TWI467111B - 發光二極體燈具 - Google Patents

Description

發光二極體燈具

本發明是有關於一種燈具，且特別是有關於一種發光二極體燈具。

發光二極體(Light-Emitting Diode)屬於半導體元件，其發光晶片之材料主要使用Ⅲ-V族化學元素之化合物，例如磷化鎵(GaP)或砷化鎵(GaAs)，而其發光原理是將電能轉換為光能。詳細而言，發光二極體藉由對化合物半導體施加電流，以透過電子與電洞的結合將過剩的能量以光的形式釋出。由於發光二極體的發光現象不是藉由加熱發光或放電發光，因此發光二極體的壽命長達十萬小時以上。此外，發光二極體更具有反應速度快、體積小、省電、低污染、高可靠度、適合量產等優點，所以發光二極體應用的領域十分廣泛，如大型看板、交通號誌燈、手機、掃描器、傳真機之光源以及發光二極體燈具等。

以發光二極體燈具而言，為了避免發光二極體發光時產生過熱的現象，可配置散熱元件。在習知的結構設計中，會以卡勾或是黏膠以結合散熱元件與發光二極體燈具之金屬燈頭的絕緣結構。然而，上述之接合方式受限於卡勾扣合的干涉量或是黏膠的品質，因此發光二極體燈具的整體結構易有脫落之風險。此外，發光二極體燈具的電路模組與金屬燈頭之電性連接通常採用電線連接，如此亦增加組 裝工時。

本發明提供一種發光二極體燈具，其整體結構較為穩固，且具有較簡單的組裝方式以及較少的零件數量。

本發明提出一種發光二極體燈具，包括一功能性元件、一電路模組、一電極、一燈頭與複數個第一端子。功能性元件具有一散熱部與一連接部，其中散熱部與連接部為一體成型。散熱部具有一容置開口，且連接部具有連通容置開口的複數個第一貫孔。電路模組配置於容置開口內。電極鄰近連接部。燈頭配置於功能性元件與電極之間，且燈頭與連接部組裝。這些第一端子嵌入至第一貫孔內，其中這些第一端子的其中之一接觸電極，以電性連接電極與電路模組，且這些第一端子的其中之另一接觸燈頭，以電性連接燈頭與電路模組。

在本發明之一實施例中，上述之功能性元件的材料為一非導電材料，其中此非導電材料包括一導熱塑膠或一聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)。

在本發明之一實施例中，發光二極體燈具更包括複數個第二端子，且電路模組包括一電路板、複數個發光二極體與一驅動電路。電路板配置於這些第二端子與驅動電路之間。這些發光二極體環繞地配置於電路板的一表面上，以與電路板電性連接。驅動電路具有複數個第一導電部與複數個第二導電部。這些第一導電部嵌入至這些第一貫孔 內，以分別連接這些第一端子。這些第二導電部分別連接這些第二端子，以電性連接電路板與驅動電路。

在本發明之一實施例中，上述之各個第一導電部為一導電柱體，且各個第二導電部具有一開口，以將各個第二導電部分隔為複數個導電腳。第二端子嵌入至開口內，並被這些導電腳夾持。

在本發明之一實施例中，發光二極體燈具更包括一絕緣蓋體，其具有一第二容置開口。驅動電路配置於第二容置開口內。此外，絕緣蓋體更具有複數個散熱面，其配置於絕緣蓋體的外圍。這些散熱面彼此鄰接，且鄰接的各散熱面之間具有一稜線。

在本發明之一實施例中，上述之散熱部更具有複數個第一開口，其配置於散熱部的外圍。這些第一開口連通容置開口，並分隔出複數個鰭片。此外，散熱部更具有複數個第二開口。各個第二開口配置於各個鰭片上，且朝向容置開口延伸。

在本發明之一實施例中，發光二極體燈具更包括一透鏡，其配置於電路模組之上且組裝至散熱部。

本發明更提出一種發光二極體燈具，包括一電極、一功能性元件、一電路模組、一燈頭及二端子。功能性元件具有一大表面積範圍之散熱部以及一突出之連接部，其中功能性元件的材料為一非導電材料。電路模組配置於散熱部內，並具有至少一發光二極體。燈頭配置於功能性元件與電極之間，以容納連接部。二端子嵌入至連接部內，其 中二端子的其中之一接觸電極，以電性連接電極與電路模組。且二端子的其中之另一接觸燈頭，以電性連接燈頭與電路模組。

基於上述，本發明藉由功能性元件為一體成型，並將功能性元件直接地固定至燈頭上，因此可使整體結構更為穩固，並減少零件數量。此外，這些第一端子分別接觸電極與燈頭，可使電路模組電性連接電極與燈頭。藉此，可避免使用習知電線的連接，以節省組裝時間。此外，藉此鏤空式功能性元件的設計可提升熱對流效果，因此在功能性元件與電路模組接合後，依然可藉由對流方式將電路模組的熱散出。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之發光二極體燈具的立體圖。圖2A為圖1之發光二極體燈具的爆炸圖。圖2B為圖2A之發光二極體燈具於另一視角的爆炸圖。圖3為圖2A之發光二極體燈具沿A-A割面線於組合後的剖視圖。請參考圖1、圖2A、圖2B與圖3，在本實施例中，發光二極體燈具100包括一功能性元件110、一電路模組120、一電極130、一燈頭140(例如是一螺旋燈頭)與複數個第一端子150。功能性元件110具有一散熱部110b與一連接部110c，其中散熱部110b與連接部110c為一體成型。散熱 部110b具有一容置開口112，且連接部110c具有連通容置開口112的複數個第一貫孔114。電路模組120配置於容置開口112內。燈頭140配置於功能性元件110與電極130之間，且燈頭140與連接部110c組裝。這些第一端子150嵌入至第一貫孔114內，其中這些第一端子150的其中之一個接觸電極130，以電性連接電極130與電路模組120，且這些第一端子150的其中之另一個接觸燈頭140，以電性連接燈頭140與電路模組120。

詳細地說，本實施例的功能性元件110的材料為一非導電材料，且此非導電材料可包括一導熱塑膠或一PBT。因此，藉由散熱部110b與連接部110c採用一體成型的製造(例如為射出成型)，並將連接部110c與燈頭140組裝(例如為形變的壓合)，可使功能性元件110與燈頭140相互固定。藉此，可避免習知散熱元件與金屬燈頭的絕緣部分以卡勾的扣合或以黏膠的膠合產生脫落的風險，並提高功能性元件110與燈頭140之間的結合強度。此外，由於燈頭140可與功能性元件110組裝而直接地電性絕緣，因此可減少用於燈頭140與功能性元件110之間的絕緣零件，以節省發光二極體燈具100的組裝工時以及製造費用。再者，本實施例的發光二極體燈具100的電路模組120是經由這些第一端子150以電性連接燈頭140與電極130。因此，在組裝人員將第一端子150嵌入至連接部110c的第一貫孔114後，再將燈頭140與電極130固定至功能性元件110，這些第一端子150的搭接部152分別抵靠燈頭140 與電極130，可使電路模組120及燈頭140與電極130電性連接。藉此，可節省發光二極體燈具100的組裝時間，亦可避免使用習知電線連接方式而使得電路模組120產生雜訊而影響發光二極體燈具100的發光。

請參考圖2A與圖2B，本實施例的發光二極體燈具100更包括複數個第二端子160，且電路模組120包括一電路板122、複數個發光二極體124與一驅動電路126。電路板122配置於這些第二端子160與驅動電路126之間。這些發光二極體124環繞地配置於電路板122的一表面122a上，以與電路板122電性連接。驅動電路126具有複數個第一導電部126a與複數個第二導電部126b。這些第一導電部126a嵌入至這些第一貫孔114內，以分別連接這些第一端子150。這些第二導電部126b分別連接這些第二端子160，以電性連接電路板122與驅動電路126。進一步地說，當外部的交流電源透過電極130與燈頭140傳遞至驅動電路126時，此交流電源藉由第一導電部126a傳遞至驅動電路126內部，並將此交流電源轉換為直流電源。接著，透過第二導電部126b將直流電源提供至電路板122以驅動發光二極體124發射出光線。

承上述，各個第一導電部126a為一導電柱體，且各個第二導電部126b具有一開口126c，以將各個第二導電部126b分隔為複數個導電腳126d。第二端子160嵌入至開口126c內，並被這些導電腳126d夾持。藉此方式，可便於組裝人員的作業以將第一端子150與第二端子160電 性連接驅動電路126。

此外，電路板122具有複數個第一螺絲孔122b，且散熱部110b更具有複數個對應第一螺絲孔122b的第二螺絲孔110a，藉由複數個螺絲(未繪示)穿過第一螺絲孔122b與第二螺絲孔110a可將驅動電路126固定於電路板122及功能性元件110之間。

本實施例的發光二極體燈具100更包括一絕緣蓋體170，其具有一第二容置開口172。驅動電路126配置於第二容置開口172內。藉此配置，絕緣蓋體170可作為驅動電路126的絕緣媒介，以避免驅動電路126受到外界電荷影響。此外，絕緣蓋體170更具有複數個散熱面174，其配置於絕緣蓋體170的外圍。這些散熱面174彼此鄰接，且鄰接的各散熱面174之間具有一稜線174a。藉此，可加大絕緣蓋體170的散熱表面積，以使驅動電路126所產生的熱可經由這些散熱面174傳遞至外界。

請參考圖1、圖2A與圖2B，為了提高發光二極體燈具100的散熱效率，本實施例的散熱部110b更具有複數個第一開口116，其配置於散熱部110b的外圍。這些第一開口116朝向容置開口112延伸並連通容置開口112，以使功能性元件110為一鏤空式的結構，並藉由這些第一開口116分隔出複數個鰭片118。藉此，電路模組120所產生的熱可藉由這些第一開口116迅速地排出至外界，亦可藉由些鳍片118而增加功能性元件110的散熱表面積，以快速地將熱排出至外界。此外，散熱部110b更具有複數個第二 開口119。各個第二開口119配置於各個鰭片118上，且朝向容置開口112延伸。藉此，亦可增加功能性元件110的散熱表面積，更有助於提高功能性元件110的散熱效率。

本實施例的發光二極體燈具100更包括一透鏡180，其配置於電路模組120之上且組裝至散熱部110b。藉此，可使電路模組120的光線更為柔和，且光線可均勻的擴散至外界。此外，透鏡180可具有複數個卡勾182，用以卡合至散熱部110b，以便於透鏡180組裝至功能性元件110。

上述實施例中所述之發光二極體124，可以是發光二極體晶片或發光二極體封裝結構。

上述實施例中所述之發光二極體124，可以是白光發光二極體，而白光發光二極體可以包含藍色發光二極體晶片及黃色螢光粉，更可包含紅色發光二極體晶片或紅色螢光粉。此外，白光發光二極體可以包含紅色、綠色及藍色發光二極體晶片，更可包含黃色螢光粉，更進一步可包含紅色螢光粉。另外，發光二極體燈具100可以包含紅色、綠色或藍色發光二極體。其中，上述螢光粉以均勻、不均勻或濃度梯度變化之方式分佈於上述實施例中所述之發光二極體124的透光膠體中。

上述實施例中所述之燈頭140不侷限是螺旋燈頭，也可以是MR16、PAR30、PAR38、A60或GU-10燈頭。

綜上所述，本發明的功能性元件為一體成型的結構，可避免習知散熱元件與金屬燈頭的絕緣部分以卡勾或以黏膠所產生的脫落，以加強功能性元件與燈頭之間的結合強 度。此外，由於燈頭可與功能性元件組裝而直接地電性絕緣，因此可減少用於燈頭與功能性元件之間的絕緣零件，以節省發光二極體燈具的組裝工時以及製造費用。另外，第一端子分別地與燈頭與電極連接。藉此配置，在第一端子嵌入至第一貫孔後，再將燈頭與電極固定至功能性元件，可便於電路模組與燈頭與電極電性連接。再者，當功能性元件的散熱部具有複數個第一開口或第二開口時，可提高功能性元件的散熱效率，且功能性元件可為一鏤空式的結構。藉此鏤空式功能性元件的設計可提升熱對流效果，因此在功能性元件與電路模組接合後，依然可藉由對流方式將電路模組的熱散出。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，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，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧發光二極體燈具

110‧‧‧功能性元件

110a‧‧‧第二螺絲孔

110b‧‧‧散熱部

110c‧‧‧連接部

112‧‧‧容置開口

114‧‧‧第一貫孔

116‧‧‧第一開口

118‧‧‧鰭片

119‧‧‧第二開口

120‧‧‧電路模組

122‧‧‧電路板

122a‧‧‧表面

122b‧‧‧第一螺絲孔

124‧‧‧發光二極體

126‧‧‧驅動電路

126a‧‧‧第一導電部

126b‧‧‧第二導電部

126c‧‧‧開口

126d‧‧‧導電腳

130‧‧‧電極

140‧‧‧燈頭

150‧‧‧第一端子

152‧‧‧搭接部

160‧‧‧第二端子

170‧‧‧絕緣蓋體

172‧‧‧第二容置開口

174‧‧‧散熱面

174a‧‧‧稜線

180‧‧‧透鏡

182‧‧‧卡勾

圖1為本發明一實施例之發光二極體燈具的立體圖。

圖2A為圖1之發光二極體燈具的爆炸圖。

圖2B為圖2A之發光二極體燈具於另一視角的爆炸圖。

圖3為圖2A之發光二極體燈具沿A-A割面線於組合後的剖視圖。

100‧‧‧發光二極體燈具

110‧‧‧功能性元件

110a‧‧‧第二螺絲孔

110b‧‧‧散熱部

110c‧‧‧連接部

112‧‧‧容置開口

116‧‧‧第一開口

118‧‧‧鰭片

119‧‧‧第二開口

120‧‧‧電路模組

122‧‧‧電路板

122a‧‧‧表面

122b‧‧‧第一螺絲孔

124‧‧‧發光二極體

126‧‧‧驅動電路

126a‧‧‧第一導電部

126b‧‧‧第二導電部

126c‧‧‧開口

126d‧‧‧導電腳

130‧‧‧電極

140‧‧‧燈頭

150‧‧‧第一端子

152‧‧‧搭接部

160‧‧‧第二端子

170‧‧‧絕緣蓋體

174‧‧‧散熱面

174a‧‧‧稜線

180‧‧‧透鏡

182‧‧‧卡勾

Claims (10)

1. 一種發光二極體燈具，包括：一功能性元件，具有一散熱部以及一連接部，其中該散熱部與連接部為一體成型，該散熱部具有一容置開口，且該連接部具有連通該容置開口的複數個第一貫孔；一電路模組，配置於該容置開口內；一電極，鄰近該連接部；一燈頭，配置於該功能性元件與該電極之間，且該燈頭與該連接部組裝；以及複數個第一端子，嵌入至該些第一貫孔內，其中該些第一端子的其中之一接觸該電極，以電性連接該電極與該電路模組，且該些第一端子的其中之另一接觸該燈頭，以電性連接該燈頭與該電路模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈具，其中該功能性元件的材料為一非導電材料。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體燈具，其中該非導電材質包括一導熱塑膠或一聚對苯二甲酸丁二酯。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈具，更包括複數個第二端子，且該電路模組包括一電路板、複數個發光二極體與一驅動電路，該電路板配置於該些第二端子與該驅動電路之間，該些發光二極體環繞地配置於該電路板的一表面上，以與該電路板電性連接，該驅動電路具有複數個第一導電部與複數個第二導電部，該些第一導電部嵌入至該些第一貫孔內，以分別連接該些第一端子，該些第二導電部分別連接該些第二端子，以電性連接該電路板與該驅動電路。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體燈具，其中各該第一導電部為一導電柱體，且各該第二導電部具有一開口，以將各該第二導電部分隔為複數個導電腳，且該些第二端子嵌入至該些開口內，並被該些導電腳夾持。
6. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體燈具，更包括一絕緣蓋體，具有一第二容置開口，且該驅動電路配置於該第二容置開口內。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體燈具，其中該絕緣蓋體更具有複數個散熱面，配置於該絕緣蓋體的外圍，該些散熱面彼此鄰接，且鄰接的各該散熱面之間具有一稜線。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈具，其中該散熱部更具有複數個第一開口，配置於該散熱部的外圍，該些第一開口連通該容置開口，並分隔出複數個鰭片。
9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體燈具，其中該散熱部更具有複數個第二開口，各該第二開口配置於各該鰭片上，且朝向該容置開口延伸。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈具，更包括一透鏡，配置於該電路模組之上且組裝至該散熱部。