本發(fā)明涉及LED領域，具體而言，涉及一種LED發(fā)光結(jié)構(gòu)、直管燈和燈具。

背景技術(shù)：

直管燈在日常照明應用中占據(jù)這非常重要的市場份額。由于LED光源的低功耗、長壽命等優(yōu)點，有望取代傳統(tǒng)熒光直管燈，以LED光源為基礎的直管燈，其內(nèi)部設計，主要包括多個LED封裝光源，焊接在長條狀的基板上，成為光源模組，再將光源模組安裝在燈管內(nèi)或基座上。直管燈一般要求發(fā)光面均勻，但是由于LED光源需要通過支架固定并焊接在基板上，使得一般LED光源為朗伯輻射體，發(fā)光面積小，而且與燈管散射罩距離近的限制，仍然比較難實現(xiàn)均勻出光。

針對現(xiàn)有技術(shù)LED光源出光不均勻的技術(shù)問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種LED發(fā)光結(jié)構(gòu)、直管燈和燈具，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)LED光源出光不均勻的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種LED發(fā)光結(jié)構(gòu)，包括：基板；光色轉(zhuǎn)換層，設置在所述基板上，所述光色轉(zhuǎn)換層透光且具有容納部；LED芯片,設置在所述容納部中，且所述LED芯片的底面與所述基板連接。

進一步地，所述光色轉(zhuǎn)換層包括基體材料和分布在所述基體材料中用于調(diào)節(jié)所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光光色的熒光粉、無機粉末填充料。

進一步地，所述基體材料包括以下任意一種或多種材料：有機硅樹脂、丙烯酸類樹脂和環(huán)氧樹脂。

進一步地，所述基體材料的光折射率介于1.35～1.60之間。

進一步地，所述熒光粉的成分包括下述熒光體中的至少一種：氮化物熒光體、硫化物熒光體、石榴石型熒光體、氮氧化物熒光體和鋁酸鹽熒光體。

進一步地，所述無機粉末填充料的成分包括下述的至少一種：玻璃、二氧化硅、 氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、鈦酸鋇、氮化鋁和碳。

進一步地，所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的半寬光強角范圍是120°～170°。

進一步地，所述基板為柔性基板、鋁基板或者印刷線路板。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種直管燈，包括：一個或多個上述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)；空心直管，在所述空心直管的管體內(nèi)設置有一個或多個所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)，用于散射所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的光并將所述光透射出去；燈頭，設置在所述空心直管的管體的兩端，具有連接驅(qū)動模組的接觸件，其中，所述驅(qū)動模組通過所述燈頭與所述空心直管中設置的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)相連接以驅(qū)動所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)光。

進一步地，多個所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)沿所述空心直管的軸向依次排布，其中，所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的基板的一面與所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)中LED芯片連接，另外一面與所述空心直管的內(nèi)壁貼合固定。

進一步地，所述空心直管的管體為高透光率材料，所述高透光率材料為樹脂或者玻璃。

進一步地，相鄰兩個所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的中心距離范圍在8mm至35mm之間。

進一步地，所述空心直管的最大表面亮度Lv max與所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的排布關系是：Lv max≥860y-9000，其中，y為相鄰兩個所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的中心之間的距離。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種燈具，包括：上述的直管燈，設置在燈具本體上；以及設置在所述燈具本體中的驅(qū)動模組，用于驅(qū)動所述直管燈發(fā)光。

在本發(fā)明實施例中，采用基板；光色轉(zhuǎn)換層，設置在基板上，光色轉(zhuǎn)換層透光且具有容納部；LED芯片,設置在容納部中，且LED芯片的底面與基板連接，通過增大LED光源的出光角度，使得LED光源的出光更加均勻，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)LED光源出光不均勻的技術(shù)問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選地LED光源的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的LED發(fā)光元件的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的LED發(fā)光元件的配光曲線圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選地直管燈的示意圖；

圖5是現(xiàn)有技術(shù)中的直管燈的示意圖；

圖6是現(xiàn)有技術(shù)中的LED光源的半寬光強角的示意圖；以及

圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的燈具的示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設備固有的其它步驟或單元。

本發(fā)明實施例提供了一種LED發(fā)光結(jié)構(gòu)。以下結(jié)合圖1-圖2對本發(fā)明實施例的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)進行說明。

如圖1所示，該LED發(fā)光結(jié)構(gòu)包括：基板1和基板上的發(fā)光元件2，其中，發(fā)光元件2如圖2所示，包括LED芯片2a和光色轉(zhuǎn)換層2b。光色轉(zhuǎn)換層2b罩設在LED芯片2a的發(fā)光面上，且光色轉(zhuǎn)換層2b設置在基板1上，光色轉(zhuǎn)換層2b透光且具有容納部；LED芯片2a設置在容納部中，且LED芯片2a底面的電極與基板1的焊盤連接。

本申請通過光色轉(zhuǎn)換層與基板連接，并將LED芯片設置在光色轉(zhuǎn)換層中，實現(xiàn)了將LED芯片固定在基板上。同時，由于光色轉(zhuǎn)換層為透光層，設置在該透光層內(nèi)的LED芯片發(fā)出的光不僅可以從光色轉(zhuǎn)換層的頂面透射出去，還可以從光色轉(zhuǎn)換層的四周透射出去，本申請的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)基本上呈矩形結(jié)構(gòu)，頂面和4個側(cè)面出光，實現(xiàn)了5面出光。而現(xiàn)有技術(shù)中固定LED芯片時采用支架焊接在基板上，支架在固定LED芯片時會遮擋LED芯片的發(fā)光，只能在LED芯片的頂面的出光，即現(xiàn)有技術(shù)為單面 出光。通過本發(fā)明實施例，增大了LED光源的出光角度，使得LED光源的出光更加均勻，也就解決了現(xiàn)有技術(shù)LED光源出光不均勻的技術(shù)問題。

具體地，在一實施例中，LED芯片2a的尺寸為0.23mm×0.15mm×0.09mm，相應的包覆光色轉(zhuǎn)換層2b的發(fā)光元件尺寸為0.65mm×0.77mm×0.3mm；在另一實施例中，LED芯片2a的尺寸為0.26mm×0.76mm×0.12mm，而包覆光色轉(zhuǎn)換層2b的發(fā)光元件尺寸為0.7mm×1.0mm×0.3mm；在另一實施例中，LED芯片2a尺寸為0.38mm×0.78mm×0.14mm，而包覆光色轉(zhuǎn)換層2b的發(fā)光元件尺寸為1.0mm×1.2mm×0.5mm。

可選地，光色轉(zhuǎn)換層2b包括基體材料和分布在基體材料中用于調(diào)節(jié)LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光光色的熒光粉。

基體材料包括以下任意一種或多種材料：有機硅樹脂、丙烯酸類樹脂和環(huán)氧樹脂?；w材料為透明材料，有助于LED芯片2a發(fā)出的光被透射出去，同時，基體材料還具有固定作用，可以將LED芯片2a固定在基板1上。

摻雜在基體材料中的熒光粉包括下述熒光體中的至少一種：

氮化物熒光體、硫化物熒光體、石榴石型熒光體、氮氧化物熒光體和鋁酸鹽熒光體。具體地，氮化物熒光體和硫化物熒光體的成分可以為CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、BaSi2O2N2:Eu、Ca-α-SiAlON、ZnS:Cu，Al、CaS:Eu、CaGa2S4:Eu和SrGa2S4:Eu中的一種或多種；石榴石型熒光體、氮氧化物熒光體和鋁酸鹽熒光體的成分可以為Y3Al5O12:Ce、(Y，Gd)3A15O12:Ce、Tb3Al3O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Lu2CaMg2(Si，Ge)3O12:Ce、CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、BaSi2O2N2:Eu、Ca-α-SiAlON、CaAl12O19:Mn、SrAl2O4:Eu、(Sr，Ba)2SiO4:Eu、Ca3SiO4Cl2:Eu、Sr3SiO5:Eu、Li2SrSiO4:Eu和Ca3Si2O7:Eu中的一種或多種。

摻雜在基體材料中的無機粉末填充料的成分包括下述的至少一種：玻璃，二氧化硅，氧化鈦，氧化鋯，氧化鋁，氧化鎂，鈦酸鋇，氮化鋁，碳。

本實施例中的LED芯片可以為藍光LED芯片或者紫光LED芯片，優(yōu)選為藍光LED芯片。光色轉(zhuǎn)換層2b中的熒光粉受到LED芯片發(fā)出的藍光的激發(fā)，發(fā)出不同的光色，通過調(diào)配基體材料中熒光粉的種類和濃度來調(diào)節(jié)LED光源發(fā)出的光色。

可選地，基體材料的光折射率介于1.35-1.60之間。在該光折射率下，基體材料能夠更好的將LED芯片2a發(fā)出的光提取出去。

可選地，由于本實施例中的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了5面透光，沒有支架的遮擋，采 用非朗伯型的光輻射模式，因此本實施例中的LED光源的半寬光強角比現(xiàn)有技術(shù)的半寬光強角度要大，該LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的配光曲線圖如圖3所示，可見，半寬光強角的范圍在120°至170°之間。

可選地，本實施例中的基板1為柔性基板、鋁基板或者印刷線路板。

本發(fā)明實施例還提供了一種直管燈。如圖4所示，該直管燈包括：空心直管3和燈頭4，燈頭4設置在空心直管3的兩端，分別為左端燈頭4a和右端燈頭4b。在空心直管3中設置有一個或多個上述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)。在空心直管3中設置多個LED發(fā)光結(jié)構(gòu)時，可以在空心直管3中沿軸向(A-A)設置長條狀的基板1，在基板1上沿空心直管3的軸向依次排布多個LED發(fā)光元件2。設置在空心直管3兩端的任意一個燈頭具有連接驅(qū)動模組的接觸件，驅(qū)動模組通過燈頭與空心直管中設置的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)相連接以驅(qū)動LED發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)光?？蛇x地，在左端燈頭4a處連接有光源模組的供電用接口5，在右端燈頭4b處連接有燈座的支架接口6。

空心直管3對LED發(fā)光元件2發(fā)出的光具有散射作用，其可以作為散射罩。由于本實施例的LED發(fā)光元件2的半寬光強角較大，使得光從LED光源的出光面照射到散射罩的距離更遠的位置，光強下降率比現(xiàn)有的LED光源要低；并且，呈矩形結(jié)構(gòu)的LED發(fā)光元件2可以從頂面和多個側(cè)面出光，使得光從光源的出光面照射到散射罩的相對角度不同的位置的強度的變化減少。

對比現(xiàn)有技術(shù)的圖5可知，現(xiàn)有技術(shù)的直管燈包括燈頭4’，在基板1’上設置光源模組。光源與散射罩3’之間的間距為Y’，光源與光源之間的間距為X’?，F(xiàn)有技術(shù)每個LED光源的半寬光強角為120°(如圖6)，呈朗伯型發(fā)射，組成光源模組的相鄰兩個LED光源2’的輻射范圍有重疊，這就使得散射罩3’上產(chǎn)生可明顯觀察得到的光斑，為了在散射罩3’上不會產(chǎn)生可明顯觀察到的光斑，盡量密排多個LED光源2’，以降低散射罩3’出光面空間亮度的變化，密排會導致成本增加。同時，由于朗伯型或類似朗伯型的光強分布，使得光從光源的出光面照射到散射罩不同位置的強度會因為空間距離的不同而變化，距離越遠，光強越低；也會因為光源出光面與散射罩被照面角度的不同而變化，當光源出光面與被照面是平行時，光強最高，出光面與被照面相對的角度逐漸增大，光強逐漸減少。

采用本實施例的LED元件作為光源時，LED元件的側(cè)面和頂面同時出光，具有較大的半寬光強角，從光源發(fā)出的光照射到散射罩時光強下降率較低，增加了直管燈的輸出光強；半寬光強角較大還使得出光面照射到散射罩的相對角度不同位置的光強度變化較小，即出光比較均勻，即使在直管燈中排布比現(xiàn)有技術(shù)少的LED元件也能避免LED光源發(fā)出的光在散射罩上產(chǎn)生可明顯觀察到的光斑。也就是說，本實施例提供 的直管燈能夠在減少LED元件的排布、節(jié)約成本的同時獲得更大的光強。

可選地，LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的基板1的一面與LED發(fā)光結(jié)構(gòu)中LED芯片2a連接，另外一面與空心直管3的內(nèi)壁貼合固定。LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的基板1與空心直管3的內(nèi)壁貼合固定時，可以采用材料7進行固定，材料7可以是導熱性粘接劑，通過材料7將基板1和空心直管3的內(nèi)壁粘合。

可選地，空心直管3的管體為高透光率材料，高透光率材料為樹脂或者玻璃?？招闹惫?優(yōu)選采用玻璃或聚酸甲酯或聚碳酸酯等高透光率材料，混合粉劑或作表面粗化以實現(xiàn)散射功能。

優(yōu)選地，為了避免在空心直管3上產(chǎn)生可明顯觀察到的光斑，根據(jù)空心直管的最大表面亮度確定空心直管3中的LED元件的排布距離?？蛇x地，相鄰兩個LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的中心距離范圍在8mm-35mm之間。具體地，空心直管的最大表面亮度Lv max與LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的排布關系是：Lv max≥860y-9000，其中，y為相鄰兩個LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的中心之間的距離,單位是mm。最大表面亮度Lv max的單位是cd/m²，距離y的單位是mm。

本實施例中的空心直管3優(yōu)選為圓柱形空心直管，在一實施例中，空心直管3的最大表面亮度是12000cd/m²，光源與光源之間的中心距離為24mm；在另一實施例中，圓柱型空心直管的最大表面亮度是6200cd/m²，光源與光源之間的中心距離為14mm。

上述實施例提供的直管燈，由于采用了5面出光的LED元件，出光面亮度均勻，在散射罩上沒有可明顯觀察到的光斑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中LED光源出光不均勻的問題。并且在設置較少的LED元件時就能達到較大的光強，降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明實施例還提供了一種燈具。如圖7所示，該燈具包括燈具本體和直管燈11，其中，燈具本體包括基座8、設置在基座中的驅(qū)動模組10和連接直管燈11的支架9。其中，驅(qū)動模組10可以為直管燈供電。

本實施例的燈具出光面亮度均勻，可設置較少的LED元件來獲得較大的光強，降低了生成成本。

在本發(fā)明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。