发光二极管灯丝灯泡的构造的制作方法

本发明涉及一种灯泡的构造，特别是一种发光二极管灯丝灯泡的构造，可以改进发光二极管灯丝灯泡的散热和热辐射的效果。

背景技术：

发光二极管照明技术是指利用发光二极管(light-emittingdiode,led)作为照明光源的技术，近年来，由于发光二极管制造技术的大幅进步，特别是高功率、高亮度的白光发光二极管已成功的开发完成，基于绿能与环保的理想，许多采用发光二极管作为发光组件的发光二极管灯泡(ledbulb)已大量地上市，例如用于照明的发光二极管灯泡或是使用发光二极管的小夜灯。

由于发光二极管的优异特性，已有厂商以发光二极管芯片(led芯片)制成发光二极管灯丝并封装入透明灯泡，用以取代传统的白炽灯泡；发光二极管灯丝灯泡所使用的发光二极管灯丝，一般是使用透明基板，例如玻璃基板或是蓝宝石基板，在透明基板的一侧表面黏结多个发光二极管芯片，再通过打线和涂布荧光胶的制程而成为一种发光二极管灯丝，现有技术的发光二极管灯丝灯泡采用细长灯丝的设计理念，并且在透明灯泡中使用了多个发光二极管灯丝，可以白炽灯泡相同地提供360度发光，但是性能更超过白炽灯泡。

现有技术的发光二极管灯丝灯泡产生的热量主要来自发光二极管，现有技术的发光二极管灯丝灯泡主要是通过热传导、热对流和热辐射的方式散热，其中发光二极管灯丝灯泡中用以支撑发光二极管灯丝的灯芯支架采用玻璃制造，热传导能力不佳，发光二极管产生的大部份热量需要通过热辐射以及透明灯壳内的填充气体传递至透明灯壳，再通过外部空气和透明灯壳接触而产生的热对流进行散热。因此，发光二极管灯丝灯泡比传统的白炽灯泡虽然有更佳的发光性能表现，但是发光二极管灯丝灯泡的散热和热辐射效果欠佳的问题仍需要进一步地改良。

技术实现要素：

本发明的主要目的，在于提出一种发光二极管灯丝灯泡的构造，用以改进发光二极管灯丝灯泡的散热和热辐射的效果。

为达上述目的，本发明提出之发光二极管灯丝灯泡的构造的一实施例，包括：一灯头、一透明灯壳、至少一灯丝支架和至少一发光二极管灯丝，其中透明灯壳是一种具有一开口而且透光的中空壳体，灯头具有一正极电源端子和一负极电源端子可电性连接外部电源用以提供驱动发光二极管灯丝的驱动电力，其中灯丝支架包括二金属支架，二金属支架各别电性连接于正极电源端子和负极电源端子用以传递驱动电力；其中发光二极管灯丝包括：一基材、在基材两端的一第一电极引脚和一第二电极引脚、形成在基材的背面的热辐射散热膜、固定在基材的前侧的至少一个发光二极管芯片(下文简称led芯片)、导线以及荧光体，导线串联led芯片并且电性连接第一电极引脚和第二电极引脚构成串行电路，第一电极引脚和第二电极引脚分别与二金属支架电性连接形成驱动回路，其中二金属支架的表面涂布含有石墨烯(graphene)或氮化硼的涂料形成一散热及黑体辐射层，发光二极管灯丝及灯丝支架被装入透明灯壳之中，灯头装设于透明灯壳的开口并将开口密封使得透明灯壳形成密封状态。

在本发明的一实施例，其中灯丝支架的金属支架可以是直条形和弧形其中的任一种。

在本发明的一实施例，其中包含一以上灯丝支架，任一灯丝支架的二金属支架各别和灯头的正极电源端子和负极电源端子电性连接。

在本发明的一实施例，其中包括多个并联的发光二极管灯丝。

在本发明的一实施例，其中包括多个该发光二极管灯丝，该些发光二极管灯丝以多并多串的关系电性连接于该灯丝支架的该二金属支架。

在本发明的一实施例，其中第一电极引脚和第二电极引脚通过一种含有石墨烯或六角氮化硼的固晶胶固定于基材的前侧。

在本发明的一实施例，其中发光二极管灯丝的基材包括：金属基材、陶瓷基材、玻璃基材和塑料基材其中的任一种。

在本发明的一实施例，其中发光二极管灯丝的该基材包括：金属基材、可弯曲的陶瓷基材(flexibleceramicsubstrate)、可弯曲的玻璃基材(flexibleglasssubstrate)和塑料基材其中的任一种。

在本发明的一实施例，其中发光二极管灯丝包含直线型的发光二极管灯丝和弯曲型的发光二极管灯丝其中的任一种及其组合。

在本发明的一实施例，其中灯头内设有一电源控制器，电源控制器电性连接于灯头，用以将外部电源提供的电能转换为驱动发光二极管灯丝的驱动电力。

在本发明的一实施例，其中是使用喷涂、刷涂、网版印刷和喷嘴印刷其中的任一种制程将一辐射散热油墨涂布于该基材的背面形成该辐射散热膜，该热辐射散热油墨包括：散热填料、分散剂和黏合剂。

在本发明的一实施例，其中散热填料至少是碳材料、金属颗粒、陶瓷材料和远红外线辐射粉末其中的任一种，或是上述多种散热填充料的混合体。

在本发明的一实施例，其中碳材料至少包括：石墨烯、碳黑、石墨、碳纳米管和活性炭其中的任一种，或是上述多种碳材料的混合体。

在本发明的一实施例，其中金属颗粒至少包括：铜(cu)、镍(ni)、锌(zn)、铁(fe)、钴(co)、银(ag)、金(au)、铂(pt)和它们的合金其中的任一种，或是上述多种金属颗粒的混合体。

在本发明的一实施例，其中远红外线辐射粉末至少包括：二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、二氧化钛(tio2)、氧化锆(zro2)、碳化锆(zrc)、碳化硅(sic)、碳化钽(tac)、二硼化钛(tib2)、二硼化锆(zrb2)、二硅化钛(tisi2)、氮化硅(si3n4)、氮化钛(tin)和氮化硼(bn)其中的任一种，或是上述多种远红外线辐射粉末的混合体。

因此，由上述的技术内容可以了解，本发明提出的发光二极管灯丝灯泡的构造，通过金属支架、散热及黑体辐射层以及热辐射散热膜，可以增加灯丝支架和发光二极管灯丝的导热性及热辐射面积，具有促进透明灯壳内部气体的热对流以及提高热辐射的功效，进而改进发光二极管灯丝灯泡的散热及热辐射效果。

有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明发光二极管灯丝灯泡的构造的一实施例构造图；

图2是本发明发光二极管灯丝灯泡的构造的另一实施例的部分构造图，绘示发光二极管灯丝在灯丝支架的另一种配置方式；

图3是本发明发光二极管灯丝灯泡的构造的另一实施例的部分构造图，绘示发光二极管灯丝在灯丝支架的另一种配置方式；

图4是本发明发光二极管灯丝灯泡的构造的另一实施例的部分构造图，绘示发光二极管灯丝在灯丝支架的另一种配置方式；

图5是本发明发光二极管灯丝灯泡的构造的另一实施例的部分构造图，绘示发光二极管灯丝在灯丝支架的一种配置方式；

图6是图5绘示之发光二极管灯丝的断面构造图；

图7是图5绘示之发光二极管灯丝和金属支架电性连接的断面构造图；

图8是本发明发光二极管灯丝灯泡的构造的另一实施例的部分构造图，绘示发光二极管灯丝和弧形金属支架的构造；

图9是本发明发光二极管灯丝灯泡的构造的另一实施例的部分构造图，绘示发光二极管灯丝和弧形金属支架的构造。

符号说明

10灯头11灯芯座

20透明灯壳21开口

30发光二极管灯丝31第一电极引脚

32第二电极引脚40、40a灯丝支架

41、42金属支架43散热及黑体辐射层

50电源控制器51正极电源端子

52负极电源端子60基材

61led芯片62热辐射散热膜

63固晶胶64导线

65荧光体70绝缘固晶胶s灯丝组

具体实施方式

在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。

首先参考图1，是本发明发光二极管灯丝灯泡的构造的一实施例构造图；其中公开的发光二极管灯丝灯泡的构造，包括：一灯头10、一透明灯壳20、至少一灯丝支架40和至少一发光二极管灯丝30。

其中灯头10可电性连接外部电源用以提供驱动发光二极管灯丝30的驱动电力，灯头10的型式包括但不限于螺旋式灯头、插入式灯头和接头式灯头其中之任一种；其中螺旋式灯头(如图1所绘示之灯头10)，即为目前型号以英文字母e为开头者(例如e22、e26和e27)；插入式灯头，即为目前型号以英文字母g为开头者(例如gu10)，以及接头式灯头，即为目前型号以英文字母b为开头者。一般而言，发光二极管灯丝30是由直流驱动电力驱动而点亮，其中一种实施方式，直流驱动电力可以直接由外部电源提供，例如将灯头10安装于连接直流电源的灯座；在另一种实施方式，是由灯头10将外部电源(例如交流电源)转换为直流驱动电力，如图1所绘示的一实施例，灯头10内设有一电源控制器50，电源控制器50电性连接于灯头10，电源控制器50基本上是一种发光二极管的驱动电路，这种驱动电路的输入侧通过灯头10电性连接交流电源，驱动电路的输出侧包括正极电源端子51和负极电源端子52两种不同极性的电源端子用以输出直流驱动电力，因此电源控制器50可以将外部电源提供的电能转换为驱动发光二极管灯丝30的驱动电力，例如将灯头10安装于连接交流电源的灯座，通过电源控制器50将交流电源提供的电能转换为驱动发光二极管灯丝30的直流驱动电力。

其中透明灯壳20是一种具有一开口21而且透光的中空壳体，一般而言，透明灯壳20是由玻璃制造，发光二极管灯丝30和灯丝支架40可从透明灯壳20的开口21被装入透明灯壳20之中，在透明灯壳20的内部注入填充气体(通常为氮或者是其他惰性混和气)之后，通过灯头10将开口21密封使得透明灯壳20形成密封状态。

其中灯丝支架40包括二金属支架41和42，二金属支架41和42各别电性连接于灯头10的正极电源端子51和负极电源端子52用以传递驱动电力；其中一种实施方式如图1所绘示，灯头10具有玻璃制的一灯芯座11，二金属支架41和42的底端固设于灯芯座11，二金属支架41和42的底端穿过灯芯座11之后各别电性连接于直电源控制器50的正极电源端子51和负极电源端子52。

发光二极管灯丝30的构造如图6所绘示，包括：一基材60，在基材60的前侧固定有至少一个led芯片61(较佳地是多个led芯片61)、固定在基材60两端的一第一电极引脚31和一第二电极引脚32；第一电极引脚31和第二电极引脚32分别与二金属支架41和42电性连接形成驱动回路，一种较佳的实施方式，led芯片61、第一电极引脚31和第二电极引脚32通过一种含有石墨烯或氮化硼的固晶胶63固定于基材60的前侧，其中多个led芯片61通过一导线64以串联的方式电性连接第一电极引脚31和第二电极引脚32，其中导线64可以通过现有的打线制程完成，另有一荧光体65将全部的发光二极管晶61粒封装于其中，只露出第一电极引脚31和第二电极引脚32，在基材60的背面形成热辐射散热膜62。如图7所示的一种较佳的实施例，基材60利用具有电绝缘性的绝缘固晶胶70固定于二金属支架41和42的一侧表面，以免基材60在二金属支架41和42之间形成短路回路。

在本发明的一实施例，发光二极管灯丝30的第一电极引脚31和第二电极引脚32可利用焊锡直接焊接于金属支架41和42的一侧表面构成电性连接，通过二金属支架41和42传递的直流驱动电力就能驱动发光二极管灯丝30点亮；请参阅图7，在本发明的一种实施例，其中二金属支架41和42的表面涂布含有石墨烯(graphene)或氮化硼(bn)或其他导热陶瓷粉体的涂料形成一散热及黑体辐射层43，较佳地，是在二金属支架41和42分别焊接有第一电极引脚31和第二电极引脚32的相对另一侧表面涂布散热及黑体辐射层43，当发光二极管灯丝30产生的部分热量通过第一电极引脚31和第二电极引脚32传递至二金属支架41和42，通过散热及黑体辐射层43中含有的石墨烯或氮化硼(bn)或其他导热陶瓷粉体的片状结构可以增加二金属支架41和42的导热性、散热性和热辐射面积；另一方面，由于石墨烯或氮化硼或其他导热陶瓷粉体的优异热辐射能力，也可以提高二金属支架41和42与透明灯壳20内部之填充气体的热交换和热对流的效果，进而改进发光二极管灯丝灯泡的散热及热辐射效果。

其中发光二极管灯丝30的基材60的材质包括：金属基材、陶瓷基材、玻璃基材、蓝宝石基材和塑料基材其中的任一种。作为本发明的另一种较佳实施方式，其中该发光二极管灯丝30是可以弯曲的，作为可以弯曲的发光二极管灯丝30的基材60包括：金属基材、可弯曲的陶瓷基材(flexibleceramicsubstrate)、可弯曲的玻璃基材(flexibleglasssubstrate)和塑料基材其中的任一种。

在本发的一种较佳实施方式，其中是使用喷涂(spraycoating)、刷涂(brushing)、网版印刷(screenprinting)和喷嘴印刷(nozzleprinting)其中的任一种制程将一种辐射散热油墨涂布于基材60的背面形成辐射散热膜62，其中热辐射散热油墨的成分包括：散热填料(dissipationfillers)、分散剂(dispersants)和黏合剂(binders)。

其中散热填料至少是碳材料、金属颗粒(metalparticles)、陶瓷材料和远红外线辐射粉末(infrared-rayradiationpowders)其中的任一种，或是上述多种散热填充料的混合体。

其中碳材料至少包括：石墨烯(graphene)、碳黑(carbonblack)、石墨(graphite)、碳纳米管(carbonnanotubes)和活性炭(activatedcarbon)其中的任一种，或是上述多种碳材料的混合体。

其中金属颗粒至少包括：铜(cu)、镍(ni)、锌(zn)、铁(fe)、钴(co)、银(ag)、金(au)、铂(pt)和它们的合金其中的任一种，或是上述多种金属颗粒的混合体。

其中远红外线辐射粉末至少包括：二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、二氧化钛(tio2)、氧化锆(zro2)、碳化锆(zrc)、碳化硅(sic)、碳化钽(tac)、二硼化钛(tib2)、二硼化锆(zrb2)、二硅化钛(tisi2)、氮化硅(si3n4)、氮化钛(tin)和氮化硼(bn)其中的任一种，或是上述多种远红外线辐射粉末的混合体。

在本发明的较佳实施例，其中发光二极管灯丝30包含了可以弯曲和不可弯曲的其中任一种及其组合，如图5绘示的是一种可以弯曲成为弧形的发光二极管灯丝30。在图9绘示的一种实施例，其中的发光二极管灯丝30包含了不可弯曲的发光二极管灯丝以及可弯曲的发光二极管灯丝30。

在本发明的实施例中，发光二极管灯丝30以及灯丝支架40的配置方式包含数种实施例构造，下文配合图式说明如后。

请参阅图1，在本发明的一种实施例中，其中包括多个并列的发光二极管灯丝30，这些发光二极管灯丝30以并联的关系电性连接于同一灯丝支架40的二金属支架41和42。

请参阅图2，是本发明的另一种实施例的部分构造图，绘示发光二极管灯丝30在灯丝支架40的另一种配置方式；其中包括多个发光二极管灯丝30，这些发光二极管灯丝30分别配置在二金属支架41和42构成的平面的相对两侧，同一侧的多个发光二极管灯丝30以并联的关系电性连接于同一灯丝支架40的二金属支架41和42，而且在二金属支架41和42构成之一平面的相对两侧的发光二极管灯丝30互相交叉配置，可以增加在单一透明灯壳20中的发光二极管灯丝30的数量以提高发光二极管灯丝灯泡的流明数(lux)。在图3绘示的另一种实施例，本发明发光二极管灯丝灯泡包括了一以上的灯丝支架40，其中包括了二个灯丝支架40和40a，任一个灯丝支架40或40a的二金属支架41和42各别和灯头10的正极电源端子51和负极电源端子52电性连接。

请参阅图4，其中绘示了一种多并多串的配置方式，其中包括多个以并联的关系电性连接于同一灯丝支架40的二金属支架41和42的灯丝组s，其中每一个灯丝组s包括二个互相串联的发光二极管灯丝30。

在本发明的一实施例，其中灯丝支架40的二金属支架41和42可以是直条形(见图1至图5)和弧形其中的任一种，其中弧形的二金属支架41和42的实施例如图8及图9所示。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。