(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱能力を高め、ダーク領域を減少した発光ダイオードフィラメントと発光ダイオードフィラメント電球の提供。【解決手段】発光ダイオードフィラメントと発光ダイオードフィラメント電球は、該発光ダイオードフィラメント１が透光性基板１０と、該透光性基板の正面に固定された少なくとも１つのＬＥＤチップ２０と、放熱発光層３０と、蛍光体４０を含み、該透光性基板が両端に該ＬＥＤチップに直列接続された第１電極ピン１１及び第２電極ピン１２を備え、該蛍光体が該透光性基板の正面に配置され、該ＬＥＤチップをその中にパッケージして該第１電極ピンと該第２電極ピンを露出させ、該放熱発光層が該透光性基板の背面または正面に形成され、多種類の放射周波数帯が異なる電磁波粉体を含んで作製され、ＬＥＤチップにより蛍光体を直接励起して発光させ、ＬＥＤチップの一部励起光源が該透光性基板を通過した後放熱発光層を励起して発光させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードフィラメントであって、透光性基板と、該透光性基板の正面に固定された少なくとも１つのＬＥＤチップと、放熱発光層と、蛍光体を含み、該透光性基板の両端に該ＬＥＤチップと直列接続された第１電極ピンと第２電極ピンが設けられ、該放熱発光層が該透光性基板の背面または正面に形成され、該蛍光体が該透光性基板の正面に配置（ｄｉｓｐｏｓｅｄ  ｏｎ）され、該ＬＥＤチップをその中にパッケージして該第１電極ピンと該第２電極ピンを露出させ、該放熱発光層が、多種類の放射周波数帯が異なる電磁波粉体を含んで作製され、該ＬＥＤチップが発生する励起光源が該蛍光体を直接励起して発光させることができ、該ＬＥＤチップの一部の励起光源が該透光性基板を通過した後、該放熱発光層を励起して発光させることができ、そのうち、該放熱発光層の電磁波粉体が該ＬＥＤチップの発生する一部の励起光源を受け励起されて発光でき、または熱励起により熱放射を発生することができ、または赤外光熱放射線を吸収して可視光を発生することができる、ことを特徴とする、発光ダイオードフィラメント。
【請求項２】
前記透光性基板が、セラミック基板、ガラス基板、サファイア基板、プラスチック基板、紙基板のうちのいずれかを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項３】
前記透光性基板が、フレキシブルセラミック基板、フレキシブルガラス基板、フレキシブルプラスチック基板、フレキシブル紙基板のうちのいずれかを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項４】
前記放熱発光層の該電磁波粉体が、蛍光粉、熱放射粉、赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項５】
前記放熱発光層の該蛍光粉が、アルミン酸塩蛍光粉、窒化物蛍光粉、窒素酸化物蛍光粉、ケイ酸塩蛍光粉、フッ化物蛍光粉、錫硫合金化合物蛍光粉、量子ドット蛍光粉のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項４に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項６】
前記放熱発光層の該熱放射粉が、カーボン材料、金属粒子（ｍｅｔａｌ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）、セラミックス粉末、熱放射樹脂材のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項４に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項７】
前記放熱発光層の該赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料が、希土類イオンドープハロゲン化物材料系、フッ素化合物材料系、フッ化酸素化合物材料系、酸化物材料系、含硫化物材料系、酸化ケイ素、リン酸塩類のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項４に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項８】
前記カーボン材料が、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ）、炭素６０、活性炭（ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）、バイオ炭、竹炭、石炭灰のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項６に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項９】
前記金属粒子が、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）およびそれらの合金のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項６に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項１０】
前記セラミックス粉末が、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ホウ化物セラミックス、ケイ化物セラミックス、フッ化物セラミックス、硫化物セラミックス、赤外光放射粉末（ｉｎｆｒａｒｅｄ−ｒａｙ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｐｏｗｄｅｒｓ）のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項６に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項１１】
前記熱放射樹脂材が、シリコン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項６に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項１２】
前記赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料が、フッ化塩化ヒ素ベースのガラス（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ａｒｓｅｎｉｃ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｂａｓｅｄ  ｇｌａｓｓ）、オキシフルオライドガラス（Ａｌ２Ｏ３、ＣｄＦ２、ＰｂＦ２、ＹＦ３）、ＺＢＬＡＮガラス（Ｎｄ３Ｐｂ５Ｍ３Ｆ１９ : Ｍ＝Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｇａ；Ｈｏ３  ＢａＹ２Ｆ８；Ｐｒ３Ｋ２ＹＦ５）、ＡｌＦ３ベースのガラス、アルミナフッ化イットリウム（Ａｌｕｍｉｎａ  Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ｆｌｏｒｉｄｅ）系統中高ドープ（ＥｒＦ３）、アルミナフッ化ジルコニウム（Ａｌｕｍｉｎａ  Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  Ｆｌｏｒｉｄｅ）ガラス系統中高ドープ（ＥｒＦ３）、Ｅｒ３Ｃｓ３Ｌｕ２Ｂｒ９ガラス、ＧＧＳＸ（Ｐｒ３ＧｅＳ２Ｇａ２Ｓ３ＣｓＣｌ）ガラス、ＰＧＰＮＯ（Ｐｒ３ＧｅＯ２ＰｂＯＮｂ２Ｏ５）ガラス、Ｅｒ３ＴｅＯガラス、Ｌａ２Ｓ３ガラス、リン酸塩（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）ガラス、フルオロホウ酸塩（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｂｏｒｉｃ  ａｃｉｄ  ｓａｌｔ）ガラス、テルル酸塩（Ｔｅｌｌｕｒｉｕｍ  ａｃｉｄ  ｓａｌｔ）ガラスのうちのいずれかまたはその組み合わせを含む、ことを特徴とする、請求項７に記載の発光ダイオードフィラメント。
【請求項１３】
発光ダイオードフィラメント電球であって、透明バルブと、口金と、ドライバと、少なくとも１つのフィラメントサポートと、少なくとも１つの発光ダイオードフィラメントを含み、
該透明バルブの内部が中空であり、密封されたチャンバが形成され、該透明バルブが透光性であり、かつ該チャンバと該透明バルブの外部を連通する排気管を備え、該口金が該透明バルブの下端部に連結され、該口金が外部電源に電気的に接続するための第１電源端と第２電源端を備え、
該発光ダイオードフィラメントが、透光性基板と、該透光性基板の正面に固定された少なくとも１つのＬＥＤチップと、放熱発光層と、蛍光体を含み、該透光性基板の両端に該ＬＥＤチップと直列接続された第１電極ピンと第２電極ピンが設けられ、該放熱発光層が該透光性基板の背面または正面に形成され、該蛍光体が該透光性基板の正面に配置され、該ＬＥＤチップをその中にパッケージして該第１電極ピンと該第２電極ピンを露出させ、該放熱発光層が、多種類の放射周波数帯が異なる電磁波粉体を含んで作製され、該ＬＥＤチップが発生する励起光源が該蛍光体を直接励起して発光させることができ、該ＬＥＤチップが発生する一部の励起光源が該透光性基板を通過した後、該放熱発光層を励起して発光させることができ、そのうち、該放熱発光層の電磁波粉体が該ＬＥＤチップの発生する一部の励起光源を受け励起されて発光でき、または熱励起により熱放射を発生することができ、または赤外光熱放射線を吸収して可視光を発生することができる、ことを特徴とする、発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項１４】
前記透明バルブの該チャンバが真空の密封状態であることを特徴とする、請求項１３に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項１５】
前記透明バルブの該チャンバが０.０１〜０.１ＭＰａの低圧の密封状態であることを特徴とする、請求項１３に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項１６】
前記チャンバが低圧または常圧であり、該チャンバの内部に低粘度係数と高熱伝導係数の気体が充填され、該気体が、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）のうちのいずれかまたはその混合を含む、ことを特徴とする、請求項１３に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項１７】
前記透光性基板が、セラミック基板、ガラス基板、サファイア基板、プラスチック基板、紙基板のうちのいずれかを含む、ことを特徴とする、請求項１３に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項１８】
前記透光性基板が、フレキシブルセラミック基板、フレキシブルガラス基板、フレキシブルプラスチック基板、フレキシブル紙基板のうちのいずれかを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項１９】
前記放熱発光層の該電磁波粉体が、蛍光粉、熱放射粉、赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項２０】
前記放熱発光層の該蛍光粉が、アルミン酸塩蛍光粉、窒化物蛍光粉、窒素酸化物蛍光粉、ケイ酸塩蛍光粉、フッ化物蛍光粉、錫硫合金化合物蛍光粉、量子ドット蛍光粉のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項２１】
前記放熱発光層の該熱放射粉が、カーボン材料、金属粒子、セラミックス粉末、熱放射樹脂材のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項２２】
前記放熱発光層の該赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料が、希土類イオンドープハロゲン化物材料系、フッ素化合物材料系、フッ化酸素化合物材料系、酸化物材料系、含硫化物材料系、酸化ケイ素、リン酸塩類のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項２３】
前記カーボン材料が、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ）、炭素６０、活性炭（ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）、バイオ炭、竹炭、石炭灰のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項２４】
前記金属粒子が、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）およびそれらの合金のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項２５】
前記セラミックス粉末が、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ホウ化物セラミックス、ケイ化物セラミックス、フッ化物セラミックス、硫化物セラミックス、赤外光放射粉末（ｉｎｆｒａｒｅｄ−ｒａｙ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｐｏｗｄｅｒｓ）のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項２６】
前記熱放射樹脂材が、シリコン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂のうちのいずれかまたはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【請求項２７】
前記赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料が、フッ化塩化ヒ素ベースのガラス（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ａｒｓｅｎｉｃ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｂａｓｅｄ  ｇｌａｓｓ）、オキシフルオライドガラス（Ａｌ２Ｏ３、ＣｄＦ２、ＰｂＦ２、ＹＦ３）、ＺＢＬＡＮガラス（Ｎｄ３Ｐｂ５Ｍ３Ｆ１９ : Ｍ＝Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｇａ；Ｈｏ３  ＢａＹ２Ｆ８；Ｐｒ３Ｋ２ＹＦ５）、ＡｌＦ３ベースのガラス、アルミナフッ化イットリウム（Ａｌｕｍｉｎａ  Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ｆｌｏｒｉｄｅ）系統中高ドープ（ＥｒＦ３）、アルミナフッ化ジルコニウム（Ａｌｕｍｉｎａ  Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  Ｆｌｏｒｉｄｅ）ガラス系統中高ドープ（ＥｒＦ３）、Ｅｒ３Ｃｓ３Ｌｕ２Ｂｒ９ガラス、ＧＧＳＸ（Ｐｒ３ＧｅＳ２Ｇａ２Ｓ３ＣｓＣｌ）ガラス、ＰＧＰＮＯ（Ｐｒ３ＧｅＯ２ＰｂＯＮｂ２Ｏ５）ガラス、Ｅｒ３ＴｅＯガラス、Ｌａ２Ｓ３ガラス、リン酸塩（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）ガラス、フルオロホウ酸塩（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｂｏｒｉｃ  ａｃｉｄ  ｓａｌｔ）ガラス、テルル酸塩（Ｔｅｌｌｕｒｉｕｍ  ａｃｉｄ  ｓａｌｔ）ガラスのうちのいずれかまたはその組み合わせを含む、ことを特徴とする、請求項２２に記載の発光ダイオードフィラメント電球。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電球の構造に関し、特に、放熱能力を高め、ダーク領域を減少する効果を備えた、発光ダイオードフィラメントと発光ダイオードフィラメント電球に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの優れた特性により、すでに従来の白熱電球を置き換えるため、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）を発光ダイオードフィラメントに製造し、透明電球にパッケージしているメーカーがある。
【０００３】
すでに公開されている欧州の特許ＥＰ２５３５６４０Ｂ１号は、ＬＥＤ電球及び４π出光可能なＬＥＤ発光ストリップを提示しており、このＬＥＤ発光ストリップは、透明基板と、該透明基板の表面に固定されたＬＥＤチップと、該透明基板とＬＥＤチップを被覆する蛍光粉樹脂層（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｐｏｗｄｅｒ  ｌａｙｅｒ）を含み、このＬＥＤ発光ストリップの横断面から見たとき、該蛍光粉樹脂層が該透明基板と該ＬＥＤチップの外囲を連続して一周囲んでいるため、該特許技術はＬＥＤチップの発生する励起光源が蛍光粉樹脂層を励起して発光させ、４π出光が可能であるとしている。
【０００４】
発光ダイオードフィラメント電球は従来の白熱電球と比較してより優れた発光性能を有するが、発光ダイオードが生成する熱量が発光ダイオードの寿命に大きく影響するため、いかに効果的に放熱させるかは、発光ダイオードフィラメント電球が克服しなければならない重要な問題の１つである。
【０００５】
発光ダイオードフィラメント電球の放熱問題を解決するため、本発明者が授権を獲得した米国特許ＵＳ９９３３１２１Ｂ２は、熱放射放熱フィラメントを備えたＬＥＤ電球の製造方法を開示しており、この方法は、両端に電子回路の電気的接続に用いる導電部を備えた基板を用意する工程と、基板の前側（ｆｒｏｎｔ  ｓｉｄｅ）にＬＥＤチップ、導線、蛍光体を固定してＬＥＤフィラメント（ＬＥＤ  ｆｉｌａｍｅｎｔ）を形成する工程と、基板の背面に熱放射放熱インク（ｔｈｅｒｍａｌ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｈｅａｔ  ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ  ｉｎｋ）を塗布した後、基板背面に塗布した熱放射放熱インクを乾燥させて熱放射放熱フィルム（ｔｈｅｒｍａｌ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ  ｆｉｌｍ）を形成する工程と、を含む。基板背面の熱放射放熱フィルムにより、ＬＥＤフィラメントの放熱能力を改善することができる。
【０００６】
本発明者が授権を獲得した欧州特許ＥＰ３２０８５１４Ｂ１号の発光ダイオードフィラメント電球は、口金と、フィラメントサポートと、透明バルブと、少なくとも１つの発光ダイオードフィラメントを含み、口金が発光ダイオードフィラメントを駆動するための駆動電力を提供する外部電源に接続でき、フィラメントサポートと口金が電気的に接続され、フィラメントサポートが２つの金属サポート線を含み、発光ダイオードフィラメントが２つの金属サポート線にそれぞれ電気的に接続されて駆動回路を形成する２つの電極ピンを備え、そのうち、２つの金属サポート線の表面にグラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）または窒化ホウ素（ＢＮ）を含有する塗料が塗布されて放熱及び黒体放射層が形成され、発光ダイオードフィラメントの基板が背面に熱放射放熱フィルムを備え、金属サポート線、放熱及び黒体放射層及び熱放射放熱フィルムを通じ、フィラメントサポートと発光ダイオードフィラメントの熱伝導性及び熱放射面積を増加して、透明バルブ内部の気体の熱対流を促進し、熱放射能力を高め、発光ダイオードフィラメント電球の放熱及び熱放射効果を改善する。
【０００７】
前述のＵＳ９９３３１２１Ｂ２とＥＰ３２０８５１４Ｂ１の特許技術は、発光ダイオードフィラメント電球の放熱問題を解決できるが、発光ダイオードフィラメントの基板の背面にダーク領域（ｄａｒｋ  ｒｅｇｉｏｎ）が存在する現象がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許ＥＰ２５３５６４０Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許ＵＳ９９３３１２１Ｂ２号明細書
【特許文献３】欧州特許ＥＰ３２０８５１４Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、放熱能力を高め、ダーク領域を減少した発光ダイオードフィラメントと発光ダイオードフィラメント電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の技術的問題を解決するため、本発明の発光ダイオードフィラメントの一実施例の構造は、透光性基板と、該透光性基板の正面に固定された少なくとも１つのＬＥＤチップと、放熱発光層と、蛍光体を含み、該透光性基板の両端に該ＬＥＤチップと直列接続された第１電極ピンと第２電極ピンが設けられ、該放熱発光層が該透光性基板の背面または正面に形成され、該蛍光体が該透光性基板の正面に配置（ｄｉｓｐｏｓｅｄ  ｏｎ）され、該ＬＥＤチップをその中にパッケージして該第１電極ピンと該第２電極ピンを露出させ、そのうち、該放熱発光層が電磁波放射粒子から作製され、該ＬＥＤチップが発生する励起光源が該蛍光体を直接励起して発光させることができ、該ＬＥＤチップの一部の励起光源が該透光性基板を通過した後、該放熱発光層を励起して発光させることができ、そのうち、該放熱発光層の異なる該電磁波放射粒子が該ＬＥＤチップの一部の励起光源を受け励起されて発光でき、また熱励起により熱放射を発生することもでき、さらに赤外光熱放射線を吸収して可視光を発生することができ、これにより発光ダイオードフィラメントの放熱能力を高め、ダーク領域を減少することができる。
【００１１】
本発明の発光ダイオードフィラメント電球は、透明バルブと、口金と、ドライバと、少なくとも１つのフィラメントサポートと、少なくとも１つの発光ダイオードフィラメントを含み、
そのうち、該透明バルブの内部が中空であり、密封されたチャンバが形成され、該透明バルブが透光性であり、かつ該チャンバと該透明バルブの外部を連通する排気管を備え、該口金が該透明バルブの下端部に連結され、該口金が外部電源に電気的に接続するための第１電源端と第２電源端を備え、
そのうち、該発光ダイオードフィラメントが、透光性基板と、該透光性基板の正面に固定された少なくとも１つのＬＥＤチップと、放熱発光層と、蛍光体を含み、該透光性基板の両端に該ＬＥＤチップと直列接続された第１電極ピンと第２電極ピンが設けられ、該放熱発光層が該透光性基板の背面に形成され、該蛍光体が該透光性基板の正面に配置（ｄｉｓｐｏｓｅｄ  ｏｎ）され、該ＬＥＤチップをその中にパッケージして該第１電極ピンと該第２電極ピンを露出させ、そのうち、該放熱発光層が多種類の放射周波数帯が異なる電磁波粉体（蛍光粉、熱放射粉及び赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料を含む）を含んで作製され、該ＬＥＤチップが発生する励起光源が該蛍光体を直接励起して発光させることができ、該ＬＥＤチップが発生する一部の励起光源が該透光性基板を通過した後、該放熱発光層を励起して発光させることができ、そのうち、該放熱発光層の電磁波粉体が該ＬＥＤチップの発生する一部の励起光源を受け励起されて発光でき、または熱励起により熱放射を発生することもでき、または赤外光熱放射線を吸収して可視光を発生することができ、これにより発光ダイオードフィラメントの放熱能力を高め、ダーク領域を減少することができる。
【００１２】
そのうち、該透光性基板が、セラミック基板と、ガラス基板と、サファイア基板と、プラスチック基板と、紙基板のうちのいずれかを含む。
【００１３】
そのうち、該透光性基板が、フレキシブルセラミック基板、フレキシブルガラス基板、フレキシブルプラスチック基板、フレキシブル紙基板のうちのいずれかを含む。
【００１４】
そのうち、該放熱発光層の該電磁波粉体が、蛍光粉、熱放射粉、赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料（ＩＲ  ｔｏ  Ｖｉｓｉｂｌｅ  ｕｐ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００１５】
そのうち、該放熱発光層の該蛍光粉が、アルミン酸塩蛍光粉、窒化物蛍光粉、窒素酸化物蛍光粉、ケイ酸塩蛍光粉、フッ化物蛍光粉、錫硫合金化合物蛍光粉、量子ドット蛍光粉のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００１６】
そのうち、該放熱発光層の該熱放射粉が、カーボン材料、金属粒子（ｍｅｔａｌ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）、セラミックス粉末、熱放射樹脂材のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００１７】
そのうち、該放熱発光層の該赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料が、希土類イオンドープハロゲン化物材料系、フッ素化合物材料系、フッ化酸素化合物材料系、酸化物材料系、含硫化物材料系、酸化ケイ素、リン酸塩類のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。該赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料が、赤外光熱放射線の励起により可視光を発生することができる。
【００１８】
そのうち、該赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料がさらに、フッ化塩化ヒ素ベースのガラス（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ａｒｓｅｎｉｃ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｂａｓｅｄ  ｇｌａｓｓ）、オキシフルオライドガラス（Ａｌ２Ｏ３、ＣｄＦ２、ＰｂＦ２、ＹＦ３）、ＺＢＬＡＮガラス（Ｎｄ３Ｐｂ５Ｍ３Ｆ１９ : Ｍ＝Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｇａ；Ｈｏ３  ＢａＹ２Ｆ８；Ｐｒ３Ｋ２ＹＦ５）、ＡｌＦ３ベースのガラス、アルミナフッ化イットリウム（Ａｌｕｍｉｎａ  Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ｆｌｏｒｉｄｅ）系統中高ドープ（ＥｒＦ３）、アルミナフッ化ジルコニウム（Ａｌｕｍｉｎａ  Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  Ｆｌｏｒｉｄｅ）ガラス系統中高ドープ（ＥｒＦ３）、Ｅｒ３Ｃｓ３Ｌｕ２Ｂｒ９ガラス、ＧＧＳＸ（Ｐｒ３ＧｅＳ２Ｇａ２Ｓ３ＣｓＣｌ）ガラス、ＰＧＰＮＯ（Ｐｒ３ＧｅＯ２ＰｂＯＮｂ２Ｏ５）ガラス、Ｅｒ３ＴｅＯガラス、Ｌａ２Ｓ３ガラス、リン酸塩（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）ガラス、フルオロホウ酸塩（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｂｏｒｉｃ  ａｃｉｄ  ｓａｌｔ）ガラス、テルル酸塩（Ｔｅｌｌｕｒｉｕｍ  ａｃｉｄ  ｓａｌｔ）ガラスのうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００１９】
該熱放射粉とするカーボン材料が、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ）、炭素６０、活性炭（ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）、バイオ炭、竹炭、石炭灰のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００２０】
該熱放射粉とする金属粒子が、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）およびそれらの合金のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００２１】
該熱放射粉とするセラミックス粉末が、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ホウ化物セラミックス、ケイ化物セラミックス、フッ化物セラミックス、硫化物セラミックス、赤外光放射粉末（ｉｎｆｒａｒｅｄ−ｒａｙ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｐｏｗｄｅｒｓ）のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００２２】
該熱放射粉とする熱放射樹脂材が、シリコン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００２３】
本発明の好ましい一実施例として、該チャンバの中に低粘度係数と高熱伝導係数の気体が充填され、該気体が、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）のうちのいずれかまたはその混合を含む。
【００２４】
本発明の好ましい実施例の構造として、そのうち、該透明バルブのチャンバが真空または低圧の密封状態である。
【００２５】
そのうち、該低圧が０．０１〜０．１ＭＰａである。
【００２６】
本発明の好ましい実施例の構造として、そのうち、該透明バルブのチャンバが低圧または常圧の密封状態であり、該チャンバの中に低粘度係数と高熱伝導係数の気体が充填され、該気体が、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）のうちのいずれかまたはその混合を含む。
【発明の効果】
【００２７】
本発明が提示する発光ダイオードフィラメントは、透光性基板の背面の放熱発光層により、放熱能力を高め、ダーク領域を減少することができるという有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の発光ダイオードフィラメントの一実施例の断面構造図である。
【図２】図１のＡ−Ａ位置での断面構造図である。
【図３】本発明の発光ダイオードフィラメントの発光動作を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明の発光ダイオードフィラメントの別の一実施例の発光動作を示す概略図である。
【図４Ｂ】本発明の発光ダイオードフィラメントの別の一実施例の発光動作を示す概略図である。
【図５】本発明の発光ダイオードフィラメント電球の一実施例の構造を示す概略図である。
【図６】本発明の発光ダイオードフィラメント電球の別の一実施例の構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の実施するための形態において述べる上下左右を含む位置関係は、特別に記載がなければ、いずれも図面において示される方向に準じる。
【００３０】
まず図１に本発明の発光ダイオードフィラメント１の一実施例の断面構造図を示す。
【００３１】
本発明の発光ダイオードフィラメント１の一実施例の構造は、透光性基板１０と、透光性基板１０の正面に固定された少なくとも１つのＬＥＤチップ２０と、放熱発光層３０と、蛍光体４０を含み、透光性基板１０の両端にＬＥＤチップ２０と直列接続された第１電極ピン１１と第２電極ピン１２が設置され、放熱発光層３０が透光性基板１０の背面または正面に形成され、多種類の放射周波数帯が異なる電磁波粉体（蛍光粉、熱放射粉及び赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む）を含んで作製され、蛍光体４０が透光性基板１０の正面に配置（ｄｉｓｐｏｓｅｄ  ｏｎ）され、例えば蛍光粉を含有する蛍光樹脂を透光性基板１０の正面に塗布して蛍光体４０が形成され、蛍光体４０がＬＥＤチップ２０をその中にパッケージして、第１電極ピン１１と第２電極ピン１２を蛍光体４０の外に露出させる。発光ダイオードフィラメント電球の発光動作を図３に示す。ＬＥＤチップ２０が発生した励起光源（励起光源は通常青色光であり、図３では破線で示す）が蛍光体４０を直接励起して発光させ、照明用の光線（通常は白色光であり、図３では実線で示す）を発生させることができ、ＬＥＤチップ２０の一部の励起光源が透光性基板１０を通過した後、放熱発光層３０を励起して発光させ、照明用の光線（通常は白色光であり、図３では実線で示す）を発生させることができる。そのうち、前述の一部の励起光源は放熱発光層３０の蛍光粉を励起して発光させることができるため、放熱発光層３０は発光ダイオードフィラメント１の背面で光線を発生し、発光ダイオードフィラメント１のダーク領域を減少することができる。放熱発光層３０の熱放射粉は熱励起により熱放射を発生でき、発光ダイオードフィラメント１の放熱効果増進に用いられる。さらに、放熱発光層３０の赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料は、赤外光熱放射を吸収して可視光を発生することができ、同時に発光ダイオードフィラメント１の放熱効果を増進し、発光ダイオードフィラメント１のダーク領域を減少するために用いられる。
【００３２】
透光性基板１０の背面または正面に放熱発光層３０を形成する一つの実施方法は、電磁波粉体をシリコン中に加えて混合し、塗布または分注の方式で透光性基板１０の背面または正面に塗布して、放熱発光層３０を形成する。別の実行可能な実施方法は、透光性基板１０の背面または正面に、電磁波粉体を直接透光性基板１０と一緒に、透光性基板１０の背面に焼結する。
【００３３】
図４Ａと図４Ｂに本発明の発光ダイオードフィラメントの別の一実施例の発光動作を示す概略図を示す。そのうち、図４ＡのＬＥＤチップ２０は背面めっきチップであり、ＬＥＤチップ２０が発生する励起光源（励起光源は通常青色光、図４Ａでは破線で示す）が両側に向かって発射され、ＬＥＤチップ２０が発生する励起光源が蛍光体４０中に含有される蛍光粉を直接励起して発光させ、照明用の光線（図４Ａでは実線で示す）、例えば混合して白色光を発生させることができる。ＬＥＤチップ２０の一部励起光源は透光性基板１０を通過した後、放熱発光層３０中に含有される蛍光粉を励起して発光させることができる。図４ＢのＬＥＤチップ２０は背面めっきなしのチップであり、ＬＥＤチップ２０が発生する励起光源（励起光源は通常青色光、図４Ａでは破線で示す）が遮蔽を受けることなく四周に向かって発射され、ＬＥＤチップ２０が発生する励起光源が蛍光体４０中に含有される蛍光粉を直接励起して発光させ、照明用の光線（図４Ｂでは実線で示す）、例えば混合して白色光を発生させることができる。ＬＥＤチップ２０の一部励起光源は透光性基板１０を通過した後、放熱発光層３０中に含有される蛍光粉を励起して発光させることができる。
【００３４】
透光性基板１０は透明または半透明の材料を使用して製造でき、該透光性基板１０を製造する材料の好ましい一実施例は、セラミック基板、ガラス基板、サファイア基板、プラスチック基板、紙基板農地のいずれかを含むことができる。別の好ましい一実施例において、透光性基板１０を製造する材料は、フレキシブルセラミック基板、フレキシブルガラス基板、フレキシブルプラスチック基板、フレキシブル紙基板農地のいずれかを含む、湾曲可能な材料とすることができ、このため、発光ダイオードフィラメント１は湾曲可能であり、弧形の透明バルブ５０を有する発光ダイオードフィラメント電球での応用に適している（図６参照）。
【００３５】
本発明の好ましい一実施例において、発光ダイオードフィラメント１は、複数の直列接続されたＬＥＤチップ２０を含み（図１参照）、ＬＥＤチップ２０は透明なダイボンド材２２を使用して透光性基板１０の正面に固定され、２つの相隣するＬＥＤチップ２０間が金属導線２１を使用して直列接続される。ＬＥＤチップ２０は水平構造（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ（ｎｏｒｍａｌ）ＬＥＤ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、垂直構造（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  ＬＥＤ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、フリップチップ構造（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  ＬＥＤ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）のうちのいずれかのパッケージ構造で成るＬＥＤチップ２０を採用することができ、好ましい一実施例において、ＬＥＤチップ２０の幅は透光性基板１０の横断面の幅より小さく、これにより透光性基板１０の正面に配置された蛍光体４０がＬＥＤチップ２０と金属導線２１をよりしっかりと被覆でき、かつＬＥＤチップ２０が発生する一部の励起光源が透光性基板１０を通過した後、放熱発光層３０を励起して発光させることもできる。
【００３６】
放熱発光層３０は、多種類の放射周波数帯が異なる電磁波粉体を含んで作製され、そのうち、電磁波粉体が蛍光粉、熱放射粉、赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００３７】
そのうち、放熱発光層３０の蛍光粉が、アルミン酸塩蛍光粉、窒化物蛍光粉、窒素酸化物蛍光粉、ケイ酸塩蛍光粉、フッ化物蛍光粉、錫硫合金化合物蛍光粉、量子ドット蛍光粉のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００３８】
そのうち、放熱発光層３０の熱放射粉が、カーボン材料、金属粒子（ｍｅｔａｌ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）、セラミックス粉末、熱放射樹脂材のうちのいずれかまたはその組み合わせを含み、このような熱放射粉は基本的に多種類の異なる電磁周波数帯を発生できる熱放射粉であり、このような熱放射粉は発光ダイオードフィラメント１の発生する熱励起により熱放射を発生し、発光ダイオードフィラメント１の放熱効果増進に用いることができる。
【００３９】
そのうち、該放熱発光層３０の赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料が、希土類イオンドープハロゲン化物材料系、フッ素化合物材料系、フッ化酸素化合物材料系、酸化物材料系、含硫化物材料系、酸化ケイ素、リン酸塩類のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。該赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料が、赤外光熱放射線の励起により可視光を発生することができ、同時に発光ダイオードフィラメント１の放熱効果を増進する。
【００４０】
そのうち、該赤外光を可視光に変換するアップコンバージョン材料がさらに、フッ化塩化ヒ素ベースのガラス（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ａｒｓｅｎｉｃ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｂａｓｅｄ  ｇｌａｓｓ）、オキシフルオライドガラス（Ａｌ２Ｏ３、ＣｄＦ２、ＰｂＦ２、ＹＦ３）、ＺＢＬＡＮガラス（Ｎｄ３Ｐｂ５Ｍ３Ｆ１９ : Ｍ＝Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｇａ；Ｈｏ３  ＢａＹ２Ｆ８；Ｐｒ３Ｋ２ＹＦ５）、ＡｌＦ３ベースのガラス、アルミナフッ化イットリウム（Ａｌｕｍｉｎａ  Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ｆｌｏｒｉｄｅ）系統中高ドープ（ＥｒＦ３）、アルミナフッ化ジルコニウム（Ａｌｕｍｉｎａ  Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  Ｆｌｏｒｉｄｅ）ガラス系統中高ドープ（ＥｒＦ３）、Ｅｒ３Ｃｓ３Ｌｕ２Ｂｒ９ガラス、ＧＧＳＸ（Ｐｒ３ＧｅＳ２Ｇａ２Ｓ３ＣｓＣｌ）ガラス、ＰＧＰＮＯ（Ｐｒ３ＧｅＯ２ＰｂＯＮｂ２Ｏ５）ガラス、Ｅｒ３ＴｅＯガラス、Ｌａ２Ｓ３ガラス、リン酸塩（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）ガラス、フルオロホウ酸塩（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｂｏｒｉｃ  ａｃｉｄ  ｓａｌｔ）ガラス、テルル酸塩（Ｔｅｌｌｕｒｉｕｍ  ａｃｉｄ  ｓａｌｔ）ガラスのうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００４１】
そのうち、熱放射粉的とするカーボン材料が、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ）、炭素６０、活性炭（ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）、バイオ炭、竹炭、石炭灰のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００４２】
そのうち、熱放射粉とする金属粒子が、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）およびそれらの合金のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００４３】
そのうち、熱放射粉とするセラミックス粉末が、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ホウ化物セラミックス、ケイ化物セラミックス、フッ化物セラミックス、硫化物セラミックス、その他赤外光放射粉末（ｉｎｆｒａｒｅｄ−ｒａｙ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｐｏｗｄｅｒｓ）のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００４４】
そのうち、熱放射粉とする熱放射樹脂材が、シリコン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂のうちのいずれかまたはその組み合わせを含む。
【００４５】
図５に本発明の発光ダイオードフィラメント電球の一実施例の構造を示す概略図を示す。発光ダイオードフィラメント電球の一実施例の構造は、透明バルブ５０と、口金６０と、ドライバ７０と、少なくとも１つのフィラメントサポートと、少なくとも１つの前述の発光ダイオードフィラメント１を含む。
【００４６】
そのうち、透明バルブ５０の内部が中空であり、密封されたチャンバ５１が形成され、透明バルブ５０が透光性であり、かつチャンバ５１と透明バルブ５０の外部を連通する排気管５２を備え、口金６０が透明バルブ５０の下端部に連結され、口金６０が外部電源に電気的に接続するための第１電源端６１と第２電源端６２を備えている。そのうち、一実施例の構造は、口金６０を利用して透明バルブ５０の排気管５２を密封し、その他の実施例では密封部材により透明バルブ５０の排気管５２を密封してもよい。
【００４７】
ドライバ７０は口金６０の中に設置され、透明バルブ５０と口金６０の間に介在される。ドライバ７０は直接または間接的に発光ダイオードフィラメント１の第１電極ピン１１と第２電極ピン１２、及び口金６０の第１電源端６１と第２電源端６２に電気的に接続される。ドライバ７０は外部電源を変換し、発光ダイオードフィラメント１を駆動する駆動電力にするために用いられる。
【００４８】
本発明の好ましい実施例において、そのうち、透明バルブ５０のチャンバ５１は真空または０．０１〜０．１ＭＰａの低圧の密封状態である。
【００４９】
本発明の別の好ましい実施例において、透明バルブ５０のチャンバ５１は低圧または常圧の密封状態であり、かつチャンバ５１の中に低粘度係数と高熱伝導係数の気体が充填され、該気体が、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）のうちのいずれかまたはその混合を含み、発光ダイオードフィラメント１の熱伝導性及び熱放射面積を増加して、透明バルブ５０内部の気体の熱対流を促進し、熱放射を高める効果を備え、発光ダイオードフィラメント電球の放熱及び熱放射効果を改善することができる。
【００５０】
該フィラメントサポートの一実施例の構造は、図５に示すように、フィラメントサポートが２つの金属サポート線８１、８２を含み、２つの金属サポート線８１、８２がチャンバ５１に穿通され、かつ透明バルブ５０と緊密に結合され、チャンバ５１の密封状態に影響せず、一般に、透明バルブ５０はガラスまたはプラスチック材料を使用して製造され、透明バルブ５０の形成と同時に２つの金属サポート線８１、８２と緊密に結合することができる。２つの金属サポート線８１、８２の上端部が透明バルブ５０のチャンバ５１に進入し、発光ダイオードフィラメント１の第１電極ピン１１及び第２電極ピン１２と電気的に接続される。２つの個金属サポート線８１、８２の下端部がチャンバ５１に穿通された後、ドライバ７０に電気的に接続され、ドライバ７０は２つの金属サポート線８１、８２を介して間接的に発光ダイオードフィラメント１の第１電極ピン１１及び第２電極ピン１２と電気的に接続できる。
【００５１】
フィラメントサポートの別の一実施例の構造は、図６に示すように、フィラメントサポートがチャンバ５１内に延伸された柱体８３と、柱体８３に穿通された２本の金属線８４、８５を含む。好ましい一実施方法において、ガラスまたはプラスチックを使用して透明バルブ５０を製作するとき同時に柱体８３を形成することで、柱体８３が透明バルブ５０と一体として結合され、２本の金属線８４、８５が柱体８３に穿通されて柱体８３と緊密に結合され、チャンバ５１の密封状態に影響しない。２本の金属線８４、８５の下端部が柱体８３に穿通された後、ドライバ７０に電気的に接続され、２本の金属線８４、８５の上端部が透明バルブ５０のチャンバ５１に進入し、発光ダイオードフィラメント１の第１電極ピン１１及び第２電極ピン１２と電気的に接続される。
【００５２】
本発明についてすでに上述の実施例を通じて開示したが、上述の説明は本発明を限定するために用いるものではなく、当業者であれば本発明の要旨と範囲を逸脱することなく幾許かの変更と修飾が可能であろう。このため、本発明の請求の範囲は本明細書に添付された請求項の定義に準じる。
【符号の説明】
【００５３】
１  発光ダイオードフィラメント
１０  透光性基板
１１  第１電極ピン
１２  第２電極ピン
２０  ＬＥＤチップ
２１  金属導線
２２  ダイボンド材
３０  放熱発光層
４０  蛍光体
５０  透明バルブ
５１  チャンバ
５２  排気管
６０  口金
６１  第１電源端
６２  第２電源端
７０  ドライバ
８１、８２  金属サポート線
８３  柱体
８４、８５  金属線
【図１】
2020053670.tif 000003
【図２】
2020053670.tif 000004
【図３】
2020053670.tif 000005
【図４Ａ】
2020053670.tif 000006
【図４Ｂ】
2020053670.tif 000007
【図５】
2020053670.tif 000008
【図６】
2020053670.tif 000009