LED灯丝以及LED灯丝灯的制作方法

led灯丝以及led灯丝灯
技术领域
1.本发明涉及led灯丝。本发明还涉及包括所述led灯丝的led灯丝灯。本发明还涉及包括反射器和所述led灯丝灯的灯具。本发明涉及用于控制所述led灯丝的方法。


背景技术：

2.白炽灯正迅速被例如基于发光二极管(led)的照明解决方案的固态光源所取代。然而，用户赞赏并期望具有白炽灯泡外观的改型灯。为此，人们可以简单地利用基础设施来生产基于玻璃的白炽灯，并将常规的灯丝替换为“led灯丝”，即，在载体上布置的线性led阵列。一个或若干这样的led灯丝可以被布置在改型灯中，即，被布置在具有常规白炽灯泡的外观和界面的灯泡中。这样的改型led灯泡因此将包括标准插座(例如，e27)、透光(例如，玻璃)封壳和封壳中布置的一个或多个led灯丝。这样的改型灯泡因其实用性和装饰性照明能力而变得越来越流行。
3.大多数市售led改型灯包括提供具有单个色温的白光的led灯丝。这样的led灯丝通常包括由发光涂层(例如，包括磷光体的聚合物层)覆盖的一个类型的led(例如，蓝色或uv led)。然而，最近，已提出了在暖白(ww)和冷白(cw)光之间可控制的led灯丝。这样的温度控制可以通过使用发射ww光的第一led灯丝和发射cw光的第二led灯丝并单独控制各个led灯丝的强度来实现。备选地，交替的蓝色和红色led(r-b-r-b-r-b)阵列由发光涂层覆盖。通过改变红色和蓝色led的相对强度，所产生的白光将具有不同的色温。备选地，如wo 2018/157428所示，两个相同的led阵列可以被提供有不同类型的磷光体。同样，色温可以通过控制两个阵列中led的相对强度来控制。
4.然而，当前的颜色可调led灯丝具有若干缺点和/或限制。它们在颜色和/或色温控制性能方面受到限制，诸如有限的色域空间和/或色温范围；和/或它们在照明设备的导通状态下提供令人不快的外观，诸如例如当一个led阵列变暗或关断时的斑点/暗外观(可能具有故障灯丝的外观)；和/或它们提供的空间光分布不足，例如没有全向(白)光；和/或它们提供较差的光质量，例如不发射火焰光/极暖白光和/或它们不发射具有高显色指数的白光；和/或他们无法切换到饱和色光(例如，颜色可控)。
5.us2019/017657a1公开了灯丝型发光二极管(led)光源，其包括多个led模块、耦合器和公共连接部。led模块为多棱柱结构并且发射具有不同色温的白光或不同波长的光。每个led模块在多棱柱结构的相应侧表面处具有条形并且包括第一连接电极和第二连接电极。耦合器将led模块耦合来保持多棱柱结构。公共连接部位于多棱柱结构的一个端部处并且被公共连接至每个led模块的第二连接电极。
6.us2018/328543a1公开了灯，其包括用于发射所发射的光的透光封壳和连接到封壳的基部。至少一个第一led灯丝和至少一个第二led灯丝位于封壳中并且可操作为在借助来自基部的电路径激励时发射光。第一led灯丝发射具有第一相关色温(cct)的光并且第二led灯丝发射具有第二cct的光，它们被组合来生成所发射的光。当灯变暗时，控制器操作为改变所发射的光的cct。


技术实现要素：

7.因此，本发明的一个目的是提供改进的或备选的led灯丝或者克服或至少减轻现有技术的上述问题中的至少一个的led灯丝。
8.通过提供具有独立权利要求中的特征的led灯丝来实现该目的和其他目的。优选实施例在从属权利要求中限定。
9.因此，根据本发明，提供了led灯丝。led灯丝提供led灯丝光。led灯丝包括第一线性led阵列、第二线性led阵列和载体。第一线性led阵列被布置在载体的第一表面上，第一线性led阵列仅包括被配置为发射第一白光的第一led。第二线性led阵列被布置在载体的与所述第一表面相对的第二表面上，第二线性led阵列仅包括被配置为发射颜色可控光的第二led。led灯丝光包括第一白光和/或颜色可控光。
10.本发明的优点在于：led灯丝能够提供(极)(暖)白光和/或有色光，例如饱和色、离黑体线(bbl)光和/或高光质量(高显色指数cri)。led灯丝可以顺序地提供(极)(暖)白光和有色光。
11.本发明的进一步优点在于：led灯丝在导通状态下提供令人愉悦的外观。
12.上述一个或多个效果的实现是因为在载体的第一表面上布置发射第一白光的第一led(白光led)并且在载体的第二表面上布置发射颜色可控光的第二led(有色led)。例如当一个led阵列变暗或关断时的斑点外观(可能具有故障灯丝的外观)不存在，因为两个阵列均被布置在不同表面/侧上(相对于例如在同一侧上的-r-g-b-ww-或-r-g-b-ww-cw-架构)。
13.例如在wo 2018/157428中公开的led灯丝(灯)不能提供白光和/或有色光。原因是没有使用有色led。此外，(在添加有色led的情况下)从这样的led灯丝发射的光提供了斑点外观。例如，在wo 2018/157428中公开的led灯丝提供(极)暖白光的情况下，某些(白色)led不点亮，从而提供斑点外观。在使用提供ww光的第一led灯丝和提供cw光的第二led灯丝的情况下，在ww光设置中，第二led灯丝关断(即，没有光)并且具有故障led灯丝的外观。
14.根据本发明的一个实施例，第一led包括发射uv光的uv led和/或发射蓝光的蓝色led。uv led和/或蓝色led被第一封装件覆盖，第一封装件包括发光材料，发光材料被配置为将uv光和/或蓝光至少部分(或完全)转换为经转换的光。白光包括(i)经转换的光和可选地(ii)(未经转换的)uv光和/或(未经转换的)蓝光。这样的架构在材料和/或组装方面成本低并提供高质量光(例如，相对于有色led(rgb led))。原因是这样的led成本低，只需要单个类型(或两个类型)的led，磷光体的光比直接发射(有色)led的光更宽。
15.根据本发明的一个实施例，第一封装件作为连续层被提供在载体的第一表面的至少一部分和第一led之上。所获得的效果是更均匀的光发射。原因是在led之间的区域处也生成光。
16.根据本发明的一个实施例，第二线性led阵列包括数目为m的多个组，每个组包括红色led、绿色led和蓝色led。可选地，可以添加另一颜色的led，例如琥珀色led。
17.根据本发明的一个实施例，第一led包括发射uv光的uv led和/或发射蓝光的蓝色led，uv led和/或蓝色led被第一封装件覆盖，第一封装件包括被配置为将uv光和/或蓝光至少部分地转换为经转换的光的发光材料，其中白光包括(i)经转换的光；以及可选地(ii)未经转换的uv光和/或未经转换的蓝光；并且第二线性led阵列包括数目为m的多个组，每个
组包括红色led、绿色led和蓝色led。所获得的效果是led灯丝能够提供(极)(暖)白光和/或有色光，例如，饱和色、离黑体线(bbl)光和/或高光质量(高显色指数cri)。led灯丝可以顺序地提供(极)(暖)白光和有色光。
18.根据本发明的一个实施例，数目为m的多个组至少为5个，并且第一线性led阵列包括至少10个第一led。更优选m至少为10，最优选m至少为12。
19.根据本发明的一个实施例，第二led被第二封装件覆盖，第二封装件包括光散射材料，光散射材料被配置为散射颜色可控光。第二封装件可以作为连续层被提供在载体的第二表面的至少一部分和第二led之上。第二封装件不含发光材料。所获得的效果是改进的空间和光谱光分布。原因是光散射材料混合了颜色可控光。
20.根据本发明的一个实施例，载体是半透明的。载体可以是漫射的，但优选是透明的。所获得的效果是改进的空间和光谱光分布。原因在于第一白光和颜色可控光被双向发射，即，由第一led发射的白光也透射穿过载体，并且颜色可控光也透射穿过载体。
21.根据本发明的一个实施例，第一led等距布置在第一线性阵列中并且具有第一间距。第二led等距布置在第二线性阵列中并且具有第二间距。第一间距不同于第二间距。获得了更好的热管理。原因是较少的第一led和第二led相对于彼此对准。
22.根据本发明的一个实施例，第一led与第二led交织。获得了更好的热管理。原因是没有第一led相对于第二led对准。
23.根据本发明的一个实施例，第一led与第二led对准。获得的效果是改进的空间和光谱光分布。原因是透明载体的较大面积可以允许光从载体的第一侧透射到载体的第二侧。
24.根据本发明的一个实施例，led的长度和宽度优选地小于相邻led之间的距离。例如，led可以具有0.4mm的长度(和宽度)，而相邻led之间的距离是1mm或2mm。所获得的效果是改进的空间和光谱光分布。原因是透明载体的较大面积可以允许光从载体的第一侧透射到载体的第二侧。
25.根据本发明的一个实施例，簇中的rgb led之间的间距小于两个簇中相邻led之间的间距。所获得的效果是改进的颜色混合。
26.根据本发明的一个实施例，第一白光的色温范围为1800k至2500k，更优选为1900k至2350k，最优选为2000k至2300k。这样的色温似乎是led灯丝灯的客户所偏好的。显色指数(cri)优选至少为80，更优选至少为85，最优选至少为90。
27.根据本发明的一个实施例，第一线性led阵列和第二线性led阵列均被布置在同一单个平坦表面上。单个平坦表面随后被折叠，使得第一线性led阵列被布置在载体的第一表面上并且第二线性led阵列被布置在载体的与所述第一表面相对的第二表面上。折叠线可以被布置为平行于led灯丝的长度或垂直于led灯丝的长度(在第一led和第二led之间)。
28.根据本发明的一个实施例，第一线性led阵列和第二线性led阵列被布置在不同的载体上。载体随后与不包括任何led的表面附接，例如通常粘合在一起。
29.本发明公开了根据权利要求11所述的led灯丝灯。
30.根据本发明的一个实施例，led灯丝灯还包括控制器，控制器用于控制第一线性led阵列中的led以及用于控制第二线性led阵列中的led。
31.根据本发明的一个实施例，led灯丝灯还包括至少一个led灯丝和控制器，控制器
被配置为单独控制提供给第二线性led阵列的红色led、绿色led和蓝色led的功率。
32.根据本发明的一个实施例，led灯丝灯包括至少一个led灯丝和控制器，控制器被配置为单独控制提供给第一线性led阵列以及第二线性led阵列的蓝色led、绿色led和红色led的功率。
33.根据本发明的一个实施例，led灯丝灯包括至少一个led灯丝、至少部分地包围所述led灯丝的透光封壳、以及用于将所述led灯丝灯电连接和机械连接到例如灯具的插座的连接器。透光封壳优选地是透明的。led灯丝灯可以包括驱动器和/或控制器。驱动器可以被布置为将ac电流转换为dc电流。驱动器(还)可以被布置用于适配电流电平。控制器可以被布置为单独控制第一线性led阵列和第二线性led阵列。
34.根据本发明的一个实施例，led灯丝灯包括多个n个led灯丝。n优选在3至8的范围内，更优选为4到7，最优选为5到6。多个led灯丝可以被布置在距led灯丝灯的纵向轴线不同于零的距离处。多个led灯丝可以各自与纵向轴线相距相似的距离。每个led灯丝(第一led和第二led)可以在不同方向定向。例如，在3个led灯丝的情况下，方向为角度γ0、120和240度；在4个led灯丝的情况下，方向为角度γ0、90、180和270度；在5个led灯丝的情况下，方向为角度γ0、72、144、216和288度；在6个led灯丝的情况下，方向为角度γ0、60、120、180、240和300度。角度γ相对于垂直于纵向轴线的轴线来定义。
35.根据本发明的一个实施例中，每个led灯丝的第二表面被布置在面向透光封壳内侧的方向上。备选地，每个led灯丝的第一表面被布置在面向透光封壳内侧的方向上。通过这种方式，空间光谱光分布被改进，即，更均匀。
36.根据一个实施例，(i)每个led灯丝的第二表面被布置在面向透光封壳内侧的方向上，或者(ii)每个led灯丝的第一表面被布置在面向透光封壳内侧的方向上。内侧是指透光封壳的中心部分(例如，纵向轴线)。
37.本发明公开了灯具。
38.灯具包括反射器和根据本发明的led灯丝灯，其中led灯丝灯至少部分地布置在反射器内部。所获得的效果是装饰性灯具，它提供了改进的有吸引力且吸引人的光效果。原因是led灯丝可见，但部分led灯丝光被反射器重定向到某个方向，例如桌子或地板。
39.本发明公开了根据权利要求12所述的用于控制led灯丝的方法。
40.根据本发明的一个实施例，用于控制led灯丝的方法包括为第一线性led阵列供电，同时独立地控制第二线性led发射的颜色可控光的颜色(点)和/或色温。
41.根据本发明的一个实施例，第二线性led阵列被控制为发射颜色可控光，即，第二白光。第二白光的色温可以在1800k到6500k的范围内。第二白光具有与第一白光的光谱分布不同的光谱分布。第二白光可以通过组合红色led、绿色led和蓝色led的光来生成。
42.根据本发明的一个实施例，第二线性led阵列被控制为发射与(由第一线性led阵列和/或发光材料发射的)第一白光具有相同色温的第二白光。所获得的效果是具有上述优点且外观均匀的led灯丝。原因是从载体的两个(相对)侧(表面)发射相同色温。优选地，色温在1800k到2500k的范围内，更优选1900k到2400k，最优选2000k到2300k。色温差优选小于200k，更优选小于150k，最优选小于100k。上述情况可能会持续一段时间，例如至少1分钟或至少10分钟。
43.根据本发明的一个实施例，led灯丝可以被布置为(3d)螺旋或螺线配置。所获得的
效果是改进的空间和光谱光分布。原因在于第一白光和颜色可控光。即使第一白光和颜色可控光提供相同的色温，(3d)螺旋或螺线配置还具有改进的空间和光谱光分布的优点。原因在于第一白光和颜色可控光虽然提供相同色温，但光谱分布不同。
44.根据本发明的一个实施例，第一线性led阵列被控制为发射具有相对暖色温的第一白光，并且第二线性led阵列(106)被控制为发射具有相对冷色温的第二白光。所获得的效果是改进的装饰效果。原因在于载体的不同侧面(表面)发射不同的色温。第一表面发射相对暖的白光(优选是极暖白光)(即，色温在1800k到2400k的范围内)，而第二表面发射相对冷的光(优选是可见度好的光，即色温为范围从2900k到6500k的光)。颜色差优选为至少500k，更优选至少600k，最优选至少700k。
45.根据本发明的一个实施例，颜色可控光不具有距黑体轨迹的15sdcm。在该实施例中，颜色可控光通常被用于产生可以添加到第一白光的饱和颜色。
46.当研究以下详细公开内容、附图和所附权利要求时，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见。本领域的技术人员将认识到，本发明的不同特征可以被组合来创建不同于以下描述的实施例。
附图说明
47.现在将仅通过示例的方式参考所附示意图来描述本发明的实施例，其中对应的附图标记表示对应的部分，并且其中：
48.图1a-图1g示出了根据本发明实施例的led灯丝100的示意图；
49.图2a-图2c示出了根据本发明实施例的led灯丝100的示意图；
50.图3示出了根据本发明的一个实施例的led灯丝灯200的侧视示意图；
51.图4示出了根据本发明的一个实施例的led灯丝灯200的俯视示意图；
52.图5示出了根据本发明的一个实施例的包括反射器和led灯丝灯的灯具。
53.示意图不一定按比例绘制。
54.不同附图中具有相同功能的相同特征使用相同附图标记表示。
具体实施方式
55.图1a-图1g示出了根据本发明实施例的led灯丝100的示意图。如图1a-图1g所示，led灯丝100提供led灯丝光100’。led灯丝100包括第一线性led阵列101和第二线性led阵列106。第一线性led阵列101被布置在载体103的第一表面102上，仅包括被配置为发射第一白光105的第一led 104。第二线性led阵列106被布置在载体103的第二表面107上，第二表面107与所述第一表面102相对，第二线性led阵列106仅包括被配置为发射颜色可控光109的第二led 108。led灯丝光100’包括第一白光105和/或颜色可控光109。在该示例中，载体103的第一表面102不包括发射颜色可控光109的任何led，并且载体103的第二表面107不包括提供白光105的任何led。
56.如图1d-图1g所示，第一led 104包括发射uv光111的uv led 110和/或发射蓝光113的蓝色led 112。uv led 110和/或蓝色led 112被包括发光材料115的第一封装件114覆盖，发光材料115被配置为将uv光111和/或蓝光113至少部分地转换为经转换的光116。白光105包括(i)经转换的光116；以及可选地(ii)未经转换的uv光111和/或未经转换的蓝光
113。
57.如图1d-图1g所示，第一封装件114作为连续层117被提供在载体103的第一表面102的至少一部分和第一led 104之上。
58.如图1a-图1g所示，第二线性led阵列106包括数目为m的多个组118，每个组118包括红色led 119a、绿色led 119b和蓝色led 119c。
59.如图1a-图1g所示，m至少为5，并且第一线性led阵列101包括至少10个第一led 104。
60.如图1d-图1g所示，第二led 108被第二封装件120覆盖，第二封装件120包括光散射材料121，光散射材料121被配置为散射122颜色可控光109(也参见图3，其在下文中介绍)。第二封装件120作为连续层123被提供在载体103的第二表面107的至少一部分和第二led 108之上。第二封装件120不含发光材料115。
61.如图1a-图1g所示，载体103是半透明的124。
62.如图1a-图1g中所述，第一led 104在第一线性阵列101中等距布置并且具有第一间距p1。第二led 108在第二线性阵列106中等距布置并且具有第二间距p2。第一间距p1不同于第二间距p2。在该示例中，p1》p2。簇中的rgb led之间的间距可以小于两个不同簇的相邻led之间(即，相邻簇之间)的间距。所获得的效果是改进的颜色混合。
63.如图1a-图1g中所描绘的，第一白光105可以具有在从180k到2500k的范围内的色温。
64.图2a-图2c示出了根据本发明实施例的led灯丝100的示意图。如图2中所描绘的，第一线性led阵列101和第二线性led阵列106均被布置在同一单个平坦表面125上，平坦表面125被折叠(或弯曲)，使得第一线性led阵列101被布置在载体103的第一表面102上，并且第二线性led阵列106被布置在载体103与所述第一表面102相对的第二表面107上。
65.图3示出了根据本发明的一个实施例的led灯丝灯200的侧视图的示意图。如图3所示，led灯丝灯200包括透光封壳126和连接器127。透光封壳126至少部分地包围所述led灯丝100。连接器127被布置用于将所述led灯丝灯200电连接和机械连接到插座128。led灯丝灯200还可以包括控制器130和/或驱动器130’和/或天线130”。
66.图4示出了根据本发明的一个实施例的led灯丝灯200的俯视示意图。如图4所示，每个led灯丝100的第二表面107被布置在面向透光封壳126内侧的方向上。备选地，每个led灯丝100的第一表面102被布置在面向透光封壳126内侧的方向上。以这种方式，空间光谱光分布被改进，即，更均匀。
67.如图3所示，示出了用于控制led灯丝100的方法。方法包括为第一线性led阵列101供电，并且同时且独立地控制由第二线性led阵列106发射的颜色可控光109的颜色和/或色温。第二线性led阵列106可以被控制为发射作为第二白光129的颜色可控光109。在第一示例中，第二线性led阵列106被控制为发射具有与第一白光105相同色温的第二白光129。颜色差优选地小于200k，更优选地小于150k，最优选地小于100k。在第二示例中，第一白光105具有相对暖的色温，并且第二线性led阵列106被控制为发射具有相对冷色温的第二白光129。色温差优选至少为500k，更优选至少为600k，最优选至少为700k。
68.led灯丝通常提供led灯丝光并且包括被布置为线性阵列的多个发光二极管(led)。优选地，led灯丝具有长度l和宽度w，其中l》5w。led灯丝可以布置在笔直配置或非笔
直配置中，诸如例如弯曲配置、2d/3d螺旋或螺线。优选地，led被布置在例如衬底的细长载体上，载体其可以是刚性的(由例如聚合物、玻璃、石英、金属或蓝宝石制成)或柔性的(例如由聚合物或金属制成，例如薄膜或箔)。
69.在载体包括第一主表面和相对的第二主表面的情况下，led被布置在这些表面中的至少一个上。载体可以是反射的或透光的，诸如半透明的并且优选地是透明的。led灯丝可以包括至少部分地覆盖多个led的至少一部分的封装件。封装件还可以至少部分地覆盖第一主表面或第二主表面中的至少一个。封装件可以是可以是柔性的聚合物材料，例如硅树脂。此外，led可以被布置用于发射例如不同颜色或光谱的led光。封装件可以包括发光材料，发光材料被配置为将led光至少部分地转换为经转换的光。发光材料可以是磷光体，诸如无机磷光体和/或量子点或棒。
70.本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”，诸如“基本上所有光”或“基本上包括”。术语“基本上”还可以包括具有“整体”、“完全”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，形容词基本上也可以被删除。在适用的情况下，术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别是99％或更高，甚至更特别是99.5％或更高，包括100％。术语“包括”还包括其中术语“包括”意指“由
…
组成”的实施例。术语“和/或”具体涉及在“和/或”之前和之后提及的一个或多个项。例如，短语“项1和/或项2”和类似短语可以涉及项1和项2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以指代“由...组成”，但在另一实施例中还可以指代“至少包含所限定的种类和可选的一个或多个其他种类”。
71.此外，描述和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或图示之外的其他顺序操作。
72.本文中的设备在操作期间被描述。本领域技术人员将清楚，本发明不限于操作方法或操作中的设备。
73.应当注意，上述实施例例示而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多备选实施例。在权利要求中，放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其变位的使用不排除存在权利要求中所述之外的元件或步骤。元件之前的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以通过包括若干不同元件的硬件以及通过适当编程的计算机来实现。在列举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可以通过同一硬件项来体现。在相互不同的从属权利要求中列举了某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能被用于有利。
74.本发明还适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的一个或多个特征的设备。本发明还涉及包括在说明书中描述和/或在附图中示出的一个或多个特征的方法或过程。
75.本专利中讨论的各个方面可以被组合来提供附加优点。此外，本领域技术人员将理解，实施例可以被组合并且多于两个的实施例也可以被组合。此外，某些特征可以构成一个或多个分案申请的基础。