CN106402681A - 发光二极管照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管照明装置，包含透光罩、透明芯柱、光源板立体结构与电源装置。透光罩跟透明芯柱可由玻璃材质构成。光源板立体结构由多个子光源板连接而成。光源板立体结构安装于所述透光罩内，跟所述透明芯柱连接，并且由所述透明芯柱支撑。所述子光源板包含电路板体与发光二极管芯粒，所述发光二极管芯粒可透过表面贴装技术安装于所述电路板体之一面。该电源装置用于供应所述子光源板电源，使得多个子光源板发出光线，并透过所述透光罩提供照明。

Description

发光二极管照明装置
技术领域
本发明关于一种发光二极管照明装置，且特别关于一种透明芯柱的发光二极管照明装置。
背景技术
随着发光二极管(Light Emitted Diode)技术持续的进步，越来越多的产品利用发光二极管的特性加以设计。除了取代过去的灯管，各种灯泡也被陆续开发出来。
发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
由于照明是人类生活的一个重要部分，虽然发光二极管本身技术相当成熟，人们还是希望能有更多让生活品质提升的照明产品可以被设计出来。为了达到各种不同的产品设计，包括散热、电源连接、驱动、甚至制造成本、复杂度，都有各式各样的技术问题有待解决。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种发光二极管照明装置。这种发光二极管照明装置可以是灯泡、内置电池的灯具、或是其它类型应用的照明装置。这种发光二极管照明装置具有透光罩、透明芯柱、光源板立体结构。透光罩与透明芯柱可以是由玻璃、塑胶等透明材料制成。
光源板立体结构可由多个子光源板构成。光源板立体结构安装于所述透光罩内，跟所述透明芯柱连接，并且由所述透明芯柱支撑。所述子光源板包含电路板体与一个或多个发光二极管芯粒。这些发光二极管芯粒可以是等距离排列，也可以根据所安装照明装置的形状跟照明设定，根据预定的方式，以彼此间非固定距离设置。举例来说，为了让侧面跟底面有更多的照明，可以集中在子光源板的部分区域特别密集的配置发光二极管芯粒。此外，这些发光二极管芯粒表面可以涂布用来产生不同色温的荧光粉。在同一个电板板体上可以设置多个不同色温的发光二极管芯粒。
所述发光二极管芯粒安装于所述电路板体之一面，并且彼此间可以用各种封装与绕线方式进行串接。举例来说，发光二极管芯粒可以用表面贴装器件(SMD)的封装方式固定到电路板体上。本发明也可以用在芯片在电路板(COB,Chip on Board)技术封装的发光二极管光源板。然而，对于已经熟悉通过表面贴装器件的工厂来说，不需要一定使用COB技术，可以大幅增加制造的弹性与降低成本。
电源装置，用于供应所述子光源板电源，使得多个子光源板发出光线，并透过所述透光罩提供照明。在灯泡的实施例中，电源装置可以是对应的驱动电路以及导线。其中，驱动电路用以将室内电源的电压转换成适合驱动所述子光源板的发光二极管芯粒发光之电压。在其它的实施例中，电源装置更可以包括电池或只是单纯的导线，用来连接到电力供应的来源。
当这个照明装置的实施例是灯泡时候，照明装置可包括灯头，至于透光罩可以是各种不同形式灯泡所对应的透光罩部分，例如用于T-型泡壳、A-型泡壳、G-型球泡、R-型泡壳、BR-型泡壳、PAR-型泡壳、烛型泡壳或其他现有灯泡形状中的任一种。
在灯泡的实施例中，所述驱动电路可收藏于所述灯头的容纳空间内。换言之，从所述透光罩只会看到所述光源板立体结构跟所述透明芯柱，不会看到所述驱动电路的电路元件。或是，有部分遮蔽，使得驱动电路的元件不会直接暴露出来，影响整体灯泡产品的外观。
为了提供更好的散热，增加灯泡或其它照明装置的寿命，也可以安置散热器件，例如散热杯、散热材料或各种内衬，安置于所述灯头内，用于对所述驱动电路与所述子光源板进行散热。
此外，透明芯柱内部可嵌入导线，并于所述导线的两侧分别设置第一组端子与第二组端子。第一组端子用于电连接所述子光源板，第二组端子用于电连接所述电源装置。另一种做法是，导线沿着芯柱的表面或外部连接子光源板跟电源装置。
此外，这些子光源板可以是一块光源电路板的不同部分。这块光源电路板通过折叠，使得多个子光源板之间具有一折叠角度，以构成所述光源板立体结构。换言之，发光二极管芯粒可以被安装在一大片电路板，接着安装导线，并将这一大片的电路板进行切割成所需的形状，并在上头留下适合折叠用的刻痕。接着，每个光源电路板通过折叠构成光源板立体结构，再跟透明芯柱进行连接。这种做法可以大幅降低成本跟降低安装的难度。
此外，所述光源电路板的一部分可折叠为所述光源电路板的顶部，并且所述光源电路板的顶部与所述透明芯柱的顶部连接，并由所述透明芯柱的顶部加以承载。
所述光源电路板的顶部可进一步设置有发光二极管芯粒。此外，所述光源电路板的顶部可设置有卡扣结构，用于跟所述透明芯柱的顶部扣接。此外，通过黏胶或是焊接，也可以达成光源电路板的顶部跟透明芯柱的连接。
此外，所述光源电路板的另一部分可折叠为所述光源电路板的底部，并且所述光源电路板的底部与所述透明芯柱的底部连接，并由所述透明芯柱的底部加以承载。
光源电路板可以折叠成各种立体结构。举例来说，所述多个子光源板可折叠成一多边形柱体结构。为了确保光源板立体结构的模组化跟稳定性，所述光源电路板在折叠成所述多边形柱体结构时，其中两个所述子光源板之间通过彼此间对应的卡扣连接。换言之，当一片光源电路板折叠成多边形，最后两侧端可通过卡扣结构进行扣接，构成一中空柱体结构。此外，也可以通过黏胶或是焊接来确保光源板立体结构的形状。此外，这些子光源板也可以通过跟透明芯柱之间的连接结构进行连接，提供进一步的支撑跟稳定性。
这些子光源板的表面可以是平面的，也可以具有一定的弯曲度。举例来说，所述多个子光源板在面向所述透光罩可具有对应的表面弯曲度。
此外，所述子光源板在面对所述透光罩的背面，可以连接散热材料。换言之，在相对发光二极管芯粒的电路板体背面可以附加铝片、散热胶或其它散热材料，以协助散热。
该光源板材质可为铝基板、弹性电路板FPC(Flexible Printed Circuit)、FPC加铝、陶瓷、玻璃等材料。透光罩可以是透明、磨砂、内涂白、磨砂加内涂白等方式制作。
这些散热材料可进一步连接到所述透明芯柱。换言之，所述子光源板的热可以通过透明芯柱加以传递散热。
此外，所述电源装置的驱动电路除了安装在灯头部分，也可以藏于所述多个子光源板围绕的内侧。甚至，这个驱动电路的电路板可作为支撑这些子光源板的结构之用。
此外，所述多个子光源板可分别挂在所述透明芯柱上，而构成立体结构。这些子光源板可以分别跟电源装置连接，取得电力，而不一定要通过折叠的方式来组成所述光源板立体结构。
此外，散热惰性气体，例如氦气，可以填充于所述透光罩内，协助所述多个子光源板进行散热。
根据本发明的实施例，提供一种组装灯泡装置的方法。发光二极管芯粒通过表面贴装器件技术安装在电路板上。封装材料及导线被设置在电路板上。电路板被裁切成一个一个的光源电路板。光源电路板通过折叠构成光源板立体结构。光源板立体结构被安装在透明芯柱上，然后作为一个模组外头安装灯泡壳。之后，通过透明芯柱上的入气口，对于灯泡壳内部进行抽气跟灌入惰性气体。通过加热融化封闭入气口。接着安装驱动电路、散热杯或内衬以及灯头等其它组件，完成灯泡的制作。
当然，这些步骤并非全部要按照上面的说明逐步实施。对于不同设计，可以进行个别步骤的调整、省略，或加入其它的步骤。
以上所述的实施例可以降低制造成本，增加照明装置的稳定性，而且可以确保照明装置具有更好的外观质感，提升人们的生活品质跟使用便利性。
附图说明
图1例示本发明的一个灯泡实施例示意图。
图2例示构成图1实施例的一种元件组成示意图。
图3例示用可用来折叠的一个光源电路板示意图。
图4例示图3类型光源电路板折叠后的立体示意图。
图5例示图4的光源板立体结构进一步安装在透明芯柱的示意图。
图6例示一种灯泡装置实施例的剖面示意图。
图7例示另一种灯泡实施例的剖面示意图。
图8A例示另一种光源板立体结构的示意图。
图8B例示另一种光源板立体结构的示意图。
图9例示一种制作灯泡的流程图。
实施方式
首先，请参考图1及图2。图1例示根据本发明的一个灯泡实施例示意图。图2例示构成图1实施例的一种元件组成示意图。
在图1及图2中，例示一种灯泡，作为发光二极管照明装置的范例。除了灯泡，这种发光二极管照明装置还可以是内置电池的灯具、或是其它类型应用的照明装置。这种发光二极管照明装置具有透光罩101、透明芯柱104、光源板立体结构102。透光罩101跟透明芯柱104可以由玻璃、塑胶等透明材料制成。
光源板立体结构102可由多个子光源板构成。光源板立体结构安装于所述透光罩101内，跟所述透明芯柱104连接，并且由所述透明芯柱104支撑。所述子光源板包含电路板体与一个或多个发光二极管芯粒103。这些发光二极管芯粒103可以是等距离排列，也可以根据所安装照明装置的形状跟照明设定，根据预定的方式，以彼此间非固定距离设置。举例来说，为了让侧面跟底面有更多的照明，可以集中在子光源板的部分区域特别密集的配置发光二极管芯粒103。此外，这些发光二极管芯粒103表面可以涂布用来产生不同色温的荧光粉。在同一个电板板体上可以设置多个不同色温的发光二极管芯粒。
所述发光二极管芯粒103安装于所述电路板体之一面，并且彼此间可以用各种封装与绕线方式进行串接。举例来说，发光二极管芯粒103可以用表面贴装器件(SMD)的封装方式固定到电路板体上。本发明也可以用在芯片在电路板(COB,Chip on Board)技术封装的发光二极管光源板。然而，对于已经熟悉通过表面贴装器件的工厂来说，他们不需要一定使用COB技术，可以大幅增加制造的弹性与降低成本。
电源装置，用于供应所述子光源板电源，使得多个子光源板发出光线，并透过所述透光罩101提供照明。在灯泡的实施例中，电源装置可以是对应的驱动电路1061以及导线。驱动电路1061可安装在驱动板106上。其中，驱动电路1061用以将室内电源的电压转换成适合驱动所述子光源板的发光二极管芯粒103发光之电压。在其它的实施例中，电源装置更可以包括电池或只是单纯的导线，用来连接到电力供应的来源。
当这个照明装置的实施例是灯泡时候，照明装置可包括灯头105，至于透光罩101可以是各种不同形式灯泡所对应的透光罩部分，例如用于T-型泡壳、A-型泡壳、G-型球泡、R-型泡壳、BR-型泡壳、PAR-型泡壳、烛型泡壳或其他现有灯泡形状中的任一种。
在灯泡的实施例中，所述驱动电路1061可收藏于所述灯头105的容纳空间内。换言之，从所述透光罩101只会看到所述光源板立体结构102跟所述透明芯柱104，不会看到所述驱动电路1061的电路元件。或是，有部分遮蔽，使得驱动电路1061的元件不会直接暴露出来，影响整体灯泡产品的外观。
为了提供更好的散热，增加灯泡或其它照明装置的寿命，也可以安置散热器件，例如散热杯108、散热材料或各种内衬，安置于所述灯头内，用于对所述驱动电路与所述子光源板进行散热。
此外，透明芯柱104内部可嵌入导线，并于所述导线的两侧分别设置第一组端子与第二组端子1081、第二组端子1082。第一组端子用于电连接所述子光源板，第二组端子1081、第二组端子1082用于电连接所述电源装置，例如驱动电路1061。驱动电路1061可以另外延伸出对外端子1071、对外端子1072，分别电连接到灯头105的侧壁及底部端子109，以连接外部灯座的电源。另一种做法是，导线沿着芯柱的表面或外部连接子光源板跟电源装置。
在这个实施例中，光源板立体结构102为中空结构，透明芯柱104穿过光源板立体结构，并且透明芯柱104的顶部1042支撑光源板立体结构102的顶部，透明芯柱104的底部1044连接跟支撑光源板立体结构102的底部。透明芯柱104的中间部分1043则被光源板立体结构102所环绕。
请参照图3，图3例示用可用来折叠的一个光源电路板31示意图。光源电路板的一面可以封装多个发光二极管芯粒32。上述的多个子光源板33可以是一块光源电路板31的不同部分。光源电路板31可以留有沟槽34，便于折叠。这块光源电路板31通过折叠，使得多个子光源板31之间具有一折叠角度，以构成所述光源板立体结构。为了构成一个稳定的立体结构，光源电路板31的两个侧边可以构成卡扣结构381、382、383、384，使得在折叠后，这些卡扣结构可以扣接在一起。必须说明的是，这里图示的卡扣的数量跟造型并非用于限制本发明的范围，而可以用各种其它的卡扣结构加以替代。此外，在图3中，光源电路板31还具有顶部35与底部36。顶部35进一步配置发光二极管芯粒，以增加发光总量。底部36则具有端子371、372，用来连接外部电源供应。
图4例示图3类型光源电路板折叠后的立体示意图。图42具有一个孔洞，用来让透明芯柱的顶部穿透，并且承载这个光源板立体结构40。
图5例示图4的光源板立体结构40进一步安装在透明芯柱50的示意图。光源板立体结构40的电端点跟透明芯柱50的第一组端子连接，并且通过嵌入在透明芯柱内部的导线，连接到透明芯柱的第二组端子52、54。此外，透明芯柱50可具有对应的凸块54等结构用来跟灯头做更稳定的定位连接。
图6例示一种灯泡装置实施例的剖面图。在这个实施例中，光源板立体结构68的顶部被透明芯柱的顶部681所支撑。光源板立体结构68的底部被透明芯柱的底部682所连接支撑。光源板立体结构68朝向透光罩66向外进行照明。透明芯柱具有第一组端子691与光源板立体结构68进行电连接。并且，导线692内嵌在透明芯柱内，并且延伸电连接第二组端子693。第二组端子693与驱动电路65进行电连接，再由驱动电路65对外通过导线或导片64、62，连接导外部电源。
图7例示另一种灯泡实施例的剖面图。在这个实施例中，驱动电路板72被光源板立体结构71包围。在光源板立体结构71与驱动电路板72之间填充散热材料72。这个驱动电路板72的下方可连接透明芯柱，再接到灯头的其它结构。
图8A例示另一种光源板立体结构的示意图。在这个图示中，光源板立体结构为四边柱体801。当然，光源板立体结构可以是五边形、三角形或其它多边形柱体。
图8B例示另一种光源板立体结构的示意图。这个光源板立体结构由两个表面弯曲的子光源板802构成。
换言之，发光二极管芯粒可以被安装在一大片电路板，接着安装导线，并将这一大片的电路板进行切割成所需的形状，并在上头留下适合折叠用的刻痕。接着，每个光源电路板通过折叠构成光源板立体结构，再跟透明芯柱进行连接。这种做法可以大幅降低成本跟降低安装的难度。
此外，所述光源电路板的一部分可折叠为所述光源电路板的顶部，并且所述光源电路板的顶部与所述透明芯柱的顶部连接，并由所述透明芯柱的顶部加以承载。
所述光源电路板的顶部可进一步设置有发光二极管芯粒。此外，所述光源电路板的顶部可设置有卡扣结构，用于跟所述透明芯柱的顶部扣接。此外，通过黏胶或是焊接，也可以达成光源电路板的顶部跟透明芯柱的连接。
此外，所述光源电路板的另一部分可折叠为所述光源电路板的底部，并且所述光源电路板的底部与所述透明芯柱的底部连接，并由所述透明芯柱的底部加以承载。
光源电路板可以折叠成各种立体结构。举例来说，所述多个子光源板可折叠成一多边形柱体结构。为了确保光源板立体结构的模组化跟稳定性，所述光源电路板在折叠成所述多边形柱体结构时，其中两个所述子光源板之间通过彼此间对应的卡扣连接。换言之，当一片光源电路板折叠成多边形，最后两侧端可通过卡扣结构进行扣接，构成一中空柱体结构。此外，也可以通过黏胶或是焊接来确保光源板立体结构的形状。此外，这些子光源板也可以通过跟透明芯柱之间的连接结构进行连接，提供进一步的支撑跟稳定性。
这些子光源板的表面可以是平面的，也可以具有一定的弯曲度。举例来说，所述多个子光源板在面向所述透光罩可具有对应的表面弯曲度。
此外，所述子光源板在面对所述透光罩的背面，可以连接散热材料。换言之，在相对发光二极管芯粒的电路板体背面可以附加铝片、散热胶或其它散热材料，以协助散热。
这些散热材料可进一步连接到所述透明芯柱。换言之，所述子光源板的热可以通过透明芯柱加以传递散热。
此外，所述电源装置的驱动电路除了安装在灯头部分，也可以藏于所述多个子光源板围绕的内侧。甚至，这个驱动电路的电路板可作为支撑这些子光源板的结构之用。
此外，所述多个子光源板可分别挂在所述透明芯柱上，而构成立体结构。这些子光源板可以分别跟电源装置连接，取得电力，而不一定要通过折叠的方式来组成所述光源板立体结构。
此外，散热惰性气体，例如氦气，可以填充于所述透光罩内，协助所述多个子光源板进行散热。
请参照图9。图9例示一种制作灯泡的流程图。在这种组装灯泡装置的方法中，发光二极管芯粒通过表面贴装器件技术安装在电路板上。封装材料及导线被设置在电路板上。电路板被裁切成一个一个的光源电路板。光源电路板通过折叠构成光源板立体结构。光源板立体结构被安装在透明芯柱上(步骤901)，然后作为一个模组外头安装灯泡壳(步骤902)。之后，通过透明芯柱上的入气口，对于灯泡壳内部进行抽气跟灌入惰性气体(步骤903)。通过加热融化封闭入气口。接着安装驱动电路(步骤904)、散热杯或内衬以及灯头(步骤905)等其它组件，完成灯泡的制作。
当然，这些步骤并非全部要按照上面的说明逐步实施。对于不同设计，可以进行个别步骤的调整、省略，或加入其它的步骤。
除了上述例子，其它的修改跟变形只要在本发明的概念下，应该也可以属于本发明的涵盖范围。

Claims (21)

1.一种发光二极管照明装置，包含：
透光罩；
透明芯柱，由透光材料构成；
光源板立体结构，包含多个子光源板，光源板立体结构安装于所述透光罩内，跟所述透明芯柱连接，并且由所述透明芯柱支撑，所述子光源板包含电路板体与发光二极管芯粒，所述发光二极管芯粒安装于所述电路板体之一面；以及
电源装置，用于供应所述子光源板电源，使得多个子光源板发出光线，并透过所述透光罩提供照明。
2.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述透光材料为玻璃。
3.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述电源装置包含驱动电路，用以将室内电源的电压转换成适合驱动所述子光源板的发光二极管芯粒发光之电压。
4.如权利要求3所述的发光二极管照明装置，还包含灯头，所述驱动电路藏于所述灯头的容纳空间内，从所述透光罩只会看到所述光源板立体结构跟所述透明芯柱，不会看到所述驱动电路的电路元件。
5.如权利要求4所述的发光二极管照明装置，还包含散热器件，安置于所述灯头内，用于对所述驱动电路与所述子光源板进行散热。
6.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述透明芯柱内部嵌入导线，并于所述导线的两侧分别设置第一组端子与第二组端子，第一组端子用于电连接所述子光源板，第二组端子用于电连接所述电源装置。
7.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述的发光二极管照明装置为发光二极管灯泡。
8.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中多个子光源板为光源电路板的不同部分，通过折叠所述光源电路板，使得多个子光源板之间具有一折叠角度，以构成所述光源板立体结构。
9.如权利要求8所述的发光二极管照明装置，其中所述光源电路板的一部分折叠为所述光源电路板的顶部，并且所述光源电路板的顶部与所述透明芯柱的顶部连接，并由所述透明芯柱的顶部加以承载。
10.如权利要求9所述的发光二极管照明装置，其中所述光源电路板的顶部设置有发光二极管芯粒。
11.如权利要求9所述的发光二极管照明装置，其中所述光源电路板的顶部设置有卡扣结构，用于跟所述透明芯柱的顶部扣接。
12.如权利要求8所述的的发光二极管照明装置，其中所述光源电路板的一部分折叠为所述光源电路板的底部，并且所述光源电路板的底部与所述透明芯柱的底部连接，并由所述透明芯柱的底部加以承载。
13.如权利要求8所述的发光二极管照明装置，其中所述多个子光源板折叠成一多边形柱体结构。
14.如权利要求13所述的发光二极管照明装置，在将所述光源电路板折叠成所述多边形柱体结构时，其中两个所述子光源板之间通过彼此间对应的卡扣连接。
15.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述多个子光源板在面向所述透光罩具有对应的表面弯曲度。
16.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述子光源板面对所述透光罩的背面连接散热材料。
17.如权利要求16所述的发光二极管照明装置，其中所述散热材料连接所述透明芯柱与所述子光源板。
18.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述电源装置的驱动电路藏于所述多个子光源板围绕的内侧。
19.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述多个子光源板分别挂在所述透明芯柱上。
20.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其中所述子光源板上的所述发光二极管芯粒通过表面贴装器件方式安置在所述电路板体上。
21.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，还包含散热惰性气体，填充于所述透光罩内，协助所述多个子光源板进行散热。
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