Светодиод с оптическим элементом

Изобретение относится к светотехнике, а именно к полупроводниковым источникам света на основе светодиодов. Светодиод содержит по меньшей мере один светоизлучающий кристалл со сверхузкой диаграммой направленности, который установлен в корпусе из оптически прозрачного материала, световыводящая поверхность которого выполнена сферической формы, причем размер сферы и высота оптического элемента связаны определенным соотношением, зависящим от угла расходимости потока излучения светодиода; высоты оптического элемента; радиуса сферы оптического элемента; угловой величины диаграммы направленности светового потока излучающего кристалла и показателя преломления материала оптического элемента. Изобретение обеспечивает возможность создания светодиода, обеспечивающего формирование требуемой диаграммы направленности излучения светового потока. 1 ил.

 

Изобретение относится к светотехнике, а именно к полупроводниковым источникам света на основе светодиодов.

Известен светодиод с оптическим элементом (патент РФ №2055420, МПК: H01L 33/00, опубл. 27.02.1996), содержащий светоизлучающий кристалл, покрытый выполненным из светопрозрачного материала оптическим элементом, часть наружной поверхности которого представляет собой плоскость и является световыводящей поверхностью, а другая часть является не выводящей излучение поверхностью и имеет асферическую форму, образованную вращением вокруг оси симметрии кривой f(x), уравнение которой удовлетворяет условиям полного внутреннего отражения света, излучаемого кристаллом, в любой точке данной поверхности. При этом кривая f(x) получена с учетом оптических свойств кристалла и оптического элемента, а именно с учетом значений их показателей преломления.

В рассматриваемом устройстве оптический элемент собирает и выводит через световыводящую поверхность практически все излучение, испускаемое кристаллом, что обуславливает повышение выходной мощности излучения светодиода, однако с помощью данного устройства не удается получить требуемое распределение светового потока в заданном пространственном угле.

Известен светодиод (патент РФ №2265917, МПК: Н01B 33/00, опубл. 10.12.2005) с оптическим элементом, содержащий светоизлучающий кристалл, покрытый выполненным из светопрозрачного материала оптическим элементом, который имеет асферическую форму наружной поверхности, полученную вращением вокруг оси симметрии светодиода кривой f(x). Указанная поверхность является световыводящей, при этом кривая f(x) в системе координат, точка начала которой совпадает с геометрическим центром активной области светоизлучающего кристалла и образована множеством точек, координаты которых определены с учетом оптических свойств кристалла и оптического элемента, а именно с учетом значений их показателей преломления. В рассматриваемом устройстве оптический элемент обеспечивает формирование требуемой диаграммы направленности излучения светового потока.

Недостатками данного устройства являются существенное влияние точности позиционирования светоизлучающего кристалла относительно начальной точки системы координат кривой f(x) на формирование диаграммы направленности излучения светового потока, а также высокие требования к обеспечению точности выполнения световыводящей поверхности.

Задачей заявляемого изобретения является создание светодиода, обеспечивающего формирование требуемой диаграммы направленности излучения светового потока, конструкция которого позволяет снизить технологические требования и стоимость изготовления.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный светодиод с оптическим элементом согласно изобретению содержит по меньшей мере один излучающий кристалл со сверхузкой диаграммой направленности потока излучения, заключенный в корпус из оптически прозрачного материала, выполняющий функцию оптического элемента, причем световыводящая поверхность оптического элемента выполнена сферической формы, при этом радиус сферы и высота оптического элемента, расстояние от излучающей поверхности кристалла до полюса сферы, связаны соотношением из условия обеспечения требуемой расходимости потока излучения светодиода:

где α - угол расходимости потока излучения светодиода;

l - высота оптического элемента;

r - радиус сферы оптического элемента;

γ - угловая величина диаграммы направленности светового потока излучающего кристалла;

n - показатель преломления материала оптического элемента.

Техническим результатом изобретения является создание светодиода с требуемой диаграммой направленности потока излучения, конструкция которого позволяет снизить технологические требования при изготовлении и в итоге уменьшить стоимость светодиода.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлено схематическое изображение светодиода с оптическим элементом.

Светодиод содержит основание 1, на котором установлен как минимум один излучающий кристалл 2, корпус 3, изготовленный из оптически прозрачного материала, выполняющий функцию оптического элемента, световыводящая поверхность которого имеет сферическую форму, образованную вращением вокруг оси симметрии светодиода, причем высота оптического элемента и радиус сферы связаны указанным выше соотношением.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При подаче электропитания кристалл 2 излучает световой поток, который испускается через оптический элемент 3, конфигурация световыводящей поверхности которого и ее расположение от кристалла 2 обеспечивают распространение светового потока в заданном угле излучения α, что позволяет сформировать требуемую диаграмму направленности излучения светового потока с высокой степенью точности и упростить конструкцию светодиода.

Использование предложенного технического решения позволит создать светодиод, обеспечивающий формирование требуемой диаграммы направленности излучения светового потока, конструкция которого позволяет снизить технологические требования и стоимость изготовления.

Светодиод с оптическим элементом, характеризующийся тем, что он содержит по меньшей мере один излучающий кристалл со сверхузкой диаграммой направленности потока излучения, заключенный в корпус из оптически прозрачного материала, выполняющий функцию оптического элемента, причем световыводящая поверхность оптического элемента выполнена сферической формы, при этом радиус сферы и высота оптического элемента, расстояние от излучающей поверхности кристалла до полюса сферы, связаны соотношением из условия обеспечения требуемой расходимости потока излучения светодиода:

где α - угол расходимости потока излучения светодиода;
l - высота оптического элемента;
r - радиус сферы оптического элемента;
γ - угловая величина диаграммы направленности светового потока излучающего кристалла;
n - показатель преломления материала оптического элемента.



 

Похожие патенты:

Способ изготовления относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов и может использоваться для производства светодиодов. Сущность способа заключается в том, что на световыводящей поверхности GaN-n или GaN-p типов осаждается просветляющее оптическое покрытие SiO2 и в нем формируется микрорельеф в виде наноострий с плотностью 107-108 шт/см2.
Изобретение к полупроводниковым электролюминесцентным излучателям с управляемыми цветовыми характеристиками. Полупроводниковый электролюминесцентный излучатель включает соединенный с источником электропитания полупроводниковый светоизлучающий кристалл, генерирующий световой поток при протекании через него питающего тока, при этом использован кристалл, излучающий свет, по меньшей мере, в двух различных спектральных диапазонах с регулируемым путем изменения параметров электропитания соотношением интенсивностей излучений различного спектрального диапазона.

Источник света, в котором используют светоиспускающий диод с элементом, преобразующим длину волны, выполнен с возможностью получения неравномерного углового распределения цвета, которое можно использовать с конкретным оптическим устройством, которое трансформирует угловое распределение цвета в равномерное распределение цвета.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является уменьшение неравномерности яркости и оттенков.

Изобретение относится к светотехнике, в частности к световым приборам на светодиодах. Сущность изобретения заключается в том, что рабочая поверхность формирующей оптической системы, через которую выводится излучение светодиода, представляет собой в общем случае асимметричную асферическую поверхность.

Предложенный способ изготовления полупроводниковых излучателей применяется в технологии квантовой электроники. Получаемые полупроводниковые излучатели предназначены для использования в аппаратуре медицинской диагностики, экологической аппаратуре контроля газовых сред, волоконно-оптических датчиках давления, температуры, вибрации, химического анализа веществ, скорости потока жидкости и газов, в системах связи, контрольно-измерительной аппаратуре.

Сид-модуль // 2503093
Согласно изобретению предложен источник света, который содержит СИД-кристалл и люминесцентный преобразователь длины волны, смонтированные бок о бок на основании, причем СИД-кристалл выполнен с возможностью излучения света возбуждения в первом диапазоне длин волн, а люминесцентный преобразователь длины волны выполнен с возможностью преобразования света возбуждения в преобразованный свет во втором диапазоне длин волн; отражатель со встроенным поглощающим слоем, причем отражатель выполнен с возможностью пропускания преобразованного света от люминесцентного преобразователя длины волны, причем встроенный поглощающий слой выполнен с возможностью снижения пропускания отражателем любого света возбуждения, падающего на отражатель под, по существу, непрямыми углами; и отдельный полусферический поглотитель, расположенный вокруг люминесцентного преобразователя длины волны таким образом, что преобразованный свет от люминесцентного преобразователя длины волны проходит через отдельный полусферический поглотитель при нормальном угле падения, а свет возбуждения, пропущенный через отражатель, проходит через отдельный полусферический поглотитель под непрямым углом.

Светоизлучающее устройство (1) содержит светоизлучающий диод (2), размещенный на монтажной подложке (3), причем упомянутое устройство имеет боковую периферийную поверхность (6) и верхнюю поверхность (8) и оптически активный слой покрытия (7), причем упомянутый слой покрытия (7) покрывает по меньшей мере часть упомянутой периферийной поверхности (6), простирается от монтажной подложки (3) до упомянутой верхней поверхности (8) и по существу не покрывает верхнюю поверхность (8).

Изобретение может быть использовано при изготовлении твердотельных компактных мощных генераторов субтерагерцового и терагерцового диапазонов частот. Гетеропереходная структура согласно изобретению представляет собой совокупность чередующихся пар узкозонных (GaAs, либо GaN) и широкозонных (соответственно, Ga1-x Alx As, либо Ga1-xAlxN) полупроводниковых слоев.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является воспроизведение света практически равномерного цвета.

Изобретение относится к способу изготовления шаровидной светодиодной лампы (10), имеющей прозрачную колбу (14) и основание (12) для присоединения к ламповому патрону. Путем обертывания основания (12) расширяющейся лентой (38) из пеноматериала типа Compriband или подобной, до вставки в участок (16) горловины колбы (14), может быть достигнуто автоматическое выравнивание основания (12) в горловине (16) колбы. Дополнительно, полосы (36) из мягкого металла могут быть обернуты вокруг ленты (38) до обертывания ленты (38) вокруг основания (12). Лента (38) выполняет функцию воздушной подушки, которая прижимает металлические полосы (36) к основанию (12) и колбе (14). Технический результат - повышение теплоотвода за счет улучшение передачи тепла от основания к колбе. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Светоизлучающее устройство (100) согласно изобретению содержит по меньшей мере один излучатель (101) света, расположенный на подложке (102), и отражающий оптический корпус (103, 108), по меньшей мере частично окружающий по сторонам упомянутый по меньшей мере один излучатель (101) света, причем пространство (106) между упомянутым отражающим оптическим корпусом (103, 108) и упомянутым по меньшей мере одним излучателем (101) света наполнено по меньшей мере частично суспензией отражающего материала (104). Светоизлучающее устройство дополнительно содержит по меньшей мере один канал (105), подходящий для применения упомянутого отражающего материала (104). Также предложен способ изготовления описанного выше светоизлучающего устройства. Изобретение обеспечивает возможностью улучшенной светоотдачи, упрощение технологии изготовления светоизлучающего устройства, обеспечение меньшего потребления материала для изготовления светоизлучающего устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ изготовления светодиодного модуля согласно изобретению включает формирование на подложке изолирующей пленки; формирование на изолирующей пленке первой заземляющей контактной площадки и второй заземляющей контактной площадки, отделенных друг от друга; формирование первой разделительной пленки, которая заполняет пространство между первой и второй заземляющими контактными площадками, второй разделительной пленки, осажденной на поверхность первой заземляющей контактной площадки и третьей разделительной пленки, осажденной на поверхность второй заземляющей контактной площадки; формирование первого разделяющего слоя заданной высоты на каждой из разделительных пленок; распыление затравочного металла на подложку, на которой сформирован первый разделяющий слой; формирование второго разделяющего слоя заданной высоты на первом разделяющем слое; формирование первого зеркала, соединенного с первой заземляющей контактной площадкой, и второго зеркала, соединенного со второй заземляющей контактной площадкой с помощью выполнения процесса нанесения металлического покрытия на подложку, на которой сформирован второй разделяющий слой; удаление первого и второго разделяющих слоев; соединение стабилитрона с первым зеркалом и соединение светодиода со вторым зеркалом; и осаждение флуоресцентного вещества для того, чтобы заполнить пространство, образованное первым зеркалом и вторым зеркалом. Также согласно изобретению предложены еще один вариант описанного выше способа и конструкция светодиодного модуля. Изобретение обеспечивает возможность улучшить относительную световую эффективность светодиодного элемента с помощью улучшения тепловыделяющей способности при изготовлении светодиодного модуля с высокой яркостью, и получить светодиодный модуль небольшого размера с высокой яркостью при низкой стоимости, значительно снизить интенсивность отказов модуля и стоимость изготовления единицы, используя полупроводниковый процесс, который облегчает массовое производство. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Предложены два варианта светоизлучающих устройств, использующих проводящий связывающий агент при соединении корпуса и крышки. Также предложен способ изготовления светоизлучающего устройства, который включает в себя этап соединения крышки 3, имеющей рамную часть 4, с корпусом 1, имеющим светоизлучающий элемент 2, установленный в углублении корпуса 1, чтобы закрыть отверстие углубления. На этапе соединения металлический связывающий агент 31, имеющий лучшую смачиваемость в отношении рамной части 4, нежели в отношении корпуса 1, частично наносится на корпус 1 или рамную часть 4, и распространяется вдоль рамной части 4, и соединяется, при этом пространство определяется областью соединения, где соединяется металлический связующий агент, и корпус 1 и рамная часть 4 соединяются. Изобретение обеспечивает возможность стабильного производства не воздухонепроницаемого светоизлучающего устройства при использовании для соединения крышки и корпуса металлического связывающего агента за счет исключения короткого замыкания электродов. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к монтажной плате с повышенной устойчивостью к коррозии, способу изготовления такой монтажной платы, дисплейной панели и дисплейного устройства. Технический результат - создание монтажной платы, способной предотвращать коррозию металлических электродов по причине дефектов прозрачной проводящей пленки, покрывающей торцевую поверхность органической изолирующей пленки. Достигается тем, что подложка (20) активной матрицы содержит стеклянную подложку (21); металлический проводник (22), выполненный на стеклянной подложке 21; изолирующую пленку 24 затвора, покрывающую металлический проводник (22); межслойную изолирующую пленку (29), покрывающую изолирующую пленку (24) затвора; и прозрачный электрод (33), формируемый на межслойной изолирующей пленке (29). Проводник (22) развертки содержит контактную область (55), в которой прозрачный электрод (33) наносят непосредственно на проводник (22) развертки. Прозрачный электрод 33 проходит над контактной областью (55) таким образом, чтобы покрывать торцевую поверхность (29а) межслойной изолирующей пленки (29), обращенную к контактной области (55), и торцевую поверхность (24а) изолирующей пленки (24) затвора, обращенную к контактной области (55). 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 52 ил.

Изобретение относится к способу формирования люминесцентного керамического преобразователя и к люминесцентному керамическому преобразователю, полученному таким способом. Способ содержит этапы: а) объединение материала предшественника с порообразующей добавкой, чтобы образовать сырую смесь, причем порообразующая добавка содержит по существу сферические частицы углеродистого материала или органического материала; (b) формование сырой смеси, чтобы образовать сырую заготовку керамического преобразователя; (c) нагревание сырой заготовки, чтобы удалить порообразующую добавку и сформировать предварительно обожженный керамический материал, имеющий по существу сферически сформированные поры; и (d) спекание предварительно обожженного керамического материала, чтобы сформировать люминесцентный керамический преобразователь. Полученный люминесцентный керамический преобразователь содержит спеченный, монолитный керамический материал, который преобразует свет с первой длиной волны в свет со второй длиной волны. Керамический материал имеет по существу сферически сформированные поры со средним размером от 0,5 до 10 мкм. Технический результат - получение люминесцентного керамического преобразователя с регулируемым желательным распределением и размером пор. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области светотехники и, в частности, к люминесцирующим материалам, используемым в твердотельных источниках белого света. Согласно изобретению предложен композиционный люминесцирующий материал для твердотельных источников белого света, которые содержат светодиод, излучающий в области 430-480 нм, а также смесь, по крайней мере, двух люминофоров, первый из которых имеет желто-оранжевое свечение в области (560-630 нм), а второй взят из группы алюминатов щелочноземельных металлов, активированных европием. При этом в качестве второго люминофора используют, по крайней мере, один, практически невозбуждаемый первичным излучением светодиода фотонакопительный люминофор, обладающий длительным послесвечением. Массовое соотношение между желто-оранжевым и фотонакопительным люминофорами составляет: желто-оранжевый люминофор 10-90%, фотонакопительный люминофор 10-90%. Получаемый материал характеризуется высокой яркостью и светотехническими параметрами, которые соответствуют кривой излучения абсолютно черного тела с цветовой температурой от 2900 до 6100 К, обладает длительным послесвечением и имеет невысокую стоимость. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к источникам света, работающим на основе полупроводниковых светоизлучающих диодов. Радиатор отвода тепла выполнен из набора пластин или -образной формы, контактирующих одна с другой плоской горизонтальной частью. Длина горизонтальной части каждой последующей по мере приближения к светодиоду пластины радиатора больше предыдущей. Концы пластин загнуты в сторону, противоположную от теплоотводящего основания. Теплоотводящее основание размещено под радиатором отвода тепла. По второму варианту длина горизонтальной части каждой из пластин радиатора увеличивается от крайних из них к средним, а теплопроводящее основание размещено под радиатором отвода тепла между концами загнутых пластин. По третьему варианту теплопроводящее основание размещено с торцевой части радиатора между концами загнутых пластин. Техническим результатом изобретения является снижение габаритов светильника, оптимизация тепловой площади и воздействия потока воздуха в зоне рассеивания тепла. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является обеспечение излучения общего практически однородного цвета. Осветительное устройство (12) снабжено множеством плат (20) источников света (ПИС), на которых установлено множество точечных источников (17) света. Усредненный цветовой тон точечных источников (17) света (ТИС) на каждой из плат (20) лежит в эквивалентном цветовом диапазоне, определяемом квадратом, у которого каждая из двух сторон, являющихся противолежащими сторонами, имеет длину координаты по оси Х 0,015 и каждая из двух сторон, являющихся противолежащими сторонами, имеет длину координаты по оси Y 0,015 на цветовом графике цветового пространства Международной комиссии по Освещению 1931 г. Точечные источники света классифицируются на три цветовых диапазона, определяемых квадратами, причем каждая сторона квадрата имеет координатную длину 0,015. При этом второй и третий диапазоны примыкают к первому, включающему в себя упомянутый эквивалентный цветовой диапазон. Платы источников света включают в себя первые платы, на которых установлены точечные источники света в первом и втором цветовых диапазонах, и вторые платы, на которых установлены точечные источники света в первом и третьем цветовых диапазонах. Первые и вторые платы источников света размещены поочередно. 5 н. и 21 з.п. ф-лы, 17 ил.

Блок LED, содержащий LED кристалл (10), слой (12) люминофора и фильтрующий слой (14), который расположен таким образом, что световые лучи, излучаемые от LED кристалла (10), с углом излучения ниже предварительно определенного угла относительно нормали фильтра, по меньшей мере, частично отражаются, и световые лучи, излучаемые от LED кристалла выше этого предварительно определенного угла, относительно нормали к фильтрующему слою (14) пропускаются. Изобретение обеспечивает возможность создания блока LED, который решает проблему желтого кольца без снижения эффективности блока LED. 13 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к полупроводниковым источникам света на основе светодиодов. Светодиод содержит по меньшей мере один светоизлучающий кристалл со сверхузкой диаграммой направленности, который установлен в корпусе из оптически прозрачного материала, световыводящая поверхность которого выполнена сферической формы, причем размер сферы и высота оптического элемента связаны определенным соотношением, зависящим от угла расходимости потока излучения светодиода; высоты оптического элемента; радиуса сферы оптического элемента; угловой величины диаграммы направленности светового потока излучающего кристалла и показателя преломления материала оптического элемента. Изобретение обеспечивает возможность создания светодиода, обеспечивающего формирование требуемой диаграммы направленности излучения светового потока. 1 ил.

Наверх