CN102483201B - 灯泡型灯 - Google Patents

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Abstract

本发明的灯泡型灯(1)具有：基座(120)；安装在基座(120)上的LED芯片(110)；从外部接受电力的灯头(190)；向LED芯片(110)供给电力的至少两条供电用引线(140)；收纳基座(120)、LED芯片(110)及供电用引线(140)且一部分安装有灯头(190)的灯罩(170)，基座(120)具有透光性，两条供电用引线(140)分别从灯头侧向灯罩内延伸设置，并且与基座(120)连接，LED芯片(110)配置在将两条供电用引线(140)中的一方和基座(120)连接起来的部位、以及将两条供电用引线(140)中的另一方和基座(120)连接起来的部位之间。

Description

灯泡型灯
技术领域
本发明涉及包含发光元件的LED灯泡，尤其是关于具有发光二极管(LED：Light Emitting Diode)的灯泡型LED灯。
背景技术
LED等的半导体发光元件与已有的照明用光源相比是小型、高效率及长寿命的光源。另外，随着对于节能及节省资源的市场需求的增加，使用LED的灯泡(以下记作“LED灯泡”)及与LED灯泡相应的照明器具的需要也增加。另一方面，关于使用灯丝(灯丝线圈)的白炽灯泡，也已经出现了停止生产的制造商。
例如专利文献1公开了再现白炽灯泡的灯丝形状的以往的LED灯泡。专利文献1公开的LED灯泡是如下结构，即，在灯罩(global)内收纳有模仿灯丝形状的光纤，在灯头附近配置LED和光纤的端部，将LED发出的光结合在光纤的端部。通过所述结构，能够在光纤内对LED的光进行波导，来再现灯丝发光一般的状态。
【现有技术文献】
【专利文献1】日本特表2008-515158号公报
发明概要
发明所要解决的课题
灯罩内的灯丝透射而被观察的白炽灯泡主要用于装饰。对于这样的白炽灯泡，要求直接观察灯丝的程度的亮度、和照射灯泡周边得到的高的光束。因此，将白炽灯泡置换成LED灯泡的情况下，对于LED灯泡也要求与白炽灯泡相同的亮度和光束。另外，对于LED灯泡，还要求比白炽灯泡高的效率及长的寿命。
在专利文献1公开的LED灯泡中，由于使用了光纤，所以使LED光与光纤结合及波导时，发生结合损失和波导损失，从而成为高效率化的瓶颈。另外，为弥补结合损失及波导损失而得到高的光束，提高来自成为光源的LED的光束即可，但这需要增加对LED投入的电力，成为效率降低和寿命降低的原因。
发明内容
本发明是为解决上述课题而研发的，其目的是一种灯泡型灯，不使用光纤而能够模拟地再现已有的白炽灯泡发光中的灯丝的发光形状。
用于解决课题的手段
为解决上述课题，本发明的灯泡型灯的一方式是，其特征在于，具有：基座；安装在所述基座上的发光元件；从外部接受电力的灯头；向所述发光元件供给电力的至少两条供电用引线；以及收纳所述基座、所述发光元件及所述供电用引线且一部分安装有所述灯头的灯罩，所述基座具有透光性，所述两条供电用引线分别从所述灯头侧朝向所述灯罩内延伸设置，并且与所述基座连接，所述多个发光元件被配置在将所述两条供电用引线中的一条供电用引线和所述基座连接起来的部位、以及将所述两条供电用引线中的另一条供电用引线和所述基座连接起来的部位之间。
根据所述结构，能够实现如下灯泡型灯，能够使用发光元件再现与透过灯罩看到灯丝的白炽灯泡相近的亮灯状态。
而且，在本发明的灯泡型灯的一方式中，所述基座被所述供电用引线支承。
根据所述结构，能够简化零件结构。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，所述发光元件以线状安装有多个，并且被具有透光性的密封材料覆盖，所述密封材料以连接所述发光元件之间的方式形成为线状。
根据所述结构，能够通过密封材料保护发光元件。而且，通过透光性的材料覆盖发光元件，能够在亮灯时获得闪耀感。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，所述密封材料包含波长变换材料，该波长变换材料吸收从所述发光元件发出的波长的光并变换成其他波长的。
根据所述结构，由于在亮灯时形成线状形状的发光部分，所以能够再现已有的白炽灯泡的灯丝的亮灯状态。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，在所述基座的安装有所述发光元件的面的相反侧的面上没有安装所述发光元件，并且，在该相反侧的面上配置有第二密封材料，俯视观察时该第二密封材料与安装有所述发光元件的面的所述密封材料重叠。
根据所述结构，从没有安装发光元件的面出射的光(例如蓝色光)也进行颜色变换(例如变换成黄色光)，能够从没有安装发光元件的面也辐射白色光等的合成光。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，所述密封材料的形状是锯齿形。
根据所述结构，能够模拟已有的白炽灯泡的灯丝形状。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，所述基座的安装有所述发光元件的面的形状呈长方形，所述两条供电用引线与所述长方形的两短边部分连接。
根据所述结构，能够模拟已有的白炽灯泡的灯丝部分的支承状态。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，所述发光元件被安装在所述基座的至少两个面上。
根据所述结构，能够模拟已有的白炽灯泡的灯丝缠绕的状态。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，在所述基座上形成有两个通孔，所述两条供电用引线中的一条供电用引线穿通所述两个通孔中的一个通孔，所述两条供电用引线中的另一条供电用引线穿通所述两个通孔中的另一个通孔。
根据所述结构，能够牢固地将基座固定在供电用引线上。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，所述基座由辐射率为0.8以上的硬脆材料形成。
根据所述结构，能够促进从基座的散热。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，所述基座由透光性陶瓷形成，所述供电用引线由铜线形成。
根据所述结构，能够促进从基座通过供电用引线向灯头侧的散热。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，在所述灯头内收纳有与所述发光元件电连接的电子元件。
根据所述结构，能够向发光元件进行适当的通电。
而且，本发明的灯泡型灯的一方式中，具有多个所述发光元件分别串联连接而构成的第一串联连接组和第二串联连接组，所述第一串联连接组和所述第二串联连接组以成为反并联连接的方式电连接，向所述两条供电用引线供给交流电，所述反并联连接的两端分别电连接所述两条供电用引线。
根据所述结构，由于能够不使用整流用二极管等而通过交流电使灯丝部亮灯，能够简化电路结构。
发明的效果
本发明能够模拟地再现以往的白炽灯泡发光中的灯丝的发光形状。而且，在本发明中，不需要使用光纤，不会发生上述的结合损失等，从而能够实现高效率及高光束的LED灯泡。
另外，通过用密封材料覆盖发光元件，密封材料及基座成为发光部，能够实现高效率及高光束的LED灯泡。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的LED灯泡的主视图。
图2A是表示本发明的第一实施方式的LED灯泡中的灯丝部的结构的立体图。
图2B是本发明的第一实施方式的LED灯泡中的灯丝部的剖视图(沿图2A的X-X’线的剖视图)。
图3是用于说明本发明的第一实施方式的LED灯泡中的LED芯片及其周边部的结构的剖视图。
图4是表示本发明的第一实施方式的LED灯泡中的亮灯电路的电路结构的图。
图5A是表示使用由透光性的多晶氧化铝陶瓷(全光透射率为90％以上)形成的基座的情况下的本发明的第一实施方式的LED灯泡的光分布图案的图。
图5B是表示使用由不透明的氧化铝陶瓷形成的基座的情况下的比较例的LED灯泡的光分布图案的图。
图6A是表示本发明的第一实施方式的变形例的LED灯泡中的灯丝部的结构的立体图。
图6B是本发明的第一实施方式的变形例的LED灯泡中的灯丝部的剖视图(沿图6A的A-A’线的剖视图)。
图7是本发明的第二实施方式的LED灯泡的主视图。
图8A是表示本发明的第二实施方式的LED灯泡中的灯丝部的结构的俯视图。
图8B是用于说明本发明的第二实施方式的LED灯泡的灯丝部中的密封材料的配置的图。
图9是表示本发明的第二实施方式的LED灯泡中的亮灯电路的电路结构的图。
图10是用于说明本发明的第二实施方式的LED灯泡中的灯丝部的第一变形例的图(立体图)。
图11是用于说明本发明的第二实施方式的LED灯泡中的灯丝部的第二变形例的图(立体图)。
图12是用于说明本发明的第二实施方式的LED灯泡中的灯丝部的第三变形例的图(立体图)。
图13是用于说明本发明的第二实施方式的LED灯泡中的灯丝部的第四变形例的图(俯视图)。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的灯泡型灯，但本发明是基于权利要求书的记载被确定。因此，在以下的实施方式中的构成要素中，关于表示本发明的最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素，虽然不是为实现本发明的课题所必须的，但作为构成更优选的方式进行说明。此外，各图是示意图，不一定是严格的图示。
(第一实施方式)
首先，对本发明的第一实施方式的灯泡型灯进行说明。本发明的第一实施方式的灯泡型灯是作为光源使用了LED的灯泡型的LED灯，是代替白炽灯泡、灯泡型荧光灯等已有的灯泡型灯的LED灯泡。
(LED灯泡的整体结构)
关于本发明的第一实施方式的LED灯泡1的整体结构，使用图1进行说明。图1是本发明的第一实施方式的LED灯泡的主视图。
如图1所示，本发明的第一实施方式的LED灯泡1作为光源使用了半导体发光元件即LED芯片，其具有：由所述LED芯片等构成的灯丝部100；向LED芯片供给电力的两条供电用引线140(141、142)；芯柱(stem)160；灯罩170；具有电子元件的电路180；和灯头190。灯丝部100由LED芯片110(未图示)和基座120构成。此外，在图1中，位于灯头190内部的电路180及供电用引线140用虚线表示。
灯丝部100是模拟地再现与白炽灯泡中的灯丝同样的光分布特性的发光部(发光模块)，通过从供电用引线140供给的电力而发光。灯丝部100由安装有LED芯片的透光性的基座120构成，并被收纳在灯罩170内。在本实施方式中，灯丝部100以中空状态被配置在中空的灯罩170内的大致中央位置。这样，通过将灯丝部100配置在灯罩170的中心位置，在亮灯时，能够得到与以往的使用灯丝线圈的白炽灯泡非常相似的光分布特性。
另外，基座120的两端被两条供电用引线140(141、142)支承，由此灯丝部100被中空地保持在灯罩170内。即，灯丝部100在灯罩170内成为相对于灯罩170的内表面漂浮的状态。另外，两条供电用引线140被芯柱160支承。灯罩170的开口部171被芯柱160堵塞。以遮盖该被堵塞的部分的方式安装灯头190。在灯头190内收纳有电路180。另外，两条供电用引线140(141、142)从芯柱160向灯罩170外延伸并与电路180连接。连接电路180和灯头190的两条供电用引线140(141、142)中的一方的供电用引线141与灯头侧面的螺纹部191电连接，另一方的供电用引线142与灯头底部的孔眼部192电连接。以下，对于本实施方式的LED灯泡1的各构成要素进行更详细的说明。
(灯丝部)
首先，关于灯丝部100，使用图2A及图2B进行说明。图2A是表示本发明的第一实施方式的LED灯泡中的灯丝部的结构的立体图，图2B是沿图2A的X-X’线的该灯丝部的剖视图。
如图2A及图2B所示，灯丝部100由多个LED芯片110、安装有LED芯片110的基座120、和密封LED芯片110的密封材料130构成。
基座120是用于安装LED芯片110的安装基座，是具有构成安装LED芯片110的平面的第一主面125(表侧的面)、和构成与该第一主面相反的一侧的平面的第二主面126(里侧的面)的长条状的基座。在基座120的第一主面上以直线状并列地安装有多个LED芯片110。灯丝部100是将安装有多个LED芯片110的第一主面朝向灯罩170的顶部配置。
基座120由相对于可见光具有透光性的部件构成。另外，基座120优选由光透射率高的材料构成。由此，LED芯片110发出的光透过基座120的内部从没有安装LED芯片110的部分出射。因此，LED芯片110仅安装在基座120的第一主面125上的情况下，光还从第二主面126等出射，从而能够以灯丝部100为中心向全方位释放出光。
基座120能够由无机材料或树脂材料构成，能够适应例如由氧化铝或氮化铝形成的透光性陶瓷衬底、透光性玻璃衬底或者由透光性树脂形成的具有挠性的柔性衬底等。本实施方式中的基座120由具有透光性的多晶氧化铝形成的陶瓷构成，是长度为20mm、宽度为1mm、厚度为0.8mm的棒状的长方体。因此，基座120的第一主面125及第二主面126的形状构成长宽比较大的长方形。这样，通过使基座120的形状成为长条形状，能够进一步模拟地再现白炽灯泡的灯丝。此外，基座120的形状及大小只是一例，也可以是其他的形状及大小。
在基座120的长度方向的两端部分别设置有固定供电用引线140(141、142)的供电端子121、122，在供电端子121、122的最外表面实施金等的金属电镀。在灯丝部100的两端的供电端子121、122通过焊锡电气地及机械地连接有供电用引线140的前端部分。即，两条供电用引线140(141、142)与长方形的第一主面125的两短边部分连接。在本实施方式中，基座120的面向供电用引线140的安装方向是安装有LED芯片110的第一主面125朝向灯罩170的顶部侧的方向(第二主面126朝向灯头侧的方向)。另外，在基座120的第一主面125的两端部设置有与供电端子121、122电连接的焊线盘(wire bond pad)123、124。
在基座120的第一主面125的供电端子121、122之间以一直线状配置有12个LED芯片110。即，多个LED芯片110被配置在连接供电用引线141和基座120的位置、以及连接供电用引线142和基座120的位置之间。
此外，基座120除了透光性以外还要提高散热性，因此优选由热传导率及热辐射率高的部件构成。该情况下，作为基座120优选由玻璃或陶瓷等的一般称为硬脆材料的材料构成。这里，辐射率是指用相对于黑体(完全辐射体)的热辐射的比率表示，且以接近辐射的1为上限的0至1的值。玻璃或陶瓷的辐射率为0.75～0.95，实现基金黑体辐射的热辐射。实用上，基座120的热辐射率优选为0.8以上，更优选为0.9以上。另外，灯丝部100的容积比灯整体小，热容量也少的情况下，优选采用提高辐射率来散热的结构。
以下，使用图3详细说明LED芯片110。图3是用于说明本发明的第一实施方式的LED灯泡中的LED芯片及其周边部的结构的剖视图。
如图3所示，LED芯片110具有蓝宝石衬底111、和层叠在该蓝宝石衬底111上的由相互不同的组成形成的多个氮化物半导体层112，呈长度为600μm、宽度为300μm、厚度为100μm的长条形状。在LED芯片中的蓝宝石衬底111的相反侧的面的端部形成有阴极电极113、阳极电极114和焊线部115、116。
LED芯片110是以靠蓝宝石衬底111侧的面与基座120的第一主面125相对的方式通过具有透光性的芯片焊接材料118被固定在基座120的芯片安装部119(参照图2B)。芯片焊接材料118能够使用含有由氧化金属构成的填料的硅酮树脂等。此外，芯片焊接材料118使用透光性材料，由此，能够减少从LED芯片110的靠蓝宝石衬底111侧的面和LED芯片110的侧面射出的光的损失，另外，也不会产生芯片焊接材料118的遮光导致的影子。另外，LED芯片110之间通过金线117电连接，由此，12个LED芯片110串联连接。串联连接的多个LED芯片110中的两端的LED芯片110通过金线117分别被电连接在与设置在基座120的两端上的供电端子121、122电连接的焊线盘部123、124。此外，在本实施方式中，一方的供电端子121是阴极供电端子，另一方的供电端子122是阳极供电端子。
本实施方式中的LED芯片110是发出单色的可见光的裸芯片(barechip)，例如，能够使用通电后发出蓝色光的蓝色LED芯片。此外，在本实施方式中，示出了搭载有12个LED芯片110的例子，但LED芯片110的个数能够根据用途适当决定。例如，在代替电珠的用途中，LED芯片的个数也可以是1个。
LED芯片110及金线117被具有透光性的密封材料130以直线状覆盖。密封材料130是由含有波长变换材料即荧光体粒子的树脂构成的含荧光体树脂，将LED芯片110发出的光进行波长变换(色变换)而变换成其他波长的光，并且密封LED芯片110来保护LED芯片110。在本实施方式中，密封材料130以覆盖直线状排列的全部LED芯片110的方式以直线状形成。
具体的是，密封材料130能够使用硅酮树脂等透光性树脂，通过使荧光体粒子(未图示)及光扩散材料(未图示)分散在该透光性树脂中而构成。这样的密封材料130例如经由以下两个工序形成。首先，在第一工序中，将包含波长变换材料的未固化的膏状的密封材料130通过分配器(dispenser)一次性地按照LED芯片110的列涂布为直线状。然后，在第二工序中，使涂布后的膏状的密封材料130固化。这样形成的密封材料130的截面为圆顶形，宽度为1mm，高度为0.2mm。此外，密封材料130的宽度优选与基座120的宽度大致相同。
此外，密封材料130所含有的波长变换材料可以是例如(Sr，Ba)2SiO4:Eu2+、Sr3SiO5:Eu2+等的黄色荧光体。另外，波长变换材料也可以是(Ba，Sr)2SiO4:Eu2+、Ba3Si6O12N2:Eu2+等的绿色荧光体。另外，波长变换材料也可以是CaAlSiN3:Eu2+、Sr2(Si，Al)5(N，O)8:Eu2+等的红色荧光体。另外，密封材料130不一定必须由硅酮树脂构成，除了氟类树脂等的有机材料以外，还可以使用低熔点玻璃或凝胶玻璃等的无机材料。无机材料与有机材料相比，耐热特性更好，从而由无机材料构成的密封材料130有利于高亮度化。
作为荧光体粒子，在LED芯片110是发出蓝色光的蓝色LED芯片的情况下，使用吸收该蓝色光的一部分并变换成其他波长的材料，例如，从蓝色光获得白色光的情况下，能够使用(Y，Gd)3Al5O12:Ce3+、Y3Al5O12:Ce3+等的YAG形的黄色荧光体粒子。由此，LED芯片110发出的蓝色光的一部分通过密封材料130所含有的黄色荧光体粒子被波长变换成黄色光。而且，未被黄色荧光体粒子吸收的蓝色光和通过黄色荧光体粒子被波长变换后的黄色光在密封材料130中扩散及混合，而从密封材料130成为白色光出射。
另外，作为光扩散材料使用二氧化硅等粒子。在本实施方式中，由于使用具有透光性的基座120，所以从线状形状的密封材料130释放出的白色光透过基座120的内部，还从基座120的里面侧及侧面侧出射。这样，在棒状的基座120的一主面上以线状配置有包含波长变换材料的密封材料130，从而在亮灯时，无论从基座120的哪个面观察，都能看到如已有的白炽灯泡的灯丝那样的亮度。
另外，包含波长变换材料的密封材料130也可以配置在基座120的未安装LED芯片110的面上。即，如本实施方式那样，在基座120的第一主面125上安装有LED芯片110、而在相反侧的第二主面126上没有安装LED芯片110这样的结构的情况下，与第一主面的密封材料130(第一密封材料)相独立地，还在第二主面126上也形成有密封材料130(第二密封材料)。由此，从没有安装LED芯片110的第二主面126出射的蓝色光也能够变换成黄色光而合成白色光。因此，能够使没有安装LED芯片110的第二主面126出射的光的颜色接近从第一主面125的密封材料130直接出射的光的颜色，能够从基座120的两主面释放出白色光。其结果，能够进一步得到与白炽灯泡非常相似的光分布特性。
该情况下，形成在第二主面126上的密封材料130优选俯视观察时(在与第一及第二主面垂直的方向上)与形成在第一主面125上的密封材料130重叠地构成。由此，能够使来自LED芯片的光效率良好地进入两主面的密封材料130。
此外，作为密封材料130所含有的波长变换材料，例如，在黄色荧光体中，除了YAG荧光体以外还能够使用(Sr，Ba)2SiO4:Eu2+、Sr3SiO5:Eu2+等。另外，在绿色荧光体中，能够使用(Ba，Sr)2SiO4:Eu2+、Ba3Si6O12N2:Eu2+等。另外，在红色荧光体中，能够使用CaAlSiN3:Eu2+，Sr2(Si，Al)5(N，O)8:Eu2+等。
另外，密封材料130不一定必须由硅酮树脂构成，作为硅酮树脂以外的密封材料，除了氟类树脂等有机材料以外，还能够使用低熔点玻璃和凝胶玻璃等的无机材料。无机材料与有机材料相比，耐热特性更好，从而有利于高亮度化。
(供电用引线及芯柱)
两条供电用引线140(141、142)是供给用于使灯丝部100的LED芯片110发光的电力的供电用电线。各供电用引线141、142由内部引线、杜梅线(Dumet wire)及外部引线以该顺序接合而成的复合线构成。两条供电用引线141、142为支承灯丝部100而具有充分的强度，以灯丝部100被保持在灯罩170内的固定的位置上的方式支承灯丝部100。
在各供电用引线141、142中，内部引线是在灯罩170内延伸的电线，并从芯柱160朝向灯丝部100延伸设置。另外，外部引线是向灯罩170外延伸的电线，并从电路180朝向芯柱160延伸设置。作为内部引线和外部引线主要可以使用含铜的金属线(铜线)。另外，杜梅线是被封装在芯柱160内的电线。内部引线与基座120的供电端子121、122连接，外部引线与后述的电路180的输出端子182连接。
芯柱160以从灯罩170的开口部171朝向灯罩170内延伸的方式设置。具体的是，芯柱160作为一端延伸到灯丝部100附近的棒状的延伸部形成。也就是说，本实施方式的芯柱160是一般的白炽灯泡所使用的芯柱向灯罩170的内侧延伸而成的部件。此外，芯柱160也可以采用一般的白炽灯泡所使用的芯柱。
芯柱160的靠灯头侧的端部以堵塞灯罩170的开口部171的方式与该开口部171接合。另外，在芯柱160内如上所述地封装着两条供电用引线141、142的各自的一部分。其结果，在保持灯罩170内的气密性的状态下，能够电连接处于灯罩170内侧的灯丝部100和处于外侧的电路180。因此，能够防止LED灯泡1长期使用时水和水蒸气等浸入灯罩170内，从而能够防止水分使构成灯丝部100的各部件劣化以及灯丝部100和供电用引线140之间的连接部分劣化。此外，供电用引线140不一定必须是复合线，也可以是由同一金属线构成的单线。
另外，芯柱160由相对于可见光是透明的软质玻璃构成。由此，能够抑制LED灯泡1的灯丝部100的光因芯柱160而损失。另外，还能够防止LED灯泡1因芯柱160而形成影子。另外，由于灯丝部100发出的白色光使芯柱160光辉照耀，所以LED灯泡1还能够发挥视觉上优良的美观性。此外，芯柱160不一定必须堵塞灯罩170的开口部171，也可以安装在开口部171的一部分上。
此外，供电用引线140优选是含有热传导率高的铜的金属线。由此，灯丝部100产生的热量能够通过供电用引线140积极地向灯头190散发。另外，在本实施方式中，示出了两条供电用引线140的例子，但不限于此。例如，多个灯丝部收纳在灯罩内的情况下，对各灯丝部供电时，还能够通过各自的供电用引线支承各灯丝部。此外，供电用引线140不一定必须是复合线，也可以是由同一金属线构成的单线。
(灯罩和芯柱)
灯罩170的形状是一端以球状封闭且另一端具有开口部171的形状。换言之，灯罩170的形状是设置在中空的球的一部分上的开口部171沿着从球的中心部远离的方向延伸而缩小的形状。在本实施方式中，灯罩170的形状是与一般的白炽灯泡相同的A形(JIS C7710)。
灯罩170是具有透光性的中空部件，内部收纳有灯丝部100，将灯丝部100发出的光向灯外部辐射。在本实施方式中，灯罩170是透明的二氧化硅玻璃制的中空的玻璃泡，位于灯罩170的中心位置的灯丝部100能够从灯罩170的外侧被肉眼观察。通过采用这样的结构，能够抑制灯丝部100的光因灯罩170自身而损失。另外，通过在球状的灯罩170的中心位置配置灯丝部100，在亮灯时，能够获得全光分布特性。
此外，灯罩170的形状不一定必须是A形。例如，灯罩170的形状也可以是G形或E形等，根据用途适当选择即可。另外，灯罩170不一定必须是透明的，例如，也可以是涂布二氧化硅而形成乳白色的扩散膜等的实施了扩散处理的结构，也可以是着色了红色或黄色等的彩色并实施了图案或花样的结构。另外，灯罩170不一定必须是二氧化硅玻璃制，也可以是丙烯酸酯等的透明树脂制。但是，通过如上所述地采用玻璃制，能够得到具有高耐热性的灯罩170。
(电路及灯头)
电路180是用于使灯丝部100的LED芯片110发光的亮灯电路，并被收纳在灯头190内。具体的是，电路180具有多个电路元件、和安装各电路元件的电路衬底。在本实施方式中，电路180将从灯头190接受的交流电变换成直流电，并通过两条供电用引线140向LED芯片110供给该直流电。
图4是表示本发明的第一实施方式的LED灯泡中的亮灯电路的电路结构的图。如图4所示，本实施方式中的电路180作为电子元件(电路元件)具有整流用的二极管桥183、平滑用的电容器184和电流调整用的电阻185。
这里，二极管桥183的输入端子成为电路180的输入端子181，电容器184和电阻185的一端成为电路180的输出端子182。另外，输入端子181与灯头190电连接。具体的是，输入端子181的一方与灯头侧面的螺纹部191连接，另一方与灯头底部的孔眼部192连接。另一方面，电路180的输出端子182与供电用引线140的外部引线连接。即，输出端子182与LED芯片110串联连接而构成的LED芯片列186(串联连接组)电连接。
此外，LED灯泡1不一定必须具有电路180。例如，在从照明器具或电池等直接供给直流电的情况下，LED灯泡1也可以不具有电路180。该情况下，外部引线的一方与螺纹部191连接，外部引线的另一方与孔眼部192连接。另外，作为电路180，不仅可以是平滑电路，还可以适当选择调光电路或升压电路等并组合使用。
灯头190被设置在灯罩170的开口部171。具体的是，灯头190以覆盖灯罩170的开口部171的方式使用胶合剂等的粘接剂被安装在灯罩170上。在本实施方式中，灯头190使用E26型的灯头。LED灯泡1被安装在与商用的交流电源连接的E26灯头用插座上进行使用。
此外，在本实施方式中，示出了使用E26型的灯头的例子，但不限于此，能够根据用途适当选择尺寸和形状。例如，作为灯头190也可以使用E17型等。另外，灯头190不一定必须是螺入型的灯头，也可以是例如插入型等不同形状的灯头。另外，灯头190采用了直接安装在灯罩170的开口部171的结构，但不限于此。灯头190还可以间接地安装在灯罩170上，例如，还可以经由树脂盒等的树脂零件被安装在灯罩170上。该情况下，例如，电路180等也可以收纳在树脂盒中。
(光分布图案)
以下，作为表示本发明的第一实施方式的LED灯泡1中的基座120的效果的例子，使用图5A及图5B说明LED灯泡的光分布图案。图5A是表示使用由具有全光透射率为90％以上的透光性的多晶氧化铝陶瓷构成的基座的情况下的本发明的第一实施方式的LED灯泡1的光分布图案的图。另外，图5B是用于与图5A进行比较的图，是表示使用由不透明的氧化铝陶瓷构成的基座的情况下的比较例的LED灯泡的光分布图案的图。此外，在图5A及图5B所示的各LED灯泡中，除了基座的材料以外，是与上述本实施方式相同的结构。另外，在任意情况下，以出射强度成为最高的角度的光强度进行标准化，0度方向表示灯罩侧，180度方向表示灯头侧。该情况下，灯头侧的180度方向因光被金属制的灯头遮盖而没有出射。通常，LED灯泡被安装在顶棚上，该情况下，灯罩侧成为下，灯头侧成为上(顶棚侧)。
如图5A所示，根据使用了具有透光性的基座的本实施方式的LED灯泡1的光分布图案可知，LED灯泡1的光沿灯罩侧的20度方向和灯头侧的150度方向较强地出射，光的扩散角大。另一方面，如图5B所示，根据使用了不透明的基座的比较例的LED灯泡的光分布图案可知，LED灯泡的光沿灯罩侧的0度方向较强地出射，但在灯头侧的150度方向上仅微小地出射，是最高强度的顶多两成左右。另外，将成为最高强度的一半强度的角度作为辐射角时，图5A的LED灯泡中的光的辐射角为110度左右，而图5B的LED灯泡中的光的辐射角为70度左右，变得狭窄。这样，图5A的LED灯泡得到比图5B的LED灯泡宽的光分布角，能够实现与可以从全向观察灯丝的白炽灯泡相近的光分布图案。此外，在图5A的LED灯泡中，灯罩侧的出射强度成为最高的方向本来应该是0度，但成为了20度。这是因为基座120稍微倾斜。
(灯丝部的变形例)
以下，使用图6A及图6B说明本发明的第一实施方式的LED灯泡的变形例。图6A是表示本发明的第一实施方式的变形例的LED灯泡中的灯丝部的结构的立体图。图6B是沿图6A的A-A’线的该LED灯泡中的灯丝部的剖视图。
本变形例中的LED灯泡与第一实施方式的LED灯泡的不同点是灯丝部的结构，其他结构相同。因此，在本变形例中，以灯丝部200为中心进行说明。本变形例中的灯丝部200由具有透光性的板状的基座220和多列LED芯片210构成。
在本变形例中，基座220是由氮化铝形成的陶瓷构成，是长度为20mm、宽度为10mm、厚度为0.8mm的矩形的板状衬底。而且，在基座220上设置有两个通孔221、222。两个通孔221、222被设置在基座220的对角两端部分，使供电用引线140(141、142)分别穿插并通过焊锡等固定。即，在一个通孔221中穿插有一个供电用引线141，在另一个通孔222中穿插有另一个供电用引线142，分别通过焊锡电气子地及机械地连接。
另外，在基座220的第一主面225上安装有30个发出紫色光的LED芯片210。LED芯片210由每10个一列的3列LED芯片列构成。表面镀金的金属配线图案223的一部分成为芯片安装部。本变形例中的LED芯片210的安装形态是LED芯片210的阴极电极及阳极电极与芯片安装部连接的所谓倒装芯片安装。一列中含有的10个LED芯片210分别串联连接，而且，3列相互串联连接。即，30个LED芯片210全部串联连接。此外，还能够由ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)等的透明导电性材料形成金属配线图案223。金属配线图案223采用透明导电性材料，由此，与使用遮光性的金属材料的情况相比，能够降低光吸收导致的损失，另外，也不会产生因遮光导致的影子。
LED芯片210的各LED芯片列分别被包含波长变换材料的密封材料230以线状密封。由此，能够再现具有3条灯丝的LED灯泡。在本变形例中，构成基座220的氮化铝是无色透明的，所以从安装有LED芯片210的第一主面225的相反侧的第二主面226侧观察时，也能够明确地通过肉眼观察密封材料230的形状。如本变形例那样，由多个LED芯片列(串联连接组)构成灯丝部的情况下，能够容易地从没有安装LED芯片的相反侧的主面侧辨识各列。
此外，如本变形例那样，使用发出紫色光的LED芯片210的情况下，作为密封材料230中含有的波长变换材料使用蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体，由此能够实现发出白色光的灯丝部200。
另外，在本变形例中，供电用引线140支承灯丝部200的部位是四边形的基座220的对角部分，但不限于此。除此以外，例如，还可以在矩形的基座220的相对的两边的中央部进行支承，还可以在一边的两端部分进行支承。尤其，将基座220纵向配置、且将安装有LED芯片的基座的主面朝向170灯罩的侧部侧的情况下，支承基座220的部位位于芯柱侧，从而能够缩短供电用引线140的长度。
(第二实施方式)
以下，使用图7至图9说明本发明的第二实施方式的LED灯泡2。图7是本发明的第二实施方式的LED灯泡的主视图。
如图7所示，本发明的第二实施方式的LED灯泡2在使用球状(G型)的灯罩370这点、将LED芯片310安装在基座320的两面上这点、和串联连接的两列LED芯片列(串联连接组)相互反并联连接这点与第一实施方式的LED灯泡1不同。
图8A表示本实施方式中的灯丝部300的俯视图。灯丝部300是如下形成的：在具有透光性的基座320上，向以锯齿形的线状排列并安装多个LED芯片310的部分，沿LED芯片310的锯齿形排列包含波长变换材料的密封材料330而以锯齿形涂布在图8A中的虚线包围的部分。LED芯片310位于锯齿形的拐点部。如本实施方式那样地通过直线状以外的形状形成密封材料330，由此能够对灯丝部的形状带来多样性。
另外，在本实施方式中，LED芯片310以锯齿形排列并安装在基座320的两面。各面的LED芯片310涂布有锯齿形的密封材料330。该情况下，位于一个主面(第一主面)和相反侧的另一个主面(第二主面)上的密封材料330优选以锯齿形相互交叉的配置形成。通过该结构，从一个主面观察基座320时，能够透视另一个主面侧的密封材料330，从而能够再现两条灯丝纠缠的样子。关于该结构，使用图8B进行说明。图8B是用于说明本实施方式中的密封材料330的配置的图。在图8B中，基座320的一个主面和另一个主面中的密封材料330的配置关系分别用虚线333和实线334表示。
此外，在本实施方式中，将LED芯片排列在一个基座的两面，但不限于此。例如，准备两片将LED芯片仅安装在一个主面上而成的基座，并且没有安装LED芯片的另一个主面彼此贴合，由此构成LED芯片安装在两面上的基座。该情况下，也能够得到与上述相同的效果。
图9是表示本实施方式的LED灯泡所使用的电路380的电路结构的图。如图9所示，排列在上述一个主面上的LED芯片列385(第一串联连接组)和排列在另一个主面上的LED芯片列386(第二串联连接组)，各LED芯片列内中的LED芯片分别串联连接。另外，LED芯片列385和LED芯片列386相互反并联地电连接。而且，将LED芯片列385的一端和LED芯片列386的一端连接起来的一个连接部、以及将LED芯片列385的另一端和LED芯片列386的另一端连接起来的另一个连接部，即，反并联连接的两端分别与各供电端子321、322连接，并与各供电用引线341、342(图7)电连接。此外，相互相邻的LED芯片属于不同的LED芯片列(串联连接组)。
在电路380中，输入端子381与灯头390电连接，输出端子382通过芯柱360内的供电用引线340(341、342)与灯丝部300的供电端子321、322电连接。在所述结构中，从灯头390向供电用引线340供给交流电，并向上述反并联连接的两端供给交流电。由此，在某周期中，一个LED芯片列(例如，LED芯片列385)亮灯时，另一个LED芯片列(例如，LED芯片列386)灭灯，在下一周期中相反，两个LED芯片列385、386交替地反复亮灭。因此，在本实施方式中，不使用整流用的二极管桥等用于将交流电变换成直流电的电子元件，也能够构成亮灯电路。由此，例如也能够仅由电流调整用的电阻383构成电路，能够简化电路结构。
此外，在本实施方式中，基座320的向供电用引线340(341、342)的安装方向是安装有LED芯片310的基座320的两个主面朝向灯罩370的两方的侧部侧的方向。此外，基座320的向供电用引线340(341、342)的安装方向也可以根据LED灯泡的设计适当决定。另外，在本实施方式中，以成为构成灯丝部300的LED芯片310的列相对于灯罩370的中心轴交叉的方向的方式来配置灯丝部300。所述方向也能够根据LED灯泡的设计适当决定。例如，还可以采用以使灯丝部300与灯罩370的中心轴平行的方式配置，也可以采用倾斜的方式配置。
以上，在本发明的第二实施方式的LED灯泡2中，与第一实施方式同样地获得宽的光分布角的光分布图案，并能够实现接近白炽灯泡的全光分布特性。
(灯丝部的变形例)
以下，使用图10至图13说明本发明的第二实施方式的LED灯泡的变形例。图10～图13是用于说明本发明的第二实施方式的LED灯泡中的灯丝部的第一～第四变形例的图。此外，为简化图示，在任意图中都省略了LED芯片和供电端子。此外，各密封材料的结构与上述相同，各密封材料中也含有波长变换材料。
图10所示的第一变形例中的灯丝部400是由安装有LED芯片的三片具有透光性的基座420(421、422、423)构成三个侧面而呈三棱柱形，该三棱柱的整体被含有波长变换材料的密封材料430覆盖成圆柱状，由此，作为整体构成圆柱状的发光部。这样，本变形例中的灯丝部400再现圆柱状的灯丝形状。
所述结构的优点在于，例如，能够在被三个基座421、422、423包围的三棱柱的内侧区域425插入并固定供电用引线(未图示)。由此，能够通过供电用引线使LED芯片的热量积极地散发。
图11所示的第二变形例中的灯丝部500是通过将安装有LED芯片的三片具有透光性的基座520(521、522、523)配置成截面为片假名“コ”字形而构成的。
所述结构的优点在于，正中的基座522的LED芯片安装面朝向灯罩的顶部侧地配置，并且两侧的基座521、523的LED芯片安装面朝向灯罩的侧部侧地配置，由此从任意方向观察，都能够辨识密封材料530。由此，能够更接近白炽灯泡发光中的灯丝的发光形状。
图12所示的第三变形例中的灯丝部600是以缠绕在具有透光性的多棱柱形状的基座620上的方式配置LED芯片及密封材料630而构成的。
所述结构的优点在于，能够再现卷绕成弹簧状的已有的白炽灯泡的灯丝形状。
图13所示的第四的变形例中的灯丝部700是在具有透光性的圆形的基座720上环状地配置LED芯片及密封材料730而构成的。
此外，LED芯片及密封材料730的配置形状不限于圆形的环状，还可以是四边形、星形、文字、图形、符号、动画人物等，能够实现在已有的白炽灯泡的灯丝中不能实现的形状。
另外，基座720的形状也不限于四边形和圆形，也可以是星形、文字、图形、符号、动画人物等各种形状。
(灯丝部等的其他变形例)
以上，关于本发明的灯泡型灯，基于各实施方式及变形例进行了说明，但本发明不限于这些实施方式等。
在上述的实施方式中，都示出了使用LED芯片和含有波长变换材料的密封材料，发出白色光的灯丝部的例子，但不限于此。
例如，能够使用从黄色发出琥珀色的光的LED芯片且使用不含有波长变换材料的透光性的密封材料来构成灯丝部。一般，在光束低的灯泡中，不需要显色性的用途较多，在该用途中，仅LED芯片光就能够再现白炽灯泡。
另外，当然能够根据用途，适当选择LED芯片的发光色、密封材料中的波长变换材料的有无和种类。
另外，作为其他的灯丝部，还能够采用使用发出蓝色、绿色及红色的光的三原色的光的三个LED芯片作为白色光的结构、使用从蓝紫发出近紫外光区域的波长的光的LED芯片和蓝色、绿色及红色的光的三原色的荧光体作为白色光的结构、或者仅发出蓝色、绿色、红色等的单色光的结构等。
另外，在上述的实施方式中，作为发光元件例示了LED，但也可以采用半导体激光、有机EL(Electro Luminescence，电致发光)或无机EL。
另外，上述的实施方式及变形例的LED灯泡例如能够被安装于设置在室内顶棚上的照明器具而作为照明装置。照明装置由LED灯泡和照明器具(亮灯器具)构成。照明器具具有安装在顶棚上的器具主体和覆盖LED灯泡的灯盖(lamp cover)，在器具主体上设置有安装LED灯泡的灯头的插座。通过该插座向LED灯泡供给电力。
其他，只要不脱离本发明的主旨，将本领域技术人员所想到的各种变形实施于本实施方式、或者组合不同实施方式或变形例中的构成要素而构建的方式都包含在本发明的范围内。
工业实用性
本发明的灯泡型灯是通过LED芯片等的发光元件及基座模拟地再现白炽灯泡的灯丝，本发明作为代替已有的白炽灯泡的灯泡型灯、尤其是代替看得见灯丝的装饰用途的白炽灯泡的灯泡型灯是有用的。
附图标记的说明
1、2LED灯泡
100、200、300、400、500、600、700灯丝部
110、210、310LED芯片
111蓝宝石衬底
112氮化物半导体层
113阴极电极
114阳极电极
115、116焊线部
117金线
118芯片焊接材料
120、220、320、420、421、422、423、520、521、522、523、620、720基座
121、122、321、322供电端子
125、225第一主面
126、226第二主面
130、230、330、430、530、630、730密封材料
140、141、142、340、341、342供电用引线
160、360芯柱
170、370灯罩
180、380电路
181、381输入端子
182、382输出端子
183二极管桥
184电容器
185、383电阻
186、385、386LED芯片列
190，390灯头
191螺纹部
192孔眼部
221、222通孔
223金属配线图案
425内侧区域

Claims (17)

1.一种灯泡型灯，其特征在于，具有：灯罩；板状的基座，被收纳于所述灯罩，具有平面状的第一主面；安装在所述基座的所述第一主面上的多个发光元件；密封材料，以覆盖所述多个发光元件的方式形成在所述基座上；从外部接受电力的灯头；以及向所述发光元件供给电力的至少两条供电用引线，
所述灯罩的一部分安装有所述灯头，
所述基座具有透光性，
所述两条供电用引线分别从所述灯头侧朝向所述灯罩内延伸设置，并且与所述基座连接，
所述多个发光元件与第1供电端子和第2供电端子电连接，所述第1供电端子设置在将所述两条供电用引线中的一条供电用引线和所述基座连接起来的部位，所述第2供电端子设置在将所述两条供电用引线中的另一条供电用引线和所述基座连接起来的部位，
所述密封材料包含波长变换材料，并以连接所述多个发光元件之间的方式沿所述多个发光元件的排列方向而形成为线状。
2.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述密封材料的截面形状是圆顶形。
3.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述多个发光元件安装为多列，所述密封材料按照所述多个列的每个列而形成。
4.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基座被所述供电用引线支承。
5.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，
还具有包含波长变换材料的第二密封材料；
所述第二密封材料形成在与所述第一主面相反侧的面；
在所述相反侧的面上，没有安装所述发光元件，并且，
所述第二密封材料形成为俯视观察时与所述密封材料重叠。
6.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述密封材料的形状是锯齿形。
7.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基座的安装有所述发光元件的面的形状呈长方形，
所述两条供电用引线与所述长方形的两短边部分连接。
8.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述发光元件被安装在所述基座的至少两个面上。
9.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，在所述基座上形成有两个通孔，
所述两条供电用引线中的一条供电用引线穿通所述两个通孔中的一个通孔，所述两条供电用引线中的另一条供电用引线穿通所述两个通孔中的另一个通孔。
10.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基座由辐射率为0.8以上的硬脆材料形成。
11.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基座由透光性陶瓷形成，
所述供电用引线由铜线形成。
12.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，在所述灯头内收纳有与所述发光元件电连接的电子元件。
13.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，具有多个所述发光元件分别串联连接而构成的第一串联连接组和第二串联连接组，
所述第一串联连接组和所述第二串联连接组以成为反并联连接的方式电连接，
向所述两条供电用引线供给交流电，
所述反并联连接的两端分别电连接所述两条供电用引线。
14.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基座的全光透射率为90％以上。
15.如权利要求14所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基座由透光性的多晶氧化铝陶瓷形成。
16.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述多个发光元件在所述第1供电端子和所述第2供电端子之间串联连接。
17.如权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述多个发光元件安装为直线状，所述密封材料形成为直线状。
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