发光二极管灯丝

技术领域

本发明涉及一种LED(发光二极管)灯丝。本发明还涉及一种包括至少一个这种LED灯丝的LED灯丝灯。本发明还涉及一种制造LED灯丝的方法。

背景技术

白炽灯正迅速被基于LED(发光二极管)的照明解决方案代替。然而，用户赞赏并且期望拥有具有白炽灯泡外观的改型灯。为此目的，人们可以简单地使用生产基于玻璃的白炽灯的基础设施，并且利用发射白光的LED来代替灯丝。其中一个概念是基于被放置在这种灯泡中的LED灯丝。这些灯的外观非常受赞赏，因为它们看起来极具装饰性。

常规可调谐白色灯丝灯由至少两个LED灯丝组成，一个具有低CCT(相关色温)LED，一个具有高CCT LED，或者一个灯丝具有低CCT LED和高CCT LED的组合。当添加多种颜色来制造全彩LED灯丝灯时，彩色LED可以作为单独的灯丝被添加到灯中，或者可以与白色LED一起被放置在灯丝基板的相同表面上。

在CN112097129中公开了一种颜色可控的LED发光灯。LED光源由具有相对较小尺寸的mini-LED芯片组成，使得灯罩内可容纳的LED光源的数目增加，整个LED发光灯可以显示更多的颜色类型，并且可以实现自由显示和多种颜色的切换。

发明内容

如果RGB和白光LED串形成在灯丝的相同PCB或FPC(柔性印刷电路)表面上，则RGB和白光串之间或冷白光LED串和暖白光LED串之间可能存在不希望的光串扰。这种光串扰将显著减少由透明灯泡中的灯丝产生的色域面积(例如，当由直接蓝色LED发射的光被白线顶部的红黄磷光体层吸收并且引起不希望的磷光和不希望的红黄光生成时)。该不希望的红黄光发射将引起灯丝色点从色彩空间内部较深处的纯蓝色区域向饱和度较低的色点的移动。对于颜色可调谐灯，这种不饱和的颜色外观可能不是优选的。

本发明的一个目的是克服或至少缓解该问题，并且提供改进的LED灯丝。

根据本发明的第一方面，该目的和其他目的通过一种LED灯丝来实现，该LED灯丝包括：第一LED灯丝部分，包括适于发射第一LED灯丝光的多个第一LED；第二LED灯丝部分，与第一LED灯丝部分平行，并且包括适于发射第二LED灯丝光的多个第二LED；以及至少一个挡光壁，被布置在第一LED灯丝部分和第二LED灯丝部分之间，以减少或防止第一LED灯丝部分的第一LED与第二LED灯丝部分的第二LED之间的光学串扰。

本发明是基于以下理解：通过在灯丝的第一LED灯丝部分和第二LED灯丝部分之间(例如，在第一串白光LED和第二串RGB LED之间)布置挡光壁，确实可以减少或防止不希望的灯丝内光学串扰。因此，本发明的LED灯丝可以具有不减小的色域面积，和/或可以实现饱和的色点。

一般而言，LED灯丝提供LED灯丝光，并且包括被布置成线性阵列的多个发光二极管(LED)。优选地，LED灯丝具有长度L和宽度W，其中L>5W。LED灯丝可以被布置成直线配置或非直线配置，例如，诸如弯曲配置、2D/3D螺线或螺旋。优选地，LED被布置在例如基板的细长载体上，该细长载体可以是刚性的(例如，由聚合物、玻璃、石英、金属或蓝宝石制成)或柔性的(例如，由聚合物或金属(例如膜或箔)制成)。在载体包括第一主表面和相对的第二主表面的情况下，LED被布置在这些表面中的至少一个表面上。载体可以是反射性的或透光的，诸如半透明并且优选透明。LED灯丝可以包括至少部分地覆盖多个LED的至少一部分的密封件。密封件还可以至少部分地覆盖第一主表面或第二主表面中的至少一个主表面。密封件可以是可能是柔性的聚合物材料，例如，诸如硅树脂。此外，LED可以被布置成发射例如不同颜色或光谱的LED光。密封件可以包括被配置成至少部分地将LED光转换成经转换光的发光材料。发光材料可以是磷光体，诸如无机磷光体和/或量子点或棒。LED灯丝可以包括多个子灯丝。

根据一个或多个实施例，多个第一LED可以布置在第一LED灯丝部分的表面上，其中多个第二LED被布置在第二LED灯丝部分的对应表面上，使得第一LED指向与第二LED基本相同的方向，并且其中至少一个挡光壁升高到第一LED灯丝部分的所述表面和第二LED灯丝部分的对应表面上方。

通过升高到布置有LED的第一表面上方，至少一个壁可以正好在需要它的地方阻挡光。

至少一个挡光壁可以具有高度，该高度超过第一LED和第二LED(包括其任何密封件)的高度。该高度的至少一个挡光壁确实可以防止第一LED和第二LED之间的大部分或全部光学串扰。

第一LED灯丝部分可以包括第一细长载体，其中第二LED灯丝部分包括第二细长载体，并且其中第一细长载体通过至少一个不透明层机械连接到第二细长载体。至少一个挡光壁可以由至少一个不透明层形成。优选地，所述至少一个不透明层沿着第一LED和第二LED之间的边界被弯曲，以形成所述至少一个挡光壁。至少一个不透明层(例如金属化层)可能已经存在于用于形成本发明的LED灯丝部分的PCB或FPC中，由此简化了该LED灯丝的制造过程，因为可以消除对用于产生分离挡光壁的任何附加材料沉积步骤的需求。这也是一种非常薄的防止串扰的方式，而不影响目标美观。挡光壁可以由任何类型的薄不透明可弯曲材料制成，例如前面提到的金属化层、覆盖有阻焊剂或油漆的柔性PCB的局部区域、不透明柔性PCB的区域等。

此外，至少一个不透明层通常可以对所有光(红、绿、蓝、UV、白)不透明，或可以选择性地不透明(例如，阻挡蓝光，但透射红光)。因此，至少一个挡光壁通常可以阻挡(所有)光或仅阻挡某种类型的光(例如，蓝色)。

至少一个不透明层可以被弯曲，使得至少一个挡光壁是至少一个鳍式挡光壁。至少一个不透明层可以例如被弯曲，以包括∧形横截面，以形成所述至少一个挡光壁，其中∧＝‘向上箭头’。例如，至少一个不透明层可以备选地被弯曲，以包括矩形鳍。

如上所述，至少一个挡光壁可以适于阻挡第一颜色的LED灯丝光，但不阻挡与第一颜色不同的至少第二颜色的LED灯丝光。至少一个挡光壁可以适于阻挡蓝色LED灯丝光，但不阻挡(即透射)其他颜色的LED灯丝光。

至少一个挡光壁沿着LED灯丝的长度可以被分割成壁段，其中壁段位于沿着LED灯丝的第一LED和第二LED的位置处，并且其中具有减小壁高度或没有壁高度的间隙位于沿着LED灯丝的不存在第一LED或第二LED的位置处。挡光壁的这种分段结构将允许LED灯丝沿着灯丝的长度弯曲，以获得所需的柔性水平。然而，在第一LED和第二LED处的壁段(或“鳍”)将允许通过局部限制柔性LED灯丝的弯曲曲率半径来局部减小对LED芯片焊点的应力。通过将焊点故障的风险最小化，将导致更高的LED灯丝制造产量，并且将导致灯泡中LED灯丝的更长寿命。因此，LED灯丝可以通过(仅)在所述间隙处弯曲而沿着LED灯丝的长度分段地弯曲。壁段还位于第一LED和第二LED的位置处，以最有效地阻挡光。

每个壁段可以具有等腰梯形侧视轮廓，其中底部比顶部宽。以该方式，LED灯丝不仅可以经受凸形弯曲，而且可以经受(一些)凹形弯曲，而邻接的壁段不会彼此干扰。

第一LED可以是用于发射白色第一LED灯丝光的白色LED，其中第二LED是用于发射彩色第二LED灯丝光的RGB(红绿蓝)LED。白色LED可以是被密封件密封的蓝色和/或UV LED芯片，该密封件包括适于至少部分地将蓝色和/或UV LED光转换成经转换LED光的发光材料。因此，至少一个挡光壁可以防止RGB LED中的直接蓝色LED发射的光被密封白色LED的蓝色/UV LED芯片的密封件/发光材料吸收，否则会引起不希望的磷光和不希望的红黄光生成。

LED灯丝还可以包括：第三LED灯丝部分，与第二LED灯丝部分平行，并且包括适于发射第三LED灯丝光的多个第三LED；以及至少一个另外的挡光壁，被布置第二LED灯丝部分和第三LED灯丝部分之间，以防止第二LED和第三LED之间的光学串扰。至少一个另外的挡光壁可以具有与先前提到的挡光壁相同的特征。

第三LED可以是白色LED，用于发射与白色第一LED灯丝光不同色温的白色第三LED灯丝光。这样可以使用相同的LED灯丝(无串扰)产生不同的色温和彩色光。白色第一LED灯丝光的色温CT1可以<2500K，例如2200K。白色第三LED灯丝光的色温CT2可以>2700K，例如3500K。CT2和CT1之间的差异可以大于500K(CT2-CT1>500K)。在优选实施例中，使用三个LED灯丝部分提供：暖白色WW+彩色RGB+冷白色CW。

在其他实施例中，顺序可以是暖白色WW+冷白色CW(没有彩色RGB)，或者暖白色WW+冷白色CW+彩色RGB，或者冷白色CW+暖白色WW+彩色RGB。在这些实施例中(以及在上述优选实施例中)，2个CCT类型的白色可以彼此分离，并且任何白色CCT串可以与个体R、G和B芯片或RGB簇分离。

LED灯丝还可以包括第四平行LED灯丝部分，或者第四平行LED灯丝部分和第五平行LED灯丝部分。

根据本发明的第二方面，提供了一种LED灯丝灯，包括：根据第一方面的至少一个LED灯丝；至少部分地围绕所述至少一个LED灯丝装置的透光(半透明，优选透明)封壳；以及用于将LED灯丝灯电连接和机械连接到插座的连接器。LED灯丝灯可以例如是改型灯泡。LED灯丝灯还可以包括用于个体控制LED灯丝的LED灯丝部分的控制器。LED灯丝灯可以是颜色和/或色温可调谐的。

根据本发明的第三方面，提供了一种制造LED灯丝的方法，其中方法包括：提供第一LED灯丝部分，第一LED灯丝部分包括第一细长载体和适于发射第一LED灯丝光的多个第一LED；提供第二LED灯丝部分，第二LED灯丝部分与第一LED灯丝部分平行，并且包括第二细长载体和适于发射第二LED灯丝光的多个第二LED，其中第一细长载体通过至少一个基本平坦的层机械连接到第二细长载体，其中第一细长载体和第二细长载体之间具有过大距离；以及使至少一个基本平坦的层弯曲，以在第一LED灯丝部分和第二LED灯丝部分之间形成至少一个挡光壁，由此将所述过大距离减小到第一细长载体和第二细长载体之间的选择距离。该方面可以表现出与任何前述方面相同或相似的特征和技术效果，反之亦然。例如，为了实现前述具有等腰梯形轮廓的鳍式壁段，至少一个基本平坦的层可以被分割成领结形状的段。

应当注意，本发明涉及权利要求中叙述的特征的所有可能组合。

附图说明

现在将参考示出本发明实施例的附图更详细地描述本发明的这个方面和其他方面。

图1是沿根据本发明的一个实施例的LED灯丝的宽度的截面图。

图2是例如图1的LED灯丝的俯视图。

图3是图2的LED灯丝的侧视图，该LED灯丝沿LED灯丝的长度分段弯曲。

图4是制造LED灯丝的方法的流程图。

图5a-图5b图示了图4的制造方法的一个实施例。

图6是沿根据本发明的另一实施例的LED灯丝的宽度的截面图。

图7是根据本发明的一个或多个实施例的具有LED灯丝的改型灯泡的侧视图。

如图中所示，出于说明的目的，层和区域的尺寸可能被夸大，并且因此，层和区域的尺寸被提供来说明本发明的实施例的一般结构。相同的附图标记始终指代相同的元件。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来被实施，并且不应当被解释为限于本文阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且将本发明的范围充分地传达给技术人员。

图1示出了根据本发明的一个实施例的LED灯丝10。LED灯丝10通常适于提供LED灯丝光。LED灯丝10可以例如具有直配置(图7)或弯曲配置(图3)。

LED灯丝10包括第一LED灯丝部分12a。第一LED灯丝部分12a包括适于发射第一LED灯丝光的多个第一LED 14a。第一LED 14a可以沿着LED灯丝10/第一LED灯丝部分12a的长度被布置成线性阵列。第一LED 14a可以被布置在第一LED灯丝部分12a的(第一主)表面16a上。第一LED 14a可以是用于发射白色第一LED灯丝光的白色LED。白色LED可以是被第一密封件20密封的蓝色和/或UV LED芯片18，第一密封件20包括适于至少部分地将蓝色和/或UVLED光转换成经转换LED光的发光材料。

LED灯丝10还包括第二LED灯丝部分12b。第二LED灯丝部分12b基本平行于第一LED灯丝部分12a。第一和第二LED灯丝部分12a-12b也可以被称为第一和第二子灯丝12a-12b。第二LED灯丝部分12b包括适于发射第二LED灯丝光的多个第二LED灯丝14b。第一LED灯丝光和第二LED灯丝光可以形成前述的LED灯丝光。第二LED 14b可以沿着第二LED灯丝部分12b的LED灯丝10的长度被布置成线性阵列。第二LED 14b可以被布置在第二LED灯丝部分12b的对应(第一主)表面16b上，使得第二LED 14b指向与第一LED 14a基本相同的方向。第二LED14b可以是用于发射彩色第二LED灯丝光的RGB(红绿蓝)LED 22a-22c。RGB LED 22a-22c可以被第二密封件24密封。第二密封件24可以包括光散射材料。

LED灯丝10还包括至少一个挡光壁26。至少一个挡光壁26被布置在第一LED灯丝部分12a和第二LED灯丝部分12b之间。至少一个挡光壁26用于防止或至少减少第一LED 14a和第二LED 14b之间的光学串扰。具体地，至少一个挡光壁26防止由RGB LED中的直接蓝色LED22c发射的光27被第一密封件20(密封蓝色/UV LED芯片18的发光材料)吸收，否则这会引起不希望的磷光和不希望的红黄光生成。因此，本发明的LED灯丝10可以具有不减少的色域面积，和/或可以实现饱和的色点。

如图1中所见，至少一个挡光壁26升高到其上布置有第一LED 14a和第二LED 14b的表面16a-16b上方。优选地，至少一个挡光壁26具有高度h，高度h超过第一LED 14a和第二LED 14b(包括密封件20、24)的高度。至少一个挡光壁26的高度h可以例如在0.1mm-3mm的范围内，或优选在0.1mm-2mm的范围内。此外，至少一个挡光壁26可以沿着LED灯丝10的(基本)整个长度延伸，或者仅沿着LED灯丝10的长度的一部分或多个部分延伸。

在图1中所示的特定实施例中，第一LED灯丝部分12a的细长载体28a通过至少一个不透明层30机械连接到第二LED灯丝部分12b的细长载体28b。至少一个挡光壁26可以由至少一个不透明层30(中的一些不透明层)形成。具体地，至少一个不透明层30可以沿着第一LED 14a和第二LED 14b之间的边界31被弯曲，以形成至少一个挡光壁26。至少一个不透明层30可以例如被弯曲，使得至少一个挡光壁26是具有∧形截面的至少一个鳍式挡光壁，如图1中所见。至少一个不透明层30可以例如是LED灯丝10的不同线之间的金属化/金属化层。备选地，至少一个不透明层30可以是仅阻挡蓝光27的蓝色滤光器。也就是说，至少一个挡光壁26可以适于阻挡第一颜色(蓝色)的LED灯丝光，但不阻挡(而是透射)与第一颜色不同的至少第二颜色的LED灯丝光。

转向图2-图3，至少一个挡光壁26可以沿着LED灯丝10的长度被分割成壁段32a-32c。每个第一LED/第二LED可以有一个壁段。壁段32a-32c优选地位于沿着LED灯丝10的第一LED 14a和第二LED 14b的位置处，而具有减小的壁高度或没有壁高度的间隙34a-34b位于沿着LED灯丝10的不存在第一LED 14a或第二LED 14b的位置处。这种分段结构允许LED灯丝10被分段弯曲(图3)。每个壁段32a-32c可以具有等腰梯形侧视图轮廓，其中底部36比顶部38宽。以该方式，LED灯丝10不仅可以经受凸形弯曲(图3)，而且可以经受凹形弯曲(未示出)。这里，细长载体28a-28b可以是柔性的，以允许LED灯丝10的弯曲，如图3中那样。LED灯丝10还可以被(分段地)扭曲成螺旋配置，即像线圈一样。在该情况下，细长载体28a-28b可以具有适当的凹口(未示出)以允许扭曲。

进一步参考图4和图5a-图5b，LED灯丝10可以被如下制造。

在S1处，提供第一LED灯丝部分12a，第一LED灯丝部分12a包括第一细长载体28a和多个第一LED 14a。

在S2处，提供第二LED灯丝部分12b，第二LED灯丝部分12b包括第二细长载体28b和多个第二LED 14b。第一细长载体28a通过至少一个基本平坦的层30机械连接到第二细长载体28b，其中第一细长载体28a和第二细长载体28b之间具有过大的距离D，参见图5a。至少一个基本平坦的层30可以是前述的不透明层30。为了实现前述的壁段32a-32c(和间隙34a-34b)，至少一个基本平坦的层30可以被分割成领结形状的段，如图5a中所示。应当理解，S1和S2可以被基本同时执行和/或组合执行。

在S3处，至少一个基本平坦的层30被弯曲，以在第一LED灯丝部分12a和第二LED灯丝部分12b之间形成至少一个挡光壁26。具体地，至少一个基本平坦的层30可以在三个折叠线40a-40c处被弯曲，以形成具有∧形截面的至少一个挡光壁26。当至少一个基本平坦的层30被如此弯曲时，过大的距离因此被减小到第一细长载体28a和第二细长载体28b之间的选择(短)距离d，参见图5b。

图6示出了根据本发明的另一个实施例的LED灯丝10。图6中的LED灯丝10可以类似于先前讨论和示出的LED灯丝，但还包括第三LED灯丝部分(或子灯丝)12c。第三LED灯丝部分12c基本平行于第二LED灯丝部分12b。与第一LED灯丝部分12a相比，第三LED灯丝部分12c可以被布置在第二LED灯丝部分12b的相对侧上。换句话说，第二LED灯丝部分12b可以被布置在第一LED灯丝部分12a和第三LED灯丝部分12c之间。

第三LED灯丝部分12c包括适于发射第三LED灯丝光的多个第三LED 14c。第三LED14c可以沿着LED灯丝10/第三LED灯丝部分12c的长度被布置成线性阵列。第三LED 14c可以是用于发射白色第三LED灯丝光的白色LED。这些白色LED 14c可以是被第三密封件42密封的蓝色和/或UV LED芯片18，第三密封件42包括适于至少部分地将蓝色和/或UV LED光转换成经转换LED光的发光材料。白色第三LED灯丝光可以具有与白色第一LED灯丝光不同的色温。白色第一LED灯丝光的色温CT1可以<2500K，而白色第三LED灯丝光的色温CT2可以>2700K。

图6中的LED灯丝10还包括至少一个另外的挡光壁26’，该至少一个另外的挡光壁26’被布置在第二LED灯丝部分12b和第三LED灯丝部分12c之间。至少一个另外的挡光壁26’用于防止或至少减少第二LED 14b和第三LED 14c之间的光学串扰。具体地，至少一个另外的挡光壁26’防止由RGB LED中的直接蓝色LED 22c发射的光27被第三密封件42/发光材料吸收，第三密封件42/发光材料密封第三LED 14c的蓝色/UV LED芯片18。至少一个另外的挡光壁26’可以具有与前述挡光壁26相同的一个或多个特征。

图7示出了LED灯丝灯100，即改型灯泡。灯100包括至少一个根据本发明的一个或多个实施例的LED灯丝10。图7中的LED灯丝10具有直的(非弯曲的)配置。图7中的LED灯丝10具有(基本)垂直的定向。

灯100还包括围绕LED灯丝10的透明封壳102。封壳102可以是透明的。封壳102优选由玻璃制成。封壳102可以具有各种形状。灯100还包括用于将灯100电连接和机械连接到外部插座(未示出)的螺纹连接器/盖104。连接器/盖106可以是本身已知的各种类型，例如E14或E27。灯100还可以包括用于个体地控制LED灯丝10的LED灯丝部分/子灯丝的控制器(未示出)。

本领域技术人员应当认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。

此外，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施这一事实并不指示这些措施的组合不能被有利地使用。