CN102971575B - 在密封玻璃管内的tl改装led模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管设备(100)，其包括：外壳(102)；布置在该外壳中包括至少一个发光二极管(114a)的发光二极管元件(114)；构成该外壳的一部分的光出口部件(108)；包括受控气氛的密封腔室(104)；以及布置为密封该腔室的密封物。该发光二极管设备还包括布置在该密封腔室中的远程有机磷光体元件(116)。

Description

在密封玻璃管内的TL改装LED模块
技术领域
本发明涉及一种发光二极管(LED)设备，其包括外壳、布置在该外壳内的发光二极管元件、构成该外壳的一部分的光出口部件、包括受控气氛的密封腔室以及布置在该腔室中的磷光体元件。
背景技术
有机磷光体的使用在例如关于设计它的发光频谱的位置和带宽方面比无机磷光体更有利。不幸的是，有机磷光体被证明对于环境物质如氧气和水敏感，这过早地使磷光体退化。已做出努力解决该问题。US7,560,820公开了一种包括用于围绕具有受控气氛的腔室的闭合结构的发光二极管(LED)。在该腔室中布置发光元件，靠近该发光元件布置磷光体和吸气剂。希望获得一种类似的具有一个或多个LED的更大规模的结构。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有该更大规模的结构的LED设备。
通过根据如权利要求1所限定的本发明的LED设备来实现该目的。
因此，根据本发明的一个方案，提供了一种发光二极管设备，包括：外壳；布置在该外壳中包括至少一个发光二极管的发光二极管元件；构成该外壳的一部分的光出口部件；包括受控气氛的密封腔室；以及布置为密封该腔室的密封物。该发光二极管设备还包括布置在该密封腔室中的远程有机磷光体元件。远程有机磷光体元件使其能够实现大的光出口表面，其可以具备许多不同形状并且其具有均匀扩散的光输出而不管强光生成器的小斑点。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，在该腔室中布置吸气剂。因而例如该密封物无需是气密的或者在设备的操作期间产生的将导致远程有机磷光体元件退化的气体是可去除的。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该吸气剂被布置为从该受控气氛去除氧气。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该吸气剂被布置为与该密封物相邻。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该吸气剂被布置为处于不干扰输出光路径的位置中。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该密封物可渗透氧气。由于该吸气剂，不需要耗成本的气密密封物，但是保持低可渗透性。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该有机磷光体元件是独立的元件。因而可以优化有机磷光体的形状和位置。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该发光二极管设备包括底座部分，其中该光出口部件包括借助该密封物依附到该底座部分的外壳体，其中，该发光二极管元件被布置在该底座部分上，其中该有机磷光体元件构成罩子，该罩子被依附到该底座部分，该罩子覆盖该发光二极管元件并且该罩子布置在该发光二极管元件与该外壳体之间，并且其中，该吸气剂被布置在该底座上在该有机磷光体元件与该外壳体之间。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该光出口部件包括外壁和借助该密封物依附到该外壁的内壁，从而形成该腔室。该有机磷光体元件和该吸气剂布置在该腔室中在该壁之间。该发光二极管设备包括容纳该发光二极管元件的另一隔室。
因而能够在独立的腔室中提供灵敏的磷光体元件，并且可以向该另一隔室提供例如空气或某种其他气体但是无需将其与环境密封。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该光出口部件形成覆盖该另一隔室的盖子，其中，该另一隔室包括围绕壁和底板，其中，该围绕壁在该底板与该光出口部件之间延伸，并且其中，该发光二极管元件布置在该底板上。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该外壳被布置为改装灯。短语改装灯对于本领域的熟练技术人员而言是常用的并且意味着基于LED的灯，该基于LED的灯具有更旧类型的没有LED的灯的外观。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该光出口部件包括圆柱形玻璃管，其中，该外壳还包括借助该密封物依附到该圆柱形玻璃管的端帽。该实施方式可以被布置为例如改装TL管。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该受控气氛包括反应物气体，该反应物气体被布置为与可能在该发光二极管设备的操作期间在该密封气氛中产生的物质反应。该实施方式的优点在于：由于该反应物气体而使得在该腔室中产生的并且将导致逐渐退化功能的物质无害。该气体的类型将与该物质匹配。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，其包括被布置为配给该反应物气体的配给器。在一些应用中一点一点地配给该反应物气体将是有利的。
根据该发光二极管设备的一个实施方式，该配给器是氢气配给器。因而导致在该腔室中出现的任意氧气与该氢气反应并且形成湿气，然后可以由吸气剂借助合适的湿气捕获材料收集该湿气。
本发明的这些以及其他方面、特征和优点将参考下文描述的实施方式变得显而易见并且得以阐述。
附图说明
现在将参考附图来更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的发光二极管设备的一个实施方式的横截面图；
图2和图3是根据本发明的发光二极管设备的其他实施方式的剖面侧视图；
图4-6是根据本发明的发光二极管设备的其他实施方式的横截面图；
图7是根据本发明的发光二极管设备的一个实施方式的横截面图；
图8是根据本发明的发光二极管设备的另一实施方式的部横截面图；
图9是根据本发明的发光二极管设备的另一实施方式的部分剖面透视图；以及
图10是根据本发明的发光二极管设备的另一实施方式的部分剖面透视图；
具体实施方式
在图1中以横截面视图示出并且从侧面看发光二极管(LED)设备100的一个实施方式。LED设备100包括外壳102，外壳102包围腔室104并且包括底座部分106和光出口部件108。借助布置用于密封腔室104的密封物110将该光出口部件依附到底座部分106。LED设备100还包括被依附到腔室104中的底座部分106的吸气剂112、被依附到腔室104中的底座部分106并且如在实施方式中所示包括一个或多个LED114a的LED元件114以及被依附到腔室104中的底座部分106的远程有机磷光体元件116。该底座部分106还包括或支撑例如电端子和驱动电子，如本领域的熟练技术人员所理解但是未明确显示的。
远程有机磷光体元件116比传统无机磷光体有利。但是一些气体典型是氧气使得该磷光体元件不希望地快速退化。因此通常在腔室中使用气密密封和真空或惰性气体，以便维持磷光体元件的寿命。此外，磷光体材料与LED元件(如上述现有技术中的LED组件)集成。但是当制造具有不同的形状和光特性的不同类型的灯时，类似同根据本发明地将磷光体布置为远程元件是有利的。另外，已发现当远程应用磷光体以代替与LED元件集成时，特别地由于温度更低，磷光体材料的退化更慢。能够规定还可能保持该腔室104清空有害气体。另一方面，在真空或惰性气氛下气密密封是相对困难和高成本的。根据本发明的技术方案提供了更简单的结构，但是在它的最通用的概念中，不排除气密的密封。密封物110沿在该实施方式中是圆顶的光出口部件108的边缘延伸。应该注意到，在整个本申请中，光出口部件包括一个或多个由透光材料例如玻璃或合适的塑料或阻挡膜制造的壁，如本领域的熟练技术人员所理解的。吸气剂112由固体材料制造并且被布置为与密封物110相邻。特别地选择该位置以避免吸气剂112干扰输出光路径即从LED设备100输出的光。可以将该吸气剂放置在反射器后面。该吸气剂自身也可以被做成反射性的。
吸气剂112能够吸收进入腔室的气体。该吸气剂布置为吸收将对于有机磷光体元件116有害的气体。利用LED设备100的该结构，能够提供非气密的密封即可渗透密封物。
固体吸气剂典型地是由例如硅二价氧化铁、钡、钙或铝制造的氧气吸气剂。还能够使用有机抗氧化剂如维他命C。作为可选择的吸气剂112的一个示例，其包括氢气配给器和湿气收集器。从而腔室104内部的受控气氛中的任意氧气将与氢气反应，形成湿气/水并且被吸气剂112去除。
该可渗透密封物典型的是有机粘合剂如环氧粘合剂。应该注意到确实保持低的渗透性，同时仍然避免提供保证长时间的气密密封的密封物的附加成本。
优选地用包含从氩气、氖气、氮气和氦气中选择的一个或多个惰性气体的无氧气氛填充腔室104。
参考图1中所示的实施方式，将远程有机磷光体元件116形成为类圆顶形罩子，光出口部件108也一样，并且将无氧气氛填充到整个腔室中即在远程有机磷光体元件116与底座部分106之间以及在远程有机磷光体元件116与光出口部件108之间。此外，将吸气剂112布置在远程有机磷光体元件116与光出口部件108之间。
除了腔室104中的至少一个惰性气体之外，还能够添加与当操作LED设备时渗漏到腔室中或者选出部件的腔室104中的氧气反应附加气体。例如LED部件或者布置在腔室104中的其他部件可能产生单一的或复合的气体，其危及LED设备100的操作和寿命。然后能够选择反应物气体，其与复合气体化学反应并且产生稳定成分或者可以容易地被在LED114a之间的底座部分106上示例性地显示的附加吸气剂118吸收的成分。如果可行，则附加吸气剂118可以被布置为直接吸收产生的气体。此外，可以借助布置在腔室中的配给器一次一点地配给反应物气体，如图3中的320处所示。
当远程有机磷光体元件116是在腔室中的独立部分时，可以利用例如注模形成远程有机磷光体元件116。
LED114a优选地是发蓝光LED并且远程有机磷光体元件116被布置为将蓝光转换成白光。
本文目前已就受控气氛、吸气剂、密封剂和远程有机磷光体元件的特性的描述总体而言适用于全部实施方式，除非明确地或隐含地声明了其他。
现在参考图2和3，在其他实施方式中，提供了LED设备作为改装灯。LED设备200、300具有底座部分206、306，底座部分具备传统的帽如爱迪生螺丝帽或卡口帽。此外，LED设备200、300具有包围腔室204、304的灯泡状光出口部件208、308。在一个实施方式中，参见图2，远程有机磷光体元件216布置为光出口部件208内部的独立的罩子状部件。远程有机磷光体元件216覆盖远离光出口部件208的LED元件214。吸气剂212布置在远程有机磷光体元件216与光出口部件208之间，与密封物210相邻。因而，吸气剂212不干扰输出光路径。在其他实施方式中，参见图3，远程有机磷光体元件216布置为光出口部件308的内侧上的涂层，吸气剂312因此位于磷光体元件316内部并且靠近密封物310。
在如图4中所示的可选择的实施方式中，LED设备400具有包括平坦底座部分406和圆顶形光出口部件408的外壳。但是在该实施方式中，光出口部件408包括外壁422、内壁424和布置在外壁422与内壁424之间的远程有机磷光体元件416的夹层结构。外壁422与内壁424与底座部分连接并且借助沿外壁422与内壁424的周边缘部分426、428延伸的密封物410彼此连接。光出口部件408因此形成间隔的外壁422与内壁424之间的密封腔室404。吸气剂412布置在该腔室中与密封物410相邻以免干扰LED设备400的光输出。光出口部件408定义第二腔室或者底座部分的内表面432与内壁424之间的另一隔室430，其中LED114a被装配在该内表面432上。因为在另一隔室430中不存在对空气敏感的成分，所以不需要提供特殊的环境，而是可以包括空气。但是也能够最初向另一隔室430提供与腔室404相同的气氛，因为另一隔室事实上被密封物410与环境隔离密封，因为其另外被用于将光出口部件408依附到底座部分406的内表面。
根据如图5中所述的LED设备500的另一个实施方式，光出口部件508被布置成为平面夹层结构，形成卡匣并且包括外壁522、内部524和放置在外壁522与内壁524之间的远程有机磷光体元件516。外壁522与内壁524中的每一个盖子状地形成圆形平面部分542和圆柱形边界部分544，该圆柱形边界部分544垂直于该平面部分沿它的圆周延伸。借助沿外壁522与内壁524的圆柱形边界部分544的边缘526、528的密封物510将外壁522与内壁524彼此依附。将在内壁524的平面部分542的圆周表面边缘部分532上的内壁524，在圆柱形反射器壁534的一端上依附到圆柱形反射器壁534。反射器壁534的另一端被依附到底座部分506的内表面536。出口部件508的内壁524、反射器壁534和底座部分506的内表面536定义另一隔室530，另一隔室530如在以前的实施方式中具有不严格的环境。将LED514安装到底座部分506的内表面536上并且在另一隔室530中。将吸气剂512布置在卡匣508的空间中。电端子538从底座部分506的外表面540突出。可替换地，远程有机磷光体元件516可以布置为光出口部件508的内壁524上的涂层。还可能提供气密地密封卡匣并且省略吸气剂或者仍然应用吸气剂的可替换的实施方式。
根据图6和7中显示的LED设备700另一个实施方式，使用如以前的实施方式中的类似卡匣类型的光出口部件708。出口部件708具有外壁722、内壁724(外壁722与内壁724中的每一个包括正方形平面板)、互连彼此远离的外壁722与内壁724从而在其中形成腔室740的密封物710、由沉积在内壁724上的层构成的远程有机磷光体元件716以及布置在腔室704中在出口部件708的角落处的吸气剂712。在底座部分706上布置形成正方形管的反射器壁734。反射器壁734具有在它的外端上的外围唇缘744，唇缘744垂直于反射器壁734朝向该管的中心轴延伸。光出口部件708的边缘表面在靠近反射器壁734的外端的端部部分处被依附到反射器壁734的内表面，并且在唇缘744的内侧或下表面被依附到唇缘744。反射器壁734也可以是圆形的。如在上述类似的实施方式中，光出口部件708的腔室提供有受气密密封物710和吸气剂712保护的受控气氛。光出口部件708、管状反射器壁734和底座部分706定义另一隔室730，另一隔室730容纳LED元件，该LED元件包括布置在底座部分706的内表面736上的5个LED714。因此，LED设备700作为一个整体是块状的并且具有正方形光出口部件708。但是为了隐蔽吸气剂712，光出口部件708的外壁722被制造成在它的角落部分不透光的，剩下圆形出口窗746透光。另外，圆形出口窗746提供舒适的锥形光束作为输出光。也可以提供具有气密密封物，并且随后可以应用或省略吸气剂的可替换的实施方式，。
根据另一实施方式，图8中示出了提供作为改装TL管的LED设备800。光出口部件802包括玻璃管804和由沉积在玻璃管804的内表面上的磷光体层构成的有机磷光体元件806。可替换地，有机磷光体元件806是被布置为与玻璃管804的内表面相邻的独立磷光体元件。借助密封物810将端帽803依附到光出口部件802的端部以形成外壳并且定义密封腔室820。将吸气剂812安装到帽808的内部靠近密封物810。包括多个LED816的LED元件814布置在腔室820中并且布置在底座部分818上，底座部分818继而依附到端帽808。该腔室包括如上所述的受控气氛。
根据LED设备900的另一个实施方式，与上述改装TL管的实施方式类似，光出口部件802包括玻璃管904，发光二极管元件914是细长的、提供有多个成行的LED916并且沿玻璃管904的长度延伸，参见图9。LED916被放置在底座部分上，该底座部分作为反射基板918并且被包括在LED元件914中。远程有机磷光体元件906是膜，其被插入到玻璃管904中而围绕LED元件914。底座部分918被布置为靠近玻璃管904的内表面、底座部分的后侧面面向内表面，LED916被安装到底座部分918的相反前侧面。将吸气剂912安装在底座部分918的后侧面与玻璃管904之间。因而，吸气剂912不干扰LED设备900的输出光路径。可以气密地或者使用可渗透密封剂密封该管。
根据图10中显示的LED设备1000的另一个实施方式，光出口部件1002包括两个同心的外玻璃圆柱体1022和内玻璃圆柱体1024。玻璃圆柱体1022、1024在它们的端部被密封并且定义腔室1004，在腔室1004中布置远程有机磷光体元件1006和吸气剂。远程有机磷光体元件1006也是圆柱形。LED元件1014被布置在光出口部件1002中央，在内玻璃圆柱体1024内部的另一隔室1005中，并且包括底座部分1018、被安装在底座部分1018的相对侧面的LED1016。在这里，密封可以再次是气密的。另一隔室1005可以暴露于空气。
上文描述了如所附权利要求中所定义的根据本发明的LED设备的实施方式。应该仅仅将这些实施方式视为非限制性的示例。如熟练技术人员所理解的，在本发明的范围中许多改进和可替换的实施方式是可行的。
在光出口部件容纳包括有机磷光体元件的腔室并且独立的或另一空间被特别地布置用于容纳发光二极管元件的实施方式中，可以进一步地气密密封光出口部件的腔室。这样，可以避免由诸如LED或扩散器之类的元件产生的可能导致有机磷光体退化的排气或氧气。在有机磷光体被气密地密封在惰性气体气氛中的该实施方式中，吸气剂的数量可以很低或者甚至可以被排除。
应该注意到，在一些实施方式中，驱动器电子元件或其他元件如传感器也可以在该LED设备中靠近该LED。
要注意到，为了本申请的目的，并且具体而言关于所附权利要求，词语“包括”不排除其他元素或步骤，词语“一”或“一个”不排除多个，这本身对于本领域熟练技术人员而言是显而易见的。

Claims (12)

1.一种发光二极管设备(100)，包括：
外壳(102、402)；
布置在所述外壳中包括至少一个发光二极管(114a、414a)的发光二极管元件(114、414)；
构成所述外壳的一部分的光出口部件(108、408)；
包括受控气氛的密封腔室(104、404)；以及
布置为密封所述腔室的密封物(110、410)，其特征在于，所述光出口部件包括外壁(422)和借助所述密封物(410)依附到所述外壁的内壁(424)，从而形成所述腔室(404)，其中，远程有机磷光体元件(116、416)布置在所述腔室中所述壁之间，并且其中，所述发光二极管设备包括容纳所述发光二极管元件(414)的另一隔室(430)；
所述发光二极管设备(100)还包括布置在所述密封腔室中的吸气剂(112、412)以及底座部分(106)，其中所述光出口部件包括借助所述密封物依附到所述底座部分的外壳体(108)，其中，所述发光二极管元件被布置在所述底座部分上，其中所述有机磷光体元件构成罩子(116)，所述罩子覆盖所述发光二极管元件并且布置在所述发光二极管与所述外壳体之间，并且其中所述吸气剂布置在所述磷光体罩子与所述外壳体之间。
2.如权利要求1所述的发光二极管设备，其中，所述吸气剂被布置为从所述受控气氛去除氧气。
3.如权利要求1或2所述的发光二极管设备，其中，所述吸气剂被布置为与所述密封物相邻。
4.如权利要求1到2中的任意一个所述的发光二极管设备，其中，所述吸气剂被布置为处于不干扰输出光路径的位置。
5.如权利要求1到2中的任意一个所述的发光二极管设备，其中，所述吸气剂包括氢气配给器。
6.如权利要求1到2中的任意一个所述的发光二极管设备，其中，所述密封物是非气密的和氧气可渗透的。
7.如权利要求1到2中的任意一个所述的发光二极管设备，其中，所述有机磷光体元件是独立的元件。
8.如权利要求1到2中的任意一个所述的发光二极管设备，其中，所述光出口部件(508)形成覆盖另一隔室(530)的盖子，其中，所述另一隔室包括围绕壁(534)和底板(506)，其中，所述围绕壁在所述底板与所述光出口部件之间延伸，并且其中所述发光二极管元件(514)布置在所述底板上。
9.如权利要求1到2中的任意一个所述的发光二极管设备，其中，所述外壳被布置成改装灯。
10.如权利要求1到2中的任意一个所述的发光二极管设备，其中，所述光出口部件(804)包括圆柱形玻璃管(804)，其中，所述外壳还包括借助所述密封物(810)依附到所述圆柱形玻璃管的端帽(808)。
11.如权利要求1到2中的任意一个所述的发光二极管设备，其中，所述受控气氛包括反应物气体，所述反应物气体被布置用于与在所述发光二极管设备的操作期间在所述密封的腔室中可能产生的物质反应。
12.如权利要求11所述的发光二极管设备，还包括被布置为配给所述反应物气体的配给器(320)。
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