CN1677696A - 全彩可挠性发光灯条装置 - Google Patents

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Abstract

一种“全彩可挠性发光灯条装置”，该装置是以R.G.B.三色一体式C.O.B.LED作为主要的发光体单元，包括一内层固定座、一LED灯串组、一设于内层固定座之四根主线、及一外层固定体等构成。其特征在于：该装置是由一「预先成型」的内层固定座，将焊接串联后的LED灯串组，设置于内层固定座的凹槽内，并可由该固定座的两凸条所夹固，且LED灯串组是与内层固定座所埋设的四根主线相衔接导电，再经由「押出成型加工」，而包覆一外层固定体；可经由一控制器的控制，而使R.G.B.三色一体式C.O.B.LED的R.G.B.光源稳定地转变，且可产生循序渐近式一致性全彩变色光的发光灯条装置。

Description

全彩可挠性发光灯条装置
发明所属的技术领域
本发明为一种“全彩可挠性发光灯条装置”，尤指一种可适用于R.G.B.三色一体式C.O.B.(chip on board)全彩可挠性LED的发光灯条装置。
先前技术
现有的LED发光灯条体，多半以灯泡型LED配设一压降电阻器而依序相互串联成一纵长型单色的灯条体，此种结构的发光灯条体虽已相当普遍，但其缺点不少，例如该种发光灯条体欲改为全彩发光灯条时，因红光、绿光及蓝光LED的光度差异性相当大，亦即三个红色LED的光度等于一个蓝色LED光度，六个绿色LED光度等于一个蓝色LED光度，导致R.G.B.三色LED依序相间配置在一纵长型灯条上时，使每一色光LED间之间距至少在三个LED灯距空间长度以上，使三色光LED在一条发光灯条上的光度不易均衡，使之在作为广告文字或图案看板使用时，往往造成图案光度不均，导致无法构成高格调的广告看板。
又，此种全彩灯条欲产生与单色灯条相同光度效应，其体积为单色的三倍以上，且其电路的导线的连接相当复杂，生产作业成本高，且LED的发光热能散发不易，造成LED故障频仍。
此间美国专利第6,540,377号便提供了解决上述技术瓶颈的方案，该案是将上述三个红色光LED及六个绿色光LED与一个蓝色光LED等光度的效应，改善为使用二个红色光LED及二个绿色光LED配合一个蓝色光LED(共五个LED)，使原本一个发光体单元需要十个LED减为五个LED，此与上述现有技术相较，确有进步性，惟该案的发光体单元如该美国专利案图式所示为一刚性基座，不仅使其成为挠性灯条的可能性大为降低，且其体积也相当大，各色LED间的间距仍相当大，实为美中不足之处。
基于上述的缘由，发明人乃积极构思及实际试验，遂于不易中研发一可适用于R.G.B.三色一体式C.O.B.LED发光单元，且能大幅增进抗拉强度及可挠性实用功效的“全彩可挠性发光灯条装置”。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种“全彩可挠性发光灯条装置”，其每一发光体单元是各包括一个三倍光度的红光裸芯片、一个六倍光度的绿光裸芯片及一个一倍光度的蓝光裸芯片等三个C.O.B.式裸芯片封装成单一LED单元，并以“品”字的平面等角空间形态配置在一起封装成一独特发光体单元，不仅体积巧小，光度均衡，且组装配线及封装作业简易、快速、便捷。
本发明另一目的在于提供一种“全彩可挠性发光灯条装置”，其可使每一R.G.B.三色一体式C.O.B.LED发光体单元相互串联而为弹性体的内层固定座内及外层固定体所封装而构成一具有较佳的抗拉强度及可挠性的灯串组发光体灯条。
本发明又一目的在于提供一种“全彩可挠性发光灯条装置”，其每一R.G.B.三色一体式C.O.B.LED发光体单元相互串联而成的灯串组是整体固定于一纵长中空内层固定座内并再经一押出成形的外层固定体予以气密式封装，因而构成一具有防水性及耐冲击性甚佳的灯串组发光体灯条。
本发明为了达成上述的目的及功效，其所采行的技术手段，包括一红光LED，一绿光LED及一蓝光LED，且每一红光、绿光及蓝光LEDS是以一个平面等角空间形态配置在一起而封装成单一全彩发光体单元，可经由一控制器的控制，而使R.G.B.三色一体式C.O.B LED的R.G.B.光源稳定地转变，且可产生一致性循序渐近式全彩光源变色光。
根据本发明装置，是包括一内层固定座、一LED灯串组、四条主线、及一外层固定体等构成。其特征在于：该内层固定座，是为一长条形的透明或半透明胶体，其顶、底两面中央各设有一道凹槽，且两凹槽间设有一道固定用信道，使得内层固定座形成一梯型的断面；
该LED灯串组，是由数个R.G.B.三色一体C.O.B.式LED、电阻、及导线所焊接串联组成，且该LED灯串组恰可插设于该固定用信道内，并可由信道内的两三角形凸条所夹固；
该四条主线，是平行埋设于内层固定座内，以供接线外引或设置控制器，且LED灯串组之前、后端导线，可分别与四条主线相衔接；
该外层固定体，是为与内层固定座使用相同的透明或半透明软质胶体，且是由“押出”成型加工，而将内层固定座予以包覆结合成一体，且顶面及底面皆呈平面状的成型面。
本发明的特征、技术手段、具体功能以及具体的实施例，继以图式、图号详细说明如后。
实施方式
请参阅第1～6图所示，在本发明第一实施例中，本发明装置的LED灯串组20，是以第一组电线23R、23G、23B及第二组电线24R、24G、24B将每一(R.G.B.三色一体.式C.O.B LED)发光单元21相互串联连接的方式进行电路连接，如第4-5图所示，其特征在于：该发光单元21，如第1～3图所示，包括一电路板21P、一固设于电路板21P上具有C.O.B.式LED 21R.G.B.、焊设于电路板21P上的第一组电线23R、23G、23B、第二组电线24R、24G、24B及套设于电线上的绝缘套管25。
由第2～3图可知，电路板21P为双面印刷电路，第一组电线23R连接于电路板21P的红色光第一电路23R0的第一端点上，而红色光第一电路23R0的第二端则经一导线23R0′连接于红光之裸芯片21R上，该红色光裸芯片21R再固定于第二电路23R1的第一端点上，第二组电线24R再连接于第二电路23R1的第二端点上：同理，第一组电线23G、23B分别连接于电路板21P的绿光与蓝光第一电路23G0、23B0的第一端点上，而绿光与蓝光第一电路23G0、23B0的第二端则各经一导线23G0′、23B0′分别连接于红光、蓝光之裸芯片21G、21B上，该等红光、蓝光之裸芯片21G、21B再分别固定于红光、蓝光之第二电路23G1′、23B1′的第一端点上，第二电路23G1′、23B1′的第二端点再分别与绿光、蓝光之第三电路23G1、23B1的第一端点连接，绿光、蓝光第二组电线24G、24B再分别连接第三电路23G1、23B1的第二端点上，如此，本发明装置的发光单元裸芯片21R.G.B.的连接作业即告完成。
由上述说明及第1～2图可知，本发明装置的特征在于：该红光裸芯片、绿光裸芯片及蓝光裸芯片等三裸芯片21R、21G、21B是做成如图所示单一封装的C.O.B.式LED，并以「品」字之平面等角空间形态配置在一起构成一独特发光体单元21，亦即本发明装置的LED灯串组20之每一发光体单元21是由一个红光(R)裸芯片、一个绿光(G)及一个蓝光(B)裸芯片以C.O.B.式LED三色封装一体构成。
本发明装置的另一特征在于：为求取均一光度，该红光裸芯片21R、绿光裸芯片21G及蓝光裸芯片21B间的光度比值系分别设定为3∶6∶1。
本发明装置的又一特征在于：为求取每一发光体单元21具均一可视光度，该红光裸芯片波长设定范围约为615-635×10-9m(ηm)，绿光裸芯片波长设定范围约为520-535×10-9m(ηm)单一封装，蓝光裸芯片波长设定范围约为465-480×10-9m(ηm)。
因此，本发明装置具有上述三个特征巧妙的融合，得以使本发明的发光体单元21仅需使用一个三倍光度的红光裸芯片、一个六倍光度的绿光裸芯片及一个一倍光度的蓝光裸芯片组成的三裸芯片21R、21G、21B在一起的单一全彩发光体单元21，即足以达成多色光源均匀转换变化的裸芯片发光体单元，是项技术的突破实为本发明装置的创意精华所在。
另拟予说明，乃本发明装置的弯曲设置的电线23 R-G-B，是弯曲设置于相邻的两R.G.B.三色一体式C.O.B.LED21间，且另套设有一内径略大于电线23 R-G-B外径的套管25；在外层固定体40押出包覆后，仅有套管25被成型固定，且电线23 R-G-B稍具可拉伸滑动的间隙，以避免本发明装置在弯曲时，拉断电线23 R-G-B。
当弯曲本发明装置时，外层固定体40之曲率改变会加诸予C.O.B.式LED21一顶起力量，此时，由于电线23 R-G-B系弯曲设置，且在套管25内具有可滑动的间隙(电线23 R-G-B并未被成型固定)，因此，本发明装置在弯曲时，该弯曲设置的电线23 R-G-B留有可拉伸的裕度，而具有更佳的抗拉强度及可挠性。
本发明装置的LED灯串组20电路如第5图所示，包括一组多数(R.G.B.三具一体C.O.B.式LED)发光单元21、一设在发光单元21第一端上的第一组电线23R、23G、23B及第二端上的第二组电线24R、24G、24B，以将每一(R.G.B.三色一体式C.O.BLED)发光单元21相互串联连接的，再连接至控制器50上。具体来说，每一发光单元21的红光(R)C.O.B.式LED系相互串联，在串联电路上串设一稳流器或电阻器22，同理绿光(G)及蓝光(B)C.O.B.式LED亦系各自相互串联，在串联电路上也串联一稳流器或电阻器22，当然稳流器或电阻器22亦可设在控制器50上或总线路上，不必设在每一单一色光LED电路上。由图可知控制器50系分别连接于发光灯串组20的下述实施例的内层固定座10的第一主线30，第二主线31，第三主线32及第四主线33，其中，控制器50的接地线是连接于第四主线33，而第四主线33系再连接于第一至第三主线的另一端相互连接在一起的第二组电线24R、24G、24B端子上。
至本发明全彩挠性发光灯条的控制器50，如第6图所示，包括：一由IC1组成的电源稳压装置51，一由IC2组成的振荡装置52，一由IC3组成的分频装置53，一由多数二极管D6-D17，多数电阻R6-R17、多数电容器C6-C11及三只功率晶体(例如SCR、TRIAC)组成的驱动装置54等，该控制器50主要系由振荡装置52所产生振荡频率，经分频装置53依R.G.B.三色发光单元21的光谱予以分频处理，再由驱动装置54依所设定的时序及时程长短分别驱动R.G.B.三色发光单元21，使得可获致所期望的时序及时程而改变光彩或混合光彩者。
请参阅第7至9图所示，在本发明第二较佳实施例中，本发明装置，系包括一透明或半透明弹性体内层固定座10、一R.G.B.LED灯串组20(以下称LED灯串组20)、第一至第四条主线30～33、一(与内层固定座10相同材质的)外层固定体40及一控制器50(图中未示)等构成；其中，内层固定座10、LED灯串组20、四条主线30-33、及外层固定体40等组成的立体示意，详如第7图所示；LED灯串组20与内层固定座10的细部立体分解示意，详如第8图所示；LED灯串组20设置于内层固定座10上的部份立体剖视示意，详如第9图所示：
该内层固定座10，是为一长条形的透明或半透明弹性胶体，且顶、底面中央各设有一道凹槽11，两凹槽11之中间设有一道断面近似“Z”形的纵长信道110，该纵长信道110两侧各具有一道V形突条12、13，使得LED灯串组20不必藉助任何固定组件即可卡止于内层固定座“Z”形的纵长信道110之内，如第7及9图所示，且在内层固定座10的“Z”形的纵长信道110左、右两侧分别具有第一主线30，第二主线31，第三主线32及第四主线33。
该LED灯串组20，是由数个R.G.B.三色一体式C.O.B.LED 21、稳流器或电阻器22、及导线23所串联组成，且LED灯串组20，如上所述，恰可置设于“Z”形的纵长信道110内，并由左、右两侧各一道V形突条12、13所夹固(如第7及9图所示)；
该四条主线30～33，系各别埋设于内层固定座10的“Z”形的纵长信道110左、右两侧内，以供接线外引或设置控制器(图中未示)，由第9图可知，LED灯串组20的最前端第一导线230，可由工具穿入内层固定座之前端，而与左侧第三主线32相连接，LED灯串组20之最前端第二导线231，可由工具穿入内层固定座的前端，而与右侧第四主线33相连接，LED灯串组20的最前端第三导线232，可由工具穿入内层固定座的前端，与第二主线31相连接，而LED灯串组20的最末端之三条导线233，则经由“Z”形的纵长信道110藉工具穿入内层固定座的后端而与第一主线30相连接，因而完成一电连接，如第7及9图所示。
该外层固定体40，是为与内层固定座10相同的软质透明或半透明弹性胶体，且是由“押出”的成型加工，而将弹性体的内层固定座10及LED灯串组20予以气密式封装包覆结合成一体，因而构成一具有抗拉性、可挠性、防水性及耐冲击性甚佳的灯串组发光体灯条者。且顶面系呈平面状的成型面，底面亦呈平面状的成型面；可经由一控制器50的控制，而使R.G.B.三色一体式C.O.B.LED的R.G.B.光源稳定地转变，且可产生一致性循序渐近式全彩光源变色光。
此间应再予说明，是在于：本发明装置，在整体成型加工之后，该外层固定体40，因其顶面的成型面及底面的成型面皆呈平面状，所以，本发明装置易于按装及固定，且光源的指向皆为成型面的法线方向，而具有较佳的发光效果；此外，本发明装置，可在按装面上，进行X-Y轴向的平面挠曲，挠曲后，光源仍可保持一致的方向，而具有甚佳可挠性，又本发明发光体灯条经重物压辗后仍可保持原有功能特性，故本发明发光体灯条具有甚佳抗拉性、防水性及耐冲击性，实为本发明的一大特色。
请参阅第10图所示，在第三实施例中，本发明装置的LED灯串组20，为藉由铜箔24在平面上，以电焊的方式进行各R.G.B.三色一体式C.O.B.LED21间的电路连接者。
请参阅第11图所示，在第四实施例中，本发明装置的LED灯串组20，进一步亦可为：以“贴皮线路”的方式，设置R.G.B.三色一体式C.O.B.LED21，以制成LED灯串组20，其特征在于：该三条贴皮线路，是由一贴皮层26固定数段金属箔27，并以带状生产的方式连续制成，且该贴皮层26上，并等距布设数个预切孔261，各段金属箔27于预切孔261处系有一小段可供焊接之裸露段271；各R.G.B.三色一体式C.O.B.LED21即可电焊固设于相邻的两金属箔27间，而串联成一LED灯串组20，随后，即可将贴皮层26予以撕去，设置固定于内层固定座10上，以利后续的加工；实具有易于制造、布设间距稳定，且可连续生产等特性，而为LED发光灯条装置制造技术上的一大突破。
此间应再予说明者，是在于第四实施例中，该贴皮线路，进一步亦可由一贴皮层26及一带状金属箔27，以带状生产之方式连续制成，而模具，于贴皮层26上等距冲出数个预切孔261，并将金属箔27冲断成数段，且各段金属箔27于预切孔261处留有一小段未冲断部份271；即可将该贴皮线路翻面，以供各R.G.B.三色一体式C.O.B.LED21焊固于相邻的两金属箔27间，而串联成一LED灯串组20。
此间应再予说明，是在于第四实施例中，该R.G.B.三具一体式C.O.B.LED21与金属箔27的连接，进一步亦可由大型焊头进行电焊，而可一次焊接多条，以达到大量生产及节省工时、工序之目的。
图式简单说明
第1图为本发明装置第一较佳实施例发光体单元的立体示意图；
第2图为第1图发光体单元的电路板正面平面图；
第3图为第1图发光体单元的电路板背面平面图；
第4图为本发明装置第一较佳实施例的部份立体示意图；
第5图为本发明装置第一较佳实施例的电路图；
第6图为第5图控制器的电路图；
第7图为本发明装置第二实施例的立体示意图；
第8图为本发明装置第二实施例的部份立体分解示意图；
第9图为第8图组合的部份剖面立体示意图；
第10图为本发明装置第三实施例的部份立体图；
第11图为本发明装置第四实施例的部份立体分解示意图。

Claims (21)

1.一种全彩发光体单元，其特征为，该单元包括：
一红光LED；
一绿光LED；
一蓝光LED；
且每一红光、绿光及蓝光LEDS系各以一个踝芯片形态封装成单一全彩发光体单元。
2.根据权利要求1所述的全彩发光体单元，其特征为：该装配红光、绿光及蓝光LEDS是以平面等角空间形态配置在一起而成为一单体。
3.根据权利要求1所述的全彩发光体单元，其特征为：该红光LED的波长为615～635×10-9m(ηm)；绿光LED的波长为520～535×10-9m(ηm)；蓝光LED的波长为465～480×10-9m(ηm)。
4.根据权利要求1所述的全彩发光体单元，其特征为：该红光∶绿光∶蓝光LED之光度比值关系为3∶6∶1。
5.一种全彩挠性灯条装置，其特征为，该装置包括：
一由一个红光LED，一个绿光LED及一个蓝光LED固定在电路板上所构成的R.G.B.三色光一体式C.O.BLED发光体单元，该每一发光体单元，在其第一边电路板上具有三个电极端子，而在第一边的对应的第二边亦具有相对的三个电极端子，该每一发光单元的第一边三个电极端子，是与邻近的另一发光体单元的第二边三个电极端子，以三条导线分别串联连接在一起，其中第一个发光体单元的第一边三个端子，是连接至控制器的R.G.B.三条主线上，而最后一个发光体单元的第二边三个端子，是连接在一起后与该控制器的接地线连接在一起，因而构成全彩挠性发光体灯条。
6.根据权利要求5所述的全彩发光体单元，其特征为：该控制器进一步包括一稳压装置，一振荡装置，一分频装置及一驱动装置。
7.根据权利要求5所述的全彩发光体单元，其特征为：该红光∶绿光∶蓝光LED之光度比值关系为3∶6∶1。
8.“一种全彩可挠性发光灯条装置”，其特征为，该装置是包括一内层固定座(10)、设于该内层固定座的第一至第四条主线(30、31、32、33)、一具最前端第一导线至第三导线(230、231、232)及最末端之三条导线(233)的LED灯串组(20)及一包围于该内层固定座的外层固定体(40)等构成；其特征在于：
该内层固定座(10)，是为一长条形之透明或半透明弹性胶体，该弹性胶体的中央设有一道纵长信道；
该全彩LED灯串组(20)，是由多数个R.G.B.三色一体式C.O.B.LED相互串联组成，且全彩LED灯串组可插设于纵长信道内；
该四条主线(30-33)，是各别埋设于内层固定座之内，以供接线外引至一控制器，且各主线相互平行，而分别位于内层固定座内，该全彩LED灯串组的最前端第一导线(230)，可由工具穿入固定座的前端，而与左侧下端第三主线(32)相连接，LED灯串组的最前端第二导线(231)，可由工具穿入固定座的前端，而与右侧下端第四主线(33)相连接，LED灯串组的最前端第三导线(232)，可由工具穿入固定座的前端，与第二主线(31)相连接，而LED灯串组的最末端的三条导线(233)，则由工具穿入固定座内而与第一主线(30)相连接，而完成一电连接；
该外层固定体，是为与内层固定座相同的胶体，且是由“押出”的成型加工，而包覆整体内层固定座及LED灯串组并结合成一体；
该R.G.B.三色一体式C.O.B.LED的布设间距稳定，并确保各RGB三具一体C.O.B.式LED21的光源指向皆为同一方向。
9.根据权利要求8所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征为：该内层固定座断面为近似“Z”形的纵长信道，该纵长信道两侧各具有一道V形突条，使得LED灯串组不必藉助任何固定组件即可卡止于内层固定座“Z”形的纵长信道之内。
10根据权利要求8所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该LED灯串组(20)，进一步可包括由数个R.G.B.三色一体式C.O.B.LED、SMD电阻(22A)、及导线(23)所焊接串联组成，使得LED灯串组需要的压降电阻可由SMD型电阻(22A)，直接安装于R.G.B.三色一体C.O.B.电路板上，而精简原有电阻组件的设置。
11.根据权利要求9所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该SMD电阻，包括IC或电流控制IC等插件式电阻组件。
12.根据权利要求8所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该LED灯串组(20)，进一步可由数个R.G.B.三色一体式C.O.B.LED(21)、SMD电阻(22A)、及铜箔(24)所焊接串联组成，并藉由铜箔(24)在平面上，以电焊之方式进行各R.G.B.三色一体C.O.B.式LED(21)间之电路连接。
13.根据权利要求12所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该SMD电阻(22A)，进一步亦可为IC或电流控制IC等插件式电阻组件。
14.根据权利要求8所述的“全彩可挠性发光灯条装置其特征在于”，该LED灯串组(20)，进一步可由数个RGB三具一体式C.O.B.LED(21)、SMD电阻或恒流装置(22A)、及弯曲设置的电线(23)所焊接串联组成，并由电线(23)进行各R.G.B.三色一体式C.O.B.LED(21)间的电路连接；且该电线(23)，是弯曲设置于相邻的两R.G.B.三色一体式C.O.B.LED(21)间，并套设有一内径略大于电线(23)外径的套管(25)，使电线(23)在外层固定体(40)押出包覆后，具可拉伸滑动的间隙。
15.根据权利要求14所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该SMD电阻，亦可为IC或电流控制IC等插件式电阻组件。
16.根据权利要求8所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该LED灯串组，进一步亦可为由一贴皮线路，设置数个R.G.B.三色一体.式C.O.B.LED所制成；且该贴皮线路，是由一贴皮层(26)固定数段金属箔(27)，且贴皮层(26)上等距布设有数个预切孔(261)，各段金属箔(27)于预切孔(261)处并具有一小段可供焊接的裸露段，以供C.O.B.式LED电焊固设于相邻的两金属箔(27)间。
17根据权利要求16所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该C.O.B.LED，可直接于RGB三色一体C.O.B.电路板上设置有SMD电阻，以提供LED灯串组所需要的压降电阻。
18.根据权利要求17所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该SMD电阻，亦可为IC或电流控制IC等插件式电阻组件。
19.根据权利要求18所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该贴皮线路，进一步亦可由一贴皮层(26)及一带状金属箔(27)，以带状生产的方式连续制成，而藉由模具，于贴皮层(26)上等距冲出数个预切孔(261)，并将金属箔(27)冲断成数段，且各段金属箔(27)于预切孔(261)处留有一小段未冲断部份；即可将该贴皮线路翻面，以供各RGB三色一体式C.O.B.LED焊固于相邻的两金属箔(27)间。
20.根据权利要求16所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该贴皮线路，进一步亦可由贴皮层26“胶合”的方式，直接固设于内层固定座10上。
21.根据权利要求8所述的“全彩可挠性发光灯条装置”，其特征在于：该外层固定体是由“押出”成型的加工，而包覆内层固定座及LED灯串结合成一体，因而使整体发光灯条装置具有较佳的气密性、抗拉性、可挠性及耐冲击性。
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