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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Taiwan
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bulb
diode bulb
curved
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TW090116693A
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English (en)
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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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