СИД МОДУЛЬ МОДИФИЦИРУЕМОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ТРУБКИ, РАСПОЛОЖЕННЫЙ ВНУТРИ ГЕРМЕТИЗИРОВАННОЙ СТЕКЛЯННОЙ ТРУБКИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к устройству со светоизлучающим диодом (СИД), включающему в себя внешний корпус, элемент светоизлучающего диода, расположенный внутри внешнего корпуса, выводящую свет часть, составляющую часть внешнего корпуса, герметизированную полость, содержащую контролируемую атмосферу и люминесцентный элемент, расположенный в полости.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Использование органических люминофоров имеет преимущества относительно неорганических люминофоров, например, в отношении проектирования положения и ширины их спектра люминесценции. К сожалению, органические люминофоры оказались чувствительными к окружающим веществам, таким как кислород и вода, которые преждевременно портят люминофор. Были предприняты попытки решения данной проблемы. US 7560820 раскрывает светоизлучающий диод (СИД), включающий в себя закрытую структуру, которая закрывает полость с контролируемой атмосферой. В полости расположен излучающий элемент, люминофор, расположенный близко к излучающему элементу, и газопоглотитель. Желательно получить схожую структуру большего масштаба с одним или более СИД.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью данного изобретения является предоставление СИД устройства, которое имеет такую структуру большего масштаба.

Эта цель достигается с помощью СИД устройства в соответствии с данным изобретением, определенным пунктом 1 формулы изобретения.

Таким образом, в соответствии с аспектом данного изобретения, предоставляется устройство со светоизлучающим диодом, включающее в себя по меньшей мере один светоизлучающий диод, расположенный внутри внешнего корпуса, выводящую свет часть, составляющую часть внешнего корпуса, герметизированную полость, содержащую контролируемую атмосферу, и герметик, расположенный для герметизации полости. Устройство со светоизлучающим диодом также включает в себя удаленный элемент из органического люминофора, расположенный в герметизированной полости. Удаленный элемент из органического люминофора делает возможным достижение большой поверхности для вывода света, которая может быть предоставлена в большом количестве различных форм и которая имеет равномерное распределение светового выхода, несмотря на маленькие точки интенсивной генерации света.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, газопоглотитель расположен в полости. Благодаря этому, например, герметик не обязательно должен быть герметичным, или газы, генерируемые в процессе работы устройства, которые будут повреждать удаленный органический люминесцентный элемент, могут быть удалены.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, газопоглотитель выполнен для удаления кислорода из контролируемой атмосферы.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, газопоглотитель расположен вблизи герметика.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, газопоглотитель расположен в положении, где он не препятствует пути светового выхода.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, герметик проницаем для кислорода. Благодаря газопоглотителю нет необходимости в дорогостоящем герметизирующем герметике, хотя его проницаемость поддерживается низкой.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, элемент из органического люминофора является отдельным элементом. Тем самым форма и положение элемента из люминофора могут быть оптимизированы.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, устройство со светоизлучающим диодом включает в себя основание, где выводящая свет часть включает в себя внешнюю оболочку, которая присоединена к основанию посредством герметика, где элемент светоизлучающего диода расположен на основании, где элемент из органического люминофора составляет колпак, который присоединен к основанию, который закрывает элемент светоизлучающего диода, и который расположен между элементом светоизлучающего диода и внешней оболочкой, и где газопоглотитель расположен на основании между элементом из органического люминофора и внешней оболочкой.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, выводящая свет часть включает в себя внешнюю стенку и внутреннюю стенку, присоединенную к внешней стенке посредством герметика, тем самым формируя полость. Элемент из органического люминофора и газопоглотитель расположены в полости между стенками. Устройство со светоизлучающим диодом включает в себя дополнительную камеру, которая вмещает элемент светоизлучающего диода.

Тем самым возможно обеспечить чувствительный элемент из люминофора в отдельной полости, и дополнительная камера может быть обеспечена, например, с воздухом или каким-либо другим газом, но она не обязательно должна быть герметизирована от окружающей среды.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, выводящая свет часть формирует крышку, покрывающую дополнительную камеру, где дополнительная камера включает в себя окружающую стенку и нижнюю пластину, где окружающая стенка проходит между нижней пластиной и выводящей свет частью, и где элемент светоизлучающего диода расположен на нижней пластине.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, внешний корпус выполнен в виде модифицируемой лампы. Выражение модифицируемая лампа знакомо специалисту в данной области техники и означает лампу на основе СИД, имеющую внешний вид более старого типа ламп, которые не имели СИД.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, выводящая свет часть включает в себя цилиндрическую стеклянную трубку, где внешний корпус также включает в себя концевые заглушки, присоединенные к цилиндрической стеклянной трубке посредством герметика. Вариант осуществления может быть выполнен, например, в виде модифицируемой ТЛ трубки.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, контролируемая атмосфера включает в себя газ-реагент, предназначенный для реакции с веществами, которые вероятно будут получаться внутри герметизированной атмосферы в процессе работы устройства со светоизлучающим диодом. Этот вариант осуществления имеет преимущество, которое заключается в том, что вещество, которое получается внутри полости и которое вызвало бы постепенное ухудшение функциональности, будет без какого-либо ущерба перерабатываться благодаря газу-реагенту. Тип газа будет соответствовать веществу.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, оно включает в себя дозатор, выполненный для дозирования газа-реагента. В определенных вариантах применения будет предпочтительно понемногу дозировать газ-реагент.

В соответствии с вариантом осуществления устройства со светоизлучающим диодом, дозатор является дозатором газообразного водорода. Таким образом, кислород, который появляется в полости вынужден реагировать с водородом и формировать влагу, которая может быть впитана газопоглотителем с помощью подходящего влагопоглощающего материала.

Эти и другие аспекты, особенности и преимущества изобретения будут ясны из и освещены со ссылкой на варианты осуществления, описанные здесь и далее.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет теперь описано более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

Фиг. 1 является поперечным сечением варианта осуществления устройства со светоизлучающим диодом в соответствии с данным изобретением;

Фиг. 2 и 3 являются частичными разрезами вида сбоку дополнительных вариантов осуществления устройства со светоизлучающим диодом в соответствии с данным вариантом осуществления;

Фиг. 4-6 являются поперечными разрезами дополнительных вариантов осуществления устройства со светоизлучающим диодом в соответствии с данным изобретением;

Фиг. 7 является видом сверху варианта осуществления устройства со светоизлучающим диодом в соответствии с данным изобретением;

Фиг. 8 является поперечным разрезом дополнительного варианта осуществления устройства со светоизлучающим диодом в соответствии с данным изобретением;

Фиг. 9 является частичным разрезом вида в перспективе дополнительного варианта осуществления устройства со светоизлучающим диодом в соответствии с данным изобретением; и

Фиг. 10 является частичным разрезом вида в перспективе дополнительного варианта осуществления устройства со светоизлучающим диодом в соответствии с данным изобретением.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг. 1 изображен вариант осуществления устройства 100 со светоизлучающим диодом (СИД) в поперечном разрезе при виде сбоку. СИД устройство 100 включает в себя внешний корпус 102, который вмещает полость 104 и который включает в себя основание 106 и выводящую свет часть 108. Выводящая свет часть присоединена к основанию 106 посредством герметика 110, выполненного для герметизации полости 104. СИД устройство 100 также включает в себя газопоглотитель 112, который присоединен к основанию 106 в полости 104, СИД элемент 114, который присоединен к основанию 106 в полости 104, и который включает один или, как в изображенном варианте осуществления, несколько СИД 114a, и удаленный элемент 116 из органического люминофора, который присоединен к основанию 106 в полости 104. Основание 106 также включает в себя или является основанием, например, для электрических выводов и электронных схем возбуждения, что понятно специалисту в данной области техники, хотя непосредственно не изображено.

Удаленный элемент 116 из органического люминофора имеет преимущество по сравнению с традиционными неорганическими люминофорами. Тем не менее, определенные газы, обычно кислород, заставляют элемент из люминофора нежелательно быстро портиться. Следовательно, обычно использовались герметичный герметик и вакуум или инертный газ в полости для продления срока службы элемента из люминофора. Более того, материал люминофора был интегрирован с СИД элементом, как в упомянутой выше СИД структуре известного уровня техники. Тем не менее, при изготовлении различных типов ламп, имеющих различные формы и световые свойства, расположение люминофора как удаленного элемента является преимуществом, как в соответствии с данным изобретением. Кроме того, было обнаружено, что деградация материала люминофора происходит медленнее, когда люминофор применяется на расстоянии вместо интегрирования в СИД элемент, среди прочего, благодаря меньшей температуре. Это возможно при условии, что также возможно избегать попадания неблагоприятно влияющего газа внутрь полости 104. С другой стороны, герметизация при вакууме или инертной атмосфере относительно сложна и дорога. Решения в соответствии с данным изобретением предоставляет более простую структуру, хотя в более общей концепции, она не исключает герметизации. Герметик 110 проходит вдоль края выводящей свет части 108, которая в данном варианте осуществления является куполом. Следует отметить, что на протяжении всей данной заявки выводящая свет часть включает одну или более стенок, которая(ые) сделана(ы) из светопроницаемого материала, например стекла, или подходящего пластика, или барьерной пленки, что понятно специалисту в данной области техники. Газопоглотитель 112 сделан из твердого материала и расположен вблизи герметика 110. Положение среди прочего выбрано таким образом, чтобы избежать ситуации, когда газопоглотитель 112 прерывает путь выходящего света, т.е. света, который выходит из СИД устройства 100. Газопоглотитель может быть расположен за отражателем. Газопоглотитель сам может быть также сделан отражающим.

Газопоглотитель 112 способен поглощать газ, который попадает в полость. Газопоглотитель выполнен таким образом, чтобы поглощать газ, который неблагоприятно влиял бы на элемент 116 из органического люминофора. С такой структурой СИД устройства 100 возможно предоставлять негерметичный герметик, т.е. проницаемый герметик.

Твердый газопоглотитель обычно является кислородным газопоглотителем, сделанным, например, из кремния, оксида двухвалентного железа, бария, кальция или алюминия. Также возможно использовать органические антиоксиданты, такие как витамин С. В качестве примера альтернативного газопоглотителя 112, он включает в себя дозатор водорода и поглотитель влаги. В связи с этим любой кислород в контролируемой атмосфере внутри полости 104 будет реагировать с водородом, формировать влажность/воду и удаляться посредством газопоглотителя 112.

Проницаемый герметик является обычно органическим адгезивом, таким как эпоксидный адгезив. Следует отметить, что, несомненно, сохраняется низкая проницаемость, при этом все же избегая дополнительных затрат, связанных с обеспечением герметика, который гарантирует полную герметичность в течение длительного времени.

Предпочтительно, полость 104 заполнена атмосферой без кислорода, включающей один или более инертных газов, выбранных из аргона, неона, азота и гелия.

Ссылаясь на вариант осуществления, изображенный на фиг. 1, удаленный элемент 116 из органического люминофора сформирован в виде колпака в форме купола, как и выводящая свет часть 108, и атмосфера без воздуха заполняет всю полость, т.е. пространство как между удаленным элементом 116 из органического люминофора и основанием 106, так и между удаленным элементом 116 из органического люминофора и выводящей свет частью 108. Более того, газопоглотитель 112 расположен между удаленным элементом 116 из органического люминофора и выводящей свет частью 108.

В дополнение к по меньшей мере одному инертному газу в полости 104, возможно добавить дополнительный газ, который реагирует с кислородом в полости 104, который просачивается в полость или выделяется из компонентов, когда СИД устройство работает. Например, СИД компоненты или другие части, расположенные в полости 104, могут выделять газ, отдельно или в смеси, который негативно влияет на работу или срок службы СИД устройства 100. Тогда можно выбирать газ-реагент, который химически реагирует с газом в смеси с выделением устойчивого компонента или компонента, который может быть легко поглощен дополнительным газопоглотителем 118, изображенным с целью иллюстрации на основании 106 между СИД 114a. Если это возможно, дополнительный газопоглотитель 118 может быть приспособлен для того, чтобы непосредственно поглощать выделенный газ. Более того, в качестве альтернативы, газ-реагент может быть дозирован в небольшом количестве со временем посредством дозатора, расположенного в полости, как изображено 320 на фиг. 3.

Удаленный элемент 116 из органического люминофора, когда он является отдельной частью внутри полости, может быть сформирован, например, путем инжекционного формования.

Предпочтительно, СИД 114a являются излучающими синий свет СИД, и удаленный элемент 116 сделан таким образом, чтобы преобразовывать синий свет в белый свет.

То, что было до сих пор описано относительно свойств контролируемой атмосферы, газопоглотителя, герметика и удаленного элемента из органического люминофора верно в целом для всех вариантов осуществления, до тех пор, пока что-либо другое однозначно или косвенным образом не указано.

Ссылаясь на фиг. 2 и 3, в дополнительных вариантах осуществления СИД устройство предоставляется в виде модифицируемой лампы. СИД устройство 200, 300 имеет основание 206, 306, которое снабжено традиционным цоколем 207, 307, таким как резьбовой цоколь Эдисона или штифтовой цоколь. Кроме того, СИД устройство 200, 300 имеет выводящую свет часть 208, 308, закрывающую полость 204, 304. В одном варианте осуществления, смотри фиг. 2, удаленный элемент 216 из органического люминофора выполнен в виде отдельной части в форме колпака внутри выводящей свет части 208. Удаленный элемент 216 из органического люминофора покрывает СИД элемент 214 на расстоянии от выводящей свет части 208. Газопоглотитель 212 расположен между удаленным элементом 216 из органического люминофора и выводящей свет частью 208 вблизи герметика 210. Таким образом, газопоглотитель 212 не прерывает путь выходящего света. В другом варианте осуществления, смотри фиг. 3, удаленный элемент 316 из органического люминофора реализован в виде покрытия на внутренней стороне выводящей свет части 308, причем газопоглотитель 312, таким образом, расположен внутри элемента 316 из люминофора, и близко к герметику 310.

В альтернативном варианте осуществления, как изображено на фиг. 4, СИД устройство 400 имеет внешний корпус, включающий в себя основание 406 и выводящую свет часть 408 в форме купола.

Тем не менее, в этом варианте осуществления выводящая свет часть 408 включает в себя многослойную структуру из внешней стенки 422, внутренней стенки 424 и удаленного элемента 416 из органического люминофора, расположенного между внешней стенкой 422 и внутренней стенкой 424. Внешняя и внутренняя стенки 422, 424 соединены с основанием и друг с другом посредством герметика 410, проходящего вдоль кольцевых крайних частей 426, 428 внутренней и внешней стенок 422, 424. Выводящая свет часть 408, тем самым, формирует герметизированную полость 404 между расположенными на расстоянии друг от друга внешней и внутренней стенками 422, 424. Газопоглотитель 412 расположен в полости вблизи герметика 410 для того, чтобы не препятствовать световому выходу СИД устройства 400. Выводящая свет часть 408 определяет вторую полость или дополнительную камеру 430 между внутренней поверхностью 432 основания, на котором СИД 414a установлены, и внутренней стенкой 424. В связи с тем, что в дополнительной камере 430 нет чувствительных компонентов, нет необходимости в снабжении ее специальной средой, а она может содержать воздух. Тем не менее, также возможно изначально снабдить дополнительную камеру 430 той же средой, что и полость 404, так как дополнительная камера, фактически, герметизирована от окружающей среды герметиком 410, так как он дополнительно используется для присоединения выводящей свет части 408 к внутренней поверхности основания 406.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления СИД устройства 500, как изображено на Фиг. 5, выводящая свет часть 508 реализована в виде плоской многослойной структуры, формирующей кассету и включающей в себя внешнюю стенку 522, внутреннюю стенку 524, и удаленный элемент 516 из органического люминофора, расположенный между внутренней и внешней стенками 522, 524. Каждая из внешней и внутренней стенок 522, 524 имеет форму крышки с круглой плоской частью 542 и цилиндрической граничной частью 544, проходящей перпендикулярно к плоской части вдоль ее окружности. Внешняя и внутренняя стенки 522, 524 соединены друг с другом посредством герметика 510 вдоль краев 526, 528 их цилиндрических граничных частей 544. Внутренняя стенка 545 соединена круговой поверхностью крайней части 532 ее плоской части 542 со стенкой 534 цилиндрического отражателя с одного конца стенки 534 цилиндрического отражателя. Другой коней стенки 534 отражателя соединен с внутренней поверхностью 536 основания 506. Внутренняя стенка 524 выводящей части 508, стенка 534 отражателя и внутренняя поверхность 536 основания 506 определяют дополнительную камеру 530, которая, как и в предыдущих вариантах осуществления, имеет некритическую среду. СИД 514 установлены на внутренней поверхности 536 основания 506 и внутри дополнительной камеры 530. Газопоглотитель 512 расположен внутри области кассеты 508. Электрические выводы 538 выступают с внешней поверхности 540 основания 506. Как вариант, удаленный элемент 516 из органического люминофора мог бы быть реализован в виде покрытия на внутренней стенке 524 выводящей свет части 508. Существует возможность обеспечить альтернативный вариант осуществления, где кассета плотно герметизирована и газопоглотитель опущен, или газопоглотитель все еще используется.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления СИД устройства 700, изображенного на фиг. 6 и 7, используется аналогичный тип кассеты выводящей свет части 708, как и в предыдущем варианте осуществления. Выводящая часть 708 имеет внешнюю стенку 722, внутреннюю стенку 724, каждая из которых состоит из плоской квадратной пластины, герметик 710, соединяющий внешнюю и внутреннюю стенки 722, 724 на расстоянии друг от друга, тем самым формируя внутри полость 704, удаленный элемент 716 из органического люминофора, составленный слоем, нанесенным на внутреннюю стенку 724, газопоглотитель 712, расположенный в полости 704 в углу выводящей части 708. Стенка 724 отражателя имеет периферический край 744 на ее внешнем конце, причем край 744 проходит перпендикулярно стенке 734 отражателя в направлении центральной оси трубки. Крайние поверхности выводящей свет части 708 соединены с внутренней поверхностью стенки 734 отражателя в концевой части близко к ее внешнему концу, и с краем 744 с его внутренней стороны, или нижней поверхностью. Стенка 734 отражателя также может быть круговой. Как и в аналогичных приведенных выше вариантах осуществления, полость выводящей свет части 708 обеспечена контролируемой атмосферой, поддерживаемой проницаемым герметиком 710 и газопоглотителем 712. Выводящая свет часть 708, трубчатая стенка 734 отражателя и основание 706 задают дополнительную камеру 736 основания 706. Таким образом, в целом СИД устройство 7 00 имеет форму блока и имеет квадратную выводящую свет часть 708. Тем не менее, для того, чтобы скрыть газопоглотитель 712 внешняя стенка 722 выводящей свет части 708 была сделана светонепроницаемой по ее углам, оставляя круглое выходное окно 746 для пропускания света. Кроме того, круглое выходное окно 746 обеспечивает комфортный световой конус в качестве выходного света. Альтернативный вариант осуществления с герметичным герметиком также возможно обеспечить, и тогда газопоглотитель может быть либо использован, либо опущен.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления СИД устройство 800, изображенное на фиг. 8, предоставлено в виде модифицируемой ТЛ трубки. Выводящий свет элемент 802 включает в себя стеклянную трубку 804 и элемент 806 из органического люминофора, составленный слоем люминофора, нанесенного на внутренней поверхности стеклянной трубки 804. Как вариант, элемент 806 из органического люминофора является отдельным элементом из люминофора, расположенным рядом с внутренней поверхностью стеклянной трубки 804. Концевые заглушки 808 закреплены по концам выводящей свет части 802 посредством герметика 810 для формирования внешнего корпуса и определения герметизированной полости 820. Газопоглотители 812 установлены на внутренней стороне заглушек 808 близко к герметику 810. СИД элемент 814, включающий в себя несколько СИД 816, расположен в полости 820 и расположен на основании 818, которое, в свою очередь, соединено с концевыми заглушками 808. Полость вмещает контролируемую атмосферу, как описано выше.

В соответствии с другим вариантом осуществления СИД устройства 900, аналогичного описанному выше варианту осуществления в виде модифицируемой ТЛ трубки, выводящая свет часть 902 включает в себя стеклянную трубку 904, элемент светоизлучающего диода вытянут, оснащен несколькими СИД 916 в ряд, и протягивается вдоль длины стеклянной трубки 904, смотри фиг. 9. СИД 916 расположены на основании, которое является отражающей подложкой, 918, и которое включено в СИД элемент 914. Удаленный элемент 906 из органического люминофора является пленкой, которая была помещена в стеклянной трубке 904 вокруг СИД элемента 914. Основание 918 расположено вблизи с внутренней поверхностью стеклянной трубки 904, где задняя сторона основания направлена в сторону внутренней поверхности, и с СИД 916, установленными на противоположной передней стороне основания 918. Газопоглотитель 912 установлен между задней поверхностью основания 918 и стеклянной трубкой 904. Таким образом, газопоглотитель 912 не препятствует пути светового выхода СИД устройства 900. Трубка может быть герметизирована или может использовать проницаемый герметик.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления СИД устройства 1000, как изображено на фиг. 10, выводящая свет часть 1002 включает в себя два концентрических внешний и внутренний стеклянные цилиндры 1022, 1024. Стеклянные цилиндры 1022, 1024 герметизированы на их концах и определяют полость 1004, где расположены удаленный элемент 1006 с органическим люминофором и газопоглотитель. Удаленный элемент 1006 из органического люминофора также цилиндрический. СИД элемент 1014 расположен по центру выводящей свет части 1002 в дополнительной камере 1005 внутри внутреннего стеклянного цилиндра 1024 и включает в себя основание 1018 и СИД 1016, которые установлены на противоположных сторонах основания 1018. Здесь опять герметизация может быть полностью герметичной. Дополнительная камера 1005 может быть открыта для проникновения воздуха.

Выше были описаны варианты осуществления СИД устройства в соответствии с данным изобретением, определенным приложенной формулой изобретения. Они должны рассматриваться исключительно как неограничивающие примеры. Как понятно специалисту, много модификаций и альтернативных вариантов осуществления возможны в рамках объема изобретения.

В вариантах осуществления, где выводящая свет часть вмещает полость, которая содержит элемент из органического люминофора, и отдельное, или дополнительное, пространство реализовано для вмещения, среди прочего, элемента светоизлучающего диода, полость выводящей свет части может быть герметично герметизирована. Таким образом можно избежать дегазации или выделения кислорода элементами, такими как СИД или рассеиватель, которые могут привести к деградации органического люминофора. В таком варианте осуществления, где органический люминофор герметично герметизирован в атмосфере инертного газа, количество газопоглотителя может быть очень низким, или он может быть даже исключен.

Следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления электронные схемы возбуждения или другие элементы, такие как датчик, могут также находиться в СИД устройстве вблизи от СИД.

Следует отметить, что с целью упрощения данной заявки и, в частности, относительно приложенной формулы изобретения, выражение «включает в себя» не исключает других элементов или этапов, что единственное число не исключает множественности, что само по себе будет очевидно специалисту в данной области техники.