TWI576537B - 發光二極體燈泡結構 - Google Patents

Description

發光二極體燈泡結構

本發明係有關於一種發光二極體燈泡結構，尤指一種讓多個發光二極體晶片環繞設置在電路基板的上表面上且鄰近電路基板的外周圍表面的發光二極體燈泡結構。

關於發光二極體(LED)與傳統光源的比較，發光二極體具有體積小、省電、發光效率佳、壽命長、操作反應速度快、且無熱輻射與水銀等有毒物質的污染等優點。因此近幾年來，發光二極體的應用面已極為廣泛。過去由於發光二極體的亮度還無法取代傳統的照明光源，但隨著技術領域的不斷提升，目前已研發出高照明輝度的高功率發光二極體，其足以取代傳統的照明光源。然而，傳統LED燈具所使用的多個發光二極體晶片都是靠近電路基板的中心，導致愈靠近電路基板的中心的發光二極體晶片所產生的熱愈不容易驅散。故，如何藉由結構的設計，來解決“傳統LED燈具所使用的多個發光二極體晶片都是靠近電路基板的中心，導致愈靠近電路基板的中心的發光二極體晶片所產生的熱愈不容易驅散”的問題，已成為該項事業人士所欲解決的重要課題。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種發光二極體燈泡結構，其能夠讓多個發光二極體晶片環繞設置在電路基板的上表面上且鄰近電路基板的外周圍表面，藉此以縮短散熱路徑，而能夠有效且均勻驅散所有發光二極體晶片所產生的熱。

本發明其中一實施例所提供的一種發光二極體燈泡結構，所述發光二極體燈泡結構包括：一散熱基座、一電源接頭、一發光模組、一驅動電路、一絕緣罩體、及一導光罩體。所述散熱基座的周圍具有多個環繞設置的周圍散熱片。所述電源接頭設置在所述散熱基座的底端上。所述發光模組包括一設置在所述散熱基座的頂端上的電路基板及多個電性連接於所述電路基板的發光二極體晶片，其中多個所述發光二極體晶片環繞設置在所述電路基板的上表面上且鄰近所述電路基板的外周圍表面。所述驅動電路電性連接於所述電源接頭與所述發光模組之間。所述絕緣罩體設置在所述電路基板上，其中所述絕緣罩體具有一環繞狀主體部、一設置在所述環繞狀主體部的頂端上的凸出部、及一從所述環繞狀主體部的底端向外且環繞延伸而出且設置在所述電路基板上的環繞狀延伸部，且所述環繞狀延伸部具有多個分別用於容置多個所述發光二極體晶片的貫穿孔。所述導光罩體設置在所述絕緣罩體的所述環繞狀延伸部上且覆蓋所述絕緣罩體的所述環繞狀主體部，其中所述導光罩體的頂端具有一用於裸露所述凸出部的貫穿開口，所述導光罩體的底端具有多個向內凹陷且分別面向多個所述發光二極體晶片的弧形入光面，所述導光罩體的內表面與外表面分別為一弧形反射面及一弧形出光面，所述導光罩體的厚度由下往上漸漸縮小。其中，所述電路基板的上方具有一被所述絕緣罩體所包圍的第一容置空間，所述電路基板的下方具有一被所述散熱基座所包圍的第二容置空間，且所述驅動電路被放置於所述第一容置空間與所述第二容置空間兩者其中之一內。

本發明另外一實施例所提供的一種發光二極體燈泡結構，所述發光二極體燈泡結構包括：一散熱基座、一電源接頭、一發光模組、一絕緣罩體、及一導光罩體。所述電源接頭設置在所述散熱基座的底端上。所述發光模組包括一設置在所述散熱基座的頂端上的電路基板及多個電性連接於所述電路基板的發光二極體晶 片，其中多個所述發光二極體晶片環繞設置在所述電路基板的上表面上且鄰近所述電路基板的外周圍表面。所述絕緣罩體設置在所述電路基板上，其中所述絕緣罩體具有一環繞狀主體部、一設置在所述環繞狀主體部的頂端上的凸出部、及一從所述環繞狀主體部的底端向外且環繞延伸而出且設置在所述電路基板上的環繞狀延伸部。所述導光罩體設置在所述絕緣罩體的所述環繞狀延伸部上且覆蓋所述絕緣罩體的所述環繞狀主體部，其中所述導光罩體的頂端具有一用於裸露所述凸出部的貫穿開口，所述導光罩體的底端、內表面與外表面分別為一弧形入光面、一弧形反射面及一弧形出光面，所述導光罩體的厚度由下往上漸漸縮小。

本發明另外再一實施例所提供的一種發光二極體燈泡結構，所述發光二極體燈泡結構包括：一散熱基座、一電源接頭、一發光模組、一驅動電路、一絕緣罩體、及一導光罩體。所述散熱基座的周圍具有多個環繞設置的周圍散熱片。所述電源接頭設置在所述散熱基座的底端上。所述發光模組包括一設置在所述散熱基座的頂端上的電路基板及多個電性連接於所述電路基板的發光二極體晶片，其中多個所述發光二極體晶片環繞設置在所述電路基板的上表面上且鄰近所述電路基板的外周圍表面。所述驅動電路電性連接於所述電源接頭與所述發光模組之間。所述絕緣罩體設置在所述電路基板上。所述導光罩體覆蓋所述絕緣罩體，其中所述導光罩體的底端、內表面與外表面分別為一弧形入光面、一弧形反射面及一弧形出光面，所述導光罩體的厚度由下往上漸漸縮小。其中，所述電路基板的上方具有一被所述絕緣罩體所包圍的第一容置空間，所述電路基板的下方具有一被所述散熱基座所包圍的第二容置空間，且所述驅動電路被放置於所述第一容置空間與所述第二容置空間兩者其中之一內。

本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的發光二極體燈泡結構，其可通過“多個所述發光二極體晶片環繞設置在 所述電路基板的上表面上且鄰近所述電路基板的外周圍表面”的設計，以縮短散熱路徑，藉此能夠有效且均勻驅散所有發光二極體晶片所產生的熱。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

Z‧‧‧發光二極體燈泡結構

1‧‧‧散熱基座

100‧‧‧第二容置空間

11‧‧‧周圍散熱片

12‧‧‧頂端散熱片

2‧‧‧電源接頭

3‧‧‧發光模組

30‧‧‧電路基板

300‧‧‧上表面

301‧‧‧外周圍表面

31‧‧‧發光二極體晶片

4‧‧‧驅動電路

5‧‧‧絕緣罩體

500‧‧‧第一容置空間

51‧‧‧環繞狀主體部

52‧‧‧凸出部

520‧‧‧弧形表面

53‧‧‧環繞狀延伸部

530‧‧‧貫穿孔

6‧‧‧導光罩體

60‧‧‧導光本體

600‧‧‧貫穿開口

601‧‧‧弧形入光面

602‧‧‧弧形反射面

603‧‧‧弧形出光面

61‧‧‧微反射顆粒

62‧‧‧承載物質

63‧‧‧導光微結構

64‧‧‧反射層

g‧‧‧環繞狀間隙

T‧‧‧圓球軌跡

r‧‧‧半徑

圖1為本發明發光二極體燈泡結構的其中一觀看視角的立體分解示意圖。

圖2為本發明發光二極體燈泡結構的其中一觀看視角的立體分解示意圖。

圖3為本發明發光二極體燈泡結構的立體組合示意圖。

圖4為圖3的A-A割面線的剖面示意圖。

圖5為圖4的B部分的放大示意圖。

圖6為本發明發光二極體燈泡結構的電源接頭、發光模組及驅動電路三者的電性連接關係的功能方塊圖。

圖7為本發明另外一實施例的發光二極體燈泡結構的剖面示意圖。

以下是藉由特定的具體實例來說明本發明所揭露有關“發光二極體燈泡結構”的實施方式，熟悉此技藝的相關人士可由本說明書所揭示的內容瞭解本發明的優點與功效。本發明可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外，本發明的圖式僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，先予敘明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所揭示的內容並非用以限制本發明的技術範疇。

請參閱圖1至圖6所示，其中圖1為其中一觀看視角的立體分解示意圖，圖2為其中一觀看視角的立體分解示意圖，圖3為 立體組合示意圖，圖4為圖3的A-A割面線的剖面示意圖，圖5為圖4的B部分的放大示意圖，圖6為電源接頭、發光模組及驅動電路三者的電性連接關係的功能方塊圖。

請參閱圖1至圖6所示，本發明提供一種發光二極體燈泡結構Z，其包括：一散熱基座1、一電源接頭2、一發光模組3、一驅動電路4、一絕緣罩體5、及一導光罩體6。

首先，配合圖2、圖3及圖4所示，散熱基座1的周圍具有多個環繞設置的周圍散熱片11，並且散熱基座1的頂端具有多個環繞發光模組3的頂端散熱片12。舉例來說，多個周圍散熱片11與多個頂端散熱片12都可以是由任何的金屬材料所製成。另外，多個周圍散熱片11可以分別連接於多個頂端散熱片12。或者是，多個周圍散熱片11與多個頂端散熱片12也可以採用彼此分離的方式來設計。

再者，配合圖2、圖3及圖4所示，電源接頭2設置在散熱基座1的底端上。舉例來說，電源接頭2包括一可卡固於散熱基座1的底端且與散熱基座1彼此絕緣的絕緣卡固體(未標號)、一連接於絕緣卡固體且具有螺紋外觀的導電卡固體(未標號)、及一設置在導電卡固體下方且與導電卡固體彼此絕緣的導電基底(未標號)。藉此，發光二極體燈泡結構Z就可通過電源接頭2，以定位並電性連接於一電源插座(圖未示)。

另外，配合圖2、圖3及圖4所示，發光模組3包括一設置在散熱基座1的頂端上的電路基板30及多個電性連接於電路基板30的發光二極體晶片31(例如LED晶片或雷射二極體晶片)。更進一步來說，多個發光二極體晶片31會環繞設置在電路基板30的上表面300上，並且鄰近電路基板30的外周圍表面301。另外，多個頂端散熱片12會直接接觸發光模組3的電路基板30，藉此以有效提升電路基板30的散熱效果。值得一提的是，每一個發光二極體晶片31在設計上可以直接對應於一周圍散熱片11或一頂端散 熱片12，例如發光二極體晶片31可以對位設置在一周圍散熱片11的正上方，使得發光二極體晶片31與周圍散熱片11之間的距離被最小化，藉此以有效提升發光二極體晶片31的散熱效果。

此外，配合圖4及圖6所示，驅動電路4電性連接於電源接頭2與發光模組3之間。更進一步來說，電路基板30的上方具有一被絕緣罩體5所包圍的第一容置空間500，電路基板30的下方具有一被散熱基座1所包圍的第二容置空間100，並且驅動電路4會被放置於第一容置空間500與第二容置空間100兩者其中之一內。舉例來說，如圖4所示，驅動電路4被放置於一被絕緣罩體5所包圍的第一容置空間500內，此種放置方式會有助於節省散熱基座1所佔據發光二極體燈泡結構Z的結構空間(亦即可有效降低散熱基座1的整體尺寸)，藉此以有效降低發光二極體燈泡結構Z的整體尺寸。

再者，配合圖2、圖4及圖5所示，絕緣罩體5設置在電路基板30上，其中絕緣罩體5具有一環繞狀主體部51、一設置在環繞狀主體部51的頂端上的凸出部52、及一從環繞狀主體部51的底端向外且環繞延伸而出且設置在電路基板30上的環繞狀延伸部53，並且環繞狀延伸部53具有多個分別用於容置多個發光二極體晶片31的貫穿孔530。

另外，配合圖1、圖2及圖5所示，導光罩體6設置在絕緣罩體5的環繞狀延伸部53上且覆蓋絕緣罩體5的環繞狀主體部51，其中導光罩體6的頂端具有一用於裸露凸出部52的貫穿開口600，導光罩體6的底端具有多個向內凹陷且分別面向多個發光二極體晶片31的弧形入光面601，並且導光罩體6的內表面與外表面分別為一弧形反射面602及一弧形出光面603。另外，導光罩體6的厚度會由下往上漸漸縮小，藉此以使得發光二極體晶片31所產生的入射光束通過導光罩體6的導引而從弧形出光面603投射而出後，能夠提供一均勻光源。

更進一步來說，配合圖4及圖5所示，導光罩體6包括一導光本體60、多個設置於導光本體60內部的微反射顆粒61、及作為多個微反射顆粒61的載體(carrier)以使多個微反射顆粒61能夠均勻散佈在導光本體60內部的多個承載物質62，其中導光本體60的折射率與微反射顆粒61的折射率相異，並且承載物質62的黏滯係數(viscosity)會小於導光本體60的黏滯係數。值得一提的是，本發明可藉由調整均勻散佈在導光本體60內部的多個微反射顆粒61的數量，以改變發光二極體燈泡結構Z所提供的均勻照明光源的光型。換言之，依據不同的使用需求，發光二極體燈泡結構Z所產生的照明光源的光型可通過改變多個微反射顆粒61的數量來進行調整。此外，由於承載物質62的黏滯係數會小於導光本體60的黏滯係數，所以多個微反射顆粒61可以通過承載物質62的承載或遷引，以均勻散佈在導光本體60的內部。另外，導光罩體6更進一步包括多個形成在弧形反射面602上的導光微結構63及一設置在弧形反射面602上且覆蓋多個導光微結構63的反射層64，並且每一個導光微結構63的反射率與反射層64的反射率相異。

更進一步來說，在製作導光本體60的過程中，當導光本體60所使用的材料、承載物質62所使用的材料、及多個微反射顆粒61同時被混合在一起時，由於多個混入導光本體60內部的微反射顆粒61非常容易通過承載物質62來增加流動性，所以多個微反射顆粒61就可以非常容易通過承載物質62的承載或牽引，以達到多個微反射顆粒61被均勻散佈在導光本體60的內部的目的。舉例來說，導光本體60可以使用任何具透光能力的塑膠材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，簡稱PMMA，又稱做壓克力)，並且承載物質62可為任何黏滯係數小於導光本體60所使用的材料的有機或無機的透光材料，例如沙拉油。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。

值得一提的是，配合圖2、圖3及圖4所示，絕緣罩體5的凸出部52的頂端具有一弧形表面520，凸出部52的弧形表面520與導光罩體6的弧形出光面603會形成在同一個圓球軌跡T上。換言之，圓球軌跡T的半徑r的大小剛好等於圓球軌跡T的圓心到弧形表面520或弧形出光面603的距離。另外，絕緣罩體5的凸出部52與導光罩體6之間具有一位於貫穿開口600內的環繞狀間隙g。

再者，如圖7所示，圖7為本發明另外一實施例的剖面示意圖。由圖7與圖4的比較可知，本發明另外一實施例的發光二極體燈泡結構Z的絕緣罩體5及導光罩體6都為完整的罩體。換言之，絕緣罩體5及導光罩體6兩個構件可以分別省略凸出部52與貫穿開口600的設計，以構成本發明另外一實施例。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的發光二極體燈泡結構Z，其可通過“多個發光二極體晶片31環繞設置在電路基板30的上表面300上且鄰近電路基板30的外周圍表面301”的設計，以縮短散熱路徑，藉此能夠有效且均勻驅散所有發光二極體晶片31所產生的熱。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

Z‧‧‧發光二極體燈泡結構

1‧‧‧散熱基座

11‧‧‧周圍散熱片

12‧‧‧頂端散熱片

2‧‧‧電源接頭

3‧‧‧發光模組

30‧‧‧電路基板

300‧‧‧上表面

301‧‧‧外周圍表面

31‧‧‧發光二極體晶片

5‧‧‧絕緣罩體

51‧‧‧環繞狀主體部

52‧‧‧凸出部

520‧‧‧弧形表面

53‧‧‧環繞狀延伸部

530‧‧‧貫穿孔

6‧‧‧導光罩體

600‧‧‧貫穿開口

603‧‧‧弧形出光面

Claims (10)

1. 一種發光二極體燈泡結構，所述發光二極體燈泡結構包括：一散熱基座，所述散熱基座的周圍具有多個環繞設置的周圍散熱片；一電源接頭，所述電源接頭設置在所述散熱基座的底端上；一發光模組，所述發光模組包括一設置在所述散熱基座的頂端上的電路基板及多個電性連接於所述電路基板的發光二極體晶片，其中多個所述發光二極體晶片環繞設置在所述電路基板的上表面上且鄰近所述電路基板的外周圍表面；一驅動電路，所述驅動電路電性連接於所述電源接頭與所述發光模組之間；一絕緣罩體，所述絕緣罩體設置在所述電路基板上，其中所述絕緣罩體具有一環繞狀主體部、一設置在所述環繞狀主體部的頂端上的凸出部、及一從所述環繞狀主體部的底端向外且環繞延伸而出且設置在所述電路基板上的環繞狀延伸部，且所述環繞狀延伸部具有多個分別用於容置多個所述發光二極體晶片的貫穿孔；以及一導光罩體，所述導光罩體設置在所述絕緣罩體的所述環繞狀延伸部上且覆蓋所述絕緣罩體的所述環繞狀主體部，其中所述導光罩體的頂端具有一用於裸露所述凸出部的貫穿開口，所述導光罩體的底端具有多個向內凹陷且分別面向多個所述發光二極體晶片的弧形入光面，所述導光罩體的內表面與外表面分別為一弧形反射面及一弧形出光面，所述導光罩體的厚度由下往上漸漸縮小；其中，所述電路基板的上方具有一被所述絕緣罩體所包圍的第一容置空間，所述電路基板的下方具有一被所述散熱基座所包圍的第二容置空間，且所述驅動電路被放置於所述第一容 置空間與所述第二容置空間兩者其中之一內。
2. 如請求項1所述的發光二極體燈泡結構，其中所述散熱基座的頂端具有多個環繞所述發光模組的頂端散熱片，且多個所述頂端散熱片直接接觸所述發光模組的所述電路基板。
3. 如請求項1所述的發光二極體燈泡結構，其中所述導光罩體包括一導光本體、多個設置於所述導光本體內部的微反射顆粒、及作為多個所述微反射顆粒的載體以使多個所述微反射顆粒均勻散佈的多個承載物質，所述導光本體的折射率與所述微反射顆粒的折射率相異，且所述承載物質的黏滯係數小於所述導光本體的黏滯係數，其中所述導光罩體包括多個形成在所述弧形反射面上的導光微結構及一設置在所述弧形反射面上且覆蓋多個所述導光微結構的反射層，且每一個所述導光微結構的反射率與所述反射層的反射率相異，其中所述發光二極體燈泡結構所產生的照明光源的光型通過改變多個所述微反射顆粒的數量來進行調整。
4. 如請求項1所述的發光二極體燈泡結構，其中所述絕緣罩體的所述凸出部的頂端具有一弧形表面，所述凸出部的所述弧形表面與所述導光罩體的所述弧形出光面形成在同一個圓球軌跡上，且所述絕緣罩體的所述凸出部與所述導光罩體之間具有一位於所述貫穿開口內的環繞狀間隙。
5. 一種發光二極體燈泡結構，所述發光二極體燈泡結構包括：一散熱基座；一電源接頭，所述電源接頭設置在所述散熱基座的底端上；一發光模組，所述發光模組包括一設置在所述散熱基座的頂端上的電路基板及多個電性連接於所述電路基板的發光二極體晶片，其中多個所述發光二極體晶片環繞設置在所述電路基板的上表面上且鄰近所述電路基板的外周圍表面；一絕緣罩體，所述絕緣罩體設置在所述電路基板上，其中所述 絕緣罩體具有一環繞狀主體部、一設置在所述環繞狀主體部的頂端上的凸出部、及一從所述環繞狀主體部的底端向外且環繞延伸而出且設置在所述電路基板上的環繞狀延伸部；以及一導光罩體，所述導光罩體設置在所述絕緣罩體的所述環繞狀延伸部上且覆蓋所述絕緣罩體的所述環繞狀主體部，其中所述導光罩體的頂端具有一用於裸露所述凸出部的貫穿開口，所述導光罩體的底端、內表面與外表面分別為一弧形入光面、一弧形反射面及一弧形出光面，所述導光罩體的厚度由下往上漸漸縮小。
6. 如請求項5所述的發光二極體燈泡結構，其中所述導光罩體包括一導光本體、多個設置於所述導光本體內部的微反射顆粒、及作為多個所述微反射顆粒的載體以使多個所述微反射顆粒均勻散佈的多個承載物質，所述導光本體的折射率與所述微反射顆粒的折射率相異，且所述承載物質的黏滯係數小於所述導光本體的黏滯係數，其中所述導光罩體包括多個形成在所述弧形反射面上的導光微結構及一設置在所述弧形反射面上且覆蓋多個所述導光微結構的反射層，且每一個所述導光微結構的反射率與所述反射層的反射率相異，其中所述發光二極體燈泡結構所產生的照明光源的光型通過改變多個所述微反射顆粒的數量來進行調整。
7. 如請求項5所述的發光二極體燈泡結構，其中所述絕緣罩體的所述凸出部的頂端具有一弧形表面，所述凸出部的所述弧形表面與所述導光罩體的所述弧形出光面形成在同一個圓球軌跡上，且所述絕緣罩體的所述凸出部與所述導光罩體之間具有一位於所述貫穿開口內的環繞狀間隙。
8. 一種發光二極體燈泡結構，所述發光二極體燈泡結構包括：一散熱基座； 一發光模組，所述發光模組包括一設置在所述散熱基座上的電路基板及多個電性連接於所述電路基板的發光二極體晶片；一驅動電路，所述驅動電路電性連接於所述發光模組；一絕緣罩體，所述絕緣罩體設置在所述電路基板上；以及一導光罩體，所述導光罩體覆蓋所述絕緣罩體，其中所述導光罩體的底端、內表面與外表面分別為一弧形入光面、一弧形反射面及一弧形出光面，所述導光罩體的厚度由下往上漸漸縮小；其中，所述絕緣罩體的頂端具有一凸出部，且所述導光罩體的頂端具有一用於裸露所述凸出部的貫穿開口。
9. 如請求項8所述的發光二極體燈泡結構，其中所述散熱基座的頂端具有多個環繞所述發光模組的頂端散熱片，且多個所述頂端散熱片直接接觸所述發光模組的所述電路基板，其中多個所述發光二極體晶片環繞設置在所述電路基板的上表面上且鄰近所述電路基板的外周圍表面，其中，所述電路基板的上方具有一被所述絕緣罩體所包圍的第一容置空間，所述電路基板的下方具有一被所述散熱基座所包圍的第二容置空間，且所述驅動電路被放置於所述第一容置空間與所述第二容置空間兩者其中之一內。
10. 如請求項8所述的發光二極體燈泡結構，其中所述導光罩體包括一導光本體、多個設置於所述導光本體內部的微反射顆粒、及作為多個所述微反射顆粒的載體以使多個所述微反射顆粒均勻散佈的多個承載物質，所述導光本體的折射率與所述微反射顆粒的折射率相異，且所述承載物質的黏滯係數小於所述導光本體的黏滯係數，其中所述導光罩體包括多個形成在所述弧形反射面上的導光微結構及一設置在所述弧形反射面上且覆蓋多個所述導光微結構的反射層，且每一個所述導光微結構的反射率與所述反射層的反射率相異，其中所述發光二極體燈泡 結構所產生的照明光源的光型通過改變多個所述微反射顆粒的數量來進行調整。