KR20140000230A - 발광 장치 - Google Patents

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KR20140000230A
KR20140000230A KR1020137010625A KR20137010625A KR20140000230A KR 20140000230 A KR20140000230 A KR 20140000230A KR 1020137010625 A KR1020137010625 A KR 1020137010625A KR 20137010625 A KR20137010625 A KR 20137010625A KR 20140000230 A KR20140000230 A KR 20140000230A
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chloride
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KR1020137010625A
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리팟 아타 무스타파 히크맷
요하네스 프란시스쿠스 마리아 씰레쎈
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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명은 발광 장치(100, 200, 300)로서, 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 광원(101, 201, 301); 상기 제1 파장의 광을 수신하고, 수신된 광의 적어도 일부를 제2 파장의 광으로 변환하도록 구성된 파장 변환 재료를 포함하는 파장 변환 부재(106, 206, 306); 상기 파장 변환 부재를 적어도 부분적으로 둘러싸서 적어도 상기 파장 변환 부재를 포함하는 밀봉된 공동(105, 205, 305)을 형성하는 밀봉 구조물(103) - 상기 공동은 제어된 대기를 포함함 - ; 및 상기 밀봉된 공동 내에 배치된 게터 재료(108, 208, 308) - 상기 게터 재료는 물의 존재 하에서 동작하고/동작하거나 반응 생성물로서 물을 생성하도록 구성됨 - 를 포함하는 발광 장치를 제공한다. 이러한 게터 재료들은 공동 내에서 낮은 산소 농도가 유지될 수 있도록 밀봉된 공동 내의 대기로부터 산소를 제거하는 성능이 우수하다. 그러므로, 파장 변환 재료의 수명이 연장될 수 있다.

Description

발광 장치{LIGHT-EMITTING ARRANGEMENT}
본 발명은 제어된 대기를 필요로 하는 파장 변환 화합물을 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED) 기반 조명 디바이스들은 광범위한 조명 애플리케이션들에 대해 점점 더 많이 이용되고 있다. LED들은 긴 수명, 높은 루멘 에피커시(lumen efficacy), 낮은 동작 전압 및 루멘 출력의 빠른 변조를 포함하여, 백열 램프 및 형광 램프와 같은 전통적인 광원들에 비해 이점을 제공한다.
효율적인 고출력 LED들은 청색 발광 재료에 기반을 두는 경우가 많다. 원하는 컬러(예를 들어, 백색) 출력을 갖는 LED 기반 조명 디바이스를 제조하기 위해, LED에 의해 방출된 광의 일부를 더 긴 파장의 광으로 변환하여 원하는 스펙트럼 특성을 갖는 광의 조합을 생성하는, 흔히 인광체로 알려져 있는 적합한 파장 변환 재료가 이용될 수 있다. 파장 변환 재료는 LED 다이에 직접 도포될 수 있고, 또는 인광체로부터 일정 거리만큼 떨어져서 배치될 수 있다(소위 원격 구성). 예를 들어, 인광체는 디바이스를 캡슐화하는 밀봉 구조물의 내측에 도포될 수 있다.
LED에 의해 방출된 청색 광을 더 긴 파장의 광으로 변환하기 위한 인광체 재료로서, 많은 무기 재료들이 이용되어 왔다. 그러나, 무기 인광체는 비교적 고가라는 단점 때문에 어려움을 겪는다. 또한, 무기 LED 인광체들은 광 산란 입자이고, 따라서 항상 입사광의 일부를 반사시키며, 이는 디바이스 내에서 효율의 손실을 유발한다. 또한, 무기 LED 인광체들은 특히 적색 방출 인광체들에 있어서 제한된 양자 효율 및 비교적 넓은 방출 스펙트럼을 가지며, 이것은 추가의 효율 손실로 이어진다.
현재, 예를 들어 백색 광 출력을 달성하기 위해 청색 광을 녹색 내지 적색 파장 범위의 광으로 변환하는 것이 바람직한 LED들에서 무기 인광체들을 대체하기 위해 유기 인광체 재료들이 고려되고 있다. 유기 인광체들은 그들의 발광 스펙트럼이 위치 및 대역폭에 대하여 쉽게 조절될 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 유기 인광체 재료들은 종종 고도의 투명도를 가지며, 광 흡수성 및/또는 광 반사성이 더 큰 인광체 재료들을 이용하는 시스템들에 비하여 조명 시스템의 효율이 개선되기 때문에 이것은 유리한 점이다. 또한, 유기 인광체들은 무기 인광체들에 비하여 비용이 훨씬 적게 든다. 그러나, 유기 인광체들은 LED의 전계 발광 동작 동안 발생되는 열에 민감하기 때문에, 유기 인광체들은 주로 원격 구성 디바이스들에서 이용된다.
LED 기반 조명 시스템에서의 유기 인광체 재료들의 적용을 방해하는 다른 단점은 그들의 광화학적 안정성이 불량하다는 것이다. 유기 인광체들은 산소의 존재 하에서 청색 광으로 조명될 때 급속하게 열화하는 것으로 관측되었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 노력이 있어왔다. US 7,560,820은 제어된 대기를 갖는 공동을 둘러싸는 폐쇄 구조를 포함하는 발광 다이오드(LED)를 개시한다. 공동 내에는, 발광체 요소, 발광체 요소에 가깝게 배치된 인광체, 및 게터가 배치된다. 그러나, US 7,560,820의 디바이스에서 이용되는 게터들은 산소 게터링에 대한 성능이 비교적 낮고, 또한 디바이스의 조립 전에 활성화될 필요가 있다. 또한, 이러한 게터들은 수분의 존재에 의해 부정적인 영향을 받는데, 왜냐하면 산소가 없을 때, 이러한 게터들은 수분과 반응하고, 그 결과로서 추후에 디바이스 내에 침투할 수 있는 산소에 둔감해지기 때문이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 적어도 부분적으로 극복하고, 유기 인광체 주위의 환경의 제어가 개선된 발광 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 유기 인광체의 수명이 증가된, 유기 인광체를 포함하는 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 이러한 목적들 및 그 외의 목적들은 발광 장치로서, 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 광원; 상기 제1 파장의 광을 수신하고, 수신된 광의 적어도 일부를 제2 파장의 광으로 변환하도록 구성된 파장 변환 재료를 포함하는 파장 변환 부재; 상기 파장 변환 부재를 적어도 부분적으로 둘러싸서 적어도 상기 파장 변환 부재를 포함하는 밀봉된 공동을 형성하는 밀봉 구조물을 포함하는 발광 장치에 의해 달성된다. 공동은 제어된 대기를 포함한다. 발광 장치는 밀봉된 공동 내에 배치된 게터 재료를 더 포함하며, 게터 재료는 물의 존재 하에서 동작하고/동작하거나 반응 생성물로서 물을 생성하도록 구성된다. 일반적으로, 게터는 공동 내의 제어된 대기로부터 산소를 제거하도록 구성된다. 파장 변환 재료는 바람직하게는 적어도 하나의 유기 파장 변환 화합물을 포함한다.
본 발명자들은 물의 존재 하에서 동작하고/동작하거나 반응 생성물로서 물을 생성하는 게터들이 우수한 산소 제거 성능을 가져서, 공동 내에서 낮은 산소 함량을 갖는 제어된 대기가 유지될 수 있음을 발견하였다. 그러므로, 파장 변환 재료의 수명이 연장될 수 있다. 본 발명에 따른 발광 장치를 이용하면, 큰 부피의 공동 내에서 및/또는 투과성 씰(permeable seal)이 이용되어 공동 내로의 산소 확산율이 비교적 높아지는 경우에도 낮은 산소 함량이 달성될 수 있다. 또한, 공동 내의 구성요소들(예를 들어 인광체 매트릭스 또는 캐리어 재료)로부터의 산소 방출이 허용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 게터는 철과 같은 산화가능한 금속을 포함하는 입자들, 및 적어도 하나의 양성자성 용매 가수분해성 할로겐 화합물(protic solvent hydrolyzable halogen compound) 및/또는 그것의 부가체(adduct)를 포함한다. 양성자성 용매 가수분해성 할로겐 화합물 및/또는 그것의 부가체는 산화가능한 금속을 포함하는 입자들 상에 퇴적될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 양성자성 용매 가수분해성 할로겐 화합물 및/또는 그것의 부가체는 본질적으로 수분이 없는 액체로부터 퇴적되었을 수 있다.
할로겐 화합물은 염화 나트륨(NaCl), 사염화 티타늄(TiCl4), 사염화 주석(SnCl4), 염화 티오닐(SOCl2), 사염화 규소(SiCl4), 염화 포스포릴(POCl3), n-부틸 염화 주석, 염화 알루미늄(AlCl3), 브롬화 알루미늄(AlBr3), 염화 철(Ⅲ), 염화 철(Ⅱ), 브롬화 철(Ⅱ), 삼염화 안티몬(SbCl3), 오염화 안티몬(SbCl5) 및 할로겐화 알루미늄 산화물로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 이러한 재료들은 주변 대기로부터 산소를 제거하는 성능이 우수하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 게터는 철과 같은 산화가능한 금속 및 전해질을 포함할 수 있다. 전해질은 일반적으로 염화 나트륨을 포함한다. 이러한 게터 재료들도 주변 대기로부터 산소를 제거하는 성능이 우수하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 게터 재료는 물 함유 물질(water-containing agent)을 더 포함한다. 특히 게터가 우수한 산소 제거 성능을 제공하기 위해 수분을 필요로 하는 경우에서는, 게터 재료와 산소의 반응을 위해 물을 제공하는 물 함유 물질을 포함하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 방식으로, 밀봉된 공동이 다르게는 물을 전혀 포함하지 않거나 충분한 양의 물을 포함하지 않는 경우에도 게터의 우수한 성능이 보장될 수 있다. 선택적으로, 이러한 실시예들에서, 게터 재료는 비전해 산성화 성분(non-electrolytic acidifying component)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 밀봉 구조물은 산소에 대해 비-밀폐성이고 투과성이다. 일반적으로, 밀봉 구조물은 공동을 밀봉하기 위한 씰을 포함하고, 이 씰은 산소에 대해 비-밀폐성이고 투과성인 한편, 밀봉 구조의 나머지는 비-투과성이다. 비-밀폐성 밀봉은 밀폐성 밀봉보다 달성하기가 더 용이할 수 있고, 재료 및 디바이스 설계에 대하여 더 많은 선택의 자유가 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 광원은 적어도 하나의 LED, 및 바람직하게는 적어도 하나의 무기 LED를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 파장 변환 부재 및 광원은 서로 이격되는데, 즉 파장 변환 부재는 원격 인광체로서 배치된다. 이러한 배치를 이용하면, 특히 광원이 하나 이상의 LED를 포함하는 경우에서, 인광체가 광원에 의해 발생되는 열에 덜 노출된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 밀봉 구조물은 광원 또한 둘러싼다. 따라서, 파장 변환 부재뿐만 아니라 광원도 상기 밀봉된 공동 내에 배치될 수 있다.
본 발명은 청구항들에 기재된 특징들의 모든 가능한 조합들에 관한 것임에 유의해야 한다.
이하에서는 본 발명의 이러한 양태들 및 다른 양태들이 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 장치의 실시예의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 발광 장치의 다른 실시예의 절단 측면도이다.
도 4는 유기 인광체의 열화를 시간의 함수로서 보여주는 그래프이다.
도 5는 수분이 유기 인광체의 수명에 미치는 효과를 보여주는 그래프이다.
도 1에는 발광 장치(100)의 실시예가 측면에서 본 단면도로 도시되어 있다. 발광 장치(100)는 공동(105)을 둘러싸고 베이스 부분(102) 및 광 출사 부재(104)를 포함하는 밀봉 구조물(103)을 포함한다. 공동 내에는 복수의 LED(101a)를 포함하는 광원(101)이 베이스 부분(102)에 부착되어 배치된다. 광 출사 부재(104)는 공동(105)을 밀봉하도록 배치된 씰(107)에 의해 베이스 부분(102)에 부착된다. 장치(100)는 캐비티(105) 내에서 베이스 부분(102)에 부착되고 LED들에 의해 방출되는 광을 수신하도록 배치된 원격 파장 변환 부재(106)를 더 포함한다. 게터(108)는 공동(105) 내에서 베이스 부분(102) 상에 배치된다. 명시적으로 도시되어 있진 않지만 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자들이 이해하는 바와 같이, 베이스 부분(102)은 예를 들어 전기 단자들 및 구동 전자회로들을 더 포함하거나 지지한다.
파장 변환 부재(106)는 소위 인광체로 불리는 파장 변환 재료를 포함한다. 일반적으로, 파장 변환 부재는 유기 인광체를 포함하며, 이것은 전통적인 무기 인광체들에 비하여 많은 이점들을 갖는다. 그러나, 일반적으로 산소와 같은 특정 기체들은 유기 인광체들의 바람직하지 않게 빠른 열화를 유발할 수 있다. 따라서, 인광체와 산소의 반응을 막고 그에 따라서 인광체의 수명을 연장시키기 위해, 일반적으로 밀폐성 씰 및 공동 내의 진공 또는 불활성 기체가 이용되어 왔다. 이용되어 온 다른 해법은 인광체 재료를 LED 요소와 통합하는 것이다. 그러나, 상이한 형상들 및 광 속성들을 갖는 상이한 종류의 램프들을 제조할 때에는, 인광체를 원격 요소로서 배치하는 것이 유리하다. 또한, 인광체가 LED 요소와 통합되는 대신에 원격으로 적용될 때 인광체 재료의 열화가 더 느린 것으로 밝혀졌는데, 이는 더 낮은 온도와 청색 광속 밀도 때문이다. 그러나, 원격 인광체 구성은 특히 공동(105) 내에서 산소와 같은 반응성 기체의 양을 제어할 것을 필요로 한다. 산소는 디바이스를 산소 함유 대기 하에서 밀봉한 것의 결과로서 공동(105) 내에 존재할 수 있고/있거나, 투과성 씰을 통해 공동(105) 내에 들어올 수 있고/있거나, 발광 장치의 동작 동안 공동(105) 내의 재료(예를 들어, 파장 변환 부재(106)의 매트릭스 재료)로부터 방출 또는 생성될 수 있다.
진공 또는 불활성 대기 하에서의 밀폐성 밀봉은 비교적 어렵고 비용이 많이 든다. 가장 일반적인 개념으로는 밀폐성 밀봉을 배제하지는 않지만, 본 발명에 따른 해법은 더 간단한 구조를 제공한다.
본 발명에 따른 발광 장치의 게터(108)는 공동 내에 존재하는 기체를 흡수할 수 있다. 특히, 게터는 파장 변환 요소(106)의 유기 인광체 재료에 해로울 기체, 특히 산소 기체를 흡수하도록 배치된다. LED 디바이스(100)의 이러한 구조를 이용하면, 비-밀폐성 씰, 즉 투과성 씰을 제공하는 것이 가능하다.
도 1을 다시 참조하면, 본 실시예에서 씰(107)은 반구형인 광 출사 부재(104)의 가장자리를 따라 연장된다. 본 출원 전체에서, 광 출사 부재는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 이해하는 바와 같이 광 통과 재료(예를 들어, 유리 또는 적절한 플라스틱 또는 배리어 막)로 만들어진 하나 이상의 벽을 포함한다는 점에 주목해야 한다. 게터(108)는 씰(107)에 인접하게 배치된다. 그 중에서도 게터(108)가 출력 광 경로, 즉 발광 장치(100)로부터 출력되는 광을 방해하는 것을 피하기 위해 위치가 선택된다. 게터는 반사기 뒤에 위치될 수 있다. 게터 자체도 반사성으로 만들어질 수 있다.
투과성 씰은 일반적으로 에폭시 접착제와 같은 유기 접착제이다. 긴 시간 동안의 밀폐성 씰을 보장하는 씰을 제공하는 추가 비용을 여전히 회피하면서도 정말로 투과성이 낮게 유지된다는 점에 주목해야 한다.
바람직하게는, 공동(105)은 아르곤, 네온, 질소 및/또는 헬륨과 같은 하나 이상의 불활성 기체를 함유하는 산소 비함유 대기로 채워진다.
도 1에 도시된 실시예를 계속 참조하면, 원격 파장 변환 부재(106)는 광 출사 부재(104)가 그러하듯이 반구 형상 후드처럼 형성되고, 전체 공동 내에, 즉 파장 변환 부재(106)와 베이스 부분(102) 사이에, 그리고 파장 변환 부재(106)와 광 출사 부재(104) 사이에 산소 비함유 대기가 채워진다. 또한, 파장 변환 부재(106)와 광 출사 부재(104) 사이에는 게터(108)가 배치된다.
바람직하게는, LED들(101a)은 청색 발광 LED들이고, 청색 광의 일부를 더 긴 파장의 광(예를 들어, 황색 광, 적황색 광 및/또는 적색 광)으로 변환하여 발광 장치(100)로부터 백색 광 출력을 제공하기 위해, 원격 파장 변환 부재(106)가 배치된다.
제어되는 대기, 게터, 씰 및 원격 유기 인광체 요소의 속성들에 관하여 지금까지 설명된 것은 그 밖에 다른 것이 명시적으로 또는 암시적으로 언급되지 않는 한은 일반적으로 모든 실시예에 대해 적용된다.
일반적으로, 게터(108)는 산소 게터이고, 이는 산소를 흡수하거나 산소와 반응하여 공동(105) 내의 대기로부터 산소를 제거하는 재료를 의미한다.
본 발명자들은 놀랍게도 물의 존재가 유기 인광체의 수명에 부정적인 영향을 주지 않으며, 따라서 물의 존재 하에서 동작하고/동작하거나 산소 게터링 동안 반응 부산물로서 물을 생성하는 게터가 여기에서 설명되는 발광 장치에서 이용될 수 있음을 밝혀냈다. 여기에서 이용되는 바와 같이, "물"은 기체상(수분 또는 습기라고도 지칭됨) 및 액체상 모두에서의 물을 포괄하도록 의도된 것이다.
도 4는 450㎚의 레이저 방출 광에 의해 4.2W/㎠의 플럭스 밀도로 조명된 PMMA(poly(methyl methacrylate)) 매트릭스 내의 상용 유기 인광체 Lumogen® Red F-305 염료(BASF로부터 입수가능함)를 중량의 0.1％ 함유하는 층으로부터 방출되는 광의 강도를 시간의 함수로서 보여주는 그래프이다. 청색 광 조사 시의 F-305 인광체의 열화로 인해, F-305 인광체의 방출 강도는 시간에 따라 감소한다. 층 내의 염료에 의한 최초 흡수는 10％로 선택되었고, 따라서 강도 감소는 열화된(더 이상 광을 방출하지 않는) 인광체 분자들의 농도에 직접 관련될 수 있다. 광 강도의 변화는 시간의 지수 함수
Figure pct00001
임을 알 수 있고, 감쇠 상수 k는 유기 인광체 화합물의 열화율에 대응한다.
또한, 상이한 대기 조건들 하에서의 PMMA 매트릭스 내의 적색 방출 유기 인광체(Lumogen® Red F-305, BASF로부터 입수가능함)의 열화율 k가 조사되었다. 인광체(PMMA 내 중량의 0.1％)가 이하의 대기들: a) 건조 공기(N2+O2); b) 2.5％의 물을 함유하는 공기(N2+O2+H2O); c) 건조 질소 기체(N2); 및 d) 2.5％의 물을 함유하는 질소 기체(N2+H2O) 하에서 다양한 온도에서 광속 강도 4.2W/㎠의 청색 광으로 조명되었다. 결과들은 감쇠율 k를 온도의 역수(1/T)의 함수로서 도시한 그래프인 도 5에 제시되어 있다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 습윤 질소 기체(N2+H2O) 내의 인광체의 감쇠율은 순수 건조 질소(N2) 내에서의 감쇠율과 실질적으로 동일하다. 또한, 2.5％의 물을 함유하는 공기(N2+O2+H2O) 내에서의 감쇠율은 건조 공기(N2+O2) 내에서의 감쇠율과 실질적으로 다르지 않음을 볼 수 있다. 따라서, 수분의 존재가 인광체의 감쇠율에 부정적인 영향을 주지 않는다는 결론이 내려졌다.
그러므로, 물의 존재 하에서 동작하고/동작하거나 화학 반응 부산물로서 물을 생성하는 게터가 본 발명에 따른 발광 장치에서 이용될 수 있다. 이는, 물의 존재 하에서 동작하고/동작하거나 산소와의 반응 생성물로서 물을 생성하는 많은 산소 게터들은 산소 게터링 성능이 우수하고 따라서 매우 효율적이기 때문에 유리하다. 본 발명에 따른 발광 장치의 밀봉된 공동 내에서 이러한 게터를 이용하면, 산소 농도를 약 0.01％로 감소시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따르면, 부피가 큰 공동 내에서 및/또는 적어도 부분적으로 투과성인 밀봉(공동 내로의 산소의 확산율이 비교적 높음)이 이용될 때, 낮은 산소 함량이 달성될 수 있다.
본 게터들은 산소 함량에 관하여 통상의 대기 조건 하에서(예를 들어, 공기 내에서) 본 발명의 발광 장치 내에 넣어질 수 있다. 여기에 설명되는 게터들은 산소와 비교적 느리게 반응한다. 유리하게도, 게터들은 활성화 단계를 필요로 하지 않는다.
본 발명의 실시예들에서, 게터는 투과성 캐리어 재료 내에 또는 투과성 캐리어 재료 상에 적용되거나(예를 들어, 투과성 패치 내에 함유됨), 예를 들어 코팅으로서 밀봉 구조물의 내측 표면에 적용된 미립자 재료일 수 있다.
게터는 철, 아연, 구리 알루미늄 및/또는 주석 입자들과 같은 산화가능한 금속 입자들을 포함할 수 있다. 또한, 게터는 염화 나트륨과 같은 전해질을 포함할 수 있다. 이러한 조성물은 US 5,744,056 또는 US 4,992,410에 기술된 산성 피로인산 나트륨과 같은 비전해 산성화 성분도 함유할 수 있다.
또는, 게터는 산소와의 반응이 물의 존재를 필요로 하거나 물의 존재에 의해 촉진되는 재료를 포함할 수 있다. 이러한 게터는 ⅰ) 산화가능한 금속, 및 ⅱ) 적어도 하나의 양성자성 용매 가수분해성 할로겐 화합물 및/또는 그것의 부가체를 포함하는 산화가능한 입자들을 포함할 수 있다. 양성자성 용매 가수분해성 할로겐 화합물 및/또는 그것의 부가체는 일반적으로 WO2005/016762에 기술된 바와 같이 본질적으로 수분이 없는 액체로부터 산화가능한 금속 상에 퇴적된다.
게터는 양성자성 용매 내에서 가수분해가능한 할로겐 화합물을 포함할 수 있으며, 염소와 브롬이 선호되는 할로겐이다. 이러한 할로겐 화합물의 예는 사염화 티타늄(TiCl4), 사염화 주석(SnCl4), 염화 티오닐(SOCl2), 사염화 규소(SiCl4), 염화 포스포릴(POCl3), n-부틸 염화 주석, 염화 알루미늄(AlCl3), 브롬화 알루미늄(AlBr3), 염화 철(Ⅲ), 염화 철(Ⅱ), 브롬화 철(Ⅱ), 삼염화 안티몬(SbCl3), 오염화 안티몬(SbCl5) 및 할로겐화 알루미늄 산화물을 포함한다.
게터가 산소와 반응하기 위해 물의 존재를 필요로 하거나 산소와의 반응이 물의 존재에 의해 촉진되는 재료를 포함하는 경우, 게터가 밀봉된 공동 내에서 의도된 대로 기능하기에 충분한 물이 존재할 것을 보장하기 위해, 실리카 겔과 같은 물 함유 재료가 선택적으로 게터 내에 포함되고/포함되거나 게터와 함께 밀봉된 공동 내에 배치될 수 있다.
밀봉된 공동 내의 제어된 대기는 100％ 이하의 상대 습도를 갖는 비-응축 대기일 수 있다. 상대 습도는 바람직하게는 100％ 미만이고, 더 바람직하게는 50％ 이하이다. 밀봉된 공동 내의 물 함량은 중량의 약 10％일 수 있고, 이것은 대기압에서의 공기 내에서 50℃에서의 상대 습도 100％에 대응한다. 바람직하게는, 공동 내의 물 함량은 중량의 약 3％일 수 있고, 이것은 대기압에서의 공기 내에서 30℃에서의 상대 습도 100％에 대응한다. 더 바람직하게는, 밀봉된 공동 내의 물 함량은 중량의 약 1.5％일 수 있고, 이것은 대기압에서의 공기 내에서 20℃에서의 상대 습도 100％에 대응한다. 따라서, 물 함량은 중량의 1.5％ 내지 10％의 범위 내일 수 있다. 그러나, 특히 물 함유 재료가 게터 내에 포함되는 경우, 제어된 대기는 1.5％ 미만의 물 함량도 가질 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 다른 실시예들에서, 발광 장치는 레트로핏 램프로서 제공된다. 발광 장치(200, 300)는 에디슨 스크류 캡 또는 베이어닛 캡과 같은 전통적인 캡을 구비하는 베이스 부분(202, 302)을 갖는다. 또한, LED 디바이스(200, 300)는 공동(205, 305)을 둘러싸는 전구 형상 광 출사 부재(204, 304)를 갖는다. 일 실시예에서, 도 2를 보면, 원격 파장 변환 부재(206)는 광 출사 부재(204) 내부의 별개의 후드 형상 부분으로서 배치된다. 원격 파장 변환 부재(206)는 광 출사 부재(204)로부터 떨어져서 광원(201)을 커버한다. 게터(208)는 원격 파장 변환 부재(206)와 광 출사 부재(204) 사이에서 씰(207)에 인접하게 배치된다. 그에 의해, 게터(208)는 출력 광 경로를 방해하지 않는다. 다른 실시예에서, 도 3을 보면, 원격 파장 변환 부재(306)는 광 출사 부재(304)의 내측 상에 코팅으로서 배치되고, 따라서 게터(308)는 파장 변환 부재(306)의 내측에서 씰(307)에 가깝게 위치된다.
당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 위에서 설명된 바람직한 실시예들에 전혀 한정되지 않음을 알 것이다. 반대로, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 다수의 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 파장 변환 부재는 여기에서 설명된 것과 같이 제어된 대기를 포함하는 제1 밀봉된 공동 내에 포함될 수 있는 한편, 광원은 동일 공동이 아니라 제1 공동의 제어된 대기와 유사하거나 다를 수 있는 제어된 대기를 포함할 수 있는 제2 공동 내에 포함된다. 또는, 광원은 어떠한 그러한 공동 내에도 전혀 포함되지 않을 수 있다.

Claims (15)

  1. 발광 장치(light-emitting arrangement)(100, 200, 300)로서,
    제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 광원(101, 201, 301);
    상기 제1 파장의 광을 수신하고, 수신된 광의 적어도 일부를 제2 파장의 광으로 변환하도록 구성된 파장 변환 재료를 포함하는 파장 변환 부재(106, 206, 306);
    상기 파장 변환 부재를 적어도 부분적으로 둘러싸서 적어도 상기 파장 변환 부재를 포함하는 밀봉된 공동(105, 205, 305)을 형성하는 밀봉 구조물(103, 203, 303) - 상기 공동은 제어된 대기(atmosphere)를 포함함 - ; 및
    상기 밀봉된 공동 내에 배치된 게터(getter) 재료(108, 208, 308) - 상기 게터 재료는 물의 존재 하에서 동작하고/동작하거나 반응 생성물로서 물을 생성하도록 구성됨 -
    를 포함하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게터는 상기 공동 내의 제어된 대기로부터 산소를 제거하도록 배치된 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 게터는 산화가능한 금속(oxidizable metal)을 포함하는 입자들, 및 적어도 하나의 양성자성 용매 가수분해성 할로겐 화합물(protic solvent hydrolyzable halogen compound) 및/또는 그것의 부가체(adduct)를 포함하는 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 양성자성 용매 가수분해성 할로겐 화합물 및/또는 그것의 부가체는 상기 산화가능한 금속을 포함하는 입자들 상에 퇴적되는 발광 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 할로겐 화합물은 염화 나트륨(NaCl), 사염화 티타늄(TiCl4), 사염화 주석(SnCl4), 염화 티오닐(SOCl2), 사염화 규소(SiCl4), 염화 포스포릴(POCl3), n-부틸 염화 주석(n-butyl tin chloride), 염화 알루미늄(AlCl3), 브롬화 알루미늄(AlBr3), 염화 철(Ⅲ)(iron(Ⅲ)chloride), 염화 철(Ⅱ)(iron(Ⅱ)chloride), 브롬화 철(Ⅱ)(iron(Ⅱ)bromide), 삼염화 안티몬(SbCl3), 오염화 안티몬(SbCl5) 및 할로겐화 알루미늄 산화물(aluminium halide oxide)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 게터 재료는 산화가능한 금속 및 전해질을 포함하는 발광 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전해질은 염화 나트륨을 포함하는 발광 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 게터 재료는 비전해 산성화 성분(non-electrolytic acidifying component)을 더 포함하는 발광 장치.
  9. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 산화가능한 금속은 철인 발광 장치.
  10. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 게터 재료는 물 함유 물질(water-containing agent)을 더 포함하는 발광 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 구조물은 상기 공동을 밀봉하는 씰(seal)(107, 207, 307)을 포함하고, 상기 씰은 산소에 대해서 비-밀폐성이고 투과성인 발광 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환 부재 및 상기 광원은 서로 이격되는 발광 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환 재료는 유기 파장 변환 화합물을 포함하는 발광 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 적어도 하나의 LED(101a)를 포함하는 발광 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 무기 LED인 발광 장치.
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