BRPI0718086A2 - Acondicionamento de dispositivo de iluminação - Google Patents
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Description
"ACONDICIONAMENTO DE DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO" CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a iluminação e, em particular, ao projeto de acondicionamentos de dispositivo de iluminação. FUNDAMENTOS
Diodos emissores de luz (LEDs) podem ser mais efetivos se o acondicionamento do LED é adequadamente projetado para extrair efetivamente a luz que é gerada dentro do LED, sob condições de operação. Da perspectiva de um projetista do dispositivo, a extração efetiva da luz pode ser uma questão de melhorar as chances de que a luz do molde do LED seja efetivamente guiada e assim possa deixar o acondicionamento do LED na direção desejada. Um número de características de projeto pode influenciar os percursos ópticos, tais como a orientação e a posição das interfaces refletivas e se o tipo de reflexão tem uma natureza especular ou difusa. Ainda mais, propriedades refrativas de elementos de um acondicionamento do LED podem afetar a eficiência da extração de luz.
Um dos problemas associados a acondicionamentos de LED ocorre com aqueles acondicionamentos onde há uma borda de montagem ou plataforma de assentamento para uma lente que cobre uma cavidade encapsulante preenchida. Esta configuração sela o volume abrangendo o encapsulante e pode prejudicar a desgaseificação. Então, bolhas de gás capturadas dentro do encapsulante podem causar dispersão indesejada da luz, causando deterioração da saída de luz do acondicionamento do LED.
Uma desvantagem adicional dos acondicionamentos de LED atuais está presente naqueles acondicionamentos onde há uma superfície de montagem para a lente ao invés de uma borda de montagem. Devido à natureza planar da interface entre a lente e a superfície de montagem, o encapsulante pode facilmente ser capturado dentro desta interface, juntamente com bolhas de gás. Isto novamente pode resultar em uma deterioração da saída de luz do acondicionamento.
Portanto, há uma necessidade de um novo acondicionamento de dispositivo de iluminação que supere algumas das deficiências dos projetos conhecidos.
Esta informação fundamental é provida para revelar
informação considerada pelo requerente de possível relevância para a presente invenção. Nenhuma admissão é necessariamente pretendida, nem deveria ser considerada, de que qualquer informação precedente constitua a técnica anterior para a presente invenção. SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um objetivo da presente invenção é prover um acondicionamento de dispositivo de iluminação. De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um acondicionamento de dispositivo de iluminação compreendendo: um substrato; um ou mais elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato; uma estrutura de retenção acoplada ao substrato e circunscrevendo o um ou mais elementos emissores de luz; um elemento opticamente transmissor acoplado ao substrato e posicionado para interceptar um percurso de radiação eletromagnética emitida pelo um ou mais elementos emissores de luz; um material de encapsulamento transmissor de luz, posicionado dentro de um volume definido pelo substrato, pelo elemento opticamente transmissor e estrutura de retenção, o material de encapsulamento deste modo encapsulando pelo menos parcialmente o um ou mais elementos emissores de luz nele; e dois ou mais suportes estendendo-se pelo menos parcialmente entre o elemento opticamente transmissor e o substrato, os dois ou mais suportes configurados para suportar o elemento opticamente transmissor; onde os dois ou mais suportes são dispostos para prover duas ou mais aberturas para o volume, para movimento de fluido através delas.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um acondicionamento de dispositivo de iluminação compreendendo: um substrato; um ou mais elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato e circundando o um ou mais elementos de luz; um elemento opticamente transmissor acoplado ao substrato e posicionado para interceptar um percurso de radiação eletromagnética emitida pelo um ou mais elementos emissores de luz; um material de encapsulamento transmissor de luz, posicionado dentro de um volume definido pelo substrato, pelo elemento opticamente transmissor e estrutura de retenção, o material de encapsulamento deste modo encapsulando pelo menos parcialmente o um ou mais elementos emissores de luz nele; e dois ou mais suportes estendendo-se pelo menos parcialmente entre o elemento opticamente transmissor e o substrato, para suportar o elemento opticamente transmissor, cada um dos dois ou mais suportes possuindo uma seção transversal e uma superfície de contato, onde seção transversal é menor na superfície de contato; onde os dois ou mais suportes são dispostos para prover duas ou mais aberturas para o volume, para movimento de fluido através delas, um ou mais elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato; uma estrutura de retenção acoplada ao substrato e circunscrevendo o um ou mais elementos emissores de luz; um elemento opticamente transmissor acoplado ao substrato e posicionado para interceptar um percurso de radiação eletromagnética emitida pelo um ou mais elementos emissores de luz; um material de encapsulamento transmissor de luz, posicionado dentro de um volume definido pelo substrato, pelo elemento opticamente transmissor e estrutura de retenção, o material de encapsulamento deste modo encapsulando pelo menos parcialmente o um ou mais elementos emissores de luz nele; e dois ou mais suportes estendendo-se pelo menos parcialmente entre o elemento opticamente transmissor e o substrato, os dois ou mais suportes configurados para suportar o elemento opticamente transmissor; onde os dois ou mais suportes são dispostos para prover duas ou mais aberturas para o volume, para movimento de fluido através deles. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
Figura 1 ilustra esquematicamente uma seção transversal do acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com uma realização da presente invenção.
Figura 2 ilustra esquematicamente uma seção transversal de componentes de um acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com uma outra realização da presente invenção.
Figura 3 ilustra esquematicamente uma vista superior de um acondicionamento de dispositivo de iluminação ilustrado na Figura 2.
Figura 4 ilustra esquematicamente uma seção transversal de componentes de um acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com uma outra realização da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Definições
O termo "elemento emissor de luz" é usado para se referir a um dispositivo que compreende um elemento que emite radiação em uma região de comprimento de onda ou combinação de regiões de comprimento de onda do espectro eletromagnético, por exemplo, a região visível, infravermelho ou região de ultravioleta, quando ativado aplicando uma diferença de potencial através dele ou passando uma corrente através dele. Por exemplo, um elemento emissor de luz pode ter características de emissão espectral monocromática, quase-monocromática, policromática ou de faixa larga. Exemplos de elementos emissores de luz incluem diodos emissores de luz inorgânicos ou de estado sólido orgânicos, diodos emissores de luz orgânicos ou de polímero/poliméricos, diodos emissores de luz revestido de fósforo bombeado opticamente, diodos emissores de luz de nanocristal bombeado opticamente ou outros dispositivos similares como seria prontamente entendido por um especialista na técnica. Conforme usado aqui, o termo "cerca de" refere-se a uma variação de ± 10% do valor nominal. Deve ser entendido que tal variação está sempre incluída em qualquer valor dado provido aqui, se este é ou não especificamente referido.
A menos que definido em contrário, todos os termos técnicos e científicos possuem o mesmo significado, conforme entendido comumente na técnica ao qual esta invenção pertence.
A presente invenção provê um acondicionamento de dispositivo de iluminação que é configurado para habilitar a desgaseificação do acondicionamento de dispositivo de iluminação. O acondicionamento de dispositivo de iluminação compreende um substrato sobre o qual são montados operativamente um ou mais elementos emissores de luz, e uma estrutura de retenção que é acoplada ao substrato e configurada para circunscrever o um ou mais elementos emissores de luz. Em adição, o acondicionamento de dispositivo de iluminação inclui um elemento opticamente transmissor, por exemplo, uma lente, posicionada sobre o um ou mais elementos emissores de luz, onde dois ou mais suportes são configurados para prover uma separação entre o elemento opticamente transmissor, e o substrato ou estrutura de retenção. O volume definido pelo substrato, estrutura de retenção e o elemento opticamente transmissor, é parcialmente ou completamente preenchido por um material de encapsulamento, formando deste modo o acondicionamento de dispositivo de iluminação. Em particular, os suportes criam uma série de aberturas para o volume definido pelo substrato, estrutura de retenção e elemento opticamente transmissor, onde estas aberturas provêm o movimento do fluido através dele. O fluido pode ser gás, por exemplo, gás capturado dentro do volume, material de encapsulamento transmissor de luz, água, ou similar, como seria prontamente entendido por um especialista na técnica. Daí, estas aberturas provêm localizações para a desgaseificação do acondicionamento de dispositivo de iluminação, por exemplo, estas aberturas podem prover localizações para o escape de gás do volume.
Em uma realização, os dois ou mais suportes são associados ao elemento opticamente transmissor. Em uma realização, os dois ou mais suportes são integralmente formados com o elemento opticamente transmissor e o acoplam ao substrato ou estrutura de retenção. Em outras realizações, os suportes são associados ao substrato ou estrutura de retenção, ao invés do elemento opticamente transmissor. Em algumas realizações, os suportes podem ser integralmente formados com o substrato ou estrutura de retenção. Figura 1 ilustra uma vista seccional em corte de um
acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com uma realização da presente invenção. Elementos emissores de luz 30 são montados e eletricamente conectados a almofadas de metalização 20 do substrato 10 e os elementos emissores de luz 30 são adicionalmente eletricamente conectados por ligações de fio 25 a trilhas de circuito 15 do substrato, deste modo habilitando a ativação dos elementos emissores de luz. Uma estrutura de retenção está acoplada ao substrato 10 na forma de uma parede de retenção 40 que circunscreve os elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato. Um elemento opticamente transmissor na forma de uma lente 45 é acoplado ao substrato por suportes na forma de pés de suporte 50, da lente. Dois ou mais pés de suporte 50 são associados à lente, onde os pés de suporte criam uma série de abertura entre a lente e o substrato. O acondicionamento de dispositivo de iluminação compreende adicionalmente um material de encapsulamento 35 que preenche o volume definido pelo substrato, lente e parede de retenção, deste modo encapsulando os elementos emissores de luz nele. As aberturas para este volume, que são criadas pelos pés de suporte, provêm localizações para desgaseificação do acondicionamento de dispositivo de iluminação. Por exemplo, localizações para a exaustão de bolhas de gás que podem estar presentes no material de encapsulamento ou dentro do volume.
Elemento Opticamente Transmissor
O elemento opticamente transmissor provê essencialmente uma cobertura para um ou mais elementos emissores de luz, operativamente acoplados ao substrato, e juntamente com o substrato e a estrutura de retenção definem um volume que abrange substancialmente o um ou mais elementos emissores de luz, onde este volume é parcialmente ou completamente preenchido com um material de encapsulamento.
Em uma realização o elemento opticamente transmissor inclui dois ou mais suportes, que provêm suporte mecânico para o posicionamento do elemento opticamente transmissor em relação a um ou mais elementos emissores de luz, por exemplo, para montagem do elemento opticamente transmissor no substrato ou na estrutura de retenção. Os dois ou mais suportes criam uma série de aberturas para o volume definido pelo substrato, a estrutura de retenção e o elemento opticamente transmissor, onde estas aberturas provêm localizações para a exaustão de gases, que podem de outro modo ser capturados dentro do volume definido durante a fabricação do acondicionamento de dispositivo de iluminação.
O elemento opticamente transmissor pode prover a manipulação e extração de radiação eletromagnética do acondicionamento de dispositivo de iluminação, que é gerada pelo um ou mais elementos emissores de luz. Em uma realização da presente invenção, o elemento opticamente transmissor é configurado como uma lente, por exemplo, uma lente em domo ou outra lente, como seria prontamente entendido por um especialista na técnica.
Em algumas realizações da presente invenção, os dois ou mais suportes podem ser parte integrante da estrutura de retenção ou do substrato, além do elemento opticamente transmissor. Por exemplo, a estrutura de retenção pode possuir dois ou mais pés de suportes dispostos na direção do elemento opticamente transmissor, e uma porção do elemento opticamente transmissor pode ser apoiada nestes pés de suporte.
Os dois ou mais suportes podem ser configurados em uma variedade de formas, por exemplo, pés de suporte, paredes de suporte, abas de suporte ou outras configurações, como seria prontamente entendido por um especialista na técnica. Os suportes podem ser localizados em uma superfície do elemento opticamente transmissor faceando o substrato, posicionada no lado do elemento opticamente transmissor, ou posicionada em uma superfície do substrato ou estrutura de retenção. Cada suporte possui uma superfície de contato que contata o
substrato ou a estrutura de retenção em realizações onde os suportes fazem parte do elemento opticamente transmissor, ou contata o elemento opticamente transmissor em realizações onde os suportes fazem parte do substrato ou estrutura de retenção. Esta superfície de contato pode ser cônica, hemisférica, cilíndrica, troncocônica, uma superfície plana, uma superfície curva, uma superfície convexa ou outra forma de superfície, como seria prontamente entendido por um especialista na técnica.
Em uma realização da presente invenção, a superfície de contato de um suporte é configurada para minimizar a área de contato entre um suporte e o substrato ou a estrutura de retenção, em realizações nas quais um suporte faz parte do elemento opticamente transmissor, ou entre um suporte e o elemento opticamente transmissor, em realizações onde um suporte faz parte do substrato da estrutura de retenção. Por exemplo, a seção transversal de um suporte diminui na direção da superfície de contato. Em algumas realizações, a superfície de contato é configurada para ser cônica ou hemisférica, resultando deste modo em que substancialmente um ponto de contato, ou em uma outra realização uma superfície de contato que pode resultar substancialmente em uma linha de ponto de contato. Linha de pontos de contato em algumas realizações, pode estar em uma direção substancialmente radial a partir da área central da superfície do fundo do elemento opticamente transmissor. Nesta configurações, a redução na área de contato pode habilitar a redução do potencial de captura do material de encapsulamento pela superfície de contato dos pés de suporte.
Em uma realização, o elemento opticamente transmissor inclui
dois ou mais suportes, o que pode habilitar o suporte estável do elemento opticamente transmissor no substrato ou estrutura de retenção, onde um número de suportes pode ser dependente da forma destes. Por exemplo, se os suportes são configurados cada um para ter um ponto de contato com o substrato ou a estrutura de retenção, no sentido de prover suporte estável do elemento opticamente transmissor neles, três ou mais suportes podem ser requeridos. Em outras realizações da presente invenção, o elemento opticamente transmissor compreende três, quatro, cinco, seis ou outro número de suportes, desde que o tamanho relativo e número de suportes associado ao elemento opticamente transmissor sejam determinados de tal modo que uma série desejada de aberturas no volume definido pelo substrato, estrutura de retenção e elemento opticamente transmissor, sejam capazes de habilitar um nível desejado de desgaseifícação do acondicionamento de dispositivo de iluminação.
Em uma realização da presente invenção, os suportes são
configurados para ter um grau de flexibilidade, extensibilidade, compressibilidade ou uma combinação destes. Nesta configuração, os suportes podem ser capazes de habilitar movimento do elemento opticamente transmissor em relação ao substrato, o que pode reduzir a retenção de esforços dentro do acondicionamento de dispositivo de iluminação, que pode resultar em separação de componente ou deslaminação parcial do material de encapsulamento. Estes esforços em potencial podem ser induzidos por diferentes coeficientes de expansão térmica dos materiais que formam o acondicionamento de dispositivo de iluminação, por exemplo. Em realizações onde o elemento opticamente transmissor é montado no substrato ou estrutura de retenção, a montagem pode ser obtida usando material de encapsulamento, silicone, epóxi, ou similar, como seria conhecido de um especialista na técnica.
Em algumas realizações da presente invenção, o elemento
opticamente transmissor e os dois ou mais suportes são integralmente formados. Em uma outra realização, o elemento opticamente transmissor e os dois ou mais suportes podem ser formados separadamente e subseqüentemente conectados mecanicamente. Por exemplo, os suportes podem ser formados separadamente e subseqüentemente acoplados mecanicamente ao elemento opticamente transmissor. Em realizações onde os suportes fazem parte da estrutura de retenção ou substrato, os suportes podem ser formados integralmente, ou formados separadamente e subseqüentemente conectados mecanicamente. Por exemplo, os suportes podem ser formados separadamente ou subseqüentemente acoplados mecanicamente ou à estrutura de retenção ou ao substrato.
A superfície do elemento opticamente transmissor que faceia um ou mais elementos emissores de luz pode ser curva ou plana. Em uma realização, a superfície é convexa na forma, reduzindo deste modo a probabilidade do gás ser capturado entre esta superfície e o elemento opticamente transmissor e o material de encapsulamento.
Em uma realização da presente invenção, o elemento opticamente transmissor compreende uma combinação de elementos ópticos, onde estes elementos ópticos podem variar de tamanho. Por exemplo, elementos ópticos refrativos sub micrométricos a milimétricos ou lenticulares de tamanho maior ou outros, podem ser incluídos no elemento opticamente transmissor.
O elemento opticamente transmissor pode ser feito de plástico moldado, PMMA transparente, COC, vidro BK7, policarbonato, nylon, borracha de silicone ou outro material, como seria facilmente entendido por um especialista na técnica. O elemento opticamente transmissor pode opcionalmente ser configurado como um componente colorido, enquanto mantém o nível requerido de transmissividade óptica para o acondicionamento de dispositivo de iluminação. Material de Encapsulamento
O material de encapsulamento preenche parcial ou completamente um volume ou cavidade definidos pelo substrato, estrutura de retenção e elemento opticamente transmissor, e deste modo pelo menos parcialmente encapsula o um ou mais elementos emissores de luz. O material de encapsulamento pode prover nível aumentado de extração de luz do um ou mais elementos emissores de luz.
Em uma realização da presente invenção, a transmissividade óptica do material de encapsulamento pode variar com o comprimento de onda. Por exemplo, a variação da transmissividade com respeito ao comprimento de onda pode ser significativa ou pode ser desprezível para a finalidade desejada do material de encapsulamento. Por exemplo, os índices de refração do material de encapsulamento e do elemento opticamente transmissor podem ser escolhidos de tal modo que a luz possa ser eficientemente extraída do um ou mais elementos emissores de luz para o ambiente. Em uma realização, o material de encapsulamento e o elemento opticamente transmissor podem ser configurados para ter aproximadamente o mesmo índice de refração. Em uma outra realização, o índice de refração do material de encapsulamento é maior que o índice de refração do elemento opticamente transmissor.
Em uma realização, o material de encapsulamento pode ser selecionado de materiais opticamente transparentes tais como géis de silicone, por exemplo. Outros materiais de encapsulamento com índices de refração adequados incluem PMMA, policarbonato, nylon, borracha de silicone e silicone gel, por exemplo, que tipicamente absorvem pouca luz visível e tipicamente apenas certa luz ultravioleta (UV). Alguns desses tipos de materiais podem prover alguma resistência à descoloração sob exposição prolongada à luz UV e são disponíveis em uma faixa de índices de retração adequados.
O material de encapsulamento pode ser depositado de muitos modos diferentes durante a montagem do substrato, estrutura de retenção e elemento opticamente transmissor, para realizar um acondicionamento de dispositivo de iluminação que tenha um volume ou cavidade que é preenchido com uma quantidade desejada de material de encapsulamento. Por exemplo, um ou mais elementos emissores de luz podem ser depositados no substrato, então na estrutura de retenção, que abrange lateralmente ou perímetro externo do um ou mais elementos emissores de luz, pode ser depositado no substrato. Uma quantidade pré-determinada de material de encapsulamento em uma modificação desejada, por exemplo, em um estado líquido, pode ser depositado sobre ou adjacente ao um ou mais elementos emissores de luz, e subseqüentemente um elemento opticamente transmissor pode ser depositado sobre o substrato ou estrutura de retenção. Por exemplo, na montagem completa do acondicionamento de dispositivo de iluminação, o material de encapsulamento pode encapsular completamente porções expostas de outro modo do um ou mais elementos emissores de luz e o volume ou cavidade definidos pelo substrato, estrutura de retenção e elemento opticamente transmissor podem ser completamente preenchidos. Em algumas realizações, o material de encapsulamento pode ser subseqüentemente curado. Em uma realização da presente invenção, para acelerar a
exaustão de bolhas de gás dentro de um material de encapsulamento líquido, o acondicionamento de dispositivo de iluminação pode ser exposto temporariamente a uma atmosfera de pressão reduzida como um processo de desgaseificação. Em seguida a este processo de desgaseificação, o material de encapsulamento líquido pode ser curado, por exemplo, através da exposição ao calor ou luz UV, se necessário para alcançar as propriedades desejadas do material.
Estrutura de Retenção
Um estrutura de retenção é acoplada ao substrato e configurada para circunscrever um ou mais elementos emissores de luz que são operativamente acoplados ao substrato. A estrutura de retenção provê um contorno ou perímetro que pode prover um meio para reter o material de encapsulamento na região desejada,
Em uma realização da presente invenção, a estrutura de retenção forma um parede de retenção em torno do um ou mais elementos emissores de luz, e é configurada para prover somente uma estrutura para reter o material de encapsulamento dentro da cavidade definida pela parede.
Em uma outra realização da presente invenção, a estrutura de retenção forma uma parede de retenção em torno do um ou mais elementos emissores de luz, e é configurada para prover estrutura para reter o material de encapsulamento dentro da cavidade definida pela parede e adicionalmente prover um estrutura de suporte para a montagem do elemento opticamente transmissor.
Em uma realização da presente invenção, a parede interna da estrutura de retenção é configurada como uma parede vertical, ou uma parede em perfil, por exemplo, uma parede inclinada ou curva, onde o elemento opticamente transmissor pode ser suportado no substrato, ou suportado no topo da estrutura de retenção.
Em uma outra realização da presente invenção, a parede interna da estrutura de retenção é configurada como uma parede escalonada, onde a escada pode prover uma superfície de suporte para o elemento opticamente transmissor.
Em uma outra realização, os suportes podem ser integralmente formados com a estrutura de retenção. Por exemplo, um processo de moldagem poderia ser empregado para fabricar uma estrutura de retenção com suportes inteiros para acoplar ao elemento opticamente transmissor.
Em uma realização, a estrutura de retenção pode ser um componente separado ou pode ser integralmente formada com um ou mais elementos de um sistema óptico, por exemplo, o elemento opticamente transmissor, onde suportes definem aberturas para o volume abrangido. Por exemplo, um processo de moldagem de carga dual pode ser empregado para fabricar uma estrutura de retenção e lente integralmente formadas ou integralmente conectadas.
Em uma outra realização da presente invenção, a estrutura de retenção pode ser diretamente e operativamente disposta no substrato, moldando-a sobre o substrato, usando o substrato como parte do molde, durante o processo de moldagem, por exemplo, como é feito com moldagem por inserção. Em uma outra realização da presente invenção, a estrutura de retenção é integralmente formada com o substrato.
A estrutura de retenção pode ser fabricada a partir de uma variedade de materiais, por exemplo, cerâmica, polímero, poliimida, vidro, plástico moldado, silicone moldado, metal, epóxi fornecido ou glóbulo de silicone que é curado antes do fornecimento ou inserção do material de encapsulamento, ou outro material, como seria prontamente entendido por um especialista na técnica. O acoplamento da estrutura de retenção ao substrato pode ser provido por um adesivo, repuxo a quente, formação integral ou outro método, como seria prontamente entendido por um especialista na técnica.
A estrutura de retenção pode ser configurada para ser refletiva, opaca, translúcida, transparente ou não refletiva, onde a configuração da estrutura de retenção pode ser determinada com base no efeito desejado que a estrutura de retenção tem sobre a radiação eletromagnética emitida pelo um ou mais elementos emissores de luz. Em uma realização da presente invenção, a superfície interna da estrutura de retenção é predominantemente destinada a refletir luz que é lateralmente emitida a partir dos elementos emissores de luz. Uma superfície interna adequadamente projetada e altamente refletiva pode contribuir para extração de luz eficiente a partir do acondicionamento de dispositivo de iluminação.
Em uma realização, a superfície interna da estrutura de retenção faceia o um ou mais elementos emissores de luz e pode ser difusa ou refletiva especular. Por exemplo, a superfície interna pode ser branca e caracterizada por características difusas misturadas e refletivas especulares. Superfícies brancas podem ser realizadas de vários modos diferentes, por exemplo, a superfície pode ser revestida ou pintada. Uma porção da superfície da estrutura de retenção ou estrutura de retenção total pode ser feita de um material branco, por exemplo, cerâmica branca ou plástico branco, por exemplo plástico Amodel™ ou outro material como seria prontamente entendido. Alternativamente, a superfície interna da estrutura de retenção pode ser metalizada, por exemplo, para realizar um espelho com uma mistura desejada de características refletivas difusas ou especulares.
Em uma realização, a superfície interna ou uma outra superfície da estrutura de retenção pode compreender uma camada de alumínio refletivo especular ou prata, por exemplo. Camadas metálicas podem ser depositadas usando vários métodos, incluindo sublimação catódica, ablação ou evaporação, por exemplo.
Em uma realização, a estrutura de retenção pode ser moldada por injeção e revestida com uma camada de metal na superfície interna, por exemplo. Alternativamente, o material para a estrutura de retenção ou para a superfície interna da estrutura de retenção pode ter um índice de refração mais baixo que o do material de encapsulamento. Se a superfície interna é apropriadamente conformada e os índices de refração são adequadamente escolhidos, a luz de dentro do material de encapsulamento pode ser efetivamente totalmente refletida (TIR) na superfície interior, na direção de um sistema óptico. Substrato
Em uma realização, o substrato é altamente termicamente
condutor. O substrato pode compreender uma ou mais camadas de cerâmica AIN com metalização no topo e no fundo, por exemplo. O substrato pode ser uma cerâmica recozida a baixa temperatura sobre base metálica de Cu/Mo/Cu, por exemplo. Em uma realização, o substrato pode também compreender um material plástico moldado tal como plástico de polímero de cristal líquido ou plástico Amodel™, por exemplo. O substrato pode também ser configurado como uma placa de PC de base metálica.
Em uma realização, a superfície do substrato faceando a região de fixação do elemento emissor de luz, ou certas áreas deste, pode ser refletiva difusa ou especular. As propriedades refletivas podem resultar de revestimentos de metal, por exemplo, alumínio ou prata.
Em uma realização, o substrato pode prover uma ou mais camadas com trilhas ou vias para conectar os elementos emissores de luz, dispositivos de fixação de molde ou outros dispositivos elétricos. As camadas ou trilhas podem compreender vários materiais tais como ligas metálicas incluindo uma combinação de cobre, prata, ouro, alumínio, níquel ou estanho, por exemplo.
Em uma realização da presente invenção, o substrato pode ser configurado como uma estrutura multicamada, que compreende camadas eletricamente condutoras ou eletricamente isolantes. Uma ou mais camadas de substrato compreendendo componentes eletricamente condutores, por exemplo, elementos emissores de luz, que precisam não ser curto-circuitados, tais como certas combinações de trilhas eletricamente condutoras, por exemplo, podem necessitar ser eletricamente isoladas das camadas que são opticamente refletivas porém também eletricamente condutoras. Materiais isolante adequados são bem conhecidos na técnica. Por exemplo, trilhas de metal na superfície superior do substrato podem ser inseridas sob uma camada isolante fina de material dielétrico, por exemplo, polimida de 0,5 a 2 mils (12,7 μιη a 50,8 μπι ) de espessura. Em uma realização, a camada isolante pode ser não seletivamente ou seletivamente depositada, também incluindo áreas cobertas pela estrutura de retenção, que pode ser eletricamente condutora. Em uma outra realização, a camada isolante pode ser depositada para realizar uma interface mais suave mais uniforme entre o substrato e estrutura de retenção, por exemplo.
Em uma realização, o substrato pode ser soldado a uma placa de PC, um circuito flexível ou a fios conectados a circuitos de acionamento elétrico. O substrato pode ter uma ou mis camadas eletricamente condutoras compreendendo Au ou Au/Sn ou uma outra liga de solda.
Em uma realização, o acondicionamento de dispositivo de iluminação pode ser termicamente conectado a um dissipador de calor ou tubulação de calor. O acoplamento térmico pode ser provido por solda, epóxi termicamente condutor ou outro meio de conexão térmica, como seria prontamente entendido por um especialista na técnica. Fixação do Elemento Emissor de Luz
Em uma realização da presente invenção, elementos emissores de luz, por exemplo, moldes de LED, podem ser anexados, por exemplo, soldados, a dispositivos de anexação de molde no substrato. Os dispositivos de anexação de molde podem ter contatos de dispositivos de anexação de molde com ligas de solda, compreendendo ouro, por exemplo, uma liga de ouro e estanho ou ouro e prata. Os elementos emissores de luz podem ter contatos de molde compreendendo, por exemplo, ouro, ligas de ouro-estanho ou outras. Dependendo da composição dos contatos dos elementos emissores de luz, e da composição dos dispositivos de anexação de molde, ligas de solda podem ser refluídas (liqüefeitas) a temperaturas elevadas, para anexar os elementos emissores de luz aos dispositivos de anexação de molde. Alternativamente, uma pasta de solda pode ser depositada nos dispositivos de anexação de molde antes de dispor os elementos emissores de luz. A pasta de solda pode, compreender, por exemplo, Au/Sn, que pode ser refluída a temperatura elevada para criar uma ligação.
Em uma realização, um adesivo elétrico e termicamente condutor pode ser usado para anexar os elementos emissores de luz aos dispositivos de anexação de molde. Tais adesivos podem incluir Ag contendo epóxi, por exemplo. Dependendo da espécie do adesivo, dispositivos de anexação de molde de liga de solda podem não ser requeridos para estabelecer um contato mecânico e elétrico durável. Os dispositivos de anexação de molde no substrato podem prover uma superfície superior altamente opticamente refletiva e podem termicamente bem conectados a uma camada de metalização subjacente comum. Tais camadas de metalização são amplamente usadas em certos substratos cerâmicos. Se requerido, diferentes contatos dos elementos emissores de luz podem ser separadamente conectados a seu próprio dispositivo de contato ou trilha, que pode estar localizado em um dispositivo de anexação de molde ou em qualquer lugar no substrato. Contatos individuais em um dispositivo de anexação de molde podem ser operativamente conectados a trilhas no substrato.
Outros métodos adequados para a fixação do um ou mais elementos emissores de luz seriam prontamente entendidos por um especialista na técnica. EXEMPLOS EXEMPLO 1:
Figura 1 ilustra uma vista seccional em corte de um acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com uma realização da presente invenção. Elementos emissores de luz 30 são montados e eletricamente conectados a dispositivos de metalização 20 do substrato IOe os elementos emissores de luz 30 são adicionalmente eletricamente conectados por ligações elétricas 25 a trilhas de circuitos 15 do substrato, deste modo habilitando a ativação dos elementos emissores de luz. Acoplada ao substrato 10 está uma estrutura de retenção na forma de uma parede de retenção 40 que circunscreve os elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato. Um elemento opticamente transmissor na forma de uma lente 45 tem suportes na forma de pés de suporte 50 que acoplam a lente ao substrato. Nesta realização baseada na configuração dos pés de suporte, três ou mais pés de suporte 50 são associados à lente, no sentido de suportar de modo estável a lente, onde os pés de suporte criam um série de aberturas entre a lente e o substrato. O acondicionamento de dispositivo de iluminação adicionalmente compreende um material de encapsulamento 35 que preenche o volume definido pelo substrato, lente e parede de retenção, deste modo encapsulando os elementos emissores de luz nele. As aberturas para este volume, que são criadas pelos pés de suporte, provêem localizações para desgaseificação do acondicionamento de dispositivo de iluminação, por exemplo, localizações para a exaustão de bolhas de gás que podem se formar em um material de encapsulamento líquido. Em uma realização da presente invenção, para acelerar a
exaustão destas bolhas de gás, o acondicionamento de dispositivo de iluminação pode ser exposto ótemporariamente a um atmosfera de pressão reduzida como um processo de desgaseificação. Em seguida a este processo de desgaseificação, o material de encapsulamento líquido pode ser curado, por exemplo, através da exposição a calor ou luz UV, se necessário para alcançar as propriedades desejadas do material. EXEMPLO 2:
Figura 2 ilustra uma vista seccional em corte do acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com uma outra realização da presente invenção, e Figura 3 ilustra uma vista superior deste. Elementos emissores de luz 120 são montados e eletricamente conectados a dispositivos de metalização 110 no substrato 100 e os elementos emissores de luz 120 são adicionalmente eletricamente conectados por fios de ligação 115 a trilhas de circuito 105 do substrato, deste modo habilitando a ativação dos elementos emissores de luz. Acoplada ao substrato 100, está uma estrutura de retenção na forma de uma parede de retenção 125 que circunscreve os elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato. Um elemento opticamente transmissor na forma de uma lente 130 é montado no topo da parede de retenção por suportes na forma de abas de suporte 140. Duas ou mais abas de suporte 140 podem ser associadas com a lente e podem prover uma estabilidade desejada desta, onde as abas de suporte criam uma série de aberturas 145 entre a lente e o volume definido pelo substrato, pela parede de retenção e pela lente. Por exemplo, com relação à Figura 2, as aberturas podem ser localizadas na frente ou atrás da aba 140. Em adição e com referência à Figura 3, as aberturas 145 podem ser localizadas entre a borda externa 175 da lente 130 e a borda interna 185 da parede de retenção 125. conforme ilustrado na Figura 3, quatro abas de suporte são associadas à lente, resultando então nas quatro aberturas 145. O acondicionamento de dispositivo de iluminação compreende adicionalmente um material de encapsulamento 135 que preenche o volume definido pelo substrato, lente e parede de retenção, deste modo encapsulando os elementos emissores de luz nele. As aberturas 145 dentro deste volume, que são criadas pelas abas de suporte, provêem localizações para a desgaseificação do acondicionamento de dispositivo de iluminação, por exemplo, localizações para a exaustão das bolhas de gás que podem estar presentes no material de encapsulamento. EXEMPLO 3
Figura 4 ilustra uma vista seccional em corte de um outro acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com uma outra realização da presente invenção. Elementos emissores de luz 230 são montados e eletricamente conectados a dispositivos de metalização 225 no substrato 200 e os elementos emissores de luz 230 são adicionalmente eletricamente conectados por fios de ligação 220 a trilhas de circuito 205 do substrato, deste modo habilitando a ativação dos elementos emissores de luz. Acoplada ao substrato 200, está uma estrutura de retenção na forma de uma parede de retenção 210 que circunscreve os elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato. A parede de retenção 210 é formada plataforma de assentamento 215. Um elemento opticamente transmissor na forma de uma lente 240 é acoplado à parede de retenção e especificamente à plataforma de assentamento por suportes na forma de pés de suporte 235. Em uma realização, dois ou mais pés de suporte 235 são associados com as lentes, no sentido de suportar de modo estável a lente, onde os pés de suporte criam uma série de aberturas entre a lente e o substrato. Em uma outra realização, três ou mais pés de suporte podem ser associados à lente. Região de medição uma outra realização, três ou mais pés de suporte podem ser associados à lente. O acondicionamento de dispositivo de iluminação compreende adicionalmente um material de encapsulamento 245 que preenche o volume definido pelo substrato, lente e parede de retenção, deste modo encapsulando os elementos emissores de luz nele. As aberturas para este volume, que são criadas pelos pés de suporte, provêem localizações para a desgaseificação do acondicionamento de dispositivo de iluminação, por exemplo, localizações para a exaustão das bolhas de gás que podem estar presentes no material de encapsulamento.
E obvio que as reivindicações precedentes da invenção são exemplos e podem ser variadas de muitos modos. Tais variações presentes ou futuras não devem ser vistas como um afastamento do espírito e escopo da invenção, e todas estas modificações, como seria obvio ao um especialista na técnica, são destinadas a serem incluídas dentro do escopo das seguintes reivindicações.
Claims (25)
1. Acondicionamento de dispositivo de iluminação, caracterizado pelo fato de compreender: um substrato; um ou mais elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato; uma estrutura de retenção acoplada ao substrato e circunscrevendo o um ou mais elementos emissores de luz; um elemento opticamente transmissor acoplado ao substrato e posicionado para interceptar um percurso de radiação eletromagnética emitida pelo um ou mais elementos emissores de luz; um material de encapsulamento transmissor de luz, posicionado dentro de um volume definido pelo substrato, o elemento opticamente transmissor e a estrutura de retenção, o material de encapsulamento deste modo pelo menos parcialmente encapsulando o um ou mais elementos emissores de luz nele; e dois ou mais suportes estendendo-se pelo menos parcialmente entre o elemento opticamente transmissor e o substrato, os dois ou mais suportes configurados para suportar o elemento opticamente transmissor; onde os dois ou mais suportes são dispostos para prover duas ou mais aberturas para o volume, para movimento de fluido através deles.
2. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são flexíveis, compressíveis, extensíveis ou uma combinação destes.
3. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos dois ou mais suportes possui uma seção transversal e uma superfície de contato, onde a seção transversal é menor na superfície de contato.
4. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a superfície de contato é substancialmente um ponto de contato.
5. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a superfície de contato é substancialmente uma linha de ponto de contato.
6. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada suporte possui uma superfície de contato, a superfície de contato possuindo uma forma selecionada do grupo compreendendo cônica, hemisférica, cilíndrica, troncocônica, plana, curva e convexa.
7. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de retenção é integralmente formada com o elemento opticamente transmissor.
8. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de retenção é operativamente disposta sobre o substrato.
9. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são integralmente formados com o elemento opticamente transmissor.
10. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são conectados ao elemento opticamente transmissor.
11. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os suportes contatam um ou mais dentre o substrato e a estrutura de retenção.
12. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os suportes contatam um ou mais dentre o substrato e a estrutura de retenção.
13. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de retenção compreende uma parede interna configurada como uma parede escalonada para prover uma superfície de suporte para os dois ou mais suportes.
14. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são integralmente formados com o substrato.
15. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são conectados ao substrato.
16. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são integralmente formados com a estrutura de retenção.
17. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são conectados à estrutura de retenção.
18. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento opticamente transmissor possui uma superfície faceando os elementos emissores de luz, onde a superfície é convexa.
19. Acondicionamento de dispositivo de iluminação caracterizado pelo fato de compreender: um substrato; um ou mais elementos emissores de luz operativamente acoplados ao substrato; uma estrutura de retenção acoplada ao substrato e circunscrevendo o um ou mais elementos emissores de luz; um elemento opticamente transmissor acoplado ao substrato e posicionado para interceptar um percurso de radiação eletromagnética emitida pelo um ou mais elementos emissores de luz; um material de encapsulamento transmissor de luz, posicionado dentro de um volume definido pelo substrato, o elemento opticamente transmissor e a estrutura de retenção, o material de encapsulamento deste modo pelo menos parcialmente encapsulando o um ou mais elementos emissores de luz nele; e dois ou mais suportes estendendo-se pelo menos parcialmente entre o elemento opticamente transmissor e o substrato, para suportar o elemento opticamente transmissor, cada um dos dois ou mais suportes possuindo uma seção transversal e uma superfície de contato, onde a seção transversal é menor na superfície de contato; onde os dois ou mais suportes são dispostos para prover duas ou mais aberturas para o volume, para movimento de fluido através deles.
20. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são flexíveis, compressíveis, extensíveis ou uma combinação destes.
21. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a superfície de contato é substancialmente um ponto de contato.
22. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a superfície de contato é substancialmente uma linha de ponto de contato.
23. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são integralmente formados com a estrutura de retenção.
24. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais suportes são integralmente formados com o substrato.
25. Acondicionamento de dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a estrutura de retenção é integralmente formada com o elemento opticamente transmissor.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B25A | Requested transfer of rights approved |
Owner name: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V. (NL) |
|
| B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE A 6A ANUIDADE. |
|
| B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE AO DESPACHO 8.6 PUBLICADO NA RPI 2277 DE 26/08/2014. |