CN114641646A - 包括三个类型的led的发光二极管灯丝 - Google Patents

包括三个类型的led的发光二极管灯丝 Download PDF

Info

Publication number
CN114641646A
CN114641646A CN202080077375.1A CN202080077375A CN114641646A CN 114641646 A CN114641646 A CN 114641646A CN 202080077375 A CN202080077375 A CN 202080077375A CN 114641646 A CN114641646 A CN 114641646A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led
type
leds
light
filament
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080077375.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114641646B (zh
Inventor
A·L·维杰斯
V·A·沃特斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Signify Holding BV
Original Assignee
Signify Holding BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Signify Holding BV filed Critical Signify Holding BV
Publication of CN114641646A publication Critical patent/CN114641646A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114641646B publication Critical patent/CN114641646B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
    • F21Y2113/13—Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources
    • F21Y2113/17—Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources forming a single encapsulated light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本公开涉及发光二极管(LED)灯丝(100)，发光二极管(LED)灯丝包括具有第一侧的载体(120)，多个LED被布置在第一侧上。多个LED包括被布置为发射具有在400nm‑500nm范围内的第一峰值波长的光的第一类型的LED(111)、被布置为发射具有在500nm‑570nm范围内的第二峰值波长的光的第二类型的LED(112)以及被布置为发射具有在590nm‑680nm范围内的第三峰值波长的光的第三类型的LED(113)。封装件(130)至少包封第一类型的LED，并且至少部分地包封第二类型和第三类型的LED。封装件(130)包括波长转换材料，波长转换材料对第一峰值波长的吸收系数高于对第二峰值波长和第三峰值波长的吸收系数。波长转换材料具有至少从500nm延伸至650nm的发射带。

Description

包括三个类型的LED的发光二极管灯丝
技术领域
本公开总体上涉及固态照明领域。具体地，涉及色温可调发光二极管(LED)灯丝及其照明设备。
背景技术
白炽灯正迅速被基于发光二极管(LED)的照明解决方案所取代。与基于白炽灯、荧光灯和气体放电的对应物相比，固态照明设备可以提供许多优点。例如，它们可以提供更长的使用寿命、更低的功耗和更高的功效。诸如LED的固态照明设备被广泛应用于包括普通照明的照明应用。
基于LED的照明已被开发为改装灯，以提供类似于白炽灯泡的外观和光。然而，需要进一步开发来提供改进的和更具装饰性的基于LED的照明设备。
发明内容
本公开的一个总体目的是提供颜色可控的LED灯丝灯。具体而言，期望能够控制白色LED灯丝灯的色温。
因此，本发明的一个目的是满足上述目标中的至少一些，并提供改进的可调LED灯丝。
该目的和其他目的通过所附独立权利要求中限定的LED灯丝来实现。其他实施例由从属权利要求限定。
根据本公开的第一方面，提供了发光二极管(LED)灯丝。LED灯丝包括载体、多个LED和封装件。多个LED被布置在载体的第一侧上。多个LED包括至少一个第一类型的LED、至少一个第二类型的LED和至少一个第三类型的LED。第一类型的LED被适配为发射具有在400nm-500nm范围内的第一峰值波长的光。第二类型的LED被适配为发射具有在500nm-570nm范围内的第二峰值波长的光。第三类型的LED被适配为发射具有在590nm-680nm范围内的第三峰值波长的光。封装件包封至少一个第一类型的LED。此外，封装件至少部分地包封至少一个第二类型的LED和至少一个第三类型的LED。封装件包括波长转换材料，波长转换材料对第一峰值波长的吸收系数高于对第二峰值波长和第三峰值波长的吸收系数。波长转换材料具有至少在500nm和650nm之间延伸的发射带。
根据不同光源(即，不同类型的LED)的强度，LED灯丝可以发射不同颜色的光。具体地，第一类型的LED可以与波长转换材料一起提供冷白光。增加第二类型的LED和第三类型的LED的强度可能导致白光变得更暖。因此，根据(尤其是)LED的供电，根据本公开的LED灯丝可以提供不同类型的白光，诸如具有不同色调/色温的白光。
在下文中，第一类型的LED也可以被称为蓝色LED，第二类型的LED可以被称为绿色LED，并且第三类型的LED可以被称为红色LED。LED发射的光可以被称为LED光。第一类型的LED发射的光可以被称为蓝色LED光，第二类型的LED发射的光可以被称为绿色LED光，第三类型的LED发射的光可以被称为红色LED光。
波长转换材料可以被适配为吸收第一波长范围(吸收带)内的光并发射不同波长范围(发射带)内的光。该过程可以被称为光转换或对光进行转换。由波长转换材料发射的光可以被称为经转换的光。
波长转换材料对第一峰值波长的吸收系数高于对第二峰值波长和第三峰值波长的吸收系数。因此，较大部分的蓝色LED光可以被波长转换材料吸收并以不同波长重新发射。绿色LED光和红色LED光可以被转换到较低程度。对于未经转换的光，封装件可以充当散射材料，其可以改进由不同LED发射的光的颜色混合。换言之，封装件可以折射和重定向由所有类型和波长的LED发射的光，这可以增加LED灯丝发射的光的均匀性。
本公开的各种实施例提供了以不同发射速率组合不同波长的光来改变组合光(或组合LED灯丝光)的相关色温的可能性。具体地，由LED灯丝发射的光，也被称为LED灯丝光，可以包括(至少一些)以下类型的光的组合：
由至少一个第一类型的LED发射的光(未经转换的蓝光、直接蓝光)；
由至少一个第二类型的LED发射的光(未经转换的绿光、直接绿光)；
由至少一个第三类型的LED发射的光(未经转换的红光、直接红光)；
由至少一个第一类型的LED发射的光，被波长转换材料吸收，并且作为具有不同波长的光(经转换的蓝光)重新发射；
由至少一个第二类型的LED发射的光，被波长转换材料吸收，并作为具有不同波长的光(经转换的绿光)重新发射；
由至少一个第三类型的LED发射的光，被波长转换材料吸收，并作为具有不同波长的光(经转换的红光)重新发射。
需注意，经转换的绿光和经转换的红光对LED灯丝发射的光的贡献很小。
光源的白度通常与理想的黑体辐射器有关。当理想黑体的温度升高时，黑体开始发光(发射光)。对于相对较低的温度，发射红光。随着温度进一步升高，所发射的光变成黄色，并且最后，在非常高的温度下，所发射的光变成白色。光源的相关色温(CCT)是示出最相似颜色的理想黑体辐射器的温度(以开尔文表示)。黑体线或黑体轨迹(BBL)是这样的黑体在其温度变化时在特定色度空间中所经过的路径。换言之，BBL包括或描述了理想黑体针对不同温度发射的不同颜色。
从某种意义上说，色温的日常概念与CCT标度相反。通常，较红的光被描述为暖光，而白蓝光被描述为冷光。在CCT标度中，红色(暖)光对应于较低(较冷)的温度，而白蓝(冷)光对应于较高(较暖)的温度。
许多现有技术的颜色可控的基于LED的照明解决方案试图使用两个不同的光源来近似黑体的颜色：两个不同的LED灯丝或同一灯丝上的两个不同的LED串。然而，由于BBL被弯曲，直线可能接近BBL的范围相当窄。为了提供可以沿BBL在更宽范围内变化的光，需要三个不同光源(三种原色)的光。
在本LED灯丝中，采用了三个不同颜色的LED(蓝色、绿色和红色)。然而，由于第一类型的LED(蓝色LED)被封装件覆盖，封装件被适配为吸收来自蓝色LED的光并在至少包括波长500nm-650nm的发射带内发射光，由蓝色LED发射的一部分光可以被转换，使得未经转换的光和经转换的光的组合被感知为冷白光。本发明的LED灯丝因此可以被描述为使用原色白色、红色和绿色。应当理解，波长转换材料也可以发射其他波长的光。
可以使用若干因素来改变多达六个不同光分量的发射比率，从而改变LED灯丝光的CCT。例如，三个不同类型的LED的数目可以变化。波长转换材料可以改变。一个类型的LED和另一类型的LED之间的供电可以不同。将结合以下定义的不同实施例来描述更具体的示例。
根据一些实施例，LED灯丝可以被适配为仅基于由至少一个第一类型的LED发射的光来发射具有至少第一相关色温(CCT)的光。LED灯丝还可以被适配为基于由至少一个第一类型的LED、至少一个第二类型的LED和至少一个第三类型的LED发射的光来发射具有至少第二CCT的光。第一CCT和第二CCT之间的差可以在3000K-5300K的范围内。
换言之，LED灯丝可以被配置为使得如果只有第一类型的LED(蓝色LED)被供电(被供应有电流，导通)，LED灯丝可以发射第一CCT的白光。添加来自第二(绿色)和第三(红色)类型的LED的光，LED灯丝可以发射第二CCT的白光。具体地，第一CCT可以高于第二CCT。应当理解，LED灯丝可以被控制为发射具有在第一CCT和第二CCT之间的范围内的CCT的光。例如，LED灯丝可以被控制为发射具有至少在第一CCT和第二CCT之间的范围内变化的CCT的光。
第一CCT和第二CCT之间的较大差可以提供可以改变或控制色温的大范围。宽CCT范围可以允许用户将LED灯丝的光适配为适应不同的应用和环境。不同的活动需要不同的光，并且因此需要不同温度的光。例如，具有高CCT的光(冷白光)可能适用于需要高可见度的物体和细节的活动，诸如阅读或清洁。具有较低CCT的光可能会被认为更舒适和温馨，并且因此可能更适合社交环境。
根据一些实施例，第一CCT可以在4000K-7000K的范围内。
4000K-7000K范围内的白光可以提供物体的高可见度。因此，这样的光可能适合于例如阅读。
根据一些实施例，由第二类型的LED和第三类型的LED发射的光可以对应于在波长转换材料的吸收带之外或在其边缘处的波长。波长转换材料可以被适配为吸收在吸收带内的由第一类型的LED发射的光。
换言之，由第二类型和第三类型的LED发射的光可以在没有被转换(或至少在非常小的程度上被转换)的情况下，大部分透射穿过封装件。
根据一些实施例，多个LED可以在载体的第一侧上布置在一行中。
所有LED在载体上布置在一行(或单排)中的实施例可以允许减小LED灯丝的宽度。较纤细的LED灯丝可以有助于将LED灯丝布置在诸如灯泡的照明设备内。此外，更纤细的LED灯丝可以提供更舒适、更优雅的外观。
根据一些实施例，在行中，每隔两个LED可以是第一类型的LED，每隔两个LED可以是第二类型的LED，并且每隔两个LED可以是第三类型的LED。
使得行中的LED交替可以导致LED沿载体的更均匀布置。因此，以交替方式布置LED可以改进由不同类型的LED发射的不同波长的光的混合，这进而可以改进光的均匀性。
根据一些实施例，LED可以以三个一组的方式布置在行中。每组内的LED之间的LED间距(或节距)可以短于两个连续组之间的组间距(或节距)。
将LED更紧密地布置在组中可以进一步改进光的混合。组之间较大的距离可以改进LED灯丝的热管理。
根据一些实施例，多个LED可以被布置为三个一组。每个组可以包括所述至少一个第一类型的LED中的一个LED、所述至少一个第二类型的LED中的一个LED和所述至少一个第三类型的LED中的一个LED。第二类型的LED和第三类型的LED可以沿着载体的伸长布置在基本相同的位置处。第二类型的LED可以例如布置在第三类型的LED旁边，使得它们沿着与载体的伸长基本正交的方向对准。例如，第二类型的LED可以被布置在将载体的第一侧纵向(即沿伸长方向)分成两部分的假想线的第一侧上，并且第三类型的LED可以布置在这样的线的相对侧上。
第一类型的LED可以被布置在沿着载体的伸长、与第二类型的LED和第三类型的LED的位置相邻的不同位置处。每个组的第一类型的LED可以沿着载体的伸长对准。
LED的该布置可以提供不同类型的LED可以更紧密地布置在一起。将LED更紧密地布置在一起可以进一步增加颜色混合，从而增加LED灯丝光的均匀性。
备选地，LED可以以类似的、紧密分组的方式布置，其中不同类型的LED在组内的位置可以切换。例如，LED可以被布置在与上述相似的紧密组中，其中第一类型LED的位置可以与第二类型LED的位置或第三类型LED的位置切换。
根据一些实施例，每个组的第二类型的LED可以沿着载体的伸长对准。每个组的第三类型的LED也可以沿着载体的伸长对准。
根据一些实施例，封装件可以被布置在一个线上，其覆盖第一类型的LED并且部分地覆盖第二类型的LED和第三类型的LED。
第二和第三类型的LED仅部分地被包括波长转换材料的封装件覆盖的实施例因为较少的光被散射，可以为较暖的光(即，具有较低的CCT)提供增加的效率。
根据一些实施例，封装件可以被布置在一个线上，覆盖第一类型的LED、第二类型的LED和第三类型的LED。
包括波长转换材料的封装件完全覆盖第二类型的LED和第三类型的LED的实施例可以提供增加的颜色混合，因为来自所有三个类型的LED的光均被散射，因此更均一(均匀)的光可以被实现。
根据一些实施例，多个LED可以包括比第二类型的LED和第三类型的LED更多的第一类型的LED。
备选地，多个LED可以包括比第一类型的LED或第二类型的LED更多的第三类型的LED，或者多个LED可以包括比第一类型的LED或第三类型的LED更多的第二类型的LED。
为了提供特定的CCT范围，可能需要比其他类型的LED更多数目的一个类型的LED。减少需要较少强度的LED类型的LED的数目可以因此提高LED灯丝的效率。例如，如果需要提供更暖CCT范围的LED灯丝，则可以增加第二和/或第三类型的LED的数目。备选地，如果需要提供较冷CCT范围的LED灯丝，则可以增加第一类型的LED的数目。
应当理解，在一些实施例中，不同类型的LED的数目(即，第一类型的LED的数目、第二类型的LED的数目和第三类型的LED的数目)可以根据应用而变化。但是，不同类型的LED数目与LED灯丝的整体色点之间存在关系。因此，LED的选择可以影响LED灯丝的整体色点。
根据一些实施例，波长转换材料可以包括至少两个类型的波长转换材料。
两个类型的波长转换材料可以在封装件中混合在一起。包括多于一个类型的波长转换材料的实施例可以提供更暖的LED灯丝光(即，具有更低的CCT)。具体地，包括多于一个类型的波长转换材料的实施例可以提供从第二类型的LED和/或第三类型的LED提供的具有较小强度的较暖的LED灯丝光。
根据本公开的另一方面，提供了LED灯丝装置。LED灯丝装置可以包括如关于任何前述实施例所述的至少一个LED灯丝和控制器。控制器可以被配置为控制去往第一类型的LED的电流、去往第二类型的LED的电流和去往第三类型的LED的电流。
通过改变不同类型的LED的供电(电流供应)，可以改变不同LED类型之间的发射比。随着来自不同类型的LED(具有不同波长)的光发射变化，经组合的LED灯丝光的颜色(和CCT)可能变化。因此，控制器可以通过控制不同类型的LED的电源(电流供应)来控制LED灯丝光的CCT。
具体地，控制器可以被配置为改变电流，使得LED灯丝光的颜色(至少基本上)遵循BBL。
根据本公开的另一方面，提供了照明设备。照明设备可以包括如关于前述实施例中的任一个所描述的LED灯丝装置。照明设备还可以包括至少部分透光的封壳，其包围LED灯丝装置的至少一个LED灯丝。照明设备还可以包括基座，封壳可以安装在基座上。基座可以被适配为连接到灯具插座。
封壳可以例如是半透明的，诸如透明的。
注意，可以设想使用上述实施例中列举的特征的所有可能组合的其他实施例。因此，本公开还涉及本文提及的特征的所有可能组合。
附图说明
现在将参考以下附图更详细地描述示例性实施例：
图1和图1A是根据一些实施例的LED灯丝的示意图，图1是LED灯丝的俯视图，并且图1A是LED灯丝的侧视图；
图2是根据一些实施例的LED灯丝的示意图；
图3是根据一些实施例的LED灯丝的示意图；
图4是根据一些实施例的LED灯丝的示意图；
图5是根据一些实施例的照明设备的示意图；
图6是示出根据一些实施例的CIE 1931色度图中的黑体轨迹和颜色变化范围的图示；
图7是示出根据一些实施例的不同类型的LED的发射光谱以及波长转换材料的发射和吸收光谱的波长-强度图；
如图中所示，元件和区域的尺寸可能出于例示目的而被夸大，并且因此被提供来例示实施例的整体结构。相同的附图标记始终指代相同的元件。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述示例性实施例，在附图中示出了当前优选的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于在本文中阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底和完整，并且将本发明的范围完全传达给技术人员。
参考图1和图1A，将描述根据一些实施例的LED灯丝100。
图1是LED灯丝100的俯视(平面)图，而图1A是LED灯丝100的侧视图。LED灯丝100包括载体120，多个LED 111、112、113被布置在载体120上。在本图示中，多个LED包括四个第一类型的LED 111、四个第二类型的LED 112和四个第三类型的LED 113。
LED 111、112、113被布置在沿着载体120的伸长延伸的一个行中。具体地，行是一个LED宽(当LED 111、112、113对准时)。应当理解，其他实施例可以包括更多或更少的LED，这些LED可以被布置在载体上的一个或多个行中。
LED 111、112、113被布置成四组，每组三个LED。组内LED之间的间距小于两个连续(相邻)组之间的间距。每个组包括一个第一类型的LED 111、一个第二类型的LED 112和一个第三类型的LED113。LED还被布置为使得行中的每隔两个LED是第一类型的LED111，行中的每隔两个LED是第二类型的LED 112并且每隔两个LED是第三类型的LED 113。在本实施例中，每个组的第一类型的LED 111被布置在组的中间。在每个组中的第一类型的LED 111(如图所示)的左侧，布置第二类型的LED 112。第三类型的LED 113被布置在第一类型的LED111的右侧(如图所示)。
LED灯丝100还包括封装件130。封装件130包封LED行并且覆盖载体120的一部分。应当理解，在其他实施例中，封装件可以包封载体的各部分。备选地或附加地，载体和LED可以嵌入封装件中。
应当理解，通常LED灯丝可以提供LED灯丝光并且包括布置为线性阵列的多个发光二极管(LED)。优选地，LED灯丝可以具有长度L和宽度W，其中L>5W。LED灯丝可以被布置为笔直配置或非笔直配置，诸如例如弯曲配置、2D/3D螺旋或螺线。优选地，LED可以被布置在例如衬底的细长载体上，载体可以是刚性的(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)。
在载体包括第一主表面和相对的第二主表面的情况下，LED可以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，诸如例如硅树脂。此外，LED可以被布置用于发射不同的颜色或光谱的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。
LED灯丝可以包括多个子灯丝。
参考图2，将描述根据一些实施例的LED灯丝200。
图2是LED灯丝200的平面图。LED灯丝200可以等同于参考图1和图1A描述的LED灯丝100，不同之处在于多个LED被不同地布置。
在所示实施例中，LED以三个LED为一组布置。如在图1和图1A中，每个组包括第一类型的LED 111a、111b；第二类型的LED 112a、112b和第三类型的LED 113a、113b。
转向第一组，第二类型的LED 112a与第三类型的LED 113a沿载体220的伸长L布置在相同的第一位置P处。在沿着载体220的伸长L的第二位置P'处，第二位置P'在第一位置P的旁边(左侧)，布置了第一类型的LED 111a。
在第二组中，LED 111b、112b、113b以与第一组相同的方式布置为沿载体220的伸长与第一组相距一定距离。具体地，各组均沿载体的伸长L对准，使得每个组的第一类型的LED 111a、111b对准，每个组的第二类型的LED 112a、112b对准，并且每个组的第三类型的113a、113b对准。封装件230包封LED组的行并覆盖载体220的一部分。
由于第二类型的LED 112a、112b被布置在第三类型的LED 113a、113b旁边，因此由LED组形成的行具有与由小空间间隔开的两个LED相对应的宽度。衬底220和封装件230因此分别比参考图1和图1A描述的衬底120和封装件130宽。
参考图3，将描述根据一些实施例的LED灯丝300。
图3是LED灯丝300的平面图。LED灯丝300可以等同于参考图2描述的LED灯丝200，不同之处在于LED被不同地布置，并且封装件330被布置为较细的线。
本实施例的LED以与参考图2描述的LED灯丝200的LED相似的方式布置。第一组(和每隔一组)的LED 111a、112a、113a以与参考图2所描述的相同方式布置。然而，在每隔一个组中，诸如在第二组中，第二类型的LED 112b和第三类型的LED 113b具有切换的位置。换言之，以第一类型的LED 111a在第一组中的位置为第一位置，第二类型的LED 112a在第一组中的位置为第二位置，以及第三类型的LED 113a在第一组中的位置作为第三位置，第二组(以及每隔一组)中的LED如下布置：第一类型的LED 111b被布置在第一位置中，第二类型的LED 112b被布置在第三位置中，并且第三类型的LED 113b被布置在第二位置中。换言之，在每隔一组中，第二类型的LED 112a、112b的位置与第三类型的LED 113a、113b的位置互换。
参考图4，将描述根据一些实施例的LED灯丝400。
LED灯丝400可以等同于参考图1描述的LED灯丝100，不同之处在于LED 111、112、113以不同的方式布置。
如图1所示，LED 111、112、113被布置在一个行中。然而，在本实施例中，LED 111、112、113不是成组布置的，而是每个连续LED对之间的间距基本相等。
此外，一个类型的LED的数目不等于另一类型的LED的数目。LED灯丝400包括比第二类型(LED 112)和第三类型(LED 113)更多的第一类型的LED 111。在LED的行中，每隔一个LED是第一类型的LED 111。每隔三个LED是第二类型的LED 112并且每隔三个LED是第三类型的LED 113。应当理解，在一些实施例中，可以独立地选择第一类型的LED的数目、第二类型的LED的数目和第三类型的LED的数目。
第一类型的LED 111与封装件120中的波长转换材料一起可以形成(冷)白光。第二类型的LED(LED 112)和第三类型的LED(LED113)被用于将LED灯丝光的色点移向更暖的颜色。因此可能不需要与第一类型的LED 111一样多的第二和第三类型的LED 112、113。
参考图5，将描述根据一些实施例的照明设备540。
照明设备540包括LED灯丝100，LED灯丝100可以等同于参考图1描述的LED灯丝100。应当理解，任何前述实施例中描述的任何其他LED灯丝可以在类似的照明设备中使用。
照明设备还包括控制器550，控制器550通过连接器543连接到LED灯丝100。控制器559可以被配置为控制第一类型的LED 111的供电(电流供应)，第二类型的LED 112的供电(电流供应)，以及第三类型的LED 113的供电(电流供应)。LED灯丝100和控制器550一起形成LED灯丝装置570。
照明设备540还包括包围LED灯丝100的封壳541和安装封壳541的基座542。封壳541可以是至少部分透光的，例如半透明的或透明的。在本实施例中，控制器550被布置在基座542上。在其他实施例中，控制器例如可以被布置在基座内。
基座542还可以被适配为与灯具的插座连接。在本实施例中，基座542例如被适配为连接爱迪生插座。
参考图6，将描述组合不同波长的光以形成不同CCT的白光的构思。
图6是CIE 1931色度图(或CIE 1931颜色空间)的图示，它将波长分布与人类色觉中的感知颜色联系起来。不同的波长12沿着限定颜色空间14的曲线10(光谱轨迹)以纳米为单位标记。在该图的理想颜色表示中，由光谱轨迹10限定的空间14呈现普通人可见的所有颜色(或特别是色度)。然而，由于图6是该图的黑白表示，因此仅示出了轮廓。
此外，在颜色空间14中，示出了黑体轨迹(BBL)16。它图示了理想黑体在被加热到特定温度18时发射的不同颜色的光。沿BBL16发射具有颜色的光的照明设备可以被认为发射白光。
CIE 1931色度图具有这样的性质，如果图中的两个点(例如点22、26)被选择，则沿着连接这两个点的直线(例如线28)的所有中间色点可以通过将与这两个点相对应的两个颜色混合来形成。如果三个点被选择，则由三个点限定的三角形内的所有颜色可以由三个点的三个颜色混合而形成。由于BBL 16是颜色空间14中的曲线，因此必须选择两个以上的色点，以能够沿着更广泛的CCT 18创建BBL的颜色。
具体地，使用发射具有蓝色26的光的LED和包括将一些蓝色26光转换为黄色22光的波长转换材料的封装件，这两个类型的光的发射比可以被适配为使得经组合的光是具有例如7000K的CCT的白光。添加红色24光和绿色20光，经组合的光可以变得更暖(即，CCT较低)。例如，在中间颜色不远离BBL 16的情况下，光可以沿着由直线段形成的线30向下改变到例如2000K的CCT。
发射蓝色26光的LED可以等同于参考图1-图4中的任一个描述的第一类型的LED111、111a、111b。例如，发射蓝色26光的LED可以发射峰值波长在400nm-500nm范围内的光。包括将蓝色26光转换成黄色22光的波长转换材料的封装件可以等同于以上参考图1-图4中的任一个描述的封装件130、230、330。例如，波长转换材料可以被适配为在至少包括500nm-650nm波长的发射带内发射光。发射绿色20光的LED可以等同于上面参考图1-图4中的任一个描述的第二类型的LED 112、112a、112b中的任一个。例如，绿色20LED可以被适配为发射峰值波长在500nm-570nm范围内的光。类似地，发射红色24光的LED可以等同于参考图1-图4中的任一个描述的第三类型的LED 113、113a、113b中的任一个。红色24LED可以被适配为发射峰值波长在590nm-680nm范围内的光。
参考图7，将描述根据一些实施例的波长转换材料的吸收带和LED灯丝的光发射。
图7是波长-强度图，其中波长沿主轴(或X轴)以纳米为单位示出，强度沿辅助轴(或Y轴)以任意(相对)单位示出。针对蓝色LED 30、绿色LED 32和红色/琥珀色LED 34示出了示例性发射光谱。还图示了波长转换材料的示例性吸收光谱36和发射光谱38。
蓝色30LED的发射光谱具有400nm-500nm范围内的峰值波长。更具体地，蓝色光谱30的峰值波长在460nm-480nm的范围内，诸如大约470nm。蓝色光谱30可以等同于由以上参考图1-图4描述的第一类型的任何LED 111、111a、111b发射的光的光谱。
绿色32LED的发射光谱具有500nm-570nm范围内的峰值波长。更具体地，绿色光谱32的峰值波长在520nm-540nm的范围内，诸如大约530nm。绿色光谱32可以等同于由以上参考图1-图4描述的第二类型的任何LED 112、112a、112b发射的光的光谱。
红色34LED的发射光谱具有590nm-680nm范围内的峰值波长。更具体地，红色光谱34的峰值波长在620nm-640nm的范围内，诸如大约625nm。红色光谱34可以等同于由以上参考图1-图4描述的第三类型的任何LED 113、113a、113b发射的光的光谱。
波长转换材料具有覆盖吸收带的吸收光谱36，吸收带包括由蓝色LED发射的波长30。因此，波长转换材料可以吸收和转换由这样的蓝色LED发射的光。
绿色LED的发射光谱32与波长转换材料的吸收光谱36部分重叠。换言之，由这样的绿色LED发射的光对应于处于吸收带边缘的波长，以及处于吸收带之外的波长。波长转换材料因此可以吸收和转换较小部分的绿光。来自所示类型的绿色LED的光大部分被透射。
红色LED的发射光谱34与波长转换材料的吸收光谱不重叠。因此，由这样的红色LED发射的光对应于吸收带之外的波长。由这样的红色LED发射的基本上所有光因此均透射穿过这样的波长转换材料。
波长转换材料的发射光谱38图示了由波长转换材料发射的(经转换的)光的强度根据波长的变化。发射光谱(和带)包括500nm-650nm范围内的波长。更具体地，它包括460nm-750nm范围内的波长。本实施例中所示的波长转换材料是钇铝石榴石荧光体(YAG荧光体)。然而，应当理解，在实现本公开的实施例时可以使用其他波长转换材料。
由采用发射具有光谱30、32、34的光的LED与发射具有光谱38的光的波长转换材料的组合的LED灯丝发射的光可以包括图7中所示的光谱的组合。这样的组合可能出现作为白光。改变由不同LED发射并由波长转换材料转换的光的强度可以导致所发射的光的色温(CCT)发生变化。
本领域技术人员意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，许多修改和变化都是可能的。
例如，虽然LED被描述为布置在载体的第一侧上，但是在其他实施例中，LED可以被布置在载体的多于一侧上。
尽管以上以特定组合描述了特征和元件，但是每个特征或元件可以在没有其他特征和元件的情况下单独使用，或者在具有或不具有其他特征和元件的各种组合中使用。
附加地，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发明时可以理解和实现对所公开实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中列举了某些特征这一事实并不表示这些特征的组合不能被有利地使用。

Claims (14)

1.一种发光二极管LED灯丝(100)，包括：
载体(120)，具有第一侧；
多个LED，被布置在所述第一侧上，所述多个LED包括：
至少一个第一类型的LED(111)，被适配为发射具有在400nm至500nm的范围内的第一峰值波长的光；
至少一个第二类型的LED(112)，被适配为发射具有在500nm至570nm的范围内的第二峰值波长的光；
至少一个第三类型的LED(113)，被适配为发射具有在590nm至680nm的范围内的第三峰值波长的光；以及
封装件(130)，至少包封所述至少一个第一类型的LED，并且至少部分地包封所述第二类型的LED和所述第三类型的LED；
其中所述封装件包括波长转换材料，所述波长转换材料对所述第一峰值波长的吸收系数高于对所述第二峰值波长的吸收系数和对所述第三峰值波长的吸收系数；
其中所述波长转换材料具有至少从500nm延伸至650nm的发射带，并且
其中所述LED灯丝被适配为仅基于由所述至少一个第一类型的LED发射的光而发射至少具有第一相关色温CCT的光；并且所述LED灯丝被适配为基于由所述至少一个第一类型的LED、所述至少一个第二类型的LED和所述至少一个第三类型的LED发射的光而发射至少具有第二CCT的光；
其中所述第一CCT和所述第二CCT之间的差在3000K-5300K的范围内。
2.根据权利要求1所述的LED灯丝，其中所述第一CCT在4000K-7000K的范围内。
3.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯丝，其中由所述第二类型的LED和由所述第三类型的LED发射的光对应于在吸收带之外的或处于所述吸收带边缘的波长，所述波长转换材料被适配为吸收在所述吸收带之内的由所述第一类型的LED发射的光。
4.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯丝，其中所述多个LED被布置成在所述载体的所述第一侧上的一个行。
5.根据权利要求4所述的LED灯丝，其中在所述行中：
每隔两个LED是所述第一类型的LED；
每隔两个LED是所述第二类型的LED；并且
每隔两个LED是所述第三类型的LED。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的LED灯丝，其中所述LED在所述行中以三个一组的方式布置；其中每个组内的LED之间的LED间距小于两个连续组之间的组间距。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的LED灯丝(200)，其中所述多个LED以三个LED为一组的方式布置，每个组包括：
所述至少一个第一类型的LED中的一个LED(111a、111b)；
所述至少一个第二类型的LED中的一个LED(112a、112b)；
所述至少一个第三类型的LED中的一个LED(113a、113b)；
其中
所述第二类型的LED和所述第三类型的LED被布置在沿着所述载体的伸长的大致相同的位置处；
所述第一类型的LED被布置在沿着所述载体的所述伸长的不同位置处，紧邻所述第二类型的LED和所述第三类型的LED的位置；并且
其中每个组的所述第一类型的LED沿着所述载体的所述伸长对准。
8.根据权利要求7所述的LED灯丝，其中每个组的所述第二类型的LED沿着所述载体的所述伸长对准，并且其中每个组的所述第三类型的LED沿着所述载体的所述伸长对准。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的LED灯丝(300)，其中所述封装件(330)被布置为一条线，覆盖所述第一类型的LED，并且部分覆盖所述第二类型的LED和所述第三类型的LED。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的LED灯丝(200)，其中所述封装件(230)被布置为一条线，覆盖所述第一类型的LED、所述第二类型的LED和所述第三类型的LED。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的LED灯丝(400)，其中所述多个LED包括比所述第二类型的LED和所述第三类型的LED更多的所述第一类型的LED。
12.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯丝，其中所述波长转换材料包括至少两个类型的波长转换材料。
13.一种LED灯丝装置(570)，包括：
根据权利要求1-12中任一项所述的至少一个LED灯丝；以及
控制器(543)，被配置为控制去往所述第一类型的LED的电流、去往所述第二类型的LED的电流和去往所述第三类型的LED的电流。
14.一种照明设备(500)，包括：
根据权利要求13所述的LED灯丝装置(570)；
至少部分透光的封壳(541)，所述封壳(541)包围所述LED灯丝装置的所述至少一个LED灯丝；
基座(542)，所述封壳被安装在所述基座上，所述基座被适配为连接到灯具插座。
CN202080077375.1A 2019-11-07 2020-11-03 包括三个类型的led的发光二极管灯丝 Active CN114641646B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19207722 2019-11-07
EP19207722.0 2019-11-07
PCT/EP2020/080722 WO2021089493A1 (en) 2019-11-07 2020-11-03 Light-emitting diode filament comprising three types of leds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114641646A true CN114641646A (zh) 2022-06-17
CN114641646B CN114641646B (zh) 2024-06-28

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120007130A1 (en) * 2009-03-19 2012-01-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device with remote luminescent material
TW201213498A (en) * 2010-06-18 2012-04-01 Koninkl Philips Electronics Nv Light generating method
US20150003038A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-01 Huga Optotech Inc. Led assembly with omnidirectional light field
US20160366745A1 (en) * 2014-02-21 2016-12-15 Philips Lighting Holding B.V. A light emitting module, a lamp, a luminaire and a method of illuminating an object
US20170014538A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 Juha Rantala LED structure and luminaire for continuous disinfection
DE202016103386U1 (de) * 2016-06-27 2017-09-28 BÄ*RO GmbH & Co. KG Leuchte, insbesondere Downlight- und/oder Spotlight-Leuchte, mit einer Lichtquelle
US20180147417A1 (en) * 2015-07-14 2018-05-31 Juha Rantala LED structure and luminaire for continuous disinfection
WO2018132778A1 (en) * 2017-01-13 2018-07-19 Intematix Corporation Narrow-band red phosphors for led lamps
US20190128481A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 GE Lighting Solutions, LLC Led filament lamps with white filament appearance

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120007130A1 (en) * 2009-03-19 2012-01-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device with remote luminescent material
TW201213498A (en) * 2010-06-18 2012-04-01 Koninkl Philips Electronics Nv Light generating method
US20150003038A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-01 Huga Optotech Inc. Led assembly with omnidirectional light field
US20160366745A1 (en) * 2014-02-21 2016-12-15 Philips Lighting Holding B.V. A light emitting module, a lamp, a luminaire and a method of illuminating an object
US20170014538A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 Juha Rantala LED structure and luminaire for continuous disinfection
US20180147417A1 (en) * 2015-07-14 2018-05-31 Juha Rantala LED structure and luminaire for continuous disinfection
DE202016103386U1 (de) * 2016-06-27 2017-09-28 BÄ*RO GmbH & Co. KG Leuchte, insbesondere Downlight- und/oder Spotlight-Leuchte, mit einer Lichtquelle
WO2018132778A1 (en) * 2017-01-13 2018-07-19 Intematix Corporation Narrow-band red phosphors for led lamps
US20190128481A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 GE Lighting Solutions, LLC Led filament lamps with white filament appearance

Also Published As

Publication number Publication date
EP4055314A1 (en) 2022-09-14
JP7179228B2 (ja) 2022-11-28
EP4055314B1 (en) 2023-03-29
US20220390073A1 (en) 2022-12-08
PL4055314T3 (pl) 2023-07-24
JP2022544879A (ja) 2022-10-21
WO2021089493A1 (en) 2021-05-14
US11898707B2 (en) 2024-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140175966A1 (en) Led lamp
US9909723B2 (en) Small form-factor LED lamp with color-controlled dimming
US8911105B2 (en) LED lamp with shaped light distribution
EP3987218B1 (en) Color temperature controllable lighting device comprising different led filaments
TW201135145A (en) Solid-state lamp
US11774045B2 (en) Color controllable LED filament with a smooth transition
US9303857B2 (en) LED lamp with omnidirectional light distribution
JP7179228B2 (ja) ３つのタイプのｌｅｄを備える発光ダイオードフィラメント
WO2020229462A1 (en) Led filament arrangement
WO2017053589A1 (en) Led-based linear lamps and lighting arrangements
CN114641646B (zh) 包括三个类型的led的发光二极管灯丝
EP4136938B1 (en) Color temperature controllable led filament lamp providing improved light quality
JP7362968B2 (ja) 白色発光デバイス
US20230156884A1 (en) Tunable light emitting device
EP4085734A1 (en) Lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant