技术领域
本实用新型涉及照明领域，具体涉及一种应用LED灯丝的LED球泡灯。
背景技术：
LED具有环保、节能、高效率与长寿命的优势，因此在近几年来普遍受到重视，逐渐取代传统照明灯具的地位。然而传统LED光源的发光具有指向性，不像传统灯具能做出大广角范围的照明，因此，将LED应用于传统灯具，视灯具的种类，而有相应的挑战。
为了能使LED灯具提供大角度出光，LED灯具必须透过光学组件组合LED，以进行光形调整，常见的光学组件有透镜、菱镜、反射镜等。然而，类以的光形调整技术，都会造成LED灯具整体效能的损耗，因此，如何能降低光形调整损耗，又能达到大角度出光，是LED灯具的重要课题。
其次，LED芯片虽属于全方位发光的光源，但经过封装之后，大多会缩小其发光角度并降低其发光效率。
LED灯丝灯为采用LED灯丝取代灯具中的钨丝，其除了能大角度发光之外，在视觉效果上，亦与传统钨丝灯相同，为LED灯丝灯的优点之一。
将LED应用于球泡灯的挑战之一为类似传统球泡灯的全周光照明。现有LED球泡灯的LED 灯丝的制作是将多颗LED芯片串接固定在一片长条状基板上，然后以掺有荧光粉的硅胶覆盖 LED芯片。基板常见的有玻璃基板与金属基板，各有其优缺点，以玻璃基板而言，虽不致于遮蔽光线，但因玻璃基板导热不佳，且容易因震动而断裂，造成LED芯片的串接断线而失效。金属基板虽然具有较好的导热特性，却因无法透光，会有遮蔽光线的缺陷，造成LED灯丝发光效率低落。再者，由于现有的LED灯丝本体具有一片硬式基板，其形状受限且无法任意塑形。现有LED球泡灯是以多根所述LED灯丝对称分布来完成全周光照明，由于复杂的制造流程与组装程序，使得成本效益有待改进，加之多根所述LED灯丝需要采用点焊的方式与灯丝支架焊接，较大概率存在焊接不良风险。
鉴于以上所述现有技术的缺点和不足，确有必要对现有的LED球泡灯及其灯丝进行改进，以弥补这些缺点和不足。
技术实现要素：
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种应用LED灯丝的球泡灯，能够解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种LED球泡灯，包括灯壳、灯头、驱动电路、至少二导电支架、以及LED灯丝。灯头连接灯壳内；驱动电路设于灯头内。导电支架电性连接至驱动电路，LED灯丝位于灯壳内，LED灯丝具有二个导电电极以电性连接至导电支架，所述导电支架电性连接LED灯丝至驱动电路。
于至少一实施例中，所述导电电极具有穿孔，所述导电支架穿过导电电极的穿孔，并且导电支架的自由端反折夹住导电电极。
于至少一实施例中，导电电极焊接於导电支架。
于至少一实施例中，驱动电路还包括电路板，所述电路板固定于灯头，并且导电支架电性连接至电路板并与导电电极电性连接。
于至少一实施例中，电路板包括L形槽孔，导电支架的一端插入L形槽孔。
于至少一实施例中，L形槽孔呈勾状，并且其勾状的尖部的尺寸小于导电支架的截面积的尺寸。
进一步的，所述灯壳内设有芯柱，所述芯柱另具有立杆，所述LED灯丝通过所述立杆连接于所述芯柱。
于至少一实施例中，导电支架的长度满足：
L＝A+√(〖(B-3.2)〗^2+H^2)；其中
A为电路板的竖直方向的厚度与导电支架露出电路板的部分的长度；
B为导电支架之间平行部分的间距；
H为导电支架铸入芯柱的位置至插入电路板之间的长度。
于至少一实施例中，导电支架的长度L在0.5L～2L之间。
于至少一实施例中，导电支架的长度L在0.75L～1.5L之间。
于至少一实施例中，所述LED球泡灯包括二个LED灯丝，沿着LED灯头总成的竖直方向设置，其中，位于最上端的LED灯丝的导电支架的长度是Z，两个导电支架间距是Y，Z与Y 满足：
Z＝L+Y。
于至少一实施例中，灯壳内有一层黄色薄膜。
于至少一实施例中，LED球泡灯还包括一散热组件，位于灯头与灯壳之间。
于至少一实施例中，所述散热组件材质是金属、陶瓷或高导热塑料。
于至少一实施例中，LED球泡灯还包括悬臂，支撑所述LED灯丝。
于至少一实施例中，悬臂的自由端，环绕LED灯丝。
于至少一实施例中，LED灯丝从顶部俯视呈圆形。本实用新型的有益效果是：导电支架除了用以电性连接LED灯丝的两个导电电极到位于灯头中的驱动电路，也可用于支撑LED灯丝的重量；此外，驱动电路的L形槽孔即能很容易固定导电支架，并且这种结构更有利于电路板与导电支架相互焊接；而且，导电支架的长度L设置较为合理不会导致两根导电支架因为太长而短路或太短而无法分别与电路板电性连接。
附图说明
图1为本实用新型LED灯丝第一实施例的立体局部剖面示意图；
图2为图1中2-2位置的局部剖面示意图；
图3A、3B为本实用新型LED灯丝第一实施例的导电电极与LED芯片单元的对应配置的其他实施例示意图；
图4为本实用新型LED灯丝第二实施例的立体局部剖面示意图；
图5为图4中5-5位置的局部剖面示意图；
图6A为本实用新型LED灯丝第二实施例的未裁切的电路膜第一实施例示意图；
图6B为本实用新型LED灯丝的未裁切的电路膜第一实施例贴覆于LED芯片的示意图；
图7A为本实用新型LED灯丝的未裁切的电路膜第二实施例示意图；
图7B为本实用新型LED灯丝的未裁切的电路膜第二实施例贴覆于LED芯片的示意图；
图8A为本实用新型LED灯丝的未裁切的电路膜第三实施例示意图；
图8B为本实用新型LED灯丝的未裁切的电路膜第三实施例贴覆于LED芯片的示意图；
图9A至9E为本实用新型LED灯丝的制作方法第一实施例示意图；
图10为本实用新型LED灯丝的制作方法第二实施例的示意图；
图11A至11E为本实用新型LED灯丝的制作方法第三实施例的示意图；
图12A为本实用新型LED球泡灯的第一实施例的结构示意图；
图12B为本实用新型LED球泡灯的第二实施例的结构示意图；
图13A为本实用新型LED球泡灯的第三实施例的立体示意图；
图13B为图13A中虚线圆圈部分的剖面局部放大示意图；
图14A为本实用新型LED球泡灯的第四实施例的立体示意图；以及
图14B为本实用新型LED球泡灯第四实施例的驱动电路的电路板的俯视示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图以具体实施例对本实用新型的实施方式做详细的说明。
请同时参考图1至2，图1为本实用新型LED灯丝第一实施例的立体局部剖面示意图，图2为图1中2-2位置的局部剖面示意图。依据第一实施例，LED灯丝100包括多个LED芯片单元102、104、至少两个导电电极110、112、以及光转换涂层120(在特定实施例中，光转换涂层可称作硅胶层)，光转换涂层120中的荧光粉124能吸收某些辐射(如光)而发出光线。
LED灯丝100在其导电电极110、112被接通电源(电压源或电流源)后，即可发出光线，以本实施例为例，其发出的光线可以实质上为接近点光源的360度的光线；将本实用新型实施例LED灯丝应用于球泡灯(例如但不限于图12A,12B)，则可以发出全周光 (omni-directional light)，容后详述。
从图1和图2中可以看出，本实用新型的LED灯丝100的截面形状为长方形，但LED灯丝100的截面形状并不以此为限，亦可以是三角形、圆形、椭圆形、多边形或者是菱形，甚至亦可以是采用方形，但边角可采用倒角或圆角。
LED芯片单元102、104可以是单颗LED芯片，也可以是两颗LED芯片，当然也可以是包含多颗LED芯片，即等于或大于三颗LED芯片。LED芯片的形状可以但不限于长条型，长条型的芯片可具有较少的电极，减少遮蔽LED所发出光线的机会。此外，在LED芯片单元102、 104的表面可镀上一层可导电的透明铟锡氧化物(Indium Tim Oxide,ITO)，该铟锡氧化物层有助于LED芯片的电流均匀扩散分布与提升发光效率。具体的，LED芯片单元102、104长宽比例可设定在2:1至10:1，例如但不限于14x28或10x20。另外，LED芯片单元102、104 也可以使用大功率的LED芯片，然后以低电流来操作，如此LED芯片单元102、104虽然维持在低电流密度的情况之下，仍可保有足够的亮度，且LED芯片不会产生大量的热源，让整体的发光效率良好。
LED芯片单元102、104本身可采用蓝宝石基板，或是可透光的透明基板，如此一来，LED 芯片单元102、104本身的基板不会遮蔽LED芯片单元102、104所发出的光线，也就是说LED 芯片单元102、104本身即能从其周面发出光线。
所述两个或者多个LED芯片单元102、104间相互电性连接，以此实施例为例，各LED芯片单元102、104为串联方式电性连接，但电性连接方式并不以此为限，亦可采用先并联后串联方式电性连接，例如但不限于每两个LED芯片单元102、104先并联后，各两个并联后的芯片单元102、104再串联。
导电电极110、112对应于LED芯片单元102、104配置，且电性连接LED芯片单元102、 104。依据本实施例，导电电极110、112为配置于串联后的LED芯片单元102、104的两端，每一导电电极110、112的一部分外露于光转换涂层120之外。导电电极110、112对应于 LED芯片单元102、104配置的方式并不以此为限，请参阅图3A、3B，图3A、3B为本实用新型LED灯丝第一实施例的导电电极与LED芯片单元的对应配置的其他实施例示意图。图3A中可以看见LED芯片单元102、104为配置成一倒U字形并且相邻LED芯片单元102、104采用串联方式电性连接，导电电极110、112则配置于U形的两端并各自分别电性连接至相邻的 LED芯片单元102、104。图3B可以看出LED芯片单元102、104大致呈二并行线排列，各自分别串联式电性连接，而导电电极110、112则配置于该二并行线的两端，并与相邻的LED 芯片单元102、104电性连接，形成先串后并电性连接。图3B中的实施例中是以两个导电电极110、112为例，但并不以此为限，亦可采用3或4个导电电极110、112，例如将图中其中之一的导电电极110、112以两个单独的次电极取代，两个次电极各自分别为电源正极，而保留的导电电极110、112则为共同接地端。或是将图中两个导电电极110、112均以两个次电极取代，以适用不同的应用。
请搭配图12A，导电电极110、112可在其外露区域具有一穿孔111、113(见于图1)，用以在组装于LED球泡灯10a时，提供导电支架14a、14b电性连接，容后详述。
请再参阅图1至2，依据本实施例，前述的电性连接是通过导线140来电性连接相邻的 LED芯片单元102、104与导电电极110、112，导线140可以是金线，导线140可采用LED 封装的打线制程将金线连接相邻的LED芯片单元102、104与导电电极110、112。此打线的制程可以采用Q-type方式进行打线，从图2中即可看出，该导线140的外形呈M字形，此M 字形导线140使得该导线140处于非紧绷状态，提供缓冲效果，当LED灯丝100弯折时，导线140不致断裂。导线140的外形亦不限于M字型，可采用任何能减缓紧绷状态的形状，例如S形等。此处的M字形并非用以限定导线140的形状呈M字形，而是用以表示能提供缓冲效果的任何形状，例如，当导线140的长度长于两个相邻导电电极110,112间自然拱起的打线的长度，即能够提供缓冲效果，此时，导线140所呈的形状可能会是在拱起部分有多个波浪状的弯折。
光转换涂层120包括硅胶122与荧光粉124，光转换涂层120覆盖于LED芯片单元102、 104与导电电极110、112，并分别使两个导电电极110、112的一部分外露。本实施例中， LED芯片单元102、104的六个面的每一个表面都覆盖着光转换涂层120，即所述六个面被光转换涂层120覆盖而可称为光转换涂层120包裹了LED芯片单元102、104，此覆盖或包裹可以是但不限于直接接触，较佳的，在本实施例中，LED芯片单元102、104的六个面的每一个表面都直接接触光转换涂层120。然而，实施时，光转换涂层120可以仅覆盖每一个LED芯片单元102、104六个表面中的两个表面，意即光转换涂层120直接接触该两个表面，此直接接触的二表面可以是但不限于图2中的顶面或底面。同样的，光转换涂层120可直接接触两个导电电极110、112的两个表面。荧光粉124可以采用金属氧化物类的荧光粉124，此类荧光粉124具有较佳的导热性。荧光粉124可以比硅胶122硬，荧光粉124颗粒大小可约为1 至30微米(μm)，亦可采用大小约为5至20μm的荧光粉124，相同荧光粉124的尺寸大致相同，图2所示的荧光粉124因剖面关系，所剖解到的位置不同，才使剖面的截面积有大小之别。在其他实施例中，前述硅胶122可以用聚酰亚胺Polyimide，或另称为树脂材料取代或取代一部分或作为添加剂，以具有更好的韧性，降低龟裂或脆化机率。补充说明的是，LED 芯片单元102、104的六个面的每一个表面都至少有一部分直接接触光转换涂层120及/或LED 芯片单元102、104其中一～两面透过固晶胶与光转换涂层之间粘接，也属于前述的六个面均被光转换涂层包覆及/或LED芯片直接接触光转换涂层的等同概念。前述的固晶胶在其他实施例中也可掺入荧光粉，以增加整体的光转换效率，固晶胶通常也为硅胶，与混合荧光粉用的硅胶不同点在于固晶胶常混合银粉或散热粉末以提高导热效果。
光转换涂层120中的荧光粉124能吸收某种形式的辐射并发出光线，例如荧光粉124吸收较短波长的光线而发光较长波长的光线。在一实施例中，荧光粉124吸收蓝光而发出黄光，此黄光与未被吸收的蓝光混合后，即形成白光。而前述LED芯片单元102、104的六个表面都覆盖着光转换涂层120的实施例中，荧光粉124吸收从各表面发出的较短波长的光线后发出较长波长的光线，由于荧光粉124环绕着LED芯片单元102、104的每一个外表面以形成LED 灯丝100的本体，因此，LED灯丝100的每一个外表面均能发出混和光。
荧光粉124与硅胶122的构成比(composition ratio)为1:1至99:1，较佳的比例为1:1 至50:1，此比例可以是重量比，也可以是体积比。请参考图2，此实施例中，荧光粉124比例大于硅胶122，使得荧光粉124密度提高进而互相接触，如图2中的直线所示，排列在一起相接触的荧光粉124形成导热路径(如图2中箭头所示的导热路径)，进一说，光转换涂层 120具有由相邻且相接触的荧光粉124所形成的导热路径，所述导热路径从所述LED芯片单元102、104表面至LED灯丝100的外表面，因此LED芯片单元102、104产生的热可以被传导到光转换涂层120的外部，使得LED灯丝100具更好的散热效果，光转换涂层120也推迟了黄化的问题。而且荧光粉124的色光转化率可至30％至70％，如此可以提高LED球泡灯整体的光效，也可以增加LED灯丝100的硬度，提升LED灯丝100的可挠性，不需要另外以框架来支撑住LED灯丝。此外，一般的硅胶成形后，其表面较为平滑，不利于LED芯片单元102、 104与荧光粉124产生的光穿透出去。在本实施例中，由于硅胶122里的荧光粉124比例提高，可有效增加LED灯丝100的表面粗糙度与灯丝整体的表面积，也就是说，有效的增加了 LED灯丝100整体的散热面积，使得LED灯丝100具备更佳的散热效果。另外，也由于LED 灯丝100整体的表面积增加，因此增加了灯丝表面荧光粉124光转化的点光源，进而提升LED 球泡灯整体的发光效率。
再者，在本实施例中，LED芯片单元102、104可采用发出蓝光的LED芯片，而荧光粉124 即可对应采用黄色荧光粉(例如:Garnet系列荧光粉，YAG荧光粉)，借此以使LED灯丝100 发出白光，实施时，可以适当地调配荧光粉124与硅胶122的比例，以使白光的光谱更符合传统白炽灯的光谱，此外，荧光粉124亦可采用能吸收蓝光而转换成黄绿光或更进一步搭配红光的荧光粉124，通过由大量的荧光粉124来充分吸收LED芯片单元102、104所发出的蓝光，可适光调配不同荧光粉124的比例，以将大部分的蓝光转化为黄绿光，少部分的蓝光则都转换为红光，使得LED灯丝100的整体发光色温期待更接近于2400至2600K(传统白炽灯的光谱)。
在适当调配荧光粉124与硅胶122的比例，即可调整LED灯丝100可挠度(deflection)，意即LED灯丝100的杨氏系数(Yong’s Modulus)Y可介于0.1至0.3x1010帕(Pa)之间，考虑球泡灯的应用，可调整LED灯丝100的杨氏系数至0.15至0.25x1010帕(Pa)之间，如此即改善传统LED灯泡灯丝易断裂的问题，但仍具有足够的刚性与可挠性。
请继续参阅图4-5，图4为本实用新型LED灯丝第二实施例的立体局部剖面示意图；图5 为图4中5-5位置的局部剖面示意图。
依据第二实施例，LED灯丝200包括多个LED芯片单元202、204、至少两个导电电极210、 212、以及光转换涂层220。LED芯片单元202、204间相互电性连接，导电电极210、212对应于LED芯片单元202、204配置，且电性连接LED芯片单元202、204。光转换涂层220覆盖LED芯片单元202、204与导电电极210、212，并分别使两个导电电极210、212的一部分外露，其中所述光转换涂层220包括硅胶222、氧化纳米粒子(Nanoparticle)226与荧光粉 224。
所述氧化纳米粒子226可以是(如无机氧化纳米粒子)，其尺寸属于纳米级的颗粒，其尺寸小于所述荧光粉224，氧化纳米粒子的材质可以是但不限于具导热效果的氧化纳米粒子226，例如但不限于氧化铝(Al2O3),氧化硅(SiO2),氧化锆(ZrO2),氧化钛(TiO2),氧化钙(CaO), 氧化锶(SrO)和氧化钡(BaO)等材料所形成的纳米粒子。这些氧化纳米粒子平均大小约为10至 300nm，大部分粒子尺寸落于20至100nm。
在图5中可以看见，硅胶222里加入氧化纳米粒子226与荧光粉224，由于氧化纳米粒子226的硬度与成本与荧光粉224相异，因此，氧化纳米粒子226、荧光粉224及硅胶222 的比例可视成本、导热性与整体可挠性等考虑而变动。其次，由于氧化纳米粒子226的尺寸小于荧光粉224，因此氧化纳米粒子226可填补荧光粉224粒子之间的空隙，增加彼此的接触面积，形成更多的导热路径，如图5中的直线所示，提升LED灯丝200整体的导热效果。同时，氧化纳米粒子226亦可让光产生偏折散射，提高荧光粉224的色光转换效率并充分的均匀混光，让LED灯丝200的发光特性更佳。
在其他实施例中，荧光粉均匀分布在聚酰亚胺Polyimide，或另称为树脂材料中，在最佳情况下，每一个荧光粉都被聚酰亚胺Polyimide，或树脂材料所包覆，可以解决荧光粉层龟裂或脆化的问题。实际应用时，很难达到每一个荧光粉都被包覆，及/或在聚酰亚胺 Polyimide中，或另称为树脂材料中，仍须掺有部分的硅胶。在这样的情况下，仍应被视为荧光粉被聚酰亚胺Polyimide，或另称为树脂材料所包覆的等同概念下。
LED灯丝200还包括多片电路膜240(亦可称透光电路膜)，LED芯片单元202、204与导电电极210、212透过电路膜240相互电性连接，光转换涂层220覆盖于电路膜240。
请同时参阅图6A，图6A为本实用新型LED灯丝的未裁切的电路膜第一实施例的示意图。电路膜240包括第一膜242与位于第一膜表面的导电线路244。第一膜242可以是但不限于薄膜，以下为了便于说明，将第一膜242以薄膜为实施例进行说明，但并非限定本实用新型之第一膜242仅可为薄膜。在此实施例中，导电线路244为呈条状，并各自分别平行排列。导电线路244亦可采用不同的形态，例如图7A电路膜的第二实施例，电路膜240a包括薄膜 242a及导电线路244a，其中导电线路244a即呈斜向并行线的模式分布于薄膜242a上，各相邻导电线之间的间距可以小于或等70μm，以具有较佳的电气特性。而在图8A的电路膜的第三实施例中，电路膜240b包括薄膜242b及导电线路244b，其中导电线路244b即呈交错网格线的模式分布于薄膜242b上，其线宽可为约10μm，厚度可为约2μm。导电线路244、244a、 244b的形态并不受限，只要能达成电性连接LED芯片单元202、204间，或LED芯片单元202、 204与导电电极210、212之间即可。
所述薄膜242材质可为但不限于聚酰亚胺薄膜(Polyimide Film,PI膜)，其透光度约92％以上。薄膜242上的导电线路244材质可为但不限于铟锡氧化物(ITO)、纳米银线电路、金属网格或是纳米碳管来制作。对于LED芯片的发光而言，银(Au)本身具有相当良好的反射效果不会吸光，且纳米银线以纳米等级的线宽来构成网线状分部，同时兼具有低电阻与高透光的特性，因此纳米银线非常适用于导电线路244、244a、244b。为了增加纳米银线与LED芯片导电电极的黏接效果，可以在纳米银线掺杂金(Au)。
电路膜240的制作方式可先于一薄膜242上形成导电线路244；其次，于该具有导电线路244的薄膜242上形成槽孔246。
请参阅图6A，由于电路膜240上的导电线路244并未布满整个电路膜240的表面，因此， LED芯片单元202、204发出的光线不会被导电线路244遮蔽或吸收。第一实施例的LED灯丝 100为采用金线进行电性连接，而第二实施例的LED灯丝200则采用电路膜240进行电性连接，电路膜240相较于导线140具有电性连接的线宽较宽、挠性较佳、不易断裂等优点。
电路膜240与LED芯片单元202、204、导电电极210、212的电性连接，可以预先在芯片单元202、204、导电电极210、212待电性连接的位置预先涂上导电粘剂，例如是银胶、锡膏或掺杂有导电金属颗粒的导电胶，在配置了电路膜240后，可采用加热或以UV光照射，即可达到电性连接的效果。
请继续参阅图9A至9E，其为本实用新型LED灯丝200的制作方法第一实施例示意图。 LED灯丝的制作方法包括：
S20：配置LED芯片单元202、204及至少两个导电电极210、212于载具280上(如图9A)；
S22：电性连接LED芯片单元202、204与导电电极210、212(如图9B)；以及
S24：设置光转换涂层220于所述LED芯片单元202、204与所述导电电极210、212上，其中，所述光转换涂层220覆盖所述LED芯片单元202、204与所述导电电极210、212，并外露出所述导电电极210、212至少两个的一部分，其中，所述光转换涂层220包括硅胶222 与荧光粉224(如图9C至9E)。
其中，步骤S20中配置LED芯片单元202、204的方式(如图9A)，依此实施例，为配置成矩形数组状，图上的每一纵列，因此制程完毕后，均可各自分别形成单一LED灯丝200。在配置LED芯片单元202、204时，需考虑后续电性连接时的串并联的对应正负电极配置。载具280可为但不限于玻璃基板或金属基板。载具的形状可以是如图9A的平板，或图10的具有凹槽的板状物，该凹槽即可用以配置基底层120b。
步骤S22的电性连接(如图9B)，在此实施例中，是以图7A的未裁切电路膜240a为例，电性连接LED芯片单元202、204与导电电极210、212。除此之外，亦可采用如图6A或8A 的未裁切电路膜240、240b进行电性连接，抑或是采用如图2的导线140进行电性连接。
步骤S24的设置光转换涂层于所述LED芯片单元202、204与所述导电电极210、212上，实际操作时，可采用多种不同的方式进行，首先，以图9C至9E为例进行说明，其包括：
S240：涂布光转换涂层(顶层220a)于LED芯片单元202、204与导电电极210、212未接触所述载具280的一侧；
S242：翻转已涂布光转换涂层(顶层220a)的LED芯片单元202、204与导电电极210、212；以及
S244：涂布光转换涂层(基底层220b)于所述LED芯片单元与所述导电电极未涂布光转换涂层的另一侧。
其中，为便于描述与区别，在步骤S240的光转换涂层220命名为顶层220a，在步骤S244 的光转换涂层220命名为基底层220b。
步骤S240中，顶层220a涂布于LED芯片单元202、204与导电电极210、212后，硅胶 222与荧光粉224会填满LED芯片单元202、204与导电电极210、212之间的间隙，接着对已涂布顶层220a的LED芯片单元202、204与导电电极210、212进行固化(或凝固)程序，以使顶层固化并包覆载具上方的LED芯片单元202、204与导电电极210、212，同时外露出导电电极210、212中至少二的部分区域。此固化程序例如但不限于加热、或紫外线(UV)照射。
步骤S242的翻转已涂布光转换涂层(顶层220a)的LED芯片单元202、204与导电电极210、 212有几种方式，其一为LED芯片单元202、204与导电电极210、212仅配置于载具280上，其间并无黏着关系，可以直接翻转，并可将翻转后的半成品再置于该载具上。
另一种方式，可在载具280与LED芯片单元202、204、导电电极210、212之间具有用以黏着的胶状物质，例如半导体制程使用的光阻或是便于移除的固晶胶，此胶状物质在适当烘烤后，即具有暂时性固定LED芯片单元202、204、导电电极210、212于载具280上的效果。因此，在翻转已涂布顶层220a的LED芯片单元202、204、导电电极210、212前或后，可以以丙酮洗净涂布在基板之上的光阻，或是以对应的溶剂清除在基板上的固晶胶，即可将已涂布顶层220a的LED芯片单元202、204、导电电极210、212与载具280分离，形成LED 灯丝半成品(如图9D)。此外，亦可进一步清洗所述LED灯丝半成品，以去除残留的光阻或固晶胶。
最后，步骤S244为涂布光转换涂层(基底层220b)于所述LED芯片单元202、204与所述导电电极210、212未涂布光转换涂层220a的另一侧，并使基底层220b固化(如图9E)。
图9C中的顶层220a略大于未裁切的电路膜240a，但实施时并不以此为限。而在图9E 中的顶层220a与基底层220b的大小略为相同(由于重叠的关系)，但实施时并不以此为限，其尺寸可以视需要而有大、小区别。
在步骤S24之后，另可包括步骤S26的切割所述覆盖了光转换涂层的LED芯片单元202、 204与导电电极210、212，即如图9E中点划线所绘制的切割位置，如此一来，切割后的长条状组件即为LED灯丝200。步骤S24的切割方式并不以图9E为限，亦可每两个相邻纵列纵列的LED芯片单元202、204切割为单一LED灯丝。
图6A、7A与8A的未裁切电路膜240、240a、240b贴覆于LED芯片单元202、204与导电电极210、212的对应关系各自分别可见于图6B、7B与8B，图中的点划线为切割线，容后详述。
在图9A至9E的制程中，是以矩形数组方式排列，但制作方法并不以此为限，在步骤S20 的配置方式，亦可仅配置单一纵列的LED芯片单元202、204，如此一来，即无需进行步骤S26 的切割程序。
关于LED灯丝200制作方法的第二实施例，请参阅图10，第二实施例的制作方法包括：
S20A：涂布光转换涂层(基底层120b)于载具180上；
S20B：配置LED芯片单元102、104与导电电极110、112于载具180上的光转换涂层(基底层120b)上；
S22：电性连接LED芯片单元102、104与导电电极110、112；以及
S24：涂布光转换涂层(顶层120a)于LED芯片单元102、104与导电电极110、112未接触光转换涂层(基底层120b)的一侧，其中，所述光转换涂层120覆盖于LED芯片单元102、104与导电电极110、112，并分别使两个导电电极110、112的一部分外露110、112，其中，所述光转换涂层120包括硅胶122与荧光粉124。
从图10中可以看出，先在载具180上设置一基底层120b，此基底层120b亦为光转换涂层的一部分，意即包括了硅胶122与荧光粉124，在此制法中，虽先将基底层120b设置于载具180上，但并不以此为限，实施时，亦可以不使用载具180，而直接进行步骤S20B的直接配置LED芯片单元102、104与导电电极110、112于基底层120b上。
基底层120b的厚度可为50至100微米(μm)，视荧光粉124与硅胶122比例，其厚度可为60至80μm。在进行了步骤S20后，可采用加热或是用UV光照射来略为固化基底层120b，并在降温凝结后，LED芯片单元102、104与导电电极110、112即被黏着固定于基底层120b。除此之外，亦可采用固晶胶来黏着固定LED芯片单元102、104与导电电极110、112于基底层120b上。
在完成S22的电性连接后，可以直接进行S24配置顶层120a于LED芯片单元102、104 与导电电极110、112未接触基底层120b的一侧，并固化顶层120a。如此一来，即可省去翻转步骤或去除用以黏着载具180、LED芯片单元102、104、与导电电极110、112的胶状物质的步骤。
依据图10的实施例，在进行完步骤S24之后，亦可进行步骤S26的切割覆盖了光转换涂层的LED芯片单元102、104与导电电极110、112。
前述基底层120b用以承载LED芯片单元102、104与导电电极110、112，其厚度可为0.5至3mm(毫米)或1至2mm，在配置完成后，可对基底层适当加热，使得基底层120b表面略为熔融，在基底层120b降温凝结后即可使LED芯片单元102、104与导电电极110,112 黏着固定。
其次，基底层120b的荧光粉124与硅胶122的掺杂比例可适当调整，以使得其硬度得以适于后续的电性连接程序，例如但不限于，掺杂并固化后的硬度可在邵氏硬度(HS)60HD以上。如此一来，除了使得LED灯丝100,200整体具有适当的硬度，亦可使得导线(金线)打线制程的稳定度提高，在完成品后，LED灯丝100、200无论是受压或是弯折，均能维持良好的电性连接。
图10的实施例中，基底层120b需承载LED芯片单元102、104与导电电极110、122，因此，其固化后的硬度，或固化前的硬度需适当设计，以利于后续的电性连接(例如打线时需较硬的基底层120b支撑LED芯片单元102、104与导电电极110、122)，而顶层120a则无此项需求，因此，顶层120a与基底层120b的硅胶122与荧光粉124的比例可以不同，可视整体设计需求而变化。当然，在图10的实施例中，光转换涂层120亦可以包括前述氧化纳米粒子224(图中未示)。
接着，请参阅图11A至11E，其为本实用新型LED灯丝的制作方法第三实施例的示意图。
LED灯丝制作方法第三实施例包括：
S202：配置导电箔130于光转换涂层(基底层120b)上(如图11A所示)；
S204：配置LED芯片单元102、104与导电电极110、112于导电箔130上(如图11B所示)；
S22：电性连接LED芯片单元102、104与导电电极110、112(如图11C所示)；以及
S24：涂布光转换涂层(顶层120a)于LED芯片单元102、104与导电电极110、112未接触导电箔130的一侧，其中，所述光转换涂层120覆盖于LED芯片单元102、104与导电电极110、112，并分别使两个导电电极110、112的一部分外露，其中，所述光转换涂层120包括硅胶122与荧光粉124。
请参阅图11A，步骤S202光转换涂层，如同前述，可称为基底层120b，而导电箔130可具有多个开口(132)，开口132的宽度小于LED芯片单元102、104的长度，且开口132各自分别对应LED芯片单元102、104的发光区，以利于LED芯片单元102、104被驱动发出光线时，不会被导电箔130所遮蔽。
导电箔130可以是表面镀银的铜箔，但并不以此为限，开口132的形成可以是在导电箔 130上以冲压方式形成的。
步骤S202之前，亦可增加一个步骤，即是将基底层120b先配置于一载板上，抑或是直接将基底层120b配置于一工作台上。
步骤S204，请参阅图11B，其为将LED芯片单元102、104与导电电极110、112配置于导电箔130上，如同前述，配置时可将LED芯片单元102、104的发光区域对应导电箔130的开口132。
继续参阅图11C，步骤S22的电性连接，在本实施例中采用打线方式进行，每一个导线(如金线)的二端为连接导电箔130与相邻LED芯片单元102、104或相邻的导电电极110、112，以形成电性连接，在本实施例中，是以串联进行电性连接。
接着，请参阅图11D。如同图10的实施例，步骤S24的光转换涂层系可称为顶层120a，在配置顶层120a于LED芯片单元102、104与导电电极110、112上时，该顶层120a的材料 (硅胶122与荧光粉124)即可填充至芯片下方的缝隙。
顶层120a的配置方式，可将已调配好比例的荧光粉124与硅胶122直接涂布于LED芯片单元102、104与导电电极110、112上，除此之外，亦可先在LED芯片单元102、104与导电电极110、112涂布一层荧光粉层，接着再涂布硅胶，其后再进行固化程序即可。另一种方式是，将荧光粉与硅胶改为多层次交替涂布(或喷涂)于LED芯片单元102、104与导电电极 110、112上，如此，能得到较均匀分布的效果。
在完成步骤S24之后，可再进行切割程序，亦即将各LED灯丝100切割下来，如图11E 所示。
在图11A至11E的实施例中，LED芯片单元102、104与导电电极110、112的电性连接是经由金属箔130与导线140来完成，使得LED芯片单元102、104与导电电极110、112之间的连接关系更具有可挠性，当整个LED灯丝100在被弯曲时，电性连接的关系亦不易被破坏。
最后，请参阅图12A及12B，其为应用前述LED灯丝的LED球泡灯10a、10b的第一实施例及第二实施例的结构示意图。图中可以看出，LED球泡灯10a、10b包括灯壳12、灯头16、设于灯壳12内的至少二导电支架14a、14b、设于灯头内的驱动电路18、以及单一条LED灯丝100。
导电支架14a、14b用以电性连接LED灯丝100的两个导电电极110、112，亦可用于支撑LED灯丝100的重量。驱动电路18为电性连接该导电支架14a、14b与灯头16，灯头 16接于传统的球泡灯的灯座时，灯座为提供灯头16电源，驱动电路18为从灯头16取得电源后用以驱动该LED灯丝100发光。由于该LED灯丝100能全周面的发光，因此，整个LED 球泡灯10a、10b即能产生前述的全周光。
此处所述的全周光的定义，视各个国家对特定灯泡的规范而定，此定义亦会随着时间而变动，因此，本揭露所述的全周光的举例，并非用以限缩本实用新型的范围。全周光的定义，例如美国能源之星计划(US Energy Star Program Requirements for Lamps(Light Bulbs)) 对球泡灯(全周光灯泡)的光形即有相对应定义，以基座在上，灯泡朝下方式配置球泡灯时，铅垂上面为180度，铅垂下方为0度，其要求在0-135度之间各角位的亮度(luminous intensity(cd))不应与平均亮度有超过25％的差异，而在135至180度之间的总光通量(total flux(lm))至少要占整灯的5％。再例如，日本的JEL 801规范对LED灯要求在120度范围的区间内，其光通量需小于总光通量的70％。
在本实施例中，导电支架14a、14b是以两个为例，但并不以此为限，可视LED灯丝100 的导电或支撑性需求而增加数量。
灯壳12是可采用透光性较佳或导热性较佳的灯壳，例如但不限于玻璃或塑料灯壳。实施时，亦可在灯壳12内掺杂带有金黄色材料或灯壳表面镀上一层黄色薄膜，以适量吸收部分 LED芯片单元102、104所发出的蓝光，调整LED球泡灯10a、10b所发出光线的色温。生产时，能采用真空泵将灯壳12内的气体更换为氮气、或氮气及氦气、或氢气及氦气的混合气(适当混合比例)，以使得灯壳12内的空气的热传导更佳，并移除灯壳内空气的水气。填充于灯壳12内的气体可以是主要选自于由氦气、氢气所组成的群组中至少一种，而氢气占灯壳12 内总容量的体积百分比可以是5％至50％，而灯壳12内的气压可以是0.4至1.0大气压。
在图12A,12B的实施例中，LED球泡灯10a、10b还包括芯柱19与散热组件17，芯柱 19设于灯壳12内，散热组件17位于灯头16与灯壳12之间且连接芯柱19，LED灯丝100经由导电支架14a、14b连接芯柱19。芯柱19可用来抽换LED球泡灯10b中的气体并提供导热的功能、散热组件17连接芯柱19与灯头16并将其所传来的热传导到LED球泡灯10b之外。散热组件17位于灯头16与灯壳12之间且连接芯柱19，LED灯丝100连接芯柱19。
LED球泡灯10a、10b的芯柱19材质可以是具备较佳导热效果的金属或陶瓷，陶瓷材料可为氧化铝或氮化铝，其热辐射吸收率远比玻璃高，因此可更有效的吸收LED灯丝100所发出的热量，将热量导出LED球泡灯10b之外实际操作时，可以真空泵透过芯柱74可将灯壳 12内部的空气抽换成全氮气或是氮气与氦气、或氢气与氦气适度的比例混合，以改善灯壳12 内气体的导热率，同时也去除了潜藏在空气里的水雾。散热组件17可略呈中空的圆柱体围绕在灯壳12的开口端，材质上可选用具有良好导热效果的金属、陶瓷或高导热塑料。散热组件 17(连同LED球泡灯的螺口)的材质也可为具有良好导热效果的陶瓷材料，散热组件17亦可与陶瓷芯柱19为一体成形的组件，如此可以免去LED球泡灯10b的螺口需与散热组件17胶合而增加LED灯丝100散热路径的热阻，具有更好的散热效果。
请参阅图12A，散热组件17的高度为L1，而散热组件17底部至灯壳12顶部的高度为 L2，L1与L2的比值(L1/L2)的范围是1/30至1/3。该比值愈小，则LED球泡灯10a、10b的出光角度即愈大、LED球泡灯10a、10b所发出的光线被散热组件17遮敝的即愈少、且LED 球泡灯10a、10b所发出的光线的分布即愈接近全周光。
在图12A的实施例中，LED灯丝100是弯折成约270度的圆，且LED灯丝100本体呈波浪状上凸与下凹，而为维持其波浪状的形状，LED球泡灯10b另可包括悬臂15以支撑于LED 灯丝100波浪状本体波峰与波谷处，如此一来，LED球泡灯10b能通过适当弯折的LED灯丝而更容易提供全周光的照明，此外，一体的LED灯丝结构加工和装配工艺更简单方便，同时成本也会降低很多。在图12B的实施例中，LED灯丝100所形成的弧的弧角大约为270度，但在其他实施例中，LED灯丝100所形成的弧角可以接近360度，或者，单一LED球泡灯10b 可以包括至少两个LED灯丝100，而每个LED灯丝100弯折形成约180度的弧角，使得两个 LED灯丝100适当配置后，能形成大约360度的弧角。
在某些实施例中，悬臂15及/或芯柱19可以涂覆有高反射性质的材料，例如但不限于白色材料。此外，考虑散热特性，该高反射性质的材料可以选择同具有高热辐射吸收特性的材料，例如但不限于石墨烯(Graphene)，换言之，悬臂15及/或芯柱19的表面可以涂布有石墨烯薄膜。
请参考图13A及图14A，图13A为LED球泡灯的第三实施例的立体示意图；图14A为LED 球泡灯的第四实施例的立体示意图。依据第三实施例，LED球泡灯10c包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、设于灯壳12内的至少二导电支架14a、14b、驱动电路18、悬臂15、芯柱 19、及单根LED灯丝100。驱动电路18是电性连接至导电支架14a、14b与灯头16。而第四实施例的LED球泡灯10d与第三实施例相似，第四实施例的LED球泡灯10d包括两个LED灯丝100a、100b，从顶部俯视，所述二LED灯丝100a、100b为弯曲成接近圆形，且从侧面侧视，该二LED灯丝100a、100b是位于不同铅垂高度。
LED灯丝100、100a、100b的截面面积小于图12A,12B实施例中灯丝100的截面积，LED 灯丝100、100a、100b的导电电极110、112是电性连接至导电支架14a、14b，以接收来自驱动电路18的电源，导电电极110、112与导电支架14a、14b之间的连接关系可以是机械式的压紧连接，亦可以是焊接连接，所述机械式连接可以是先把导电支架14a、14b穿过导电电极110、112的穿孔111、113，再反折导电支架14a、14b的自由端，使得导电支架14a、14b 夹住导电电极110、112并形成电性连接。所述焊接式连接可以是利用银基合金焊、银焊、钖焊等方式把导电支架14a、14b与导电电极110、112连接。
与图12A、12B的第二实施例相似，图13A与14A的LED灯丝100、100a、100b是弯折成从顶部俯视呈圆形，同时，LED灯丝100、100a、100b亦可被弯折成波浪状(从侧面观察)，此波浪状的结构不但外观新颖，而且可以保证LED灯丝100、100a、100b发光均匀。同时，单根的LED灯丝100相比多跟LED灯丝在与所述导电支架14a、14b连接时需要的结合点较少，实际中单根LED灯丝100如图13A所示仅需要两个结合点，有效降低了焊接不良的风险或者减少了机械压紧连接时的工序。
芯柱19另具有一垂直延伸至灯壳12中心的立杆19a，每一悬臂15的一第一端连接至该立杆19a，而每一悬臂15的一第二端连接至该LED灯丝100、100a、100b，请参阅图13B，图13B为图13A中虚线圆圈部分的剖面局部放大示意图，每一悬臂15的第二端具有一钳部 15a，该钳部15a固定LED灯丝100、100a、100b，钳部15a可以用以固定LED灯丝100、100a、 100b的波浪状的波峰或波谷，但并不以此为限，即所述钳部15a也可以用来固定LED灯丝波浪状的波峰与波谷之间的部分。钳部15a的形状可以匹配于LED灯丝100、100a、100b截断面的外形，而钳部15a内孔尺寸可以略小于LED灯丝100、100a、100b截断面的外形的尺寸，因此，在制造时，可以把LED灯丝100、100a、100b穿过钳部15a的内孔(未标号)，以形成紧密配合。另一种固定方式是经由弯折程序来形成该钳部，进一步来说，是先将LED灯丝100、 100a、100b置于悬臂15自由端，接着利用治具将自由端环绕LED灯丝100、100a、100b而弯折，以形成钳部15a。
悬臂15的材质可以是但不限于碳素弹簧钢，以提供适当的刚性与弹性，从而减少外部振动对LED灯丝的冲击，保证LED灯丝不易变形。由于立杆19a为延伸至灯壳12的中心，且悬臂15连接至立杆19a的顶端附近，因此，LED灯丝100的铅垂高度为接近于灯壳12的中心，因此LED球泡灯10c的发光特性接近于传统球泡灯的发光特性，使得发光更加均匀，同时发光亮度也能达到传统球泡灯的亮度水平。此外，在本实施例中，所述LED灯丝100的悬臂15 第一端与芯柱19的立杆19a连接，悬臂15的第二端通过钳部15a连接至该LED灯丝100、 100a、100b的外绝缘面，从而使得悬臂15不导电，避免了以往悬臂导电时因通过的电流产生热而导致悬臂15内的金属丝热胀冷缩，从而就避免了玻璃芯柱19炸裂。
再者，由于钳部15a的内部形状(孔的形状)匹配于LED灯丝100截面的外部形状，因此，只要适当地设计，即可使得LED灯丝100截面的方位都朝向特定方位，以图13B为例，LED 灯丝100的顶层120a被固定于朝向图式的大约10点钟方向，从而保证整个LED灯丝100的发光面沿着大体相同的方向，确保在视觉上LED灯丝100的出光面一致。
请参阅图14B，图14B为本实用新型LED球泡灯第四实施例的驱动电路的电路板的俯视示意图。驱动电路18包括固定于灯头16的电路板18a，导电支架14a、14b为电性连接至电路板18a，并通过立杆19a而与LED灯丝100a、100b的导电电极110、112电性连接，电路板18a包括L形槽孔18b，L形槽孔18b呈勾状，并且其勾状的尖部的尺寸略小于导电支架 14a、14b的截面积的尺寸，因此，在导电支架14a、14b沿着L形槽孔18b置入时，L形槽孔 18b即能很容易固定导电支架14a、14b，并且这种结构更有利于电路板18a与导电支架14a、 14b相互焊接。需要说明的是，如图13A和图14A所示的实施例中，所述导电支架14a、14b 的长度L设置要较为合理才不至于导致两根导电支架14a、14b因为太长而短路或太短而无法分别与电路板18a电性连接。所述导电支架的长度L(单位为mm)科学的需要满足：
在此公式中常数3.2为安全电器间距。其中所述A为电路板18a的竖直方向的厚度与所述导电支架14a、14b露出电路板18a的部分的长度；所述B为所述两根导电支架14a、14b 平行部分的间距；所述H为所述导电支架14a、14b铸入芯柱19的位置至插入电路板18a之间的长度。需说明的是，本实用新型中所述导电支架的长度L在0.5L～2L之间的范围皆可使用，优选的为0.75L～1.5L之间的范围。通过以上公式所获得的L值仅为一种实施方式，并不构成对本实用新型的导电支架尺寸唯一限制。
具体的请参照图14A，对于图14A中具有沿着竖直方向具有两个LED灯丝的情形，位于最上端的LED灯丝的导电支架的长度Z＝L+Y，Z的长度单位为mm。其中所述Y为两根LED灯丝的导电支架间距。
前述实施例中所提用于混合荧光粉的硅胶，只为其中一种实施方式，都可以用聚酰亚胺 Polyimide，或另称为树脂材料取代或取代一部分，以改善光转换涂层的龟裂或脆裂的问题。
本实用新型LED灯丝及其制造方法以及LED球泡灯各实施例的实现已如前所述，需要提醒的是，对于同一根LED灯丝而言或采用所述LED灯丝的LED球泡灯而言，以上所述各个实施例中涉及的诸如“光转换涂层”、“光转换涂层包裹导电电极及/或LED芯片单元的方式”、“导线”、“硅胶及/或聚酰亚胺及/或树脂”、“荧光粉构成比”、“荧光粉构成导热路径”、“电路膜”、“氧化纳米粒子”、“固晶胶”、“芯柱”、“灯壳内的气体”、“导电支架的长度”、“LED灯丝的导电支架的长度”、“悬臂及/或芯柱的表面可以涂布有石墨烯薄膜”、“灯壳内的气压”、“灯丝的杨氏系数”、“灯丝基底层的邵氏硬度”等特征在不相互冲突的情况下可以包括一个、两个、多个或者所有技术特征。有关的对应内容系可选自于包含有对应实施例中的技术特征之一或其组合。
本实用新型在上文中已以较佳实施例揭露，然熟悉本项技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本实用新型的范畴内。因此，本实用新型的保护范围当以所附的权利要求书所界定的范围为准。