CN209782278U - Led灯丝与led球泡灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED灯丝与LED球泡灯,LED灯丝包括多个LED芯片、两个导电电极、多个导线、封体与至少一个辅助件。多个LED芯片排成阵列且相互电性连接,两个导电电极对应于所述阵列配置,每一个导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片。多个导线电性连接所述LED芯片与两个导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间。封体涂布于所述阵列与所述两个导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外。辅助件设置于所述封体中,且所述辅助件在所述灯丝的径向方向上会与所述两个导电电极与所述阵列两端的对应LED芯片之间的至少一个所述导线重叠。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明领域,具体涉及一种LED灯丝及LED球泡灯。
背景技术
LED灯具有使用寿命长、体积小、环保等优点,因此其应用不断增长。然而,LED 球泡灯由于LED封装支架以及基板挡光等原因而一般发光面比较窄,呈现半周光发光状态,光分布角度小于180度。
为了与白炽灯有比较相近的光分布,即光分布大于180度,某些LED球泡灯采用COB(Chip On Board,板上芯片)集成光源并加配光透镜,某些LED球泡灯则采用SMD(SurfaceMount Technology,表面贴装技术)光源并绕基板环状排布。然而,这些LED球泡灯光形弧线不流畅,局部抖动较大,会使得照度出现亮暗不均匀过渡的情况。
此外,传统的LED球泡灯一般具有玻璃灯壳,然而玻璃灯壳容易破碎,并且玻璃灯壳破碎后容易让使用者受伤,而且玻璃灯壳破碎后所外露的灯体内的诸如光源、基板焊点、灯板线路等带电部件容易让使用者发生触电伤害,造成人身安全等问题。
近年来,市面上已有具有LED灯丝的LED球泡灯,LED灯丝具有基板以及在其版上的许多LED芯片。不过LED球泡灯的照明效果仍有待改善。传统球泡灯具有钨丝,由于钨丝的自然性质而能扣产生均匀的光,然而LED灯丝则难以达到这种均匀的光的效果。让LED灯丝难以达到这种效果的原因有很多种,其中之一是基板会挡住LED所发出的光线。另一个原因是LED 产生的光为点光源,这会导致光线集中。而与之相反的,要产生均匀光照的效果则需要平均分布的光线。
此外,传统球泡灯的钨丝可以弯折为精巧的曲线而有多变的形状,因此能呈现具有美感的外观,特别是在发光的时后更有美感。LED球泡灯的LED灯丝则因为基板缺少的韧性的关系而难以弯折为曲线状,且由于LED灯丝弯折时的应力集中现象,也容易造成电极以及LED 芯片与电极之间导线破损或断线。鉴于以上所述现有技术的缺点和不足,确有必要对现有的 LED球泡灯及其灯丝进行改进,以弥补这些缺点和不足。
实用新型内容
本发明提供了一种LED球泡灯,该LED球泡灯包括LED灯板,该LED灯板上设置有至少一个LED光源;及电隔离组件,该电隔离组件套设于所述LED灯板上,其中,所述电隔离组件使得所述LED灯板上的带电部件与外部电气隔离。
优选地,电隔离组件包括电隔离单元,电隔离单元覆盖于LED灯板上,使得LED灯板上的带电部件与LED灯板的外部电气隔离;及光处理单元,光处理单元设置在电隔离单元之上,使得LED光源所发出的光的光线方向发生改变。
优选地,电隔离单元与光处理单元一体成型。
优选地,电隔离单元由具有高反射率的电绝缘材料制成。
优选地,光处理单元呈杯状结构,该杯状结构具有杯体、杯底和杯顶,杯体介于杯底和杯顶之间。
优选地,杯底上开设有通孔,所述通孔与LED光源相对应,并且其中,电隔离单元上开设有与LED光源相对应的通孔。杯体的内侧面设有反光面,并且其中,LED灯板上的LED 光源环设于杯体的内侧,使得每个LED光源发出的光线被内侧面的反光面反射而朝向杯体的内侧方向。
优选地,电隔离组件还包括延伸部,延伸部从杯底周缘向外延伸而装设于光处理单元上,其中,延伸部上开设有通孔,通孔与LED灯板上的LED光源相对应,并且其中,电隔离单元上开设有通孔与延伸部上的通孔相对应。杯体的外侧面设有反光面,并且其中,LED 灯板上的LED光源环设于杯体的外侧,使得每个LED光源发出的光线被外侧面的反光面反射而朝向杯体的外侧方向。
优选地,杯底完全露空且杯体为曲面。杯体的外侧面设有反光面,并且其中,LED灯板上的LED光源环设于光处理单元下方,使得每个LED光源部分裸露在杯体外侧,部分在杯体正下方,部分裸露在杯体内侧,进而每个LED光源发出的光线一部分经外侧面的反光面反射而朝向杯体的外侧方向,一部分沿杯体自身而自底向顶向外汇出,另一部分直接射向LED球泡灯的灯壳。
优选地,杯体为曲面,且杯体的外侧面设有反光面,并且其中,LED灯板上的LED 光源环设于光处理单元的下方,使得该组中的每个LED光源部分裸露与杯体外侧,部分在杯体的正下方,进而每个LED光源发出的光线一部分经外侧面的反光面反射而朝向杯体的外侧方向,一部分沿杯体自身自底向顶向外汇出。
优选地,杯底上开设有通孔,所述通孔与LED光源相对应,并且其中,电隔离单元上开设有与LED光源相对应的通孔。杯体为曲面且杯体的外侧面设有反光面,并且其中,LED灯板包括两组成环状排布的LED光源,其中第一组LED光源环设于杯体的内侧,该组中的每个LED光源发出的光线直接射向LED球泡灯的灯壳,并且其中,第二组LED光源环设于光处理单元的下方,使得该组中的每个LED光源部分裸露与杯体外侧,部分在杯体的正下方,进而该组中的每个LED光源发出的光线一部分经外侧面的反光面反射而朝向杯体的外侧方向,一部分沿杯体自身的侧面自底向顶向外汇出,其中,第一组LED光源对应于杯底上开设的通孔。
优选地,杯底上开设有通孔,所述通孔与LED光源相对应,并且其中,电隔离单元上开设有与LED光源相对应的通孔。杯体的外侧面和内侧面均设有反光面,并且其中,LED 灯板包括两组成环状排布的LED光源,其中第一组LED光源环设于杯体的内侧,该组中的每个LED光源发出的光线被内侧面的反光面反射而朝向杯体的内侧方向,并且其中,第二组LED光源环设于光处理单元的下方,使得该组中的每个LED光源部分裸露与杯体的外侧,部分在杯体正下方,进而该组中的每个LED光源发出的光线一部分经外侧面的反光面反射而朝向杯体的外侧方向,一部分沿杯体自身的自底向顶向外汇出,其中,第一组LED光源对应于杯底上开设的通孔。
优选地,杯底上开设有通孔,所述通孔与LED光源相对应,并且其中,电隔离单元上开设有与LED光源相对应的通孔。此外,电隔离组件还包括延伸部,所述延伸部从杯底周缘向外延伸而装设于光处理单元上,其中,延伸部上开设有通孔,所述通孔与LED灯板上的LED光源相对应,并且其中,电隔离单元上开设有与LED光源相对应的通孔。杯体的外侧面设有反光面,并且其中,LED灯板上的LED光源包括两组成环状排布的LED光源,其中第一组LED光源环设于杯体的内侧,该组中的每个LED光源发出的光线直接射向LED球泡灯的灯壳,并且其中,第二组LED光源环设于杯体的外侧,使得每个LED光源发出的光线被外侧面的反光面反射而朝向杯体的外侧方向,并且其中,第一组LED光源对应于杯底上开设的通孔,第二组LED光源对应于延伸部上开设的通孔。
优选地,杯底上开设有通孔,所述通孔与LED光源相对应,并且其中,电隔离单元上开设有与LED光源相对应的通孔。此外,电隔离组件还包括延伸部,所述延伸部从杯底周缘向外延伸而装设于光处理单元上,其中,延伸部上开设有通孔,所述通孔与LED灯板上的LED光源相对应,并且其中,电隔离单元上开设有与LED光源相对应的通孔。杯体的外侧面和内侧面均设有反光面,并且其中,LED灯板上的LED光源包括两组成环状排布的LED光源,其中第一组LED光源环设于杯体的内侧,该组中的每个LED光源发出的光线被内侧面的反光面反射而朝向杯体的内侧方向,并且其中,第二组LED光源环设于杯体的外侧,使得每个LED光源发出的光线被外侧面的反光面反射而朝向杯体的外侧方向,并且其中,第一组LED光源对应于杯底上开设的通孔,第二组LED光源对应于延伸部上开设的通孔。
优选地,在以上各实施例中,杯底上和延伸部上的通孔的尺寸与所述LED光源的尺寸相当或比LED光源的尺寸略大。
优选地,LED球泡灯还包括灯壳,其中,灯壳的内表面或外表面或者这二者上都涂布有粘接膜,粘接膜的厚度依赖于LED球泡灯的总重量。在一个示例中,当LED灯的总重量大于100克时,粘接膜的厚度为200μm~300μm。在另一示例中,当LED灯的总重量小于80 克时,粘接膜的厚度为40μm~90μm。
优选地,LED球泡灯还包括灯壳,其中,灯壳的内表面或外表面或者这二者上都涂布有扩散膜。在一个示例中,扩散膜的组要成分选择以下项中的至少一项:碳酸钙、卤磷酸钙、氧化铝。
优选地,LED球泡灯还包括灯壳,其中,灯壳的内表面上涂布有反射膜,反射膜在离所述LED球泡灯的中心轴线一定角度范围内涂布。在一个示例中,反射膜的主要成分为硫酸钡。在一个示例中,所述角度范围在0度~60度。在一个示例中,所述角度范围在0度~45度。在一个示例中,反射膜的厚度可从所述LED球泡灯的中线轴线处向远离该中心轴线的地方逐渐变薄。
根据本发明的LED球泡灯,可以避免LED球泡灯破碎后,使用者由于接触到LED灯板上的带电部件而发生触电事故。此外,根据本发明的LED球泡灯,可以使得LED光源所发出的光线的方向发生改变,以产生不同的发光效果。
如前所述,LED灯丝的电极以及连接在电极与LED芯片之间的导线,LED灯丝弯折时,会因为应力集中而容易破损,为解决上述技术问题,本实用新型揭示一种LED灯丝与LED球泡灯的复数实施例。
根据一实施例,一种LED灯丝包括多个LED芯片、两个导电电极、多个导线、封体与至少一个辅助件。多个LED芯片排成阵列且相互电性连接,两个导电电极对应于所述阵列配置,每一个导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片。多个导线电性连接所述 LED芯片与两个导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间。封体涂布于所述阵列与所述两个导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外。辅助件设置于所述封体中,且所述辅助件在所述灯丝的径向方向上会与所述两个导电电极与所述阵列两端的对应LED芯片之间的至少一个所述导线重叠。
根据一实施例,一种LED灯丝包括多个LED芯片、两个导电电极、多个导线、封体与至少一个辅助件。多个LED芯片排成阵列且相互电性连接,两个导电电极对应于所述阵列配置,每一个导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片。多个导线电性连接所述 LED芯片与两个导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间。封体涂布于所述阵列与所述两个导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外。辅助件设置于所述封体中,当一个垂直于所述LED灯丝的轴向方向的虚拟平面横越所述至少一个辅助件,所述虚拟平面进一步横越所述其中一个导电电极与所述阵列中位于末端的对应LED芯片之间的导线。
根据一实施例,一种LED球泡灯包括灯壳、灯头、两个导电支架、驱动电路与LED 灯丝。灯头连接所述灯壳,两个导电支架设置于所述灯壳中,驱动电路电性连接所述两个导电支架与所述灯头。LED灯丝包括多个LED芯片、两个导电电极、多个导线、封体与至少一个辅助件。多个LED芯片排成阵列且相互电性连接,两个导电电极对应于所述阵列配置,每一个导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片。多个导线电性连接所述LED芯片与两个导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间。封体涂布于所述阵列与所述两个导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外。辅助件设置于所述封体中,且所述辅助件在所述灯丝的径向方向上会与所述两个导电电极与所述阵列两端的对应LED芯片之间的至少一个所述导线重叠。
根据一实施例,一种LED球泡灯包括灯壳、灯头、两个导电支架、驱动电路与LED 灯丝。灯头连接所述灯壳,两个导电支架设置于所述灯壳中,驱动电路电性连接所述两个导电支架与所述灯头。LED灯丝包括多个LED芯片、两个导电电极、多个导线、封体与至少一个辅助件。多个LED芯片排成阵列且相互电性连接,两个导电电极对应于所述阵列配置,每一个导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片。多个导线电性连接所述LED芯片与两个导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间。封体涂布于所述阵列与所述两个导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外。辅助件设置于所述封体中,当一个垂直于所述LED灯丝的轴向方向的虚拟平面横越所述至少一个辅助件,所述虚拟平面进一步横越所述其中一个导电电极与所述阵列中位于末端的对应LED芯片之间的导线。
综合上述,根据本实用新型的实施例,电极与阵列两端的LED芯片之间的导线可藉由辅助件而得到支撑与保护,灯丝两端的强韧性可以得到显著的提升。如此一来,LED灯丝就可被弯折成多样化的曲线,也不会有电极与LED芯片之间的导线破损的风险。当此种具有精巧曲线的LED灯丝发光时,LED球泡灯会产生令人惊叹的效果。
附图说明
图1所示为根据本发明一个实施例的LED球泡灯沿中心轴线的纵向剖面图;
图2所示为根据本发明一个实施例的LED球泡灯的分解图;
图3所示为根据本发明一个实施例的电隔离组件、LED灯板及散热器装配后的结构示意图;
图4所示为根据本发明一个实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图;
图5所示为根据本发明一个实施例的LED球泡灯的示例性光分布配光曲线图;
图6所示为根据本发明另一实施例的电隔离组件、LED灯板及散热器装配后的结构示意图;
图7所示为根据本发明另一实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图;
图8所示为根据本发明又一实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图;
图9所示为根据本发明一个实施例的LED灯板的示意图;
图10所示为根据本发明又一实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图;
图11所示为根据本发明又一实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图;
图12所示为根据本发明一个实施例的灯壳与散热器之间涂布粘接膜的示意图;
图13所示为根据本发明一个实施例的涂布有反射膜的灯壳沿中心轴线的纵向剖面图
图14A为本实用新型的LED球泡灯的第一实施例的结构示意图;
图14B为本实用新型的LED球泡灯的第二实施例的结构示意图;
图14C为本实用新型的LED球泡灯的第三实施例的结构示意图;
图15A为本实用新型的LED灯丝第一实施例的立体局部剖面示意图;
图15B为图15A中15B-15B位置的局部剖面示意图;
图16A至图16E为本实用新型的多个实施例的LED灯丝的剖面示意图;
图17A-17Q为本实用新型的多个实施例的LED灯丝的底视示意图;
图17R为本实用新型的一个实施例的LED灯丝的局部截面图;
图18A与图18B所示分别为本实用新型的LED灯丝与其辅助条的一个实施例的平面示意图与立体示意图;
图18C与图18D所示分别为本实用新型的LED灯丝与其辅助条的另一个实施例的平面示意图与立体示意图;
图18E所示为本实用新型的LED灯丝与其辅助条的又一个实施例的立体示意图;
图19A与图19B所示为本实用新型的LED灯丝的不同实施例的截面示意图;
图20A至图20D为本实用新型不同实施例的LED灯丝的截面示意图;
图21A与图21B分别为本实用新型的一个实施例的LED灯丝的截面图与示意图,图21A 所示为图21B的线段21A-21A处的截面;
图21C至图21I为本实用新型的多个实施例的LED灯丝的示意图;
图22A所示为本实用新型的一个实施例的LED灯丝的透视图;
图22B至图22E为本实用新型的多个实施例的LED灯丝的局部截断示意图;
图23A所示为本实用新型的连接呈环状的LED灯丝的导电结构实施例的示意图;
图23B为图23A中标注sp处***导电支架时的截面示意图;
图24A至图24C所示为本实用新型的LED球泡灯的实施例的示意图;
图25A为本实用新型的灯壳的第一实施例的局部截面放大示意图;
图25B为本实用新型的灯壳的第二实施例的局部截面放大示意图;以及
图25C为本实用新型的灯壳的第三实施例的局部截面放大示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图以具体实施例对本实用新型的实施方式做详细的说明。
根据本发明的一个实施例提供一种LED球泡灯,请参考图1至图6,其中图1所示为根据本发明一个实施例的LED球泡灯沿中心轴线的纵向剖面图;图2所示为根据本发明一个实施例的LED球泡灯的分解图;图3所示为根据本发明一个实施例的电隔离组件、LED 灯板及散热器装配后的结构示意图;图4所示为根据本发明一个实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图;以及图5所示为根据本发明一个实施例的LED球泡灯的示例性光分布曲线图。
首先参考图1和图2。根据本实施例的LED球泡灯包括灯头1、底座2、LED驱动电源3、散热器4、LED灯板5、电隔离组件6a以及灯壳7。
底座2的一端套接在灯头1内,底座2的另一端装配在散热器4远离灯壳7的一端并套接在散热器4内。在一个实施例中,底座2和散热器4相套接的端部可设有卡扣结构,底座2可以与散热器4扣合连接。底座2内具有电气连通结构,以使得套设在散热器4内的 LED驱动电源3能够与灯头1电气连接。
LED驱动电源3装设在底座2及散热器4之间。LED驱动电源3靠近底座2的一端(输入端)具有输入导线31,输入导线31经由底座2与灯头1电气连接。LED驱动电源3 的靠近散热器4的一端(输出端)具有输出导线32,输出导线32经由散热器4与LED灯板5 形成电气连接。这样,电流经过灯头1导通到LED驱动电源3的输入导线31,再通过LED驱动电源3变压后导通到LED驱动电源3的输出导线32,进而供给LED灯板5,使LED灯板5 上的LED光源51点亮发光。
在某些其他实施例中,替代输出导线32,LED驱动电源3的靠近散热器4的一端可以设置柱状突起,该柱状突起的顶端外表面经导电处理,此柱状突起连接于导通玻纤板,导通玻纤板进而与LED灯板5电气连接。这样,电流经过灯头1导通到LED驱动电源3的输入导线31,再通过LED驱动电源3变压后导通到LED驱动电源3的柱状突起,再经过导通玻纤板供给LED灯板5,使LED灯板5上的LED光源51点亮发光。在这些实施例中,LED驱动电源3与LED灯板5电气连接可以通过焊接工艺完成,即将LED灯板5焊在LED驱动电源3 的柱状突起上。
接着参考图1和图2。散热器4远离灯壳7的一端与底座2套接,远离灯头1的另一端与LED灯板5相连接。散热器4上开设有贯穿孔42。贯穿孔42与LED驱动电源3的输出导线32相对应,并且LED驱动电源3的输出导线32可以上下贯穿此贯穿孔42。此夕卜,贯穿孔42还与LED灯板5上开设的贯穿孔52相对应,使得LED驱动电源3的输出导线32可依序穿过对应的贯穿孔42和贯穿孔52与LED灯板5形成电气连接。另外,散热器4远离灯头1的那一端上设有固定部43,该固定部43与LED灯板5上设置的固定部53以及电隔离组件6a中的固定部68相对应,以使得电隔离组件6a与LED灯板5以及散热器4相连接。
LED灯板5装设于散热器4靠近灯壳7的一端,且LED灯板5可先与电隔离组件 6a套设在一起再配置与散热器4上。LED灯板5可以为圆形状。LED灯板5上可装设有至少一个LED光源51。LED光源51可以为传统的支架、胶壳外型或是芯片级封装(Chip ScalePackage)或是其他封装的结构。此外,如上所述,LED灯板5上开设有贯穿孔52,贯穿孔52与散热器4的贯穿孔42相对应。LED驱动电源3的输出导线32可依序穿过贯穿孔42 和贯穿孔52与LED灯板5形成电气连接。此外,如上所述,LED灯板5上设置有固定部53,固定部53与散热器4的固定部43以及电隔离组件6a中的固定部68相对应,以使得电隔离组件6a与LED灯板5以及散热器4相连接。
在一个实施例中,上述贯穿孔42与贯穿孔52的数目均视LED驱动电源3的输出导线32的数目而定,基本上可为与正负电极两个输出导线32相对应的孔洞。倘若LED驱动电源3还具有调整LED光源51亮度的Dimming功能或是其它方案需要增加电气连接线路,则导线以及与之对应孔洞的数目也可以随之增加。
电隔离组件6a与LED灯板5相套接,使得所述LED灯板5上的带电部件与外部电气隔离。电隔离组件6a可包括电隔离单元6。电隔离单元6上开设有与LED灯板5上的光源51相对应的通孔67’,使得LED光源51发出的光能够穿过这些通孔67’。当电隔离组件 6a与LED灯板5套接后,电隔离单元6覆盖于LED灯板5上,使得LED灯板5上的带电部件与LED灯板5的外部电气隔离。在一个实施例中,电隔离单元6可以是由诸如聚碳酸酯(PC) 等具有高反射率的电绝缘材料制成的电隔离板。
电隔离组件6a还可以包括光处理单元61,光处理单元61可使LED光源51所发出的光的光线方向发生改变。当电隔离组件6a与LED灯板5套接后,光处理单元61被设置在电隔离单元6之上,换句话说,电隔离单元6被置于光处理单元61以及LED灯板5之间。光处理单元61也可以与电隔离单元6—体成型。
如图3和图4所示,光处理单元61整体观之略呈杯状结构。光处理单元61包括杯底6101、杯体6103和杯顶6102,杯体6103形成于杯底6101与杯顶6102之间。需理解的是,虽然杯状光处理单元61在此被描述为具有杯顶6102,但是应理解,实际上,光处理单元61的顶部是露空的,边界线是从纵向剖面中看到的。在本实施例中,杯底6101的外径优选为16mm~20mm,杯顶6102的外径优选为25mm~29mm。在一个实施例中,杯体6103的外侧面边线呈直线且与杯底6101的延伸面之间成一定夹角。在一个示例中,该夹角可以为51度~73度。然而,应理解,杯体6103的外侧面也可以是利于反光的其他形状。
电隔离组件6a还可以包括延伸部66。延伸部66从光处理单元61的杯底6101周缘沿着杯体6103向外延伸而呈圆环状装设于光处理单元61上。延伸部66上开设有至少一个通孔67。通孔67呈放射状地环设在延伸部66上。这些通孔67与LED灯板5上的LED光源 51相对应。相应地,这些通孔67也与电隔离单元6上的通孔67’相对应。当电隔离组件6a 套设于LED灯板5后,LED灯板5上的LED光源51会穿过电隔离单元6上对应的通孔67’而被延伸部66上的通孔67套住。
在本实施例中,通孔67可沿杯体6013的外侧均匀排布,但并不限于此。通孔67 可以是矩形孔、圆孔等形状。每个通孔67的深度可以与LED光源51的高度相当或略大。在一个实施例中,每个通孔67的深度可以是LED光源51的高度的100%~120%,以确保通孔67 符合所需的透光率。另外,每个通孔67的横截面积可以与LED光源51的底部面积相当或略大。在一个实施例中,通孔67的横截面积可以为LED光源51的底部面积的100%~120%,以使得LED光源51所发出的光不会被通孔67阻挡。
藉由延伸部66的通孔67套住LED光源51的方式,LED光源51环设于杯体6103 的外侧,因此,LED光源51点亮发光时,所发出的光线会沿着光处理单元61的杯体6103外侧分布。需说明的是,在本实施例中,杯体6103的外侧面上设有反光面,使得LED光源51 所发出的光线反射而朝向杯体6103的外侧方向,从而能够使得LED光源51的发光范围分布大于180度。
如前所述,光处理单元61的杯底6101外径优选为16mm至20mm,光处理单元61 的杯顶6102外径优选为25mm至29mm。如果杯顶6102外径大于29mm,在整个LED灯板5上的LED光源51点亮后,会在灯壳7的顶部产生暗斑,尽管可以满足标准对LED球泡灯光强分布的要求,但影响LED球泡灯整体的光照效果。再者,如前所述,杯体6103的外侧面边线与杯底6101的延伸面的夹角可以为51度至73度。如果夹角小于51度,尽管可以满足标准对球泡灯发光范围分布的要求,但LED球泡灯整体的光效会降低。
继续参考图4,电隔离组件6a还可以在光处理单元61的杯底6101设置固定部 68。固定部68可穿过电隔离单元6,进而可以与LED灯板5上的固定部53以及散热器4上的固定部43固定,从而使得电隔离组件6a能够与LED灯板5以及进而与散热器4相连接。应理解,电隔离组件6a可以仅具有电隔离单元6(即,不包括光处理单元61),在此情况下,可以在电隔离单元6上设置固定部68。
在一个实施例中,固定部68、固定部53和固定部43可以是相配合的卡扣结构,以实现电隔离组件6a与LED灯板5和散热器4的扣合连接。然而,应理解,电隔离组件6a、 LED灯板5和散热器4还可通过其他方式来固定或连接,例如,通过螺丝或硅胶连接。
当电隔离组件6a通过固定部68与LED灯板5套设在一起时,延伸部66上的通孔67恰好套住LED灯板5上对应的LED光源51。一般而言,LED灯板5上设有诸如焊接点、导电线路等带电部件,用以与LED驱动电源3电气连接,且LED驱动电源3上也设有有源或无源组件,这样,在灯壳7破碎后,使用者容易接触到LED球泡灯内的带电部件而发生触电事故。在本实施例中,电隔离单元6、延伸部66以及固定部68可采用电绝缘设计,由此,整个电隔离组件6a能够挡住LED灯板5上的带电部件,即使灯壳7破碎后,LED灯板5上的带电部件也不会外露,因此,使用者不会因接触到这些带电部件而发生触电事故。
返回参考图1和图2,灯壳7装设于散热器4背离底座2的一端。灯壳7可以通过粘接膜与散热器4相连接。
如上描述了根据本发明一个实施例的LED球泡灯。根据本实施例的LED球泡灯,其光强分布实验数据如图5所示。从图5可以看出该LED球泡灯的光强分布在0°~135°区间,90.5%的光强测量值(cd)与所有测量值的平均值相差没有多于25%,超过标准要求(即,在0°~135°区间,90%的光强测量值(cd)与所有测量值的平均值不能相差多于25%)。此外,从图5还可以看出在135°~180°区间的光通量占总光通量的5.3%-9.5%,这也超过标准要求(即,在135°~180°区间,光通量应不少于5%的总光通量)。
参考图6与图7,其讨论了根据本发明的另一实施例的LED球泡灯。图6所示为根据本发明另一实施例的电隔离组件、LED灯板及散热器装配后的结构示意图;图7所示为根据本发明另一实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图。
本实施例中的LED球泡灯除了电隔离组件6b以及LED灯板5上的LED光源51的排布方式与上面参考图1~5所讨论的LED球泡灯的电隔离组件6a和LED光源51的排布方式不同之外,其余组件以及连接方式均可与上述实施例中的相同,这些其余组件包括灯头1、底座2、LED驱动电源3、散热器4、LED灯板5和灯壳7。
为了清楚简明,在此仅对这些相同组件作简要描述。底座2的一端套接在灯头1内,底座2的另一端装配在散热器4远离灯壳7的一端并套接在散热器4内。LED驱动电源3 装设在底座2及散热器4内部。LED驱动电源3靠近底座2的一端具有输入导线31,输入导线31经由底座2与灯头1电气连接。LED驱动电源3的靠近散热器6的一端具有输出导线32,输出导线32经由散热器4与LED灯板1形成电气连接。散热器4远离灯壳7的一端与底座2 套接,远离灯头1的另一端与LED灯板5相连接。LED灯板5装设于散热器4靠近灯壳7的一端并与电隔离组件6b相套设。灯壳7装设于散热器4背离底座2的一端。
本实施例的电隔离组件6b与前述实施例的电隔离组件6a的不同之处在于:电隔离组件6b包括光处理单元62,以替代光处理单元61,且光处理单元62在其杯体6203的内侧面设有反光面;电隔离组件6b不包括延伸部66及开设于延伸部上66的通孔67,而是在光处理单元62的杯底6201开设有至少一个与LED光源51相对应的通孔67。LED灯板5上的 LED光源51呈放射状的环设于杯体6203的内侧。光处理单元62的杯体6203内侧面设置的反光面使得LED光源51所发出的光线反射而朝向杯体6203的内侧方向,以达到聚光的目的。
具体来说,电隔离组件6b可包括电隔离单元6。电隔离单元6上开设有若干个通孔67’,这些通孔67’对应于底部的通孔与LED灯板5上的光源51,使得LED光源51发出的光能够穿过这些通孔67’。当电隔离组件6b与LED灯板5套接后,电隔离单元6覆盖于 LED灯板5上,使得LED灯板5上的带电部件与LED灯板5的外部电气隔离。同样,电隔离单元6可以是由诸如聚碳酸酯(PC)等具有高反射率的电绝缘材料制成的电隔离板。
参考图6和图7,电隔离组件6b可包括光处理单元62,光处理单元62可使LED 光源51所发出的光的光线方向发生改变。当电隔离组件6b与LED灯板5套接后,光处理单元62可以设置在电隔离单元6之上,换句话说,电隔离单元6被置于光处理单元62以及LED 灯板5之间。同样,光处理单元62也可以与电隔离单元6—体成型。
光处理单元62整体观之略呈杯状容器结构,包括杯底6201、杯体6203和杯顶6202,其中杯体6203形成于杯底6201与杯顶6202之间。需理解,虽然杯状光处理单元61 在此被描述为具有杯顶6202,但是应理解,实际上,光处理单元62的顶部是露空的,边界线是从纵向剖面中看到的。在本实施例中,杯底6201的外径优选为37mm~40mm,此范围为与LED灯板5配合的最佳尺寸范围。在本实施例中,杯体6203的内侧面设有反光面,每个 LED光源51发出的光线被杯体6203的内侧面的反光面反射而朝向杯体的内侧方向。在一个实施例中,杯体6203的内侧面边线呈直线且与杯底6201的延伸面之间成一定夹角。在一个示例中,该夹角可为45度~75度,以达到最佳的聚光效果。然而,应理解,杯体6203的内侧面也可以是利于聚光的其他形状。
光处理单元62的杯底6201靠近杯体6203的内侧周缘开设有若干个与LED光源 51相对应的通孔67。应理解,这些通孔67也与电隔离单元6上的通孔67’相对应。通孔67 和通孔67’的数目与LED灯板5上的LED光源51的数目一致。在一个实施例中,LED光源 51以及通孔67、67’的数目优选为4~12个,但并不限于此。当电隔离组件6b套设于LED 灯板5后,LED灯板5上的LED光源51会穿过电隔离单元6上的通孔67’,而被光处理单元 62的杯底6201上对应的通孔67套住。
同样地,通孔67可以是矩形孔、圆孔等形状。每个通孔67的深度可以与LED光源51的高度相当或略大。在一个实施例中,每个通孔67的深度可以是LED光源51的高度的 100%~120%。另外,每个通孔67的横截面积可以与LED光源51的底部面积相当或略大。在一个实施例中,通孔67的横截面积可以为LED光源51的底部面积的100%~120%。
藉由杯底6201上开设的通孔67套住LED光源51的方式,LED光源51环设于杯体6203的内侧,因此,LED光源51点亮发光时,所发出的光线会沿着光处理单元62的杯体 6203内侧分布。需说明的是,在本实施例中,杯体6203的内侧面上设有反光面,使得LED 光源51所发出的光线反射而朝向杯体6203的内侧方向,从而能够使得LED光源51的发光范围分布小于120度。此外,光处理单元62内侧还可以再装设有一聚光镜来增加聚光效果。
继续参考图6和图7,电隔离组件6b还可以在光处理单元62的杯底6201设置固定部68。固定部68可穿过电隔离单元6,进而可以与LED灯板5上的固定部53以及散热器 4上的固定部43固定,从而使得电隔离组件6b能够与LED灯板5以及进而与散热器4相连接。同样,应理解,电隔离组件6a可以仅具有电隔离单元6(即,不包括光处理单元62),在此情况下,可以在电隔离单元6上设置固定部68。此外,固定部68、固定部53和固定部43可以是相配合的卡扣结构,以实现电隔离组件6b与LED灯板5和散热器4的扣合连接。电隔离组件6b、LED灯板5和散热器4还可通过其他方式来固定或连接,例如,通过螺丝或硅胶连接。
当电隔离组件6b通过固定部68与LED灯板5套设在一起时,通孔67恰好套住 LED灯板5上对应的LED光源51。一般而言,LED灯板5上设有诸如焊接点、导电线路等的带电部件,用以与LED驱动电源3电气连接,且LED驱动电源3上也设有有源或无源组件,这样,在灯壳7破碎后,使用者容易接触到LED球泡灯内的带电部件而发生触电事故。在本实施例中,电隔离单元6以及固定部68可采用电绝缘设计,由此,整个电隔离组件6b能够挡住LED灯板5上的带电部件,即使灯壳7破碎后,LED灯板5上的带电部件也不会外露,因此,使用者也不会因接触到这些带电部件而发生触电事故。
需要注意的是,在上述两个实施例中,依赖于电隔离组件6a或6b的结构,LED 灯板5上的LED光源51环设于光处理单元61、62的杯体6103、6203的外侧或内侧。然而,本公开的LED球泡灯还可以采用不同的设计。
下面将参考图8讨论根据本发明的另一实施例的LED球泡灯。图8所示为根据本发明又一实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图。
本实施例中的LED球泡灯除了电隔离组件6c以及LED灯板5上的LED光源51的排布方式与上面实施例中讨论的LED球泡灯的电隔离组件6a、6b以及LED光源51的排布方式不同之外,其余组件以及连接方式均可与上述实施例中的相同,在此不再赘述。
本实施例的电隔离组件6c与前述实施例的电隔离组件6a、6b的主要不同之处在于:电隔离组件6c包括光处理单元63,光处理单元63的杯体6303为非直线形弧面,杯底6301是露空的;LED灯板5上的LED光源51环设于光处理单元63的下方。应理解,在本实施例中,杯底6301是露空的,即实际上不具有杯底6301。图8中以6301所标示的边界线仅是纵向剖面中的体现。此外,电隔离组件6c包括的电隔离单元6在图8中被所示为低于杯底 6301,但实际上,电隔离单元6被设置在LED光源51与杯体6303之间。此外,应理解,虽然在此杯体6303呈弧面状的,然而杯体6303也可以被设计为其他形状。
具体地,在一个实施例中,杯体6303的弧面外侧面设有反光面。当电隔离组件 6c与LED灯板5套接时,电隔离组件6c的光处理单元63位于LED灯板5的LED光源51上方,即LED灯板5上的LED光源环设于光处理单元63下方,使得LED灯板5上的每个单一LED 光源51部分裸露于光处理单元63的杯体6303外侧、部分在光处理单元63杯体6303正下方、部分裸露在光学处理单兀63的杯体6303内侧。如此,LED光源51裸露于光处理单元63的杯体6303外侧的那部分所发出的光线经由杯体6303外侧面的反光面反射而朝向杯体6303的外侧;位于光处理单元63的杯体6303正下方那部分所发出的光线由于杯体6303折射而沿杯体6303自身的弧面而自底向顶向外汇出;裸露于光处理单元63的杯体6303内侧的那部分所发出的光线由于没有杯底6301遮挡而直接向上射向灯壳7。因此,每个LED光源51所发出的光线将分向三个方向。
另外,如图8所示,本实施例中的电隔离组件6c也可以在光处理单元63的杯底6301的周缘下方设置固定部68,以使得电隔离组件6c与LED灯板5以及散热器4相连接。同样,应理解,电隔离组件6c可以仅具有电隔离单元6(即,不包括光处理单元63),在此情况下,可以在电隔离单元6上设置固定部68。
在本实施例中,藉由光处理单元63的杯体6303的弧面设计、杯体外侧面反光面的设计、以及光处理单元63的杯体6303位于LED光源51上方位置的设计,可以有效地让 LED光源51的发光范围分布大于180度。
如前所述,杯底6301是挖空的,且光处理单元63可设置于LED光源51的上方,使得LED光源所发出的光线经由光处理单元63处理后而有三个方向性的出光效果。在另一实施例中,杯底6301实际存在,并且在此情况中,通过将光处理单元63设置在LED光源51上方以使得每个LED光源51的一部分裸露在杯体6303的外侧,一部分处于杯体6303的正下方,每个LED光源51裸露在杯体6303的外侧的那部分发出的光将有杯体6303外侧面的反光面反射而朝向杯体6303的外侧,而由处于杯体6303的正下方的那部分发出的光将沿杯体6303自身的弧面而自底向顶向外汇出。如此,LED光源51所发出的光线经由光处理单元63处理后而有两个个方向性的出光效果。
此外,光处理单元63的杯底6301的外径以及杯体6303的延伸弧面长度也可依据LED球泡灯的照明需求来设计。举例而言,通过调整光处理单元63的杯底6301的外径以及杯体6303的延伸弧面长度,例如设计杯底6301外径较小时,LED光源51裸露于杯体6303 外侧的面积就会较大,或者,设计杯体6303的延伸弧面长度或角度使得杯体6303遮挡住LED 光源51所发出的光线较多,则LED光源51所发出的光线经杯体6303外侧面的反光面反射的光线较多,反射光线的亮度会相应较大。
如上所述,以上实施例中的一组LED光源51环状排布在LED灯板5上。在一些实施例中,LED灯板5上也可以设置两组LED光源,形成两个环状排布,如图9所示。LED灯板5上有两组LED光源,一组以标号51图示、另一组以标号511图示。这两组LED光源51、511均围绕LED灯板5的中心以环状排布,其中,LED光源511靠近LED灯板5的中心,LED 光源51靠近LED灯板5的边沿。此外,图9所示,LED灯板5的布置LED光源511的部分比布置LED光源51的部分少许向上突起,以与电隔离组件向配合。
下面将参考图10-11来讨论利用了如图9所示的两组LED灯布置的LED球泡灯。图10和图11分别所示为了根据本发明的实施例的电隔离组件沿中心轴线的纵向剖面图。
如图10所示,本实施例中的LED球泡灯除了电隔离组件6d以及LED灯板5上的 LED光源51的排布方式与上面实施例中讨论的LED球泡灯的电隔离组件6a、6b、6c以及LED 光源51的排布方式不同之外,其余组件以及连接方式均可与上述实施例中的相同,在此不再赘述。
在本实施例中,电隔离组件6d包括光处理单元64,其杯体6403为非直线形弧面,其杯底6301上开设有与LED灯板5上的LED光源511相对应的通孔67。需注意,电隔离单元6上也开设有与LED灯板5上的LED光源511相对应的通孔67’。此外,应理解,虽然在此杯体6403呈弧面状的,然而杯体6403也可以被设计为其他形状。
在一个实施例中,仅杯体6403外侧面上设置反光面。在此情况中,当电隔离组件6d套设在如图9所示的LED灯板5上时,第一组LED光源511环设于杯体6403的内侧。第一组LED光源511发出的光线会穿过电隔离单元6和杯底6403上开设的对应的通孔67’和通孔67,直接射向灯壳7。此外,第二组LED光源51位于光学处理部64下方,使得该组中的LED光源51部分裸露于光学处理部64的杯体6403外侧,部分在杯体6403的正下方。此时,LED光源51裸露于光处理单元64的杯体6403外侧的那部分所发出的光线经由杯体6403 外侧面的反光面反射而朝向杯体6403的外侧方向;LED光源51位于光处理单元64的杯体6403 正下方的那部分所发出的光线沿杯体6403自身的弧面而自底至顶向外汇出。
应理解,杯体6403外侧面和内侧面上都可设置反光面。在此情况中,如上相同,对于位于光学处理部64下方的第一组LED光源51,每个LED光源51裸露于光处理单元64 的杯体6403外侧的那部分所发出的光线经由杯体6403外侧面的反光面反射而朝向杯体6403 的外侧方向,LED光源51位于光处理单元64的杯体6403正下方的那部分所发出的光线沿杯体6403的弧面而自底至顶向外汇出。同时,对于环设于杯体6403的内侧的LED光源511,每个光源511发出的光线将经杯体6403的内侧面的反光面反射而朝向杯体6403的内侧方向。这种布置,可以带来另一种光照效果。
此外,也可以仅在杯体6403的内侧面上设置反光面。在此情况中,对于环设于杯体6403的内侧的LED光源511,每个光源511发出的光线将直接射向灯壳7。同时,对于位于光学处理部64下方的LED光源51,每个光源51发出的光线将沿杯体6403自身的弧面自底向顶向外汇出。这种布置,可以带来又一种光照效果。
接下来讨论利用了如图9所示的两组LED灯布置的LED球泡灯的另一实施例,请参考图12。
本实施例中电隔离组件6e包括光处理单元65,其杯体6503的侧面边线为直线,其杯底6501上开设有与LED灯板5上的LED光源511相对应的通孔67。此外,电隔离组件 6e还包括延伸部66,延伸部66上开设有与LED灯板5上的LED光源51相对应的通孔67。 LED灯板5上的LED光源51、511可同时环设于光学处理部64的杯体6403的外侧与内侧。需注意,电隔离单元6上也开设有与LED灯板5上的LED光源511相对应的通孔67’,这些通孔67’也与杯底6501以及延伸部66上的通孔67相对应。此外,应理解,虽然在此杯体 6503的侧面边线呈直线状,然而杯体6503也可以被设计为其他形状。
在一个实施例中,仅杯体6503外侧面上设置反光面。在此情况中,当电隔离组件6e套设在如图10所示的LED灯板5上时,第一组LED光源511环设于杯体6503的内侧。第一组LED光源511发出的光线会穿过电隔离单元6和杯底6503上开设的对应的通孔67’和通孔67,直接射向灯壳7。此外,第二组LED光源51环设于杯体6503的外侧,使得LED 光源51发出的光线被杯体外侧面的反光面反射而朝向杯体的外侧方向。
应理解,可以在杯体6503外侧面和内侧面上均设置反光面。在此情况中,对于环设于杯体6503的内侧的LED光源511,每个LED光源发出的光线将经内侧面的反光面反射而朝向杯体6503的内侧方向。同时,对于环设于杯体6503的外侧的LED光源51,每个LED 光源发出的光线将经内侧面的反光面反射而朝向杯体6503的外侧方向。这种布置,可以带来另一种光照效果。
此外,也可仅在杯体6503的内侧面设置反光面。在此情况中,对于环设于杯体6503的内侧的LED光源511,每个LED光源发出的光线将经杯体6503内侧面的反光面反射而朝向杯体6503的内侧方向。同时,对于环设于杯体6503的外侧的LED光源51,每个LED光源发出的光线将沿着杯体6503自身的直侧面而自底向顶向外汇出。这种布置,可以带来又一种光照效果。
在以上布置中,可以通过设计杯体6503的外侧面或内侧面与杯底6501的延伸面之间夹角来调节杯体外侧的光线的方向。
需说明的是,上述实施例中的电隔离组件6d、6e也都可以如前述电隔离组件6b 那样在光处理单元64、65的杯底6401、6501的下方设置固定部68,以使得电隔离组件6d、6e与LED灯板5以及散热器4相连接。同样,在电隔离组件6c仅具有电隔离单元6(即不包括光处理单元64、65)的情况下,可以在电隔离单元6上设置固定部68。固定部68可以采用卡扣结构,以实现扣合连接。
当电隔离组件6d、6e通过固定部68与LED灯板5套设在一起时,杯底6403上的通孔67或者杯底6503以及延伸部66上的通孔67恰好套住LED灯板5上对应的两组LED 光源51或两组LED光源51和511。在如上实施例中,电隔离单元6、延伸部66以及固定部 68可采用电绝缘设计,由此,整个电隔离组件6d、6e能够挡住LED灯板5上的带电部件,即使灯壳7破碎后,LED灯板5上的带电部件也不会外露,因此,使用者不会因接触到这些带电部件而发生触电事故。
此外,应理解,上述各实施例中的电隔离单元6、光处理单元61/62/63/64/65、延伸部66及固定部68都可以一体成型。他们可以采用反射率高达92%以上的PC塑料材质,也可以是金属材质外加表面电镀处理而形成的高反射率的材料。
图12所示为了根据本发明的一个实施例的灯壳与散热器之间涂布粘接膜的示意图。在上述各实施例中,在灯壳7的内周面或外周面或与散热器4之间可以涂有一层粘接膜,用以在灯壳7发生破裂时使灯壳7的外部与内部进行隔离。
粘接膜8的材料以碳酸钙或磷酸锶为主,可搭配有机溶剂进行适当的调和。在一个实施例中,粘接膜8的组成成分包括端乙烯基硅油、含氢硅油、二甲苯和碳酸钙。
在这些成分中,二甲苯为辅助性材料,当粘接膜8涂覆在灯壳7的内周面或外周面并固化后,二甲苯会挥发掉,其作用主要是调节粘度,进而来调节粘接膜的厚度。
粘接膜8的厚度的选择与LED球泡灯的总重量有关。当散热器4内注入导热胶(灌封胶)(可含有至少70%的0.7~0.9W/m*K导热胶)时,LED球泡灯的总重量大于100克,此时粘接膜8的厚度可以在200μm~300μm之间。
当散热器4没有注入导热胶时,LED球泡灯的总重量大约小于80克,此时粘接膜 8的厚度可以为40μm~90μm,如此厚度即可产生防爆性提升的效果。厚度的下限与LED 球泡灯的总重量有关,但须考虑防爆性问题,而厚度的上限大于300μm会使透光率不足,增加材料成本。
当灯壳7破碎后,粘接膜8会将灯壳7的碎片连接在一起,不易形成贯通灯壳7 内部和外部的孔洞,从而防止使用者接触到灯壳7内部的带电体,以避免发生触电事故。
此外,本发明的LED球泡灯也可选择性地在灯壳7的内周面或外周面涂覆一层扩散膜,以降低使用者看到LED光源51时的颗粒感。此外,这种扩散膜除了具有扩散光的效果之外,还能起到电隔离的作用,从而使得当灯壳7破裂时,降低用户触电的风险。此外,这种扩散膜可以使得LED光源51在发光时,使光产生漫射,往四面八方射出,避免在灯壳7的顶部形成暗区,提升空间的照明舒适感。
扩散膜的主要成分可以包括碳酸钙、卤磷酸钙以及氧化铝中的至少一种或其组合。当利用碳酸钙搭配适当的溶液所形成的扩散膜时,将具有绝佳的扩散和透光(有机会达到90%以上)的效果。在一个实施例中,扩散膜的组成成分包括碳酸钙(例如CMS-5000,白色粉末)、增稠剂(例如增稠剂DV-961,乳白色液体)以及陶瓷活性炭(例如陶瓷活性碳SW-C,无色液体)。增稠剂DV-961的化学名为胶态二氧化硅变性丙烯酸树脂,用来增加碳酸钙贴附于灯壳 7内周面或外周面时的黏稠度,其组分包括丙烯酸树脂、硅胶和纯水。
在一个实施例中,扩散膜以碳酸钙为主材料,并搭配增稠剂、陶瓷活性碳以及去离子水,这些材料混合后涂覆于灯壳7的内周面或外周面上,涂覆的平均厚度落在20μm~ 30μm之间,最后去离子水将挥发掉,只剩下碳酸钙、增稠剂与陶瓷活性碳三种物质。当选择不同材料成分的扩散膜时,有在一个实施例中,可以采用扩散膜厚度范围为200μm~300 μm,且透光率控制在92%~94%之间,这也会有另一番效果。
在其他实施例中,也可以选用卤磷酸钙或氧化铝为扩散膜的主要材料,碳酸钙的颗粒的粒径大约落在2μm~4μm之间,而卤磷酸钙和氧化铝的颗粒的粒径大约分别落在4 μm~6μm之间与1μm~2μm之间。当透光率的要求范围落在85%~92%时,整体以碳酸钙为主要材料的扩散膜需涂覆的平均厚度约在20μm~30μm,在相同的透光率要求范围(85%~92%)下,卤磷酸钙为主要材料的扩散膜需涂覆的平均厚度会落在25μm~35μm,氧化铝为主要材料的扩散膜需涂覆的平均厚度会落在10μm~15μm。若透光率需求更高时,例如92%以上,则以碳酸钙、卤磷酸钙或氧化铝为主要材料的扩散膜厚度则需更薄。例如,以碳酸钙为主要材料的扩散膜其涂覆的平均厚度需落在10μm~15μm之间。也就是说,依 LED球泡灯的使用场合,而选择不同的透光率需求,即可选择所欲涂覆的扩散膜的主要材料、对应的形成厚度等等。
此外,本发明LED球泡灯也可以选择性地在灯壳7内周面顶端形成一层薄层的反射膜,以将LED光源51向上发射至灯壳7顶部的部分光线转向侧边。反射膜9可以以硫酸钡为主材料,混合在增稠剂、3%的陶瓷活性碳以及去离子水里面。在一个实施例中,硫酸钡的浓度可以为45%-55%,此时形成的反射膜9平均厚度落在20μm~30μm之间。硫酸钡的颗粒的粒径大约落在20μm~30μm之间。当反射膜9涂覆的平均厚度约在17μm~20μm 时,透光率约可达到97~98%,也就是约当有2%向上照射的光会被反射转向LED球泡灯的侧边。
需说明的是,涂覆反射膜9的目的是为了让光撞击到硫酸钡颗粒之后发生反射效应,因此无需将整个灯壳7都涂覆反射膜9。如图13所示,以自灯头1至灯壳7的中心轴线为中心,反射膜9以离中心轴线二侧约略相同面积的方式涂覆,也就是说,涂覆后的反射膜 9会呈沿中心轴线对称分布的圆弧曲面,且涂布的范围可在离中心轴线一定夹角之间。在一个实施例中,此夹角可以为0度~60度。优选地,此夹角可以为0度~45度。此外,当所选择的反射膜9溶液的浓度越高时,所需涂覆的反射膜9厚度则不需太厚,当然,若透光率仅需达到95%即可,也就是会有5%向上照射的光会被反射转向球LED泡灯的侧边,此时可采用硫酸钡溶液的浓度约为55%~60%,反射膜的膜层厚度落在25μm~30μm之间。另外,由于在灯壳顶部,光线分布在离中线轴线0度~60度之间的光线亮度是从0度到60度呈递减形式,因此,反射膜的膜层厚度可由离中心轴线0度之处最厚,而慢慢的向外递减,至离中心轴线60度之处最薄。
图1至图13所示的LED球泡灯可包括一个或多个LED灯丝,其可取代LED灯板5、 LED光源51与其它相关元件。具有LED灯丝的LED球泡灯中的多数元件可以与图1至图13 的LED球泡灯的元件共用。例如,图1至图13所示的LED球泡灯的灯壳7可以与具有LED灯丝的LED球泡灯的灯壳共用。具有LED灯丝的LED球泡灯的灯壳也可以包括如上所述的粘接膜8与反射膜9。以下说明具有LED灯丝的LED球泡灯。
请参阅图14A及14B,图14A及14B为LED球泡灯20a、20b的第一实施例及第二实施例的结构示意图。图中可以看出,LED球泡灯20a、20b包括灯壳12、灯头16、设于灯壳12内的至少二导电支架51a、51b、设于灯头内的驱动电路518、以及单一条LED灯丝100。
导电支架51a、51b用以电性连接LED灯丝100的两个电极506,亦可用于支撑 LED灯丝100的重量。驱动电路518为电性连接该导电支架51a、51b与灯头16,灯头16接于传统的球泡灯的灯座时,灯座为提供灯头16电源,驱动电路518为从灯头16取得电源后用以驱动该LED灯丝100发光。由于该LED灯丝100经过特别设计(详细记载如后)后能全周面的发光,因此,整个LED球泡灯20a、20b即能产生全周光。在本实施例中,驱动电路 518设置在LED球泡灯之内。然而,在一些实施例中,,驱动电路518设置在LED球泡灯之外。
在图14A的实施例中,导电支架51a、51b是以两个为例,但并不以此为限,可视LED灯丝100的导电或支撑性需求而增加数量。
灯壳12是可采用透光性较佳或导热性较佳的灯壳,例如但不限于玻璃或塑料灯壳。实施时,亦可在灯壳12内掺杂带有金黄色材料或灯壳表面镀上一层黄色薄膜,以适量吸收部分LED芯片102、104所发出的蓝光,以降低LED球泡灯20a、20b所发出光线的色温。生产时,能采用真空泵将灯壳12内的气体更换为氮气或适当比例混合的氮气及氦气或氢气及氦气的混合气,以使得灯壳12内的空气的热传导更佳,并移除灯壳内空气的水气。填充于灯壳12内的空气可以是主要选自于由氦气、氢气所组成的群组中至少一,而氢气占灯壳12内总容量的体积百分比可以是5%至50%,而灯壳12内的气压可以是0.4至1.0大气压。灯壳 12的上述设置可应用于图1至图13所示的灯壳7。此外,灯壳12也可相同于或类似于图1 至图13所示的灯壳7,例如灯壳12也可以包括黏接膜8与反射膜9。黏接膜具有防爆的用途。当灯壳12破掉时,黏接膜可黏著灯壳12的碎片,且避免灯壳12产生缺口,以防止使用者误触内部元件而触电。反射膜具有反射光线的用途,反射膜可以反射,例如反射膜可设置于出光时光线较为集中的地方,将光线反射至光线较少的地方。
在图14A与14B的实施例中,LED球泡灯20a、20b还包括芯柱19与散热组件17,芯柱19设于灯壳12内,散热组件17位于灯头16与灯壳12之间且连接芯柱19。在本实施例中,灯头16是透过散热组件17间接连接灯壳12。在其他实施例中,灯头16可直接连接灯壳12且不具有散热组件17。LED灯丝100经由导电支架14a、14b连接芯柱19。芯柱19 可用来抽换LED球泡灯20b中的空气,换成氮气与氦气的混合气体。芯柱19还可提供导热的功能,将连接芯柱19的LED灯丝100的热传导致灯壳12之外。散热组件17可以是环绕灯壳 12开口的中空柱状体,其连接芯柱19与灯头16并将其所传来的热传导到LED球泡灯20b之外。散热组件17的内部可装设有驱动电路518,散热组件17的外部接触外界的气体已传导热。散热组件17的材质上可选用具有良好导热效果的金属、陶瓷或高导热塑料。散热组件 17(连同LED球泡灯的开口/螺口)的材质也可为具有良好导热效果的陶瓷材料,散热组件 17亦可与陶瓷芯柱19为一体成形的组件,如此可以免去LED球泡灯的灯头需与散热组件17 胶合而增加LED灯丝100散热路径的热阻,从而具有更好的散热效果。
请参阅图14A,散热组件17的高度为L1,而散热组件17底部至灯壳12顶部的高度为L2,L1与L2的比值(L1/L2)的范围是1/30至1/3。该比值愈小,则LED球泡灯20a、 20b的出光角度即愈大、LED球泡灯20a、20b所发出的光线被散热组件17遮敝的即愈少、且 LED球泡灯20a、20b所发出的光线的分布即愈接近全周光。请参照图14B,在图14B的实施例中,LED灯丝100是弯折成约270度的圆,且LED灯丝100本体呈波浪状上凸与下凹,而为维持其波浪状的形状。也就是说,当以上视图观察,LED灯丝100的轮廓呈现圆形;当以侧视图观察,LED灯丝100的轮廓呈现波浪状。在不同实施例中,当以上视图观察,LED灯丝100的轮廓可呈现波浪状或花瓣状;当以侧视图观察,LED灯丝100的轮廓呈现波浪状或线状。为了能更适当地支撑LED灯丝100,LED球泡灯20b还包括多个悬臂15,其连接并支撑LED 灯丝100。在本实例中,LED球泡灯20b另可包括多个悬臂15,这些悬臂15分别用以支撑于 LED灯丝100波浪状本体的波峰处与波谷处。在本实施例中,LED灯丝100所形成的弧度约为 270度。然而,在其他实施例中,LED灯丝100所形成的弧约为360度。在其他实施例中,LED 球泡灯20b可包括两个或更多LED灯丝100。例如,LED球泡灯20b可包括两个LED灯丝100 且每一个LED灯丝弯折成约180度的弧(半圆),这两个半圆的LED灯丝100会形成约为360 度的圆。藉由调整LED灯丝100所形成的弧,LED灯丝100可提供全周光。进一步的,一体的灯丝结构可简化制造与组装程序并减少整体成本。在本实施例中,芯柱19包括立竿(未标号),立竿位于灯头16的中心轴线上,或者立竿位于LED球泡灯20b的中心轴线上。
传统LED灯丝通常会有基板,但LED灯丝100则不具有任何基板。因此,LED灯丝100可便于弯折以形成精巧的曲线与多变的形状,电极506的结构与LED灯丝100内连接电极506与LED的导线是强靭的,因此在LED灯丝100弯折时可避免损坏。LED灯丝100的细节将于后详述。
在一些实施例中,悬臂15与芯柱19可以涂覆有高反射性质的材料,例如但不限于白色材料。此外,考虑散热特性,该高反射性质的材料可以选择同具有高热辐射吸收特性的材料,例如但不限于石墨烯(Graphene)。具体来说,悬臂15与芯柱19的表面可以涂布有石墨烯薄膜。
请参考图14C,图14C为LED球泡灯20c的第三实施例的结构示意图。依据第三实施例,LED球泡灯10c包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、设于灯壳12内的至少二导电支架51a、51b、驱动电路518、悬臂15、芯柱19、及单根LED灯丝100。驱动电路518是电性连接至导电支架51a、51b与灯头16。芯柱19另具有一垂直延伸至灯壳12中心的立杆19a,立杆19a位于灯头16的中心轴线上,或者立竿19a位于LED球泡灯20c的中心轴线上。多个悬臂15位于立竿19a与LED灯丝100之间,这些悬臂15用来支撑LED灯丝100且可以使LED 灯丝100维持预设的曲线与形状。每一个悬臂15包括相对的第一端与第二端,每一个悬壁 15的第一端连接至立杆19a,而每一悬臂15的第二端连接至该LED灯丝100。
在本实施例中,LED灯丝100的截面尺寸会小于图14A与图14B中的LED灯丝100 的截面尺寸。LED灯丝100的电极506电性连接至导电支架51a、51b,以接收来自于驱动电路518的电力。电极506与导电支架51a、51b之间的连接关系可以是机械式的压紧连接,亦可以是焊接连接,所述机械式连接可以是先把导电支架51a、51b穿过电极506的穿孔506h (如图15A所示),再反折导电支架51a、51b的自由端,使得导电支51a、51b夹住电极506 并形成电性连接。所述焊接式连接可以是利用银基合金焊、银焊、钖焊等方式把导电支架51a、 51b与电极506连接。
类似于图14A与图14B所示的第一与第二实施例,图14C所示的LED灯丝100弯折形成图14C的上视图中的轮廓。在图14C的实施例中,LED灯丝100弯折形成侧视图中的波浪状。LED灯丝100的形状是新颖的,且使照明更加均匀。对比于具有多个LED灯丝的LED 球泡灯,单一LED灯丝100具有较少的接点。在实施上,单一灯丝100仅具有两个连接用的接点,因此减少了因焊接或机械压接而产生瑕疵的可能性。
在一些实施例中,在LED球泡灯(例如图14B的LED球泡灯20b与图14C的LED 球泡灯20c)的顶视图中可以定义出四个象限,即第一象限、第二象限、第三象限与第四象限。这四个象限的原点可定义为LED球泡灯的芯柱或立竿在顶视图中的中心(例如图14B的芯柱19的立竿的顶部中心或图14C的立竿19a的顶部中心)。LED球泡灯的LED灯丝(例如图14B与图14C的LED灯丝100)可在顶视图中呈现环形的结构、形状或轮廓。呈现在顶视图中的四个象限中的LED灯丝会具有对称性。例如,LED灯丝位在第一象限的部分会对称于 LED灯丝位在第二象限、第三象限或第四象限的部分。换句话说,LED灯丝在顶视图中呈现在第一象限的结构、形状或轮廓,与LED灯丝在顶视图中呈现在第二象限、第三象限或第四象限的结构、形状或轮廓,互相是对称的。呈现在顶视图的四个象限中的LED灯丝可以是点对称(例如根据四象限的原点对称)或是线对称(例如根据四象限的两个轴之一对称)。
在顶视图的四个象限中的LED灯丝的对称结构可以具有20%-50%的误差,例如,当LED灯丝在第一象限的部分对称于LED灯丝在第二象限的部分的时候,LED灯丝在第一象限的部分上有一个指定点,而LED灯丝在第二象限的部分上有一个对称于此指定点的对称点,此指定点有一个第一位置,此对称点有一个第二位置,第一位置与第二位置可以是完全对称或是有20%-50%的误差。例如,LED灯丝在第一象限的部分的一个指定点的位置为(x1,y1),而在完全对称的情况下,LED灯丝在第二象限的部分的一个对称于此指定点的对称点的位置为(-x1,y1);若是在有20%-50%误差的情况下,LED灯丝在第二象限的部分的一个对称于此指定点的对称点的位置则为(-x2,y2),其中x1与x2之间可能有20%-50%的差异值,而y1与 y2之间也可能有20%-50%的差异值。
此外,在顶视图中,LED灯丝在其中一个象限的部分的长度会大致上等于LED灯丝在另外一个象限的部分的长度。LED灯丝在不同象限的部分的长度也可以有20%-50%的误差。其中,所述长度可以是LED灯丝沿着其轴向方向延伸的长度。
在一些实施例中,在LED球泡灯(例如图14A的LED球泡灯20a与图14C的LED 球泡灯20c)的侧视图中可以定义出四个象限,在此种情况下,LED球泡灯中的立竿(例如图14C的LED球泡灯20c的立竿19a)可定义为Y轴,而X轴则可以横越过立竿的中心,此时四个象限的原点则定义为此立竿的中心,也就是X轴与Y轴的交叉点。LED灯丝位在第一象限与第二象限(即上方两个象限)的部分会在结构上对称(例如以Y轴为对称线的线对称)。LED 灯丝位在第三象限与第四象限(即下方两个象限)的部分会也会在结构上对称(例如以Y轴为对称线的线对称)。此外,在侧视图中,LED灯丝呈现在上方两个象限的部分与LED灯丝呈现在下方两个象限的部分则是不对称的,具体来说,LED灯丝呈现在第一象限与第四象限的部分是不对称的,而LED灯丝呈现在第二象限与第三象限的部分是不对称的。
在侧视图的第一象限与第二象限中的LED灯丝的对称结构可以具有20%-50%的误差,例如,LED灯丝在第一象限的部分上有一个指定点,而LED灯丝在第二象限的部分上有一个对称于此指定点的对称点,此指定点有一个第一位置,此对称点有一个第二位置,第一位置与第二位置可以是完全对称或是有20%-50%的误差。此处误差的意义可参照前文的记载。
此外,在侧视图中,LED灯丝在第一象限的部分的长度会大致上等于LED灯丝在第二象限的部分的长度。在侧视图中,LED灯丝在第三象限的部分的长度会大致上等于LED 灯丝在第四象限的部分的长度。然而,在侧视图中,LED灯丝在第一象限或第二象限的部分的长度会不同于LED灯丝在第三象限或第四象限的部分的长度。在一些实施例中,在侧视图中,LED灯丝在第三象限或第四象限的部分的长度会小于LED灯丝在第一象限或第二象限的部分的长度。在侧视图中,LED灯丝在第一象限或第二象限的部分的长度或者LED灯丝在第三象限或第四象限的部分的长度也会具有20%-50%的误差。
请同时参考图15A与图15B,图15A为本实用新型LED灯丝第一实施例的立体局部剖面示意图,图15B为图15A中15B-15B位置的局部剖面示意图。依据第一实施例,LED 灯丝100包括多个LED芯片102、104、至少两个电极506、以及光转换层420(在特定实施例中,光转换层可称作胶层或硅胶层),光转换层420中的荧光粉424能吸收某些辐射(如光) 而发出光线。光转换层420在此作为一种封体,此封体涂布于多个LED芯片102、104所排列而成的阵列与电极506的至少两侧,每一个电极506的一部分会露在所述封体之外。其中,电极506曝露在光转换层420(封体)之外的部分可以固定到如图14A至图14C所示的LED 球泡灯20a、20b、20c中的导电支架51a、51b上。光转换层420包括胶422与荧光粉424。
LED灯丝100在其电极506被接通电源(电压源或电流源)后,即可发出光线,以本实施例为例,其发出的光线可以实质上为接近点光源的360度的光线;将本实用新型实施例LED灯丝应用于球泡灯(例如,图14A与图14B的LED球泡灯20a与20b),则可以发出全周光(omnidirectional light),容后详述。
从图15A中可以看出,本实用新型的LED灯丝100的截面形状为长方形,但LED 灯丝100的截面形状并不以此为限,亦可以是三角形、圆形、椭圆形、多边形或者是菱形,甚至亦可以是采用方形,但边角可采用倒角或圆角。此处截面可参照图15A的LED灯丝100 的位于左侧的端面,此端面横越了电极506使电极506区分为在光转换层420之内的部分以及曝露在光转换层420之外的部分。
LED芯片102、104可以是单颗LED芯片,也可以是两颗LED芯片,当然也可以是包含多颗LED芯片,即等于或大于三颗LED芯片。在本实施例中,LED芯片102、104可以为未经封装的LED晶粒(LED die)。LED芯片的形状可以但不限于长条型,长条型的芯片可具有较少的电极,减少遮蔽LED所发出光线的机会。此外,在LED芯片102、104的表面可镀上一层可导电的透明铟锡氧化物(Indium Tim Oxide,ITO),该铟锡氧化物层有助于LED芯片的电流均匀扩散分布与提升发光效率。
LED芯片102、104可包括蓝宝石基板或透明基板,如此一来,LED芯片102、104 的基板不会遮挡到来自于LED芯片102、104发出的光。换言之,LED芯片102、104可以由 LED芯片102、104的每一侧发出光。
在本实施例中,多个LED芯片102、104与电极506之间的电性连接关系如图15A 所示。所述两个或者多个LED芯片102、104间相互电性连接,以此实施例为例,各LED芯片 102、104为串联方式电性连接,并且电极506分别电性连接位在LED芯片102、104阵列两端的LED芯片102。然而。LED芯片102、104的电性连接方式并不以此为限,亦可采用先并联后串联的方式电性连接,例如但不限于每两个LED芯片102、104先并联后,各两个并联后的芯片102、104再串联。
在本实施例中,电极506为金属电极,但不限于此。电极506对应于LED芯片102、104配置,且电性连接LED芯片102、104。依据本实施例,电极506为配置于串联后的LED 芯片102、104的两端,每一电极506的一部分外露于光转换层420之外。电极506对应于 LED芯片102、104配置的方式并不以此为限。请搭配图15A,电极506可在其外露区域具有一穿孔506h,用以在组装于LED球泡灯时,提供导电支架51a、51b电性连接。
请再参阅图15A至15B,依据本实施例,前述的电性连接是通过导线504来电性连接相邻的LED芯片102、104与电极506,导线504可以是金线,导线504可采用LED封装的打线制程将金线连接相邻的LED芯片102、104与电极506,此打线的制程可以采用Q-type 方式进行打线。在一实施例中,在相邻的两个LED芯片102、104之间以及在电极506与对应的LED芯片102之间的导线504会自然地形成拱形。从图15B中即可看出,该导线504的外形呈M字形,此M字形导线504使得该导线504处于非紧绷状态,提供缓冲效果,当LED灯丝100弯折时,导线504不致断裂。导线504的外形亦不限于M字型,可采用任何能减缓紧绷状态的形状,只要导线504的长度会大于其自然形成拱形时的长度即可,例如S形等。
光转换层420包括胶与波长转换粒子,其于一实施例中各为胶422与荧光粉424,光转换层420覆盖于LED芯片102、104与电极506,并分别使两个电极506的一部分外露。本实施例中,LED芯片102、104的六个面的每一个表面都覆盖着光转换层420,即所述六个面被光转换层420覆盖而可称为光转换层420包裹了LED芯片102、104,此覆盖或包裹可以是但不限于直接接触,优选的,在本实施例中,LED芯片102、104的六个面的每一个表面都直接接触光转换层420。然而,实施时,光转换层420可以仅覆盖每一个LED芯片102、104 六个表面中的两个表面,意即光转换层420直接接触该两个表面,此直接接触的二表面可以是但不限于图15B中的顶面或底面。同样的,光转换层420可直接接触两个电极506的两个表面。进一步地,LED芯片102、104的一侧或两侧可以透过固晶胶与光转换层420接处。荧光粉424可以采用金属氧化物类的荧光粉424,此类荧光粉424具有较佳的导热性。光转换层420可进一步包括散热粒子(例如氧化物纳米粒子),以改进散热效果。
光转换层420中的荧光粉424能吸收某种形式的辐射并发出光线,例如荧光粉424吸收较短波长的光线而发出较长波长的光线。在一实施例中,荧光粉424吸收蓝光而发出黄光,此黄光与未被吸收的蓝光混合后,即形成白光。而前述LED芯片102、104的六个表面都覆盖着光转换层420的实施例中,荧光粉424吸收从各表面发出的较短波长的光线后发出较长波长的光线,由于荧光粉424环绕着LED芯片102、104的每一个外表面以形成LED灯丝 100的本体,因此,LED灯丝100的光转换层420的每一个外表面均能发出混和光(混合了较长与教短波长的光)。换句话说,LED灯丝100的每一侧都会发出混合光。
光转换层420可使两个电极506的一部分外露。荧光粉424会比胶422来得硬。荧光粉424的尺寸可以是1μm至30μm或5μm至20μm。相同荧光粉424的尺寸通常也相同。在图15B中,荧光粉424的截面尺寸之所以不同的原因是荧光粉424的截面位置不同。胶422可以是透明的,例如,胶422是环氧树脂、改良树脂或硅胶等诸如此类的材料。
荧光粉424与胶422的构成比(composition ratio)为1:1至99:1,较佳的比例为1:1至50:1,此比例可以是重量比,也可以是体积比。请参考图22,此实施例中,荧光粉424比例大于胶422,使得荧光粉424密度提高进而互相接触,如图22中的直线所示,排列在一起相接触的荧光粉424形成导热路径(如图22中箭头所示的导热路径),进一说,光转换层420具有由相邻且相接触的荧光粉424所形成的导热路径,所述导热路径从LED芯片 102、104表面至LED灯丝100的外表面,因此LED芯片102、104产生的热可以被传导到光转换层420的外部,使得LED灯丝100具更好的散热效果,光转换层420也推迟了黄化的问题。而且荧光粉424的色光转化率可至30%至70%,如此可以提高LED球泡灯整体的光效,也可以增加LED灯丝100的硬度,提升LED灯丝100的可挠性,不需要另外以框架来支撑住LED 灯丝。此外,一般的硅胶成形后,其表面较为平滑,不利于LED芯片102、104与荧光粉424 产生的光穿透出去。在本实施例中,由于胶422里的荧光粉424比例提高,可有效增加LED 灯丝100的表面粗糙度与灯丝整体的表面积,也就是说,有效的增加了LED灯丝100整体的散热面积,使得LED灯丝100具备更佳的散热效果。另外,也由于LED灯丝100整体的表面积增加,因此增加了灯丝表面荧光粉424光转化的点光源,进而提升LED球泡灯整体的发光效率。此外,光转换层表面也可为各种透镜形状,以具有不同的光学效果;或是适度地在光转换层中保留空隙,可增进散热。
在适当调配荧光粉424与胶422的比例,即可调整LED灯丝100可挠度(deflection),意即LED灯丝100的杨氏系数(Yong’s Modulus)Y可介于0.1至0.3x1010 帕(Pa)之间,考虑球泡灯的应用,可调整LED灯丝100的杨氏系数至0.15至0.25x1010帕 (Pa)之间,如此即改善传统LED灯泡灯丝易断裂的问题,但仍具有足够的刚性与可挠性。
请参照图16A,图16A为本实用新型一个实施例的LED灯丝400a的剖面示意图。 LED灯丝400a的相似结构与元件可参照前述的LED灯丝100。LED灯丝400a具有:光转换层 420;LED芯片102、104;电极506;以及用于电连接LED芯片与LED芯片(或电极)的导线 504。光转换层420涂布于LED芯片/电极的至少两侧上。光转换层420暴露出电极506的一部分。光转换层420可至少具有一个顶层420a及一个基层420b,分别作为灯丝的上位层以及下位层。于此实施例中,顶层420a涂布于LED芯片102、104与电极506的一侧,而基层 420b涂布于LED芯片102、104与电极506的另一侧。
顶层420a与基层420b可透过LED灯丝400a的制程加以区别。于制程当中,可预先地形成基层420b,其次将LED芯片102、104及电极506通过固晶胶450连接于基层420b。导线504可形成于LED芯片102、104彼此之间,以及LED芯片102、104与电极506之间。导线504的形状可具有弯折形状(例如图16A中略呈M字型)以减缓冲击力,亦可为较常见的弧状或直线状。其后将顶层420a涂布于LED芯片102、104及电极506上。顶层420a的面积大小不需与基层420b相同。于一实施例中,顶层420a的面积略小于基层420b。
在本实施例中,顶层420a为荧光粉胶层,基层420b为荧光粉膜层。荧光粉胶层包括胶422、荧光粉424与无机氧化物纳米粒子426。胶422可以是硅胶或硅树脂。无机氧化物纳米粒子426可以是氧化铝(AL2O3),但不限于此。荧光粉膜层包括胶422‘、荧光粉424‘与无机氧化物纳米粒子426’。胶422与胶422’的组成物可以是不同的。胶422’可以比胶422 来得硬,以便于将LED芯片102、104及电极506配置于其上。例如,胶422可以是硅树脂,而胶422’可以是硅树脂与PI胶的组合。胶422’的PI胶的质量比可等于或小于10%。PI胶可以强化胶422’的硬度。无机氧化物纳米粒子可以是氧化铝(AL2O3)或氮化铝,但不限于此。无机氧化物纳米粒子的尺寸可以是100至600纳米。无机氧化物纳米粒子有利于散热。在一些实施例中,部分的无机氧化物纳米粒子可以被无机氧化物粒子取代,这些无机氧化物粒子的尺寸为0.1μm至100μm。散热粒子可具有不同的尺寸。
请参照图16B,图16B为本实用新型另一个实施例的LED灯丝400b的剖面示意图。图16B示出了LED灯丝层状结构的另一实施例。LED灯丝400b可类比于LED灯丝400a。于此实施例中,LED芯片102、104、导线504、两个顶层420a配置于基层420b的两侧,也就是说,基层420b位于两个顶层420a的中间。电极506分别地配置于基层420b的两端。图中上下两个顶层420a中的LED芯片102、104可通过导线504连接至同一电极506。如此,可使出光更为均匀。
请参照图16C,图16C为本实用新型再一个实施例的LED灯丝400c的剖面示意图。图16C的LED灯丝400c与图16B的LED灯丝400b的差异在于,图16B的LED灯丝400b中,位于基层420b的相对两侧(也就是位于上下两个顶层420a中)的LED芯片102、104是一个一个彼此对齐的。在此实施例中,如图16C所示,位于基层420b的相对两侧(也就是位于上下两个顶层420a中)的LED芯片102、104则是一个一个彼此交错的。具体来说,如图16C 所示,在基层420b上侧的LED芯片102、104在此称之为上方LED芯片组,而在基层420b下侧的LED芯片102、104在此称之为下方LED芯片组。在LED灯丝400c的轴向方向上,上方 LED芯片组的每两个相邻LED芯片102、104之间定义有间隔,下方LED芯片组的每两个相邻 LED芯片102、104之间定义有间隔,而电极506与上方或下方LED芯片组的两端LED芯片102 之间也定义有间隔。上方LED芯片组的每一个LED芯片102、104会在LED灯丝400c的径向方向上对齐最接近的下方LED芯片组的所述间隔,此间隔是可以在下方LED芯片组的每两个相邻LED芯片102、104之间或是在电极506与下方LED芯片组的两端LED芯片102之间。反之亦然。
如图16C所示,在一个实施例中,在LED灯丝400c的轴向方向上,上方与下方LED芯片组的每一个间隔的长度(或每一个间隔的距离)会小于每一个LED芯片102、104的长度。在一个实施例中,在LED灯丝400c的轴向方向上,上方与下方LED芯片组的每一个间隔的长度(或每一个间隔的距离)是每一个LED芯片102、104的长度的1/2。上方LED芯片组的每一个LED芯片102、104不只是重叠下方LED芯片组的每两个相邻LED芯片102、104 之间最接近的间隔,还会重叠形成了这个最接近的间隔的下方LED芯片组的两个相邻LED芯片102、104的每一个LED芯片102、104的一部分(例如重叠了1/4的长度)。LED芯片之间的间隔通常会造成具有较低亮度的暗区(dark region),然而,在本实施例中,由于一组LED 芯片组(如上方或下方LED芯片组)中的每一个间隔都可以被另一组LED芯片组的LED芯片 102、104在LED灯丝400c的径向方向上覆盖住,因此LED灯丝400c的照明会更加柔顺均匀。
在一些实施例中,图16C的上方与下方LED芯片组之间的基层420b可以被支架取代,此支架可以是金属制或其他适当的材料制得。此支架可以被挖空或镂空以形成许多通孔,因此,上方LED芯片组的LED芯片102、104所发出的光线可以穿过支架而射到相对侧,反之亦然。
请参照图16D,图16D为本实用新型另一个实施例的LED灯丝400d的剖面示意图。为了便于说明,图16D没有示出如同图16B与16C所示的LED灯丝400b、400c的荧光粉424、 424’与无机氧化物纳米粒子426、426’,但实际上LED灯丝400d仍可包括荧光粉424、424’与无机氧化物纳米粒子426、426’。相较于图16C的LED灯丝400c,图16D的LED灯丝400d 进一步包括位在基层420b中的散射粒子4262与反射粒子4264以及出光面会面对基层420b 的上方与下方LED芯片组的LED芯片102、104。散射粒子4262可以散射光线。散射粒子4262 可包括诸如金属氧化物或金属氢氧化物等材料。反射粒子4264可以反射光线。反射粒子4264 可包括诸如铝或银等金属。散射粒子4262散布到整个基层420b中。反射粒子4264则集中在上方LED芯片组的每一个LED芯片102、104与对应于下方LED芯片组的LED芯片102、104 最接近的间隔之间。上方与下方LED芯片组的LED芯片102、104所发出的光线会先进入基层 420b,然后被散射粒子4262与反射粒子4264散射与反射。被散射与反射的光线会朝向不同方向穿过所述间隔。如图16D所示,LED灯丝400d包括但不限于复数反射层452,反射层452 分别设置于每一个LED芯片102、104远离基层420b的一面上,被反射的光线会进入基层420b 且又再被散射粒子4262与反射粒子4264散射与反射。在此状况下,LED灯丝400d的照明会更加柔顺均匀。
根据图16D,在其他实施例中,反射粒子4264可以被反射薄膜取代。根据图16D,在其他实施例中,反射粒子4264或反射薄膜并不是必要的,因此反射粒子4264或反射薄膜也可以从基层420b上移除。
请参照图16E,图16E为本实用新型另一个实施例的LED灯丝400e的剖面示意图。图16E的LED灯丝400e与图16A的LED灯丝400a的差异在于,图16E的LED灯丝的顶层420a 具有波浪状。此波浪状的顶层420a包括波峰420ac与波谷420at,每一个波峰420ac分别对应于相邻两个的LED芯片102、104之间每一个间隔,每一个波谷420at分别对应于每一个 LED芯片102、104。具体而言,每一个波峰420ac会在LED灯丝400e的径向方向上与相邻两个的LED芯片102、104之间的每一个间隔重叠,而每一个波谷420at会在LED灯丝400e的径向方向上与每一个LED芯片102、104重叠。波峰420ac中的荧光粉424与无机氧化物纳米粒子426的量会大于波谷420at中的荧光粉424与无机氧化物纳米粒子426的量。因此,对应于所述间隔的区域的亮度可被提升,在此状况下,LED灯丝400e的照明可更加柔顺均匀。
请参照图17A至图17R,图17A至图17R分别为本实用新型的多个实施例的LED 灯丝的底视示意图与截面示意图。电极(如电极506)的形状也可以是考虑金线连接或是灯丝弯折而做出的结构设计。例如于一实施例中,如图17A所示,电极506具有连接区5068以及过渡区5067,连接区5068位于电极506的端部并用于电连接其他组件,例如,电极506 的连接区5068可连接至如图14A至图14C所示的导电支架51a、51b。于此实施例中电极506 具有二个连接区5068,过渡区5067则位于连接区5068之间,用于衔接连接区5068。连接区 5068的宽度可大于过渡区5067,由于连接区5068上需形成接点,因此需要一定的宽度,例如当灯丝宽度为W时,电极506的连接区5068的宽度可为1/4W至W之间,连接区5068可为多个且其宽度不需一致;过渡区5067位于连接区5068之间,由于过渡区5067上不需形成接点,因此宽度可设定较连接区5068细,例如当灯丝宽度为W时,过渡区5067的宽度可为1/10W 至1/5W之间,此时由于电极506的过渡区5067具有较细的宽度,使得电极506更容易随着灯丝弯折形变,减少靠近电极端的金线因应力影响而容易断线的风险。
于一实施例中,如图17B所示,构成灯丝的多个LED芯片当中,位于端部的LED 芯片通过金线与电极506电连接,电极506具有俯视图上由三面环绕所述端部的LED芯片的形状,而所述端部的LED芯片504中于未被电极506环绕的一面则通过金线电连接其他LED 芯片,此时所述端部的LED芯片504与电极506之间的金线较多个芯片504彼此间的距离短,受弹性挫屈应力而断线的风险也较低。
请参照图17C,图17C为本实用新型一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。LED灯丝包括LED芯片 102、104、电极506、两个辅助件(类比于过渡区)5067、导线与光转换层(未示出)。本实施例的LED灯丝可以参照前述实施例的LED灯丝(如LED灯丝400a)。本实施例的导线可以参照前述实施例的导线504。例如,在LED灯丝中的多个排列成阵列的LED芯片102、104中,位在此阵列一端的LED芯片102会透过导线连接到电极506。光转换层则可以参照前述实施例的光转换层420。前述实施例所说明过的导线、光转换层与其它元件以及这些元件在LED 灯丝中的连接关系则不再赘述。在本实施例中,主要说明会着重在位于末端(所述阵列的一端)的LED芯片102与电极506之间的导线,以及辅助件5067。
如图17C所示,在本实施例中,每一个电极506包括连接区5068,连接区5068 可用于连接如前所述的导电支架51a、51b。末端导线会连接末端LED芯片102与对应的连接区5068。每一个辅助件5067会由对应的连接区5068的一侧沿着LED灯丝的轴向方向延伸到对应的末端LED芯片102的一侧,且相邻于对应的连接区5068。在LED灯丝的径向方向上,每一个辅助件5067会重叠至少一个位于末端LED芯片102与对应的连接区5068之间的导线。在本实施例中,每一个辅助件5067不只是在LED灯丝的径向方向上重叠位于末端LED芯片 102与对应的连接区5068之间的导线,还进一步在LED灯丝的径向方向上重叠末端LED芯片 103的一部分以及重叠对应的连接区5068的一部分。在本实施例中,辅助件5067没有连接到连接区5068。在其他实施例中,辅助件5067会连接对应的连接区5068,在此状况下,此辅助件5067与连接区5068共同形成电极506。在一些实施例中,每一个辅助件5067至少会在LED灯丝的径向方向上重叠位于对应的末端LED芯片102与对应的连接区5068之间的导线、对应的末端LED芯片102的一部分、以及对应的连接区5068的一部分。
在一些实施例中,LED灯丝中可仅具有一个辅助件5067,此辅助件5067会在LED 灯丝的径向方向上重叠一个且只有一个位于对应的末端LED芯片102与对应的连接区5068之间的导线。在其他实施例中,LED灯丝中可仅具有一个辅助件5067,此辅助件5067会在LED灯丝的径向方向上重叠所有的导线,包括分别位于两个末端LED芯片102与对应的两个连接区5068之间的两个导线。在其他实施例中,LED灯丝具有两个辅助件5067,此两个辅助件5067会分别在LED灯丝的径向方向上重叠分别位于两个末端LED芯片102与对应的两个连接区5068之间的两个导线。在其他实施例中,LED灯丝中具有两个辅助件5067,此两个辅助件5067的每一个辅助件5067都在LED灯丝的径向方向上重叠所有的导线,包括分别位于两个末端LED芯片102与对应的两个连接区5068之间的两个导线。
由于辅助件5067在LED灯丝的径向方向上重叠位于末端LED芯片102与对应的电极506的连接区5068之间的导线,从而加强了LED芯片102与电极506的连接强度。藉此,电极506所在的LED灯丝两端的强韧性可以显著提升。在此种状况下,LED灯丝可以弯折形成多样化的曲线,也不会有电极506与LED芯片102之间的导线破损的风险。当此种具有精巧曲线的LED灯丝发光时,LED球泡灯会产生令人惊叹的效果。
以下详细说明辅助件5067的设计目的。电极506相对于LED芯片102、104来说是相当大的,例如,电极在LED灯丝的轴向方向上的长度可为LED芯片102的长度的10到 20倍。需留意的是。本实用新型的图式仅为示意性,因此电极506与LED芯片102、104在大小上的显著差异并没有完全呈现出来。由于这样的大小差异,电极506的刚性会显著大于 LED芯片102、104的刚性。当LED灯丝弯折时,LED芯片102、104所在的区域会以柔顺的方式弯折,但是电极506与末端LED芯片102所在的区域则会以生硬的方式弯折,这是因为末端LED芯片102与电极506之间在刚性上的巨大差异而造成的。具体而言,电极506与末端 LED芯片102所在的区域会弯折形成一个角度,这会使电极506与末端LED芯片102之间的导线也被弯折而形成一个尖锐的角度,由于电极506相对较难被弯折,而末端LED芯片102 相对较容易被弯折,因此电极506与末端LED芯片102之间的区域会被过度弯折,且应力(如剪力)会集中在此区域,如此一来,电极506与末端LED芯片102之间的导线会相当容易被折断破损。
为了克服电极506与末端LED芯片102所在区域应力集中的问题,辅助件5067 至少会在LED灯丝的径向方向上与电极506与末端LED芯片102之间的导线重叠。径向方向会垂直于LED灯丝的轴向方向,并且,径向方向可以定义为是在垂直于LED灯丝的轴向方向的截面上,由截面的中心向外延伸的任何方向;或者,径向方向可以定义为是平行于LED灯丝的截面的一个方向。轴向方向会对齐LED灯丝的纵向方向纵;或者,轴向方向可以定义为平行于LED灯丝的最长边的方向。LED灯丝则是沿着轴向方向由其中一个电极506延伸至另一个电极506,而LED芯片102、104会在电极506之间沿着轴向方向对齐。LED灯丝的平行于其径向方向的截面并不限于是圆形的形状(此形状可以是由截面的外轮廓所形成),此截面可以是任何形状。例如,此截面可以是椭圆形或矩形。截面的形状与光学作用有关,截面的形状可以具有透镜般的功能,以调整LED芯片的出光方向。当LED灯丝弯折时,集中在电极 506与末端LED芯片102之间的应力主要会沿着径向方向施加在这此区域,并造成此区域(或此区域中的导线)剪力破坏,辅助件5067至少会与电极506与末端LED芯片102之间的导线所在区域重在LED灯丝的径向方向上重叠,以强化此区域的机械强度,避免此导线因为应力集中而破损。
在其他实施例中,为了克服电极506与末端LED芯片102所在区域应力集中的问题,辅助件5067可设置于一个位置,使得当一个虚拟平面横越电极506与末端LED芯片102 之间的导线时,此虚拟平面也一定会横越辅助件5067。举例来说,此虚拟平面可以是LED灯丝在径向方向上的横截面,此外,虚拟平面是在横越对应的末端LED芯片102时也会横越辅助件5067,且虚拟平面是在横越对应的连接区5068时也会横越辅助件5067。
基于上述的设置,辅助件5067可以用作一种强化元件,其可增加电极506与末端LED芯片102所在区域的机械强度且可避免电极506与末端LED芯片102之间的导线破损。电极506与辅助件5067的一些实施例描述于后。
请参照图17D,图17D为本实用新型一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。在这实施例中,末端LED 芯片102位于LED灯丝中的LED芯片102、104所排成的阵列的末端,LED芯片102透过导线连接至电极506。如图17D所示,以底视图或顶视图来看,电极506具有可藉由其三侧环绕末端LED芯片102的形状。在其他实施例中,以侧视图来看,电极506具有可藉由其三侧环绕末端LED芯片102的形状。在其他实施例中,电极506具有可藉由其至少两侧环绕末端LED 芯片102的形状。其中,电极506用来环绕末端LED芯片102的三侧包括两个辅助件(或称过渡区)5067与一个连接区5068。在本实施例中,如图17D所示,辅助件5067连接至连接区5068,因而辅助件5067属于电极506的一部分。在此情况下,辅助件5067可称之为电极 506的过渡区。此两个辅助件5067在LED灯丝的径向方向上的宽度的总和小于连接区5068 在LED灯丝的径向方向上的宽度。如图17D所示,两个辅助件5067在LED灯丝的径向方向上的宽度Wt1、Wt2的总和小于连接区5068在LED灯丝的径向方向上的宽度Wc。在本实施例中,连接区5068的宽度Wc等于基层420b(或LED灯丝)的宽度。末端LED芯片102没有被电极 506环绕的一侧是透过导线连接至另一个LED芯片,电极506与末端LED芯片102之间的导线会短于不在末端的LED芯片102、104之间的那些导线。在此情况下,导线因弹性挫曲应力而破损的风险会较低。
在一实施例中,一个或多个辅助件5067是由连接区5068沿着LED灯丝的轴向方向延伸。辅助件5067会在LED灯丝的径向方向上重叠LED灯丝的末端LED芯片102,也重叠末端LED芯片102与连接区5068之间的导线。辅助件5067的较小宽度会使其具有比连接区 5068更多的挠性,且另一方面来说,辅助件5067在LED灯丝的径向方向上重叠LED灯丝的末端LED芯片102,也重叠末端LED芯片102与连接区5068之间的导线的此种结构,强化了 LED芯片102与电极506之间的连接关系。如此一来,电极506所在的LED灯丝两端的强韧性可以显著提升。图17D的辅助件5067与图17C的辅助件5067的差异在于,图17C的辅助件5067没有连接到连接区5068而图17D的辅助件5067则有连接到连接区5068。尽管图17C 与图17D的辅助件5067有不同的状态,但它们都是用作强化元件,以增加电极506与末端 LED芯片102所在区域的机械强度,并避免电极506与末端LED芯片102之间的导线破损。
请参照图17E,图17E为本实用新型一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。在此实施例中,有两个辅助件5067会在LED灯丝的径向方向上重叠末端LED芯片102与对应电极506的连接区5068 之间的导线。两个辅助件5067之一(如位在图17E中下方者)是连接至对应的连接区5068,此结构类似于图17C的辅助件5067;而另一个辅助件5067(如位在图17E中上方者)则没有连接至对应的连接区5068,相反地,此辅助件5067是由连接区5068的一侧延伸,此结构类似于图17D中的辅助件5067。在此实施例中,电极506可基于连接区5068与下方的辅助件 5067而呈L形。
在一些实施例中,也可只有一个辅助件5067在LED灯丝的径向方向上重叠对应的末端LED芯片102与电极506的连接区5068之间的导线。其中两个电极506会有两个导线分别连接两端的LED芯片102,倘若辅助件5067够长的话,一条辅助件5067就能在LED灯丝的径向方向上重叠这两个导线。此对应于每个电极的单一辅助件5067也会增加电极506与末端LED芯片102所在区域的机械强度,并避免电极506与末端LED芯片102之间的导线破损。
电极506可以固定在光转换层420中,具体而言,每一个电极506的一部分会被光转换层420封住,在光转换层420会被区分为顶层420a与基层420b的情况下,电极506 可以被封在顶层420a中、被封在基层420b中、或被同时封在顶层420a与基层420b中。在一些实施例中,电极506不仅仅是被封住,还会被嵌在LED灯丝的顶层420a或基层420b中,其可建立在电极506与光转换层420之间的显著附着力。在一个实施例中,如前所述,在LED 灯丝中的电极506的结构包括一个连接区5068与两个辅助件5067以环绕LED芯片102。其中,电极506可包括孔洞。
请参照图17F与图17G,图17F为本实用新型一个实施例的LED灯丝的电极506 与基层420b,其中为了便于展示技术特征,因此图式没有示出LED灯丝的顶层420a、LED芯片102、104与导线504。图17G为图17F的LED灯丝的一部分的底视图。在底视图中,LED 芯片102被基层420b挡住,因而是以虚线来描绘。电极506可以嵌在基层(或荧光粉层)中,此基层可参照前述之基层420b。在本实施例中,电极506包括孔洞506p,孔洞506p分布在连接区5068与辅助件5067上。基层420b是由孔洞506p的一端穿进去孔洞506p,并且根据需要,基层420b可进一步穿过孔洞506p直到孔洞506p的另一端。图17F所示的基层420b 并未穿过孔洞506p,但其他方案中,基层420b可穿过孔洞506p并延伸至孔洞506p的另一端。在图17F中,基层420b的朝向上方的上方表面会经过表面粗糙化处理,因为此粗糙化的表面,基层420b会有较佳的散热效果。如图17G所示,以LED灯丝的特定视图来看,例如底视图,无论是辅助件5067或连接区5068都呈矩形的形状。此两辅助件5067分别连接至连接区5068的相对两侧,LED灯丝(或LED芯片102、104所排成的阵列)的末端LED芯片102 位于这两个辅助件5067之间。在底视图上,这两个辅助件5067与连接区5068共同形成U形。
请参照图17H与图17I,图17H与图17I为不同实施例的LED灯丝的局部底视图,其中LED芯片102被基层420b挡住,因而是以虚线来描绘。图17H的LED灯丝可参照图17G 的LED灯丝,两者主要差异在于,图17H的LED灯丝的电极506只有一个辅助件5067。如图 17H所示,以LED灯丝的特定视图来看,例如底视图,无论是辅助件5067或连接区5068都呈矩形的形状。此单一个辅助件5067连接至连接区5068的相对两侧的其中一侧,LED灯丝 (或LED芯片102、104所排成的阵列)的末端LED芯片102位于此辅助件5067的旁边。在本实施例中,以在底视图来看,末端LED芯片102与辅助件5067重叠。在其他实施例中,以底视图来看,末端LED芯片102不会与辅助件5067重叠。在底视图上,这个辅助件5067与连接区5068共同形成L形。在其他实施例中,此单一辅助件5067可连接至连接区5068的中心,并且在底视图上,此辅助件5067与连接区5068共同形成T形。
图17I的LED灯丝与图17H的LED灯丝的差异在于,图17I的LED灯丝的电极506 的辅助件5067是由整个连接区5068开始延伸,而不是由连接区5068的相对两侧的任一侧或两侧开始延伸,且辅助件5067的宽度会由连接于连接区5068的固定端朝向相对侧的自由端逐渐减少。辅助件5067的固定端会对齐整个连接区5068与基层420b。换句话说,辅助件5067 的固定端的宽度会等于连接区5068与基层420b的宽度。在底视图上,辅助件5067呈梯形。在其他实施例中,此种宽度会由固定端至自由端逐渐减少的辅助件5067,也可以呈三角形或半圆形。如图17I所示,在此实施例中,末端LED芯片102在底视图上与辅助件5067重叠。
在每一个电极506只有一个辅助件5067的情况下,辅助件5067的平均宽度通常会小于连接区5068的平均宽度。在每一个电极506有两个或更多个辅助件5067的情况下,辅助件5067的宽度总和会小于连接区5068的宽度。在图17G至17I中,导线没有绘示出来, LED芯片102则以虚线绘示出来。
请参照图17J,图17J为另一实施例的LED灯丝的局部底视图,其中LED芯片102 被基层420b挡住,因而是以虚线来描绘。图17J的LED灯丝可参照图17G的LED灯丝,两者主要差异在于,图17J的LED灯丝的电极506的两个辅助件5067的每一个辅助件5067都会形成正三角形。此两辅助件5067的每一个都包括斜边,这两个辅助件5067的两个斜边会面对彼此,且此两辅助件5067的两个斜边会在连接于连接区5068的固定端彼此靠近。在本实施例中,此两辅助件5067的两个斜边可以但不限于是彼此连接。这两个斜边会由固定端至自由端的逐渐远离彼此,且此两斜边在自由端会分别接触基层420b的相对两侧。辅助件5067 的两斜边的垂直距离由固定端至自由端逐渐增加,辅助件5067会切齐连接区5068与基层420b,且其在固定端的宽度会等于辅助件5067的两斜边在自由端之间的距离,且也会等于连接区5068与基层420b的宽度。
请参照图17K,图17K为另一实施例的LED灯丝的局部底视图,其中LED芯片102 被基层420b挡住,因而是以虚线来描绘。。图17K与图17J的实施例的差异在于,图17K的辅助件5067的斜边不是直线状而是阶梯状。在其他实施例中,辅助件5067的斜边可以是曲线形、拱形或波浪形。
请参照图17L,图17L为本实用新型另一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。在本实施例中,每一个电极506包括连接区5068与一个辅助件5067。这两个电极506的两个辅助件5067是沿着 LED灯丝的轴向方向,分别对齐基层420b的相对两侧,并且也分别位在LED芯片102、104 阵列的相对两侧。换句话说,此两辅助件5067以交错方式配置。每一个辅助件5067是由各自对应的连接区5068开始,沿着LED灯丝的轴向方向延伸。每一个辅助件5067不只是在LED 灯丝的径向方向上,与对应的连接区5068旁的末端LED芯片102以及末端LED芯片102与对应的连接区5068之间的导线重叠,还进一步与在末端LED芯片102旁的两个或多个LED芯片 102、104以及这些两个或多个LED芯片102、104之间的两个或多个导线重叠。在本实施例中,每一个电极506的辅助件5067是在径向方向上与所有的LED芯片重叠,但某一电极506 的辅助件5067不会连接到另一个电极506。
请参照图17M,图17M为本实用新型另一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。图17M与图17D的实施例的差异在于,图17M的LED灯丝的两个辅助件5067的每一个辅助件5067都没有连接到连接区5068。在本实施例中,辅助件5067是在径向方向上与所有的LED芯片102、104重叠、与末端LED芯片102与连接区5068之间的导线重叠、以及与连接区5068重叠。如图17L与图17M,每一个LED灯丝具有两个辅助件5067,这两个辅助件5067的每一个辅助件5067都在LED灯丝的径向方向上重叠所有的导线,包括分别位于两个末端LED芯片102与对应的两个连接区5068之间的两个导线。
请参照图17N,图17N为本实用新型另一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。图17N与图17M的实施例的差异在于,图17N的LED灯丝的两个辅助件5067的每一个辅助件5067都被分隔为多个分段,每一个辅助件5067的多个分段分别在径向方向上与对应的导线重叠。每一个辅助件 5067的多个分段中的每个分段分别在径向方向上与对应的导线以及此导线相邻的两个LED芯片102、104重叠,或者是在径向方向上与末端的对应导线、对应的连接区5068以及对应的末端LED芯片重叠。每一个辅助件5067的相邻的两个分段之间具有间隔,每一个间隔在径向方向上对齐对应的LED芯片102、104。在整条LED灯丝中,相对于LED芯片102、104所在的区域而言,导线所在的区域通常是弱点,因此每一个辅助件5067的多个分段可用作强化元件,以提升这些区域的机械强度。
请参照图17O,图17O为本实用新型另一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。图17O与图17N的实施例的差异在于,图17O的LED灯丝的每一个辅助件5067的多个分段中,位在末端的分段会连接到对应的连接区5068。
请参照图17P,图17P为本实用新型另一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。图17P与图17M的实施例的差异在于,图17P的实施例的两个辅助件5067的每一个辅助件5067都没有在径向方向上与连接区5068重叠,反而是在LED灯丝的轴向方向上对齐连接区5068。根据图17P地实施例的配置,此种LED灯丝可以做得较细。
请参照图17Q,图17Q为本实用新型另一个实施例的LED灯丝的底视示意图,其中为了便于展示技术特征,因此图式只有示出LED灯丝中的特定元件。图17Q与图17D的实施例的差异在于,图17Q的辅助件5067没有连接到连接区5068,反而是围绕连接区5068的三侧。在本实施例中,图17Q的辅助件5067的数量只有一个且环绕所有LED芯片102、104 所排成的整个阵列与连接区5068(即电极506)。
图17C、17M、17N、17P、17Q的辅助件5067没有连接到对应的连接区5068,因此图17C、17M、17N、17P、17Q的辅助件5067可不属于电极506的一部分,且相反地,这些辅助件5067可视为独立的元件,且其可以是非导电的。图17O的实施例的辅助件5067则是一个例外,其每一个辅助件5067的多个分段中,位在末端一个分段是连接至对应的连接区 5068,而其他的分段则不会连接到连接区5068。换句话说,只有一部分的辅助件5067是属于对应的电极506。
在图17D的实施例中,在LED芯片102、104阵列的两端的第一个与最后一个LED 芯片102会整个地位于两个辅助件5067之间的区域,换句话说,第一个与最后一个LED芯片102是整个地设置在电极506的范围中,也就是电极506所在的部分。在其他实施例中,第一个与最后一个LED芯片102可以是部分地位于电极的范围中。
在图17G与图17H中,辅助件5067为矩形,且具有一致的宽度。在其他实施例中,辅助件5067可如同图17I,具有由连接区5068的一端开始逐渐减少的宽度。
电极506与LED芯片102、104不限于在同一层中。在图17F至图17K的实施例中,电极506是设置于基层420b,而LED芯片102、104可设置于顶层420a(未于图17F至图17K示出),在此情况下,在LED灯丝的制程中,基层420b可以翻转过来使电极506朝向上,以便能更容易电性连接至LED芯片。
图17F与图17G所示为电极嵌在基层(如荧光膜)中的实施例。如前所述,图17H 至图17K的实施例也可以是嵌入电极的基层的实施例。如修改过的实施例,图17G至图17K 电极506可以是设置在顶层中,而LED芯片也是在顶层中(如图16A所示)。在此情况下,即使电极与LED芯片都在同一层,电极506也可以设置在不同的高度。
请参照图17R,图17R为本实用新型一个实施例的LED灯丝的局部截面图。在图 17R中,形成光转换层420的荧光粉胶会延伸到电极506的孔洞506p中,如前所述。荧光粉胶会进一步由电极506的一侧穿过孔洞506p延伸至电极506的另一侧,如图17R所示。荧光粉胶会接触电极506的至少两侧(如图17R中的上侧与下侧),也就是说,电极506会被荧光粉胶(光转换层420)夹住。换言之,电极506会被荧光粉胶(光转换层420)铆接固定住,其可提高电极506与光转换层420之间的机械强度。
请参照图18A与图18B,图18A与图18B所示分别为本实用新型的LED灯丝与其辅助条的一个实施例的平面示意图与立体示意图。前述实施例的辅助件5067(如图17L至图17Q)也可作为一种用以形成围绕且紧邻芯片102的侧边框,以形成例如图18A与图18B所示的辅助条170。
如图18A与图18B所示,于一实施例中,LED灯丝100的芯片102的左右两侧如图18A与图18B所示具有辅助条170,辅助条170形成侧边框,辅助条170的外侧直接暴露于灯泡中,辅助条170为铜丝,此时辅助条170邻近芯片102并且直接接触灯泡中气体,有助于灯丝100散热。于此实施例中辅助条170的外侧完全暴露于灯泡气体中,但也可仅有部分暴露,而部分被光转换层(图未示)包覆。此实施例中辅助条170与芯片102位于同一水平且相同高度,但也可视需要位于不同水平不同高度。此实施例中辅助条170紧贴芯片102,但也可适需要于两者间填入光转换层或是具有空隙。此实施例中辅助条170为铜丝,其暴露于灯泡中的部分可涂布具有高热辐射率的涂膜(例如氮化铝、氮化硅、纳米碳管、石墨烯),于其他实施例中,可由兼具高导热性及高热辐射率的石墨烯、纳米碳管材料形成辅助条170。
请参照图18C与图18D,图18C与图18D所示分别为本实用新型的LED灯丝与其辅助条的一个实施例的平面示意图与立体示意图。进一步地,辅助条可以具有适当的形状变化。图18C与图18D中的辅助条170与图18A与图18B中的辅助条170类似,但不同之处在于其外侧具有间隔相邻的齿部1704。于此实施例中,辅助条170的齿部1704的朝外侧面1704a (参照图18D)接触灯泡中气体,以利散热。而齿部1704彼此相邻之间的部分可由光转换层填满(底层420b或顶层420a)。相较于图18A与图18B的实施例,此实施例中的辅助条较细,而齿部1704之间的空隙因填满光转换层可使得出光效果更好。光转换层的顶层420a(图中虚线部分)以及底层420b可视需要完全包覆/部分包覆/不包覆齿部1704,图18C与图18D实施例中配置于LED芯片102左侧的辅助条几乎完全包覆齿部1704,齿部中仅露出些微的朝外侧面1704a;但位于右侧的辅助条则露出较多的朝外侧面,其中齿部1704下半部的低位面1704b与光转换层的底层420b接触,而图中处于齿部1704上半部的高位面1704c露出并接触泡壳中气体,此处的齿部具有较大面积的朝外侧面1704a而使所述朝外侧面1704a能够具有较佳的热辐射性能于此实施例中,图中的齿部位于LED芯片所处的区段中,但并不限于此,齿部也可以位于LED芯片彼此相接的区段或是其他区段。于此实施例中辅助条为连续延伸的直条状,但也可为不连续而具有间隔排列的复数个辅助条。此外,图中所示辅助条为具有圆形截面的条状体,但不限于此,辅助条亦可为薄膜或是片状。
请参照图18E,图18E所示为本实用新型的LED灯丝与其辅助条的又一个实施例的立体示意图。在此实施例中,LED灯丝100a中具有多个辅助条170a,这些辅助条170a为横向排列(也就是垂直于LED灯丝100a的轴向),且辅助条170a与灯丝电极110、112/LED 芯片102、104/金线140不具电性连接。辅助条170a仅作为补强灯丝结构用,并且可以防止外力对于LED芯片102、104的损伤。辅助条170a可视LED芯片102、104/LED灯丝100a的大小与重量/所需LED灯丝100a的形状来调整厚度以及数量,进而达到支撑LED灯丝100a的效果。在本实施例中,辅助条170a同时分布于LED灯丝100a的顶层与基层,也就是以图18E 来看,辅助条170a同时位于LED芯片102、104的上方与下方。在其他实施例中,这些辅助条170a也可仅位于LED灯丝100a的基层,也就是以图18E来看,辅助条170a是位于LED芯片102、104的下方;或者,这些辅助条170a也可位于LED灯丝100a的顶层,也就是以图 18E来看,辅助条170a是位于LED芯片102、104的上方。
请参照图19A与图19B,图19A与图19B所示为本实用新型的LED灯丝的不同实施例的截面示意图。关于荧光粉胶/荧光粉膜的形成,除了利用点胶方式以外,亦可利用网版印刷或是喷墨(inkjet print)、或是喷涂方式形成。所形成的荧光粉层除了均匀分布的样态之外,还可以具有层状分布或是渐层分布。在本实施例中,如图19A与19B所示,分别为两个实施例的灯丝的截面示意图。图19A中的灯丝顶层420a为荧光粉424形成了层状分布;图中仅示出两层荧光粉层,亦可通过胶422来形成更多层的层状分布。图19B中的灯丝顶层420a的荧光粉424形成了渐层分布;此渐层分布亦可为多层。
请参照图20A至图20D,图20A至图20D为本实用新型不同实施例的LED灯丝的截面示意图,其中图20A至图20D示出了关于LED灯丝表面角度处理的实施例。图20A至图 20D的LED灯丝表面具有不同的角度。在这些实施例中,图20A,图20B,图20C中的顶层420a 由点胶机形成,可通过荧光粉胶黏度调整,使得点胶后顶层420a的两侧自然塌陷而形成具有圆弧状的表面。图20A的基层420b的横截面为荧光膜经过垂直切割后所形成的四边形切面。图20B的基层420b的横截面为荧光膜经过斜角切割或是具角度设计的刀具切割后所形成的具有斜边Sc的梯形切面。图20C的基层420b类似于图20A的基层420b,但位于图下方的两个边角经过表面处理而形成了圆弧角Se。灯丝通过上述图20A至图20C的各种做法,可达到不同的出光表面角度与出光效果。图20D的基层420b类似于图20B的基层420b,但图20D中基层420b的斜边Sc沿伸到顶层420a上,而顶层420a的横截面则分为顶部的圆弧部分及侧方的斜边Sc。换句话说,图20D的顶层420a与基层420b会具有共同的斜边Sc,两个斜边Sc位于LE灯丝的相对两侧。顶层420a的斜边Sc会对齐基层420b的斜边Sc。在此状况下,顶层420a在图20D中的截面会具有拱形边缘与两个相对斜边Sc所组成的外轮廓。
基层420b的厚度可小于顶层420a的厚度。如图20A所示,基层420b的厚度T2 小于顶层420a的厚度T1。在一些方案中,电极506可以主要设置于基层420b中。在基层420b 比顶层420a薄的情况下,电极506所产生的热可以较容易由基层420b散出去。在一些方案中,LED芯片102、104面向顶层420a设置,因此来自于LED芯片102、104的大多数光线会穿透顶层420a,相对于顶层420a的亮度来说,这会导致基层420b具有较低的亮度。较厚的顶层420a具有较大量的光反射/扩散粒子(例如荧光粉),其可将光线朝向基层420b反射或扩散,且光线可以容易地穿透较薄的基层420b,因而可使得顶层420a与基层420b的亮度均匀。
如图16A所示,LED芯片102、104配置在基层420b与顶层420a之间的内嵌区域的平坦表面上,因此,所有的LED芯片102、104都是位于此平坦表面上且朝向同一方向。在其他实施例中,如图21A与图21B所示,LED芯片102、104配置在波浪状的分界面上而非平坦表面。顶层420a与基层420b之间的内嵌区域(分界面)并不限于波浪状。在一些实施例中,此内嵌区域可以是锯齿状的。在一个实施例中,基层420b的上侧表面(接触顶层420a 的接触面)可具有较大的表面粗糙度,以达到类似效果。
请参照图21A与图21B,图21A与图21B分别为本实用新型一实施例的LED灯丝 400l的截面图与示意图,图21A所示为图21B的线段19A-19A处的截面。如图16A、图21A 与图21B所示,图21A与19B的LED灯丝400l可参照图16A的LED灯丝400a,图21A的LED 灯丝400l与图16A的LED灯丝400a的差异在于LED芯片102、104的排列。图16A的LED灯丝400a的LED芯片102、104是沿着LED灯丝400a的轴向方向对齐,且与基层420b所处于的水平面平行。对比地,LED灯丝400l的LED芯片102、104并没有沿着LED灯丝400l的LED 芯片102、104的轴向方向对齐,且与基层420b所处于的水平面是不平行的(参照图21A)。 LED灯丝400l的多个LED芯片102、104中的每一个可分别具有相对于水平面的不同角度。相应地,这些LED芯片102、104的发光方向可能彼此都不相同。在此情况下,承载了这些 LED芯片102、104(或透过固晶胶450黏接固定这些LED芯片102、104)的基层420b的一侧可以不是平面的,反而是连续凹凸不平的表面,这使得在此连续凹凸不平的表面上的不同位置的每一个LED芯片102、104各具有不同的角度。在不同实施例中,LED灯丝400l中的一部分LED芯片102、104具有相对于所述水平面的第一角度,而LED灯丝400l中的另一部分LED芯片102、104具有相对于所述水平面的第二角度。在一些实施例中,第一角度等于 180度减去第二角度。此外,LED灯丝400l中的LED芯片102、104还可各具有相对于所述水平面的不同高度。如此一来,LED灯丝400l透过其具有不同发光方向(相对于水平面具有不同角度)与不同高度的多个LED芯片102、104,可达到更均匀的照明效果,例如可达到全周光。如图21A与图21B所示,LED灯丝400l的基层420b形成为具有高低起伏的波浪状表面, LED芯片102、104配置于此种高低起伏的基层420b上,而相应地也呈现高低起伏并朝向不同方向斜置的状态。如此一来,LED灯丝400l具有较广的出光角度。也就是说,若以基层420b 的底面作为水平面来看,LED芯片102、104的配置并不需要与水平面平行,而是与水平面之间具有一定夹角的方式来配置,且每个LED芯片102、104之间的配置高度/角度/方向亦可为不同。换句话说,若以LED芯片102、104中心点串接多个LED芯片102、104时,所形成的线条可不为直线,也就是说多个LED芯片102、104所排列成的阵列并不是直线型。此外,LED 芯片102、104的倾斜角度不限于图式示出的沿灯丝轴线方向(LED灯丝的轴向方向)而具有角度倾斜,也可以在灯丝宽度方向(或径向方向)上具有角度倾斜。如此,可使LED灯丝即使在没有弯折的状态下,其内部的LED芯片102、104就已经具备多样的出光角度,从而达到出光均匀的效果。
如图21A与图21B所示,在本实施例中,LED芯片102、104一个接一个地轮流朝向第一方向与第二方向相对于水平面倾斜。第一方向与第二方向彼此相对。第一方向大致上会偏向两个电极506中的其中一个,而第二方向则大致上会偏向另一个电极506。例如,LED 芯片102、104阵列中的第一个会朝向第一方向倾斜,LED芯片102、104阵列中的第二个则会朝向第二方向倾斜,而LED芯片102、104阵列中的第三个则又会朝向第一方向倾斜,诸如此类。当LED芯片102、104各别朝向第一方向与第二方向倾斜,LED芯片102、104会各别面对第一出光方向D1与第二出光方向D2,如图21B所示。第一出光方向D1与第二出光方向 D2是指向不同的方向。在此处,所谓的出光方向(发光方向)是平行于LED芯片的主要发光面的法线或者说两者同向。
请参照图21C,图21C为本实用新型另一实施例的LED灯丝400l的示意图。在此实施例中,LED芯片102、104一个接一个地轮流朝向第三方向(第三出光方向D3)与第四方向(第四出光方向D4)相对于水平面倾斜。第三方向与第四方向彼此相对且大致上垂直于第一方向与第二方向。第三方向大致上会偏向LED灯丝400l在径向方向上的相对两侧的其中一侧,而第四方向大致上会偏向LED灯丝400l在径向方向上的相对两侧的其中另一侧。例如,LED芯片102、104阵列中的第一个会朝向第三方向倾斜,LED芯片102、104阵列中的第二个则会朝向第四方向倾斜,而LED芯片102、104阵列中的第三个则又会朝向第三方向倾斜,诸如此类。当LED芯片102、104各别朝向第三方向与第四方向倾斜,LED芯片102、104会各别面对第三出光方向D3与第四出光方向D4,如图21C所示。第一出光方向D1、第二出光方向D2、第三出光方向D3与第四出光方向D4皆是指向不同的方向。
请参照图21D,图21D为本实用新型另一实施例的LED灯丝400l的示意图。在此实施例中,每两个或更多个彼此相邻的LED芯片102、104定义为一组,而LED芯片102、104 是一组接一组地轮流朝向第三方向与第四方向相对于水平面倾斜。例如,第一组的两个相邻 LED芯片102、104会朝向第三方向倾斜,第二组的两个相邻LED芯片102、104会朝向第四方向倾斜,而第三组的两个相邻LED芯片102、104则又会朝向第三方向倾斜,诸如此类。
请参照图21E,图21E为本实用新型另一实施例的LED灯丝400l的示意图。在此实施例中,LED芯片102、104分别朝向第一方向、第二方向、第三方向与第四方向相对于水平面倾斜。并且在本实施例中,LED芯片102、104是依次轮流朝向第一方向、第二方向、第三方向与第四方向倾斜,但不限于此。例如,LED芯片102、104阵列中的第一个会朝向第一方向倾斜,LED芯片102、104阵列中的第二个则会朝向第二方向倾斜,LED芯片102、104阵列中的第三个则又会朝向第三方向倾斜,LED芯片102、104阵列中的第四个会朝向第四方向倾斜,而LED芯片102、104阵列中的第五个又会朝向第一方向倾斜,诸如此类。在其他实施例中,LED芯片102、104会各自无顺序的朝向第一方向、第二方向、第三方向与第四方向倾斜。在其他实施例中,LED芯片102、104会各自朝向任意方向倾斜,也就是说,LED芯片102、 104会具有不规则的出光方向。
在图21A至图21E中,这些LED芯片102、104的每一个都可朝向不同的方向倾斜,但所有的LED芯片102、104都仍会维持在LED灯丝400l的轴线上。但是在不同的实施例中,LED灯丝中的LED芯片也可以不排列在同一个轴线上。请参照图21F,图21F为本实用新型另一实施例的LED灯丝400l的示意图。在本实施例中,有一些或所有的LED芯片102、 104会以LED灯丝400l的径向方向为旋转轴进行旋转,这些旋转过的LED芯片102、104会面对不同于径向方向的方向,因而这些旋转过的LED芯片102、104不会维持在LED灯丝400l 的轴线上。
请参照图21G,图21G为本实用新型另一实施例的LED灯丝400l的示意图。在本实施例中,有一些或所有的LED芯片102、104会在LED灯丝400l的径向方向上偏移而远离 LED灯丝400l的轴线,因而这些偏移过的LED芯片102、104不会留在LED灯丝400l的轴线上。然而,偏移过的LED芯片102、104的出光方向仍可同于留在LED灯丝400l轴向上的LED 芯片102、104的出光方向,主要差异在于出光位置的偏移。
请参照图21H,图21H为本实用新型另一实施例的LED灯丝400l的示意图。在本实施例中,LED芯片102、104会对齐LED灯丝400l的轴向方向且会维持在相同的高度,但是有一些LED芯片102、104会以其各自的发光面的法线为旋转轴进行顺时针或逆时针旋转。例如,有一些LED芯片102、104会以所述法线为旋转轴顺时针旋转30度,有一些LED芯片 102、104会以所述法线为旋转轴顺时针旋转60度,而有一些LED芯片102、104会以所述法线为旋转轴逆时针旋转60度。
请参照图21I,图21I为本实用新型另一实施例的LED灯丝400l的示意图。在本实施例中,有一些LED芯片102、104会朝不同的方向倾斜,类似图21A至图21E所示的倾斜过的LED芯片102、104;有一些LED芯片102、104则会在LED灯丝400l的径向方向上的偏移而远离LED灯丝400l的轴线,类似图21G所示的偏移过的LED芯片102、104;有一些LED 芯片102、104则会以其发光面的法线为旋转轴进行旋转,类似图21H所示的旋转过的LED芯片102、104。根据图21A至图21I的实施例,LED灯丝400l可具有更加均匀的照明效果。
需留意的是,在本实用新型的所有实施例中,LED灯丝的LED芯片可透过打线接合(wire bonding)方式制造,此种方式制作的LED芯片又可称之为正装芯片;此外,在本实用新型的所有实施例中,LED灯丝的LED芯片也可透过覆晶(flip-chip)方式制造,此种方式制作的LED芯片又可称之为倒装芯片。
请参照图22A,图22A为本实用新型的一个实施例的LED灯丝100的透视图。LED 灯丝100包括封体108、LED芯片102线性阵列与电极506。LED芯片102线性阵列设置于封体108中,当透过电极506供电时,LED芯片102线性阵列会发光。封体108是细长的结构,其优选地是主要由弹性材料制成,例如硅胶。封体108可以是固定的形状;若封体108是以弹性材料制成的情况下,也可以是可变的形状。因此,在LED球泡灯中,无论有没有额外的支撑,封体108可以保持直线状姿态或曲线状姿态(例如,礼物缎带或螺旋螺线的形状)。封体108的截面可以是有规则的任何形状(如圆形或多边形),或是不规则的任何形状(如花瓣状或星星状)。图22A的LED灯丝100可以参照如前所示的图15A至16E的LED灯丝100、400a、 400l,而封体108可以参照光转换层420。
在一实施例中,封体108是单一结构。在一些实施例中,单一结构表示纵观整体结构,其具有一致的化学与物理性质。若具有结构上不可分割性,则单一结构并不需要是在结构上一致的。在其他实施例中,单一结构包括第一部分与第二部分,第二部分具有不同于第一部分的性质。在其他实施例中,封体108包括一组其他的可分割层或联接在一起的模块,以形成封体的单一的结构。
在本实施例中,封体108是单一结构,且在其他不可分割结构中显示了多种的化学与物理性质。封体108包括多个具有可区别的性质的区域(层),以达到LED灯丝所需的整体功能。根据其应用,在封体中的这些区域(层)是以多种方式加以定义。请参照图22B至图22E,图22B至图22E为本实用新型多个实施例的LED灯丝100的局部截断示意图,图22B 至图22E分别示出本实用新型不同实施例的不同LED灯丝层状结构。如图22B,截短的LED 灯丝100进一步地被沿垂直方向(亦即沿着LED芯片102的线性阵列的发光方向)切开来,而沿着LED灯丝100的长轴切成均等的两半,以展示其内部结构。封体108的区域(层)是被垂直于LED芯片102的线性阵列的发光方向的假想平面所定义,例如,封体108包括被一对假想平面定义的三个区域(层)420w、420m、420u,这一对假想平面将封体108区分为上层420u、下层420w以及位于上层420u与下层420w之间的中层420m。LED芯片102的线性阵列只位于封体108的其中一层。在其他实施例中,LED芯片102的线性阵列至少在封体108 的其中一个层是没有的。在其他实施例中,LED芯片102的线性阵列会位于封体108的所有层中。如图22B所示,LED芯片102的线性阵列只位于封体108的中层420m,且藉由中层420m 而与上层420u、下层420w分隔开来。在本实施例中,中层420m包括波长转换件,用来将LED 芯片102射出的蓝光转换为白光。上层420u包括柱状透镜,用来调整光束使其向上。下层 420w包括柱状透镜,柱状透镜用来调整光束使其向下。如图22B所示,在本实施例中,封体 108例如为前述的光转换层420,封体108各层之间的分界面可为但不限为与LED芯片实质平行。在其他实施例中,中层420m可具有较上层420u、下层420w或上层420u及下层420w更高的硬度,例如,中层420m内嵌入的荧光粉颗粒的集中度,比上层420u、下层420w或上层 420u及下层420w来得更高。由于中层420m的硬度较高,因此在LED灯丝100需要弯折以在 LED球泡灯中维持所需姿态时,中层420m可以保护LED芯片102的线性阵列,使其不会因此故障。上层420u(或下层420w)可以是较软的,以在LED球泡灯中只有单一LED灯丝100而又需要产生全周光时,使LED灯丝100保持可弯折的状态。在其他实施例中,中层420m可具有较上层420u、下层420w或上层420u及下层420w更高的热传导性,例如,中层420m内掺入的纳米颗粒的集中度,比上层420u、下层420w或上层420u及下层420w来得更高。由于中层420m的热传导性较高,因此可以更快地移除LED芯片102过多的热,以保护LED芯片 102的线性阵列,使其不会因此劣化或烧毁。由于上层420u(或下层420w)是与LED芯片102 的线性阵列分隔开来,因此在LED芯片102的冷却方面,上层420u(或下层420w)所扮演的角色的重要性会比中层420m来得低。当上层420u(或下层420w)所掺入的纳米颗粒不需要像中层420m那么多,LED灯丝100的制作成本也会更加节省。由于LED芯片102的线性阵列只有设置在中层420m之中,因此中层420m的尺寸,相对于封体108而言,需要整体考量才能决定,诸如光转换能力,弯折性与热传导性。在其他条件不变的情况下,中层420m相对于封体108来说愈大,则LED灯丝100具有愈强的光转换能力与热传导性,但具有愈少的弯折性。LED灯丝100的垂直于其长轴的截面显示了中层420m与封体108的其他层。假设R1是中层420m的面积比截面的总面积的比值,则R1优选地是由0.2至0.8。且R1更好的是由0.4 至0.6。在不同实施例中,上层420u与下层420w之间也可具有不同硬度,例如当LED灯丝 100已接近圆形弧度弯折并且以上层420u朝外(此处朝外例如是指朝向LED球泡灯的灯壳),下层420w朝内侧(此处朝内例如是指朝向LED球泡灯的芯柱)时,下层420w的弯折度(如曲率)高于上层420u的弯折度,此时可设定下层420w的硬度高于上层420u,例如一实施例中,上层/下层硬度分别为45D/35D,中层420m硬度为60D。
如图22B所示,在一个实施例中,中层420m、上层420u与下层420w可作为转换层,用以转换色温。例如,LED芯片102的发出的光可具有第一色温,而当此光穿过中层420m 时可转换为具有第二色温,并且第二色温小于第一色温,这意味来自于LED芯片102的光的色温被中层420m转换了。为了达到色温转换的作用,中层420m可具有特定的荧光粉与其他光学粒子,而上层420u与下层420w也是可以具有特定的荧光粉与其他光学粒子,不同层的荧光粉与其他光学粒子的成分或组份比例可互有不同。此外,来自于中层420m的光再穿透上层420u与下层420w之后可具有第三色温,第三色温小于第二色温,这意味穿过中层420m的光的色温进一步被上层420u或下层420w转换了。此第一色温、第二色温与第三色温彼此都不相同,换句话说,来自于LED芯片102的光具有一个主要波长,光穿过中层420m之后会具有另一个主要波长,而穿过中层420m的光再穿过上层420u或下层420w之后会具有又一个主要波长。如图22B所示,在本实施例中,多数的光是沿着LED芯片102的线性阵列的出光方向先穿过中层420m,再穿过上层420u或下层420w。然而,中层420m的侧向部分是直接在封体108上曝露到外界,因此有部分的光不会经过上层420u或下层420w,而会直接穿过中层 420m的侧向部分而投射到外界。在本实施例中,中层420m的侧向部分不在LED芯片102的线性阵列的出光方向上,因此只有些微的光会直接穿过中层420m的侧向部分而投射到外界。由于这些微的光会直接穿过中层420m的侧向部分,因而在LED灯丝100外部所量测到的整体色温会稍微大于第三色温。
如图22C,截短的LED灯丝100进一步地被沿水平方向(亦即垂直于LED芯片102 的线性阵列的发光方向)切开来,而沿着LED灯丝100的长轴切成均等的两半,以展示其内部结构。封体108的层是被平行于LED芯片102的线性阵列的发光方向的假想平面所定义,例如,封体108包括被一对假想平面定义的三个层420l、420m、420r,这一对假想平面将封体108区分为右层420r、左层420l以及位于右层420r与左层420l之间的中层420m。LED 芯片102的线性阵列只位于封体108的其中一层。在其他实施例中,LED芯片102的线性阵列至少在封体108的其中一个层是没有的。在其他实施例中,LED芯片102的线性阵列会位于封体108的所有层中。如图22C所示,LED芯片102的线性阵列只位于封体108的中层420m,且藉由中层420m而与右层420r、左层420l分隔开来。在本实施例中,中层420m包括波长转换件,用来将LED芯片102射出的蓝光转换为白光。右层420r包括柱状透镜,用来调整光束使其向右。左层420l包括柱状透镜,柱状透镜用来调整光束使其向左。在其他实施例中,中层420m可具有较右层420r、左层420l或右层420r及左层420l更高的硬度,例如,中层 420m内嵌入的荧光粉颗粒的集中度,比右层420r、左层420l或右层420r及左层420l来得更高。由于中层420m的硬度较高,因此在LED灯丝100需要弯折以在LED球泡灯中维持所需姿态时,中层420m可以保护LED芯片102的线性阵列,使其不会因此故障。右层420r(或左层420l)可以是较软的,以在LED球泡灯中只有单一LED灯丝100而又需要产生全周光时,使LED灯丝100保持可弯折的状态。在其他实施例中,中层420m可具有较右层420r、左层 420l或右层420r及左层420l更高的热传导性,例如,中层420m内掺入的纳米颗粒的集中度,比右层420r、左层420l或右层420r及左层420l来得更高。由于中层420m的热传导性较高,因此可以更快地移除LED芯片102过多的热,以保护LED芯片102的线性阵列,使其不会因此劣化或烧毁。由于右层420r(或左层420l)是与LED芯片102的线性阵列分隔开来,因此在LED芯片102的冷却方面,右层420r(或左层420l)所扮演的角色的重要性会比中层 420m来得低。当右层420r(或左层420l)所掺入的纳米颗粒不需要像中层420m那么多,LED 灯丝100的制作成本也会更加节省。由于LED芯片102的线性阵列只有设置在中层420m之中,因此中层420m的尺寸,相对于封体108而言,需要整体考量才能决定,诸如光转换能力,弯折性与热传导性。在其他条件不变的情况下,中层420m相对于封体108来说愈大,则LED灯丝100具有愈强的光转换能力与热传导性,但具有愈少的弯折性。LED灯丝100的垂直于其长轴的截面显示了中层420m与封体108的其他层。假设R2是中层420m的面积比截面的总面积的比值,则R2优选地是由0.2至0.8。且R1更好的是由0.4至0.6。在本实施例中,LED 芯片102的出光方向是与中层420m的侧向部分同向,因此图22C的LED灯丝100会有比图 22B的LED灯丝100更多的光量是直接穿过中层420m的侧向部分而投射到外界。以图22C来看,中层420m的侧向部分是指图22C朝上与朝下的部分。
如图22C所示,在一个实施例中,中层420m、右层420r与左层420l可作为转换层,用以转换色温。例如,LED芯片102的发出的光可具有第一色温,而当此光穿过中层420m 时可转换为具有第二色温,并且第二色温小于第一色温,这意味来自于LED芯片102的光的色温被中层420m转换了。为了达到色温转换的作用,中层420m可具有特定的荧光粉与其他光学粒子。此外,来自于中层420m的光再穿透右层420r与左层420l之后可具有第三色温,第三色温小于第二色温,这意味穿过中层420m的光的色温进一步被右层420r与左层420l转换了。此第一色温、第二色温与第三色温彼此皆不相同,换句话说,来自于LED芯片102的光具有一个主要波长,光穿过中层420m之后会具有另一个主要波长,而穿过中层420m的光再穿过右层420r或左层420l之后会具有又一个主要波长。相较于在前的图22B的实施例,在图22C的实施例中,较少的光是沿着LED芯片102的线性阵列的出光方向先穿过中层420m,再穿过右层420r或左层420l。中层420m的侧向部分是直接在封体108上曝露到外界,因此有部分的光不会经过右层420r与左层420l,而是直接穿过中层420m的侧向部分而投射到外界。在本实施例中,中层420m的侧向部分正好在LED芯片102的线性阵列的出光方向上,因此大量的光会直接穿过中层420m的侧向部分而投射到外界。由于这大量的光会直接穿过中层 420m的侧向部分,因而在LED灯丝100外部所量测到的整体色温会显著大于第三色温。
如图22D,截短的LED灯丝100进一步地被切开成一个小部分与一个大部分,以展示其内部结构。所述小部分是以矩形ABCD以线CD(亦即LED灯丝100的中心轴)为旋转轴旋转360度的几分之一所定义,同样的,所述大部分是以矩形ABCD以线CD为旋转轴旋转 360度扣掉所述小部分的旋转角度后的角度所定义。封体108的层是假想柱状面所定义,此假想柱状面的轴心就是LED灯丝100的轴心。例如,封体108包括被一对同轴的假想柱状面定义的三个层420e、420m、420o,这一对假想平面将封体108区分为核心层420e、外层420o 以及位于核心层420e与外层420o之间的中层420m。LED芯片102的线性阵列只位于封体108 的其中一层。在其他实施例中,LED芯片102的线性阵列至少在封体108的其中一个层是没有的。在其他实施例中,LED芯片102的线性阵列会位于封体108的所有层中。如图22D所示,LED芯片102的线性阵列只位于封体108的核心层420e,且藉由核心层420e而与中层 420m、外层420o分隔开来。在一个实施例中,外层420o包括光散射件,光散射件藉由降低全内反射来增加LED芯片102的出光率。中层420m包括波长转换件,波长转换件用来将LED 芯片102射出的蓝光转换为白光。核心层420e包括分隔件,分隔件是藉由将荧光粉颗粒与 LED芯片102隔开来,以避免LED芯片102产生的热让波长转换件中的荧光粉颗粒快速劣化。并且,分隔件可让具有波长转换件的中层420m具有一致的厚度,以产生一致的白光,这可让蓝光与荧光适当结合。在其他实施例中,中层420m可具有较核心层420e、外层420o或核心层420e及外层420o更高的硬度,例如,中层420m内嵌入的荧光粉颗粒的集中度,比核心层 420e、外层420o或核心层420e及外层420o来得更高。由于中层420m的硬度较高,因此在 LED灯丝100需要弯折以在LED球泡灯中维持所需姿态时,中层420m可以保护LED芯片102 的线性阵列,使其不会因此故障。核心层420e(或外层420o)可以是较软的,以在LED球泡灯中只有单一LED灯丝100而又需要产生全周光时,使LED灯丝100保持可弯折的状态。在其他实施例中,核心层420e可具有较中层420m、外层420o或中层420m及外层420o更高的热传导性,例如,核心层420e内掺入的纳米颗粒的集中度,比中层420m、外层420o或中层 420e及外层420o来得更高。由于核心层420e的热传导性较高,因此可以更快地移除LED芯片102过多的热,以保护LED芯片102的线性阵列,使其不会因此劣化或烧毁。由于中层420m (或外层420o)是与LED芯片102的线性阵列分隔开来,因此在LED芯片102的冷却方面,中层420m(或外层420o)所扮演的角色的重要性会比核心层420e来得低。当中层420m(或外层420o)所掺入的纳米颗粒不需要像核心层420e那么多,LED灯丝100的制作成本也会更加节省。在又一实施例中,外层420o可具有较中层420m、核心层420e或中层420m及核心层420e更高的热辐射性,例如,外层420o内掺入的颗粒(如纳米颗粒、石墨烯、纳米银、纳米碳管与氮化铝)的集中度,比中层420m、核心层420e或中层420e及核心层420e来得更高。这些颗粒具有比光穿透粘接剂更高的热辐射能力,与比荧光粉颗粒更高的热传导性。由于外层420o的热传导性较高,因此可以更快地移除LED芯片102过多的热,以保护LED芯片102的线性阵列,使其不会因此劣化或烧毁。由于中层420m(或核心层420e)具有较低的热辐射能力,因此在LED芯片102透过热辐射来冷却方面,中层420m(或核心层420e)所扮演的角色的重要性会比外层420o来得低。当中层420m(或核心层420e)所掺入的纳米颗粒不需要像外层420o那么多,LED灯丝100的制作成本也会更加节省。这些颗粒是电性绝缘物,且具有比荧光粉颗粒更高的热传导性。在其他实施例中,为了增强LED灯丝100的能力,使被照明的物件可如同在理想或自然光源下,忠实呈现出其色彩,核心层420e具有较中层420m、外层420o或中层420m及外层420o更短波长的激发光谱(及/或发射光谱),例如,核心层 420e内掺入的荧光粉颗粒的集中度,比中层420m、外层420o或中层420m及外层420o来得更高。核心层420e是用来将LED芯片102发出的紫外光转换至可见光光谱。相对地,LED灯丝100的其他层(中层420m及外层420o)则是用来将核心层420e发出的光转换为具有更长波长的光。在一实施例中,核心层420e内掺入的荧光粉颗粒的集中度,比中层420m、外层 420o或中层420m及外层420o来得更高。在一些实施例中,中层420m是可选的,中层420m 包括用来将核心层420e的光转换成较长波长的光的发光染料,以及相较于核心层420e集中度较低的荧光粉颗粒,并且外层420o包括用来将核心层420e的光转换成较长波长的光的发光染料,但外层420o不包括任何荧光粉颗粒,以便保持LED灯丝100较高的可挠性。由于 LED芯片102的线性阵列只有设置在核心层420e之中,因此核心层420e的尺寸,相对于封体108而言,需要整体考量才能决定,诸如光转换能力,弯折性与热传导性。在其他条件不变的情况下,核心层420e相对于封体108来说愈大,则LED灯丝100具有愈弱的光转换能力与热传导性,但具有愈高的弯折性。LED灯丝100的垂直于其长轴的截面显示了核心层420e 与封体108的其他层。假设R3是核心层420e的面积比截面的总面积的比值,则R3优选地是由0.1至0.8。且R3更好的是由0.2至0.5。由于中层420m内具有波长转换件,因此中层 420m的尺寸,相对于封体108而言,需要整体考量才能决定,诸如光转换能力,弯折性与热传导性。在其他条件不变的情况下,中层420m相对于封体108来说愈大,则LED灯丝100具有愈强的光转换能力与热传导性,但具有愈低的弯折性。LED灯丝100的垂直于其长轴的截面显示了中层420m与封体108的其他层。假设R4是中层420m的面积比截面的总面积的比值,则R4优选地是由0.1至0.8。且R4更好的是由0.2至0.5。
如图22D所示,在一个实施例中,中层420m、核心层420e与外层420o可作为转换层,用以转换色温。例如,LED芯片102的发出的光可具有第一色温,而当此光穿过核心层420e时可转换为具有第二色温,并且第二色温小于第一色温,这意味来自于LED芯片102 的光的色温被核心层420e转换了。为了达到色温转换的作用,核心层420e可具有特定的荧光粉与其他光学粒子。此外,来自于核心层420e的光再穿透中层420m之后可具有第三色温,第三色温小于第二色温,这意味穿过核心层420e的光的色温进一步被中层420m转换了。来自于中层420m的光再穿透外层420o之后可具有第四色温,第四色温小于第三色温,这意味穿过中层420m的光的色温进一步被外层420o转换。此第一色温、第二色温、第三色温与第四色温彼此皆不相同,换句话说,来自于LED芯片102的光具有第一主要波长,光穿过核心层420e之后会具有第二主要波长,光穿过中层420m之后会具有第三主要波长,而光最后穿过外层420o之后会具有第四主要波长。在本实施例中,核心层420e完全包围LED芯片102,中层420m完全包围核心层420e,而外层420o完全包围中层420m。如此一来,所有的光都会循序穿过核心层420e、中层420m与外层420o。在LED灯丝100外部所量测到的整体色温会大致上等于第四色温。
如图22E所示,图22E的封体108与图22D的封体108的差异在于,图22E的封体108包括两个层420e、420o,这两个层420e、420o是由一假想的轴向柱状面所定义的,这假想的轴向柱状面将封体108区分为核心层420e与外层420o。LED芯片102的线状阵列只设置于核心层420e中,且核心层420e将LED芯片102线状阵列与外层420o分隔开来。在一个实施例中,外层420o包括光散射件与波长转换件,光散射件藉由降低全内反射来增加LED 芯片102的出光率,波长转换件用来将LED芯片102射出的蓝光转换为白光。在其他实施例中,外层420o比核心层420e来得硬,以保护LED芯片102。在又一实施例中,核心层420e 的热传导性比外层420o大,核心层420e较大的热传导性可移除LED芯片102过多的热,从而较好地保护LED芯片102的阵列,使其不会劣化或烧坏。由于外层420o与LED芯片102的阵列是分隔开来的,外层420o在透过热传导冷却LED芯片102方面的重要性低于核心层420e。在另一实施例中,外层420o的热辐射能力比核心层420e来得好。外层420o较好的热辐射能力可移除LED芯片102过多的热,从而较好地保护LED芯片102的阵列,使其不会劣化或烧坏。由于核心层420e的热辐射能力较差,核心层420e在透过热辐射冷却LED芯片102方面的重要性低于外层420o。在又一实施例中,对比于自然光源,为了增强LED灯丝100显示物体真实色彩的能力,核心层420e相较于外层420o,其在较短波长上具有激发的光谱(及/或发射光谱)。通过热传导性较佳的内侧层(如核心层420e),可迅速地将来自LED芯片102的热传导至LED灯丝100的外侧层(如外层420o),并且通过外侧层的高辐射率来迅速地将热释放至LED灯泡的灯壳中的气体,而不需要依靠传统制程中容易造成挡光的金属散热基板来制作LED灯丝,既能达到全周出光的LED灯丝光源,又能达到良好的散热效率。在本实施例中,核心层420e用来将LED芯片102所发出的位在紫外光范围的光转换为位在可见光光谱的光。相反地,LED灯丝100的外层420o用来将来自于核心层420e的光转换为具有较长波长的光。在一个实施例中,核心层420e掺杂了浓度比外层420o更高的荧光粉粒子。在一些实施例中,外层420o可选的包括荧光染料与浓度比核心层420e低的荧光粉粒子,荧光染料可用来将来自于核心层420e的光具有较长波长的光。在不同实施例中,外层420o也可只包括荧光染料而不包括荧光粉粒子,如此可保持LED灯丝100的高可挠性。LED灯丝100中唯一设置有LED芯片102阵列的核心层420e的尺寸,相对于整个封体108来说,是考虑整体需求,诸如光转换能力、可弯折性,与热传导率,从而决定的。相对于整个封体108来说,核心层 420e愈大,则LED灯丝100具有愈少的光转换能力与热传导率,但会具有更高的弯折性。
请参照图23A与图23B,图23A所示为本实用新型的连接呈环状的LED灯丝的导电结构实施例的示意图,图23B为图23A中标注sp处***导电支架时的截面示意图。
图23A示出了一实施例中,当灯丝头尾端相连形成环状时的导电结构。图23A省略光转换层,仅示出LED芯片以及导电结构。于此实施例中,多个LED芯片102及两条导电电路524沿着灯丝轴向配置,导电电路524可为印刷于基层420b的铜箔导线,导电电路524 的端部具有金属片506p,金属片506至少有一部分突出于灯丝封体(图未示出)外。于此实施例中两条导电电路524的金属片506分别位于不同端,芯片102与导电电路524之间具有金线504电连接,导电电路524上形成有多个朝向外侧突出的凸出部524a。当灯丝头尾相接并环状围绕成圆形时,位于导电电路524一端的金属片506p环绕并电连接到导电电路524的另一端,此时导电电路524的另一端上方的封体可具有插槽结构以供金属片506***,金属片 506***结合至导电电路524另一端后尚可再以电焊/导电胶或是透明胶补强接合处。导电支架分别配置于位于两条导电电路上任一凸出部524a上,此时如图23B所示,凸起部524a于基层420b上自灯丝内侧往外侧径向沿伸,凸起部上方为顶层420a,顶层420a中可具有孔洞 468以供导电支架51(如图14A至图14C的导电支架51a、51b)***,类似前述金属片的叙述,导电支架***孔洞后亦可以电焊/导电胶补强接合。由于导电支架的***与作为LED芯片102/导电电路524间电连接的金线504均不影响导电电路本身于轴向上的传电,因此即使导电支架与凸出部因摩擦而导致凸出部的磨损,只要将导电支架挪到其他的凸出部上结合即可;若LED芯片与导电电路间的金线发生断线、或是单颗LED芯片损坏的情形,也只有该LED 芯片不发光,而不会影响到整串灯丝的发光。
于上述实施例中,金线504亦可替代为自导电电路524沿伸出的印刷导线,此时LED芯片102可为倒装结构。金线504及凸出部524a均可为导电电路524上的一部分,亦可为分别形成。凸出部524a或/及金线504可为透明印刷电路,例如ITO、石墨烯、纳米碳管等,由于凸出部及金线为径向沿伸,相较于导电电路524的弯曲量较小,因此可允许耐弯折性较小的ITO薄膜形成。此时凸出部/金线亦具有将热能由灯丝内侧导往灯丝外侧的作用。于上述实施例中,凸出部上方可形成孔洞568供导电支架***;导电电路上不具金属片506p的一端上方可具有插槽可供金属片506***;但亦不限于此,也可以在制作灯丝过程即将导电支架/金属片连接或电焊于凸起部/导电电线上后直接形成顶层402a。另外导电支架/金属片的前端亦可具有T字形或是钩状。
此外,于上述实施例中,导电支架形成于凸出部上,但导电电路亦可不具有凸出部,而导电支架形成于导电电路524的任一点上。于上述实施例中,金属片506仅配置于导电电路524的其中一端部,但并不限于此,金属片506亦可配置于导电电路524的两个端部,且两端部上的金属片506可具有公母接合结构。
于上述实施例中,可形成无缺口的环状灯丝。此外,导电支架可以形成于灯丝的任一处,而不在受限于灯丝的头尾两端点,因此大幅提灯丝整体配置的自由度。另外,位于凸起部上方的孔洞除了供导电支架***以外,亦可以***用以支撑灯丝的悬臂,此时悬臂亦可达到增进散热的效果。
请参照图24A至图24C,图24A至图24C所示为本实用新型的LED球泡灯的实施例的示意图。为了提高LED球泡灯1的光效表现,灯壳12必须具备有较好的透明度与导热效果,因此,本实施例采用玻璃灯壳为佳,此外具备高透光与高导热效果的塑料灯壳也可选择。而考虑部分市场对低色温球泡灯的需求,可如如图24A所示,在灯壳12上形成薄膜121以调整色温,优选地,所述薄膜121为在灯壳12内表面喷镀上一层薄膜(或称喷金);当然所述薄膜也可以是在灯壳12的外表面喷镀上一层金黄色的薄膜;除以上两种方式外,所述薄膜 121还可以是:在制造灯壳12时,适度在灯壳12原料内掺杂色料,,藉此,所述灯壳12的薄膜121可适度微量的吸收部分LED芯片所发出的光,以调降LED球泡灯1的色温表现,当 LED芯片发出的光线为蓝光时,所述薄膜可以为金黄色薄膜;当然,所述薄膜121的颜色可根据LED芯片的发光颜色对应调整。需要进一步说明的是,采用在灯壳12内表面喷镀薄膜,还可以避免薄膜脱落,并且不用另外的加热程序。采用灯壳外表面喷镀薄膜的方式,具有减少指纹的效果,提高灯壳美观度,同时增加灯壳表面的均匀度。或者灯壳亦可为雾面或是镜面的灯壳。
传统的球泡灯在制作过程中,芯柱和灯壳通常采用落料封口方式,即当玻璃材质的喇叭芯柱套在玻璃灯壳的开口处加以烧结密封时,为了避免灯壳和芯柱的烧结融化不充分以及芯柱喇叭口形状不规则,导致二者密封不紧密的问题,会将灯壳的开口端设置较长而形成冗余端,所述冗余端在烧结完成后,会自动脱落变成落料,严重浪费材料和工艺时间。此外,传统的方式灯壳和芯柱的壁厚大体相同,存在对接不准和烧结不充分的问题。为此,本发明提供一实施例可以解决以上问题。具体地,如图24B所示,球泡灯1的灯壳12和芯柱 19均为玻璃材质,二者放弃传统的落料封口,而采用对接封口方式,为了方便芯柱19较容易的***灯壳12的开口12实现对接,可将芯柱19和灯壳12的壁厚设置为不一样的厚度。优选地,本实施例采用灯壳12的壁厚要比芯柱的壁厚大,这样当灯壳12和芯柱19烧结对接时,由于芯柱19较薄,容易变形而方便与灯壳12对接;此外,由于灯壳12的壁厚较厚,当加热时可以有更充足的玻璃融化为玻璃液以与芯柱19凝结,密封效果好,此时也就不需要设置灯壳的冗余端,进而节省了原材料,降低了成本。
在另一个实施例中,如图24C所示,LED球泡灯当中也可以不设置立杆19a(如图14C所示的立杆19a),此时悬臂15可以固定于芯柱19或是灯板上,减少立杆对于出光的影响。优选地,所述悬臂15的数量可以是3至5根,当然具体数量并不以此为限,设计者可根据需要调整。
请参照图25A至25C,图25A为本发明的灯壳的第一实施例的局部截面放大示意图,图25B为本发明的灯壳的第二实施例的局部截面放大示意图,图25C为本发明的灯壳的第三实施例的局部截面放大示意图。如图25A所示,灯壳12包括胶层12a与扩散膜12b,胶层12a位于灯壳12与扩散膜12b之间,胶层12a可增强扩散膜12b与灯壳12之间的牢固性。扩散膜12b则可用于扩散穿透灯壳12的光线,使LED球泡灯10c、10d可具有更均匀的光照效果。除此之外,扩散膜12b亦可直接附着于灯壳12上而不需胶层12a,且扩散膜12b可附着于灯壳12的外侧或内侧。在其他实施例中,扩散膜12b亦可用调色膜替代,调色膜可调整 LED球泡灯10c、10d发出的光的色温;或者,扩散膜12b可兼具调整色温的功能,例如在扩散膜12b内添加光转换物质,所述光转换物质可以是波长转换粒子。
如图25B所示,为了提升灯壳的安全性,于一实施例中,灯壳12可包括黏接膜 12c,所述黏接膜12c可附着于灯壳12的外侧或内侧,于本实施例中,所述黏接膜12c位于灯壳12的内侧。粘接膜12c的材料可为碳酸钙或磷酸锶,粘接膜12c厚度的选择与LED球泡灯的重量有关。若LED球泡灯设置有散热器(例如位在图14A至图14C所示的灯壳12与灯头 16之间的散热鳍片组),且当散热器的总重量超过100克时,散热器内含有至少70%的0.7 至0.9W/m*K导热胶,此时粘接膜12c的厚度要在200微米(μm)至300微米(μm)之间。当散热器没有注入导热胶时,重量大约在80克以下时,粘接膜12c的厚度为40微米(μm) 至90微米(μm)即可发挥防爆性提升的效果,厚度的下限与灯的重量有关,须考虑防爆性问题,而上限大于300μm会使透光率不足,增加材料成本,粘接膜12c的材料组合主要为碳酸钙或磷酸锶,过程之中搭配有机溶剂进行适当的调和,当灯壳12破碎后,粘接膜12c可将灯壳12的破片连接在一起,不易产生破洞,以避免使用者意外接触到内部带电体,发生触电事故。
灯丝灯的色温可以通过LED芯片与荧光粉胶/膜中的荧光粉的搭配来调整。除此之外,如图25C,在本实施例中,灯壳/芯柱/立杆也可以具有色温调整的功效。例如当灯壳的主材料为玻璃时,可在玻璃烧结时加入光转换物质12d,以形成具有光转换物质12d的灯壳12;或是在透明玻璃内侧或外侧上涂布掺有光转换物质的调色膜;芯柱/立杆亦是如此。
灯丝灯依照色温可大致分为装饰以及照明两种主要类型,当灯丝灯以装饰为主要用途时,可将色温调整至1700-2700K,平均演色评价指数(Ra)可为70-100,优选为90-100。当灯丝灯以照明为主要用途时,可将色温调整至2500-3500K,发光效率可为80-100流明/瓦,平均演色评价指数(Ra)可为60-100,优选为80-100。光转换物质可为例如荧光粉、染料(例如银化合物、金、钛、银包覆金、金包覆银的纳米粒子)等。
此外,也可以在灯壳内侧(如图25A示出的扩散膜12b或涂层)或是外侧,或是芯柱、立杆上涂布扩散膜,增加光线的漫射。例如,当扩散膜的主要成分可以是碳酸钙、卤磷酸钙以及氧化铝其中之任一种,或其中任二种的组合,或三种的组合。当利用碳酸钙为主要材料搭配适当的溶液所形成的扩散涂层,将具有绝佳的扩散和透光(有机会达到90%以上) 的效果。当扩散膜涂布于灯壳的外表面上时,扩散涂层与灯壳下方的散热器(或是灯头、塑料灯座)间的摩擦力增加,而大幅度地解决灯壳脱落的问题。
本实施例中,在调配时,扩散涂层的组成成分包括碳酸钙、磷酸锶(例如CMS-5000,白色粉末)、增稠剂,以及陶瓷活性炭(例如陶瓷活性碳SW-C,无色液体)。具体地,当扩散涂层以碳酸钙为主材料,搭配增稠剂,陶瓷活性碳以及去离子水,混合后涂覆于灯壳的内周面或外周面上,涂覆的厚度落在20至300μm之间,优选可在20-30μm之间。采用这种材料形成的扩散膜,可以具有约90%的透光率,一般而言,透光率的范围约为85%至96%。另外,这种扩散膜在除了具有扩散光的效果之外,还能起到电隔离的作用,从而使得当玻璃灯管破裂时,降低用户触电的风险;这种扩散膜可以使得光源在发光时,让光产生漫射,往四面八方射出,从而避免形成暗区,提升空间的照明舒适感。此外,当选择不同材料成分的扩散涂层,或是通过调整不同厚度的扩散膜时,可以得到不同的照明效果。
在其他实施例中,扩散涂层也可以碳酸钙为主材料,搭配少量的反射材(如磷酸锶或硫酸钡)、增稠剂,陶瓷活性碳以及去离子水,混合后涂覆于灯壳上,涂覆的平均厚度落在20至30μm之间。由于扩散膜的目的是让光产生漫射,漫射现象在微观而言,是光线经颗粒的反射作用,磷酸锶或硫酸钡等反射材的颗粒粒径大小会远大于碳酸钙的粒径,因此,选择在扩散涂层中加入少量的反射材,可有效地增加光线的漫射效果。
当然,其他实施例中,也可以选用卤磷酸钙或氧化铝为扩散涂层的主要材料,碳酸钙的颗粒的粒径大约落在2至4μm之间,而卤磷酸钙和氧化铝的颗粒的粒径大约分别落在 4至6μm之间与1至2μm之间,以碳酸钙为例,当透光率的要求范围落在85%至92%时,整体以碳酸钙为主要材料的扩散涂层需涂覆的平均厚度约在20至30μm,在相同的透光率要求范围(85%至92%)下,卤磷酸钙为主要材料的扩散涂层需涂覆的平均厚度会落在25至35μm,氧化铝为主要材料的扩散涂层需涂覆的平均厚度会落在10至15μm。若透光率需求更高时,例如92%以上,则以碳酸钙、卤磷酸钙或氧化铝为主要材料的扩散涂层厚度则需更薄。
本实用新型的多个实施例的LED灯具已描述于上。关于整个LED灯具中的各个细部技术特征,诸如LED球泡灯、LED灯丝、LED灯丝内部元件如电极等各个组件与各个元件的细部结构及各个组件与各个元件之间连接关系,皆透过多个实施例揭家已露,且这些技术特征可以单独实施其中任一个,也可以将多个技术特征整合在一起实施。
本实用新型在上文中已以较佳实施例揭露,然熟悉本项技术者应理解的是,该实施例仅用于描绘本实用新型,而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是,举凡与该实施例等效的变化与置换,均应设为涵盖于本实用新型的范畴内。因此,本实用新型的保护范围当以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (38)
1.一种LED灯丝,其特征在于,所述LED灯丝包括:
多个LED芯片,排成阵列且相互电性连接;
两个导电电极,对应于所述阵列配置,每一个所述导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片;
多个导线,电性连接所述LED芯片与两个所述导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个所述导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间;
封体,涂布于所述阵列与两个所述导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外;以及
至少一个辅助件,设置于所述封体中,且所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上与两个所述导电电极与所述阵列两端的对应LED芯片之间的至少一个所述导线重叠。
2.如权利要求1所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述导电电极包括连接区,所述连接区通过对应所述导线电性连接所述阵列一端的对应LED芯片,所述辅助件由对应所述连接区的一侧沿着所述LED灯丝的轴向方向延伸。
3.如权利要求2所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件连接至对应所述连接区的一侧。
4.如权利要求2所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠对应所述连接区的一部分以及重叠所述阵列一端的对应LED芯片的一部分。
5.如权利要求2所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述连接区在所述LED灯丝的径向方向上的宽度等于所述封体在所述LED灯丝的径向方向上的宽度。
6.如权利要求2所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上的宽度小于所述连接区在所述LED灯丝径向方向上的宽度。
7.如权利要求1所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠两个或多个所述LED芯片。
8.如权利要求1所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠全部所述导线。
9.如权利要求1所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件的数量为两个,两个所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上分别重叠位于所述阵列两端的对应LED芯片与对应两个所述导电电极之间的两个导线。
10.如权利要求1所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件的数量为两个,每一个所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠全部所述导线。
11.如权利要求1所述的一种LED灯丝,其特征在于,将所述辅助件分割成多个分段,每一个所述辅助件的多个所述分段分别在所述LED灯丝的径向方向上与对应的所述导线重叠。
12.如权利要求1所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述导电电极与所述阵列一端的对应LED芯片之间的导线短于所述阵列上两个相邻LED芯片之间的导线。
13.一种LED灯丝,其特征在于,所述LED灯丝包括:
多个LED芯片,排成阵列且相互电性连接;
两个导电电极,对应于所述阵列配置,每一个所述导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片;
多个导线,电性连接所述LED芯片与两个所述导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个所述导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间;
封体,涂布于所述阵列与两个所述导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外;以及
至少一个辅助件,设置于所述封体中,当一个垂直于所述LED灯丝的轴向方向的虚拟平面横越至少一个所述辅助件,所述虚拟平面进一步横越其中一个所述导电电极与所述阵列一端的对应LED芯片之间的导线。
14.如权利要求13所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述导电电极包括连接区,所述连接区通过对应所述导线电性连接所述阵列一端的对应LED芯片,所述辅助件由对应所述连接区的一侧沿着所述LED灯丝的轴向方向延伸。
15.如权利要求14所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件连接至对应所述连接区的一侧。
16.如权利要求14所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述虚拟平面横越所述阵列一端的LED芯片时,所述虚拟平面会横越所述辅助件;且所述虚拟平面横越对应的所述连接区时,所述虚拟平面会横越所述辅助件。
17.如权利要求14所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述连接区在所述LED灯丝的径向方向上的宽度等于所述封体在所述LED灯丝的径向方向上的宽度。
18.如权利要求14所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上的宽度小于所述连接区在所述LED灯丝径向方向上的宽度。
19.如权利要求13所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠两个或多个所述LED芯片。
20.如权利要求13所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件在LED灯丝的径向方向上重叠全部所述导线。
21.如权利要求13所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件的数量为两个,两个所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上分别重叠位于所述阵列两端的对应LED芯片与对应两个所述导电电极之间的两个导线。
22.如权利要求13所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述辅助件的数量为两个,每一个所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠全部所述导线。
23.如权利要求13所述的一种LED灯丝,其特征在于,将所述辅助件分割成多个分段,每一个所述辅助件的多个所述分段分别在所述LED灯丝的径向方向上与对应的所述导线重叠。
24.如权利要求13所述的一种LED灯丝,其特征在于,所述导电电极与所述阵列一端的对应LED芯片之间的导线短于所述阵列上两个相邻LED芯片之间的导线。
25.一种LED球泡灯,其特征在于,所述LED球泡灯包括:
灯壳;
灯座,连接所述灯壳;
两个导电支架,设置于所述灯壳中;
驱动电路,电性连接两个所述导电支架和灯座;以及
LED灯丝,所述LED灯丝包括:
多个LED芯片,排成阵列且相互电性连接;
两个导电电极,对应于所述阵列配置,每一个所述导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片;
多个导线,电性连接所述LED芯片与两个所述导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个所述导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间;
封体,涂布于所述阵列与两个所述导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外;以及
至少一个辅助件,设置于所述封体中,且所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上与两个所述导电电极与所述阵列两端的对应LED芯片之间的至少一个所述导线重叠。
26.如权利要求25所述的LED球泡灯,其特征在于,所述灯壳包括粘接膜,所述
粘接膜涂布于所述灯壳的内表面或外表面;所述灯壳破裂时,所述粘接膜会将所述灯壳的碎片连接起来。
27.如权利要求25所述的LED球泡灯,其特征在于,所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠两个或多个所述LED芯片。
28.如权利要求25所述的一种LED球泡灯,其特征在于,所述辅助件在LED灯丝的径向方向上重叠全部所述导线。
29.如权利要求25所述的一种LED球泡灯,其特征在于,所述辅助件的数量为两个,两个所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上分别重叠位于所述阵列两端的对应LED芯片与对应两个所述导电电极之间的两个导线。
30.如权利要求25所述的一种LED球泡灯,其特征在于,所述辅助件的数量为两个,每一个所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠全部所述导线。
31.如权利要求25所述的一种LED球泡灯,其特征在于,将所述辅助件分割成多个分段,每一个所述辅助件的多个所述分段分别在所述LED灯丝的径向方向上与对应的所述导线重叠。
32.一种LED球泡灯,其特征在于,所述LED球泡灯包括:
灯壳;
灯座,连接所述灯壳;
两个导电支架,设置于所述灯壳中;
驱动电路,电性连接两个所述导电支架和灯座;以及
LED灯丝,所述LED灯丝包括:
多个LED芯片,排成阵列且相互电性连接;
两个导电电极,对应于所述阵列配置,每一个所述导电电极电性连接位于所述阵列一端的一个对应LED芯片;
多个导线,电性连接所述LED芯片与两个所述导电电极,所述导线分别位于每两个相邻的LED芯片之间以及位于每一个所述导电电极与位于所述阵列一端的对应LED芯片之间;
封体,涂布于所述阵列与两个所述导电电极的至少两侧,每一个所述导电电极的一部分会露在所述封体之外;以及
至少一个辅助件,设置于所述封体中,当一个垂直于所述LED灯丝的轴向方向的虚拟平面横越至少一个所述辅助件,所述虚拟平面进一步横越其中一个所述导电电极与所述阵列一端的对应LED芯片之间的导线。
33.如权利要求32所述的LED球泡灯,其特征在于,所述灯壳包括粘接膜,所述
粘接膜涂布于所述灯壳的内表面或外表面;所述灯壳破裂时,所述粘接膜会将所述灯壳的碎片连接起来。
34.如权利要求32所述的LED球泡灯,其特征在于,所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠两个或多个所述LED芯片。
35.如权利要求32所述的一种LED球泡灯,其特征在于,所述辅助件在LED灯丝的径向方向上重叠全部所述导线。
36.如权利要求32所述的一种LED球泡灯,其特征在于,所述辅助件的数量为两个,两个所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上分别重叠位于所述阵列两端的对应LED芯片与对应两个所述导电电极之间的两个导线。
37.如权利要求32所述的一种LED球泡灯,其特征在于,所述辅助件的数量为两个,每一个所述辅助件在所述LED灯丝的径向方向上重叠全部所述导线。
38.如权利要求32所述的一种LED球泡灯,其特征在于,将所述辅助件分割成多个分段,每一个所述辅助件的多个所述分段分别在所述LED灯丝的径向方向上与对应的所述导线重叠。
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