CN213629939U - 发光二极管灯丝及发光二极管球泡灯 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管灯丝，包括LED段、导体段、至少两个电极以及光转换层，其特征在于，导体段位于相邻两LED段之间，电极对应于LED段配置，且电性连接LED段，相邻两LED段通过导体段相互电性连接；LED段包括至少两个LED芯片，LED芯片间相互电性连接，光转换层覆盖于LED段、导体段与电极，并分别使两个电极的一部分外露。本发明因发光二极管灯丝结构区分为LED段和导体段，因此发光二极管灯丝在弯折时容易将应力集中于导体段，使LED段中连接相邻LED芯片的导线在弯折时减少了断裂的机率，提升了发光二极管灯丝及其应用发光二极管球泡灯的整体质量。

Description

发光二极管灯丝及发光二极管球泡灯
技术领域
本发明涉及照明领域，具体涉及一种发光二极管(LED)灯丝及其应用的发光二极管球泡灯。
背景技术
几十年来，白炽灯泡被广泛用于家庭或商业场合的照明，然而，白炽灯泡在能源运用方面通常较没有效率，大约有90％的能源输入会转为以热的形式散逸。且因为白炽灯泡极有限的寿命(约1,000小时)，因此需要经常更换。这些传统灯泡逐渐被其他更有效率的电灯取代，如荧光灯、高强度气体放电灯、发光二极体(LED)等。在这些电灯中，LED灯具是最引人注目的照明技术。LED灯具有使用寿命长、体积小、环保等优点，因此其应用不断增长。
近年来，市面上已有具有LED灯丝的LED球泡灯。目前市面上利用LED灯丝作为发光源的LED球泡灯仍有以下问题待改善：
首先，采用LED硬灯丝具有基板(例如：玻璃基板)，以及在其基板上的许多LED 芯片。不过LED球泡灯的照明效果需倚赖多根硬灯丝组合，才能产生较佳的照明效果，单一硬灯丝的照明效果则无法满足市场上普遍的需求。传统球泡灯具有钨丝，由于钨丝的自然可弯折的性质而能够产生均匀的出光，然而LED硬灯丝难以达到这种均匀的光的效果。让LED灯丝难以达到这种效果的原因有很多种，除了前述的不可弯折之外，其一是基板会挡住LED所发出的光线，再者LED产生的光为点光源，这会导致光线集中。而与之相反的，均匀的光线分布会产生均匀的光照效果，另一方面，集中的光线分布则会导致不均匀且集中的光照效果。
另外，还有一种LED软灯丝，其与上述的灯丝结构类似，而玻璃基板的部分改用具有可挠性基板(以下简称FPC)，使得灯丝可具有一定的弯折度。然而，利用FPC所制成的软灯丝具有例如FPC热膨胀系数与包覆灯丝的硅胶不同，长久使用导致LED芯片的移位甚至脱胶；或者是FPC不利于制程条件的灵活改变等缺点。除此之外，灯丝结构在弯折时对芯片间金属打线的稳定性存在挑战，当灯丝中芯片的排布缜密时，如果通过金属打线的方式将相邻的LED芯片进行连接，容易由于灯丝弯曲时造成应力过于集中在灯丝特定部位，使连接LED 芯片的金属打线造成破坏甚至断裂，
另外，LED灯丝一般是设置于LED球泡灯之中，而为了呈现外观上的美感，也为了让LED灯丝的光照效果更为均匀且广阔，LED灯丝会被弯折而呈现多种曲线。不过LED灯丝中排列着LED芯片，而LED芯片是相对较坚硬的物体，因此会使得LED灯丝较难被弯折成理想的形状。并且，LED灯丝也容易因为弯折时的应力集中而产生裂痕。
现有一种LED球泡灯，为了增加外观上的美感并使光照效果更均匀，其设置有多条LED灯丝，并将多条LED灯丝设置为不同的摆放角度。不过，由于单一LED球泡灯中需要装设多条LED灯丝，且须这些LED灯丝都需要被个别固定，如此将使制程更加繁琐，提高生产成本。
另外，由于LED灯丝对于点亮的驱动要求与传统的钨丝灯有着本质上的差异。对于LED球泡灯而言，如何设计一个电源电路，使其能够给出稳定的电流使LED灯丝在点亮时的纹波足够低，进而令使用者不至于感受到闪烁，是其中一个设计考虑。其次，由于空间上的限制，如何在实现所需光效及驱动要求的前提下设计出足够简单并且足以容纳至灯头空间的电源电路，也是一个值得关注的重点。
专利号为CN202252991U公开了芯片的上下面或者其四周分别涂布荧光粉，芯片固定在柔性PCB板上并通过绝缘胶粘接封装，绝缘胶是环氧树脂胶；芯片的电极通过金线连接柔性PCB板上的电路；柔性PCB板呈透明或半透明状，柔性PCB板是在聚酰亚胺或聚酯薄膜基板上印刷电路制作而成，采用柔性PCB板代替铝基板支架灯散热部件，改善散热。专利公开号为CN105161608A公开了一种LED灯丝发光条及其制备方法，其采用互不重叠的芯片发光面之间面面对应排布，提高出光均匀性及改善散热。专利公开号为CN103939758A公开了载体的承载面与LED芯片之间的结合面之间形成有透明且导热的散热层，用以与所述LED芯片进行热交换。前述专利分别采用PCB板、调整芯片排布或形成散热层，虽在一定程度上能改善灯丝散热，但因散热效率低，热量易积聚。最后，专利公开号为CN204289439U公开了一种全周发光的LED灯丝，包括混有荧光粉的基板，设置于所述基板上的电极，安装在所述基板上的至少一个LED芯片，以及覆盖于所述LED芯片上的封装胶。通过含有荧光粉的硅树脂形成的基板，免除了玻璃或蓝宝石作为基板的成本，使用所述基板制作的灯丝避免了玻璃或蓝宝石对芯片出光的影响，实现了360度出光，出光均匀性和光效大大提高。但基板因采用硅树脂形成，亦存在耐热性不佳的缺点。
发明内容
特别注意，本公开可实际包括当前要求保护或尚未要求保护的一个或多个发明方案，并且在撰写说明书的过程中为了避免由于这些可能发明方案之间的不必要区分而造成的混淆，本文可能的多个发明方案可在此被共同称为“(本)发明”。
在此概要描述关于“本发明”的许多实施例。然而所述词汇“本发明”仅仅用来描述在此说明书中揭露的某些实施例(不管是否已在权利要求项中)，而不是所有可能的实施例的完整描述。以下被描述为“本发明”的各个特征或方面的某些实施例可以不同方式合并以形成一LED球泡灯或其中一部分。
根据本发明的一个实施例，公开一种LED灯丝，包括LED芯片、电极、第一光转换层，其特征在于，还包括PI膜与铜箔，所述PI膜的上表面上贴覆所述铜箔以及所述LED芯片，所述铜箔位于相邻两LED芯片之间；所述电极对应于所述LED芯片配置，所述LED芯片与所述铜箔、所述LED芯片与所述电极通过导线进行电性连接；LED芯片具有p接面和n接面，导线包括与LED芯片的p接面相连接的第一导线和与LED芯片的n接面相连接的第二导线，第一光转换层覆盖单个LED芯片与此LED芯片相连接的第一导线和第二导线，第一光转换层的数量与LED芯片的数量相同。
可选的，所述铜箔上表面具有镀银层，镀银层上设有保焊膜层，保焊膜层的厚度为30～50um。
可选的，所述第一光转换层覆盖所述铜箔的两端，所述铜箔的两端被所述第一光转换层覆盖的面积、平均厚度相等或不相等，所述第一光转换层覆盖所述铜箔的上表面面积的30～40％。
可选的，所述第一光转换层覆盖所述铜箔，所述铜箔的两端被所述第一光转换层覆盖的面积、平均厚度与所述铜箔的中间被所述第一光转换层覆盖的面积、平均厚度不相等，所述铜箔的中间被所述第一光转换层覆盖的厚度为30～50um。
可选的，所述电极为位于灯丝头尾两端并延伸超过所述PI膜的铜箔。
可选的，所述PI膜的下表面覆盖第二光转换层，第二光转换层具有倾斜侧面或带有弧形的倾斜侧面，PI膜的上表面与其下表面相对应。
可选的，第一光转换层的表面呈弧形，弧形的高度由中间往两侧逐渐降低，弧形两侧与PI膜的夹角为锐角或钝角。
根据本发明的另一个实施例，公开一种LED灯丝，包括LED段、导体段、至少两个电极以及光转换层，导体段位于相邻两LED段之间，电极对应于LED段配置，且电性连接LED段，相邻两LED段通过导体段相互电性连接；LED段包括至少两个LED芯片，LED 芯片间通过导线相互电性连接；光转换层覆盖于LED段、导体段与电极，并分别使两个电极的一部分外露。
可选的，导体段包括连接LED段的导体，导线的长度小于导体的长度
可选的，光转换层可至少具有一顶层及一基层。
根据本发明的另一个实施例，公开一种LED灯丝，包括LED段、导体段、至少两个电极以及光转换层，导体段位于相邻两LED段之间，电极对应于LED段配置，且电性连接LED段，导体段位于相邻两LED段之间，导体段与LED段通过导线进行电性连接。
可选的，LED段包括至少两个LED芯片，LED芯片间通过导线相互电性连接。
可选的，导体段可包括波浪状的凹陷结构、波浪状的凸起结构或螺旋结构。
可选的，LED灯丝可包括辅助条，辅助条贯穿导体段。
可选的，导体段中的导体具有波浪状的结构。
可选的，LED段与导体段分别具有不同的颗粒，或LED段与导体段的光转换层是由不同的材质制成。
根据本发明的另一个实施例，公开一种LED灯丝，包括基层以及设置于所述基层上的芯片和顶层；顶层两侧自然塌陷形成具有圆弧状的表面，在LED灯丝的高度方向上，基层的厚度小于或等于顶层的厚度。
可选的，顶层的荧光粉浓度可大于基层的荧光粉浓度。
可选的，在LED灯丝的宽度方向上，基层或顶层的宽度W1与芯片的宽度W2 之间的比例关系为W1：W2＝1:0.8～0.9。
根据本发明的另一个实施例，公开一种LED灯丝，包括多个LED芯片单元、导体、至少两个电极；导体位于相邻两LED芯片单元之间，LED芯片单元处于不同的高度，电极对应于LED芯片单元配置，且通过导线电性连接LED芯片单元，相邻两LED芯片单元通过导体相互电性连接，导体与灯丝的长度延伸方向的夹角为30°～120°。
根据本发明的另一个实施例，本发明提出一种适于制作灯丝基材或光转换层的组合物，此组合物至少包含主材料、改性剂以及添加剂。主材料为一种有机硅改性聚酰亚胺，改性剂为一种热固化剂，添加料则是添加于主材料中的微粒子，可包含荧光粉、散热粒子以及偶联剂。
根据本发明的另一个实施例，本发明提出一种适于制作灯丝基材或光转换层的组合物，此组合物中的主材料为一种有机硅改性聚酰亚胺，是一种含有硅氧烷的聚酰亚胺，其中，有机硅改性聚酰亚胺，包括通式(Ⅰ)所表示的重复单元：
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000041
可选的，通式(Ⅰ)中，Ar1为具有苯环或脂环式烃结构的4价有机基团，Ar2为2 价有机基团，R分别独立地选自甲基或苯基，n为1～5。
可选的，其中所述Ar1是具有单环系脂环式烃结构或含有桥环的脂环式烃结构的4价有机基团。
可选的，根据本发明的另一实施方式，其中所述Ar2为具有单环系的脂环式烃结构的2价有机基团。
根据本发明的另一个实施例，公开一种LED球泡灯，所述LED球泡灯包括灯壳、灯头、两个导电支架、芯柱与LED灯丝。所述灯头连接所述灯壳，所述两个导电支架设置于所述灯壳中，所述芯柱自所述灯头延伸至所述灯壳内，而所述LED灯丝包括多个LED芯片与两个电极。所述LED芯片沿着所述LED灯丝的延伸方向排成阵列，所述两个电极分别设置于所述LED灯丝的两端且连接所述LED芯片，且所述两个电极分别连接所述两个导电支架。所述LED灯丝弯曲以满足对称特性，所述对称特性为：当所述LED球泡灯的顶视图呈现于定义有四个象限的二维坐标系中，且此四个象限具有横越所述芯柱的X轴、横越所述芯柱的Y轴与原点，所述LED灯丝在所述顶视图中位于第一象限的部分所呈现的亮度，会相对于Y轴对称于所述LED灯丝在所述顶视图中位于第二象限的部分所呈现的亮度及/或相对于原点对称于所述LED灯丝在所述顶视图中位于第三象限的部分所呈现的亮度；以及当所述 LED球泡灯的侧视图呈现于定义有四个象限的二维坐标系中，且此四个象限具有对齐所述芯柱的Y’轴、横越Y’轴的X’轴与原点，所述LED灯丝在所述侧视图中位于第一象限的部分所呈现的亮度，会相对于Y’轴对称于所述LED灯丝在所述侧视图中位于第二象限的部分所呈现的亮度。
根据本发明的另一个实施例，公开一种LED球泡灯，所述LED球泡灯包括灯壳、灯头、两个导电支架、芯柱与LED灯丝。所述灯头连接所述灯壳，所述两个导电支架设置于所述灯壳中，所述芯柱自所述灯头延伸至所述灯壳内，而所述LED灯丝包括多个LED芯片与两个电极。所述LED芯片沿着所述LED灯丝的延伸方向排成阵列，所述两个电极分别设置于所述LED灯丝的两端且连接所述LED芯片，且所述两个电极分别连接所述两个导电支架。所述LED灯丝弯曲以满足对称特性，所述对称特性为：当所述LED球泡灯的顶视图呈现于定义有四个象限的二维坐标系中，且此四个象限具有横越所述芯柱的X轴、横越所述芯柱的Y轴与原点，所述LED灯丝在所述顶视图中位于第一象限的部分的结构，会相对于Y 轴对称于所述LED灯丝在所述顶视图中位于第二象限的部分的结构及/或相对于原点对称于所述LED灯丝在所述顶视图中位于第三象限的部分的结构；以及当所述LED球泡灯的侧视图呈现于定义有四个象限的二维坐标系中，且此四个象限具有对齐所述芯柱的Y’轴、横越Y’轴的X’轴与原点，所述LED灯丝在所述侧视图中位于第一象限的部分的结构，会相对于Y’轴对称于所述LED灯丝在所述侧视图中位于第二象限的部分的结构。
根据本发明的一个实施例，公开一种LED球泡灯，所述LED球泡灯包括灯壳、灯头、两个导电支架、芯柱与LED灯丝。所述灯头连接所述灯壳，所述两个导电支架设置于所述灯壳中，所述芯柱自所述灯头延伸至所述灯壳内，而所述LED灯丝包括多个LED芯片与两个电极。所述LED芯片沿着所述LED灯丝的延伸方向排成阵列，所述两个电极分别设置于所述LED灯丝的两端且连接所述LED芯片，且所述两个电极分别连接所述两个导电支架。所述LED灯丝弯曲以满足对称特性，所述对称特性为：当所述LED球泡灯的顶视图呈现于定义有四个象限的二维坐标系中，且此四个象限具有横越所述芯柱的X轴、横越所述芯柱的Y轴与原点，所述LED灯丝在所述顶视图中位于第一象限的部分的长度，会等于所述 LED灯丝在所述顶视图中位于第二象限的部分的长度及/或等于所述LED灯丝在所述顶视图中位于第三象限的部分的长度；以及当所述LED球泡灯的侧视图呈现于定义有四个象限的二维坐标系中，且此四个象限具有对齐所述芯柱的Y’轴、横越Y’轴的X’轴与原点，所述LED 灯丝在所述侧视图中位于第一象限的部分的长度，会等于所述LED灯丝在所述侧视图中位于第二象限的部分的长度。
根据本发明的另一个实施例，公开一种LED球泡灯的出光光谱示意图，所述LED 球泡灯可以是先前的各实施例所揭示的任一LED球泡灯，所述LED球泡灯的光谱主要分布于波长400nm至800nm之间，且在此范围中的三处出现有三个峰值P1、P2、P3；峰值P1 约在波长430nm至480nm之间，峰值P2约在波长580nm至620nm之间，而峰值P3约在波长680nm至750nm之间；在强度上，峰值P1的强度小于峰值P2的强度，而峰值P2的强度小于峰值P3的强度。
根据本发明的另一个实施例，公开一种LED电源模块，所述电源模块设于LED 球泡灯灯头内，所述电源模块包括整流电路、滤波电路以及驱动电路。所述整流电路耦接第一接脚与第二接脚，以接收外部驱动信号。所述第一接脚与所述第二接脚分别连接至所述灯头的第一区域及第二区域，其中所述第一区域及所述第二区域电性独立。所述整流电路用以对外部驱动信号进行整流，藉以输出整流后信号。滤波电路耦接所述整流电路，用以对所述整流后信号进行滤波，并据以产生滤波后信号。驱动电路耦接所述滤波电路和所述LED发光部，用以对所述滤波后信号进行电源转换，并据以产生驱动电源，其中所述LED发光部响应于所述驱动电源而点亮。
本发明由于采用了以上技术方案，至少可达成了以下所述有益效果之一或其任意组合：(1)在LED灯丝基板上粘贴有铜箔和LED芯片，每个LED芯片及与LED芯片相连接的第一导线和第二导线单独用第一光转换层包裹，增加了热辐射面积，提升了散热效果和出光效率；(2)可实现灯丝弯折点亮，降低了导线的脱落概率，增加了产品的可靠度；(3) 将LED灯丝结构区分为LED段和导体段，因此LED灯丝在弯折时容易将应力集中于导体段，使LED段中连接相邻芯片的金线在弯折时减少断裂的机率，藉此提升LED灯丝整体质量；此外，导体段采用铜箔结构，减少金属打线长度，进一步降低导体段金属打线断裂的机率； (4)透过理想公式设计LED灯丝结构，可提升整体发光效率；(5)导体或连接LED芯片单元与导体的导线与LED灯丝的长度延伸方向存在夹角，可有效减少灯丝弯折时在导体截面积上的内用力，同时减少了LED灯丝弯折断裂的机率，提升了LED灯丝的整体质量；(6)(材料)以有机硅改性聚酰亚胺作为主体，添加热固化剂后所得的有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物具有优异的耐热性能、机械强度和透光性；而采用有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物作为灯丝基材，灯丝具有良好的可饶性，使灯丝呈现出多样的形状，实现360°全周光照明；(7)LED 球泡灯包括有单一LED灯丝，且LED灯丝具有对称特性，此种对称特性有助于产生均匀、宽广的光线分布，使得LED球泡灯能够产生全周光的效果；(8)特殊的光谱设计，有别于传统LED光谱分布图形，更接近传统白炽光的光谱分布，也接近自然光的光谱分布，提升人体对光照的舒适性；以及(9)电源电路能够给出稳定的电流使LED灯丝在点亮时的纹波足够低，进而令使用者不至于感受到闪烁。
附图说明
图1A与图1B所示为根据本发明一实施例的LED球泡灯示意图；
图2所示为本发明发光部一实施例的立体局部剖面示意图；
图3A至3F所示为本发明LED灯丝实施例的立体局部剖面示意图；
图4A至4F所示为本发明的分段式LED灯丝的多个实施例的结构示意图；
图4G所示为图4F的LED灯丝的弯折状态的示意图；
图4H至图4K所示为本发明的分段式的LED灯丝的多个实施例的结构示意图；
图5所示为本发明LED灯丝一实施例的立体局部剖面示意图；
图6A所示为本发明的分段式的LED灯丝的另一实施例的结构示意图；
图6B至图6J所示为本发明的分段式的LED灯丝的多个实施例的结构示意图；
图6K与图6L所示为本发明的分段式的LED灯丝的另一实施例的立体示意图；
图6M所示为图6L的局部顶视图；
图7所示为本发明LED灯丝层状结构一实施例的结构示意图；
图8所示为本发明灯丝层状结构不同实施例的截面示意图；
图9所示为本发明灯丝层状结构不同实施例的截面示意图；
图10所示为本发明灯丝封装构造不同实施例的截面图；
图11所示为本发明灯丝封装构造不同实施例的截面图；
图12所示为本发明LED灯丝截成两部分示意的一实施例的截面图；
图13所示为本发明LED灯丝截成两部分示意的一实施例的截面图；
图14A所示为本发明灯丝层状结构不同实施例的截面示意图；
图14B所示为出本发明灯丝导体一实施例的俯视图；
图14C所示为出本发明灯丝导体一实施例的俯视图；
图14D所示为出本发明灯丝导体一实施例的侧视图；
图14E至图14I分别所示为出本发明灯丝导体一实施例的底视图；
图14J至图14M所示为增加接合强度的灯丝层状结构的一实施例，其中图14J所示为导体的立体图，图14K所示为顶层、导体及基层的立体图，图14L、图14M所示为图14K中E1-E2线的两种不同情况下的截面图；
图14N所示为本发明导体的一实施例的截面示意图；
图14O所示为本发明图14A所示灯丝的一种弯折方式；
图15所示为本发明灯丝封装构造不同实施例的截面图；
图16所示为本发明灯丝封装构造不同实施例的截面图；
图17A至图17D所示为本发明灯丝中不同实施例的横切面示意图；
图17E和图17F所示为图17A、17B中增加芯片摆放的示意图；
图18所示为本发明LED芯片发出的光经过的界面示意图；
图19A所示为LED灯丝单元在LED灯丝轴向方向上的横截面示意图；
图19B所示为LED灯丝单元在LED灯丝径向方向上的横截面示意图；
图20A和图20B所示为不同顶层420a形状的LED灯丝单元400a1的截面图；
图20C所示为本发明灯丝中不同实施例的横切面示意图；
图21A至图21I所示为本发明的不同实施例的俯视示意图；
图22A所示为本发明LED灯丝层状结构一实施例的结构示意图；
图22B所示为一实施例的LED芯片焊线的结构示意图；
图23所示为加入热固化剂前后的聚酰亚胺TMA分析图；
图24所示为不同规格散热粒子的粒度分布图；
图25A所示为本发明有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物复合膜的SEM图；
图25B和图25C所示为本发明有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物复合膜实施例的截面示意图；
图26A所示为使用本发明LED灯丝的LED球泡灯的示意图；
图26B所示为图26A的虚线圆圈处的放大截面图；
图26C所示为图26A的LED球泡灯的LED灯丝在顶视图的投影；；
图27A所示为使用本发明LED灯丝的另一LED球泡灯的示意图；
图27B所示为图27A的LED球泡灯的前视图；
图27C所示为图27A的LED球泡灯的顶视图；
图27D为图27B的LED灯丝呈现在定义有四个象限的二维坐标系中；
图27E为图27C的LED灯丝呈现在定义有四个象限的二维坐标系中；
图28A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图；
图28B所示为图28A的LED球泡灯的侧视图；
图28C所示为图28A的LED球泡灯的顶视图；
图29A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图；
图29B所示为图29A的LED球泡灯的侧视图；
图29C所示为图29A的LED球泡灯的顶视图；
图30A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图；
图30B所示为图30A的LED球泡灯的侧视图；
图30C所示为图30A的LED球泡灯的顶视图；
图31A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图；
图31B所示为图31A的LED球泡灯的侧视图；
图31C所示为图31A的LED球泡灯的顶视图；
图32A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图；
图32B所示为图32A的LED球泡灯的侧视图；
图32C所示为图32A的LED球泡灯的顶视图；
图33A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图；
图33B所示为图33A的LED球泡灯的侧视图；
图33C所示为图33A的LED球泡灯的顶视图；
图34A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图；
图34B所示为图34A的LED球泡灯的侧视图；
图34C所示为图34A的LED球泡灯的顶视图；
图35A至图35C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图36A至图36C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图37A至图37C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图38A至图38C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图39A至图39C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图40A至图40C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图41A至图41C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图42A至图42C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图43A至图43C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图44A至图44C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图45A至图45C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图46A至图46C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图47A与图47B所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图与顶视图；
图48A至图48C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图49A至图49C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图50A至图50C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；
图51A至图51C所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图与顶视图；以及
图52A至图52D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图53A至图53D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图54A至图54D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图55A至图55D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图56A至图56D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图57A至图57D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图58A至图58D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图59A至图59D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图60A至图60D所示分别为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图、侧视图、另一侧视图与顶视图；
图61所示为本发明的一个实施例的LED球泡灯的出光光谱示意图；
图62所示为本发明的另一个实施例的LED球泡灯的出光光谱示意图；
图63A至图63C所示为本发明一实施例的LED灯丝电路示意图；
图64A至图64C所示为本发明另一实施例的LED灯丝电路示意图；
图65A至图65D所示为本发明另一实施例的LED灯丝电路示意图；
图66A至图66E所示为本发明另一实施例的LED灯丝电路示意图；
图67所示为根据发明一实施例的LED球泡灯的电源模块的电路方块示意图；
图68A所示为根据本发明第一较佳实施例的整流电路的电路示意图；
图68B所示为根据本发明第二较佳实施例的整流电路的电路示意图；
图69A所示为根据本发明第一较佳实施例的滤波电路的电路示意图；
图69B所示为根据本发明第二较佳实施例的滤波电路的电路示意图；
图70所示为根据本发明较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图；
图71A至图71D所示分别为根据本发明不同实施例的驱动电路的信号波形示意图；
图72A所示为本发明第一较佳实施例的驱动电路的电路示意图；及
图72B所示为本发明第二较佳实施例的驱动电路的电路示意图。
具体实施方式
本公开提供了一种新的LED灯丝及其应用的LED球泡灯，将参照附图在下面的实施例中描述本公开。本文中所呈现的本发明的各种实施例的下列描述仅用于图示和示例的目的，而不是旨在排他性的或限于所公开的确切形式。这些示例实施例仅仅是示例，并且不需要本文提供的细节的许多实施方式和变化是可能的。还应强调的是，本公开提供了替代示例的细节，但是这些替代的陈列不是排他性的。而且，各种示例之间的任何细节的一致应被理解为需要这样的细节，毕竟对于本文中描述的每个特征陈列每一种可能的变化是不实际的。
在附图中，构件的尺寸和相对尺寸可以为了清楚而放大。整个附图中，相同的附图标记指代相同的组件。
本文所使用的技术术语仅仅是为了描述具体实施例，而不是旨在限制本发明。在本文所使用的术语中，单数形式“一(a)”或“一个(an)”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。在本文所使用的术语中，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列术语中的任一术语和所有组合，并且可简写为“/”。
应理解的是，尽管本文可能使用了术语第一、第二、第三等来描述各种组件、构件、区域、层或步骤，但是这些组件、构件、区域、层和/或步骤不应受这些术语限制。除非上下文另外指出，否则这些术语仅用于将一个组件、构件、区、层或步骤与另一组件、构件、区域、层或步骤进行区分，例如作为命名约定。因此，在不偏离本发明的教导的情况下，下面在说明书中的一个章节中讨论的第一组件、构件、区、层或步骤可在说明书的另一章节中或权利要求中被命名为第二组件、构件、区域、层或步骤。此外，在某些情况下，即使在说明书中不使用“第一”、“第二”等描述术语，但是该术语可能在权利要求书中仍被称为“第一”或“第二”以对记载的不同组件进行彼此区分。
还应理解的是，当在说明书中使用术语“包括”或“包含”时，这些术语列举所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、组件和/或构件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、组件和/或构件的存在或添加。
应理解，当组件被称为“连接”或“耦接”到另一组件或另一组件“上”时，该组件可以直接连接或耦接到另一组件或另一组件上，或者可以存在中间组件。相反，当组件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一组件时，不存在中间组件。用于描述组件之间的关系的其它词语应以类似的方式(例如，“之间”与“直接之间”，“相邻”与“直接相邻”等) 进行解释。然而，本文使用的术语“接触”指直接接触(即，触碰)，除非上下文另外指出。
本文所描述的实施例将通过理想的示意图参照平面图和/或剖视图来描述。因此，示例性视图可取决于制造技术和/或公差进行修改。因此，所公开的实施例不限于在视图中所示的那些，而是包含在制造工艺的基础上形成的配置的变型。因此，在图中示例的区域可具有示意性质，并在图中所示的区域的形状可示例性列举组件的区域的形状，但本发明的各方面并不限于此。
本文可使用空间相对术语，如“在...之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等以便于描述附图中所示的一个组件或特征与另一组件或特征的关系。但应理解的是，除附图中描绘的取向之外，空间相对术语旨在涵盖器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的器件被翻转，那么被描述为在其它组件或特征“下方”或“之下”的组件或特征将被取向成在其它组件或特征“上方”。因此，术语“下方”可以涵盖上方和下方的取向。所述装置可以其它方式取向(旋转90度或者在其它取向)，并且本文使用的空间相对描述都应被相应地解释。
本文参照取向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其它量度时使用的术语如“相同”、“相等”、“平面”或“共面”不一定意味着恰好相同取向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其它量度，而是旨在涵盖例如由于制造工艺可能导致的可接受变化范围内的几乎相同取向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其它量度。在本文中可使用术语“基本”来反映该含义。
术语如“约”或“大约”可反映仅以相对小的方式和/或以不显着改变某些组件的操作、功能或结构的形式变化的尺寸、取向或布局。例如，从“约0.1至约1”的范围可涵盖例如在0.1附近偏差0％-5％以及在1附近偏差0％至5％的范围，特别是如果这种偏差维持与所列范围相同的影响。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本公开所述领域普通技术人员通常理解的相同的含义。还应理解，术语，例如那些在常用字典中定义的，应当被解释为具有与它们在相关领域和/或本申请的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想化的或过于形式化的意义进行解释，除非本文明确如此定义。
请参阅图1A及1B，图1A及1B为本发明的第一实施例及第二实施例的结构示意图。图中可以看出，LED球泡灯1a、1b包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、设于灯壳 12内的至少二导电支架51a、51b、设于灯头内且电性连接导电支架51a、51b与灯头16的驱动电路518、以及设置于灯壳12内的单一条发光部100，发光部100的实施态样可为LED 灯丝，其中包括LED芯片。
导电支架51a、51b用以电性连接发光部100的两个电极506，亦可用于支撑发光部100的重量。驱动电路518为电性连接该导电支架51a、51b与灯头16，当灯头16连接于传统的球泡灯的灯座时，灯座为提供灯头16电源，驱动电路518为从灯头16取得电源后用以驱动该发光部100发光。由于LED球泡灯1a、1b的发光部100在结构、形状、轮廓或曲线等方面的对称特性，或发光部100在出光方向(本发明即LED灯丝的发光面所朝向的方向) 上的对称特性(详如后述)，LED球泡灯1a、1b可产生全周光。在本实施例中，驱动电路518 设置在LED球泡灯之内。然而，在一些实施例中，驱动电路518设置在LED球泡灯之外。
在图1A的实施例中，LED球泡灯1a的导电支架51a、51b是以两个为例，但并不以此为限，可视发光部100的导电或支撑性需求而增加数量。
在图1A与1B的实施例中，LED球泡灯1a、1b还包括芯柱19与散热组件17，芯柱19设于灯壳12内，散热组件17位于灯头16与灯壳12之间且连接芯柱19。在本实施例中，灯头16是透过散热组件17间接连接灯壳12。在其他实施例中，灯头16可直接连接灯壳12且不具有散热组件17。发光部100经由导电支架51a、51b连接芯柱19。芯柱19可用来抽换LED球泡灯1b中的空气，换成氮气与氦气的混合气体。芯柱19还可提供导热的功能，将连接芯柱19的发光部100的热传导致灯壳12之外。散热组件17可以是环绕灯壳12 开口的中空柱状体，其连接芯柱19与灯头16并将其所传来的热传导到LED球泡灯1b之外。散热组件17的内部可装设有驱动电路518，散热组件17的外部接触外界的气体已传导热。散热组件17的材质上可选用具有良好导热效果的金属、陶瓷或高导热塑料。散热组件17(连同LED球泡灯的开口/螺口)的材质也可为具有良好导热效果的陶瓷材料，散热组件17亦可与陶瓷芯柱19为一体成形的组件，如此可以免去LED球泡灯的灯头需与散热组件17胶合而增加发光部100散热路径的热阻，从而具有更好的散热效果。
图2为本发明发光部一实施例的立体局部剖面示意图。本发明接下来即以LED 灯丝作为发光部具体实施方式进行说明，然而本发明LED球泡灯中发光部可能实施的形态不以此为限，举凡任何发光体得以透过弯折的方式使本发明所述的LED球泡灯得以发出全周光，应可视为本发明所指发光部的等同置换组件。LED灯丝100包括多个LED芯片单元102、104、至少两个导电电极110、112、以及光转换涂层120(在特定实施例中，光转换涂层可称作硅胶层)，光转换涂层120中的荧光粉能吸收某些辐射(如光)而发出光线。LED灯丝在其导电电极110、112被接通电源(电压源或电流源)后，即可发出光线。以本实施例为例，其发出的光线可以实质上为接近点光源的360度的光线；将本发明实施例LED灯丝应用于球泡灯，则可以发出全周光(omni-directionallight)。
从图2中可以看出，本发明的LED灯丝100的截面形状为长方形，但LED灯丝 100的截面形状并不以此为限，亦可以是三角形、圆形、椭圆形、多边形或者是菱形，甚至亦可以是采用方形，但边角可采用倒角或圆角。
LED芯片单元102、104，或称为LED段102、104，可以是单颗LED芯片，也可以是两颗LED芯片，当然也可以是包含多颗LED芯片，即等于或大于三颗LED芯片。
图3A至3F为本发明LED灯丝实施例的立体局部剖面示意图。如图3A所示，包括LED芯片单元102、104，电极110、112，导线。与前一实施例相异，本实施例的光转换涂层分为第一光转换层121和基层122，基层122的上表面贴覆多个铜箔116以及LED芯片单元102、104，铜箔116位于相邻两LED芯片单元102、104之间；电极110、112对应于 LED芯片单元102、104配置，LED芯片单元102、104与铜箔116、LED芯片单元102、104 与电极110、112通过导线进行电性连接；LED芯片单元102、104中的每个LED芯片具有p 接面和n接面，导线包括连接电极110、112与LED芯片单元的第一导线141和连接铜箔116 与LED芯片单元的第二导线142，第一光转换层121覆盖单个LED芯片单元与此LED芯片单元相连接的第一导线141和第二导线142，第一光转换层121的数量与LED芯片单元的数量相同。采用此设计，增加了热辐射面积，提升了散热效果和出光效率；可实现灯丝弯折点亮，降低了导线脱落或断线的概率，增加了产品的可靠度。
依据本实施例，单一LED芯片单元102、104可以是两颗LED芯片，当然也可以是包含多颗LED芯片，即等于或大于三颗LED芯片。LED芯片的形状可以但不限于长条型，长条型的芯片可具有较少的电极，减少遮蔽LED芯片所发出光线的机会。电极110、112 配置于串联后的LED芯片单元102、104的两端，每一电极110、112的一部分外露于第一光转换层121之外，LED芯片单元102、104中的LED芯片的六个面的每一个表面都覆盖着第一光转换层121，即所述LED芯片单元102、104的六个面被第一光转换层121覆盖，此覆盖或包裹可以是但不限于直接接触，较佳的，在本实施例中，LED芯片单元102、104的LED 芯片的六个面的每一个表面都直接接触第一光转换层121。然而，实施时，第一光转换层121 可以仅覆盖每一个LED芯片单元102、104的LED芯片六个表面中的至少一个表面，意即第一光转换层121直接接触该表面，此直接接触的表面可以是顶面。同样的，第一光转换层121 可直接接触两个电极110、112或铜箔116的至少一个表面。
导线为金线或铝线，铜箔116搭配金线的组合为灯丝带来稳固而又维持可挠性的导电结构。铜箔116可采用其他具有良好导电性的材料代替，铜箔116开口的宽度或/及长度大于LED芯片单元102、104以限定LED芯片单元102、104的位置，并使LED芯片单元102、 104的六个面当中的至少两个面以上均接触并被第一光转换层121包覆。多个所述LED芯片单元102、104通过导线与铜箔116进行连接形成串联电路、并联电路、先串联后再将各串联并联起来的电路或先并联后再将各并联串联起来的电路，然后将该电路的最前端与最后端的LED芯片单元102、104分别与固着于基层122上的两个电极110、112连接，电极110、112 即可以连接至电源，为提供LED芯片单元102、104点亮所需的电源。
第一光转换层121覆盖铜箔116的两端，铜箔116的两端被第一光转换层121覆盖的面积、平均厚度相等或不相等，铜箔116的上表面被第一光转换层121覆盖的面积为 30～40％。于一实施例中，如图3B所示，相邻的两第一光转换层可以覆盖位于此相邻的两第一光转换层之间的整个铜箔116，铜箔116的两端被第一光转换层121覆盖的面积、平均厚度与铜箔116的中间被第一光转换层121覆盖的面积、平均厚度不相等，铜箔116的中间被第一光转换层121覆盖的厚度为30～50um。第一光转换层121的表面呈弧形，弧形的高度由中间往两侧逐渐降低，弧形两侧与基层122的夹角为锐角或钝角。
第一光转换层121包括荧光粉胶或荧光粉膜，LED芯片单元102、104的六个面的每一个表面都至少有一部分直接接触第一光转换层121和/或LED芯片单元102、104其中一或两面透过固晶胶与第一光转换层121粘接，也属于前述的六个面均被第一光转换层121 包覆及/或LED芯片单元102、104直接接触第一光转换层121的等同概念。前述的固晶胶在其他实施例中也可掺入荧光粉，以增加整体的光转换效率，固晶胶通常也为硅胶，与混合荧光粉用的硅胶不同点在于固晶胶常混合银粉或散热粉末以提高导热效果。
如图3C所示，与上述实施例不同之处在于，基层122的下表面覆盖厚度均匀的第二光转换层123，基层122的上表面和下表面相对。如图3D所示，覆盖基层122的下表面的第二光转换层123具有倾斜侧面或带有弧形的倾斜侧面。基层122的下表面覆盖第二光转换层123，可以产生更多的黄色荧光而减少蓝光，因此能减少LED芯片单元102、104正面及背面出光的色温差异，使得LED芯片单元102、104两面出光的色温更接近。
于一实施例中，如图3E所示，第一光转换层121包覆相邻的两个LED芯片单元 102、104，位于这两个LED芯片单元102、104之间的铜箔116及与这两个LED芯片单元102、 104相连接的第一导线141、第二导线142。于一实施例中，铜箔116上表面具有镀银层118，位于灯丝头尾两端并延伸超过基层122的铜箔116可作为电极110、112。镀银层118不仅能带来良好的导电性外亦具有增加光反射的效果；镀银层表面上可选择性设有保焊膜层(图未示)，保焊膜层的厚度为30～50um，保焊膜层为采用OSP(Organic Solderability Preservatives)工艺获得，保焊膜层具有防氧化，耐热冲击，耐湿性。
本案的又一实施例，如图3F所示，LED灯丝200具有：LED芯片单元102，104；电极110，112；导线140，以及光转换涂层120。铜箔116位于相邻两LED芯片单元102、 104之间；电极110、112对应于LED芯片单元102、104配置，LED芯片单元102、104与铜箔116、LED芯片单元102、104与电极110、112通过导线140进行电性连接，光转换涂层120涂布于LED芯片单元102、104与灯丝电极110、112的至少两侧上。光转换涂层120 暴露出灯丝电极110，112的一部分，光转换涂层120包括荧光粉层124和硅胶层125，荧光粉层124直接接触LED芯片单元102、104的表面，在喷涂时，可以采用静电喷涂方式在LED 芯片单元102、104、铜箔116、电极110、112及导线140的表面喷涂一层荧光粉层124，后可以采用真空涂覆方式再在荧光粉层124上涂覆一层硅胶层125，硅胶层125中不含荧光粉；荧光粉层124与硅胶层125的厚度相等或不相等，荧光粉层124的厚度为30～70um，硅胶层 125的厚度为30～50um。于另一实施例中，也可以先在LED芯片单元102、104、铜箔116、电极110、112及导线140的表面覆盖一层透明树脂层，透明树脂层中不含荧光粉，然后再用荧光粉层覆盖透明树脂层，透明树脂层与荧光粉层的厚度相等或不相等，透明树脂层的厚度为30～50um。
请参照图4A至图4K，图4A至图4K是分段式的LED灯丝的多种实施例的示意图，图4A至图4E与图4H至图4K为LED灯丝沿着其轴向方向的剖视图，图4G是图4F的 LED灯丝的弯折状态的示意图。如图4A至图4K所示，在LED灯丝的轴向方向上，LED灯丝可区分为不同的分段，例如LED灯丝可区分为LED段(即前述实施例所称LED芯片单元) 102、104与导体段130，但不限于此。单一LED灯丝中的LED段102、104与导体段130的数量可分别为一个或多个，且LED段102、104与导体段130是沿着LED灯丝的轴向方向设置。其中，LED段102、104与导体段130可具有不同的结构特征，以达到不同的效果，详述如后。
如图4A所示，LED灯丝100包括LED段102、104，导体段130、至少两个电极 110、112以及光转换层120，导体段130位于相邻两LED段102、104之间，电极110、112 对应于LED段102、104配置，且电性连接LED段102、104，相邻两LED段102、104通过导体段130相互电性连接，在本实施例中，导体段130包括连接LED段102、104的导体130a，导线140的长度小于导体130a的长度，或者分别位于相邻两LED段102、104内的两个LED 芯片间的最短距离大于单一LED段102/104内相邻两LED芯片之间的距离。此外，在本发明其他较佳实施例中，每一LED段102、104包括至少两个LED芯片142，LED芯片142间相互电性连接，电性连接是通过导线140进行连接；本发明不以此为限。
光转换层120覆盖于LED段102、104、导体段130与电极110、112，并分别使两个电极110、112的一部分外露。本实施例中，LED段102、104中的LED芯片142的六个面中每一个表面都覆盖着光转换层120，即所述六个面被光转换层120覆盖而可称为光转换层120包裹了LED芯片142，此覆盖或包裹可以是但不限于直接接触，较佳的，在本实施例中，LED芯片142的六个面的每一个表面都直接接触光转换层120。然而，实施时，光转换层120可以仅覆盖每一个LED芯片142六个表面中的两个表面，意即光转换层120直接接触该两个表面，此直接接触的二表面可以是但不限于图4中的顶面或底面。同样的，光转换层 120可直接接触两个电极110、112的两个表面。在不同实施例中，光转换层120可采用不具有光转换作用的封体，例如导体段130的光转换层120可改为可挠性优良的透明封体。
在一些实施例中，LED灯丝100是设置于LED球泡灯之中，且每个LED球泡灯中仅设置有单一条LED灯丝就能提供足够的照明效果。并且，为了呈现外观上的美感，也为了让单一LED灯丝的光照效果能更为均匀且广阔，甚至达到全周光的效果，因此LED球泡灯中的LED灯丝可以通过弯折挠曲而呈现多样化的曲线，藉由多样化的曲线使LED灯丝的发光方向朝向四面八方，或是藉此调整LED球泡灯整体的发光光型。为了让LED灯丝更容易被弯折形成这样的曲线结构，并且LED灯丝还能承受弯折挠曲的应力，LED灯丝的导体段 130中不具有任何LED芯片，而只具有导体130a。导体130a(例如金属线或金属涂层)相对于LED芯片是更容易被弯折的，也就是说，不具有任何LED芯片的导体段130相对于具有 LED芯片的LED段102、104会相应的更容易被弯折。
如图4B所示，在本实施例中，LED灯丝100的LED段102、104与导体段130 两者具有不同的结构特征。在本实施例中，导体段130更包括波浪状的凹陷结构132a，此波浪状的凹陷结构132a是设置于导体段130的表面边缘上，且是以LED灯丝100的轴向方向为中心环绕设置于导体段130。在本实施例中，凹陷结构132a是由导体段130的表面凹陷进去。多个凹陷结构132a沿着轴向方向间隔排列，且彼此平行，而呈现连续的波浪状。
当LED灯丝在被弯折时，导体段130可作为主要的弯折处，由于导体段130的波浪状的凹陷结构132a，所以导体段130易于延伸、压缩，更有利于被弯折。举例来说，导体段130在弯折处的外侧会延伸而内侧会压缩，而波浪状的凹陷结构132a则可改善这样的延伸与压缩。延伸之后的凹陷结构132a会变得较为疏松而平整，也就是高低落差变小且相邻波峰或波谷的间距变大；而压缩之后的凹陷结构132a则会变得较为紧密而更加凹陷，也就是高低落差变大且相邻波峰或波谷的间距变小。由于波浪状的凹陷结构132a可提供延伸与压缩的裕度，使得导体段130更易于弯折。
如图4C所示，在本实施例中，LED灯丝100的LED段102、104与导体段130 两者具有不同的结构特征。在本实施例中，导体段130更包括波浪状的凸起结构132b，此波浪状的凸起结构132b是设置于导体段130的表面边缘上，且是以LED灯丝的轴向方向为中心环绕设置于导体段130。在本实施例中，凸起结构132b是由导体段130的表面凸出来的结构。多个凸起结构132b沿着轴向方向间隔排列，且彼此平行，而呈现连续的波浪状。
当LED灯丝100在被弯折时，导体段130可作为主要的弯折处，由于导体段130 的波浪状的凸起结构132b，所以导体段130易于延伸、压缩，更有利于被弯折。举例来说，导体段130在弯折处的外侧会延伸而内侧会压缩，而波浪状的凸起结构132b则可补偿这样的延伸与压缩。延伸之后的凸起结构132b会变得较为疏松而平整，也就是高低落差变小且相邻波峰或波谷的间距变大；而压缩之后的凸起结构132b则会变得较为紧密而更加凸出，也就是高低落差变大且相邻波峰或波谷的间距变小。由于波浪状的凸起结构132b可提供延伸与压缩的裕度，使得导体段130更易于弯折。
如图4D所示，在本实施例中，LED灯丝100的LED段102、104与导体段130 两者在外观结构上具有一致性，且LED灯丝更包括辅助条132c。辅助条132c设置于LED灯丝100之中，且被光转换层120包裹覆盖起来。辅助条132c是沿着LED灯丝的轴向方向延伸，且贯穿LED灯丝的所有LED段102、104与导体段130。
由于LED灯丝被弯折时，LED段102、104会因为内部具有LED芯片142而具有较小的弯折程度，而导体段130则会具有较大的弯折程度。在弯折程度差异较大的情况下， LED段102、104与导体段130之间的曲线会呈现较大的变化，而由于应力会集中于曲线变化较大的地方，这会提高LED灯丝在LED段102、104与导体段130之间的光转换层120产生裂痕或甚至断裂的机会。辅助条132c可以吸收应力，避免应力集中于光转换层120，如此可减少LED段102、104与导体段130之间的光转换层120产生裂痕或甚至断裂的机会。藉由辅助条132c的设置，使得LED灯丝的可弯折程度提高。在本实施例中，辅助条132c为一条；在其他实施例中，辅助条132c可以为多条且设置于LED灯丝在径向方向上的不同位置。
如图4E所示，在本实施例中，LED灯丝100的LED段102、104与导体段130 两者在外观结构上具有一致性，且LED灯丝更包括多个辅助条132d。多个辅助条132d设置于LED灯丝100之中，且被光转换层120包裹覆盖起来。多个辅助条132d是沿着LED灯丝的轴向方向排列，而呈现分段的设置。各辅助条132d分别设置于各导体段130的区域中，且各辅助条132d会沿LED灯丝的轴向方向贯穿对应的导体段130，并沿LED灯丝的轴向方向延伸到与对应的导体段130相邻的LED段102、104中，在本实施例中，辅助条132d不会贯穿LED段102、104的区域中。
在LED灯丝100弯折时，导体段130会呈现较大的变化，多个辅助条132d可以吸收LED段102、104与导体段130因为弯折而产生的应力，避免应力集中于LED段102、 104与导体段130的光转换层120，如此可减少LED段102、104与导体段130之间的光转换层120产生裂痕或甚至断裂的机会。藉由辅助条132d的设置，使得LED灯丝的可弯折程度提高，从而提高了产品的质量。在本实施例中，多个辅助条132d是沿LED灯丝的轴向方向延伸且在特定的径向方向上彼此对齐；在其他实施例中，多个辅助条132d也可以是沿LED 灯丝的轴向方向延伸，但并未在特定的径向方向上彼此对齐，而是分散在在径向方向上的不同位置。
如图4F所示，在本实施例中，LED灯丝100的LED段102、104与导体段130 两者具有不同的结构特征。在本实施例中，导体段130还包括螺旋结构132e，螺旋结构132e 设置于导体段130的表面边缘上，且以LED灯丝的轴向方向为中心环绕设置于导体段130。在本实施例中，螺旋结构132e是由导体段130的表面凸出来的螺旋状结构，螺旋结构132e 是沿着LED灯丝的轴向方向，由导体段130的一端(例如邻接LED段102的一端)开始延续不断地环绕导体段130的边缘，直到导体段130的另一端(例如邻接LED段104的一端)。如图4F所示，螺旋结构132e的虚线部分是位在附图中导体段130的后方，因此以虚线呈现。整体来看，螺旋结构132e会相对于LED灯丝的轴向方向呈现倾斜的布置。在其他实施例中，螺旋结构132e也可以是由导体段130的表面凹进去的螺旋状结构。在本发明其他实施例中，考虑LED灯丝100整体制作工艺的批量生产性，LED灯丝100的LED段102、104与导体段 130两者可具有相同的螺旋结构132e结构特征。
如图4G所示，图4G的LED灯丝100是图4F的灯丝被弯折后的状态。如图4G 所示，当LED灯丝100在被弯折时，导体段130可作为主要的弯折处，且导体段130的螺旋结构132e可使导体段130易于延伸、压缩，更有利于被弯折。举例来说，如图4G所示，导体段130在弯折处的外侧会延伸而内侧会压缩，而螺旋结构132e则可补偿这样的延伸与压缩。延伸之后的螺旋结构132e会变得较为疏松而平整，也就是高低落差变小且相邻波峰或波谷的间距变大；而压缩之后的螺旋结构132e则会变得较为紧密而更加凸出，也就是高低落差变大且相邻波峰或波谷的间距变小。由于螺旋结构132e可提供延伸与压缩的裕度，使得导体段 130更易于弯折。
如图4H所示，在本实施例中，LED灯丝100大致上相同于图4A的LED灯丝，不过在图4H的LED灯丝100中，导体段130的导体130b具有波浪状的结构。当LED灯丝在被弯折时，导体段130作为主要的弯折处，位于导体段130内部的导体130b也会随着导体段130的弯折而弯折，由于导体130b的波浪状结构，使得导体130b有较大的延展性可随着导体段130的弯折而延伸或压缩，从而使导体130b因弯折而易受应力拉扯，且也不容易断裂。相应地，导体130b与所连接的LED芯片142的连接关系将更加稳定，导体130b的耐用度也因此提高。
如图4I所示，在本实施例中，LED灯丝的LED段102、104的光转换层120与导体段130的光转换层120分别包括有分布其中的颗粒。并且，LED段102、104与导体段 130所具有的颗粒彼此可以是结构不同、材质不同、效果不同或分布密度不同的，这是由于 LED段102、104与导体段130分别肩负不同的功能，因此LED段102、104与导体段130 的光转换层120可分别设置有不同类型的颗粒来达到不同的效果。例如，LED段102、104 的光转换层120可包括荧光粉124a，而导体段130光转换层120则包括导光粒子124b。荧光粉124a可吸收LED芯片142发出的光线，并转换光线的波长以降低或提高色温，同时荧光粉124a也兼具光扩散的效果，因此在LED段102、104的光转换层120设置荧光粉124a有助于改变光线色温，也能使光线分散更加均匀。而导体段130不具有LED芯片，且导体段 130是作为LED灯丝的主要弯折部分，因此在导体段130的光转换层120中设置有导光粒子 124b，导光粒子124b具有光扩散与光传导的效果，有助于将相邻的LED段102、104中的光线传导至导体段130中，并进一步在导体段130中均匀扩散开来。
导光粒子124b例如是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或树脂所制成的大小不一的颗粒，但不限于此。在一些实施例中，导体段130所包括的粒子还可具有优良的塑性变形性能，例如塑胶制成的粒子，如此一来可提高导体段130的可弯折性能，并强化LED灯丝100 在弯折时的支撑性。
如图4J所示，在本实施例中，LED灯丝100的LED段102、104的光转换层120 包括光扩散颗粒，例如荧光粉124a，而导体段130的光转换层120则不包括颗粒。在本实施例中，LED段102、104与导体段130的光转换层120例如是硅胶所制成，而导体段130的光转换层120中没有任何颗粒存在，可提高导体段130的可弯折性。
在一些实施例中，导体段130的光转换层120的材质与LED段102、104的光转换层120的材质可以是不同的。例如，LED段102、104的光转换层120是由硅胶制成，而导体段130的光转换层120则是由导光材料制成，例如导体段130的光转换层120可由PMMA、树脂或其组合制成，但不限于此。由于导体段130的光转换层120的材质与LED段102、104 的光转换层120的材质不同，使得导体段130与LED段102、104可以具有不同的性能，例如导体段130与LED段102、104可具有不同的弹性系数，使得LED段102、104的支撑性较好，以保护LED芯片142，并使得导体段130的可弯折性较佳，以使LED灯丝100可被弯折而呈现多样化的曲线。
如图4K所示，在本实施例中，LED灯丝100的LED段102、104与导体段130 两者具有不同的结构特征。在本实施例中，LED段102、104与导体段130在LED灯丝100 的径向方向上具有不同的宽度、厚度或直径，换句话说，LED段102、104的相对两表面之间的最小距离大于导体段130的相对两表面之间的最大距离。如图4K所示，导体段130相对于LED段102、104较细，当LED灯丝100被弯折时，导体段130是作为主要的弯折部分，而较细的导体段130有助于被弯折成多种的曲线。
在本实施例中，各导体段130在相邻的LED段102、104之间会形成平顺过渡的表面曲线，导体段130会由邻接LED段102、104的一端开始，朝着导体段130的中间，逐渐地变细，也就是说，导体段130与LED段102、104的连接处会呈现平顺的曲线，如此一来，当LED灯丝被弯折时，可分散应力，使应力不会集中导体段130与LED段102、104之间，藉此降低光转换层120产生裂痕或甚至破裂的机会。在其他实施例中，导体段130也可相对于LED段102、104较粗，并且，LED段102、104的光转换层120与导体段130的光转换层120可以是由不同的材质制成，例如LED段102、104的光转换层120可以设置为较为坚硬而支撑性佳，而导体段130的光转换层120可改为可挠性好的透明封体，例如以PMMA、树脂或其他单一材质或复合材质制成的封体。
如图4A至4K所示的各个实施例，可以单独实施，也可以组合运用。举例来说，图4B所示的LED灯丝100可以与图4D所示的LED灯丝100组合运用，也就是说，此种LED 灯丝100的导体段130具有波浪状的凹陷结构132a，并且LED灯丝内部还具有辅助条132c，使得LED灯丝不但有助于被弯折挠曲，且还具有优良的支撑性。或者，图4I所示的LED灯丝可以与图4G所示的LED灯丝组合运用，也就是说，此种LED灯丝的LED段102、104 中分布的颗粒与导体段130中分布的颗粒具有不同的大小、不同的材质及/或不同的密度，且导体段130还具有螺旋结构132e，使得LED灯丝不但有助于被弯折挠曲，且还可让光分布更加均匀，从而加强了全周光照明的效果。
依据上述LED灯丝100的结构，如图5所示，LED灯丝200包括多个LED段202、 204，导体段230，至少两个电极210、212，光转换层220。导体段230连接相邻两LED段202、 204，电极210、212对应于LED芯片202、204配置，且电性连接LED段202、204。LED段 202、204包括至少两个LED芯片242，LED芯片间相互电性连接。光转换层220覆盖LED段 202、204，导体段230与电极210、212，并分别使两个电极210、212的一部分外露。LED灯丝200还包括多片电路膜240(亦可称透光电路膜)，LED芯片202、204与电极210、212透过电路膜240相互电性连接，光转换层220覆盖于电路膜240。电路膜240的长度小于导体230a 的长度，或者分别位于相邻两LED段202、204内的两个LED芯片间的最短距离大于LED段 202/204内相邻两LED芯片之间的距离。
接下来请参照图6A至图6G，图6A是本发明的分段式的LED灯丝的另一实施例的结构示意图。图6A至图6G所示的分段式LED灯丝400与图4A至图4K所示的分段式LED灯丝100的其中一个差异在于，图6A至图6G所示的分段式LED灯丝400的光转换层420更可区分为两层结构，在一些实施例中，图6A或图6B也可采用图4C至4K所示结构。如图6A所示，LED灯丝400具有：光转换层420；LED段402,404；电极410,412；以及用于电连接相邻两LED段402、404间的导体段430。LED段402、404包括至少两个LED芯片442，LED芯片间通过导线440相互电性连接。在本实施例中，导体段430包括连接LED段402、404的导体430a，其中分别位于相邻两LED段402、404内的两个LED芯片442间的最短距离大于LED 段402/404内相邻两LED芯片之间的距离，导线440的长度小于导体430a的长度。如此一来，得以确保当两LED段之间弯折时，所产生的应力不致使导体段产生断裂。光转换层420涂布于LED芯片442/电极410、412的至少两侧上。光转换层420暴露出电极410、412的一部分。光转换层420可至少具有一顶层420a及一基层420b，分别作为灯丝的上位层以及下位层，于此实施例中顶层420a及基层420b分别位于LED芯片442/电极410、412的两侧。需特别说明的是，本文中关于图6A～6M中所述的顶层420a在LED段402、404或导体段430，其在LED灯丝径向方向上的厚度、直径或宽度，或LED段402、404或导体段430的顶层在LED灯丝径向方向上的厚度、直径或宽度分别指在LED灯丝径向方向上，LED段402、404或导体段 430内顶层420a上表面至顶层420a与基层420b交界面，或是至LED芯片442或是导体430a 与基层420b交界面的距离，顶层420a上表面为远离基层的一表面。
在本实施例中，顶层420a与基层420b中可根据不同的需求，而各具有不同的颗粒或不同的颗粒密度。例如，在LED芯片442的主要发光面是朝向顶层420a的情况下，基层420b可添加更多的光散射颗粒，以提高基层420b的光线散布，使基层420b所能产生的亮度最大化，甚至趋近于顶层420a所能产生的亮度。此外，基层420b也可具有密度更高的荧光粉，以提高基层420b的硬度。在LED灯丝400的制作工艺流程中，可先制备基层420b，再于基层420b上设置LED芯片442、导线440与导体430a。由于基层420b具有可满足后续设置LED芯片和导线的硬度，LED芯片442、导线440与导体430a在设置上可以更加稳定，不会产生下陷或歪斜的情况。最后，再于基层420b、LED芯片442、导线440与导体430a上覆盖顶层420a。
如图6B所示，在本实施例中，导体段430同样是位于相邻两LED段402、404之间，且LED段402、404中的多个LED芯片442间是通过导线440相互电性连接。不过，图 6B的导体段430中的导体430a并非是导线的形态，而是片状或膜状的形态。在一些实施例中，导体430a可为铜箔、金箔或其他可进行电传导的材料。在本实施例中，导体430a是贴覆于基层420b表面且邻接顶层420a，也就是介于基层420b和顶层420a之间。并且，导体段430与LED段402,404通过导线450进行电性连接，即分别位于相邻两LED段402、404内且与导体段430距离最短的两LED芯片442是通过导线450与导体段430中的导体430a进行电性连接。其中，导体段430的长度大于LED段402、404中的相邻两LED芯片之间的距离，且导线440的长度小于导体430a的长度。如此的设计，可确保导体段430具有良好的可弯折性。假设LED芯片在灯丝径向方向上的最大厚度为H，则电极、导体在灯丝径向方向上的厚度为0.5H～1.4H，优选0.5H～0.7H。如此即可以确保打线工艺得以实施，同时确保打线工艺品质(即具有良好强度)，提高产品的稳定性。
如图6C所示，本实施例中，LED灯丝的LED段402、404与导体段430两者具有不同的结构特征。在本实施例中，LED段402、404与导体段430在LED灯丝的径向方向上具有不同的宽度、厚度或直径。如图6C所示，导体段430相对于LED段402、404较细，当LED 灯丝被弯折时，导体段430是作为主要的弯折部分，而较细的导体段430有助于被弯折成多种的曲线。在本实施例中，基层420b无论是在LED段402、404或是在导体段430，其在LED 灯丝的径向方向上的宽度、厚度或直径都是一致的；而顶层420a在LED段402、404与在导体段430，其在LED灯丝的径向方向上则具有不同的宽度、厚度或直径。如图6C所示，LED 段402、404的顶层420a在LED灯丝的径向方向上具有最大的直径D2，而在导体段430的顶层420a则在LED灯丝的径向方向上具有最大的直径D1，D2会大于D1。顶层420a的直径是由LED段402、404至导体段430逐渐缩小，再由导体段430至LED段402、404逐渐增加，因此顶层420a会沿着LED灯丝的轴向方向形成平顺凹凸的曲线。
如图6D所示，本实施例中，LED段402、404的顶层420a在LED灯丝的径向方向上具有最大的直径(或最大厚度)，顶层420a的直径是由LED段402、404至导体段430逐渐缩小，且导体430a的一部分(如中间部分)没有被顶层420a所覆盖。而基层420b无论是在 LED段402、404或是在导体段430，其在LED灯丝的径向方向上的宽度、厚度或直径都是一致的。在本实施例中，各个LED段402、404中的LED芯片442的数量可以是不相同的，例如，有的LED段402、404中只有一个LED芯片442，而有的LED段402、404中有两个或更多个 LED芯片442。各LED段402、402除了LED芯片442数量可设计为不同之外，LED芯片442 的种类亦可不同。
如图6E所示，本实施例中，顶层420a无论是在LED段402、404或是在导体段 430，其在LED灯丝的径向方向上的宽度、厚度或直径都是一致的，而基层420b则可在至少一个导体430a处凹陷或挖空，使至少一个导体430a的一部分(如中间部分)没有被基层420b 覆盖，而另外至少一个导体430a则会被基层420b完全覆盖。
如图6F所示，本实施例中，顶层420a无论是在LED段402、404或是在导体段 430，其在LED灯丝的径向方向上的宽度、厚度或直径都是一致的，而基层420b则在所有导体430a处凹陷或挖空，使每个导体430a的一部分(如中间部分)没有被基层420b覆盖。
如图6G所示，本实施例中，LED段402、404的顶层420a在LED灯丝的径向方向上具有最大的直径，顶层420a的直径是由LED段402、404至导体段430逐渐缩小，且导体 430a的一部分(如中间部分)没有被顶层420a覆盖。而基层420b则在导体430a处凹陷或挖空，使导体430a的一部分(如中间部分)没有被基层420b覆盖。换句话说，导体430a的至少相对两侧会分别没有被顶层420a与基层420b覆盖。
以上如图6E至6G的实施例说明，当基层420b在部分或所有导体段430具有凹陷或挖空的情形，所述的凹陷或挖空的形式亦可能为夹缝或细缝，也就是可提供导体段430 良好的弯折性，而导体430a不会外露。
如图6H所示，在本实施例中，导体430a例如是可导电的金属片或金属条。导体430a具有厚度Tc，由于LED芯片442相对于导体430a更加纤薄，因此导体430a的厚度Tc 会明显地大于LED芯片442的厚度。除此之外，相对于LED芯片442的厚度，导体430a的厚度Tc则更加接近顶层420a在导体段430的厚度(顶层420a在导体段430的厚度可参照前述顶层420a在径向方向上的直径D1)，Tc＝(0.7～0.9)D1，优选Tc＝(0.7～0.8)D1。并且，在本实施例中，顶层420a在导体段430与在LED段402、404的厚度(顶层420a在LED段402、404 的厚度可参照前述顶层420a在径向方向上的直径D2)是一致的。
如图6I所示，在本实施例中，导体430a的厚度Tc同样明显地大于LED芯片442 的厚度，且相对于LED芯片442的厚度，导体430a的厚度Tc则更加接近顶层420a在导体段 430的厚度(直径D1)。并且，在本实施例中，顶层420a在导体段430与LED段402、404的厚度是不一致的。如图6I所示，LED段402、404的顶层420a在LED灯丝的径向方向上具有最小的直径D2，而在导体段430的顶层420a则在LED灯丝的径向方向上具有最大的直径D1， D1会大于D2。顶层420a的直径是由LED段402、404至导体段430逐渐增加，再由导体段 430至LED段402、404逐渐减小，因此顶层420a会沿着LED灯丝的轴向方向形成平顺凹凸的曲线。
如图6J所示，本实施例中，导体430a的厚度Tc同样明显地大于LED芯片442 的厚度，不过，LED段402、404的顶层420a在LED灯丝的径向方向上具有最大的直径，且顶层420a的直径是由LED段402、404至导体段430逐渐缩小，且导体430a的一部分(如中间部分)没有被顶层420a覆盖。
如图6K所示，在本实施例中，导体430a的厚度同样明显地大于LED芯片442的厚度，且相对于LED芯片442的厚度，导体430a的厚度则更加接近顶层420a在导体段430 的厚度。在LED灯丝的宽度方向上(宽度方向垂直于轴向方向与前述厚度方向)，顶层420a 具有宽度W1，而LED芯片442具有宽度W2，LED芯片442的宽度W2接近顶层420a的宽度W1。也就是说，顶层420a在宽度方向上稍微大于LED芯片442，而在厚度方向上稍微大于导体430a。在其它实施例中，顶层420a的宽度W1：LED芯片442的宽度W2＝2～5:1。在本实施例中，基层420b与顶层420a具有相同的宽度W1，但不限于此。此外，如图6K所示，在本实施例中，导体段430更包括波浪状的凹陷结构432a，此波浪状的凹陷结构432a是设置于导体段430 的一侧表面上。在本实施例中，凹陷结构432a是由导体段430的顶层420a的上侧表面凹陷进去。多个凹陷结构432a沿着轴向方向间隔排列，且彼此平行，而呈现连续的波浪状。在一些实施例中，多个凹陷结构432a沿着轴向方向连续紧密的排列。在一些实施例中，波浪状的凹陷结构432a也可以是以LED灯丝的轴向方向为中心环绕设置于导体段430的整个外周面。在一些实施例中，所述波浪状的凹陷结构432a亦可改为波浪状的凸起结构(如图4C所示)。在一些实施例中，所述波浪状的凹陷结构与波浪状的凸起结构可交错排列在一起而形成波浪状的凹凸结构。
如图6L所示，在本实施例中，LED芯片442在LED灯丝的轴向方向上具有长度，且在X方向上具有宽度，LED芯片442的长度比宽度的比为2:1～6:1。例如在一实施例中将两个LED芯片电连接作为一个芯片单元，此LED芯片单元的长宽比可为6:1，可使灯丝具有较大的光通量。并且，LED芯片442、电极410、412与导体430a在Y方向具有厚度，电极410、 412的厚度会小于LED芯片442的厚度，导体430a的厚度Tc也小于芯片442的厚度，也就是导体430a与电极410、412看起来会比芯片442薄。此外，顶层420a与基层420b在Y方向具有厚度，基层420b的厚度小于顶层420a的最大厚度。在本实施例中，导体430a在沿着 Y方向的顶视图上来看是呈现平行四边形而非矩形，亦即导体430a在顶视图呈现的四边的夹角非90度角。除此之外，LED芯片442的两端会分别连接导线440或导线450，以透过导线 440或导线450连接到另一芯片442或导体430a，而LED芯片442两端用来连接导线440或导线450的连接点，在LED灯丝的轴向方向上是没有彼此对齐的。举例来说，芯片442的一端的连接点会朝向负X方向偏移，而芯片442的另一端的连接点则会朝向正X方向偏移，亦即芯片442的两端的两个连接点在X方向上会间隔一段距离。
如图6K所示的波浪状的凹陷或凸起结构432a，其是在Y方向上呈现凹陷与隆起的波浪状，但在LED灯丝的轴向方向上则保持直线状(以顶视图来看，波浪状的凹陷或凸起结构432a是沿着LED灯丝的轴向方向排列的直线)，或者为凹陷结构432a在Y方向上最低点的连线或凸起结构432a在Y方向上最高点的连线为直线。而如图6L所示的波浪状的凹陷结构432a，其不但是在Y方向呈现波浪状，同时还在LED灯丝的轴向方向上弯曲(以顶视图来看，波浪状的凹陷或凸起结构432a是沿着LED灯丝的轴向方向排列的曲线)，或者为凹陷结构432a在Y方向上最低点的连线或凸起结构432a在Y方向上最高点的连线为曲线。
如图6M所示，其为图6L的导体段430的局部顶视图，其呈现波浪状的凹陷或凸起结构432a，图6L呈现出导体段430在LED灯丝轴向方向上的弯曲形态。并且，在本实施例中，每一凹陷结构432a本身在LED灯丝的轴向方向上的宽度是不规则的，亦即每一凹陷结构432a的任意两处在LED灯丝轴向方向上的宽度是不相等的，例如，图6M中某一凹陷结构 432a的两处分别具有宽度D1与宽度D2，且宽度D1与宽度D2不相等。此外，在本实施例中，各个凹陷结构432a在LED灯丝的轴向方向上的宽度也是不规则的，举例来说，各个凹陷结构 432a在LED灯丝的轴向方向上对齐的地方，彼此的宽度却是不相等的，例如，图6M中相邻的两凹陷结构432a在轴向方向上对齐的两处分别具有宽度D1与宽度D3，且宽度D1与宽度 D3不相等。在其它实施例中，凹陷或凸起结构432a的形状为直条状或直条状与波浪状的组合，在导体段的顶视图上，顶层420a在导体段430处的凹陷或凸起结构432a的形状可为直线或直线与波浪线的组合。
图7示出了LED灯丝层状结构的另一实施例。于此实施例中，LED段402,404、金线440、顶层420a配置于基层420b的两侧，也就是说，基层420b位于两个顶层420a的中间。电极410,412分别地配置于基层420b的两端。图中上下两个顶层420a中的LED段 402,404可通过金线440连接至同一电极410/412。如此，可使出光更为均匀，金线440的形状可具有弯折形状(例如图4H中略呈M字型)以减缓冲击力，亦可为较常见的弧状或直线状。
图8示出了本案灯丝层状结构的另一实施例。如图8所示，灯丝400的光转换层包括顶层420a以及基层420b。LED段402,404的各个面均与顶层420a直接接触；而基层420b 不与LED段402,404接触。于制造过程中，可预先形成基层420b，其次形成LED段402,404 以及顶层420a。
于另一实施例中，如图9所示，灯丝400的基层420b形成为具有高低起伏的波浪状表面，LED段402,404配置于其上而具有高低起伏并呈斜置状态。因而灯丝具有较广的出光角度。也就是说，若以基层的底面与工作台表面的接触面为水平面，LED段的配置并不需要与水平面平行，而是与水平面之间具有一定夹角的方式来配置，且每个LED段之间的配置高度/角度/方向亦可为不同。换句话说，若以LED段中心点串接多个LED段时，所形成的线条可不为直线。如此，可使灯丝400即使在没有弯折的状态下，就已经具备增加出光角度且出光均匀的效果。
图10示出的LED灯丝封装结构当中，灯丝400具有：LED段402,404；电极410,412；金线440；光转换层420，以及电性连接两LED段402、404的导体段430。LED段402、404 包括至少两个LED芯片142，LED芯片间通过导线440相互电性连接。光转换层420包括基层 420a与顶层420b，于基层420a上通过贴覆具有多个径向开口的铜箔460。铜箔460上表面可进一步具有镀银层461，位于灯丝头尾两端的铜箔作为电极410,412并延伸超过光转换层 420。其次可通过固晶胶等方式将LED段402,404固定于基层420a上。其后，施加荧光粉胶或荧光粉膜，使其包覆LED段402,404、金线440，导体段430以及电极410,412的一部分，以形成光转换层420。铜箔460的开口的宽度或/及长度大于LED芯片442，限定LED芯片的位置，并使LED芯片的六个面当中的至少两个面以上(本实施例为五个面)均接触并被顶层荧光粉胶包覆。在此实施例中，铜箔460搭配金线440的组合为灯丝带来稳固而又维持可挠性的导电结构；镀银层461除了带来良好的导电性外亦具有增加光反射的效果。
图11示出的LED灯丝封装结构当中，灯丝400类似于图10所揭露的灯丝，其不同之处在于：(1)灯丝400使用的LED芯片442为焊脚高度相同的倒装芯片，直接将焊脚接在镀银层461上；(2)前面所述灯丝开口的长度(即灯丝轴向上的长度)为了要容纳LED芯片442 而必须大于LED芯片442，而本实施例的灯丝的LED芯片442对应开口432并位于铜箔460/ 镀银层461的上方，因此LED芯片442的长度大于开口432。本实施例相较于前述实施例省略了打金线的步骤。
在LED灯丝封装结构当中，可以采用如图11所示的LED灯丝。不同之处在于，使用了将正装芯片进行倒装配置，即将原本高度不同的焊脚处理为相同高度后(通常为将较低的N极延伸处理为与P极同高度)进行倒装配置。
接下来请参见图12。在图12中，LED灯丝400被进一步截成大小两部分示意显示其内部结构。小部分是矩形ABCD通过围绕线CD(即LED灯丝中心轴)旋转360度来限定的。类似地，除了小部分占用的空间之外，大部分是矩形ABCD通过围绕线CD旋转360度而限定的。封体420的区域由垂直于封体420的纵向轴线与封体420相交的假想的一组平行平面限定。例如，封体420包括两个交替的第一光转换层420a与第二光转换层420b。LED灯丝包括LED段402，404、封体420、导体段430及电极410，导体段430位于相邻两LED段402， 404之间，电极410与LED段402/404电性连接，第一光转换层420a包覆LED段402,404，第二光转换层420b包覆导体段430。由假设的一组平行平面限定，LED段402/404包括多个 LED芯片442。在一个实施例中，假想的一组平行平面正好在LED段402/404的边缘处与封体 420相交；LED芯片442设置在LED段402/404中；相邻两LED段402、404通过导体段430 进行电性连接，导体段430包括导体430a，导体430a设置在导体段430中，导体430a的两端设置在LED段中402/404中。在另一个实施例中，假设的一组平行平面与封体430在LED 段402/404的边缘处相交，LED段402/404中的LED芯片442(包括边缘)设置在LED段402/404 中，用于连接相邻两LED段402、404内的两个距离最短的LED芯片的导体430a的两端均设置在导体段430中。在又一个实施例中，假想的一组平行平面在相邻的LED段402，404之间的空间处与封体108相交。LED芯片442设置在LED段402/404中。用于电连接相邻两LED 段402、404的导体430a一部分设置在第一光转换层420a中，另一部分设置在第二光转换层 420b中。第一光转换层420a与第二光转换层420b的转换波长/粒子大小/厚度/透光度/硬度 /粒子比例也可为不同，视需要进行调整。在一个实施例中，第一光转换层420a比第二光转换层420b硬，第一光转换层420a填充的荧光粉含量比第二光转换层420b多。因为第一光转换层420a更硬，所以其被配置成当LED灯丝被弯曲以保持在灯泡中期望的姿势时能更好地保护LED段402/404的线性阵列，保证灯泡不发生故障。第二光转换层420b被制造得更柔软，以使得整个LED灯丝在灯泡中弯曲产生全周光，尤其是一根灯丝产生全周光。在另一个实施例中，第一光转换层420a具有比第二光转换层420b更好的热传导率，例如在第一光转换层 420a添加的散热颗粒比第二光转换层420b多。具有较高导热率的第一光转换层420a能将来自LED段的热量传导至灯丝外而更好地保护LED段的线性阵列免于退化或燃烧。导体段430 因为与LED段402/404间隔设置，因而在传导LED段402/404的热量方面，导体段430的作用比LED段402/404小。因此，当第二光转换层420b掺杂的散热颗粒含量比第一光转换层 420a少时，制造LED灯丝的成本能得到节约。其中放置有LED段402/404的第一光转换层420a 与封体420的尺寸比例由参考因素(如光转换能力、可弯曲性、热导率)决定。其他情况相同，第一光转换层420a相比于整个封体420越大，LED灯丝具有更大的光转换能力和导热性，但是将不易弯曲。封体420的外表面示出了第一光转换层420a和其他区域的组合。R5是第一光转换层420a外表面的总面积与封体420外表面的总面积之比。优选地，R5是从0.2到 0.8。最优选地，R5是从0.4到0.6。
图13示出的灯丝400结构中，与图12类似，不同之处在于，假想的一组平行平面正好在LED段402/404的边缘处与封体420相交。LED芯片442设置在LED段402/404中。 LED段402、404与导体段430或LED段402/404中LED芯片442之间电性连接，例如采用第一导线440、第二导线450进行电性连接，第二导线450设置在导体段430中。在另一个实施例中，假设的一组平行平面与封体430在LED段402/404的边缘处相交，LED段402/404 中某些LED芯片442的一部分(包括边缘)设置在LED段402/404中，用于连接相邻两LED 段402、404内的两个距离最短的LED芯片的导线的两端均设置在第二光转换层420b中，意即第二导线设置在第二光转换层420b。在又一个实施例中，假想的一组平行平面在相邻的LED 段402，404之间的空间处与封体420相交。LED芯片442设置在LED段402/404中。用于电连接相邻的LED芯片442与导体430a的第二导线450的一部分设置在第一光转换层420a中；用于电连接相邻的LED芯片442与导体430a的第二导线450的另一部分设置在第二光转换层 420b中。
接下来说明导体段中的导体与光转换层的连接方式。首先请参见图14A，图14A 示出的LED灯丝封装结构当中，灯丝400具有：光转换层420；LED段402,404；电极410,412；导体段430；导体段430位于相邻两LED段402、404之间，LED段402、404包括至少两个 LED芯片442，LED芯片442间通过导线440相互电性连接。于此实施例中，导体段430包括导体430a，导体段430与LED段402,404通过导线450进行电性连接，即分别位于相邻两LED 段402、404内且与导体段430距离最短的两LED芯片通过导线450与导体段430中的导体 430a进行电性连接。导体段430的长度大于LED段402/404中相邻两LED芯片之间的距离，导线440的长度小于导体430a的长度。光转换层420涂布于LED芯片442/电极410,412的至少两侧上。光转换层420暴露出电极410,412的一部分。光转换层420可至少具有一顶层 420a及一基层420b，于此实施例中，LED段402、404、电极410,412、导体段430均贴覆于基层420b上。
导体430a可为铜箔或其他可进行电传导的材料，导体430a具有径向的开口。导体430a上表面可进一步具有镀银层，其次可通过固晶胶等方式将LED芯片442固定于基层420b上。其后，施加荧光粉胶或荧光粉膜，使其包覆LED芯片442、导线440、450，以及电极410,412的一部分，以形成光转换层420。开口的宽度或/及长度分别大于LED芯片442的宽度或/及长度，限定LED芯片442的位置，并使LED芯片442的六个面当中的至少两个面以上(本实施例为五个面)均接触并被顶层420a荧光粉胶包覆。导线440、450可为金线，在此实施例中，铜箔搭配金线的组合为灯丝带来稳固而又维持可挠性的导电结构；镀银层除了带来良好的导电性外亦具有增加光反射的效果。
在一实施例中，导体430a的形状也可以是考虑金线连接或是灯丝弯折而做出的结构设计。例如于一实施例中，如图14B所示的导体430a的俯视图。导体430a具有连结区 5068以及过渡区5067，连结区5068位于导体430a的端部并用于电连接其他组件，于此实施例中导体430a具有二个连结区5068，过渡区5067则位于连结区5068之间，用于衔接两个连结区5068。连结区5068的宽度可大于过渡区5067，由于连结区5068上需形成接点，因此需要相对较大的宽度，例如当灯丝宽度为W时，导体430a的连结区5068的宽度可为1/4W至 W之间，连结区5068可为多个且其宽度不需一致；过渡区5067位于连结区5068之间，由于过渡区5067上不需形成接点，因此宽度可设定较连结区5068细，例如当灯丝宽度为W时，过渡区5067的宽度可为1/10W至1/5W之间，此时由于导体430a的过渡区5067具有较细的宽度，使得导体430a更容易随着灯丝弯折形变，减少靠近导体430a的导线450因应力影响而容易断线的风险。
于一实施例中，如俯视图14C所示，构成灯丝的多个LED芯片当中，LED芯片442 通过导线450与导体430a电连接，导体430a于俯视角度呈“工”字形。导体430a具有由三面环绕所述LED芯片442的形状，其中环绕LED芯片442的三面由两个过渡区5067以及一连结区5068组成，同时形成上述的径向开口结构，两个过渡区5067在LED灯丝的径向方向上的宽度的总和小于连结区5068在LED灯丝的径向方向上的宽度，如图14C所示，两个过渡区 5067在LED灯丝的径向方向上的宽度Wt1、Wt2的总和小于连结区5068在LED灯丝的径向方向上的宽度Wc，可增加导体与LED芯片442所在区域的机械强度且可避免连接LED芯片与导体的导线450破损，在一实施例中，过渡区的长度可在LED灯丝的径向方向延伸至与导体段相邻的LED段，从而缓冲外力对LED芯片的冲击，提高产品稳定性。在本实施例中，连结区5068的宽度Wc等于基层420b(或LED灯丝)的宽度，在所述LED芯片442中未被导体430a 环绕的一面则通过导线440电连接其他LED芯片，此时所述LED芯片442与导体430a之间的导线450比LED段中任意两LED芯片间的距离短，例如所述LED芯片442与导体430a之间的导线比LED段中相邻两LED芯片间的距离短，如此一来LED灯丝因受弹性挫屈应力而断线的风险也较低。
于一实施例中，灯丝中的导体430a的形状为图14C所示的具有一连结区5068及四过渡区5067，导体430a由沿纵向对称的左半端和右半端组成，图14E以及图14G,14H,14I 为导体430a的左半端或右半端的底视图，连结区由左半端的第一连结区和右半端的第二连结区组成，两过渡区与第一连结区或第二连结区组成以围绕LED芯片的形状，两过渡区与第一连结区或第二连结区共同形成U形。在其它实施例中，导体430a可不关于纵向对称，连接连结区的过渡区可为图14E，图14F以及图14G,14H,14I所示的过渡区的任意组合。如图14J 所示，导体430a上具有多个贯孔506p，如图14D与图14E所示，基层(例如荧光粉膜)420b 渗透至贯孔506p中并可视情况选择是否突出于贯孔506的另一端，图14D所示为荧光粉膜未突出贯孔的情况，此实施例中图14D中朝上的表面进行粗糙化处理，使得其表面具有更好的散热能力，图14E为图14D的底视图。于其它实施例中，也可如图14L所示顶层突出于贯孔朝图下的另一端或如图14M所示荧光粉膜突出于贯孔朝图上的另一端，使得顶层420a渗入基层420b之中或基层420b渗入顶层420a而增加顶层420a与基层420b间的接触面积；如图 14L所示，图14L为图14K的E1-E2线截面图，用来形成顶层420a的荧光粉胶渗入导体430a 的贯孔466后可再进一步延展至基层420a。于另一实施例中，如图14M所示，用来形成基层 420b的荧光粉膜渗入导体430a的贯孔506p后再进一步延伸至顶层420a。图14L、图14M中由于导体430a在LED灯丝的轴向方向上被顶层420a或基层420b上、下包夹而呈现类似铆接的关系,导体430a与顶层420a或基层420b之间的接触面积增加，接触面积的增加提高了导体430a与顶层420a或基层420b之间的结合强度，从而提高了导体段的耐弯折性。
图14F以及图14G,14H,14I亦为具有贯孔的导体430a的实施例，图14F为一实施例的LED灯丝的局部底视图。导体430a仅具有二个过渡区；如图14F所示，以LED灯丝的特定视图来看，例如底视图，无论是过渡区5067或连结区5068都呈矩形的形状。任意一个过渡区5067连接至连结区5068的相对两侧的其中一侧，两过渡区位于连结区5068的相对两侧的同一侧或不同侧，在底视图上，过渡区5067与连结区5068共同形成Z形或T形或倒U 形，以LED芯片442的中心点o至连结区5068的最短距离设为r1，中心点o至过渡区5067 的最短距离为r2，r1大于或等于r2，能降低LED灯丝受弹性挫屈应力而断线的风险，图14F 所示为r1大于r2的情形。在以此导体430a为基础制作内嵌导体430a的基层420b(例如荧光粉膜)的情况下，如图14F所示，因芯片442被基层420b挡住，因而是以虚线来描述，以在底视图来看，LED芯片442在LED灯丝的轴向方向上与过渡区5067重叠。在其他实施例中，以底视图来看，LED芯片442在LED灯丝的轴向方向上不会与过渡区5067重叠。在其他实施例中，其中一过渡区5067可连接至连结区5068的中心，另一过渡区可连接至连结区5068的两端或中心，其它实施例中，另一过渡区5067还可连接连结区5068的两端与连结区5068的中心之间的任意位置。当另一过渡区5067可连接至连结区5068的中心时，在底视图上，此过渡区5067与连结区5068共同形成十字形。
图14G与图14E实施例的不同之处在于14G的实施例中，导体430a仅具有二个过渡区，导体430a的过渡区5067为自连结区5068延伸渐窄的梯形形状，过渡区5067是由整个连结区5068开始延伸，而不是由连结区5068的相对两侧的任一侧或两侧开始延伸，且过渡区5067的宽度会由过渡区5067的固定端朝向相对侧的自由端逐渐减少，过渡区5067的固定端为过渡区5067与连结区5068连接的一端，过渡区5067的自由端为远离连结区5068 的一端，过渡区5067的固定端会对齐整个连结区5068或基层420b，换句话说，过渡区5067 的固定端的宽度会等于连结区5068或基层420b的宽度，在底视图上，过渡区5067呈梯形。在其他实施例中，宽度由固定端至自由端逐渐减少的过渡区5067，也可以呈三角形或半圆形。过渡区5067的平均宽度小于所述连结区5068的平均宽度。如图14G所示，在以此导体430a 为基础制作内嵌导体430a的基层420b(例如荧光粉膜)的情况下，如图14F所示，因芯片442 以此方向观察即被基层420b所覆盖，因而是以虚线来描述，以在底视图来看，LED芯片442 在底视图上与过渡区5067重叠。
图14H与图14F实施例的不同之处在于图14H的过渡区5067为两侧对齐灯丝的基层420的宽度，但宽度方向的中央处往两旁自连结区5068延伸渐窄并形成斜边，如左半端或右半端的两个过渡区5067的每一个过渡区5067都会形成三角形，例如正三角形。此两过渡区5067的每一个都包括斜边，这两个过渡区5067的两个斜边会面对彼此，且此两过渡区 5067的两个斜边会在过渡区5067的固定端彼此靠近。在本实施例中，此两过渡区5067的两个斜边可以但不限于是彼此连接。这两个斜边会由固定端至自由端逐渐远离彼此，且此两斜边在自由端会分别接触基层420b的相对两侧。过渡区5067的两斜边在LED灯丝的轴向方向上的距离由固定端至自由端逐渐增加，过渡区5067会切齐连结区5068与基层420b，且其在固定端的宽度会等于过渡区5067的两斜边在自由端之间的距离，且也会等于连结区5068与基层420b的宽度。上述固定端、自由端均为过渡区的固定端、自由端。
图14I实施例类似于图14H，过渡区5067的斜边不是直线而是阶梯状。在其它实施例中，过渡区5067的斜边可以是曲线形、拱形或波浪形。
于其它实施例中，图4中的导体130a、图5中的导体230a、图7～图9中的导体 430a可为图14中所示的导体430a的结构，其它结构不变。当图7中的导体430a为图14中所示的导体430a的结构时，可形成图14L所示的铆钉结构，顶层420渗入导体430a的贯孔 506p后进一步延伸至导体430a与基层420b的间隙中，导体与顶层之间的接触面积增加，接触面积的增加提高了导体与顶层之间的结合强度，从而提高了导体段的耐弯折性。
由于当LED灯丝放置于LED球泡灯中呈弯折起伏不定的样式，当LED灯丝以较小的角度弯折时，弯折处可能因受热膨胀而受热应力影响而变得脆弱。因此，LED灯丝中还可于弯折处附近适当地设置孔洞或缺口，以减缓此影响。于一实施例中，如图14N(图中省略LED芯片及灯丝电极)所示，间距D1至D2间为预定的弯折处。导体430上设有多个孔洞，优选地，孔洞468自弯折处外侧(图中上方)起，越靠近弯着内侧处(图中下方)孔洞越大，如此实施例中孔洞468为三角形。进行弯折LED灯丝时，由F方向朝上施力弯折灯丝，此时由于间距D1至D2间的多个孔洞468使得LED灯丝容易弯折，弯折处的孔洞468能够缓冲热应力，且依照适当的孔洞形状与弯折角度规划。
图14O为本发明图14A所示灯丝的一种弯折形式，现有技术中一般通过电极将多根灯丝连接起来实现灯丝弯折，因在电极处实现弯折，强度较低易出现断裂，此外因电极占用了一些空间使得灯丝的发光面积变小。本发明中导体段430为灯丝的弯折处，通过图 14C～14M所示的导体430a形成铆钉结构以及导体加强，使得连接LED芯片442与导体430a 的导线450较不易断裂。在不同实施例中，可将导体设置成如图14B所示的结构或在导体430a 上设有容置空间(例如图14N所示的孔洞结构)，从而降低灯丝在弯折时开裂的概率。本发明 LED灯丝具有耐弯折性佳以及发光效率高的优点。
图15示出的封装结构中，灯丝类似于图14A～14O揭示的灯丝，不同之处在于：两LED芯片442之间设有铜箔460，铜箔上设有镀银层461，LED芯片通过导线440电性连接铜箔460。
图16示出的封装结构中，灯丝类似于图14A～14O所揭露的灯丝，其不同之处在于：(1)灯丝使用的LED芯片为焊脚高度相同的倒装芯片，直接将焊脚接在镀银层461上；(2) 前面所述灯丝开口的长度(即灯丝轴向上的长度)为了要容纳LED芯片而必须大于LED芯片，而本实施例的灯丝的LED芯片442对应开口432并位于铜箔460/镀银层461的上方，因此LED 芯片442的长度大于开口。
依据本发明前述各实施例，由于LED灯丝结构区分为LED段和导体段，因此LED 灯丝在弯折时容易将应力集中于导体段，使LED段中连接相邻芯片的金线在弯折时减少断裂的机率，藉此提升LED灯丝整体质量。除此之外，导体段采用铜箔结构，减少金属打线长度，进一步降低弯折断金属打线断裂的机率。同时为了提升LED灯丝导体段的可弯折性，进一步避免导体在LED灯丝弯折时产生破坏，在本发明其他实施例中，LED灯丝导体段中的导体可呈“M”字型或为波浪状，以提供LED灯丝较佳的延伸效果。
接下来说明灯丝结构层状结构的相关设计。图17A至图17C示出了关于灯丝表面角度处理的实施例，其均为灯丝的横截面。图17A，图17B，图17C中的顶层420a由点胶机形成，可通过荧光粉胶黏度调整使得点胶后顶层两侧自然塌陷形成具有圆弧状的表面。图17A 的基层420b的横截面为经过垂直切割后所形成的四边形切面。图17B的基层420b的横截面为经过斜角切割或是具角度设计的刀具切割后所形成的具有斜边Sc的梯形切面。图17C的基层420b类似于图17A的基层420b，但位于图下方的两个边角经过表面处理而形成了圆弧角Se。灯丝通过上述图17A至17C的各种做法，可使灯丝内的LED芯片在发光时，灯丝整体得以达到不同的出光表面角度与出光效果。图17D的基层420b类似于图17B的基层420b，但图17D中基层420b的斜边Sc沿伸到顶层420a上，而顶层420a的横截面则分为顶部的圆弧部分及侧方的斜边Sc。换句话说，图17D的顶层420a与基层420b会具有共同的斜边Sc，两个斜边Sc位于LED灯丝的相对两侧。顶层420a的斜边Sc会对齐基层420b的斜边Sc。在此状况下，顶层420a在图17D中的截面会具有拱形边缘与两个相对斜边Sc所组成的外轮廓。在灯丝制作的工艺流程中，LED芯片于大面积基层420a表面上完成固晶打线，统一对大面积基层420a上表面涂布顶层420a后，再进行灯丝条的切割工艺，如此即可形成如图17D所示顶层420a与基层420b会具有共同的斜边Sc。
图17E为在图17A中增加LED芯片442摆放的示意图，基层420b的厚度、直径可小于顶层420a的厚度、直径。如图17E所示，基层420b的厚度T2小于顶层420a的厚度 T1，基层420b或顶层420a的厚度由于制程的原因会出现厚度不均匀的情形，T1、T2分别代表顶层420a、基层420b厚度的最大值；除此之外，LED芯片442放置于基层420b表面，被包裹于顶层420a中。在一些方案中，灯丝电极(图未示)可以主要设置于基层420b中。在基层420b比顶层420a厚度薄的情况下，灯丝电极所产生的热可以较容易由基层420b散出去。在一些方案中，LED芯片442面向(主要出光方向朝向)顶层420a设置，因此来自于LED 芯片442大多数光线会穿透顶层420a，相对于顶层420a的亮度来说，这会导致基层420b具有较低的亮度。顶层420a具有较大量的光反射/扩散粒子(例如荧光粉)，其可将光线朝向基层420b反射或扩散，且光线可以容易地穿透较薄的基层420b，因而可使得顶层420a与基层 420b的亮度均匀。另一实施例中，当顶层420a和基层420b具有相同厚度，此时顶层420a 的荧光粉浓度可配置为大于基层420b的荧光粉浓度，使LED灯丝的色温更趋均匀。
如图17E和17F所示，W1为基层420b或顶层420a的宽度，W2为LED芯片442 的宽度。当基层420b或顶层420a的宽度不均一时，W1代表基层420b上表面的宽度或顶层 420a下表面的宽度，W1：W2＝1:0.8～0.9，基层420b上表面接触LED芯片402，基层420a 下表面远离LED芯片442且相对于基层420b上表面；顶层420b上表面远离LED芯片442，顶层420b下表面与顶层420b上表面相对且接触基层420a。图17E中W1表示基层420b上表面的宽度(或基层420b宽度的最小值)；图17F为在图17B中增加LED芯片402摆放的示意图，图中所示W1为顶层420b下表面的宽度(或顶层420a宽度的最大值)；一实施例如图17D的顶层420a与基层420b会具有共同的斜边Sc时，W1为顶层420a下表面的宽度(或基层420b宽度的最大值)。由于一方面LED芯片442为六面发光体，为了确保灯丝侧向发光 (即LED芯片442侧面仍被顶层402a包覆)，W1与W2可设计为不相等，且W1>W2；另一方面为了确保灯丝具有一定挠曲性和在进行弯曲时能有较小的曲率半径(确保灯丝能保有一定的可弯曲性)，因此灯丝与拉伸长度方向相互垂直的截面厚度和宽度的比例理想为趋于一致。采用此设计，能使灯丝较容易实现全周光效果和具有较佳的弯折性。
LED灯丝在封装有惰性气体的LED球泡灯中发光时，如图18所示，LED芯片 442发出的光会经过A～F界面，其中A界面为LED芯片442中GaN与顶层420a的界面，B 界面为顶层420a与惰性气体的界面，C界面为LED芯片442中基板与固晶胶450的界面，D 界面为固晶胶450与基层420b的界面，E界面为基层420b与惰性气体的界面，F界面为基层420b与顶层420a的界面。光穿越A～F界面时，任一界面的两种物质的折射率分别为n1、 n2，则|n1-n2|＜1.0，优选|n1-n2|＜0.5，更优选|n1-n2|＜0.2。一实施例中，B、E、D、F四个界面中任一界面的两种物质的折射率分别为n1、n2，则|n1-n2|＜1.0，优选|n1-n2|＜0.5，更优选|n1-n2|＜0.2。一实施例中，D、F两个界面中任一界面的两种物质的折射率分别为n1、n2，则|n1-n2|＜1.0，优选|n1-n2|＜0.5，更优选|n1-n2|＜0.2。每个界面的两种物质的折射率的差值的绝对值越小，出光效率越高。例如LED芯片442发出的光从基层420b穿越到顶层420a时，入射角为θ1，折射角为θ2，假设基层420b的折射率为n1，顶层420a的折射率为n2，根据 sinθ1/sinθ2＝n2/n1，当n1与n2的差值的绝对值越小，入射角与折射角越接近，则LED灯丝的出光效率越高。
如图19A所示，LED灯丝400中以相邻两LED芯片442的中点作为分界线截取包含单个LED芯片442的LED灯丝单元400a1，图19A为LED灯丝单元400a1在LED灯丝轴向方向上的横截面图，图19B为LED灯丝单元400a1在LED灯丝径向方向上的横截面图。如图19A和19B所示，LED芯片442在LED灯丝轴向方向上的发光角度为α，LED芯片442 在LED灯丝径向方向上的发光角度为β，将远离基层420b的LED芯片442表面定义为LED 芯片442上表面，在LED灯丝径向方向上LED芯片442上表面至顶层外表面的距离为H， LED灯丝单元400a1在LED灯丝的长度方向上的长度为C，LED灯丝中某一LED芯片442 在LED灯丝轴向方向上的出光区域为圆心角α、顶层420a距离LED芯片442上表面具有厚度H所对应的扇形区域，设定扇形区域中弧长两端点之间，与LED灯丝轴向方向相互平行的直线距离为L1；LED灯丝中某一LED芯片442在LED灯丝径向方向上的出光区域为圆心角β、顶层420a距离LED芯片442上表面具有厚度H所对应的扇形区域，设定扇形区域中弧长两端点之间，与LED灯丝径向方向相互平行的直线距离的为L2。同时考虑LED灯丝具有理想的出光区域、较佳的弯折性及散热性能，避免LED灯丝出现明显暗区，减少材料浪费，可将L1值设计为0.5C≤L1≤10C，优选C≤L1≤2C。而L2≥W1若L1值小于C值，相邻的 LED芯片442在轴向方向上的出光区域无法取得交集，LED灯丝在轴向上即可能出现暗区；而当L2值小于W1值，代表LED芯片442在LED灯丝径向/宽度过大，同样可能使顶层420a 在径向/宽度方向的两侧产生暗区。暗区的出现不仅会影响LED灯丝整体出光效率，同时间接造成材料使用上的浪费。α，β具体数值根据LED芯片442的种类或规格而定。
一实施例中，在LED灯丝轴向方向上：
H＝L1/2tan0.5α，0.5C≤L1≤10C，则0.5C/2tan0.5α≤H≤10C/2tan0.5α；
在LED径向方向上：
H＝L2/2tan0.5β，L2≥W1，则H≥W1/2tan0.5β；
因此，Hmax＝10C/2tan0.5α，Hmin＝a；设定a为0.5C/2tan0.5α、W1/2tan0.5 β两者中的最大值，设定A为C/2tan0.5α、W1/2tan0.5β两者中的最大值。
因而，a≤H≤10C/2tan0.5α，优选A≤H≤2C/2tan0.5α。当得知LED芯片442 的种类、相邻LED芯片之间的间距及灯丝的宽度时，可确定LED芯片442发光面至顶层外表面的距离H范围，如此可保证灯丝在灯丝的径向方向、轴向方向上均具有较优异的出光区域。
大多数LED芯片在LED灯丝轴向、LED灯丝径向方向上的发光角度均为120°，设定b为0.14C、0.28W1两者中的最大值，B为0.28C、0.28W1两者中的最大值，则b≤H≤ 2.9C；优选B≤H≤0.58C。
一实施例中，在LED灯丝轴向方向上：
H＝L1/2tan0.5α，0.5C≤L1≤10C；
在LED灯丝径向方向上：
H＝L2/2tan0.5β，L2≥W1；则W1≤2Htan0.5β；
则0.5Ctan0.5β/tan0.5α≤L2≤10Ctan0.5β/tan0.5α，L2≥W1；
所以W1≤10Ctan0.5β/tan0.5α。因而W1max＝min(10Ctan0.5β/tan0.5α，2Htan0.5β)
又已设定LED芯片宽度W2和基层宽度W1的关系式为W1：W2＝1:0.8～0.9，因而可得知W1min＝W2/0.9
设定d为10Ctan0.5β/tan0.5α、2Htan0.5β两者中的最小值，D为2Ctan0.5β/tan0.5α、 2Htan0.5β两者中的最小值，则W2/0.9≤W1≤d，优选W2/0.9≤W1≤D。
已知LED芯片442的种类、LED灯丝中相邻两LED芯片之间的距离及H值，即可知灯丝的宽度W的范围，如此可保证灯丝在灯丝的径向方向、轴向方向上均具有较优异的出光区域。
大多数LED芯片在LED灯丝轴向、LED灯丝径向方向上的发光角度均为120°，设定e为10C、3.46H两者中的最小值，E为2C、3.46H两者中的最小值，则1.1W2≤W1≤e，优选1.1W2≤W1≤E。
一实施例中，在LED灯丝轴向方向上：
H＝L1/2tan0.5α，0.5C≤L1≤10C，则0.2Htan0.5α≤C≤4Htan0.5α；
在LED灯丝径向方向上：
H＝L2/2tan0.5β，L2≥W1，则L1≥W1tan0.5α/tan0.5β；
因而W1tan0.5α/tan0.5β≤10C，所以C≥0.1W1tan0.5α/tan0.5β；
则Cmax＝4Htan0.5α；
设定f为0.2Htan0.5α、0.1W1tan0.5α/tan0.5β两者中的最大值，F为Htan0.5α、0.1W1tan0.5α/tan0.5β两者中的最大值，所以f≤C≤4Htan0.5α，优选F≤C≤2Htan0.5α；
当确定了LED灯丝的宽度、高度H以及LED芯片442种类时，可知灯丝的宽度 C的范围，如此可保证LED灯丝在灯丝的径向方向、轴向方向上均具有较优异的出光区域。
大多数LED芯片在LED灯丝轴向、LED灯丝径向方向上的发光角度均为120°，设定g为0.34H、0.1W1中的最大值，G为1.73H、0.1W1中的最大值，则g≤C≤6.92H，优选G≤C≤3.46H。
上述实施例中，因LED芯片442的厚度相对于顶层420a的厚度会较小，因而在多数情况下可忽略不计，亦即H也可代表顶层420a的实际厚度。一实施例中，如图7所示的两个顶层420a中任意一个的高度也适用于上述中H的范围。另一实施例中，与图7不同之处在于，基层420b的一表面上放置有LED芯片442及电极410、412，与此表面相对的另一表面上没有放置LED芯片442及电极410、412，的此实施例中顶层420a的高度适用上述 H的范围。其它实施例中，光转换层为类似如图6A、图7所示的光转换层420的结构，例如区别仅在于与图6A、图7所示的电极的位置不同，顶层420a的高度适用于上述H的范围。
图20A和图20B所示为不同顶层420a形状的LED灯丝单元400a1的截面图，将远离基层420b且与基层420b相接触表面相对的LED芯片442表面记为Ca。在一实施例中，如图20A所示，顶层420a的形状为不同直径大小的半圆形，顶层420a的圆心o与LED芯片 442的出光面Ca不重叠，光射到顶层420a外表面两圆周上的距离分别为r1、r2，当光以同一方向从B界面(顶层与惰性气体的界面)上穿越时，顶层420a半径r1、r2的入射角分别为α、β，由tanα＝m/r1，tanβ＝m/r2可得知，半径越大，入射角越小，灯丝的出光效率越高；也就是说，当顶层420a截面为半圆形的形状时，应尽可能取其最大半径/直径值，可获得较佳出光效率。另一实施例中，如图20B所示一顶层420a的形状为半圆形，另一顶层420a的形状为椭圆形，其中椭圆形的长轴的长度与半圆形的直径相同，且顶层420a的圆心o和椭圆的中心点o与LED芯片的出光面A不重叠。从图20B中可以看出，当光以同一方向从B界面上穿越时，光射到圆周和椭圆圆弧上的距离分别为r1、r2，入射角分别为α、β，由tanα＝m/r1， tanβ＝m/r2可得知，r1、r2越大，入射角越小，灯丝的出光效率越高；也就是说，相较于椭圆形，将顶层420a截面设计为半圆形的形状时(即LED芯片发光Ca中心点至顶层外表面的距离实质上相同)，可获得较佳出光效率。如图20C所示，实线表示的顶层420a的圆心O与 LED芯片的出光面A不重叠，虚线表示的顶层420a的圆心O’与LED芯片的出光面重叠，以 O为圆心的半圆与以O’的半圆的半径相等，从图中可以看出，tanα＝m1/r，tanβ＝m2/r，m1大于m2，因而α大于β，因而当出光面与圆心重叠时(即LED芯片发光Ca中心点至顶层外表面的距离实质上相同)，出光效率较好。
上述LED芯片可换成背镀芯片，镀的金属为银或金合金，采用背镀芯片时，可提高镜面反射，增加LED芯片发光面A的出光量。
接下来说明有关LED灯丝的芯片打线相关设计。图21A为本发明LED灯丝300 未弯折状态下一实施例的俯视图，LED灯丝300包括多个LED芯片单元302、304、导体330a、至少两个电极310、312。LED芯片单元302、304，可以是单颗LED芯片，也可以是包含多颗LED芯片，即等于或大于两颗LED芯片。
导体330a位于相邻两LED芯片单元302、304之间，LED芯片单元302、304在 Y方向上处于不同的位置，电极310、312对应于LED芯片单元302、304配置，且通过导线 340电性连接LED芯片单元302、304，相邻两LED芯片单元302、304通过导体330a相互电性连接，导体330a与灯丝的长度方向(X方向)的夹角为30°～120°，优选60°～120°。现有技术中导体330a的方向与X方向平行，灯丝在导体处弯折时作用在导体截面积上的内应力较大，而将导体330a配置为与X方向呈一定的夹角，能有效降低灯丝弯曲时作用在导体截面积上的内应力。导线340与X方向呈一定夹角、平行、垂直或任意组合，在本实施例中， LED灯丝300包括两条导线340，一条导线340与X方向平行，另一条导线340与X方向的夹角为30°～120°。LED灯丝300在其电极310、312被接通电源(电压源或电流源)后，即可发出光线。
图21B至图21D所示为图21A中导体与X方向呈90°的情形，即导体330a与X 方向垂直，能降低灯丝弯折时导体截面积上的内应力，图21B所示的实施例中导线340与X 方向平行、垂直组合，LED灯丝300包括两条导线340，一条导线340与X方向平行，另一条导线340则与X方向垂直。
如图21C所示，与图21B所示的实施例的不同之处在于，导线340与X方向垂直，电极310、312与LED芯片单元302、304之间的弯折性能提高，而由于导体330a和导线340同时配置为与X方向垂直，因此灯丝得以在任意位置都能具有良好的可弯折性。
图21E为本发明LED灯丝300未弯折状态下一实施例的俯视图,与图21C所示的实施例不同之处在于，在X方向上，LED芯片单元304处于相邻两LED芯片单元302之间，并且在Y方向的投影与LED芯片单元302不具有重叠的区域，如此当灯丝在导体330a处弯折时，不会损伤芯片，从而提高产品质量的稳定性。
如图21F所示，LED灯丝300包括多个LED芯片单元302、304、导体330a、至少两个电极310、312，导体330a位于相邻两LED芯片单元302、304之间，LED芯片单元 302、304在Y方向上处于基本相同的位置，如此可使得LED灯丝300的整体宽度较小，进而缩短LED芯片的散热路径，提高散热效果。电极310、312对应于LED芯片单元302、304 配置，且通过导线340电性连接LED芯片单元302、304，LED芯片单元302/304通过导线 350与导体330a电性连接，导体330a大体上呈Z字型，可增加导体与LED芯片所在区域的机械强度且可避免连接LED芯片与导体的导线在LED灯丝300弯折时发生破损的情形，此时导线340配置为与X方向呈平行状态。
如图21G所示，LED灯丝300包括多个LED芯片单元302、304、导体330a、至少两个电极310、312，LED芯片单元302、304在Y方向上处于同样的位置，导体330a与X 方向平行，导体330a包括第一导体3301a与第二导体3302a，分别位于LED芯片单元302/304 的两侧，第一导体3301a位于相邻两LED芯片单元之间，且通过导线350电性连接LED芯片单元302/304。导线350与X方向垂直，降低LED灯丝300弯折时导线截面积上的内应力，提高导线的耐弯折性。第二导体3302a与LED芯片142无电性连接，第二导体3302a沿X方向延伸至导线340，当LED灯丝300受到外力时，可起到应力缓冲的作用，保护LED芯片，提高产品稳定性，其次使LED芯片两侧的受力均衡。电极310、312对应于LED芯片单元302、 304配置，且通过导线340电性连接LED芯片单元302、304。
如图21H所示，与图21G所示的实施例的不同之处在于，第一导体3301a与第二导体3302a沿X方向延伸至导线340，第一导体3301a与第二导体3302a均通过导线350连接LED芯片单元302和LED芯片单元304。在其它实施例中，例如第一导体3301a通过导线350连接LED芯片单元302和LED芯片单元304，第二导体3302a可不与LED芯片单元 302/304电性连接。通过在LED芯片两侧设置导体，使得LED灯丝300弯折时，既能起到增加LED灯丝300强度的作用又能分散一部分LED芯片在发光时所产生的热量。
图21I为本发明LED灯丝300未弯折状态下一实施例的俯视图，本实施例中，LED 芯片单元302、304为单个LED芯片，LED芯片单元302、304的宽度方向与X方向平行，优选LED芯片单元302、304在Y方向上处于基本相同的位置，如此可使得LED灯丝300 的整体宽度较小，进而缩短LED芯片的散热路径，提高散热效果。相邻两LED芯片单元302、 304之间通过导体330a连接，导体330a与X方向的夹角为30°～120°，降低LED灯丝300弯折时导线截面积上的内应力，提高导线的耐弯折性。在其它实施例中，LED芯片单元的长边可与X方向具有一定夹角，如此可使LED灯丝300的整体宽度进一步缩小。
图22A所示本发明LED灯丝400层状结构的一实施例示意图，LED灯丝400具有：光转换层420；LED芯片单元402,404；电极410,412；以及用于电连接相邻两LED芯片单元402、404间的导体段430。LED芯片单元402、404包括至少两个LED芯片442，LED 芯片间通过导线440相互电性连接。在本实施例中，导体段430包括导体430a，导体段430 与LED段402,404通过导线450进行电性连接，其中分别位于相邻两LED芯片单元402、404 内的两个LED芯片442间的最短距离大于LED芯片单元402/404内相邻两LED芯片之间的距离，导线440的长度小于导体430a的长度。光转换层420涂布于LED芯片442/电极410、 412的至少两侧上。光转换层420暴露出电极410、412的一部分。光转换层420可至少具有一顶层420a及一基层420b，分别作为灯丝的上位层以及下位层，于此实施例中顶层420a及基层420b分别位于LED芯片442/电极410、412的两侧。正装芯片沿X方向进行焊线工艺时，例如导线和导体为金线，如图22B所示，焊线的质量主要由A、B、C、D、E五个点决定，A为芯片焊垫4401与金球4403的连接处，B为金球4403与金线440的连接处，C为金线440两段之间，D为金线440与二焊点焊巴4402连接处，E为二焊点焊巴4402与芯片442 表面之间，因为B点为金线440走线弧时的第一次折弯点，D点处金线440的线径较薄，因而金线440在B点和D点处易断，因此例如在实施如图22A的结构时，LED灯丝300封装时顶层420a只需覆盖B点和D点，金线440的一部分露出光转换层外。如果将LED芯片442 六面中与基层420b距离最远的那一个面定义为LED芯片442的上表面，则LED芯片442的上表面至顶层420a表面的距离为100～200μm。
接下来说明本发明LED灯丝关于基层的材料内容。适用于制作软性LED灯丝基材或光转换层的材料必须具备优良的光透过率、较佳的耐热性、优良的热传导率、适当的折射率、优良的机械性质以及不易翘曲等特性。上述的这些特性都可藉由调整有机硅改性聚酰亚胺组合物中所包含的主材料、改性剂以及添加剂的种类及含量比例来满足。本发明提供一种包含有机硅改性聚酰亚胺的组合物所形成灯丝基材或光转换层，该组合物除了可满足上述特性之外，也可藉由调整特定或部分组合物中的主材料、改性剂以及添加剂的种类及含量来整灯丝基材或光转换层的特性，以满足特殊的需求环境。每一种特性的调整方式如以下说明。
有机硅改性聚酰亚胺调配方式
本发明所提出的有机硅改性聚酰亚胺，包括下述通式(Ⅰ)所表示的重复单元：
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000371
通式(Ⅰ)中，Ar1为4价有机基团。所述有机基团具有苯环或脂环式烃结构，所述脂环式烃结构可以为单环系的脂环式烃结构，也可以具有含有桥环的脂环式烃结构，作为含有桥环的脂环式烃结构，可以为两环系的脂环式烃结构，也可以为三环系的脂环式烃结构。有机基团也可以是含有活泼氢官能团的苯环结构或脂环式烃结构，活泼氢官能团为羟基、氨基、羧基、酰胺基或硫醇基中的任意一种或一种以上。
Ar2为2价有机基团，所述有机基团可以具有例如单环系的脂环式烃结构，或是含有活泼氢官能团的2价有机基团，活泼氢官能团为羟基、氨基、羧基、酰胺基或硫醇基中的任意一种或一种以上。
R分别独立地选自甲基或苯基。
n为1～5，优选n为1或2或3或5。
通式(Ⅰ)的数均分子量为5000～100000，优选为10000～60000，更优选为 20000～40000。数均分子量是基于通过凝胶渗透色谱(GPC)装置使用标准聚苯乙烯制备的校准曲线的聚苯乙烯换算值。数均分子量为5000以下时，固化后难以获得良好的机械性能，特别是伸长率有降低的倾向。另一方面，当它超过100000时，粘度变得太高，使树脂难以形成。
Ar1是来自二酸酐的成分，所述二酸酐可包含芳香族酸酐和脂肪族酸酐，芳香族酸酐包括只含苯环的芳香族酸酐、氟化芳香族酸酐、含酰胺基的芳香族酸酐、含酯基的芳香族酸酐、含醚基的芳香族酸酐、含硫基的芳香族酸酐、含砜基的芳香族酸酐及含羰基的芳香族酸酐等。
只含苯环的芳香族酸酐例如可以举出均苯四甲酸酐(PMDA)、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐(aBPDA)、3,3'，4,4'-联苯四羧酸二酐(sBPDA)、4-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-1,2,3,4- 四氢萘-1,2-二甲酸酐(TDA)等；氟化芳香族酸酐例如简称6FDA的4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐；含酰胺基的芳香族酸酐包括N，N'-(5,5'-(全氟丙基-2,2-二基)双(2-羟基-5,1-亚苯基)) 双(1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃)-5-甲酰胺)(6FAP-ATA)、N,N'-(9H-芴-9-亚基二-4,1-亚苯基)二[1,3-二氢-1,3-二氧代-5-异苯并呋喃甲酰胺](FDA-ATA)等；含酯基的芳香族酸酐包括对苯基二(偏苯三酸酯)二酸酐(TAHQ)等；含醚基的芳香族酸酐包括4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)(BPADA)、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(sODPA)、2,3,3',4'-二苯醚四甲酸二酐(aODPA)、4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)(BPADA)等；含硫基的芳香族酸酐包括4,4'-双(邻苯二甲酸酐)硫化物(TPDA)等；含砜基的芳香族酸酐包括3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酸酐(DSDA)等；含羰基的芳香族酸酐包括3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)等。
脂环族酸酐包括简称HPMDA的1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐(BDA)、四氢-1H-5,9-甲烷吡喃并[3,4-d]恶英-1,3,6,8(4H)-四酮(TCA)、六氢-4,8-亚乙基 -1H，3H-苯并[1,2-C：4,5-C']二呋喃-1,3,5,7-四酮(BODA)、环丁烷四甲酸二酐(CBDA)、1,2,3,4- 环戊四羧酸二酐(CpDA)等，或是具有烯烃结构的脂环族酸酐，如双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6- 四羧酸二酐(COeDA)。若使用具有乙炔基的酸酐如4,4'-(乙炔-1,2-二基)二酞酸酐(EBPA)，可进一步地通过后硬化来确保光转换层的机械强度。
从溶解性的角度考虑，优选4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(sODPA)、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)、环丁烷四甲酸二酐(CBDA)、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)。上述二酸酐可以单独使用或两种以上组合使用。
Ar2是来自二胺的成分，所述二胺可分为芳香族二胺和脂肪族二胺，芳香族二胺包括只含苯环结构的芳香族二胺、氟化芳香族二胺、含酯基的芳香族二胺、含醚基的芳香族二胺、含酰胺基的芳香族二胺、含羰基的芳香族二胺、含羟基的芳香族二胺、含羧基的芳香族二胺、含砜基的芳香族二胺、含硫基的芳香族二胺等。
只含苯环结构的芳香族二胺包括间苯二胺、对苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基-3,5-二乙基甲苯、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基联苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)、9,9-二(4-氨基 -3-甲苯基)芴、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-氨基苯基)丙烷、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基联苯(APB)；氟化芳香族二胺包括2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(TFMB)、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷(6FDAM)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)、2,2-双(3-氨基-4-甲苯基)六氟丙烷等)(BIS-AF-AF)等；含酯基的芳香族二胺包括[4-(4-氨基苯甲酰基) 氧基苯基]-4-氨基苯甲酸酯(ABHQ)、对苯二甲酸二对氨基苯酯(BPTP)、对氨基苯甲酸对氨基苯酯(APAB)等；含醚基的芳香族二胺包括2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷)(BAPP)、 2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷(ET-BDM)、2,7-双(4-氨基苯氧基)-萘(ET-2,7-Na)、1,3- 双(3-氨基苯氧基)苯(TPE-M)、4,4'-[1,4-苯基双(氧)]双[3-(三氟甲基)苯胺](p-6FAPB)、3,4'- 二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPE-R)、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(TPE-Q)、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯(BAPB)等；含酰胺基的芳香族二胺包括N，N'- 双(4-氨基苯基)苯-1,4-二甲酰胺(BPTPA)、3,4'-二氨基苯酰替苯胺(m-APABA)、4,4'-二氨基苯酰替苯胺(DABA)等；含羰基的芳香族二胺包括4,4'-二氨基二苯甲酮(4,4'-DABP)、双(4-氨基-3-羧基苯基)甲烷(或称为6,6'-双氨基-3,3'-甲叉基二苯甲酸)等；含羟基的芳香族二胺包括3,3'-二羟基联苯胺(HAB)、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)等；含羧基的芳香族二胺包括6,6'-双氨基-3,3'-甲叉基二苯甲酸(MBAA)、3,5-二氨基苯甲酸(DBA) 等；含砜基的芳香族二胺包括3,3'-二氨基二苯砜(DDS)、4,4'-二氨基二苯砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜(BAPS)(或称为4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯砜)、3,3'-二氨基-4,4'-二羟基二苯砜 (ABPS)；含硫基的芳香族二胺包括4,4'-二氨基二苯硫醚。
脂肪族二胺为不含芳香族结构(如苯环)的二胺，脂环族二胺包括单环脂环式二胺、直链型脂肪族二胺，直链型脂肪族二胺包括硅氧型二胺、直链烷基二胺、含醚基的直链脂肪族二胺，单环脂环式二胺包括4,4'-二氨基二环己基甲烷(PACM)、3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷(DMDC)；硅氧型二胺(或称为氨基改性有机硅)包括α，ω-(3-氨基丙基)聚硅氧烷(KF8010)，X22-161A、X22-161B、NH15D、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷 (PAME)等；直链烷基二胺的碳原子个数为6～12，优选无取代基的直链烷基二胺；含醚基的直链脂肪族二胺包括乙二醇二(3-氨丙基)醚等。
二胺还可选用含有芴基的二胺，芴基具有庞大的自由体积和刚性稠环结构，能使聚酰亚胺具有良好的耐热、热氧化稳定性、机械性能、光学透明性及在有机溶剂中具有良好的溶解性，含有芴基的二胺，比如9,9-双(3,5-二氟-4-胺基苯基)芴，其可由9-芴酮和2,6-二氯苯胺反应得到。氟化二胺还可选用1,4-双(3’-氨基-5’-三氟甲基苯氧基)联苯，此二胺为具有刚性联苯结构的间位取代含氟二胺，间位取代结构可以阻碍沿着分子链方向的电荷流动，减少分子间共轭作用，从而减少可见光对光的吸收，选用不对称结构的二胺或酸酐在一定程度上会提高有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的透明性。上述二胺可以单独使用或者两种以上组合使用。
具有活性氢的二胺的实例包括含羟基的二胺如3,3'-二氨基-4,4'-二羟基联苯、4,4'- 二氨基-3,3'-二羟基-1,1'-联苯(或称为3,3'-二羟基联苯胺)(HAB)、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基) 丙烷(BAP)、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)、1,3-双(3-羟基-4-氨基苯氧基)苯、1,4- 双(3-羟基-4-氨基苯基)苯、3,3'-二氨基-4,4'-二羟基二苯基砜(ABPS)可以列举，作为具有羧基的二胺如3,5-二氨基苯甲酸、双(4-氨基-3-羧基苯基)甲烷(或称为6,6'-双氨基-3,3'-甲叉基二苯甲酸)、3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸，1,3-双(4-氨基-2-羧基苯氧基)苯。具有氨基的二胺，例如4,4'-二氨基苯酰替苯胺(DABA)、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、二亚乙基三胺，3,3'-二氨基二丙胺、三亚乙基四胺、N，N'-双(3-氨基丙基)乙二胺(或称为N,N-二(3-氨丙基)乙基乙胺)等。含硫醇基的二胺，例如3,4-二氨基苯硫醇。上述二胺可以单独使用或者两种以上组合使用。
有机硅改性聚酰亚胺可以通过公知的合成方法合成。二酸酐和二胺可以在催化剂存在下通过将它们溶解在有机溶剂中进行酰亚胺化来制备，催化剂的实例包括乙酸酐/三乙胺型，戊内酯/吡啶型等，优选的是，酰亚胺化反应中共沸过程产生的水，使用脱水剂(如甲苯) 促进水的脱除。
也可以将酸酐与二胺进行平衡反应得到聚酰胺酸，然后再经过加热脱水得到聚酰亚胺，在其它实施例中，在聚酰亚胺的主链上可具有一小部分酰胺酸，例如聚酰亚胺分子中酰胺酸与酰亚胺的比值为1～3:100，酰胺酸与环氧树脂之间具有相互作用力，从而使基材具有较优的性能。在其它实施例中，也可在聚酰胺酸的状态下加入固态物质(如热固化剂、无机散热粒子与荧光粉)得到基材。此外，也可利用脂环族酸酐与二胺直接加热脱水的方式来得到溶液化聚酰亚胺，以此溶液化聚酰亚胺作为胶材材料，透光性佳，且本身即为液态，因此可使其它固态物质(例如无机散热粒子与荧光粉)能够更充分地分散在胶材中。
于一实施例，制备有机硅改性聚酰亚胺时，可将二胺与酸酐加热脱水后得到的聚酰亚胺与硅氧型二胺溶于溶剂中制成有机硅改性聚酰亚胺。于另一实施例中则是在得到聚酰亚胺前的酰胺酸(amic-acid)状态下即与硅氧型二胺进行反应。
此外也可使用酸酐及二胺，使其脱水闭环并且缩聚的酰亚胺化合物，例如分子量比为1:1的酸酐与二胺。于一实施例中使用200毫摩尔(mmol)的4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐 (6FDA)、20毫摩尔(mmol)的2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)、50毫摩尔(mmol)的 2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(TFMB)、130毫摩尔(mmol)的氨基丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)，以得到PI合成溶液。
通过上述方法可得到端基为氨基的聚酰亚胺化合物，但亦可使用以其他方式来制成以羧基为端基的聚酰亚胺化合物。此外，上述酸酐及二胺的反应中，酸酐主链上含有碳碳三键时，碳碳三键的结合力可加强其分子结构；或是采用含有乙烯基硅氧烷结构的二胺。
二酸酐与二胺的摩尔比为1:1。其中含有活泼氢官能团的二胺占整个二胺的摩尔分数为5～25％。合成聚酰亚胺的反应温度优选为80～250℃，更优选为100～200℃，反应时间可以根据批量的大小调节，比如得到10～30g聚酰亚胺的反应时间为6～10小时。
有机硅改性聚酰亚胺可区分为氟化芳香族有机硅改性聚酰亚胺和脂肪族有机硅改性聚酰亚胺两个种类。氟化芳香族有机硅改性聚酰亚胺是由硅氧型二胺、含有氟(F)基团的芳香族二胺(或称为F化芳香族二胺)与含有氟(F)基团的芳香族二酸酐(或称为F化芳香族酸酐)合成；脂肪族有机硅改性聚酰亚胺是由二酸酐、硅氧型二胺和至少一种不含芳香族结构(如苯环)的二胺(或称为脂肪族二胺)合成，或二胺(其中一种二胺为硅氧型二胺)和至少一种不含芳香族结构(如苯环)的二酸酐(或称为脂肪族酸酐)合成，脂肪族有机硅改性聚酰亚胺包括半脂肪族有机硅改性聚酰亚胺和全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺，全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺由至少一种脂肪族二酸酐、硅氧型二胺和至少一种脂肪族二胺合成；合成半脂肪族有机硅改性聚酰亚胺的原料中至少有一种脂肪族二酸酐或脂肪族二胺。合成有机硅改性聚酰亚胺所需的原料与有机硅改性聚酰亚胺的硅氧含量会对基材的透过率、变色性能、机械性能、翘曲程度及折射率均具有一定影响。
本发明的有机硅改性聚酰亚胺的硅氧烷含量为20～75wt％，优选30～70wt％，玻璃化转变温度为150℃以下，玻璃化转变温度(Tg)的测试条件为使用株式会社岛津制作所制 TMA-60测定在有机硅改性聚酰亚胺中加入热固化剂后的玻璃转变温度，测试条件：负荷：5 克；升温速度：10℃/min；测量气氛：氮气氛；氮气流速：20毫升/分钟；测量温度范围：-40 至300℃。当硅氧烷含量小于20％，由有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物制成的膜可能会因荧光粉和导热性填料的填充变得非常硬且脆，同时在干燥固化后产生翘曲，加工性较低；另外，耐热变色性降低；而当硅氧烷含量大于75％，由有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物制成的膜变得浑浊，透光性降低，膜的拉伸强度降低。本发明中硅氧烷的含量为硅氧型二胺(结构式如式 (A)所示)与有机硅改性聚酰亚胺的重量比，有机硅改性聚酰亚胺的重量为合成有机硅改性聚酰亚胺所用的二胺与二酸酐重量之和减去合成过程中产生的水的重量。
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000411
式(A)中R选自甲基或苯基；R优选为甲基，n为1～5，优选1,2,3,5。
合成有机硅改性聚酰亚胺时所需要的有机溶剂只要能够溶解有机硅改性聚酰亚胺且确保与要添加的荧光粉或填料具有亲和性(润湿性)即可，但避免产物中残留较多的溶剂，一般溶剂的摩尔数与二胺和酸酐生成的水的摩尔数相等，例如1mol二胺与1mol酸酐生成的水为1mol,则溶剂的用量为1mol。此外，所选用的有机溶剂在标准大气压下的沸点为80℃以上且小于300℃，更优选为120℃以上且小于250℃。因为涂布后需要在低温下干燥和固化，如果温度低于120℃，则在涂布工艺实施的过程中，可能因为干燥的速度太快而无法很好地涂布。如果选用的有机溶剂沸点温度高于250℃时，低温下的干燥可能会延迟。具体而言，有机溶剂为醚类有机溶剂、酯类有机溶剂、二甲醚类、酮类有机溶剂、醇类有机溶剂、芳香烃类溶剂或其它。醚类有机溶剂包括乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁基醚(或称为乙二醇二丁醚)、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二乙二醇甲基乙基醚(或称为二乙二醇甲乙醚)、二丙二醇二甲醚或二甘醇二丁基醚(二甘醇二丁醚)、二乙二醇丁基甲醚；酯类有机溶剂包括乙酸酯类，乙酸酯类包括乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸丙酯、丙二醇二乙酸酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、乙酸苄酯或丁基卡必醇乙酸酯，酯类溶剂还可为乳酸甲酯、乳酸乙酯、丁酯、苯甲酸甲酯或苯甲酸乙酯；二甲醚类溶剂包括三甘醇二甲醚或四甘醇二甲醚；酮类溶剂包括乙酰丙酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、乙酰丙酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、环戊酮或2-庚酮；醇类溶剂包括丁醇、异丁醇、戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基 -2-丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇或双丙酮醇；芳香烃类溶剂包括甲苯或二甲苯；其它溶剂包括γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。
本发明提供一种有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物，包括上述有机硅改性聚酰亚胺和热固化剂，热固化剂为环氧树脂、异氰酸酯或双恶唑啉化合物。在一实施例中，以有机硅改性聚酰亚胺的重量为基准，热固化剂的用量为有机硅改性聚酰亚胺的重量的5～12％。有机硅改性聚酰亚胺组树脂合物中还可以进一步包括散热粒子和荧光粉。
光透过率
影响有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物透光率的因素至少为主材料种类、改性剂(热固化剂)种类、散热粒子种类及含量以及硅氧烷含量。光透过率是指在LED芯片主发光波长段附近的光的通过率，例如蓝光LED芯片的主发光波长段为450nm附近，则组合物或是聚酰亚胺对光波长为450nm附近的吸收率要够低甚至不吸收，才可确保大部分甚至全部的光可以通过该组合物或是该聚酰亚胺。此外LED芯片发出的光穿越两种物质的界面时，两种物质的折射率越接近，出光效率越高，为接近与灯丝基材(或基层)接触的物质(例如固晶胶)的折射率，因而有机硅改性聚酰亚胺组合物的折射率为1.4～1.7，优选1.4～1.55。将有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物用于灯丝基材，需有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物在蓝色激发白色 LED的InGaN的峰值波长处具有良好的透光率。为得到良好的透过率，可以通过改变合成有机硅改性聚酰亚胺的原料、热固化剂及散热粒子，因有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中的荧光粉会对透过率的测试会有一定影响，因此用于测透过率时的有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中不含有荧光粉，此有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的透过率为86～93％，优选88～91％或者优选89～92％或者优选90～93％。
酸酐与二胺进行反应生成聚酰亚胺，当中的酸酐与二胺可以分别选自不同的组成，即不同的酸酐与不同的二胺反应所生成的聚酰亚胺会有不同的光透过率。脂肪族有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物包括脂肪族有机硅改性聚酰亚胺和热固化剂，F化芳香族有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物包括F化芳香族有机硅改性聚酰亚胺和热固化剂。因脂肪族有机硅改性聚酰亚胺具有脂环结构，所以脂肪族有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的透光率较高。此外，氟化芳香族、半脂肪族以及全脂肪族的聚酰亚胺针对蓝光LED芯片皆具有良好的光透过率。氟化芳香族有机硅改性聚酰亚胺是由硅氧型二胺、含有氟(F)基团的芳香族二胺(或称为F 化芳香族二胺)与含有氟(F)基团的芳香族二酸酐(或称为F化芳香族酸酐)合成，即Ar1与Ar2两者都要有氟(F)基团。半脂肪族以及全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺是由二酸酐、硅氧型二胺和至少一种不含芳香族结构(如苯环)的二胺(或称为脂肪族二胺)合成，或二胺 (其中一种二胺为硅氧型二胺)和至少一种不含芳香族结构(如苯环)的二酸酐(或称为脂肪族酸酐)合成，即Ar1与Ar2两者至少其中之一为脂环式烃结构。
虽然蓝光LED芯片的主发光波长为450nm，但由于芯片的制程条件差异与环境的影响，蓝光LED芯片仍可能会发出少量短波长400nm附近的光。氟化芳香族、半脂肪族以及全脂肪族的聚酰亚胺针对短波长400nm的光的吸收率是有差异的，氟化芳香族聚酰亚胺对短波长400nm附近的光的吸收率约为20％，即波长400nm的光通过氟化芳香族聚酰亚胺的光透过率约为80％。而半脂肪族以及全脂肪族的聚酰亚胺针对短波长400nm的光的吸收率是比氟化芳香族聚酰亚胺对短波长400nm附近的光的吸收率还要低，大约只吸收有12％。因此，于一实施例中，若LED灯丝所采用的LED芯片品质较均一，也较少发出短波长的蓝光时，可采用氟化芳香族有机硅改性聚酰亚胺来制作灯丝基材或光转换层。于另一实施例中，若LED灯丝所采用的LED芯片质量有所差异，且发出较多短波长的蓝光时，可采用半脂肪族或全脂肪族的有机硅改性聚酰亚胺来制作灯丝基材或光转换层。
添加不同的热固化剂对有机硅改性聚酰亚胺的光透过率会有不同的影响。表1-1显示不同热固化剂的添加对全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺的光透过率的影响，在蓝光LED芯片的主发光波长450nm的条件下，添加不同的热固化剂对全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺的光透过率并没显着差异，但在短波长380nm的条件下，添加不同的热固化剂对全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺的光透过率会有影响。有机硅改性聚酰亚胺本身对短波长(380nm)的光的透过率就是会比长波长(450nm)的光的透过率还差，但是差异的程度会随着添加不同的热固化剂而不同。例如当全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺添加热固化剂KF105时，光透过率减少的程度较小，但是当全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺添加热固化剂2021p时，光透过率减少的程度会较大。因此，于一实施例中，若LED灯丝所采用的LED芯片品质较均一，也较少发出短波长的蓝光时，可添加热固化剂BPA或是热固化剂2021p。相反的，于一实施例中，若LED灯丝所采用的LED芯片质量有所差异，且发出较多短波长的蓝光时，可以选择添加热固化剂KF105。表1-1及表1-2均是采用岛津紫外可见分光亮度计UV-1800进行对其进行透光性测试。它根据白色LED的发光，在波长分别为380nm、410nm及450nm的光透过率。
表1-1
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000431
即使是添加相同的热固化剂，当添加量不同时，对光透过率也会有不同的影响。表1-2显示，当全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺的热固化剂BPA添加量由4％增加到8％时，光透过率是提升的。但是当添加量再增加到12％时，光透过率的表现就几乎不变。显示光透过率会随着热固化剂添加量的增加而变好，但是当提升到一个程度后，添加再多的热固化剂对光透过率的影响就相当有限。
表1-2
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000432
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000441
表2
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000442
不同的散热粒子会有不同的透光度，若采用透光度低或是光反射率低的散热粒子，则有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的光透过率就会降低。本发明的有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中的散热粒子优选采用透明粉末，或是透光度高的粒子，或是光反射率高的粒子，因为LED软灯丝主要用以发光，因此灯丝基材需要具有良好的透光性。另外，在混合两种以上类型的散热粒子的情况下，可采用透光度高的粒子和透光度低的粒子组合使用，并且使透光度高的粒子所占比例大于透光度低的粒子。例如在一实施例中，透光度高的粒子与透光度低的粒子的重量比为3～5:1。
不同的硅氧烷含量也对光透过率也会有影响。表2可以看出，在硅氧烷含量只有37wt％时，光透过率只有85％，但随着硅氧烷含量提高到超过45％，光透过率都有超过94％的水平表现。
耐热性
影响有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物耐热性的因素至少为主材料种类、硅氧含量及改性剂(热固化剂)的种类及含量。
以氟化芳香族、半脂肪族以及全脂肪族的有机硅改性聚酰亚胺合成得到的有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物都有优异的耐热性质，均适合制作灯丝基材或光转换层。若再仔细区别，在加速耐热老化实验(300℃×1hr)时发现，氟化芳香族有机硅改性聚酰亚胺比脂肪族有机硅改性聚酰亚胺拥有较好的耐热性质。因此，于一实施例中，若LED灯丝采用高功率、高亮度的LED芯片，可采用氟化芳香族有机硅改性聚酰亚胺来制作灯丝基材或光转换层。
有机硅改性聚酰亚胺中的硅氧烷含量高低会影响有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的耐热变色性质。耐热变色性质指的是将样品置于200℃×24小时的条件下，测定放置后的样品在波长460nm处的透过率。由表2可以看出，当硅氧烷含量只有37wt％时200℃×24小时后的透过率只剩83％，随着硅氧烷含量的增加，200℃×24小时后的透过率是逐渐增加的，当硅氧烷含量有73wt％时200℃×24小时后的透过率仍高达95％，因此提高硅氧烷的含量是可以有效提高有机硅改性聚酰亚胺的耐热变色性。
加入热固化剂可提高耐热性和玻璃化转换温度。如图23所示，A1、A2分别代表加入热固化剂前后的曲线；D1,D2曲线则是分别以微分计算A1、A2曲线数值后的值，代表A1、A2曲线的变化程度，从图23所示的TMA(thermomechanical analysis)的分析结果来看，当加入热固化剂后，产生受热变形的曲线减缓的趋势。因此，可得知加入热固化剂，可具有提高其耐热性的效果。
有机硅改性聚酰亚胺与热固化剂进行交联反应时，热固化剂中具有能与聚酰亚胺中的活泼氢官能团反应的有机基团即可，热固化剂的用量及种类对基材的变色性能、机械性能及折射率具有一定的影响，因而可选择一些耐热性、透过率较佳的热固化剂，热固化剂的实例包括环氧树脂、异氰酸酯、双马来酰亚胺或双恶唑啉化合物。环氧树脂可为双酚A型环氧树脂，例如BPA，还可为硅氧型的环氧树脂，如KF105、X22-163、X22-163A，还可为脂环族环氧树脂，如3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯(2021P)、EHPE3150、EHPE3150CE。通过环氧树脂的架桥反应，使得有机硅改性聚酰亚胺与环氧树脂之间形成三维的架桥结构，提高了胶材本身的结构强度。一实施例中，热固化剂的用量还可根据热固化剂与有机硅改性聚酰亚胺中的活泼氢官能团反应的摩尔量决定。于一实施例中，与热固化剂反应的活泼氢官能团的摩尔量等于热固化剂的摩尔量，例如与热固化剂反应的活泼氢官能团的摩尔量为1mol，则热固化剂的摩尔量为1mol。
热传导率
影响有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物热传导率的因素至少有荧光粉种类与含量、散热粒子种类与含量以及偶联剂的添加与种类。其中，散热粒子的粒径大小及粒径分布也会影响热传导率。
有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中还可以含有用于获得所需发光特性的荧光粉，荧光粉可以将发光半导体发出的光的波长进行变换，例如黄色荧光粉能将蓝光转换成黄光，红色荧光粉能够将蓝光转换成红光。黄色荧光粉，例如(Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu、(Sr,Ba)2SiO4:Eu(原硅酸钡(BOS))等透明荧光粉，Y3Al5O12:Ce(YAG(钇·铝·石榴石):Ce)、Tb3Al3O12:Ce(YAG(铽·铝·石榴石):Ce)等具有硅酸盐结构的硅酸盐型荧光粉，Ca-α-SiAlON等氮氧化物荧光粉。红色荧光粉包括氮化物荧光粉，例如CaAlSiN3:Eu、CaSiN2:Eu。绿色荧光粉，例如稀土-卤酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉等。荧光粉在有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中的含有比例可以根据所期望的发光特性任意设定。此外，因荧光粉热传导率远大于有机硅改性聚酰亚胺树脂，所以随着荧光粉在有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中含有比例的提升，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物整体的热传导率也会跟着提升。因此，在一实施例中，在满足发光特性的前提下，可适度的提高荧光粉的含量以增加有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的热传导率，有利于灯丝基材或是光转换层的散热性质。另有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物作为灯丝基材时，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中荧光粉的含量、形状、粒径也会对基材的机械性能(例如弹性模量、伸长率、拉伸强度)及翘曲程度有一定的影响。为使基材具有较优的机械性能、热传导率及翘曲程度小，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中所含有的荧光粉是颗粒状的，荧光粉的形状可为球状、板状或针状，优选荧光粉的形状为球状；荧光粉的最大平均长度(球状时的平均粒径)为0.1μm以上，优选为1μm以上，进一步优选为1～100μm，更优选为1～50μm；荧光粉的用量为不小于有机硅改性聚酰亚胺重量的0.05倍，优选不小于0.1 倍，且不大于8倍，优选不大于7倍，例如有机硅改性聚酰亚胺的重量为100重量份，荧光粉的含量为不小于5重量份，优选不小于10重量份，且不大于800重量份，优选不大于700 重量份，荧光粉在有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中的含量超过800重量份时，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的机械性能可能达不到作为灯丝基层所需的强度，造成产品的不良率增加。于一实施例中，同时添加两种荧光粉，比如同时添加红色荧光粉、绿荧光粉时，红荧光粉与绿荧光粉的添加比为1:5～8，优选红荧光粉与绿荧光粉的添加比为1:6～7。于另一实施例中，同时添加两种荧光粉，比如同时添加红色荧光粉、黄色荧光粉时，红色荧光粉与黄色荧光粉的添加比为1:5～8，优选红色荧光粉与黄色荧光粉的添加比为1:6～7。在其它实施例中，可同时添加三种或三种以上的荧光粉。
添加散热粒子的目的主要是增加有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的热导率，维持LED芯片发光色温以及延长LED芯片的使用寿命。散热粒子的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化镁、碳酸镁、氮化铝、氮化硼或金刚石等。从分散性考虑，优选二氧化硅、氧化铝或其两者组合使用。关于散热粒子的颗粒形状，可以为球状、块状等，此球状包括与球状相似的形状，一实施例中，可以采用球状与非球状散热粒子，以保证散热粒子的分散性和基材的热传导率，球状与非球状散热粒子的添加重量比为1:0.15～0.35。
表3-1显示出散热粒子含量与有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物热导率的变化关系，随着散热粒子含量的增加，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的热导率也随之提高，但散热粒子在有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中的含量超过1200重量份时，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的机械性能可能达不到作为灯丝基层所需的强度，造成产品的不良率增加。于一实施例中，可以添加高含量且透光度高或是反射度高的散热粒子(例如SiO2、Al2O3)，除了可以维持有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的透光性，也可以提升有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的散热性。表3-1及表3-2为将所得有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物切成膜厚为300um，直径为30mm的圆作为试验片，通过湘科制作的热导率测量装置DRL-Ⅲ测量导热率，测试条件：热极温度：90℃；冷极温度：20℃；负载：350N。
表3-1
重量比[wt％] 0.0％ 37.9％ 59.8％ 69.8％ 77.6％ 83.9％ 89.0％
体积比[vol％] 0.0％ 15.0％ 30.0％ 40.0％ 50.0％ 60.0％ 70.0％
热传导率[W/m*K] 0.17 0.20 0.38 0.54 0.61 0.74 0.81
表3-2
规格 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
平均粒径[μm] 2.7 6.6 9.0 9.6 13 4.1 12
粒径分布[μm] 1～7 1～20 1～30 0.2～30 0.2～110 0.1～20 0.1～100
热传导率[W/m*K] 1.65 1.48 1.52 1.86 1.68 1.87 2.10
关于散热粒子的粒径大小及分布对有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的热导率的影响请同时参考表3-2与图24。表3-2与图24显示有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物分别添加相同比例的7种不同规格的散热粒子及对其热导率的影响结果。适合添加于有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的散热粒子的粒径大小大致可分为小粒径(小于1μm)、中等粒径(1-30μm)以及大粒径(大于30μm)。
比较规格①、②和③，规格①、②和③都只有添加中等粒径的散热粒子，只是平均粒径并不相同。其结果显示，在只添加中等粒径的散热粒子的条件下，散热粒子的平均粒径对有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物热导率并无明显的影响。比较规格③和④显示，在平均粒径相似的条件下，添加小粒径与中等粒径的规格④所呈现的热导率明显优于只添加中等粒径的规格③。比较规格④和⑥显示，在都添加小粒径与中等粒径的条件下，虽然散热粒子的平均粒径有所差异，但对有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的热导率并无明显的影响。比较规格④和⑦显示，除了添加小粒径与中等粒径之外，多添加大粒径散热粒子的规格⑦呈现最优异的热传导率。比较规格⑤和⑦，规格⑤和⑦虽然都添加了大、中、小三种粒径的散热粒子，且平均粒径也相似，但规格⑦的热传导率却明显比规格⑤优异，造成这种差异的原因与粒径分布的比例有关。请看图24规格⑦的粒径分布，规格⑦的曲线平滑，斜率大部分都差易不大，显示规格⑦不仅包含每一种粒径大小，且每一种粒径含量皆有适度的比例，且呈现常态的分布状态，例如，小粒径含量大约10％，中粒径含量大约60％，大粒径含量大约30％。反观规格⑤，规格⑤的曲线有两个大斜率的区域，分别在粒径1-2μm与粒径30-70μm，表示规格⑤的粒径大部分分布在粒径1-2μm与粒径30-70μm，且只包含少量粒径大小3-20μm的散热粒子，呈现两头分布的状态。
因此散热粒子的粒径分布影响热传导率的程度是大于散热粒子的平均粒径，当添加了大、中、小三种粒径的散热粒子，且小粒径含量大约5-20％、中粒径含量大约50-70％、大粒径含量大约20-40％时，有机硅改性聚酰亚胺树脂会有最佳的热传导率。因为当有大、中、小三种粒径的条件下，在相同的体积里，散热粒子会有较密集的堆积与接触而形成有效率的散热路径。
于一实施例中例如采用粒径分布为0.1～100μm，平均粒径为12μm的氧化铝或是粒度分布为0.1～20μm，平均粒径为4.1μm的氧化铝，此粒度分布为氧化铝的粒径范围。于另一实施例中，从基材的平滑性考虑，可以选取平均粒径为基材厚度的1/5～2/5，优选1/5～1/3。散热粒子的用量为有机硅改性聚酰亚胺重量(用量)的1～12倍，例如有机硅改性聚酰亚胺为 100重量份，散热粒子的含量为100～1200重量份，优选400～900重量份，同时添加两种散热粒子，例如同时添加二氧化硅、氧化铝，氧化铝与二氧化硅的重量比为0.4～25:1，优选1～10:1。
在合成有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物时，可以通过添加偶联剂(例如硅烷偶联剂)以提升固态物质(如荧光粉、散热粒子)与胶材(例如有机硅改性聚酰亚胺)之间的密着性且提高整体固态物质的分散均匀度，进而提高光转换层的散热性以及机械强度，偶联剂还可采用钛酸酯偶联剂，优选环氧类钛酸酯偶联剂。偶联剂的用量与散热粒子的添加量及其比表面积有关，偶联剂的用量＝(散热粒子用量*散热粒子的比表面积)/偶联剂最小包覆面积，例如采用环氧类钛酸酯偶联剂，偶联剂的用量＝(散热粒子用量*散热粒子的比表面积)/331.5。
在本发明其他具体实施例中，为了进一步改善有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物在合成工艺中的性质，可以选择性地在有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物合成工艺的过程中添加消泡剂、流平剂或粘合剂等添加剂，只要其不影响产品的耐旋光性、机械强度、耐热性及变色性即可。消泡剂用于消除在印刷、涂布和固化时产生的气泡，比如使用丙烯酸类或有机硅类等表面活性剂作为消泡剂。流平剂用于消除在印刷和涂布过程中产生的涂膜表面上的凹凸。具体而言，优选含有0.01～2wt％的表面活性剂成分，可以抑制气泡，可以通过使用如丙烯酸类或有机硅类的流平剂使涂膜平滑，优选不含离子杂质的非离子表面活性剂。粘合剂的实例包括咪唑类化合物、噻唑类化合物、三唑类化合物、有机铝化合物、有机钛化合物和硅烷偶联剂。优选的，这些添加剂的用量为不大于有机硅改性聚酰亚胺重量的10％。当添加剂的混合量超过10wt％时，所得涂膜的物理性质倾向于降低，并且还会产生由挥发性成分引起的耐旋光性劣化的问题。
机械强度
影响有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物机械强度的因素至少有主材料种类、硅氧烷含量、改性剂(热固化剂)种类、荧光粉以及散热粒子含量。
不同的有机硅改性聚酰亚胺树脂拥有不同的特性，表4分别列出氟化芳香族、半脂肪族以及全脂肪族三种有机硅改性聚酰亚胺在硅氧烷含量大约45％时(wt％)的主要特性。氟化芳香族拥有最好的耐热变色性，全脂肪族拥有最佳的光透过率。氟化芳香族同时拥有较高的拉伸强度与弹性模量。表4～表6所示的机械强度的测试条件：有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的厚度为50μm、宽度为10mm，采用ISO527-3:1995标准进行膜的拉伸性能测试，拉伸速度为10mm/min。
表4
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000481
灯丝制作时会先通过固晶胶将LED芯片、电极固定在有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物所形成的灯丝基材上，后再进行打线程序，用导线对相邻LED芯片、LED芯片与电极之间进行电性连接。为保证固晶与打线品质，提高产品质量，灯丝基材的弹性模量应具一定的水平，以抵抗固晶与打线制程的下压力度，因此，灯丝基材的弹性模量应大于2.0Gpa，优选2～6Gpa，最优选4～6Gpa。表5显示不同硅氧烷含量以及有无粒子(荧光粉与氧化铝)添加对有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物弹性模量的影响。在没有添加荧光粉与氧化铝粒子的条件下，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的弹性模量皆小于2.0Gpa，且随着硅氧烷含量的增加，弹性模量呈现下降的趋势，即有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物有被软化的趋势。然而在有添加荧光粉与氧化铝粒子的条件下，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的弹性模量皆可大幅提升且都大于2.0Gpa。因此，硅氧烷含量的增加可以软化有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物，有利于添加更多的填充物，如添加更多的荧光粉或散热粒子。为使基材具有较优的弹性模量及热传导率，关于散热粒子的粒径，可以适当选择粒度分布和混合比例，使得平均粒径在0.1μm至 100μm的范围内，或是1μm至50μm的范围内。
为使LED灯丝具有较佳的弯折性能，灯丝基材的断裂伸长率应大于0.5％，优选 1～5％，最优选1.5～5％。请参见表5，在没有添加荧光粉与氧化铝粒子的条件下，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物具有优良的断裂伸长率，且增加硅氧烷的含量，断裂伸长率也随着增加，弹性模量随着降低，从而减少翘曲现象的发生。相反的，在有添加荧光粉与氧化铝粒子的条件下，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物反而呈现断裂伸长率下降，弹性模量增加，增加翘曲现象。
表5
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000491
添加热固化剂除了提高有机硅改性聚酰亚胺树脂的耐热性和玻璃化转换温度外，也可以提升有机硅改性聚酰亚胺树脂的机械性质，例如提高拉伸强度、弹性模量与断裂伸长率。而添加不同热固化剂，也会有不同的提升效果。表6显示添加了不同的热固化剂之后，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的拉伸强度与断裂伸长率皆有不同的表现的效果。全脂肪族有机硅改性聚酰亚胺在添加热固化剂EHPE3150之后有较佳的拉伸强度，而添加热固化剂KF105有较佳的伸长率。
表6
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000501
表7：BPA的具体信息
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000502
表8：2021P的具体信息
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000503
表9：EHPE3150、EHPE3150CE的具体信息
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000504
表10：PAME、KF8010，X22-161A，X22-161B，NH15D，X22-163，X22-163A，KF-105的具体信息，屈折率又可称为折射率。
Figure DEST_PATH_BDA0002585129650000511
本发明的有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物可以以膜形态或者附在载体上一起作为基材使用。膜的形成过程包括三道工序，(a)涂布工序：将上述有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物在剥离体上展开、涂布形成膜；(b)干燥加热工序：将膜与剥离体一起进行加热干燥以除去膜中的溶剂；(c)剥离：干燥完成之后将膜从剥离体上进行剥离得到膜形态的有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物。上述剥离体可采用离心膜或其它与有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物不发生化学反应的材料，例如可以采用PET离心膜。
有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物附在载体上得到组成膜，组成膜可作为基材使用，组成膜的形成过程包括两道工序：(a)涂布工序：将上述有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物在载体上展开、涂布形成组成膜；(b)干燥加热工序：将组成膜进行加热干燥以除去膜中的溶剂。
作为涂布工序中的涂布方式，可以使用辊涂机、模涂布机、刮刀涂层机等卷对卷方式的涂布装置，或者印刷法、喷墨法、点胶法、喷涂法等简便的涂布方式。
上述加热干燥工序对应的干燥方法，可以选择真空干燥法，加热干燥法等。加热方法可采用电加热器等热源或热媒加热产生热能，并使其产生间接对流，或者使用从热源发出的红外线来加热的热辐射方式。
上述有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物可通过涂布后干燥固化而获得高导热性膜(复合膜)，以获得具有以下任一或其组合的特性：优异的透光性、耐化学性、耐热性、导热性、膜机械性能和耐旋光性。干燥固化工艺所采用的温度和时间可以根据有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物中的溶剂和涂布的膜厚适当选择，可根据有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物干燥固化前后的重量变化以及红外谱图上热固化剂官能团的峰值变化来确定是否干燥固化完全，例如以环氧树脂作为热固化剂时，有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物干燥固化前后的重量差值等于所添加溶剂的重量和干燥固化前后环氧基团峰值的变大或变小来确定是否干燥固化完全。
于一实施例中，在氮气气氛下进行酰胺化反应或在合成有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物时采用真空脱泡方法或两种方法均采用，可使得有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物复合膜中泡孔的体积百分比为5～20％，优选5～10％。如图25B所示，采用有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物复合膜作为LED软灯丝的基材(如前述各种LED灯丝实施例)，基材420b具有上表面420b1及相对的下表面420b2，图25A所示为在基材表面喷金，在Tescan公司的vega3 电镜下观察所得到的基材的表面形态。由图25B和图25A所示的基材表面SEM图可知，基材中存在泡孔4d，泡孔4d占基材420b的体积含量百分比为5～20％，优选5～10％，泡孔4d 的横截面为无规则形状，如图25B所示为基材420b的横截面示意图，图25B中的虚线为基准线，基材的上表面420b1包括第一区域4a和第二区域4b，第二区域4b包括泡孔4d，第一区域4a的表面粗糙度小于第二区域4b的表面粗糙度，LED芯片发出的光经第二区域的泡孔进行散射，出光更加均匀；基材的下表面420b2包括第三区域4c，第三区域4c的表面粗糙度大于第一区域4a的表面粗糙度，当LED芯片放置第一区域4a时，因第一区域4a较平整，因而有利于后续的固定打线，当LED芯片放置在第二区域4b、第三区域4c时，固晶时固晶胶与基材的接触面积大，能增加固晶胶与基材的结合强度，因而，将LED芯片放置在上表面 420b1上，能同时保证固晶打线及固晶胶与基材的结合强度。采用有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物作为LED软灯丝基材时，LED芯片发出的光经基材中的气泡进行散射，出光更加均匀，同时能进一步改善眩光现象。于一实施例中，可采用含有硅树脂或钛酸酯耦合剂处理基层420b 的表面，优选采用含有甲醇的硅树脂或含有甲醇的钛酸酯耦合剂，也可采用含有异丙醇的硅树脂，处理过的基层的截面图如图25C所示，基层的上表面420b1具有较均一的表面粗糙度，基层的下表面420b2包括第三区域4c和第四区域4e，第三区域4c的表面粗糙度大于第四区域4e的表面粗糙度。基层的上表面420b1的表面粗糙度可等于第四区域4e的表面粗糙度。将基层420b的表面进行处理，可使反应高、强度高的物质进入部分孔洞4d中，从而提高基层的强度。
采用真空脱泡方法制备有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物时，真空脱泡时的真空度为-0.5～-0.09MPa，优选-0.2～-0.09MPa。制备有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物所用原料重量总和小于等于250g时，公转速度为1200～2000rpm，自转速度为1200～2000rpm，真空脱泡时间为3～8min。既能保持膜中保留一定的气泡以增加出光均匀性，又能保持较佳的力学性能。根据制备有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物所需原料的总重量可做适当调整，一般总重量越高，真空度可降低、搅拌时间和搅拌速度可适当增加。
根据本发明，可以获得作为LED软灯丝基材所需的透光率，耐化学性，耐热变色性，导热性，膜机械性能和耐旋光性优异的树脂。此外，可以通过诸如印刷法涂布法、喷墨法或点胶法等的简便涂布方法来形成高导热性树脂膜。
有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物复合膜作为灯丝基材(或基层)时，LED芯片为六面发光体，LED灯丝制作时，LED芯片的至少二面被顶层包裹，现有LED灯丝在点亮时，会出现顶层与基层色温不均匀的现象，或基层会出现颗粒感，因而作为灯丝基材的复合膜需要具备优异的透明性。在其它实施例中，可在有机硅改性聚酰亚胺的主链上引入砜基、非共平面结构、间位取代二胺等手段以提高有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物的透明性。此外为使采用该灯丝的球泡灯实现全周光发光效果，作为基材的复合膜需具备一定的柔性，因此可在有机硅改性聚酰亚胺的主链中引入醚基(如4,4'-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚)、羰基、亚甲基等柔性结构。在其它实施例中，也可选用含有吡啶环的二胺或二酐，吡啶环的刚性结构可提高复合膜的机械性能，同时与强极性基团(例如-F)连用，可使复合膜具有优异的透光性能，具有吡啶结构的酸酐如2,6-双(3’,4’-二羧基苯基)-4-(3”,5”-双三氟甲基苯基) 吡啶二酐。
以下说明请同时参见图6A，LED灯丝400顶层420a为至少一层的层状结构。所述层状结构可选自：可塑形性高的荧光粉胶、可塑形性低的荧光粉膜、透明层或是此三者的任意层状组合。所述荧光粉胶/荧光粉膜包含以下成分：胶、荧光粉、无机氧化物纳米粒子。胶可为但不限定为硅胶。于一实施例中，胶中可包含10％Wt或更低的上述有机硅改性聚酰亚胺，以增加灯丝整体的硬度、绝缘性、热稳定性以及机械强度，有机硅改性聚酰亚胺的固含量可为5-40％Wt，旋转黏度可为5-20Pa.S。无机氧化纳米粒子426可为但不限定为氧化铝、氮化铝粒子，颗粒的粒径可为100-600纳米或是0.1至100微米，其作用为促进灯丝的散热，掺入的无机散热粒子可具有多种尺寸的粒径。亦可适当地进行调整，使两者在硬度(例如通过封装胶组成或是荧光粉比例来调整)、转换波长、组成物粒子颗粒大小、厚度、透光度等特征上视情形差异化。荧光粉膜与荧光粉胶在顶层的透过率可视需要调整，例如荧光粉胶或荧光粉膜在顶层的透过率为大于20％、50％、或70％。荧光粉胶的邵氏硬度可为D40-70；荧光粉胶的厚度可为0.2-1.5公厘；而荧光粉膜的邵氏硬度可为D20-70。荧光粉膜的厚度可为0.1-0.5 公厘；折射率为1.4或更高；透光率为40％-95％。透明层(胶层、绝缘层)可由高透光树脂例如硅胶、上述所述有机硅改性聚酰亚胺或其组合而构成。于一实施例中，透明层可为作为折射率匹配层，具有调整灯丝出光效率的作用。
请继续参见图6A，LED灯丝400基层420b为至少一层的层状结构，所述层状结构可选自：可塑形性高的荧光粉胶、可塑形性低的荧光粉膜、透明层或是此三者的任意层状组合；所述荧光粉胶/荧光粉膜包含以下成分：有机硅改性聚酰亚胺、荧光粉、无机氧化物纳米粒子。于一实施例中，有机硅改性聚酰亚胺可用上述所述的有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物替代。无机氧化纳米粒子可为但不限定为氧化铝、氮化铝粒子，颗粒的粒径可为100-600纳米或是0.1至100微米，其作用为促进灯丝的散热，掺入的无机散热粒子可具有多种尺寸的粒径。荧光粉膜与荧光粉胶在基层420b的光透过率可视需要调整，例如荧光粉胶或荧光粉膜在基层420b的透过率为大于20％、50％、或70％。透明层(胶层、绝缘层)可由高透光树脂例如硅胶、上述所述的有机硅改性聚酰亚胺或其组合而构成。于一实施例中，透明层可为作为折射率匹配层，具有调整灯丝出光效率的作用。于一实施例中，基层420b可为上述所述的有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物复合膜。
以上关于将有机硅改性聚酰亚胺应用于灯丝结构的说明，仅以图6A为说明代表，然而并不以此为限。同样说明内容适用于本发明所有类似的LED灯丝结构。
前述各实施例中的LED灯丝结构，主要可应用于LED球泡灯产品，使所述LED 球泡灯透过单条LED灯丝的可挠曲弯折特性，达成全周光的发光效果。以下即进一步说明将前述LED灯丝应用于LED球泡灯的具体实施方式。
请参考图26A，图26A为LED球泡灯20c的第一实施例的结构示意图。依据第一实施例，LED球泡灯20c包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、设于灯壳12内的至少二导电支架51a、51b、驱动电路518、支撑部(包括悬臂15、芯柱19)、及单一发光部(即LED灯丝)100。驱动电路518是电性连接至导电支架51a、51b与灯头16。芯柱19另具有一垂直延伸至灯壳12中心的立杆19a，立杆19a位于灯头16的中心轴线上，或者立竿19a位于LED 球泡灯20c的中心轴线上。多个悬臂15位于立竿19a与LED灯丝100之间，这些悬臂15用来支撑LED灯丝100且可以使LED灯丝100维持预设的曲线与形状。每一个悬臂15包括相对的第一端与第二端，每一个悬壁15的第一端连接至立杆19a，而每一悬臂15的第二端连接至该LED灯丝100。
灯壳12是可采用透光性较佳或导热性较佳的材料，例如但不限于玻璃或塑料。实施时，亦可在灯壳12内掺杂带有金黄色材料或灯壳表面镀上一层黄色薄膜，以适量吸收部分LED芯片所发出的蓝光，以降低LED球泡灯20c所发出光线的色温。在本发明其他实施例中，灯壳12包括发光材料层(图未示)，所述发光材料层可依设计需求或工艺可行性形成在灯壳12内表面、外表面上，或甚至融合于灯壳12本体材料中。所述发光材料层包括低再吸收的(在文中缩写为LR)半导体纳米晶体，在本文中称为LR量子点。LR量子点为特别设计的量子点，所述量子点包括核、保护壳与吸光壳，吸光壳设置于核和保护壳之间。核可发射光，而吸光壳可吸收激发光，发射光波长比激发光波长更长，保护壳则可提供光稳定性。低再吸收是采用吸亮度比值以实现该目标。理想地，纳米晶体发射器从激发光源中吸收所需数量的高能量光子并且在更低的能量窗内根本未吸收任何光子。在一个选择中，将“吸亮度比值”定义为激发光源的峰值处的吸亮度与550nm处的吸亮度的比值。如果纳米晶体的发射峰位于比550nm更高的波长处，那么该选择有效。选择550nm的原因在于，550nm为在周围环境条件下人眼最敏感的波长。在本公开中，将该吸亮度比值称为“Iexcitation/I550”。例如，如果蓝色LED的激发峰值在450mm处(对于高功率和高效率蓝色LED的共同峰值位置)，那么相关吸亮度比值为“I450/I550”。在某些实施方式中，有用的LR量子点具有的吸亮度比值大于大约8，适当地等于或大于大约10，或者等于或甚至大于大约15。可选地，人们可将吸亮度比值定义“在发射峰处的吸亮度比值”，其通过将激发光源的峰值处的吸亮度与纳米晶体的发射峰处的吸亮度相除来计算得到的，在本公开中，将该参数记为“Iexcitation/Iemission”。例如如果激发光源的峰值为450nm，那么“在发射峰处的吸亮度比值”为“I450/Iemission”。可取的，在发射峰处的吸亮度比值大于8，适当地大于10，或者甚至大于15。
核为半导体纳米晶体材料，通常为金属材料和非金属材料的组合，且可通过使阳离子前体和阴离子前体相结合来制备核。所述金属材料可选自Zn、Cd、Hg、Ga、In、Ti、 Pb或稀土。所述非金属材料可选自O、S、Se、P、As或Te。阳离子前体离子可包括所有过渡金属和稀土元素，并且阴离子前体离子可选自O、S、Se、Te、N、P、As、F、CL以及Br。并且，阳离子前体可包括元素或化合物，例如，元素、共价化合物或离子化合物，其包括氧化物、氢氧化物、配位化合物或金属盐，这些化合物在所产生的纳米晶体核或壳材料中是作为正电性元素的源。
阳离子前体溶液可包括金属氧化物、金属卤化物、金属氮化物、金属氨络合物、金属胺、金属酰胺、金属酰亚胺、金属羧酸盐、金属乙酰丙酮化物、金属二硫醇盐、金属羰基、金属氰化物、金属异腈、金属丁腈、金属过氧化物、金属氢氧化物、金属氢化物、金属乙醚络合物、金属二醚络合物、金属三醚络合物、金属碳酸盐、金属硝酸盐、金属亚硝酸盐、金属硫酸盐、金属醇盐、金属三甲基硅氧化物、金属硫醇盐、金属二硫醇、金属二硫化物、金属氨基甲酸酯、金属二羟基氨基甲酸酯、金属吡啶络合物、金属二吡啶络合物、金属邻二氮菲络合物、金属三联吡啶络合物、金属二胺络合物、金属三胺络合物、金属二亚胺、金属吡啶二亚胺、金属吡唑硼酸盐、金属二(吡唑)硼酸盐、金属三(吡唑)硼酸盐、金属亚硝酰基、金属硫代氨基甲酸酯、金属二氮丁二烯、金属二硫代氨基甲酸酯、金属二烃基乙酰胺、金属二烃基甲酰胺、金属甲脒、金属磷化氢络合物、金属砷化氢络合物、金属二膦络合物、金属联胂络合物、金属草酸、金属咪唑、金属吡唑特、金属希夫碱络合物、金属卟啉、金属酞菁、金属亚酞菁、金属吡啶甲酸、金属哌啶络合物、金属吡唑基、金属水杨醛、金属乙二胺、金属三氟甲磺酸化合物或其任意组合。优选地，阳离子前驱溶液可包括金属氧化物、金属碳酸盐、金属重碳酸盐、金属硫酸盐、金属亚硫酸盐、金属磷酸盐、金属亚磷酸盐、金属卤化物、金属羧酸盐、金属氢氧化物、金属醇盐、金属硫醇盐、金属酰胺、金属酰亚胺、金属烷基、金属芳基、金属配位化合物、金属溶剂化物、金属盐或其组合。最优选地，阳离子前体为金属氧化物或金属盐前体，并且可选自硬脂酸锌、肉豆蔻酸锌、醋酸锌以及硬酯酸锰。
阴离子前体也可包括元素、共价化合物或离子化合物，其用作在所产生的纳米晶体内的一个或多个负电性元素。这些定义期望可以使用在本文中所公开的方法，制备三元化合物、四元化合物以及甚至更复杂的种类，在这种情况下，可使用多于一个阳离子前体和/或多于一个阴离子前体。在给定的单层生长期间使用两个或多个阳离子元素时，如果纳米晶体的其他部分仅仅包含单个阳离子，那么所产生的纳米晶体在指定的单层具有阳离子合金。相同的方法可用于制备具有阴离子合金的纳米晶体。
以上方法适用于使用核和外壳材料的一系列阳离子前体化合物制备的核/壳纳米晶体，例如，II族金属的前体(例如，Zn、Cd或Hg)、III族金属的前体(例如，Al、Ga或In)、 IV族金属的前体(例如，Ge、Sn或Pb)、或过渡金属(例如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、 W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au等)。
吸光壳的成分可与核的成分相同或不同。通常，吸光壳材料的晶格结构与为核选择的材料的类型相同。例如，如果CdSe用作发射区域材料，那么吸收区域材料可为CdS。选择吸光壳材料，以提供良好的吸收特征，并且可取决于光源。例如，在源自典型的蓝色LED (在440和470nm之间的波长范围内)的激发用于固态照明时，CdS可作为吸收区域的良好材料。例如，如果激发源自紫色LED，以通过下变频来制造红色LED，那么ZnSe或ZnSexS1-x (其中，x大于等于0且小于等于1)为吸收区域较好的选择。又例如，如果人们希望通过使用红色光源从量子点获得近红外发射，以用于生物医学应用(700-1000nm)中，那么作为吸收区域材料，CdSe和InP通常有效。
在量子点最外面的外壳处的保护区域(宽带隙半导体或绝缘体)为量子点提供所需要的化学和光稳定性。通常，保护壳(也称为保护区域)在上述优选的激发窗口内既不有效地吸光，也不发射定向光子。这是因为其具有宽带隙。例如，ZnS和GaN可作为保护壳材料。也可使用金属氧化物。在某些实施方式中，有机聚合物可用作保护壳。保护壳的厚度通常在1个和20个单层之间的范围内。而且，厚度还能够根据需要增加，但是这也会增加生产成本。
吸光壳包括形成成分梯度的多个单层。例如，吸光壳可包括三个组成成分，在最靠近核的单层中的比率1:0:1和最靠近保护壳的单层中的比率0:1:1之间变化。例如，三个有用的成分为Cd、Zn以及S，并且，最靠近核的单层可具有成分CdS(比率1:0:1)，最靠近保护壳的单层可具有与ZnS对应的成分(比率0:1:1)，并且在核和保护壳之间的中间单层可具有与CdxZn1-xS对应的成分，该成分具有比率(X):(1-X):1，并且其中，X大于等于0且小于等于1。在此例中，与更靠近保护壳的单层相比，对于更靠近核的单层，X更大。在另一个实施方式中，过渡壳包括三个成分，在从最靠近核的单层到最靠近保护壳的单层的比率0.9:0.1:1、0.8:0.2:1、0.6:0.4:1、0.4:0.6:1以及0.2:0.8:1变化。只要具有合适的晶格匹配参数，Cd、Zn、 S以及Se合金的其他组合就也可用作过渡壳，代替CdxZn1-xS。在一个实施例中，合适的过渡外包括具有Cd、Zn以及S成分的外壳以及从最靠近吸光壳的层到最靠近保护壳的层中列出的以下层：Cd0.9Zn0.1S、Cd0.8Zn0.2S、Cd0.6Zn0.4S、Cd0.4Zn0.6S、Cd0.2Zn0.8S。
LED灯丝100的电极506电性连接至导电支架51a、51b，以接收来自于驱动电路 518的电力。电极506与导电支架51a、51b之间的连接关系可以是机械式的压紧连接，亦可以是焊接连接，所述机械式连接可以是先把导电支架51a、51b穿过电极506上形成的特定穿孔(图未示)，再反折导电支架51a、51b的自由端，使得导电支51a、51b夹住电极506并形成电性连接。所述焊接式连接可以是利用银基合金焊、银焊、钖焊等方式把导电支架51a、 51b与电极506连接。
图26A所示的LED灯丝100弯折形成图26A的上视图中的类似圆形的轮廓。在图 26A的实施例中，LED灯丝100由于具有包括如图2至图22中任一实施例中所述的LED灯丝结构，因此可弯折形成侧视图中的波浪状。LED灯丝100的形状是新颖的，且使照明更加均匀。对比于具有多个LED灯丝的LED球泡灯，单一LED灯丝100具有较少的接点。在实施上，单一灯丝100仅具有两个连接用的接点，因此减少了因焊接或机械压接而产生瑕疵的可能性。
芯柱19具有立杆19a，立杆19a朝向灯壳12的中心延伸。立杆19a支撑悬臂15，各个悬臂15的第一端连接立杆19a，且各个悬臂15的第二端连接LED灯丝100。
请参照图26B，图26B所示为图26A的虚线圆圈处的放大截面图。每一悬臂15的第二端具有一钳部15a，钳部15a夹住LED灯丝10的本体。钳部15a可以用以夹住LED灯丝 100的波浪状的波峰或波谷，但并不以此为限，钳部15a也可以用来夹住LED灯丝100的波浪状的波峰与波谷之间的部分。钳部15a的形状可以紧密配合于LED灯丝100截面的外形，而钳部15a的内部形状(内孔)的尺寸可以略小于LED灯丝100截面的外形的尺寸。因此，在制造时，可以把LED灯丝100穿过钳部15a的内孔，以形成紧密配合。另一种固定方式是经由弯折程序来形成该钳部，进一步来说，是先将LED灯丝100置于悬臂15的第二端，接着利用治具将第二端弯折成钳部15a以夹住LED灯丝100。
悬臂15的材质可以是但不限于碳素弹簧钢，以提供适当的刚性与弹性，从而吸收外部振动而减少对LED灯丝的冲击，以使LED灯丝不易变形。由于立杆19a为延伸至灯壳 12的中心，且悬臂15连接至立杆19a的顶端附近，因此，LED灯丝100的铅垂高度为接近于灯壳12的中心，因此LED球泡灯20c的发光特性接近于传统球泡灯的发光特性，使得发光更加均匀，同时发光亮度也能达到传统球泡灯的亮度水平。在本实施例中，LED灯丝100的至少一半会环绕LED球泡灯20c的中心轴。此中心轴与立杆19a的轴是同轴。
在本实施例中，LED灯丝100的悬臂15第一端与芯柱19的立杆19a连接，悬臂 15的第二端通过钳部15a连接至LED灯丝100的外绝缘面，因此悬臂15并不是用来传输电力。在一实施例中，芯柱19是以玻璃制成，因此芯柱19不会因为悬壁15的热胀冷缩而破损或爆裂。在不同实施例中，LED球泡灯可不具有立杆，悬臂15可连接至芯柱或可直接连接灯壳，以减少因为立杆对于发光造成的负面影响。
由于悬臂15是不导电的，避免了以往在悬臂15导电时，会因通过的电流产生热，而导致悬臂15内的金属丝热胀冷缩，从而造成玻璃芯柱19破损爆裂的风险。
在不同实施例中，悬臂15的第二端可以直接插入LED灯丝100中，且成为LED 灯丝100中的辅助件(辅助条)，其可以强化LED灯丝100的机械强度。
钳部15a的内部形状(孔洞形状)匹配LED灯丝100截面的外部形状，因此，LED 灯丝100的截面可以被定向而朝向特定的方位。LED灯丝100的顶层420a会被定向而朝向图 2B的十点钟方向，整条LED灯丝100的发光面都可被定向朝向大致上同样的方位，以确保LED 灯丝100的发光面在视觉上是一致的。对应于LED芯片，LED灯丝100包括主发光面Lm与次发光面Ls。当LED灯丝100的LED芯片是打线连接，且以线状对齐，顶层420a远离基层420b 的一面为主发光面Lm，而基层420b远离顶层420a的一面为次发光面Ls。主发光面Lm与次发光面Ls彼此相对。当LED灯丝100发光时，主发光面Lm是有最大量的光线穿过的一面，而次发光面Ls是有第二大量的光线穿过的一面。在本实施例中，在顶层420a与基层420b之间还具有导电箔530，其用来电性连接于LED芯片之间。在本实施例中，LED灯丝100卷曲扭绕而使主发光面Lm总是朝向外侧。也就是说，主发光面Lm的任何部分都是朝向灯壳12或灯头16，且在任何角度下其所朝方向都是远离芯柱19的。而次发光面Ls则总是朝向芯柱19 或朝向芯柱19的顶端(次发光面Ls总是朝向内侧)。
图26A所示的LED灯丝100被折弯而在顶视图中形成圆形，且在侧视图中形成波浪状。此波浪状结构不只是外观新颖，还可确保LED灯丝100的光照均匀。同时，相较于多条LED灯丝，单一LED灯丝100只要较少的接点(如压接点、熔接点或焊接点)来连接导电支架51a、51b。实际上，单一LED灯丝100只需要两个接点，其分别形成在两个电极上。如此可有效降低焊接失误的风险，且相较于采取紧压方式的机械连接，本实施例可简化连接程序。
请参照图26C，图26C所示为图26A的LED球泡灯20c的LED灯丝100在顶视图的投影。如图26C所示，在一实施例中，LED灯丝可以被折弯而形成波浪状，且由顶视图观察，会类似圆形，此圆形会环绕球泡灯或芯柱的中心。在不同实施例中，由顶视图观察的LED 灯丝可以形成类圆形或类“U”形。
如图26C所示，LED灯丝100会以类似圆形的波浪状环绕且在顶视图中具有类对称结构，而LED灯丝100的发光面也是对称的。例如在顶视图中，主发光面Lm可面向外侧。由于对称特性，LED灯丝100可产生全周光的效果。对称特性是关于在顶视图中，LED灯丝 100的类对称结构以及LED灯丝100的发光面的配置。藉此，LED球泡灯20c整体可产生近似于360度发光的全周光效果。此外，两接点可以彼此靠近，使导电支架51a、51b会大致上低于LED灯丝100。在视觉上，导电支架51a、51b会显得不明显，且与LED灯丝100整合，以展现优美曲线。
请参照图27A与图27B，图27A为本发明的一个实施例的LED球泡灯的示意图，图27B为图27A的LED球泡灯的前视图(或侧视图)。图27A与图27B的LED球泡灯20d类似于图26A的LED球泡灯20c，如图27A与图27B所示，LED球泡灯20d包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、设于灯壳12内的至少二导电支架51a、51b、悬臂15、芯柱19、及单根LED 灯丝100。芯柱19包括相对的芯柱底部与芯柱顶部，所述芯柱底部连接所述灯头16，芯柱顶部会沿着芯柱19的延长方向延伸至灯壳12内部，例如芯柱顶部可位于灯壳12内部的中心。在本实施例中，芯柱19包括了立杆19a，此处立杆19a被视为芯柱19整体的一部分，因此芯柱19的顶端即为立杆19a的顶端。导电支架51a、51b连接所述芯柱19。LED灯丝100包括灯丝本体与二电极506，所述二电极506位于所述灯丝本体的相对两端，灯丝本体即为LED 灯丝100不包括电极506的其他部分。二灯丝电极506分别连接二导电支架51a、51b，所述灯丝本体环绕所述芯柱19。悬臂15的一端连接芯柱19而另一端连接灯丝本体。
请参照图27C，图27C所示为图27A的LED球泡灯20d的顶视图。如图27C所示， LED灯丝100本体包括主发光面Lm与次发光面Ls。主发光面Lm的任一段在任一角度会朝向灯壳12或灯头16，也就是朝向LED球泡灯20d之外或朝向灯壳12之外，而次发光面Ls的任一段在任一角度朝向芯柱19或芯柱19顶部，也就是朝向LED球泡灯20d之内或朝向灯壳 12的中心。换句话说，当使用者由外部观察LED球泡灯20d时，在任何角度下都会看到LED 灯丝100的主发光面Lm。基于此种设置，照明的效果会更好。
根据不同的实施例，在不同的LED球泡灯(如LED球泡灯0a，20b，20c或20d) 中的LED灯丝100可以形成不同的形状或曲线，且这些LED灯丝100的任一个都会设置为具有对称特性。此对称特性有助于产生均匀且分布广泛的光线，使得LED球泡灯能够产生全周光效果。LED灯丝100的对称特性如下所述。
LED灯丝100的对称特性的定义，可以是基于以LED球泡灯的顶视图所定义的四个象限。在LED球泡灯(例如图26A的LED球泡灯20c)的顶视图中可以定义出四个象限，这四个象限的原点可定义为LED球泡灯的芯柱或立竿在顶视图中的中心(例如图1A的芯柱 19的立竿的顶部中心或图26A的立竿19a的顶部中心)。LED球泡灯的LED灯丝(例如图1B 与图26A的LED灯丝100)可在顶视图中呈现环形的结构、形状或轮廓。呈现在顶视图中的四个象限中的LED灯丝会具有对称性。
例如，当LED灯丝运作时，LED灯丝在顶视图中呈现在第一象限的亮度，会对称于LED灯丝在顶视图中呈现在第二象限、第三象限或第四象限的亮度。在一些实施例中，LED灯丝在顶视图中位在第一象限的部分的结构，会对称于LED灯丝在顶视图中位在第二象限、第三象限或第四象限的部分的结构。此外，LED灯丝在顶视图中位在第一象限的部分的出光方向，会对称于LED灯丝在顶视图中位在第二象限、第三象限或第四象限的部分的出光方向。
在其他实施例中，LED灯丝在顶视图中位在第一象限的部分上的LED芯片的配置(如LED灯丝位在第一象限的部分上的LED芯片的密度变化)，会对称于LED灯丝在顶视图中位在第二象限、第三象限或第四象限的部分上的LED芯片的配置。
在其他实施例中，LED灯丝在顶视图中位在第一象限的部分上的具有不同功率的LED芯片的功率布置(如LED灯丝位在第一象限的部分上的各种功率的LED芯片的位置分布)，会对称于LED灯丝在顶视图中位在第二象限、第三象限或第四象限的部分上的具有不同功率的LED芯片的功率布置。
在其他实施例中，当LED灯丝可区分为多个分段且这些分段是以彼此区别的折射率来定义，则LED灯丝在顶视图中位在第一象限的部分上的多个分段的折射率，会对称于LED 灯丝在顶视图中位在第二象限、第三象限或第四象限的部分上的多个分段的折射率。
在其他实施例中，当LED灯丝可区分为多个分段且这些分段是以彼此区别的表面粗糙度来定义，则LED灯丝在顶视图中位在第一象限的部分上的多个分段的表面粗糙度，会对称于LED灯丝在顶视图中位在第二象限、第三象限或第四象限的部分上的多个分段的表面粗糙度。
呈现在顶视图的四个象限中的LED灯丝可以是点对称(例如根据四象限的原点对称)或是线对称(例如根据四象限的两个轴之一对称)。
在顶视图的四个象限中的LED灯丝的对称结构可以具有至多20％-50％的误差，例如，当LED灯丝在第一象限的部分的结构对称于LED灯丝在第二象限的部分的结构的时候，LED灯丝在第一象限的部分上有一个指定点，而LED灯丝在第二象限的部分上有一个对称于此指定点的对称点，此指定点有一个第一位置，此对称点有一个第二位置，第一位置与第二位置可以是完全对称或是有20％-50％的误差。
此外，在顶视图中，当LED灯丝在两个象限对称，也可以定义为LED灯丝在其中一个象限的部分的长度会大致上等于LED灯丝在另外一个象限的部分的长度。LED灯丝在不同象限的部分的长度也可以有20％-50％的误差。其中，所述长度可以是LED灯丝沿着其轴向方向延伸的长度。
LED灯丝100的对称特性的定义，可以是基于LED球泡灯在侧视图、前视图或后视图中定义的四个象限。在本实施例中，LED球泡灯的侧视图包括前视图或后视图。在LED 球泡灯(例如图26A的LED球泡灯20c)的侧视图中可以定义出四个象限，在此种情况下， LED球泡灯中的芯柱或立竿(例如图26A的LED球泡灯20c的立竿19a)的延长方向(自灯头 16朝向灯壳12远离灯头16的顶端)可定义为Y轴，而X轴则可以横越过立竿的中间，此时四个象限的原点则定义为此立竿的中间，也就是X轴与Y轴的交叉点。在不同的实施例中，X 轴可以横越立杆的任何一点，例如，X轴可以横越立杆的顶端、立杆的底端或立杆的特定高度上的一点(如2/3高度处)。
此外，LED灯丝在侧视图中位在第一象限与第二象限(上方象限)的部分，会在亮度上对称(例如对Y轴呈线对称)；LED灯丝在侧视图中位在第三象限与第四象限(下方象限)的部分，会在亮度上对称(例如对Y轴呈线对称)。然而，LED灯丝在侧视图中位在上方象限的部分所呈现的亮度，不会对称于LED灯丝在侧视图中位在下方象限的部分所呈现的亮度。
在一些实施例中，LED灯丝位在第一象限与第二象限(即上方两个象限)的部分会在结构上对称(例如以Y轴为对称线的线对称)。LED灯丝位在第三象限与第四象限(即下方两个象限)的部分会也会在结构上对称(例如以Y轴为对称线的线对称)。此外，LED灯丝在侧视图中位在第一象限的部分的出光方向，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第二象限的部分的出光方向；LED灯丝在侧视图中位在第三象限的部分的出光方向，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第四象限的部分的出光方向。
在其他实施例中，LED灯丝在侧视图中位在第一象限的部分上的LED芯片的配置，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第二象限的部分上的LED芯片的配置；LED灯丝在侧视图中位在第三象限的部分上的LED芯片的配置，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第四象限的部分上的LED芯片的配置。
在其他实施例中，LED灯丝在侧视图中位在第一象限的部分上的具有不同功率的LED芯片的功率布置，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第二象限的部分上的具有不同功率的LED芯片的功率布置；LED灯丝在侧视图中位在第三象限的部分上的具有不同功率的LED芯片的功率布置，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第四象限的部分上的具有不同功率的LED 芯片的功率布置。
在其他实施例中，当LED灯丝可区分为多个分段且这些分段是以彼此区别的折射率来定义，则LED灯丝在侧视图中位在第一象限的部分上的多个分段的折射率，会对称于LED 灯丝在侧视图中位在第二象限的部分上的多个分段的折射率；LED灯丝在侧视图中位在第三象限的部分上的多个分段的折射率，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第四象限的部分上的多个分段的折射率。
在其他实施例中，当LED灯丝可区分为多个分段且这些分段是以彼此区别的表面粗糙度来定义，则LED灯丝在侧视图中位在第一象限的部分上的多个分段的表面粗糙度，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第二象限的部分上的多个分段的表面粗糙度；LED灯丝在侧视图中位在第三象限的部分上的多个分段的表面粗糙度，会对称于LED灯丝在侧视图中位在第四象限的部分上的多个分段的表面粗糙度。
此外，在侧视图中，LED灯丝呈现在上方两个象限的部分与LED灯丝呈现在下方两个象限的部分则在亮度上是不对称的。在一些实施例中，LED灯丝呈现在第一象限与第四象限的部分在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的 LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上是不对称的，而LED灯丝呈现在第二象限与第三象限的部分在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上是不对称的。为了满足全周光灯具的照明目的与要求，在侧视图中自上方象限(远离灯头16的部分)发出的光线应该要多于自下方象限(靠近灯头16的部分)发出的光线。因此，这种LED球泡灯的LED灯丝在上方象限与下方象限之间的不对称特性，可藉由将光线集中在上方象限，而有有助于满足全周光的要求。
LED灯丝在侧视图的第一象限与第二象限中的对称结构可以具有20％-50％的误差 (容许误差)，例如，LED灯丝在第一象限的部分上有一个指定点，而LED灯丝在第二象限的部分上有一个对称于此指定点的对称点，此指定点有一个第一位置，此对称点有一个第二位置，第一位置与第二位置可以是完全对称或是有20％-50％的误差。此处误差的意义可参照前文的记载。
此外，在侧视图中，LED灯丝在第一象限的部分的长度会大致上等于LED灯丝在第二象限的部分的长度。在侧视图中，LED灯丝在第三象限的部分的长度会大致上等于LED 灯丝在第四象限的部分的长度。然而，在侧视图中，LED灯丝在第一象限或第二象限的部分的长度会不同于LED灯丝在第三象限或第四象限的部分的长度。在一些实施例中，在侧视图中，LED灯丝在第三象限或第四象限的部分的长度会小于LED灯丝在第一象限或第二象限的部分的长度。在侧视图中，LED灯丝在第一象限或第二象限的部分的长度或者LED灯丝在第三象限或第四象限的部分的长度也会具有20％-50％的误差。
请参照图27D，图27D为图27B的LED灯丝100呈现在定义有四个象限的二维坐标系中。图27D的LED灯丝100同于图27B的LED灯丝100，图27D是图27A的LED球泡灯 20d的前视图(或侧视图)。如图27B与图27D所示，Y轴会对齐芯柱的立杆19a(即，Y轴会位在立杆19a的延长方向上)，而X轴会横越立杆19a(即，X轴会垂直于立杆19a的延长方向)。如图27D所示，LED灯丝100在侧视图中会被X轴与Y轴分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED灯丝100的第一部分100p1是在侧视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分100p2是在侧视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在侧视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100 的第四部分100p4是在侧视图中呈现在第四象限的部分。
如图27D所示，LED灯丝100为线对称。LED灯丝100在侧视图中会相对于Y轴对称，也就是说，第一部分100p1与第四部分100p4的几何形状会对称于第二部分100p2、第三部分100p3的几何形状。具体而言，在侧视图中，第一部分100p1会对称于第二部分100p2，更进一步来说，在侧视图中，第一部分100p1与第二部分100p2会在结构上相对于Y轴对称。此外，在侧视图中，第三部分100p3会对称于第四部分100p4，更进一步来说，在侧视图中，第三部分100p3与第四部分100p4会在结构上相对于Y轴对称。
在本实施例中，如图27D所示，侧视图中位于上方象限(即第一象限与第二象限)的第一部分100p1与第二部分100p2与侧视图中位于下方象限(即第三象限与第四象限)的第三部分100p3与第四部分100p4是不对称的。具体而言，侧视图中第一部分100p1与第四部分100p4是不对称的，而侧视图中第二部分100p2与第三部分100p3是不对称的。根据图 27D中LED灯丝100在上方象限与下方象限的结构的不对称特性，自上方象限射出且穿过上方灯壳12(远离灯头16的部分)的光线会多于自下方象限射出且穿过下方灯壳12(靠近灯头16的部分)的光线，以满足全周光灯具的照明目的与要求。
基于LED灯丝100的对称特性，侧视图中LED灯丝100的两对称部分的结构(第一部分100p1与第二部分100p2或第三部分100p3与第四部分100p4)可以是完全对称或是在结构上有误差的对称。LED灯丝100在侧视图中的两个对称部分的结构之间的误差(容许误差)可以是20％-50％或更低。
误差可以定义为坐标(即x坐标与y坐标)上的差异，例如，若LED灯丝100在第一象限的第一部分100p1上有一指定点，而LED灯丝100在第二象限的第二部分100p2上有一相对于Y轴对称于所述指定点的对称点，则所述指定点的y坐标或x坐标的绝对值可以等于所述对称点的y坐标或x坐标的绝对值，或可以相对于所述对称点的y坐标或x坐标的绝对值具有20％的差异。
例如，如图27D所示，LED灯丝100在第一象限的第一部分100p1的一个指定点 (x1,y1)定义为第一位置，LED灯丝100在第二象限的第二部分100p2的一个对称点(x2,y2) 定义为第二位置，对称点(x2,y2)的第二位置相对于Y轴对称于指定点(x1,y1)的第一位置。第一位置与第二位置可以是完全对称或是有20％-50％误差的对称。在本实施例中，第一部分100p1与第二部分100p2在结构上完全对称，也就是说，对称点(x2,y2)的x2会等于指定点(x1,y1)的负x1，而对称点(x2,y2)的y2会等于指定点(x1,y1)的y1。
例如，如图27D所示，LED灯丝100在第三象限的第三部分100p3的一个指定点 (x3,y3)定义为第三位置，LED灯丝100在第四象限的第四部分100p4的一个对称点(x4,y4) 定义为第四位置，对称点(x4,y4)的第四位置相对于Y轴对称于指定点(x3,y3)的第三位置。第三位置与第四位置可以是完全对称或是有20％-50％误差的对称。在本实施例中，第三部分100p3与第四部分100p4在结构上有误差的对称(例如在坐标上会有小于20％的误差)，也就是说，对称点(x4,y4)的x4的绝对值不等于指定点(x3,y3)的x3的绝对值，而对称点(x4,y4)的y4的绝对值不等于指定点(x3,y3)的y3的绝对值。如图27D所示，指定点(x3,y3)的垂直高度稍低于对称点(x4,y4)的垂直高度，而指定点(x3,y3)比起对称点(x4,y4) 更靠近Y轴。相应地，y4的绝对值稍小于y3的绝对值，而x4的绝对值稍大于x3的绝对值。
如图27D所示，LED灯丝100在侧视图中的第一象限的第一部分100p1的长度大致上等于LED灯丝100在侧视图中的第二象限的第二部分100p2的长度。在本实施例中，所述长度是在一平面图上(如侧视图、前视图或顶视图)沿着LED灯丝100的延长方向而定义的。例如，第一部分100p1在图27D的侧视图的第一象限延长而形成倒“V”形，其具有分别接触X轴与Y轴的两端，而第一部分100p1的长度则是沿着在X轴与Y轴之间的倒“V”形来定义。
此外，LED灯丝100在侧视图中的第三象限的第三部分100p3的长度大致上等于LED灯丝100在侧视图中的第四象限的第四部分100p4的长度。由于第三部分100p3与第四部分100p4相对于Y轴彼此在结构上有误差的对称，因此第三部分100p3的长度与第四部分100p4的长度有些许误差。此误差可以是20％-50％或更低。
如图27D所示，在侧视图中，第一部分100p1的指定点的出光方向与第二部分100p2的对称点的出光方向，会相对于Y轴在方向上对称。在本实施例中，出光方向可以定义为LED芯片所面对的方向。并且LED芯片面对的方向定义为主发光面Lm面对的方向，因此出光方向也可以定义为主发光面Lm的法线方向。例如，第一部分100p1的指定点(x1,y1) 的出光方向ED在图27D中为向上，而第二部分100p2的对称点(x2,y2)的出光方向ED在图 27D中为向上。指定点(x1,y1)的出光方向ED与对称点(x2,y2)的出光方向ED相对于Y 轴对称。此外，第三部分100p3的指定点(x3,y3)的出光方向ED在图27D中是朝向左下方向，而第四部分100p4的对称点(x4,y4)的出光方向ED在图27D中是朝向右下方向。指定点(x3,y3)的出光方向ED与对称点(x4,y4)的出光方向ED相对于Y轴对称。
请参照图27E，图27E为图27C的LED灯丝100呈现在定义有四个象限的二维坐标系中。图27E的LED灯丝100同于图27C的LED灯丝100，图27E是图27A的LED球泡灯 20d的顶视图。如图27C与图27E所示，四个象限的原心被定义为LED球泡灯20d在顶视图中的立杆19a的中心(例如，图27A的立杆19a的顶部中心)。在本实施例中，Y轴在图27E 中为垂直，而X轴在图27E中为水平。如图27E所示，LED灯丝100在顶视图中会被X轴与Y 轴分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED灯丝100 的第一部分100p1是在顶视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分100p2是在顶视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在顶视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在顶视图中呈现在第四象限的部分。
在一些实施例中，在顶视图的LED灯丝100可以是点对称(例如根据四象限的原点对称)或是线对称(例如根据四象限的两个轴之一对称)。在本实施例中，如图27E所示， LED灯丝100在顶视图为线对称，且特别是LED灯丝100在顶视图中会相对于Y轴对称，也就是说，第一部分100p1与第四部分100p42的几何形状会对称于第二部分100p2与第三部分 100p3的几何形状。具体而言，在顶视图中，第一部分100p1会对称于第二部分100p2，更进一步来说，在顶视图中，第一部分100p1与第二部分100p2会在结构上相对于Y轴对称。此外，在顶视图中，第三部分100p3会对称于第四部分100p4，更进一步来说，在顶视图中，第三部分100p3与第四部分100p4会在结构上相对于Y轴对称。
基于LED灯丝100的对称特性，顶视图中LED灯丝100的两对称部分的结构(第一部分100p1与第二部分100p2或第三部分100p3与第四部分100p4)可以是完全对称或是在结构上有误差的对称。LED灯丝100在顶视图中的两个对称部分的结构之间的误差(容许误差)可以是20％-50％或更低。
例如，如图27E所示，LED灯丝100在第一象限的第一部分100p1的一个指定点 (x1,y1)定义为第一位置，LED灯丝100在第二象限的第二部分100p2的一个对称点(x2,y2) 定义为第二位置，对称点(x2,y2)的第二位置相对于Y轴对称于指定点(x1,y1)的第一位置。第一位置与第二位置可以是完全对称或是有20％-50％误差的对称。在本实施例中，第一部分100p1与第二部分100p2在结构上完全对称，也就是说，对称点(x2,y2)的x2会等于指定点(x1,y1)的负x1，而对称点(x2,y2)的y2会等于指定点(x1,y1)的y1。
例如，如图27E所示，LED灯丝100在第三象限的第三部分100p3的一个指定点 (x3,y3)定义为第三位置，LED灯丝100在第四象限的第四部分100p4的一个对称点(x4,y4) 定义为第四位置，对称点(x4,y4)的第四位置相对于Y轴对称于指定点(x3,y3)的第三位置。第三位置与第四位置可以是完全对称或是有20％-50％误差的对称。在本实施例中，第三部分100p3与第四部分100p4在结构上有误差的对称(例如在坐标上会有小于20％的误差)，也就是说，对称点(x4,y4)的x4不等于指定点(x3,y3)的x3的负值，而对称点(x4,y4) 的y4不等于指定点(x3,y3)的y3。如图27E所示，指定点(x3,y3)的垂直高度稍低于对称点(x4,y4)的垂直高度，而指定点(x3,y3)比起对称点(x4,y4)更靠近Y轴。相应地， y4的绝对值稍小于y3的绝对值，而x4的绝对值稍大于x3的绝对值。
如图27E所示，LED灯丝100在顶视图中的第一象限的第一部分100p1的长度大致上等于LED灯丝100在顶视图中的第二象限的第二部分100p2的长度。在本实施例中，所述长度是在一平面图上(如顶视图、前视图或侧视图)沿着LED灯丝100的延长方向而定义的。例如，第二部分100p2在图27E的顶视图的第二象限延长而形成倒“L”形，其具有分别接触X轴与Y轴的两端，而第二部分100p2的长度则是沿着倒“L”形来定义。
此外，LED灯丝100在顶视图中的第三象限的第三部分100p3的长度大致上等于LED灯丝100在顶视图中的第四象限的第四部分100p4的长度。由于第三部分100p3与第四部分100p4相对于Y轴彼此在结构上有误差的对称，因此第三部分100p3的长度与第四部分100p4的长度有些许误差。此误差可以是20％-50％或更低。
如图27E所示，在顶视图中，第一部分100p1的指定点的出光方向与第二部分100p2的对称点的出光方向，会相对于Y轴在方向上对称。在本实施例中，出光方向可以定义为LED芯片所面对的方向。并且LED芯片面对的方向定义为主发光面Lm面对的方向，因此出光方向也可以定义为主发光面Lm的法线方向。例如，第一部分100p1的指定点(x1,y1) 的出光方向ED在图27E中为向右，而第二部分100p2的对称点(x2,y2)的出光方向ED在图 27E中为向左。指定点(x1,y1)的出光方向ED与对称点(x2,y2)的出光方向ED相对于Y 轴对称。此外，第三部分100p3的指定点(x3,y3)的出光方向ED在图27E中是朝向左下方向，而第四部分100p4的对称点(x4,y4)的出光方向ED在图27E中是朝向右下方向。指定点(x3,y3)的出光方向ED与对称点(x4,y4)的出光方向ED相对于Y轴对称。此外，在顶视图中，第一部分100p1上的任一指定点的出光方向ED与第二部分100p2上的对称于指定点的任一对应对称点的出光方向ED，会相对于Y轴在方向上对称。且在顶视图中，第三部分100p3 上的任一指定点的出光方向ED与第四部分100p4上的对称于指定点的任一对应对称点的出光方向ED，会相对于Y轴在方向上对称。
如前所述的实施例，在侧视图(包括前视图或后视图)及/或顶视图中，LED灯丝100的关于对称结构、对称出光方向、LED芯片442的对称配置、LED芯片442的对称功率布置、对称折射率及/或对称表面粗糙度的对称特性，有助于产生均匀分布的光线，且LED芯片442的对称功率布置、对称折射率及/或对称表面粗糙度的对称设计，可搭配上述LED灯丝的分段特性进行综合考虑，使得具有LED灯丝100的LED球泡灯能够产生全周光。
请参照图28A与图28B，图28A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯20e 的示意图，图28B所示为图28A的LED球泡灯20e的侧视图。图28A与图28B所示的LED球泡灯20e类似于图27A所示的LED球泡灯20d。LED球泡灯20e与LED球泡灯20d的主要差异在于LED灯丝100，如图28A所示，LED球泡灯20e的LED灯丝100连接立杆19a的顶端，且延伸形成两个彼此垂直的圆形。在本实施例中，LED灯丝100位在立杆19a上方，且立杆19a (也就是芯柱)位于灯头16与LED灯丝100之间。
如图28B所示，LED灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。在本实施例中，Y轴对齐立杆19a而X轴横越立杆19a。如图28B所示，侧视图中的LED灯丝100可被 Y轴区分为第一部分100p1与第二部分100p2，且LED灯丝100完全位于图17B的上方象限中。 LED灯丝100的第一部分100p1是在侧视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分100p2是在侧视图中呈现在第二象限的部分。LED灯丝100是线对称，且LED灯丝100是在侧视图中相对于Y轴对称，而第一部分100p1与第二部分100p2是在侧视图中相对于Y轴在结构上对称。第一部分100p1在侧视图中形成半圆形，且第二部分100p2在侧视图中形成半圆形，第一部分100p1与第二部分100p2在侧视图中共同形成一个圆形。此外，第一部分 100p1的出光方向ED与第二部分100p2的出光方向ED是在侧视图中相对于Y轴在方向上对称。
请参照图28C，图28C所示为图28A的LED球泡灯20e的顶视图。图28C的LED 灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。四个象限的原点定义为顶视图中的LED球泡灯20e的立杆19a的中心(如图28A的立杆19a的顶端的中心)，在本实施例中，图28C的 Y轴是倾斜的，且图28C的X轴也是倾斜的。如图28C所示，顶视图中的LED灯丝100可被X 轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在顶视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分 100p2是在顶视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在顶视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在顶视图中呈现在第四象限的部分。在本实施例中，顶视图中的LED灯丝100是点对称，具体来说，LED灯丝100是在顶视图中相对于四个象限的原点对称。换句话说，LED灯丝100在顶视图中的结构会同于LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后的结构。
例如，如图28C所示，LED灯丝100在第一象限的第一部分100p1的一个指定点 (x1,y1)定义为第一位置，LED灯丝100在第三象限的第三部分100p2的一个对称点(x2,y2) 定义为第二位置，对称点(x2,y2)的第二位置相对于原点对称于指定点(x1,y1)的第一位置。换句话说，当LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后，LED灯丝100在顶视图中的第一部分100p1的指定点(x1,y1)会重叠LED灯丝100在顶视图中的第三部分100p3的对称点(x2,y2)。
例如，如图28C所示，LED灯丝100在第二象限的第二部分100p2的一个指定点 (x3,y3)定义为第三位置，LED灯丝100在第四象限的第四部分100p4的一个对称点(x4,y4) 定义为第四位置，对称点(x4,y4)的第四位置相对于原点对称于指定点(x3,y3)的第三位置。换句话说，当LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后，LED灯丝100在顶视图中的第二部分100p2的指定点(x3,y3)会重叠LED灯丝100在顶视图中的第四部分100p4的对称点(x4,y4)。
在本实施例中，LED灯丝100在顶视图中也是线对称的。具体而言，LED灯丝100 在顶视图中是相对于X轴或Y轴对称。也就是说，第一部分100p1与第二部分100p2是相对于Y轴对称，且第三部分100p3与第四部分100p4是相对于Y轴对称。此外，第一部分100p1 与第四部分100p4是相对于X轴对称，且第二部分100p2与第三部分100p3是相对于X轴对称。第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4在顶视图中共同形成一个“X”形。
此外，第一部分100p1的指定点(x1,y1)的出光方向ED与第三部分100p3的对称点(x2,y2)的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称，且第二部分100p2的指定点(x3,y3)的出光方向ED与第四部分100p4的对称点(x4,y4)的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称。进一步地，第一部分100p1的出光方向ED与第二部分100p2的出光方向ED在顶视图中相对于Y轴在方向上对称，且第三部分100p3的出光方向ED与第四部分100p4的出光方向ED在顶视图中相对于Y轴在方向上对称。而且，第一部分100p1的出光方向ED与第四部分100p4的出光方向ED在顶视图中相对于X轴在方向上对称，且第二部分100p2的出光方向ED与第三部分100p3的出光方向ED在顶视图中相对于X轴在方向上对称。
请参照图29A与图29B，图29A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯20f 的示意图，图29B所示为图29A的LED球泡灯20f的侧视图。图29A与图29B所示的LED球泡灯20f类似于图27A所示的LED球泡灯20d。LED球泡灯20f与LED球泡灯20d的主要差异在于LED灯丝100，如图29A所示，LED球泡灯20f的LED灯丝100连接立杆19a，且延伸形成两个彼此垂直的圆形(或四个彼此垂直地半圆形)。LED灯丝100穿过立杆19a。
如图29B所示，LED灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。在本实施例中，Y轴对齐立杆19a而X轴横越立杆19a。如图29B所示，侧视图中的LED灯丝100可被 Y轴区分为第一部分100p1与第二部分100p2。LED灯丝100的第一部分100p1是在侧视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分100p2是在侧视图中呈现在第二象限的部分。
LED灯丝100是线对称，且LED灯丝100是在侧视图中相对于Y轴对称，而第一部分100p1与第二部分100p2是在侧视图中相对于Y轴在结构上对称。此外，第一部分100p1 的出光方向ED与第二部分100p2的出光方向ED是在侧视图中相对于Y轴在方向上对称。
请参照图29C，图29C所示为图29A的LED球泡灯20f的顶视图。图29C的LED 灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。四个象限的原点定义为顶视图中的LED球泡灯20f的立杆19a的中心(如图29A的立杆19a的顶端的中心)，在本实施例中，图29C的 Y轴是倾斜的，且图29C的X轴也是倾斜的。如图29C所示，顶视图中的LED灯丝100可被X 轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在顶视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分 100p2是在顶视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在顶视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在顶视图中呈现在第四象限的部分。在本实施例中，顶视图中的LED灯丝100是点对称，具体来说，LED灯丝100是在顶视图中相对于四个象限的原点对称。换句话说，LED灯丝100在顶视图中的结构会同于LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后的结构。
例如，如图29C所示，LED灯丝100在第一象限的第一部分100p1的一个指定点 (x1,y1)定为第一位置，LED灯丝100在第三象限的第三部分100p2的一个对称点(x2,y2) 定义为第二位置，对称点(x2,y2)的第二位置相对于原点对称于指定点(x1,y1)的第一位置。换句话说，当LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后，LED灯丝100在顶视图中的第一部分100p1的指定点(x1,y1)会重叠LED灯丝100在顶视图中的第三部分100p3的对称点(x2,y2)。
例如，如图29C所示，LED灯丝100在第二象限的第二部分100p2的一个指定点 (x3,y3)定义为第三位置，LED灯丝100在第四象限的第四部分100p4的一个对称点(x4,y4) 定义为第四位置，对称点(x4,y4)的第四位置相对于原点对称于指定点(x3,y3)的第三位置。换句话说，当LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后，LED灯丝100在顶视图中的第二部分100p2的指定点(x3,y3)会重叠LED灯丝100在顶视图中的第四部分100p4的对称点(x4,y4)。
在本实施例中，LED灯丝100在顶视图中也是线对称的。具体而言，LED灯丝100 在顶视图中是相对于X轴或Y轴对称。也就是说，第一部分100p1与第二部分100p2是相对于Y轴对称，且第三部分100p3与第四部分100p4是相对于Y轴对称。此外，第一部分100p1 与第四部分100p4是相对于X轴对称，且第二部分100p2与第三部分100p3是相对于X轴对称。第一部分100p1与第四部分100p4在顶视图中共同形成一个“L”形，且第二部分100p2 与第三部分100p3在顶视图中共同形成一个倒“L”形。
此外，第一部分100p1的指定点(x1,y1)的出光方向ED与第三部分100p3的对称点(x2,y2)的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称，且第二部分100p2的指定点(x3,y3)的出光方向ED与第四部分100p4的对称点(x4,y4)的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称。进一步地，第一部分100p1的出光方向ED与第二部分100p2的出光方向ED在顶视图中相对于Y轴在方向上对称，且第三部分100p3的出光方向ED与第四部分100p4的出光方向ED在顶视图中相对于Y轴在方向上对称。而且，第一部分100p1的出光方向ED与第四部分100p4的出光方向ED在顶视图中相对于X轴在方向上对称，且第二部分100p2的出光方向ED与第三部分100p3的出光方向ED在顶视图中相对于X轴在方向上对称。
请参照图30A与图30B，图30A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯20g 的示意图，图30B所示为图30A的LED球泡灯20g的侧视图。图30A与图30B所示的LED球泡灯20g类似于图27A所示的LED球泡灯20d。LED球泡灯20g与LED球泡灯20d的主要差异在于LED灯丝100，如图30A所示，LED球泡灯20g的LED灯丝100连接立杆19a的顶部，且延伸形成两个在一个平面上的圆形。这两个由LED灯丝100形成的圆形为并排设置，且其形状类似代表无限的符号。LED灯丝100穿过立杆19a的顶部。
如图30B所示，LED灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。在本实施例中，Y轴对齐立杆19a而X轴横越立杆19a。如图30B所示，侧视图中的LED灯丝100可被 Y轴区分为第一部分100p1与第二部分100p2。LED灯丝100的第一部分100p1是在侧视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分100p2是在侧视图中呈现在第二象限的部分。LED灯丝100是线对称，且LED灯丝100是在侧视图中相对于Y轴对称，而第一部分100p1 与第二部分100p2是在侧视图中相对于Y轴在结构上对称。此外，第一部分100p1的出光方向ED与第二部分100p2的出光方向ED是在侧视图中相对于Y轴在方向上对称。
此外，如图30B所示，若X轴横越立杆19a且与侧视图中的LED灯丝100重叠， LED灯丝100也会是点对称的。
请参照图30C，图30C所示为图30A的LED球泡灯20g的顶视图。图30C的LED 灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。四个象限的原点定义为顶视图中的LED球泡灯20g的立杆19a的中心(如图30A的立杆19a的顶端的中心)，在本实施例中，图30C的 Y轴是垂直的，且图30C的X轴是水平的。如图30C所示，顶视图中的LED灯丝100可被X 轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在顶视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分100p2是在顶视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在顶视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在顶视图中呈现在第四象限的部分。
如图30C所示，在本实施例中，顶视图中的LED灯丝100是点对称，具体来说， LED灯丝100是在顶视图中相对于四个象限的原点对称。换句话说，LED灯丝100在顶视图中的结构会同于LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后的结构。并且，LED灯丝100的第一部分100p1与第三部分100p3是相对于原点对称，而LED灯丝100的第二部分100p2与第四部分100p4是相对于原点对称。
例如，如图30C所示，LED灯丝100在第一象限的第一部分100p1的一个指定点 (x1,y1)定义为第一位置，LED灯丝100在第三象限的第三部分100p3的一个对称于指定点 (x1,y1)的对称点(x3,y3)定义为第二位置，对称点(x3,y3)的第二位置相对于原点对称于指定点(x1,y1)的第一位置。换句话说，当LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后， LED灯丝100在顶视图中的第一部分100p1的指定点(x1,y1)会重叠LED灯丝100在顶视图中的第三部分100p3的对称点(x3,y3)。此外，LED灯丝100在第二象限的第二部分100p2 的一个指定点(x2,y2)定义为第三位置，LED灯丝100在第四象限的第四部分100p4的一个对称于指定点(x2,y2)的对称点(x4,y4)定义为第四位置，对称点(x4,y4)的第四位置相对于原点对称于指定点(x2,y2)的第三位置。换句话说，当LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后，LED灯丝100在顶视图中的第二部分100p2的指定点(x2,y2)会重叠LED灯丝100在顶视图中的第四部分100p4的对称点(x4,y4)。
此外，第一部分100p1的指定点(x1,y1)的出光方向ED与第三部分100p3的对称点(x3,y3)的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称，且第二部分100p2的指定点(x2,y2)的出光方向ED与第四部分100p4的对称点(x4,y4)的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称。
请参照图31A与图31B，图31A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯20h 的示意图，图31B所示为图31A的LED球泡灯20h的侧视图。图31A与图31B所示的LED球泡灯20h类似于图27A所示的LED球泡灯20d。LED球泡灯20h与LED球泡灯20d的主要差异在于LED灯丝100，如图31A所示，LED球泡灯20h的LED灯丝100连接立杆19a的顶部，且延伸形成两个圆形。这两个由LED灯丝100形成的圆形为并排设置，且其形状类似代表无限的符号。如图31B所示，这两个由LED灯丝100形成的圆形在侧视图中呈现“V”形。LED灯丝100穿过立杆19a的顶部。
如图31B所示，LED灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。在本实施例中，Y轴对齐立杆19a而X轴横越立杆19a。如图31B所示，侧视图中的LED灯丝100可被 Y轴区分为第一部分100p1与第二部分100p2。LED灯丝100的第一部分100p1是在侧视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分100p2是在侧视图中呈现在第二象限的部分。LED灯丝100是线对称，且LED灯丝100是在侧视图中相对于Y轴对称，而第一部分100p1 与第二部分100p2是在侧视图中相对于Y轴在结构上对称。此外，第一部分100p1的出光方向ED与第二部分100p2的出光方向ED是在侧视图中相对于Y轴在方向上对称。
请参照图31C，图31C所示为图31A的LED球泡灯20h的顶视图。图31C的LED 灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。四个象限的原点定义为顶视图中的LED球泡灯20h的立杆19a的中心(如图31A的立杆19a的顶端的中心)，在本实施例中，图31C的 Y轴是垂直的，且图31C的X轴是水平的。如图31C所示，顶视图中的LED灯丝100可被X 轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在顶视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分 100p2是在顶视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在顶视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在顶视图中呈现在第四象限的部分。
如图31C所示，在本实施例中，顶视图中的LED灯丝100是点对称，具体来说， LED灯丝100是在顶视图中相对于四个象限的原点对称。换句话说，LED灯丝100在顶视图中的结构会同于LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后的结构。LED灯丝100的第一部分100p1与第三部分100p3是相对于原点对称，而LED灯丝100的第二部分100p2与第四部分100p4是相对于原点对称。此外，第一部分100p1的出光方向ED与第三部分100p3的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称，且第二部分100p2的出光方向ED与第四部分 100p4的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称。
请参照图32A与图32B，图32A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯20i 的示意图，图32B所示为图32A的LED球泡灯20i的侧视图。图32A与图32B所示的LED球泡灯20i类似于图27A所示的LED球泡灯20d。LED球泡灯20i与LED球泡灯20d的主要差异在于LED灯丝100，如图32A所示，LED球泡灯20i的LED灯丝100连接立杆19a的顶部，且延伸形成两个圆形。这两个由LED灯丝100形成的圆形为并排设置，且其形状类似代表无限的符号。如图32B所示，这两个由LED灯丝100形成的圆形在侧视图中呈现倒“V”形。在本实施例中，LED灯丝100没有穿过立杆19a的顶部，且LED灯丝100是被悬臂支撑。
如图32B所示，LED灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。在本实施例中，Y轴对齐立杆19a而X轴横越立杆19a。如图32B所示，侧视图中的LED灯丝100可被 Y轴区分为第一部分100p1与第二部分100p2。LED灯丝100的第一部分100p1是在侧视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分100p2是在侧视图中呈现在第二象限的部分。LED灯丝100是线对称，且LED灯丝100是在侧视图中相对于Y轴对称，而第一部分100p1 与第二部分100p2是在侧视图中相对于Y轴在结构上对称。此外，第一部分100p1的出光方向ED与第二部分100p2的出光方向ED是在侧视图中相对于Y轴在方向上对称。
请参照图32C，图32C所示为图32A的LED球泡灯20i的顶视图。图32C的LED 灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。四个象限的原点定义为顶视图中的LED球泡灯20i的立杆19a的中心(如图32A的立杆19a的顶端的中心)，在本实施例中，图32C的Y轴是垂直的，且图32C的X轴是水平的。如图32C所示，顶视图中的LED灯丝100可被X 轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在顶视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分 100p2是在顶视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在顶视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在顶视图中呈现在第四象限的部分。
如图32C所示，在本实施例中，顶视图中的LED灯丝100是点对称，具体来说， LED灯丝100是在顶视图中相对于四个象限的原点对称。换句话说，LED灯丝100在顶视图中的结构会同于LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后的结构。LED灯丝100的第一部分100p1与第三部分100p3是相对于原点对称，而LED灯丝100的第二部分100p2与第四部分100p4是相对于原点对称。此外，第一部分100p1的出光方向ED与第三部分100p3的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称，且第二部分100p2的出光方向ED与第四部分 100p4的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称。
请参照图33A与图33B，图33A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯20j 的示意图，图33B所示为图33A的LED球泡灯20j的侧视图。图33A与图33B所示的LED球泡灯20j类似于图27A所示的LED球泡灯20d。LED球泡灯20j与LED球泡灯20d的主要差异在于LED灯丝100，如图33A所示，LED球泡灯20j的LED灯丝100连接立杆19a的顶部，且延伸形成两个螺旋线。这两个由LED灯丝100形成的螺旋线为并排设置，且当由特定角度观察时，如图33A所示，其形状类似“S”形。如图33B所示，这两个螺旋线的其中一个是向上延伸，而这两个螺旋线的其中另一个是向下延伸。LED灯丝100穿过立杆19a的顶部。
如图33B所示，LED灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。在本实施例中，Y轴对齐立杆19a而X轴横越立杆19a。如图33B所示，侧视图中的LED灯丝100可被 X轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在侧视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分 100p2是在侧视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在侧视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在侧视图中呈现在第四象限的部分。在本实施例中，LED灯丝100在侧视图中是点对称的，且LED灯丝100是在侧视图中相对于原点对称。第一部分100p1与第三部分100p3是在侧视图中相对于原点在结构上对称，而第二部分100p2与第四部分100p4是在侧视图中相对于原点在结构上对称。换句话说，如图33B所示，LED灯丝100在侧视图中的结构会同于LED灯丝100在侧视图中绕原点旋转180 度后的结构。
例如，如图33B所示，LED灯丝100在第二象限的第二部分100p2的一个指定点 (x1,y1)定义为第一位置，LED灯丝100在第四象限的第四部分100p4的一个对称于指定点 (x1,y1)的对称点(x2,y2)定义为第二位置，对称点(x2,y2)的第二位置相对于原点对称于指定点(x1,y1)的第一位置。换句话说，当LED灯丝100在侧视图中绕原点旋转180度后，LED灯丝100在侧视图中的第二部分100p2的指定点(x1,y1)会重叠LED灯丝100在侧视图中的第四部分100p4的对称点(x2,y2)。此外，第二部分100p2的指定点(x1,y1)的出光方向ED与第四部分100p4的对称点(x2,y2)的出光方向ED是在侧视图中相对于原点在方向上对称。
请参照图33C，图33C所示为图33A的LED球泡灯20j的顶视图。图33C的LED 灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。四个象限的原点定义为顶视图中的LED球泡灯20j的立杆19a的中心(如图33A的立杆19a的顶端的中心)，在本实施例中，图33C的 Y轴是垂直的，且图33C的X轴是水平的。如图33C所示，顶视图中的LED灯丝100可被X 轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在顶视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分 100p2是在顶视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在顶视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在顶视图中呈现在第四象限的部分。
如图33C所示，在本实施例中，顶视图中的LED灯丝100是点对称，具体来说， LED灯丝100是在顶视图中相对于四个象限的原点对称。换句话说，LED灯丝100在顶视图中的结构会同于LED灯丝100在顶视图中绕原点旋转180度后的结构。LED灯丝100的第一部分100p1与第三部分100p3是相对于原点对称，而LED灯丝100的第二部分100p2与第四部分100p4是相对于原点对称。此外，第一部分100p1的出光方向ED与第三部分100p3的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称，且第二部分100p2的出光方向ED与第四部分 100p4的出光方向ED在顶视图中相对于原点在方向上对称。
请参照图34A与图34B，图34A所示为根据本发明的一个实施例的LED球泡灯20k 的示意图，图34B所示为图34A的LED球泡灯20k的侧视图。图34A与图34B所示的LED球泡灯20k类似于图27A所示的LED球泡灯20d。LED球泡灯20k与LED球泡灯20d的主要差异在于LED灯丝100，如图34A所示，LED球泡灯20k的LED灯丝100连接立杆19a的顶部，且延伸形成四个彼此垂直的半圆形。LED灯丝100穿过立杆19a的底部，且越过立杆19a的顶部上方。
如图34B所示，LED灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。在本实施例中，Y轴对齐立杆19a而X轴横越立杆19a。如图34B所示，侧视图中的LED灯丝100可被 X轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在侧视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分 100p2是在侧视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在侧视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在侧视图中呈现在第四象限的部分。在本实施例中，LED灯丝100在侧视图中是点对称的，且LED灯丝100是在侧视图中相对于原点对称。第一部分100p1与第三部分100p3是在侧视图中相对于原点在结构上对称，而第二部分100p2与第四部分100p4是在侧视图中相对于原点在结构上对称。换句话说，如图11B所示，LED灯丝100在侧视图中的结构会同于LED灯丝100在侧视图中绕原点旋转180 度后的结构。此外，第一部分100p1的出光方向ED与第三部分100p3的出光方向ED在侧视图中相对于原点在方向上对称，且第二部分100p2的出光方向ED与第四部分100p4的出光方向ED在侧视图中相对于原点在方向上对称。
请参照图34C，图34C所示为图34A的LED球泡灯20k的顶视图。图34C的LED 灯丝100呈现于定义有四个象限的二维坐标系中。四个象限的原点定义为顶视图中的LED球泡灯20k的立杆19a的中心(如图34A的立杆19a的顶端的中心)，在本实施例中，图34C的 Y轴是倾斜的，且图34C的X轴也是倾斜的。如图34C所示，顶视图中的LED灯丝100可被X 轴与Y轴区分为第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4。LED 灯丝100的第一部分100p1是在顶视图中呈现在第一象限的部分，LED灯丝100的第二部分 100p2是在顶视图中呈现在第二象限的部分，LED灯丝100的第三部分100p3是在顶视图中呈现在第三象限的部分，而LED灯丝100的第四部分100p4是在顶视图中呈现在第四象限的部分。
如图34C所示，在本实施例中，顶视图中的LED灯丝100是线对称的，具体来说， LED灯丝100是在顶视图中相对于Y轴对称。LED灯丝100的第一部分100p1与第二部分100p2 是相对于Y轴对称，且LED灯丝100的第三部分100p3与第四部分100p4是相对于Y轴对称。第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4的每一个在顶视图中形成叶片状，且第一部分100p1、第二部分100p2、第三部分100p3与第四部分100p4在顶视图中共同形成四叶草的形状。此外，第一部分100p1的出光方向ED与第二部分100p2的出光方向ED在顶视图中相对于Y轴在方向上对称，且第三部分100p3的出光方向ED与第四部分100p4 的出光方向ED在顶视图中相对于Y轴在方向上对称。
请参照图35A至图35C，图35A至图35C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30a的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30a包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30a与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30a的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图35B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图35C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点与相对于Y轴与X轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED 芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称与线对称的。
请参照图36A至图36C，图36A至图36C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30b的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30b包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30b与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30b的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图36B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图36C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点与相对于Y轴与X轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED 芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称与线对称的。
请参照图37A至图37C，图37A至图37C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30c的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30c包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30c与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30c的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图37B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分以及呈现在侧视图中的第三象限与第四象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图37C 所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点与相对于Y轴与X 轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称与线对称的。
请参照图38A至图38C，图15至图38C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30d的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30d包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30d与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30d的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图38B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分以及呈现在侧视图中的第三象限与第四象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图38C 所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点与相对于Y轴与X 轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称与线对称的。
请参照图39A至图39C，图39A至图39C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30e的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30e包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30e与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30e的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图28B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图28C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点与相对于Y轴与X轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED 芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称与线对称的。
请参照图40A至图40C，图40A至图40C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30f的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30f包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30f与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30f的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图40B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图40C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点与相对于Y轴与X轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED 芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称与线对称的。
请参照图41A至图41C，图41A至图41C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30g的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30g包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30g与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30g的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图41B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图41C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图42A至图42C，图42A至图42C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30h的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30h包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30h与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30h的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图42B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。如图42C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的 LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图43A至图43C，图43A至图43C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30i的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30i包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30i与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30i的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图43B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。如图43C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的 LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图44A至图44C，图44A至图44C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30j的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30j包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30j与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30j的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图44B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图44C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图45A至图45C，图45A至图45C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30k的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30k包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30k与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30k的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图45B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图45C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图46A至图46C，图46A至图46C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30l的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30l包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30l与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30l的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图46B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为大致上线对称的。如图46C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图47A与图47B，图47A与图47B所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30m的示意图与顶视图。LED球泡灯30m包括LED灯丝100且类似于前述实施例的 LED球泡灯。LED球泡灯30m与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30m的LED灯丝100 有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称的。如图47B所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为大致上线对称的。
请参照图48A至图48C，图48A至图48C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30n的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30n包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30n与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30n的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图48B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为大致上线对称的。如图48C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图49A至图49C，图49A至图49C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30o的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30o包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30o与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30o的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图49B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图49C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图50A至图50C，图50A至图50C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30p的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30p包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30p与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30p的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图50B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图50C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图51A至图51C，图51A至图51C所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30q的示意图、侧视图与顶视图。LED球泡灯30q包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30q与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30q的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。如图51B所示，LED灯丝100 呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图51C所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
请参照图52A至图52D，图52A至图52D所示分别为根据本发明的一个实施例的 LED球泡灯30r的示意图、侧视图(如前视图)、另一个侧视图(如右侧视图或左侧视图)与顶视图。在本实施例中，图52B为前视图，而图52C为右侧视图。右侧视图所投影的平面是垂直于前视图与顶视图所分别投影的平面。LED球泡灯30r包括LED灯丝100且类似于前述实施例的LED球泡灯。LED球泡灯30r与前述LED球泡灯的差异在于，LED球泡灯30r的LED 灯丝100有着更改过的结构。当LED灯丝100运作时，LED灯丝100呈现在侧视图或顶视图中的不同象限的部分，可以是在亮度上为线对称或点对称的。
如图52B所示，LED灯丝100呈现在侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图52C所示，LED 灯丝100呈现在另一个侧视图中的第一象限与第二象限的部分，可以是相对于Y轴在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为线对称的。如图52D所示，LED灯丝100呈现在顶视图中的四个象限的部分，可以是相对于原点在结构上、在长度上、在出光方向上、在LED芯片的配置上、在具有不同功率的LED芯片的功率布置上、在折射率上或在表面粗糙度上为点对称的。
所述全周光的定义，视LED球泡灯所使用的地区而定，且会随着时间而变动。根据不同的机构与国家，宣称可提供全周光的LED球泡灯可能需要满足不同标准。美国能源之星计划的灯具(球泡灯)资格准则第一版(EligibilityCriteriaVersion1.0)第24页，定义了在全周光灯具基座向上的设置下，其要求了在135度至180度之间所发出的光至少应是总光通量(totalflux)(lm)的5％，而90％的亮度测量值为可变化的，但其与在全部平面上的总亮度测量值的平均值的差异不会超过25％。亮度(luminousintensity(cd))是在每一个垂直平面上，以垂直角度5度的增幅(最大值)，在0度至135度之间加以测量。而日本的 JEL801规范对LED灯要求在光轴的120度范围的区间内，其光通量不应小于球泡灯的总光通量的70％。基于前述实施例的具有对称特性的LED灯丝的设置，带有所述LED灯丝的LED球泡灯可符合全周光灯具的不同标准。
请参考图53A与图53B至图53D，图53A所示为根据本发明的一个实施例的LED 球泡灯40a的示意图，图53B至图53D所示分别为图53A的LED球泡灯40a的侧视图、另一侧视图与顶视图。在本实施例中，LED球泡灯40a包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、芯柱19及单一条LED灯丝100。并且，LED球泡灯40a以及LED球泡灯40a中所设置的单一条 LED灯丝100可参考先前的多个实施例的LED球泡灯、LED灯丝与其相关描述，其中相同或相似的组件与组件之间的连接关系不再详细叙述。
在本实施例中，芯柱19连接灯头16且位于灯壳12内，芯柱19具有一垂直延伸至灯壳12中心的立杆19a，立杆19a位于灯头16的中心轴线上，或者立竿19a位于LED球泡灯40a的中心轴线上。LED灯丝100环绕着立杆19a设置且位于灯壳12内，且LED灯丝100 可透过悬臂(悬臂的详细说明可参照先前的实施例与附图)连接立杆19a以维持预设的曲线与形状。LED灯丝100包括位于两端的两电极110、112、多个LED段102、104与多个导体段 130。如图53A至图53D所示，在附图中为了区隔导体段130与LED段102、104，LED灯丝 100在导体段130的部分是以多个点分布于其中，其仅是为了让阅读者更容易理解，而非用于任何限制，并且，之后的实施例与相关附图也是类似地藉由导体段130呈现点分布来与LED 段102、104区隔。如先前的多个实施例所述，每一个LED段102、104可包括有多个彼此连接的LED芯片，而每一个导体段130则可包括有导体。各导体段130位于相邻的两LED段102、 104之间，各导体段130中的导体连接相邻的两LED段102、104中的LED芯片，而相邻于两电级110、112的两LED段中的LED芯片则分别连接两电级110、112。芯柱19可透过导电支架(导电支架的详细说明可参照先前的实施例与附图)连接两电级110、112。
如图53A至图53D所示，在本实施例中，LED灯丝100的导体段有三个，其中第一导体段130有两个，第二导体段130'有一个，而LED段102、104有四个，且每两相邻的 LED段102、104之间是透过第一导体段130、第二导体段130'弯折。并且，由于第一导体段 130、第二导体段130'具有相较于LED段102、104更高的可弯折性，因此相邻的两LED段102、 104之间的第一导体段130、第二导体段130'可较大程度的被加以弯折，使相邻的两LED段 102、104之间的夹角可以相对较小，例如夹角可达45度或更小。在本实施例中，每一LED 段102、104相较于第一导体段130、第二导体段130'只有些微弯曲或没有弯曲，因而LED球泡灯40a中的单一条LED灯丝100可藉由第一导体段130、第二导体段130'而大幅度的弯折，并产生较显着的弯曲变化，且LED灯丝100可定义为在每一个弯折的第一导体段130、第二导体段130'之后是接续一个分段，则各个LED段102、104是形成各个对应的分段。
如图53B与图53C所示，在本实施例中，每一第一导体段130、第二导体段130' 与相邻的两LED段102、104会共同形成U形或是V形的弯折结构，每一个第一导体段130、第二导体段130'与相邻的两LED段102、104所形成的U形或V形的弯折结构是被弯折分为两个分段，所述两个LED段102、104即分别为所述两个分段。在本实施例中，LED灯丝100 藉由第一导体段130、第二导体段130'而被弯折为四个分段，所述四个LED段102、104即分别为所述四个分段。并且，在本实施例中，LED段102、104的数量比导体段的数量多1。
如图53B所示，在本实施例中，电极110、112在Z方向上位于LED灯丝100的最高点与最低点之间。所述最高点位于在Z方向上的最高处的第一导体段130，而所述最低点位于在Z方向上的最低处的第二导体段130'。较低的第二导体段130'代表其相对于电极 110、112靠近灯头16，而较高的第一导体段130代表其相对于电极110、112远离灯头16。以YZ平面来看(参照图53B)，电极110、112之间可连成一条直线LA，在直线LA上方的较高的第一导体段130有两个，而在直线LA下方的较低的第二导体段130'有一个。换句话说，在Z方向上，位在电极110、112所连成的直线LA上方的第一导体段130的数量会比位在直线LA下方的第二导体段130'的数量多1。也可以说，以整体来看，相对于电极110、112远离灯头16的第一导体段130的数量比相对于电极110、112靠近灯头16的第二导体段130' 的数量多1。此外，若LED灯丝100投影在YZ平面上(参照图53B)，电极110、112所连成的直线LA与LED段102、104的投影至少存在一个交点。在本实施例中，在YZ平面上，电极 110、112所连成的直线LA分别与两个LED段104的投影相交，因此直线LA与相邻的两个LED 段104的投影共存在两个交点。
如图53C所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在XZ平面上(参照图53C)，相对的两个LED段102、104的投影是彼此重叠的。在一些实施例中，相对的两个LED段102、 104在特定平面上的投影可以是彼此平行的。
如图53D所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在XY平面上(参照图53D)，电极110、112在XY平面上的投影可连成一条直线LB，而第一导体段130、第二导体段130' 在XY平面上的投影都不会相交或重叠于直线LB，并且第一导体段130、第二导体段130'在 XY平面上的投影都位于直线LB的其中一侧。举例来说，以图53D来看，第一导体段130、第二导体段130'在XY平面上的投影都位于直线LB的上方。
如图53B至图53D所示，在本实施例中，LED灯丝100在三个彼此垂直的投影面上的投影长度会有设计好的比例，以使光照更加均匀。举例来说，LED灯丝100在第一投影面(如XY平面)上的投影具有长度L1，LED灯丝100在第二投影面(如YZ平面)上的投影具有长度L2，且LED灯丝100在第三投影面(如XZ平面)上的投影具有长度L3。其中第一投影面、第二投影面与第三投影面互相垂直，且第一投影面的法线平行于LED球泡灯40a的由灯壳12的中心至灯头16的中心的轴线。进一步来说，LED灯丝100在XY平面上的投影可参照图53D所示，其投影会呈现类似倒U形，而在XY平面上的LED灯丝100的投影的总长度为长度L1；LED灯丝100在YZ平面上的投影可参照图53B所示，其投影会呈现类似倒W形，而在YZ平面上的LED灯丝100的投影的总长度为长度L2；LED灯丝100在XZ平面上的投影可参照图53C所示，其投影会呈现类似倒V形，在XZ平面上的LED灯丝100的投影的总长度为长度L3。在本实施例中，长度L1：长度L2：长度L3约等于1：1：0.9。在一些实施例中，长度L1：长度L2：长度L3约等于1：0.5至1：0.6至0.9。举例来说，若长度L1、长度L2 与长度L3的比例愈接近1：1：1，则LED球泡灯40a中的单一条LED灯丝100的光照效果愈均匀，且所呈现的全周光效果愈好。
在一些实施例中，LED灯丝100在XZ平面或在YZ平面的投影长度例如但不限于是趋近于第一导体段130、第二导体段130'在Z方向上的高度差的最小值乘以LED段102、 104的数量值或者是趋近于LED灯丝在Z方向上的最高点与最低点的高度差的最小值乘以LED 段102、104的数量值。在本实施例中，LED灯丝100的总长度约为第一导体段130或第二导体段130'的总长度的7至9倍。
在本实施例中，LED灯丝100可藉由第一导体段130、第二导体段130'而弯折形成各种曲线，不但能增添LED球泡灯40a整体在外观上的美感，还能使LED球泡灯40a的出光更加均匀，达到更好光照效果。
请参考图54A与图54B至图54D，图54A所示为根据本发明的一个实施例的LED 球泡灯40b的示意图，图54B至图54D所示分别为图54A的LED球泡灯40b的侧视图、另一侧视图与顶视图。在本实施例中，LED球泡灯40b包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、芯柱19、立竿19a及单一条LED灯丝100。LED灯丝100包括位于两端的两电极110、112、多个LED段102、104与多个第一导体段130、第二导体段130'。并且，LED球泡灯40b以及LED 球泡灯40b中所设置的单根LED灯丝100可参考前述多个实施例的LED球泡灯、LED灯丝与其相关描述，其中相同或相似的组件与组件之间的连接关系不再详细叙述。
如图54A至图54D所示，在本实施例中，LED灯丝100的第一导体段130有三个，第二导体段130'有两个，而LED段102、104有六个，且每两相邻的LED段102、104之间是透过第一导体段130、第二导体段130'弯折。LED球泡灯40b中的单一条LED灯丝100可藉由第一导体段130、第二导体段130'而大幅度的弯折，并产生较显着的弯曲变化，且LED灯丝100可定义为在每一个弯折的第一导体段130、第二导体段130'之后是接续一个分段，则各个LED段102、104是形成各个对应的分段。在本实施例中，LED灯丝100藉由三个第一导体段130、两个第二导体段130'而被弯折为六个分段，所述六个LED段102、104即分别为所述六个分段。
如图54A与图54B所示，在本实施例中，其中三个较高的第一导体段130在Z方向上的高度会大于另外两个较低的第二导体段130'在Z方向上的高度，而四个LED段102、104在Z方向上则位于较高的第一导体段130与较低的第二导体段130'之间，另外两个LED 段102、104则在Z方向上由对应的第一导体段130向下延伸，且电极110、112在Z方向上的高度是小于第一导体段130在Z方向上的高度。如图54C所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在XZ平面上(参照图54C)，相对的两个LED段102、104的投影是彼此重叠的。如图54D所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在XY平面上(参照图54D)，所有第二导体段130'在XY平面上的投影都位于电极110、112所连成的直线的其中一侧，而第一导体段130在XY平面上的投影分散于电极110、112所连成的直线的两侧。
请参考图55A与图55B至图55D，图55A所示为根据本发明的一个实施例的LED 球泡灯40c的示意图，图55B至图55D所示分别为图55A的LED球泡灯40c的侧视图、另一侧视图与顶视图。在本实施例中，LED球泡灯40c包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、芯柱19、立竿19a及单一条LED灯丝100。LED灯丝100包括位于两端的两电极110、112、多个LED段102、104与多个第一导体段130、第二导体段130'。并且，LED球泡灯40c以及LED 球泡灯40c中所设置的单根LED灯丝100可参考前述多个实施例的LED球泡灯、LED灯丝与其相关描述，其中相同或相似的组件与组件之间的连接关系不再详细叙述。
如图55A至图55D所示，在本实施例中，LED灯丝100的第一导体段130有三个，第二导体段130'有四个，而LED段102、104有八个，且每两相邻的LED段102、104之间是透过第一导体段130、第二导体段130'弯折。LED球泡灯40c中的单一条LED灯丝100可藉由第一导体段130、第二导体段130'而大幅度的弯折，并产生较显着的弯曲变化，且LED灯丝100可定义为在每一个弯折的第一导体段130、第二导体段130'之后是接续一个分段，则各个LED段102、104是形成各个对应的分段。在本实施例中，LED灯丝100藉由三个第一导体段130、四个第二导体段130'而被弯折为八个分段，所述八个LED段102、104即分别为所述八个分段。
如图55A至图55C所示，在本实施例中，其中三个较高的第一导体段130在Z方向上的高度会大于另外四个较低的第二导体段130'在Z方向上的高度，而六个LED段102、 104在Z方向上则位于较高的第一导体段130与较低的第二导体段130'之间，另外两个LED 段102、104则在Z方向上由对应的第二导体段130'向上延伸，且电极110、112在Z方向上的高度约与较高的第一导体段130在Z方向上的高度相同。如图55B与图55C所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在YZ平面(参照图55B)或XZ平面上(参照图55C)，相对的两个LED段102、104的投影是彼此重叠的。如图55D所示，在本实施例中，若LED灯丝100 投影在XY平面上(参照图55D)，第一导体段130、第二导体段130'在XY平面上的投影都位于电极110、112所连成的直线的其中一侧。
请参考图56A与图56B至图56D，图56A所示为根据本发明的一个实施例的LED 球泡灯40d的示意图，图56B至图56D所示分别为图56A的LED球泡灯40d的侧视图、另一侧视图与顶视图。在本实施例中，LED球泡灯40d包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、芯柱19、立竿19a及单一条LED灯丝100。LED灯丝100包括位于两端的两电极110、112、多个LED段102、104与多个第一导体段130、第二导体段130'。并且，LED球泡灯40d以及LED 球泡灯40d中所设置的单根LED灯丝100可参考前述多个实施例的LED球泡灯、LED灯丝与其相关描述，其中相同或相似的组件与组件之间的连接关系不再详细叙述。
如图56A至图56D所示，在本实施例中，LED灯丝100的第一导体段130有两个，第二导体段130'有一个，而LED段102、104有四个，且每两相邻的LED段102、104之间是透过第一导体段130、第二导体段130'弯折。LED球泡灯40d中的单一条LED灯丝100可藉由第一导体段130、第二导体段130'而大幅度的弯折，并产生较显着的弯曲变化，且LED灯丝100可定义为在每一个弯折的第一导体段130、第二导体段130'之后是接续一个分段，则各个LED段102、104是形成各个对应的分段。在本实施例中，LED灯丝100藉由两个第一导体段130、一个第二导体段130'而被弯折为四个分段，所述四个LED段102、104即分别为所述四个分段。
如图56A至图56C所示，在本实施例中，其中两个较高的第一导体段130在Z方向上的高度会大于另外一个较低的第二导体段130'在Z方向上的高度，而两个LED段102、 104在Z方向上则位于较高的第一导体段130与较低的第二导体段130'之间，另外两个LED 段102、104则在Z方向上由对应的第一导体段130向下延伸，且电极110、112在Z方向上的高度低于第二导体段130'在Z方向上的高度。如图56C所示，在本实施例中，若LED灯丝 100投影在XZ平面上(参照图56C)，相对的两个LED段102、104的投影是彼此重叠的。如图56D所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在XY平面上(参照图56D)，第一导体段 130、第二导体段130'在XY平面上的投影都位于电极110、112所连成的直线的其中一侧。
相较于图53A至图53D的LED球泡灯40a的LED灯丝100，图56A至图56D的LED 球泡灯40d的LED灯丝100的第一导体段130与第二导体段130'在Z方向上的高度差较小，因而第一导体段130、第二导体段130'的弯折幅度较为和缓，使LED灯丝100整体而言呈现较平缓的起伏曲线。
请参考图57A与图57B至图57D，图57A所示为根据本发明的一个实施例的LED 球泡灯40e的示意图，图57B至图57D所示分别为图57A的LED球泡灯40e的侧视图、另一侧视图与顶视图。在本实施例中，LED球泡灯40e包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、芯柱19、立竿19a及单一条LED灯丝100。LED灯丝100包括位于两端的两电极110、112、多个LED段102、104与多个第一导体段130、第二导体段。并且，LED球泡灯40e以及LED球泡灯40e中所设置的单根LED灯丝100可参考前述多个实施例的LED球泡灯、LED灯丝与其相关描述，其中相同或相似的组件与组件之间的连接关系不再详细叙述。
如图57A至图57D所示，在本实施例中，LED灯丝100的第一导体段130有三个，第二导体段130'有两个，而LED段102、104有六个，且每两相邻的LED段102、104之间是透过第一导体段130、第二导体段130'弯折。LED球泡灯40e中的单一条LED灯丝100可藉由第一导体段130、第二导体段130'而大幅度的弯折，并产生较显着的弯曲变化，且LED灯丝100可定义为在每一个弯折的第一导体段130、第二导体段130'之后是接续一个分段，则各个LED段102、104是形成各个对应的分段。在本实施例中，LED灯丝100藉由三个第一导体段130、两个第二导体段130'而被弯折为六个分段，所述六个LED段102、104即分别为所述六个分段。
如图57A至图57C所示，在本实施例中，其中三个较高的第一导体段130在Z方向上的高度会大于另外两个较低的第二导体段130'在Z方向上的高度，而四个LED段102、 104在Z方向上则位于较高的第一导体段130与较低的第二导体段130'之间，另外两个LED 段102、104则在Z方向上由对应的第一导体段130向下延伸，且电极110、112在Z方向上的高度低于第一导体段130在Z方向上的高度。如图57C所示，在本实施例中，若LED灯丝 100投影在XZ平面上(参照图57C)，相对的两个LED段102、104的投影是彼此重叠的。如图57D所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在XY平面上(参照图57D)，第二导体段 130'在XY平面上的投影都位于电极110、112所连成的直线的其中一侧。
相较于图54A至图54D的LED球泡灯40b的LED灯丝100，图57A至图57D的LED 球泡灯40e的LED灯丝100的第一导体段130与第二导体段130'在Z方向上的高度差较小，因而第一导体段130、第二导体段130'的弯折幅度较为和缓，使LED灯丝100整体而言呈现较平缓的起伏曲线。
请参考图58A与图58B至图58D，图58A所示为根据本发明的一个实施例的LED 球泡灯40f的示意图，图58B至图58D所示分别为图58A的LED球泡灯40f的侧视图、另一侧视图与顶视图。在本实施例中，LED球泡灯40f包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、芯柱19、立竿19a及单一条LED灯丝100。LED灯丝100包括位于两端的两电极110、112、多个LED段102、104与多个第一导体段130、第二导体段130'。并且，LED球泡灯40f以及LED 球泡灯40f中所设置的单根LED灯丝100可参考前述多个实施例的LED球泡灯、LED灯丝与其相关描述，其中相同或相似的组件与组件之间的连接关系不再详细叙述。
如图58A至图58D所示，在本实施例中，LED灯丝100的第一导体段130有三个，第二导体段130'有四个，而LED段102、104有八个，且每两相邻的LED段102、104之间是透过第一导体段130、第二导体段130'弯折。LED球泡灯40f中的单一条LED灯丝100可藉由第一导体段130、第二导体段130'而大幅度的弯折，并产生较显着的弯曲变化，且LED灯丝100可定义为在每一个弯折的第一导体段130、第二导体段130'之后是接续一个分段，则各个LED段102、104是形成各个对应的分段。在本实施例中，LED灯丝100藉由三个第一导体段130、四个第二导体段130'而被弯折为八个分段，所述八个LED段102、104即分别为所述八个分段。
如图58A至图58C所示，在本实施例中，其中三个较高的第一导体段130在Z方向上的高度会大于另外四个较低的第二导体段130'在Z方向上的高度，而六个LED段102、 104在Z方向上则位于较高的第一导体段130与较低的第二导体段130'之间，另外两个LED 段102、104则在Z方向上由对应的第二导体段130'向上延伸，且电极110、112在Z方向上的高度约等于较高的第二导体段130在Z方向上的高度。如图58B与图58C所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在YZ平面(参照图58B)或XZ平面上(参照图58C)，相对的两个LED段102、104的投影是彼此重叠的。如图58D所示，在本实施例中，若LED灯丝100投影在XY平面上(参照图58D)，第一导体段130、第二导体段130'在XY平面上的投影都位于电极110、112所连成的直线的其中一侧。
相较于图55A至图55D的LED球泡灯40c的LED灯丝100，图58A至图58D的LED 球泡灯40f的LED灯丝100的第一导体段130与第二导体段130'在Z方向上的高度差较小，因而第一导体段130、第二导体段130'的弯折幅度较为和缓，使LED灯丝100整体而言呈现较平缓的起伏曲线。
请参考图59A与图59B至图59D，图59A所示为根据本发明的一个实施例的LED 球泡灯40g的示意图，图59B至图59D所示分别为图59A的LED球泡灯40g的侧视图、另一侧视图与顶视图。在本实施例中，LED球泡灯40g包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、芯柱19、立竿19a及单一条LED灯丝100。LED灯丝100包括位于两端的两电极110、112、多个LED段102、104与多个第一导体段130、第二导体段130'。并且，LED球泡灯40g以及LED 球泡灯40g中所设置的单根LED灯丝100可参考前述多个实施例的LED球泡灯、LED灯丝与其相关描述，其中相同或相似的组件与组件之间的连接关系不再详细叙述。
如图59A至图59D所示，在本实施例中，LED灯丝100的第一导体段130有两个，第二导体段130'有一个，而LED段102、104有四个，且每两相邻的LED段102、104之间是透过第一导体段130、第二导体段130'弯折。LED球泡灯40g中的单一条LED灯丝100可藉由第一导体段130、第二导体段130'而大幅度的弯折，并产生较显着的弯曲变化，且LED灯丝100可定义为在每一个弯折的第一导体段130、第二导体段130'之后是接续一个分段，则各个LED段102、104是形成各个对应的分段。在本实施例中，LED灯丝100藉由两个第一导体段130、一个第二导体段130'而被弯折为四个分段，所述四个LED段102、104即分别为所述四个分段。
如图59A至图59C所示，在本实施例中，其中两个较高的第一导体段130在Z方向上的高度会大于另外一个较低的第二导体段130'在Z方向上的高度，而两个LED段104在 Z方向上则位于较高的第一导体段130与较低的第二导体段130'之间，另外两个LED段102、 104则在Z方向上由对应的第一导体段130向下延伸，且电极110、112在Z方向上的高度低于第二导体段130'在Z方向上的高度。
如图59A所示，在本实施例中，LED灯丝100沿着一轴向环绕延伸而类似于螺旋形。如图59B所示，在本实施例中，LED灯丝100的类螺旋形的中间螺圈的部分(即两个LED 段102、104环绕组成的部分)相对较小，而LED灯丝100的类螺旋形的外圈的部分(即另外两个LED段102、104往外环绕延伸的部分)则相对较大，且LED灯丝在YZ平面上的轮廓可形成类似爱心的形状，两第一导体段130在Y方向上的距离小于两电极110、112之间的距离。在其它实施例中，也可为第一导体段130在Y方向上的距离大于或等于两电极110、112之间的距离。如图59C所示，在本实施例中，LED灯丝100在XZ平面的轮廓具有S形。若LED灯丝100沿着其轴向持续以螺旋状环绕延伸，则LED灯丝100在XZ平面的轮廓可具有多个交叠的S形。如图59D所示，在本实施例中，LED灯丝100在XY平面的轮廓亦具有S形。若LED 灯丝100沿着其轴向持续以螺旋状环绕延伸，则LED灯丝100在XY平面的轮廓可具有多个交叠的S形。如图59C与图59D所示，在本实施例中，第一导体段130、第二导体段130'位于电极110、112之间。
请参考图60A与图60B至图60D，图60A所示为根据本发明的一个实施例的LED 球泡灯40h的示意图，图60B至图60D所示分别为图60A的LED球泡灯40h的侧视图、另一侧视图与顶视图。在本实施例中，LED球泡灯40h包括灯壳12、连接灯壳12的灯头16、芯柱19、立竿19a及单一条LED灯丝100。LED灯丝100包括位于两端的两电极110、112、两个LED段102与单一个导体段130。并且，LED球泡灯40h以及LED球泡灯40h中所设置的单根LED灯丝100可参考前述多个实施例的LED球泡灯、LED灯丝与其相关描述，其中相同或相似的组件与组件之间的连接关系不再详细叙述。
如图60A至图60D所示，在本实施例中，LED灯丝100的导体段130为一个，而 LED段102、104有两个，且每两相邻的LED段102、104之间是透过导体段130连接，LED灯丝100在最高点的弯折态样呈现圆弧弯曲，即LED段102、104分别在LED灯丝100的最高点呈现圆弧弯曲，且导体段在LED灯丝的低点也呈现圆弧弯曲。LED灯丝100可定义为在每一个弯折的导体段130之后是接续一个分段，则各个LED段102、104形成对应的分段。
并且，由于LED灯丝100采用柔性基层，柔性基层优选采用有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物，因此LED段102、104本身也具有一定程度的弯折能力。在本实施例中，两个 LED段102分别弯折形成倒U形，而导体段130位于此两LED段102之间，且导体段130的弯折程度是相同于或更大于LED段102的弯折程度。也就是说，两个LED段102在灯丝高点处分别弯折形成倒U形并具有一弯曲半径R1值，导体段130在灯丝LED灯丝100低点处弯折并具有一弯曲半径R2值，其中R1大于R2值。透过导体段130的配置，使:LED灯丝100 得以在有限空间内实现小回转半径的弯折。在一实施例中，LED段102与LED段104的弯折点在Z方向上处于同一高度。此外，在Z方向上，本实施例的立竿19a相对先前实施例的立竿19a具有较低的高度，此立竿19a的高度是对应于导体段130的高度。举例来说，导体段 130的最低处可连接至立竿19a的顶部，以使LED灯丝100的整体造型不易变形。在不同实施例中，导体段130可穿过立竿19a的顶部的穿孔而彼此连接，或导体段130可胶黏于立竿 19a的顶部而彼此连接，但不限于此。在一实施例中，导体段130与立杆19a可采用导丝连接，例如在立杆19a的顶部引出一导丝连接导体段130。
如图60B所示，在本实施例中，在Z方向上，导体段130的高度高于两电极110、 112，且两LED段102是分别由两电极110、112向上延伸至最高点后，再弯折向下延伸至连接两LED段102的导体段130。如图60C所示，在本实施例中，LED灯丝100在XZ平面的轮廓类似V形，也就是两LED段102是分别朝上朝外斜向延伸，并于最高点弯折后，再分别朝下朝内斜向延伸至导体段130。如图60D所示，在本实施例中，LED灯丝100在XY平面的轮廓具有S形。如图60B与图60D所示，在本实施例中，导体段130位于电极110、112之间。如图60D所示，在本实施例中，在XY平面上，LED段102的弯折点、LED段104的弯折点及电极110、112大致位于以导体段130为圆心的圆周上。
请参照图61，图61为本发明的一个实施例的LED球泡灯的出光光谱示意图。在本实施例中，LED球泡灯可以是先前的各实施例所揭示的任一LED球泡灯，且此LED球泡灯之中设置有先前的各个实施例所揭示的任一单一条LED灯丝。经由光谱测量仪测量LED球泡灯所发出的光，可得到如图61所示的光谱示意图。由此光谱示意图可看出，LED球泡灯的光谱主要分布于波长400nm至800nm之间，且在此范围中的三处出现有三个峰值P1、P2、P3。峰值P1约在波长430nm至480nm之间，峰值P2约在波长580nm至620nm之间，而峰值P3约在波长680nm至750nm之间。在强度上，峰值P1的强度小于峰值P2的强度，而峰值P2的强度小于峰值P3的强度。如图61所示，这样的光谱分布接近传统白炽光灯丝灯的光谱分布，也接近自然光的光谱分布。某一实施例中，单一条LED灯丝的出光光谱示意图如图62所示，由此光谱示意图可看出，LED球泡灯的光谱主要分布于波长400nm至800nm之间，且在此范围中的三处出现有三个峰值P1、P2、P3。峰值P1约在波长430nm至480nm之间，峰值P2约在波长480nm至530nm之间，而峰值P3约在波长630nm至680nm之间。这样的光谱分布接近传统白炽光灯丝灯的光谱分布，也接近自然光的光谱分布。
本发明所指的“一根LED灯丝”、“一条LED灯丝”，指的是由前述导体段和LED 段共同连接而成，具有相同且连续的光转换层(包括相同且连续形成的顶层或底层)，并且仅在两端设置有与灯泡导电支架电性连接的两个导电电极，符合以上结构叙述即为本发明所称的单一LED灯丝结构。
在一些实施例中，LED灯丝100可具有多段LED段，同一LED段中的LED芯片采用串联连接，不同的LED段之间采用并联连接，其中每一LED段的阳极可以作为LED 灯丝的正极、并且每一LED段的阴极可以作为LED灯丝的负极分别连接二或二个以上导电支架(如图26A51a、51b)，并且通过导电支架电性连接电源模块(如518)。如图63A所示，图63A为本发明一实施例的LED灯丝电路示意图，此实施例中LED灯丝100具有两段LED 段402、404，其中每段LED段402/404可包含一或多个LED芯片，同一LED段402/404中的LED芯片用串联连接，并且LED段402、LED段404在相互电性连接后彼此间会具有独立的电流路径(即，采分流方式连接)。更具体的说，本实施例的LED段402和LED段404 的阳极连接在一起并且作为LED灯丝100的正极P1，LED段402的阴极作为LED灯丝100 的第一负极N1，并且LED段402的阴极作为LED灯丝100的第二负极N2。LED灯丝100 的正极P1、第一负极N1和第二负极N2分别通过导电支架电性连接至电源模块，例如如图 26A所示的导电支架51a、51b和电源模块518。
更具体的说，所述LED灯丝100的正极P1、第一负极N1和第二负极N2与电源模块之间的电性连接关系可如图63B或图63C所示，其中图63B和图63C为本发明不同实施例的LED灯丝的电性连接关系的示意图。请先参照图63B，在本实施例中，LED灯丝100 的正极P1电性连接至电源模块518的第一输出端(或称正输出端)，并且LED灯丝100的第一负极N1和第二负极N2被电性连接/短路在一起，并且共同电性连接至电源模块518的第二输出端(或称负输出端)。搭配图63A来看，在图63B的电性连接关系下，LED段402和 404可视为是并联于电源模块518的输出端上，因此LED段402和404皆是受到第一输出端和第二输出端之间的驱动电压V1所驱动。在LED段402和404所包含的芯片数和配置相同或近似的前提下，电源模块518所提供的驱动电流会均匀的分流至各LED段402和404上，因此会使LED段402和404呈现大致上一致的亮度和/或色温。
请接着参照图63C，在本实施例中，LED灯丝100的正极P1电性连接至电源模块518的第一输出端(或称正输出端)，LED灯丝100的第一负极N1电性连接至电源模块 518的第二输出端(或称第一负输出端)，并且LED灯丝100的第二负极N1电性连接至电源模块518的第三输出端(或称第二负输出端)，其中，电源模块518的第一输出端和第二输出端之间会构成一个驱动电压V1输出，并且电源模块518的第一输出端和第三输出端之间会构成另一个驱动电压V2输出。搭配图63A来看，在图63C的电性连接关系下，LED段402 是电性连接在第一输出端和第二输出端之间，并且LED段404是电性连接在第一输出端和第三输出端之间，因此LED段402和404可视为是分别受到驱动电压V1和V2所驱动。在此配置底下，电源模块518提供至LED段402/404的驱动电流可通过调变输出的驱动电压V1 和V2大小来实现独立控制，进而使LED段402和404可分别具有对应的亮度和/或色温。换言之，在图63C的配置底下，通过电源模块518的设计及控制，即可在单一条LED灯丝上实现分段调光的功能。
在一些实施例中，电源模块518的第二输出端和第三输出端可以通过电阻连接在一起，并且第二输出端和第三输出端其中之一电性连接/短路至接地端。通过此种配置即可构成具有不同电平的负输出端，进而产生具有不同电平的驱动电压V1和V2。在一些实施例中，第二输出端和第三输出端也可以是分别通过电路控制其电平，本发明不仅限于上述实施方式。
图64A为本发明一实施例的LED灯丝电路示意图，此实施例中LED灯丝100与前述图63A类似，同样具有两段LED段402、404，有关于各LED段402和404的配置于此不再重复赘述。本实施例与前述图63A实施例的主要差异在于，本实施例的LED段402和 404是将阴极连接/短路在一起作为LED灯丝100的负极N1，并且LED段402和404的阳极会分别作为LED灯丝100的第一正极P1和第二正极P2。LED灯丝100的第一正极P1、第二正极P2和负极N1分别通过导电支架电性连接至电源模块，例如如图26A所示的导电支架 51a、51b和电源模块518。
所述LED灯丝100的第一正极P1、第二正极P2和负极N1与电源模块之间的电性连接关系可如图64B或图64C所示，其中图64B和图64C为本发明不同实施例的LED灯丝的电性连接关系的示意图。请先参照图64B，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1 和第二正极P2被电性连接/短路在一起，并且共同电性连接至电源模块518的第一输出端(或称正输出端)，并且LED灯丝100的负极N1电性连接至电源模块518的第二输出端(或称负输出端)。搭配图64A来看，在图64B的电性连接关系下，LED段402和404可视为是并联于电源模块518的输出端上，因此LED段402和404皆是受到第一输出端和第二输出端之间的驱动电压V1所驱动。在LED段402和404所包含的芯片数和配置相同或近似的前提下，电源模块518所提供的驱动电流会均匀的分流至各LED段402和404上，因此会使LED段 402和404呈现大致上一致的亮度和/或色温。此配置可以等效为前述图63B实施例的配置。
请接着参照图64C，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1电性连接至电源模块518的第一输出端(或称第一正输出端)，LED灯丝100的第二正极P2电性连接至电源模块518的第二输出端(或称第二正输出端)，并且LED灯丝100的负极N1电性连接至电源模块518的第三输出端(或称负输出端)，其中，电源模块518的第一输出端和第三输出端之间会构成一个驱动电压V1输出，并且电源模块518的第二输出端和第三输出端之间会构成另一个驱动电压V2输出。搭配图64A来看，在图64C的电性连接关系下，LED段402 是电性连接在第一输出端和第三输出端之间，并且LED段404是电性连接在第二输出端和第三输出端之间，因此LED段402和404可视为是分别受到驱动电压V1和V2所驱动。在此配置底下，电源模块518提供至LED段402/404的驱动电流可通过调变输出的驱动电压V1 和V2大小来实现独立控制，进而使LED段402和404可分别具有对应的亮度和/或色温。换言之，在图64C的配置底下，通过电源模块518的设计及控制，即可在单一条LED灯丝上实现分段调光的功能。
图65A为本发明一实施例的LED灯丝电路示意图，此实施例中LED灯丝100具有三段LED段402、404、406，如图65A所示。更具体的说，本实施例的LED灯丝100的配置是在前述图63A的基础上再加上LED段406(也可以说是在图64A的基础上再加上图 65A的LED段404，其中图65A的LED段406对应至图64A的LED段404)，其中有关于 LED段402和404的配置可参照上述实施例说明，于此不再重复赘述。在本实施例中，LED 段406的配置与LED段402和404近似/相同，其可包含一或多个LED芯片，所述LED芯片用串联连接，并且LED段402、404和406在相互电性连接后彼此间会具有独立的电流路径 (即，采分流方式连接)。更具体的说，LED段406的阴极与LED段402的阴极电性连接/ 短路在一起(即，LED段402和406的阴极共同作为第一负极N1)，并且LED段406的阳极作为LED灯丝100的第二正极P2。换言之，在本实施例的LED灯丝100中，除了包含第一正极P1、第一负极N1和第二负极N2之外，更包含与LED段406的阳极电性连接的第二正极P2。
在本实施例中LED灯丝100的配置底下，所述LED灯丝100与电源模块518之间的电性连接关系可具有如图65B至44D所示的型态，藉以实现均流驱动控制或是分段独立控制，其中图65B至图65D为本发明不同实施例的LED灯丝的电性连接关系的示意图。请先参照图65B，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1和第二正极P2被电性连接/短路在一起，并且共同电性连接至电源模块518的第一输出端(或称正输出端)；LED灯丝100 的第一负极N1和第二负极N2被电性连接/短路在一起，并且共同电性连接至电源模块518 的第二输出端(或称负输出端)。搭配图65A来看，在图65B的电性连接关系下，LED段402、 404和406可视为是并联于电源模块518的输出端上，因此LED段402、404和406皆是受到第一输出端和第二输出端之间的驱动电压V1所驱动。在LED段402、404和406所包含的芯片数和配置相同或近似的前提下，电源模块518所提供的驱动电流会均匀的分流至各 LED段402、404和406上，因此会使LED段402、404和406呈现大致上一致的亮度和/或色温。此配置可以等效为前述图63B、43B实施例的配置。
请接着参照图65C，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1和第二正极 P2被电性连接/短路在一起，并且共同电性连接至电源模块518的第一输出端(或称正输出端)，LED灯丝100的第一负极N1电性连接至电源模块518的第二输出端(或称第一负输出端)，并且LED灯丝100的第二负极N2电性连接至电源模块518的第三输出端(或称第二负输出端)。在此配置下，由于第一正极P1和第二正极P2可以视为是同一端，因此整体线路连接关系可等效为图63C的配置，相关控制方式、功能和效果可参照图63C的描述。本实施例的配置可以使一条灯丝具有两段调光的效果。
请接着参照图65D，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1电性连接至电源模块518的第一输出端(或称第一正输出端)，第二正极P2电性连接至电源模块518的第二输出端(或称第二正输出端)，第一负极N1电性连接至电源模块518的第三输出端(或称第一负输出端)，并且第二负极N2电性连接至电源模块518的第四输出端(或称第二负输出端)。在此配置底下，电源模块518的第一输出端和第三输出端之间会构成一个驱动电压V1 输出，电源模块518的第一输出端和第四输出端之间会构成另一个驱动电压V2输出，并且电源模块518的第二输出端和第三输出端之间会构成另一个驱动电压V3输出。搭配图65A 来看，在图65D的电性连接关系下，LED段402是电性连接在第一输出端和第三输出端之间， LED段404是电性连接在第一输出端和第四输出端之间，并且LED段406是电性连接在第二输出端和第三输出端之间，因此LED段402、404和406可视为是分别受到驱动电压V1、V2 和V3所驱动。在此配置底下，电源模块518提供至LED段402至406的驱动电流可通过调变输出的驱动电压V1、V2和V3大小来实现独立控制，进而使LED段402、404和406可分别具有对应的亮度和/或色温。本实施例的配置可以使一条灯丝具有三段调光的效果。
图66A为本发明一实施例的LED灯丝电路示意图，此实施例中LED灯丝100具有四段LED段402、404、406、408，如图66A所示。更具体的说，本实施例的LED灯丝100 的配置是在前述图65A的基础上再加上LED段408，其中有关于LED段402、404和406的配置可参照上述实施例说明，于此不再重复赘述。在本实施例中，LED段408的配置与LED 段402、404和406近似/相同，其可包含一或多个LED芯片，所述LED芯片用串联连接，并且LED段402、404、406和408在相互电性连接后彼此间会具有独立的电流路径(即，采分流方式连接)。更具体的说，LED段408的阴极与LED段404的阴极电性连接/短路在一起 (即，LED段402和406的阴极共同作为第二负极N2)，并且LED段408的阳极作为LED 灯丝100的第三正极P3。换言之，在本实施例的LED灯丝100中，除了包含第一正极P1、第二正极P2、第一负极N1和第二负极N2之外，更包含与LED段408的阳极电性连接的第三正极P3。
在本实施例中LED灯丝100的配置底下，所述LED灯丝100与电源模块518之间的电性连接关系可具有如图66B至66E所示的型态，藉以实现均流驱动控制或是分段独立控制，其中图66B至图66E为本发明不同实施例的LED灯丝的电性连接关系的示意图。请先参照图66B，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1、第二正极P2和第三正极P3 被电性连接/短路在一起，并且共同电性连接至电源模块518的第一输出端(或称正输出端)； LED灯丝100的第一负极N1和第二负极N2被电性连接/短路在一起，并且共同电性连接至电源模块518的第二输出端(或称负输出端)。搭配图66A来看，在图66B的电性连接关系下，LED段402、404、406和408可视为是并联于电源模块518的输出端上，因此LED段 402、404、406和408皆是受到第一输出端和第二输出端之间的驱动电压V1所驱动。在LED 段402、404、406和408所包含的芯片数和配置相同或近似的前提下，电源模块518所提供的驱动电流会均匀的分流至各LED段402、404、406和408上，因此会使LED段402、404、 406和408呈现大致上一致的亮度和/或色温。此配置可以等效为前述图63B、43B、44B实施例的配置。
请接着参照图66C，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1、第二正极P2 和第三正极P3被电性连接/短路在一起，并且共同电性连接至电源模块518的第一输出端(或称正输出端)，LED灯丝100的第一负极N1电性连接至电源模块518的第二输出端(或称第一负输出端)，并且LED灯丝100的第二负极N2电性连接至电源模块518的第三输出端(或称第二负输出端)。在此配置下，由于第一正极P1、第二正极P2和第三正极P3可以视为是同一端，因此整体线路连接关系可等效为图63C的配置，相关控制方式、功能和效果可参照图63C的描述。本实施例的配置可以使一条灯丝具有两段调光的效果。
请接着参照图66D，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1和第二正极被电性连接/短路在一起，并共同电性连接至电源模块518的第一输出端(或称第一正输出端)，第三正极P3电性连接至电源模块518的第二输出端(或称第二正输出端)，第一负极N1电性连接至电源模块518的第三输出端(或称第一负输出端)，并且第二负极N2电性连接至电源模块518的第四输出端(或称第二负输出端)。在此配置下，由于第一正极P1和第二正极 P2可以视为是同一端，因此整体线路连接关系可等效为图65D的配置，相关控制方式、功能和效果可参照图65D的描述。本实施例的配置可以使一条灯丝具有两段调光的效果。本实施例的配置可以使一条灯丝具有三段调光的效果。
请接着参照图66D，在本实施例中，LED灯丝100的第一正极P1电性连接至电源模块518的第一输出端(或称第一正输出端)，第二正极P2电性连接至电源模块518的第二输出端(或称第二正输出端)，第三正极P3电性连接至电源模块518的第三输出端(或称第三正输出端)，第一负极N1电性连接至电源模块518的第四输出端(或称第一负输出端)，并且第二负极N2电性连接至电源模块518的第五输出端(或称第二负输出端)。在此配置底下，电源模块518的第一输出端和第四输出端之间会构成一个驱动电压V1输出，电源模块 518的第一输出端和第五输出端之间会构成另一个驱动电压V2输出，电源模块518的第二输出端和第四输出端之间会构成另一个驱动电压V3输出，并且电源模块518的第三输出端和第五输出端之间会构成另一个驱动电压V4输出。搭配图66A来看，在图66E的电性连接关系下，LED段402是电性连接在第一输出端和第四输出端之间，LED段404是电性连接在第一输出端和第五输出端之间，LED段406是电性连接在第二输出端和第四输出端之间，并且LED段408是电性连接在第三输出端和第五输出端之间，因此LED段402、404、406和 408可视为是分别受到驱动电压V1、V2、V3和V4所驱动。在此配置底下，电源模块518 提供至LED段402至408的驱动电流可通过调变输出的驱动电压V1、V2、V3和V4大小来实现独立控制，进而使LED段402、404、406和408可分别具有对应的亮度和/或色温。本实施例的配置可以使一条灯丝具有四段调光的效果。
上述实施例的说明，已经具体揭露通过组合两段、三段和四段LED段来实现一条灯丝的多段可调光配置。本领域的普通技术人员参照上述说明可轻易推知通过组合四段以上LED段来实现一条灯丝的多段调光的配置。
以下说明本发明LED球泡灯中，关于驱动电路的相关设计。如图26A所示，驱动电路518是用以转换接收到的AC电源，并据以产生电力/驱动电源以点亮发光部100。以下说明即以“电源模块5200”代表驱动电路518。请参考图67，图67为根据发明一实施例的 LED球泡灯的电源模块的电路方块示意图。电源模块5200包含整流电路5210、滤波电路5220 及驱动电路5230。整流电路5210耦接第一接脚5201与第二接脚5202，以接收外部驱动信号 Pin，并对外部驱动信号进行整流Pin，然后由第一整流输出端5211、第二整流输出端5212 输出整流后信号Srec。在此的外部驱动信号可以是交流驱动信号或交流电源信号(例如电网信号)，甚至也可以为直流信号而不影响LED球泡灯的操作。当LED球泡灯是设计为基于直流信号点亮时，电源模块5200中的整流电路5210可被省略。在省略整流电路5210的配置下，第一接脚5201与第二接脚5202会直接耦接至滤波电路5220的输入端(即5211、5212)。
滤波电路5220与所述整流电路5210耦接，用以对整流后信号Srec进行滤波；即滤波电路5220的输入端耦接第一整流输出端5211与第二整流输出端5212，以接收整流后信号Srec，并对整流后信号Srec进行滤波，然后由第一滤波输出端5221、第二滤波输出端5222输出滤波后信号Sflr。其中，第一整流输出端5211可视为滤波电路5220的第一滤波输入端，并且第二整流输出端5212可视为滤波电路5220的第二滤波输入端。在本实施例中，滤波电路5220可滤除整流后信号Srec中的纹波，使得所产生的滤波后信号Sflr的波形较整流后信号Srec的波形更平滑。此外，滤波电路5220可透过选择电路配置以实现对特定频率进行滤波，以滤除外部驱动信号在特定频率的响应/能量。
驱动电路5230与滤波电路5220耦接，以接收滤波后信号Sflr并且对滤波后信号Sflr进行电源转换(power conversion)，进而产生驱动电源Sdrv；即驱动电路5230的输入端耦接第一滤波输出端5221与第二滤波输出端5222，以接收滤波后信号Sflr，然后产生用以驱动LED发光部100(图26A)发光的驱动电源Sdrv。其中，第一滤波输出端5221可视为驱动电路5230的第一驱动输入端，并且第二滤波输出端5222可视为驱动电路5230的第二驱动输入端。驱动电路5230所产生的驱动电源Sdrv会透过第一驱动输出端5231与第二驱动输出端5232提供给LED发光部100，使得LED发光部100中的LED灯丝可响应于接收到的驱动电源Sdrv而点亮。底下实施例分别描述电源模块5200中的整流电路5210、滤波电路5220 及驱动电路5230可能的实施态样，但本揭露不仅限于此。
请参见图68A，图68A为根据本发明第一较佳实施例的整流电路的电路示意图。整流电路5310为桥式整流电路，包含整流二极管5311-5314，用以对所接收的信号进行全波整流。整流二极管5311的阳极耦接第二整流输出端5212，阴极耦接第二接脚5202。整流二极管5312的阳极耦接第二整流输出端5212，阴极耦接第一接脚5201。整流二极管5313的阳极耦接第二接脚5202，阴极耦接第一整流输出端5211。整流二极管5314的阳极耦接第一接脚5201，阴极耦接第一整流输出端5211。在本实施例中，所述整流二极管5311-5314可分别以第一整流二极管5311、第二整流二极管5312、第三整流二极管5313及第四整流二极管5314表示。
当第一接脚5201、第二接脚5202接收的信号为交流信号时，整流电路5310的操作描述如下。当交流信号处于正半周时，第一接脚5201上的电平会大于第二接脚5202上的电平。此时整流二极管5311与5314会工作在正偏状态而导通，并且整流二极管5312与5313 会工作在逆偏状态而截止，进而在第一接脚5201与第二接脚5202之间形成回路。在正半周的电路组态下，交流信号所造成的输入电流会依序经第一接脚5201、整流二极管5314和第一整流输出端5211后流入后级负载，并依序经第二整流输出端5212、整流二极管5311和第二接脚5202后流出。当交流信号处于负半周时，第二接脚5202上的电平会大于第一接脚5201上的电平。此时整流二极管5312与5313会工作在正偏状态而导通，并且整流二极管5311与5314会工作在逆偏状态而截止，进而在第一接脚5201与第二接脚5202之间形成回路。在负半周的电路组态下，交流信号所造成的输入电流会依序经第二接脚5202、整流二极管5313和第一整流输出端5211后流入后级负载，并依序经第二整流输出端5212、整流二极管5312和第一接脚5201后流出。因此，不论交流信号处于正半波或负半波，整流电路5310的整流后信号Srec的正极均位于第一整流输出端5211，负极均位于第二整流输出端5212。依据上述操作说明，整流电路5210输出的整流后信号为全波整流信号。
当第一接脚5201、第二接脚5202耦接直流电源而接收直流信号时，整流电路5310的操作描述如下。当第一接脚5201耦接直流电源的正端而第二接脚5202耦接直流电源的负端时，整流二极管5311与5314会工作在正偏状态而导通，并且整流二极管5312与5313会工作在逆偏状态而截止，进而在第一接脚5201与第二接脚5202之间形成回路。此时整流电路5310的电路组态及操作与整流电路5310处于交流信号的正半周的状态相同。当第一接脚5201耦接直流电源的负端而第二接脚5202耦接直流电源的正端时，整流二极管5312与5313会工作在正偏状态而导通，并且整流二极管5311与5314会工作在逆偏状态而截止，进而在第一接脚5201与第二接脚5202之间形成回路。此时整流电路5310的电路组态及操作与整流电路5310处于交流信号的负半周的状态相同。
由上述说明可知，本实施例的整流电路5310不论所接收的信号为交流信号或直流信号，均可正确输出整流后信号Srec。
除此之外，在一些实施例中，整流电路5310的输入端之间还可设有电容Cx。所述电容Cx的电容值可例如是47nF，其可用以改善电源模块5200中的电磁干扰效应。
请参见图68B，图68B为根据本发明第二较佳实施例的整流电路的电路示意图。整流电路5410包含整流二极管5411及5412，用以对所接收的信号进行半波整流。整流二极管5411的阳极耦接第二接脚5202，阴极耦接第一整流输出端5211。整流二极管5412的阳极耦接第一整流输出端5211，阴极耦接第一接脚5201。第二整流输出端5212视实际应用而可以省略或者接地。在本实施例中，所述整流二极管5411-5412可分别以第一整流二极管5411和第二整流二极管5412表示。
接着同样将操作情境区分为接收到的信号为交流信号和直流信号的情况来说明整流电路5410的操作。
当第一接脚5201、第二接脚5202接收的信号为交流信号时，整流电路5410的操作描述如下。当交流信号处于正半周时，交流信号在第一接脚5201输入的信号电平高于在第二接脚5202输入的信号电平。此时，整流二极管5411及5412均处于逆偏的截止状态，整流电路5410停止输出整流后信号Srec(或可称整流电路5410所输出的整流后信号Srec此时为零)。当交流信号处于负半周时，交流信号在第一接脚5201输入的信号电平低于在第二接脚5202输入的信号电平。此时，整流二极管5411及5412均处于正偏的导通状态，交流信号经由整流二极管5411、第一整流输出端5211而流入后级负载，并由第二整流输出端5212或 LED球泡灯的另一电路或接地端流出。依据上述操作说明，整流电路5410输出的整流后信号为半波整流信号。
当第一接脚5201、第二接脚5202耦接直流电源而接收直流信号时，整流电路5410的操作描述如下。当第一接脚5201耦接直流电源的正端而第二接脚5202耦接直流电源的负端时，整流二极管5411及5412均处于逆偏的截止状态，整流电路5410停止输出整流后信号Srec。当第一接脚5201耦接直流电源的负端而第二接脚5202耦接直流电源的正端时，整流二极管5411及5412均处于正偏的导通状态，进而形成回路。此时整流电路5410的电路组态及操作与整流电路5410处于交流信号的负半周的状态相同。由此可知，在本实施例中，若直流电源以正端接在第二接脚5202并且负端接在第一接脚5201的情形下，整流电路5410仍可正常工作。
请参见图69A，图69A为根据本发明第一较佳实施例的滤波电路的电路示意图。滤波电路5320包含电感5321、电阻5322和5323以及电容5324和5325。电感5321的第一端耦接第一整流输出端5211，电感5321的第二端耦接第一滤波输出端5221；亦即，电感5321 串接在第一整流输出端5211与第一滤波输出端5221之间。电阻5322的第一端耦接第一整流输出端5211和电感5321的第一端，电阻5322的第二端耦接第一滤波输出端5221和电感5321 的第二端；亦即，电阻5322与电感5321相互并联。电阻5323的第一端耦接电感5321的第二端及第一滤波输出端5221。电容5324的第一端耦接电感5321的第二端及第一滤波输出端 5221，电容5324的第二端耦接第二整流输出端5212与第二滤波输出端5222，其中第二整流输出端5212与第二滤波输出端5222可视为同一端，并且可视为接地端GND。电容5325的第一端耦接电阻5323第二端，电容5325的第二端耦接第二整流输出端5212与第二滤波输出端 5222。在本实施例的滤波电路5320的配置中，其可对整流后信号Srec进行低通滤波，以滤除整流后信号Srec中的高频成分而形成滤波后信号Sflr，然后由第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222输出。
请参见图69B，图69B为根据本发明第二较佳实施例的滤波电路的电路示意图。滤波电路5420为π型滤波电路，包含电感5421、电容5422-5424及电阻5425和5426。电感 5421的第一端耦接第一整流输出端5211，电感5421的第二端耦接第一滤波输出端5221；亦即，电感5421串接在第一整流输出端5211与第一滤波输出端5221之间。电容5422的第一端耦接第一整流输出端5211及电感5421的第一端，电容5422的第二端耦接第二整流输出端 5212及第二滤波输出端5222；亦即，电容5422的第一端通过电感5421耦接第一滤波输出端 5221。电容5423的第一端耦接第一滤波输出端5221及电感5421的第二端，电容5423的第二端耦接第二整流输出端5212及第二滤波输出端5222；亦即，电容5423的第一端通过电感 5421耦接第一整流输出端5211。电容5424的第一端耦接第一滤波输出端5221及电感5421 的第二端。电阻5425及5426的第一端耦接电容5424的第二端，电阻5425及5426的第二端耦接第二整流输出端5212及第二滤波输出端5222。
等效上来看，滤波电路5420中的电感5421及电容5423的配置类似于滤波电路5320中的电感5321及电容5324。滤波电路5420较图69A所示的滤波电路5320多了电容5422，其中电容5422也同电感5421及电容5423般，具有低通滤波作用。故，本实施例的滤波电路5420相较于图69A所示的滤波电路5320，具有更佳的高频滤除能力，所输出的滤波后信号Sflr的波形更为平滑。
上述实施例中的电感5321、5421的感值较佳为选自10nH～10mH的范围。电容5324、5325、5422、423、5424的容值较佳为选自100pF～1uF的范围。
请参见图70，图70为根据本发明较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图。驱动电路5330包含切换控制电路5331及转换电路5332，以电流源的模式进行电力转换，以驱动LED发光部发光。转换电路5332包含开关电路(也可称为功率开关)PSW以及储能电路ESE。转换电路5332耦接第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222，接收滤波后信号Sflr，并根据切换控制电路5331的控制，将滤波后信号Sflr转换成驱动电源Sdrv而由第一驱动输出端5231及第二驱动输出端5232输出，以驱动LED发光部100。在切换控制电路5331的控制下，转换电路5332所输出的驱动电源为稳定电流，而使LED发光部稳定发光。除此之外，驱动电路5330还可包含有偏压电路5333，所述偏压电路5333可基于电源模块的母线电压产生工作电压Vcc，并且工作电压Vcc提供给切换控制电路5331使用，使切换控制电路5331可因应工作电压而启动并进行运作。
底下搭配图71A至图71D的信号波形来进一步说明驱动电路5330的运作。其中，图71A至图71D为根据本发明不同实施例的驱动电路5330的信号波形示意图。图71A与图 71B是绘示驱动电路5330操作在连续导通模式(Continuous-Conduction Mode，CCM)的信号波形与控制情境，并且图71C与图71D是绘示驱动电路5330操作在不连续导通模式(Discontinuous-Conduction Mode，DCM)的信号波形与控制情境。在信号波形图中，横轴的t代表时间，纵轴则是代表电压或电流值(视信号类型而定)。
本实施例的切换控制电路5331会根据当前LED发光部的工作状态来实时地调整所输出的点亮控制信号Slc的占空比(Duty Cycle)，使得开关电路PSW反应于点亮控制信号Slc而导通或截止。其中，切换控制电路5331可通过侦测输入电压(可为第一接脚5201/第二接脚5202上的电平、第一整流输出端5211上的电平或第一滤波输出端5221上的电平)、输出电压(可为第一驱动输出端5231上的电平)、输入电流(可为母线电流，亦即流经整流输出端5211/5212、滤波输出端5221/5222的电流)及输出电流(可为流经驱动输出端 5231/5232的电流或流经开关电路PSW的电流)至少其中一者或多者来判断当前LED发光部的工作状态。储能电路ESE会根据开关电路PSW导通/截止的状态而反复充/放能，进而令LED 发光部接收到的驱动电流ILED可以被稳定地维持在一预设电流值Ipred上。点亮控制信号 Slc会具有固定的信号周期Tlc与信号振幅，而每个信号周期Tlc内的脉冲使能期间(如Ton1、 Ton2、Ton3，或称脉冲宽度)的长度则会根据控制需求而调整。其中，点亮控制信号Slc的占空比即是脉冲使能期间与信号周期Tlc的比例。举例来说，若脉冲使能期间Ton1为信号周期Tlc的40％，即表示点亮控制信号在第一个信号周期Tlc下的占空比为0.4。
请先同时参照图70与图71A，图71A绘示在驱动电流ILED小于预设电流值Ipred 的情况下，驱动电路5330在多个信号周期Tlc下的信号波形变化。具体而言，在第一个信号周期Tlc中，开关电路PSW会反应于高电平的点亮控制信号Slc而在脉冲使能期间Ton1内导通。此时，转换电路5332除了会根据从第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222接收到的输入电源产生驱动电流ILED提供给LED发光部100之外，还会经由导通的开关电路PSW对储能电路ESE充电，使得流经储能电路ESE的电流IL逐渐上升。换言之，在脉冲使能期间 Ton1内，储能电路ESE会反应于从第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222接收到的输入电源而储能。
接着，在脉冲使能期间Ton1结束后，开关电路PSW会反应于低电平的点亮控制信号Slc截止。在开关电路PSW截止的期间内，第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222 上的输入电源不会被提供至LED发光部，而是由储能电路ESE进行放电以产生驱动电流ILED 提供给LED发光部，其中储能电路ESE会因为释放电能而使电流IL逐渐降低。因此，即使当点亮控制信号Slc位于低电平(即，禁能期间)时，驱动电路5330还是会基于储能电路ESE 的释能而持续供电给LED发光部。换言之，无论开关电路PSW导通与否，驱动电路5330都会持续地提供稳定的驱动电流ILED给LED发光部，并且所述驱动电流ILED在第一个信号周期 Tlc内电流值的约为I1。
在第一个信号周期Tlc内，切换控制电路5331会根据指示LED发光部的工作状态的一电流侦测信号判定驱动电流ILED的电流值I1小于预设电流值Ipred，因此在进入第二个信号周期Tlc时将点亮控制信号Slc的脉冲使能期间调整为Ton2，其中脉冲使能期间 Ton2为脉冲使能期间Ton1加上单位期间t1。
在第二个信号周期Tlc内，开关电路PSW与储能电路ESE的运作与前一信号周期Tlc类似。两者间的主要差异在于，由于脉冲使能期间Ton2较脉冲使能期间Ton1长，所以储能电路ESE会有更长的充电时间，并且放电时间亦相对较短，使得驱动电路5330在第二个信号周期Tlc内所提供的驱动电流ILED的平均值会提高至更接近预设电流值Ipred的电流值I2。
类似地，由于此时驱动电流ILED的电流值I2仍小于预设电流值Ipred，因此在第三个信号周期Tlc内，切换控制电路5331会进一步的将点亮控制信号Slc的脉冲使能期间调整为Ton3，其中脉冲使能期间Ton3为脉冲使能期间Ton2加上单位期间t1，等于脉冲使能期间Ton1加上期间t2(相当于两个单位期间t1)。在第三个信号周期Tlc内，开关电路PSW 与储能电路ESE的运作与前两信号周期Tlc类似。由于脉冲使能期间Ton3更进一步延长，因此使得驱动电流ILED的电流值上升至I3，并且大致上达到预设电流值Ipred。其后，由于驱动电流ILED的电流值I3已达到预设电流值Ipred，因此切换控制电路5331会维持相同的占空比，使得驱动电流ILED可被持续维持在预设电流值Ipred。
请再同时参照图70与图71B，图71B绘示在驱动电流ILED大于预设电流值Ipred 的情况下，驱动电路5330在多个信号周期Tlc下的信号波形变化。具体而言，在第一个信号周期Tlc中，开关电路PSW会反应于高电平的点亮控制信号Slc而在脉冲使能期间Ton1内导通。此时，转换电路5332除了会根据从第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222接收到的输入电源产生驱动电流ILED提供给LED发光部100之外，还会经由导通的开关电路PSW对储能电路ESE充电，使得流经储能电路ESE的电流IL逐渐上升。换言之，在脉冲使能期间 Ton1内，储能电路ESE会反应于从第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222接收到的输入电源而储能。
接着，在脉冲使能期间Ton1结束后，开关电路PSW会反应于低电压准位的点亮控制信号Slc截止。在开关电路PSW截止的期间内，第一滤波输出端5221及第二滤波输出端 5222上的输入电源不会被提供至LED发光部100，而是由储能电路ESE进行放电以产生驱动电流ILED提供给LED发光部100，其中储能电路ESE会因为释放电能而使电流IL逐渐降低。因此，即使当点亮控制信号Slc位于低电压准位(即，禁能期间)时，驱动电路5330还是会基于储能电路ESE的释能而持续供电给LED发光部100。换言之，无论开关电路PSW导通与否，驱动电路5330都会持续地提供稳定的驱动电流ILED给LED发光部100，并且所述驱动电流ILED在第一个信号周期Tlc内电流值的约为I4。
在第一个信号周期Tlc内，切换控制电路5331会根据电流侦测信号Sdet判定驱动电流ILED的电流值I4大于预设电流值Ipred，因此在进入第二个信号周期Tlc时将点亮控制信号Slc的脉冲使能期间调整为Ton2，其中脉冲使能期间Ton2为脉冲使能期间Ton1减去单位期间t1。
在第二个信号周期Tlc内，开关电路PSW与储能电路ESE的运作与前一信号周期Tlc类似。两者间的主要差异在于，由于脉冲使能期间Ton2较脉冲使能期间Ton1短，所以储能电路ESE会有较短的充电时间，并且放电时间亦相对较长，使得驱动电路5330在第二个信号周期Tlc内所提供的驱动电流ILED的平均值会降低至更接近预设电流值Ipred的电流值I5。
类似地，由于此时驱动电流ILED的电流值I5仍大于预设电流值Ipred，因此在第三个信号周期Tpwm内，切换控制电路5331会进一步的将点亮控制信号Slc的脉冲使能期间调整为Ton3，其中脉冲使能期间Ton3为脉冲使能期间Ton2减去单位期间t1，等于脉冲使能期间Ton1减去期间t2(相当于两个单位期间t1)。在第三个信号周期Tlc内，开关电路 PSW与储能电路ESE的运作与前两信号周期Tlc类似。由于脉冲使能期间Ton3更进一步缩短，因此使得驱动电流ILED的电流值降至I6，并且大致上达到预设电流值Ipred。其后，由于驱动电流ILED的电流值I6已达到预设电流值Ipred，因此切换控制电路5331会维持相同的占空比，使得驱动电流ILED可被持续维持在预设电流值Ipred。
由上述可知，驱动电路5330会步阶式的调整点亮控制信号Slc的脉冲宽度，以使驱动电流ILED在低于或高于预设电流值Ipred时被逐步地调整至趋近于预设电流值Ipred，进而实现定电流输出。
此外，在本实施例中，驱动电路5330是以操作在连续导通模式为例，亦即储能电路ESE在开关电路PSW截止期间内不会放电至电流IL为零。藉由操作在连续导通模式的驱动电路5330为LED灯丝模块供电，可以使提供给LED灯丝模块的电源较为稳定，不易产生纹波。
接下来说明驱动电路5330操作在不连续导通模式下的控制情境。请先参见图70与图71C，其中，图71C的信号波形与驱动电路5330运作大致上与图71A相同。图71C与图71A的主要差异在于本实施例的驱动电路5330因操作在不连续导通模式下，因此储能电路ESE会在点亮控制信号Slc的脉冲禁能期间内放电至电流IL等于零，并且再于下个信号周期Tlc的开始再重新进行充电。除此之外的运作叙述皆可参照上述图71A实施例，于此不再赘述。
请接着参照图70与图71D，其中，图71D的信号波形与驱动电路5330运作大致上与图71B相同。图71D与图71B的主要差异在于本实施例的驱动电路5330因操作在不连续导通模式下，因此储能电路ESE会在点亮控制信号Slc的脉冲禁能期间内放电至电流IL等于零，并且再于下个信号周期Tlc的开始再重新进行充电。除此之外的运作叙述皆可参照上述图71B实施例，于此不再赘述。
藉由操作在不连续导通模式的驱动电路5330为LED灯丝模块供电，可以降低驱动电路5330在进行电源转换时所产生的电源损耗，从而具有较高的转换效率。底下进一步列举数个驱动电路5330的具体电路范例来进行说明。
请参见图72A，图72A为本发明第一较佳实施例的驱动电路的电路示意图。在本实施例中，驱动电路5430为降压直流转直流转换电路，包含控制器5431、输出电路5432、偏压电路5433及采样电路5434。驱动电路5430耦接第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222，以将接收的滤波后信号Sflr转换成驱动电源Sdrv，以驱动耦接在第一驱动输出端5231及第二驱动输出端5232之间的LED灯丝模块。
控制器5431可例如是一个集成芯片，其包含漏极管脚Pdrn、源极管脚Pcs、电源管脚Pvcc、电压采样管脚Pln、过压保护管脚Povp及接地管脚Pgnd。漏极管脚Pdrn耦接输出电路5432。源极管脚Pcs通过电阻Rs耦接第二滤波输出端5222和接地端GND。电源管脚Pvcc和过压保护管脚Povp耦接偏压电路5433。电压采样管脚Pln耦接采样电路5434。接地管脚Pgnd耦接第二滤波输出端5222和接地端GND。
在本实施例中，所述转换电路中的开关电路/功率开关(PSW)可例如是集成在控制器5431中，并且开关电路的第一端与第二端分别连接漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs。换言之，控制器5431通过控制内部的开关电路的切换，可以决定漏极管脚Pdrn与源极管脚Pcs及相应的电流路径的导通或关断。在其他实施例中，所述开关电路也可以是配置在控制器5431 之外的分立器件。在使用分立器件作为开关电路的应用下，控制器5431各管脚的定义会对应的调整，例如漏极管脚Pdrn会调整为连接至开关电路的控制端，并且用以提供点亮控制信号的管脚。
输出电路5432包括二极管D1、电感L1、电容Co及电阻Ro，其中电感L1和电容 C1是作为所述转换电路中的储能电路(ESE)。二极管D1作为续流二极管，其阳极耦接控制器5431的漏极管脚Pdrn，以通过漏极管脚Pdrn与控制器5431内部的开关电路的第一端/漏极耦接；二极管D1的阴极耦接第二驱动输出端5232。电感L1的第一端耦接二极管D1的阳极和控制器5431的漏极管脚Pdrn，电感L1的第二端耦接第一滤波输出端5221和第二驱动输出端5232。电阻Ro和电容Co互相并联，并且耦接于第一驱动输出端5231和第二驱动输出端5232之间。在本实施例中，第一滤波输出端5221和第二驱动输出端5232可视为同一端。
其中，控制器5431会控制漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs之间的导通及截止。当漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs之间导通时，电流由第一滤波输出端5221流入，并流经电感 L1、漏极管脚Pdrn流入控制器5431，并且经源极管脚Pcs和第二滤波输出端5222流向接地端GND。此时，流经电感L1的电流随时间增加，电感L1处于储能状态；电容Co的电压随时间减少，电容Co处于释能状态，以维持LED灯丝模块发光。当漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs 之间截止时，电感L1处于释能状态，电感L1的电流随时间减少。此时，电感L1的电流经二极管D1、第一驱动输出端5231、LED灯丝模块及第二驱动输出端5232再回到电感L1而形成续流。此时，电容Co处于储能状态，电容Co的电平随时间增加。
值得注意的是，电容Co为可省略组件。当电容Co省略时，漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs导通时，电感L1的电流并未流经第一驱动输出端5231及第二驱动输出端5232而使LED灯丝模块不发光。漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs截止时，电感L1的电流经续流二极管D1而流经LED灯丝模块而使LED灯丝发光。藉由控制LED灯丝的发光时间及流经的电流大小，可以达到LED灯丝的平均亮度稳定于设定值上，而达到相同的稳定发光的作用。另外附带一提的是，由于本实施例是采用非隔离式的电源转换架构，因此可透过侦测流经开关电路/ 功率开关的电流大小来作为控制器5431反馈控制开关电路/功率开关的基础。
再从另一角度来看,驱动电路5430使得流经LED发光部电流维持不变,因此对于部分LED发光部而言(例如:白色、红色、蓝色、绿色等LED发光部),色温随着电流大小而改变的情形即可改善,亦即,LED发光部能在不同的亮度下维持色温不变。而扮演储能电路的电感L1在开关电路截止时释放所储存的能量,一方面使得LED发光部持续发光,另一方面也使得LED发光部上的电流电压不会骤降至最低值,而当开关电路再次导通时,电流电压就不需从最低值往返到最大值,藉此,避免LED发光部断续发光而提高LED发光部的整体亮度并降低最低导通周期以及提高驱动频率。
偏压电路5433包括电容C1和电阻R1-R4。电容C1的第一端耦接电源管脚Pvcc，电容C1的第二端耦接第二滤波输出端5222和接地端GND。电阻R1的第一端耦接第二驱动输出端5232。电阻R2的第一端耦接电阻R1的第二端，电阻R2的第二端耦接电容C1的第一端和电源管脚Pvcc。电阻R3的第一端耦接电阻R1的第二端和电阻R2的第一端，电阻R3的第二端耦接控制器5431的过压保护管脚Povp。电阻R4的第一端耦接电阻R3的第二端，电阻 R4的第二端耦接第二滤波输出端5222和接地端GND。
其中，电阻R1和R2撷取第二驱动输出端5232上的电压以产生工作电压Vcc，工作电压Vcc经电容C1稳压并提供至控制器5431的电源管脚Pvcc，以供控制器5431使用。电阻R3和R4通过分压的方式采样第二驱动输出端5232上的电压，使得控制器5431可根据过压保护管脚Povp上的电压信息来判断是否执行过压保护功能。
采样电路5434包括电容C2和电阻R5-R7。电容C2的第一端耦接电压采样管脚 Pln，电容C2的第二端耦接第二滤波输出端5222和接地端GND。电阻R5的第一端耦接第一滤波输出端5221和第二驱动输出端5232。电阻R6的第一端耦接电阻R5的第二端，电阻R6 的第二端耦接第二滤波输出端5222和接地端GND。电阻R7的第一端耦接电阻R5的第二端和电阻R6的第一端，电阻R7的第二端耦接电压采样管脚Pln和电容C2的第一端。
其中，电阻R5和R6通过分压的方式采样母线电压(即，第一滤波输出端5221 上电压)，采样到的电压会通过电阻R7提供至控制器5431的电压采样管脚Pln。电容C2则是作为对电压采样管脚Pln上电压进行稳压的用途。
请参见图72B，图72B为本发明第二较佳实施例的驱动电路的电路示意图。在本实施例中，驱动电路5530以升压直流转直流转换电路为例，其包含控制器5531、输出电路5532、偏压电路5533及采样电路5534。驱动电路5530耦接第一滤波输出端5221及第二滤波输出端5222，以将接收的滤波后信号Sflr转换成驱动电源Sdrv，进而驱动耦接在第一驱动输出端5231及第二驱动输出端5232之间的LED发光部。此外，驱动电路5530还耦接第一整流输出端5211，藉以撷取母线电压来产生工作电压Vcc。
控制器5531可例如是一个集成芯片，其包含漏极管脚Pdrn、源极管脚Pcs、电源管脚Pvcc、过压保护管脚Povp及接地管脚Pgnd。漏极管脚Pdrn耦接输出电路5532。源极管脚Pcs通过电容Cs耦接第二滤波输出端5222、第二驱动输出端5232及接地端GND。电源管脚Pvcc耦接偏压电路5533。过压保护管脚Povp耦接采样电路5534。接地管脚Pgnd耦接偏压电路5533和采样电路5534。
在本实施例中，所述转换电路中的开关电路/功率开关(PSW)可例如是集成在控制器5531中，并且开关电路的第一端与第二端分别连接漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs。换言之，控制器5531通过控制内部的开关电路的切换，可以决定漏极管脚Pdrn与源极管脚Pcs及相应的电流路径的导通或关断。在其他实施例中，所述开关电路也可以是配置在控制器5531 之外的分立器件。在使用分立器件作为开关电路的应用下，控制器5531各管脚的定义会对应的调整，例如漏极管脚Pdrn会调整为连接至开关电路的控制端，并且用以提供点亮控制信号的管脚。
输出电路5532包括二极管D1、电感L1、电容Co及电阻Ro，其中电感L1和电容 C1是作为所述转换电路中的储能电路(ESE)。二极管D1作为续流二极管，其阳极耦接控制器5531的漏极管脚Pdrn，以通过漏极管脚Pdrn与控制器5531内部的开关电路的第一端/漏极耦接；二极管D1的阴极耦接第一驱动输出端5231。电感L1的第一端耦接第一滤波输出端 5221，电感L1的第二端耦接控制器5431的漏极管脚Pdrn和二极管D1的阳极。电阻Ro和电容Co互相并联，并且耦接于第一驱动输出端5231和第二驱动输出端5232之间。在本实施例中，第一滤波输出端5221通过二极管D1和电感L1耦接至第一驱动输出端5231。
其中，控制器5531会控制漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs之间的导通及截止。当漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs之间导通时，电流由第一滤波输出端5221流入，并流经电感L1、漏极管脚Pdrn流入控制器5531，并且经源极管脚Pcs、电容Cs和第二滤波输出端5222 流向接地端GND。此时，流经电感L1的电流随时间增加，电感L1处于储能状态。同时，电容Co处于释能状态，以持续驱动LED发光部发光。当漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs之间截止时，电感L1处于释能状态，电感L1的电流随时间减少。电感L1的电流经二极管D1续流流向电容Co以及LED发光部。此时，电容Co处于储能状态。
值得注意的是，电容Co为可省略组件。当电容Co省略时，漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs导通时，电感L1的电流并未流经第一驱动输出端5231及第二驱动输出端5232而使LED发光部不发光。漏极管脚Pdrn和源极管脚Pcs截止时，电感L1的电流经续流二极管 D1而流经LED发光部而使LED发光部发光。藉由控制LED发光部的发光时间及流经的电流大小，可以达到LED发光部的平均亮度稳定于设定值上，而达到相同的稳定发光的作用。
偏压电路5533包括二极管D2、电容C1及电阻R1。二极管D2的阳极耦接第一整流输出端5211，二极管D2的阴极耦接第一驱动输出端5231。电容C1的第一端耦接电源管脚Pvcc，电容C1的第二端耦接接地管脚Pgnd。电阻R1的第一端耦接二极管D1和D2的阴极及第一驱动输出端5231，电阻R1的第二端耦接电容C1的第一端和电源管脚Pvcc。其中，电阻 R1撷取第一驱动输出端5231上的电压以产生工作电压Vcc，工作电压Vcc经电容C1稳压并提供至控制器5431的电源管脚Pvcc，以供控制器5431使用。
采样电路5534包括电阻R2-R5。电阻R2的第一端耦接第一驱动输出端5231，电阻R2的第二端耦接过压保护管脚Povp。电阻R3和R4相互并联，电阻R3和R4的第一端耦接接地管脚Pgnd，电阻R3和R4的第二端耦接第二滤波输出端5222、第二驱动输出端5232 及接地端GND。电阻R5的第一端耦接接地管脚Pgnd，电阻R5的第二端耦接电阻R2的第二端和过压保护管脚Povp。
其中，电阻R2-R5通过分压的方式采样输出电压(即，第一驱动输出端5231上电压)，采样到的电压会被提供至控制器5531的过压保护管脚Povp，使得控制器5531可根据过压保护管脚Povp上的电压信息来判断是否执行过压保护功能。
附带一提，所述驱动电路5430、530虽然以单级式直流转直流转换电路作为范例，但本发明不以此为限。举例来说，所述驱动电路5330亦可为由主动式功率因数校正电路搭配直流转直流转换电路所组成的双级式驱动电路。
以上所述本发明的各种实施例特征，可以在不相互排斥的情况下任意组合变换，并不局限于具体的一种实施例中。例如图A所示的实施例中所述，这些特征虽然未在图C所示的实施例中说明亦可包括有图A实施例所述特征，但很显然，本领域普通技术人员可以根据图A的说明不经创造性的将此等特征应用于图C；又例如，本发明虽然以LED球泡灯为例对各种创作方案进行了说明，但明显的这些设计均可以不经创造性的应用于其他形状或者类型的灯中，例如LED蜡烛灯等，在此不再一一列举。
本发明LED灯丝及其应用的LED球泡灯各实施例的实现已如前所述，需要提醒的是，对于同一根LED灯丝而言或采用所述LED灯丝的LED球泡灯而言，以上所述各个实施例中涉及的诸如“光转换层”、“光转换层包裹电极及/或LED芯片的方式”、“导线”、“硅胶及/ 或聚酰亚胺及/或树脂”、“荧光粉构成比”、“灯丝层状结构”、“荧光粉胶/膜的转换波长/粒子大小/厚度/透光度/硬度/形状“、“透明层”、“荧光粉构成导热路径”、“电路膜”、“氧化纳米粒子(无机散热粒子)”、“固晶胶”、“LED灯丝本体波浪状”、“芯柱”、“灯壳内的气体”、“灯丝组件”、“导电支架的长度”、“LED灯丝的导电支架的长度”、“悬臂及/或芯柱的表面可以涂布有石墨烯薄膜”、“灯壳内的气压”、“灯丝的杨氏系数”、“灯丝基层的邵氏硬度”、“辅助条”、“灯壳表面涂布黏接膜、扩散膜、调色膜”、“灯壳/芯柱/立杆中掺有光转换物质”、“灯壳具散热区”、“灯丝具孔洞或缺口”、“灯丝中具有散热路径”、“灯丝形状的曲线公式”、“灯壳的透气孔”、“灯丝顶层与基层之间的波浪状嵌合面”、“嵌合面为锯齿状”、“基层的贯孔”、“光转换层包括第一荧光胶层、第二荧光胶层与透明层”、“辅助条为波浪形状”、“辅助条为螺旋形状”、“多个辅助条横向与纵向排布”、“纵向辅助条的至少一端弯折成L字型”、“LED灯丝具有弯折处”、“灯壳内无立杆”、“灯壳喷镀薄膜”、“灯壳原材料内掺杂色料”、“灯壳与芯柱采用对接封口”、“灯壳和芯柱壁厚不同”、“灯壳壁厚比芯柱要厚”以及“弯折处附近适当地设置孔洞或缺口”、“LED芯片的宽度小于基层或顶层的宽度”、“顶层的形状、厚度、中心圆点是否与LED芯片的发光面重叠对出光效率的影响”等特征在不相互冲突的情况下可以包括一个、两个、多个或者所有技术特征。有关的对应内容系可选自于包含有对应实施例中的技术特征之一或其组合。
本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然熟悉本项技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种发光二极管球泡灯，其特征在于，所述发光二极管球泡灯包括封装有惰性气体的灯壳、连接所述灯壳的灯头，所述灯壳内设有LED灯丝，所述LED灯丝包括：
LED段，所述LED段包括至少两个LED芯片；
至少两个电极，对应于所述LED段配置，且所述电极与LED段电性连接；以及
光转换层，至少覆盖所述LED段和部分所述电极，使所述电极的一部分外露，所述光转换层包括顶层和基层，所述顶层及基层分别位于所述LED芯片或所述电极的两侧，所述LED芯片通过固晶胶固定于所述基层上，所述LED芯片发出的光经过A～F界面，其中A界面为LED芯片中GaN与顶层的界面，B界面为顶层与惰性气体的界面，C界面为LED芯片的基板与固晶胶的界面，D界面为固晶胶与基层的界面，E界面为基层与惰性气体的界面，F界面为基层与顶层的界面。光穿越A～F界面时，任一界面的两种物质的折射率分别为n1、n2，|n1-n2|＜1.0。
2.根据权利要求1所述的发光二极管球泡灯，其特征在于，所述B、E、D、F四个界面中任一界面的两种物质的折射率差值的绝对值小于0.5。
3.根据权利要求1所述的发光二极管球泡灯，其特征在于，所述D、F两个界面中任一界面的两种物质的折射率差值的绝对值小于0.5。
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