TW201705557A - 具有散熱結構的led燈絲及應用該led燈絲的led燈泡 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種具有散熱結構的LED燈絲及應用該LED燈絲的LED燈泡，該LED燈絲包括複數LED晶粒、複數導電載件、一封裝層，該等導電載件係為一金屬薄片且呈間隔設置，每一LED晶粒由兩相鄰的導電載件共同承載並電性連接，該封裝層包覆該等LED及該等導電載件，該等導電載件的任意一左側或一右側分外露出該封裝層；將該LED燈絲繞設於一燈泡內，由於該等導電載件外露出該封裝層，使該等LED晶粒得以向外散熱，使其發光效率不受熱量影響，進而提升出光量。

Description

具有散熱結構的LED燈絲及應用該LED燈絲的LED燈泡
本發明係關於一種燈絲，尤指一種具有散熱結構的LED燈絲(Light Emitting Diode filament, LED filament)及應用該LED燈絲的LED燈泡(LED filament light bulb)。
隨著照明技術的快速發展，目前市面上有販售一種仿白熾燈的復古燈泡，主要是將一條或多條發光二極體燈絲(Light Emitting diode filament, 以下簡稱LED燈絲)裝設於一燈泡內，藉由LED燈絲呈現如傳統白熾燈的燈絲效果，使LED燈泡具有復古風的特色。
請參閱圖9、10所示，為目前現有技術中的一種LED燈絲90，該LED燈絲90包括複數LED晶粒91、複數導電載件92及一封裝層93，每一LED晶粒91由兩相鄰的導電載件92共同承載並形成電性連接，並且該等LED晶粒91與該等導電載件92係為串聯連接結構，以彼此呈交錯間隔設置，該封裝層93將該等LED晶粒91及該等導電載件92包覆；使用時，該等LED晶粒91在發光過程中會產生熱量，由於該等LED晶粒91被該封裝層93包覆，導致熱量無法有效散去而積累在該封裝層93內，使得該等LED晶粒91受積累的熱量所影響，導致發光效率變差，進而降低發光亮度。
有鑑於上述現有技術存在有散熱問題，導致LED燈絲的發光亮度降低，本發明的主要目的係提供一種具有散熱結構的LED燈絲及應用該LED燈絲的LED燈泡，藉由LED燈絲形成有散熱結構以提升散熱效果，使LED燈絲的發光效率變好，進而提升出光量。
為達成上述目的所採取的一主要技術手段，係令前述具有散熱結構的LED燈絲，其包括： 複數發光二極體晶粒； 複數導電載件，其分別為一金屬薄片，該等導電載件呈間隔設置，每一發光二極體晶粒由兩相鄰的導電載件共同承載並且形成電性連接，以構成一長條狀； 一封裝層，其呈透光並包覆該等發光二極體晶粒及該等導電載件，其中該等導電載件的任一側分別外露出該封裝層。
藉由上述構造可知，由於該等導電載件外露出該封裝層，使該等發光二極體晶粒所產生的熱量經由該等導電載件向外散熱，以改善該等發光二極體晶粒的發光效率，進而提升出光量。
為達成上述目的所採取的另一主要技術手段，係令前述LED燈泡，其包括： 一發光二極體燈絲，其包括複數發光二極體晶粒、複數導電載件、一上封裝層及一下封裝層； 複數導電載件，其分別為一金屬薄片，該等導電載件呈間隔設置，每一發光二極體晶粒由兩相鄰的導電載件共同承載並且形成電性連接，以構成一長條狀； 一封裝層，其呈透光並包覆該等發光二極體晶粒及該等導電載件，其中該等導電載件的任一側分別外露出該封裝層； 一燈頭，其具有一第一連接部及一第二連接部，該第一連接部及該第二連接部係分別電連接該發光二極體燈絲相對兩端的導電載件； 一絕緣燈座，其設於該燈頭的頂部，該絕緣燈座的頂部形成一支架，該發光二極體燈絲係環繞設置於該支架上； 複數固定件，其一端設於該發光二極體燈絲上，該等固定件的另一端固定於該支架上； 一燈罩，其罩設於該燈頭的頂部上，該燈罩具有一容置空間，以容置該絕緣燈座、該等固定件及該發光二極體燈絲。
透過上述構造可知，藉由該等導電載件外露出該封裝層，使該等發光二極體晶粒於發光中所產生的熱量，能散熱至該燈罩的容置空間內，再經由該燈罩散熱到外部環境，使得該等發光二極體晶粒所產生的熱能不會積累在該封裝層內，以改善該等發光二極體晶粒的發光效率，進而提升出光量。
關於本發明具有散熱結構的LED燈絲的第一較佳實施例，請參閱圖1、2所示，主要係由複數第一發光二極體晶粒(Light Emitting Diode die，以下簡稱第一LED晶粒)10、複數第一導電載件20、一第一封裝層，構成一長條狀的LED燈絲(LED filament)100，本實施例中，該LED燈絲100具有可撓性，能以撓曲方式設置於一LED燈泡內。
該等第一導電載件20係呈間隔設置，每一第一LED晶粒10分別由兩相鄰的第一導電載件20共同承載並形成電連接，本實施例中，該等第一LED晶粒10及該等第一導電載件20係為串聯連接結構，具體而言，兩兩相鄰的第一LED晶粒10及兩兩相鄰的第一導電載件20係呈間隔設置，如圖1所示的一第一導電載件20、一第一LED晶粒10、一第一導電載件20、一第一LED晶粒10…的串聯連接方式設置，每一第一LED晶粒10的正極與相鄰的前一第一導電載件20電連接，每一第一LED晶粒10的負極與相鄰的後一第一導電載件20電連接。
本實施例中，該LED燈絲100前端的第一導電載件20向前延伸形成一第一導電部21，該LED燈絲100後端的第一導電載件20向後延伸形成一第二導電部22，當該LED燈絲100裝設於一LED燈泡內時透過該第一導電部21、該第二導電部22做為電連接使用。
本實施例中，該等第一導電載件20係為一金屬薄片，使該LED燈絲100於撓曲時較為容易彎曲，具體而言，該等第一導電載件20可為一銅箔、一鋁箔、一銀箔或一金箔等具有較好散熱性及導電性的金屬材質所構成。
本實施例中，該等第一LED晶粒10分別具有一第一長度L1，該等第一導電載件20分別具有一第二長度L2，該第二長度L2係大於該第一長度L1，使該等第一導電載件20能提供足夠面積與該等第一LED晶粒10結合的同時，也有足夠的長度能配合該LED燈絲100撓曲，以避免該等第一LED晶粒10與該等第一導電載件20分離，藉此提升結合強度。
該封裝層封裝包覆該等第一LED晶粒10及該等第一導電載件20，於本實施例中，該封裝層包括一上封裝層31，該上封裝層31直接包覆封裝該等第一LED晶粒10及該等第一導電載件20的上表面，並且該等第一導電載件20的任意一左側或一右側外露出該上封裝層31；於本實施例中，該封裝層進一步包括一下封裝層32，透過該下封裝層32封裝包覆該等第一導電載件20的下表面，並且該下封裝層32與該上封裝層31呈相對應設置，該等第一導電載件20外露的一側同樣外露於該下封裝層32，藉由該上封裝層31及該下封裝層32提升保護該等第一LED晶粒10及該等第一導電載件20的能力，以及提升該等第一LED晶粒10與該等第一導電載件20之間的結合強度；本實施例中，該上封裝層31及該下封裝層32係透過注塑射出方式進行封裝；該上封裝層31及該下封裝層32可分別為一透明的樹脂材料(resin-material)、一透明的矽膠材料(silicone material)或透明的一高分子材料。
本實施例中，該等第一LED晶粒10與該等第一導電載件20於封裝時，會先黏合於一透明膠層(圖中未示)或者塗佈一絕緣材料，以強化該等第一LED晶粒10與該等第一導電載件20的結合能力，再透過該封裝層封裝包覆該等第一LED晶粒10及該等導電載件。
本實施例中，為提供最佳的散熱效果，該等第一導電載件20的左側及右側皆分別外露出該上封裝層31及該下封裝層32，使該LED燈絲100於使用時能具有最多的散熱面積，以提升散熱效果。
本實施例中，該等第一LED晶粒10分別具有一第一寬度W1，該等第一導電載件20分別具有一第二寬度W2，該封裝層的上封裝層31與該封裝層的下封裝層32分別具有相同的一第三寬度W3，該第二寬度W2分別大於該第一寬度W1及該第三寬度W3，使該等第一導電載件20具有足夠的寬度能承載該等第一LED晶粒10，以及外露出該上封裝層31及該下封裝層32，以做為散熱使用。
請參閱圖3所示，該等第一導電載件20中的數個相間隔的第一導電載件20的左側或者右側分別延伸形成一支撐部23，該等支撐部23用以當該LED燈絲100裝設於一LED燈泡內時，做為支撐該LED燈絲100使用，以提升支撐能力；本實施例中，該等支撐部23可為一R型端子形狀結構。
如圖4A、圖4B所示為本發明第二較佳實施例，第二較佳實施例與第一較佳實施例大致上相同，惟第二較佳實施例的支撐部23的形狀結構與第一較佳實施例有所不同，本實施例中，該等支撐部23係為一倒E型結構形狀，當該LED燈絲100裝設於一LED燈泡內時，該等支撐部23可分別擴張形成一橢圓形狀，並且該支撐部23的右端頂撐於LED燈泡內，以提升穩定、支撐能力。
關於本發明具有散熱結構的LED燈絲的第三較佳實施例，請參閱圖5所示，第三較佳實施例與第一較佳實施例或第二較佳實施例大致上相同，惟第三較佳實施例進一步包括複數第二LED晶粒40，每一第二LED晶粒40係同樣由兩相鄰的第一導電載件20共同承載並且形成電連接，每一第二LED晶粒40皆分別相鄰一第一LED晶粒10並且呈左右相對應設置，藉由該等第一LED晶粒10以及該等第二LED晶粒40共同發光，以提升該LED燈絲100的出光量。
本實施例中，該等第二LED晶粒40上同樣包覆封裝有另一上封裝層31，以保護該等第二LED晶粒40，該等第一導電載件20的下表面同樣包覆封裝有另一下封裝層32(圖中未示)，以提升該等第二LED晶粒40與該等第一導電載件20的結合強度，並且該等第一導電載件20的兩側同樣分別外露出該等上封裝層31及該等下封裝層32，前述封裝方式僅是舉例並非加以限制。
本實施例中，另有一種封裝方式為，透過一上包覆層31直接包覆封裝該等第一LED晶粒10、該等第二LED晶粒40及該等第一導電載件20的上表面，以及透過一下包覆層31直接包覆封裝該等第一導電載件20的下表面，並且該等第一導電載件20的兩側分別外露出該上包覆層31及該下包覆層32，藉由此種方式同樣可以保護該等第一LED晶粒10及該等第二LED晶粒40。
關於本發明的第四較佳實施例，請參閱圖6所示，第四較佳實施例與第一較佳實施例大致上相同，惟第四較佳實施例的數個相間隔的第一導電載件20的左側或者右側分別向外形成有至少一支部50，該支部50包括有複數第三LED晶粒51、複數第二導電載件52、一第二封裝層，以構成長條狀的一LED單元。
該等第二導電載件52分別為一金屬薄片並且呈間隔設置，每一第三LED晶粒51分別由兩相鄰的第二導電載件52共同承載並形成電連接，本實施例中，該等第三LED晶粒51及該等第二導電載件52係為串聯結構。
該第二封裝層係封裝包覆該等第三LED晶粒51及該等第二導電載件52，於本實施例中該第二封裝層包括有一上封裝層531，該上封裝層531直接包覆封裝該等第三LED晶粒51及該等第二導電載件52的上表面，並且該等第二導電載件52的任意一左側或一右側外露出該上封裝層531；於本實施例中，該封裝層進一步包括一下封裝層532，透過該下封裝層532封裝包覆該等第二導電載件52的下表面，並且該下封裝層532與該上封裝層531呈相對應設置，該等第二導電載件52外露的一側同樣外露於該下封裝層532；本實施例中，該等第二導電載件52的左側及右側皆分別外露該封裝層。
本實施例中，該支部50包括有三個，並且該等支部50末端的第二導電載件52分別相延伸連接，以構成一倒E型結構形狀，並且位於中間的支部50項上凹，外側的兩個支部50向下凹，以擴張形成一橢圓形狀，藉由該等支部50上的第三LED晶粒51提供不同方向的照明，以提升出光量，並且由於該等支部50具有封裝層，使該等支部形成橢圓形狀的同時，還能提供支撐能力。
請參閱圖7、8所示，係將前述LED燈絲100運用在一LED燈泡101上，以方便提供照明，該LED燈泡101包括一燈頭61、一絕緣燈座62、一前述LED燈絲100、複數固定件63及一燈罩64。
該燈頭61的底部具有一第一連接部611，該燈頭61的側邊具有一第二連接部612，該第一連接部611、該第二連接部612供連接一外部電源，本實施例中，該第一連接部611為正極，該第二連接部612為負極。
該絕緣燈座62設置於該燈頭61的頂部，該絕緣燈座62的頂部向上延伸形成一支架621，本實施例中，該支架621係呈一T字型，該支架621的頂部為T字型的水平部分，該支架621的底部為T字型的垂直部分，該LED燈絲100係以環繞方式繞設於該支架621頂部的外側，以設置於該支架621上；本實施例中，該絕緣燈座62係由一玻璃材質所構成。
本實施例中，該LED燈絲100以螺旋狀的方式繞設於該支架621的頂部上，使該LED燈絲100所發出的光可以向四周照出，藉此讓該LED燈泡101所發出的光具有全週光的特性。
該等固定件63的一端係分別繞設於該LED燈絲100上，該等固定件63的另一端係分別固設於該支架621的頂部上，以將該LED燈絲100固定於該支架621上，本實施例中，該等固定件63可以各種繞設方式繞設於該LED燈絲100上，以固定該LED燈絲100呈螺旋狀結構。
本實施例中，該LED燈絲100的導電載件20具有複數個支撐部23，當該LED燈絲100繞設於該支架621上時，該等支撐部23可分別向內彎折以頂撐固定於該支架621的頂部上，藉此提供該LED燈絲100支撐、固定的能力，以避免該LED燈絲100塌陷或變形。
本實施例中，該LED燈絲100的第一導電部21與第二導電部22，分別透過一導線613與該燈頭61的第一連接部611及第二連接部612電連接，以接收該外部電源，使該LED燈絲100發光。
該燈罩64係設置於該燈頭61的頂部，該燈罩64具有一容置空間641，該容置空間641用以容置、保護該絕緣燈座62、該等固定件63及該LED燈絲100。
綜合上述內容，透過該LED燈絲100的導電載件20外露於該上封裝層31及該下封裝層32，使該等LED晶粒10於發光時所產生的熱量，經由該等導電載件20向外散熱，避免熱量積累於該上封裝層31及該下封裝層32內，使該等LED晶粒10的發光效率不受熱量影響，進而提升出光量。
當該LED燈絲100應用於該LED燈泡101內時，該等LED晶粒10所產生的熱量，經由該等導電載件20散熱到該燈罩64的容置空間641內後，再經由該燈罩64散熱到外部環境，使該等LED晶粒10的發光效率不受熱量影響，進而提升出光量。
再者，由於該LED燈絲100係以螺旋狀的方式設置於該LED燈泡101內，使該LED燈絲100的光向四面八方照射，藉此讓該LED燈泡101所發出的光具有全週光的特性。
10‧‧‧第一LED晶粒 20‧‧‧第一導電載件 21‧‧‧第一導電部 22‧‧‧第二導電部 23‧‧‧支撐部 31,531‧‧‧上封裝層 32,532‧‧‧下封裝層 40‧‧‧第二LED晶粒 50‧‧‧支部 51‧‧‧第三LED晶粒 52‧‧‧第二導電載件 61‧‧‧燈頭 611‧‧‧第一連接部 612‧‧‧第二連接部 613‧‧‧導線 62‧‧‧絕緣燈座 621‧‧‧支架 63‧‧‧固定件 64‧‧‧燈罩 641‧‧‧容置空間 90,100‧‧‧LED燈絲 91‧‧‧LED晶粒 92‧‧‧導電載件 93‧‧‧封裝層 101‧‧‧LED燈泡
圖1 係本發明第一較佳實施例的LED燈絲的上視圖。 圖2 係本發明第一較佳實施例的圖1的A-A剖面圖。 圖3 係本發明第一較佳實施例的支撐部的一種結構示意圖。 圖4A 係本發明第二較佳實施例的支撐部的另一種結構示意圖。 圖4B 係本發明第二較佳實施例的支撐部的使用示意圖。 圖5 係本發明第三較佳實施例的LED燈絲的上視圖。 圖6 係本發明第四較佳實施例的LED燈絲的局部放大圖。 圖7 係本發明的LED燈泡的立體外觀圖。 圖8 係本發明的LED燈泡的立體外觀圖。 圖9 係已知的一LED燈絲的第一示意圖。 圖10 係已知的一LED燈絲的局部放大圖。
10‧‧‧LED晶粒
20‧‧‧導電載件
21‧‧‧第一導電部
22‧‧‧第二導電部
31‧‧‧上封裝層
100‧‧‧LED燈絲

Claims (10)

  1. 一種具有散熱結構的LED燈絲，其包括： 複數第一發光二極體晶粒； 複數第一導電載件，其分別為一金屬薄片，該等第一導電載件呈間隔設置，每一第一發光二極體晶粒由兩相鄰的第一導電載件共同承載並且形成電性連接，以構成一長條狀； 一第一封裝層，其呈透光並包覆該等發光二極體晶粒及該等第一導電載件，其中該等第一導電載件任一側分別外露出該第一封裝層。
  2. 如請求項1所述之具有散熱結構的LED燈絲，其中該等第一導電載件中的數個相間隔的第一導電載件的任一側分別向外延伸形成一支撐部。
  3. 如請求項2所述之具有散熱結構的LED燈絲，其中該第一封裝層包括一上封裝層，該上封裝層係包覆該等第一發光二極體晶粒及該等第一導電載件的上表面。
  4. 如請求項3所述之具有散熱結構的LED燈絲，其中該第一封裝層進一步包括一下封裝層，該下封裝層係包覆該等第一發光二極體晶粒及該等第一導電載件的下表面。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之具有散熱結構的LED燈絲，其中該等發光二極體晶粒分別具有一第一寬度，該等導電載件分別具有一第二寬度，該封裝層具有一第三寬度，該第二寬度係大於該第一寬度及該第三寬度。
  6. 如請求項1所述之具有散熱結構的LED燈絲，其中進一步包括複數第二發光二極體晶粒，每一第二發光二極體晶粒由兩相鄰的第一導電載件共同承載並且形成電性連接，並且每一第二發光二極體晶粒分別對應一第一發光二極體晶粒；進一步包括另一第一封裝層以封裝包覆該等第二發光二極體晶粒。
  7. 如請求項1所述之具有散熱結構的LED燈絲，其中數個相間隔的導電載件的任一側分別向外形成有至少一支部，該支部包括有： 複數第三發光二極體晶粒； 複數第二導電載件，其分別為一金屬薄片，該等第二導電載件呈間隔設置，每一第三發光二極體晶粒由兩相鄰的第二導電載件共同承載並且形成電性連接，以構成一長條狀； 一第二封裝層，其呈透光並包覆該等第三發光二極體晶粒及該等第二導電載件，其中該等第二導電載件任一側分別外露出該封裝層。
  8. 一種LED燈泡，其包括： 一發光二極體燈絲，其包括複數發光二極體晶粒、複數導電載件、一上封裝層及一下封裝層； 複數導電載件，其分別為一金屬薄片，該等導電載件呈間隔設置，每一發光二極體晶粒由兩相鄰的導電載件共同承載並且形成電性連接，以構成一長條狀； 一封裝層，其呈透光並包覆該等發光二極體晶粒及該等導電載件，其中該等導電載件的任一側分別外露出該封裝層； 一燈頭，其具有一第一連接部及一第二連接部，該第一連接部及該第二連接部係分別電連接該發光二極體燈絲相對兩端的導電載件； 一絕緣燈座，其設於該燈頭的頂部，該絕緣燈座的頂部形成一支架，該發光二極體燈絲係環繞設置於該支架上； 複數固定件，其一端設於該發光二極體燈絲上，該等固定件的另一端固定於該支架上； 一燈罩，其罩設於該燈頭的頂部上，該燈罩具有一容置空間，以容置該絕緣燈座、該等固定件及該發光二極體燈絲。
  9. 如請求項8所述之LED燈泡，其中該絕緣燈座係由一玻璃材質所構成，並且該支架係呈T型，該發光二極體燈絲係呈螺旋狀的環繞設置於該支架頂部的外側。
  10. 如請求項8或9所述之LED燈泡，其中該發光二極體燈絲的數個相間隔的導電載件的任一側分別向外延伸形成一支撐部，該等支撐部分別頂撐固定於該支架的頂端。
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