一种LED发光体和采用该LED发光体的LED灯

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一种LED发光体和采用该LED发光体的LED灯\n技术领域\n[0001] 本发明涉及LED(发光二极管或发光二极体)灯及其中包含的LED发光体，尤其是可更换LED发光体的LED灯。\n背景技术\n[0002] 目前在灯饰上经常使用卡口或螺口的发光灯泡，例如E27、MR16等螺口灯泡，它们直接使用交流电作为驱动电源而发光的，而电压也较高、约为24V，不能用LED发光体来直接替换。虽然单个的上述发光灯泡体积不大，但如果将多个这些灯泡组合在一起会产生非常大的热量，耗电量也很大，使它们的使用寿命大减，所以它们经常被单独使用或相互分开一段距离。\n[0003] 另外，现时市面上众多LED照明产品均以整个灯产品出售，而这类产品的LED发光体一般以焊接或螺丝固定的方式安装固定在基座或供电单元上，使LED发光体安装困难而且难于更换。并且，LED发光体的耗能、功率、亮度亦已固定，用户不能因应情况而随意更换，大大减低了产品的灵活性，也令消费者觉得LED是高消费品。另一方面，若LED灯中的任何一个部件损坏，用户都必须将整个照明产品更换，这大大减低了LED灯作为照明产品的循环再生能力，与LED灯所宣传的环保理念背道而驰。\n[0004] 在现有技术中，LED灯的设计只以LED为基础，而不能提供给类似的LED发光体应用，如：0LED(有机LED)。如果LED灯中含有2个以上的LED发光体，现有技术也只假设所有的LED发光体将被相同的电压和电流驱动；当其中的个别LED发光体损坏时，全部的LED发光体都受影响而不能发光，需要更换整个LED灯产品时，这会给用户带来不便。\n[0005] 其次，由于在安装LED发光体时需要正确分辨其正极和负极，而不能随便安装，否则将不能使LED发光体正常发光，因此这在设计上没有考虑到便于用户安装的原则。\n[0006] 因此现有技术期望一种能够克服以上缺点的改进的LED灯。\n发明内容\n[0007] 为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种LED灯，其中的LED发光体可以被拆下或更换。\n[0008] 本发明的另一个目的是提供一种LED灯，其中包含一个或多个LED发光体，所述多个LED发光体可以被分别驱动。\n[0009] 本发明的再一个目的是提供一种LED灯，其中在安装LED发光体时不需区分LED发光体的正极或负极。\n[0010] 为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种LED发光体，包括LED芯片、覆盖在LED芯片外的封壳以及与所述LED芯片相连接并延伸到所述封壳外的正极和负极，其中，所述正极和负极具有不同的结构。\n[0011] 优选地，所述正极和负极分别包括远离所述封壳的远端部分和靠近所述封壳的近端部分，所述正极和负极中一个电极的远端部分覆盖绝缘材料且其近端部分露出以用于电连接，而另一个电极的近端部分覆盖绝缘材料且其远端部分露出以用于电连接。\n[0012] 优选地，所述绝缘材料是由塑料、树脂或橡胶材料形成的绝缘层。\n[0013] 优选地，所述正极和负极分别与在一个电极座中的正极触点和负极触点相连接，所述电极座的形状不是旋转对称的，或者所述正极触点和负极触点在电极座上的位置不是旋转对称的。\n[0014] 优选地，所述正极和负极或正极触点和负极触点位于电极座的同一个表面上，但位于不同的高度位置。\n[0015] 优选地，所述正极和负极或正极触点和负极触点位于电极座的同一个表面上，且所述正极和负极或正极触点和负极触点中的一个电极位于所述表面的中心线上，而另一个电极靠近所述表面的侧边。\n[0016] 优选地，所述正极和负极或正极触点和负极触点分别位于电极座的相邻表面中。\n[0017] 优选地，所述正极和负极或正极触点和负极触点分别位于电极座的相对表面中，且它们位置不是旋转对称的。\n[0018] 本发明的第二方面提供了一种使用上述LED发光体的LED灯，包括与外部电源相连接的插头、含有1个或更多个弹性插孔的基板、用于对所述LED发光体供电的供电单元，所述LED发光体的正极和负极分别插在所述弹性插孔中，其中，在每个所述弹性插孔中均设置分别与所述正极或负极相对应的正极连接点和负极连接点，所述正极连接点和负极连接点以及所述插头分别与所述供电单元电连接。\n[0019] 通过所述LED发光体的正极和负极以及所述弹性插孔的结构，在将LED发光体的正极或负极插入一个弹性插孔中后，所述正极(或负极)的露出电极的部分直接接触所述正极(或负极)连接点形成导电连接。\n[0020] 因此，根据本发明，在将LED发光体的正极或负极分别插入任意一个弹性插孔中时，都能够确保LED发光体的正极与插孔中的正极连接点形成导电连接，或使LED发光体的负极与插孔中的负极连接点形成导电连接，不需要在插入LED发光体之前谨慎分辨其正极和负极。也就是说，所述插孔不必分为正极插孔或负极插孔，LED发光体不需分辨正负极即可插向插孔，进而通电发光。\n[0021] 优选地，在本发明的LED灯中，如果包含多个LED发光体，则所述LED发光体是分别驱动的，例如是相互并联的。\n[0022] 如果任何一个LED发光体损坏了而需要被更换，根据本发明的方案，可以只更换一个、多个或一组LED发光体，而不需更换全部LED发光体。\n[0023] 优选地，根据本发明，供电单元可以自动调节每个弹性插孔的电流输出，因此在不同的弹性插孔中可以插入不同亮度的LED发光体而不需考虑供电单元的电压、电流，而不会引致LED发光体损坏。也就是说，根据本发明，在各对弹性插孔中，可以安装或更换不同亮度的LED发光体，也可以安装或更换不同颜色的LED发光体，形成一个或多个不同颜色或全彩色的LED灯。\n[0024] 优选地，所述供电单元可调节LED发光体的亮度或颜色，便于例如在点亮状态下更换LED灯中的个别LED发光体时LED灯不炫目。\n[0025] 优选地，在本发明的LED灯中，每个所述弹性插孔均包括一个按压弹起结构，以将所述LED发光体保持在所述弹性插孔或将所述LED发光体从所述弹性插孔中顶出。\n[0026] 优选地，所述按压弹起结构包括一个设置在所述弹性插孔的空腔底部的弹簧、在所述空腔的内壁上交替排列的不同高度的深凹槽和浅凹槽、以及放在所述弹簧上的齿轮部件，所述齿轮部件的上表面与所述LED发光体的底面接触，所述齿轮部件的各个齿分别与所述深凹槽或浅凹槽接合以使所述齿轮部件位于按下或顶起的位置，从而使LED发光体在所述弹性插孔中保持就位或被顶出。\n[0027] 优选地，所述正极连接点和负极连接点分别装有弹簧，以将LED发光体夹持在所述弹性插孔中。\n[0028] 因此，在更换本发明的LED灯中的LED发光体时，只需轻轻一按，便可将LED发光体插入或移除。\n[0029] 优选地，所述LED灯是灯泡。所述灯泡可以分为两个部分：灯头和灯尾。灯头包括灯体、用于与外部电源相连接的插头以及用于驱动LED发光体的供电单元，所述供电单元位于灯体中，所述插头与灯体端接。所述灯尾包括灯罩、含有弹性插孔的基板以及LED发光体，其中LED发光体的电极插在所述弹性插孔中。所述灯罩与所述灯体端接，所述弹性插孔中的电极与所述供电单元电连接。\n[0030] 优选地，所述含有弹性插孔的基板位于一个接环上，所述接环可以与所述灯罩分开。\n[0031] 优选地，所述LED灯是灯管。所述灯管可以分为两个部分：灯体和灯管罩。灯体包括用于与外部电源相连接的插头以及含有弹性插孔的基板，所述插头与所述基板连接。用于驱动LED发光体的供电单元可以位于所述灯体中，也可以位于另外的电源部分中，所述电源部分可以是与所述灯管分开的独立部件。所述灯管罩与所述插头端接，包围所述基板。\nLED发光体的电极可以插在所述弹性插孔中。\n[0032] 优选地，所述弹性插孔和LED发光体位于一个接条上，所述接条可以与所述灯管罩和所述灯体分开。\n[0033] 根据本发明，可以在灯的设计中将电源和光源分开，再转接到现有技术中常规类型的灯管罩和插头上，而且改用低热量和低耗电的LED发光体作为光源，将它们可以组合在一起。\n[0034] 在LED发光体的安装上，本发明还提供了一个方便用户的设计：弹性插孔；当用户要移除已安装在基座上时，用户只需按下要更换的LED发光体，LED发光体便会弹出，再把新的LED发光体按上，就能更换成新的LED发光体。\n[0035] 根据本发明，如果例如损坏的LED发光体不能发光，用户无需更换LED灯的整体，只需更换损坏的LED发光体，因而可以降低LED灯的制造和使用成本，更符合环保的要求。\n附图说明\n[0036] 图1A是根据本发明的灯泡型LED灯的实施例的示意图。\n[0037] 图1B是图1A中弹性插孔的分布示意图。\n[0038] 图2是根据本发明的灯管型LED灯的实施例的示意图。\n[0039] 图3A是本发明的LED灯中将灯泡上的弹性插孔以接环的方式移除或安装的示意图。\n[0040] 图3B是图3A的接环中弹性插孔的分布示意图。\n[0041] 图4A是本发明的LED灯中将灯管上的弹性插孔以接环的方式移除或安装的示意图。\n[0042] 图4B是图4A的分解侧视图。\n[0043] 图5A是本发明的LED发光体的电路示意图。\n[0044] 图5B是现有技术的LED发光体的电路示意图。\n[0045] 图6是本发明的LED灯中LED发光体的示意图。\n[0046] 图7是本发明的LED发光体的电极座的一个实施例的示意图。\n[0047] 图8是本发明的LED灯中弹性插孔的正视剖视图。\n[0048] 图9是本发明的LED灯中弹性插孔的侧视剖视图。\n[0049] 图10是本发明的LED灯中弹性插孔的立体图。\n具体实施方式\n[0050] 下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。\n[0051] 图1A是本发明的灯泡型LED灯实施例的示意图。图1B是图1A中弹性插孔的分布图。\n[0052] 根据本发明，如图1A所示，所述灯泡型LED灯可以分为两个部分：灯头和灯尾3。\n灯头包括灯体2、用于与外部电源相连接的插头1以及用于驱动LED发光体的供电单元(未画出)，所述供电单元位于灯体2中，所述插头1与灯体2端接。所述灯尾3包括灯罩、含有弹性插孔4的基板以及LED发光体，其中LED发光体的电极(正极和/或负极)插在所述弹性插孔4中。所述灯尾3可以与所述灯体2通过螺纹或卡扣可拆开地相连接，所述弹性插孔中的电极连接点与所述供电单元电连接。\n[0053] 与本发明不同的是，在现有技术中，灯泡型LED灯的灯体和灯尾通常是一个完整的部件，且LED发光体通过例如焊接等方式是固定在安装位置的，因此，现有技术的LED灯的结构不能逐一更换其中的LED发光体，而只能更换整个LED灯。\n[0054] 图1表示所述灯尾3的基板上可以布置有多个例如成对排列的弹性插孔4，以在基板上安装多个LED发光体。所述多个LED发光体可以是相同的，也可以具有不同的亮度或颜色，以满足不同的需要。\n[0055] 优选地，如图3A所示，所述含有弹性插孔4的基板位于一个接环5上，所述接环5可以与所述灯尾3分开。图3B表示在所述接环5上的弹性插孔4的分布。这个实施例可以便于更换接环3和插在弹性插孔4上的LED发光体，例如快速更换具有不同分布图案的LED发光体的接环5，使灯泡型LED灯能够显示不同的发光图案或颜色，同时不需更换LED灯的灯头和灯尾3。\n[0056] 在上述灯泡型LED灯中，灯头上的插头1可以与现有技术的标准插头具有相同的规格(例如E27、MR16等)，可以是例如卡口或螺口的插头，以便于安装到已有的灯座上。\n[0057] 图2显示本发明的另一个灯管型LED灯的实施例，即LED发光体应用到灯管上的设计示意图。\n[0058] 所述灯管可以分为两个部分：灯管罩6和灯体7。灯体7包括用于与外部电源相连接的插头以及含有弹性插孔的基板8，所述插头与所述基板8连接。用于驱动LED发光体的供电单元可以位于所述灯体中，也可以位于另外的电源部分中，所述电源部分可以是与所述灯管分开的独立部件。所述灯管罩6与所述灯体7中的插头可拆开地连接，包围所述基板8。LED发光体的电极可以插在所述基板8上的弹性插孔4中。\n[0059] 图4A显示了本发明的LED灯中将灯管上的弹性插孔以接环的方式移除或安装的示意图。如图4A所示，优选地，所述弹性插孔4和LED发光体位于一个接条上，所述接条可以与所述灯管罩6和所述灯体7分开。图4B是图4A的分解侧视图，其中包括分开的灯管罩\n6、基板8和灯体7。根据本发明的灯管型LED灯的插头可以与标准规格相同，例如是T10、T8或T5型的灯管插头。\n[0060] 图5A是本发明的LED发光体的电路示意图，图5B是现有技术的LED发光体的电路示意图。\n[0061] 在现有技术的含有多个发光体的LED灯中，如图5B所示，其中B1、B2表示发光体(如灯泡)，各个LED发光体一般是串联连接的。\n[0062] 而在本发明的LED灯中，如5A图所示，其中L1、L2表示LED发光体，如果包含多个LED发光体，则所述LED发光体是被分别驱动的，例如是相互并联的。\n[0063] 根据本发明的LED灯方案，如果任何一个LED发光体损坏了而需要被更换，可以只更换一个、多个或一组LED发光体，而不需更换全部LED发光体。\n[0064] 另外，在根据本发明的LED灯中，针对每个LED发光体，供电单元可以自动调节电流输出，因此可以在不同的弹性插孔中插入不同亮度的LED发光体而不需考虑供电单元的电压、电流是否匹配，不会引致LED发光体损坏。也就是说，根据本发明，在同一个LED灯中，可以安装或更换不同亮度的LED发光体，也可以安装或更换不同颜色的LED发光体，以形成一个或多个不同颜色或全彩色的LED灯。\n[0065] 优选地，所述供电单元可调节LED发光体的亮度，便于例如在点亮状态下更换LED灯中的个别LED发光体时LED灯不炫目。\n[0066] 根据本发明，在LED灯中，可以调控施加到每个LED发光体的电压，或者是调控供电单元的输出电压，从而在例如更换任意LED发光体时使LED发光体的亮度下降，使用户不会感觉LED灯太刺眼；或者是在正常使用时，可以调节LED灯的总体亮度，适应不同的亮度要求。\n[0067] 本发明人发现，在现有技术中，LED发光体的结构一般包括含有LED芯片的壳体和从所述LED壳体伸出的两个电极(正极、负极)，所述正极和负极一般是平行延伸的；因此在现有技术中，LED发光体的正、负极本身是基本上相同的，无法区分，通常仅仅在LED壳体上标注“+”、“-”符号来分别表示正、负极。因此，本发明的另一个方面是对LED发光体的电极结构进行了改进，使所述正极和负极具有不同的结构，使得LED发光体的安装和/或拆卸更容易，且不会装错正负极。按照本发明，可以将所述LED发光体的正负极分别作成不同的形状，或者将它们位于LED壳体的不同位置。\n[0068] 图6是本发明的LED灯中LED发光体的一个实施例的示意图。如图6所示，每个LED发光体11可以包括LED芯片(未显示)、覆盖在LED芯片外的封壳以及与所述LED芯片相连接的正极9和负极10，所述正极9的远离所述封壳的远端部分覆盖绝缘材料，且所述负极10的靠近所述封壳的近端部分覆盖绝缘材料12。所述正极和负极以及绝缘材料12的位置可以相互调换，这仍然在本发明的范围内。\n[0069] 同时，在每个所述弹性插孔4中均设置分别与所述正极或负极的远端和近端部分相对应的正极连接点和负极连接点。\n[0070] 也就是说，如图6所示，LED发光体11的管脚的不同位置包上绝缘材料，以区分LED发光体的正极9和负极10，而在LED灯的每一个弹性插孔4中均同时布置正极连接点和负极连接点，它们在弹性插孔中的不同深度位置，分别与所述正极9和负极10的露出电极的部分相对应。\n[0071] 通过所述LED发光体的正极和负极以及所述弹性插孔的结构，在将LED发光体的正极或负极插入一个弹性插孔中后，所述正极(或负极)的近端部分和远端部分中的露出电极的部分直接接触所述正极(或负极)连接点形成导电连接，而该电极的被所述绝缘材料覆盖的另一个部分则会由绝缘材料接触负极(或正极)连接点、从而不能形成导电连接。\n[0072] 图7显示根据本发明的LED发光体的另一个实施例，其中没有显示LED发光体的LED芯片和LED壳体，LED发光体的两个电极：正极9、负极10。所述正极9和负极10分别与在一个电极座11中的正极触点15和负极触点16相连接。这里，正极接点15或负极接点16，分别可以用于连接正极或负极，其电路原理是相同的。在图7中，正极触点15和负极触点16分别相对于电极座11的外表面向内凹陷，以被卡在所述弹性插孔4中，而电极座11的其它表面部分是不导电的，例如由绝缘塑料制成。所述电极座11也可以与LED发光体的壳体连成一体，使电极不会露出来。所述电极座11的形状与所述LED灯的弹性插孔4的形状匹配。\n[0073] 所述电极座11的形状可以不是旋转对称的，或者所述正极触点15和负极触点16在电极座上的位置不是旋转对称的。例如，所述正极和负极或正极触点和负极触点可以位于电极座的同一个表面上，但位于不同的高度位置。或者，所述正极和负极或正极触点和负极触点位于电极座的同一个表面上，且所述正极和负极或正极触点和负极触点中的一个电极位于所述表面的中心线上，而另一个电极靠近所述表面的侧边。或者，所述正极和负极或正极触点和负极触点分别位于电极座的相邻表面中。或者，所述正极和负极或正极触点和负极触点分别位于电极座的相对表面中，且它们位置不对称。\n[0074] 电极座11和电极的位置的所有这些实施例的目的是使LED发光体的两个电极或电极触点明显不同，从而不会导致电极连接错误。\n[0075] 对于本发明的弹性插孔4，其结构优选地采用一种按压弹起结构，以将所述LED发光体保持在所述弹性插孔或将所述LED发光体从所述弹性插孔中顶出。所述按压弹起结构可以类似于例如在圆珠笔中按压式伸出和收缩圆珠笔芯的设计，这种按压式设计在改良后可以用在本发明的弹性插孔中。\n[0076] 参见图8-10，其中分别显示所述弹性插孔4的正视剖视图、侧视剖视图和立体图，所述弹性插孔4的按压弹起结构包括一个设置在所述弹性插孔的空腔底部的弹簧14、在所述空腔的内壁上交替排列的不同高度的深凹槽和浅凹槽17、以及放在所述弹簧上的齿轮部件，所述齿轮部件的上表面与所述LED发光体的底面接触，所述齿轮部件的各个齿18分别与所述深凹槽或浅凹槽17接合以使所述齿轮部件位于按下或顶起的位置，从而使LED发光体在所述弹性插孔中保持就位或被顶出。\n[0077] 每次按压所述齿轮部件时，所述齿轮部件会转动一个角度，使其上的齿18从一个深凹槽/浅凹槽17移动到相邻的浅凹槽/深凹槽中。当所述齿18位于浅凹槽中时，所述齿轮部件在弹性插孔4中处于较低的位置，相应地，所述LED灯的电极座被保持为其正极触点15和负极触点16分别与所述电极连接点13相接触，从而使电极座11被安放在弹性插孔4中；而当所述齿18位于深凹槽中时，所述齿轮部件在弹性插孔中处于较高的位置，相应地，所述LED灯的电极座被所述齿轮部件从弹性插孔4中顶出。\n[0078] 另外，在所述弹性插孔4中，分别与LED发光体的所述正极触点15和负极触点16相连接的正极连接点和负极连接点13可以分别装有弹簧，使所述正极连接点和负极连接点13在弹性插孔4中的突起高度可以稍微变化。因此，它们除了用于向LED发光体供电之外，还可以依靠连接点13的弹簧弹力将LED发光体夹持在所述弹性插孔4中。\n[0079] 虽然图9和10中显示了两对连接点13，分别作为正极连接点和负极连接点，但是也可以只设置一对连接点，同样可以实现本发明的目的。所述一对连接点13可以位于弹性插孔4的同一侧，也可以分别位于相对的两侧，分别与LED发光体的电极或电极触点相对应。\n[0080] 当然，所述弹性插孔4中的按压弹起机构也可以采用现有技术中已有的任何按压式接合结构，或者采用其它接合方式，这些结构都应当落入本发明的范围。\n[0081] 综上所述，目前市面上的LED灯，当其中一个LED发光体损坏后便需更换整个LED灯；而本发明可以只需更换LED灯中损坏的LED发光体便可继续使用，令用户长期使用本发明产品的成本大幅下降。用户亦可因应情况更换合适的LED发光体，例如不同颜色或不同亮度的LED发光体，提高了本发明的LED灯的灵活性。本发明同时增加了LED灯的可再生能力和可变性，使业界的产品变得更环保更具竞争力。\n[0082] 本发明的LED发光体可容易地安装成与插孔形成电连接，本发明的弹性插孔使得LED发光体的插入和移离变得相当容易，无需使用焊接或施加较大的力。此外，本发明的插孔设计也有助于更换亮度更大的LED发光体，改变LED发光体的颜色，以多个LED发光体替换单个LED发光体，或者用新的LED发光体替换损坏的LED发光体。\n[0083] 根据本发明，对于每个LED发光体，可以加上合适的微型变压器，为该LED发光体提供合适的电压和电流。在同一个基板上包含很多弹性插孔，它们可以用于安装不同颜色或不同亮度的LED发光体，由相应的微型变压器向其提供合适的电压和电流。\n[0084] 由于LED发光体是二极器件，所以其正负极的正确连接是非常重要的，本发明在设计上可以对这一点进行改进，在同一个弹性插孔可以同时并存正负极，当LED发光体插入后自动判断其电极端子是正极或负极。\n[0085] 在LED灯的电路设计上，本发明将现有技术中的各个LED发光体的串联连接更改为并联连接；因此，当其中一个LED发光体损坏时，不会象现有技术那样令全部LED发光体都不发光，用户可以只更换损坏的LED发光体。\n[0086] 根据本发明，在LED灯的供电单元调控电压设计，可以使各个弹性插孔中的电压下降，从而使与该弹性插孔连接的LED发光体的亮度下降，以便于在更换其中的任意LED发光体时用户不会感觉LED灯太刺眼。\n[0087] 以上以优选实施例介绍了本发明的原理和结构，上述内容被认为仅仅是描述性的，而非限制性的。本领域技术人员可以按照说明书中的教导对本发明进行各种改进和/修改，这些改进和/或修改都应当被包括在本发明权利要求书的范围中。