TWI251350B - LED lamp - Google Patents

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TWI251350B
TWI251350B TW090116693A TW90116693A TWI251350B TW I251350 B TWI251350 B TW I251350B TW 090116693 A TW090116693 A TW 090116693A TW 90116693 A TW90116693 A TW 90116693A TW I251350 B TWI251350 B TW I251350B
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light
emitting diode
bulb
diode bulb
curved
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TW090116693A
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Balu Jeganathan
John Albert Montagnat
Original Assignee
Lednium Pty Ltd
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Description

1251350 A7 ___B7____ 五、發明說明（丨） 發明所屬之技術領域 本發明係關於一種發光二極體燈泡。 先前技術 美國專利第5 9 9 8 9 2 5號係揭示一種發光裝置， 其包含一嵌入透明球狀內的半導體發光層。一螢光材料覆 蓋住該半導體層以接收發出之光線以用於發出不同波長， 亦即預設顏色之光線。 爲增加燈光輸出之強度，可加入例如美國專利5 2 8 9 0 8 2號揭示的額外之半導體裝置，其揭示一種具有複 數個安裝於半透明主體上之半導體晶片的發光二極體燈泡 。每個晶片發出分離之光線圖案，然而，若希望由該燈泡 發出之光具有從單一類點光源發出之外觀時，則該晶片係 不需要的。在美國專利第5 2 8 9 0 8 2號中，該分離燈 光輸出係藉由特定之主體成形結合並聚焦以產生具有所需 之照明圖案的整體燈光輸出。 英國專利第2 3 1 1 1 2 6號係揭示一種相當大型之 光源，其包含個別安裝之發光二極體之陣列，其似乎具有 各自固定至平面導體之引線。該二極體係藉由用以聚焦從 陣列而來之光線的透鏡而被封裝。 發明內容 本發明在於提供另一種形式之發光二極體燈泡，其可 藉由使用複數個發光二極體而提供高亮度輸出，且同時維 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----------•裝--------訂---------#. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1251350 ____B7____ 五、發明說明) 持大致上點光源照明之外觀。 本發明係提供一種發光二極體燈泡，其包含： 複數個彎曲導體；以及 複數個半導體發光接面，安裝於該彎曲導體上， 藉以採用三維陣列之形式，每一該接面係電性連接至其安 裝於上之該導體，並電性連接至另一導體； 藉此，當電流供應至該彎曲導體時，該接面發出光線 ，該光線係具有點光源照明之外觀。 本發明亦提供一種發光二極體燈泡，包含一或更多個 彎曲導體，至少四個凹洞係形成於該一或更多個彎曲導體 之中，其係排列成藉以採用三維陣列，其中該一或更多個 彎曲導體之每一個係包含該至少四個凹洞至少其中一個， 發光接面係安裝於形成於該一或更多個彎曲導體之中之該 至少四個凹洞中。 如本發明之一實施例，係提供一種燈泡，其包含複數 個具有螢光材料之共同層放置於上面的半導體發光接面。 該螢光材料之共同層可作爲接收從鄰近接面而來之光 線並以分散之方式傳播該光線，故所產生之光線對肉眼而 言似乎係從單一點光源而來。此外，能在單一步驟中將該 層施加於接面上，且因此與需要使用光罩及蝕刻之額外步 驟分別建構或製造以形成分離晶片的美國專利第5 2 8 9 0 8 2號相比較，可大幅地簡化用於製造該燈泡之製程。 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- 广請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1251350 B7 五、發明說明（j ) 該燈泡最好係包含一球狀部分，且該接面係嵌入該球 狀部分內，以使得該燈泡形成單體結構。 該至少一個彎曲導體最好係建構成該接面大致排列在 虛構球狀表面上。 該燈泡最好係包含至少在鄰近接面之上的螢光材料之 共同層。 該導體之曲面構造以及，特別是，排列在大致上球狀 虛構表面之接面提供之優點爲，由該燈泡產生之整體光線 將顯露成從大致上單一微小球狀或點光源產生。 該至少一個彎曲導體最好係包含用於容納其中一個各 自接面的凹洞。 該凹洞最好係具有作爲用於控制光線發射之方向及/ 或發散之角度之光導的側壁。 該燈泡最好係包含一球狀部分，且該接面及該至少一 個彎曲導體係嵌入該球狀部分內，以使得該燈泡形成單體 結構。 該燈泡最好係包含用以安裝在該球狀部分之一透鏡， 並裝配成將從球狀部分發出之光線成形成一預設圖案。 實施方式 如圖1所示之燈泡1係包含具有一圓柱形基座3以及 用以增強該燈泡在軸向方向之照明輸出之一拋物線形末端 4的一球狀部分2。該燈泡亦包含第一及第二終端，其最 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1251350 A7 B7 公稱尺寸 光線顏色 球狀部分顏色 光線強度 出大於5 0 〇毫燭光 五、發明說明（ 好係具有嵌進該球狀部分2內部之導體5、6的形式。該 引線5係具有一安裝積體電路晶片8的一支撐平臺7。在 示範實施例中，該晶片係包含兩個接面，其基本上係彼此 相鄰地放置，故例如磷光體層之螢光材料共同層可施加於 該兩個接面之上。中間導體9至1 2電性連接該接面至其 各自之終端5、6，使得發光二極體接面1 4、1 5係極 性相反地放置，如圖3之電路圖所示。一電阻元件1 6係 設置在一較遠之導體13(連接中間導體11及12)以 及該引線5之間。 該導體5、6、中間導體9至1 3及晶片8皆係嵌入 於該球狀部分2內，故該燈泡係形成一種堅固之單體結構 。當與習知發光二極體配置之情況相比較時，該接面之相 反極性係容許燈泡無需考慮極性地連接至一電源。使用對 每個接面共有之單一磷光體層亦簡化製程並提供一種美學 之優點，因爲從任一接面而來之光線被認爲係從單一來源 所產生。 在該發光二極體燈泡之較佳形式中，可應用以下之規 格： 直徑9·5毫米 白色 透明 超高亮度 在2 0毫安培下典型之光線輸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂— 1251350 A7 B7 五、發明說明 保證壽命 一 3 0，0 0 0 小時 聚焦 一 典型爲半角1 5 ° 基座型式 - 能與楔形燈泡交換 引線尺寸 - 公稱6毫米之外部基座楔形 供應電壓 - 公稱12伏特{大於11· 且小於14伏特之交流或直流} 順向電流 毫安培 順向電壓 典型）最高4 · 0 逆向電壓 功率散逸 特 逆向電流 在1 2伏特下2 0 + 8/— 3 在2 0毫安培下最低3 . 6 ( 最低5伏特 發光二極體接面 1 2 0毫瓦 電阻 1 7 0毫瓦特 在5伏特下最大5 0 X 1 CT3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂— 毫安培 #· 內部電阻 一公稱430歐姆 但應瞭解到，該燈泡任何零件之尺寸構造及操作參數 能如所需變化，且亦可增加發光二極體接面之數目以滿足 照明需求。 現在參考圖4至圖8說明一第二燈泡2 0。設置第一 及第二終端2 1及2 2，以導體2 3、2 4之形式嵌入一 球狀部分2 5，連同額外之導體2 6、2 7，如此該燈泡 2 0之構造大致上係類似圖1至圖3之構造。每個導體2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1251350 ______B7___ 五、發明說明（L ) 3、2 6及2 7係具有一各自之凹洞2 8，以描繪出用以 接收由元件符號2 9、3 0、3 1標示之聯合接面的支撐 結構。該接面係由一磷光體3 5之共同層所覆蓋，且電性 連接在其各自安裝的導體2 3、2 6、2 7以及經由中間 導體3 2、3 3、3 4的鄰接導體之間。在所示之範例中 ，該接面係串聯，如圖5之電路圖所示。 所有導體2 3、2 4、2 6、2 7最好係形成在圖6 所示之二維引線架結構4 0中，以提供在施加該磷光體層 3 5之後將該接面2 9、3 0、3 1直接定位在該球狀部 分2 5內的製造容易性以及可靠性。從圖6及圖7兩圖中 可看出，接面2 9、3 0、3 1大致上係排列成線性陣列 ，且該導體2 3、2 7係突出在該導體2 6之上方，使得 由接面產生之整體照明將在軸上稍微增加，如圖8之曲線 A所示。 亦可提供該燈泡2 0—安裝至該球狀部分2 5之透鏡 4 1，並成形以修正由該燈泡產生之光線，以產生例如由 圖8之曲線B所示之照明圖案，藉此該輸出照明可更均勻 地分佈。 現在參考圖9至圖1 6，係顯示一第三燈泡5 0。同 樣地，複數個導體5 1、5 2、5 3及5 4係嵌入一單體 球狀部分5 5內以及其發光接面5 6安裝在各自之凹洞5 7並由一螢光材料5 9之共同層覆蓋，如此該燈泡5 0大 致上係類似前述之燈泡構造。每個接面同樣電性連接至其 安裝之各自之導體以及經由中間導體5 8之鄰接導體，以 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂--- # 1251350 A7 ___ B7 五、發明說明（j ) 形成圖1 0所示之電路圖。在此範例中，每個導體5 1至 5 4係裝載三個接面5 6。 該導體5 1至5 4在該球狀部分5 5內部彎曲，以支 撐該接面在例如球狀之虛構曲面上，且以此方式，由燈泡 5 0產生之照明將具有從微小而大致上類球狀點光源發出 的外觀。亦可設置一透鏡6 0以用於變更接面之輸出，以 產生例如圖1 6之曲線C所表示的更均勻分佈之圖案，其 係從該燈泡5 0之平面圖觀察之照明輸出，亦即，在從如 觀看圖9之相同方向觀看燈泡時。 除了藉由使用該透鏡6 0變更光線輸出之外，亦可將 該導體配置成任何所欲之構造，而該凹洞5 7之構造亦可 用以輔助控制從各種接面發出之光線的方向性輸出。具體 地說，每個凹洞之構造可能係使得凹洞側壁作爲光導，以 控制從每個接面發出之光線的方向及/或發散角度。 更具體地說，每個凹洞之形狀及其對於從接面而來之 光線輸出的影響現在將參考圖14及圖15而更詳細地說 明之，該圖係分別顯示沿著圖1 1及圖1 2所示之直線X 一 X及Y — Y擷取之相關導體的橫剖面圖。 包含發光二極體接面之凹洞5 7係放置且成形在該導 體5 1、5 2、5 3上，故從該凹洞發出之光束可在該燈 泡5 0外部之自由空間結合成預設之圖案，該預設之圖案 係由以下所決定：標示爲~ R /的虛構部分球狀表面半徑 、標示爲~ r /的從凹洞之發光二極體接面至凹洞側邊之 虛構延伸之交點之距離、以及該燈泡5 0之中心線6 1及 9 -----------·裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1251350 A7 ___B7____ 五、發明說明（^ ) 通過垂直任何其它發光二極體接面之中心線6 2之間的角 度、A〜 虛構球狀表面之半徑~ R >係中心線交點至凹洞內發 光二極體接面的距離。凹洞側邊之間的角度係決定~ r / 之數値。 在~ r /等於或大於~ R /的限制情況中，從每個發 光二極體接面而來之光線將藉由凹洞成形爲不相交的光束 ，不論角度、A >之數値大小爲何。對於、r >小於、R >的所有數値而言，可能將從每個發光二極體接面而來之 光束碰到從鄰近發光二極體接面而來之光束邊緣。在此範 例中，將可藉由R/r之比値以及角度~ A /之數値決定 正確之位置。 從上文可瞭解到，本發明係提供相當大之範圍以用於 獲得使用接面二極體之光源，其具有各種預設之輸出照明 圖案且同時維持大致上簡單之構造。一種特別之優點係該 各種接面爲小尺寸並可配置成產生被肉眼認爲係從單一點 光源發出之光線輸出。 已藉由非限定之範例說明上述之發光二極體燈泡，並 於不違離如上述之本發明之精神及範圍下可對其進行各種 修改及變動。 圖式簡單說明 將參考圖式而更詳細地說明本發明，其中： 圖1係一種發光二極體燈泡的側視圖； 請 先 閱 讀 背 面
I
頁 訂 ▲ 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1251350 _B7_ 五、發明說明（7 ) 圖2係圖1之燈泡的平面圖； 圖3係用於圖1及圖2之燈泡的電路圖； (.請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4係第二種發光二極體燈泡的槪要橫剖面圖； 圖5係圖4之燈泡的電路圖； 圖6係圖4之燈泡的橫剖面圖； 圖7係圖4之燈泡的平面圖； 圖8係圖4至圖7之燈泡之照明圖案的圖示； 圖9係第三種燈泡的平面圖； 圖10係用於圖9之燈泡的電路圖； 圖11係圖9之燈泡的前視圖； 圖1 2係圖9之燈泡的側視圖； 圖13係用於安裝在圖9之燈泡之透鏡的側視圖； 圖1 4係沿著圖1 1所示之直線X - X擷取的橫剖面 圖； 圖15係沿著圖12所示之直線Y-Y擷取的橫剖面 圖；以及， 圖16係藉由圖9至圖12之燈泡所產生之照明圖案 的圖示。 元件符號說明 1···燈泡 2···球狀部分 3···圓柱形基座 4···拋物線形末端 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1251350 A7 B7 五、發明說明 5 6 7 8 9 1〇 11 12 13 14 15 16 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3〇
D 導體 導體 支撐平臺 積體電路晶片 中間導體 中間導體 中間導體 中間導體 中間導體 發光二極體接面 發光二極體接面 電阻元件 第二燈泡 第一終端 第二終端 導體 導體 球狀部分 導體 導體 凹洞 接面 接面 接面 12 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1251350 五、發明說明（/f 3 2·· 3 3·· 3 4·· 3 5·· 4 0·· 4 1·· 5 0·· 5 1·· 5 2·· 5 3·· 5 4·· 5 5·· 5 6·· 5 7·· 5 8·· 5 9·· 6 0·· 6 1·· 6 2·· 中間導體 中間導體 中間導體 磷光體層 二維引線架結構 透鏡 第三燈泡 導體 導體 導體 導體 球狀部分 接面 凹洞 中間導體 螢光材料 透鏡 中心線 •中心線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 358855 ABCD 1251350 六、申請專利範圍 1 .一種發光二極體燈泡，包含； 複數個彎曲導體；以及 複數個半導體發光接面，安裝於該彎曲導體上， 藉以採用三維陣列之形式，每一該接面係電性連接至其安 裝於上之該導體，並電性連接至另一導體； 藉此，當電流供應至該彎曲導體時，該接面發出 光線，該光線係具有點光源照明之外觀。 2 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體燈泡，其中 ，該燈泡係包含一球狀部分，且該接面係嵌入該球狀部分 內，以使得該燈泡形成一單體結構。 3 ·如申請專利範圍第2項之發光二極體燈泡，其中 ’該等彎曲導體係建構成該接面大致排列在一虛構球狀表 面上。 4 ·如申請專利範圍第1或2項之發光二極體燈泡， 其中，該燈泡係包含至少在鄰近接面之上的一螢光材料之 共同層。 5 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體燈泡，其中 ’該等彎曲導體係包含用於容納各自接面的各自凹洞。 6 ·如申請專利範圍第5項之發光二極體燈泡，其中 ’該等凹洞每一個係具有作爲用於控制光線發射之方向及 /或發散之角度之光導的側壁。 7·如申請專利範圍第2項之發光二極體燈泡，其中 ，該燈泡係包含一用以安裝在該球狀部分之透鏡，並配置 成將從該球狀部分發出之光線成形爲一預設圖案。 .…….............11¾. (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） / AHB8C8D8 1251350 六、申請專利範圍 8 · —種發光二極體燈泡，包含一或更多個彎曲導體 ’至少四個凹洞係形成於該一或更多個彎曲導體之中，其 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 係排列成藉以採用三維陣列，其中該一或更多個彎曲導體 之每一個係包含該至少四個凹洞至少其中一個，發光接面 係安裝於形成於該一或更多個彎曲導體之中之該至少四個 凹洞中。 9 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡，其中 ’該發光接面排列成大致在一虛構球狀表面上。 1 〇 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡，其 中，該等凹洞係具有做爲一光導的側壁，用於控制光線發 射之方向及發散之角度至少其中之一。 ^9. 1 1 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡，其 中，該燈泡係包含一球狀部分，且該發光接面及該一或更 多個彎曲導體係嵌入該球狀部分內，以使得該燈泡形成一 單體結構。 12·如申請專利範圍第11項之發光二極體燈泡， 其中，該燈泡係包含一用以安裝在該球狀部分之透鏡，並 配置成將從該球狀部分發出之光線成形爲一預設圖案。 1 3 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡，其 中，該一或更多個彎曲導體具有各別彎曲導電表面且該至 少四個凹洞係形成於其中。 1 4 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡，其 中，該一或更多個彎曲導體包含用於容納該各自發光二極 體接面之凹洞。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格(210 x 297公釐） 又 1251350 錯 C8 D8 ^ - 六、申請專利範圍 1 5 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡，其 中，該發光接面具有一配置於其上之螢光材料之共同層。 1 6 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡，其 中，該發光二極體燈泡包含一至少於鄰接接面上之螢光材 料之共同層。 1 7 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡，其 中，該凹洞以及接面係配置成使由該發光二極體燈泡所放 射之光線顯現出係由一點源所發出。 .1 8 ·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡’其 中，至少二個凹洞係形成於該一或更多個彎曲導體之每一 個之中。 19·如申請專利範圍第8項之發光二極體燈泡’其 中，該發光接面之每一個係電氣連接至該一或更多個彎曲 導體之對應之一個以及連接至另一個導體。 2 0 .如申請專利範圍第8項之發光二極體燈、泡’其 中，該發光接面係集合成群，藉以形成電氣串聯2#光^妾 面群組。 2 1 ·如申請專利範圍第8至2 0項其中任何一項之 發光二極體燈泡，其中，該發光二極體燈泡包含複數個彎 曲導體。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項之發光二極體燈泡’ 其中，該發光二極體燈泡包含至少三個彎曲導體。 2 3 ·如申請專利範圍第2 1項之發光二極體燈 泡，其中，該發光接面之每一個係電氣連接至該複數個彎 ……...............…… (，請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、1Τ·_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公愛） 3 :29 00899 ABCD 1251350 六、申請專利範圍 曲導體之對應之一個以及連接至該複數個彎曲導體之相鄰 之一個。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格(210 X 297公釐）么 (讀先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁)
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