CN115552169A - Led灯丝和灯 - Google Patents

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CN115552169A CN202180033310.1A CN202180033310A CN115552169A CN 115552169 A CN115552169 A CN 115552169A CN 202180033310 A CN202180033310 A CN 202180033310A CN 115552169 A CN115552169 A CN 115552169A
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T·范博梅尔
R·A·M·希克梅特
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Abstract

本发明涉及一种包括载体(110)的LED灯丝(100)，该载体(110)包括以至少两列LED(150，160)布置的多个LED(140)。多个LED(140)被分组成至少两个不同的LED子集(120，130)，其中第一LED子集(120)被配置为发射第一色温CT1的光，并且第二LED子集(130)被配置为发射第二色温CT2的光，CT2不同于CT1。该至少两个不同的LED子集(120，130)的LED(140)以交替交叉结构被布置在至少两列LED(150，160)中，使得每列(150)包括交替段(132，124)，该交替段(132，124)被配置为分别发射第一色温和第二色温的光。

Description

LED灯丝和灯
技术领域
本发明涉及LED灯丝和包括LED灯丝的灯。
背景技术
在过去的几年中，已经开发了各种类型的灯丝和使用这种灯丝的灯。这种灯丝的示例是LED灯丝。这种灯丝的趋势之一是色温可调性。色温可调的灯丝能够发射具有不同色温的光。然而，在这种色温可调的灯丝中的颜色混合仍然是一个问题。此外，在发生故障的情况下，这种色温可调的灯丝可能看上去断裂。
发明内容
本发明的一个目的是克服至少一些上述问题。
根据第一方面，提供了一种LED灯丝。该LED灯丝包括载体，该载体包括以至少两列LED布置的多个LED；其中该多个LED被分组成至少两个不同的LED子集，其中第一LED子集被配置为发射具有第一色温CT1的光，并且第二LED子集被配置为发射具有第二色温CT2的光，CT2不同于CT1；并且其中至少两个不同的LED子集以交替交叉结构被布置在至少两列LED中，使得每列包括被配置为分别发射第一色温的光和第二色温的光的交替段。由此，可以实现改善的颜色混合和色温可调性。可以选择LED列的数目、LED的子集、每列的交替段和每列的交替段的长度以进一步改善颜色混合。交替段的数目优选地至少为3。交替段的数目可以更优选至少为5。交替段的数目最优选地至少为7，诸如10或15。每列LED优选地包括30个LED。每列LED更优选地包括40个LED。每列LED最优选地包括50个LED，诸如70或120个LED。例如，LED灯丝可以包括被布置成三列LED的多个LED，并且多个LED可以被分组成三个不同的LED子集。第一LED子集可以被配置为发射高色温的光。第二LED子集可以被配置为发射中等色温的光。第三LED子集可以被配置为发射低色温的光。可以实现LED灯丝的进一步改善的外观，例如，LED灯丝可以被设计成在LED子集发生故障的情况下看上去不断裂或看上去较不断裂。发射第一色温的光的第一LED子集和发射第二色温的光的第二LED子集可以通过在不同的LED子集上沉积不同色温的发光磷光体来提供。可替换地，发射第一色温的光的第一LED子集和/或发射第二色温的光的第二LED子集可以由RGB列而不是磷光体转换列来提供。
“交替交叉结构”在此意味着至少两个LED子集沿着至少两列LED的长度被布置成交替段，并且这些交替段彼此交叉。换句话说，至少两列LED包括第一列和第二列。第一LED子集被布置在至少两列LED的第一列和第二列中。第二LED子集也被布置在至少两列LED的第一列和第二列中。例如，发射第一色温的光的第一子集可以由“A”表示。发射第二色温的光的第二子集可以由“B”表示。沿着至少两列LED的第一列的长度的交替段可以是ABAB。沿着至少两列LED的第二列的长度的交替段可以对应地是BABA。至少两列LED沿着它们各自的长度可以具有最少四个交替段，即，ABAB或BABA。至少两列LED沿着它们各自的长度可以具有任何更多数目的交替段。
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结构或非直线结构，诸如例如弯曲结构、2D/3D盘旋或螺旋线。优选地，LED被布置在细长载体上，例如基底，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)。基底可以具有胶，例如基底的表面可以具有胶。胶可被覆盖物所覆盖，使得覆盖物可被移除，并且基底可被固定在表面上。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，诸如半透明的和优选地透明的。LED灯丝可以包括至少部分地覆盖多个LED的至少一部分LED的封装剂。封装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者。封装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光谱的LED光。封装剂可以包括发光材料，该发光材料被配置为将LED光至少部分地转换为转换光。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。
每个LED子集可以包括多个LED，其中LED子集中的多个LED可以电连接，使得每个LED子集可以独立地可控。由此，可以实现可调色温LED灯丝。LED子集中的多个LED可以优选地串联连接。“独立地可控”在此意味着每个LED子集可以是可控的，而与其他LED子集的状态无关。例如，可以接通、断开第一LED子集，或者可以改变第一LED子集的强度，而不论第二LED子集的状态如何。
两列LED之间的距离(D)可以在0.05mm至3mm的范围内。由此，可以实现具有改进的颜色混合的LED灯丝。这可能另外导致单列LED的外观，即，不是分离的LED列。此外，由于可靠性原因，0.05mm至3mm的距离可提供最小所需距离。
每段LED的数目可以至少为3，优选地至少为5，更优选至少为7。由此，可以实现具有改进的颜色混合的LED灯丝。
每个段的长度(LS)可以在5mm至30mm的范围内。由此，可以实现具有改进的颜色混合的LED灯丝。此外，在5mm至30mm范围内的段长度可以不影响或至少可以不显著影响光谱-空间光分布并且可以不增加电路的复杂性。
LED灯丝的长度(LF)可以在3cm至100cm的范围内。低于3cm的LED灯丝长度可能不被认为是LED灯丝。LED灯丝可以根据它们被期望的形状和应用而被提供以各种长度。例如，100cm长的LED灯丝可以用在三维形状的结构中，诸如盘旋或螺旋线形结构。
第一LED子集可以由包括第一发光材料的第一封装剂封装。第二LED子集可以由包括第二发光材料的第二封装剂封装。第一和第二封装剂可以不同。第一和第二封装剂可以在以下一个或多个方面不同：发光材料的浓度、厚度和/或发光材料类型。发光材料可以例如是磷光体(例如，无机磷光体)或磷光体的组合。第一发光材料可以是第一类型的磷光体。第二发光材料可以是第二类型的磷光体。第一LED子集可以包括例如具有包括磷光体的第一封装剂的蓝色LED。第二LED子集可以包括具有包括磷光体的第二封装剂的蓝色和红色LED。
至少两个不同的LED子集可以被放置在载体上，随后分配包括不同发光材料的不同封装剂。在第一列LED的封装剂和第二列LED的封装剂之间可以存在间隙。这种封装剂之间的间隙的存在可以改善由LED灯丝发出的光的空间分布。在第一列LED的封装剂和第二列LED的封装剂之间可以没有间隙。在这些封装剂之间没有间隙可以改善美观性和/或可制造性。
载体可以是柔性的。载体可以是透光的。载体可以是柔性和可折叠的基底。由于载体的折叠或弯曲，柔性或可折叠载体可能需要比刚性载体更多数目的交替段。
载体可以是反射性的并且可以具有两个相对的表面。至少两列LED可以被布置在两个相对表面的第一表面上。两个相对表面的第二表面可以具有按照第一表面上的至少两列LED布置的至少两列LED。由此，由于来自载体的两个相对表面的发射，可以实现更高强度的LED灯丝，具有甚至更加改进的颜色混合。
第一色温(CT1)可以大于2500K(CT1>2500K)。第二色温(CT2)可以小于2500K(CT2<2500K)，其中CT1-CT2>500K。换句话说，第一色温可以对应于暖白色温。第二色温可以对应于冷白色温。上述色温标准可以改善LED灯丝的色温可调性。
根据第二方面，提供了一种灯。该灯包括根据第一方面的LED灯丝。该第二方面通常展现与第一方面相同或对应的优点。
根据第二方面的灯的LED灯丝可以被布置为螺旋线。包括多个LED的载体可以被布置为螺旋线，即，螺旋形的。由此，至少两列LED可以是螺旋形的。灯的LED灯丝可以被布置成任何其它形状。
两列LED可以被布置在距彼此距离D处。螺旋线可具有节距P，其中D<0.3P，优选地D<0.2P，更优选地D<0.1P。螺旋线中每个环的最小段数可以至少为2，更优选至少为3，最优选至少为4。这种最小数目的段可以改善特定的光谱分布。
控制器可以被配置为独立地控制第一LED子集和第二LED子集。由此，第一LED子集和第二LED子集可以是独立可控的。
根据一个备选方面，提供了一种灯。该灯包括LED灯丝，该LED灯丝包括载体，该载体包括以至少两列LED布置的多个LED。根据该备选方面，LED的列被布置在距彼此距离D处。此外，根据该备选方面，LED灯丝被布置为螺旋线，其中该螺旋线具有节距P，其中D<0.3P，优选地D<0.2P，更优选地D<0.1P。至少两列中的第一列被配置为发射第一色温的光，并且至少两列中的第二列被配置为发射第二色温的光。此外，在该备选方面中，在至少两列中没有交替段。
从下面给出的详细描述中，本发明的进一步的应用范围将变得显而易见。然而，应该理解的是，具体实施方式和具体的示例——虽然指示了本发明的优选实施例——但仅仅是以说明的方式给出的，因为从该具体实施方式中，在本发明范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。
因此，应当理解，本发明不限于所描述的设备的特定组成部件或所描述的方法的步骤，因为这样的设备和方法可以变化。还应理解，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制。必须注意的是，如在说明书和所附权利要求中所使用的，冠词“一”，“一个”，“该”和“所述”旨在意味着存在一个或多个元件，除非上下文另外清楚地指明。因此，例如，对“一个单元”或“该单元”的引用可以包括若干设备等。此外，词语“包括”，“包含”，“含有”和类似措辞不排除其他元件或步骤。
附图说明
现在将参照示出本发明实施例的附图更详细地描述本发明的上述和其它方面。附图不应被认为将本发明限制于具体实施例；相反，它们用于解释和理解本发明。
图1示意性地示出了包括被布置成两列的多个LED的LED灯丝。
图2示意性地示出了包括两列的LED灯丝，每列包括两段。
图3示意性地示出了包括两列的LED灯丝，每列包括三段。
图4示意性地示出了包括被布置成两列的多个LED和彩色LED的LED灯丝。
图5a示意性地示出了包括被布置在载体的两个相对表面上的多个LED的LED灯丝。
图5b示意性地示出了图5a中缠绕在卷轴上的LED灯丝。
图6示意性地示出了包括图2所示的LED灯丝的灯。
图7a示意性地示出了包括以螺旋线布置的LED灯丝的灯。
图7b示意性地示出了图7a所示的灯的LED灯丝的放大图。
如图所示，为了说明的目的而夸大了层和区域的尺寸，并且因此提供这些尺寸是为了说明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
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现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例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。
结合图1，示出了LED灯丝。在图1中，方向Y和X分别指示LED灯丝100的纵向和横向方向。在图1中，方向Z指示垂直于X和Y方向的方向。图1所示的LED灯丝100包括载体110。载体110可以具有带有两个相对表面的一维形状。载体110可以具有任何其它形状。图1示出了载体110的前表面。载体110可以是基底。载体110可以是柔性的(诸如柔性基底)。载体110可以是透光的。载体110可以由聚合物和/或聚酰亚胺形成。
图1示出了载体110包括多个LED 140。多个LED 140可以被布置在载体110的表面上。多个LED 140可以以本领域公知的方式布置在载体110的表面上。例如，多个LED 140可以经由胶或焊料附接到载体110。在载体110具有两个相对表面的情况下，载体110的两个相对表面中的每一个可以包括多个LED 140。多个LED 140被布置在至少两列LED 150和160中。图1示出了多个LED 140被布置在两列LED 150和160中。图1所示的两列LED 150和160沿Y方向延伸。多个LED 140可以布置在多于两列的LED 150和160中，诸如三列或四列。两列LED 150、160之间的距离(D)可以在0.05mm至3mm的范围内。LED灯丝100的长度(LF)可以在3至100cm的范围内。
图1还示出了多个LED 140被分组成两个不同的LED子集120、130。每个LED子集120、130可以包括多个LED 140。LED子集120，130中的多个LED可以电连接，使得LED子集120、130可以独立地可控。图1示出了彼此电连接的诸如LED 142、144和146的单个LED。多个LED 140可以以本领域公知的方式彼此连接。例如，多个LED 140可以经由引线键合(wirebond)和/或载体110上的电路连接。每段LED的数目优选地至少为3。每段LED的数目更优选地至少为5。每段LED的数目最优选地至少为7。多个LED 140可以被分组成多于两个的不同LED子集120、130，例如三个子集或四个子集。图1所示的第一LED子集120被配置为发射第一色温(CT1)的光。图1所示的第二LED子集130被配置为发射第二色温(CT2)的光。第二色温(CT2)不同于第一色温(CT1)。第一色温(CT1)可以大于2500K(CT1>2500K)。第二色温(CT2)可以小于2500K(CT2<2500K)。第一色温和第二色温之间的差可以大于500K(CT1-CT2>500K)。第一LED子集120可以由包括第一发光材料的第一封装剂封装。第二LED子集130可以由包括第二发光材料的第二封装剂封装。第一封装剂和第二封装剂可以不同。第一LED子集120的封装剂和第二LED子集130的封装剂可以不同。第一LED子集120和第二LED子集130的封装剂可以具有不同的厚度。可替换地或组合地，第一LED子集120和第二LED子集130的封装剂的发光材料的浓度可以不同。可替换地或组合地，第一LED子集120和第二LED子集130的封装剂的发光材料的类型可以不同。例如，不同色温的发光磷光体可以沉积在LED的不同子集上。多个LED还可以包括彩色LED，例如RGB LED。例如，多个LED 140可以被分组成三个不同的LED子集。第一LED子集可以被配置为发射高色温的光。第二LED子集可以被配置为发射低色温的光。第三子LED集可以包括彩色LED，例如RGB LED。
图1还示出了至少两个不同的LED子集120、130的LED 140以交替交叉结构布置在至少两列LED 150，160中。如图1所示，列150包括交替段132和124，该交替段132和124被配置为分别发射第一色温和第二色温的光。相应地，列160包括被配置为分别发射第一色温和第二色温的光的交替段134和122。图1示出每列包括两段。每个段的长度(LS)可以在5mm至30mm的范围内。
结合图2，示出了另一种LED灯丝100。图2所示的LED灯丝包括被布置成两列LED150和160的多个LED。图2还示出了多个LED被分组成的两个不同LED子集120、130。图2示出了第一列150包括交替段132和124，该交替段132和124被配置为分别发射第一色温和第二色温的光。图2还示出了第二列160包括交替段134和122，该交替段134和122被配置为分别发射第一色温和第二色温的光。图2示出段132和124具有相同的长度，并且段122和134具有相同的长度。然而，132和124可以具有不同的长度，并且段122和134可以具有不同的长度。
结合图3，示出了又一种LED灯丝100。图3所示的LED灯丝包括被布置成两列LED150和160的多个LED。图3还示出了多个LED被分组成的两个不同LED子集120、130。图3示出了第一列150包括交替段132，124和136。段132和136被配置为发射第一色温的光。段124被配置为发射第二色温的光。图3还示出了第二列160包括交替段122，134和126。段134被配置为发射第一色温的光。段122和126被配置为发射第二色温的光。图3示出了段132，124和136具有不同的长度，并且段122，134和126具有不同的长度。
结合图4，示出了又一种LED灯丝100。图4中所示的LED灯丝100类似于图2中所示的LED灯丝100，除了：两个LED子集中的一个包括彩色LED(例如RGB LED)，并且另一LED子集被配置为发射诸如高或低的色温的色温的光。图4示出了第一列150包括交替段132和174，该交替段132和174被配置为分别发射具有色温的光和彩色光。图2还示出了第二列160包括交替段134和172，该交替段134和172被配置为分别发射具有色温的光和彩色光。
结合图5a，示出了包括载体110的LED灯丝100。图5a所示的载体110是反射性的。图5a所示的载体110是柔性的。图5a所示的载体110具有两个相对的表面112，114。图5a示出了至少两列LED 150，160被布置在两个相对表面112，114的第一表面112上。图5a还示出了两个相对表面112，114的第二表面114也包括至少两列LED 150′、160′。被布置在两个相对表面112，114的第二表面114上的两列LED 150′、160′按照第一表面112上的至少两列LED150，160布置。换句话说，被布置在两个相对表面112，114的第二表面114上的两列LED150′，160′以与被布置在两个相对表面112，114的第一表面112上的LED 150，160列类似的方式布置。图5b示意性地示出了缠绕在卷轴上的图5a的LED灯丝。图5a和5b所示的LED灯丝100可以用于装饰性目的。
结合图6，示出了灯200。图6所示的灯包括LED灯丝100。图6所示的LED灯丝100类似于上述图2的LED灯丝。灯200还包括外壳210。外壳210可以是传统的外壳。外壳210可以是任何商用外壳。图6还示出灯200包括灯帽220。灯帽220可允许灯200安全且方便地连接到灯保持器。灯帽210可以包括用于向LED和LED灯丝100提供电力的电子部件。灯200还可以包括控制器，该控制器被配置为独立地控制不同的LED子集，诸如第一LED子集120和第二LED子集130。控制器还可以用于包括LED灯丝100的照明设备或照明器，即，不仅用于灯200。
结合图7a，示出了另一种灯200。图7a所示的灯200包括LED灯丝100。图7b示出了图7a所示的LED灯丝100的放大图。图7a和图7b所示的LED灯丝100包括反射柔性载体110。图7a和图7b中所示的LED灯丝100被布置为螺旋线。图7a和图7b所示的LED灯丝100包括被布置成两列LED 150，160的多个LED。两列LED 150，160可以被布置在距彼此距离(D)处。螺旋线可以具有节距(P)。两列LED 150，160之间的距离D可以优选地小于节距的30％(D<0.3P)。两列LED 150，160之间的距离D可以更优选地小于节距的20％(D<0.2P)。两列LED 150，160之间的距离D可以最优选地小于节距的10％(D<0.1P)。
此外，从对附图、公开内容和所附权利要求的研究中，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的实施例的变型。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“一个”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纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种LED灯丝(100)，包括：
载体(110)，所述载体(110)包括以至少两列LED(150，160)布置的多个LED(140)；
其中所述多个LED(140)被分组成至少两个不同的LED子集(120，130)，其中第一LED子集(120)被配置为发射第一色温CT1的光，并且第二LED子集(130)被配置为发射第二色温CT2的光，CT2不同于CT1；以及
其中所述至少两个不同的LED子集(120，130)的LED(140)以交替交叉结构被布置在所述至少两列LED(150，160)中，使得每列(150)包括交替段(132，124)，所述交替段(132，124)被配置为分别发射所述第一色温的光和所述第二色温的光。
2.根据权利要求1所述的LED灯丝(100)，其中每个LED子集(120，130)包括多个LED(140)，其中LED子集(120，130)中的所述多个LED(140)被电连接为使得每个LED子集(120，130)是独立可控的。
3.根据权利要求1或2所述的LED灯丝(100)，其中所述两列LED(150，160)之间的距离(D)在0.05mm至3mm的范围内。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的LED灯丝(100)，其中每段的LED数目至少为3，优选地至少为5，更优选地至少为7。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的LED灯丝(100)，其中每个段(122)的长度(LS)在5mm至30mm的范围内。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的LED灯丝(100)，其中所述LED灯丝(100)的长度(LF)在3cm至100cm的范围内。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的LED灯丝(100)，其中所述第一LED子集(120)由包括第一发光材料的第一封装剂封装，其中所述第二LED子集(130)由包括第二发光材料的第二封装剂封装，并且其中所述第一封装剂和所述第二封装剂是不同的。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的LED灯丝(100)，其中所述载体(110)是柔性的。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的LED灯丝(100)，其中所述载体(110)是透光的。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的LED灯丝(100)，其中所述载体(110)是反射性的并且具有两个相对表面(112，114)，其中所述至少两列LED(150，160)被布置在所述两个相对表面(112，114)的第一表面(112)上，并且其中所述两个相对表面(112，114)的第二表面(114)具有按照所述第一表面(112)上的所述至少两列LED(150，160)布置的至少两列LED(150′，160′)。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的LED灯丝(100)，其中CT1>2500K并且CT2<2500K，并且其中CT1-CT2>500K。
12.一种灯(200)，包括根据权利要求1-11中任一项所述的LED灯丝(100)。
13.根据权利要求12所述的灯(200)，其中所述LED灯丝(100)被布置为螺旋线。
14.根据权利要求13所述的灯(200)，其中所述两列LED(150，160)被布置在距彼此距离(D)处，并且其中所述螺旋线具有节距(P)，其中D<0.3P，优选地D<0.2P，更优选地D<0.1P。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的灯(200)，还包括控制器，所述控制器被配置为独立地控制所述第一LED子集(120)和所述第二LED子集(130)。
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