包括至少一个对准构件的柔性发光二极管灯丝的制作方法

1.本公开总体上涉及固态照明领域。具体地，其涉及一种包括至少一个对准构件的柔性发光二极管灯丝。


背景技术：

2.白炽灯正迅速地被基于发光二极管(led)的照明解决方案所取代。然而，用户希望拥有具有白炽灯泡外观的改装灯。
3.为了模仿白炽灯泡灯丝的外观，开发了柔性led灯丝。然而，柔性led灯丝通常从单侧发射大部分光。因此，期望改进led灯丝灯的光分布。


技术实现要素：

4.因此，本发明的一个目的是克服一些上述缺点，并提供一种改进的led灯丝。
5.这个目的和其他目的是通过在所附独立权利要求中所限定的led灯丝来实现的。其他实施例由从属权利要求来限定。
6.根据本公开的一个方面，提供了一种发光二极管(led)灯丝。led灯丝包括细长圆形的灯丝芯，其包括：柔性细长的载体；多个led，被布置在载体的第一侧上；以及封装物，至少嵌入载体的至少一部分以及多个led。此外，至少一个对准构件与灯丝芯的细长部成一角度从灯丝芯突出。
7.具体地，角度在对准构件的突出方向与灯丝芯的细长方向之间形成。换言之，对准构件在与led灯丝的纵轴成一角度的方向上延伸。对准构件可以在基本上垂直于led灯丝的细长部和/或led灯丝的纵轴的方向上突出。
8.包括从圆形芯(具有光滑且弯曲表面)突出的对准构件的led灯丝可以促进led灯丝在灯内的布置(定位/对准)。led灯丝的对准构件可以例如用作用于握住布置装置的手柄或把手。此外，对准构件可以提供：led灯丝的旋转或方向可以被控制。例如，利用对准构件，led灯丝可以被转动/定向，使得其上布置有led的载体的第一侧面向期望的方向。由于许多常规led灯丝具有圆形芯/主体，因此转动或定向常规led灯丝可能很困难。
9.具体地，至少一个对准构件可以被布置在距led灯丝的外端一定距离处。对准构件因此可以提供用于成形、对准和/或定位led灯丝的中间部分的装置，该中间部分位于led灯丝的外端之间。根据一些实施例，至少一个对准构件可以由载体穿过封装物的延伸来形成。
10.载体可以延伸穿过led灯丝的整个宽度或直径，使得载体的不形成对准构件的部分被嵌入在第一封装物与第二封装物之间，第一封装物可以覆盖载体的第一侧，第二封装物可以覆盖与载体的第一侧相对的第二侧。替代地，载体可以(从led灯丝的一侧)仅延伸穿过led灯丝的部分宽度或直径。例如，载体可以延伸穿过led灯丝的宽度或直径的60
–
90％。
11.例如，led灯丝可以具有在1
–
5mm范围内的直径。具体地，led灯丝可以具有在2
–
4mm范围内的直径。更具体地，led灯丝可以具有3mm的直径。
12.根据一些实施例，至少一个对准构件可以由封装物的突出形成。
13.在前述两个实施例中，整个载体可以被嵌入在封装物中。
14.根据一些实施例，至少一个对准构件可以由可以被部分地插入到封装物中的对准元件形成。
15.在这样的实施例中，整个载体可以被嵌入在封装物中。对准元件可以被插入到封装物中至特定深度(插入深度)。例如，插入深度可以是led灯丝直径的0.1
–
0.5倍。
16.根据一些实施例，对准构件的未被封装物覆盖的部分可以是电绝缘的。换言之，对准构件的未被封装物覆盖的部分可以没有电连接件或迹线。将对准构件与led灯丝的导电部分分开可以提高安全性和稳定性。例如，对准构件可以由金属以外的材料形成，诸如例如玻璃、蓝宝石、石英或塑料。
17.根据一些实施例，至少一个对准构件可以沿着led灯丝的细长部连续地延伸。
18.例如，对准构件可以基本上沿着led灯丝的整个长度延伸。替代地或附加地，对准构件可以基本上沿着封装物的整个长度延伸。
19.例如，柔性led灯丝可以具有在7
–
30cm范围内的长度。具体地，柔性led灯丝可以具有在8
–
25cm范围内的长度。更具体地，柔性led灯丝可以具有在9
–
20cm范围内的长度。
20.尽管本公开具体涉及柔性led灯丝，但是应当了解，刚性led灯丝也可以包括对准构件。例如，这种刚性led灯丝可以具有在2
–
7cm的范围内的长度。具体地，它们可以具有在2.5
–
6cm的范围内的长度。更具体地，刚性led灯丝可以具有在3
–
5cm范围内的长度，例如4cm。
21.根据一些实施例，至少一个对准构件可以在沿着led灯丝的细长部被布置在特定位置处的段中延伸。
22.例如，段的长度可以在led灯丝长度的0.05
–
0.2倍范围内。
23.例如，柔性led灯丝可以包括至少5个对准构件段。具体地，柔性led灯丝可以包括至少8个对准构件段。更具体地，柔性led灯丝可以包括至少10个对准构件段。
24.包括这种对准构件段的刚性灯丝可以例如包括至少两个对准构件段。
25.根据一些实施例，至少一个对准构件的段可以沿着led灯丝的细长部以规则的间隔被布置。换言之，对于每对连续段，两个连续段之间的距离可以至少基本上相等。
26.根据一些实施例，至少一个对准构件从灯丝芯突出的长度可以在1
–
10mm的范围内。
27.具体地，突出的长度可以在2
–
8mm的范围内。更具体地，突出的长度可以在3
–
5mm的范围内。
28.替代地，可以相对于led灯丝直径来限定突出的长度。例如，突出的长度可以是led灯丝直径的0.1
–
3倍。具体地，突出的长度可以是led灯丝直径的0.3
–
2倍。更具体地，突出的长度可以是led灯丝直径的0.5
–
1倍。
29.对准构件的厚度可以小于led灯丝的厚度。具体地，对准构件的厚度可以小于led灯丝的直径。
30.根据一些实施例，对准构件可以包括端部，该端部可以比对准构件的与灯丝芯相邻的部分的宽度更宽。
31.更宽的端部可以促进led灯丝的布置，因为更宽的端部可以提供：led灯丝可以被更牢固地紧固。
32.例如，对准构件可以朝着端部逐渐变得更宽，以使得它形成楔形。替代地，端部可以变得更宽而不逐渐变细，诸如在一个或多个阶跃中。
33.替代地，对准构件可以包括至少一个凹槽或凹口，其可以通过例如夹具而促进对准构件的紧固或保持。这样的实施例还可以提供：led灯丝可以被更牢固地紧固。
34.根据一些实施例，灯丝芯的至少一部分可以具有圆柱形形状。此外，至少一个对准构件可以从圆柱形形状的部分径向突出。
35.根据一些实施例，封装物可以嵌入(或覆盖)载体的第一侧。此外，封装物可以嵌入(或覆盖)载体的可以与第一侧相对的第二侧。
36.封装物还可以包括发光材料和/或散射材料。
37.至少一个对准构件可以是刚性的。替代地，至少一个对准构件可以是柔性的。至少一个对准构件可以包括反射材料。替代地，至少一个对准构件可以包括半透明或透明材料。至少一个对准构件可以例如包括以下材料中的任何一种：玻璃、蓝宝石、石英或塑料。
38.根据另一方面，可以提供一种led灯丝装置。led灯丝装置可以包括如上文参考任何前述实施例描述的led灯丝。led灯丝装置还可以包括至少一个保持单元。保持单元可以包括适于与led灯丝的对准构件配合的保持部分。保持单元还可以被布置成通过将led灯丝的对准构件插入到保持单元的保持部分中来保持led灯丝。
39.保持单元可以适于将led灯丝牢固地固定就位。例如，保持单元可以包括布置部分。这样的布置部分可以适于与例如照明设备的基部连接，或与照明设备内的布置结构(诸如中心杆)连接。
40.根据一些实施例，保持单元可以包括夹具。夹具可以被布置成夹持至少一个对准构件。夹具可以促进led灯丝的牢固紧固。
41.根据一些实施例，保持单元还可以包括腔体，led灯丝的一部分可以被布置在该腔体中，使得保持单元可以围绕led灯丝的该部分。围绕led灯丝的该部分的保持单元可以促进led灯丝的牢固紧固。
42.根据另一方面，可以提供一种照明设备。照明设备可以包括如上文关于任何前述实施例描述的led灯丝装置。照明设备还可以包括至少部分透光的包封，该包封可以至少部分地包封led灯丝装置。照明设备还可以包括基部，包封可以被安装在该基部上。至少一个保持单元的位置可以确定led灯丝在包封内的位置。
43.例如，至少一个保持单元可以包括布置部分。布置部分可以与照明设备的基部连接。替代地，布置部分可以与照明设备的布置结构连接或形成照明设备的布置结构的一部分。此外，led灯丝的至少一个对准构件可以允许led灯丝被布置(定向/对准)以提供期望的光分布。例如，对准构件可以提供：led灯丝被对准，使得在其上布置有多个led的载体的第一侧面向照明设备的外部或包封。
44.led灯丝例如可以被布置成形成螺旋状或冠状。
45.注意，可以设想使用上述实施例中记载的特征的所有可能组合的其他实施例。因此，本公开还涉及本文提及的特征的所有可能组合。
附图说明
46.现在将参考以下附图更详细地描述示例性实施例：
47.图1是根据一些实施例的led灯丝的等距图示，
48.图1a是同一led灯丝的截面图；
49.图2是根据一些实施例的led灯丝的等距图示；
50.图3是根据一些实施例的led灯丝的截面图示；
51.图4是根据一些实施例的led灯丝的截面图示；
52.图5是根据一些实施例的保持单元的截面图示；
53.图6是根据一些实施例的led灯丝装置的一部分的图示，
54.图6a是同一led灯丝装置的截面图示；
55.图7是根据一些实施例的led灯丝装置的截面图示；
56.图8是根据一些实施例的led灯丝和保持单元的截面图示；
57.图9是根据一些实施例的照明设备的示意图。
58.如图中所图示，元件和区域的尺寸可能出于说明性目的而被夸大，并且因此被提供以说明实施例的一般结构。相同的附图标号始终指代相同的元件。
具体实施方式
59.现在将在下文中参考在其中示出了当前优选实施例的附图来更全面地描述示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为局限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且将本发明的范围完全传达给技术人员。
60.参考图1和图1a，将描述根据一些实施例的led灯丝100。图1示出了led灯丝100的等距视图，并且图1a示出了同一led灯丝的横截面图，其中横截面沿着图1中所示的线a-a'截取。
61.led灯丝100包括柔性载体102。载体102可以是透光的，诸如是透明的。例如，载体102可以是基底。这种基底可以包括例如膜或箔形状的聚合物或金属。
62.载体102具有在其上布置有多个led 104的第一侧。在本实施例中，led 104以线性阵列被布置在载体102的第一侧上。然而，应当了解，led可以以不同的配置被布置并且可以位于载体102的一侧或多侧上。
63.led 104适于发射光。例如，led 104可以适于发射紫外范围内的光(uv led)。led 104可以替代地或附加地适于发射蓝色范围内的光(蓝色led)。替代地，led 104可以是红
–
绿
–
蓝(rgb)led，其使用红色、绿色和蓝色led的组合来形成特定颜色的光。
64.led灯丝100还包括封装物(encapsulant)106。封装物106可以例如包括硅树脂材料。在本实施例中，封装物覆盖载体102的第一侧以及载体的与第一侧相对的第二侧。换言之，封装物嵌入led 104，并嵌入载体102的一部分。因此，在由封装物106限定的该实施例中，led灯丝芯具有圆形横截面。具体地，led灯丝100的芯具有圆形横截面的细长形状。换言之，led灯丝芯的横截面没有锐边或锐角。
65.特别地，在包括uv和/或蓝色led的实施例中，封装物106可以包括发光材料。发光材料可以是诸如无机磷光体之类的磷光体和/或量子点或棒。发光材料可以吸收由led发射的光，并发射不同波长的光。在一些光被发光材料吸收并再发射的实施例中，由led灯丝发射的光可以是由led发射的光与由发光材料吸收并再发射的光的组合。这种光的组合例如
可以具有白色外观。
66.使用rgb led的实施例还可以在封装物中包括发光材料。此外，封装物106可以包括光散射粒子。
67.此外，led灯丝100配备有从led灯丝100的芯中突出的对准构件108。在本实施例中，led灯丝100具有大致圆柱形的形状。对准构件108由载体102延伸穿过封装物106形成，使得对准构件108从封装物106径向延伸。
68.led灯丝100具有沿着led灯丝100的细长部的长度l。led灯丝的长度l可以在7
–
30cm的范围内。例如，led灯丝100的长度l可以在8
–
25cm的范围内。更具体地，led灯丝100的长度l可以在9
–
20cm的范围内。在本实施例中，对准构件108沿着led灯丝100的整个长度l(细长部)连续地延伸。
69.led灯丝还具有直径d。例如，led灯丝100的直径d可以在1
–
5mm的范围内。具体地，led灯丝100的直径d可以在2
–
4mm的范围内。更具体地，led灯丝100的直径d可以基本上等于3mm。
70.对准构件108的厚度小于直径d。
71.应当理解，一般而言，led灯丝可以被配置为提供led灯丝光并且可以包括布置成线性阵列的多个发光二极管(led)。优选地，led灯丝可以具有长度l和宽度w，其中l》5w。led灯丝可以被布置成直线配置或非直线配置，诸如例如弯曲配置、2d/3d螺旋(spiral)或螺旋(helix)。优选地，led可以被布置在细长的载体上，例如基板，其可以是柔性的(例如由聚合物或金属制成，例如膜或箔)。
72.在载体包括第一主表面和相对的第二主表面的情况下，led可以被布置在这些表面中的至少一个表面上。载体可以是反射的或透光的，诸如半透明的并且优选地是透明的。
73.led灯丝可以包括至少部分地覆盖多个led的至少一部分的封装物。封装物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。封装物可以是聚合物材料，其可以是柔性的，诸如例如硅树脂。此外，led可以被布置用于发射led光，例如不同的颜色或光谱的led光。封装物可以包括发光材料，该发光材料可以被配置为将led光至少部分地转换成转换后的光。因此，led灯丝光可以包括led光和转换后的光的组合。发光材料可以是诸如无机磷光体之类的磷光体和/或量子点或棒。
74.参考图2，将描述根据一些实施例的led灯丝200。图2示出了led灯丝200的等距视图。除了对准构件208在沿着led灯丝200的细长部的段中延伸之外，led灯丝200可以等同于参考图1和图1a描述的led灯丝100。本图示出了三个这样的段208，它们沿着led灯丝200的细长部以规则的间隔来布置。然而，应当了解，在其他实施例中，至少一个对准构件可以在更少或更多的段中延伸，这些段沿着led灯丝的细长部被布置在特定位置处。
75.led灯丝上的对准构件段可以具有(基本上)相等的长度，或不同的长度。例如，段可以是led灯丝长度的0.05
–
0.2倍。
76.参考图3，将描述根据一些实施例的led灯丝300。图3是led灯丝300的截面图。除了对准构件308由封装物306的突出形成之外，led灯丝300可以等同于参考图1和图1a描述的led灯丝100，或者等同于参考图2描述的led灯丝200。换句话说，虽然在例如图1和图1a的实施例中，对准构件由载体102延伸穿过封装物106形成，但是在本实施例中，对准构件308由封装物本身的突出形成。在本实施例中，载体完全被嵌入在封装物306中。封装物306形成与
led灯丝300的芯相对应的圆柱体，载体被嵌入在该圆柱体内，并且对准构件308从该圆柱体中突出。
77.参考图4，将描述根据一些实施例的led灯丝400。图4是led灯丝400的横截面图。除了对准构件408由部分地插入到封装物406中的对准元件形成之外，led灯丝400可以等同于参考图1和图1a描述的led灯丝100，或者等同于参考图2描述的led灯丝200。对准元件408被插入到封装物406中一个插入深度d(或距离)。因此，在本实施例中，与参考图3描述的实施例一样，载体被完全嵌入在封装物406中。换言之，封装物406形成限定led灯丝400的芯的圆柱体。载体(和led)被嵌入在封装物406内。形成对准构件408的对准元件被部分地插入到封装物406中。在本实施例中，对准元件被插入到封装物中与载体齐平，而不与载体接触。
78.参考图5，将描述根据一些实施例的保持单元520。图5是保持单元520的截面图。保持单元520包括保持部分522和腔体524。在本实施例中，保持单元520形成管状形状。换言之，保持单元520具有圆柱形形状，以及延伸穿过保持单元520的圆柱形腔体524。保持部分522在腔体524的侧壁中形成凹口/凹陷。保持部分522适于与led灯丝(诸如参考任何前述附图描述的led灯丝100-400)的对准构件配合。例如，保持部分的形状可以适于led灯丝的对准构件108-408(参见图1-图4)的形状。
79.腔体524适于容纳led灯丝，使得保持单元520围绕led灯丝的一部分。具体地，腔体524的尺寸和形状(例如圆柱形腔体的内径)可以适于led灯丝的周边(或圆柱形led灯丝的周边)。
80.例如，保持单元520的内径可以是led灯丝的直径的0.8至1.5倍。具体地，保持单元520的内径可以是led灯丝的直径的0.9至1.3倍。更具体地，保持单元520的内径可以是led灯丝的直径的1至1.2倍。
81.参考图6和图6a，将描述根据一些实施例的led灯丝装置640。图6是包括led灯丝600和保持单元620的led灯丝装置640的一部分的侧视图。图6a是沿着图6中所示的线b-b'截取的led灯丝装置640的截面图。对准构件608从其中突出的led灯丝600的一部分被布置在保持单元620的腔体624内。对准构件608被插入到保持单元的保持部分622中。腔体的尺寸和形状适于led灯丝600的周边。保持部分622适于与对准构件608配合。因此，led灯丝600和对准构件608分别被牢固地紧固在保持单元620的腔体624和保持部分622内。
82.由于对准部分608被牢固地紧固在保持部分622中，所以led灯丝600的对准/方向可以通过转动保持单元620来控制。因此，led灯丝装置640的光分布可以通过定位和定向/对准保持单元620来控制。
83.参考图7，将描述根据一些实施例的led灯丝700、保持单元720和led灯丝装置740。图7示出了包括led灯丝700和保持单元720的led灯丝装置740的截面图。led灯丝700可以等同于前面描述的led灯丝100-600中的任何，除了对准构件708包括端部709之外，该端部709比对准构件708的与封装物706相邻的一部分的宽度更宽。换言之，在对准构件从封装物706(或灯丝芯)中突出的点处，端部709比对准构件708的一部分的宽度更宽。
84.具体地，在图7中所示的实施例中，端部709可以具有方形横截面。方形端部709的一侧相对于对准构件708的突出方向成45度角。
85.保持单元720的保持部分722然后可以适于与方形端部709配合。在led灯丝装置740中，对准构件708的端部709已经被插入到保持单元720的保持部分722中。端部的形状可
以确保保持单元将led灯丝更牢固地保持就位。例如，端部709的形状和保持部分722的对应形状可以降低对准构件708从保持单元720中脱落的风险。
86.应当理解，对准构件和保持单元可以包括其他类型的匹配互锁装置。例如，对准构件可以包括凹槽、凹口或切口，并且保持单元可以包括对应的脊或边缘，反之亦然。
87.参考图8，将描述根据一些实施例的包括夹具的保持单元820。
88.图8示出了led灯丝800和保持单元820的横截面图。led灯丝800可以等同于参考图7描述的led灯丝700。保持单元820包括两个部分821、823，它们一起形成夹具。两个部分821、823中的每个部分都限定了保持部分822的一部分，该部分适于与对准构件808的端部809配合。图8示出了处于打开(open)状态的保持单元820(夹具)，即在夹持对准构件808之前。当夹具闭合(close)时，即当两个部分821、823一起移动并布置成彼此接触时，对准构件808以及因此的led灯丝800通过保持单元夹持端部809而被牢固地固定就位。
89.应当了解，保持单元可以包括目前未图示的其他部分或元件。例如，保持单元可以包括用于布置led灯丝或用于与布置结构连接的其他部分或元件。
90.参考图9，将描述根据一些实施例的照明设备960。图9是照明设备960的示意图示。照明设备包括led灯丝装置，该led灯丝装置包括led灯丝900和多个保持单元920。led灯丝可以等同于参考任何前述实施例(参见前述图)描述的led灯丝100-800中的任何led灯丝。保持单元920可以等同于参考任何前述实施例描述的保持单元520或620(参见图5和图6)。
91.照明设备960还包括至少部分透光的包封(envelope)964和在其上安装包封964的基部962。基部962适于连接到灯具的插座。具体地，基部适于连接到爱迪生型插座。然而，在其他实施例中，基部可以适于连接到其他类型的灯具插座。
92.led灯丝装置被布置在包封964内。led灯丝900通过保持单元920而被布置成螺旋形状。在每个保持单元920内，led灯丝900的一部分例如以诸如图6和图6a中所示的方式来布置。附接到保持单元中的每个保持单元的是布置单元968，其将保持单元920连接到led灯丝支撑结构966。应当理解，在其他实施例中，保持单元920可以包括布置部分，使得led灯丝900可以在不使用布置单元968和/或支撑结构966的情况下被布置在照明设备内。
93.照明设备960可以被称为led灯丝灯。led灯丝灯可以被配置为发射led灯丝灯光。led灯丝灯光可以包括led灯丝光。
94.对准构件(图6a中的608)提供：led灯丝可以被转动/定向，使得可以获得期望的光分布。具体地，如果具有布置成与对准构件配合的保持部分(图6a中的622)的保持单元920被转动/定向，则led灯丝900也可以转动。因此，可以适配保持单元920的布置，使得led灯丝900被转动(对准/定向)以提供期望的光分布。例如，led灯丝900可以被定向使得其上布置有led(图1中的104)的载体(图1中的102)的一侧面向包封964。因此，led灯丝灯光的光分布的均匀性可以得到增强。
95.本领域技术人员意识到本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化都是可能的。
96.尽管以上以特定的组合描述了特征和元素，但是每个特征或元素可以在没有其他特征和元素的情况下被单独使用，或者在具有或没有其他特征和元素的各种组合中被使用。
97.此外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践要求保护
的发明时可以理解和实现对所公开实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中记载了某些特征这一事实并不指示这些特征的组合不能有利地使用。