TW201723379A

TW201723379A - 發光二極體燈絲燈泡的構造

Info

Publication number: TW201723379A
Application number: TW104144769A
Authority: TW
Inventors: Chung-Ping Lai
Original assignee: Bgt Mat Ltd
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2017-07-01

Abstract

一種發光二極體燈絲燈泡的構造，包括：燈頭，透明燈殼和至少一發光二極體燈絲，燈頭內可連接外部電源用以提供驅動發光二極體燈絲的驅動電力，其中燈頭設置有燈絲支架與驅動電力電性連接，燈絲支架包括二金屬支架，發光二極體燈絲的二個電極引腳分別與二金屬支架電性連接形成驅動迴路，其中二金屬支架的表面塗佈含有石墨烯(graphene)或氮化硼(BN)或其他導熱陶瓷粉體的塗料形成一散熱及黑體輻射層；透過金屬支架以及石墨烯或氮化硼或其他導熱陶瓷粉體的片狀結構可以增加燈絲支架的導熱性及散熱及熱輻射面積，促進透明燈殼內部氣體的熱對流以及提高熱輻射能力，改進發光二極體燈絲燈泡的散熱及熱輻射效果。

Description

發光二極體燈絲燈泡的構造

本發明涉及一種燈泡的構造，特別是一種發光二極體燈絲燈泡的構造，可以改進發光二極體燈絲燈泡的散熱及黑體輻射層效果。

發光二極體照明技術是指利用發光二極體(light-emitting diode,LED)作為照明光源的技術，近年來，由於發光二極體製造技術的大幅進步，特別是高功率、高亮度的白光發光二極體已成功的開發完成，基於綠能與環保的理想，許多採用發光二極體作為發光元件的發光二極體燈泡(LED bulb)已大量地上市，其中包括用於照明的發光二極體燈泡、使用發光二極體的小夜燈、發光二極體廣告看板等等各種使用發光二極體作為主要發光元件的照明裝置或是發光設備。

由於發光二極體的優異特性，已有廠商以發光二極體製成發光二極體燈絲並封裝入透明燈泡，用以取代傳統的白熾燈泡；發光二極體燈絲燈泡所使用的發光二極體燈絲，一般是使用透明基板，例如玻璃基板或是藍寶石基板，在透明基板的一側表面黏結數個發光二極體晶粒，再通過打線和塗佈螢光膠的製程而成為一種發光二極體燈絲，習知的發光二極體燈絲燈燈泡採用細長燈絲的設計理念，並且在玻璃泡中使用了數個發光二極體燈絲，進而和白熾燈相同地提供360度發光，但是性能更超過白熾燈。

習知發光二極體燈絲燈泡產生的熱量主要來自發光二極體，習知發光二極體燈絲燈泡主要係透過熱傳導、熱對流和輻射的方式散熱，其中發光二極體燈絲燈泡中用以支撐發光二極體燈絲的燈芯支架係採用玻璃製造，熱傳導能力不佳，發光二極體產生的大部份熱量需要通過熱輻射以及透明燈殼內的填充氣體傳遞至透明燈殼，再藉由外部空氣和透明燈殼接觸而產生的熱對流進行散熱。因此，發光二極體燈絲燈泡比傳統的白熾燈泡雖然有更佳的發光性能表現，但是發光二極體燈絲燈泡的散熱及熱輻射效果欠佳的問題仍需要進一步地改良。

本發明的目的在提出一種發光二極體燈絲燈泡的構造，用以改進發光二極體燈絲燈泡的散熱及熱輻射效果。

為達上述目的，本發明提出之發光二極體燈絲燈泡的構造的一實施例，包括：燈頭，透明燈殼、至少一燈絲支架和至少一發光二極體燈絲，燈頭可電性連接於一外部電源用以提供驅動發光二極體燈絲的驅動電力，其中燈絲支架包括二金屬支架，二金屬支架各別電性連接於燈頭的不同極性的電源端子用以傳遞驅動電力，發光二極體燈絲的二個電極引腳分別與二金屬支架電性連接形成驅動迴路，其中二金屬支架的表面塗佈含有石墨烯(graphene)或氮化硼(BN)或其他導熱陶瓷粉體的塗料形成一散熱及黑體輻射層，發光二極體燈絲及燈絲支架被裝入透明燈殼之中，燈頭裝設於透明燈殼的開口並將開口密封使得透明燈殼形成密封狀態。

在本發明的一實施例，其中燈絲支架的金屬支架可為直條形和弧形其中的任一種。

在本發明的一實施例，其中包含一以上燈絲支架，任一燈絲支架的二金屬支架各別和燈頭的不同極性的電源端子電性連接。

在本發明的一實施例，其中發光二極體燈絲可為硬式發光二極體燈絲和軟式發光二極體燈絲其中的任一種及其組合。

在本發明的一實施例，其中發光二極體燈絲包含直線型的發光二極體燈絲和彎曲型的發光二極體燈絲其中的任一種及其組合。

在本發明的一實施例，其中包括數個並聯的發光二極體燈絲。

在本發明的一實施例，其中包括多並多串的發光二極體燈絲。

在本發明的一實施例，其中燈頭內設有一電源控制器，電源控制器電性連接於燈頭，用以將外部電源提供的電能轉換為驅動發光二極體燈絲的驅動電力。

在本發明的一實施例，其中軟式發光二極體燈絲的構造，包括：一金屬基板，在金屬基板的一側表面固定有數個發光二極體晶粒、一第一電極引腳和一第二電極引腳，其中發光二極體晶粒、第一電極引腳和第二電極引腳藉由一種含有石墨烯或六角氮化硼的固晶膠固定於金屬基板的一側表面，其中數個發光二極體晶粒藉由一金屬導線以串聯的方式電性連接於第一電極引腳和第二電極引腳，一螢光膠將發光二極體晶粒封裝於其中並露出第一電極引腳和第二電極引腳，在金屬基板的相對另一側表面塗佈含有石墨烯或氮化硼(BN)的塗料形成一散熱及黑體輻射層。

因此，由上述的技術內容可以瞭解，本發明透過金屬支架以及散熱及黑體輻射層中含有的石墨烯或氮化硼的片狀結構可以增加燈絲支架的導熱性及散熱及熱輻射面積，具有促進透明燈殼內部氣體的熱對流以及提高熱輻射的功效，進而改進發光二極體燈絲燈泡的散熱及熱輻射效果。

有關本發明的具體實施方式及其技術特點和功效，下文將配合圖式說明如下。

10‧‧‧燈頭

11‧‧‧燈芯座

20‧‧‧透明燈殼

21‧‧‧開口

30‧‧‧發光二極體燈絲

31‧‧‧第一電極引腳

32‧‧‧第二電極引腳

40‧‧‧燈絲支架

41、42‧‧‧金屬支架

43‧‧‧散熱及黑體輻射層

50‧‧‧電源控制器

51‧‧‧正極電源端子

52‧‧‧負極電源端子

60‧‧‧金屬基板

61‧‧‧發光二極體晶粒

62‧‧‧散熱及黑體輻射層

63‧‧‧固晶膠

64‧‧‧金屬導線

65‧‧‧螢光膠

70‧‧‧絕緣固晶膠

S‧‧‧燈絲組

第1圖，為本發明發光二極體燈絲燈泡的構造的一實施例構造圖。

第2圖，為本發明發光二極體燈絲燈泡的構造的另一實施例的部分構造圖，繪示發光二極體燈絲在燈絲燈架的另一種配置方式。

第3圖，為本發明發光二極體燈絲燈泡的構造的另一實施例的部分構造圖，繪示發光二極體燈絲在燈絲燈架的另一種配置方式。

第4圖，為本發明發光二極體燈絲燈泡的構造的另一實施例的部分構造圖，繪示發光二極體燈絲在燈絲燈架的另一種配置方式。

第5圖，為本發明發光二極體燈絲燈泡的構造的另一實施例的部分構造圖，繪示軟式發光二極體燈絲在燈絲燈架的一種配置方式。

第6圖，為第5圖繪示之軟式發光二極體燈絲的斷面構造圖。

第7圖，為第5圖繪示之軟式發光二極體燈絲和金屬支架電性連接的斷面構造圖。

第8圖，為本發明發光二極體燈絲燈泡的構造的另一實施例的部分構造圖，繪示軟式發光二極體燈絲和弧形金屬支架的構造。

第9圖，為本發明發光二極體燈絲燈泡的構造的另一實施例的部分構造圖，繪示硬式發光二極體燈絲、軟式發光二極體燈絲和弧形金屬支架的構造。

首先請參閱第1圖，為本發明發光二極體燈絲燈泡的構造的一實施例構造圖；其中揭露的發光二極體燈絲燈泡的構造，包括：一燈頭10、一透明燈殼20、至少一燈絲支架40和至少一發光二極體燈絲30。

其中燈頭10可電性連接於一外部電源用以提供驅動發光二極體燈絲30的驅動電力，在本發明的一實施例，燈頭10的型式包括但不限於螺旋式燈頭、插入式燈頭和接頭式燈頭其中之任一種；其中螺旋式燈頭(如第1圖所繪示之燈頭10)，即為目前型號以英文字母E為開頭者(例如E22、E26和E27)；插入式燈頭，即為目前型號以英文字母G為開頭者(例如GU10)，以及接頭式燈頭，即為目前型號以英文字母B為開頭者。一般而言，發光二極體燈絲30係由直流驅動電力驅動而點亮，其中一種實施方式，直流驅動電力可以直接由外部電源提供，例如將燈頭10安裝於連接直流電源的燈座；在另一種實施方式，是由燈頭10將外部電源(例如交流電源)轉換為直流驅動電力，如第1圖所繪示的一實施例，燈頭10內設有一電源控制器50，電源控制器50電性連接於燈頭10，電源控制器50基本上係為一種發光二極體的驅動電路，這種驅動電路的輸入側通過燈頭10電性連接交流電源，驅動電路的輸出側包括正極電源端子51和負極電源端子52兩種不同極性的電源端子用以輸出直流驅動電力，因此電源控制器50可以將外部電源提供的電能轉換為驅動發光二極體燈絲30的驅動電力，例如將燈頭10安裝於連接交流電源的燈座，透過電源控制器50將交流電源提供的電能轉換為驅動發光二極體燈絲30的直流驅動電力。

其中透明燈殼20是一種具有一開口21而且透光的中空殼體，一般而言，透明燈殼20係由玻璃製造，發光二極體燈絲30及燈絲支架40可從透明燈殼20的開口21被裝入透明燈殼20之中，在透明燈殼20的內部注入填充氣體(通常為氮或者是其他惰性混和氣)之後，藉由燈頭10將開口21密封使得透明燈殼20形成密封狀態。

其中燈絲支架40包括二金屬支架41和42，二金屬支架41和42各別電性連接於燈頭10的不同極性的電源端子用以傳遞驅動電力，二金屬支架41和42各別電性連接於燈頭10的直流驅動電力的正極電源端子51和負極電源端子52；其中一種實施方式如第1圖所繪示，燈頭10具有玻璃製的一燈芯座11，二金屬支架41和42的底端固設於燈芯座11，二金屬支架41和42的底端穿過燈芯座11之後各別電性連接於直電源控制器50的正極電源端子51和負極電源端子52。

發光二極體燈絲30具有一第一電極引腳31和一第二電極引腳32，第一電極引腳31和第二電極引腳32分別與二金屬支架41和42電性連接形成驅動迴路，在本發明的一實施例，發光二極體燈絲30的第一電極引腳31和第二電極引腳32可利用焊錫直接焊接於金屬支架41和42的一側表面，藉由二金屬支架41和42傳遞的直流驅動電力就能驅動發光二極體燈絲30點亮；請參閱第7圖，在本發明的一實施例，其中二金屬支架41和42的表面塗佈含有石墨烯(graphene)或氮化硼(bn)或其他導熱陶瓷粉體的塗料形成一散熱及黑體輻射層43，較佳地，係在二金屬支架41和42分別焊接有第一電極引腳31和第二電極引腳32的相對另一側表面塗佈散熱及黑體輻射層43，當發光二極體燈絲30產生的部分熱量透過第一電極引腳31和第二電極引腳32傳遞至二金屬支架41和42，透過散熱及黑體輻射層43中含有的石墨烯或氮化硼(BN)或其他導熱陶瓷粉體的片狀結構可以增加二金屬支架41和42的導熱性及散熱及熱輻射面積，另一方面，由於石墨烯或氮化硼或其他導熱陶瓷粉體的優異熱輻射能力，也可提高二金屬支架41和42與透明燈殼20內部之填充氣體的熱交換，具有促進填充氣體的熱對流效果，進而改進發光二極體燈絲燈泡的散熱及熱輻射效果。

在本發明的一實施例，其中發光二極體燈絲30可為硬式發光二極體燈絲和軟式發光二極體燈絲其中的任一種及其組合，其中硬式發光二極體燈絲是一種無法彎曲的發光二極體燈絲，也可以是一種直線型的發光二極體燈絲，例如使用玻璃基板或藍寶石基板製造的發光二極體燈絲30即屬之；其中軟式發光二極體燈絲如第5圖所示是一種可以彎曲成為弧形的發光二極體燈絲30。如第9圖繪示的一實施例，其中的發光二極體燈絲30包含了不可彎曲的硬式發光二極體燈絲以及可彎曲的軟式發光二極體燈絲。

在本發明的一實施例，其中軟式發光二極體燈絲的構造如第6圖所繪示，包括：一金屬基板60，在金屬基板60的一側表面固定有數個發光二極體晶粒61、一第一電極引腳31和一第二電極引腳32，其中發光二極體晶粒61、第一電極引腳31和第二電極引腳32藉由一種含有石墨烯或氮化硼的固晶膠63固定於金屬基板60的一側表面，其中數個發光二極體晶粒61藉由一金屬導線64以串聯的方式電性連接於第一電極引腳31和第二電極引腳32，其中金屬導線64可以透過現有的打線製程完成，另有一螢光膠65將全部的發光二極體晶61粒封裝於其中並露出第一電極引腳31和第二電極引腳32，在金屬基板60的相對另一側表面塗佈含有石墨烯或氮化硼或其他導熱陶瓷粉體的塗料形成一散熱及黑體輻射層62。如第7圖所示一實施例，這種採用金屬基板60的軟式發光二極體燈絲可先利用具有電絕緣性的絕緣固晶膠70固定於二金屬支架41和42的一側表面，以免金屬基板60在二金屬支架41和42之間形成短路迴路。

在本發明的實施例中，發光二極體燈絲30以及燈絲支架40的配置方式包含數種實施例構造，下文配合圖式說明如后。

如第1圖所示，其中包括數個並列的發光二極體燈絲30，這些發光二極體燈絲30以並聯的關係電性連接於同一燈絲支架40的二金屬支架41和42。

請參閱第2圖，為本發明的另一實施例的部分構造圖，繪示發光二極體燈絲30在燈絲燈架40的另一種配置方式；其中包括數個發光二極體燈絲30，這些發光二極體燈絲30分別配置在二金屬支架41和42構成之一平面的相對兩側，同一側的數個發光二極體燈絲30以並聯的關係電性連接於同一燈絲支架40的二金屬支架41和42，而且在二金屬支架41和42構成之一平面的相對兩側的發光二極體燈絲30互相交叉配置，可以增加在單一透明燈殼20中的發光二極體燈絲30的數量以提高發光二極體燈絲燈泡的流明數(lux)。在另一種實施例，本發明發光二極體燈絲燈泡包括了一以上的燈絲支架40，如第3圖繪示的實施例，其中包括了二個燈絲支架40和40a，任一燈絲支架的二金屬支架41和42各別和燈頭10的不同極性的正極電源端子51和負極電源端子52電性連接。

請參閱第4圖，其中繪示了一種多並多串的配置方式，如第4圖所示，其中包括數個並聯的關係電性連接於同一燈絲支架40的二金屬支架41和42的燈絲組S，其中每一個燈絲組S包括二個串聯之發光二極體燈絲30。

在本發明的一實施例，其中燈絲支架40的二金屬支架41和42可為直條形和弧形其中的任一種，其中弧形的二金屬支架41和42的實施例如第8圖及第9圖所示。

雖然本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。