LED系统技术方案

包含活性组合物的非气密密封的LED系统，活性组合物的量为每cm

LED systems

A non airtight LED system containing active compositions. The amount of active composition is per cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LED系统本专利技术涉及包含活性组合物的LED系统。活性组合物的目的是除去有害物质，例如硫或卤素(特别是氯)、基于硫和基于卤素的挥发性化合物。已知LED是一种利用一些半导体材料的光学特性通过电子-空穴复合来产生光子的光电子器件。为了获得所谓的p-n结，将电子和空穴通过两个区域(一个包含用于电子的n型掺杂剂，另一个包含用于空穴的p型掺杂剂)注入复合区域中。LED发光是由半导体材料和/或由一种或更多种发光材料(磷光体)确定并限定的，其各自在可见光谱的明确限定的区域中发光，不同颜色通过所述发光材料的适当组合来获得。例如，白光可以通过组合红色LED、绿色LED和蓝色LED来获得，或者可使用单一发射蓝色/UVLED来激发相邻的磷光体再发射更长波长的光，以此方式使得具有磷光体的单LED可以具有并显示适当的色谱，例如黄色或者黄色和红色，其与从LED发出的蓝色组合来产生白光。基本上，LED包括在其上分布有磷光体的半导体材料薄片(通常被叫作并被称为“管芯”)，薄片与用于电源和散热的适当结构连接。然后通过聚合物封装材料保护管芯，并且该系统通常被称为LED封装件。为了本专利技术的目的，术语LED系统既包括安装在传统基底上并且经标准有机硅或环氧树脂封装的简单LED封装件，又包括由LED封装件和另外的部件(例如散热器、反射器、扩散器、灯泡或外部包封)构成的照明装置。相对于传统光源，LED系统显示增强的发光和更长的使用寿命，但是由于硫或卤素(例如氯)的存在，可能遭受性能衰减并使可靠性问题显现，硫或卤素可以从外面环境渗入(例如来自瓦楞纸板或有机橡胶包装的硫)，或者他们可以是从LED材料(例如焊膏、印刷电路板(PCB)和衬垫材料)释放的。更具体地，LED系统的高工作温度可以导致大量的氯释放，氯和硫一起可以在整个系统中扩散，与涂覆银的反射表面反应使他们变黑，或者与银接触件反应导致Ag2S和AgCl的形成，从而改变其光学和/或电学特性。为了克服这些问题，LED制造商设法最大程度地避免硫和/或卤素释放材料的使用，但这导致对于生产而言可能相当昂贵的LED系统设计和制造上的限制，例如通过使用特别类型的PCB。此外，在LED的使用寿命期间，不可能完全避免这些物质的渗入和释放，因此甚至在其实际使用之前，即使库存在货架上时，其也会遭遇逐渐衰减。如已经概述的，LED系统的主要劣化原因之一与硫或卤素(特别是氯)的渗入有关，并且存在于大气中的并且甚至以低浓度存在的他们的化合物也可以引起上述光学特性和电学特性衰减。特别是在一些受污染的区域，空气中S-化合物或Cl-化合物的水平可以比平均值显著更高(例如在一些靠近高速公路的区域或在隧道中，H2S浓度可以高于10ppb)，并且通过非气密密封的LED系统的扩散可以导致加速劣化问题。硫化氢(H2S)结果成为可以影响LED系统性能的最有害的污染物之一，因此在下文中本专利技术的描述主要涉及污染物H2S，但是当然其也涉及所有与其他S-化合物或卤素-化合物相关的影响。本专利技术的目的是提供能够克服这些问题的LED系统，并且在其第一个方面中，其包括一种LED系统，所述LED系统具有光学窗口和非气密密封的内部体积，意味着当H2S外部体积浓度为10ppb时所述内部体积中的H2S进入量为5.5*10-4微克/天至1.9*10-1微克/天，并且在所述内部体积中包含活性组合物，所述活性组合物的量为每cm2系统光学窗口面积0.06mg至2.5mg，所述活性组合物包含粉末形式的活性材料，其中至少75重量％的所述活性材料选自活性炭、银、铜、锌、铜氧化物、锌氧化物、钙氧化物、银氧化物中的一者或更多者。优选地，一种活性材料粉末或更多种活性材料粉末(在使用活性材料混合物的情况下)的平均尺寸为0.1μm至20μm。对于非球形粉末，尺寸是指最大的颗粒尺寸。优选地，每cm2光学窗口面积的所述活性组合物的量为0.1mg至1mg。用于户外应用的LED系统可以是气密密封的、开放的或非气密密封的。气密密封的系统可能遭遇水蒸汽在LED系统内的光学部件上冷凝的问题：尽管系统是密封的，但是知晓水分可以缓慢渗透过系统零件，并且因此可能出现与H2O积聚和光学不透明相关的问题；因此气密密封的系统不得不考虑水分渗透并且需要特定的设计以避免水蒸汽冷凝，增加了复杂性和成本。开放系统目的在于借助空气与外部环境的交换的容易的LED热管理，例如在最近CREEindustries对所谓的4Flow灯丝冷却对流技术的开发上；气体交换的水平还使有害物质在灯内的停留时间最小化，但那些可能仍然影响LED工作。最后，我们具有非气密系统，即仍然具有有限的与外部环境的气体交换的封闭系统；在现有技术中，例如在美国专利申请2013/092969中，气体交换被认为是对提供气密密封的障碍的折衷，并且吸收剂被描述为用于处理由于非气密密封而产生的涉及与外部环境的有限的气体交换相关的水分和/或氧的手段。本专利技术人已经确定了具有受控制的气体渗透范围的非气密密封系统的渗透与用于硫/卤素有害化合物去除的活性组合物的量之间合适的平衡，允许与外部环境进行气体交换，这确保了水蒸汽蒸发并迁移至外部环境和活性化合物的最大效率。尽管因为气体交换比开放系统配置下的更低而使得气体交换不足以在热管理方面上产生任何优点，但是在正常LED系统工作期间通过加热促进了气体交换。因此，本专利技术相对于美国专利申请2014/168526中所公开的而言存在改进，描述了有用地插入LED系统中的活性组合物量的更宽的范围。气体交换还避免挥发性有机化合物(VOC)(其可能由系统部件排出的)的冷凝和由此随后的不透明。本专利技术人已经确定了同时考虑水分冷凝问题和含硫污染物(即H2S和更一般的硫挥发性化合物)存在下的合适的平衡，因为根据本专利技术的LED系统落入非气密密封类型的装置中，即允许与外部环境有限的气体交换的装置，并且能够避免与上述污染物相关的有害影响，同时确保适当的水分交换并克服水蒸汽冷凝问题。因此，根据本专利技术的LED系统不一定需要水分吸收剂的存在。因此，该方案与美国专利申请2013/092969中所公开的不同，其专注于在具有非常低的氧和水分渗透的密封LED装置，描述了处理(cure)不完美气密密封缺陷的氧和/或水分吸收剂。特别地，根据本专利技术的系统以这样的方式设计成具有有限的但有意义的气体交换，确保水蒸汽足够的流入和流出，并且与美国专利申请2013/092969不同，这样的气体交换(因此包括作为期望效果而非有害现象的水分交换)是系统的正确工作所需要的。在根据本专利技术的非气密性水平的情况下，一般水分吸收剂的存在可充当集中器，导致在LED导通期间大量气体释放和随后由于起雾导致的发光劣化。事实上，一般的水分/氧吸收剂与环境达到平衡压力，但由于LED工作和随后加热的影响，温度的升高将导致新的更高的平衡压力，伴随固有的气体释放。例如，在70℃下，从吸收剂释放少量的水(对应于每cm3内部系统自由体积约0.2mg)应该就足以产生饱和水蒸汽并开始水冷凝。重要的是强调H2S向LED系统的内部体积中的进入量会与外面H2S浓度成比例，例如在加速测试的情况下，外部环境可以在10ppm的条件下，即相对于给定的参照浓度的1000倍高的浓度，并且因此H2S的渗透量相应地增加到5.5*10-1至1.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED系统，所述LED系统具有光学窗口和非气密密封的内部体积，使得当H2S外部体积浓度为10ppb时所述内部体积中的H2S进入量为5.5*10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.11 IT MI2015A0006561.一种LED系统，所述LED系统具有光学窗口和非气密密封的内部体积，使得当H2S外部体积浓度为10ppb时所述内部体积中的H2S进入量为5.5*10-4微克/天至1.9*10-1微克/天，以及在所述内部体积中包含活性组合物，所述活性组合物的量为每cm2所述系统光学窗口面积0.06mg至2.5mg，所述活性组合物包含粉末形式的活性材料，其中至少75重量％的所述活性材料选自活性炭、银、铜、锌、铜氧化物、锌氧化物、钙氧化物、银氧化物中的一者或更多者。2.根据权利要求1所述的LED系统，其中所述活性材料粉末的平均尺寸为0.1μm至20μm。3.根据权利要求1或2所述的LED系统，其中所述活性组合物以1重量％至25重量％的量包含至少一种选自铈氧化物、钯氧化物、锡氧化物、铁氧化物、锰氧化物中的另外的活性材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的LED系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛杰罗·夏夏，阿莱西奥·科拉扎，
申请(专利权)人：工程吸气公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT