本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域,具體涉及一種LED燈絲及其制造方法以及應(yīng)用所述LED燈絲的LED球泡燈。
背景技術(shù):
LED具有環(huán)保、節(jié)能、高效率與長壽命的優(yōu)勢,因此在近幾年來普遍受到重視,逐漸取代傳統(tǒng)照明燈具的地位。然而傳統(tǒng)LED光源的發(fā)光具有指向性,不像傳統(tǒng)燈具能做出大廣角范圍的照明,因此,將LED應(yīng)用于傳統(tǒng)燈具,視燈具的種類,而有相應(yīng)的挑戰(zhàn)。
為了能使LED燈具提供大角度出光,LED燈具必須透過光學(xué)組件組合LED,以進行光形調(diào)整,常見的光學(xué)組件有透鏡、菱鏡、反射鏡等。然而,類以的光形調(diào)整技術(shù),都會造成LED燈具整體效能的損耗,因此,如何能降低光形調(diào)整損耗,又能達到大角度出光,是LED燈具的重要課題。
其次,LED芯片雖屬于全方位發(fā)光的光源,但經(jīng)過封裝之后,大多會縮小其發(fā)光角度并降低其發(fā)光效率。
LED燈絲燈為采用LED燈絲取代燈具中的鎢絲,其除了能大角度發(fā)光之外,在視覺效果上,亦與傳統(tǒng)鎢絲燈相同,為LED燈絲燈的優(yōu)點之一。
將LED應(yīng)用于球泡燈的挑戰(zhàn)之一為類似傳統(tǒng)球泡燈的全周光照明?,F(xiàn)有LED球泡燈的LED燈絲的制作是將多顆LED芯片串接固定在一片長條狀基板上,然后以摻有熒光粉的硅膠覆蓋LED芯片。基板常見的有玻璃基板與金屬基板,各有其優(yōu)缺點,以玻璃基板而言,雖不致于遮蔽光線,但因玻璃基板導(dǎo)熱不佳,且容易因震動而斷裂,造成LED芯片的串接斷線而失效。金屬基板雖然具有較好的導(dǎo)熱特性,卻因無法透光,會有遮蔽光線的缺陷,造成LED燈絲發(fā)光效率低落。再者,由于現(xiàn)有的LED燈絲本體具有一片硬式基板,其形狀受限且無法任意塑形。現(xiàn)有LED球泡燈是以多根所述LED燈絲對稱分布來完成全周光照明,由于復(fù)雜的制造流程與組裝程序,使得成本效益有待改進,加之多根所述LED燈絲需要采用點焊的方式與燈絲支架焊接,較大概率存在焊接不良風險。
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足,確有必要對現(xiàn)有的LED球泡燈及其燈絲進行改進,以彌補這些缺點和不足。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種LED燈絲、所述LED燈絲制造方法、及應(yīng)用所述LED燈絲的球泡燈,能夠解決背景技術(shù)中的問題。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種LED燈絲,LED燈絲包括:多個LED芯片單元、至少兩個導(dǎo)電電極、以及光轉(zhuǎn)換涂層。所述LED芯片單元間相互電性連接;兩個導(dǎo)電電極對應(yīng)于所述LED芯片單元配置,且電性連接所述LED芯片單元;光轉(zhuǎn)換涂層覆蓋于所述LED芯片單元和所述導(dǎo)電電極,分別使至少兩個導(dǎo)電電極的一部分外露,其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層包括硅膠與熒光粉。光轉(zhuǎn)換涂層中的熒光粉能在吸收某種形式的輻射(如光)后發(fā)出光線。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種LED球泡燈,所述LED球泡燈包括:燈殼、燈頭、以及單一條LED燈絲。所述燈頭連接所述燈殼;所述LED燈絲設(shè)于所述燈殼內(nèi),且所述金屬電極電性連接所述燈頭。所述LED燈絲包括:多個LED芯片單元、至少兩個導(dǎo)電電極、以及光轉(zhuǎn)換涂層。所述LED芯片單元間相互電性連接;兩個導(dǎo)電電極對應(yīng)于所述LED芯片單元配置,且電性連接所述LED芯片單元;光轉(zhuǎn)換涂層覆蓋于所述LED芯片單元和所述導(dǎo)電電極,分別使至少兩個導(dǎo)電電極的一部分外露,其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層包括硅膠與熒光粉。光轉(zhuǎn)換涂層中的熒光粉能在吸收某種形式的輻射(如光)后發(fā)出光線。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種LED球泡燈,所述LED球泡燈包括:燈殼、燈頭、以及全周光LED燈絲。所述全周光LED燈絲設(shè)于所述燈殼內(nèi)且電性連接所述燈頭,所述全周光LED燈絲包括:多個LED芯片單元、至少兩個導(dǎo)電電極、以及光轉(zhuǎn)換涂層。所述LED芯片單元間相互電性連接;所述導(dǎo)電電極對應(yīng)于所述LED芯片單元配置,且電性連接所述LED芯片單元及所述燈頭;所述光轉(zhuǎn)換涂層覆蓋于所述導(dǎo)電電極與所述LED芯片單元的至少兩個表面,并分別使至少兩個導(dǎo)電電極的一部分外露,其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層包括硅膠與熒光粉;其中,該全周光LED燈絲發(fā)出的光線在鉛垂面下方往上135至180度的亮度是總光通亮的至少5%,在0-135度之間各角位的亮度與平均亮度的差異不超過25%。
本發(fā)明的有益效果是:LED燈絲的LED芯片單元的每一表面覆蓋有光轉(zhuǎn)換涂層,光轉(zhuǎn)換涂層能吸收從LED芯片單元發(fā)出的光線,并轉(zhuǎn)換而發(fā)出為具有更長波長的光線。由于LED芯片單元周圍均覆蓋有光轉(zhuǎn)換涂層,因此LED燈絲本身能全周都發(fā)光,且LED燈絲不含堅硬基板或支架的可撓性燈絲,并可依照明需求彎折,LED球泡燈可僅應(yīng)用一條LED燈絲即可達到全周光照明的目的。
附圖說明
圖1為本發(fā)明LED燈絲第一實施例的立體局部剖面示意圖;
圖2為圖1中2-2位置的局部剖面示意圖;
圖3A、3B為本發(fā)明LED燈絲第一實施例的導(dǎo)電電極與LED芯片單元的對應(yīng)配置的其他實施例示意圖;
圖4為本發(fā)明LED燈絲第二實施例的立體局部剖面示意圖;
圖5為圖4中5-5位置的局部剖面示意圖;
圖6A為本發(fā)明LED燈絲第二實施例的未裁切的電路膜第一實施例示意圖;
圖6B為本發(fā)明LED燈絲的未裁切的電路膜第一實施例貼覆于LED芯片的示意圖;
圖7A為本發(fā)明LED燈絲的未裁切的電路膜第二實施例示意圖;
圖7B為本發(fā)明LED燈絲的未裁切的電路膜第二實施例貼覆于LED芯片的示意圖;
圖8A為本發(fā)明LED燈絲的未裁切的電路膜第三實施例示意圖;
圖8B為本發(fā)明LED燈絲的未裁切的電路膜第三實施例貼覆于LED芯片的示意圖;
圖9A至9E為本發(fā)明LED燈絲的制作方法第一實施例示意圖;
圖10為本發(fā)明LED燈絲的制作方法第二實施例的示意圖;
圖11A至11E為本發(fā)明LED燈絲的制作方法第三實施例的示意圖;
圖12A為本發(fā)明LED球泡燈的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12B為本發(fā)明LED球泡燈的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13A為本發(fā)明LED球泡燈的第三實施例的立體示意圖;
圖13B為圖13A中虛線圓圈部分的剖面局部放大示意圖;
圖14A為本發(fā)明LED球泡燈的第四實施例的立體示意圖;以及
圖14B為本發(fā)明LED球泡燈第四實施例的驅(qū)動電路的電路板的俯視示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖以具體實施例對本發(fā)明的實施方式做詳細的說明。
請同時參考圖1至2,圖1為本發(fā)明LED燈絲第一實施例的立體局部剖面示意圖,圖2為圖1中2-2位置的局部剖面示意圖。依據(jù)第一實施例,LED燈絲100包括多個LED芯片單元102、104、至少兩個導(dǎo)電電極110、112、以及光轉(zhuǎn)換涂層120(在特定實施例中,光轉(zhuǎn)換涂層可稱作硅膠層),光轉(zhuǎn)換涂層120中的熒光粉124能吸收某些輻射(如光)而發(fā)出光線。
LED燈絲100在其導(dǎo)電電極110、112被接通電源(電壓源或電流源)后,即可發(fā)出光線,以本實施例為例,其發(fā)出的光線可以實質(zhì)上為接近點光源的360度的光線;將本發(fā)明實施例LED燈絲應(yīng)用于球泡燈(例如但不限于圖12A,12B),則可以發(fā)出全周光(omni-directional light),容后詳述。
從圖1和圖2中可以看出,本發(fā)明的LED燈絲100的截面形狀為長方形,但LED燈絲100的截面形狀并不以此為限,亦可以是三角形、圓形、橢圓形、多邊形或者是菱形,甚至亦可以是采用方形,但邊角可采用倒角或圓角。
LED芯片單元102、104可以是單顆LED芯片,也可以是兩顆LED芯片,當然也可以是包含多顆LED芯片,即等于或大于三顆LED芯片。LED芯片的形狀可以但不限于長條型,長條型的芯片可具有較少的電極,減少遮蔽LED所發(fā)出光線的機會。此外,在LED芯片單元102、104的表面可鍍上一層可導(dǎo)電的透明銦錫氧化物(Indium Tim Oxide,ITO),該銦錫氧化物層有助于LED芯片的電流均勻擴散分布與提升發(fā)光效率。具體的,LED芯片單元102、104長寬比例可設(shè)定在2:1至10:1,例如但不限于14x28或10x20。另外,LED芯片單元102、104也可以使用大功率的LED芯片,然后以低電流來操作,如此LED芯片單元102、104雖然維持在低電流密度的情況之下,仍可保有足夠的亮度,且LED芯片不會產(chǎn)生大量的熱源,讓整體的發(fā)光效率良好。
LED芯片單元102、104本身可采用藍寶石基板,或是可透光的透明基板,如此一來,LED芯片單元102、104本身的基板不會遮蔽LED芯片單元102、104所發(fā)出的光線,也就是說LED芯片單元102、104本身即能從其周面發(fā)出光線。
所述兩個或者多個LED芯片單元102、104間相互電性連接,以此實施例為例,各LED芯片單元102、104為串聯(lián)方式電性連接,但電性連接方式并不以此為限,亦可采用先并聯(lián)后串聯(lián)方式電性連接,例如但不限于每兩個LED芯片單元102、104先并聯(lián)后,各兩個并聯(lián)后的芯片單元102、104再串聯(lián)。
導(dǎo)電電極110、112對應(yīng)于LED芯片單元102、104配置,且電性連接LED芯片單元102、104。依據(jù)本實施例,導(dǎo)電電極110、112為配置于串聯(lián)后的LED芯片單元102、104的兩端,每一導(dǎo)電電極110、112的一部分外露于光轉(zhuǎn)換涂層120之外。導(dǎo)電電極110、112對應(yīng)于LED芯片單元102、104配置的方式并不以此為限,請參閱圖3A、3B,圖3A、3B為本發(fā)明LED燈絲第一實施例的導(dǎo)電電極與LED芯片單元的對應(yīng)配置的其他實施例示意圖。圖3A中可以看見LED芯片單元102、104為配置成一倒U字形并且相鄰LED芯片單元102、104采用串聯(lián)方式電性連接,導(dǎo)電電極110、112則配置于U形的兩端并各自分別電性連接至相鄰的LED芯片單元102、104。圖3B可以看出LED芯片單元102、104大致呈二并行線排列,各自分別串聯(lián)式電性連接,而導(dǎo)電電極110、112則配置于該二并行線的兩端,并與相鄰的LED芯片單元102、104電性連接,形成先串后并電性連接。圖3B中的實施例中是以兩個導(dǎo)電電極110、112為例,但并不以此為限,亦可采用3或4個導(dǎo)電電極110、112,例如將圖中其中之一的導(dǎo)電電極110、112以兩個單獨的次電極取代,兩個次電極各自分別為電源正極,而保留的導(dǎo)電電極110、112則為共同接地端?;蚴菍D中兩個導(dǎo)電電極110、112均以兩個次電極取代,以適用不同的應(yīng)用。
請搭配圖12A,導(dǎo)電電極110、112可在其外露區(qū)域具有一穿孔111、113(見于圖1),用以在組裝于LED球泡燈10a時,提供導(dǎo)電支架14a、14b電性連接,容后詳述。
請再參閱圖1至2,依據(jù)本實施例,前述的電性連接是通過導(dǎo)線140來電性連接相鄰的LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112,導(dǎo)線140可以是金線,導(dǎo)線140可采用LED封裝的打線制程將金線連接相鄰的LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112。此打線的制程可以采用Q-type方式進行打線,從圖2中即可看出,該導(dǎo)線140的外形呈M字形,此M字形導(dǎo)線140使得該導(dǎo)線140處于非緊繃狀態(tài),提供緩沖效果,當LED燈絲100彎折時,導(dǎo)線140不致斷裂。導(dǎo)線140的外形亦不限于M字型,可采用任何能減緩緊繃狀態(tài)的形狀,例如S形等。此處的M字形并非用以限定導(dǎo)線140的形狀呈M字形,而是用以表示能提供緩沖效果的任何形狀,例如,當導(dǎo)線140的長度長于兩個相鄰導(dǎo)電電極110,112間自然拱起的打線的長度,即能夠提供緩沖效果,此時,導(dǎo)線140所呈的形狀可能會是在拱起部分有多個波浪狀的彎折。
光轉(zhuǎn)換涂層120包括硅膠122與熒光粉124,光轉(zhuǎn)換涂層120覆蓋于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112,并分別使兩個導(dǎo)電電極110、112的一部分外露。本實施例中,LED芯片單元102、104的六個面的每一個表面都覆蓋著光轉(zhuǎn)換涂層120,即所述六個面被光轉(zhuǎn)換涂層120覆蓋而可稱為光轉(zhuǎn)換涂層120包裹了LED芯片單元102、104,此覆蓋或包裹可以是但不限于直接接觸,較佳的,在本實施例中,LED芯片單元102、104的六個面的每一個表面都直接接觸光轉(zhuǎn)換涂層120。然而,實施時,光轉(zhuǎn)換涂層120可以僅覆蓋每一個LED芯片單元102、104六個表面中的兩個表面,意即光轉(zhuǎn)換涂層120直接接觸該兩個表面,此直接接觸的二表面可以是但不限于圖2中的頂面或底面。同樣的,光轉(zhuǎn)換涂層120可直接接觸兩個導(dǎo)電電極110、112的兩個表面。熒光粉124可以采用金屬氧化物類的熒光粉124,此類熒光粉124具有較佳的導(dǎo)熱性。熒光粉124可以比硅膠122硬,熒光粉124顆粒大小可約為1至30微米(μm),亦可采用大小約為5至20μm的熒光粉124,相同熒光粉124的尺寸大致相同,圖2所示的熒光粉124因剖面關(guān)系,所剖解到的位置不同,才使剖面的截面積有大小之別。在其他實施例中,前述硅膠122可以用聚酰亞胺Polyimide,或另稱為樹脂材料取代或取代一部分或作為添加劑,以具有更好的韌性,降低龜裂或脆化機率。補充說明的是,LED芯片單元102、104的六個面的每一個表面都至少有一部分直接接觸光轉(zhuǎn)換涂層120及/或LED芯片單元102、104其中一~兩面透過固晶膠與光轉(zhuǎn)換涂層之間粘接,也屬于前述的六個面均被光轉(zhuǎn)換涂層包覆及/或LED芯片直接接觸光轉(zhuǎn)換涂層的等同概念。前述的固晶膠在其他實施例中也可摻入熒光粉,以增加整體的光轉(zhuǎn)換效率,固晶膠通常也為硅膠,與混合熒光粉用的硅膠不同點在于固晶膠?;旌香y粉或散熱粉末以提高導(dǎo)熱效果。
光轉(zhuǎn)換涂層120中的熒光粉124能吸收某種形式的輻射并發(fā)出光線,例如熒光粉124吸收較短波長的光線而發(fā)光較長波長的光線。在一實施例中,熒光粉124吸收藍光而發(fā)出黃光,此黃光與未被吸收的藍光混合后,即形成白光。而前述LED芯片單元102、104的六個表面都覆蓋著光轉(zhuǎn)換涂層120的實施例中,熒光粉124吸收從各表面發(fā)出的較短波長的光線后發(fā)出較長波長的光線,由于熒光粉124環(huán)繞著LED芯片單元102、104的每一個外表面以形成LED燈絲100的本體,因此,LED燈絲100的每一個外表面均能發(fā)出混和光。
熒光粉124與硅膠122的構(gòu)成比(composition ratio)為1:1至99:1,較佳的比例為1:1至50:1,此比例可以是重量比,也可以是體積比。請參考圖2,此實施例中,熒光粉124比例大于硅膠122,使得熒光粉124密度提高進而互相接觸,如圖2中的直線所示,排列在一起相接觸的熒光粉124形成導(dǎo)熱路徑(如圖2中箭頭所示的導(dǎo)熱路徑),進一說,光轉(zhuǎn)換涂層120具有由相鄰且相接觸的熒光粉124所形成的導(dǎo)熱路徑,所述導(dǎo)熱路徑從所述LED芯片單元102、104表面至LED燈絲100的外表面,因此LED芯片單元102、104產(chǎn)生的熱可以被傳導(dǎo)到光轉(zhuǎn)換涂層120的外部,使得LED燈絲100具更好的散熱效果,光轉(zhuǎn)換涂層120也推遲了黃化的問題。而且熒光粉124的色光轉(zhuǎn)化率可至30%至70%,如此可以提高LED球泡燈整體的光效,也可以增加LED燈絲100的硬度,提升LED燈絲100的可撓性,不需要另外以框架來支撐住LED燈絲。此外,一般的硅膠成形后,其表面較為平滑,不利于LED芯片單元102、104與熒光粉124產(chǎn)生的光穿透出去。在本實施例中,由于硅膠122里的熒光粉124比例提高,可有效增加LED燈絲100的表面粗糙度與燈絲整體的表面積,也就是說,有效的增加了LED燈絲100整體的散熱面積,使得LED燈絲100具備更佳的散熱效果。另外,也由于LED燈絲100整體的表面積增加,因此增加了燈絲表面熒光粉124光轉(zhuǎn)化的點光源,進而提升LED球泡燈整體的發(fā)光效率。
再者,在本實施例中,LED芯片單元102、104可采用發(fā)出藍光的LED芯片,而熒光粉124即可對應(yīng)采用黃色熒光粉(例如:Garnet系列熒光粉,YAG熒光粉),借此以使LED燈絲100發(fā)出白光,實施時,可以適當?shù)卣{(diào)配熒光粉124與硅膠122的比例,以使白光的光譜更符合傳統(tǒng)白熾燈的光譜,此外,熒光粉124亦可采用能吸收藍光而轉(zhuǎn)換成黃綠光或更進一步搭配紅光的熒光粉124,通過由大量的熒光粉124來充分吸收LED芯片單元102、104所發(fā)出的藍光,可適光調(diào)配不同熒光粉124的比例,以將大部分的藍光轉(zhuǎn)化為黃綠光,少部分的藍光則都轉(zhuǎn)換為紅光,使得LED燈絲100的整體發(fā)光色溫期待更接近于2400至2600K(傳統(tǒng)白熾燈的光譜)。
在適當調(diào)配熒光粉124與硅膠122的比例,即可調(diào)整LED燈絲100可撓度(deflection),意即LED燈絲100的楊氏系數(shù)(Yong’s Modulus)Y可介于0.1至0.3x1010帕(Pa)之間,考慮球泡燈的應(yīng)用,可調(diào)整LED燈絲100的楊氏系數(shù)至0.15至0.25x1010帕(Pa)之間,如此即改善傳統(tǒng)LED燈泡燈絲易斷裂的問題,但仍具有足夠的剛性與可撓性。
請續(xù)參閱圖4-5,圖4為本發(fā)明LED燈絲第二實施例的立體局部剖面示意圖;圖5為圖4中5-5位置的局部剖面示意圖。
依據(jù)第二實施例,LED燈絲200包括多個LED芯片單元202、204、至少兩個導(dǎo)電電極210、212、以及光轉(zhuǎn)換涂層220。LED芯片單元202、204間相互電性連接,導(dǎo)電電極210、212對應(yīng)于LED芯片單元202、204配置,且電性連接LED芯片單元202、204。光轉(zhuǎn)換涂層220覆蓋LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212,并分別使兩個導(dǎo)電電極210、212的一部分外露,其中所述光轉(zhuǎn)換涂層220包括硅膠222、氧化納米粒子(Nanoparticle)226與熒光粉224。
所述氧化納米粒子226可以是(如無機氧化納米粒子),其尺寸屬于納米級的顆粒,其尺寸小于所述熒光粉224,氧化納米粒子的材質(zhì)可以是但不限于具導(dǎo)熱效果的氧化納米粒子226,例如但不限于氧化鋁(Al2O3),氧化硅(SiO2),氧化鋯(ZrO2),氧化鈦(TiO2),氧化鈣(CaO),氧化鍶(SrO)和氧化鋇(BaO)等材料所形成的納米粒子。這些氧化納米粒子平均大小約為10至300nm,大部分粒子尺寸落于20至100nm。
在圖5中可以看見,硅膠222里加入氧化納米粒子226與熒光粉224,由于氧化納米粒子226的硬度與成本與熒光粉224相異,因此,氧化納米粒子226、熒光粉224及硅膠222的比例可視成本、導(dǎo)熱性與整體可撓性等考慮而變動。其次,由于氧化納米粒子226的尺寸小于熒光粉224,因此氧化納米粒子226可填補熒光粉224粒子之間的空隙,增加彼此的接觸面積,形成更多的導(dǎo)熱路徑,如圖5中的直線所示,提升LED燈絲200整體的導(dǎo)熱效果。同時,氧化納米粒子226亦可讓光產(chǎn)生偏折散射,提高熒光粉224的色光轉(zhuǎn)換效率并充分的均勻混光,讓LED燈絲200的發(fā)光特性更佳。
在其他實施例中,熒光粉均勻分布在聚酰亞胺Polyimide,或另稱為樹脂材料中,在最佳情況下,每一個熒光粉都被聚酰亞胺Polyimide,或樹脂材料所包覆,可以解決熒光粉層龜裂或脆化的問題。實際應(yīng)用時,很難達到每一個熒光粉都被包覆,及/或在聚酰亞胺Polyimide中,或另稱為樹脂材料中,仍須摻有部分的硅膠。在這樣的情況下,仍應(yīng)被視為熒光粉被聚酰亞胺Polyimide,或另稱為樹脂材料所包覆的等同概念下。
LED燈絲200還包括多片電路膜240(亦可稱透光電路膜),LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212透過電路膜240相互電性連接,光轉(zhuǎn)換涂層220覆蓋于電路膜240。
請同時參閱圖6A,圖6A為本發(fā)明LED燈絲的未裁切的電路膜第一實施例的示意圖。電路膜240包括第一膜242與位于第一膜表面的導(dǎo)電線路244。第一膜242可以是但不限于薄膜,以下為了便于說明,將第一膜242以薄膜為實施例進行說明,但并非限定本發(fā)明之第一膜242僅可為薄膜。在此實施例中,導(dǎo)電線路244為呈條狀,并各自分別平行排列。導(dǎo)電線路244亦可采用不同的形態(tài),例如圖7A電路膜的第二實施例,電路膜240a包括薄膜242a及導(dǎo)電線路244a,其中導(dǎo)電線路244a即呈斜向并行線的模式分布于薄膜242a上,各相鄰導(dǎo)電線之間的間距可以小于或等70μm,以具有較佳的電氣特性。而在圖8A的電路膜的第三實施例中,電路膜240b包括薄膜242b及導(dǎo)電線路244b,其中導(dǎo)電線路244b即呈交錯網(wǎng)格線的模式分布于薄膜242b上,其線寬可為約10μm,厚度可為約2μm。導(dǎo)電線路244、244a、244b的形態(tài)并不受限,只要能達成電性連接LED芯片單元202、204間,或LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212之間即可。
所述薄膜242材質(zhì)可為但不限于聚酰亞胺薄膜(Polyimide Film,PI膜),其透光度約92%以上。薄膜242上的導(dǎo)電線路244材質(zhì)可為但不限于銦錫氧化物(ITO)、納米銀線電路、金屬網(wǎng)格或是納米碳管來制作。對于LED芯片的發(fā)光而言,銀(Au)本身具有相當良好的反射效果不會吸光,且納米銀線以納米等級的線寬來構(gòu)成網(wǎng)線狀分部,同時兼具有低電阻與高透光的特性,因此納米銀線非常適用于導(dǎo)電線路244、244a、244b。為了增加納米銀線與LED芯片導(dǎo)電電極的黏接效果,可以在納米銀線摻雜金(Au)。
電路膜240的制作方式可先于一薄膜242上形成導(dǎo)電線路244;其次,于該具有導(dǎo)電線路244的薄膜242上形成槽孔246。
請參閱圖6A,由于電路膜240上的導(dǎo)電線路244并未布滿整個電路膜240的表面,因此,LED芯片單元202、204發(fā)出的光線不會被導(dǎo)電線路244遮蔽或吸收。第一實施例的LED燈絲100為采用金線進行電性連接,而第二實施例的LED燈絲200則采用電路膜240進行電性連接,電路膜240相較于導(dǎo)線140具有電性連接的線寬較寬、撓性較佳、不易斷裂等優(yōu)點。
電路膜240與LED芯片單元202、204、導(dǎo)電電極210、212的電性連接,可以預(yù)先在芯片單元202、204、導(dǎo)電電極210、212待電性連接的位置預(yù)先涂上導(dǎo)電粘劑,例如是銀膠、錫膏或摻雜有導(dǎo)電金屬顆粒的導(dǎo)電膠,在配置了電路膜240后,可采用加熱或以UV光照射,即可達到電性連接的效果。
請續(xù)參閱圖9A至9E,其為本發(fā)明LED燈絲200的制作方法第一實施例示意圖。LED燈絲的制作方法包括:
S20:配置LED芯片單元202、204及至少兩個導(dǎo)電電極210、212于載具280上(如圖9A);
S22:電性連接LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212(如圖9B);以及
S24:設(shè)置光轉(zhuǎn)換涂層220于所述LED芯片單元202、204與所述導(dǎo)電電極210、212上,其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層220覆蓋所述LED芯片單元202、204與所述導(dǎo)電電極210、212,并外露出所述導(dǎo)電電極210、212至少兩個的一部分,其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層220包括硅膠222與熒光粉224(如圖9C至9E)。
其中,步驟S20中配置LED芯片單元202、204的方式(如圖9A),依此實施例,為配置成矩形數(shù)組狀,圖上的每一縱列,因此制程完畢后,均可各自分別形成單一LED燈絲200。在配置LED芯片單元202、204時,需考慮后續(xù)電性連接時的串并聯(lián)的對應(yīng)正負電極配置。載具280可為但不限于玻璃基板或金屬基板。載具的形狀可以是如圖9A的平板,或圖10的具有凹槽的板狀物,該凹槽即可用以配置基底層120b。
步驟S22的電性連接(如圖9B),在此實施例中,是以圖7A的未裁切電路膜240a為例,電性連接LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212。除此之外,亦可采用如圖6A或8A的未裁切電路膜240、240b進行電性連接,抑或是采用如圖2的導(dǎo)線140進行電性連接。
步驟S24的設(shè)置光轉(zhuǎn)換涂層于所述LED芯片單元202、204與所述導(dǎo)電電極210、212上,實際操作時,可采用多種不同的方式進行,首先,以圖9C至9E為例進行說明,其包括:
S240:涂布光轉(zhuǎn)換涂層(頂層220a)于LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212未接觸所述載具280的一側(cè);
S242:翻轉(zhuǎn)已涂布光轉(zhuǎn)換涂層(頂層220a)的LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212;以及
S244:涂布光轉(zhuǎn)換涂層(基底層220b)于所述LED芯片單元與所述導(dǎo)電電極未涂布光轉(zhuǎn)換涂層的另一側(cè)。
其中,為便于描述與區(qū)別,在步驟S240的光轉(zhuǎn)換涂層220命名為頂層220a,在步驟S244的光轉(zhuǎn)換涂層220命名為基底層220b。
步驟S240中,頂層220a涂布于LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212后,硅膠222與熒光粉224會填滿LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212之間的間隙,接著對已涂布頂層220a的LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212進行固化(或凝固)程序,以使頂層固化并包覆載具上方的LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212,同時外露出導(dǎo)電電極210、212中至少二的部分區(qū)域。此固化程序例如但不限于加熱、或紫外線(UV)照射。
步驟S242的翻轉(zhuǎn)已涂布光轉(zhuǎn)換涂層(頂層220a)的LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212有幾種方式,其一為LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212僅配置于載具280上,其間并無黏著關(guān)系,可以直接翻轉(zhuǎn),并可將翻轉(zhuǎn)后的半成品再置于該載具上。
另一種方式,可在載具280與LED芯片單元202、204、導(dǎo)電電極210、212之間具有用以黏著的膠狀物質(zhì),例如半導(dǎo)體制程使用的光阻或是便于移除的固晶膠,此膠狀物質(zhì)在適當烘烤后,即具有暫時性固定LED芯片單元202、204、導(dǎo)電電極210、212于載具280上的效果。因此,在翻轉(zhuǎn)已涂布頂層220a的LED芯片單元202、204、導(dǎo)電電極210、212前或后,可以以丙酮洗凈涂布在基板之上的光阻,或是以對應(yīng)的溶劑清除在基板上的固晶膠,即可將已涂布頂層220a的LED芯片單元202、204、導(dǎo)電電極210、212與載具280分離,形成LED燈絲半成品(如圖9D)。此外,亦可進一步清洗所述LED燈絲半成品,以去除殘留的光阻或固晶膠。
最后,步驟S244為涂布光轉(zhuǎn)換涂層(基底層220b)于所述LED芯片單元202、204與所述導(dǎo)電電極210、212未涂布光轉(zhuǎn)換涂層220a的另一側(cè),并使基底層220b固化(如圖9E)。
圖9C中的頂層220a略大于未裁切的電路膜240a,但實施時并不以此為限。而在圖9E中的頂層220a與基底層220b的大小略為相同(由于重疊的關(guān)系),但實施時并不以此為限,其尺寸可以視需要而有大、小區(qū)別。
在步驟S24之后,另可包括步驟S26的切割所述覆蓋了光轉(zhuǎn)換涂層的LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212,即如圖9E中點劃線所繪制的切割位置,如此一來,切割后的長條狀組件即為LED燈絲200。步驟S24的切割方式并不以圖9E為限,亦可每兩個相鄰縱列縱列的LED芯片單元202、204切割為單一LED燈絲。
圖6A、7A與8A的未裁切電路膜240、240a、240b貼覆于LED芯片單元202、204與導(dǎo)電電極210、212的對應(yīng)關(guān)系各自分別可見于圖6B、7B與8B,圖中的點劃線為切割線,容后詳述。
在圖9A至9E的制程中,是以矩形數(shù)組方式排列,但制作方法并不以此為限,在步驟S20的配置方式,亦可僅配置單一縱列的LED芯片單元202、204,如此一來,即無需進行步驟S26的切割程序。
關(guān)于LED燈絲200制作方法的第二實施例,請參閱圖10,第二實施例的制作方法包括:
S20A:涂布光轉(zhuǎn)換涂層(基底層120b)于載具180上;
S20B:配置LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112于載具180上的光轉(zhuǎn)換涂層(基底層120b)上;
S22:電性連接LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112;以及
S24:涂布光轉(zhuǎn)換涂層(頂層120a)于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112未接觸光轉(zhuǎn)換涂層(基底層120b)的一側(cè),其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層120覆蓋于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112,并分別使兩個導(dǎo)電電極110、112的一部分外露110、112,其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層120包括硅膠122與熒光粉124。
從圖10中可以看出,先在載具180上設(shè)置一基底層120b,此基底層120b亦為光轉(zhuǎn)換涂層的一部分,意即包括了硅膠122與熒光粉124,在此制法中,雖先將基底層120b設(shè)置于載具180上,但并不以此為限,實施時,亦可以不使用載具180,而直接進行步驟S20B的直接配置LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112于基底層120b上。
基底層120b的厚度可為50至100微米(μm),視熒光粉124與硅膠122比例,其厚度可為60至80μm。在進行了步驟S20后,可采用加熱或是用UV光照射來略為固化基底層120b,并在降溫凝結(jié)后,LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112即被黏著固定于基底層120b。除此之外,亦可采用固晶膠來黏著固定LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112于基底層120b上。
在完成S22的電性連接后,可以直接進行S24配置頂層120a于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112未接觸基底層120b的一側(cè),并固化頂層120a。如此一來,即可省去翻轉(zhuǎn)步驟或去除用以黏著載具180、LED芯片單元102、104、與導(dǎo)電電極110、112的膠狀物質(zhì)的步驟。
依據(jù)圖10的實施例,在進行完步驟S24之后,亦可進行步驟S26的切割覆蓋了光轉(zhuǎn)換涂層的LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112。
前述基底層120b用以承載LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112,其厚度可為0.5至3mm(毫米)或1至2mm,在配置完成后,可對基底層適當加熱,使得基底層120b表面略為熔融,在基底層120b降溫凝結(jié)后即可使LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110,112黏著固定。
其次,基底層120b的熒光粉124與硅膠122的摻雜比例可適當調(diào)整,以使得其硬度得以適于后續(xù)的電性連接程序,例如但不限于,摻雜并固化后的硬度可在邵氏硬度(HS)60HD以上。如此一來,除了使得LED燈絲100,200整體具有適當?shù)挠捕龋嗫墒沟脤?dǎo)線(金線)打線制程的穩(wěn)定度提高,在完成品后,LED燈絲100、200無論是受壓或是彎折,均能維持良好的電性連接。
圖10的實施例中,基底層120b需承載LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、122,因此,其固化后的硬度,或固化前的硬度需適當設(shè)計,以利于后續(xù)的電性連接(例如打線時需較硬的基底層120b支撐LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、122),而頂層120a則無此項需求,因此,頂層120a與基底層120b的硅膠122與熒光粉124的比例可以不同,可視整體設(shè)計需求而變化。當然,在圖10的實施例中,光轉(zhuǎn)換涂層120亦可以包括前述氧化納米粒子224(圖中未示)。
接著,請參閱圖11A至11E,其為本發(fā)明LED燈絲的制作方法第三實施例的示意圖。
LED燈絲制作方法第三實施例包括:
S202:配置導(dǎo)電箔130于光轉(zhuǎn)換涂層(基底層120b)上(如圖11A所示);
S204:配置LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112于導(dǎo)電箔130上(如圖11B所示);
S22:電性連接LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112(如圖11C所示);以及
S24:涂布光轉(zhuǎn)換涂層(頂層120a)于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112未接觸導(dǎo)電箔130的一側(cè),其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層120覆蓋于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112,并分別使兩個導(dǎo)電電極110、112的一部分外露,其中,所述光轉(zhuǎn)換涂層120包括硅膠122與熒光粉124。
請參閱圖11A,步驟S202光轉(zhuǎn)換涂層,如同前述,可稱為基底層120b,而導(dǎo)電箔130可具有多個開口(132),開口132的寬度小于LED芯片單元102、104的長度,且開口132各自分別對應(yīng)LED芯片單元102、104的發(fā)光區(qū),以利于LED芯片單元102、104被驅(qū)動發(fā)出光線時,不會被導(dǎo)電箔130所遮蔽。
導(dǎo)電箔130可以是表面鍍銀的銅箔,但并不以此為限,開口132的形成可以是在導(dǎo)電箔130上以沖壓方式形成的。
步驟S202之前,亦可增加一個步驟,即是將基底層120b先配置于一載板上,抑或是直接將基底層120b配置于一工作臺上。
步驟S204,請參閱圖11B,其為將LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112配置于導(dǎo)電箔130上,如同前述,配置時可將LED芯片單元102、104的發(fā)光區(qū)域?qū)?yīng)導(dǎo)電箔130的開口132。
繼續(xù)參閱圖11C,步驟S22的電性連接,在本實施例中采用打線方式進行,每一個導(dǎo)線(如金線)的二端為連接導(dǎo)電箔130與相鄰LED芯片單元102、104或相鄰的導(dǎo)電電極110、112,以形成電性連接,在本實施例中,是以串聯(lián)進行電性連接。
接著,請參閱圖11D。如同圖10的實施例,步驟S24的光轉(zhuǎn)換涂層系可稱為頂層120a,在配置頂層120a于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112上時,該頂層120a的材料(硅膠122與熒光粉124)即可填充至芯片下方的縫隙。
頂層120a的配置方式,可將已調(diào)配好比例的熒光粉124與硅膠122直接涂布于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112上,除此之外,亦可先在LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112涂布一層熒光粉層,接著再涂布硅膠,其后再進行固化程序即可。另一種方式是,將熒光粉與硅膠改為多層次交替涂布(或噴涂)于LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112上,如此,能得到較均勻分布的效果。
在完成步驟S24之后,可再進行切割程序,亦即將各LED燈絲100切割下來,如圖11E所示。
在圖11A至11E的實施例中,LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112的電性連接是經(jīng)由金屬箔130與導(dǎo)線140來完成,使得LED芯片單元102、104與導(dǎo)電電極110、112之間的連接關(guān)系更具有可撓性,當整個LED燈絲100在被彎曲時,電性連接的關(guān)系亦不易被破壞。
最后,請參閱圖12A及12B,其為應(yīng)用前述LED燈絲的LED球泡燈10a、10b的第一實施例及第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中可以看出,LED球泡燈10a、10b包括燈殼12、燈頭16、設(shè)于燈殼12內(nèi)的至少二導(dǎo)電支架14a、14b、設(shè)于燈頭內(nèi)的驅(qū)動電路18、以及單一條LED燈絲100。
導(dǎo)電支架14a、14b用以電性連接LED燈絲100的兩個導(dǎo)電電極110、112,亦可用于支撐LED燈絲100的重量。驅(qū)動電路18為電性連接該導(dǎo)電支架14a、14b與燈頭16,燈頭16接于傳統(tǒng)的球泡燈的燈座時,燈座為提供燈頭16電源,驅(qū)動電路18為從燈頭16取得電源后用以驅(qū)動該LED燈絲100發(fā)光。由于該LED燈絲100能全周面的發(fā)光,因此,整個LED球泡燈10a、10b即能產(chǎn)生前述的全周光。
此處所述的全周光的定義,視各個國家對特定燈泡的規(guī)范而定,此定義亦會隨著時間而變動,因此,本揭露所述的全周光的舉例,并非用以限縮本發(fā)明的范圍。全周光的定義,例如美國能源之星計劃(US Energy Star Program Requirements for Lamps(Light Bulbs))對球泡燈(全周光燈泡)的光形即有相對應(yīng)定義,以基座在上,燈泡朝下方式配置球泡燈時,鉛垂上面為180度,鉛垂下方為0度,其要求在0-135度之間各角位的亮度(luminous intensity(cd))不應(yīng)與平均亮度有超過25%的差異,而在135至180度之間的總光通量(total flux(lm))至少要占整燈的5%。再例如,日本的JEL 801規(guī)范對LED燈要求在120度范圍的區(qū)間內(nèi),其光通量需小于總光通量的70%。
在本實施例中,導(dǎo)電支架14a、14b是以兩個為例,但并不以此為限,可視LED燈絲100的導(dǎo)電或支撐性需求而增加數(shù)量。
燈殼12是可采用透光性較佳或?qū)嵝暂^佳的燈殼,例如但不限于玻璃或塑料燈殼。實施時,亦可在燈殼12內(nèi)摻雜帶有金黃色材料或燈殼表面鍍上一層黃色薄膜,以適量吸收部分LED芯片單元102、104所發(fā)出的藍光,調(diào)整LED球泡燈10a、10b所發(fā)出光線的色溫。生產(chǎn)時,能采用真空泵將燈殼12內(nèi)的氣體更換為氮氣、或氮氣及氦氣、或氫氣及氦氣的混合氣(適當混合比例),以使得燈殼12內(nèi)的空氣的熱傳導(dǎo)更佳,并移除燈殼內(nèi)空氣的水氣。填充于燈殼12內(nèi)的空氣可以是主要選自于由氦氣、氫氣所組成的群組中至少一,而氫氣占燈殼12內(nèi)總?cè)萘康捏w積百分比可以是5%至50%,而燈殼12內(nèi)的氣壓可以是0.4至1.0大氣壓。
在圖12A,12B的實施例中,LED球泡燈10a、10b還包括芯柱19與散熱組件17,芯柱19設(shè)于燈殼12內(nèi),散熱組件17位于燈頭16與燈殼12之間且連接芯柱19,LED燈絲100經(jīng)由導(dǎo)電支架14a、14b連接芯柱19。芯柱19可用來抽換LED球泡燈10b中的氣體并提供導(dǎo)熱的功能、散熱組件17連接芯柱19與燈頭16并將其所傳來的熱傳導(dǎo)到LED球泡燈10b之外。散熱組件17位于燈頭16與燈殼12之間且連接芯柱19,LED燈絲100連接芯柱19。
LED球泡燈10a、10b的芯柱19材質(zhì)可以是具備較佳導(dǎo)熱效果的金屬或陶瓷,陶瓷材料可為氧化鋁或氮化鋁,其熱輻射吸收率遠比玻璃高,因此可更有效的吸收LED燈絲100所發(fā)出的熱量,將熱量導(dǎo)出LED球泡燈10b之外實際操作時,可以真空泵透過芯柱74可將燈殼12內(nèi)部的空氣抽換成全氮氣或是氮氣與氦氣、或氫氣與氦氣適度的比例混合,以改善燈殼12內(nèi)氣體的導(dǎo)熱率,同時也去除了潛藏在空氣里的水霧。散熱組件17可略呈中空的圓柱體圍繞在燈殼12的開口端,材質(zhì)上可選用具有良好導(dǎo)熱效果的金屬、陶瓷或高導(dǎo)熱塑料。散熱組件17(連同LED球泡燈的螺口)的材質(zhì)也可為具有良好導(dǎo)熱效果的陶瓷材料,散熱組件17亦可與陶瓷芯柱19為一體成形的組件,如此可以免去LED球泡燈10b的螺口需與散熱組件17膠合而增加LED燈絲100散熱路徑的熱阻,具有更好的散熱效果。
請參閱圖12A,散熱組件17的高度為L1,而散熱組件17底部至燈殼12頂部的高度為L2,L1與L2的比值(L1/L2)的范圍是1/30至1/3。該比值愈小,則LED球泡燈10a、10b的出光角度即愈大、LED球泡燈10a、10b所發(fā)出的光線被散熱組件17遮敝的即愈少、且LED球泡燈10a、10b所發(fā)出的光線的分布即愈接近全周光。
在圖12A的實施例中,LED燈絲100是彎折成約270度的圓,且LED燈絲100本體呈波浪狀上凸與下凹,而為維持其波浪狀的形狀,LED球泡燈10b另可包括懸臂15以支撐于LED燈絲100波浪狀本體波峰與波谷處,如此一來,LED球泡燈10b能通過適當彎折的LED燈絲而更容易提供全周光的照明,此外,一體的LED燈絲結(jié)構(gòu)加工和裝配工藝更簡單方便,同時成本也會降低很多。在圖12B的實施例中,LED燈絲100所形成的弧的弧角大約為270度,但在其他實施例中,LED燈絲100所形成的弧角可以接近360度,或者,單一LED球泡燈10b可以包括至少兩個LED燈絲100,而每個LED燈絲100彎折形成約180度的弧角,使得兩個LED燈絲100適當配置后,能形成大約360度的弧角。
在某些實施例中,懸臂15及/或芯柱19可以涂覆有高反射性質(zhì)的材料,例如但不限于白色材料。此外,考慮散熱特性,該高反射性質(zhì)的材料可以選擇同具有高熱輻射吸收特性的材料,例如但不限于石墨烯(Graphene),換言之,懸臂15及/或芯柱19的表面可以涂布有石墨烯薄膜。
請參考圖13A及圖14A,圖13A為LED球泡燈的第三實施例的立體示意圖;圖14A為LED球泡燈的第四實施例的立體示意圖。依據(jù)第三實施例,LED球泡燈10c包括燈殼12、連接燈殼12的燈頭16、設(shè)于燈殼12內(nèi)的至少二導(dǎo)電支架14a、14b、驅(qū)動電路18、懸臂15、芯柱19、及單根LED燈絲100。驅(qū)動電路18是電性連接至導(dǎo)電支架14a、14b與燈頭16。而第四實施例的LED球泡燈10d與第三實施例相似,第四實施例的LED球泡燈10d包括兩個LED燈絲100a、100b,從頂部俯視,所述二LED燈絲100a、100b為彎曲成接近圓形,且從側(cè)面?zhèn)纫?,該二LED燈絲100a、100b是位于不同鉛垂高度。
LED燈絲100、100a、100b的截面面積小于圖12A,12B實施例中燈絲100的截面積,LED燈絲100、100a、100b的導(dǎo)電電極110、112是電性連接至導(dǎo)電支架14a、14b,以接收來自驅(qū)動電路18的電源,導(dǎo)電電極110、112與導(dǎo)電支架14a、14b之間的連接關(guān)系可以是機械式的壓緊連接,亦可以是焊接連接,所述機械式連接可以是先把導(dǎo)電支架14a、14b穿過導(dǎo)電電極110、112的穿孔111、113,再反折導(dǎo)電支架14a、14b的自由端,使得導(dǎo)電支架14a、14b夾住導(dǎo)電電極110、112并形成電性連接。所述焊接式連接可以是利用銀基合金焊、銀焊、钖焊等方式把導(dǎo)電支架14a、14b與導(dǎo)電電極110、112連接。
與圖12A、12B的第二實施例相似,圖13A與14A的LED燈絲100、100a、100b是彎折成從頂部俯視呈圓形,同時,LED燈絲100、100a、100b亦可被彎折成波浪狀(從側(cè)面觀察),此波浪狀的結(jié)構(gòu)不但外觀新穎,而且可以保證LED燈絲100、100a、100b發(fā)光均勻。同時,單根的LED燈絲100相比多跟LED燈絲在與所述導(dǎo)電支架14a、14b連接時需要的結(jié)合點較少,實際中單根LED燈絲100如圖13A所示僅需要兩個結(jié)合點,有效降低了焊接不良的風險或者減少了機械壓緊連接時的工序。
芯柱19另具有一垂直延伸至燈殼12中心的立桿19a,每一懸臂15的一第一端連接至該立桿19a,而每一懸臂15的一第二端連接至該LED燈絲100、100a、100b,請參閱圖13B,圖13B為圖13A中虛線圓圈部分的剖面局部放大示意圖,每一懸臂15的第二端具有一鉗部15a,該鉗部15a固定LED燈絲100、100a、100b,鉗部15a可以用以固定LED燈絲100、100a、100b的波浪狀的波峰或波谷,但并不以此為限,即所述鉗部15a也可以用來固定LED燈絲波浪狀的波峰與波谷之間的部分。鉗部15a的形狀可以匹配于LED燈絲100、100a、100b截斷面的外形,而鉗部15a內(nèi)孔尺寸可以略小于LED燈絲100、100a、100b截斷面的外形的尺寸,因此,在制造時,可以把LED燈絲100、100a、100b穿過鉗部15a的內(nèi)孔(未標號),以形成緊密配合。另一種固定方式是經(jīng)由彎折程序來形成該鉗部,進一步來說,是先將LED燈絲100、100a、100b置于懸臂15自由端,接著利用治具將自由端環(huán)繞LED燈絲100、100a、100b而彎折,以形成鉗部15a。
懸臂15的材質(zhì)可以是但不限于碳素彈簧鋼,以提供適當?shù)膭傂耘c彈性,從而減少外部振動對LED燈絲的沖擊,保證LED燈絲不易變形。由于立桿19a為延伸至燈殼12的中心,且懸臂15連接至立桿19a的頂端附近,因此,LED燈絲100的鉛垂高度為接近于燈殼12的中心,因此LED球泡燈10c的發(fā)光特性接近于傳統(tǒng)球泡燈的發(fā)光特性,使得發(fā)光更加均勻,同時發(fā)光亮度也能達到傳統(tǒng)球泡燈的亮度水平。此外,在本實施例中,所述LED燈絲100的懸臂15第一端與芯柱19的立桿19a連接,懸臂15的第二端通過鉗部15a連接至該LED燈絲100、100a、100b的外絕緣面,從而使得懸臂15不導(dǎo)電,避免了以往懸臂導(dǎo)電時因通過的電流產(chǎn)生熱而導(dǎo)致懸臂15內(nèi)的金屬絲熱脹冷縮,從而就避免了玻璃芯柱19炸裂。
再者,由于鉗部15a的內(nèi)部形狀(孔的形狀)匹配于LED燈絲100截面的外部形狀,因此,只要適當?shù)卦O(shè)計,即可使得LED燈絲100截面的方位都朝向特定方位,以圖13B為例,LED燈絲100的頂層120a被固定于朝向圖式的大約10點鐘方向,從而保證整個LED燈絲100的發(fā)光面沿著大體相同的方向,確保在視覺上LED燈絲100的出光面一致。
請參閱圖14B,圖14B為本發(fā)明LED球泡燈第四實施例的驅(qū)動電路的電路板的俯視示意圖。驅(qū)動電路18包括固定于燈座16的電路板18a,導(dǎo)電支架14a、14b為電性連接至電路板18a,并通過立桿19a而與LED燈絲100a、100b的導(dǎo)電電極110、112電性連接,電路板18a包括L形槽孔18b,L形槽孔18b呈勾狀,并且其勾狀的尖部的尺寸略小于導(dǎo)電支架14a、14b的截面積的尺寸,因此,在導(dǎo)電支架14a、14b沿著L形槽孔18b置入時,L形槽孔18b即能很容易固定導(dǎo)電支架14a、14b,并且這種結(jié)構(gòu)更有利于電路板18a與導(dǎo)電支架14a、14b相互焊接。需要說明的是,如圖13A和圖14A所示的實施例中,所述導(dǎo)電支架14a、14b的長度L設(shè)置要較為合理才不至于導(dǎo)致兩根導(dǎo)電支架14a、14b因為太長而短路或太短而無法分別與電路板18a電性連接。所述導(dǎo)電支架的長度L(單位為mm)科學(xué)的需要滿足:
在此公式中常數(shù)3.2為安全電器間距。其中所述A為電路板18a的豎直方向的厚度與所述導(dǎo)電支架14a、14b露出電路板18a的部分的長度;所述B為所述兩根導(dǎo)電支架14a、14b平行部分的間距;所述H為所述導(dǎo)電支架14a、14b鑄入芯柱19的位置至插入電路板18a之間的長度。需說明的是,本發(fā)明中所述導(dǎo)電支架的長度L在0.5L~2L之間的范圍皆可使用,優(yōu)選的為0.75L~1.5L之間的范圍。通過以上公式所獲得的L值僅為一種實施方式,并不構(gòu)成對本發(fā)明的導(dǎo)電支架尺寸唯一限制。
具體的請參照圖14A,對于圖14A中具有沿著豎直方向具有兩個LED燈絲的情形,位于最上端的LED燈絲的導(dǎo)電支架的長度Z=L+Y,Z的長度單位為mm。其中所述Y為兩根LED燈絲的導(dǎo)電支架間距。
前述實施例中所提用于混合熒光粉的硅膠,只為其中一種實施方式,都可以用聚酰亞胺Polyimide,或另稱為樹脂材料取代或取代一部分,以改善光轉(zhuǎn)換涂層的龜裂或脆裂的問題。
本發(fā)明LED燈絲及其制造方法以及LED球泡燈各實施例的實現(xiàn)已如前所述,需要提醒的是,對于同一根LED燈絲而言或采用所述LED燈絲的LED球泡燈而言,以上所述各個實施例中涉及的諸如“光轉(zhuǎn)換涂層”、“光轉(zhuǎn)換涂層包裹導(dǎo)電電極及/或LED芯片單元的方式”、“導(dǎo)線”、“硅膠及/或聚酰亞胺及/或樹脂”、“熒光粉構(gòu)成比”、“熒光粉構(gòu)成導(dǎo)熱路徑”、“電路膜”、“氧化納米粒子”、“固晶膠”、“LED燈絲本體波浪狀”、“芯柱”、“燈殼內(nèi)的氣體”、“導(dǎo)電支架的長度”、“LED燈絲的導(dǎo)電支架的長度”、“懸臂及/或芯柱的表面可以涂布有石墨烯薄膜”、“燈殼內(nèi)的氣壓”、“燈絲的楊氏系數(shù)”、“燈絲基底層的邵氏硬度”等特征在不相互沖突的情況下可以包括一個、兩個、多個或者所有技術(shù)特征。有關(guān)的對應(yīng)內(nèi)容系可選自于包含有對應(yīng)實施例中的技術(shù)特征之一或其組合。
本發(fā)明在上文中已以較佳實施例揭露,然熟悉本項技術(shù)者應(yīng)理解的是,該實施例僅用于描繪本發(fā)明,而不應(yīng)解讀為限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意的是,舉凡與該實施例等效的變化與置換,均應(yīng)設(shè)為涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍當以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。