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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-28
(54)【発明の名称】ＬＥＤフィラメント構成
(51)【国際特許分類】
F21K 9/232 20160101AFI20221221BHJP
F21V 9/32 20180101ALI20221221BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20221221BHJP
【ＦＩ】
F21K9/232 100
F21V9/32
F21Y115:10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022523731
(86)(22)【出願日】2020-10-21
(85)【翻訳文提出日】2022-04-21
(86)【国際出願番号】 EP2020079635
(87)【国際公開番号】W WO2021083765
(87)【国際公開日】2021-05-06
(31)【優先権主張番号】19206407.9
(32)【優先日】2019-10-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516043960
【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＧＮＩＦＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ４８，５６５６ ＡＥ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
(74)【代理人】
【識別番号】100163821
【弁理士】
【氏名又は名称】柴田 沙希子
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン ボムメル ティース
(72)【発明者】
【氏名】ヒクメット リファット アタ ムスターファ
(57)【要約】
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるアレイを備える少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１１０を備える発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント構成１００。少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１１０が、細長い形状であり、軸線Ａに沿って少なくとも部分的に延びている。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、細長いＬＥＤフィラメント１１０から延びており、かつ軸線Ａに対して角度αで配置されている、少なくとも１つの枝部１２０、１２１を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるアレイを備える少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備え、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、細長い形状であり、軸線Ａに沿って少なくとも部分的に延びており、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが分岐を備え、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、前記分岐から少なくとも２つの枝部に分かれており、前記少なくとも２つの枝部のうちの少なくとも１つの枝部が、前記軸線Ａに対してある角度で配置されている、発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント構成。
【請求項2】
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、前記少なくとも２つの枝部を含めて前記ＬＥＤフィラメントを一体的に包囲する封入材を備える、請求項１に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項3】
前記アレイ内の前記ＬＥＤが、前記少なくとも２つの枝部を含む前記ＬＥＤフィラメントの全体にわたって連続的な光分布を提供するように配置されている、請求項１又は２に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項4】
複数のＬＥＤからなる前記アレイの放出線が、前記枝部まで続いている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項5】
前記複数の枝部のうちの少なくとも第１の枝部が、前記複数の枝部のうちの第２の枝部とは異なる長さを有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項6】
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、Ｙ字形である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項7】
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、Ｘ字形である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項8】
前記ＬＥＤフィラメント内の前記複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの組の前記ＬＥＤが、直列に接続されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項9】
前記ＬＥＤフィラメント内の前記複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第１の組の前記ＬＥＤと、前記複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第２の組の前記ＬＥＤが、並列に接続されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項10】
前記複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第１の組の前記ＬＥＤと、前記複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第２の組の前記ＬＥＤが、同じ色温度及び同じ光度の少なくとも一方を有する光を放出するように構成されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項11】
前記複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第１の組の前記ＬＥＤと、前記複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第２の組の前記ＬＥＤが、異なる色温度及び異なる光度の少なくとも一方を有する光を放出するように構成されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項12】
前記封入材が、ルミネッセント材料を含み、前記複数のＬＥＤによって放出された前記光を少なくとも部分的に変換するように構成されているか、又は前記封入材が、前記複数のＬＥＤによって放出された前記光を散乱させるための散乱材料を含む、請求項２乃至１１のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項13】
前記少なくとも１つの枝部と前記軸線Ａとの間の前記角度αが、１０～８０度、好ましくは２０～６０度、最も好ましくは３０～５０度の範囲内である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項14】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の複数のＬＥＤフィラメント構成を備え、前記複数のＬＥＤフィラメント構成のうちの少なくとも第１のＬＥＤフィラメントが、前記複数のＬＥＤフィラメント構成のうちの少なくとも第２のＬＥＤフィラメントと物理的に接触するように、前記複数のＬＥＤフィラメント構成が結合されている、発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメントユニット。
【請求項15】
ｎ組のＬＥＤフィラメントを備え、ＬＥＤフィラメントの各組が、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるアレイを備える少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備え、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、細長い形状であり、軸線Ａに沿って少なくとも部分的に延びており、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、前記軸線Ａに対してある角度で配置された少なくとも１つの枝部を備え、ＬＥＤフィラメントの（ｋ＋１）番目の組の前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、ＬＥＤフィラメントのｋ番目の組の前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの前記少なくとも１つの枝部を、ｋ＝１、２、...、ｎ－１で反復的に構成しており、それにより、前記ｎ組のＬＥＤフィラメントが、ＬＥＤフィラメントのツリー状構造を構成している、発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメントデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、全般的に、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える照明構成に関する。
【背景技術】
【0002】
照明目的のための発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が、注目を集め続けている。白熱ランプ、蛍光ランプ、ネオン管ランプなどと比較して、ＬＥＤは、より長い動作寿命、電力消費の低減、及び、光エネルギーと熱エネルギーとの比率に関する効率の向上などの、数多くの利点をもたらす。
【0003】
特に、ＬＥＤを備える照明デバイス及び／又は照明構成（ランプなど）には、現在、極めて大きい関心が寄せられており、白熱ランプは、ＬＥＤベースの照明ソリューションによって、急速に置き換えられつつある。それにもかかわらず、白熱電球の外見を有するレトロフィット照明デバイス（例えば、ランプ）を有することが評価され、所望されている。特に、白熱ランプのものと同様の電球内に配置されたＬＥＤフィラメントを利用するランプは、ＬＥＤの利点を依然として保ちながら、白熱ランプのように装飾的であるので、とても評価されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特にＬＥＤフィラメントのデザインに関して、ＬＥＤランプの構成及び配置の代替物を提供することが望まれている。より具体的には、先行技術のＬＥＤフィラメントランプの効率、動態及び装飾効果を改善する必要性が存在する。
【0005】
それゆえ、ＬＥＤフィラメントランプの動態、効率及び装飾的態様を改善するために、先行技術のＬＥＤフィラメント構成の代替物を提供することが、本発明の目的である。
【0006】
国際公開第２０１９／０１５７６３号は、ＬＥＤランプであって、球状形状を有する透明ハウジングと、透明ハウジングの内部に湾曲形状で取り付けられた可撓性ＬＥＤフィラメントと、ベース部に取り付けられ、透明ハウジング内に延びるフィラメントホルダであって、可撓性ＬＥＤフィラメントをその長さに沿った複数の離間した位置で保持するように配置され、それによって可撓性ＬＥＤフィラメントの湾曲形状を規定する複数の保持部を有する、フィラメントホルダとを備える、ＬＥＤランプを開示している。
【課題を解決するための手段】
【0007】
動作中の動態、効率、及び装飾的態様を改善するために、代替的なＬＥＤフィラメントを提供することが目的とされる。
【0008】
ＬＥＤフィラメントは、ＬＥＤフィラメント光を供給するものであり、線形アレイで配置されている複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。好ましくは、ＬＥＤフィラメントは、長さＬ及び幅Ｗを有し、Ｌ＞５Ｗである。ＬＥＤフィラメントは、直線構成で、又は、例えば湾曲構成、２Ｄ／３Ｄ渦巻、若しくは螺旋などの、非直線構成で配置されてもよい。好ましくは、ＬＥＤは、剛性（例えば、ポリマー、ガラス、石英、金属、又はサファイアから作製されているもの）、又は可撓性（例えば、ポリマー、又は金属、例えばフィルム若しくは箔で作製されているもの）であってもよい、例えば基板のような、細長い形の支持体上に配置される。
【0009】
支持体が、第１主表面及び反対側の第２主表面を含む場合、ＬＥＤは、これらの表面のうちの少なくとも一方上に配置される。支持体は、反射性であってもよく、あるいは、半透明及び好ましくは透明などの、光透過性であってもよい。
【0010】
ＬＥＤフィラメントは、複数のＬＥＤの少なくとも一部を少なくとも部分的に覆う、封入材を備えてもよい。封入材はまた、第１主表面又は第２主表面のうちの少なくとも一方を、少なくとも部分的に覆ってもよい。封入材は、例えばシリコーンなどの、可撓性であり得るポリマー材料であってもよい。更に、ＬＥＤは、例えば種々の色又はスペクトルの、ＬＥＤ光を放出するように構成されてもよい。封入材は、ＬＥＤ光を少なくとも部分的に変換光に変換するように構成されている、ルミネッセント材料を含んでもよい。ルミネッセント材料は、無機蛍光体及び／又は量子ドット若しくは量子ロッドなどの、蛍光体であってもよい。
【0011】
ＬＥＤフィラメントは、複数のサブフィラメントを含んでもよい。
【0012】
この目的及び他の目的は、独立請求項における特徴を有する、ＬＥＤフィラメント構成及びＬＥＤフィラメントデバイスを提供することによって達成される。従属請求項において、好ましい実施形態が定義される。
【0013】
それゆえ、本発明の第１の態様によれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント構成が提供される。ＬＥＤフィラメント構成は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるアレイを備える少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、軸線Ａに沿って少なくとも部分的に延びる細長い形状である。ＬＥＤフィラメント構成は、分岐を更に備え、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント（１１０）が、分岐から少なくとも２つの枝部に分かれており、少なくとも２つの枝部のうちのＬＥＤフィラメントの少なくとも１つの枝部が、細長い本体から延びるように軸線Ａに対してある角度で配置される。
【0014】
ここで、分岐という語は、フォーク、枝木、二股などの意味で、又はＬＥＤフィラメントが木の枝と同様に２つ以上の方向に分かれることを明確にするための任意の他の語の意味で使用される。
【0015】
本発明の更なる実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、少なくとも２つの枝部を含めてＬＥＤフィラメントを一体的に包囲する封入材を備える。このことは、異なる枝部が、ＬＥＤフィラメント構成の、構成の一部分から別部分への移行部を覆う完全に封入された部分を形成するという利点を有する。言い換えれば、一体型の封入材は、分岐領域を含めてＬＥＤフィラメントを覆う。
【0016】
別の実施形態では、アレイ内のＬＥＤは、少なくとも２つの枝部を含めてＬＥＤフィラメントの全体にわたって連続的な光分布を提供するように配置される。このことは、ＬＥＤフィラメントの照明パターンにおいて、分岐領域が、同じ強度を示し、またフィラメントの暗い部分でないという点で満足のいく効果を有する。
【0017】
単純な配線を有するために、更なる実施形態では、ＬＥＤフィラメント構成において、複数のＬＥＤからなるアレイの放出線が枝部まで続く。このことは、フィラメント内のＬＥＤが、例えば、全て直列に接続され、またＬＥＤフィラメント構成の全ての枝部を駆動するために必要な２つのワイヤのみが存在するという利点を有する。他の構成では、異なる枝部のＬＥＤは、各枝部が別個の電気的接続を有するように並列に接続されてもよい。
【0018】
本発明の第２の態様によれば、ｎ組のＬＥＤフィラメントを備えるＬＥＤフィラメントデバイスが提供される。ＬＥＤフィラメントデバイスにおいて、ＬＥＤフィラメントの各組が、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるアレイを備える少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備える。ＬＥＤフィラメントの少なくとも１つが、軸線Ａに沿って少なくとも部分的に延びる細長い形状である。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、軸線Ａに対して角度αで配置された少なくとも１つの枝部を備える。ＬＥＤフィラメントの（ｋ＋１）番目の組の少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、ＬＥＤフィラメントのｋ番目の組の少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの少なくとも１つの枝部を、ｋ＝１、２、...、ｎ－１で反復的に構成し、それにより、ｎ組のＬＥＤフィラメントが、ＬＥＤフィラメントのツリー状構造を構成するように、ＬＥＤフィラメントデバイスのＬＥＤフィラメントが構成される。
【0019】
よって、本発明の第１及び第２の態様は、ＬＥＤフィラメントが特定の構造を形成するように構成された、ＬＥＤフィラメント構成又はデバイスを提供する点で共通の全体的な発明の概念又は思想を共有する。本発明の第１及び第２の態様によれば、ＬＥＤフィラメントは、軸線Ａに沿って延びる細長い形状を有し、少なくとも１つの枝部が軸線Ａから延びる。分岐したＬＥＤフィラメントは、２つよりも多くの端部を備えることになり、例えば、二分化又は三分化されたＬＥＤフィラメントを伴い得る。このことは、以前から知られているよりも複雑なＬＥＤフィラメントの構造を本発明が備え得ることを意味する。そのようなＬＥＤフィラメント構成の照明は、分岐していない他のＬＥＤフィラメントよりも動的かつ効率的となり得る。
【0020】
ＬＥＤフィラメント構成が、ＬＥＤフィラメントの構成に応じた特定の様式で、ＬＥＤによって放出された光を分散させ得ることが理解されよう。これにより、本発明は、ＬＥＤフィラメント構成又はデバイスが、分岐したフィラメントを備えていないＬＥＤフィラメントユニットと比較して、光分布に関する高い効率を達成するために、光を導くか又は分散させ得る点で有利である。
【0021】
本発明は、ＬＥＤフィラメント構成／デバイスの分岐したＬＥＤフィラメントが、照明目的及び／又は装飾目的の観点から所望の照明分布をもたらすように好都合に設計され得る点で更に有利である。例えば、ＬＥＤフィラメントの枝部の形状及びサイズなどの特性は、ＬＥＤ構成／デバイスの異なる照明目的のために選択されてもよい。
【0022】
本発明は、ＬＥＤフィラメント構成のＬＥＤが、連続した線又は平面でＬＥＤフィラメント及びその枝部から光を放出し得、それにより、更により改善された装飾的な光効果及び／又は従来のランプ／電球のフィラメントのより良好な模倣を達成する点で更に有利である。
【0023】
本発明の第２の態様から理解されるように、ＬＥＤフィラメントデバイスは、ツリー状構造などの比較的複雑なパターンを形成し得る、組み合わされた分岐したＬＥＤフィラメントを備えてもよい。このことは、照明構成の照明効率、動態及び／又は装飾的態様を更に向上させ得る。
【0024】
例えば、本発明による分岐したＬＥＤフィラメント構成は、特定のパターン又は視覚効果が達成されるように構成されてもよい。具体的に、光は、より均一に広がってもよく、又はＬＥＤフィラメント構成の特定の領域で意図的に強調されてもよい。
【0025】
本発明のＬＥＤフィラメント構成／デバイスは更に、比較的少ない構成要素を備えることが理解されるであろう。比較的少ない構成要素は、ＬＥＤフィラメント構成又はデバイスが比較的安価に製造される点で有利である。
【0026】
本発明の第１及び第２の態様によるＬＥＤフィラメント構成及びＬＥＤフィラメントデバイスはそれぞれ、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、同様に、ＬＥＤのアレイを含む。用語「アレイ」とは、ここでは、ＬＥＤフィラメント上に配置されている、ＬＥＤの線形構成又はチェーンなどを意味する。本発明の第１の態様によるＬＥＤフィラメント構成は、ＬＥＤフィラメントの少なくとも１つの枝部を備える。用語「枝部」は、ここでは、構造的にＬＥＤフィラメントの一部である構造、ユニットなどを意味する。言い換えれば、ＬＥＤフィラメントは、第１の（主要）部分と、第１の部分からある角度で配置された第２の部分とを備えてもよく、第２の部分が枝部を構成する。枝部は、その実体においてＬＥＤフィラメントと同じか又は同様の構成要素を備えてもよい。このことは、ＬＥＤフィラメントの枝部及び軸線Ａに沿った細長い本体が両方とも、ＬＥＤ、及びダイオードが取り付けられた支持体基板などを備え得ることを意味する。枝部がＬＥＤフィラメントの他の部分／枝部とは異なる特性を有し得ることが理解されよう。更に、ＬＥＤフィラメントの枝部は、ＬＥＤフィラメントの分岐した形状を形成するように、軸線Ａに対して角度αで配置される。
【0027】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、複数の枝部を備える。例えば、ＬＥＤフィラメントは、Ｎ個の枝部を備えてもよく、Ｎは、好ましくは２～４である。それゆえ、ＬＥＤフィラメントは、細長い形状の１つ以上の側から延びる枝部を備えてもよい。更に、枝部は、様々なサイズを有してもよく、かつ／又は、枝部は、軸線Ａに対して同じか又は異なる角度で配置されてもよい。本実施形態は、ランプ／電球の従来のフィラメントの更により良好な模倣が達成され得る点で有利である。
【0028】
このことは、より複雑なＬＥＤフィラメント及びＬＥＤフィラメント構成を複数の枝部が作り出す機会を意味するため、有利である。この種のより複雑な構造は、ＬＥＤフィラメント構成の審美性を改善し得、かつ高度に装飾的となり得るのみならず、照明効率並びに光の散乱及び分布も改善し得る。よって、ＬＥＤランプがよりリソース及びエネルギー効率が高いため、例えば、白熱ランプを更に置き換え得る望ましい使用領域が広がり得る。少数の構成要素を使用して比較的複雑な構造を得る可能性は、ＬＥＤフィラメント構成が比較的安価に製造される点で有利である。
【0029】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメントの複数の枝部のうちの少なくとも第１の枝部が、ＬＥＤフィラメントの複数の枝部のうちの第２の枝部とは異なる長さを有する。それゆえ、ＬＥＤフィラメントの複数の枝部のうちの少なくとも１つの枝部が、他の枝部とは異なる長さである。本実施形態は、枝部及びＬＥＤフィラメントの代替的な構成を、ひいてはまたＬＥＤフィラメント構成の汎用性を更に高めるため、有利である。この実施形態は、等しい長さの枝部の場合には不適切又は不可能であり得る様式でのＬＥＤフィラメントの配置を更にもたらし得る。更に、様々な長さの枝部を有する分岐したＬＥＤフィラメントの照明動態が高まるものと理解される。
【0030】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、Ｙ字形である。言い換えれば、ＬＥＤフィラメントは、ＬＥＤフィラメントの１つの下端部と、ＬＥＤフィラメントの反対側の上部にある２つの端部とが存在するように、二分化される。本実施形態は、Ｙ字形状がＬＥＤフィラメントの光分布を更に向上させる点で有利である。Ｙ字形のＬＥＤフィラメントは、前述のようなＬＥＤフィラメントデバイス内での組み合わせに特に適するという利点を有し得る。例えば、ＬＥＤフィラメント構成のツリー状構造が、好都合に達成され、よって、そのようなＬＥＤフィラメント構成の特性を製造の容易さと共に高める。更に、Ｙ字形のＬＥＤフィラメントは、ＬＥＤフィラメント構成の対称配置が実現され得、より均一な光分布をもたらす点で有利であり得る。
【0031】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、Ｘ字形である。言い換えれば、ＬＥＤフィラメント構成の分岐したＬＥＤフィラメントは、２つの端部が上部に配置され、２つの端部が下部に配置されるように構成された、４つの端部を備える。本実施形態は、Ｘ字形のＬＥＤフィラメントがほぼ対称である点で有利である。このことは、より全方向的な光の散乱をもたらし得、効率を高め、また光分布を向上させ得る。更に、Ｘ字形のＬＥＤフィラメントは、複数の交差を有する複雑な構造がＬＥＤ構成内で達成され得、更に照明効果及び光分布を高めるため、利点を実証し得る。
【0032】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメント内の複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの組のＬＥＤは、直列に接続される。本実施形態は、組内の複数のダイオードにわたって等しい光強度が好都合に達成される特定の照明効果が達成され得るため、有利である。更に、実施形態は、直列に接続されたダイオードの組が、ＬＥＤフィラメントの枝部などの特定の部分を構成し得るため、有利である。このことは、特定の光散乱構成を作り出す可能性、例えば、動態を高める可能性を更に向上させることができる。更に、このことは、製造の簡素化を向上させ、それによって経済コストを低減することができる。
【0033】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメント内の複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第１の組のＬＥＤと、複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第２の組のＬＥＤは、並列に接続される。このことは、複数のＬＥＤのうちのいくつかのＬＥＤが並列接続に配置される一方で、他のものが直列接続となり得ることを意味する。１つの実施形態は、ＬＥＤフィラメントの特定の枝部のＬＥＤが並列に配置される一方で、ＬＥＤフィラメント内の他のＬＥＤが異なる様式で構成され得ることを見ることができる。本実施形態は、ＬＥＤフィラメント内の異なる特性を有する照明構成が、コスト効率が高く、かつ製造が容易な様式で達成され得るため、有利である。更に、ＬＥＤの並列接続は、耐久性の高まりによる、より持続可能な実施形態を実証し得る。
【0034】
本発明の一実施形態によれば、複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第１の組のＬＥＤと、複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第２の組のＬＥＤは、同じ色温度及び同じ光度の少なくとも一方を有する光を放出するように構成される。このことは、色温度、光度、又は色温度と光度の両方が、ＬＥＤフィラメント構成内の複数のＬＥＤについて同じ強度であり得ることを意味する。本実施形態は、ＬＥＤフィラメント構成が均一な光分布のための効率的なソリューションを提供する点で有利である。
【0035】
ＬＥＤの「組」は、ここでは、互いに隣接し、かつ配線によって相互接続された複数のＬＥＤを意味する。例えば、ＬＥＤフィラメントの１つの枝部のＬＥＤは、ＬＥＤの組を構成し得る一方で、第２の枝部のＬＥＤは、ＬＥＤの異なる組を構成し得る。
【0036】
本発明の一実施形態によれば、複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第１の組のＬＥＤと、複数のＬＥＤのうちの少なくともＬＥＤの第２の組のＬＥＤは、異なる色温度及び異なる光度の少なくとも一方を有する光を放出するように構成される。異なる色温度又は光度のＬＥＤフィラメントが、しばしば望ましい審美的に好ましい効果となり得ることが理解されるであろう。この実施形態は、１つのＬＥＤフィラメントが異なる色温度を有する枝部を備え得、所望の装飾効果を達成するために複数のフィラメントの必要性がないことを意味するため、更に有益である。このことは、ＬＥＤフィラメント構成の実施形態が、よってより小さく、よりエネルギー効率が高く、製造がより安価であり得るため、有益である。
【0037】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメントは、複数のＬＥＤを少なくとも部分的に包囲する封入材を更に備えてもよい。封入材は、ルミネッセント材料を含んでもよく、複数のＬＥＤによって放出された光を少なくとも部分的に変換するように構成されてもよい。それゆえ、封入材は、複数のＬＥＤによって放出された光を変換光に少なくとも部分的に変換するように構成される。用語「封入材」は、ここでは、ＬＥＤフィラメントの複数のＬＥＤを囲み、封入し、及び／又は包囲するように構成又は配置された材料、要素、構成などを意味する。封入材のルミネッセント材料は、外部エネルギー励起下で光を放出するように構成される。例えば、ルミネッセント材料は、蛍光材料を含んでもよい。ルミネッセント材料は、無機蛍光体、有機蛍光体、及び／又は量子ドット／量子ロッドを含んでもよい。封入材は、複数のＬＥＤによって放出された光を変換光に少なくとも部分的に変換するように構成される。例えば、ＵＶ／青色ＬＥＤ光が、ルミネッセント材料によって部分的に又は完全に吸収され、別の色、例えば緑色、黄色、橙色、及び／又は赤色の光に変換されてもよい。好ましくは、ＬＥＤフィラメントの封入材は、青色及び／又はＵＶ ＬＥＤと共に使用される。更に、例えば、ＬＥＤフィラメントがＲＧＢ ＬＥＤを備える場合、封入材は、（ＲＧＢ）ＬＥＤの光を散乱させるための光散乱材料を備えてもよい。光散乱材料は、例えば、ＢａＳＯ４粒子、Ａｌ２Ｏ３粒子、及び／又はＴｉＯ２粒子などの、光散乱材料を含んでもよい。
【0038】
例えば、ルミネッセント材料及び／又は光散乱材料を含む、封入材は、ＬＥＤフィラメント及びその枝部に連続したプロファイルで配置され得、それによって、改善された装飾的な照明効果及び／又は従来のランプ／電球のフィラメントのより良好な模倣を得る。
【0039】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメントの少なくとも１つの枝部と軸線Ａとの間の角度αが、（好ましくは）１０～８０度、例えば、（より好ましくは）２０～６０度、（最も好ましくは）３０～５０度などの範囲内である。本実施形態は、枝部とＬＥＤフィラメントの軸線Ａとの間の例示された角度が、少なくとも審美的な観点から好ましい点で有利である。
【0040】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの枝部の各枝部が、軸線Ａに対して、少なくとも９０度である角度αで配置される。
【0041】
本発明の一実施形態によれば、複数のＬＥＤフィラメント構成を備えるＬＥＤフィラメントユニットが提供される。前述の実施形態のうちの１つによれば、複数のＬＥＤフィラメント構成のうちの少なくとも第１のＬＥＤフィラメントが、複数のＬＥＤフィラメント構成のうちの少なくとも第２のＬＥＤフィラメントと物理的に接触するように、複数のＬＥＤフィラメント構成が結合される。言い換えれば、１つ以上の第１のＬＥＤフィラメントが、例えば、１つ以上の電気接点を介して、１つ以上の第２のＬＥＤフィラメントに接続される。このことは、特定の光散乱効果が達成され得るため、ＬＥＤフィラメントユニットが意図された使用領域を広げ得るため、有利である。加えて、ＬＥＤフィラメント間の物理的接触はまた、ＬＥＤフィラメント間の電気的接触を含んでもよい。よって、ＬＥＤフィラメントユニット内のＬＥＤフィラメント構成は、各個々のＬＥＤフィラメント構成が別のＬＥＤフィラメントのもの以外の電極に取り付けられる必要がない構造を形成するように結合されてもよい。このことは、より容易であり、かつリソース要求がより少ないＬＥＤフィラメントユニットを提供し得るため、有利である。
【0042】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメントデバイスは、ＬＥＤフィラメントデバイスの少なくとも第２の枝部とは異なる長さの少なくとも第１の枝部を備える。本発明の代替的実施形態によれば、ＬＥＤフィラメントデバイスは、ＬＥＤフィラメントデバイスの少なくとも第２の枝部と同じ長さの少なくとも第１の枝部を備える。
【0043】
言及されたＬＥＤフィラメントデバイスの変形は、枝部の長さ関係が、特定の照明目的に最も良く対応するように選択され、異なる構造及び照明効果が得られる、更なる審美的に好ましい構造を作り出すために有用であり得る。このことは、比較的少ない変更によって、複数の様々な必要性に対してＬＥＤフィラメントデバイスが容易に製造され得、よって製造コストを削減するため、有利である。加えて、ＬＥＤフィラメントデバイスは、白熱ランプを置き換えるために使用される他の複雑な構造よりも耐久性が高いという利点を有し得る。
【図面の簡単な説明】
【0044】
本発明の上記の及び付加的な目的、特徴、及び利点は、添付図面を参照する、本発明の実施形態の例示的かつ非限定的な以下の詳細な説明によって、より良く理解されるであろう。添付の図面を参照する。
【図1】本発明の例示的実施形態による、ＬＥＤフィラメント構成を概略的に示す。
【図2a】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成を概略的に示す。
【図2b】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成を概略的に示す。
【図3a】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成の断面図を概略的に示す。
【図3b】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成の断面図を概略的に示す。
【図4】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成を概略的に示す。
【図5】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメントユニットを概略的に示す。
【図6a】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメントデバイスを概略的に示す。
【図6b】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメントデバイスを概略的に示す。
【図6c】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメントデバイスを概略的に示す。
【0045】
図は全て、概略的なものであって、概して正しい縮尺ではなく、全般的に、本発明を解明するために必要な部分のみを示しており、他の部分は、省略されているか又は単に示唆されている場合がある。
【発明を実施するための形態】
【0046】
図１は、本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成１００の概略図を示す。ＬＥＤフィラメント構成１００は、軸線Ａに沿って細長いＬＥＤフィラメント１１０を備える。更に、ＬＥＤフィラメント１１０はまた、分岐において細長いＬＥＤフィラメント１１０から延びる２つの枝部１２０、１２１を備える。ＬＥＤフィラメント１１０の枝部の数が任意であること、また２つの枝部１２０、１２１が例として示されていることに留意されたい。
【0047】
ＬＥＤフィラメント１１０の枝部１２０は、軸線Ａから角度αで延びる。角度αは好ましくは、１０～８０度、好ましくは２０～６０度、最も好ましくは３０～５０度の範囲内であってもよい。本実施形態のＬＥＤフィラメント１１０は、軸線αから同様の角度で延びる２つの枝部１２０、１２１を備える。しかし、ＬＥＤフィラメント１１０の枝部１２０、１２１は、異なる角度αを有してもよく、よって、非対称形状が得られてもよい。
【0048】
ＬＥＤフィラメント構成１００は、支持体に取り付けられ得る複数のＬＥＤ（図示せず）を備える。支持体は、可撓性又は剛性であり得る基板であってもよい。
【0049】
ＬＥＤフィラメント１１０は、半透明材料を含む封入材を更に備え、封入材は、複数のＬＥＤを少なくとも部分的に包囲する。例えば、封入材は、複数のＬＥＤを完全に、すなわち分岐の部分を含めて、包囲してもよい。封入材は好ましくは、ポリマー材料であり、例えば、シリコンで作られる。
【0050】
ＬＥＤは、色を提供する直接発光ＬＥＤであってもよい。ＬＥＤは、ＲＧＢ、ＵＶ又は青色ＬＥＤであってもよい。ＬＥＤの更なる組み合わせ、例えば、ＵＶ ＬＥＤと青色光ＬＥＤが、使用されてもよい。ＬＥＤはまた、レーザダイオードを備えてもよい。
【0051】
白色光の色温度は、好ましくは、１８００～６０００Ｋの範囲、より好ましくは２０００～５０００Ｋの範囲、最も好ましくは、例えば２３００Ｋ又は２７００Ｋなどの、２２００～４０００Ｋの範囲である。白色光は、好ましくは、少なくとも７５、より好ましくは少なくとも８０、最も好ましくは、例えば９０又は９２などの、少なくとも８５のＣＲＩを有する。
【0052】
ＬＥＤフィラメント１１０の封入材は、外部エネルギー励起下で光を放出するように構成されたルミネッセント材料を含んでもよい。ＵＶ／青色ＬＥＤ光は、ルミネッセント材料によって部分的に又は完全に吸収され、別の色、例えば緑色、黄色、橙色、及び／又は赤色の光に変換されてもよい。ルミネッセント材料は、例えば、無機蛍光体、有機蛍光体及び／又は量子ドット／ロッドを含んでもよい。
【0053】
図２ａ及び図２ｂは、ＬＥＤフィラメント構成１００の更なる実施形態を示す。図２ａ及び図２ｂのＬＥＤフィラメント構成１００が、図１に関連して説明されたＬＥＤフィラメント構成１００と同様に構成され得ることに留意されたい。理解を高めるために図１が参照される。図２ａは、Ｙ字形のＬＥＤフィラメント構成１００を示しており、図２ｂは、Ｘ字形のＬＥＤフィラメント構成１００を示している（図示されていないが、ＬＥＤフィラメント構成１００は、代替的にＫ字形状を有してもよい）。図２ａ及び図２ｂに示されるＬＥＤフィラメント１１０は、複数の枝部が設けられた実施形態を表している。見られるように、ＬＥＤフィラメント１１０は、異なる数の枝部１２０、１２１を備えてもよい。ＬＥＤフィラメント１１０の枝部１２０、１２１は、例えば、異なる角度及び方向に向けられてもよく、異なる長さであってもよい。
【0054】
図２ａに例示されるように、Ｙ字形のＬＥＤフィラメント１１０は、Ｙ字形状を依然として維持しながら、等しい長さ又は等しくない長さの枝部１２０、１２１を備えてもよい。
【0055】
図２ｂに示されるように、Ｘ字形状の対称的なＬＥＤフィラメント１１０が、ＬＥＤフィラメント１１０の上部と下部の両方に複数の端部が得られるように提供される。Ｘ字形のＬＥＤフィラメント１１０は、Ｘ字形のＬＥＤフィラメントの中心に分岐を有する４つの枝部１２０、１２１、１２２、１２３を備える。Ｘ字形のＬＥＤフィラメント１１０はまた、図２ａに関して論じられるＹ字形のＬＥＤフィラメント１１０と同じ様式で非対称であることができる。
【0056】
図３ａ及び図３ｂは、ＬＥＤ１３０のアレイ又は「チェーン」を備える、ＬＥＤフィラメント構成１００のＬＥＤフィラメント１１０の断面を概略的に示す。ＬＥＤは、複数のＬＥＤからなるアレイの放出線が枝部まで続くように、ＬＥＤフィラメント構成１００内に配置される。
【0057】
ＬＥＤ１３０のアレイは、隣接して配置された複数のＬＥＤ１３０を備えてもよく、ＬＥＤ１３０の各対の間に、それぞれの配線が設けられる。
【0058】
図３ａは、全てのＬＥＤ１３０が直列に接続される一実施形態を示している。
【0059】
図３ｂは、２つの枝部１２０、１２１を備えるＬＥＤフィラメント構成１００の一実施形態を示している。ＬＥＤ１３０のアレイの中の複数のＬＥＤが、ＬＥＤの組１３１、１３２、１３３として更に定義されてもよい。ここで、ＬＥＤフィラメント１１０は、ＬＥＤの組１３１、１３２が並列に接続される、ＬＥＤの個々の組１３１、１３２を備える。ＬＥＤフィラメント１１０の分岐していない部分のＬＥＤの組１３３が、枝部のＬＥＤの組１３１、１３２と直列に接続される。
【0060】
他の実施形態は、並列、直列又はそれらの任意の組み合わせで接続された、組又は個々のＬＥＤの更なる組み合わせを見てもよい。ＬＥＤフィラメントの構造は、例えば、ＬＥＤフィラメント構成１００の異なる部分を異なる光度にしてもよい。
【0061】
図４は、ＬＥＤフィラメント１１０の一部分１０５が、ＬＥＤフィラメント１１０の枝部１２０、１２１とは異なる色温度又は異なる光度である、ＬＥＤフィラメント構成１００の一実施形態を示す。ＬＥＤフィラメント１１０の他の部分又は部分の組み合わせが、異なる色温度又は光度を有するために構成され得ることが理解される。例えば、異なる色（温度）が、ＬＥＤフィラメント構成１００の異なる部分に、例えば、ＬＥＤフィラメント１１０の封入材内に、異なる色を放出するＬＥＤを使用することにより、かつ／又は異なるルミネッセント材料（例えば、赤色蛍光体又は黄色及び赤色蛍光体の組み合わせなどの蛍光体）を使用することにより、得られてもよい。
【0062】
図５は、ＬＥＤフィラメントユニット１４０の一実施形態の概略図を示す。図示されるように、ＬＥＤフィラメントユニット１４０は、物理的かつ電気的に接続している２つのＬＥＤフィラメント構成１００、１０１を備えてもよい。この例示的な図示では、ＬＥＤフィラメント１００、１０１の２つの端部分が接触しているが、他の構成も可能である。更に、ＬＥＤフィラメントユニット１４０は、任意の複数のＬＥＤフィラメント構成１００、１０１を備えてもよい。更に、ＬＥＤフィラメント１００、１０１は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント構成１００が、少なくとも１つの他のＬＥＤフィラメント構成１０１と物理的に接触している、任意の望ましい様式で配置されてもよい。
【0063】
図６ａ、図６ｂ及び図６ｃは、ｎ組のＬＥＤフィラメント１６０を備えるＬＥＤフィラメントデバイス１５０を概略的に示す。図示されるように、ＬＥＤフィラメント１６０の各組が、少なくとも１つの分岐したＬＥＤフィラメント１１０を備える。ＬＥＤフィラメント１６０の?（ｋ＋１）番目の組の分岐したＬＥＤフィラメント１１０は、ＬＥＤフィラメント１６０のｋ番目の組の分岐したＬＥＤフィラメント１１０の枝部を構成し、ｋは、ＬＥＤフィラメントの組を表し、ｋ＝１、２、・・・、ｎ－１である。結果として、ＬＥＤフィラメント１６０の組は、ツリー状構造内の層を表すものと理解されることができる。図６ａ、図６ｂ及び図６ｃに示されるように、この反復構造は、分岐したＬＥＤフィラメント１１０の各枝部が、新たなＬＥＤフィラメント１１０などに更に分岐した、ツリー状形状を形成する。図示されるように、軸線Ａに沿って延びるＬＥＤフィラメント１１０の長さＬは、様々な長さであってもよい。図６ａに示される実施形態では、長さＬは、ＬＥＤフィラメントデバイス１５０のツリー状形状におけるＬＥＤフィラメント１６０の各組について減少する。長さＬは、好ましくは２ｃｍ～１０ｃｍの範囲である。
【0064】
図６ｂは、ツリー状構造のＬＥＤフィラメント１６０の各組の長さＬが同じである同様のＬＥＤフィラメントデバイスを概略的に示す。
【0065】
図６ｃは、ツリー状構造のＬＥＤフィラメント１６０の各組の長さＬが増加する同様のＬＥＤフィラメントデバイスを概略的に示す。
【0066】
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図3a】
【図3b】
【図4】
【図5】
【図6a】
【図6b】
【図6c】
【国際調査報告】