发光设备的制作方法

1.本发明涉及一种发光设备，其包括至少一个led灯丝和散热器元件，该至少一个led灯丝适于在操作中发射led灯丝光，该至少一个led灯丝包括载体和被布置在该载体上并且适于在操作中发射led光的多个led。


背景技术：

2.白炽灯正迅速被基于led的照明解决方案所取代。然而，用户可以理解和期望具有改装灯，改装灯具有白炽灯泡外观。为此，可以简单地利用用于生产基于玻璃的白炽灯的基础结构，并且用发射白光的led代替灯丝。其中一个概念是基于放置在这种灯泡中的led灯丝。这些灯的外观是非常好的，因为它们看起来是高度装饰性的。
3.us2018/0112831a1公开了一种具有散热结构的发光二极管(led)灯丝，该散热结构包括多个led芯片、多个导电载体和封装层。每个导电载体采用金属片的形式，并且多个导电载体彼此间隔开。每个led芯片通常由与led芯片相邻的多个导电载体中的两个承载并且电连接。封装层覆盖多个led芯片和多个导电载体，每个导电载体的两个侧边缘部分从封装层暴露出来。led灯丝安装在灯泡内。因为多个导电载体部分地从封装层暴露出来，由多个led芯片生成的热可以耗散到周围环境中，而不会因累积的热而影响照明效率和光输出。
4.然而，目前的led白炽灯不能提供足够的光。led灯丝灯的光通量通常为300lm，而一般的照明应用需要700lm输出或甚至1000lm输出。
5.因此，期望改善led灯丝灯的光通量而不损害led灯丝的外观。


技术实现要素：

6.本发明的一个目的是克服这个问题，并且提供一种发光设备，该发光设备具有足够的冷却同时发光设备的散热器元件仍然是不显眼的，足以确保可以在不损害led灯丝外观的情况下改进led灯丝灯的光通量。
7.根据本发明的第一方面，这个和其他目的是通过一种发光设备来实现的，发光设备包括适于在操作中发射led灯丝光的至少一个led灯丝和散热器元件，至少一个led灯丝包括载体和多个led，多个led被布置在载体上并且适于在操作中发射led光，至少一个led灯丝被布置成围绕发光设备的竖直中心轴线螺旋地延伸，散热器元件被布置成围绕发光设备的竖直中心轴线螺旋地延伸，并且散热器元件被布置成从至少一个led灯丝朝向发光设备的竖直中心轴线延伸。
8.因此，并且特别是通过提供散热器元件被布置成从至少一个led灯丝朝向该发光设备的竖直中心轴线延伸，并且通过有效地将led灯丝和散热器元件提供为分开的元件，一种发光设备被提供，利用该发光设备在不损害led灯丝外观的情况下改进了发光设备的光通量。
9.在一个实施例中，散热器元件在至少一个led灯丝的、面向竖直中心轴线的表面区段处与至少一个led灯丝连接或接触。
10.因此，发光设备被提供有led灯丝和散热器元件的组件，其不仅提供有效的冷却，而且在结构上特别鲁棒和简单。
11.在一些实施例中，散热器元件是如下中的一项：螺旋形散热器元件、螺旋体形散热器元件、螺旋面形散热器元件或成形为阿基米德螺旋的散热器元件。
12.因此，提供了一种具有散热器元件的发光设备，其提供特别有效的冷却。
13.在一些实施例中，散热器元件包括宽度wh、厚度th和纵横比ar，纵横比被限定为宽度wh与高度th的比率，并且纵横比ar大于2或者纵横比ar等于5。
14.因此，具有大的纵横比的散热器元件被提供，其又提供了改进的冷却。
15.在一些实施例中，散热器元件包括厚度th，至少一个led灯丝包括厚度tf，并且th《tf，或th＝0.7*tf。
16.因此，不引人注目的并且几乎不可见的散热器元件被提供，其不会干扰观察者所感知的白炽灯的外观。
17.在一些实施例中，散热器元件包括宽度wh，至少一个led灯丝包括宽度wf，并且wh》2*wf或wh＝5*wf。
18.因此，提供改进的冷却的散热器元件被提供。
19.在一个实施例中，螺旋形散热器具有内直径dh，led灯丝具有内直径df，并且0.8*df》dh》0.2*df。
20.因此，特别不引人注目的并且不可见的散热器元件被提供，其不会干扰观察者所感知的白炽灯的外观，并且还提供了优化的冷却。
21.在一个实施例中，发光设备进一步包括与竖直中心轴线重合地延伸的芯柱，并且led灯丝的相互相对的端和散热器元件的相互相对的端中的至少一个端连接到芯柱。
22.因此，一种具有非常坚固结构的发光设备被提供。
23.在一些实施例中，散热器元件包括内直径dh，芯柱包括直径ds，并且dh》ds或dh＝ds。
24.因此，一种发光设备被提供，其不仅具有非常鲁棒的结构，而且还可以以特别简单的方式组装，这是因为散热器元件可以直接附接至芯柱。
25.在一个实施例中，芯柱具有长度ls，散热器和led灯丝形成具有长度lhf的组件，并且ls》lhf。
26.因此，发光设备被提供有芯柱、散热器元件和led灯丝的组件，其具有特别简单和鲁棒的结构。
27.在一些实施例中，led灯丝的长度lf和散热器元件的长度lh满足1.2*lf》lh》0.8*lf、1.1*lf》lh》0.9*lf和lh＝lf中的任何一个。
28.因此，不引人注目的并且几乎不可见的散热器元件被提供，其不会干扰观察者所感知的白炽灯的外观。
29.在一个实施例中，散热器元件面向中心纵向轴线la的一侧是非平坦的，诸如圆形或三角形。
30.由此，可以以特别简单的方式组装的发光设备被提供。
31.在一些实施例中，散热器元件包括至少100w/mk的热导率、至少150w/mk的热导率或至少200w/mk的热导率。
32.因此，散热器元件被提供，已经证明可以通过该散热元件获得针对led灯丝的led的充分冷却。
33.在一个实施例中，散热器元件由铝和/或铜制成，这种材料提供特别高的导热性。
34.在一个实施例中，散热器元件包括表面层或涂层。
35.这种表面层或涂层可以为散热器元件提供保护层和/或颜色或外观，诸如金属外观给出类似工业设计外观，提供高反射的白色或提供改进冷却的黑色。
36.在一个实施例中，散热器元件包括沿散热器元件的长度布置的多个翅片。
37.因此，散热器元件被提供，其不仅具有进一步优化的冷却效果，而且还可以以特别简单的方式直接连接到芯柱上。
38.在一个实施例中，芯柱和散热器两者都由金属制成。
39.因此，具有改进的热管理的散热器元件被提供并且因此冷却被提供。芯柱和散热器可以由相同的金属制成，例如两者都由铝和/或铜制成。
40.当散热器元件是单片元件时，获得特别好的冷却。
41.在一个实施例中，多个led被密封剂覆盖，该密封剂包括以下中的一项或多项：适于散射led光的光散射材料和适于将led光至少部分地转换为经转换的led光的发光材料。
42.因此，由led灯丝发射的led灯丝光在操作时可以包括led光和/或经转换的光。
43.在这样的实施例中，散热器可以在载体和/或密封剂处接触led灯丝或连接到led灯丝。
44.通过提供密封剂，具有特别鲁棒的结构和耐久性的发光设备进一步被提供。
45.在一些实施例中，散热器元件包括长度lh、宽度wh和厚度th，并且：
46.lh》5cm，lh》8cm，lh》10cm或lh＝15cm，和/或
47.th《4mm，th《3mm，th《2mm或th＝1mm，和/或
48.wh》7mm，wh》10mm，wh》12mm或wh＝15mm。
49.在一些实施例中，至少一个led灯丝包括长度lf、宽度wf和厚度tf，并且：
50.lf》5cm，lf》8cm，lf》10cm或lf＝15cm，和/或
51.5mm》tf》1mm，或4mm》tf》1.5mm，3mm》tf》1.8mm或tf＝2mm，和/或
52.5mm》wf》1mm，4mm》wf》1.5mm，3mm》wf》1.8mm或wf＝2mm。
53.这种尺寸，尤其是led灯丝的尺寸，已被证明特别适合于发光设备，该发光设备旨在形成灯泡或类似灯或照明器的一部分。此外，组合的led灯丝和散热器元件的这种尺寸被证明特别适合于提供获得至少一些上述优点的发光设备。
54.此外，在第二方面，本发明涉及包括根据本发明的发光设备的灯或照明器。
55.应当注意，本发明涉及权利要求中所记载的特征的所有可能组合。
附图说明
56.现在将参考示出本发明的(多个)实施例的附图，更详细地描述本发明的这个和其它方面。
57.图1示出了根据本发明的发光设备的实施例的透视图。
58.图2示出了包括根据本发明的发光设备的照明器的实施例的透视图。
59.图3示出了根据图1的发光设备的截面图。
60.图4示出了根据本发明的发光设备的一部分的放大截面图，诸如图3上标记的部分iv。
61.图5示出了根据本发明的发光设备的led灯丝的示意性顶视图。
62.图6示出了根据本发明的发光设备的led灯丝的示意性截面图，该led灯丝包括密封剂。
63.如图所示，为了说明的目的而夸大了层和区域的大小，并且因此提供这些大小是为了示出本发明的实施例的一般结构。相同的附图标记始终表示相同的元件。
具体实施方式
64.现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例；相反，这些实施例被提供是为了彻底性和完整性，并且将本发明的范围完全地传达给技术人员。
65.图1示出了根据本发明的发光设备1的实施例的透视图。发光设备1包括led灯丝2和散热器元件3。
66.还参考图5，led灯丝2包括载体6和布置在载体6上的多个led5。led灯丝2包括第一端201和第二端202，以及在第一端201和第二端202之间延伸并连接第一端201和第二端202的两个相互相对的侧边缘203和204。
67.多个led 5适于在操作中发射光。led 5被布置沿载体6的长度l分布。led 5可以沿着载体6的长度均匀地或不均匀地分布。led 5可以发射任何期望颜色的光。例如，led 5可以发射白光。led灯丝优选发射色温在1800k到4000k范围内，或在1900k到3000k范围内，或甚至在200k到2500k范围内的白光，诸如例如2200k的白光。白光的色点可以在离bbl 10sdcm以内，7sdcm以内，或甚至5sdcm以内。显色指数可以是至少75，至少80，或甚至至少85。led 5还可以适于在操作中发射具有不同色温的led。多个led 5可以包括至少15个led，至少20个led，或甚至至少25个led，诸如例如40个led或60个led。多个led 5可以是uv led和/或蓝色led，其是通常与发光材料结合使用的配置。多个led 5也可以是红色led、绿色led和蓝色led，其是可以发射白光、并且通常与包括光散射材料的密封剂结合使用的配置。在另一示例中，红色led和蓝色led可以与包括用于部分地转换蓝光为绿色/黄色光的发光材料的密封剂结合使用。
68.通常，led灯丝提供led灯丝光并且包括以线性阵列布置的多个发光二极管(led)。优选地，led灯丝具有长度l和宽度w，其中l》5w。led灯丝可以被布置成直线配置或非直线配置，诸如例如弯曲的配置、2d/3d螺旋或螺旋线。优选地，led被布置在细长载体上，例如衬底，其可以是刚性的(例如由聚合物、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表面上。载体可以是反射的或透光的，诸如半透明的和优选透明的。
70.led灯丝可以包括至少部分地覆盖多个led的至少一部分的密封剂。密封剂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主表面。密封剂可以是柔性的聚合物材料，诸如例如硅树脂。此外，led可以被布置成发射例如不同颜色或不同光谱的led光。
密封剂可以包括发光材料，发光材料被配置为至少部分地转换led光为经转换的光。发光材料可以是磷光体，诸如无机磷光体和/或量子点或棒。
71.led灯丝可以包括多个子灯丝。
72.还参考图6，led灯丝2还可以包括密封剂11a、11b。密封剂11a、11b可以至少部分地封装多个led 5。密封剂11a还可以部分地或完全地覆盖led灯丝2的载体6的第一主表面205，led 5被布置在第一主表面205上。密封剂11b还可以部分地或完全地覆盖载体6的第二主表面206，第二主表面206与第一主表面205相对。密封剂11a、11b可以由柔性材料制成，诸如耐热硅树脂。密封剂11a、11b可以包括光散射材料，诸如baso4、al2o3和/或tio2颗粒。密封剂11a、11b还可以包括发光材料，诸如磷光体。发光材料被配置为将led光转换为经转换的光。
73.再次参考图1，发光设备1还包括竖直的纵向中心轴线la或竖直地延伸的纵向中心轴线la。更具体地，在发光设备1的安装状态下，中心轴线la竖直地被布置或竖直地延伸。led灯丝2被布置为围绕发光设备1的竖直中心轴线la螺旋延伸。更具体地，led灯丝2被布置为围绕发光设备1的竖直中心轴线la在向上的方向上螺旋延伸。在发光设备1的安装状态下，led灯丝2的第一端201因此被布置在led灯丝2的第二端202下方的位置。面向中心轴线la的led灯丝2的内侧可以是非平坦的，例如圆形或三角形。
74.散热器元件3被布置为从led灯丝2朝向发光设备的竖直中心轴线la延伸。散热器元件3还被布置为围绕发光设备1的竖直中心轴线la螺旋延伸。更具体地，散热器元件3被布置为围绕发光设备1的竖直中心轴线la在向上的方向上螺旋延伸。散热器元件3和led灯丝2因此彼此平行地延伸。在发光设备1的安装状态下，散热器元件3的第一端301因此被布置在散热器元件3的第二端302下方的位置。散热器元件3可以是螺旋形、螺旋体形、螺旋面形或成形为阿基米德螺旋的形状。如图4所示，散热器元件3可以在面向中心轴线la的led灯丝2的表面区段21处被连接到led灯丝2或与led灯丝2接触。led灯丝2和散热器元件3是分离的元件。led灯丝2和散热器元件3可以被提供为单件。
75.仍参见图4，散热器元件3的面向中心轴线la的侧31可以具有除平坦之外的形状。例如，侧31可以是圆形或三角形。散热器元件3具有至少100w/m
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k的热导率。散热器元件3可以由铝和/或铜制成。散热器元件3可以是热管。散热器元件3可以具有金属外观或白色或黑色。散热器元件3可以被提供有表面层或表面涂层。表面层或表面涂层可以为散热器元件3提供期望的颜色和/或表面纹理。散热器元件3可以具有多个翅片，例如沿着散热器元件3的长度被布置，以改进热管理和/或安装。
76.还参考图4，散热器元件3具有长度lh、宽度wh和厚度th。长度lh是散热器元件3沿着散热器元件3的螺旋形状在散热器元件3的相对端301和302之间，并且垂直于宽度wh和厚度th两者的延伸。宽度wh是散热器元件3从最靠近led灯丝2的散热器元件3的表面或表面点，到散热器元件3的相互相对的表面或表面点的延伸。厚度th是散热器元件3在垂直于宽度wh和长度lh两者的方向上的延伸。散热器元件3还具有纵横比ar，其被限定为wh和th的比率。纵横比ar可以大于2、大于3或大于4，例如等于5。
77.同样地，仍然参考图4，led灯丝2具有长度lf、宽度wf和厚度tf。长度lf是led灯丝2沿着led灯丝2的螺旋形状在led灯丝2的相对端201和202之间，并且垂直于宽度wf和厚度tf两者的延伸。宽度wf是led灯丝2在相互相对的表面203和204(图5)之间的延伸，或者换言
之，是从led灯丝2的最靠近散热器元件3的表面或表面点到led灯丝2的相互相对的表面或表面点的延伸。厚度th是散热器元件3在相互相对的主表面205和206(图6)之间的，并且因此在垂直于宽度wh和长度lh两者的方向上的延伸。散热器元件3的厚度th可以大于led灯丝2的厚度tf。例如，散热器元件3的厚度th和led灯丝2的厚度tf可以满足th《0.9tf、th《0.8tf或甚至th＝0.7tf。此外，散热器元件3的宽度wh和led灯丝2的宽度wf可以满足wh》2wf、wh》3wf或甚至wh》4wf。
78.此外，如图3所示，散热器元件3具有内直径dh，led灯丝2具有内直径df。例如，散热器元件3的内直径dh和led灯丝2的内直径df可以满足0.8df》dh》0.2df或0.7df》dh》0.3df或0.6df》dh》0.4df。在所示的实施例中，散热器元件3相对于竖直中心轴线la以90度的角度被布置。在其它实施例中，散热器元件3可以相对于竖直中心轴线la以不同于90度的角度被布置。
79.在如图1所示的一些实施例中，发光设备1还包括芯柱4。芯柱4与竖直中心轴线la重合地延伸。芯柱4具有长度ls(参见图1)和直径ds(参见图3)。散热器元件3的内直径dh可以大于芯柱4的直径ds，使得螺旋形散热器可以围绕芯柱被安装。在这种情况下，led灯丝2的相互相对的端201、202和散热器元件3的相互相对的端301、302中的至少一个连接到芯柱4。备选地，散热器元件3的内直径dh可等于芯柱4的直径ds，使得螺旋形的散热器不仅可在相互相对的端301、302处直接固定到芯柱，而且可在相互相对的端301，302之间的位置处直接固定到芯柱。
80.散热器元件3的长度lh和led灯丝2的长度lf可以满足1.2lf》lh》0.8lf或1.1lf》lh》0.9lf或lh＝lf。
81.此外，参照图3，一起作为组件的散热器元件3和led灯丝2包括长度lhf。长度lhf是散热器元件3和led灯丝2的组件在平行于纵向轴线la和芯柱4的方向上的延伸，并且因此也是芯柱4的长度ls。芯柱4的长度ls可以大于长度lhf。
82.其它可能的尺寸包括如下。
83.散热器元件3的长度lh可以大于5cm、8cm或10cm，诸如例如15cm。
84.散热器元件3的厚度th可以小于4mm、3mm或2mm，诸如例如1mm。
85.散热器元件3的宽度wh可以大于7mm、10mm或12mm，诸如例如15mm。
86.led灯丝2的长度lf可以大于5cm、8cm或10cm，诸如例如15cm。
87.led灯丝2的厚度tf可以在5mm和1mm之间，在4mm和1.5mm之间或在3mm和1.8mm之间，诸如例如2mm。
88.led灯丝2的宽度wf可以在5mm和1mm之间，在4mm和1.5mm之间或在3mm和1.8mm之间，诸如例如2mm。
89.最后，图2以截面透视图示出了包括根据本发明的发光设备1的照明器12。
90.照明器12包括插座8和基座或盖7，用于机械连接和/或电连接发光设备1，并且因此将led 5连接到插座8。插座8还可以包括用于电连接到外部电源的端的端9。基座7还可以作为针对发光设备1的安装支撑，并且特别是作为发光设备1的芯柱4的安装支撑。
91.照明器12进一步包括部分地或完全地包围发光设备1的包围结构或灯泡10。在所示的实施例中，壳或灯泡10被布置在距发光设备1一定距离处。备选地，壳或灯泡10可以是螺旋形的，并且发光设备1的螺旋形led灯丝2可以被布置为至少部分地凹陷在灯泡10的螺
旋形特征件内。
92.发光设备1和/或照明器12进一步包括驱动器电子设备。发光设备1和/或照明器12还可以进一步包括控制器，控制器用于单独地控制led灯丝2的led。
93.照明器12可以提供led灯丝照明器光。led灯丝照明器光包括led灯丝光。照明器12可以进一步包括反射器，反射器被配置为部分地重定向led灯丝照明器光。
94.本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。
95.此外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。