本发明涉及一种发光二极管(led)灯丝，包括细长载体和被布置在细长载体的表面上的多个发光二极管。
背景技术：
1、已经努力制造基于固态的照明设备，例如基于发光二极管(led)的照明设备，例如关于光分布和/或色温方面模仿或类似于传统的白炽灯照明设备。在基于led的灯泡照明设备中，通常被称为“改型灯”，因为这些led灯常常被设计为具有传统白炽灯泡的外观，并且被安装在常规的插座中，等等，发光灯丝用一个或多个led代替。这种基于led的灯泡照明设备也可以被称为led灯泡。led灯泡可以例如包括一个或多个所谓的led灯丝，其中每个led灯丝可以包括彼此串联连接以形成发光灯丝的多个led。因此，为了美观和光分布的目的，这种led灯泡被设计为类似于具有可见光发射灯丝的传统白炽灯泡，但是具有led的高效率。
技术实现思路
1、这种发光二极管(led)灯泡在增加功能性、提高效率等方面得到改进。
2、鉴于以上所述，本发明的关注点是提供一种照明设备，该照明设备包括细长载体和被布置在细长载体的主表面上的多个led，该照明设备可以用于实现或实施如前所述的led灯泡，并且该照明设备与现有的led灯泡相比能够提供增加的功能性和/或提高的效率。
3、为了解决这个问题和其它问题中的至少一个，提供了一种根据独立权利要求的led灯丝。优选实施例由从属权利要求限定。
4、根据本发明的第一方面，提供了一种led灯丝。led灯丝包括多个led，该多个led被配置为在操作中发射具有在从420nm至490nm的蓝色波长范围、从380nm至420nm的紫色波长范围和/或从100nm至380nm的紫外波长范围内的主峰值波长的led光。led灯丝包括细长载体，该细长载体包括主表面，多个led被布置在该主表面上。led灯丝包括第一包封结构，该第一包封结构至少部分地包封多个led和主表面的至少部分。第一包封结构包括第一主体，该第一主体被布置为接收由多个led发射的led光中的至少一些led光(即，由多个led发射的光)，将其传送通过第一主体并且输出第一led光。led灯丝包括至少部分地包封第一包封结构的第二包封结构。第二包封结构包括第二主体，该第二主体被布置为接收第一led光中的至少一些第一led光，将其传送通过第二主体并且输出第二led光。第二主体包括一个或多个波长转换元件，该波长转换元件被配置为使得第二led光具有与第一led光不同的光谱光分布。第一包封结构的厚度(t1)大于第二包封结构的厚度(t2)乘以2。
5、因此，在整个应用中，第一包封结构的厚度可以被限定为t1，并且第二包封结构的厚度可以被限定为t2。
6、换句话说，tl>2t2。优选地tl>5t2，更优选地tl>8t2，最优选地tl>10t2。相对于第二包封结构的厚度，第一包封结构的厚度越大，led灯丝的效率越高。然而，tl与t2之间的比率不应当太大，因为led灯丝对传统白炽灯照明设备的模仿/相似性将会丧失。因此，根据本发明的实施例，优选地，tl<30t2，更优选地，tl<25t2，最优选地，tl<20t2。例如，t1可以在从5mm至15mm的范围内。例如，t2可以在从0.5mm至5mm的范围内。
7、如上所述，led光具有在420nm至490nm的蓝色波长范围、380nm至420nm的紫色波长范围和/或100nm至380nm的紫外波长范围内主峰值波长。因此，在本技术的上下文中，术语“光(light)”不限于可见光，而是至少涵盖紫外辐射，因此在本文中可以被称为“紫外光(ultraviolet light)”。
8、第二主体的一个或多个波长转换元件可以例如包括光致发光材料。
9、如上所述，第二主体包括一个或多个波长转换元件，该波长转换元件被配置为使得第二led光具有与第一led光不同的光谱光分布。由于借助于第二主体的一个或多个波长转换元件对穿过第二主体的led光的波长进行部分或完全转换，led光的光谱光分布由于其穿过第二主体而改变。第二led光的光谱光分布不同于第一led光的光谱光分布，因为第一led光的至少部件被转换为波长转换光。第二led光包括波长转换光。波长转换光优选地具有在绿色、黄色和/或红色波长范围内，例如在490nm至800nm的波长范围内的主峰值波长。
10、第一包封结构被配置为使得由第一主体输出的第一led光与由第一主体接收的由多个led发射的led光中的至少一些led光处于相同的光谱光分布中，或者基本上处于相同的光谱光分布中。第一包封结构或第一主体可能不包括或基本上不包括波长转换元件或材料。例如，第一包封结构或第一主体可以没有或基本上没有光转换元件或材料，诸如光致发光材料。第一包封结构或第一主体可以是透明的，并且被布置为在led光没有任何波长转换的情况下将led光传送通过其中。
11、细长载体可以被布置为使得其上被布置有led的主表面具有至少85％的反射率，例如至少90％或至少95％。可能地，led可以被布置在细长载体的主表面上，使得主表面的至多10％的表面积被led覆盖。
12、细长载体可以是透光的。
13、led灯丝可以被布置为使得细长载体的主表面上和/或主表面处的至少一些部件(例如，led)的布置在细长载体的与主表面相对的表面上被重复或镜像。
14、通过使第一包封结构的厚度大于第二包封结构厚度乘以2，led之间可以存在相对较大的距离(其中至少一些led可以被配置为发射例如蓝光)。这一点——并且特别是与具有至少85％的反射率的主表面和/或由led覆盖的主表面的至多10％的表面积相结合——可以促进或允许实现led灯丝的相对高效率(例如，通过由led发射的相对少的光和/或紫外光被led吸收)。
15、led灯丝包括被配置为发射例如蓝光、紫光和/或紫外光的led。例如，led中的一个或多个led可以被配置为发射蓝光，一个或多个led可以被配置为发射紫光，和/或led中的一个或多个led可以被配置为发射紫外光。蓝光可以是420nm至490nm波长范围内的光。紫光可以是380nm至420nm波长范围内的光。
16、led中的每个led或任何led可以是可控的，例如，关于打开和关闭led。led中的一组或多组led可以是单独可控的，例如，关于打开和关闭该组(一组或多组)的led。led灯丝可以包括控制器。控制器可以被配置为控制led的操作。控制器可以被配置为至少关于打开和关闭led中的每个led或任何led来控制led的操作。
17、例如，通过提供被配置为发射紫光和/或紫外光的led，物品的消毒可以通过使物品经受由led发射的紫光和/或紫外光来实现，例如医疗设施中的医疗器械和其它医疗器具，以减少病原体的传播并且防止疾病在个体之间传播。
18、第一包封结构和第二包封结构中的每个封闭结构或任何封闭结构可以包括密封剂或由密封剂构成。可能地，第一包封结构可以被称为第一密封剂，并且第二包封结构可以被称为第二密封剂。
19、第一包封结构或第二包封结构的厚度可以意指第一包封结构或第二包封结构在垂直于细长载体的主表面的方向上的厚度。
20、第一包封结构和第二包封结构中的至少一个封闭结构可以至少部分地被形成为层。可能地，第一包封结构和/或第二包封结构可以包括层或者由层构成。第一包封结构的厚度可以例如被限定为层的厚度或者被形成为层的第一包封结构的至少部件的厚度，或者被限定为层的平均厚度或者横跨第一包封结构或第一主体的主表面被形成为层的第一包封结构的至少部件的平均厚度。第二包封结构的厚度可以被限定为层的厚度或者被形成为层的第二包封结构的至少部件的厚度，或者被限定为层的平均厚度或者横跨第二包封结构或第二主体的主表面被形成为层的第二包封结构的至少部件的平均厚度。
21、例如，第一包封结构可以至少部分地被形成为层，该层的厚度可以在从5mm至15mm范围内。所获得的效果是led灯丝的改进的效率，而其仍然模仿或类似于传统白炽照明设备的灯丝。发明人已经发现，与第二包封结构的厚度相比，通过增加第一包封结构的厚度可以改进效率。
22、第二包封结构可以被图案化。例如，第二包封结构可以包括一个或多个开口、孔或孔径等。一个或多个开口、孔、孔径等中的每个或任何可以允许第一led光中的一些第一led光被从led灯丝发射，而无需首先被传送通过第二主体。例如，由led发射的led光的部件可以被从led灯丝发射，而无需首先被传送通过第二主体(并且因此没有通过或被第二主体的波长转换元件传送)。通过这种方式，可以提高led灯丝的效率(例如，通过由led发射的相对少的led光被led吸收)。此外，它可以有助于实现led灯丝的装饰性外观，例如盘绕的外观。
23、第二包封结构可以包括一根或多根线，例如光致发光线，该线可以被缠绕在第一包封结构的至少部件或部分，并且也可能被缠绕在细长载体的至少部件或部分。
24、作为示例，第二包封结构可以至少部分地被形成为螺旋或螺线，例如三维螺旋或螺线。第二包封结构可以至少部分地被形成为螺旋或螺线，其优选地具有至少三个绕组，更优选地至少七个绕组，并且最优选地至少十个绕组。例如，第二包封结构可以至少部分地被形成为围绕细长载体的至少部件或部分和第一包封结构的至少部件或部分的螺旋或螺线。可能地，第二包封结构可以包括螺旋或螺线或由螺旋或螺线构成。
25、螺旋或螺线可以具有多个绕组，这些绕组可以至少部分地构成第二主体。绕组中的至少一些绕组可以被间隔开，使得间隙被形成在相邻绕组之间。间隙中的每个间隙可以允许第一led光中的一些第一led光和/或紫外光被从led灯丝发射，而无需首先被传送通过第二主体。间隙中的每个间隙或任何间隙可以具有长度g。绕组中的每个绕组或任何绕组可以具有垂直于绕组的纵向方向的横向圆形横截面，其中横截面可以具有直径d。以下情况可以成立：0.5d<g<2d。例如，借助于间隙，由led发射的光的部件可以被从led灯丝发射，而没有首先被传送通过第二主体(并且因此没有通过或被第二主体的波长转换元件传送)。通过这种方式，可以提高led灯丝的效率(例如，通过由led发射的相对少的led光被led吸收)。
26、可以至少部分地由螺旋或螺线的多个绕组构成的第二主体可以例如包括黄色和红色磷光体以及任选的蓝色磷光体。
27、在第二包封结构至少部分地被形成为围绕细长载体的至少部件或部分和第一包封结构的至少部件或部分的螺旋或螺线，或者包括螺旋或螺线或由螺旋或螺线构成的情况下，第二包封结构的厚度可以被限定为螺旋或螺线的外径与内径之间的差，或者被限定为沿着螺旋或螺线的纵向轴线(备选地可以被称为螺旋或螺线轴线)截取的螺旋或螺线的外径与内径之间的差的平均值。
28、第二主体的一个或多个波长转换元件，以及可能地，led可以被配置为使得第二led光包括黄光和红光，但是可能没有蓝光，或者基本上没有蓝光(例如，使得小于5％的第二led光具有在从420至490nm的蓝色波长范围内的主峰值波长)。例如，第二主体的一个或多个波长转换元件可以包括黄色和红色磷光体。
29、第二主体的一个或多个波长转换元件，以及可能地，led可以被配置为使得第二led光包括黄光、红光和蓝光。例如，第二主体的一个或多个波长转换元件可以包括黄色、红色和蓝色磷光体。
30、多个led可以包括至少一个第一led和至少一个第二led。第一led中的每个第一led可以被配置为发射蓝光。第二led中的每个第二led可以被配置为发射紫光或紫外光。根据一个示例，多个led可以由被配置为发射蓝光的一个或多个led和被配置为发射紫光的一个或多个led组成。根据另一个示例，多个led可以由被配置为发射蓝光的一个或多个led和被配置为发射紫外光的一个或多个led组成。
31、led中的至少一些led可以以二维阵列被布置在主表面上(例如，从主表面上方看)，使得led中的至少一些led沿着细长载体的纵向方向和沿着垂直于纵向方向的方向被分布。在纵向方向和垂直于纵向方向的方向中的至少一个方向上的二维阵列中的相邻led之间的距离可以(i)大于沿着纵向方向和垂直于纵向方向的方向中的一个方向的led的长度乘以2，并且(ii)小于第一包封结构的厚度。将led中的至少一些led布置成这种二维阵列会造成相邻发光二极管之间的距离相对较大。这一点——特别是与具有至少85％反射率的主表面相结合——还可以有助于实现led灯丝的相对高效率(例如，通过由led发射的相对少的光和/或紫外辐射被led吸收)。
32、led灯丝(或例如，其led)可以被布置为使得从led灯丝发射的光具有小于2500k的相关色温(cct)
33、led中的一些led可以被配置为发射蓝光，并且那些led可以被分布在如前所述的二维阵列中。通过将led中的至少一些led以如前所述的二维阵列布置，并且通过被从led灯丝发射的光的cct小于2500k，被配置为发射分布在二维阵列中的蓝光的led对于观察者的裸眼可以是不可见的。
34、细长载体例如可以是柔性的。
35、led灯丝可以包括第三包封结构，该第三包封结构可以至少部分地包封第二包封结构。第三包封结构可以包括第三主体，该第三主体被布置为接收第二led光中的至少一些第二led光，将其传送通过第三主体并且输出第三led光。第三主体可以包括一个或多个波长转换元件，该波长转换元件被配置为使得第三led光具有与第二led光不同的光谱光分布。这种第三包封结构还可以有助于实现led灯丝的相对高效率(例如，通过由led发射的相对少的led光被led吸收)。第三led光的光谱光分布不同于第二led光的光谱光分布，因为第二led光的至少部件被转换为波长转换光。第三led光包括波长转换光。
36、第三包封结构可以包括密封剂。可能地，第三包封结构可以被称为第三密封剂。
37、第二主体的一个或多个波长转换元件，以及可能地，led可以被配置为使得第三led光包括红光，并且第三主体的一个或多个波长转换元件可以被配置为使得第三led光包括黄光和/或红光。例如，第二主体的一个或多个波长转换元件可以包括红色磷光体，并且第三主体的一个或多个波长转换元件可以包括黄色磷光体和/或红色磷光体。
38、第三主体可以包括光散射颗粒，该光散射颗粒例如可以提供led灯丝的关闭状态白色外观。备选地或附加地，第一主体可以包括光散射颗粒。
39、根据本发明的第二方面，提供了一种led灯。led灯包括根据本发明的第一方面的至少一个led灯丝。led灯可以包括基座，该基座可以被配置为将led灯电连接和机械连接到灯具，例如连接到灯具的插座。led灯可以包括透射灯罩，该透射灯罩可以被联接到基座，并且可以至少部分地包封至少一个led灯丝。备选地，所述led灯可以包括根据本发明的第一方面的至少一个led灯丝。
40、因此，在实施例中，led灯包括多个根据本发明的第一方面的led灯丝。多个led灯丝可以相对于彼此以空间关系被布置，例如彼此平行，或者例如相对于彼此歪斜一定角度，或者例如朝向或从共同的起始点或共同的起始线/轮廓延伸。根据本发明的第一方面，具有多个这种led灯丝可以是有利的，因为第一led灯丝的第一led光可以照亮第二led灯丝的第二主体，并且从而仍然至少部分地被转换为第二led光，从而改进效率，而维持led灯丝的照明外观。
41、在本技术的上下文中，光致发光材料应当被理解为在其吸收光子后能够从该材料中发光的任何材料。可以与本发明的实施例结合使用的光致发光材料的示例可以例如包括至少一种磷光体或者若干种不同磷光体的混合物或聚集体，和/或量子限域结构。在本技术的上下文中，术语“量子限域结构(quantum confinement structure)”应当被理解为例如量子阱、量子点、量子棒或纳米线。量子阱是仅具有离散能量值的势阱，并且可以通过在两层具有较宽带隙的材料(如砷化铝或氮化镓)之间夹入砷化镓或氮化镓铟等材料而在半导体中形成。量子点(或棒，或纳米线)是半导体材料的小晶体，一般具有仅几纳米的大小，例如宽度、半径或直径。当被入射光激发时，量子点发射的光的颜色由晶体的大小和材料决定。因此，可以通过调整量子点的大小和/或材料来产生特定颜色的光。大多数已知的在电磁光谱的可见光范围内发射的量子点是基于硒化镉(cdse)，其具有一个壳(或多个壳)，诸如硫化镉(cds)和硫化锌(zns)。也可以使用不含镉的量子点，诸如磷化铟(inp)和铜铟硫化物(cuins2)和/或银铟硫化物(agins2)。量子点一般具有非常窄的发射带，并且因此可以提供饱和色。此外，可以通过调整量子点的大小来调节发射光的颜色。应当理解，只要量子限域结构具有适当的波长转换特性，任何类型的量子限域结构均可以用于本发明的实施例中。然而，出于环境安全和考虑的原因，优选使用无镉的量子限域结构或至少具有相对低镉含量的量子限域结构。
42、第二包封结构或第二包封结构的主体(例如，第二主体)可以包括被配置为传递热量的导热填料。例如，热量可以从第一包封结构传递到周围环境。因此，这种配置是有利的，特别是如果围绕第一封闭结构盘旋的话，因为第二包封结构(或第二包封结构的主体)可以提供增加的暴露于周围环境的表面积，用于热量传递。此外，第二包封结构(或第二包封结构的主体)因此可以包括波长转换元件并且提供所述转换的光，而由于也在所述第二包封结构(或第二包封结构的主体)内的导热填料而具有改进的散热功能。
43、前面提到的控制器(其备选地可以被称为控制单元、控制设备等)可以例如包括或由任何合适的中央处理单元(cpu)、微控制器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等或它们的任意组合构成。控制器可以任选地能够实行被存储在计算机程序产品中的软件指令，例如以存储器的形式。该存储器例如可以是读写存储器(ram)和只读存储器(rom)的任意组合。存储器可以包括永久存储器，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或远程安装的存储器，或者它们的任意组合。
44、led灯丝可以提供led灯丝光，并且包括可以以线性阵列被布置的多个发光二极管(led)。优选地，led灯丝具有长度l和宽度w，其中l>5w。led灯丝可以以直线配置或非直线配置(例如曲线配置、2d/3d螺旋或螺旋线)被布置。优选地，led被布置在细长载体(诸如如上所述的细长载体)上，比如衬底，其可以是刚性的(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制成，例如薄膜或箔)。
45、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，优选地透明的。
46、led灯丝可以包括至少部分地覆盖多个led的至少部件的密封剂。可以被视为本文所描述的第一包封结构的示例的密封剂也可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。密封剂可以是柔性的聚合物材料，诸如硅树脂。此外，led可以被布置用于发射例如不同颜色或光谱的led光。密封剂可以包括发光材料，该发光材料被配置为至少部分地将led光转换为转换光。发光材料可以是磷光体，诸如无机磷光体和/或量子点或量子棒。
47、led灯丝可以包括多个子灯丝。
48、led中的每个led或任何led可以例如包括无机led和/或有机led(有机led)，或者由无机led和/或有机led构成。固态发光器是相对成本有效的光源，因为它们通常相对便宜，并且具有相对高的光效率和相对长的寿命。led的示例包括半导体、有机或聚合物/聚合led、光泵磷光体涂覆led、光泵纳米晶体led或本领域技术人员容易理解的任何其它类似设备。例如，术语led可以涵盖被布置在壳体中的裸led管芯，其可以被称为led封装。根据另一个示例，术语led可以涵盖芯片级封装(csp)led，其可以包括被直接附接到诸如pcb的衬底的led管芯，而不经由子底座。术语led可以例如涵盖激光二极管，因为激光二极管是发光的二极管。
49、本发明的其它目的和优势将在下面借助于示例性实施例进行描述。应当注意，本发明涉及权利要求中列举的特征的所有可能的组合。当研究所附权利要求和本文中的描述时，本发明的进一步的特征和优势将变得显而易见。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可以被组合以产生除了本文所描述的实施例之外的实施例。
1.一种发光二极管led灯丝(1)，包括：
2.根据权利要求1所述的led灯丝，其中所述第一包封结构至少部分地被形成为层，并且其中tl在5mm至15mm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的led灯丝，其中所述第二包封结构至少部分地被形成为螺旋或螺线，所述螺旋或所述螺线具有至少部分地构成所述第二主体的多个绕组(10)，其中所述绕组中的至少一些绕组被间隔开，使得间隙(11)被形成所述绕组中的相邻绕组之间，其中所述间隙中的每个间隙允许所述第一led光中的一些第一led光从所述led灯丝发射，而无需首先被传送通过所述第二主体。
4.根据权利要求3所述的led灯丝，其中所述间隙中的每个间隙具有长度g，并且所述绕组中的每个绕组具有垂直于所述绕组的纵向方向的横向圆形横截面，所述横截面具有直径d，其中0.5d<g<2d。
5.根据权利要求3或4所述的led灯丝，其中所述第二包封结构至少部分地被形成为具有至少三个绕组的螺旋或螺线。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的led灯丝，其中所述第一包封结构被配置为使得由所述第一主体输出的所述第一led光与由所述第一主体接收的由所述多个led发射的所述led光中的所述至少一些led光处于相同的光谱光分布中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的led灯丝，其中所述led和所述第二主体的所述一个或多个波长转换元件被配置为使得所述第二led光包括黄光和/或红光，但是不包括蓝光。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的led灯丝，其中所述led和所述第二主体的所述一个或多个波长转换元件被配置为使得所述第二led光包括黄光、红光和蓝光。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的led灯丝，其中所述多个led包括至少一个第一led和至少一个第二led，其中所述至少一个第一led被配置为发射蓝光，其中所述至少一个第二led被配置为发射紫光或紫外光。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的led灯丝，其中所述led中的至少一些led以二维阵列被布置在所述主表面上，使得所述led中的所述至少一些led沿着所述细长载体的纵向方向和沿着垂直于所述纵向方向的方向被分布，其中在所述纵向方向和垂直于所述纵向方向的所述方向中的至少一个方向上的所述二维阵列中的相邻led之间的距离(i)大于沿着所述纵向方向和垂直于所述纵向方向的所述方向中的所述一个方向的所述led的长度乘以2，并且(ii)小于所述第一包封结构的所述厚度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的led灯丝，还包括：
12.根据权利要求11所述的led灯丝，其中所述第二主体的所述led和所述一个或多个波长转换元件被配置为使得所述第三led光包括红光，并且所述第三主体的所述一个或多个波长转换元件被配置为使得所述第三led光包括黄光和/或红光。
13.根据权利要求11或12所述的led灯丝，其中所述第三主体包括光散射颗粒。
14.一种发光二极管led灯(20)，所述led灯包括：
