TWM454493U - 發光二極體燈泡 - Google Patents

Description

發光二極體燈泡

本創作係有關於一種發光二極體燈泡，尤指一種利用液體作為熱傳導介質的發光二極體燈泡。

發光二極體(light emitting diode,LED)具有體積小、使用壽命長、不易破損、不含汞及省電等優點，因此逐漸地取代日光燈管及白熾燈泡的地位，被廣泛地應用於照明光源及裝飾光源。

然而，發光二極體相較於其他光源而言，功率愈大的發光二極體愈容易產生散熱的問題，其主因在於發光二極體無法透過紅外線輻射以進行散熱。其次，發光二極體的多層次封裝使不同接面間產生接面熱阻，致使光二極體無法有效地降低。一般而言，過高的工作溫度會使得發光二極體減少光輸出量(光衰)及產生色偏，並加速發光二極體的老化，使其使用壽命縮短。

為了解決上述問題，部分廠商係設置散熱鰭片於發光二極體燈泡的燈座上，或放置一風扇於發光二極體的燈座內部，以加強發光二極體的散熱能力，如此係使得發光二極體燈泡的整體體積加大及製作難度。

鑒於先前技術所述，本創作之一目的，在於提供一種發光二極體燈泡，該發光二極體燈泡利用液體作為熱傳導介質，可快速地導離設置於其上之發 光二極體晶粒點亮時產生的熱能。

為達到上述目的，本創作提供一種發光二極體燈泡，該發光二極體燈泡，包含一燈座、一電路層、至少一發光二極體晶粒、一透光膠材、一燈罩、一透光液體及一導電接頭。該燈座之一側具有一凸出部，該電路層設置於該凸出部，該發光二極體晶粒設置於該凸出部並與該電路層形成電性連接，該透光膠材包覆該電路層及該發光二極體晶粒，該燈罩連接於該燈座，並與該燈座配合界定一容置空間，該燈罩具有複數透氣孔，該透光液體位於該容置空間，該發光二極體晶粒係沒入該透光液體中。

本創作之發光二極體燈泡係於燈座及燈罩之間填注透光液體，該等透光液體可以導離該發光二極體晶粒點亮時產生的熱能，避免該發光二極體晶粒處於過熱環境中導致色偏現象產生；其次，形成於該燈罩上之透氣孔，可以使得燈罩內部的空氣與外界空氣產生對流，進而提高散熱效果，並可以避免該燈罩及該燈座承受過大壓力而破損，此外，當該透光液體的容量不足以使發光二極體晶粒沒入於其中時，使用者可以利用該透氣孔再次注入透光液體，提升使用者使用上的方便度。

10、10a、20‧‧‧發光二極體燈泡

110、110a、210‧‧‧燈座

112、112a、212‧‧‧凸出部

114、224‧‧‧腔室

120、222‧‧‧電路層

130、230‧‧‧發光二極體晶粒

140、240‧‧‧透光膠材

142、262‧‧‧光波長轉換物質

150、250‧‧‧燈罩

152、252‧‧‧容置空間

154、254‧‧‧透氣孔

160、260‧‧‧透光液體

170、270‧‧‧導電接頭

180、280‧‧‧導線

190、290‧‧‧膠圈

220‧‧‧電路板

225‧‧‧固定件

50‧‧‧控制驅動模組

52、52a‧‧‧電子元件

第一圖為本創作第一實施例之發光二極體燈泡之剖視圖。

第二圖為本創作第一實施例之發光二極體燈泡之局部放大圖。

第三圖為本創作之發光二極體燈泡之操作示意圖。

第四圖為本創作第二實施例之發光二極體燈泡之剖視圖。

第五圖為本創作第二實施例之發光二極體燈泡之剖視圖。

請參考隨附圖示，本創作之以上及額外目的、特徵及優點將透過本創作之較佳實施例之以下闡釋性及非限制性詳細描敘予以更好地理解。

配合參閱第一圖，為本創作第一實施例之發光二極體燈泡之剖視圖。該發光二極體燈泡10包含一燈座110、一電路層120、至少一發光二極體晶粒130、一透光膠材140、一燈罩150、一透光液體160及一導電接頭170。

該燈座110主要用以支撐該發光二極體晶粒130。於本實施例中，該燈座110係使用陶瓷粉末，如：氧化鋁(Al₂O₃)或碳化矽(SiC)，燒結成型。該陶瓷製成之燈座110可以提供良好的導熱效果，更具有良好的絕緣效果，可避免人員使用時發生觸電危險。

該燈座110之一側具有一凸出部112，於本實施例中，該凸出部112之剖面大致呈矩形。該燈座110具有一腔室114，可供容置至少一控制驅動模組50，該控制驅動模組50包含複數電子元件52，該等電子元件52配合構成一用以控制及驅動該等發光二極體晶粒130之電路結構。此外，該燈座110之外壁面包含複數呈放射狀排列之散熱片(未圖示)，用以快速地導離該發光二極體晶粒130點亮時產生的熱能。

該電路層120位於該凸出部112，該電路層120係為銅、銀或其它導電材質所製成。於本實施例中，該電路層120係使用薄膜或厚薄方式經由高溫燒結形成於該凸出部112，其中該電路層120的燒結溫度必須小於該燈座110的熔點。

該發光二極體晶粒130直接地設置於該凸出部112，並與該電路層120形成電性連接。該發光二極體晶粒130的數量可以為一個或多個，於本實施例中，以三個為例說明；該等發光二極體晶粒130可供發出單一光色，或可供發出多種光色。於本實施例中，該發光二極體晶粒130係使用晶片直接封裝 (chip on board,COB)技術使設置於該凸出部112，並可以藉由覆晶或打線接合等方式與該電路層120形成電性連接。

該透光膠材140包覆該電路層120及該等發光二極體晶粒130，使水密地保護該電路層120及該等光二極體晶粒130，其中，該透光膠材140可以為環氧樹脂(epoxy)或矽樹脂(silicone)。

其次，該透光膠材140內更可以包含一光波長轉換物質142，如第二圖所示。該光波長轉換物質142受該發光二極體晶粒130發出的部分光線激發後係產生一波長轉換光線，該波長轉換光線與該等發光二極體晶粒130發出的其它光線混光後可供產生所需光色。於本實施例中，該等發光二極體晶粒130可供發出藍光，該光波長轉換物質142受激發後產生之該波長轉換光線為黃光，該波長轉換光線與該等發光二極體晶粒130發出的其它部分光線混光後可供產生白光光線。

復參閱第一圖，該燈罩150與該燈座110結合，並與該燈座110配合界定一容置空間152。該燈罩150係使用透光材質，如：PC、玻璃或上述之組合材質製作而成，並可以依光線穿透率的不同而呈透明狀或半透明狀。其次，該燈罩150的耐熱溫度必須大於等於攝氏120度。於本實施例中，該燈罩150大致呈半球狀，實際實施時，該燈罩150可以依照應用場合之不同而為其它特殊燈形之罩體。該燈罩150鄰近於該燈座110處具有至少一透氣孔154，該透氣孔154的數量可以為一個或多個，於本實施例中，透氣孔154的數量以兩個為例，且該等透氣孔154的孔徑約為5釐米，但是須知此數量及尺寸並非為對本創作之限制。

該透光液體160可以為純水或其它具有高導熱效果之液體，且該透光液體160的沸點必須小於該燈罩150的耐熱溫度。該透光液體160位於該容置空間152內，該凸出部112至少部分沒入於該透光液體160中，使該發光二極 體晶粒130位於該透光液體160中；如此一來，該等發光二極體130點亮時產生的熱能可以傳導至該透光液體160中，並經由熱對流方式將熱能導離該發光二極體晶粒130；同時地，當該透光液體160的溫度到達沸點時，產生的蒸氣係通過該等透氣孔154散逸至該燈罩150外部，如第三圖所示，使提升散熱速度，並可以避免該燈罩150承受過大蒸氣壓力而破損。

其次，當容置於該容置空間152內之該透光液體160因不斷蒸發而減少時，使用者可以自行填注備用的透光液體160，惟該透光液體160注入於該容置空間152的容量不得高於該透氣孔154，藉以避免該透光液體160外溢。

該導電接頭170連接於該燈座110之另一側，主要用以係供螺接於一般燈具燈座(未圖示)中，用以電連接至一交流電源；於本實施例中，該導電接頭170可以為E26或E27導電接頭，實際實施時則不以此限。複數導線180係連接導電接頭170、該控制驅動模組50及該電路層120，使燈具提供之電力可以由該導電接頭170傳導至該控制驅動模組50及該電路層120。於實際實施時，該發光二極體燈泡10也可以直接地通過該等導線180以電連接該交流電源。

此外，該發光二極體燈泡10更包含一膠圈190，該膠圈190設置於該燈座110及該燈罩150的結合位置，該膠圈190係用以吸收該透光液體160受熱膨脹產生的壓力，以避免該燈座110及該燈罩150之結構損壞。該膠圈190係使用具有彈性材質，如：橡膠，製作而成。

配合參閱第四圖，為本創作第二實施例之發光二極體燈泡之剖視圖。本實施例之發光二極體燈泡10a與第一實施例之發光二極體燈泡10類似，且相同的元件標示以相同的符號。值得注意的是，兩者的差異在於：如第四圖所示之燈座110a及電子元件52a。

該燈座110a之凸出部112a的剖面大致呈弧狀，如此一來，可以有效地擴大光線的出射角度，使該發光二極體燈泡10a的發光角度更接近於傳統的白熾燈泡。

其次，用以控制驅動該等發光二極體晶粒130之複數電子元件52a係分別地位於該凸出部112a並與該電路層120形成電性連接，如此一來，可以大幅地縮小該燈座110a的體積，且該等電子元件52a操作時產生的熱能也可以經由該透光液體160導離。

另外，該發光二極體燈泡10a係直接地通過複數導線180a電連接於一交流電源，藉以將交流電源提供之電力傳遞至該電路層120，以驅動該等發光二極體晶粒130及電子元件52a。

發光二極體燈泡10a之其它元件之功用與相關說明，實際上與第一實施例的發光二極體燈泡10相同，在此不予贅述。發光二極體燈泡10a至可達到與發光二極體燈泡10相同的功能。

配合參閱第五圖，為本創作第三實施例之發光二極體燈泡之剖視圖。該發光二極體燈泡20包含一燈座210、一電路板220、複數發光二極體晶粒230、一透光膠材240、一燈罩250、一透光液體260、一導電接頭270、複數導線280及一膠圈290。

該燈座210係使用金屬材料，如：鋁，擠壓成型，其具有極佳的導熱能力，該燈座210之一側具有一凸出部212。

該電路板220設置於該凸出部212，用以乘載該電路板220及該等發光二極體晶粒230，該電路板220上預先設置有一電路層222，供與設置於其上之該等發光二極體晶粒230形成電性連接。該電路板220可以為印刷電路板(print circuit board,PCB)、金屬基電路板(metal core PCB)或陶瓷 電路板(ceramic PCB)。該電路板220可以通過複數固定件225鎖固於該凸出部212，於本實施例中，該等固定件225的數量以兩個為例，但是須知此數量並非為對本創作之限制。

該等發光二極體晶粒230設置於該電路板220，並與該電路層222形成電性連接，於本實施例中，該等發光二極體晶粒230的數量以三個為例，但是須知此數量並非為對本創作之限制。

該透光膠材240包覆該電路板220、該等固定件225及該等發光二極體晶粒230，使水密地保護該電路板220、該等固定件225及該等光二極體晶粒230，其中，該透光膠材140可以為環氧樹脂或矽樹脂。

該燈罩250連接於該燈座210，並與該燈座210配合界定一容置空間252，該透光液體260位於該容置空間252內；其中該燈罩250係使用透光材質製作而成，且其耐熱溫度必須高於攝氏120度。該燈罩250鄰近於該燈座210處設置有複數透氣孔254，該透光液體260注入於該容置空間252的容量不高於該透氣孔254。

其次，該透光液體260內部更包含一光波長轉換物質262，該光波長轉換物質262係用以改變通過之光線的光色，使該發光二極體燈泡20產生對應的光色。

該膠圈290係使用彈性物質製作而成，其設置於該燈座210及該燈罩250的結合位置，用以避免該吸收該透光液體260受熱膨脹產生的壓力。

該導電接頭270連接於該燈座210之另一側，主要供螺接於一般燈泡燈座(未圖示)中，用以電連接至一交流電源。該等導線280電連接於一控制驅動模組50、該導電接頭270及該電路板220之間，用以將電力由該導電接頭270傳遞至該控制驅動模組50及該電路板220。該控制驅動模組50包含複數 電子元件52，用以驅動並控制該等發光二極體晶粒230的導通或截止，及其導通狀態。於實際實施時，該等導線280也可以直接地電連接於該交流電源。

綜合以上所述，本創作之發光二極體燈泡係於燈座及燈罩之間填注透光液體，該等透光液體可以導離該發光二極體晶粒點亮時產生的熱能，避免該發光二極體晶粒處於過熱環境中導致色偏現象產生；其次，形成於該燈罩上之透氣孔，可以使得燈罩內部的空氣與外界空氣產生對流，進而提高散熱效果，並可以避免該燈罩及該燈座承受過大壓力而破損，此外，當該透光液體的容量不足以使發光二極體晶粒沒入於其中時，使用者可以利用該透氣孔再次注入透光液體，提升使用者使用上的方便度。

然以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，當不能限定本創作實施之範圍，即凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本創作之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。

10‧‧‧發光二極體燈泡

110‧‧‧燈座

112‧‧‧凸出部

114‧‧‧腔室

120‧‧‧電路層

130‧‧‧發光二極體晶粒

140‧‧‧透光膠材

150‧‧‧燈罩

152‧‧‧容置空間

154‧‧‧透氣孔

160‧‧‧透光液體

170‧‧‧導電接頭

180‧‧‧導線

190‧‧‧膠圈

50‧‧‧控制驅動模組

52‧‧‧電子元件

Claims (13)

1. 一種發光二極體燈泡，包含：一燈座，該燈座之一側具有一凸出部；一電路層，設置於該凸出部；至少一發光二極體晶粒，設置於該凸出部並與該電路層形成電性連接；一透光膠材，包覆該電路層及該發光二極體晶粒；一燈罩，連接於該燈座，並與該燈座配合界定一容置空間，該燈罩具有複數透氣孔；以及一透光液體，位於該容置空間，該發光二極體晶粒係沒入該透光液體中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，其中該燈罩的耐熱溫度高於攝氏120度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，其中該透氣孔的孔徑為5釐米。
4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體燈泡，其中燈罩使用PC、玻璃製作而成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，其中該凸出部之剖面大致呈矩形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，其中該凸出部之剖面呈弧狀。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，更包含一光波長轉換物質，設置於該透光膠材內。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，更包含一膠圈，設置於該 燈座及該燈罩之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，更包含複數導線，電連接該電路層。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，其中該燈座係使用陶瓷燒結而成。
11. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，更包含一控制驅動模組，設置於該燈座內部，並通過複數導線電連接該電路層，該驅動控制電路板包含複數電子元件。
12. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈泡，更包含複數電子元件，設置於該凸出部並與該電路層形成電性連接，該透光膠材同時包覆該等電子元件。
13. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體燈泡，更包含一導電接頭，設置於該燈座之另一側，該導線連接該導電接頭及該電路層。