JP2024505425A - Ledフィラメントの連続的な列を有するledストリップ - Google Patents

Ledフィラメントの連続的な列を有するledストリップ Download PDF

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Abstract

本発明は、細長いLEDフィラメントユニット1100を有するLEDフィラメントデバイス1000であって、前記細長いLEDフィラメントユニット1100が、フィラメントユニット光1101を生成するよう構成され、前記細長いLEDフィラメントユニット1100が、LEDフィラメント400のn1個のセット1150を有し、前記LEDフィラメント400のn1個のセット1150が、電気的に結合され、前記LEDフィラメント400のn1個のセット1150が、線形アレイ状に構成され、n1≧2であり、LEDフィラメント400の各セット1150が、少なくとも2つの電気的に逆並列に構成されるLEDフィラメント400を有し、前記LEDフィラメント400が、フィラメント光401を生成するよう構成され、各LEDフィラメント400が、n2個の固体ベースの光生成デバイス100を有し、前記固体ベースの光生成デバイス100が、電気的に結合され、前記固体ベースの光生成デバイス100が、デバイス光101を生成するよう構成され、前記LEDフィラメント400に対するn2が、≧4の範囲から選択され、結合される前記固体ベースの光生成デバイス100のうちの1つ以上が、光透過性材料を含む封止材160で少なくとも部分的に封止されるLEDフィラメントデバイス1000を提供する。

Description

本発明は、LEDフィラメントデバイス、及びこのようなLEDフィラメントデバイスを有する光生成デバイスに関する。
LEDストリップは、当技術分野においては知られている。例えば、US2017030536は、間隔を置いて次々に配設される発光ダイオードを含むモジュールを有する可撓性LEDストリップであって、各モジュールの発光ダイオードが、1つの回路基板上で、各々、他の電子部品と共に、電気的に相互接続され、LEDストリップが、モジュールの電気的機能を損なうことなくモジュールの間で切断されることができ、各モジュールが、電源がモジュールに接続されることができる少なくとも1つの接点領域を有し、各モジュールが、電源がモジュールに接続されることができる少なくとも1つの接点領域を有し、全ての回路基板セクションが、可撓性エンクロージャ内に取り付けられ、各モジュールの少なくとも1つの接点領域が、エンクロージャを通って延在し、エンクロージャの外部で電気的に接触されることができる可撓性LEDストリップについて記載している。
US2017/023204A1は、ベースボードの長手方向軸の対向する端部にある第1端部及び第2端部と、上面とを備える細長いベースボードを有する電球を開示している。発光ダイオードの複数の列が、ベースボードの長手方向軸に平行に、第1端部と第2端部との間に配設される。電力を受け取るための口金が設けられる。波長変換材料を含む半透明封止部であって、発光ダイオードを覆い、ベースボードの上面を覆う半透明封止部が設けられる。発光ダイオードに電力を供給するための第1電源リード線及び第2電源リード線が設けられる。ベースボード、発光ダイオード及び電源リード線を収容するハウジングであって、口金に取り付けられるハウジングが設けられる。
DE102015120085A1は、担体要素の第1の側に第1直列LEDストリングを備え、担体要素の第2の側に第2直列LEDストリングを備える担体要素を有するLEDフィラメントを備えるレトロフィットランプを開示している。
LEDストリップは、例えば、コーブ照明、棚照明、家具/台所/ボート/スイミングプール/に組み込まれる装飾照明、(装飾照明を兼ねることができる)階段又は手すりを目立たせる安全照明などのために適用され得る。これらのLEDストリップは、間接照明効果のために使用されることがあり、即ち、LED光源自体は、直には見えない。LEDが、直接、又は反射を介して、見え得る場合、一連の個別の光点ではなく、連続した光源の印象を与えることが望ましい場合があることから、LEDは、個々のLEDを一体化させて連続した線状光源にするよう、拡散層によって覆われることがある。このような拡散器の不利な点は、組み込み深さ(build-in depth)の増大、及び効率を低下であり得る。
従って、代替LEDフィラメントデバイスを提供することが、本発明の或る態様であり、前記代替ルミネッセンス要素は、好ましくは、更に、上記の不利な点のうちの1つ以上を少なくとも部分的に取り除く。本発明は、従来技術の不利な点のうちの少なくとも1つを解消若しくは改善すること、又は有用な代替手段を提供することを目的とし得る。
本発明は、第1態様においては、(細長い)LEDフィラメントユニットを有するLEDフィラメントデバイスであって、前記(細長い)LEDフィラメントユニットが、(動作中、)フィラメントユニット光を生成するよう構成されるLEDフィラメントデバイスを提供する。特に、前記細長いLEDフィラメントユニットは、LEDフィラメントのn1個のセットを有してもよい。実施形態においては、前記LEDフィラメントのn1個のセットは、電気的に結合されてもよい。更に、実施形態においては、前記LEDフィラメントのn1個のセットは、線形アレイ状に構成されてもよい。特に、実施形態においては、n1≧2である。更に、特に、LEDフィラメントの各セットは、(少なくとも)2つの電気的に逆並列に構成されるLEDフィラメントを有してもよい。特に、実施形態においては、前記LEDフィラメントは、(動作中、)フィラメント光を生成するよう構成される。更に、特定の実施形態においては、各LEDフィラメントは、n2個の固体ベースの光生成デバイスを有してもよい。特に、実施形態においては、前記固体ベースの光生成デバイスは、電気的に結合される。実施形態においては、前記固体ベースの光生成デバイスは、(動作中、)デバイス光を生成するよう構成される。特に、実施形態においては、(それぞれの)前記LEDフィラメントに対するn2は、≧2の範囲から、特に≧4の範囲から選択されてもよい。更に、実施形態においては、結合される前記固体ベースの光生成デバイスのうちの1つ以上が、光透過性材料を含む封止材(encapsulant)で少なくとも部分的に封止(encapsulate)されてもよい。それ故、本発明は、特に、実施形態においては、細長いLEDフィラメントユニットを有するLEDフィラメントデバイスであって、前記細長いLEDフィラメントユニットが、フィラメントユニット光を生成するよう構成され、(a)前記細長いLEDフィラメントユニットが、LEDフィラメントのn1個のセットを有し、前記LEDフィラメントのn1個のセットが、電気的に結合され、前記LEDフィラメントのn1個のセットが、線形アレイ状に構成され、n1≧2であり、LEDフィラメントの各セットが、(少なくとも)2つの電気的に逆並列に構成されるLEDフィラメントを有し、(b)前記LEDフィラメントが、フィラメント光を生成するよう構成され、各LEDフィラメントが、n2個の固体ベースの光生成デバイスを有し、前記固体ベースの光生成デバイスが、電気的に結合され、前記固体ベースの光生成デバイスが、デバイス光を生成するよう構成され、前記LEDフィラメントに対するn2が、≧4の範囲から選択され、(c)結合される前記固体ベースの光生成デバイスのうちの1つ以上が、光透過性材料を含む封止材で少なくとも部分的に封止されるLEDフィラメントデバイスを提供する。
このようなLEDフィラメントデバイスでは、光の本質的に連続した線を供給し得る細長い照明デバイスを提供することが可能であり得る。更に、このようなLEDフィラメントデバイスでは、例えば巻いたもの(roll)として提供され得る、可撓性の(且つ/又は曲げられる(bendable))LEDフィラメントユニットを提供することが可能であり得る。更に、このようなLEDフィラメントデバイスでは、隅に構成され得る、及び特定の隅に嵌り得る、及び/又は隅を規定する壁要素に容易に付着し得るLEDフィラメントデバイスを提供することが可能であり得る。
前記細長いフィラメントは、コンパクトであり得る。このことは、コンパクトなコーブ(cove)又は壁龕(niche)への組み込み、及びインテリア又は家具の対象物(object)への埋め込みを可能にする。更に、実施形態においては、全方向性の連続照明は、前記細長いフィラメントを、(上部において取り付けられ、随意に、下部に幾らかの重みがある)吊り下げ式にすること、又は部屋を横切る2つの取り付け箇所の間に架け渡すことも可能にし得る。更に、実施形態においては、連続的なライン照明は、更に、装飾又は看板用途のためのコンパクトなソリューション(コンパクトな「ネオンライト」)を可能にすることができる。この目的のために、(可撓性の且つ/又は曲げられる)前記フィラメントは、実施形態においては、線形支持形状に取り付けられてもよく、又はその代わりに、実施形態においては、(場合によっては電極を兼ねる)構造に曲げられる線形担体を加えることによって前記フィラメントの可撓性が制限されてもよい。別の用途は、実施形態においては、(例えば、病院において、夜間に位置確認を容易にするために、例えば、ベッドの下又はドア枠の周りに)方向照明(orientation light)を供給することであり得る。このような方向照明は、直視型のものであってもよく、又はドア若しくは家具の枠に埋め込まれたフィラメントで間接光を供給するものであってもよい。
前記LEDフィラメントデバイスは、細長いLEDフィラメントユニットを有する。「LEDフィラメントユニット」という用語は、1つ以上のLEDフィラメントユニットを指すことがある。前記LEDフィラメントデバイスによって複数のLEDフィラメントユニットが含まれる場合、2つ以上のLEDフィラメントユニットが同じであってもよく、又は2つ以上のLEDフィラメントユニットが異なってもよい。それらが同じである場合、光(フィラメントユニット光(下記も参照))のスペクトルパワー分布は本質的に同じであり得る。更に、前記LEDフィラメントユニットは、本質的に同一のLEDフィラメント、及び本質的に同じ構成の前記LEDフィラメントを有してもよい。随意に、前記LEDフィラメントデバイスは、前記細長いLEDフィラメントユニットとは異なる他のタイプの光源を有してもよい。前記LEDフィラメントデバイスは、前記LEDフィラメントデバイスの動作中、LEDフィラメントデバイス光を供給するよう構成される。動作モードにおいて、このLEDフィラメントデバイス光は、1つ以上のLEDフィラメントユニットのうちの1つ以上のフィラメントユニット光を含んでもよい。特定の実施形態においては、このLEDフィラメントデバイス光は、本質的に、1つ以上のLEDフィラメントユニットのうちの1つ以上のフィラメントユニット光から成っていてもよい。「LEDフィラメントデバイス光」という用語は、前記LEDフィラメントデバイスから脱出する光を指す。「LEDフィラメントデバイス」という用語の代わりに、「LEDフィラメントベースのデバイス」という用語も適用され得る。以下では、本発明は、特に単一のLEDフィラメントに関連して説明されている。
前記LEDフィラメントデバイスは、制御システムを更に有してもよい。前記制御システムは、前記フィラメントユニット光の(及び/又は前記LEDフィラメントデバイス光の)スペクトルパワー分布を制御するよう構成されてもよい。更に下記も参照されたい。
上記のように、前記細長いLEDフィラメントユニットは、前記LEDフィラメントユニットの動作中、フィラメントユニット光を生成するよう構成される。「フィラメントユニット光」という用語は、前記フィラメントユニットから脱出する光を指す。
特に、前記LEDフィラメントデバイスは、複数のLEDフィラメントを有する。特に、前記LEDフィラメントユニットによって前記LEDフィラメントが含まれる。特定の実施形態においては、前記細長いLEDフィラメントユニットは、LEDフィラメントのn1個のセットを有する。
基本的に、実施形態においては、LEDフィラメントは、単一のユニットとして設けられる、互いから距離を置いて構成される固体ベースの光生成デバイスのアレイを有してもよい。実施形態においては、前記距離は、相対的に小さくてもよい。
特定の実施形態においては、前記固体ベースの光生成デバイスは、支持体上で利用可能であってもよい。前記支持体は、実施形態においては、可撓性のものであってもよい。実施形態においては、前記支持体は、可撓性PCBであってもよい。前記支持体は、実施形態においては、曲げられるものであってもよい。実施形態においては、前記支持体は、曲げられるPCBであってもよい。実施形態においては、前記支持体は、塑性変形可能又は弾性変形可能であってもよい。実施形態においては、前記支持体は、光透過性であってもよい。前記支持体は、実施形態においては、(金属)リード線及び樹脂(材料)のうちの1つ以上を有してもよい。特定の実施形態においては、前記支持体は、可撓性の且つ/又は曲げられるPCBを有してもよい。特定の実施形態においては、前記支持体は、ポリマ支持体、例えば、ポリイミド支持体を有してもよい。特定の実施形態においては、前記支持体は、光透過性ポリマ支持体を有してもよい。実施形態においては、前記支持体は、ホイル(foil)を有してもよい。この支持体は、「LEDフィラメント支持体」又は「光生成デバイス支持体」と示されることがある。従って、実施形態においては、前記LEDフィラメントは、(i)前記固体ベースの光生成デバイス及び(ii)電気導体のうちの1つ以上を支持するよう構成されるLEDフィラメント支持体又は光生成デバイス支持体を有してもよい。
(特にLEDフィラメントの)特定の実施形態においては、前記固体ベースの光生成デバイスは、少なくとも部分的に封止材に埋め込まれる。特に、前記封止材は、光透過性材料を有してもよい。実施形態においては、前記封止材は、樹脂を有してもよい。前記樹脂は、特定の実施形態においては、散乱粒子及び/又はルミネッセンス材料を有してもよい。特に、実施形態においては、前記封止材は、前記固体ベースの光生成デバイス及び/又は前記支持体を完全に囲んでもよく、前記封止材は、前記固体ベースの光生成デバイスを完全に囲んでもよい。
実施形態においては、前記LEDフィラメントは、固体ベースの光生成デバイスの1Dアレイ又は2Dアレイを有してもよい。従って、実施形態においては、前記LEDフィラメントは、1乃至3列などの、1又は2列のような、1乃至4列の固体状態ベースの光生成デバイスを有してもよい。1つ以上の列の各々が、複数の固体ベースの光生成デバイスを有してもよい。この数は、本明細書においては、n2と示される。特に、n2は、少なくとも2であるが、一般に、少なくとも4のような、少なくとも8などの、実施形態においては少なくとも16のような、より大きい数である。特定の実施形態においては、n2は、8乃至400などの、4乃至4000の範囲から選択され得るが、より大きな数が可能であることもある。特に、n2≧8である。更に、特定の実施形態においては、16≦n2≦80などの、8≦n2≦100である。特に、実施形態においては24≦n2≦32のような、実施形態においては16≦n2≦40である。
上記から導き出され得るように、前記固体ベースの光生成デバイスの1Dアレイ又は2Dアレイは、(少なくとも部分的に)封止材によって封止され得る。
列内の固体ベースの光生成デバイス間の相互距離は、相対的に小さくてもよい。それらは、実施形態においては、触れることさえある。従って、実施形態においては、(同じLEDフィラメントによって含まれる)隣接する固体ベースの光生成デバイスは、0乃至3mmなどの、0乃至4mmの範囲から選択される最短距離(d1)を有してもよい。特に、実施形態においては、(同じLEDフィラメントによって含まれる)隣接する固体ベースの光生成デバイスは、特定の実施形態においては0乃至1mmなどの、0乃至2mmの範囲から選択される最短距離(d1)を有してもよい。前記LEDフィラメントは、フィラメント長さ及び円相当径を有することがある。前記円相当径は、前記フィラメント長さに対して垂直に規定され得る。前記円相当径は、幅及び高さの代わりに使用され得るが、随意に、特定の実施形態においては、前記幅及び前記高さも、前記円相当径の代わりに使用され得る。
(不規則な形状の)2次元形状の円相当径(又はECD)は、相当面積の円の直径である。例えば、辺aを備える正方形の円相当径は、2*a*SQRT(1/π)である。円の場合、直径は円相当径と同じである。xy平面内の、直径Dを備える円が、領域のサイズを変えずに、(前記xy平面内で)任意の他の形状に歪まされる場合には、その形状の円相当径はDとなる。
長さは、前記幅又は前記高さよりも大きくてもよい。特に、前記LEDフィラメントは、少なくとも5のような、少なくとも10などの、少なくとも2の、前記長さ及び前記円相当径のアスペクト比を有してもよい。一般的に、前記LEDフィラメントは、10乃至10000の範囲から選択されるような、少なくとも10の、長さ及び幅の、並びに長さ及び高さの、又は長さ及び円相当径の、アスペクト比を有してもよい。異なるフィラメントの前記アスペクト比は、特定の実施形態においては、異なる場合があるが、実施形態においては、前記アスペクト比は、本質的に同じである場合がある。フィラメントの場合、前記長さ及び前記幅の前記アスペクト比と、前記長さ及び前記高さの前記アスペクト比とが、異なることがあることに留意されたい。
それ故、前記LEDフィラメントは細長くてもよい。特に、前記細長いLEDフィラメントユニットは、複数の(このような細長い)LEDフィラメントを有する。従って、前記LEDフィラメントユニットも細長くてもよい。特に、実施形態においては、前記LEDフィラメントのn1個のセットは、線形アレイ状に、特に1Dアレイ状に構成されてもよい。これは、特に、細長いLEDフィラメントユニットをもたらし得る。
実施形態においては、LEDフィラメントの前記線形アレイは、k*p個のLEDの1D又は2Dアレイであってもよく、kは、実施形態においては、1乃至3などの、1乃至2のような、実施形態においては1又は実施形態においては2などの、1乃至4の範囲から選択されてもよく、pは、(k<4の場合)特に少なくとも4の範囲から選択されるような、少なくとも6のような、少なくとも8などの、kより大きい範囲から選択されてもよい。特に、kは、1などの、1又は2であってもよく、pは、少なくとも8のような、少なくとも4であってもよい。特定の実施形態においては、p=2*n1である。従って、特定の実施形態においては、全てのセットが、線形1Dアレイ状に構成されてもよい。それ故、このようなやり方においては、前記LEDフィラメントユニットは、このようにして、細長くなり得る。従って、本明細書においては、前記LEDフィラメントユニットは、細長いLEDフィラメントユニットと示されることもある。
前記LEDフィラメントに関しては、実施形態においては、前記LEDフィラメントは、少なくとも10mmなどの、少なくとも約5mmの長さを有してもよい。更に、実施形態においては、前記LEDフィラメントは、最大150mmなどの、最大約100mmなどの、最大約200mmの長さを有してもよい。特に、前記長さは、5乃至100mmの範囲から選択されてもよい。前記LEDフィラメントは、第1長さ(L1)を持つ長さ軸を有し得る。特に、前記固体ベースの光生成デバイスは、前記LEDフィラメントの前記第1長さ(L1)にわたって、前記支持体上に配設される。
幅、高さ、直径、又は円相当径は、少なくとも約0.5mmなどの、少なくとも約0.3mmの範囲から選択されてもよい。更に、幅、高さ、直径、又は円相当径は、最大約5mmなどの、最大約10mmの範囲から選択されてもよい。特に、幅、高さ、直径、又は円相当径は、0.5乃至3mmの範囲から選択されてもよい。
前記LEDフィラメントは、2つの電気接点を有してもよく、前記2つの電気接点は、実施形態においては、前記LEDフィラメントの両端に構成されてもよい。特に、前記2つの電気接点の間の距離は、前記LEDフィラメントの長さの少なくとも90%のような、前記LEDフィラメントの長さの少なくとも80%であってもよい。
前記LEDフィラメントは、可撓性のものであってもよく、且つ/又は曲げられるものであってもよい。他の実施形態においては、前記LEDフィラメントが、可撓性のものであり得るか否か、及び/又は曲げられるものであり得るか否かにかかわらず、前記LEDフィラメントは、約50mmまでなどの、実施形態においては約20mmまでのような、約100mmまでの長さを有してもよい。このことは、前記LEDフィラメントユニットを、巻いたものとして提供すること、又は前記LEDフィラメントユニットを、湾曲した若しくは角度のある構成に構成することを容易にし得る。特定の実施形態においては、前記LEDフィラメントは、塑性変形可能又は弾性変形可能であってもよい。特定の実施形態においては、前記LEDフィラメントは、鉄線が曲げられることができるように、角の周りで、又は装飾的な形状に、曲げられ得る。
上記のように、前記LEDフィラメントデバイスは、LEDフィラメントデバイス光を供給するよう構成されてもよい。更に、前記LEDフィラメントユニットは、LEDフィラメントユニット光を生成するよう構成されてもよい。従って、前記LEDフィラメントデバイス光は、1つ以上のLEDフィラメントユニットの光を有してもよい。
前記LEDフィラメントユニットは、複数のLEDフィラメントを有する。前記LEDフィラメントは、1つ以上の動作モードにおいてフィラメント光を生成するよう構成される。従って、前記LEDフィラメントユニット光は、1つ以上のLEDフィラメントの光を有してもよい。
前記LEDフィラメントユニットは、主電気接点を有してもよく、前記主電気接点は、特に、前記細長いLEDフィラメントの或る端部に構成されてもよい。
前記LEDフィラメント光は、光源光及びルミネッセンス材料光のうちの1つ以上を有してもよい。上記のように、前記LEDフィラメントデバイス光は、動作モードにおいては、1つ以上のLEDフィラメントユニットのLEDフィラメント光を有してもよい。従って、前記LEDフィラメントデバイス光は、特定の実施形態においては、前記固体ベースの光生成デバイスの光源光(デバイス光)及びLEDフィラメントユニットのルミネッセンス材料光のうちの1つ以上を有してもよい。
前記LEDフィラメントは、(本明細書においては第1封止材とも示される(下記も参照))封止材を有してもよく、且つ/又は前記LEDフィラメントは、(本明細書においては第2封止材とも示される(下記も参照))封止材によって封止されてもよい。従って、事実上、結合される前記固体ベースの光生成デバイスのうちの1つ以上が、光透過性材料を含む封止材で少なくとも部分的に封止されてもよい。上記のように、前記光透過性材料が、特定の実施形態においては、散乱粒子及び/又はルミネッセンス材料を有してもよい。前記封止材が、ルミネッセンス材料を有する場合、前記LEDフィラメントユニット光は、デバイス光及びルミネッセンス材料光のうちの1つ以上を有してもよい。前記固体ベースの光生成デバイスは、特定の実施形態においては、PC LED(蛍光体変換LED)を有してもよいことに留意されたい。このことは、特に、前記デバイス光が、(既に)ルミネッセンス材料光を含み得ることを意味するだろう(更に下記も参照)。
上記のように、各LEDフィラメントは、n2個の固体ベースの光生成デバイスを有してもよい。前記固体ベースの光生成デバイスは、LED、レーザダイオード、及びスーパールミネッセントダイオードのうちの1つ以上を有してもよい。特定の実施形態においては、前記固体ベースの光生成デバイスは、PC LED又は非PC LEDを有してもよいことに留意されたい。前記LEDフィラメントに対する数n2は、16≦n2≦100などの、16≦n2≦80などの、≧4(即ち、n2≧4)の範囲からから選択されてもよい(上記も参照)。2つ以上のLEDフィラメントが、同じ数n2の固体ベースの光生成デバイスを有してもよく、又は異なる数の固体ベースの光生成デバイスを有してもよい。従って、「前記LEDフィラメントに対するn2」という語句は、n2が各LEDフィラメントに対して個別に選択され得ることを示し得る。特定の実施形態においては、全てのLEDフィラメントが、同じn2値を有する。
特に、(LEDフィラメントの)前記固体ベースの光生成デバイスは、電気的に結合されてもよい。従って、前記LEDフィラメントは、その端部に、固体光源に電力を供給するために使用されることができる2つの電気接点を有してもよい。前記固体光源は、並列に構成されてもよく、若しくは直列に構成されてもよく、又は各々が一連の固体ベースの光生成デバイスを含む並列セットで構成されてもよい。更に、上記のように、前記固体ベースの光生成デバイスは、デバイス光を生成するよう構成される。
特に、前記LEDフィラメントのn1個のセットは、電気的に結合される。このことは、特に、更なる実施形態においては、前記LEDフィラメントのn1個のセットが、線形アレイ状に構成され得るので、細長いLEDフィラメントユニットを提供し得る。上記のように、特に、n1≧4などの、n1≧2である。更により特には、4≦n1≦1000などの、2≦n1≦10000であるが、より大きな数が可能であることもある。
隣接するLEDフィラメントの間の中間スペースは、LEDフィラメントを逆並列に構成することによって更に最適化されることができる。従って、実施形態においては、少なくとも2つのLEDフィラメントが、電気的に逆並列に構成されてもよい。特に、電子機器においては、2つの逆並列(又は反並列(inverse-parallel))デバイスは、並列に接続されるが、それらの極性は逆にされている。逆並列の電気的結合を使用することによって、接点の数は減らされ得る。従って、特に、LEDフィラメントの各セットは、(少なくとも)2つの電気的に逆並列に構成されるLEDフィラメントを有してもよい。
それ故、特定の実施形態においては、LEDフィラメントのセットの隣接するLEDフィラメントにおける隣接する固体ベースの光生成デバイスは、0乃至4mmなどの、特に0乃至2mmなどの、特定の実施形態においては0乃至1mmのような、0乃至8mmの範囲から選択される最短距離(d2)を有する。更に他の特定の実施形態においては、d2は、0乃至2mmなどの、1mm以下のような、0乃至4mmの範囲から選択されてもよい。従って、全ての固体ベースの光生成デバイスが、実施形態においては、0乃至4mmなどの、より特定の実施形態においては0乃至2mmの範囲から選択されるような、0乃至1mmの範囲から選択されるような、0乃至6mmの範囲から選択される相互距離を有してもよい。
特定の実施形態においては、LEDフィラメントのセットの前記LEDフィラメントは、第1長さ軸(A1)を有してもよい。更に、前記LEDフィラメントのセットは、第2長さ軸(A2)を有してもよい。実施形態においては、前記第1長さ軸は、平行であってもよく、前記第2長さ軸(A2)と相互軸角度αを有してもよい。実施形態においては、前記相互軸角度αは、0°であってもよい。従って、実施形態においては、前記第1長さ軸は、平行であり、且つ同一直線上のもの(colinear)である場合がある。更に他の実施形態においては、前記第1長さ軸は、平行であるが、同一直線上のものではない場合がある。このような実施形態においては、前記相互軸角度αは、0°より大きくてもよいが、一般に30°以下である。例えば、実施形態においては、角度αは、2乃至30°のような、5乃至30°などの、0乃至30°の範囲から選択されてもよい。
上記のように、前記LEDフィラメントユニットは、複数のLEDフィラメントを有してもよい。従って、前記LEDフィラメントユニットは、LEDフィラメントの複数のセットを有してもよく、1つ以上のセット、特に全てのセットにおいて、前記LEDフィラメントは、電気的に逆並列に構成される。より特には、全てのLEDフィラメントが、電気的に逆並列に構成されてもよい。従って、前記セットも、電気的に逆並列に構成されてもよい。それ故、前記LEDフィラメントのn1個のセットのうちの2つ以上が、電気的に逆並列に構成される。特に、前記LEDフィラメントの全てのセットが、電気的に逆並列に構成されてもよい。それ故、特定の実施形態においては、(本質的に)全てのLEDフィラメントが、電気的に逆並列に構成されてもよい。
電気的に逆並列の構成を適用することによって、LEDフィラメントは、相対的に互いの近くに構成されることができ、実施形態においては、触れることさえある。それ故、特定の実施形態においては、前記LEDフィラメントの線形アレイは、隣接するLEDフィラメントのセットを有してもよく、隣接するLEDフィラメントの2つ以上のセットが、互いに物理的に接触して構成されるLEDフィラメントを有する。
逆並列構成は、特に、近隣のフィラメントが同じ電気接点を共有することを可能にするよう選択されてもよい。従って、実施形態においては、前記フィラメントの電極端は、同じ電極と接触していてもよく、又は物理的に接触していてもよい。
各LEDフィラメントは、前記LEDフィラメントの(両)端部に電気接点を有してもよい。例えば、特定の実施形態においては、隣接するLEDフィラメントの電気接点は、触れることがある。これらのうちの一方(又は両方)が、実施形態においては、電気導体と物理的に結合されてもよい(下記も参照)。
上記のように、前記複数のLEDフィラメントは、細長いLEDフィラメントユニットとして構成されてもよい。各LEDフィラメントユニットが、電気エネルギを供給される必要があることがある。従って、LEDフィラメントの細長いアレイに沿って、細長い導電性トラックが構成されてもよく、これらは、LEDフィラメントのセットの前記LEDフィラメントと電気的に接続され得る。このような接続は、前記細長い導電性トラックから分岐する(短い)分岐を介して提供されてもよい。従って、実施形態においては、前記LEDフィラメントデバイスは、第1の細長い導電性トラックと第2の細長い導電性トラックとを有してもよく、各LEDフィラメントは、前記第1の細長い導電性トラック及び前記第2の細長い導電性トラックに電気的に結合される。特に、前記導電性トラックの長さは、前記LEDフィラメントの長さの少なくとも90%などの、前記LEDフィラメントの長さの少なくとも80%であってもよい。
前記細長いLEDフィラメントユニットを提供するやり方は幾つかあり得る。例えば、実施形態においては、電気導体及び固体ベースの光生成デバイスのバックボーン(backbone)を設け、これらを封止材で少なくとも部分的に囲んでもよい。他の実施形態においては、LEDフィラメント及び電気導体のバックボーンを設け、これらを封止材で少なくとも部分的に囲んでもよい。更に他の実施形態においては、支持体に前記LEDフィラメントを設け、随意に、これらを封止材で少なくとも部分的に囲んでもよい。前記支持体は、導電性トラックなどの前記電気導体を支持するためにも使用され得る。
特定の実施形態においては、前記LEDフィラメントデバイスは、前記LEDフィラメントを支持するよう構成されるフィラメント支持体を有してもよい。前記フィラメント支持体は、実施形態においては、(金属)リード線及び樹脂(材料)のうちの1つ以上を有してもよい。特定の実施形態においては、前記フィラメント支持体は、可撓性の(且つ/又は曲げられる)PCBを有してもよい。特定の実施形態においては、前記フィラメント支持体は、ポリマ支持体、例えば、ポリイミド支持体を有してもよい。特定の実施形態においては、前記フィラメント支持体は、光透過性ポリマ支持体を有してもよい。前記フィラメント支持体は、実施形態においては、可撓性のもの(且つ/又は曲げられるもの)であってもよい。実施形態においては、前記支持体は、ホイルを有してもよい。従って、この支持体は、フィラメント支持体と示されることがある。従って、実施形態においては、前記LEDフィラメントユニットは、(i)前記LEDフィラメント及び(ii)電気導体のうちの1つ以上を支持するよう構成されるフィラメント支持体を有してもよい。
それ故、特定の実施形態においては、前記第1の細長い導電性トラック及び前記第2の細長い導電性トラックが、前記フィラメント支持体によって含まれてもよい。
上記のように、実施形態においては、前記LEDフィラメントのうちの1つ以上が、前記固体ベースの光生成デバイスを支持するよう構成される光生成デバイス支持体を有してもよい。更に他の特定の実施形態においては、前記LEDフィラメントのうちの1つ以上が、第1封止材を有し、前記第1封止材は、前記固体ベースの光生成デバイスのうちの1つ以上の少なくとも一部を囲む。従って、このような実施形態においては、前記LEDフィラメントユニットは、前記封止材を有し、前記封止材は、前記第1封止材を有する。従って、「光生成デバイス支持体」という用語は、1つ以上の光生成デバイスのための支持体を示すことがある。
上記のように、前記(第1)封止材は、散乱粒子及びルミネッセンス材料のうちの1つ以上を有してもよい。従って、特定の実施形態においては、前記第1封止材は、第1封止材材料を有してもよく、前記第1封止材材料は、第1樹脂と、前記第1樹脂に埋め込まれる第1ルミネッセンス材料とを有し、前記第1ルミネッセンス材料は、前記デバイス光の少なくとも一部を第1ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。従って、特定の実施形態においては、前記光透過性材料(上記も参照)が、前記第1封止材材料を有してもよい。
上記のように、前記LEDフィラメントは、(第1)封止材を有してもよく、且つ/又は前記LEDフィラメントは、(第2)封止材で封止されてもよい。特定の実施形態においては、少なくとも後者が利用可能であり得る。それ故、特定の実施形態においては、前記細長いLEDフィラメントユニットは、第2封止材を有してもよく、前記第2封止材は、前記LEDフィラメントのうちの1つ以上の少なくとも一部を囲む。従って、このような実施形態においては、前記封止材は、前記第2封止材を有する。
上記のように、前記(第2)封止材は、散乱粒子及びルミネッセンス材料のうちの1つ以上を有してもよい。それ故、特定の実施形態においては、前記第2封止材は、第2封止材材料を有し、前記第2封止材材料は、第2樹脂と、前記第2樹脂に埋め込まれる第2ルミネッセンス材料とを有し、前記第2ルミネッセンス材料は、前記フィラメント光の少なくとも一部を第2ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。従って、このような実施形態においては、前記光透過性材料が、前記第2封止材材料を有する。
両方の封止材が利用可能である場合、(i)第1実施形態においては、一方が、ルミネッセンス材料を含んでもよく、随意に、散乱粒子を含んでもよく、他方が、ルミネッセンス材料を含まなくてもよく、且つ散乱粒子を含まなくてもよく、(ii)第2実施形態においては、一方が、ルミネッセンス材料を含んでもよく、随意に、散乱粒子を含んでもよく、他方が、ルミネッセンス材料を含まなくてもよいが、散乱粒子を含んでもよく、(iii)第3実施形態においては、一方が、ルミネッセンス材料を含んでもよく、随意に、散乱粒子を含んでもよく、他方が、ルミネッセンス材料を含んでもよく、且つ散乱粒子を含んでもよいが、特定の実施形態においては、異なる封止材のルミネッセンス材料は、異なる場合もある。しかしながら、更なる実施形態も可能であり得る。更に、両方の封止材が利用可能である場合、前記第2封止材は、前記第1封止材を少なくとも部分的に囲んでもよい。例えば、前記第2封止材は、前記第1封止材を周方向に囲んでもよい。
従って、2つの封止材がある場合、前記第1ルミネッセンス材料及び前記第2ルミネッセンス材料の両方が利用可能であってもよく、前記第1ルミネッセンス材料及び前記第2ルミネッセンス材料のうちの一方のみが利用可能であってもよく、前記第1ルミネッセンス材料及び前記第2ルミネッセンス材料のいずれもが利用可能でなくてもよい。更に、2つの封止材がある場合、各封止材が散乱粒子を含んでもよく、前記2つの封止材のうちの一方が散乱粒子を含んでもよく、前記2つの封止材のいずれもが散乱粒子を含まなくてもよい。更に、上記のように、実施形態においては、前記第1封止材のみが利用可能であってもよく、他の実施形態においては、前記第2封止材のみが利用可能であってもよく、更に他の実施形態においては、上でも示したように、前記第1封止材と前記第2封止材との両方が利用可能であってもよい。
実施形態においては、前記第1封止材は、可撓性のものであってもよく、且つ/又は曲げられるものであってもよい。更に他の実施形態においては、前記第2封止材は、可撓性のものであってもよく、且つ/又は曲げられるものであってもよい。前記第1封止材と前記第2封止材との両方が利用可能である、更に他の実施形態においては、両方が、可撓性のものであってもよく、且つ/又は曲げられるものであってもよい。
特に、LEDフィラメントは、LEDフィラメント光を生成するよう構成されてもよい。「LEDフィラメント光」という用語は、前記LEDフィラメントの動作中の前記LEDフィラメントの光を指すことがある。前記LEDフィラメントは、実施形態においては、特に線形アレイ状に配設される、複数の発光ダイオード(LED)を有してもよい。
前記線形アレイは、n*m個のLEDの1D又は2Dアレイであってもよく、nは、実施形態においては、1乃至3などの、1乃至2のような、実施形態においては1又は実施形態においては2などの、1乃至4の範囲から選択されてもよく、mは、(n<4の場合)特に少なくとも4の範囲から選択されるような、少なくとも6のような、少なくとも8などの、nより大きい範囲から選択されてもよい。
更に、前記LEDは、例えば異なる色又はスペクトルパワー分布のLED光を発するよう構成されてもよい。実施形態においては、2つ以上のLEDが、本質的に同じスペクトルパワー分布を持つ光を供給するよう構成されてもよい。更により特には、実施形態においては、全てのLEDが、本質的に同じスペクトルパワー分布を持つ光を供給するよう構成されてもよい。更に他の実施形態においては、2つ以上のLEDが、異なるスペクトルパワー分布を持つ光を供給するよう構成されてもよい。
実施形態においては、前記LEDフィラメントは、長さL及び幅Wを有してよく、特定の実施形態においては、L≧5Wである。前記LEDフィラメントは、直線構成で配設されてもよく、又は例えば、湾曲構成、(2D若しくは3D)スパイラル、又はヘリックスなどの、非直線構成で配設されてもよい。
特定の実施形態においては、前記LEDは、例えば基板のような(細長い)担体に配設されてもよい。実施形態においては、前記(細長い)担体は、(例えば、ポリマ、ガラス、石英、金属若しくはサファイアから作成される)剛性のものであってもよく、又は(例えば、ポリマ若しくは金属の例えばフィルム若しくはホイルから作成される)可撓性のものであってもよい。上記のように、実施形態においては、例えば基板などの前記担体は、実施形態においては、可撓性のものであってもよく、且つ/又は曲げられるものであってもよい。
前記担体が、第1主面と、反対側の第2主面とを有する場合には、前記LEDは、これらの面のうちの少なくとも一方に配設される。実施形態においては、前記担体は、光反射性であってもよく、特に前記フィラメント光に対して反射性であってもよい。実施形態においては、前記担体は、半透明などの、光透過性であってもよく、特定の実施形態においては、透明であってもよい。
実施形態においては、前記LEDフィラメントは、(前記複数のLEDの)LEDの総数の少なくとも一部を少なくとも部分的に覆う封止材を有してもよい。特定の実施形態においては、前記封止材は、前記第1主面又は前記第2主面のうちの少なくとも一方を少なくとも部分的に覆うこともある。
前記封止材は、例えばシリコーンなどの、実施形態においては可撓性であってもよい、ポリマ材料を有してもよい。実施形態においては、前記封止材は、樹脂を有してもよい。実施形態においては、前記封止材は、ルミネッセンス材料及び光散乱材料のうちの1つ以上を有してもよい。前記ルミネッセンス材料及び前記光散乱材料のうちの前記1つ以上は、前記ポリマ材料などの前記封止材材料に埋め込まれてもよい。前記ルミネッセンス材料は、特に、LED光を少なくとも部分的に変換光に変換するよう構成されてもよい。前記ルミネッセンス材料は、「蛍光体」と示されることもある。前記ルミネッセンス材料は、無機蛍光体などの蛍光体、及び/又は量子ドット若しくはロッドを有してもよい。
従って、前記LEDフィラメント光は、特定の実施形態においては、LED光及び変換光(「ルミネッセンス材料光」)のうちの1つ以上を有してもよい。従って、「ルミネッセンス材料光」という用語の代わりに、「変換光」という用語も適用されることがある。
実施形態においては、前記LEDフィラメントは、複数のサブフィラメントを有してもよい。
上記のように、前記LEDフィラメントは、実施形態においては、複数の発光ダイオードを有してもよい。しかしながら、LEDフィラメントとの関連におけるLEDという用語は、(一般に)固体光源を指すこともある。従って、前記LEDフィラメントは、LED、レーザダイオード、及びスーパールミネッセントダイオードのうちの1つ以上を有してもよい。特に、前記LEDフィラメントは、複数の発光ダイオード(LED)を有する。
特定の実施形態においては、LEDフィラメントは、線状全方向性光源を提供するために、(拡散及び/又は色変換)封止材で覆われる、透明基板上の複数の直列接続される(青色の及び/又は他の/赤色の)LED(例えばチップオングラス)を有してもよい。
ルミネッセンス材料が適用される場合、特に、前記固体ベースの光生成デバイスのうちの1つ以上は、UV放射線及び青色放射線のうちの1つ以上を生成するよう構成される固体光源を有してもよいが、随意に、他のタイプの放射線が可能であることもある。
本明細書においては、「光」という用語が可視光のみを指すことが文脈から明らかな場合を除き、「光」及び「放射線」という用語は交換可能に使用される。従って、「光」及び「放射線」という用語は、UV放射線、可視光、及びIR放射線を指すことがある。特に照明アプリケーションのための、特定の実施形態においては、「光」及び「放射線」という用語は、可視光を指す。UV放射線という用語は、特定の実施形態においては、近UV放射線(NUV)を指すことがある。それ故、本明細書においては、一般にUVを指し、特定の実施形態においてはNUVを指すために、「(N)UV」という用語も適用される。IR放射線という用語は、特定の実施形態においては、近IR放射線(NIR)を指すことがある。それ故、本明細書においては、一般にIRを指し、特定の実施形態においてはNIRを指すために、「(N)IR」という用語も適用される。「可視」、「可視光」又は「可視発光」という用語、及び同様の用語は、約380乃至780nmの範囲内に1つ以上の波長を有する光を指す。本明細書においては、UV(紫外線)は、特に、190乃至380nmの範囲から選択される波長を指すことがあるが、特定の実施形態においては、他の波長もあり得ることがある。本明細書においては、IR(赤外線)は、特に、780乃至2000nmなどの、780乃至3000nmの範囲から選択される波長、例えば、少なくとも900nmの波長のような、約1500nmまでの波長を有する放射線を指すことがあるが、特定の実施形態においては、他の波長もあり得ることがある。従って、IRという用語は、本明細書においては、近赤外線(NIR(又はIR-A))及び短波長赤外線(SWIR(又はIR-B))のうちの1つ以上、特に、NIRを指すことがある。「紫色光」又は「紫色発光」という用語は、特に、約380乃至440nmの範囲内に波長を有する光に関する。「青色光」又は「青色発光」という用語は、特に、(幾らか紫色及びシアンの色相を含む)約440乃至495nmの範囲内に波長を有する光に関する。「緑色光」又は「緑色発光」という用語は、特に、約495乃至570nmの範囲内に波長を有する光に関する。「黄色光」又は「黄色発光」という用語は、特に、約570至590nmの範囲内に波長を有する光に関する。「オレンジ色光」又は「オレンジ色発光」という用語は、特に、約590乃至620nmの範囲内に波長を有する光に関する。「赤色光」又は「赤色発光」という用語は、特に、約620乃至780nmの範囲内に波長を有する光に関する。「ピンク色光」又は「ピンク色発光」という用語は、青色成分と赤色成分とを有する光を指す。「シアン」という用語は、約490乃至520nmの範囲から選択される1つ以上の波長を指すことがある。「琥珀色」という用語は、約590乃至600nmなどの、約585乃至605nmの範囲から選択される1つ以上の波長を指すことがある。
「ルミネッセンス材料」という用語は、特に、第1放射線、特にUV放射線及び青色放射線のうちの1つ以上を、第2放射線に変換することができる材料を指す。一般に、前記第1放射線と前記第2放射線とは、異なるスペクトルパワー分布を有する。従って、「ルミネッセンス材料」という用語の代わりに、「ルミネッセンス変換器」又は「変換器」という用語が適用されることもある。一般に、前記第2放射線は、前記第1放射線よりも大きい波長の所にスペクトルパワー分布を有し、これは、所謂ダウンコンバージョンの場合である。しかしながら、特定の実施形態においては、前記第2放射線は、前記第1放射線よりも小さい波長の所に強度を持つスペクトルパワー分布を有し、これは、所謂アップコンバージョンの場合である。実施形態においては、前記「ルミネッセンス材料」は、特に、放射線を、例えば可視光及び/又は赤外光に変換することができる材料を指す場合がある。例えば、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、UV放射線及び青色放射線のうちの1つ以上を、可視光に変換することができる場合がある。前記ルミネッセンス材料は、特定の実施形態においては、放射線を赤外放射線(IR)に変換する場合もある。従って、前記ルミネッセンス材料は、放射線で励起されると、放射線を放出する。一般に、前記ルミネッセンス材料は、ダウンコンバータであり、即ち、より小さい波長の放射線が、より大きい波長(λex<λem)を持つ放射線に変換されるが、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、アップコンバータ・ルミネッセンス材料を有する場合があり、即ち、より大きい波長の放射線が、より小さい波長(λex>λem)を持つ放射線に変換される。実施形態においては、「ルミネッセンス」という用語は、リン光を指すことがある。実施形態においては、「ルミネッセンス」という用語は、蛍光を指すこともある。「ルミネッセンス」という用語の代わりに、「発光」という用語が適用されることもある。従って、「第1放射線」及び「第2放射線」という用語は、それぞれ、励起放射線及び発光(放射線)を指すことがある。同様に、「ルミネッセンス材料」という用語は、実施形態においては、リン光及び/又は蛍光を指すことがある。「ルミネッセンス材料」という用語は、複数の異なるルミネッセンス材料を指すこともある。可能なルミネッセンス材料の例を以下に示す。
実施形態においては、ルミネッセンス材料は、それぞれ、特に三価セリウム又は二価ユーロピウムをドープした、ガーネット及び窒化物から選択される。「窒化物」という用語は、酸窒化物又はニトリドシリケートなどを指すこともある。
特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、A12:Ceタイプのルミネッセンス材料を含み、Aは、実施形態においては、Y、La、Gd、Tb及びLuのうちの1つ以上、特に、Y、Gd、Tb及びLuのうちの(少なくとも)1つ以上を含み、Bは、実施形態においては、Al、Ga、In及びScのうちの1つ以上を含む。特に、Aは、特にY及びLuのうちの1つ以上のような、Y、Gd及びLuのうちの1つ以上を含み得る。特に、Bは、Al及びGaのうちの1つ以上、より特に、本質的にAlだけのような、少なくともAlを含み得る。従って、特に適切なルミネッセンス材料は、セリウムを含むガーネット材料である。ガーネットの実施形態は、特に、A12ガーネットを含み、Aは、少なくともイットリウム又はルテチウムを含み、Bは、少なくともアルミニウムを含む。このようなガーネットは、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、又はセリウムとプラセオジムとの組み合わせをドープしている可能性があるが、特にCeをドープしている可能性がある。特に、Bは、アルミニウム(Al)を含むが、Bは、ガリウム(Ga)及び/又はスカンジウム(Sc)及び/又はインジウム(In)も、部分的に、特に最大でAlの約20%、より特に最大でAlの約10%含んでもよい(即ち、Bイオンは、本質的に、90モル%以上のAlと、10モル%以下のGa、Sc及びInのうちの1つ以上とから成る)。Bは、特に、最大で約10%のガリウムを含んでもよい。別の変形例においては、B及びOは、少なくとも部分的にSi及びNに置き換えられてもよい。元素Aは、特に、イットリウム(Y)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、及びルテチウム(Lu)から成るグループから選択され得る。更に、Gd及び/又はTbは、特に、Aの約20%の量までしか存在しない。特定の実施形態においては、ガーネットルミネッセンス材料は、(Y1-xLu12:Ceを含み、xは、0以上且つ1以下である。「:Ce」という用語は、前記ルミネッセンス材料中の金属イオンの一部(即ち、ガーネットにおいては、「A」イオンの一部)が、Ceに置き換えられることを示している。例えば、(Y1-xLuAl12:Ceの場合には、Y及び/又はLuの一部が、Ceに置き換えられる。このことは、当業者には知られている。Ceは、Aを、一般に10%以下置き換え、一般に、Ce濃度は、(Aに対して)0.1乃至4%、特に0.1乃至2%の範囲内である。1%のCe及び10%のYと仮定すると、完全に正しい式は、(Y0.1Lu0.89Ce0.01Al12となり得る。ガーネットにおけるCeは、当業者には知られているように、実質的に三価状態にある、又は三価状態にしかない。
実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、(従って)A12を含み、特定の実施形態においては、B-Oの最大10%が、Si-Nによって置き換えられ得る。
特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3(Aly1-y2B'y212を含み、x1+x2+x3=1であり、x3>0であり、0<x2+x3≦0.2であり、y1+y2=1であり、0≦y2≦0.2であり、A'は、ランタニドから成るグループから選択される1つ以上の元素を含み、B'は、Ga、In及びScから成るグループから選択される1つ以上の元素を含む。実施形態においては、x3は、0.001乃至0.1の範囲から選択される。本発明においては、特に、x1>0.2などの、少なくとも0.8のような、x1>0である。Yを備えるガーネットは、適切なスペクトルパワー分布を提供し得る。
特定の実施形態においては、B-Oの最大10%が、Si-Nに置き換えられ得る。ここでは、B-OにおけるBは、Al、Ga、In及びScのうちの1つ以上を指し(且つOは、酸素を指し)、特定の実施形態においては、B-Oは、Al-Oを指す場合がある。上記のように、特定の実施形態においては、x3は、0.001乃至0.04の範囲から選択され得る。特に、このようなルミネッセンス材料は、適切なスペクトル分布を有し(但し、下記参照)、相対的に高い効率を有し、相対的に高い熱安定性を有し、(第1光源光及び第2光源光(並びに光学フィルタ)と組み合わせて)高いCRIを可能にし得る。従って、特定の実施形態においては、Aは、Lu及びGdから成るグループから選択され得る。その代わりに、又は加えて、Bは、Gaを含み得る。従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、(Yx1-x2-x3(Lu,Gd)x2Cex3(Aly1-y2Gay212を含み、Lu及び/又はGdが利用可能であってもよい。更により特に、x3は、0.001乃至0.1の範囲から選択され、0<x2+x3≦0.1であり、0≦y2≦0.1である。更に、特定の実施形態においては、B-Oの最大1%が、Si-Nに置き換えられ得る。ここで、百分率は、(当技術分野において知られているように)モルを指し、例えば、EP3149108も参照されたい。更に他の特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、(Yx1-x3Cex3Al12を含み、x1+x3=1であり、0<x3≦0.2であり、0.001乃至0.1などである。
特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、セリウムを含むガーネットのタイプから選択されるルミネッセンス材料しか含まないことがある。もっと他の特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3(Aly1-y2B'y212などの、単一のタイプのルミネッセンス材料を含む。従って、特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、ルミネッセンス材料を有し、前記ルミネッセンス材料の少なくとも85重量%、更により特に少なくとも約90重量%、例えば更にもっとより特に少なくとも約95重量%が、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3(Aly1-y2B'y212を含む。ここで、A'は、ランタニドから成るグループから選択される1つ以上の元素を含み、B'は、Ga In及びScから成るグループから選択される1つ以上の元素を含み、x1+x2+x3=1であり、x3>0であり、0<x2+x3≦0.2であり、y1+y2=1であり、0≦y2≦0.2である。特に、x3は、0.001乃至0.1の範囲から選択される。実施形態においては、x2=0であることに留意されたい。その代わりに、又は加えて、実施形態においては、y2=0である。
特定の実施形態においては、Aは、特に、少なくともYを含んでもよく、Bは、特に、少なくともAlを含んでもよい。
実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、その代わりに、又は加えて、MSi:Eu2+及び/又はMAlSiN:Eu2+及び/又はCaAlSi:Eu2+などのうちの1つ以上を含んでもよく、Mは、Ba、Sr及びCaのうちの1つ以上、特に実施形態においては、少なくともSrを含む。従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)AlSiN:Eu及び(Ba,Sr,Ca)Si:Euから成るグループから選択される1つ以上の材料を含んでもよい。これらの化合物において、ユーロピウム(Eu)は、実質的に二価のものである、又は二価のものしかなく、示されている二価カチオンのうちの1つ以上を置き換える。一般に、Euは、カチオンの10%よりも多い量では存在せず、Euの存在は、特に、Euが置き換えるカチオンに対して、約0.5乃至10%の範囲内、より特に約0.5乃至5%の範囲内である。「:Eu」という用語は、金属イオンの一部が、Eu(これらの例においてはEu2+)に置き換えられることを示している。例えば、CaAlSiN:Euにおいて2%のEuと仮定すると、正しい式は、(Ca0.98Eu0.02)AlSiNとなり得る。二価ユーロピウムは、一般に、上記の二価アルカリ土類カチオンなどの、二価カチオン、特にCa、Sr又はBaを置き換える。材料(Ba,Sr,Ca)S:Euは、MS:Euと示されることもあり、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成るグループから選択される1つ以上の元素であり、特に、Mは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Euが、導入され、M(即ち、Ba、Sr及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置き換える。更に、材料(Ba,Sr,Ca)Si:Euは、MSi:Euと示されることもあり、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成るグループから選択される1つ以上の元素であり、特に、Mは、この化合物においては、Sr及び/又はBaを含む。更なる特定の実施形態においては、Mは、Sr及び/又はBa(Euの存在は考慮に入れていない)から成り、Ba1.5Sr0.5Si:Eu(即ち、75%のBa;25%のSr)のような、特に50乃至100%、より特に50乃至90%のBa、及び50乃至0%、特に50乃至10%のSrから成る。ここで、Euが、導入され、M(即ち、Ba、Sr及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置き換える。同様に、材料(Ba,Sr,Ca)AlSiN:Euは、MAlSiN:Euと示されることもあり、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成るグループから選択される1つ以上の元素であり、特に、Mは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Euが、導入され、M(即ち、Ba、Sr及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置き換える。上記のルミネッセンス材料におけるEuは、当業者には知られているように、実質的に二価状態にある、又は二価状態にしかない。
実施形態においては、赤色ルミネッセンス材料は、(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)AlSiN:Eu及び(Ba,Sr,Ca)Si:Euから成るグループから選択される1つ以上の材料を含んでもよい。これらの化合物において、ユーロピウム(Eu)は、実質的に二価のものである、又は二価のものしかなく、示されている二価カチオンのうちの1つ以上を置き換える。一般に、Euは、カチオンの10%よりも多い量では存在せず、Euの存在は、特に、Euが置き換えるカチオンに対して、約0.5乃至10%の範囲内、より特に約0.5乃至5%の範囲内である。「:Eu」という用語は、金属イオンの一部が、Eu(これらの例においてはEu2+)に置き換えられることを示している。例えば、CaAlSiN:Euにおいて2%のEuと仮定すると、正しい式は、(Ca0.98Eu0.02)AlSiNとなり得る。二価ユーロピウムは、一般に、上記の二価アルカリ土類カチオンなどの、二価カチオン、特にCa、Sr又はBaを置き換える。
材料(Ba,Sr,Ca)S:Euは、MS:Euと示されることもあり、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成るグループから選択される1つ以上の元素であり、特に、Mは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Euが、導入され、M(即ち、Ba、Sr及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置き換える。
更に、材料(Ba,Sr,Ca)Si:Euは、MSi:Euと示されることもあり、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成るグループから選択される1つ以上の元素であり、特に、Mは、この化合物においては、Sr及び/又はBaを含む。更なる特定の実施形態においては、Mは、Sr及び/又はBa(Euの存在は考慮に入れていない)から成り、Ba1.5Sr0.5Si:Eu(即ち、75%のBa;25%のSr)のような、特に50乃至100%、より特に50乃至90%のBa、及び50乃至0%、特に50乃至10%のSrから成る。ここで、Euが、導入され、M(即ち、Ba、Sr及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置き換える。
同様に、材料(Ba,Sr,Ca)AlSiN:Euは、MAlSiN:Euと示されることもあり、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成るグループから選択される1つ以上の元素であり、特に、Mは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Euが、導入され、M(即ち、Ba、Sr及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置き換える。
上記のルミネッセンス材料におけるEuは、当業者には知られているように、実質的に二価状態にある、又は二価状態にしかない。
青色ルミネッセンス材料は、YSO(YSiO:Ce3+)、若しくは同様の化合物、又はBAM(BaMgAl1017:Eu2+)、若しくは同様の化合物を含んでもよい。
「ルミネッセンス材料」という用語は、本明細書においては、特に、無機ルミネッセンス材料に関する。「ルミネッセンス材料」という用語の代わりに、「蛍光体」という用語が適用されることもある。これらの用語は、当業者には知られている。
その代わりに、又は加えて、他のルミネッセンス材料が適用されることもある。例えば、量子ドット及び/又は有機色素が、適用されてもよく、随意に、例えばPMMA又はポリシロキサンなどのようなポリマのような、透過性マトリックスに埋め込まれてもよい。
量子ドットは、一般にわずか数ナノメートルの幅又は直径を有する半導体材料の小さい結晶である。量子ドットは、入射光によって励起されるときに、前記結晶のサイズ及び材料によって決定されている色の光を発する。従って、ドットのサイズを適合させることによって、特定の色の光が生成されることができる。可視域で発光する、最も知られている量子ドットは、硫化カドミウム(CdS)及び硫化亜鉛(ZnS)などのシェルを備えるセレン化カドミウム(CdSe)をベースにしている。リン化インジウム(InP)、並びに硫化銅インジウム(CuInS)及び/又は硫化銀インジウム(AgInS)などの、カドミウムを含まない量子ドットも、使用されることができる。量子ドットは非常に狭い発光帯域を示し、従って、量子ドットは飽和色を示す。更には、発光色は、量子ドットのサイズを適合させることによって、容易に調整されることができる。本発明においては、当技術分野において知られている任意のタイプの量子ドットが使用され得る。しかしながら、環境に関する安全性及び懸念の理由で、カドミウムを含まない量子ドット、又は少なくともカドミウム含有量が非常に少ない量子ドットを使用することが好ましい場合がある。
量子ドットの代わりに、又は量子ドットに加えて、他の量子閉じ込め構造が使用されることもある。「量子閉じ込め構造」は、本願との関連においては、例えば、量子井戸、量子ドット、量子ロッド、トライポッド、テトラポッド、又はナノワイヤなどとして理解されたい。
有機蛍光体も使用されることができる。適切な有機蛍光体材料の例は、ペリレン誘導体をベースとした有機ルミネッセンス材料、例えば、BASFによってLumogen(登録商標)という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、及びLumogen(登録商標)F170を含むが、これらに限定されない。
異なるルミネッセンス材料は、異なるスペクトルパワー分布のそれぞれのルミネッセンス材料光を有し得る。その代わりに、又は加えて、このような異なるルミネッセンス材料は、特に、異なるカラーポイント(又は主波長)を有し得る。
上記のように、他のルミネッセンス材料も可能であり得る。従って、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、二価ユーロピウム含有窒化物、二価ユーロピウム含有酸窒化物、二価ユーロピウム含有ケイ酸塩、セリウムを含むガーネット、及び量子構造のグループから選択される。量子構造は、例えば、量子ドット又は量子ロッド(又は他の量子型粒子)(上記参照)を含み得る。量子構造は、量子井戸も含み得る。量子構造は、フォトニック結晶も含み得る。
上記のルミネッセンス材料は、第1ルミネッセンス材料及び/又は第2ルミネッセンス材料として適用され得る。
前記細長いLEDフィラメントは、可撓性のものであってもよく、且つ/又は曲げられるものであってもよい。
前記細長いLEDフィラメントユニットは、例えば、コーブ、引き出し、壁と床の角、又は壁と天井の角などにおいて使用されることがある。従って、随意に(接着防止のための)着脱可能な接着材プロテクタで保護される、接着材を前記LEDフィラメントユニットに設けることは有用である可能性がある。着脱可能な接着材プロテクタは、当技術分野においては、「取り外し可能な担体」という用語で示されることもある。
従って、実施形態においては、(広げられた形態(stretched configuration)の)前記細長いLEDフィラメントユニットは、第1の細長いユニット側面及び第2の細長いユニット側面を有し、動作中、前記フィラメントユニット光の少なくとも一部は、前記第1の細長いユニット側面から離れるように伝搬し、前記LEDフィラメントデバイスは、前記第2の細長いユニット側面に関連付けられる接着材を更に有する。このやり方においては、前記LEDフィラメントユニットは、例えば、壁、天井、床、引き出し、コーブ、窓、窓枠などに付着し得る。相互角度をなして構成される2つの平面に前記LEDフィラメントユニットを取り付けることも可能であり得る。従って、実施形態においては、前記LEDフィラメントユニットは、第3の細長いユニット側面を更に有してもよく、接着材が、前記第3の細長いユニット側面に関連付けられ、前記第2の細長いユニット側面と前記第3の細長いユニット側面とが、第1相互角度(α1)を有し、前記第1相互角度(α1)は、特定の実施形態においては、30乃至150°の範囲から選択されてもよい。例えば、実施形態においては、前記第1相互角度(α1)は、90°であってもよい。
実施形態においては、前記LEDフィラメントデバイスは、動作モードにおいて白色デバイス光を供給するよう構成されてもよい。特定の実施形態においては、前記LEDフィラメントデバイスは、制御可能なスペクトルパワー分布を持つデバイス光を供給するよう構成されてもよい。このやり方においては、前記LEDフィラメントデバイスの前記デバイス光のカラーポイント及び相関色温度のうちの1つ以上が制御され得る。
本明細書における「白色光」という用語は、当業者には知られている。前記白色光は、特に、約2000Kと20000Kとの間、特に2700K乃至20000K、全般照明の場合は特に約2700K乃至6500Kの範囲内のような、約1800Kと20000Kとの間の相関色温度(CCT)を有する光に関する。実施形態においては、バックライト用途の場合は、前記相関色温度(CCT)は、特に、約7000乃至20000Kの範囲内であり得る。更に他に、実施形態においては、前記相関色温度(CCT)は、特にBBL(黒体軌跡)から約15SDCM(カラーマッチングの標準偏差)内、特にBBLから約10SDCM内、更により特にBBLから約5SDCM内である。
前記デバイス光を制御するために、制御システムが適用されてもよい。従って、前記LEDフィラメントデバイスは、制御システムを有してもよい。前記LEDフィラメントユニットは、前記制御システムに機能的に結合されてもよい(又は特定の実施形態においては、この制御システムを有してもよい)。
「制御する」という用語及び同様の用語は、特に、少なくとも、要素の挙動を決定すること、又は要素の動作を管理する(supervise)ことを指す。従って、本明細書においては、「制御する」という用語及び同様の用語は、例えば、測定する、表示する、作動する、開く、シフトする、温度を変更するなどのような、挙動を前記要素に課すこと(要素の挙動を決定すること又は要素の動作を管理すること)などを指すことがある。「制御する」という用語及び同様の用語は、その上、モニタすることを更に含むことがある。従って、「制御する」という用語及び同様の用語は、要素に挙動を課すことを含むことがあり、要素に挙動を課し、前記要素をモニタすることを含むこともある。前記要素の制御は、「コントローラ」と示されることもある制御システムで行われ得る。従って、前記制御システム及び前記要素は、少なくとも一時的に、又は恒久的に、機能的に結合されてもよい。前記要素が、前記制御システムを有してもよい。実施形態においては、前記制御システム及び前記要素は、物理的に結合されていなくてもよい。制御は、有線及び/又は無線制御を介して行われることができる。「制御システム」という用語は、特に機能的に結合されている、複数の異なる制御システムを指すこともあり、例えば、前記複数の異なる制御システムのうちの1つの制御システムは、マスタ制御システムであってもよく、1つ以上の他の制御システムは、スレーブ制御システムであってもよい。制御システムは、ユーザインターフェースを有してもよく、又はユーザインターフェースに機能的に結合されてもよい。
前記制御システムはまた、遠隔制御装置からの命令を受信し、実行するよう構成されてもよい。実施形態においては、前記制御システムは、スマートフォン又はiPhone、タブレットなどのようなポータブルデバイスなどのデバイスにおけるアプリを介して制御されてもよい。従って、前記デバイスは、必ずしも前記照明システムに結合されないが、前記照明システムに(一時的に)機能的に結合されてもよい。
従って、実施形態においては、前記制御システムは(また)、遠隔デバイスにおけるアプリによって制御されるよう構成されてもよい。このような実施形態においては、前記照明システムの前記制御システムは、スレーブ制御システムであってもよく、又はスレーブモードで制御してもよい。例えば、前記照明システムは、コード、特にそれぞれの照明システムのための固有のコードで識別可能であってもよい。前記照明システムの前記制御システムは、(固有の)コードの光学センサ(例えばQRコードリーダ)を備えるユーザインターフェースによって入力される知識に基づいて前記照明システムにアクセスする外部の制御システムによって制御されるよう構成されてもよい。前記照明システムはまた、Bluetooth、WIFI、LiFi、ZigBee、BLE若しくはWiMAX、又は別の無線技術などに基づいて、他のシステム又はデバイスと通信するための手段を有してもよい。
前記システム、又は装置、又はデバイスは、或る「モード」又は「動作モード」又は「動作のモード」又は「動作可能モード」で動作を実行し得る。同様に、方法においては、動作、又は段階、又はステップが、或る「モード」又は「動作モード」又は「動作のモード」又は「動作可能モード」で実行され得る。これは、前記システム、又は装置、又はデバイスが、別の制御モード、又は複数の他の制御モードを提供するよう適合されることもあることを除外しない。同様に、これは、前記モードを実行する前に及び/又は前記モードを実行した後に、1つ以上の他のモードが実行され得ることを除外しない場合がある。
しかしながら、実施形態においては、少なくとも前記制御モードを提供するよう適合される制御システムが利用可能である場合がある。他のモードが利用可能である場合には、このようなモードの選択は、特には、ユーザインターフェースを介して実行されてもよいが、センサ信号又は(時間)スキームに依存してモードを実行するような他の選択肢も可能であってもよい。前記動作モードは、実施形態においては、単一の動作モード(即ち、更なる調整可能性のない、「オン」)でしか動作することができないシステム、又は装置、又はデバイスを指すこともある。
従って、実施形態においては、前記制御システムは、ユーザインターフェースの入力信号、(センサの)センサ信号、及びタイマのうちの1つ以上に依存して制御してもよい。「タイマ」という用語は、クロック及び/又は所定の時間スキームを指すことがある。特定の実施形態においては、前記制御システムは、前記フィラメントユニット光の1つ以上の光学特性を制御するよう構成されてもよい。前記光学特性は、特定の実施形態においては、強度、カラーポイント、相関色温度のグループから選択されてもよい。
更に他の態様においては、本発明は、本明細書において規定されているようなLEDフィラメントデバイスを有するランプ又は照明器具も提供する。前記照明器具は、ハウジング、光学要素、ルーバーなどなどを更に含み得る。前記ランプ又は前記照明器具は、前記光生成システムを囲むハウジングを更に含み得る。前記ランプ又は前記照明器具は、前記ハウジングにおける光窓(light window)、又はハウジング開口部を有してもよく、前記システム光は、前記光窓又は前記ハウジング開口部を通して、前記ハウジングから脱出し得る。更に他の態様においては、本発明は、本明細書において規定されているような光生成システムを有する投影デバイスも提供する。特に、投影デバイス又は「プロジェクタ」又は「画像プロジェクタ」は、例えば投影スクリーンなどの表面に画像(又は動画)を投影する光学デバイスであり得る。前記投影デバイスは、本明細書において記載されているような光生成システムを1つ以上含み得る。従って、本発明は、或る態様においては、ランプ、照明器具、プロジェクタデバイス、消毒デバイス、及び光無線通信デバイスのグループから選択される光生成デバイスであって、本明細書において規定されているような光生成システムを有する光生成デバイスも提供する。
実施形態においては、前記光生成デバイスは、サイネージデバイスであってもよい。更なる実施形態においては、前記光生成デバイスは、発光装飾デバイスであってもよい。更なる実施形態においては、前記光生成デバイスは、雰囲気生成デバイス(ambiance-creation device)であってもよい。更なる実施形態においては、前記光生成デバイスは、方向照明デバイスであってもよい。
前記光生成デバイスは、第1光生成デバイス、第2光生成デバイス及び導波路のうちの1つ以上を、収容するよう構成されるハウジング、又は支持するよう構成される担体を有してもよい。
前記LEDフィラメントデバイスは、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、自己照明ディスプレイシステム(self-lit display system)、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療用照明アプリケーションシステム、インジケータサインシステム、装飾照明システム、携帯用システム、自動車アプリケーション、(屋外)道路照明システム、都市照明システム、温室照明システム、園芸照明、デジタル投影、又はLCDバックライトの一部であってもよく、又はそれらにおいて利用されてもよい。前記LEDフィラメントデバイスは、例えば光通信システム又は消毒システムの一部であってもよく、又はそれらにおいて利用されてもよい。
上記のように、前記LEDフィラメントデバイスは、動作中、光を生成してもよい。この光は、「LEDフィラメントデバイス光」、即ち、(前記LEDフィラメントデバイスの動作中に)前記LEDフィラメントデバイスによって生成される光と示されることもある。実施形態においては、LEDフィラメントデバイス光は、本質的に、前記フィラメントユニット光から成っていてもよい。従って、実施形態においては、前記LEDフィラメントデバイスは、本質的に唯一の光源として前記細長いLEDフィラメントユニットを有してもよい。それ故、実施形態においては、前記LEDフィラメントデバイスは、フィラメントユニット光を生成するよう構成されてもよい。
実施形態においては、前記フィラメントユニット光は、フィラメント光及び変換フィラメント光のうちの1つ以上を有してもよい。従って、実施形態においては、前記フィラメントユニット光は、フィラメント光から成っていてもよく、実施形態においては、前記フィラメントユニット光は、前記フィラメント光の変換に基づく(第2)ルミネッセンス材料光を有してもよく、実施形態においては、前記フィラメントユニット光は、フィラメント光及び前記フィラメント光の変換に基づく(第2)ルミネッセンス材料光を有してもよい。当然、前記フィラメント光は、2つ以上のフィラメントの光であってもよい。「フィラメント光」という用語は、前記LEDフィラメントの動作中に前記LEDフィラメントによって生成される光を指す。
各LEDフィラメントが、1つ以上の、特に複数の、固体ベースの光生成デバイスを有してもよい。特に、前記固体ベースの光生成デバイスは、デバイス光を生成するよう構成される。従って、「デバイス光」という用語は、特に、前記固体ベースの光生成デバイスの動作中に前記固体ベースの光生成デバイスによって生成される光を指すことがある。当然、前記デバイス光は、2つ以上の固体ベースの光生成デバイスの光であってもよい。
実施形態においては、前記フィラメント光は、デバイス光及び変換デバイス光のうちの1つ以上を有してもよい。従って、実施形態においては、前記フィラメント光は、デバイス光から成っていてもよく、実施形態においては、前記フィラメント光は、前記デバイス光の変換に基づく(第1)ルミネッセンス材料光を有してもよく、実施形態においては、前記フィラメント光は、デバイス光及び前記デバイス光の変換に基づく(第1)ルミネッセンス材料光を有してもよい。
ここで、ほんの一例として、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略的な図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
幾つかの実施形態を概略的に図示する。 幾つかの実施形態を概略的に図示する。 幾つかの実施形態を概略的に図示する。 幾つかの実施形態を概略的に図示する。 幾つかの実施形態を概略的に図示する。 幾つかの実施形態を概略的に図示する。 幾つかの更なる実施形態を概略的に図示する。 幾つかの更なる(応用)実施形態を概略的に図示する。 概略的な図面は、必ずしも縮尺通りではない。
図1A乃至1Cは、LEDフィラメントユニット1100を有するLEDフィラメントデバイス1000の実施形態を概略的に図示している。図1Aは、制御システム300を含む、巻かれた状態のLEDフィラメントユニット1100を左側に示している(巻いたものが示されている)。図1Bは、広げられた状態のLEDフィラメントユニット1100を左側に示している。LEDフィラメントユニット1100の電気接点1105、1106は、制御システム300に機能的に結合され得る。
従って、実施形態においては、LEDフィラメントデバイス1000は、例えばLEDフィラメントユニット1100を制御するよう構成される、制御システム300を有してもよい。実施形態においては、制御システム300は、LEDフィラメントユニット1100を制御するよう構成されてもよい。更に他の実施形態においては、制御システム300は、LEDフィラメント400のうちの1つ以上を制御するよう構成されてもよい。更に他の実施形態においては、制御システム300は、LEDフィラメント400のセット1150のうちの1つ以上を制御するよう構成されてもよい。特定の実施形態においては、制御システム300は、LEDフィラメントユニット1100によって含まれてもよい。
特に、制御システムは、フィラメントユニット光1101の1つ以上の光学特性を制御するよう構成されてもよい。光学特性は、特定の実施形態においては、強度、カラーポイント、相関色温度のグループから選択されてもよい。
図1Bは、LEDフィラメントデバイス1000の非限定的な数の実施形態を概略的に図示している。例えば、それらは、図1Aにおいて右側で破線枠(hatched box)で示されている部分の詳細を示し得る。
図1A乃至1Bを参照すると、細長いLEDフィラメントユニット1100を有するLEDフィラメントデバイス1000の実施形態が図示されている。
特に、細長いLEDフィラメントユニット1100は、フィラメントユニット光1101を生成するよう構成されてもよい。
実施形態においては、細長いLEDフィラメントユニット1100は、LEDフィラメント400のn1個のセット1150を有する。特に、LEDフィラメント400のn1個のセット1150は、電気的に結合される。
概略的に図示されているように、LEDフィラメント400のn1個のセット1150は、線形アレイ状に構成される。特に、n1≧2である。図1Bにおける実施形態I乃至IIIにおいては、n1=2(即ち、4個のLEDフィラメント400)である。
LEDフィラメント400の各セット1150は、(少なくとも)2つの電気的に逆並列に構成されるLEDフィラメント400を有する(更に図2A乃至2Bも参照)。
特に、LEDフィラメント400は、フィラメント光401を生成するよう構成される。
図1Bの実施形態IVを参照すると、LEDフィラメントユニット1100は、LEDフィラメントユニット長さL2と、LEDフィラメントユニット幅W2と、LEDフィラメントユニット高さH2とを持つ。
図1Cも参照すると、各LEDフィラメント400は、n2個の固体ベースの光生成デバイス100を含み得る。特に、固体ベースの光生成デバイス100は、電気的に結合される。高さ及び幅の代わりに、円相当径が使用されることもある。
LEDフィラメント400は、LEDフィラメント400の(それぞれの)端部401、402に電気接点405、406を有する。LEDフィラメント400は、LEDフィラメント長さL1と、LEDフィラメント高さH1とを持つ。更に、LEDフィラメント400は、LEDフィラメント幅W1を持つことがある(図示されていないが、図3の実施形態も参照)。高さ及び幅の代わりに、円相当径が使用されることもある。
更に、固体ベースの光生成デバイス100は、デバイス光101を生成するよう構成される。特に、LEDフィラメント400に対するn2は、≧4の範囲から選択される。図1Cにおいては、n2=6である。図1Bの実施形態I乃至IIIにおいては、フィラメントの各々に対するn2は、(例として)3である。しかしながら、n2は、2つ以上のLEDフィラメント400に対して異なる場合がある。
特に、結合される固体ベースの光生成デバイス100のうちの1つ以上が、光透過性材料を含む封止材160で少なくとも部分的に封止される。光透過性材料は、例えば、樹脂であってもよい。
ここに図示されていない特定の実施形態においては、n1≧4且つ/又はn2≧8である。
図1Bを参照すると、隣接する固体ベースの光生成デバイス100は、特定の実施形態においては、実施形態においては0乃至3mmのような、0乃至2mmのような、0乃至1mmなどの、0乃至4mmの範囲から選択される、最短距離d1を有する。実施形態においては、LEDフィラメント400のセット1150の隣接するLEDフィラメント400における隣接する固体ベースの光生成デバイス100は、0乃至6mmなどの、0乃至8mmの範囲から選択される最短距離d2を有してもよい。特に、実施形態においては、LEDフィラメント400のセット1150の隣接するLEDフィラメント400における隣接する固体ベースの光生成デバイス100は、特に0乃至2mmなどの、0乃至4mmの範囲から選択される最短距離d2を有してもよい。更に他の実施形態においては、d2は、0乃至1mmの範囲から選択されてもよい。従って、特定の実施形態においては、全ての固体ベースの光生成デバイス100が、0乃至4mmの範囲から選択される最短距離(d1又はd2)を有してもよい。特定の実施形態においては、全ての固体ベースの光生成デバイス100が、0乃至1mmなどの、0乃至2mmの範囲から選択される最短距離(d1又はd2)を有してもよい。
図1Bの実施形態I及びIVを参照すると、LEDフィラメントデバイス1000は、LEDフィラメント400を支持するよう構成されるフィラメント支持体1010を含み得る。
特定の実施形態においては、フィラメント支持体1010は、可撓性のもの(且つ/又は曲げられるもの)であってもよい。
図1Cを参照すると、実施形態においては、LEDフィラメント400のうちの1つ以上が、固体ベースの光生成デバイス100を支持するよう構成される光生成デバイス支持体410を含み得る。更に、図1Cを参照すると、実施形態においては、LEDフィラメント400のうちの1つ以上が、第1封止材161を有する。第1封止材161は、固体ベースの光生成デバイス100のうちの1つ以上の少なくとも一部を囲み得る。従って、実施形態においては、封止材160は、第1封止材161を有してもよい。
図2A乃至2Bは、逆並列の電気的構成に特に注意を払って、幾つかの実施形態を概略的に図示している。破線四角形(dashed square)は、固体ベースの光生成デバイス100を示している。図2A及び2Bは、細長いフィラメントユニット1100の幾つかの実施形態を概略的に図示している(事実上、LEDフィラメントデバイスの幾つかの実施形態も概略的に図示している)。図2A、及び図2Bの実施形態I乃至IIIは、LEDフィラメント400のn1個のセット1150を有する細長いLEDフィラメントユニット1100を示している。ここでは、例としてn1=4であり、各セットは、2個のLEDフィラメント400を有する。
上記のように、LEDフィラメント400のn1個のセット1150は、電気的に結合される。更に、LEDフィラメント400のn1個のセット1150は、細長いLEDフィラメントユニット1100を提供する。示されているように、LEDフィラメント400のn1個のセット1150は、線形アレイ状に構成され、n1≧2(ここでは、実施形態において、n1=4)である。
図2A乃至2Bの全ての実施形態において示されているように、LEDフィラメント400の各セット1150は、2つの電気的に逆並列に構成されるLEDフィラメント400を有する。しかしながら、特定の実施形態においては、セット1150に3つ以上のLEDフィラメント400が含まれ得る。
更に、実施形態においては、LEDフィラメント400のn1個のセット1150のうちの2つ以上が、電気的に逆並列に構成される。
実施形態において概略的に図示されているように、LEDフィラメント400の線形アレイは、隣接するLEDフィラメント400のセットを有してもよい。特定の実施形態においては、隣接するLEDフィラメント400の2つ以上のセットが、互いに物理的に接触して構成されるLEDフィラメント400を有してもよい。
図2A乃至2Bにおける実施形態において概略的に図示されているように、LEDフィラメントデバイス1000は、第1の細長い導電性トラック1005及び第2の細長い導電性トラック1006を含み得る。特定の実施形態においては、各LEDフィラメント400が、第1の細長い導電性トラック1005及び第2の細長い導電性トラック1006に電気的に結合されてもよい。
図2A、及び例えば図2Aの実施形態Iを参照すると、実施形態においては、第1の細長い導電性トラック1005及び第2の細長い導電性トラック1006は、フィラメント支持体1010によって含まれ得る。
図1C、図2A、並びに図2Bの実施形態I及びIIを参照すると、特定の実施形態においては、第1封止材161は、第1封止材材料を有してもよく、第1封止材材料は、第1樹脂と、第1樹脂に埋め込まれる第1ルミネッセンス材料210とを有する。第1ルミネッセンス材料210は、特定の実施形態においては、デバイス光101の少なくとも一部を第1ルミネッセンス材料光211に変換するよう構成されてもよい。従って、実施形態においては、光透過性材料が、第1封止材材料を有する。
図2Bの実施形態IIIを参照すると、特定の実施形態においては、細長いLEDフィラメントユニット1100は、第2封止材162を含み得る。特に、第2封止材160は、LEDフィラメント400のうちの1つ以上の少なくとも一部を囲む。従って、封止材160は、第2封止材162を有してもよい。
更に他の特定の実施形態においては、第2封止材162は、第2封止材材料を有してもよい。特定の実施形態においては、第2封止材材料が、第2樹脂と、第2樹脂に埋め込まれる第2ルミネッセンス材料220とを有してもよい。特に、第2ルミネッセンス材料220は、フィラメント光401の少なくとも一部を第2ルミネッセンス材料光221に変換するよう構成されてもよい。従って、光透過性材料が、第2封止材材料を有してもよい。第1ルミネッセンス材料及び/又は第2ルミネッセンス材料の両方が利用可能であってもよい。特定の実施形態においては、それらが同じであることもある。しかしながら、それらが異なることもある。
図2Cを参照すると、LEDフィラメント400のセット1150の様々な構成が可能であり得る。ここでは、4つの実施形態が概略的に図示されているが、他の実施形態は除外されない。ここでは、LEDフィラメント400の単一のセット1150のみが、概略的に図示されている。しかしながら、LEDフィラメントユニット1100は、図に示されているセット1150を複数有してもよい。
LEDフィラメント400のセット1150のLEDフィラメント400は、第1長さ軸A1を有してもよく、LEDフィラメント400のセット1150は、第2長さ軸A2を有する。特に、第1長さ軸は、平行であってもよい(実施形態I乃至IV参照)。実施形態I乃至IIにおいては、第1長さ軸A1及び第2長さ軸A2が、平行であり、且つ同一直線上のものである場合がある。しかしながら、実施形態III乃至IVにおいては、第1長さ軸A1は、平行であるが、第2長さ軸A2と相互軸角度αを有する。実施形態においては、相互軸角度αは、2乃至30°などの、5乃至30°のような、0乃至30°の範囲から選択されてもよい。
図2Cの実施形態Iにおいて、隣接する電極405、406の間の距離は、実施形態においては、1mm以下であり得る。図2Cの実施形態IIにおいて、隣接する電極405、406の間の距離は、実施形態においては、本質的に0mmであり得る。図2Cの実施形態IIIにおいては、隣接する電極405、406の間の距離は、それぞれの電極405、406の長さ以下であり得る。図2Cの実施形態IVにおいては、隣接する電極405、406の間の距離は、本質的に0mmであり得る。更に、実施形態IIにおいては、d2は、実施形態Iにおけるd2よりも小さいことがある。実施形態IIIにおいては、距離d2は、実施形態IIにおける距離d2よりも小さくすることができる。実施形態IVにおいては、距離d2は、実施形態IIIにおける距離d2よりも小さくすることができる。
図3は、広げられた形態の、細長いLEDフィラメントユニット1100が、第1の細長いユニット側面1115及び第2の細長いユニット側面1116を有する実施形態を概略的に図示している。動作中、フィラメントユニット光1101の少なくとも一部は、第1の細長いユニット側面1115から離れるように伝搬する。更に、LEDフィラメントデバイス1000は、第2の細長いユニット側面1116に関連付けられる接着材1090を更に有する。巻かれた状態においては、接着材プロテクタが、巻いたものの付着を防止し得る。
図3の実施形態II及びIIIを参照すると、LEDフィラメントデバイス1000は、第3の細長いユニット側面1117を更に含み得る。特定の実施形態においては、接着材1090は、第3の細長いユニット側面1117に(も)関連付けられてもよい。第2の細長いユニット側面1116と第3の細長いユニット側面1117とが、第1相互角度α1を有する。概略的に図示されている実施形態においては、第1相互角度α1は90°である。しかしながら、他の相互角度も可能であり得る。
図4は、上記のような光生成システム1000を含む照明器具2の実施形態を概略的に図示している。参照符号301は、光生成システム1000によって含まれる又は光生成システム1000に機能的に結合される制御システム300と機能的に結合され得るユーザインターフェースを示している。図5は、光生成システム1000を有するランプ1の実施形態も概略的に図示している。参照符号3は、壁などに、画像を投影するために使用され得る、プロジェクタデバイス又はプロジェクタシステムを示しており、前記プロジェクタデバイス又はプロジェクタシステムも、システム1000を含み得る。従って、図4は、とりわけ、ランプ1、照明器具2、消毒デバイス、及び光無線通信デバイスのグループから選択される光生成デバイス1200であって、光生成システム1000を有する光生成デバイス1200のうちの1つ以上を示している。図4は、(特にウォールウォッシャなどの)壁面照明デバイスを含む照明デバイス1200の実施形態も概略的に図示している。
「複数」という用語は、2つ以上を指す。
本明細書における「実質的に」又は「本質的に」という用語、及び同様の用語は、当業者には理解されるだろう。「実質的に」又は「本質的に」という用語は、「全体的に」、「完全に」、「全て」などを備える実施形態も含み得る。従って、実施形態においては、実質的に又は本質的にという形容詞が取り除かれることもある。適用可能な場合には、「実質的に」という用語又は「本質的に」という用語は、100%を含む、95%以上、特に99%以上、更により特に99.5%以上などの、90%以上に関することもある。
「有する」という用語は、「有する」という用語が「から成る」ことを意味する実施形態も含む。
「及び/又は」という用語は、特に、「及び/又は」の前及び後で言及されている項目のうちの1つ以上に関する。例えば、「項目1及び/又は項目2」という語句、及び同様の語句は、項目1及び項目2のうちの1つ以上に関し得る。「有する」という用語は、或る実施形態においては、「から成る」ことを指す場合があるが、別の実施形態においては、「少なくとも規定されている種を含み、随意に、1つ以上の他の種を含む」ことを指す場合もある。
更に、明細書及び特許請求の範囲における、第1、第2、第3などの用語は、同様の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、逐次的又は時間的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書において記載されている本発明の実施形態は、本明細書において記載又は図示されている順序以外の順序で動作が可能であることは理解されるべきである。
本明細書においては、とりわけ、動作中の、デバイス、装置、又はシステムが記載されているかもしれない。当業者には明らかであるだろうように、本発明は、動作の方法、又は動作中の、デバイス、装置、若しくはシステムに限定されるものではない。
上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、本発明を説明するものであり、当業者は、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、多くの他の実施形態を設計することができるだろうことに留意されたい。
特許請求の範囲において、括弧内に配置される如何なる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。
「有する」という動詞及びその語形変化の使用は、請求項において示されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。文脈から明らかに別の意味が必要とされない限り、明細書及び特許請求の範囲全体を通して、「有する」などの単語は、排他的又は網羅的な意味とは対照的な、包括的な意味で、即ち、「含むが、これに限定されない」という意味で解釈されるべきである。
要素の単数形表記は、このような要素の複数の存在を除外するものではない。
本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって実施されてもよく、又は適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。幾つかの手段を列挙している、デバイスの請求項、又は装置の請求項、又はシステムの請求項においては、これらの手段のうちの幾つかは、ハードウェアの全く同一のアイテムによって実施されてもよい。単に、或る特定の手段が、相互に異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせは有利になるようには使用されることができないことを示すものではない。
本発明は、デバイス、装置、若しくはシステムを制御し得る、又は本明細書において記載されている方法若しくはプロセスを実行し得る制御システムも提供する。更に他に、本発明は、デバイス、装置、又はシステムに機能的に結合される又は含まれるコンピュータにおいて実行するときに、このようなデバイス、装置、又はシステムの1つ以上の制御可能な要素を制御するコンピュータプログラム製品も提供する。
本発明は、更に、明細書において記載されている、及び/又は添付の図面において示されている、特徴付けている特徴のうちの1つ以上を有するデバイス、装置、又はシステムに当てはまる。本発明は、更に、明細書において記載されている、及び/又は添付の図面において示されている、特徴付けている特徴のうちの1つ以上を有する方法又はプロセスに関する。
この特許において説明されている様々な態様は、更なる利点を提供するために組み合わされることができる。更に、当業者は、実施形態は組み合わされることができること、及び3つ以上の実施形態も組み合わされることができることを理解するだろう。更に、特徴のうちの幾つかは、1つ以上の分割出願のための基礎を形成することができる。

Claims (15)

  1. 細長いLEDフィラメントユニットを有するLEDフィラメントデバイスであって、前記細長いLEDフィラメントユニットが、フィラメントユニット光を生成するよう構成され、
    前記細長いLEDフィラメントユニットが、LEDフィラメントのn1個のセットを有し、前記LEDフィラメントのn1個のセットが、電気的に結合され、前記LEDフィラメントのn1個のセットが、線形アレイ状に構成され、n1≧2であり、LEDフィラメントの各セットが、少なくとも2つの電気的に逆並列に構成されるLEDフィラメントを有し、
    前記LEDフィラメントが、フィラメント光を生成するよう構成され、各LEDフィラメントが、n2個の固体ベースの光生成デバイスを有し、前記固体ベースの光生成デバイスが、電気的に結合され、前記固体ベースの光生成デバイスが、デバイス光を生成するよう構成され、前記LEDフィラメントに対するn2が、≧4の範囲から選択され、
    結合される前記固体ベースの光生成デバイスのうちの1つ以上が、光透過性材料を含む封止材で少なくとも部分的に封止され、
    前記LEDフィラメントのn1個のセットのうちの2つ以上が、電気的に逆並列に構成されるLEDフィラメントデバイス。
  2. n1≧4であり、16≦n2≦80であり、隣接する固体ベースの光生成デバイスが、0乃至2mmの範囲から選択される最短距離を有し、LEDフィラメントのセットの隣接するLEDフィラメントにおける隣接する固体ベースの光生成デバイスが、0乃至6mmの範囲から選択される最短距離を有する請求項1に記載のLEDフィラメントデバイス。
  3. 前記LEDフィラメントのn1個のセットの全てのセットが、電気的に逆並列に構成される請求項1乃至2のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  4. 前記LEDフィラメントの線形アレイが、隣接するLEDフィラメントのセットを有し、隣接するLEDフィラメントの2つ以上のセットが、互いに物理的に接触して構成されるLEDフィラメントを有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  5. 第1の細長い導電性トラック及び第2の細長い導電性トラックを有し、各LEDフィラメントが、前記第1の細長い導電性トラック及び前記第2の細長い導電性トラックに電気的に結合される請求項1乃至4のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  6. 前記LEDフィラメントを支持するよう構成されるフィラメント支持体を有し、前記フィラメント支持体が、(i)可撓性のもの及び(ii)曲げられるもののうちの1つ以上である請求項1乃至5のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  7. 前記第1の細長い導電性トラック及び前記第2の細長い導電性トラックが、前記フィラメント支持体によって含まれる請求項5乃至6に記載のLEDフィラメントデバイス。
  8. 前記LEDフィラメントのうちの1つ以上が、前記固体ベースの光生成デバイスを支持するよう構成される光生成デバイス支持体を有する請求項1乃至7のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  9. 前記LEDフィラメントのうちの1つ以上が、第1封止材を有し、前記第1封止材が、前記固体ベースの光生成デバイスのうちの1つ以上の少なくとも一部を囲む請求項1乃至8のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  10. 前記第1封止材が、第1封止材材料を有し、前記第1封止材材料が、第1樹脂と、前記第1樹脂に埋め込まれる第1ルミネッセンス材料とを有し、前記第1ルミネッセンス材料が、前記デバイス光の少なくとも一部を第1ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される請求項9に記載のLEDフィラメントデバイス。
  11. 前記細長いLEDフィラメントユニットが、第2封止材を有し、前記第2封止材が、前記LEDフィラメントのうちの1つ以上の少なくとも一部を囲み、前記第2封止材が、第2封止材材料を有し、前記第2封止材材料が、第2樹脂と、前記第2樹脂に埋め込まれる第2ルミネッセンス材料とを有し、前記第2ルミネッセンス材料が、前記フィラメント光の少なくとも一部を第2ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される請求項1乃至10のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  12. LEDフィラメントのセットの前記LEDフィラメントが、第1長さ軸を有し、前記LEDフィラメントのセットが、第2長さ軸を有し、前記第1長さ軸が、平行であり、前記第2長さ軸と相互軸角度αを有し、前記相互軸角度αが、2乃至30°の範囲から選択され、前記LEDフィラメントデバイスが、前記LEDフィラメントユニットを制御するよう構成される制御システムを有する請求項1乃至11のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  13. 広げられた形態の前記細長いLEDフィラメントユニットが、第1の細長いユニット側面及び第2の細長いユニット側面を有し、動作中、前記フィラメントユニット光の少なくとも一部が、前記第1の細長いユニット側面から離れるように伝搬し、前記LEDフィラメントデバイスが、前記第2の細長いユニット側面に関連付けられる接着材を更に有する請求項1乃至12のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイス。
  14. 第3の細長いユニット側面を更に有し、接着材が、前記第3の細長いユニット側面に関連付けられ、前記第2の細長いユニット側面と前記第3の細長いユニット側面とが、第1相互角度を有し、前記第1相互角度が90°である請求項13に記載のLEDフィラメントデバイス。
  15. ランプ、照明器具、消毒デバイス及び光無線通信デバイスのグループから選択される光生成デバイスであって、請求項1乃至14のいずれか一項に記載のLEDフィラメントデバイスを有する光生成デバイス。
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