TWI545294B - Ｌｅｄ燈具及其製造方法 - Google Patents

Description

LED燈具及其製造方法

本發明係關於一種LED燈具，尤指用以替代傳統節能燈的一種LED燈具及其製造方法。

電燈泡，即白熾燈，其發光方式是藉由通電的方式將設置於燈泡內的鎢絲加熱至白熾狀態。通常，白熾燈的燈泡是由玻璃所製造，且鎢絲係設置於玻璃燈泡所圍成的真空空間之中，然後通入惰性氣體於該真空空間之中以防止鎢絲於高溫狀態下氧化。白熾燈是一種非常浪費能源的燈具，原因在於白熾燈會把約90%的電能轉化成無用的熱能，只有少部份(約10%)的電能會貢獻於白熾燈所發出的光之上。因此，白熾燈逐漸地被淘汰使用，而用以取代白熾燈的新型燈具即稱之為節能燈。

請參閱第一圖，係一種節能燈的立體圖。如第一圖所示，節能燈1’又稱為緊湊型螢光燈，其係由一殼體11’、複數根燈管12’與一旋轉燈頭13’所構成，其中，燈管12’內設置有燈絲，且燈絲上塗佈有一些電子粉；此外，燈管12’內更充注有水銀(即俗稱汞)，且燈管12’同時塗佈有螢光物 質。如此，當燈絲通電加熱時，電子粉便釋出具有一定速度與能量的電子流，且電子流會打在水銀上，使得汞原子受到激發，同時釋放出紫外光，而螢光物質受到紫外光的激發後便會發出適用於照明的光。

上述的節能燈1’雖然具有節能省電的優點；然，本案的發明人經長期研究後發現，現有的節能燈1’顯現出幾個使用上的缺陷：

1.節能燈在使用時，會產生些微的電磁波與微波，在長期使用下，這些電磁波與微波可能會對人體造成傷害。

2.節能燈的所包含汞與紫外線等會對人體產生傷害的材料；而現實之中也有許多中國工人因為製造節能燈而汞中毒。

3.演色性較低：白熾燈及鹵素燈的演色性為100，表現完美，然而節能燈的演色性大多僅在於80至90之間。

4.基於節能燈的製造材料包含汞、電子粉、燈絲、螢光物質等多種材料，使得其製造成本無法有效壓低，連帶著造成其售價偏高。

因此，本案之發明人有鑑於現有的節能燈仍具有許多缺點與不足，故極力加以研究發明，終於研發完成本發明之一種LED燈具及其製造方法。

本發明之主要目的，在於提供一種LED燈具及其製造方法，其中，該LED燈具主要係由一燈座、複數根燈管、複數個自黏基板、以及複數個LED元件所構成，具有構造簡單、製造成本低、與高演色性等優點。此外，於製程上可使用一基板貼合制具或者一基板貼合機構完成本發明之LED燈具的自動/半自動化的量產，更顯示了本發明技術之完整性。

因此，為了達成本發明上述之目的，本案之發明人提出一種LED燈具，係包括：一燈座，係至少具有一電性端與一燈管組合端，其中，該燈管組合端內部係設置有一LED驅動模組，且該LED驅動模組係耦接該電性連接端；複數根燈管，係組裝於該燈座之該燈管組合端；複數個自黏基板，係分別設置於該複數根燈管的內壁，且每一個自黏基板之表面係形成至少有一線路層，並且該線路層係電性連接於該LED驅動模組；以及複數個LED元件，係設置於複數個自黏基板之上，並與該些線路層電性連接，其中，該LED驅動模組可透過線路層而控制該些LED元件之發光。

並且，為了達成本發明上述之目的，本案之發明人提出一種LED燈具的製造方法，係包括以下步驟： (1)提供複數根燈管；(2)透過一離型紙之使用，將表面設置有一線路層與複數個LED元件的一自黏基板置於一基板貼合制具之上；(3)移除該離型紙，並將該基板貼合制具置入該燈管之內；(4)使燈管懸空，並以該基板貼合制具支撐該燈管，使得該自黏基板底面的一貼膠與該燈管之內壁達到完全接觸；(5)操作一滾輪滾過該燈管之外壁，藉此方式使得該自黏基板底面的該貼膠能夠緊密貼合於燈管的內壁；(6)取出該基板貼合制具；(7)重複上述步驟(2)至步驟(6)，使得該複數根燈管的內壁皆設有一個自黏基板；以及(8)將該複數根燈管結合至一燈座的一燈管組合端，其中該燈座更具有一電性端，且燈座內部設有一LED驅動模組。

再者，為了達成本發明上述之目的，本案之發明人提出一種LED燈具的製造方法，係包括以下步驟：(1a)提供複數根燈管；(2a)透過一離型紙之使用，將表面設置有一線路層與複數個LED元件的一自黏基板置於一基板貼合機構之上，其中，該基板貼合機構具有一氣囊單元；(3a)移除該離型紙，並將該基板貼合機構置入該燈管之內；(4a)將氣體充入該氣囊單元，以藉由氣囊單元之膨脹而推 擠該自黏基板，藉此方式使得該自黏基板底面的一貼膠與該燈管之內壁達到完全接觸；(5a)取出該基板貼合機構；(6a)重複上述步驟(2a)至步驟(5a)，使得該複數根燈管的內壁皆設有一個自黏基板；以及(7a)將該複數根燈管結合至一燈座的一燈管組合端，其中該燈座更具有一電性端，且燈座內部設有一LED驅動模組。

<本發明>

1‧‧‧LED燈具

11‧‧‧燈座

12‧‧‧燈管

13‧‧‧自黏基板

14‧‧‧LED元件

111‧‧‧電性端

112‧‧‧燈管組合端

15‧‧‧LED驅動模組

15a‧‧‧感測單元

131‧‧‧線路層

132‧‧‧貼膠

12C‧‧‧端蓋

121‧‧‧雙開口燈管

122‧‧‧U形端蓋

S01~S08‧‧‧方法步驟

2‧‧‧基板貼合制具

21‧‧‧剛性支撐材

22‧‧‧軟質結合件

221‧‧‧LED凹槽

S01a~S07a‧‧‧方法步驟

3‧‧‧基板貼合機構

31‧‧‧氣囊容置體

31‧‧‧自黏基板置入孔

311‧‧‧氣囊單元

<習知>

1’‧‧‧節能燈

11’‧‧‧殼體

12’‧‧‧燈管

13’‧‧‧旋轉燈頭

第一圖係一種節能燈的立體圖；第二圖係本發明之一種LED燈具的立體圖；第三圖係LED燈具的爆炸圖；第四圖係LED燈具之一自黏基板與複數個LED元件的立體圖；第五A圖係LED燈具之複數根燈管的第二實施態樣；第五B圖係LED燈具之複數根燈管的第三實施態樣；第五C圖係LED燈具之複數根燈管的第四實施態樣；第五D圖係LED燈具之複數根燈管的第五實施態樣；第六A圖係LED燈具之燈座的第二實施態樣；第六B圖係LED燈具之燈座的第三實施態樣；第七圖係燈管、自黏基板與LED元件的側面剖視圖； 請參閱第八圖係本發明之一種LED燈管的製造方法的流程圖；第九A圖至第九E圖係LED燈管之製造方法的製程示意圖；請參閱第十圖係本發明之一種LED燈管的第二製造方法的流程圖；以及第十一A圖至第十一D圖係LED燈管之第二製造方法的製程示意圖。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種LED燈具及其製造方法，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。

請參閱第二圖與第三圖，係本發明之一種LED燈具的立體圖與其爆炸圖。如第二圖與第三圖所示，本發明之LED燈具1係包括：一燈座11、複數根燈管12、複數個自黏基板13、以及複數個LED元件14；其中，燈座11至少具有一電性端111與一燈管組合端112，並且，該燈管組合端112的內部係設置有一LED驅動模組15，且該LED驅動模組15係耦接該電性連接端111。

請繼續參閱第二圖與第三圖，並請同時參閱第四 圖，係LED燈具之一自黏基板13與複數個LED元件14的立體圖。如圖所示，該複數根燈管12係組裝於該燈座11之該燈管組合端112，且該複數個自黏基板13，係分別設置於該複數根燈管12的內壁。於本發明中，每一個自黏基板13之表面係形成至少有一線路層131，並且該線路層131係電性連接於該LED驅動模組15。該複數個LED元件14則設置於複數個自黏基板13之上，並與該些線路層131電性連接，其中，該LED驅動模組15可透過線路層131而控制該些LED元件14之發光。此外，該LED驅動模組15內部設有一感測單元15a，當該LED燈具受到一撞擊力時，該感測單元15a會偵測該撞擊力並同時切斷該LED驅動模組15繼續供電至該複數個LED元件14。

請繼續參閱第五A圖、第五B圖、第五C圖、與第五D圖，係該複數根燈管12的第二實施態樣、第三實施態樣、第四實施態樣與第五實施態樣的立體圖。雖然第二圖與第三圖所示的燈管12的數量為4根，但，如第五A圖所示，在某些節能燈具的應用中，燈管12的數量也可以是3根。第二圖、第三圖與第五A圖所示與所示的燈管12為試管式燈管(即，單開口燈管)，其其內壁或外壁係噴塗有一光學擴散塗料；另外，燈管12也可以是如第五B圖所示的玻管式燈管(即，雙開口燈管)，其中，雙開口燈管12的內壁或外壁係噴塗有一光學擴散塗料，且其一端開口係 組合至該燈管組合端112，而其另一端開口則組裝有一端蓋12C。另外，燈管12也可以是如第五C圖所示的U形燈管12，並非一定要限制為長形燈管；並且，如第五D圖所示，每一根U形燈管12可以由兩根雙開口燈管121與一個U形端蓋122所構成。

此外，就燈管12的材質而言，燈管12可以是全透明玻璃燈管或全透明塑膠燈管；並且，為了增加光的散射，燈管12可以是光擴散玻璃燈管或者光擴散塑膠燈管。由此，可以推得而知，當燈管12為全透明玻璃燈管之時，可搭配使用光擴散防爆保護膜來覆蓋全透明玻璃燈管；相反地，若燈管12為光擴散玻璃燈管之時，便搭配使用全透明防爆保護膜與以覆蓋保護。再者，若燈管12為導熱塑膠與光擴散塑膠複合燈管、全透明塑膠燈管、或者光擴散塑膠燈管時，由於塑膠燈管不會有突然爆裂的情事產生，因此可省去防爆保護膜之使用。此外，除了貼附式的保護膜外，防爆保護膜也可以是熱縮式套膜，例如光擴散熱縮套膜與透明熱縮套膜；另外，防爆保護膜也可以透過噴塗方式而成型於燈管12之上，例如噴塗成型式光擴散保護膜與噴塗成型式透明保護膜；最後，也可以將燈管12浸泡於一膠液之中而使得保護膜成型於燈管12之上，例如含浸成型式光擴散保護膜或含浸成型式透明保護膜。

另外，請參閱第六A圖與第六B圖係LED燈具1 之燈座11的第二實施態樣與第三實施態樣的立體圖。雖然第二圖與第三圖所示的燈座11，其電性連接端111為一旋轉燈頭，但不以此限制燈座11的實施態樣。如第六A圖所示，燈座11的電性連接端111可透過兩個電性連接端子而連接至外部電源；此外，如第六B圖所示，燈座11的外型不限於圓筒，其也可以是立方體的設計。

請再重複參閱第四圖，並請同時參閱第七圖，係燈管12、自黏基板13與LED元件15的側面剖視圖。如第七圖所示，本發明所述之表面形成有線路層131的自黏基板13，其可為下列任一種：導熱自黏基板、具有貼膠的玻纖板、具有貼膠的鋁基板、具有貼膠的銅基板、具有貼膠的FPC軟板、具有貼膠的陶瓷基板、或者具有貼膠的印刷線路板。所述的貼膠132係位於自黏基板13的背面，於此，對於貼膠132的種類或者形式並不特別加以限制，因此，貼膠132可為下列任一種：導熱膠、矽膠、壓克力膠、黏膠、黏膏、黏著劑、或其它任何黏著物質。如此，自黏基板13係透過其背面的一貼膠132而貼黏於該燈管12的內壁之上，且該自黏基板13至少形成有一線路層131，其中，線路層131可以是銅線路層；或者，線路層131也可以透過電路板的方式呈現。

如此，經由上述，本發明之LED燈具1之結構與技術特徵係已清楚且完整的被說明；接著，以下將透過方 法流程圖之輔助，進一步地詳述該LED燈具1的製造方法。請參閱第八圖，係本發明之一種LED燈管的製造方法的流程圖；並且，請同時參閱第九A圖至第九E圖，係該LED燈管之製造方法的製程示意圖。本發明之製造方法主要包括以下步驟：首先，如第八圖與第九A圖所示，係執行步驟(S01)，提供複數根燈管12；接著，如第九B圖所示，係執行步驟(S02)以透過一離型紙之使用，將表面設置有一線路層131與複數個LED元件14的一自黏基板13置於一基板貼合制具2之上。其中，該基板貼合制具2係由一剛性支撐材21與一軟質結合件22所構成。該剛性支撐材21用以於支撐該燈管12以使得燈管12懸空，該軟質結合件22則設置於剛性支撐材21之上，並具有複數個LED凹槽221，用以於該自黏基板13被置於該基板貼合制具2之上時，容置該些LED元件14。

繼續地，如第九C圖所示，係執行步驟(S03)以移除該離型紙，並將該基板貼合制具2置入該燈管12之內。接著，於步驟(S04)之中，便可透過剛性支撐材21而使得燈管12懸空，並以該基板貼合制具2支撐該燈管12，使得該自黏基板13底面的貼膠132與該燈管12之內壁達到完全接觸。然後，如第九D圖所示，係執行步驟(S05)，操作一滾輪滾過該燈管12之外壁，藉此方式使得該自黏基板 13底面的貼膠132能夠緊密貼合於燈管12的內壁；然後，執行步驟(S06)以取出該基板貼合制具2。繼續地，於步驟(S07)中，係重複上述步驟(S02)至步驟(S06)，使得該複數根燈管12的內壁皆設有一個自黏基板13；最後，如第九E圖所示，再執行步驟(S08)，將該複數根燈管12結合至一燈座11的一燈管組合端112，其中該燈座11更具有一電性端111，且燈座11內部設有一LED驅動模組15。

此外，本發明更提供該LED燈具1的第二套製造方法。請參閱第十圖，係本發明之一種LED燈管的第二製造方法的流程圖；並且，請同時參閱第十一A圖至第十一E圖，係該製造方法的製程示意圖。本發明之製造方法主要包括以下步驟：首先，如第十圖與第十一A圖所示，係執行步驟(S01a)，提供複數根燈管12；接著，如第十一B圖所示，執行步驟(S02a)以透過一離型紙之使用，將表面設置有一線路層131與複數個LED元件14的一自黏基板13置於一一基板貼合機構3之上。其中，基板貼合機構3更包括：一氣囊容置體31，其表面係開設有一自黏基板置入孔312，且其內部係設有一氣囊單元311。

繼續地，如第十一C圖所示，係執行步驟(S03a)以移除該離型紙，並將該基板貼合機構3置入該燈管12之內。接著，於步驟(S04a)之中，便可將氣體充入該氣囊單 元311，以藉由氣囊單元311之膨脹而推擠該自黏基板13，藉此方式使得該自黏基板13底面的一貼膠132與該燈管12之內壁達到完全接觸。然後，係執行步驟(S05a)以取出該基板貼合機構3。繼續地，於步驟(S06a)中，係重複上述步驟(S02a)至步驟(S05a)，使得該複數根燈管12的內壁皆設有一個自黏基板13；最後，如第十一D圖所示，執行步驟(S07a)，將該複數根燈管12結合至一燈座11的一燈管組合端112，其中該燈座11更具有一電性端111，且燈座11內部設有一LED驅動模組15。

如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之LED燈管及其兩套製造方法，並且，經由上述，吾人可以得知本發明係具有下列之優點：

1.相較於傳統的節能燈，本發明之LED燈具係由一燈座11、複數根燈管12、複數個自黏基板13、以及複數個LED元件14所構成，具有構造簡單、製造成本低、與高演色性等優點。

2.承上述第1點，由於本發明之LED燈具不包含汞與紫外線等會對人體產生傷害的材料，因此不會散出汞氣體、紫外線、電磁波等物質，保證不會對人體造成傷害。

3.再者，不同於習用的節能燈，本發明之LED燈具可利用一基板貼合制具2或者一基板貼合機構3完成本發明之LED燈具1的自動/半自動化的量產，更顯示了本發 明技術之完整性。

4.承上述第1點，由於本發明之LED燈具1不使用任何鋁基座，因此，全玻璃材質的燈管12或者全塑膠材質的燈管12能夠有效地達到絕緣效果，且其絕緣效果係符合LED燈具1的相關安全規定。

5.除上述所列之優點之外，該LED燈具1之LED驅動模組15內部更特別設置有一感測單元15a；如此，當該LED燈具受到一撞擊力時，該感測單元15a會偵測該撞擊力並同時切斷該LED驅動模組15繼續供電至該複數個LED元件14，係更加提供該LED燈具1使用上的安全性。

必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

1‧‧‧LED燈具

11‧‧‧燈座

12‧‧‧燈管

13‧‧‧自黏基板

14‧‧‧LED元件

111‧‧‧電性端

112‧‧‧燈管組合端

15‧‧‧LED驅動模組

Claims (22)

1. 一種LED燈具的製造方法，係包括以下步驟：(1)提供複數根燈管；(2)透過一離型紙之使用，將表面設置有一線路層與複數個LED元件的一自黏基板置於一基板貼合制具之上；(3)移除該離型紙，並將該基板貼合制具置入該燈管之內；(4)使燈管懸空，並以該基板貼合制具支撐該燈管，使得該自黏基板底面的一貼膠與該燈管之內壁達到完全接觸；(5)操作一滾輪滾過該燈管之外壁，藉此方式使得該自黏基板底面的該貼膠能夠緊密貼合於燈管的內壁；(6)取出該基板貼合制具；(7)重複上述步驟(2)至步驟(6)，使得該複數根燈座的內壁皆設有一個自黏基板；以及(8)將該複數根燈管結合至一燈座的一燈管組合端，其中該燈座更具有一電性端，且燈座內部設有一LED驅動模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具的製造方法，其中，該基板貼合制具係包括：一剛性支撐材，用以於上述步驟(4)支撐該燈管以使得燈 管懸空；以及一軟質結合件，係設置於該剛性支撐材之上，並具有複數個LED凹槽，用以於該自黏基板被置於該基板貼合制具之上時，容置該些LED元件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具的製造方法，其中，該燈管可為下列任一種：全玻璃燈管或全塑膠燈管。
4. 如申請專利範圍第3項所述之LED燈具的製造方法，其中，所述的全玻璃燈管可為下列任一種：光擴散玻璃燈管或透明玻璃燈管。
5. 如申請專利範圍第3項所述之LED燈具的製造方法，其中，所述的全塑膠燈管可為下列任一種：導熱塑膠與光擴散塑膠複合燈管、光擴散塑膠燈管、或透明塑膠燈管。
6. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具的製造方法，更包括複數張防爆保護膜，係分別貼附於該複數根燈管之外表面，以包覆並保護該複數根燈管。
7. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具的製造方法，其中，該防爆保護膜可為下列任一種：光擴散防爆保護膜、透明防爆保護膜、光擴散熱縮套膜、透明熱縮套膜、 噴塗成型式光擴散保護膜、噴塗成型式透明保護膜、含浸成型式光擴散保護膜、或含浸成型式透明保護膜。
8. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具的製造方法，其中，形成有該線路層的該自黏基板可為下列任一種：導熱自黏基板、具有貼膠的玻纖板、具有貼膠的鋁基板、具有貼膠的銅基板、具有貼膠的FPC軟板、具有貼膠的陶瓷基板、或者具有貼膠的印刷線路板。
9. 如申請專利範圍第8項所述之LED燈具的製造方法，其中，所述的貼膠可為下列任一種：導熱膠、矽膠、壓克力膠、黏膠、黏膏、或黏著物質。
10. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具的製造方法，其中，該電性端為一旋轉燈頭。
11. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具的製造方法，其中，該電性端具有二電性端子，用以與一外部電源電性連接。
12. 一種LED燈具的製造方法，係包括以下步驟：(1a)提供複數根燈管；(2a)透過一離型紙之使用，將表面設置有一線路層與複 數個LED元件的一自黏基板置於一基板貼合機構之上，其中，該基板貼合機構具有一氣囊單元；(3a)移除該離型紙，並將該基板貼合機構3置入該燈管之內；(4a)將氣體充入該氣囊單元，以藉由氣囊單元之膨脹而推擠該自黏基板，藉此方式使得該自黏基板底面的一貼膠與該燈管之內壁達到完全接觸；(5a)取出該基板貼合機構；(6a)重複上述步驟(2a)至步驟(5a)，使得該複數根燈管的內壁皆設有一個自黏基板；以及(7a)將該複數根燈管結合至一燈座的一燈管組合端，其中該燈座更具有一電性端，且燈座內部設有一LED驅動模組。
13. 如申請專利範圍第12項所述之LED燈具的製造方法，其中，該基板貼合機構更包括：一氣囊容置體，其表面係開設有一自黏基板置入孔，且該氣囊單元係容置於該氣囊容置體之內。
14. 如申請專利範圍第12項所述之LED燈具的製造方法，其中，該燈管可為下列任一種：全玻璃燈管或全塑膠燈管。
15. 如申請專利範圍第14項所述之LED燈具的製造方法，其中，所述的全玻璃燈管可為下列任一種：光擴散玻璃燈管或透明玻璃燈管。
16. 如申請專利範圍第14項所述之LED燈具的製造方法，其中，所述的全塑膠燈管可為下列任一種：導熱塑膠與光擴散塑膠複合燈管、光擴散塑膠燈管、或透明塑膠燈管。
17. 如申請專利範圍第12項所述之LED燈具的製造方法，更包括複數張防爆保護膜，係分別貼附於該複數根燈管之外表面，以包覆並保護該複數根燈管。
18. 如申請專利範圍第12項所述之LED燈具的製造方法，其中，該防爆保護膜可為下列任一種：光擴散防爆保護膜、透明防爆保護膜、光擴散熱縮套膜、透明熱縮套膜、噴塗成型式光擴散保護膜、噴塗成型式透明保護膜、含浸成型式光擴散保護膜、或含浸成型式透明保護膜。
19. 如申請專利範圍第12項所述之LED燈具的製造方法，其中，形成有該線路層的該自黏基板可為下列任一種：導熱自黏基板、具有貼膠的玻纖板、具有貼膠的鋁基 板、具有貼膠的銅基板、具有貼膠的FPC軟板、具有貼膠的陶瓷基板、或者具有貼膠的印刷線路板。
20. 如申請專利範圍第19項所述之LED燈具的製造方法，其中，所述的貼膠可為下列任一種：導熱膠、矽膠、壓克力膠、黏膠、黏膏、或黏著物質。
21. 如申請專利範圍第12項所述之LED燈具的製造方法，其中，該電性端為一旋轉燈頭。
22. 如申請專利範圍第12項所述之LED燈具的製造方法，其中，該電性端具有二電性端子，用以與一外部電源電性連接。