本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，具體涉及一種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LED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，因此如何設(shè)計(jì)出達(dá)到超大廣角、全周光照明的LED燈具，遂成為LED業(yè)界努力研發(fā)的目標(biāo)。

近幾年來，一種能讓LED光源類似傳統(tǒng)鎢絲球泡燈發(fā)光，達(dá)成360°全角度照明的LED燈絲日漸受到業(yè)界的重視。這種LED燈絲的制作是將多顆LED芯片串接固定在一片狹小細(xì)長的玻璃基板上，然后以摻有熒光粉的硅膠包裹整支玻璃基板，再進(jìn)行電氣連接即可完成。然而玻璃基板導(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。所以就有人改以不易斷裂的金屬基板取而代之，但是金屬基板無法透光，會有遮蔽光線的缺陷，造成LED燈絲發(fā)光效率低落，因此如何同時(shí)強(qiáng)化LED燈絲基板的堅(jiān)韌性而同時(shí)兼顧其導(dǎo)熱特性與LED燈絲的發(fā)光效率就成為LED照明業(yè)界共同努力的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種可強(qiáng)化LED燈絲的堅(jiān)韌性又同時(shí)兼顧其發(fā)光效率與散熱的新型LED球泡燈。

本發(fā)明提供了一種使用在LED球泡燈的LED燈絲，包括：透明支架、設(shè)于透明支架兩端的金屬電極、設(shè)于透明支架內(nèi)的LED芯片單元與金線以及設(shè)于透明支架內(nèi)部包裹住LED芯片單元與金線的硅膠。透明支架為無底且可全向透光的邊框，所以不會降低LED燈絲的發(fā)光效率。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中透明支架的兩端預(yù)埋金屬件作為燈絲的金屬電極。

據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中透明支架的上面亦可設(shè)置金屬導(dǎo)電線路，供LED芯片單元做電氣連接。

據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中透明支架的內(nèi)部有復(fù)數(shù)根上下對應(yīng)凸出的小支架，可用來支撐LED芯片單元。

據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中透明支架的小支架上可設(shè)置金屬導(dǎo)電線路，供LED芯片單元做覆晶封裝電氣連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中LED芯片單元的電氣連接方式可以采用串聯(lián)模式。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中LED芯片單元的電氣連接方式可以采用并聯(lián)模式。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中LED芯片單元的電氣連接方式可以采用復(fù)數(shù)顆LED芯片串聯(lián)成小單元之后，再將小單元采用并聯(lián)模式連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中硅膠可以模造(molding)的方式完整的包裹住LED芯片單元。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中硅膠可以模造成透鏡而完整的包裹住LED芯片，調(diào)整LED芯片單元發(fā)光角度。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中硅膠不一定要填滿整個(gè)透明支架內(nèi)部，有利于LED芯片單元散熱。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中LED芯片單元較適合采用長條型的芯片。

根據(jù)本發(fā)明提供的LED燈絲，其中LED芯片單元可選用交流型發(fā)光二極管(AC LED)或高壓型發(fā)光二極管(HV LED)。

本發(fā)明另外提供了一種不同結(jié)構(gòu)的LED燈絲，LED燈絲以提升硬度的硅膠來支撐LED芯片單元，不需要額外的支架，所以具有更好的散熱效果與發(fā)光效率。

本發(fā)明另外提供了一種不同結(jié)構(gòu)的LED燈絲，LED燈絲直接采用LED光條，不需要額外的支架，具有更好的散熱效果與發(fā)光效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例LED芯片單元串聯(lián)的LED燈絲結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例LED芯片單元并聯(lián)的LED燈絲結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例LED芯片單元串聯(lián)的LED燈絲結(jié)構(gòu)圖；

圖4示出了圖3的局部放大結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例LED芯片單元并聯(lián)的LED燈絲結(jié)構(gòu)圖；

圖6示出了圖5的局部放大結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例LED燈絲的結(jié)構(gòu)圖；

圖8示出了本發(fā)明第三實(shí)施例LED燈絲的局部放大結(jié)構(gòu)圖；

圖9示出了本發(fā)明第四實(shí)施例的LED芯片單元并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

圖1所示為本創(chuàng)作發(fā)明的一實(shí)施例，一LED燈絲1包括：透明支架2、設(shè)于透明支架2兩端的金屬電極3、設(shè)于透明支架2內(nèi)的LED芯片單元4單元與金線5以及設(shè)于透明支架2內(nèi)部包裹住LED芯片單元4與金線5的硅膠6。透明支架2為無底的邊框，其大小約為40×2.4mm²，厚度為0.6mm，材料為耐高溫透光材料，可選用耐高溫透明硅膠或其它具有相同性質(zhì)的各種塑料，其光折射率介于包裹LED芯片的硅膠與空氣之間，因?yàn)橥该髦Ъ?沒有底部，所以在整個(gè)全方位上不會有遮蔽光線的疑慮，可全向發(fā)光而提升燈絲的發(fā)光效率。此外，也可以適度的在透明支架2內(nèi)摻入熒光粉，做成可發(fā)光的支架。透明支架2的兩端預(yù)埋金屬件作為燈絲的金屬電極3，金屬件的大小約為3×1mm²，厚度為0.4mm，其中間可預(yù)設(shè)一些孔洞，在以例如嵌入成型(insert molding)技術(shù)制作支架過程中，可將金屬件內(nèi)嵌于模穴中，讓作為支架的材料穿過這些孔洞再凝結(jié)，如此對金屬電極3于支架上的穩(wěn)固性有良好的幫助。金屬電極在支架的外側(cè)端可設(shè)置一孔洞或掛鉤(圖未示)，供LED燈絲1在組裝球泡燈時(shí)作為電氣連接使用。支架的上面亦可設(shè)置金屬導(dǎo)電線路，幫助后續(xù)放在支架中間的LED芯片單元4做電氣連接。

LED芯片單元4可以預(yù)先放置在一載具上，以金線打線來串聯(lián)多顆LED芯片單元4形成LED燈串，然后將LED燈串移置于透明支架2的中間，同樣以金線打線將LED燈串的首尾兩顆LED芯片單元4與透明支架2兩端的金屬電極3做電氣連結(jié)，再從透明支架2上方將摻有熒光粉的高導(dǎo)熱硅膠6涂布于透明支架2的中間而覆蓋所有的LED芯片單元4與透明支架2內(nèi)部的金屬電極3，接 著移開LED芯片單元4底下的載具，再從透明支架2背面繼續(xù)將摻有熒光粉的高導(dǎo)熱硅膠6注入透明支架2的中間而完全包裹住LED芯片單元4，等硅膠6冷卻凝結(jié)之后即完成了透明框架的LED燈絲制作。前述的載具也可以選用硬度較高的硅膠板，經(jīng)過加工切割成條狀再使用，如此就不需要移除載具和從透明支架2背面再注入高導(dǎo)熱硅膠6，可簡化燈絲的制程步驟。

LED芯片單元可以是單顆LED芯片構(gòu)成，也可以如前所述是由多顆LED芯片組合而成，LED芯片的規(guī)格以長條型的形狀為優(yōu)選，長條型的芯片較無電流擴(kuò)散均勻分布的問題，所以不一定要在原電極上再加上延伸電極來幫助電流擴(kuò)散，而過多的電極會遮蔽LED芯片發(fā)光，影響其發(fā)光效率，例如10×20規(guī)格的LED芯片就很適用，以長達(dá)40mm的一條燈絲而言，扣除LED芯片之間的間距之后，其上面應(yīng)可放置18顆LED芯片。此外，在LED芯片單元4的表面鍍上一層可導(dǎo)電的透明銦錫氧化物(Indium Tim Oxide,ITO)，對于芯片的電流均勻擴(kuò)散分布與發(fā)光效率也能有所提升。

圖3-6所示為本創(chuàng)作發(fā)明的另一實(shí)施例，承上述的制作方法稍做改變，在LED燈串與透明支架2兩端的金屬電極3以金線打線做電氣連結(jié)之后，可將LED芯片單元4底下的載具先移走，再將LED燈串與透明支架2一起放入模具內(nèi)，以模造(molding)的方式將摻有熒光粉的高導(dǎo)熱硅膠6注入填滿透明支架2內(nèi)部而完全包裹住LED燈串，即可完成透明支架的LED燈絲制作。然而硅膠6注入透明支架2內(nèi)部時(shí)，并不一定要填滿整個(gè)透明支架2內(nèi)部所有空間，只要能適度包裹住所有LED芯片單元4即可，例如圖3-6所示，藉由模造模具的設(shè)計(jì)或硅膠涂布方法的改變，注入的硅膠6并未填滿透明支架2內(nèi)部，僅是完整的包裹住LED芯片單元4而已，甚至可在芯片外層形成透鏡調(diào)整發(fā)光角度，而空出 來的空間讓LED燈串更容易散熱。由于燈絲內(nèi)的LED芯片單元4是以金線5連接，而金線5本身即具有極佳的延展性，可適時(shí)釋放LED燈串內(nèi)芯片擠壓的應(yīng)力，較不易發(fā)生電氣連接斷線的問題。

前述的LED燈串是以電氣串聯(lián)的方式組合而成，然而LED芯片單元4之間的連接方式并不限定在此一模式，芯片的電氣連接也可藉由透明支架2上鋪設(shè)的金屬導(dǎo)電線路(圖未示)來完成。例如在圖2中所有LED芯片單元4的正電極可藉由金線5連接到上方支架的金屬導(dǎo)電線路，再由金屬導(dǎo)電線路連接到支架一端的金屬電極3。同樣的，所有LED芯片單元4的負(fù)電極藉由金線5連接到下方支架的金屬導(dǎo)電線路，再由金屬導(dǎo)電線路連接到支架另一端的金屬電極3，因此形成LED燈串是以電氣并聯(lián)的方式組合而成。然而LED燈串的芯片電氣連接并不限定在這兩種模式，也可以復(fù)數(shù)顆芯片串聯(lián)組成一個(gè)小單元之后，再將多個(gè)小單元以金線連接到支架的金屬導(dǎo)電線路上，形成并聯(lián)電氣連接組合而成。

進(jìn)一步的，在本創(chuàng)作發(fā)明各實(shí)施例中用來摻雜熒光粉涂布LED芯片單元4的高導(dǎo)熱硅膠6具有一定的柔軟度與折射率，適合用來保護(hù)LED芯片單元4與提升其出光率。此外，可選用硬度較高的耐高溫透明硅膠或其它具有相同性質(zhì)不易變形的各種塑料來取代原有的硅膠，或是在原有的硅膠6內(nèi)摻入其它物質(zhì)以增強(qiáng)硅膠的硬度。當(dāng)此硅膠6以模造的方式完整的包裹著整個(gè)LED燈串與兩端的金屬電極3時(shí)，由于其具有足夠的硬度來支撐保護(hù)整個(gè)LED燈串，因此不需要再使用任何支架來支撐LED燈串，即可形成無支架的LED燈絲，不會有支架遮蔽光線或是傳統(tǒng)玻璃基板容易斷裂的問題。

圖7-8為本創(chuàng)作發(fā)明的另一實(shí)施例，燈絲透明支架2亦為無底的邊框，其材料為耐高溫透光材料，可選用耐高溫透明硅膠或其它具有相同性質(zhì)的各種塑料。 如圖所示，與前一實(shí)施例相異之處在于支架的內(nèi)部有復(fù)數(shù)根上下對應(yīng)凸出的小支架21，其功能主要是用來支撐LED芯片單元4。因?yàn)橥该髦Ъ?沒有底部，所以不會有遮蔽光線的疑慮，可提升燈絲的發(fā)光效率。同前一實(shí)施例所述，透明支架2的兩端預(yù)埋金屬件作為燈絲的金屬電極3，金屬件的大小如前所述，其中間可預(yù)設(shè)一些孔洞，再以例如嵌入成型(insert molding)技術(shù)制作支架過程中，可將金屬件內(nèi)嵌于模穴中，讓作為支架的材料穿過這些孔洞再凝結(jié)，如此對金屬電極3于支架上的穩(wěn)固性有良好的幫助。支架與凸出的小支架21的上面亦可設(shè)置金屬導(dǎo)電線路，幫助后續(xù)放在支架中間的LED芯片單元4做電氣連接。由于小支架21上也可布有金屬導(dǎo)電線路，因此在本實(shí)施例的LED芯片單元4除了以金線打線的方式形成電氣連接之外，也可以選擇以覆晶(flip-chip)結(jié)構(gòu)的方式來形成電氣連接，排除金線打線的不便利。硅膠6的涂布方式也可以只涂布單顆LED芯片單元4的周邊，不需填滿整個(gè)透明支架2內(nèi)部，僅是完整的包裹住LED芯片單元4而已，甚至可在芯片外層形成透鏡調(diào)整發(fā)光角度，而空出來的空間讓LED更容易散熱。

請參照本創(chuàng)作發(fā)明的另一實(shí)施例，傳統(tǒng)的LED在完成所有芯片制程工藝之后，必須將外延片切割分開成一顆顆的LED芯片。然而在本實(shí)施例中，并不一定要將LED外延片完全切割分開成一顆顆的LED芯片來使用，也可以將復(fù)數(shù)顆LED芯片組合成一個(gè)小單元來使用，優(yōu)選的復(fù)數(shù)顆LED芯片排列成長條形LED光條11(圖未示)，更適合用來制作LED光源，如此不但在LED芯片制程工藝上可以節(jié)省多道芯片切割步驟，在LED芯片封裝工藝上也可以減少固晶打線的次數(shù)，對整體的制程良率品質(zhì)提升有很大的幫助。此外，外延片的襯底藍(lán)寶石基板可用來取代市場上慣用的玻璃基板，不需要另外再將LED芯片黏固到其它基 板或支架上，且藍(lán)寶石基板的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)120W/mK，遠(yuǎn)比傳統(tǒng)玻璃的1W/mK還好，對于燈絲上LED芯片單元4的散熱效果和發(fā)光效率提升都有大的好處。LED光條11上的LED芯片單元4彼此之間可以封裝工藝打上金線5做電氣連接，也可以藉由半導(dǎo)體制程工藝在LED芯片單元4之間鍍上金屬導(dǎo)線來連接。

制作完成的LED光條11可在其兩端底部以高導(dǎo)熱膠或錫膏黏上金屬電極3，再以封裝打線的工藝在LED光條11兩端的LED芯片單元4與金屬電極3之間打上金線5做電氣連結(jié)，此外亦可以覆晶封裝的方式來黏合LED光條11兩端的金屬電極3。最后再將搭載金屬電極3的LED光條11放入模具中，以模造的方式在LED光條11周邊包裹上摻有熒光粉的硅膠6，即可完成LED燈絲的制作。金屬電極3的大小如前所述，其中間可預(yù)設(shè)一些孔洞，在模造制程中硅膠可以穿過這些孔洞再凝結(jié)，如此對金屬電極3的穩(wěn)固性有良好的幫助。

進(jìn)一步的，在本創(chuàng)作發(fā)明的所有實(shí)施例中，所采用LED芯片單元4以長條型為優(yōu)選，如前所述，LED芯片單元4可以是單顆LED芯片構(gòu)成，也可以是由多顆LED芯片組合而成，長條型的LED芯片較無電流擴(kuò)散均勻分布的問題，所以不一定要在原電極上再加上延伸電極來幫助電流擴(kuò)散，過多的電極會遮蔽LED芯片發(fā)光，影響其發(fā)光效率。而長條型的LED芯片單元4更可符合LED燈絲的結(jié)構(gòu)形狀需求，具體的LED芯片單元長寬比例可設(shè)定在2:1～10:1。此外，考慮到散熱的問題，長條形LED芯片單元4內(nèi)的LED芯片排列不宜過于密集，彼此之間的距離至少應(yīng)該為1～3mm，抑或是LED芯片單元4內(nèi)的LED芯片不同時(shí)而輪流點(diǎn)亮，也可以不點(diǎn)亮LED芯片單元4內(nèi)的所有的LED芯片，減少熱源的產(chǎn)生，而部分不點(diǎn)亮的LED芯片可以使用在其它用途，例如可選用復(fù)數(shù)顆LED芯片組合成橋式整流電路，將市面所供應(yīng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電LED芯片 使用。另外也可以調(diào)整LED芯片單元4的并聯(lián)電氣連接，例如圖9所示，在原圖2與圖5的LED芯片單元4并聯(lián)電氣連接方式里，讓部分的LED芯片單元4正負(fù)電極逆向并聯(lián)到透明支架上的導(dǎo)電線路，當(dāng)此LED燈絲接通交流電源之時(shí)，僅有處于順向電流的LED芯片單元4會亮，處于逆向電流的LED芯片單元4則不會亮，因此在交流電源的正負(fù)周期轉(zhuǎn)換之間LED芯片單元4會輪流點(diǎn)亮，可減少LED芯片單元4的熱源產(chǎn)生，同時(shí)也可以減少整流電子器件的成本。另外，LED芯片單元4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4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。

然而本發(fā)明創(chuàng)作能使用的LED芯片單元4并不限定在前文所述及的LED芯片種類范圍，例如交流型發(fā)光二極管(AC LED)與高壓型發(fā)光二極管(HV LED)也是制作LED燈絲絕佳的選擇。由于LED照明器具必須使用市電，而市面上所提供的電源為高壓交流電源，并不適合直接使用在LED光源上，必須在LED照明器具上額外增加整流與降壓的電子零件。由于LED本身即為一種二極管組件，適當(dāng)?shù)慕M合即具有整流的功效，且多顆LED的串接即類似多顆電阻串聯(lián)在一起，可以承受高壓電流，因此交流型發(fā)光二極管與高壓型發(fā)光二極管也非常適用于制作LED燈絲，可以減少整流與降壓電子器件的成本。

如上所述，本發(fā)明完全符合專利三要件：新穎性、創(chuàng)造性和產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性。本發(fā)明在上文中已以較佳實(shí)施例揭露，然熟悉本項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)理解的是，該實(shí)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(shí)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(hù)范圍當(dāng)以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。