TWI673547B - 發光構件及其燈泡與燈具 - Google Patents

Abstract

本發明為一種發光構件及其燈泡與燈具，該發光構件包含一基板、一或複數個發光單元、至少二個以上之凹部結構及至少一金屬線路。其中，該發光單元設置於該基板上；至少二個以上之該凹部結構係分別設置於該基板之側邊；該金屬線路係設置於該基板上，該金屬線路可電性連接該發光單元及該凹部結構。

Description

發光構件及其燈泡與燈具

本發明係關於一種發光構件，特別係一種卡扣組裝用的發光構件。

燈具需使用焊接或黏著劑等將內部零件進行組裝，而隨著科技發展，電子家電日趨精緻及小型化，如何能有效地組裝小型電子家電，例如減少組裝工序及生產成本，則有待技術上的突破與改進。

LED燈泡為現今常用的省電燈泡，其燈絲為多根LED燈絲以360度環繞設置組裝而成，以達到同傳統燈泡全週光的發光效果。LED燈絲細小且脆弱，因此需高端且精細的焊接或黏著劑技術，才可將LED燈絲一根一根地連結於LED燈泡內的燈絲支架上。

早期LED燈泡的組裝技術尚未開發成熟，需使用人工點焊的方式，因此LED燈泡相當昂貴。至今，為減少人工作業，已發展有自動化點焊機，以降低LED燈泡的製程成本。自動化點焊機係將支架固定，將需焊接的LED燈絲轉至一特定角度後進行焊接，當該LED燈絲之二個端點焊接於支架上後，可再將支架旋轉以焊接下一根LED燈絲，並重複此操作完成製備LED燈泡。由於LED燈絲極為細小，其組裝用的支架、自動化點焊機之構件及焊料等都需要相當的精細程度才可達成組裝，否則製造出的LED燈泡容易有LED燈絲脫落或斷裂，即製造品質不佳與良率低等問題。

除了焊接以外，少部分LED燈泡係使用黏著劑將LED燈絲固定於LED支架上，然而黏著劑普遍會存有散熱不佳的問題。

鑒於上述問題，本發明欲提供一種發光構件，其可減化發光裝置的製程，特別係LED燈泡或LED燈具，且降低品質不佳及良率低的問題。

是以，本發明之目的為提供一種發光構件，其包含一基板、一或複數個發光單元、至少二個以上之凹部結構及至少一金屬線路。其中，該發光單元設置於該基板上；至少二個以上之該凹部結構係分別設置於該基板之側邊；該金屬線路係設置於該基板上，該金屬線路可電性連接該發光單元及該凹部結構。

進一步地，該凹部結構及該基板為一體成型。

進一步地，該凹部結構係位於一外接結構，該外接結構固定連接該基板。

進一步地，該固定連接之方式包含螺栓、夾接、鉚接、焊接或熔接。

進一步地，該凹部結構可呈橢圓形、圓形、長方形或正方形。

進一步地，該發光單元為發光二極體(LED)、發光二極體(LED)晶片或有機發光二極體(O-LED)晶片。

進一步地，該基板為陶瓷金屬複合板、具絕緣體之金屬基板、印刷電路板(PCB板)或陶瓷基板。

本發明另一目的為提供一種發光燈泡，其包括一燈泡基座、一燈罩、一支撐架及一或複數個如上所述之發光構件。其中，該燈罩係連接至該燈泡基座，並包含一容置空間於該燈泡基座上方；該支撐架係設置於該燈泡基座上及該容置空間內，包括一或複數個支架，且至少具有一連接正極的支架及至少一連接負極的支架；每一該發光構件的至少一凹部結構係以卡扣方式固定連接該連接正極的支架，及另至少一凹部結構係以卡扣方式固定連接該連接負極的支架，其中該支架的粗細大於該凹部結構。

本發明另一目的為提供一種燈具，其包括一燈具本體、一或複數個成對的正極接腳及負極接腳、一或複數個如上所述之發光構件及至少一電性連接線路。其中，燈具本體係設有一電源連接座；複數個成對的該正極接腳及該負極接腳係分佈設置於該燈具本體上；每一該發光構件的至少一凹部結構係以卡扣方式固定連接該正極接腳，及另至少一凹部結構係以卡扣方式連接該負極接腳，其中該正極接腳及該負極接腳的粗細大於該凹部結構；該電性連接線路連結該正極接腳、負極接腳及電源連接座。

相較於習知技術，本發明具有以下優勢：

1. 本發明之發光構件用於作為發光裝置的組件時，例如LED燈絲或燈具的發光構件，無需使用焊接進行組裝，即無須使用到焊料，因可減化製程及降低原料成本。

2. 本發明之發光構件用於作為發光裝置的組件時，例如LED燈泡燈絲或發光燈具的發光構件，無需使用黏著劑進行組裝，因此不會有黏著劑降低散熱效果之情形，即可維持發光構件原有的散熱性。

3. 本發明之發光構件係利用卡扣方式固定於發光裝置，不會有焊接或黏著劑的連接不佳而導致發光構件剝落或脫落，即本發明之發光構件具有結構穩定性，可提升發光裝置之品質及良率。

以下實施方式不應視為過度地限制本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可在不背離本發明之精神或範疇的情況下對本文所討論之實施例進行修改及變化，而仍屬於本發明之範圍。

本文中所稱之「包含或包括」意指不排除一或多個其他組件、步驟、操作和/或元素的存在或添加至所述之組件、步驟、操作和/或元素。「約或接近」或「基本上」意指具有接近於允許指定誤差的數值或範圍，以避免被任何不合理之第三方，違法或不公平的使用為理解本發明揭示之精確或絕對數值。

請參閱圖1至2，係本發明之發光構件(一)及(二)的外觀示意圖。

如圖1所示，本發明之發光構件100，其包含一基板1、複數個發光單元2、至少二個以上之凹部結構3(圖中顯示二個)及一金屬線路4。其中，該發光單元2設置於該基板1上；至少二個以上之該凹部結構3係分別設置於該基板1之側邊；該金屬線路4係設置於該基板1上，以電性連接該發光單元2及該凹部結構3。

如圖2所示，本發明之發光構件200，其包含一基板1、一發光單元2、至少二個以上之凹部結構3 (圖中顯示二個)及一金屬線路4。其中，該發光單元2設置於該基板1上；至少二個以上之該凹部結構3係分別設置於該基板1之側邊；該金屬線路4係設置於該基板1上，以電性連接該發光單元2及該凹部結構3。

即，本發明之發光構件具體型態可如圖1所示之LED燈絲結構或如圖2所示之COB (Chip On Board)發光構件，且本發明並不限於此等。

本發明中，所述的基板1可為陶瓷金屬複合板、具絕緣體之金屬基板、印刷電路板(PCB板)或陶瓷基板，其中，以陶瓷金屬複合板為較佳，且本發明不限於此等。

本發明中，所述的陶瓷金屬複合板為外層具有陶瓷層之金屬板，該金屬板具有金屬的可撓性及散熱性，外層之該陶瓷層具有電絕緣性，因此，該陶瓷金屬複合板為一種具可撓性及散熱性的基板。由於該陶瓷金屬複合板具可撓性之韌性，因此可承受外力，讓被卡扣組件卡扣於該凹部結構3時，該基板1不會損壞。換言之，該基板1及該凹部結構3不會因外力作用產生斷裂等損壞發生。由於該陶瓷層可避免該金屬板會與該金屬線路4及發光單元2直接接觸，因此可避免短路現象發生，例如，當該凹部結構3及該基本1為一體成型時（即該基板1為具有陶瓷外層之金屬板，且該凹部結構3之凹側表面亦覆蓋有陶瓷層），該金屬線路4會設置於該基板1及該凹部結構3之凹側表面，該凹部結構3經卡扣後即可電性連接供電電源之電極，使該發光單元2電性導通後發光，而由於該陶瓷層已將該金屬線路4及該發光單元2與該金屬板隔絕，因此電性導通後不會短路現象發生。

本發明中，所述具絕緣體之金屬基板，係表面佈有絕緣體之金屬板，絕緣體分佈型態可為線狀或片狀等，型態不均，而該金屬線路4及發光單元2會設置於該絕緣體上，該絕緣體主要係用於避免該金屬板會與該金屬線路4及該發光單元2直接接觸，以避免本發明之發光構件電性連接供電電源之電極進行發光時，會有短路現象發生。絕緣層之材料可為通用之絕緣材料，例如塑膠或陶瓷等，且本發明不限於此等。

本發明中，所述的印刷電路板(PCB板)可為通用之印刷電路板，例如銅箔及絕緣預浸漬材料壓製而成的印刷電路板，該絕緣預浸漬材料包含玻璃纖維不織物料及樹脂，本發明不限於此等。其中，該樹脂包含酚醛樹脂(Phenolic)、聚亞醯胺樹脂(Polyimide)、環氧樹脂(Epoxy)、聚四氟乙烯(Polytetrafluorethylene；PTFE；TEFLON)或B-三氮樹脂(BismaleimideTriazine；BT)等熱固性樹脂，且本發明不限於此等。

本發明中，所述的陶瓷基板之材料可為硼矽酸系玻璃粉末及各種金屬氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、矽化物或其等之組合，例如碳化矽(SiC)、氮化矽(Si ₃N ₄)、氮化鋁(AIN)、氧化鋁(Al ₂O ₃)、碳化鈦(TiC)、硼化鈦(TiB ₂)、碳化硼(B ₄C)、鋯酸鈦酸鉛及鐵酸錳等，本發明不限於此等，且可為任一種或二種以上之組合使用。

本發明中，所述的發光單元2可為任何具有電性導通的發光元件，其包含發光二極體(LED)、發光二極體(LED)晶片或有機發光二極體(O-LED)，其中以發光二極體(LED)及發光二極體(LED)晶片為較佳。所述的發光二極體(LED)為經封裝後的發光二極體(LED)晶片。發光二極體(LED)或發光二極體(LED)晶片之具體例包含正裝型發光二極體(LED)晶片、倒裝型發光二極體(LED)晶片或晶圓封裝級(CSP)發光二極體(LED)，且本發明不限於此等。此外，該發光單元2設置於該基板1時，並不限制得設置於該基板1的同一側面，亦可設置在該基板1的不同側面。較佳地，當該發光構件為LED燈絲時，複數個該發光單元2可分別設置於該基板1之二個以上之側面，以實現不同側面可發光之功效。

本發明中，所述的金屬線路4可電性導通，其材料為金屬、合金或複合金屬等，例如銀、銅、金、鋁、鈉、鉬、鎢、鋅、鎳、鐵、鉑、錫、鉛、銀銅、鎘銅、鉻銅、鈹銅、鋯銅、鋁鎂矽、鋁鎂、鋁鎂鐵、鋁鋯、鐵鉻鋁合金等一種或二種以上所混合組成的金屬合金，且本發明不限於此等，其中金屬以鋁、金、銀及銅為較佳。

本發明中，所述的凹部結構3之形狀，可依被卡扣於該凹部結構3的組件之形狀而視需要調整，即可呈橢圓形、圓形、長方形或正方形，且本發明不限於此等；其中，以圓形或橢圓形為較佳。

本發明之凹部結構3可設置於該基板1之同一側邊（如圖1所示）或不同側邊（如圖2所示），本發明並不予以限制。基本上，被卡扣於該凹部結構3的組件之粗細會略大於該凹部結構3，且該被卡扣於該凹部結構3的組件通常為具有彈性之材質，例如金屬或合金。於卡扣時，該被卡扣的組件會經外力被推入至該凹部結構3之中，而由於被卡扣的組件之粗細會略大於該凹部結構3，因此可被緊密地卡扣於該凹部結構3中，不易掉落或鬆動，即緊密地匹配。該凹部結構35之形狀可視發光裝置之被卡扣構件的形狀而視需要所調整，呈橢圓形、圓形、長方形或正方形，且本發明不限於此等；其中，以圓形或橢圓形為較佳。

請參閱圖3至5，係分別為本發明之基板1及凹部結構3為一體成型的示意圖、以及基板1及凹部結構3藉由外接結構5連接的示意圖(一)及(二)。

本發明之基板1及凹部結構3可為該基板1及該凹部結構3係一體成型或經外接結構5連接。如圖3所示，該基板1及該凹部結構3為一體成型。又，如圖4所示，該凹部結構3亦可為位於一外接結構5，而該外接結構5以一固定連接之方式連接該基板1，該固定連接之方式為使用鉚釘6固定連接。另外，該固定連接之方式可為夾接，如圖5所示，該基板1之二端各具有一貫孔16，該外接結構5具有一可形成環型的夾結構51，該夾結構51會穿越該貫孔16後形成類似環狀的結構後，使該外接結構5及該基板1連接，進而將該凹部結構3及該基板1連接（由於圖5為剖視圖，因此無法顯示出該凹部結構3，惟凹部結構3已位於該外接結構5上），使該凹部結構3為設置於該基板1之側邊。

本發明中，所述的外接結構5之形狀或材料不拘，只要具有可連接之基板1的一端及具有該凹部結構3的一端即可。其中，該外接結構5及該基板1之固定連接之方式除了圖4所示之鉚接及圖5所示之夾接以外，亦可為螺栓、焊接或熔接，且本發明不限於此等。

請參閱圖6及7，係分別為本發明之發光燈泡300的外觀示意圖、及發光構件100及支撐架之組合示意圖。

本發明之發光燈泡300包括一燈泡基座7、一燈罩8、一支撐架（即連接負極的支架9及連接正極的支架10）及複數個如上所述之發光構件100。其中，該燈罩8係連接至該燈泡基座7，並包含一容置空間81於該燈泡基座7上方，而該連接負極的支架9及該連接正極的支架10係設置於該燈泡基座7上及該容置空間81內；每一該發光構件100的一凹部結構3係以卡扣方式固定連接該連接正極的支架9，而另一凹部結構3係以卡扣方式固定連接該連接負極的支架10。

本發明中，所述連接負極的支架9及該連接正極的支架10即為被卡扣的組件。因此，基本上，該連接負極的支架9及該連接正極的支架10的粗細會略大於該凹部結構3。如圖7所示，當該連接負極的支架9及該連接正極的支架10被卡扣於該卡扣方式3時，因該連接負極的支架9及該連接正極的支架10之粗細略大於該凹部結構3，即可緊密卡扣在該凹部結構3之中。此外，該連接負極的支架9及該連接正極的支架10之材料為具有彈性及電性導通性之材料為佳，特別係金屬或合金，具體例如銀、銅、金、鋁、鈉、鉬、鎢、鋅、鎳、鐵、鉑、錫、鉛、銀銅、鎘銅、鉻銅、鈹銅、鋯銅、鋁鎂矽、鋁鎂、鋁鎂鐵、鋁鋯、鐵鉻鋁合金等一種或二種以上所混合組成的金屬合金，且本發明不限於此等；其中金屬以鋁、金、銀及銅為較佳。

請參閱圖8至10，係分別為燈具本體11未設置本發明之發光構件的示意圖、本發明之燈具400的外觀示意圖及發光構件200於燈具400內的組合示意圖。

本發明之燈具400，其包括一燈具本體11、複數個成對的正極接腳13及負極接腳14、複數個如上所述之發光構件200及至少一電性連接線路15。其中，燈具本體11係設有一電源連接座12；複數個成對的該正極接腳13及該負極接腳14係分佈設置於該燈具本體11上；每一該發光構件200的至少一凹部結構3係以卡扣方式固定連接該正極接腳13，及另至少一凹部結構3係以卡扣方式連接該負極接腳14，其中該正極接腳13及該負極接腳14的粗細大於該凹部結構3；該電性連接線路15連結該正極接腳13、負極接腳14及電源連接座12。

本發明中，所述的燈具本體11為通用之具有電源連接座的燈座或燈架，可導通電源使發光元件發光，其形狀不拘，可為長方立體型或圓柱立體型等，本發明不予以限制。

本發明中，所述的電源連接座12為提供該燈具電源之構件，設置於該燈具本體上，其電源可為電線連接外部電源提供電源給燈具、或設有電池直接提供電源給燈具，本發明不予以限制。

本發明中，所述的正極接腳13及負極接腳14即為被卡扣的組件。因此，基本上該正極接腳13及該負極接腳14的粗細會略大於該凹部結構3。如圖10所示，當該正極接腳13及該負極接腳14被卡扣於該凹部結構3時，因該正極接腳13及該負極接腳14之粗細略大於凹部結構3，即可緊密卡扣於該凹部結構3之中。該正極接腳13及該負極接腳14為具有彈性及電性導通性之材料為佳，特別係金屬或合金，具體例如銀、銅、金、鋁、鈉、鉬、鎢、鋅、鎳、鐵、鉑、錫、鉛、銀銅、鎘銅、鉻銅、鈹銅、鋯銅、鋁鎂矽、鋁鎂、鋁鎂鐵、鋁鋯、鐵鉻鋁合金等一種或二種以上所混合組成的金屬合金，且本發明不限於此等；其中金屬以鋁、金、銀及銅為較佳。

本發明中，電性連接線路15為通用之電性導通線路，其材料可為金屬、合金或複合金屬等，例如銀、銅、金、鋁、鈉、鉬、鎢、鋅、鎳、鐵、鉑、錫、鉛、銀銅、鎘銅、鉻銅、鈹銅、鋯銅、鋁鎂矽、鋁鎂、鋁鎂鐵、鋁鋯、鐵鉻鋁合金等一種或二種以上所混合組成的金屬合金，且本發明不限於此等，其中金屬以鋁、金、銀及銅為較佳。

是以，本發明之發光構件用於作為發光裝置的組件時，例如LED燈絲或燈具的發光單元，無需使用焊接進行組裝，即無須使用到焊料，因此可減化製程及降低原料成本；此外，本發明之發光構件無需使用黏著劑進行組裝，因此不會有黏著劑降低散熱效果之情形，維持發光構件原有的散熱性；且，本發明之發光構件也不會有使用焊接或黏著劑所導致連接不佳，使發光構件剝落或脫落之情形，故本發明之發光構件具有結構穩定性，可提升發光裝置之品質及良率。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅惟本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡一本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

100‧‧‧發光構件

200‧‧‧發光構件

1‧‧‧基板

2‧‧‧發光單元

3‧‧‧凹部結構

4‧‧‧金屬線路

5‧‧‧外接結構

51‧‧‧夾結構

6‧‧‧鉚釘

300‧‧‧發光燈泡

7‧‧‧燈泡基座

8‧‧‧燈罩

81‧‧‧容置空間

9‧‧‧連接負極的支架

10‧‧‧連接正極的支架

400‧‧‧燈具

11‧‧‧燈具本體

12‧‧‧電源連接座

13‧‧‧正極接腳

14‧‧‧負極接腳

15‧‧‧電性連接線路

16‧‧‧貫孔

圖1為本發明之發光構件(一)的外觀示意圖。

圖2為本發明之發光構件(二)的外觀示意圖。

圖3為本發明之基板及凹部結構為一體成型的示意圖。

圖4為本發明之基板及凹部結構藉由外接結構連接的示意圖(一)。

圖5為本發明之基板及凹部結構藉由外接結構連接的示意圖(二)

圖6為本發明之發光燈泡的外觀示意圖。

圖7為本發明之發光構件及支撐架之組合示意圖。

圖8為燈具本體未設置本發明之發光構件的外觀示意圖。

圖9為本發明之燈具的外觀示意圖。

圖10為本發明之發光構件於燈具內的組合示意圖。

Claims (9)

1. 一種發光構件，其包含：一基板；一或複數個發光單元，設置於該基板上；至少二個以上之凹部結構，分別設置於該基板之側邊，其中該凹部結構的凹口係朝向該基板之該側邊；及至少一金屬線路，設置於該基板上，該金屬線路可電性連接該發光單元及該凹部結構。
2. 如請求項1所述之發光構件，其中該凹部結構及該基板為一體成型。
3. 如請求項1所述之發光構件，其中該凹部結構係位於一外接結構，該外接結構固定連接該基板。
4. 如請求項3所述之發光構件，其中該固定連接之方式包含螺栓、夾接、鉚接、焊接或熔接。
5. 如請求項1所述之發光構件，其中該凹部結構可呈橢圓形、圓形、長方形或正方形。
6. 如請求項1所述之發光構件，其中該發光單元為發光二極體(LED)、發光二極體(LED)晶片或有機發光二極體(O-LED)。
7. 如請求項1所述之發光構件，其中該基板為陶瓷金屬複合板、具絕緣體之金屬基板、印刷電路板(PCB板)或陶瓷基板。
8. 一種發光燈泡，其包括：一燈泡基座； 一燈罩，連接至該燈泡基座，並包含一容置空間於該燈泡基座上方；一支撐架，設置於該燈泡基座上及該容置空間內，包括一或複數個支架，且至少具有一連接正極的支架及至少一連接負極的支架；及一或複數個如請求項1至7任一項所述之發光構件，每一該發光構件的至少一凹部結構係以卡扣方式固定連接該連接正極的支架，及另至少一凹部結構係以卡扣方式固定連接該連接負極的支架，其中該支架的粗細大於該凹部結構。
9. 一種燈具，其包括：一燈具本體，設有一電源連接座；一或複數個成對的正極接腳及負極接腳，分佈設置於該燈具本體上；一或複數個如請求項1至7任一項所述之發光構件，每一該發光構件的至少一凹部結構係以卡扣方式固定連接該正極接腳，及另至少一凹部結構係以卡扣方式連接該負極接腳，其中該正極接腳及該負極接腳的粗細大於該凹部結構；及至少一電性連接線路，該電性連接線路連結該正極接腳、負極接腳及電源連接座。