TW201204993A - TL retrofit LED module outside sealed glass tube - Google Patents

Description

201204993 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於包括一光產生單元及一光轉換單元的一照 明裝置，該光產生單元包括具有至少一個發光二極體的一 發光二極體元件，而該光轉換單元轉換所產生光且包括一 磷光體元件。 【先前技術】 為包括一發光二極體元件（LED元件）及一磷光體元件的 習知螢光燈之改裝型LED解決方案提供圍封具有led元 件、磷光體元件及可能的其他部件之一腔室的一密封殼 體，例如如JP 2005103700中所揭示。然而，此一結構因 在不損害LED情況下在腔室内可消散的功率有限而具有一 有限光亮度容量。 【發明内容】 本發明之一目的在於提供一種緩解先前技術之上文提及 缺點的照明裝置。藉由根據如技術方案丨中定義的本發明 之一照明裝置達成此目的。 本發明係基於藉由將光轉換單元與光產生單元分離及將 發光一極體件配置在一導熱材料上熱消散之條件大致增 加的觀察。 因此，根據本發明之一態樣，提供一種包括一光產生單 元及一光轉換單元的一照明裝置，該光產生單元包括具有 至J 一個發光二極體的一發光二極體元件。該光轉換單元 包括圍封一腔室的一整體殼體以及配置在該腔室内的一有 156883.doc

S 201204993 機磷光體元件。該光產生單元包括支撐該光轉換單元的一 光轉換單元支撐件及一基底部分，該基底部分包括與發光 二極體元件熱連接的一導熱材料。由該光產生單元產生的 該光從該發光二極體裝置透過該光轉換單元輸出且藉此由 該磷光體元件轉換。與使用一無機磷光體元件相比，使用 一有機磷光體元件有利。另一方面’需要保護有機磷光體 元件免受氧氣影響。因此該有機磷光體元件必須有具有受 控無氧氣氛之一密封腔室。然而，該led元件不需要此一 受控氣氛。因此將該光轉換單元與該光產生單元分離、提 供一導熱材料及將該LED元件安裝在作為一熱傳播器的該 導熱材料上，與將該LED元件圍封在與磷光體元件相同之 腔室中之情形相比可消散相當大的熱量。此外，可實質改 良該照明裝置之亮度。 根據該照明裝置之一實施例，該光產生單元及該光轉換 單元共同界定其中配置該發光二極體元件的另外腔室。有 利的是，該另外腔室之性質可與該發光二極體元件匹配。 根據該照明裝置之一實施例，該光產生單元包括一光轉 換支撐件’該光轉換支撐件包含在其一内表面具有一光反 射件的一壁部分，以供反射由發光二極體元件產生的效果 光朝向該光轉換單元。此在引導該輸出光方面有利。 根據該照明裝置之一實施例’該照明裝置包括一光導 件，其配置於該發光二極體元件與該光轉換單元之間。此 為引導該光輸出之另一有利方式。 根據該照明裝置之一實施例，該有機磷光體元件係已沈 156883.doc 201204993 積於該整體殼體之一内表面上的一層。此實施例提供用於 該光轉換單元之一相當簡單之製造》 根據該照明裝置之一實施例，該整體殼體由玻璃製成。 根據該照明裝置之一實施例，該發光二極體元件產生藍 光。藉由一互補有機磷光體元件，可獲得例如白光之一高 亮度輸出。 根據該照明裝置之一實施例，該光產生單元包括一殼層 (shell) ’該殼層附接至該光轉換單元及延伸超過該光轉換 單元的該基底部分之一部分，並形成其中驅動電子器件配 置於該基底部分上的一空間。藉此可有利地將驅動電子器 件與該結構其餘部分分離。 參考下文中描述的該等實施例可清楚並闡明本發明之此 等及其他態樣、特徵及優點。 【實施方式】 現在將更詳細並參考附圖描述本發明。 如圖1及圖2中展示，根據本發明的一照明裝置1 〇〇之一 第一實施例包括一光產生單元102及附接至該光產生單元 102的一光轉換單元1〇4。光產生單元1〇2包括一發光二極 體（LED)元件105，其具有若干發光二極體（LED)103。光轉 換單元104包括：一整體殼體110，其由一封閉玻璃管組 成，圍封一腔室130 ;以及一有機磷光體元件112，其配置 於腔室130内’且由已沈積於玻璃管n〇之一内表面上的一 層組成。有機磷光體元件112覆蓋該内表面之至少一部分 (較佳而言，係其前半部分），形成玻璃管n〇之最終光出口 156883.doc

S 201204993 光產生單元102包括具有一板形的一基底部分114及一光 轉換單元支撐件116，該光轉換單元支撐件116可與基底部 分114形成一體，且構成一壁部分116。壁部分116係在基 底部分114之一前表面120上沿其一周邊條形邊緣部分118 垂直於基底部分114延伸，壁部分116亦附接至該基底部分 Π4之前表面120。因此壁部分116在壁部分116之一後邊緣 122處附接至基底部分114，並與基底部分U4共同形成一 矩形方框。由壁部分116支撐光轉換單元1〇4 ^更特定而 言，玻璃管110放置於方框114、116内，其縱向中心抽沿 著方框114及116之長度，使得玻璃管11〇由壁部分η6支撐 並延伸至方框114、116内達玻璃管11〇幾乎一半之寬度。 玻璃官110沿其之一外表面的一縱向·條形部分及/或在玻璃 管之末端部分128處附接至壁部分ι16之一前端邊緣124， *亥玻璃管之末端部分128銜接壁部分116之内表面。有機璘 光體元件112覆蓋從方框Π4、116突出的玻璃管11〇之部 分。基底部分114包含一導熱材料，且更特定而言，全部 基底部分114由一導熱材料組成，此意謂其具有相當之導 熱性。例如藉由在一導熱材料（諸如鋁、銅、陶瓷等等）中 製造基底部分而獲得相當的導熱性。 歸因於良好的導熱能力、LED元件1〇5直接安裝在導熱 材料上，及離LED元件1〇5一距離安裝的分離之光轉換元 件104 了在不引起熱損害的情況下使用更高功率之LED 103。 156883.doc 201204993 光產生單元102及光轉換單元1〇4形成其等間之另外腔室 138。Led元件1〇5放置於此另外腔室中。 如熟悉此項技術者理解，封閉玻璃管丨10内部係抽空或 用一惰性氣體填充，以保護有機磷光體元件112不會因氧 氣而隨時間劣化。 有利的是’ LED 103為產生藍光的無機LED，且有機麟 光體元件112經配置以將藍光轉換為白光。 壁部分116之若干壁部具有一反射性内表面117，藉此反 射由LED元件105產生的光。 根據第一實施例之一修改，如圖9中在9〇〇處展示，提供 一光導件909，其包括：覆蓋LED元件906的一光學部；以 及在LED元件906之兩側上彼此相對配置並向前傾斜延伸 與光轉換單元904銜接的反射壁部。藉此光導件9〇9將led 元件906發出之光導引朝向光轉換單元9〇4。 在照明裝置300之一第二實施例中，如圖3中展示，光產 生單元302包括一板形基底部分314、安裝於基底部分314 之内表面的一 LED元件306及附接至基底部分314的一光導 件305。光導件305覆蓋LED元件306以導引該LED元件306 產生的光，且基本上為柱形延伸，其縱中心軸垂直於基底 部分314内表面320延伸。 光轉換單元304包括一整體殼體310，其由一封閉雙壁玻 璃燈泡及一有機磷光體元件312組成。玻璃燈泡310之兩壁 為一體且經配置一者圍封另一者，使得一外壁311具有燈 泡形狀，而一内壁313之形狀與光導件305之形狀匹配。因 156883.doc 201204993 此’内壁313形成其中已接納光導件305的一凹口。外壁 311及内壁313圍封一腔室330，而在光產生單元3〇2(更特 疋而5 ’其基底部分314)與光轉換單元3〇4(更特定而言， 其内壁313)之間界定一另外腔室338。因此，LED元件306 及光導件305放置於此另外腔室338中，該另外腔室338的 氣氛無特定限制。一般而言，氣氛為空氣。有機磷光體元 件312由已沈積於玻璃燈泡31〇之外壁311之一内壁上的一 有機磷光體層組成。玻璃燈泡3 10具有一燈泡基底，其附 接至光產生單元302之基底部分314。如第一實施例中基底 部分3 02由一導熱材料組成。 出於術語定義之目的，應注意在檢視玻璃燈泡時從一般 概念選擇雙壁定義。另一方面由於壁3U、313形成整體殼 體3 10 ’當從腔室内檢視玻璃燈泡時玻璃燈泡可同樣被認 為疋單壁的。類似地’由於產生的光射出時通過兩個壁 部，因此當從LED元件檢視時將第一實施例的玻璃管11〇 視為雙壁，而從一般概念檢視時該玻璃管視為單壁。 在照明裝置400之一第三實施例中，如圖4及圖5中展 示，類似於第一貫施例，照明裝置400包括一光產生單元 4〇2，該光產生單元4〇2具有由一導熱材料組成之一板形基 底β分414及配置於該基底部分414上的一 LED元件4〇6。 進—步而言，照明裝置400包括具有圍封一腔室43〇之一整 體殼體410的一光轉換單元4〇4。整體殼體41〇具有一彩虹 形橫截面，且包括一外部大致為半圓柱形之壁411及一内 壁413，該内壁具有直徑比外壁小且與外壁同轴配置之中 I56883.doc -9- 201204993 心大致為半圓柱形壁部，及在中心半圓柱形壁部與外部半 圓柱形壁411間延伸之平面側壁部415。整體殼體41〇之末 端彎曲使得其形成一長形碗狀物，該長型碗狀物之邊配置 於基底部分414上使得LED元件406定位於在整體殼體410 與基底部分414之間形成的另外腔室438内。 由一有機磷光體層412組成有機磷光體元件，其沈積於 外半圓柱形壁411之内表面上。 此外’在此實施例中，光產生單元402包括一殼層434， 其附接至光轉換單元404及外部半圓柱形壁411之一末端， 且延伸超過整體殼體410»殼層434如同該整體殼體覆蓋基 底部分414之其餘部分一般覆蓋基底部分414之末端部分， 且形成一第三腔室436’其中驅動電子器件432配置於基底 部分414之該末端部分上。 根據本發明之一第四實施例，如圖6中展示，照明裝置 600包括一光產生單元602，該光產生單元602包括一板形 基底部分614及一壁部分616之一組合，該組合共同形成類 似於第一實施例的一方框。壁部分616構成支撐離該基底 部分614—距離之光轉換單元604的一光轉換單元支撐件。 在藉由方框614、616與光轉換單元604共同形成的另外腔 室638内，將一LED元件606配置於方框内並安裝在基底部 分614之一内表面620上。基底部分614包含一導熱材料， 且更特定而言，基底部分614由導熱材料組成^ LED元件 包含兩個LED 608，且該光轉換單元604包括兩個圓柱形封 閉玻璃管610，該等封閉玻璃管610各者配置於LED 608之

156883.doc -10- S 201204993 一各自者前方，一末端628面朝LED 608。亦即，各個玻璃 管610經配置以使其縱向中心軸垂直於基底部分614之内表 面620。藉此，照明裝置6〇〇形成基於LED之一Pl燈結構。 各個玻璃管610圍封一腔室630，該腔室630中提供一有機 磷光體元件612作為沈積於玻璃管61〇之壁内表面上（至少 在玻璃管之圓柱形壁内表面及外端壁上）的一層。 或者，如圖7及圖8中所繪示，提供有機磷光體元件作為 一分離部分。因此，根據本發明之一第五實施例，如圖7 中展示，照明裝置700具有一圓形板形光產生單元7〇2，及 類似於光產生單元7〇2上之一帽的一圓頂形光轉換單元 7〇4 »光產生單元702包括一基底部分714 ’該基底部分714 包含一導熱材料。光轉換單元704包括一雙壁玻璃結構， 該雙壁玻璃結構具有一内圓頂形壁713及一外圓頂形壁 711，該外圓頂形壁711具有比内壁713更大之一直徑且經 由一環形壁部715與内壁連接，藉此形成圍封腔室73〇的整 體殼體710。有機磷光體元件712配置於腔室730中，但在 此實施例中’其為固定在腔室内的一分離部分而非玻璃壁 710上之一表面塗層。包括若干led 708的一 LED元件706 女裝於另外腔室738内的基底部分714，在玻璃結構710之 内壁713與基底部分714之内表面720之間界定該另外腔室 738。此外’在圖7中展示附接至基底部分714的電終端742 之一實例。 參考圖8，照明裝置800之一第六實施例亦具有一分離有 機碌光體元件812。磷光體元件812配置於包括在光轉換單 156883.doc •11· 201204993 元804内的一磚形玻璃殼體810内。由包括在光產生單元 802内並具有壁部的一光轉換單元支撐件816支撐該整體玻 璃殼體，該等壁部連接至一正方形壁部分816。光產生單 元8 02進一步包括一板形基底部分814，其與壁部分816形 成類似於上文所描述第一實施例之方框。光轉換單元（更 特定而言’玻璃殼體810)附接至壁部分816之一邊緣表面 818’該邊緣表面818與基底部分814之一内表面820平行。 因此’玻璃殼體810體現方框814、816之一蓋。此外，玻 璃殼體810、壁部分816及基底部分814界定LED元件806係 配置在基底部分814之内表面上的另外腔室838内。壁部分 8 16之壁部具有一反射性内表面822，藉此反射由led元件 806產生的光》 以上，已描述在隨附申請專利範圍内定義的根據本發明 之照明裝置之實施例。此等應視為僅為非限制性實例。如 一熟悉此項技術者所理解，在本發明範疇内許多修改及替 代實施例係可行的。 例如，雖然用由導熱材料構成的一基底部分展示上文實 施例，應注意到只要整體而言仍獲得所希望的導熱水準， 可在一非導熱材料（例如不良熱導體）中形成基底部分之一 部分。 應注意到，熟習此項技術者本質上將清楚，出於本申請 案之用途，且特定而言關於隨附申請專利範圍，措詞「包 括」不排除其他元件或步驟，措詞「一」或「一個」不排 除複數個。 156883.doc ]2

S 201204993 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明的一照明裝置之一實施例的一橫截面 圖， 圖2係圖1之照明裝置的一縱向截面圖； 圖3係根據本發明的一照明裝置之一實施例的一橫截面 圖； 圖4係根據本發明的一照明裝置之一實施例的一橫截面 圖； 圖5係圖4之照明裝置的一縱向截面圖；及 圖6至圖9係根據本發明之一照明裝置之實施例的橫截面 圖。 【主要元件符號說明】 100 照明裝置 102 光產生單元 103 發光二極體 104 光轉換單元 105 發光二極體元件 110 整體殼體 112 有機磷光體元件 114 基底部分 116 壁部分 117 内表面 118 周邊條形邊緣部 120 前表面 156883.doc - 13- 201204993 122 後邊緣 124 前邊緣 128 末端部分 138 腔室 300 照明裝置 302 光產生單元 304 光轉換單元 305 光導件 306 LED元件 310 整體殼體 311 外壁 312 有機磷光體元件 313 内壁 314 基底部分 320 内表面 330 腔室 338 另外腔室 400 照明裝置 402 光產生單元 404 光轉換單元 406 LED元件 411 半圓柱形壁 412 有機磷光體層 413 内壁

156883.doc ·14· S 201204993 414 基底部分 415 平面側壁部 430 腔室 432 驅動電子器件 434 殼層 436 第三腔室 438 另外腔室 600 照明裝置 602 光產生單元 604 光轉換單元 606 LED元件 608 LED 610 玻璃管 612 有機磷光體元件 614 基底部分 616 壁部分 620 内表面 630 腔室 638 另外腔室 700 照明裝置 702 光產生單元 704 光轉換單元 706 LED元件 708 LED 156883.doc - 15 - 201204993 710 整體殼體 711 圓頂形壁 712 有機磷光體元件 713 内壁 714 基底部分 715 環形壁部 730 腔室 738 另外腔室 742 電終端 800 照明裝置 802 光產生單元 804 光轉換單元 806 LED元件 810 磚形玻璃殼體 812 磷光體元件 814 板形基底部分 816 壁部分 818 邊緣表面 820 内表面 822 反射性内表面 838 另外腔室 904 光轉換單元 906 LED元件 909 光導件 156883.doc •16- s

Claims (1)

1. 201204993 七、申請專利範圍： 1. 一種照明裝置，其包括一光產生單元（102)以及一光轉換 單元（104)，該光產生單元（1〇2)包括具有至少一個發光 二極體（103)的一發光二極體元件（105)，該照明裝置的 特徵在於該光轉換單元包括圍封一腔室（130)的一整體殼 體（110)及配置於該腔室内的一有機磷光體元件（112)， 且特徵在於該光產生單元包括一基底部分（114)，該基底 部分（114)包括與該發光二極體元件熱連接的一導熱材料 (114) ’其中由該光產生單元之該發光二極體元件產生之 光透過該光轉換單元輸出且藉此由該有機磷光體元件轉 換。 2. 如請求項1之照明裝置，其中該光產生單元（1〇2)及該光 轉換單元（104)共同界定其中配置該發光二極體元件的另 外腔室（138)。 3 .如印求項1或2之照明裝置，其中該光產生單元（丨〇2)包括 一光轉換支撐件（116)，該光轉換支撐件（116)包含一壁 部分，該壁部分在其—内表面（117)處具有一光反射件， 以供反射由該發光二極體元件（1〇5)產生的效果光朝向該 光轉換單元。 4.如咕求項1或2之照明裝置，其中該照明裝置包括一光導 件4光導件配置於該發光二極體元件與該光轉換單元 之間。 5·如請求項1至4之任1的照明裝置’其中該有機填光體 兀件係已沈積於該整體殼體之一内表面上的一層。 156883.doc 201204993 6. 7. 如請求項1至4之任一項的照明裝置 元件係一分離元件。 如請求項1至6之任一項的照明裝置 由玻璃製成。 ’其中該有機磷光體 ’其中該整體殼體係 8. 如請求項1至7之任一項的昭明驻里 $ 07 ”、、月裝置’其中該二極體發光 元件產生藍光。 9. 如請求項！至8之任一項的照明裝s，其中該光產生單元 包括一殼層，該殼層附接至該光轉換單元及延伸超過該 光轉換單元的該基底部分之一部分，且形成其中驅動電 子器件配置於該基底部分上的一空間。 156883.doc