(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ封止用基板、この基板を有する３次元ＬＥＤ封止体、この３次元ＬＥＤ封止体を有する電球、並びにこれらの製造方法を提供する。【解決手段】基板は、渦巻線形状であり、基板の端部の少なくとも一方は電極リード線３１を含み、電極リード線は、接続部品及び／又は接続材料によって基板に接続され、基板の渦巻線は、互いの間に間隙を含み、基板の縁部には、滑らかな曲線、及び／又は端部同士が接続された複数の折れ線が少なくとも部分的に形成される。３次元ＬＥＤ封止体１０、及びこの３次元ＬＥＤ封止体を含む電球は、複数のＬＥＤチップが直列及び／又は並列に配置された基板を含み、複数のＬＥＤチップは、基板の一端の電極リード線と、他の電極リード線としての基板の他端とによって引き出される。【選択図】図１４
2019117936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ封止用基板であって、
前記基板（１）は、全体的に渦巻線状に形成され、該基板（１）の少なくとも一端は、電極リード線（２）を有し、該電極リード線（２）は、接続部品（３）及び／又は接続材料によって前記基板（１）に接続され、
前記基板の前記渦巻線間には間隙が存在し、前記基板（１）の縁部（４）は、少なくとも部分的に滑らかな曲線、及び／又は端部同士が接続された複数の直線によって形成された折れ線である、
ことを特徴とする基板。
【請求項２】
ＬＥＤ封止用基板であって、
前記基板（１）は、全体的に渦巻線状であり、前記基板（１）の少なくとも一端は、電極リード線（２）を有し、該電極リード線（２）は、接続部品（３）及び／又は接続材料によって前記基板（１）に接続され、
前記基板の前記渦巻線間には間隙が存在し、前記基板（１）の縁部（４）は、少なくとも部分的に滑らかな曲線であり、
前記基板（１）は、中間部分（６）と、該中間部分（６）に密着するエッジ部分（７）とを含み、或いは前記基板（１）は、異なる材料の複数の構成要素が連結したものであり、或いは前記基板（１）は、基板本体と、該基板本体の材料とは異なる材料の少なくともスポット部分又はベルト部分（８）とを含み、このスポット部分又はベルト部分（８）は、前記基板本体と入れ子状になり、又は前記基板本体に接続される、
ことを特徴とする基板。
【請求項３】
前記基板（１）の前記端部は、複数のノッチ（５）を有し、及び／又は前記基板（１）の表面は、反射性又は散乱性である、
請求項１又は２に記載の基板。
【請求項４】
前記基板（１）は、中間部分（６）と、該中間部分（６）に密着するエッジ部分（７）とを含み、或いは前記基板（１）は、異なる材料の複数の構成要素が連結したものであり、或いは前記基板（１）は、前記基板本体と、該基板本体の材料とは異なる材料の少なくともスポット部分又はベルト部分（８）とを含み、前記スポット部分又は前記ベルト部分（８）は、前記基板本体と入れ子状になり、又は前記基板本体に接続される、
請求項１から３のいずれかに記載の基板。
【請求項５】
前記基板は、回路層（９）を有するＰＣＢで形成され、又は、
前記基板（１）は、１つ又は少なくとも２つの独立した回路層（９）を有するように形成され、前記回路層（９）は、超音波金線又は共晶によって前記基板（１）上に溶接され、
前記回路層（９）上には、ＬＥＤチップのための溶接点が存在する、
請求項１から３のいずれかに記載の基板。
【請求項６】
前記基板（１）は、一体型の単一螺旋構造であり、又は少なくとも２つの単一螺旋構造を有する一群の一体型の単一螺旋構造であり、又は少なくとも２つの単一螺旋構造によって接合された一群の単一螺旋構造であり、接続位置に少なくとも１つの接続部品（３）が存在する、
請求項１から４のいずれかに記載の基板。
【請求項７】
前記基板の縁部は、外部冷却部品又は配線を接続するファスナを有する、
請求項１から６のいずれかに記載の基板。
【請求項８】
前記基板は、円形螺旋線、楕円形螺旋線、又は正方形螺旋、五角形螺旋、六角形螺旋のような多角形螺旋折れ線である、
請求項１から７のいずれかに記載の基板。
【請求項９】
前記基板の一端が電極リード線を有する場合、前記基板の他端は別の電極リード線として使用される。
請求項１から８のいずれかに記載の基板。
【請求項１０】
前記ＬＥＤチップは、均等又は不均等に分布し、前記基板の片側又は両側に取り付けられる、
請求項１から９のいずれかに記載の基板。
【請求項１１】
前記ＬＥＤチップの色は、同じであり、又は部分的に同じであり、又は完全に異なる、
請求項１から１０のいずれかに記載の基板。
【請求項１２】
前記基板（１）は、滑らかに上昇する折れ線、又は階段状の折れ線、又はこれらを組み合わせた形状である、
請求項１から１１のいずれかに記載の基板。
【請求項１３】
請求項１から６のいずれかに記載の基板を備える３次元ＬＥＤ封止体であって、
前記基板（１）上に、複数のＬＥＤチップ（１１）が直列及び／又は並列に配置され、
前記複数のＬＥＤチップ（１１）は、前記基板（１）の２つの端部における電極リード線（２）によって、或いは前記基板（１）の一端における電極リード線（２）と、別の電極リード線として機能する、前記基板（１）の他端における電極リード線（２）とによって引き出される、
ことを特徴とする３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１４】
前記基板の螺旋構造は、円錐螺旋、又は等円形螺旋、又は軸方向に沿って直径が増加した後に減少する単一螺旋構造、又は軸方向に沿って直径が減少した後に増加する二重螺旋構造である、
請求項１３に記載の３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１５】
前記ＬＥＤチップ（１１）は、電線によって接続され、ＬＥＤチップと電極リード線とは、電線によって接続される、
請求項１３に記載の３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１６】
前記基板は、回路層（９）を有するＰＣＢで直接形成され、又は、
前記基板（１）は、１つ又は少なくとも２つの独立した回路層（９）を有するように形成され、前記回路層（９）は、超音波金線又は共晶によって前記基板（１）上に溶接され、前記回路層（９）上にはＬＥＤチップのための溶接点が存在し、
前記ＬＥＤチップ（１１）の正極及び負極の少なくとも一方は、前記溶接点によって前記回路層（９）に接続され、ＬＥＤチップ（１１）は、回路層の接続及び配置を通じて直列に、又は並列に、又は直並列に接続される、
請求項１３に記載の３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１７】
前記ＬＥＤチップ（１１）及び前記基板（１）は、保護機能又はグローイング機能を有する誘電体層（１２）で被覆される、
請求項１３から１６のいずれかに記載の３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１８】
３次元ＬＥＤ封止体の製造方法であって、
請求項１から１１のいずれかに記載の基板を、該基板が全体的に平面渦巻形状になるように形成するステップと、
前記基板上に、複数のＬＥＤチップ（１１）を直列及び／又は並列に接続した形で配置するステップと、
前記基板の前記２つの端部をその軸に沿って逆方向に引き伸ばして３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記引き伸ばしの前に、前記基板（１）上及び前記ＬＥＤチップ（１１）上を、保護機能又はグローイング機能を有する少なくとも１つの誘電体層（１２）で被覆するステップをさらに含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＬＥＤチップ（１１）を電線によって接続し、前記ＬＥＤチップを電線によって電極リード線に接続するステップを含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記基板は、回路層（９）を有するＰＣＢで形成され、又は、
前記基板（１）は、１つ又は少なくとも２つの独立した回路層（９）を有するように形成され、前記回路層（９）は、超音波金線又は共晶によって前記基板（１）に溶接され、前記回路層（９）上には、ＬＥＤチップのための溶接点が存在し、
前記ＬＥＤチップ（１１）の正極及び負極の少なくとも一方は、前記溶接点によって前記回路層（９）に接続され、前記ＬＥＤチップ（１１）は、回路層の接続及び配置を通じて直列に、又は並列に、又は直並列に接続される、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１３から１７のいずれかに記載の３次元ＬＥＤ封止体を有する電球であって、
光透過性シェル（２０）と、
駆動部（８０）及び電気コネクタ（９０）と、
を備え、
前記光透過性シェル内にリード線（３１）が配置され、前記３次元ＬＥＤ封止体（１０）のうちの少なくとも１つが前記リード線（３１）に接続され、前記リード線（３１）は、前記少なくとも１つの３次元ＬＥＤ封止体（１０）上の前記電極リード線（２）に接続され、
前記駆動部（８０）は、前記リード線（３１）に接続され、前記電気コネクタ（９０）は、前記駆動部（８０）に接続される、
ことを特徴とする電球。
【請求項２３】
前記光透過性シェル内に、前記リード線（３１）と芯柱排気管（３２）とを有する芯柱（３０）が配置され、前記光透過性シェル（２０）は、前記芯柱（３０）に気密接続されて、前記光透過性シェル（２０）内に密封空間を形成する、
請求項２２に記載の電球。
【請求項２４】
前記光透過性シェル（２０）と前記電気コネクタとの間に接続構造（４０）が配置される、
請求項２３に記載の電球。
【請求項２５】
前記光透過性シェル（２０）内に冷却線（２１）が配置され、該冷却線（２１）は、前記芯柱（３０）と前記３次元ＬＥＤ封止体（１０）との間に配置される、
請求項２３に記載の電球。
【請求項２６】
前記光透過性シェル内に冷却支持体（５０）が配置され、該冷却支持体（５０）は、前記光透過性シェルに接続され、前記冷却支持体（５０）は、前記電気コネクタ（９０）に接続される、
請求項２２に記載の電球。
【請求項２７】
前記冷却支持体（５０）は、接続部品（６０）を介して前記電気コネクタ（９０）に接続される、
請求項２６に記載の電球。
【請求項２８】
前記冷却支持体（５０）は、前記３次元ＬＥＤ封止体に接触せず、前記３次元ＬＥＤ封止体は、前記リード線（３１）によって支持される、
請求項２６又は２７に記載の電球。
【請求項２９】
３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の製造方法であって、
１）請求項１３から１７のいずれかに記載の３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップと、
２）２つのリード線（３１）と芯柱排気管（３２）とを有する芯柱（３０）を形成するステップと、
３）前記３次元ＬＥＤ封止体の前記電極リード線（２）を前記芯柱（３０）の前記リード線（３１）に接続するステップと、
４）接続された前記３次元ＬＥＤ封止体及び前記芯柱（３０）を前記光透過性シェル（２０）に挿入し、前記光透過性シェル（２０）と前記芯柱（３０）との間の前記接続部品を火で溶融させて、前記２つの部品を１つの部品に融合させるステップと、
５）前記芯柱排気管（３２）を用いて前記光透過性シェルを真空化し、フィラメントを保護してその冷却を促すことができるガスで前記光透過性シェル（２０）を膨張させた後に、前記芯柱排気管（３２）を火で溶解させて密封シェルを形成するステップと、
６）前記電気リード線（８１）によって前記駆動部（８０）を前記電気コネクタ（９０）に接続し、前記芯柱（３０）のリード線（３１）を前記駆動部（８０）に接続し、前記駆動部（８０）を前記電気コネクタ（９０）に挿入し、前記密封シェルを前記電気コネクタ（９０）に接続するステップと、
を含み、前記ステップ１）及びステップ２）は、あらゆる順序で、又は同時に行うことができる、
ことを特徴とする電球製造方法。
【請求項３０】
前記芯柱（３０）は、その上に冷却線（２１）を有し、前記ステップ３）は、前記冷却線（２１）を前記３次元ＬＥＤ封止体（１０）に接続するステップをさらに含む、
請求項２８に記載の電球製造方法。
【請求項３１】
３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の製造方法であって、
１）請求項１３から１７のいずれかに記載の３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップと、
２）２つのリード線（３１）を有する冷却支持体（５０）を準備するステップと、
３）前記３次元ＬＥＤ封止体の前記電極リード線（２）を前記リード線（３１）に接続するステップと、
４）前記３次元ＬＥＤ封止体及び冷却支持体（５０）を前記光透過性シェル（２０）に挿入し、前記光透過性シェル（２０）と前記冷却支持体（５０）とを接続して固定するステップと、
５）前記電気リード線（８１）によって前記駆動部（８０）を前記電気コネクタ（９０）に接続し、リード線（３１）を前記駆動部（８０）に接続するステップと、
６）前記駆動部８０を前記電気コネクタ（９０）に挿入し、前記冷却支持体（５０）を前記電気コネクタ（９０）に直接、又は接続部品（６０）を通じて接続するステップと、
を含み、前記ステップ１）及びステップ２）は、あらゆる順序で、又は同時に行うことができる、
ことを特徴とする電球製造方法。
【請求項３２】
前記冷却支持体（５０）は、前記３次元ＬＥＤ封止体に接触せず、前記３次元ＬＥＤ封止体は、前記リード線（３１）によって支持される、
請求項３１に記載の電球製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＬＥＤ封止（LED encapsulation）用基板、この基板を含む３次元ＬＥＤ封止体、この３次元ＬＥＤ封止体を有する電球に関する。本開示は、３次元ＬＥＤ封止体及び３次元ＬＥＤ封止体電球の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、従来の電球は、照度及びエネルギー効率の低い白熱電球である。白熱電球の後には、高い照度とエネルギー効率とを兼ね備えた蛍光灯が現れたが、蛍光灯は蛍光粉を使用するので環境に優しくない。従って、今では、環境に優しい省エネ型のＬＥＤ光の出現後にＬＥＤ電球が使用され始めている。しかしながら、既存のＬＥＤ電球の構造及び製造工程は非常に複雑である。例えば、中国特許第１０１５９６１６号に開示されているＬＥＤ電球及びその製造工程は、ランプ口金、駆動回路部品、光源ホルダ、ＬＥＤ光源及びガラス製電球シェルを含み、ガラス製電球シェルの端部は、ランプ口金に固定接続され、ＬＥＤ光源は、光源ホルダに固定され、ガラス製電球シェルの端部は、光源ホルダの端部において封止され、ＬＥＤ光源及び光源ホルダは、電球内腔に含まれ、駆動回路部品は、ランプ口金内に位置して、配線を通じてランプ口金及びＬＥＤ光源に電気的に接続される。この構造は比較的単純かつ生産が容易であるが、このようなＬＥＤ電球は、電球内のＬＥＤ光源が光源ホルダに固定されており、光が片側からしかもたらされないという制約があるので、全方向的又は３次元的なグローイングの効果を達成することができない。全方向的又は３次元的グローイングの効果を達成するには、通常は異なる方向を向いた複数のＬＥＤ光源を配置する必要がある。これではコストが上昇し、組み立ても困難である。特に、密封された電球内に多くのＬＥＤ光源を配置した場合は冷却が問題になる。
【０００３】
また、ＬＥＤ光源の応用にとっては、ＬＥＤ封止技術も非常に重要である。先行技術では、様々なＬＥＤ封止方法として、ランプ型ＬＥＤ封止、チップオンボード型ＬＥＤ封止、表面実装デバイス型ＬＥＤ封止、システムインパッケージ型ＬＥＤ封止などが挙げられる。異なるＬＥＤ封止方法では、使用される封止基板も異なる。
【０００４】
上記の中でもとりわけ一般的なＬＥＤ封止方法は、チップオンボード型ＬＥＤ封止である。従来、チップオンボード型ＬＥＤ封止用基板は、回路基板、或いは金属、ＰＶＣ、ＰＭＭＡ又はプラスチックなどの単一材料で構成され、平面矩形、平面円形又は平面ストリップなどの形状を有することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国特許第１０１５９６１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、既存のチップオンボード型ＬＥＤ封止では、基板上にＬＥＤチップを取り付けて蛍光接着剤でシールした後に平面光が放出される。設計上の欠陥により、多くの場合に発光体の周囲で均一にグローイングしない。また、基板が透明材料で形成されている場合には、通常、透明材料は熱伝達係数が小さいので、グローイングは３６０度であってもしばしば冷却の問題が生じ、基板が金属などの遮光性材料で形成されている場合には、ＬＥＤチップを配置する側に光が存在しないので、たとえ冷却の問題を無視できる場合でも、依然として電球は全方向にグローイングすることができない。
【０００７】
要約すれば、既存のチップオンボード型ＬＥＤ封止のための基板及び電球は、不均一なグローイング角の問題に直面する結果、多角的かつ多層的なグローイングを行うことができない。また、これらの基板及びバルブは、グローイング効率に影響を与える冷却の問題にも直面する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本開示は、均一なグローイング、大きなグローイング角、多層的グローイング及び改善された冷却効率という効果を有するチップオンボードＬＥＤ封止用基板、この封止用基板を有する３次元ＬＥＤ封止体、及びこの３次元ＬＥＤ封止体を有する電球を提供する。本開示は、３次元ＬＥＤ封止体及び３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の製造方法も提供する。
【０００９】
本開示によれば、ＬＥＤ封止用基板が提供される。この基板は、全体的に渦巻線状であり、基板の少なくとも一端は、電極リード線を有する。電極リード線は、接続部品及び／又は接続材料によって基板に接続される。基板の渦巻線間には間隙が存在し、基板の縁部は、滑らかな曲線及び／又は複数の直線によって形成された折れ線である。
【００１０】
グローイング角を保証するために、基板の渦巻線は、少なくとも半円を含む。
【００１１】
基板の材料は、金属、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ、プラスチック、サファイア、セラミック又はシリカゲル、或いは複数の材料を連結し、及び／又は入れ子状にしたものであることが好ましい。
【００１２】
光の均一性を高めるために、基板の縁部は複数のノッチを有し、及び／又は、基板の表面は反射性又は散乱性である。
【００１３】
基板は、中間部分と、中間部分に密着するエッジ部分とを含み、或いは基板は、異なる材料の複数の構成要素が連結したものであり、或いは基板は、基板本体と、基板本体とは異なる材料の少なくともスポット部分又はベルト部分とを含み、スポット部分又はベルト部分は、基板本体と入れ子になり、又は基板本体に連結されることが好ましい。
【００１４】
製造を容易にするために、基板は、回路層を有するＰＣＢで形成され、或いは基板は、１つ又は少なくとも２つの独立した回路層を有するように形成され、回路層は、超音波金線又は共晶によって基板上に溶接され、回路層上には、ＬＥＤチップのための溶接点が存在する。
【００１５】
基板は、一体型の単一螺旋構造であり、又は少なくとも２つの単一螺旋構造が存在する一群の一体型単一螺旋構造であり、又は少なくとも２つの単一螺旋構造によって接合された一群の単一螺旋構造であり、接続位置に少なくとも１つの接続部品が存在することが好ましい。
【００１６】
電極リード線と基板との接続は、基板の表面上で行われ、基板と配線の間には、熱伝導性の絶縁層が存在することが好ましい。
【００１７】
冷却部品又は配線への接続を容易にするために、基板の縁部は、外部冷却部品又は配線を接続するファスナを有する。
【００１８】
より良好な冷却のために、基板の一端が配線を有する時には、他端が別の配線として使用される。
【００１９】
基板は、円形螺旋又は楕円螺旋とすることができる。
【００２０】
基板の螺旋構造は、円錐螺旋、又は等円形螺旋、又は軸方向に沿って直径が増加した後に減少する単一螺旋、又は軸方向に沿って直径が減少した後に増加する二重螺旋であることが好ましい。
【００２１】
また、基板は、滑らかに上昇する折れ線、又は階段状の折れ線、或いはこれらの組み合わせとすることができる。
【００２２】
また、本開示は、技術的課題を解決するために、基板を含む３次元ＬＥＤ封止体も提供する。基板上には、直列及び／又は並列に接続された複数のＬＥＤチップが存在し、複数のＬＥＤチップは、基板の２つの端部における電極リード線によって、或いは基板の一端における電極リード線と、基板の他端における別の電極リード線とによって引き出される（lead out）。
【００２３】
螺旋構造は、円錐螺旋、又は等円形螺旋、又は軸方向に沿って直径が増加した後に減少する単一螺旋、又は軸方向に沿って直径が減少した後に増加する二重螺旋であることが好ましい。
【００２４】
ＬＥＤチップは、電線によって接続され、ＬＥＤチップと電極リード線とは、電線によって接続されることが好ましい。
【００２５】
基板は、回路層を有するＰＣＢで形成され、或いは基板上に１つ又は少なくとも２つの独立した回路層を形成し、回路層は、超音波金線又は共晶によって基板上に溶接され、回路層上には、ＬＥＤチップのための溶接点が存在することが好ましい。ＬＥＤチップの正極及び負極の少なくとも一方は、溶接点によって回路層に接続され、ＬＥＤチップは、回路層の接続及び配置を通じて直列に、又は並列に、又は直並列（serial-parallel）に接続される。
【００２６】
周囲全体へのグローイングのために、ＬＥＤチップは、均等又は不均等に分布し、基板の片側又は両側に取り付けられる。
【００２７】
ＬＥＤチップ及び基板の表面には、グローイング用又は保護用の誘電体層が存在する。誘電体層は、シリカゲル、エポキシ接着剤、ＬＥＤ発光粉末ゲル、又はこれらの何らかの組み合わせとすることができる。
【００２８】
ＬＥＤチップは、水平型、垂直型、フェイスダウン型又は白色光型であることが好ましい。
【００２９】
ＬＥＤチップの色は、同じもの、部分的に同じもの、又は完全に異なるものであることが好ましい。
【００３０】
また、本開示は、技術的課題を解決するために、３次元ＬＥＤ封止体の製造方法であって、本開示の基板を、全体的に平面渦巻形状になるように形成するステップと、直列及び／又は並列に接続された複数のＬＥＤチップを基板上に配置するステップと、基板の２つの端部をその軸に沿って逆方向に引き伸ばして３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップとを含む方法を提供する。
【００３１】
３次元ＬＥＤ封止体のための方法は、引き伸ばしの前に、基板及びＬＥＤチップ上を、保護機能又はグローイング機能（function of glowing）を有する少なくとも１つの誘電体層で被覆するステップをさらに含むことが好ましい。
【００３２】
電線によってＬＥＤチップを電極リード線に接続し、電線によってＬＥＤチップを電極リード線に接続することが好ましい。
【００３３】
電線のカバー上には、少なくとも１つのグローイング用又は保護用の誘電体層を塗装することが好ましい。
【００３４】
基板は、回路層を有するＰＣＢで形成され、或いは基板上に１つ又は少なくとも２つの独立した回路層を形成し、回路層は、超音波金線又は共晶によって基板上に溶接され、回路層上には、ＬＥＤチップのための溶接点が存在することが好ましい。
【００３５】
また、本開示は、技術的課題を解決するために、３次元ＬＥＤ封止体を有する電球であって、光透過性シェルと、駆動部及び電気コネクタとを含み、光透過性シェル内にはリード線が存在し、リード線には少なくとも１つの３次元ＬＥＤ封止体が接続し、リード線は、少なくとも１つの３次元ＬＥＤ封止体上の電極リード線に接続され、駆動部がリード線に接続され、電気コネクタが駆動部に接続された電球を提供する。
【００３６】
光透過性シェル内には、リード線と、芯柱排気管の芯柱とが配置され、光透過性シェルは、芯柱に気密接続されて、光透過性シェル内に密封空間を形成することが好ましい。
【００３７】
光透過性シェルと電気コネクタとの間には接続構造が存在し、電気コネクタは、プラスチック、金属、セラミック、竹又はゴムとすることができる。
【００３８】
光透過性電球内には冷却線が配置され、冷却線は、芯柱と３次元ＬＥＤ封止体とを接続する。
【００３９】
光透過性電球には、保護及び冷却用のガスが充填される。
【００４０】
３次元ＬＥＤ封止体を有する電球は、冷却支持体を電気コネクタに接続する接続部品を含むことが好ましい。
【００４１】
冷却支持体は、接続部品を介して電気コネクタに接続することができ、接続部品は、ゴム、金属、セラミック、竹、木材又はプラスチックとすることができる。
【００４２】
冷却支持体は、３次元ＬＥＤ封止体に接触せず、３次元ＬＥＤ封止体は、リード線によって支持される。
【００４３】
冷却支持体は、高熱伝導率を有し、誘電体である。この材料は、熱と電気の分離を行うことができる。
【００４４】
冷却支持体は、複数の部品で形成することができる。
【００４５】
光透過性シェルは、Ａ形、Ｇ形、Ｒ形、ＰＡＲ形、Ｔ形、又はろうそく形であることが好ましい。電気コネクタは、Ｅ４０、Ｅ２７、Ｅ２６、Ｅ１４又はＧＵである。
【００４６】
また、本開示は、技術的課題を解決するために、３次元ＬＥＤ封止体を有する電球のための方法であって、
１）本開示における３次元ＬＥＤを形成するステップと、
２）２つのリード線と芯柱排気管とを有する芯柱を形成するステップと、
３）３次元ＬＥＤ封止体の電極リード線を芯柱のリード線に接続するステップと、
４）接続された３次元ＬＥＤ封止体及び芯柱（３０）を光透過性シェル内に挿入し、光透過性シェルと芯柱との間の接続部品を溶融させて、２つの部品を１つの部品に融合させるステップと、
５）芯柱排気管を用いて光透過性シェルを真空化し、フィラメントを保護してその冷却を促すことができるガスを用いて光透過性シェルを膨張させ、芯柱排気管を火で溶解させて密封シェルを形成するステップと、
６）電気リード線によって駆動部を電気コネクタに接続し、芯柱のリード線を駆動部に接続し、駆動部を電気コネクタに挿入し、シェルを電気コネクタに接続するステップと、を含む方法も提供する。
【００４７】
ステップ１）及びステップ２）は、あらゆる順序で又は同時に行えることが好ましい。
【００４８】
芯柱は、その上に冷却線を有し、ステップ３は、冷却線を３次元ＬＥＤ封止体に接続するステップを含むことが好ましい。
【００４９】
また、本開示は、技術的課題を解決するために、３次元ＬＥＤ封止体を有する電球のための方法であって、
１）３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップと、
２）２つのリード線を有する冷却支持体を準備するステップと、
３）３次元ＬＥＤ封止体の電極リード線をリード線に接続するステップと、
４）接続された３次元ＬＥＤ封止体及び冷却支持体を光透過性シェルに挿入し、光透過性シェルと冷却支持体とを接続して固定するステップと、
５）電気リード線によって駆動部を電気コネクタに接続し、芯柱のリード線を駆動部に接続するステップと、
６）駆動部を電気コネクタに挿入し、冷却支持体を電気コネクタに直接、又は接続部品を介して接続するステップと、
を含む方法も提供する。
【００５０】
ステップ１）及びステップ２）は、あらゆる順序で又は同時に行えることが好ましい。
【００５１】
冷却支持体は、高熱伝導率を有し、誘電体であることが好ましい。
【００５２】
接続部品は、ゴム、金属、セラミック、竹、木材又はプラスチックであることが好ましい。
【００５３】
冷却支持体は、３次元ＬＥＤ封止体に接触せず、３次元ＬＥＤ封止体は、リード線によって支持されることが好ましい。
【００５４】
冷却支持体は１又は２以上の構成要素によって形成されることが好ましい。
【００５５】
既存の技術と比べた本開示の利点は、本開示によるＬＥＤ封止用基板、３次元ＬＥＤ封止体、３次元ＬＥＤ封止体を有する電球及びこれらの製造方法によって、電球が３次元方向に層状にグローイングできるようになる点である。また、本開示は、冷却が容易であり、グローイング角が大きく、光量が高く、製造が容易かつ安価である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本開示の第１の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図２】本開示の第２の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図３】本開示の第３の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図４】本開示の第４の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図５】本開示の第５の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図６】本開示の第６の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図７】本開示の第７の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図８】本開示の第８の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図９】本開示の第９の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図１０】本開示の第１０の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。
【図１１】２つの端部を逆方向に引き伸ばすことによって形成された３次元渦巻線基板の概略図である。
【図１２】本開示の第１の実施形態の基板を有するＬＥＤ封止体の概略図である。
【図１３】図１２の３次元ＬＥＤ封止体の断面図である。
【図１４】１つの実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【図１５】別の実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【図１６】別の実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【図１７ａ】いくつかの実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【図１７ｂ】いくつかの実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【図１７ｃ】いくつかの実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【図１７ｄ】いくつかの実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【図１８】別の実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【図１９】別の実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図示の実施形態に関連して、本開示をさらに詳細に説明する。
【００５８】
図１〜図１０に、本開示の複数の実施形態におけるＬＥＤ封止用基板を示す。本開示における基板１の材料は、金属、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ、プラスチック、サファイア、セラミック又はシリカゲル、或いはこれらの材料のいくつかを接合及び／又は入れ子状にしたものとすることができる。
【００５９】
図１〜図３には、本開示の第１、第２及び第３の実施形態におけるＬＥＤ封止用基板を示す。ＬＥＤ封止用基板は、基板１を含む。基板１の２つの端部には電極リード線が存在し、この電極リード線２は、接続部品３及び／又は接続材料によって基板の２つの端部に接続される。接続材料は、接着剤、セラミック接着剤、低融点ガラス、銀ペースト又はプラスチックとすることができる。図１〜図３に示すように、電極リード線２は、接続部品３によって基板１に接続することができる。しかしながら、基板１の一端のみが電極リード線２を有し、他端が電極線を有さないようにしてもよい。代わりに、基板全体を別の電極リード線として使用して、リード線３１（図示せず）に接続する。このようにすると、基板上のＬＥＤチップの冷却効率が高くなる。同時に、製造が容易になって製造コストも削減される。
【００６０】
図１〜図３に示すＬＥＤ封止用基板は、全体的に渦巻線状である。基板は、基板の２つの端部を基板の軸に沿って逆方向に引き伸ばすことによって、３次元螺旋として３次元的になることができる。簡潔にするために、以下、特に明記していない限り、「螺旋」という用語は、平面螺旋及び３次元螺旋の両方を含む。
【００６１】
図１〜図３に示すように、基板１の渦巻線間は、製造を容易にするために、基板１上のＬＥＤチップから光を吸収又は反射されずに外部に直進させる間隙になっている。本開示における基板の形状は、円形螺旋、楕円形螺旋、或いは正方形螺旋、五角形螺旋、六角形螺旋などを含む多角形螺旋などの他の形状の螺旋とすることができる。３次元ＬＥＤ封止体の異なる設計に対処するために、基板は、規則的な形状又は不規則な形状とすることができる。螺旋基板１は、少なくとも半螺旋円を含む。
【００６２】
基板１の表面は、基板１によって光が吸収されにくく、従って外部に反射されるように、反射性又は散乱性とすることができる。これにより、光束が増して照明の均一性が向上する。
【００６３】
基板１と電極リード線２を接続する際には、これらの間に熱伝導性の誘電体層が設けられる。熱伝導性の誘電体層は、基板から電極リード線２に効果的に熱を伝達し、基板を導電性材料として使用する際に短絡を生じない。
【００６４】
図１の実施形態では、基板１の縁部４が滑らかな曲線である。図２の実施形態では、基板１の縁部４が、端部同士が接続された複数の直線によって形成された折れ線である。図１及び図２の構造は、異なる３次元ＬＥＤ封止体に適用して、異なる３次元ＬＥＤ封止体のグローイング効果を改善することができる。図３の実施形態に示すように、基板の縁部は、複数のノッチ５を有することもできる。基板が透明でない場合、光はノッチを通り抜けてＬＥＤチップが存在しない基板の他方側に到達し、従って３次元ＬＥＤ封止体のグローイング効果を改善することができる。ノッチ５の形状は、「Ｕ」字形、「Ｖ」字形、又はその他の形状（図示せず）とすることができる。基板１の縁部は、滑らかな曲線と折れ線との組み合わせとすることもできる。また、基板の縁部４は、縁部を越えて冷却線又はリード線を接続するファスナを有することもできる。
【００６５】
図４は、本開示の第４の実施形態によるＬＥＤ封止用基板の概略図である。この基板は、少なくとも２つの単一螺旋構造が連結した一群の単一螺旋構造である。２つの螺旋は、接続部品３によって接続される。また、基板は、一体部品の形の一群の単一螺旋（図示せず）とすることもできる。
【００６６】
図５及び図６は、本開示の第５及び第６の実施形態によるＬＥＤ封止用基板の概略図である。この基板は、（図５に示すような）一体化された一群の二重螺旋構造、又は（図６に示すような）接続部品３によって接続された一群の二重螺旋構造である。本開示の第５及び第６の実施形態におけるＬＥＤ封止用基板を使用すると、３次元ＬＥＤ封止体のグローイングがさらに均一になり、これによって多角的かつ多層的グローイングを達成してグローイング効果を改善することができる。
【００６７】
図７は、本開示の第７の実施形態によるＬＥＤ封止用基板の概略図である。この基板は、滑らかに上昇する折れ線、又は階段状の折れ線、或いはこれらの組み合わせとすることができる。図７に示すように、螺旋基板１の縁部は階段状の折れ線であり、側面から見ると、基板は階段状の螺旋構造、すなわち折り曲げ加工及び打ち抜き加工によって形成された階段状の折れ線である。この構造は、直接封止された３次元ＬＥＤとすることができ、ファッショナブルで美しく見え、ユーザ間で人気がある。
【００６８】
図８に示す基板は、中間部分６と、中間部分に密着するエッジ部分７とを含み、これらは異なる材料で形成することができる。例えば、中間部分６は、金属、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ、プラスチック、サファイア、セラミック又はシリカゲルのうちの１つの材料とすることができ、エッジ部分７は、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ、プラスチック、サファイア、セラミック又はシリカゲルのうちの別の材料とすることができる。中間部分６を金属とし、エッジ部分７を透明シリカゲルとすることが好ましい。基板１には、ＬＥＤチップの光がエッジ部分７を通過して基板１の裏面に到達して光の均一性が高まるように、一般的な封止方法を用いてＬＥＤチップを実装することができる。また、ＬＥＤチップは、中間部分６上、又はエッジ部分７上、或いはエッジ部分７の近くに取り付けることができる。同様に、基板は、多様化されるように複数の異なる材料が連結したものとすることができる。例えば、１つの部分を金属とし、別の部分をＰＭＭＡとし、次の部分をセラミックとし、他もまた同様である。このような組み合わせは、基板の外観を多様化し、冷却、封止及び製造を改善する。さらに、光の強度は、要件を満たすように材料の密度の差分に基づいて設計することができ、これによってランプ全体の光をさらに均一にして、照度の均一性にとって有利にすることもできる。
【００６９】
本開示の第９の実施形態に基づく図９に示す基板１は、基板本体と、基板本体上で連結された又は入れ子状になった異なる材料の一群のスポット８とを含む。スポット８は、ベルト８に置き換えることもできる。スポット８は、円形、楕円形、三角形、正方形、五角形、六角形又はその他の形状とすることができる。ベルトに置き換えた場合、スポット８は、さらに広い面積のベルト又は四角形とすることができる。具体的には、基板自体を、金属、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ、プラスチック、サファイア、セラミック又はシリカゲルのうちのいずれかとし、スポット又はベルトを、これらのうちの別の材料とすることができる。例えば、基板を金属とし、スポットを、基板の上側から下側に光を通してより均一なグローイングをもたらす透明シリカゲルとする。ＬＥＤチップは、スポット８上又はベルト上、或いは基板上の他の位置に取り付けることができる。
【００７０】
図１０は、本開示の第１０の実施形態のＬＥＤ封止用基板の概略図である。１つの又は少なくとも２つの独立した回路層９が存在する。回路層９は、超音波金線又は共晶によって基板１上に溶接され、回路層９上にはＬＥＤチップのための溶接点が存在する。なお、基板上に回路層９を固定する方法は他にもある。
【００７１】
基板は、回路層を有するＰＣＢで直接形成することができる。
【００７２】
本開示によれば、螺旋基板１は、長さが５ｍｍ〜１０００ｍｍ、幅が０．１ｍｍ〜５０ｍｍ、厚みが０．０１ｍｍ〜１０ｍｍであり、これによって基板を電球内に容易に配置することができる。なお、他の状況では他のサイズを適用することができ、このようなサイズも本開示の保護範囲に属する。
【００７３】
図１２は、本開示の第１の実施形態の基板を有するＬＥＤ封止体の概略図である。図１３は、図１２のＬＥＤ封止体の断面図である。図示のように、基板１は、直列及び／又は並列に接続された複数のＬＥＤチップ１１を有する。ＬＥＤチップ１１は、電線１３によって接続され、ＬＥＤチップと電極リード線も、電線１３によって接続される。ＬＥＤチップ１１は、（シリカゲル、改質樹脂又はエポキシ樹脂のような）非導電性ゲル、又は（銀ゲル又は銅ゲルのような）導電性ゲルによって基板１上に固定される。図１３に示すように、ＬＥＤチップ１１及び基板１は、保護機能又はグローイング機能を有する誘電体層１２で被覆される。誘電体層１２は、シリカゲル、エポキシ樹脂ゲル又はＬＥＤ照明用ゲルのうちの１つ又はこれらの組み合わせである。誘電体層１２は、ＬＥＤチップ１１及び電線１３を有する基板の表面上のみに取り付けることも、或いはＬＥＤチップ１１及び電線１３を有する基板の平面上と２つの側面上に取り付けることも、或いは基板の全ての平面上に取り付けることもできる。例えば、基板の縁部４を越えるファスナが存在する場合、誘電体１２は、ファスナを被覆する必要はない。
【００７４】
図１２及び図１３には、本開示の第１の実施形態による基板を有する３次元ＬＥＤ封止体を示している。しかしながら、３次元ＬＥＤ封止体は、本開示における他の形の基板で形成することもできる。
【００７５】
また、図１０には、本開示の第１０の実施形態によるＬＥＤ封止用基板を示しているが、螺旋基板１は、超音波金線又は共晶によって基板上に溶接し、又はＰＣＢで直接形成する（ＰＣＢの回路層上には溶接点が存在する）ことができるので、ＬＥＤチップ１１は、溶接点を通じて回路層に接続してＬＥＤチップの種類を増やすことができる。ＬＥＤチップは、水平型、垂直型、フェイスダウン型又は白色光型である。具体的には、垂直型チップを使用する場合、正極は溶接点を介して回路層に接続し、負極は電線１３を介して回路層に接続する。フェイスダウン型チップを使用する場合、正極及び負極は、いずれも溶接点を介して回路層に接続する。白色光型チップを使用する場合には、白色光型チップ自体が保護用及び／又はグローイング用の誘電体層を有しているので、ＬＥＤチップ上、電線上及び基板の表面上に保護用又はグローイング用の誘電体層は不要である。
【００７６】
図１２及び図１３に示す実施形態のＬＥＤ封止体では、ＬＥＤチップ１１の色を同じにすることも、異なるようにすることも、或いは部分的に異なるようにすることもできる。例えば、これらは、全て青色光、ＵＶ光又は他の単色光、又は異なる色の混合光、又は高演色評価数を有する白色光とすることができる。
【００７７】
本開示によれば、ＬＥＤチップは、均等又は不均等に分布し、基板の片側又は両側に取り付けられる。例えば、本開示の基板の３次元螺旋の軸が垂直である場合、ＬＥＤチップは基板の上部において密であり、基板の下部において疎である。これによって中間部分の光強度が増すようになる。基板１の両面は、ＬＥＤチップを配置することができ、これによって光がさらに均一になる。また、図１２及び図１３に示すＬＥＤ封止体は３次元螺旋とすることができ、すなわちこの３次元ＬＥＤ封止体は、基板１の形状によって形状が決まる二重螺旋又は単一螺旋とすることができる。
【００７８】
本開示による３次元ＬＥＤ封止体の製造方法は、図１〜図６、図８〜図１０の基板を準備し、直列及び／又は並列に接続された複数のＬＥＤチップ１１を基板１上に配置し、基板の２つの端部をその軸に沿って逆方向に引き伸ばして３次元ＬＥＤ封止体を形成することを含む。
【００７９】
この３次元ＬＥＤ封止体のための方法は、引き伸ばす前に基板１及びＬＥＤチップ１１の表面を保護用又はグローイング用の誘電体層１２で被覆することをさらに含む。
【００８０】
ＬＥＤチップ１１間、及びＬＥＤチップと電極リード線との間には、電線を使用することができる。電線の表面は、保護用又はグローイング用の誘電体層で被覆することができる。
【００８１】
或いは、基板の回路層９上に溶接点が存在する場合には、基板上のＬＥＤチップ１１の正極及び負極の少なくとも一方が回路層９に電気的に接続され、これらは回路層の接続及び配置を通じて直列に、並列に、又は直並列に接続される。
【００８２】
基板の螺旋構造は、円錐螺旋又は等円形螺旋、又は軸方向に沿って直径が増加した後に減少する単一螺旋、又は軸方向に沿って直径が減少した後に増加する二重螺旋である。
【００８３】
図１４は、実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。この電球は、光透過性シェル２０と、光透過性シェル内のリード線３１と、芯柱排気管３２の芯柱３０と、リード線３１に接続する少なくとも１つの３次元ＬＥＤ封止体１０とを含む。本開示によれば、３次元ＬＥＤ封止体１０の基板上の電極線は、外部電源に接続してＬＥＤチップを点灯させるように、リード線３１、駆動部８０及び駆動電気リード線８１を介して電気コネクタ９０に接続される。光透過性シェル２０は、光透過性シェル２０内に密封空間を形成する、ヘリウム又は水素−ヘリウム混合物とすることができる保護ガス及び冷却ガスで満たされた芯柱３０に接続される。透過性シェル２０は、透明、乳白色、艶消し又は色付き、又は部分的に反射性であり、或いは小型プリズム又は小型レンズで部分的に被覆される。透過性電球シェル２０の形状は、「Ａ」形、「Ｇ」形、「Ｒ」形、「ＰＡＲ」形、「Ｔ」形、ろうそく形、又はその他の既存の電球シェルの形状とすることができる。電気コネクタ９０は、Ｅ４０，Ｅ２７，Ｅ２６，Ｅ１４，ＧＵ又はその他の既存の電気コネクタとすることができる。光透過性電球２０内には、芯柱３０及び３次元ＬＥＤ封止体１０に接続して芯柱３０及び外部環境に熱を伝える冷却線２１が存在する。
【００８４】
電球内の３次元ＬＥＤ封止体は、ＡＣ動作又はＤＣ動作するように接続できる、図１４に示すような円錐螺旋とすることができる。３次元ＬＥＤ封止体がＤＣ動作する際には、外部ＤＣ電源又はＡＣ電源を使用することができ、外部ＡＣ電源を使用する際には、駆動部８０を、並列に接続されたコンデンサ及び抵抗器を用いて電流を制限して電圧を低下させる回路、並びに整流器及びフィルタ回路で形成することができる。駆動部８０の回路は、電解コンデンサ、トランジスタ、変圧器又は高周波放射を使用しない単純かつ低コストなものとすることができる。この回路は、切り換え装置、電源及び定電流安定器とすることもできる。
【００８５】
本開示による、３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の製造方法は、
１）３次元ＬＥＤを形成するステップと、
２）２つのリード線３１と芯柱排気管３２とを有する芯柱を形成するステップと、
３）３次元ＬＥＤ封止体の電極リード線２を芯柱３０のリード線３１に接続するステップと、
４）接続された３次元ＬＥＤ封止体及び芯柱３０を光透過性シェル２０内に挿入し、光透過性シェル２０と芯柱３０との間の接続部品を溶融させて、全体として２つの部品を融合させるステップと、
５）芯柱排気管３２を用いて光透過性シェル２０を真空化し、フィラメントを保護してその冷却を促すことができるガスを用いて光透過性シェル２０を膨張させ、芯柱排気管３２を溶解させて密封シェルを形成するステップと、
６）電気リード線８１によって駆動部８０を電気コネクタ９０に接続し、芯柱のリード線３１を駆動部８０に接続し、駆動部８０を電気コネクタ９０に挿入し、シェルを電気コネクタ９０に接続するステップと、
を含む。
【００８６】
ステップ１）及びステップ２）は、あらゆる順序で又は同時に行うことができる。
【００８７】
膨張とは、フィラメントに対して保護的かつ熱伝導性であるガスを用いて透過性シェル２０を膨張させることである。
【００８８】
芯柱３０は、冷却線２１を有し、ステップ３は、冷却線２１を３次元ＬＥＤ封止体１０に接続するステップを含む。
【００８９】
図１５に示す本開示の別の実施形態は、電球内の３次元ＬＥＤ封止体の基板１が等円形螺旋であって水平方向に配置される点が上記の電球と異なる。また、透過性シェル２０と、プラスチック、金属、セラミック、竹又はゴムである電気コネクタ９０との間に接続構造４０が存在する。接続構造４０は、電球のネックを広げて電球内により大型のフィラメント又はライトバーを配置することができ、密封シェルの体積を拡大して熱伝達に役立つことができる。
【００９０】
図１６に示す本開示の別の実施形態は、二重螺旋を形成する２つの螺旋状の３次元ＬＥＤ封止体１０が存在する点が上記の電球と異なる。２つの螺旋の位置は、反対、背中合わせ、対面、又は互い違いとすることができる。２つの螺旋の巻数は、同じとすることも、又は異なることもできる。図１７ａ〜図１７ｄは、いくつかの実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。図１７ａは、軸方向に沿って直径が増加する単一螺旋である。図１７ｂは、軸方向に沿って直径が増加する二重螺旋である。図１７ｃは、軸方向に沿って直径が増加した後に減少する単一螺旋である。図１７ｄは、軸方向に沿って直径が減少した後に増加する二重螺旋である。
【００９１】
図１８は、別の実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。この電球は、冷却支持体５０と、リード線３１と、少なくとも１つの螺旋３次元ＬＥＤ封止体１０とを含み、一方のリード線３１は、冷却支持体５０内に存在し、少なくとも１つの螺旋３次元ＬＥＤ封止体１０の２つの端部は、冷却支持体５０からのリード線３１と別のリード線とにそれぞれ接続される。透過性シェル及び冷却支持体５０は、電気コネクタ９０に直接（図示せず）、又は接続構造部品６０を介して接続することができる。リード線３１は、接続構造部品６０及び電気コネクタ９０内に取り付けられた駆動部８０に接続される。接続構造部品６０は、プラスチック、金属、セラミック、竹又はゴムとすることができる。冷却支持体５０は、熱伝導率が高く、（電気的に中性の熱経路を形成する）誘電体である。このようにして、螺旋３次元ＬＥＤ封止体１０から接続構造部品６０に熱を伝えることができる。冷却支持体５０は、全体的に形成することも、或いは１又は２以上の構成要素によって形成することもできる。各構成要素の材料は、同じとすることも、部分的に同じとすることも、又は異なることもできる。
【００９２】
図１９は、別の実施形態における３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の概略図である。この実施形態の電球は、図１８の電球と非常に類似する。相違点は、冷却支持体５０が３次元ＬＥＤ封止体１０に接触しておらず、３次元ＬＥＤ封止体１０がリード線３１によって支持されている点である。このように、２つのリード線３１が３次元ＬＥＤ封止体１０を支持し、熱及び電気を伝える。リード線は、螺旋３次元ＬＥＤ封止体１０から冷却支持体５０及び接続構造部品６０に熱を伝えることができる。
【００９３】
図１８及び図１９の電球によれば、透過性シェル、リード線及び電気コネクタのみによって構造が形成される。冷却支持体及び２つのリード線３１が熱を良好に伝えることができるので、電球を密封、真空化及び溶解する必要はない。
【００９４】
図１８及び図１９の３次元ＬＥＤ封止体を有する電球のための方法は、
１）３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップと、
２）２つのリード線３１を有する冷却支持体５０を準備するステップと、
３）３次元ＬＥＤ封止体の電極リード線２をリード線３１に接続するステップと、
４）接続された３次元ＬＥＤ封止体及び冷却支持体５０を光透過性シェル２０に挿入し、光透過性シェル２０と冷却支持体５０とを接続して固定するステップと、
５）電気リード線（８１）によって駆動部８０を電気コネクタ９０に接続し、芯柱のリード線３１を駆動部８０に接続するステップと、
６）駆動部８０を電気コネクタ９０に挿入し、冷却支持体５０を電気コネクタ９０に直接、又は接続部品６０を介して接続するステップと、
を含む。
【００９５】
ステップ１）及びステップ２）は、あらゆる順序で又は同時に行うことができる。
【００９６】
冷却支持体５０は、熱伝導率が高く、ＡＰＬのような電気的に中性の熱経路を形成する誘電体である。
【００９７】
接続構造部品６０は、プラスチック、金属、セラミック、竹又はゴムで構成される。
【００９８】
３次元ＬＥＤ封止体は、冷却支持体５０に固定接続され、冷却支持体５０を用いて支持することができ、或いは、冷却支持体５０は３次元ＬＥＤ封止体に接触せず、３次元ＬＥＤ封止体はリード線３１によって支持される。
【００９９】
冷却支持体５０は、一体部品とすることも、或いは上述したように複数の構成要素で形成することもできる。
【０１００】
本開示によれば、電球を、全方向性の、３次元的かつ多層的グローイングとすることができる。また、この電球は、熱伝導性であり、グローイング角が大きく、光強度が均一である。また、製造工程も単純、便利、低コストである。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  ３次元ＬＥＤ封止体
２０  光透過性シェル
２１  冷却線
３０  芯柱
３１  リード線
３２  芯柱排気管
８０  駆動部
８１  駆動電気リード線
９０  電気コネクタ
【図１】
2019117936.tif 000003
【図２】
2019117936.tif 000004
【図３】
2019117936.tif 000005
【図４】
2019117936.tif 000006
【図５】
2019117936.tif 000007
【図６】
2019117936.tif 000008
【図７】
2019117936.tif 000009
【図８】
2019117936.tif 000010
【図９】
2019117936.tif 000011
【図１０】
2019117936.tif 000012
【図１１】
2019117936.tif 000013
【図１２】
2019117936.tif 000014
【図１３】
2019117936.tif 000015
【図１４】
2019117936.tif 000016
【図１５】
2019117936.tif 000017
【図１６】
2019117936.tif 000018
【図１７ａ】
2019117936.tif 000019
【図１７ｂ】
2019117936.tif 000020
【図１７ｃ】
2019117936.tif 000021
【図１７ｄ】
2019117936.tif 000022
【図１８】
2019117936.tif 000023
【図１９】
2019117936.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月4日(2019.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ封止用基板であって、
前記基板（１）は、全体的に渦巻線状であり、前記基板（１）の少なくとも一端は、電極リード線（２）を有し、該電極リード線（２）は、接続部品（３）及び／又は接続材料によって前記基板（１）に接続され、
前記基板の前記渦巻線間には間隙が存在し、前記基板（１）の縁部（４）は、少なくとも部分的に滑らかな曲線であり、
前記基板（１）は、中間部分（６）と、該中間部分（６）に密着し、且つ該中間部分（６）の材料とは異なる材料であるエッジ部分（７）とを含み、前記エッジ部分（７）は、透明材料で形成されている、
ことを特徴とする基板。
【請求項２】
ＬＥＤ封止用基板であって、
前記基板（１）は、全体的に渦巻線状であり、前記基板（１）の少なくとも一端は、電極リード線（２）を有し、該電極リード線（２）は、接続部品（３）及び／又は接続材料によって前記基板（１）に接続され、
前記基板の前記渦巻線間には間隙が存在し、前記基板（１）の縁部（４）は、少なくとも部分的に滑らかな曲線であり、
前記基板（１）は、基板本体と、該基板本体の材料とは異なる材料の少なくともスポット部分又はベルト部分（８）とを含み、このスポット部分又はベルト部分（８）は、前記基板本体と入れ子状になり、又は前記基板本体に接続され、前記スポット部分又はベルト部分（８）は、透明材料で形成されている、
ことを特徴とする基板。
【請求項３】
前記基板（１）の前記縁部は、複数のノッチ（５）を有する、
請求項１に記載の基板。
【請求項４】
前記基板は、回路層（９）を有するＰＣＢで形成され、
前記回路層（９）上には、ＬＥＤチップのための溶接点が存在する、
請求項１から３のいずれかに記載の基板。
【請求項５】
前記基板（１）は、一体型の単一螺旋構造であり、又は少なくとも２つの単一螺旋構造を有する一群の一体型の単一螺旋構造であり、又は少なくとも２つの単一螺旋構造によって接合された一群の単一螺旋構造であり、接続位置に少なくとも１つの接続部品（３）が存在する、
請求項１から３のいずれかに記載の基板。
【請求項６】
前記基板の縁部は、外部冷却部品又は配線を接続する接続部を有する、
請求項１から５のいずれかに記載の基板。
【請求項７】
前記基板は、円形螺旋線、楕円形螺旋線、又は正方形螺旋、五角形螺旋、六角形螺旋のような多角形螺旋折れ線である、
請求項１から６のいずれかに記載の基板。
【請求項８】
前記基板の一端が電極リード線を有する場合、前記基板の他端は別の電極リード線として使用される。
請求項１から７のいずれかに記載の基板。
【請求項９】
ＬＥＤチップが、均等又は不均等に分布し、前記基板の片側又は両側に取り付けられる、
請求項１から８のいずれかに記載の基板。
【請求項１０】
前記ＬＥＤチップの色は、同じであり、又は部分的に同じであり、又は完全に異なる、
請求項９に記載の基板。
【請求項１１】
前記基板（１）は、滑らかに上昇する折れ線、又は階段状の折れ線、又はこれらを組み合わせた形状である、
請求項１から１０のいずれかに記載の基板。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の基板を備える３次元ＬＥＤ封止体であって、
前記基板（１）上に、複数のＬＥＤチップ（１１）が直列及び／又は並列に配置され、
前記複数のＬＥＤチップ（１１）は、前記基板（１）の２つの端部における電極リード線（２）によって、或いは前記基板（１）の一端における電極リード線（２）と、別の電極リード線として機能する、前記基板（１）の他端における電極リード線（２）とによって引き出される、
ことを特徴とする３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１３】
前記基板の螺旋構造は、円錐螺旋、又は等円形螺旋、又は軸方向に沿って直径が増加した後に減少する単一螺旋構造、又は軸方向に沿って直径が減少した後に増加する二重螺旋構造である、
請求項１２に記載の３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１４】
前記ＬＥＤチップ（１１）は、電線によって接続され、ＬＥＤチップと電極リード線とは、電線によって接続される、
請求項１２に記載の３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１５】
前記基板は、回路層（９）を有するＰＣＢで直接形成され、
前記回路層（９）上にはＬＥＤチップのための溶接点が存在し、
前記ＬＥＤチップ（１１）の正極及び負極の少なくとも一方は、前記溶接点によって前記回路層（９）に接続され、ＬＥＤチップ（１１）は、回路層の接続及び配置を通じて直列に、又は並列に、又は直並列に接続される、
請求項１２に記載の３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１６】
前記ＬＥＤチップ（１１）及び前記基板（１）は、保護機能又はグローイング機能を有する誘電体層（１２）で被覆される、
請求項１２から１５のいずれかに記載の３次元ＬＥＤ封止体。
【請求項１７】
３次元ＬＥＤ封止体の製造方法であって、
請求項１から１０のいずれかに記載の基板を、該基板が全体的に平面渦巻形状になるように形成するステップと、
前記基板上に、複数のＬＥＤチップ（１１）を直列及び／又は並列に接続した形で配置するステップと、
前記基板の２つの端部をその軸に沿って逆方向に引き伸ばして３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記引き伸ばしの前に、前記基板（１）上及び前記ＬＥＤチップ（１１）上を、保護機能又はグローイング機能を有する少なくとも１つの誘電体層（１２）で被覆するステップをさらに含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＬＥＤチップ（１１）を電線によって接続し、前記ＬＥＤチップを電線によって電極リード線に接続するステップを含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板は、回路層（９）を有するＰＣＢで形成され、
前記回路層（９）上には、ＬＥＤチップのための溶接点が存在し、
前記ＬＥＤチップ（１１）の正極及び負極の少なくとも一方は、前記溶接点によって前記回路層（９）に接続され、前記ＬＥＤチップ（１１）は、回路層の接続及び配置を通じて直列に、又は並列に、又は直並列に接続される、
請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１２から１６のいずれかに記載の３次元ＬＥＤ封止体を有する電球であって、
光透過性シェル（２０）と、
駆動部（８０）及び電気コネクタ（９０）と、
を備え、
前記光透過性シェル内にリード線（３１）が配置され、前記３次元ＬＥＤ封止体（１０）のうちの少なくとも１つが前記リード線（３１）に接続され、前記リード線（３１）は、前記少なくとも１つの３次元ＬＥＤ封止体（１０）上の前記電極リード線（２）に接続され、
前記駆動部（８０）は、前記リード線（３１）に接続され、前記電気コネクタ（９０）は、前記駆動部（８０）に接続される、
ことを特徴とする電球。
【請求項２２】
前記光透過性シェル内に、前記リード線（３１）と芯柱排気管（３２）とを有する芯柱（３０）が配置され、前記光透過性シェル（２０）は、前記芯柱（３０）に気密接続されて、前記光透過性シェル（２０）内に密封空間を形成する、
請求項２１に記載の電球。
【請求項２３】
前記光透過性シェル（２０）と前記電気コネクタとの間に接続構造（４０）が配置される、
請求項２２に記載の電球。
【請求項２４】
前記光透過性シェル（２０）内に冷却線（２１）が配置され、該冷却線（２１）は、前記芯柱（３０）と前記３次元ＬＥＤ封止体（１０）との間に配置される、
請求項２２に記載の電球。
【請求項２５】
前記光透過性シェル内に冷却支持体（５０）が配置され、該冷却支持体（５０）は、前記光透過性シェルに接続され、前記冷却支持体（５０）は、前記電気コネクタ（９０）に接続される、
請求項２１に記載の電球。
【請求項２６】
前記冷却支持体（５０）は、接続部品（６０）を介して前記電気コネクタ（９０）に接続される、
請求項２５に記載の電球。
【請求項２７】
前記冷却支持体（５０）は、前記３次元ＬＥＤ封止体に接触せず、前記３次元ＬＥＤ封止体は、前記リード線（３１）によって支持される、
請求項２５又は２６に記載の電球。
【請求項２８】
３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の製造方法であって、
１）請求項１２から１６のいずれかに記載の３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップと、
２）２つのリード線（３１）と芯柱排気管（３２）とを有する芯柱（３０）を形成するステップと、
３）前記３次元ＬＥＤ封止体の前記電極リード線（２）を前記芯柱（３０）の前記リード線（３１）に接続するステップと、
４）接続された前記３次元ＬＥＤ封止体及び前記芯柱（３０）を前記光透過性シェル（２０）に挿入し、前記光透過性シェル（２０）と前記芯柱（３０）との間の前記接続部品を火で溶融させて、前記２つの部品を１つの部品に融合させるステップと、
５）前記芯柱排気管（３２）を用いて前記光透過性シェルを真空化し、フィラメントを保護してその冷却を促すことができるガスで前記光透過性シェル（２０）を膨張させた後に、前記芯柱排気管（３２）を火で溶解させて密封シェルを形成するステップと、
６）前記電気リード線（８１）によって駆動部（８０）を電気コネクタ（９０）に接続し、前記芯柱（３０）のリード線（３１）を前記駆動部（８０）に接続し、前記駆動部（８０）を前記電気コネクタ（９０）に挿入し、前記密封シェルを前記電気コネクタ（９０）に接続するステップと、
を含み、前記ステップ１）及びステップ２）は、任意の順序で、又は同時に行うことができる、
ことを特徴とする電球製造方法。
【請求項２９】
前記芯柱（３０）は、その上に冷却線（２１）を有し、前記ステップ３）は、前記冷却線（２１）を前記３次元ＬＥＤ封止体（１０）に接続するステップをさらに含む、
請求項２８に記載の電球製造方法。
【請求項３０】
３次元ＬＥＤ封止体を有する電球の製造方法であって、
１）請求項１２から１６のいずれかに記載の３次元ＬＥＤ封止体を形成するステップと、
２）２つのリード線（３１）を有する冷却支持体（５０）を準備するステップと、
３）前記３次元ＬＥＤ封止体の前記電極リード線（２）を前記リード線（３１）に接続するステップと、
４）前記３次元ＬＥＤ封止体及び冷却支持体（５０）を前記光透過性シェル（２０）に挿入し、前記光透過性シェル（２０）と前記冷却支持体（５０）とを接続して固定するステップと、
５）前記電気リード線（８１）によって駆動部（８０）を電気コネクタ（９０）に接続し、リード線（３１）を前記駆動部（８０）に接続するステップと、
６）前記駆動部８０を前記電気コネクタ（９０）に挿入し、前記冷却支持体（５０）を前記電気コネクタ（９０）に直接、又は接続部品（６０）を通じて接続するステップと、
を含み、前記ステップ１）及びステップ２）は、任意の順序で、又は同時に行うことができる、
ことを特徴とする電球製造方法。
【請求項３１】
前記冷却支持体（５０）は、前記３次元ＬＥＤ封止体に接触せず、前記３次元ＬＥＤ封止体は、前記リード線（３１）によって支持される、
請求項３０に記載の電球製造方法。