TWI412694B - 發光二極體燈泡裝置 - Google Patents

Description

發光二極體燈泡裝置

本發明是有關於一種發光二極體燈件，特別是有關於一種發光二極體燈泡裝置。

傳統發光二極體(Light Emitting Diode，LED)等半導體晶片之應用，均必須被一一地加以封裝成一發光二極體封裝結構，再分別從一導線架上取下，以便焊接至一電路板上以形成一發光二極體元件，才能成為一加電後可進行發光之光源。此外，發光二極體封裝結構之電極需被引出其封裝結構，以利連接電路板上之電源線路，而得以運作或發光。

傳統發光二極體燈泡之製作係由上述之發光二極體元件裝設於一公基座上。故，發光二極體燈泡便可安裝於一燈泡母座上。由於發光二極體發光時會產生之高熱，發光二極體之熱能需依序經由發光二極體封裝結構、公基座及燈泡母座座才能傳遞至空氣中，此外，也因為其熱阻過高，而導致發光二極體之散熱效果不佳，故，需要發展更有效之散熱方式來改善散熱不佳的現況，以避免發光二極體燈泡因過熱而產生損壞，造成發光效率下降以及產品壽命縮短。

實作上，業者通常係於發光二極體元件與公基座之間加設不同種形式之散熱元件，以降低熱阻或提早將發光二極體元件之高熱傳遞至空氣中。

實作上又一例，業者更於發光二極體元件與公基座之間加設不同種形式之導熱元件(例如金屬外殼)，使得發光二極體元件之高熱可經金屬外殼傳導出去，以降低整體熱阻。

雖然加裝散熱元件有助降低發光二極體所產生之高熱，然而，現今發光二極體燈泡之市場競爭激烈，業者皆致力於降低成本、提高利潤，以提高市場之競爭力。如此，若能不需刻意加裝散熱元件，又可克服發光二極體所產生之高熱，並維持發光二極體原有的發光特性，便是此業界人士所欲達成之目標。

此外，雖然加裝導熱元件可將發光二極體元件之高熱導到金屬外殼以降低整體之熱阻，有助減緩發光二極體所產生之高熱，然而，為了避免觸電之安全性顧慮，業者勢必增加絕緣裝置，又可能提高成本。

現今發光二極體燈泡之市場競爭激烈，業者皆致力於降低成本、提高利潤，以提高市場之競爭力。如此，若能不需刻意加裝導熱元件及外殼部份為金屬，又可克服發光二極體所產生之高熱，並維持發光二極體原有的發光特性，便是此業界人士所欲達成之目標。

本發明之一目的係揭露一種發光二極體燈泡裝置，用以提供多方向且足夠亮度之照明光源。

本發明之另一目的係揭露一種發光二極體燈泡裝置，不需刻意加裝散熱元件，即可降低熱阻，並提早引導發光二極體所產生之高熱至空氣中，同時維持發光二極體原有的發光特性。

本發明之又一目的係揭露一種發光二極體燈泡裝置，不需刻意加裝可傳導高熱至空氣之金屬外殼，不僅可提早引導發光二極體所產生之高熱至空氣中，同時也可避免觸電發生。

此發光二極體燈泡裝置包括一公基座、一柱狀體發光元件及一燈罩。公基座用以組裝至一燈泡母基座上。柱狀體發光元件連接此公基座，燈罩罩蓋此柱狀體發光元件。另外，柱狀體發光元件包括至少一金屬導板及多個發光二極體元件。金屬導板位於此柱狀體發光元件之一面上。金屬導板包括多個板體，任二相鄰之板體間具一間隙，各間隙分離此些板體之實體接觸。各發光二極體元件跨越其中一間隙，並連接此間隙兩側之板體，其中此些發光二極體元件彼此藉由間隙兩側之板體進行電性相接。

如此，藉由金屬導板之高導熱特性，本發明發光二極體燈泡裝置所產生之高溫便可快速降低整體熱阻並被引導至空氣中，避免發光二極體燈泡因過熱而產生損壞，造成發光效率下降以及產品壽命縮短。同時，由於加裝散熱元件不再是散熱之必要手段，因此，若本發明發光二極體燈泡裝置省去加裝散熱元件後，其業者便可降低材料、製作成本及備料成本，降低發光二極體燈泡整體重量、提高容置空間或縮小整體體積，進而提高市場之競爭力。

以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發明之精神，如熟悉此技術之人員在瞭解本發明之實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

第1圖是本發明發光二極體燈泡結構依據一實施例下之示意圖。本發明提供一種發光二極體燈泡裝置10。此發光二極體燈泡裝置10包括一公基座20、一柱狀體發光元件30及一燈罩80。

公基座20包括一圓柱本體21、頂面22、底面23及圓周面24。頂面22及底面23位於圓柱本體21之兩對應面，圓周面24位於圓柱本體21之表面且介於頂面22與底面23之間。圓周面24上定義有多個第一螺紋安裝部25，第一螺紋安裝部25可與一燈泡母座之第二螺紋安裝部(圖中未示)相配合，以便組裝至燈泡母座上。

其可變化之例子中，公基座20呈中空狀，其中具有一連接電路組26，連接電路組26藉由公基座20電性連接柱狀體發光元件30及燈泡母座。公基座20除了與燈泡母座、柱狀體發光元件30電性連接之位置必須是導電材質外，公基座20其他部份不限為塑膠或金屬材質。

柱狀體發光元件30位於圓柱本體21之頂面22，實體連接及電性連接公基座20(例如連接電路組26)，用以藉由公基座20電性連接上述之燈泡母座。燈罩80可連接於公基座20之頂面22(如圖所示)或圓周面24，以罩蓋此柱狀體發光元件30，使得此柱狀體發光元件30位於燈罩80中。

其可變化之例子中，燈罩80例如為塑膠或玻璃材質、例如為透明或半透明(例如霧面)。

另外，柱狀體發光元件30包括至少一金屬導板40及多個發光二極體元件70(例如直流電或交流電之發光二極體元件)，發光二極體元件70直接分別封裝於金屬導板40上，其中金屬導板40，例如為單層板，其材質可例如為高導熱銅片、鋁片或其他具有高導熱導電合金片。金屬導板40經裁切後可成型為多個板體50，其中任二板體50間具有一間隙G，以分隔此二鄰板體50間之實體接觸。此些發光二極體元件70分別排列於各間隙G上，跨越其中一間隙G，並各自實體連接及電性連接此間隙G兩側之板體50，此些發光二極體元件70彼此藉由間隙G兩側之板體50進行電性相接。

藉由金屬導板40本身之導電特性，作為發光二極體元件70之間導電之媒介，使得此些發光二極體元件70之間可直接經金屬導板40經裁切後之外狀變化，而達到發光二極體元件70彼此間產生串聯或並聯之電性連接。

如此，此些發光二極體元件70無須安裝至電路板(如印刷電路板)上，即可藉由燈泡母座之電源進行發光工作。

此外，由於金屬導板40本身具快速導熱特性以及廣大表面積之特性，本發明發光二極體燈泡裝置10便可快速降低整體熱阻並且發光二極體元件70所產生之高溫便可經金屬導板40而被快速引導至空氣中，避免發光二極體燈泡因過熱而產生損壞，造成發光效率下降以及產品壽命縮短。如此，本發明發光二極體燈泡裝置10不需刻意加裝散熱元件，也因為如此，上述公基座20之其他部份也可以為塑膠材質，如此便可降低成本，降低重量、提高容置空間或縮小整體體積。

此些板體50不限相同尺寸，本領域之設計人員可依實際需求調整此些發光二極體元件70之排列密度及金屬導板40之散熱面積，以提高對發光二極體元件70之散熱效果。

本發明之另一實施例中，上述之柱狀體發光元件30具體為一多邊形柱狀體。多邊形柱狀體之變化種類可定義為其截面呈三、四、五、六、七、八邊形或同等概念之柱狀體。如第1圖所示，此說明書中僅以截面呈四邊形之柱狀體為例，其餘之柱狀體外型便可就此圖形依此類推。

一實作上，第2A圖是本發明發光二極體燈泡裝置之柱狀體發光元件依據此實施例之一選擇性變化下於彎折前之示意圖。。金屬導板40可沿虛線L彎折後直接成型為矩形柱狀體。如此，當柱狀體發光元件30多面均具發光二極體元件70時，便可提供多方面之照明角度上。然而，各別獨立之金屬導板40亦可透過結合之方式(例如焊接或組裝)完成成上述之矩形柱狀體。

另一實作上，第2B圖是本發明發光二極體燈泡裝置之柱狀體發光元件依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。上述之柱狀體發光元件30更包括一承載座60，承載座60對應柱狀體發光元件30之形狀，亦呈現矩形柱狀體。如此，承載座60之矩形柱狀體之各面上具有一安裝結構組62，例如固定嵌槽(如第2B圖所示)、掛勾、黏膠等。金屬導板40可為平板式，並固定於承載座60各面之安裝結構組62上。設計人員也可依實際需求加放另外之金屬導板40至多邊形柱狀體其他側面的位置。

第2C圖是本發明發光二極體燈泡裝置之柱狀體發光元件依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。上述之柱狀體發光元件30具體為一圓形柱狀體。

一實作上，金屬導板40可經彎折後直接成型為上述之圓形柱狀體(即僅第2C圖之金屬導板40)。如此，當柱狀體發光元件30周圍均勻地具有發光二極體元件70時，便可提供多方面之照明角度上。

另一實作上，上述之柱狀體發光元件30更包括一承載座61(第2C圖)，承載座61對應柱狀體發光元件30之形狀，亦呈現相當之圓形柱狀體。如此，承載座61之表面上具有一安裝結構組62，例如固定嵌槽(如第2C圖所示)、掛勾、黏膠等。金屬導板40可為捲曲式，並固定於承載座61周圍之安裝結構組62上。

此外，設計人員也可依實際需求加放另外之金屬導板40至圓形柱狀體頂面22或底面23的位置。

第2D圖是本發明發光二極體燈泡裝置之柱狀體發光元件依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。上述各實作中之承載座更可具有導線放置槽63，如此，單一金屬導板40之正、負極導線71便可隱藏於金屬導板40與承載座61、62之間，經導線放置槽63電性連接公基座20(例如連接電路組26)。

第3圖是本發明發光二極體燈泡裝置之金屬導板依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。該些板體中例如有相平行之一第一板體200及一第二板體300。一第一間隙400位於第一板體200與第二板體300之間，並隔離第一板體200與第二板體300之實體接觸。第一板體200設有多個晶片架210，此些晶片架210分別等距地設於第一板體200之一側邊緣，且朝第一間隙400之方向伸出。此些晶片架210共同藉由第一板體200本身之導電特性彼此相互電性連接。

第二板體300具有多個導接部310，此些導接部310分別等距地設於第二板體300之一側邊緣、朝第一間隙400之方向伸出，且此些導接部310分別一一地對應此些晶片架210。此外，此些導接部310共同藉由第二板體300本身之導電特性彼此相互電性連接。

請注意，導接部310與對應之晶片架210之間仍相隔有第一間隙400，意即導接部310仍不與對應之晶片架210實體接觸。

見第3圖及第4圖所示，第4圖是第3圖之4-4剖面圖。一部份發光二極體元件70a分別排列於第一間隙400上，各發光二極體元件70a皆具有一發光二極體晶片510、一下封裝部520及一上封裝部530。發光二極體晶片510分別位於其中一晶片架210上，分別藉由一導線540電性連接晶片架210及導接部310。下封裝部520同時包覆晶片架210與導接部310，以結合晶片架210與導接部310為一體，而因此不致分離。上封裝部530覆蓋發光二極體晶片510，以保護發光二極體晶片510及導線540與晶片架210及導接部310之電性連接。

第5圖是第3圖的電路圖，參見第3圖及第5圖。具體而言，此些發光二極體元件70a分別具相反極性之第一電極511及第二電極512，第一電極511分別電性相接其發光二極體元件70a所對應之晶片架210，第二電極512分別電性相接其發光二極體元件70a所對應之導接部310。如此，發光二極體元件70a彼此並聯地電性相接。

此外，參見第3圖，此些板體中更例如有一第三板體600。第三板體600平行第一板體200及第二板體300。第三板體600並排於第二板體300之一側，一第二間隙700間隔於第三板體600與第二板體300之間，並隔離第三板體600與第二板體300之實體接觸。另一部份發光二極體元件70b沿第二間隙700，線性排列於第二間隙700上。各發光二極體元件70b分別具相反極性之第三電極及第四電極(圖中未示)，第三電極電性相接其一側之第二板體300。第四電極分別電性相接另側之第三板體600，其中第三電極與第二電極512之極性相反，意即當第一電極511為正極時，第二電極512為陰極，此時，第三電極為正極，而第四電極為陰極。如此，任一發光二極體元件70a與任一發光二極體元件70b彼此串聯地電性相接。

第6圖是本發明發光二極體燈泡裝置之金屬導板依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。第7圖是第6圖的電路圖。當朝第一間隙400與/或第二間隙700裁切一金屬導板40a時，可得至少一狹長缺口910，狹長缺口910截斷第二板體300及第三板體600後接通第一間隙400，使得被截斷成兩截後之第二板體300及第三板體600無法提供第一狹長缺口910兩側彼此間之電性連接。

如此，被截斷後之第二板體300兩側之發光二極體元件70a彼此間為串聯之電性連接(見第7圖)。

本發明之柱狀體發光元件30與公基座20之間亦可選擇性地加裝散熱元件，以更提高柱狀體發光元件30之散熱效果。此外，除加裝散熱元件，公基座20之外表面亦可選擇性地加裝金屬外殼，為考量觸電之安全性。第8圖是本發明發光二極體燈泡裝置依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。此散熱元件較佳地可選擇一具電絕緣特性之導熱膠H，如此，電源便無法透過導熱膠H傳遞至金屬外殼，降低觸電產生之機率。

如此，藉由金屬導板40之高導熱特性，本發明發光二極體燈泡裝置便可快速降低整體熱阻，其產生之高溫便可快速被引導至空氣中，避免發光二極體燈泡因過熱而產生損壞，造成發光效率下降以及產品壽命縮短。

同時，由於加裝散熱元件不再是散熱之必要手段，因此，若本發明發光二極體燈泡裝置省去加裝散熱元件後，其業者便可降低材料、製作成本及備料成本，提高容置空間或縮小整體體積，進而提高市場之競爭力。

以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能以此限定本發明實施的範圍，即依本發明申請專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

10．．．發光二極體燈泡裝置

20．．．公基座

21．．．圓柱本體

22．．．頂面

23．．．底面

24．．．圓周面

25．．．第一螺紋安裝部

26．．．連接電路組

30．．．柱狀體發光元件

40、40a．．．金屬導板

50．．．板體

60、61．．．承載座

62．．．安裝結構組

63．．．導線放置槽

70、70a、70b．．．發光二極體元件

71．．．導線

80．．．燈罩

200．．．第一板體

300．．．第二板體

400．．．第一間隙

210．．．晶片架

310．．．導接部

510．．．發光二極體晶片

520．．．下封裝部

530．．．上封裝部

540．．．導線

511．．．第一電極

512．．．第二電極

600．．．第三板體

700．．．第二間隙

910．．．狹長缺口

G．．．間隙

L．．．虛線

H．．．導熱膠

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1圖是本發明發光二極體燈泡裝置依據一實施例下之示意圖。

第2A圖是本發明發光二極體燈泡裝置之柱狀體發光元件依據此實施例之一選擇性變化下於彎折前之示意圖。

第2B圖是本發明發光二極體燈泡裝置之柱狀體發光元件依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。

第2C圖是本發明發光二極體燈泡裝置之柱狀體發光元件依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。

第2D圖是本發明發光二極體燈泡裝置之柱狀體發光元件依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。

第3圖是本發明發光二極體燈泡裝置之金屬導板依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。

第4圖是第3圖之4-4剖面圖。

第5圖是第3圖的電路圖。

第6圖是本發明發光二極體燈泡裝置之金屬導板依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。

第7圖是第6圖的電路圖。

第8圖是本發明發光二極體燈泡裝置依據此實施例之一選擇性變化下之示意圖。

10．．．發光二極體燈泡裝置

20．．．公基座

21．．．圓柱本體

22．．．頂面

23．．．底面

24．．．圓周面

25．．．第一螺紋安裝部

26．．．連接電路組

30．．．柱狀體發光元件

40．．．金屬導板

50．．．板體

70．．．發光二極體元件

80．．．燈罩

G．．．間隙

Claims (9)

1. 一種發光二極體燈泡裝置，包括：一公基座，用以組裝至一燈泡母座；一柱狀體發光元件，連接該公基座，包括：至少一金屬導板，位於該柱狀體發光元件之一面上，該金屬導板包括：複數個板體，任二相鄰該些板體之間具一間隙，每一該些間隙分離該些板體之實體接觸，每一該些間隙一側之該板體排列有複數個晶片架，該些晶片架延伸至該間隙且彼此藉由其板體電性連接，每一該些間隙另側之該板體排列有複數個導接部，該導接部分別延伸至該間隙，並一一對應該些晶片架，且彼此藉由其板體電性連接；以及複數個發光二極體元件，每一該些發光二極體元件包括：一發光二極體晶片，位於該些晶片架其中之一，分別電性連接該間隙兩側之該晶片架及該對應之導接部；一下封裝部，跨越該些間隙其中之一並結合該間隙兩側之該晶片架與該對應之導接部；以及一上封裝部，覆蓋該發光二極體晶片；以及一燈罩，罩蓋該柱狀體發光元件。
2. 如請求項1所述之發光二極體燈泡裝置，其中該柱狀體發光元件為一多邊形柱狀體或一圓形柱狀體。
3. 如請求項1所述之發光二極體燈泡裝置，其中該至少一金屬導板為其整體彎折後所成型之一多邊形柱狀體或一圓形柱狀體。
4. 如請求項1所述之發光二極體燈泡裝置，其中該柱狀體發光元件包括一承載座，該承載座之至少一面具有一安裝結構組，以供裝設該至少一金屬導板。
5. 如請求項4所述之發光二極體燈泡裝置，其中該承載座為一多邊形柱狀體或一圓形柱狀體。
6. 如請求項1所述之發光二極體燈泡裝置，其中任一該些間隙上之該些發光二極體元件彼此並聯地電性相接。
7. 如請求項1所述之發光二極體燈泡裝置，其中該些不同間隙上之該些發光二極體元件彼此串聯地電性相接。
8. 如請求項1所述之發光二極體燈泡裝置，其中該金屬導板更包括一狹長缺口，該狹長缺口截斷至少一該些板體，並接通至少一該些間隙，用以電性隔離該些被截斷板體之電性連接。
9. 如請求項1所述之發光二極體燈泡裝置，更包含一導熱膠，該導熱膠位於該公基座與該柱狀體發光元件之間。