JP7546592B2 - きらめきをもたらす光反射性粒子を有するｌｅｄフィラメント - Google Patents

Description

本開示は、照明デバイス用の発光ダイオードフィラメントに関する。

白熱ランプは、発光ダイオード（light-emitting diode；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。白熱ランプ、蛍光ランプ、ガス放電ランプなどと比較して、固体ベースの光源は、例えば、より長い動作寿命、消費電力の低減、より高い効率、より少ない発熱、環境に配慮した（すなわち、水銀を含まない）製品などの、数多くの利点をもたらし得る。ＬＥＤなどの固体照明デバイスは、一般照明を含めた、広範な照明用途において採用されている。

固体照明デバイスは、白熱電球の外見を有するための、レトロフィットランプとして開発されてきた。しかしながら、より装飾的な固体照明デバイスを提供する必要性が、常に存在している。

更には、ＬＥＤランプによって供給される光の色は、多くの場合、放射される光の角度の関数として変化する。この、色の角度依存性（colour-over-angle；ＣＯＡ）の効果は、往々にして顕著なものであり、白色ＬＥＤの遠視野での大きい角度において、黄色の環を生じさせる恐れがある。

ＬＥＤレトロフィットランプはまた、多くの場合、同等の白熱ランプよりも指向性の高い光を供給する。結果として、これらのランプからの光は、光の当たる領域と影になる領域との間に、より明確なコントラストを生じさせ、物体を平板に見せる場合がある。

白熱ランプは、発光ダイオード（light-emitting diode；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。白熱ランプ、蛍光ランプ、ガス放電ランプなどと比較して、固体ベースの光源は、例えば、より長い動作寿命、消費電力の低減、より高い効率、より少ない発熱、環境に配慮した（すなわち、水銀を含まない）製品などの、数多くの利点をもたらし得る。ＬＥＤなどの固体照明デバイスは、一般照明を含めた、広範な照明用途において採用されている。

固体照明デバイスは、白熱電球の外見を有するための、レトロフィットランプとして開発されてきた。しかしながら、より装飾的な固体照明デバイスを提供する必要性が、常に存在している。

更には、ＬＥＤランプによって供給される光の色は、多くの場合、放射される光の角度の関数として変化する。この、色の角度依存性（colour-over-angle；ＣＯＡ）の効果は、往々にして顕著なものであり、白色ＬＥＤの遠視野での大きい角度において、黄色の環を生じさせる恐れがある。

ＬＥＤレトロフィットランプはまた、多くの場合、同等の白熱ランプよりも指向性の高い光を供給する。結果として、これらのランプからの光は、光の当たる領域と影になる領域との間に、より明確なコントラストを生じさせ、物体を平板に見せる場合がある。

それゆえ、本開示の目的は、上述の欠点のうちのいくつかを克服し、改善されたＬＥＤフィラメントを提供することである。

この目的及び他の目的は、独立請求項において説明されるようなＬＥＤフィラメントによって達成される。従属請求項によって、他の実施形態が定義される。

本開示の一態様によれば、ＬＥＤフィラメントが提供される。ＬＥＤフィラメントは、細長形基板と、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、封入材と、少なくとも部分的に光反射性の複数の粒子とを備える。ＬＥＤは、基板に機械的に結合されており、封入材は、ＬＥＤと基板の少なくとも一部とを封入している。少なくとも部分的に光反射性の粒子（例えば、グリッタ又はフレーク）は、封入材の外表面上に配置されている。少なくとも部分的に光反射性の粒子は、例えば、高いアスペクト比を有してもよく、特に、平坦粒子であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に光反射性の粒子（又は、グリッタフレーク）は、第１の面及び第２の面を含み得る。第１の面は、基板及びＬＥＤに向き合って、封入材に接して位置してもよい。第２の面は、第１の面とは反対側であってもよく、封入材から離れる方向に向けられていてもよい。第２の面は、例えば、フィラメントの周囲の環境に向き合っていてもよい。

封入材は、ＬＥＤと基板の少なくとも一部とを封入する、或る体積の材料を含む。封入材の外表面は、封入材の外部に向き合う、封入材体積の表面である。換言すれば、封入材の外表面は、封入材及びＬＥＤから離れる方向に、かつ封入材の周囲の方向に向いている。

封入材の外表面上の、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、環境光（外光、周囲光、すなわち、他の光源からの光）を様々な方向に反射させることによって、オフ状態において（すなわち、フィラメントのＬＥＤがオンにされていない場合に）、ＬＥＤフィラメントにきらめく外観（sparkling appearance）を付与し得る。このきらめく外観は、ＬＥＤフィラメントの装飾的な特徴を増大させ得る。

更には、封入材表面上の、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、オン状態において（すなわち、フィラメントのＬＥＤがオンにされている場合に）、ＬＥＤによって放射された光を他の角度に方向転換させ得る。この方向転換は、放射された光の、より全方向性の拡散をもたらしてもよく、このことは、より柔らかな外観を光に付与して、従来のＬＥＤフィラメントによって多くの場合に引き起こされる明確なコントラストを軽減し得る。

少なくとも部分的に光反射性の粒子の粒子は、少なくとも１つの平坦面を有してもよく、最長寸法長さＬ１、最短寸法長さＬ２、及び更なる寸法長さＬ３によって特徴付けられてもよい。光反射性粒子の寸法長さは、特定のアスペクト比を通じて関連付けられてもよい。第１のアスペクト比ＡＲ１は、最長寸法長さと最短寸法長さとの比として定義される。更には、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、更なる寸法長さと最短寸法長さとの比として定義される、第２のアスペクト比ＡＲ２によって特徴付けられてもよい。少なくとも部分的に光反射性の粒子は、最長寸法長さと更なる寸法長さとの比である、第３のアスペクト比ＡＲ３によって特徴付けられてもよい。

いくつかの実施形態では、少なくとも部分的に光反射性の粒子の寸法長さ及び比は、向上したきらめく外観をもたらすための、特定の要件を満たし得る。一実施例として、最長寸法長さＬ１は、０．１～３ｍｍの範囲であってもよい。同様に、更なる寸法長さＬ３もまた、０．１～３ｍｍの範囲であってもよい。最短寸法長さＬ２は、１０～３００μｍの範囲であってもよい。

いくつかの実施形態では、第１のアスペクト比ＡＲ１は、１０～３００の範囲であってもよい。第２のアスペクト比ＡＲ２もまた、１０～３００の範囲であってもよい。第３のアスペクト比ＡＲ３は、０．３～３の範囲であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、ＬＥＤフィラメントは、直径Ｄを有し得る。最長寸法長さＬ１は、直径に関連して定義されてもよい。例えば、最長寸法長さは、０．１Ｄ～Ｄの範囲（すなわち、０．１Ｄ＜Ｌ１＜Ｄ）であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、剛性であってもよく（例えば、屈曲すること、又は強制的に形状が崩されることが不可能であり、可撓性ではない）、このことは、光反射性粒子の反射率を更に向上させ、それにより、光反射性粒子はマイクロミラーとして機能する。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、ランダムに分布されてもよく、又はランダムに方向付けされてもよく、あるいはその双方であってもよい。粒子のランダムな分布及び／又は配置は、よりランダムに環境光が反射されるという点で、ＬＥＤフィラメントのグリッタ効果を更に向上させ得る。少なくとも部分的に光反射性の粒子の、ランダムな分布及び／又は向きはまた、放射された光が、よりランダムに方向転換され得るため、オン状態における、放射された光の全方向性の拡散も増大させ得る。

少なくとも部分的に光反射性の粒子は、ランダムに分布及び／又は方向付けされるとして説明されているが、他の実施形態も可能である。一例を挙げると、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、均一に分散されてもよく、又は、封入材表面の特定の領域に向けて集中化されてもよい。

Ｃで示されるＬＥＤフィラメント被覆率は、封入材の外表面上での、少なくとも部分的に光反射性の粒子の被覆率を表す。特定のサブ範囲のＬＥＤフィラメント被覆率は、より最適なきらめく外観をもたらしつつも、ＬＥＤによって放射された光を遮断しないことが証明されている。

いくつかの実施形態によれば、Ｃ_ｍｉｎで示される最小ＬＥＤフィラメント被覆率は、３％であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に反射性の粒子は、不透明（非透過性）であってもよい。これらの実施形態に関しては、最適なきらめく外観のための、最大ＬＥＤフィラメント被覆率Ｃ_ｍａｘは、３０％であってもよい。

いくつかの他の実施形態によれば、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、透過性であってもよく、Ｔで示される透過率を有する。いくつかの実施形態によれば、これらの粒子の透過率は、４０％未満、すなわち、Ｔ＜４０％である。透過性粒子は、ＬＥＤによって放射された光の一部が粒子を通過することを可能にし、その結果、フィラメントのより大きい被覆率が可能となる。これらの実施形態に関しては、最大ＬＥＤフィラメント被覆率Ｃ_ｍａｘは、粒子の透過率に依存し得る。しかしながら、被覆率は、決してＣ_ｍｉｎ＝５％未満とするべきではない。それゆえ、最大被覆率は、以下のように表され得る：

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に光透過性の封入材は、波長変換材料を含んでもよい。波長変換材料を含む封入材は、ＬＥＤフィラメントによって放射される光のスペクトルを拡張し得る。殆どの日常的照明用途では、白色光が、好ましい選択肢である。ＬＥＤフィラメント内で、ＬＥＤは、青色光を放射するように選択されてもよい。波長変換材料、例えば種々の蛍光体を有する封入材を設けることにより、青色光の一部が、波長変換材料によって吸収され得る。吸収された青色光の一部は、ストークスシフトを経て、より長い波長（例えば、他の青色、赤色、及び緑色／黄色）として放射され得る。種々の波長の組み合わせが、白色光の印象を生じさせ得る。ＬＥＤ及び波長変換材料の選択を通じて、放射される光の色及び色調が定義されてもよい。ＬＥＤフィラメントよって放射される光（ＬＥＤフィラメント光）は、例えば、黒体ライン（black body line；ＢＢＬ）から１５等色標準偏差（standard deviations of colour matching；ＳＣＤＭ）以内であってもよい。更には、ＬＥＤフィラメント光は、少なくとも７０の演色評価数（colour rendering index；ＣＲＩ）を更に有してもよい。

封入材内に波長変換材料を含む実施形態では、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、色の角度依存性「ＣＯＡ」の変動に対して、プラスの影響を及ぼし得る。大きい角度において、青色光は、より長く封入材を通って伝搬し得る。青色光が、より多く波長変換材料を通過することは、より多くの青色光が吸収され、またそれゆえ、より多くの緑色光及び赤色光が放射されることをもたらし得る。結果として、照射領域の外側領域は、より黄色い色相を得る可能性がある。封入材の外表面上の光反射性粒子は、種々の波長の光を、より多くの異なる方向に方向転換させてもよく、このことは、色の角度依存性の変動を軽減し得る。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に光反射性の粒子の粒子は、波長依存性の反射係数を有し得る。オフ状態において、波長依存性の反射係数を有する光反射性粒子は、有色のきらめき効果をもたらしてもよく、このことは、ＬＥＤフィラメントの装飾性を更に増大させ得る。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に光反射性の粒子の粒子は、多層反射器を含み得る。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に光反射性の粒子の粒子は、ダイクロイックミラーを含み得る。

本開示のいくつかの実施形態では、前述の実施形態のうちのいずれかに関連して説明されたような、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、照明デバイスの一部であってもよい。照明デバイスは、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを少なくとも部分的に包囲し得る、少なくとも部分的に光透過性の外囲器を更に備えてもよい。照明デバイスはまた、少なくとも部分的に光透過性の外囲器が上に取り付けられ得る、口金を備えてもよい。口金は、照明デバイスを電気的に接続するための、照明器具ソケットに接続可能な電気コネクタを含み得る。

口金は、例えば、レトロフィットランプとして照明デバイスが機能し得るように構成されてもよい。更には、少なくとも部分的に光透過性の外囲器は、従来の白熱電球と同様の洋梨形状を有してもよい。

いくつかの実施形態によれば、上述のような、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備える照明デバイスは、照明器具に接続されてもよい。照明器具は、照明デバイスの電気コネクタに接続可能なソケットと、ソケットに接続されている照明デバイスとを備えてもよい。

上述の実施形態において列挙された特徴の全ての可能な組み合わせを使用する、他の実施形態が想定され得る点に留意されたい。それゆえ、本開示はまた、本明細書で言及される特徴の全ての可能な組み合わせにも関する。本明細書で説明されるいずれの実施形態も、本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされてもよく、本開示は、全ての特徴の組み合わせに関する。

次に、本発明のこの態様及び他の態様が、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明される。図は、本発明を特定の実施形態に限定するものと見なされるべきではなく、むしろ、図は、本発明を説明及び理解するために使用される。
図に示されるように、層及び領域のサイズは、例示の目的のために誇張されており、それゆえ、本発明の実施形態の一般的な構造を例示するように提供されている。同様の参照符号は、全体を通して、同様の要素を指す。
いくつかの実施形態による、ＬＥＤフィラメントの概略側面図を示す。 いくつかの実施形態による、ＬＥＤフィラメントの概略側面図を示す。 いくつかの実施形態による、ＬＥＤフィラメントの概略断面図を示す。図は、ＬＥＤフィラメントの伸長軸線に垂直な平面における、ＬＥＤフィラメントの断面を示す。 いくつかの実施形態による、ＬＥＤフィラメントの概略断面図を示す。図は、ＬＥＤフィラメントの伸長軸線に垂直な平面における、ＬＥＤフィラメントの断面を示す。 いくつかの実施形態による、少なくとも部分的に光反射性の粒子を示す。 いくつかの実施形態による、照明デバイスを示す。 いくつかの実施形態による、照明器具を示す。

ここで、現時点で好ましい実施形態が示されている添付図面を参照して、例示的実施形態が、以降でより完全に説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、完全性及び網羅性のために提供され、当業者に本発明の範囲を完全に伝達するものである。

図１ａ及び図１ｂを参照して、いくつかの実施形態によるＬＥＤフィラメントが説明される。

図１ａ及び図１ｂは双方とも、いくつかの実施形態によるＬＥＤフィラメントの概略側面図を示す。

図１ａに示されるように、本実施形態によるＬＥＤフィラメント１１０は、細長形基板１１１と、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１１２と、少なくとも部分的に光透過性の封入材１１４とを備える。また、ＬＥＤに電力供給するための配線１１３も備え得る。図１ｂに示されるように、ＬＥＤフィラメント１１０は、封入材１１４の外表面上に配置されている、少なくとも部分的に光反射性の複数の粒子１１５を更に備え得る。

基板１１１は、半透明又は透明などの、光透過性であってもよい。基板１１１は、例えば、ガラス、サファイア、石英、及びセラミック材料のうちの１つ、あるいはそれらの組み合わせで作製されてもよい。光透過性の半透明基板又は透明基板は、放射される光が、ＬＥＤフィラメントから全ての角度で抜け出ることを可能にし得る。

基板１１１は、剛性であってもよい。あるいは、基板１１１は、可撓性であってもよく、このことは、審美的な非剛性の構成を可能にし得る。

基板は、伸長軸線Ａに沿って延在している細長形本体を含み得る。伸長軸線Ａは、少なくとも部分的に直線状であってもよく、又は実質的に直線状であってもよい。しかしながら、基板の伸長軸線は、少なくとも部分的に湾曲状であってもよい点が理解されるであろう。例えば、基板、またそれゆえＬＥＤフィラメントは、コイルに準じて成形されてもよい。基板は、基板の伸長軸線が直線状若しくは実質的に直線状である、１つ以上の部分又は区画と、基板の伸長軸線が湾曲状である、１つ以上の他の部分又は区画とを含むように構成されてもよい。

ＬＥＤ１１２は、基板１１１に機械的に結合されている。いくつかの実施形態では、ＬＥＤ１１２は、基板の第１表面上にのみ配置されてもよく、第１表面は、基板の他の表面と比較して、主表面又は大表面である。

ＬＥＤは、伸長軸線Ａに沿って配置されてもよい。ＬＥＤ１１２は、動作又は作動される場合、すなわち、オン状態において、光を放射するよう構成されている。ＬＥＤ１１２は、実質的に同じスペクトル分布を有する光を放射するように、更に構成されてもよい。あるいは、ＬＥＤ１１２は、異なるスペクトル分布を有する光を放射するように適合されてもよい。複数のＬＥＤ１１２は、配線１１３を介して電力供給されてもよい。配線１１３は、例えば、導電トラックを含み得る。

少なくとも部分的に光透過性の封入材１１４は、ＬＥＤ１１２と基板１１１の少なくとも一部とを封入している。

いくつかの実施形態では、封入材１１４は、基板の第１主表面の少なくとも一部を封入してもよい。

いくつかの実施形態では、封入材１１４は、基板の第１主表面の少なくとも一部と、基板の第２主表面の少なくとも一部とを封入してもよい。基板の第２主表面は、基板の第１主表面とは反対側であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、封入材は、基板の第１表面を完全に封入してもよい。

いくつかの実施形態では、封入材は、基板の第１主表面及び第２主表面の双方を完全に封入してもよい。

いくつかの実施形態では、封入材は、基板の全ての表面（すなわち、基板全体）を完全に封入してもよい。

封入材は、光を拡散させて不均一な照明を回避するための、光拡散要素、例えば散乱粒子を含んでもよい。あるいは、封入材１１４は、散乱材料を含み得る。

本発明の構想内では、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、細長形の支持体上に配置される。

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。

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。更には、ＬＥＤは、例えば種々の色又はスペクトルの、ＬＥＤ光を放射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。

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。

図２ａ及び図２ｂを参照して、少なくとも部分的に反射性の複数の粒子１１５を有する、ＬＥＤフィラメントの実施形態が説明される。

図２ａ及び図２ｂは双方とも、いくつかの実施形態によるＬＥＤフィラメントの概略断面図を示す。これらの図は、図１ａ及び図１ｂに関連して言及された伸長軸線Ａなどの、ＬＥＤフィラメントの伸長軸線に垂直な平面における、ＬＥＤフィラメントの断面を示す。

図２ａに示されるように、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５の粒子は、第１の面２１６及び第２の面２１７を含み得る。第１の面２１６は、封入材１１４及び基板１１１に向き合って、封入材１１４に接して位置してもよい。第２の面２１７は、第１の面２１６とは反対側であってもよく、封入材１１４から離れる方向に向けられていてもよい。

少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５は、封入材１１４の外側上に配置されており、すなわち、封入材内には埋め込まれていない。粒子１１５は、接着剤を使用して封入材に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、接着剤は、封入材の一部を形成してもよく、例えば、粒子１１５は、封入材自体を使用して取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、粒子１１５は、第１の封入材１１４を少なくとも部分的に封入する第２の封入材（図示せず）を使用して、封入材１１４に取り付けられてもよい。

代替案として、このことは、粒子１１５が、第２の面２１７を自由のまま残して、封入材１１４内に部分的に押し付けられることを含んでもよい。

少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５の反射率は、少なくとも７５％であってもよい。特に、粒子１１５の反射率は、少なくとも８０％であってもよい。より特定的には、粒子１１５の反射率は、少なくとも８５％であってもよい。

少なくとも部分的に光反射性の粒子は、例えば、高いアスペクト比を有してもよく、特に、平坦粒子を含み得る。

基板１１１の外表面上の、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５は、ＬＥＤフィラメント１１０が電源オフである（作動されていない、そのオフ状態にある）場合に、ＬＥＤフィラメントにきらめく外観を付与し得る。少なくとも第２の面２１７は、外光２１８、すなわち、ＬＥＤフィラメント１１０のＬＥＤ以外の光源からの光を、様々な方向に反射するように適合されてもよい。

図２ｂに示されるように、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５はまた、オン状態において（すなわち、ＬＥＤフィラメントが電源オンにされて、作動されている場合に）、ＬＥＤによって放射された光を方向転換させてもよい。例えば、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５は、ＬＥＤ１１２によって放射された光を、光路２２０に沿って反射してもよく、又は、放射された光を、別の光路２１９に沿って屈折させてもよい。この光の方向転換は、ＬＥＤフィラメントによって放射される光の、より全方向性の拡散をもたらし得る。より多くの方向及び角度で光を拡散させることは、従来のＬＥＤ光源によって引き起こされるような、明確な境界線を有する、明るく照らされた領域と暗い影とに関する問題を軽減し得る。

封入材１１４は、波長変換材料を含んでもよい。波長変換材料は、第１の波長でＬＥＤによって放射された光（ＬＥＤ光）を、第１の波長とは異なる第２の波長で放射される（変換された）光へと、少なくとも部分的に変換するように構成されてもよい。波長変換材料は、ＬＥＤフィラメントに、より広域の光のスペクトルを付与し得る。

一実施例として、ＬＥＤフィラメント１１０のＬＥＤ１１２は、ＵＶ光又は青色光を放射してもよい。波長変換材料は、例えば、イットリウムアルミニウムガーネット（yttrium aluminium garnet；ＹＡＧ）系蛍光体、及び／又は、ルテチウムアルミニウムガーネット（lutetium aluminium garnet；ＬｕＡＧ）系蛍光体などの、蛍光体であってもよい。封入材１１４内の波長変換材料は、青色光を吸収するように、及び、他の青色光、緑色／黄色光、若しくは赤色光などの、より長い波長を有する放射線２２１として光を再放射するように、適合されてもよい。例えば、波長変換材料は、ＬＥＤ光を、青色光、及び／又は緑色／黄色光、及び／又は赤色光に変換するように適合されてもよい。ＬＥＤ光と変換光との組み合わせが、ＬＥＤフィラメントによって放射される光（ＬＥＤフィラメント光）を形成する。種々の波長の組み合わせが、白色光の外観を生じさせ得る。結果として生じる白色光は、例えば、黒体ライン（ＢＢＬ）から１５等色標準偏差（ＳＣＤＭ）以内であってもよい。特に、結果として生じる白色光は、ＢＢＬから１０ＳＣＤＭ以内であってもよい。より特定的には、結果として生じる白色光は、ＢＢＬから５ＳＣＤＭ、又はＢＢＬから３ＳＣＤＭなどの、ＢＢＬから７ＳＣＤＭ以内であってもよい。

結果として生じる白色光は更に、少なくとも７０の演色評価数色（ＣＲＩ）を有してもよい。特に、結果として生じる白色光は、少なくとも７５のＣＲＩを有してもよい。結果として生じる白色光は、８５又は９０などの、少なくとも８０のＣＲＩを有してもよい。

基板に対して小さい角度で放射される青色光は、より垂直な方向で放射される青色光よりも長く基板を通って伝搬し得る。より長く封入材を通って伝播する光は、より多くの波長変換材料に遭遇する可能性があり、これは、この光のより大きい部分が、より長い波長に変換され得ることを意味する。このことは、色の角度依存性の変動（colour-over-angle variation；ＣｏＡ）と呼ばれる、種々の波長の不均等な分布を引き起こす可能性がある。封入材の外表面上の光反射性粒子による、放射された光の方向転換は、より均一に色付けられた光をもたらし得る。

図３を参照して、少なくとも部分的に光反射性の粒子の粒子（グリッタフレーク）が説明される。

図３は、扁平な直方体の形状の、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５を示す。粒子１１５の、この特定の形状は、単に例示目的であるに過ぎない。粒子１１５は、任意の扁平多面体の形状、又は、高いアスペクト比と少なくとも１つの平坦面とを有する任意の他の平坦粒子の形状を有し得る。他の例としては、例えば、種々の角柱を挙げることができる。図３では、最長寸法長さＬ１、最短寸法長さＬ２、及び更なる寸法長さＬ３が、粒子１１５を特徴付けるために示されている。寸法長さは、アスペクト比を通じて関連付けられてもよい。第１のアスペクト比（ＡＲ１）は、最長寸法長さＬ１と最短寸法長さＬ２との比であってもよい：

第２のアスペクト比（ＡＲ２）は、更なる寸法長さＬ３と最短寸法長さＬ２との比であってもよい：

第３のアスペクト比（ＡＲ３）は、最長寸法長さＬ１と更なる寸法長さＬ３との比であってもよい：

装飾的なきらめく外観をもたらすために、寸法長さ及び比１１５は、特定の要件を満たし得る。例えば、寸法長さは、粒子の適切なサイズを定義する、特定の区間又は範囲であってもよい。最長寸法長さＬ１は、０．１～３ｍｍの範囲であってもよい。特に、最長寸法長さＬ１は、０．１５～２ｍｍの範囲であってもよい。より特定的には、最長寸法長さＬ１は、例えば０．２５ｍｍ又は０．３ｍｍなどの、０．２～１ｍｍの範囲であってもよい。

最短寸法長さＬ２は、１０～３００μｍの範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、最短寸法長さＬ２は、１０～２００μｍの範囲であってもよい。特に、最短寸法長さＬ２は、例えば１２μｍ又は２０μｍなどの、１０～１００μｍの範囲であってもよい。

更なる寸法長さＬ３は、０．１～３ｍｍの範囲であってもよい。特に、更なる寸法長さＬ３は、０．１５～２ｍｍの範囲であってもよい。より特定的には、更なる寸法長さＬ３は、例えば０．２５ｍｍ又は０．３ｍｍなどの、０．２～１ｍｍの範囲であってもよい。

更には、寸法長さを関連付けるアスペクト比もまた、向上したきらめく外観のために好適な形状を定義する、特定の区間又は範囲内であってもよい。例えば、アスペクト比は、外部光を反射するためのより大きい反射面を、粒子が有することを確実にし得る。最長寸法長さと最短寸法長さとの関係を定義する、第１のアスペクト比ＡＲ１は、１０～３００の範囲であってもよい。特に、第１のアスペクト比は、１５～２７０の範囲であってもよい。より特定的には、ＡＲ１は、例えば２５又は３０などの、２０～２５０の範囲であってもよい。

更なる寸法長さと最短寸法長さとの関係を定義する、第２のアスペクト比ＡＲ２は、１０～３００の範囲であってもよい。特に、第２のアスペクト比は、１５～２７０の範囲であってもよい。より特定的には、第２のアスペクト比は、例えば２５又は３０などの、２０～２５０の範囲であってもよい。

最長寸法長さと更なる寸法長さとの関係を定義する、第３のアスペクト比ＡＲ３は、０．３～３の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、第３のアスペクト比は、０．５～１．５の範囲であってもよい。特に、第３のアスペクト比は、例えば１などの、０．９～１．１の範囲であってもよい。第３のアスペクト比ＡＲ３が１である実施形態では、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５の最大表面は、正方形又は六角形の形状を有し得る。そのような粒子（フレーク）は、高精度の切断プロセスを使用して製造されることができる。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５の表面は、少なくとも２５０μｍ^２の表面積を有してもよい。特に、表面積は、少なくとも５００μｍ^２であってもよい。より特定的には、表面積は、少なくとも１０００μｍ^２であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、ＬＥＤフィラメントの断面は、直径Ｄを有し得る。直径Ｄは、１～１０ｍｍの範囲であってもよい。特に、直径Ｄは、１．５～７ｍｍの範囲であってもよい。より特定的には、Ｄは、２～５ｍｍの範囲であってもよい。

更には、直径Ｄと粒子１１５のサイズとの間には、或る関係が存在し得る。例えば、いくつかの実施形態によれば、最長寸法長さＬ１は、０．０５Ｄ～Ｄの範囲（すなわち、０．０５Ｄ＜Ｌ１＜Ｄ）であってもよい。特に、最長寸法長さＬ１は、０．１Ｄ～０．８Ｄの範囲（すなわち、０．１Ｄ＜Ｌ１＜０．８Ｄ）であってもよい。より特定的には、Ｌ１は、０．１Ｄ～０．７Ｄの範囲（すなわち、０．１Ｄ＜Ｌ１＜０．７Ｄ）であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、更なる寸法長さＬ３もまた、直径Ｄの長さによって制限されてもよい。例えば、更なる寸法長さＬ３は、０．０５Ｄ～Ｄの範囲（すなわち０．０５Ｄ＜Ｌ３＜Ｄ）であってもよい。特に、更なる寸法長さＬ３は、０．１Ｄ～０．８Ｄの範囲（すなわち、０．１Ｄ＜Ｌ３＜０．８Ｄ）であってもよい。より特定的には、Ｌ３は、０．１Ｄ～０．７Ｄの範囲（すなわち、０．１Ｄ＜Ｌ３＜０．７Ｄ）であってもよい。

少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５は、剛性であってもよい。粒子１１５の剛性は、粒子を平坦にする助けとなり得る。剛性は、粒子の平坦面と相まって、粒子をマイクロミラーとして機能させ得る。

少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５の粒子は、波長依存性の反射挙動を示すような、波長反射係数（wavelength reflection coefficient）を有してもよい。いくつかの実施形態では、波長依存性の反射は、非線形であってもよい。例えば、反射率は、可視光の青色領域において高く、緑色／黄色領域及び赤色領域において低くてもよい。このことは、ＬＥＤフィラメントの、色の角度依存性の性能を更に改善し得る。更には、光反射性粒子の反射が、異なる波長の光に対して変化する場合には、粒子は、有色のきらめき効果をもたらし得る。

更には、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５の粒子は、多層ミラーを含み得る。あるいは、又は更に、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５は、ダイクロイックミラーを含み得る。

再び図１ｂを参照すると、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５は、封入材の外表面上で、ランダムに分布されてもよく、及び／又は、ランダムに方向付けされてもよい。例えば、粒子１１５は、少なくとも３つの異なる向きで、規則的なパターンを伴わずに配置されてもよい。

あるいは、粒子は、均一に分布されてもよく、封入材の外表面の特定の領域に向けて集中化されてもよく、又は、特定のパターンで配置されてもよい。しかしながら、ランダムな分布及び／又は向きは、粒子１１５が、光（外部光源からの光と、ＬＥＤ１１２によって放射された光との双方）を、より無作為に方向転換させることを可能にし得る。オフ状態において、このことは、より好ましいきらめく外観に、またそれゆえ、より装飾的な外観に寄与し得る。オン状態において、ランダムな分布及び／又は向きは、放射された光の、及び／又は、封入材内の波長変換材料によって変換されたあらゆる光の、より全方向性の分布に寄与し得る。より全方向性の光の分布は、種々の波長の光が、より均等に分布され得るという点で、波長変換材料を含む用途における、色の角度依存性（ＣｏＡ）の変動を改善し得る。放射される光の、よりランダムな分布はまた、さほど明確ではないコントラストを伴う、より柔らかな光も生じさせ得るが、これは、光が、新たな表面に到達し、そこで反射されて更に拡散され得るためである。より柔らかな光は、より良好な奥行き知覚、及び、より少ないグレアをもたらし得る。

いくつかの実施形態によれば、封入材の外表面上での、少なくとも部分的に光反射性の粒子の被覆率は、特定の範囲内で定義されてもよい。封入材１１４の外表面上での粒子１１５の被覆率である、ＬＥＤフィラメント被覆率は、Ｃで示されてもよい。Ｃ_ｍｉｎは、最小被覆率であってもよく、Ｃ_ｍａｘは、最大被覆率であってもよい。過度に小さい被覆率は、グリッタ効果の喪失をもたらし得るが、その一方で、過度に大きい被覆率は、ＬＥＤによって放射された光を遮断し得る。最小ＬＥＤフィラメント被覆率は、Ｃ_ｍｉｎ＝３％であってもよい。特に、最小ＬＥＤフィラメント被覆率は、Ｃ_ｍｉｎ＝５％であってもよい。より特定的には、最小ＬＥＤフィラメント被覆率は、例えば７％又は９％などの、Ｃ_ｍｉｎ＝６％であってもよい。

いくつかの実施形態では、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５は、不透明（すなわち、非透過性）であってもよい。そのような実施形態における粒子は、極めて良好な反射挙動をもたらし得るが、また、ＬＥＤによって放射された光が封入材１１４から抜け出ることも阻止し得る。これらの実施形態では、最大ＬＥＤフィラメント被覆率は、Ｃ_ｍａｘ＝４０％よりも小さくてもよい。特に、最大ＬＥＤフィラメント被覆率は、Ｃ_ｍａｘ＝３０％よりも小さくてもよい。より特定的には、最大ＬＥＤフィラメント被覆率は、例えば１２％又は１５％などの、Ｃ_ｍａｘ＝２５％よりも小さくてもよい。

他の実施形態では、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５は、透過性であってもよい。粒子の透過率は、Ｔで示されてもよい。いくつかの実施形態では、透過率Ｔは、４０％未満である。これらの実施形態では、一部の光は、粒子１１５を通過することが可能にされ、これは、ＬＥＤによって放射された光を遮断することなく、より大きい被覆率が達成され得ることを意味する。これらの実施形態に関しては、ＬＥＤフィラメント被覆率は、粒子１１５の透過率に依存し得る。しかしながら、最大被覆率は、最小被覆率Ｃ_ｍｉｎ＝５％よりも小さくするべきではない。例えば、最大ＬＥＤフィラメント被覆率は、以下のように説明され得る：

いくつかの実施形態では、少なくとも部分的に光反射性の粒子は、不透明粒子及び透過性粒子の双方を含み得る。

図４を参照して、いくつかの実施形態による照明デバイス４３０が説明される。

照明デバイス４３０は、上述の実施形態のうちのいずれかによる、１つ以上のＬＥＤフィラメント１１０を備えてもよい。照明デバイス４３０は、１つ以上のＬＥＤフィラメント１１０を少なくとも部分的に包囲する、少なくとも部分的に光透過性の外囲器４３１を更に備えてもよい。外囲器４３１は、図４に示されるように、洋梨形状を有してもよい。しかしながら、外囲器４３１は、球形状又は管形状などの、任意の形状を有してもよい点が理解されるであろう。少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１１０から放射された光、又は少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１１０によって反射された光は、外囲器４３１を通して出力されてもよい。

照明デバイス４３０は、ＬＥＤ電球又はレトロフィットランプ内に含まれてもよく、あるいは、ＬＥＤ電球又はレトロフィットランプを構成してもよい。照明デバイス４３０は、外囲器４３１が上に取り付けられ得る口金４３２を備えてもよい。口金４３２は更に、（図５に示される）照明器具５４０のソケット５４１に接続可能な、電気コネクタ４３３を含んでもよい。例えば、エジソンねじ、バヨネット取り付け具、あるいは、ランプ又は照明器具に照明デバイスを接続するための、当該技術分野において既知の任意の他のタイプのコネクタが、口金の一部を形成してもよい。

図５を参照して、いくつかの実施形態による照明器具５４０が説明される。

照明器具５４０は、照明デバイス４３０の（図４に示される）電気コネクタ４３３と接続可能な、ソケット５４１を備えてもよい。更には、照明器具は、照明デバイス４３０を備えてもよく、照明デバイス４３０は、その電気コネクタ４３３によって、照明器具ソケット５４１に接続されている。

いくつかの実施形態によるＬＥＤフィラメント１１０の非限定的な例として、基板は、例えばガラスで作製されてもよい。基板１１１の長さは、５０ｍｍであってもよく、基板１１０の幅は、３ｍｍであってもよく、基板の厚さは、１ｍｍであってもよい。

基板１１１に機械的に取り付けられている複数のＬＥＤ１１５は、例えば、青色光を放射する４０個のＬＥＤであってもよい。封入材１１４は、基板１１１の第１主表面及び第２主表面の双方、並びに４０個のＬＥＤを封入してもよい。封入材は、黄色蛍光体及び赤色蛍光体などの、波長変換材料を含んでもよい。

ＬＥＤフィラメントの断面にわたって測定される直径Ｄは、３ｍｍであってもよい。

少なくとも光反射性の複数の粒子１１５は、アルミニウム層を有するポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）に基づき得る。粒子１１５は、六角形の形状を有してもよい。最長寸法長さＬ１は、２５０μｍであってもよく、更なる寸法長さＬ３は、２５０μｍであってもよく、最短寸法長さＬ２（厚さ）は、１４μｍであってもよい。封入材上での、少なくとも部分的に光反射性の粒子１１５の被覆率は、５％であってもよい。

当業者は、本発明が、上述の好ましい実施形態に決して限定されるものではない点を、理解するものである。むしろ、多くの修正形態及び変形形態が、添付の請求項の範囲内で可能である。

特徴及び要素が、特定の組み合わせで上述されているが、それぞれの特徴又は要素は、他の特徴及び要素を伴わずに単独で使用されることができ、あるいは、他の特徴及び要素の有無に関わらず、様々な組み合わせで使用されることができる。

更には、図面、本開示、及び添付の請求項を検討することにより、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解され、特許請求される発明を実施する際に遂行され得る。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素を排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。特定の特徴が、互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの特徴の組み合わせが、有利には使用され得ないことを示すものではない。

Claims (12)

1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメントであって、
   細長形基板と、
   前記基板に機械的に結合されている、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
   前記複数のＬＥＤを封入しており、前記基板を少なくとも部分的に封入している、少なくとも部分的に光透過性の封入材と、
   前記封入材の外表面上に配置されている、少なくとも部分的に光反射性の複数の粒子と、を備え、
   前記少なくとも部分的に光反射性の複数の粒子の粒子は、
   前記封入材に接して位置している第１の面と、
   前記第１の面とは反対側の第２の面であって、前記封入材から離れる方向を向いている、第２の面とを含む、
   ＬＥＤフィラメントであって、
   前記少なくとも部分的に光反射性の複数の粒子の粒子は、少なくとも１つの平坦面を有し、最長寸法長さＬ１、最短寸法長さＬ２、及び更なる寸法長さＬ３によって特徴付けられており、
   前記最長寸法長さと前記最短寸法長さとの第１のアスペクト比、ＡＲ１＝Ｌ１／Ｌ２が、１０～３００の範囲であり、前記更なる寸法長さと前記最短寸法長さとの第２のアスペクト比、ＡＲ２＝Ｌ３／Ｌ２が、１０～３００の範囲であり、前記最長寸法長さと前記更なる寸法長さとの第３のアスペクト比、ＡＲ３＝Ｌ１／Ｌ３が、０．３～３の範囲である、
   ＬＥＤフィラメント。
2. 前記最長寸法長さＬ１が、０．１～３ｍｍの範囲であり、前記更なる寸法長さＬ３が、０．１～３ｍｍの範囲であり、前記最短寸法長さＬ２が、１０～３００μｍの範囲である、請求項１に記載のＬＥＤフィラメント。
3. 前記ＬＥＤフィラメントが、直径Ｄを有し、前記最長寸法長さＬ１が、０．１Ｄ～Ｄの範囲内である、請求項１又は２に記載のＬＥＤフィラメント。
4. 前記少なくとも部分的に光反射性の粒子が剛性を有する、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。
5. 前記少なくとも部分的に光反射性の粒子が、前記封入材上にランダムに分布され、及び／又は、前記少なくとも部分的に光反射性の粒子が、ランダムに方向付けされている、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。
6. 前記封入材の前記外表面上での、前記少なくとも部分的に光反射性の粒子の最小被覆率を表す、最小ＬＥＤフィラメント被覆率Ｃ_ｍｉｎが、３％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。
7. 前記封入材の前記外表面上での、前記少なくとも部分的に光反射性の粒子の最大被覆率を表す、最大ＬＥＤフィラメント被覆率Ｃ_ｍａｘが、前記少なくとも部分的に光反射性の粒子が透過性であり、少なくとも部分的に光反射性の粒子の透過率Ｔが４０％未満である場合に、Ｃ_ｍａｘ＝（Ｔ／５０）×１００であり、又は、前記最大ＬＥＤフィラメント被覆率Ｃ_ｍａｘが、前記少なくとも部分的に光反射性の粒子が不透明である場合に、３０％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。
8. 前記少なくとも部分的に光透過性の封入材が、波長変換材料を含む、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。
9. 前記少なくとも部分的に光反射性の複数の粒子の粒子は、波長依存性の反射係数を有する、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。
10. 前記少なくとも部分的に光反射性の複数の粒子の粒子は、多層反射器又はダイクロイックミラーを含む、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。
11. 照明デバイスであって、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのＬＥＤフィラメントと、
    前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを少なくとも部分的に包囲している、少なくとも部分的に光透過性の外囲器と、
    前記少なくとも部分的に光透過性の外囲器が上に取り付けられている口金であって、前記照明デバイスを照明器具ソケットに接続するための電気コネクタを含む、口金と、を備える、照明デバイス。
12. 照明器具であって、
    ソケットと、
    請求項１１に記載の照明デバイスであって、前記ソケットに接続されている、照明デバイスと、を備える、照明器具。

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