CN109424868A - Led灯泡及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种LED灯泡及其制造方法，LED灯泡包括灯罩、芯柱、至少二导体、至少一LED发光模块及流体。灯罩具有开口，其中灯罩的材质包括钠钙玻璃。芯柱连接灯罩并封闭开口，其中芯柱具有支撑部及导管，支撑部位于灯罩内，且导管具有位于灯罩内的开放端及位于灯罩外的封闭端。这些导体穿设于芯柱。LED发光模块安装至支撑部并耦接至这些导体。流体充填于灯罩内。由钠钙玻璃所制成的灯罩可提升LED灯泡的造型、颜色及光的反射所产生的视觉效果。

Description

LED灯泡及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种LED灯泡，尤其涉及一种LED灯泡及其制造方法。
背景技术
随着发光二极管(简称LED)晶粒的发光效率的提升及生产技术的进步，LED晶粒已逐渐成为照明器具的光源。虽然以钨丝为灯丝的灯泡逐渐被LED发光模块所取代，但是具有灯丝造型的LED灯泡仍受到设计师的喜爱。灯丝造型的LED灯泡主要是将条状或螺旋状的LED发光模块设置在灯罩内。因此，通过应用LED发光模块于各种灯罩造型及材质，可让使用者获得截然不同的视觉感受。
发明内容
本发明提供一种LED灯泡，用以作为灯丝造型的LED灯泡。
本发明提供一种LED灯泡制造方法，用以制造出具有灯丝造型的LED灯泡。
本发明的LED灯泡包括灯罩、芯柱、至少二导体、至少一LED发光模块及流体。灯罩具有开口，其中灯罩的材质包括钠钙玻璃。芯柱连接灯罩并封闭开口，其中芯柱具有支撑部及导管，支撑部位于灯罩内，且导管具有位于灯罩内的开放端及位于灯罩外的封闭端。这些导体穿设于芯柱。LED发光模块安装至支撑部并耦接至这些导体。流体充填于灯罩内。
本发明的LED灯泡包括灯罩、芯柱、至少二导体、至少一LED发光模块、流体及支撑架。灯罩具有开口。芯柱连接灯罩并封闭开口，其中芯柱具有支撑部及导管，支撑部位于灯罩内，且导管具有位于灯罩内的开放端及位于灯罩外的封闭端。这些导体穿设于芯柱。LED发光模块安装至支撑部并耦接至这些导体。流体充填于灯罩内。支撑架安装至支撑部并抵靠于灯罩。支撑架与灯罩之间的接触点的数量等于或大于二，且这些接触点之间的最大直线距离大于开口的最大内径。
在本发明的一实施例中，上述的灯罩具有侧壁及与侧壁连接于交界的底壁，且支撑架与灯罩的这些接触点的至少一个位于交界。
在本发明的一实施例中，上述的支撑架具有主干及多个分支，主干延伸自支撑部，LED发光模块安装在主干上，且这些分支延伸自主干并各自接触灯罩。
在本发明的一实施例中，上述的灯罩的材质包括钠钙玻璃。
本发明的LED灯泡包括灯罩、芯柱、至少二导体、至少一LED发光模块、流体及支撑架。灯罩具有开口。芯柱连接灯罩并封闭开口，其中芯柱具有支撑部及导管，支撑部位于灯罩内，且导管具有位于灯罩内的开放端及位于灯罩外的封闭端。这些导体穿设于芯柱。LED发光模块安装至支撑部并耦接至这些导体。流体充填于灯罩内。灯罩呈现瓶状并沿着中心轴线延伸，且LED发光模块在中心轴线上的投影长度大于灯罩在中心轴线上的投影长度的40％。
在本发明的一实施例中，上述的灯罩的材质包括钠钙玻璃。
在本发明的一实施例中，上述的LED灯泡还包括灯头，安装至灯罩，并耦接这些导体。
在本发明的一实施例中，上述的至少一LED发光模块的数量等于或大于二，且这些LED发光模块相互串联或并联。
在本发明的一实施例中，上述的至少一LED发光模块为硬式LED发光模块或可挠式LED发光模块。
在本发明的一实施例中，上述的流体为非导电性流体。
在本发明的一实施例中，上述的流体为惰性气体。
在本发明的一实施例中，上述的流体为氦气。
在本发明的一实施例中，上述的LED灯泡还包括外灯壳及液体。外灯壳包围灯罩，以与灯罩形成包围灯罩的层状空间。液体位于层状空间内。
在本发明的一实施例中，上述的灯罩具有站立部，以提供站立功能。
本发明的LED灯泡制造方法，包括下列步骤。通过灯罩的开口将芯柱及安装至芯柱的支撑部的至少一LED发光模块定位至灯罩内，其中LED发光模块耦接至穿设于芯柱的至少二导体。前加热灯罩的开口及与其相邻的颈缩部，使得开口及颈缩部的受热温度为前加热温度，并持续前加热时间。在前加热之后，主加热灯罩的开口及与其相邻的颈缩部，使得开口及颈缩部的受热温度为主加热温度，同时将芯柱的侧裙烧结至灯罩，以封闭灯罩的开口。在主加热之后，通过芯柱的导管将灯罩内的残余空气抽出。在抽气之后，通过芯柱的导管将流体灌入灯罩内。在灌气之后，封闭导管，使得灯罩处于气密状态。
在本发明的一实施例中，上述的LED灯泡制造方法还包括在将芯柱的侧裙烧结至灯罩之后，后加热开口及颈缩部，使得开口及颈缩部的受热温度为后加热温度，并持续后加热时间。
在本发明的一实施例中，上述的后加热温度小于或等于前加热温度。
在本发明的一实施例中，上述的LED灯泡制造方法还包括将灯头安装至灯罩并耦接至这些导体。
在本发明的一实施例中，上述的灯罩的材质采用钠钙玻璃。
在本发明的一实施例中，上述的与开口相邻的颈缩部的局部的长度大于开口的最大外径的一半。
基于上述，在本发明中，由钠钙玻璃所制成的灯罩可提升LED灯泡的造型、颜色及光的反射所产生的视觉效果。此外，支撑架的设置(特别是支撑架可在穿过灯罩的开口后展开并抵靠于灯罩的内面)可让LED发光模块稳定地定位在灯罩内。另外，当灯罩具有瓶状或类似狭长状时，LED发光模块的长度可大于灯罩的长度的40％，以提升LED灯泡的视觉效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的一种LED灯泡的剖视图；
图2是图1的LED灯泡沿着I-I线的剖视图；
图3是依照本发明的另一实施例的一种LED灯泡的剖视图；
图4是依照本发明的另一实施例的一种LED灯泡的剖视图；
图5是依照本发明的另一实施例的一种LED灯泡的剖视图；
图6是依照本发明的另一实施例的一种LED灯泡的剖视图。
附图标号说明
100：LED灯泡；
110：灯罩；
110a：颈缩部；
110b：身体部；
110c：站立部；
112：开口；
114：侧壁；
116：底壁；
120：芯柱；
122：侧裙；
124：支撑部；
126：导管；
126a：开放端；
126b：封闭端；
130：导体；
140：LED发光模块；
150：流体；
160：灯头；
170：支撑架；
172：主干；
174：分支；
180：外灯壳；
190：液体；
A：中心轴线；
B：交界；
C：接触点；
S：层状空间。
具体实施方式
请参考图1，在本实施例中，LED灯泡100包括灯罩110、芯柱120、多个导体130、LED发光模块140及流体150。灯罩110及芯柱120以剖面呈现。灯罩110具有开口112。芯柱120(例如芯柱120的侧裙122)连接灯罩110并封闭开口112。芯柱120具有支撑部124及导管126，支撑部124位于灯罩110内，且导管126具有位于灯罩110内的开放端126a及位于灯罩110外的封闭端126b。这些导体130穿设于芯柱120。LED发光模块140安装至支撑部124并耦接至这些导体130。
在本实施例中，这些导体130可构成自多个不同粗细且彼此焊接或折弯的导体来耦接至LED发光模块140。流体150充填于灯罩110内。流体150可为非导电性流体150，例如惰性气体(如氦气)。
在本实施例中，LED灯泡100可还包括灯头160，其安装至灯罩110，并耦接这些导体130。在图1中，灯头160也以剖面呈现。在其他未示出的实施例中，LED灯泡100也可不包括前述灯头160，使得这些导电直接连接到电源。
由于钠钙玻璃因其特性而不易加工，所以传统上灯罩材质不采用钠钙玻璃，而是采用铅硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃。在本实施例中，通过特定的制程步骤方法，灯罩110的材质可采用钠钙玻璃(soda-lime glass)，钠钙玻璃的优点在于制造成本低廉，渗入特定元素或物质后，可以呈现不同的晶莹剔透的颜色，但因其热膨胀系数较大，若有特定区域受热过多，则该区域体积容易膨胀过多而造成脆裂，因此需要进行热加工的工艺，例如灯泡的制造即不会考虑使用钠钙玻璃。钠钙玻璃较正式的名称是钠钙硅酸盐玻璃，又简名为钠玻璃。钠钙玻璃基本成分为二氧化硅并含有特定比例的氧化钠及特定比例的氧化钙的材料，在本实施例中，钠钙玻璃是由65～75％的二氧化硅(SiO2)、12～18％的碳酸钠(Na2CO3)、5～12％的碳酸钙(CaCO3)以及其他材料等经高温熔融、成型、冷却后所制得。钠钙硅酸盐玻璃是生产历史最悠久的玻璃系统，也是当今产量最高且用途最广的一种玻璃。钠钙玻璃常见应用于玻璃容器，特别是食品包装用的瓶罐。
在本实施例中，灯罩110可采用以钠钙玻璃为材质的容器，特别是各种资源回收的酒瓶。除了环保及节能的目的外，市售的酒瓶本身的造型、颜色及光的反射所产生的视觉效果极为多样。因此，当灯罩110采用以钠钙玻璃为材质的酒瓶或其他容器时，其可较现有技术的灯罩所采用的铅硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃提供更丰富且更多元的视觉效果。
请参考图1及图2，在本实施例中，为了将LED发光模块140定位于灯罩110内，LED灯泡100可还包括支撑架170，其安装至支撑部124并抵靠于灯罩110。支撑架170与灯罩110之间的接触点C的数量等于或大于二，意即通过多点接触来提高定位的稳定度，其可使LED发光模块140稳定于灯罩内部，当灯泡100晃动时，LED发光模块140可以相对稳定于灯泡内部以减少折断或弯曲的发生。这些接触点C之间的最大直线距离大于开口112的最大内径，意即支撑架170可在穿过灯罩110的开口112后展开并抵靠于灯罩110的内面。
在本实施例中，灯罩110具有侧壁114及与侧壁114连接于交界B的底壁116，且支撑架170与灯罩110的这些接触点C的至少一个位于交界B，其中侧壁114可如图1所示，为平整曲面，即以侧面剖视图来看，自两边的侧壁自交界B往上大致为直线；在另一实施例中，侧壁114可为具有曲线的曲面，即以侧面剖视图来看，任一边的侧壁自交界B往上可为曲线。此外，如图1所示，侧壁114与底壁116在交界B所夹的角度约略为90度，其样式呈现圆滑角；而在另一实施例中壁114与底壁116在交界B所夹的角度可为锐角或钝角，也可有不同的样式。从另一个观点来看，当灯罩110采用酒瓶或类似的狭长瓶罐时，灯罩110具有形状渐缩并构成开口112的颈缩部110a、接续颈缩部110a的身体部110b、以及接续身体部110b并远离颈缩部110a的站立部110c。支撑架170与灯罩110的这些接触点C位于站立部110c。站立部110c可提供站立功能，故不限于图1所示的平坦状，也可为弧面状、多爪状、同心圆状等不同样式。在另一实施例中，站立部可不作为站立之用，配合灯座的样式，站立部110c可以腾空，距离地面或桌面有一高度；此外，LED灯泡100也可与图1所示呈现倒立的样态，即灯头160朝下，站立部110c朝上。
在本实施例中，支撑架170包括主干172及多个分支174。主干172延伸自支撑部124，且LED发光模块140安装在主干172上，且这些分支174延伸自主干172并各自接触灯罩110。这些分支174可在穿过灯罩110的开口112后展开并抵靠于灯罩110的内面。在本实施例中，主干172可由导体130的一部分所构成，而这些分支174具有弹性并可接触灯罩110的侧壁114与底壁116之间的交界B。在另一实施例中，若灯罩110无侧壁114与底壁116的结构，举例来说，灯罩的顶部(或底部)为曲面结构，则支撑架170通过至少3个分支174与灯罩内部的曲面接触与抵靠，也可有固定LED发光模块140的效果。
在本实施例中，当灯罩110采用酒瓶或类似的狭长瓶罐时，灯罩110呈现瓶状并沿着中心轴线A延伸，而LED发光模块140在中心轴线A上的投影长度可大于灯罩110在中心轴线A上的投影长度的40％，如此LED发光模块140所发出的光才会于整个灯泡100中均匀发出，若低于此比例，则会造成于灯泡顶部或底部呈现局部发光较亮，局部发光较暗的现象，减损光形美感且会降低发光效能。此外，若LED发光模块140的长度若过短，其将导致支撑架170的主干172和分支174的长度过长，除了影响美观外，也会影响支撑的稳定度，因此发明人于反复试验后发现当LED发光模块140在中心轴线A上的投影长度大于灯罩110在中心轴线A上的投影长度的40％时，较可兼顾发光效能、光形美感、发光模块稳定度、与整灯外观美观等要素。
在本实施例中，LED发光模块140可为可挠式LED发光模块，故可弯曲成各种形状(例如螺旋状)，如图1所示的螺旋状，其也可弯曲成图3及图4所示的U型和心型，因而呈现出灯丝造型的视觉效果，此外因为可挠式LED发光模块的可挠特性，其可以在穿过颈缩部110a时压缩变形，而于穿过之后在灯罩110中展开，换言之LED发光模块140的最大宽度可大于颈缩部110a的内径。
在另一实施例中，如图5所示，LED灯泡100可包括多个LED发光模块140，其可为硬式LED发光模块。这些LED发光模块140可相互串联。在其他未示出的实施例中，这些LED发光模块140也可相互并联。
在又一实施例中，相较于图1的实施例，如图6所示，LED灯泡100可还包括外灯壳180及液体190。外灯壳180包围灯罩110，以与灯罩110形成包围灯罩110的层状空间S。液体190则位于层状空间S内。在光线的折射及反射下，这样的设置也可产生不同的视觉效果。
在说明有关于LED灯泡的多个实施例如上后，下文将说明依照本发明的一实施例的一种LED灯泡制造方法。
请参考图1，依照本实施例的LED灯泡100的制造方法包括下列步骤。
首先，通过灯罩110的开口112将芯柱120及安装至芯柱120的支撑部124的LED发光模块140定位至灯罩110内，其中LED发光模块140耦接至穿设于芯柱120的这些导体130。
接着，前加热灯罩110的开口112及与其相邻的颈缩部110a的局部，使得开口112及颈缩部110a的受热温度为前加热温度，并持续前加热时间。在本实施例中，与开口112相邻的颈缩部110a的局部的长度大于开口112的最大外径的一半。
在前加热之后，主加热灯罩110的开口112及与其相邻的颈缩部110a的局部，使得开口112及颈缩部110a的受热温度为主加热温度，同时将芯柱120的侧裙122烧结至灯罩110，以封闭灯罩110的开口112。在本实施例中，主加热温度(例如摄氏500至600度)大于前加热温度(例如摄氏300至400度)。钠钙玻璃的特性在于其膨胀系数较大，因此局部的加热容易造成玻璃碎裂，无法作为封泡之用，而使用本发明实施例的作法，能让纳钙玻璃于受热烧结时，在上述的条件下，温度分布较为均匀，因此大大减少受热不均而脆裂的现象。
在主加热之后，通过芯柱120的导管126将灯罩110内的残余空气抽出。
在抽气之后，通过芯柱120的导管126将流体150灌入灯罩110内。
在灌气之后，封闭导管126，使得灯罩110处于气密状态。
在本实施例中，可还包括在将芯柱120的侧裙122烧结至灯罩110之后，后加热开口112及颈缩部110a，使得开口112及颈缩部110a的受热温度为后加热温度，并持续后加热时间。在一实施例中，后加热温度可小于或等于前加热温度。
在本实施例中，LED灯泡制造方法可还包括将灯头160安装至灯罩110并耦接至这些导体130。
综上所述，在本发明中，由钠钙玻璃所制成的灯罩可提升LED灯泡的造型、颜色及光的反射所产生的视觉效果。此外，支撑架的设置(特别是支撑架可在穿过灯罩的开口后展开并抵靠于灯罩的内面)可让LED发光模块稳定地定位在灯罩内。另外，当灯罩具有瓶状或类似狭长状时，LED发光模块的长度可大于灯罩的长度的40％，以提升LED灯泡的视觉效果。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (25)

1.一种LED灯泡，其特征在于，包括：
灯罩，具有开口，其中所述灯罩的材质包括钠钙玻璃；
芯柱，连接所述灯罩并封闭所述开口，其中所述芯柱具有支撑部及导管，所述支撑部位于所述灯罩内，且所述导管具有位于所述灯罩内的开放端及位于所述灯罩外的封闭端；
至少二导体，穿设于所述芯柱；
至少一LED发光模块，安装至所述支撑部并耦接至所述至少二导体；以及
流体，充填于所述灯罩内。
2.一种LED灯泡，其特征在于，包括：
灯罩，具有开口；
芯柱，连接所述灯罩并封闭所述开口，其中所述芯柱具有支撑部及导管，所述支撑部位于所述灯罩内，且所述导管具有位于所述灯罩内的开放端及位于所述灯罩外的封闭端；
至少二导体，穿设于所述芯柱；
至少一LED发光模块，安装至所述支撑部并耦接至所述至少二导体；
流体，充填于所述灯罩内；以及
支撑架，安装至所述支撑部并抵靠于所述灯罩，其中所述支撑架与所述灯罩之间的接触点的数量等于或大于二，且多个接触点之间的最大直线距离大于所述开口的最大内径。
3.根据权利要求2所述的LED灯泡，其特征在于，所述灯罩具有侧壁及与所述侧壁连接于交界的底壁，且所述支撑架与所述灯罩的所述多个接触点的至少一个位于所述交界。
4.根据权利要求2所述的LED灯泡，其特征在于，所述支撑架具有主干及多个分支，所述主干延伸自所述支撑部，所述LED发光模块安装在所述主干上，且所述多个分支延伸自所述主干并各自接触所述灯罩。
5.根据权利要求2所述的LED灯泡，其特征在于，所述灯罩的材质包括钠钙玻璃。
6.一种LED灯泡，其特征在于，包括：
灯罩，具有开口；
芯柱，连接所述灯罩并封闭所述开口，其中所述芯柱具有支撑部及导管，所述支撑部位于所述灯罩内，且所述导管具有位于所述灯罩内的开放端及位于所述灯罩外的封闭端；
至少二导体，穿设于所述芯柱；
至少一LED发光模块，安装至所述支撑部并耦接至所述至少二导体；以及
流体，充填于所述灯罩内，
其中所述灯罩呈现瓶状并沿着中心轴线延伸，且所述LED发光模块在所述中心轴线上的投影长度大于所述灯罩在所述中心轴线上的投影长度的40％。
7.根据权利要求6所述的LED灯泡，其特征在于，所述灯罩的材质包括钠钙玻璃。
8.根据权利要求6所述的LED灯泡，其特征在于，还包括：
支撑架，安装至所述支撑部并抵靠于所述灯罩，其中所述支撑架与所述灯罩之间的接触点的数量等于或大于二，且多个接触点之间的最大直线距离大于所述开口的最大内径。
9.根据权利要求8所述的LED灯泡，其特征在于，所述灯罩具有侧壁及与所述侧壁连接于交界的底壁，且所述支撑架与所述灯罩的所述多个接触点的至少一个位于所述交界。
10.根据权利要求8所述的LED灯泡，其特征在于，所述支撑架具有主干及多个分支，所述主干延伸自所述支撑部，所述LED发光模块安装在所述主干上，且所述多个分支延伸自所述主干并各自接触所述灯罩。
11.根据权利要求8所述的LED灯泡，其特征在于，所述灯罩的材质包括钠钙玻璃。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，还包括：
灯头，安装至所述灯罩，并耦接所述至少二导体。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，所述LED发光模块的数量等于或大于二，且多个LED发光模块相互串联或并联。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，所述LED发光模块为硬式LED发光模块或可挠式LED发光模块。
15.根据权利要求1至11中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，所述流体为非导电性流体。
16.根据权利要求1至11中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，所述流体为惰性气体。
17.根据权利要求1至11中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，所述流体为氦气。
18.根据权利要求1至11中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，还包括：
外灯壳，包围所述灯罩，以与所述灯罩形成包围所述灯罩的层状空间；以及
液体，位于所述层状空间内。
19.根据权利要求1至11中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，所述灯罩具有站立部，以提供站立功能。
20.一种LED灯泡制造方法，其特征在于，包括：
通过灯罩的开口将芯柱及安装至所述芯柱的支撑部的至少一LED发光模块定位至所述灯罩内，其中所述LED发光模块耦接至穿设于所述芯柱的至少二导体；
前加热所述灯罩的所述开口及与其相邻的颈缩部的局部，使得所述开口及所述颈缩部的受热温度为前加热温度，并持续前加热时间；
在前加热之后，主加热所述灯罩的所述开口及与其相邻的所述颈缩部的局部，使得所述开口及所述颈缩部的受热温度为主加热温度，同时将所述芯柱的一侧裙烧结至所述灯罩，以封闭所述灯罩的所述开口，其中所述主加热温度大于所述前加热温度；
在主加热之后，通过所述芯柱的导管将所述灯罩内的残余空气抽出；
在抽气之后，通过所述芯柱的所述导管将流体灌入所述灯罩内；以及
在灌气之后，封闭所述导管，使得所述灯罩处于气密状态。
21.根据权利要求20所述的LED灯泡制造方法，其特征在于，还包括：
在将所述芯柱的所述侧裙烧结至所述灯罩之后，后加热所述灯罩的所述开口及所述颈缩部，使得所述开口及所述颈缩部的受热温度为后加热温度，并持续后加热时间。
22.根据权利要求21所述的LED灯泡制造方法，其特征在于，所述后加热温度小于或等于所述前加热温度。
23.根据权利要求20所述的LED灯泡制造方法，其特征在于，还包括：
将灯头安装至所述灯罩并耦接至所述至少二导体。
24.根据权利要求20所述的LED灯泡制造方法，其特征在于，所述灯罩的材质采用钠钙玻璃。
25.根据权利要求20所述的LED灯泡制造方法，其特征在于，与所述开口相邻的所述颈缩部的局部的长度大于所述开口的最大外径的一半。
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