JP2016528711A - 照明装置用フィラメント - Google Patents

Abstract

本発明は、光透過性管状部材（１１０）、管状部材（１１０）内に配設される発光アセンブリ（１０６）、及び管状部材（１１０）の表面に配設され、第１の波長範囲の光を第２の波長範囲の光に変換するよう構成される波長コンバータ（１１２）を有するフィラメント（１００）に関する。発光アセンブリ（１０６）は、複数の固体光源（１０２）及び相互接続要素（１０４）を有し、固体光源（１０２）及び相互接続要素（１０４）は、接続された固体光源（１０２）及び相互接続要素（１０４）のストリング（１０６）を形成するよう交互に配設される。相互接続要素は、リードフレーム（１０４）の一部であり、複数の固体光源（１０２）のうちの少なくとも一部が、リードフレーム（１０４）のそれぞれの側に交互に配設される。本発明のフィラメント（１００）は、シンプル、容易且つ安価に製造され、斯くして、白熱ワイヤのよい代替品及び類似品をなす。

Description

本発明は、フィラメント及び斯かるフィラメントを製造する方法に関する。さらに、本発明はまた、照明装置及び斯かる照明装置を製造する方法に関する。

新規でよりエネルギ効率の良い照明装置が日々開発されている。これらの照明装置は、発光ダイオード等の固体光源を利用した共通の技術に基づくことが多い。全てではないとしてもほとんどの市販の高効率の固体光源は、望ましくない波長、例えば、ＵＶ、青色、紫色等の光を発する。それゆえ、透明性の高い発光材料においてより短い波長の光をより長い波長の光に変換する波長コンバータが存在することが多い。この場合、波長コンバータは、例えば自然な白色光(natural white light)と同様の心地よく美しい波長の光を生成する。

白熱電球の現在のレジームを置き換える新しい種類のエネルギ効率の良い照明装置にとって、斯かる装置は、白熱電球の改装品(retrofit)として機能することが有利であろう。改装品は、例えば、ある種のバルブ形状のカバー構造内に固体光源が搭載される、今日市販されているものと同様の外形(outside form factor)を持ち、斯くして、白熱電球の見た目、即ち、美観を備えられるであろう。しかしながら、白熱電球の美的特性だけでは、完全に全てのカスタマを満足させられないかもしれない。改装電球(retrofit bulb)からの配光も均一であるべきである。現在入手可能な置き換え用の電球は、ほとんどの場合、平坦な回路基板上に配設され、バルブ内に置かれる固体光源を有する。斯くして、これら電球の配光、即ち、輝度(luminance)は、通常の白熱電球からの配光ほど均一ではない。

米国特許出願公開第２００４／０００８５２５号は、複数の発光ダイオードが配設され、バルブ内に配置される鎖状のＬＥＤランプを導入し、蛍光材料がバルブ材料に含められてもよい点で不均一な配光の問題を改善しようとしている。しかしながら、この解決策は、望ましい波長の均一な配光をもたらさない可能性があり、蛍光材料は不均一な輝度を受ける可能性があり、バルブからの光はスポットとして知覚される可能性がある。

米国特許出願公開第２００４／０００７９８０Ａ１号は、可撓性部材を介して複数のＬＥＤを接続することにより形成され、透明又は半透明のチューブに挿入されるＬＥＤ鎖状体を開示している。国際特許出願公開第ＷＯ２０１２／０８５７３６Ａ１号は、複数のＬＥＤのストリングが配設される連続的な光学素子の形態のライトガイドであって、これらＬＥＤは、その上に該連続的な光学素子があるか又は該連続的な光学素子が封入する小さな可撓性ＰＣＢ上に搭載されてもよい、ライトガイドを開示している。

このように、白熱電球を置きかえる照明装置の必要性があり、斯かる照明装置は、現在のデザインの改装品であって、斯くして、今日用いられている照明器具にフィットできることが有利である。さらに、斯かる装置は、シンプル且つ安価で、現在の大量生産技術が該装置を製造するのに容易に適用されるよう構成されることが望ましい。

照明装置の上述した望ましい性質に関連して、本発明の広い目的は、シンプル、安価且つ容易な製造及び／又は大量生産が可能な照明装置を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、これらの及びその他の目的は、照明装置用のフィラメントであって、該フィラメントは、光透過性管状部材を有し、発光アセンブリが、前記管状部材内に配設され、波長コンバータが、前記管状部材の表面に配設され、第１の波長範囲の光を第２の波長範囲の光に変換するよう構成される、照明装置用のフィラメントを通じて達成される。前記発光アセンブリは、複数の固体光源及び相互接続要素を有し、前記固体光源及び前記相互接続要素は、接続された固体光源及び相互接続要素のストリングを形成するよう交互に配設される。前記相互接続要素は、リードフレームの一部であり、前記複数の固体光源のうちの少なくとも一部が、前記リードフレームのそれぞれの側(opposite sides)に交互に配設される。

フィラメントの目的は、照明を提供することであり、固体光源（発光ダイオード（ＬＥＤ）又はその他の固体光源であってもよい）は、この機能を提供する主要な構成要素である。発光ダイオードは、ＬＥＤダイ、ＬＥＤサブアセンブリ又はパッケージ化されたＬＥＤと理解されたい。波長コンバータは、第１の波長範囲から第２の波長範囲に光を変換するよう構成される。この変換は、通例、より短い波長からより長い波長へのものであることに留意されたい。さらに、波長コンバータは、典型的には、蛍光体を有するルミネッセンス構造の形態で設けられる。

相互接続要素は、光源が光を発することを可能にするため導電性であることを理解されたい。さらに、相互接続要素は、フィラメントの長さに沿って均一な輝度を発するため各光源の間に距離を与える。

光透過性管状部材は、使用時、光ガイドとして作用し、これにより、管状部材から均一な配光を提供するであろう。斯くして、光源がハイパワーで駆動され得る一方、波長コンバータの温度負荷は、光が光透過性管状部材により波長コンバータに案内される結果として均一である。これにより、フィラメントから発せられる光は、均一な輝度を持ち、フィラメントの知覚されるスポット性(spottiness)は、低減されるであろう。光透過性管状部材は、中空であると解され、各端部に開口を有する。

"フィラメント"は、ここでは一般に、電気が通じた場合に光を発する照明装置のための糸状又は長尺な物体であるとみなされるべきである。

本発明は、アセンブルが容易であり、白熱電球のフィラメントと美的に類似し、それ故、白熱電球のフィラメントとして知覚される新規のフィラメントを提供することにより、エネルギ効率のよい、白熱電球の代替品又は改装品が生産され得るという認識に基づいている。斯くして、当該フィラメントは、低コストであり、また白熱電球に慣れ親しんだカスタマにより美的に魅力的であり、喜ばれる改装照明装置を可能にする。複数の固体光源のうちの一部をリードフレームのそれぞれの側に交互に配設することにより、低輝度ではあっても均一な輝度を依然提供しつつ、エネルギが使用中節約されてもよい。

一実施例において、前記光透過性管状部材は、ガラスにより形成されてもよい。ガラスで光透過性管状部材を形成することは、ガラスに関する共通の製造技術を使用できる点で有利であろう。さらに、ガラスの光学特性はよく知られており、斯くして、案内される光の量、及び中空光透過性管状部材を直接透過する光の量、すなわち、中空光透過性管状部材とフィラメントの他の構成要素の間の界面で反射される又は屈折される光の量を細かく調整する可能性を提供する。

他の実施例においては、前記光透過性管状部材は、シリコンにより形成されてもよい。シリコンから中空光透過性管状部材を形成することは、フィラメントの扱いを容易にし、またシリコンは柔らかい材料なので、フィラメントが曲げられることを可能にする。曲げることのできるフィラメントは、種々の形状を可能にし、ある方向への光の量を増やす、すなわち、光の指向性を提供するデザインや、単に美的に魅力的であるデザインを可能にする。この場合、斯かるデザインは、管状部材がシリコンを用いて形成されたフィラメントを曲げることにより製造後に実現されてもよい。

本発明の種々の実施例によれば、前記光透過性中空管状部材は、３．３ｍｍ以下の外径、好ましくは、２．４ｍｍ以下の外径、より好ましくは、１．５ｍｍ以下の外径を持ってもよい。十分に小さい光透過性管状部材は、本発明のフィラメントの、白熱電球のフィラメントへの美的な見た目及び類似性をさらに高めるであろう。さらに、より小さな光透過性管状部材は、少ない材料しか必要とせず、斯くして、製造時のコスト及び／又はエネルギを節約するであろう。さらに、本発明によるフィラメントをアセンブルするための並行プロセスがより効率的になるであろう。なぜなら、光透過性管状部材がより小さくなる、すなわち、この点において、より多くのフィラメントが並行して生産され得るからである。

一実施例において、前記波長コンバータは、前記管状部材の外側に配置されてもよい。

一実施例において、当該フィラメントは、シリコンが封入されてもよい。シリコンが相互接続要素又は光源により占有されていない管状部材内の空間を満たすことは、光抽出を改善するであろう。シリコンは、液状であってもよく、ある粘度又は可撓度に硬化されてもよい。

他の実施例において、当該フィラメントは、前記管状部材の内側を封止するための前記管状部材の一端に配設される第１の封止キャップ及び前記管状部材の他端に配設される第２の封止キャップを有し、前記波長コンバータは、封止された前記光透過性管状部材の内側に配設される。封止キャップは、光透過性中空管状部材の内側を封止及び保護し、デブリがない並びに／又は光源及び／若しくは相互接続要素の汚れが生じないようにするであろう。封止キャップは、さもなければ光透過性中空管状部材の端部における開口を介して発せられる光を反射する点でも有利であろう。斯くして、通常は漏れてしまう光が反射され、光透過性中空管状部材を介して案内され、そして、波長コンバータにより所望の波長に波長変換されることができる。この実施例において、前記波長コンバータは、有機蛍光体であってもよい。封止キャップは、有機蛍光体がフィラメントの外側に曝されないようにもしている。

相互接続要素は、圧接部(pressure contact)、半田ボール及びリードフレームの部分並びにこれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。上述した相互接続要素は全て、フィラメントの使用時又は製造時に有利な点をもたらす。例えば、圧接部は、当該装置の容易なアセンブリを可能にし、フィラメントが曲げられた場合（例えば、光透過性中空管状部材がシリコンで形成される場合又は曲がったガラス管を中空光透過性管状部材として用いる場合）でさえしっかりとしたコンタクトをもたらすであろう。半田ボールは、固体光源及び半田ボールの交互に並んだストリングを配設した後にフィラメント全体を加熱することにより素早い固定を可能にするであろう。半田ボールは、圧接部と共に半田ボールを用いる可能性又は半田ボール自体を圧接部として用いる可能性を提供するためプラスチックコアを持つ半田ボールであってもよい。圧接部又は半田ボールに圧力をかけるため、外部バネ(external spring)が用いられてもよく、付加的な機械的バネがフィラメントに配置されてもよい。代替的に、管状部材の熱膨張率(CTE)及び発光アセンブリのＣＴＥが、使用時に相互接続要素への圧力がかかるよう設定されてもよい。リードフレーム及び／又は接着剤は、フィラメントに剛性及び／又は熱伝達性を与える。これらは、低減された動作温度に起因してフィラメントがより長寿命になることを可能にするであろう。さらに、半田が用いられない場合、光源の動作温度は、通常、接合温度によってのみ決定され、制限されるであろう。

一実施例によれば、前記固体光源は、前記リードフレームの部分上で互いに反対を向く対で配設される。少なくとも２つの光源をリードフレームのそれぞれの側に設けることにより、これら反対の方向におけるフィラメントからの輝度がより均一になるであろう。斯くして、フィラメントの外観が改善される。

本発明の第２の態様によれば、照明装置は、バルブ部及び配電網に電気的に接続可能な口金部を有する照明装置ハウジングを有してもよい。前記第１の態様によるフィラメントは、前記バルブ内の接続構造により前記口金部に電気的及び機械的に接続され、前記照明装置ハウジングは封止される。バルブ形状の照明装置ハウジング内にフィラメントを配設することは、当該フィラメント及び白熱フィラメントの類似性に起因して白熱電球の美観及び輝度、すなわち、白熱電球の見た目及び雰囲気に近づいた、白熱電球の改装品を提供する。配電網に電気的に接続可能であることは、口金部が、通常のエジソン螺子式口金、バヨネットフィッティング(bayonet fitting)又は今日用いられている照明器具に固定可能なその他任意の適宜の形状に成型されてもよいことを意味することに留意されたい。さらに、電気的に接続可能にすることにより、口金部は、配電網からの電気を光源を駆動するのに適した形に変換するための電子機器、すなわち、ドライバ電子機器を有してもよい。口金部及びフィラメントを接続する支持構造は、口金部からフィラメントへ電気を接続することも理解されたい。それゆえ、支持構造は、導電性支持構造である。照明装置は、フィラメント及び照明装置の内側を汚れ等から防ぐため封止される。バルブ部は、照明装置から提供される光の量を増加させるため光透過性である。

本発明の一実施例によれば、前記照明装置ハウジングの前記バルブ部は、ヘリウムが封入されてもよい。ヘリウムは、空気の熱伝導性より高い熱伝導性を持つ。フィラメントから遠くへ熱を伝導させることにより、ヘリウムは、フィラメントに対しより低い温度を提供し、斯くして、光源の寿命を増加させるであろう。さらに、光源は、高出力で駆動されながらも長寿命を提供する温度に保たれることができる。

本発明の第３の態様によれば、前記目的は、フィラメントを製造する方法によっても達成される。当該方法は、相互接続要素及び固体光源を設けるステップ、及び前記相互接続要素及び前記固体光源を交互に配設してストリングを形成するステップを有する。当該方法はさらに、前記ストリングを管状部材内に配置するステップ、及び前記管状部材の表面に波長コンバータを配設するステップを有する。相互接続要素及び固体光源が交互となるストリングを形成し、該ストリングを管内に配置し、該管の表面に波長コンバータを配設することにより、白熱電球の白熱フィラメントに適した代替品が提供される。さらに、フィラメントの製造が容易なので、安価であり、結果としてコスト及びエネルギ効率のよいフィラメントが生じる。前記相互接続要素及び固体光源を設けるステップは、リードフレームをレーザカッティングするステップ、前記リードフレームに粘着性フラックスを塗布するステップ、前記固体光源を前記リードフレームに配設するステップ、前記固体光源を前記リードフレームに固定するため、前記リードフレーム及び前記固体光源をリフローはんだ付けするステップ、及び前記リードフレームを支持体から又は隣接するリードフレームから分離するステップを有する。例えば厚さ約１００ミクロンの薄いリードフレームを用いることが、リードフレームをレーザカッティングし、多数のフィラメントを同時に並行して生産することを可能にする。リフロー半田付けに適した半田のタイプは、ＳＡＣ又はＡｕ／Ｓｎ半田であるかもしれない。Ａｕ／Ｓｎ半田は、ＳＡＣ半田よりも高い融点を持つ。

本発明のこの第３の態様のさらなる効果及び特徴は、本発明の第１及び第２の態様に関して述べた効果及び特徴とほとんど同様である。

一例において、相互接続要素及び光源を設けるステップは、光源を受けるように構成されたホールを有する第１の振動モールドを設けるステップ及び相互接続要素を受けるように構成されたホールを有する第２の振動モールドを設けるステップを有してもよい。当該ステップはさらに、固体光源及び相互接続要素を振動モールドに供給するステップを有してもよい。光透過性管状部材の内部にストリングを配置するステップは、マトリックス状の保持管状部材において第１の振動モールド及び第２の振動モールドを交互に配設し、振動モールドから管状部材に固体光源及び相互接続要素を供給するステップを有してもよい。直径が３．３ｍｍ以下のフィラメントは、振動モールドを用いることにより各バッチ又は生産サイクルにおいて数百、ましては数千のフィラメントの製造を可能にする。このようにして生産されるフィラメントは、多量のフィラメントに起因して本質的に生産が安価であろう。

本発明の第４の態様によれば、バルブ部及び配電網に電気的に接続可能な口金部を有する照明装置ハウジングを備えるステップ、前記第３の態様により製造されたフィラメントを前記照明装置ハウジング内に配設し、前記フィラメントを前記口金部に機械的及び電気的に接続する接続構造により接続するステップ、及び前記照明装置ハウジングを封止するステップを有する、照明装置を製造する方法が提供される。

一実施例によれば、当該方法は、前記照明装置ハウジングを封止する前に前記照明装置ハウジングの前記バルブ部にヘリウムを封入するステップを有してもよい。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲及び図面を検討する際に明らかになるであろう。当業者は、本発明の種々の特徴が、本発明の範囲を逸脱することなく、以下に記載のものとは異なる実施例を創出するため組み合わされてもよいことを認識するであろう。例えば、光源は、レーザダイオード、レーザ、フラッシュランプ、キセノンランプ、ましてはＸ線源等の異なる光発生器であってもよい。

本発明のこれらの及び他の態様は、本発明の実施例を示す添付の図面を参照してより詳細に述べられるであろう。

フィラメントの構成要素の概略側面図である。 本発明の他の実施例による照明装置の斜視図である。 本発明の実施例によるフィラメントの種々の実施例の概略図である。 本発明の実施例による照明アセンブリの種々の実施例の概略図である。 照明アセンブリの概略側面図である。 フィラメントを製造する方法の概略斜視図である。

本願明細書の発明の詳細な説明においては、本発明による発光装置の実施例が、複数のＬＥＤ光源を有するフィラメントを参照して主に論じられる。このことは、決して本発明の範囲を限定するものではなく、その他の状況、例えば、異なるタイプの光源を用いた状況においても適用可能であることに留意されたい。さらに、添付の図面に示されるＬＥＤの総量は、概略的に表現されているに過ぎない。使用時、数、集中度(concentration)及びその他の詳細が、それぞれの応用により決定されるであろう。一般に、フィラメント毎のＬＥＤの数は、フィラメントの所要の長さにより決定されるであろう。ＬＥＤは、ＬＥＤダイ、ＬＥＤサブアセンブリ、パッケージ化されたＬＥＤ等々と広く解釈されるべきである。

ここで、本発明を、第１に構造に着目され、第２にフィラメント及び照明装置の機能が述べられる添付の図面を参照して述べる。

図１Ａ−図１Ｄは、フィラメントの構成要素の概略側面図を示す。一番下の図、即ち、図１Ｄは、完全なフィラメント１００を示し、その他の図は、種々のアセンブリの段階におけるフィラメント１００及び構成要素を示す。フィラメント１００は、光源１０２を有する。光源１０２は、通例ＬＥＤ（ＬＥＤチップ若しくはダイを含む）であり、又は他のタイプの固体光源である。光源１０２は、相互接続要素１０４と交互に配設される。相互接続要素１０４は、図１Ａにおいてピン１０４として示されている。ＬＥＤ１０２及びピン１０４は、発光アセンブリ１０６を形成する。発光アセンブリ１０６は、各端部において接続構造により電気的に接続される。接続構造は、図１Ａ−１Ｄにおいてワイヤ１０８として示されている。発光アセンブリ１０６は、光透過性管状部材１１０内に配設される。光透過性管状部材１１０は、図１Ｂにおいてガラス管１１０として示されている。波長変換材料の層１１２の形態の波長コンバータ１１２が、ガラス管１１０の外面に配設される（図１Ｃ参照）。層１１２は、各フィラメント１００に用いられるＬＥＤ１０２のタイプに合わせて調整されることが有利であろう。層１１２は、ある応用においては、ガラス管１１０の内部に配設されてもよいことに留意されたい。ガラス管１１０の内部は、シリコン（図示せず）が封入されてもよい。シリコンは、光源からガラス管１１０への光の抽出を改善する。シリコン（図示せず）は、液状であってもよく、又はフィラメント１００の曲げ加工を容易にするためある粘度／可撓度に硬化されてもよい。

使用時、電気は、ワイヤ１０８を介して発光アセンブリ１０６に供給され、光源１０２は、ガラス管１１０の内側に向けて光を発する。光は、ガラス管１１０との界面において屈折し、ガラス管１１０を通って層１１２に案内され、屈折の結果として、層１１２に当たるより均一な分布を持つ。ルミネッセンス波長変換層１１２は、光を所望の第２の波長又は波長スペクトルに変換し、斯くして、白熱ワイヤの美的な見た目と雰囲気が、フィラメント１００により提供される。変換される光は、ＬＥＤ１０２により発せられる総光量のうちの一部であることに留意されたい。例えば、高効率ＬＥＤにより発せられることが多い青色光と、波長コンバータ１１２からの黄色光との混合が、白色光を提供するであろう。

図２は、電球の形態で具体化されている、本発明による照明装置２００の斜視図である。照明装置２００は、バルブ部２０２及び口金部２０４を有する。口金部２０４を通じて、照明装置２００は、通常の照明器具、例えば、電球用のＥ１４又はＥ２７のエジソン螺子式口金に嵌合され得る。口金部２０４は、もしあれば照明装置のドライバ電子機器（図示せず)に接続され、これにより、照明装置２００を配電網等の電源に接続することができる。ワイヤ１０８は、フィラメント１００及び口金部２０４を機械的及び電気的に接続し、該フィラメントは、ワイヤ１０８によりバルブ部２０２内に懸架される。図２の口金部２０４は、螺子式口金として成形されているが、照明装置２００が電源に接続され得る任意の形状又は構造が、本発明の範囲内にある。例えば、１つ又はいくつかのプラグとのバヨネットフィッティングがある。口金部２０４は覆われているが、該口金部内には通常空間があり、ドライバ電子機器、例えば、配電網のＡＣ電流をＬＥＤに適した電圧及び周波数に変換する通例の電圧変換器及び/又はＡＣ／ＤＣ変換器がある。図２の照明装置２００はさらに、フィラメント１００の各端部に配設される封止キャップ２１０を有する。封止キャップ２１０は、光を反射するよう構成され、波長コンバータにより変換されなかった光が、フィラメントから漏れ、フィラメントから発せられる所望の波長、斯くして、色を歪ませることがないようにしている。さらに、封止キャップ２１０は、フィラメント１００の内部を外部から封止するよう構成され、斯くして、図２に示される実施例において、封止キャップ２１０は、フィラメント１００内の環境をバルブ部２０２内の環境と隔てている。封止キャンプ２１０を用いることにより、有機蛍光体化合物等の波長コンバータは、管１１０の内部に配置されてもよい。封止キャップ２１０は、有機蛍光体化合物がフィラメント１００の外側に曝されないようにしている。バルブ部２０２はまた、ヘリウム（図示せず）が封入されてもよい。ヘリウムは、空気よりも高い熱伝導性を持ち、それゆえ、使用時フィラメントにより生じる熱は、より効率よくバルブ部に消散されるであろう。高い熱伝導性に起因してヘリウムが提案されているが、価格又はその他の要因に起因して、空気又は比較的高い熱伝導率を持つ他の気体とヘリウムとの混合を用いることが適しているかもしれない。

波長コンバータに用いることができる他の波長変換材料は、量子ドットである。量子ドットは、わずか数ナノメートルの幅又は径を一般に持つ半導体材料の小さな結晶である。斯かる量子ドットは、ポリマ（シリコン、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ）等のマトリクス材料又はセラミック／ガラスタイプの材料に組み込まれてもよい。入射光により励起されると、量子ドットは、結晶のサイズ及び材料により決定される色の光を発する。それゆえ、特定の色の光が、ドットのサイズを適応させることにより生成され得る。可視域の発光を伴う最も知られた量子ドットは、硫化カドミウム（ＣｄＳ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）等のシェルを持つセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）に基づく。リン化インジウム（ＩｎＰ）、並びに硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ_２）及び/又は硫化銀インジウム（ＡｇＩｎＳ_２）等のカドミウムのない量子ドットも用いられ得る。量子ドットは、非常に狭い発光帯を示し、斯くして、飽和色を示す。さらに、発光色は、量子ドットのサイズを適応させることにより容易に調整され得る。業界で知られているいかなるタイプの量子ドットが、本発明で用いられてもよい。しかしながら、環境の安全性及び環境への懸念を理由として、カドミウムのない量子ドット又は少なくとも非常に低いカドミウム含有率を持つ量子ドットを用いることが好ましいであろう。有機蛍光体も、波長コンバータ１１２に用いることができる。有機蛍光体は、ポリマ（シリコン、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ）等のマトリクス材料に分子的に溶解／分散されてもよい。適切な有機蛍光体材料の例は、ペリレン誘導体に基づく有機発光材料であり、例えば、ＢＡＳＦによりＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）の名称で販売されている化合物である。適切な化合物の例は、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｒｅｄ Ｆ３０５、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｏｒａｎｇｅ Ｆ２４０、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ Ｆ０８３、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｆ１７０を含むが、これらに限定されない。

ここで、図３Ａ−図３Ｈを参照すると、フィラメント１００の変形例、及び照明装置のバルブ部２０２内に１つ以上のフィラメント１００を配設する変形例が示されている。関連性の特別な順序はなく、本発明は、様々な構成における湾曲又は直線フィラメント１００、ループ状フィラメント１００又は直線フィラメント１００を考慮に入れていることに留意されたい。さらに、図３Ａ及び３Ｂに示される実施例においては、複数のフィラメント１００があることに留意されたい。２つ以上のフィラメント１００を持つことは、必然的により多くの光が発せられ、それ故、より高い輝度が、照明装置２００により提供されるであろう。バルブ部内でフィラメント１００を曲げることにより、照明装置２００から発せられる光が、所定の方向により高い輝度を持つように方向づけられてもよい。湾曲された外観はまた、見込み客にとってより興味深いデザインとして見られるであろう。均一な輝度は、湾曲フィラメント１００及び直線フィラメント１００の両方を用いることにより達成されてもよい。

図４Ａ−図４Ｃは、光源１０２及び相互接続要素１０４を持つ発光アセンブリ１０６の３つの変形例を示す。これらの図において、光源１０２及び相互接続要素１０４は、発光ダイオードダイ１０２及びリードフレームの断片(piece)１０４として示されている。図４Ａに示される第１のアセンブリ４０１においては、ＬＥＤダイが、リードフレームの断片１０４上で互いに反対を向いている対で、即ち、互いに反対向きに配設されている。第１の発光アセンブリ４０１は、波長コンバータが配設される第１のガラス管４０２内に配置される。互いに反対を向いているＬＥＤダイの構成は、高く均一な輝度を提供するであろう。図４Ｂに示される第２のアセンブリ４０３においては、第１のアセンブリにおけるＬＥＤダイよりも大きなＬＥＤダイが、リードフレームの断片１０４のそれぞれの側に交互に一つずつ配設される。即ち、ＬＥＤダイは、隣り合う又は隣接するＬＥＤダイが実質的に反対の方向に光を発するように配設される。例えば、第１のＬＥＤダイは、動作時、上方に光を発し、リードフレームの断片１０４上に配設される次の又は隣接するＬＥＤダイである第２のＬＥＤダイは、動作時、下方に光を発する。ＬＥＤダイをリードフレームの断片１０４上のそれぞれの側に交互に配設することは、依然として均一な輝度を提供するであろうが、ピッチが長くなるにつれ、アセンブリ４０３は、ＬＥＤ１０２から光を発するためより少ないエネルギしか必要としないであろう。第２の発光アセンブリ４０３は、第２のガラス管４０４内に配置される。図４Ｃに示される第３のアセンブリ４０５においては、より大きなＬＥＤダイが、第１のアセンブリと同様に配設される。第３の発光アセンブリ４０５は、第３のガラス管４０６内に配置される。ガラス管４０２、４０４、４０６とサイズが大きくなっていることに留意されたい。第１のガラス管４０２は、１．５ｍｍの外径及び約０．９ｍｍの内径を持ち、第２のガラス管は、２．４ｍｍの外径を持ち、第３のガラス管は、３．３ｍｍの外径を持つ。

ここで図５を参照すると、発光アセンブリ５００の詳細な図が示されている。発光アセンブリ５００は、半田ボール５０２の形態の相互接続要素と交互に配設されるＬＥＤ１０２を有する。半田ボール５０２は、伝導性を高めるため例えば銀又は金でめっきされてもよい。図５に示される交互態様は、互いに隣り合う２つの半田ボール５０２、次いで１つのＬＥＤ１０２を有する。互いに隣り合う２つ以上の半田ボール５０２を持つことにより、各ＬＥＤ１０２間の距離を大きくすることができ、斯くして、光源の集中度を低くすることができる。斯くして、各ＬＥＤ１０２間の半田ボール５０２の数に関する配列を設定することにより、輝度及びエネルギ効率が調整されてもよい。

図６Ａ−図６Ｃは、制御環境における振動モールド(shaking mould)を通じた自己アセンブリを用いる製造方法を示す。第１の振動モールド６０２が、図６Ａに示され、この場合、光源１０２のために、光源１０２の形状に対応したスルーホール、ピット、パッセージ若しくはキャビティ６０３又は同様の形状中心のフィーチャを持つ振動モールドが供される。次いで、光源１０２が、第１の振動モールド６０２に供され、下からの圧力が、モールド６０２の底側にかけられる。次いで、第１のモールド６０２は、重力及び下からの加圧(applied under-pressure)下で、光源が第１のモールド６０２のホール６０３に入るように光源が位置するまで光源１０２を第１のモールド６０２上で動き回らせるために揺らされる。このようにして、全てのホール６０３は、十分な時間が経過した後光源１０２で満たされる。全てのホール６０３が満たされた場合、第１のモールド６０２の上側が、余分な光源１０２を取り除くため一掃されるか、転回される。次いで、第１のモールド６０２は、もし行われていなければ転回され、図６Ｃに示される、管状部材１１０を保持するマトリクス又はモールド６０６上に位置付けられる。第１のモールド６０２のホール６０３は、管状部材１１０のマトリクス６０６上に位置合わせされ、下からの圧力が解かれ、代替的に上からの圧力もかけられ、これにより、光源１０２を各ホール６０３からマトリックス６０６内の対応する管状部材１１０内に移す、即ち、送り込む。次いで、図６Ｂに示される第２の振動モールド６０４が供される。第２の振動モールド６０４は、相互接続要素１０４に対応したピット、ホール、パッセージ若しくはキャビティ６０５又は同様の形状のフィーチャが設けられる。次いで、相互接続要素１０４が、第２の振動モールド６０４に供され、下からの圧力が、モールド６０４の底側にかけられる。次いで、第２のモールド６０４は、重力及び下からの加圧下で、相互接続要素１０４がホールに入れるように揺らされる。このようにして、全てのホール６０５は、十分な時間が経過した後相互接続要素１０４で満たされる。全てのホール６０５が満たされた場合、第２のモールド６０４の上側が、余分な相互接続要素１０４を取り除くため一掃されるか、転回される。次いで、第２のモールド６０４は、もし行われていなければ転回され、管状部材１１０を保持するマトリクス又はモールド６０６上に位置付けられる。第２のモールド６０４のホール６０５は、管状部材１１０のマトリクス６０６上に位置合わせされ、下からの圧力が解かれ、代替的に上からの圧力もかけられ、これにより、相互接続要素１０４を各ホール６０５からマトリックス６０６内の対応する管状部材１１０内に移す。光源１０２のための第１のモールド６０２及び相互接続要素１０４のための第２のモールド６０４を供するこれら２つのステップが、発光アセンブリ１０６を生産するため交互に繰り返される。この場合、発光アセンブリ１０６は、マトリックス６０６内に保持されている管状部材１１０内に送り込まれた複数の交互に並んだ光源１０２及び相互接続要素１０４を有する。斯くして、第１のモールド６０２のホール６０３及び第２のモールド６０４のホール６０５が、マトリクス６０６内に配設された管状部材１１０と位置合わせされることを理解されたい。管状部材１１０は、波長コンバータ１１２を備えていてもよく、又は波長コンバータ１１２は、発光アセンブリが管状部材１１０内に配置された後表面に配設されてもよい。上述した振動モールドを用いたフィラメント１００を製造する方法を用いることにより、非常に多くのフィラメントが同時に生産され得る。一例として、１５０ｍｍの長さ及び１５０ｍｍの幅の振動モールドを用いることにより、１．５ｍｍの外径を持つ管状部材が、生産サイクル毎に１００００個もの数のフィラメントを製造する可能性を提供する。斯くして、生産段階及び最終的には顧客の両方にとって経済的に有益である本質的に安価のフィラメント１００を提供する。

波長コンバータが管状部材１１０の内側に配設される場合、第１の封止キャップ２１０が、管状部材１１０の一端に配設され、第２の封止キャップ２１０が、管状部材１１０の他端に配設されてもよい。封止キャップ２１０は、管状部材の内側を封止する。斯くして、封止キャップ２１０は、接着剤、ねじ切り（threading）又は管状部材へのしっかりとしたプレス等の適宜の取付(fitting)により管状部材へ取り付けられる。封止キャップ２１０は、発光アセンブリ１０６をワイヤ１０８に接続するため導電性であってもよく、さもなければ、ワイヤ１０８の周りに取り付けられてもよい。封止キャップ２１０はまた、光源１０２から発せられる光を、該光が、フィラメントの端部の開口から漏れる代わりに、波長コンバータ１１２を通るように反射するであろう。

本発明が特定の例示的な実施例を参照して述べられたが、さまざまな変更、修正等が当業者に明らかであろう。例えば、光源は固体発光体が好ましい。例えば、固体発光体の例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、又は例えばレーザダイオードである。固体発光体は、費用対効果のかなり高い光源であり、一般に高価ではなく、かなり効率が高く且つ長寿命であるため用いられる。用いられる固体光源は、高効率に起因してＵＶ光源、紫色光源又は青色光源が好ましい。付加的に、開示された実施例に対する他のバリエーションが、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の研究から、特許請求の範囲の発明を実践する当業者によって理解され、実施され得るであろう。請求項において、"有する"という用語は他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は複数を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有効に用いられ得ないことを示すものではない。

Claims (15)

1. 光透過性管状部材、
   前記管状部材内に配設される発光アセンブリ、及び
   前記管状部材の表面に配設され、第１の波長範囲の光を第２の波長範囲の光に変換するよう構成される波長コンバータ
   を有する照明装置用のフィラメントであって、
   前記発光アセンブリは、複数の固体光源及びリードフレームの部分を有し、前記固体光源及び前記リードフレームの部分は、接続された固体光源及びリードフレームの部分のストリングを形成するよう交互に配設される、フィラメントであり、
   前記複数の固体光源のうちの少なくとも一部が、前記リードフレームのそれぞれの側に交互に配設される、フィラメント。
2. 前記管状部材は、ガラスから形成される、請求項１に記載のフィラメント。
3. 前記管状部材は、シリコンから形成される、請求項１に記載のフィラメント。
4. 前記管状部材は、３．３ｍｍ以下の外径、好ましくは、２．４ｍｍ以下の外径、より好ましくは、１．５ｍｍ以下の外径を持つ、請求項１、２又は３に記載のフィラメント。
5. 前記管状部材は、シリコンが封入されている、請求項１乃至４の何れか一項に記載のフィラメント。
6. 当該フィラメントは、前記管状部材の内側を封止するための前記管状部材の一端に配設される第１の封止キャップ及び前記管状部材の他端に配設される第２の封止キャップを有し、前記波長コンバータは、封止された前記管状部材の内側に配設される、請求項１乃至５の何れか一項に記載のフィラメント。
7. 前記波長コンバータは、有機蛍光体である、請求項６に記載のフィラメント。
8. 前記固体光源は、前記リードフレームのそれぞれの側に交互に配設される、請求項１乃至７の何れか一項に記載のフィラメント。
9. 前記固体光源は、前記リードフレームの部分上で互いに反対を向く対で配設される、請求項１乃至８の何れか一項に記載のフィラメント。
10. 前記固体光源は、発光ダイオード又は発光ダイオードダイである、請求項１乃至９の何れか一項に記載のフィラメント。
11. バルブ部及び配電網に電気的に接続可能な口金部を有する照明装置ハウジング、及び
    請求項１乃至１０の何れか一項に記載のフィラメントであって、前記バルブ部内の接続構造により前記口金部に電気的及び機械的に接続される、フィラメント
    を有し、
    前記照明装置ハウジングは封止されている、照明装置。
12. 前記バルブ部は、ヘリウムが封入されている、請求項１１に記載の照明装置。
13. 相互接続要素及び固体光源を設けるステップ、
    前記相互接続要素及び前記固体光源を交互に配設してストリングを形成するステップ、
    前記ストリングを光透過性管状部材内に配置するステップ、及び
    前記管状部材の表面に波長コンバータを配設するステップ
    を有する、フィラメントを製造する方法であって、
    前記相互接続要素及び前記固体光源を設けるステップ及び前記相互接続要素及び前記固体光源を交互に配設してストリングを形成するステップは、
    リードフレームをレーザカッティングするステップ、
    前記リードフレームに粘着性フラックスを塗布するステップ、
    前記固体光源を前記リードフレームに配設するステップ、
    前記固体光源を前記リードフレームに固定するため、前記リードフレーム及び前記固体光源をリフローはんだ付けするステップ、及び
    前記リードフレームを支持体から又は隣接するリードフレームから分離するステップ、
    を有する、方法。
14. バルブ部及び配電網に電気的に接続可能な口金部を有する照明装置ハウジングを設けるステップ、
    請求項１３に記載の方法により製造されたフィラメントを前記バルブ部内に配設し、接続構造により接続するステップ、及び
    前記照明装置ハウジングを封止するステップ、
    を有する、照明装置を製造する方法。
15. 封止に先立ち前記照明装置ハウジングにヘリウムを封入するステップを有する、請求項１４に記載の照明装置を製造する方法。

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