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TW201621210A - 發光二極體光源及燈具 - Google Patents

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TW201621210A
TW201621210A TW105106012A TW105106012A TW201621210A TW 201621210 A TW201621210 A TW 201621210A TW 105106012 A TW105106012 A TW 105106012A TW 105106012 A TW105106012 A TW 105106012A TW 201621210 A TW201621210 A TW 201621210A
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黃建郎
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液光固態照明股份有限公司
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Abstract

本創作揭露一種長條形發光二極體(LED)光源，以薄形金屬片作為導電載件，利用其可撓性以增加長度，而可放入足夠的LED晶粒作為光源。進一步，透過將可撓式的長條形光源彎撓成如彈簧的螺旋形狀後置入於一燈罩內，以T字形的固定結構以及固定件，將該LED光源扣繞固定於一絕緣燈座上，透過各該導電載件電性連接該發光二極體光源，形成一相似於傳統鎢絲燈泡形狀的LED燈具。

Description

發光二極體光源及燈具
本創作係有關一種照明光源及照明燈具，尤指一種發光二極體光源及燈具。
請參見圖4A與圖4B所示，分別為現有雙面發光二極體(light-emitting diode, LED)光源之平面示意圖與立體示意圖。該發光二極體光源係包含複數個發光二極體晶粒(LED die)61與一基板62，各該發光二極體晶粒61設置於該基板62上。其中該基板62係為硬質之透明基板，例如玻璃基板(glass substrate)、藍寶石基板(pattern sapphire substrate, PSS)或透明陶瓷基板(ceramic substrate)。
兩兩發光二極體晶粒61之間係透過一連接線63電性連接。具體而言，各該發光二極體晶粒61具有兩相異極性之連接點，例如一正極連接點與一負極連接點。該連接線63的兩端分別電性連接一發光二極體晶粒61之該正極連接點與另一發光二極體晶粒61之該負極連接點。藉此，將複數個設置於該基板62上之發光二極體晶粒61透過該等連接線63串聯連接，以形成長條直立式結構的該發光二極體燈源，因此該發光二極體光源具有易碎的特性。
此外，由於各該連接線63本身的結構所致，容易斷線脫離與所對應該等發光二極體晶粒61之該等連接點的連接。況且，由於該發光二極體光源須經由多個該等連接線63與該等發光二極體晶粒61相連接所構成，因此若僅僅將該等連接線63直接連接該等連接點而無更可靠的方法進行連接，將造成斷線脫離的失敗機會提高。
惟，由於該發光二極體光源所提供的光線，受限於該發光二極體晶粒的光線照射方向，長條直立式結構的該發光二極體光源提供的光僅沿徑向方向投射，因此該發光二極體光源兩端的軸向方向存在有採光死角的暗區現象。此外，該發光二極體光源無法單獨地提供360度全域均勻光照範圍，通常需要將多個發光二極體光源採環形的排列設置，如圖5所示。
然而使用多根長條直立式結構發光二極體光源的燈泡，其頂部與底部仍會出現採光死角的暗區，而無法達成全域的光照效果。再者，使用多根長條直立式結構的發光二極體光源，必須使用額外的金屬導體52作為支撐及電性連接多個發光二極體燈條51之用，使得相對地增加工序，也提高該等金屬導體52與該等發光二極體燈條51與固定架53之間焊接點處理失敗的可能性。
受限於所使用的基板為硬質易碎的玻璃基板、藍寶石基板或透明陶瓷基板，因此所製作的發光二極體光源的長度因顧慮到折斷的問題，因此無法設計太長，以致於限制其所能應用的燈具規格與種類。
進一步參見圖5所示，為現有雙面發光二極體燈具之立體示意圖。該發光二極體燈具50係為具有複數個發光二極體燈條51之球型燈泡，且各該發光二極體燈條51為圖4A所示長條式發光二極體光源之結構。各該發光二極體燈條51的兩末端分別透過該金屬導體52與該固定架53連接。其中各該金屬導體52與所對應之該發光二極體燈條51以及該固定架53係以焊接方式連接。如此，使得該等金屬導體52不僅提供所對應之該發光二極體燈條51與該固定架53電性連接之用，亦同時作為支撐所對應之該發光二極體燈條51之用。
本創作之一目的在於提供一種發光二極體光源，解決長條直立式發光二極體燈條提供的光照存在有採光死角的暗區現象，並且為了提高光照範圍，使用多根發光二極體光源將增加工序以及提高焊接點處理失敗的可能性。
為達成前揭目的，本創作所提出之該發光二極體光源包含複數個發光二極體晶粒與複數個導電載件。各該導電載件為片狀之金屬薄片，其中各該發光二極體晶粒係由相鄰的兩兩導電載件共同乘載且電性連接該相鄰的兩兩導電載件，以形成一發光二極體燈條。
藉由該發光二極體光源，可根據需求加長該發光二極體光源的長度，並且可形成多圈螺旋狀的結構，提供四面八方的光照方向，以提供全域均勻的光照範圍。再者，藉由寬扁的導電載件結構，可以加強與該等發光二極體晶粒的連接，並且可彎撓各該導電載件，使該發光二極體燈條形成彎曲之螺旋狀結構。
本創作之另一目的在於提供一種發光二極體燈具，解決長條直立式發光二極體燈條所形成的燈具其所提供的光照存在有採光死角的暗區現象，並且為了提高光照範圍，使用多根發光二極體光源於該燈具中將增加工序以及提高焊接點處理失敗的可能性。
為達成前揭目的，本創作所提出之該發光二極體燈具包含一發光二極體光源、一燈頭、一絕緣燈座、一支撐件、複數個固定件以及一燈罩。該燈頭具有一第一連接部與一第二連接部，分別電性連接該發光二極體燈條兩末端之該導電載件。該絕緣燈座固定於該燈頭上。該支撐件具有一水平部與一直立部，其中該直立部設置於該絕緣燈座上，該發光二極體光源係呈螺旋環繞於該水平部外側。各該固定件固定該發光二極體光源於該支撐件之該水平部上。該燈罩蓋設於該燈頭上，且提供一容置空間以容置該發光二極體光源、該絕緣燈座、該支撐件以及該等固定件。
藉由該發光二極體燈具，可根據需求加長該發光二極體光源的長度，並且可形成更多圈螺旋狀的結構，除提供四面八方的光照方向外，進一步可以依據更亮的需求設計更亮的燈具。
為了能更進一步瞭解本創作為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，相信本創作之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。
茲有關本創作之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。
請參見圖1A與圖1B所示，分別為本創作發光二極體光源之側視平面示意圖與立體示意圖，說明如下。該發光二極體光源10包含複數個發光二極體晶粒(LED die)11與複數個導電載件12。各該發光二極體晶粒11係由相鄰的兩兩導電載件12共同承載且電性連接該相鄰的兩兩導電載件，以形成一發光二極體燈條。具體而言，該發光二極體燈條係為該等導電載件12與該等發光二極體晶粒11相互間隔串聯連接的結構。如圖1A所示，由左至由分別依序為該導電載件12、該發光二極體晶粒11、該導電載件12、該發光二極體晶粒11…等等相互間隔電性連接的關係。在本創作中，各該導電載件12可為一金屬薄片結構，例如銅箔、鋁箔、銀箔或金箔等，具有可彎折特性之金屬薄片結構。惟不以上述該等金屬材質薄片為限制，只要具可彎折、具導電性的材料特性，皆可作為本創作該等導電載件12之用。
具體而言，各該發光二極體晶粒11係可為一覆晶式(flip-chip)發光二極體晶粒，且各該發光二極體晶粒11具有的一正極112與一負極113係提供外部電性連接之用。在本實施例中，該發光二極體晶粒11的該正極112與該負極113分別位於該發光二極體晶粒11底部的相對兩側之處。該導電載件12係電性連接相鄰的兩兩發光二極體晶粒11之間，亦即，該導電載件12的一端係電性連接其中一該發光二極體晶粒11的該正極112，而該導電載件12的另一端係電性連接其中另一該發光二極體晶粒11的該負極113。如此，片狀不連續之該等導電載件12配合該等發光二極體晶粒11的極性，以串聯連接的方式形成該發光二極體光源10於撓彎前的電性連接結構。在本實施例中，該發光二極體燈條兩末端係分別為該導電載件12，並且該兩導電載件12係以提供外部電源供電的正極與負極之電性連接。
該發光二極體晶粒11係為上下雙面發光二極體，其底面具有一出光面111，且該發光二極體晶粒11係透過該出光面111將產生的光線向外投射。其中該出光面111相對地位於該兩導電載件12之間未遮蔽之處。
再者，各該導電載件12的長度為一第一長度L1，各該發光二極體晶粒11相對方向的長度為一第二長度L2，其中該第一長度L1係大於或等於該第二長度L2。如此可在充分裝設該等發光二極體晶粒11數量的同時，也能夠提高各該導電載件12與所對應的各該發光二極體晶粒11的結合強度，以增加彎折各該導電載件12的容易度，並且避免發生該發光二極體晶粒11與該導電載件12於彎折後發生分離的情況。
再者，各該導電載件12的寬度為一第一寬度W1，各該發光二極體晶粒11的寬度為一第二寬度W2，其中該第一寬度W1大於或等於該第二寬度W2的一半，使得各該導電載件12有足夠的連接寬度，能夠確實地連接所對應之該正極112與該負極113，以避免該發光二極體晶粒11與該導電載件12斷接。
再者，由於各該導電載件12為金屬薄片結構，因此能夠對各該發光二極體晶粒11所產生的熱提供散熱之功效。
再者該發光二極體光源10可進一步透過封裝技術將其密閉封裝於一封裝體30中(配合參見圖2所示)。具體而言，利用透明的樹脂材料(resin material)、透明的矽膠材料(silicone material)或透明的高分子材料，將該發光二極體光源10包覆於該封裝體30中。再者透過封裝的處理，可以同時強化該各該導電載件12與各該發光二極體晶粒11的結合強度。
請參見圖2所示，為本創作該發光二極體光源於彎折後的示意圖。前述該發光二極體光源10(如圖1A所示)係透過彎折各該導電載件12，使該發光二極體光源10呈具有間距，如彈簧般的螺旋狀結構，然不以此螺旋狀結構為限制。
請參見圖3所示，為本創作具有該發光二極體光源的一發光二極體燈具之立體示意圖。該發光二極體燈具100包含前述該發光二極體光源10、一燈頭21、一絕緣燈座22、一支撐件23、複數個固定件24以及一燈罩25。
該燈頭21提供與一外部交流電源所連接的兩連接部，分別為設置於該燈頭21側邊的一第一連接部211以及設置於該燈頭21底端的一第二連接部212。其中該第一連接部211與該第二連接部212分別電性連接該外部電源的兩相異極性。具體而言，該發光二極體光源10兩末端的該兩導電載件12分別透過一導線26連接該燈頭21之該第一連接部211與該第二連接部212，以接收該外部電源，使得該發光二極體光源10由該外部電源供電。在本實施例中，各該導線26係分別由上往下穿設該絕緣燈座22，並且一該導線26係連接至該第一連接部211，另一該導線26則連接至該第二連接部212。
在實施例中，該絕緣燈座22為一玻璃材質之絕緣體，且固定於該燈頭21上。該支撐件23具有一水平部231與一直立部232，且為一玻璃材質之絕緣體。在本實施例中，該支撐件23為一T字型結構體，且該水平部231為該T字型結構體之橫向部分，該直立部232為該T字型結構體之縱向部分。該直立部232設置於該絕緣燈座22上。在本實施例中，該絕緣燈座22與該支撐件23係可為一體成型。以該玻璃材質之絕緣體為例，該絕緣燈座22與該支撐件23可透過玻璃成型的技術一體成型。此外，該絕緣燈座22與該支撐件23亦可為兩元件，亦即不限制為一體成型之結構，可將該支撐件23之該直立部232成型固定於該絕緣燈座22上。再者，該支撐件23之該水平部231係沿該發光二極體光源10之一軸向方向穿設於螺旋狀之該發光二極體光源10內，使得該發光二極體光源10係呈螺旋環繞於該水平部231外側。
各該固定件24具有一端部241，其中各該固定件24以其該端部241固定於該支撐件23之該水平部231上。各該固定件24則繞設或扣設該發光二極體光源10，以固定該發光二極體光源10於該支撐件23之該水平部231上。然不以圖3的固定方式為限制，各該固定件24可為各種形式以扣或繞的方式固定該發光二極體光源10，讓該發光二極體光源10呈現螺旋狀結構且不變形。然，該發光二極體燈條不限制僅能設計為螺旋狀結構，可根據其具有撓性且可彎折之特性，因應實際的應用需求，可彎撓為不同形狀之結構，能同時兼具高發光亮度與多元結構設計之優勢。
該燈罩25蓋設於該燈頭21上，且提供一容置空間251以容置該發光二極體光源10、該絕緣燈座22、該支撐件23以及該等固定件24，以構成該發光二極體燈具。
綜上所述，本創作係具有以下之特徵與優點：
1、透過該等導電載件12對該等發光二極體晶粒11提供導電連接與承載的功用，取代習知以基板62透過連接線63連接方式所形成的發光二極體燈條結構，如此不僅可達到承載該等發光二極體晶粒11，亦可提高該等發光二極體晶粒11連接的強度；
2、透過將發光二極體燈條彎折成多圈螺旋狀結構或其他變化形狀之結構，可在燈具的有限容置空間內提供更大量的發光二極體晶粒，以提高發光亮度；
3、有別於直立式發光二極體燈條，該可撓式發光二極體燈條可沿著多圈螺旋狀的方向提供四面八方的光照方向，不會存在有採光死角的暗區現象，而且不需要採用多根直立式發光二極體燈條，如此容易地且可靠地提供360度全域均勻光照範圍；及
4、透過設計各該導電載件12的長度係大於或等於各該發光二極體晶粒11相對方向的長度，以及各該導電載件12的寬度大於或等於各該發光二極體晶粒11的寬度的一半，以提高各該導電載件12與所對應的各該發光二極體晶粒11的結合強度，並且提高對各該發光二極體晶粒11的散熱能力。
100‧‧‧發光二極體燈具 10‧‧‧發光二極體光源 11‧‧‧發光二極體晶粒 111‧‧‧出光面 112‧‧‧正極 113‧‧‧負極 12‧‧‧導電載件 21‧‧‧燈頭 211‧‧‧第一連接部 212‧‧‧第二連接部 22‧‧‧絕緣燈座 23‧‧‧支撐件 231‧‧‧水平部 232‧‧‧直立部 24‧‧‧固定件 241‧‧‧端部 25‧‧‧燈罩 251‧‧‧容置空間 26‧‧‧導線 30‧‧‧封裝體 L1‧‧‧第一長度 L2‧‧‧第二長度 W1‧‧‧第一寬度 W2‧‧‧第二寬度 50‧‧‧發光二極體燈具 51‧‧‧發光二極體燈條 52‧‧‧金屬導體 53‧‧‧固定架 61‧‧‧發光二極體晶粒 62‧‧‧基板 63‧‧‧連接線
圖1A：為本創作發光二極體光源之側視平面示意圖；
圖1B：為本創作發光二極體光源之立體示意圖；
圖2：為本創作發光二極體光源彎折後之示意圖；
圖3：為本創作具有發光二極體光源的發光二極體燈具之立體示意圖；
圖4A：為現有雙面發光二極體光源之側視平面示意圖；
圖4B：為現有雙面發光二極體光源之立體示意圖；及
圖5：為現有發光二極體燈具之立體示意圖。
11‧‧‧發光二極體晶粒
12‧‧‧導電載件
L1‧‧‧第一長度
L2‧‧‧第二長度
W1‧‧‧第一寬度
W2‧‧‧第二寬度

Claims (10)

  1. 一種發光二極體光源，包含： 複數個發光二極體晶粒；及 複數個導電載件，各該導電載件係為一金屬薄片，其中各該發光二極體晶粒係由相鄰的兩兩導電載件共同承載且電性連接該相鄰的兩兩導電載件，以形成一發光二極體燈條。
  2. 如請求項1所述之發光二極體光源，其中該發光二極體燈條係為該等導電載件與該等發光二極體晶粒相互間隔串聯連接的結構。
  3. 如請求項1所述之發光二極體光源，其中各該導電載件係為銅箔、鋁箔、銀箔或金箔任一者之該金屬薄片。
  4. 如請求項1所述之發光二極體光源，更包含一透光封裝體，該等發光二極體晶粒、該等導電載件以及該等導電載件係由透明的樹脂材料、矽膠材料或高分子材料任一者封裝於該透光封裝體中。
  5. 如請求項1所述之發光二極體光源，其中各該導電載件的長度大於或等於各該發光二極體晶粒的長度，且各該導電載件的寬度大於或等於各該發光二極體晶粒的長度的一半。
  6. 如請求項1所述之發光二極體光源，其中該發光二極體光源可彎曲呈一螺旋狀結構。
  7. 一種發光二極體燈具，包含： 一發光二極體光源，係如請求項1至6中任一項所述之發光二極體光源； 一燈頭，具有一第一連接部與一第二連接部，分別電性連接該發光二極體燈條兩末端之該導電載件； 一絕緣燈座，固定於該燈頭上； 一支撐件，具有一水平部與一直立部，其中該直立部設置於該絕緣燈座上，該發光二極體光源係呈螺旋環繞於該水平部外側； 複數個固定件，固定該發光二極體光源於該支撐件之該水平部上；及 一燈罩，蓋設於該燈頭上，且提供一容置空間以容置該發光二極體光源、該絕緣燈座、該支撐件以及該等固定件。
  8. 如請求項7所述之發光二極體燈具，其中該支撐件為一T字型結構體，且該水平部為該T字型結構體之橫向部分，該直立部為該T字型結構體之縱向部分。
  9. 如請求項8所述之發光二極體燈具，其中該支撐件之該水平部沿一軸向方向穿設於該發光二極體光源內。
  10. 如請求項7所述之發光二極體燈具，其中各該固定件具有一端部，其中各該端部固定於該支撐件之該水平部上，且各該固定件繞設或扣設該發光二極體光源上。
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