàn)在，將解釋用于形成根據(jù)第一實(shí)施例的光照元件13的合成樹脂材料9。如圖3 的示意圖中所示，合成樹脂材料9是透光性合成樹脂，其通過如下步驟來制備首先使用具有一定彈性的硅樹脂形成基體部分91以作為基體物質(zhì)，然后將作為光漫射微粒的高漫射性硅石的微粒92混合至基體部分91，并且所述透光性合成樹脂能耐抗由發(fā)光二極管81和基板8產(chǎn)生的熱。如所述示意圖中所示，高漫射性硅石的微粒團(tuán)基本上均勻地分布于作為基體物質(zhì)的硅樹脂中，而不管在光照元件的不同位置處截取的橫截面中的位置。高漫射性硅石(highly-diffusible silica)通常稱為干化硅石或熱解硅石(fumed silica)，并且其通過四氯化硅的燃燒水解產(chǎn)生。更具體地，根據(jù)燃燒方法獲得的二氧化硅以球型微粒的形式存在，在空氣中具有從10至30納米的直徑，并且其多個(gè)微?？僧a(chǎn)生團(tuán)并且彼此結(jié)合以形成直徑是從100至400納米的大團(tuán)塊，其包括所述高漫射性硅石。注意到，引起光照元件13發(fā)射乳白色光線至全部方向(不僅包括發(fā)光二極管81 的前側(cè)的部分，而且包括位于發(fā)光二極管81相反側(cè)處的部分)的微粒不限于高漫射性硅石，并且可使用任何微粒，只要微粒的尺寸以及照射光線的波長與所述高漫射性硅石的尺寸相同或更大，并且所述微粒可引起Mie散射(Mie-diffusion)即可。需要注意的是，Mie 散射的發(fā)生取決于微粒的尺寸以及復(fù)折射率，這些由以下等式表示。(等式1)
權(quán)利要求
1.一種照明器具，其特征在于包括光照元件，所述光照元件將安裝有發(fā)光二極管的基板封閉在光照元件中，并且由合成樹脂形成，所述合成樹脂包括有能漫射從發(fā)光二極管照射的光線的光漫射微粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的照明器具，其中封閉著發(fā)光二極管的合成樹脂材料是通過將其顆粒尺寸使從發(fā)光二極管照射的光線引起Mie散射的微?；旌现镣腹庑院铣蓸渲w物質(zhì)來制備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的照明器具，其中封閉著發(fā)光二極管的合成樹脂材料是通過將二氧化硅的微?；旌现镣腹庑院铣蓸渲w物質(zhì)來制備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何的照明器具，其中封閉著發(fā)光二極管的合成樹脂材料是這樣的一種合成樹脂材料，其通過將二氧化硅微粒團(tuán)混合至透光性合成樹脂基體物質(zhì)來制備，所述二氧化硅微粒團(tuán)是通過使二氧化硅的微粒熔化的同時(shí)發(fā)生成團(tuán)和粘結(jié)來制備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的照明器具，其中二氧化硅的微粒是直徑從10至30納米的球型微粒，并且高漫射性硅石的微粒團(tuán)是由于多個(gè)微粒成團(tuán)而形成的、直徑從100至400納米的大塊團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任何的照明器具，其中合成樹脂材料的透光性合成樹脂基體物質(zhì)是透光性硅樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的任何的照明器具，其中導(dǎo)線被連接至安裝有發(fā)光二極管的基板，并且導(dǎo)線、基板和發(fā)光二極管是由合成樹脂材料被封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，從而形成光照元件，所述合成樹脂材料通過混合能引起從發(fā)光二極管照射的光線發(fā)生漫射的微粒來制備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任何的照明器具，其中散熱元件被附接至基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的照明器具，其中散熱元件是由導(dǎo)熱性合成樹脂和/或金屬元件和/或散熱陶瓷中的任意來形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的任何的照明器具，其中光照元件被形成為球型、半球型、板型、透鏡狀或多邊形形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10的任何的照明器具，其中至少光照元件的表面和從光照元件延伸的線纜是由對(duì)爆炸性氣體惰性的材料形成，以使得照明器具是允許在防爆炸區(qū)域中使用的照明器具。
12.一種用于制造照明器具的方法，其特征在于包括以下步驟安裝有發(fā)光二極管的基板與導(dǎo)線相連接；將安裝有發(fā)光二極管的基板放置于模具中；并且，導(dǎo)線、基板和發(fā)光二極管利用合成樹脂材料、通過模塑被封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，從而形成光照元件，所述合成樹脂材料與可漫射從發(fā)光二極管照射的光線的微粒相混合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的用于制造照明器具的方法，其中安裝有發(fā)光二極管的基板與導(dǎo)線相連接，并且安裝有發(fā)光二極管的基板和散熱元件被放置于模具中，并且導(dǎo)線、基板、發(fā)光二極管以及散熱元件利用合成樹脂材料、通過模塑被封閉在一個(gè)聯(lián)合體中，從而形成光照元件，所述合成樹脂材料與可漫射從發(fā)光二極管照射的光線的微粒相混合。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供各種形狀的照明器具，其使用發(fā)光二極管作為光源，具有極好的光線方向性、光漫射性質(zhì)、耐用性和防震性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的照明器具(1)被構(gòu)造為包括光照元件(13)，光照元件(13)通過用合成樹脂材料(9)將安裝有發(fā)光二極管(81)的基板(8)封閉于其中來形成，所述合成樹脂材料(9)是通過將能漫射從發(fā)光二極管(81)照射的光線的微粒(92)混合至基體物質(zhì)(91)來制備。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102439356SQ201180002001
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者小林忍, 川島浩明 申請(qǐng)人:股份有限公司鈴電, 股份有限公司鈴電總代理