Эффективная светодиодная матрица

Авторы патента:

H01L33/00 - Полупроводниковые приборы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или с поверхностным барьером, предназначенные для светового излучения, например инфракрасного; специальные способы или устройства для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы таких приборов (соединение световодов с оптоэлектронными элементами G02B 6/42; полупроводниковые лазеры H01S 5/00; электролюминесцентные источники H05B 33/00)

Владельцы патента RU 2521219:

БРИДЖЛЮКС, ИНК. (US)

Использование: для излучения света посредством светоизлучающих диодов. Сущность изобретения заключается в том, что светодиодное (LED) устройство содержит металлическую подложку, имеющую отражающую поверхность, и множество светодиодных кристаллов, установленных непосредственно на отражающей поверхности металлической подложки, чтобы обеспечить возможность рассеяния тепла, при этом, по меньшей мере, часть светодиодных (LED) кристаллов размещена на расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных (LED) кристаллов, а также электрическую цепь, сформированную путем соединения светодиодных (LED) кристаллов кристалл к кристаллу. Технический результат: повышение светоотдачи, улучшение теплоотвода от матрицы светодиодных кристаллов и упрощение изготовления матрицы светодиодных кристаллов. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 5 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится, в основном, к светоизлучающим диодам, а более конкретно к эффективной светодиодной матрице.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Светоизлучающим диодом (LED) является полупроводниковый материал, насыщенный или легированный примесями. Эти примеси добавляют в полупроводник «электроны» или «дырки», которые могут передвигаться в веществе относительно свободно. В зависимости от типа примеси легированная область полупроводника может обладать, преимущественно, электронами или дырками и упоминается как полупроводниковая область n-типа или p-типа, соответственно. В светодиодных применениях полупроводник включает полупроводниковую область n-типа и полупроводниковую область p-типа. На границе перехода между двумя областями создается обратное электрическое поле, которое вынуждает электроны и дырки удаляться от перехода, для формирования активной области. Если к p-n-переходу подают прямое напряжение, достаточное для преодоления обратного электрического поля, то электроны и дырки вынуждают двигаться в активную область и объединяться. Когда электроны объединяются с дырками, они переходят на более низкие энергетические уровни и высвобождают энергию в виде света.

Во время работы к p-n-переходу подают прямое напряжение посредством двух электродов. Электроды формируют в полупроводниковом веществе посредством p-электрода, сформированного в полупроводниковой области p-типа, и n-электрода, сформированного в полупроводниковой области n-типа. Каждый электрод включает в себя проводящую контактную площадку, что позволяет подать внешнее напряжение к светодиоду.

Как правило, устройство, имеющее множество светодиодных кристаллов (LED), создают путем монтажа близко расположенных светодиодных кристаллов на керамическую подложку. К сожалению, близко расположенные светодиодные кристаллы могут оказывать взаимное влияние друг на друга и приводить к сниженной светоотдаче. Кроме того, керамическую подложку используют потому, что светодиодные кристаллы имеют тепловые цепи и электрические цепи, которые контактируют друг с другом. Например, светодиодные кристаллы могут иметь электрические контакты как на верхней, так и на нижней поверхности, поэтому, когда кристалл монтируют на подложку, подложка может пропускать как тепло, так и электричество. Таким образом, керамическая подложка предоставляет электроизолирующие свойства, при этом допуская прохождение тепла. К сожалению, керамическая подложка не обеспечивает достаточно эффективной тепловой цепи, поэтому тепло, выделяемое близко расположенными светодиодными кристаллами, может ухудшать светоотдачу. Для того чтобы облегчить рассеяние тепла, керамическую подложку можно монтировать на алюминиевый распределитель тепла, который, в свою очередь, монтируют на дополнительный теплоотвод. Устройство является дорогостоящим и, в результате, усложняется изготовление.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данной области техники существует необходимость совершенствования светодиодных кристаллов для того, чтобы повысить светоотдачу, предоставить эффективное рассеяние тепла и упростить изготовление.

В одном аспекте предоставляют светодиодное устройство, которое содержит металлическую подложку, обладающую отражающей поверхностью, и множество светодиодных кристаллов, монтируемых непосредственно на отражающую поверхность металлической подложки, чтобы предусмотреть возможность рассеяния тепла, и характеризуется тем, что, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов размещают на определенном расстоянии друг от друга, чтобы предусмотреть возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных кристаллов.

В другом аспекте предоставляют способ формирования светодиодного устройства. Способ включает конфигурирование металлической подложки, чтобы иметь отражающую поверхность и монтировать множество светодиодных кристаллов непосредственно на отражающую поверхность металлической подложки, чтобы предусмотреть возможность рассеяния тепла, и характеризуется тем, что, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов размещают на определенном расстоянии друг от друга, чтобы предусмотреть возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных кристаллов.

Еще в одном аспекте предоставляют светодиодную лампу, которая содержит корпус и светодиодное устройство, присоединенное к корпусу. Светодиодное устройство содержит металлическую подложку, обладающую отражающей поверхностью, и множество светодиодных кристаллов, монтируемых непосредственно на отражающую поверхность металлической подложки, чтобы предусмотреть возможность рассеяния тепла, и при этом, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов размещают на определенном расстоянии друг от друга, чтобы предусмотреть возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных кристаллов.

В еще другом аспекте предоставляют осветительный прибор, который содержит источник питания и электрически связанную с источником питания светодиодную лампу. Светодиодная лампа включает корпус и светодиодное устройство, присоединенное к корпусу. Светодиодное устройство содержит металлическую подложку, обладающую отражающей поверхностью, и множество светодиодных кристаллов, монтируемых непосредственно на отражающую поверхность металлической подложки, чтобы предусмотреть возможность рассеяния тепла, и при этом, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов размещают на определенном расстоянии друг от друга, чтобы предусмотреть возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных кристаллов.

Другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными квалифицированному специалисту в данной области техники из следующего подробного описания. Как будет понятно, настоящее изобретение включает еще и другие аспекты и некоторые другие его особенности, которые допускают модификации в различных других смыслах, но все, не выходя за пределы существа и объема настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и подробное описание по характеру должны расцениваться как иллюстративные, а не как ограничивающие.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изложенные выше аспекты, описанные в данном документе, станут более очевидными со ссылкой на следующее описание со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает вид сверху и вид сбоку светодиодного кристалла для использования в аспектах эффективной светодиодной матрицы;

фиг.2 изображает светодиодную матрицу, сконструированную в соответствии с аспектами настоящего изобретения;

фиг.3 изображает эффективное устройство светодиодной матрицы, сконструированное в соответствии с аспектами настоящего изобретения;

фиг.4 изображает блок-схему этапов способа создания устройства эффективной светодиодной матрицы в соответствии с аспектами настоящего изобретения; и

фиг.5 изображает примерные устройства, включающие эффективные светодиодные матрицы, сконструированные в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В дальнейшем настоящее изобретение описывается более полно со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых показывают различные аспекты настоящего изобретения. Данное изобретение может, однако, быть воплощено во многих различных видах и не может быть интерпретировано, как ограничивающее различные аспекты настоящего изобретения, представленные на протяжении всего раскрытия. Скорее эти аспекты предоставляют с тем, чтобы сделать это раскрытие более детальным и завершенным, и полностью передавать объем изобретения специалисту в данной области техники. Различные аспекты настоящего изобретения, иллюстрированные чертежами, могут быть выполнены не в масштабе. Соответственно, размеры различных деталей могут быть увеличены или уменьшены для ясности. Кроме этого, некоторые чертежи могут быть упрощены для ясности. Таким образом, на чертежах могут быть не указаны все компоненты данного устройства или способа.

Различные аспекты настоящего изобретения будут описаны далее в данном документе со ссылкой на чертежи, которые являются схематическими иллюстрациями теоретической конфигурации настоящего изобретения. В связи с этим можно предполагать изменение определенных шаблонов иллюстраций, например, в результате технологии изготовления и/или из-за допусков. Таким образом, различные аспекты настоящего изобретения, представленные на протяжении всего раскрытия, не могут быть интерпретированы как ограничивающие определенные требуемые формы элементов (например, областей, слоев, сегментов, подложек и т.д.), проиллюстрированных и описанных далее в данном документе, а представлены для того, чтобы включить отклонения от определенных требуемых форм, получаемых, например, в результате изготовления. В качестве примера элемент, иллюстрированный или описанный как прямоугольный, может иметь круглые или искривленные детали и/или градиент концентрации на краях выше, чем дискретное изменение от одного элемента к другому. Таким образом, элементы, иллюстрированные на чертежах, являются схематичными по своему характеру, и такие образцы не предназначены для иллюстрации точной определенной требуемой формы элемента и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

Следует понимать, что когда элемент, например область, слой, сегмент, подложка или подобные имЮ упоминается как на находящийся «на» еще одном элементе, то он может быть расположен непосредственно на другом элементе или могут присутствовать также и промежуточные элементы. Напротив, когда элемент упоминается как находящийся «непосредственно на» еще одном элементе, то никакого промежуточного элемента не присутствует. Дополнительно следует понимать, что когда элемент упоминается как элемент, «сформированный» на еще одном элементе, то его можно вырастить, нанести, вытравить, прикрепить, соединить, присоединить или иначе приготовить или изготовить на другом элементе или промежуточном элементе.

Дополнительно, относительные понятия, такие как «более низкий» или «низ» и «более верхний» или «верх», могут быть использованы в данном документе, чтобы описать взаимное расположение одного элемента относительно другого, иллюстрированное чертежами. Следует понимать, что относительные понятия предназначены, чтобы включить различные ориентации устройств, в дополнение к ориентации, указанной на чертежах. В качестве примера, если устройство на чертежах переворачивают, то элементы, описанные как находящиеся на «более низкой» стороне других элементов, будут затем ориентированы на «более верхние» стороны других элементов. Понятие «более низкий» может, следовательно, включать как «нижнюю», так и «верхнюю» ориентацию, в зависимости от конкретной ориентации устройств. Аналогично, если устройство на чертеже переворачивают, то элементы, описанные как «ниже» или «под» другими элементами, окажутся ориентированными «над» другими элементами. Понятия «ниже» или «под» могут, следовательно, заключать как ориентацию выше, так и ориентацию ниже.

Если не определено по-другому, то все понятия (включая технические и научные понятия), используемые в данном документе, имеют одинаковое значение, которое обычно понимает квалифицированный специалист в той области техники, к которой принадлежит данное изобретение. Дополнительно следует понимать, что такие понятия, которые указаны в обычно используемых словарях, следует интерпретировать как имеющие значение, которое согласуется с этим значением в контексте, относящемся к существующему уровню техники и к данному раскрытию изобретения.

Используемые в данном документе формы единственного числа предназначены также и для включения форм множественного числа до тех пор, пока в контексте ясно не указано иначе. Дополнительно следует понимать, что выражения «содержит» и/или «содержащий», используемые в данном описании изобретения, указывают на присутствие заявленных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но препятствуют наличию или дополнению одним или более из признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или групп этого. Выражение «и/или» включает в себя любое и все сочетания одного или более из перечисленных связанных выражений.

Необходимо понимать, что, несмотря на то, что выражения «первый» и «второй» могут быть использованы в данном документе для описания всевозможных областей, слоев и/или сегментов, такие области, слои и/или сегменты не следует ограничивать только этими выражениями. Эти выражения используют только для того, чтобы отличить одну область, слой, сегмент от другой области, слоя, сегмента. Таким образом, обсуждаемые ниже первую область, слой, сегмент можно обозначить как вторую область, слой, сегмент, и аналогично вторую область, слой, сегмент можно обозначить как первую область, слой, сегмент, не отступая от замысла настоящего изобретения.

На фиг.1 показан вид сверху 102 и вид сбоку 110 примера светодиодного кристалла 100 для использования в аспектах эффективной светодиодной матрицы. Ссылаясь на вид сверху 102, светодиодный кристалл включает часть 104 корпуса и активную область, которая расположена внутри области 106. Например, область 106 включает область полупроводника n-типа, которая имеет, преимущественно, электроны, и область полупроводника p-типа, которая имеет, преимущественно, дырки. Во время работы у перехода между областью n-типа и областью p-типа создается обратное электрическое поле, которое вынуждает электроны и дырки перемещаться от перехода для формирования активной области. Когда прямое напряжение, достаточное для преодоления обратного электрического поля, подают к p-n-переходу, электроны и дырки вынуждают передвигаться в активную область и объединяться. Когда электроны соединяются с дырками, они переходят на более низкие энергетические уровни и высвобождают энергию в виде света.

Светодиодный кристалл 100 также содержит электрические контакты 108, которые используют для подачи напряжения. Например, для подачи электрического напряжения проводники, по которым подводится электрический сигнал, соединяют с контактами 108. Когда подают напряжение к контактам 108 посредством соединенных проводов, активная область функционирует для излучения света выбранного цвета.

Ссылаясь теперь на вид 110 сбоку, можно видеть, что светодиодный кристалл 100 включает нижнюю монтажную поверхность 112, которую можно использовать для монтажа светодиодного кристалла 100 на подложку. Например, для монтажа светодиодного кристалла 100 на подложку можно использовать любой подходящий адгезив. Как можно дополнительно увидеть на виде 110 сбоку, электрические контакты 108 на верхней поверхности светодиодного кристалла 100 формируют по горизонтали электрическую цепь, обозначенную стрелкой 114. Поскольку электрические соединения не контактируют с монтажной поверхностью 112 светодиодного кристалла 100, его можно монтировать непосредственно на металлическую подложку без изолирующего диэлектрика. Посредством монтажа светодиодного кристалла 100 непосредственно на металлическую подложку создают тепловую цепь (обозначенную стрелкой 116), чтобы предусмотреть возможность прохождения тепла от светодиодного кристалла 100 к металлической подложке. Обеспечивая эффективную тепловую цепь 116, можно уменьшить или минимизировать любые потери оптической энергии светодиодного кристалла 100 из-за тепловых эффектов.

Следовательно, для светодиодного кристалла 100 предусматриваются отдельные электрическая цепь и тепловая цепь, чтобы иметь возможность монтировать светодиодный кристалл 100 непосредственно на металлическую подложку без изолирующего диэлектрика, тем самым предоставляя эффективную тепловую цепь, чтобы уменьшить или минимизировать разрушающее влияние теплового эффекта на светоотдачу.

Фиг.2 изображает примерную светодиодную матрицу 200, сконструированную в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Светодиодная матрица 200 содержит металлическую подложку 204, которая имеет отражающую поверхность 206. Например, металлическую подложку можно создать из алюминия, а отражающей поверхностью 206 может быть незащищенный или полированный алюминий. Альтернативно отражающая поверхность 206 может быть сформирована путем нанесения на подложку 204 серебряного покрытия. Таким образом, отражающая поверхность 206 может быть сформирована из любого отвечающего требованиям материала и может быть сформирована на подложке 204 любым соответствующим способом. В разных аспектах отражающая поверхность имеет показатель отражения 70% или больше.

Матрицу светодиодных кристаллов монтируют непосредственно на отражающую поверхность 206 металлической подложки 204. Например, матрица светодиодных кристаллов может включать в себя светодиодный кристалл 100, показанный на фиг.1. Поскольку светодиодный кристалл 100 имеет монтажную поверхность 112, которая отделена от электрической цепи 114, светодиодный кристалл 100 может быть смонтирован непосредственно на отражающую поверхность 206. Поступая таким образом, формируют эффективную тепловую цепь, позволяющую отводить тепло от матрицы светодиодных кристаллов к металлической подложке 204. Следует также отметить, что хотя на фиг.2 показано девять светодиодных кристаллов, не существует ограничений по количеству светодиодных кристаллов, которые могут быть использованы, и в действительности, как только увеличивается количество светодиодных кристаллов, так и увеличивается оптическое усиление.

В разнообразных аспектах светодиодную матрицу 200 монтируют на подложку 204 с предварительно установленным шагом. Например, монтируют светодиодные кристаллы, имеющие вертикальный шаг, обозначенный как 208, и горизонтальный шаг, обозначенный как 210. В разнообразных аспектах горизонтальный шаг и вертикальный шаг составляют 0,5 миллиметра или более. Этот шаг открывает области 212 отражающей поверхности 206 между светодиодными кристаллами. Посредством открывания этих областей 212 свет, излучаемый светодиодными кристаллами, может отражаться открытыми частями отражающей поверхности 206, увеличивая величину светоотдачи светодиодной матрицы. Следует отметить, что светодиодная матрица может иметь одинаковый шаг, неодинаковый шаг или комбинацию этого и не ограничивается единственным фиксированным шагом.

Фиг.3 изображает примерное устройство 300 эффективной светодиодной матрицы, сконструированной в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Устройство 300 содержит светодиодную матрицу 200 светодиодных кристаллов (например, светодиод 100), монтируемую непосредственно на отражающую поверхность 206 с предварительно определенным шагом, чтобы открыть области отражающей поверхности, чтобы предусмотреть возможность отражения света отражающей поверхностью, обозначенной 308, которая расположена между светодиодными кристаллами.

Для обеспечения электрических соединений на алюминиевую металлическую подложку светодиодной матрицы 200 монтируют слой диэлектрического изолятора 302, которым может быть окись алюминия. Поверх диэлектрика 302 к контактной площадке 306 прокладывают медные дорожки 304. Затем соединительными проводниками выполняют разводку от контактной площадки 306 непосредственно от кристалла к кристаллу, так что электрическое напряжение можно будет подавать ко всем чипам в светодиодной матрице 200. В результате формируют электрическую цепь, обозначенную как 312.

Светодиодную матрицу 200 монтируют непосредственно на теплоотвод 310. Теплоотвод 310 содержит любой отвечающий требованиям материал, и светодиодную матрицу монтируют непосредственно на теплоотвод 310 без какой-либо диэлектрической изоляции. Это предусматривает эффективную передачу тепла от металлической подложки светодиодной матрицы 200 теплоотводу 310. Таким образом, металлическая подложка работает не только, чтобы охлаждать светодиодные кристаллы, но и позволяет сделать теплоотвод меньше, поскольку подложку монтируют непосредственно на теплоотвод. Например, для керамических подложек необходим алюминиевый рассеиватель тепла, который является большим и увеличивает расходы. Поскольку светодиодные кристаллы монтируют непосредственно на алюминиевую подложку, а алюминиевую подложку монтируют непосредственно на теплоотвод, то формируют эффективную тепловую цепь, обозначенную как 314. Тепловая цепь позволяет рассеивать выделяемое светодиодными кристаллами тепло посредством алюминиевой подложки и теплоотвода 310, снижая тем самым ухудшающее влияние тепла на светоотдачу.

Фиг.4 изображает примерный способ 400 создания эффективной светодиодной матрицы в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Для ясности, далее описывают способ 400 со ссылкой на устройство 300 эффективной светодиодной матрицы, показанное на фиг.3.

В блоке 402 формируют металлическую подложку с отражающей поверхностью. Например, подложкой может быть алюминий, а отражающей поверхностью является полированный алюминий или серебряное покрытие.

В блоке 404 задают шаг светодиодных кристаллов в светодиодной матрице. Например, определяют, что горизонтальный и вертикальный шаг должен быть одинаковым, неодинаковым или комбинацией этого. В некотором аспекте выбранный горизонтальный и вертикальный шаг примерно равен или больше 0,5 миллиметра.

В блоке 406 светодиодную матрицу монтируют на отражающую поверхность металлической подложки с предварительно установленным шагом. Поскольку светодиодная матрица имеет отдельные электрическую цепь и тепловую цепь, светодиодные кристаллы монтируют непосредственно на металлическую подложку, не используя диэлектрический изолятор. Шаг светодиодных кристаллов открывает области отражающей поверхности между кристаллами, и эти области работают для отражения света, тем самым повышая светоотдачу светодиодной матрицы.

В блоке 408 устанавливают электрические соединения, чтобы сформировать электрическую цепь, отдельную от тепловой цепи. Например, чтобы предусмотреть возможность подачи электрического напряжения к кристаллам, соединяют проводниками все чипы светодиодной матрицы, как описано выше. Сформированную электрическую цепь разъединяют с тепловой цепью.

В блоке 410 светодиодную матрицу монтируют непосредственно на теплоотвод. Поскольку подложка светодиодной матрицы является металлической, ее можно монтировать непосредственно на теплоотвод, не используя диэлектрический изолятор.

Следовательно, способ 400 работает для создания эффективной светодиодной матрицы в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Следует отметить, что этапы способа 400 могут быть перегруппированы или модифицированы иначе в пределах объема различных аспектов. Таким образом, возможны другие осуществления в соответствии с объемом различных аспектов, описанных в данном документе.

Фиг.5 изображает примерные устройства 500, содержащие эффективные светодиодные матрицы, сконструированные в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приборы 500 включают лампу 502, осветительное устройство 504 и уличный светильник 506. Каждое из устройств, изображенных на фиг.5, содержит эффективную светодиодную матрицу, описанную в настоящем документе. Например, лампа 502 содержит корпус 516 и эффективную светодиодную матрицу 508, которая содержит матрицу светодиодов с заранее установленным шагом, монтируемую непосредственно на металлическую подложку с отражающей поверхностью. Предварительно установленный шаг работает для увеличения светоотдачи. Лампу 502 можно использовать для любых типов общего освещения. Например, лампу 502 можно использовать в автомобильной фаре, уличном светильнике, потолочном светильнике или в любом другом практическом применении для общего освещения. Осветительное устройство 504 содержит источник питания 510, который электрически присоединен к лампе 512, которая может быть сконфигурирована как лампа 502. В некотором аспекте источником питания могут быть батареи или любой другой подходящий источник питания, например солнечный элемент. Уличный светильник 506 включает источник питания, соединенный с лампой 514, которая может иметь такую же конфигурацию, что и лампа 502. В некотором аспекте лампа 514 включает корпус и эффективную светодиодную матрицу, которая включает матрицу светодиодов с предварительно установленным шагом, монтируемую непосредственно на металлическую подложку с отражающей поверхностью. Предварительно установленный шаг служит для увеличения светоотдачи.

Следует отметить, что аспекты эффективной светодиодной матрицы, описанные в данном документе, пригодны для использования практически для любого типа светодиодных сборок, которые, в свою очередь, можно использовать для различных видов осветительных устройств, и не ограничиваются устройствами, изображенными на фиг.5. Таким образом, эффективная светодиодная матрица, описанная в данном документе, предоставляет эффективную светоотдачу и эффективное рассеяние тепла и может быть использована в устройстве для целого ряда применений устройства.

Различные аспекты настоящего раскрытия предоставляют возможность квалифицированному специалисту в данной области техники на практике осуществить настоящее изобретение. Различные модификации аспектов, имеющиеся по всему раскрытию, будут понятны специалисту в данной области техники, а концепции, раскрытые в данном документе, могут быть распространены на другие практические применения. Таким образом, формула изобретения не предназначена для ограничения различных аспектов этого раскрытия, но должна быть согласована с полным объемом, составляющим текст формулы изобретения. Все структурные и функциональные эквиваленты различных аспектов элементов, описанные по всему настоящему раскрытию, которые известны или которые станут известны специалисту в данной области техники, включают в данный документ посредством ссылок и подразумевают, что они будут охвачены формулой изобретения.

Помимо этого, ничто из раскрытого в данном документе не предназначено для того, чтобы делать изобретение всеобщим достоянием, не обращая внимания на то, будет ли такое раскрытие однозначно изложено в формуле изобретения. Ни один из элементов пункта формулы изобретения не может быть истолкован как не отвечающий положениям шестого пункта 35 U.S.C. §112 до тех пор, пока этот элемент ясно не изложен с использованием формулировки «средство для», или в отношении пункта формулы изобретения на способ, пока этот элемент не изложен с использованием формулировки «этап для».

Следовательно, несмотря на то, что в данном документе проиллюстрированы и описаны аспекты эффективной светодиодной матрицы, следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения аспектов без отступления от сущности или основных характеристик. Следовательно, раскрытия и описания в данном документе предназначены для иллюстрации, а не для ограничения объема изобретения, который изложен в нижеследующей формуле изобретения.

1. Светодиодное (LED) устройство, содержащее:
металлическую подложку, имеющую отражающую поверхность; и
множество светодиодных кристаллов, установленных непосредственно на отражающей поверхности металлической подложки, чтобы обеспечить возможность рассеяния тепла, и при этом, по меньшей мере, часть светодиодных (LED) кристаллов размещена на расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных (LED) кристаллов, и
электрическую цепь, сформированную путем соединения светодиодных (LED) кристаллов кристалл к кристаллу.

2. Устройство по п.1, в котором отражающая поверхность содержит полированный алюминий.

3. Устройство по п.1, в котором отражающая поверхность содержит серебряное покрытие.

4. Устройство по п.1, в котором отражающая поверхность имеет отражающую способность, равную 70% или больше.

5. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов формирует матрицу с шагом кристалла, который составляет около 0,5 миллиметра или больше.

6. Устройство по п.1, в котором множество светодиодных (LED) кристаллов обеспечивает отдельные тепловую и электрическую цепи.

7. Устройство по п.1, в котором множество светодиодных (LED) кристаллов имеет первую поверхность, которая установлена на отражающей поверхности, и электрические контакты, которые размещены на одной или более поверхностях, не являющихся первой поверхностью.

8. Устройство по п.1, в котором металлическая подложка установлена непосредственно на теплоотводе.

9. Способ формирования светодиодного (LED) устройства, содержащий этапы, на которых:
конфигурируют металлическую подложку, чтобы иметь отражающую поверхность; и
устанавливают множество светодиодных (LED) кристаллов непосредственно на отражающей поверхности металлической подложки, чтобы обеспечить возможность рассеяния тепла, и при этом, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов размещают на расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных (LED) кристаллов, и
формируют электрическую цепь путем соединения светодиодных (LED) кристаллов кристалл к кристаллу.

10. Способ по п.9, в котором на этапе конфигурирования конфигурируют отражающую поверхность, чтобы она содержала полированный алюминий.

11. Способ по п.9, в котором на этапе конфигурирования конфигурируют отражающую поверхность, чтобы она содержала серебряное покрытие.

12. Способ по п.9, в котором на этапе конфигурирования конфигурируют отражающую поверхность, чтобы она имела отражающую способность, равную 70% или больше.

13. Способ по п.9, в котором дополнительно формируют матрицу, имеющую шаг кристаллов около 0,5 миллиметра или больше, по меньшей мере, у части светодиодных (LED) кристаллов.

14. Способ по п.9, дополнительно содержащий этап, на котором конфигурируют множество светодиодных (LED) кристаллов, чтобы сформировать отдельные тепловую и электрическую цепи.

15. Способ по п.9, дополнительно содержащий этап, на котором конфигурируют множество светодиодных (LED) кристаллов, чтобы иметь первую поверхность, которую устанавливают на отражающую поверхность, и электрические контакты, которые размещают на одной или более поверхностях, которые не являются первой поверхностью.

16. Способ по п.9, дополнительно содержащий этап, на котором устанавливают металлическую подложку непосредственно на теплоотводе.

17. Светодиодная (LED) лампа, содержащая:
корпус; и
светодиодное устройство, присоединенное к корпусу и содержащее:
металлическую подложку, имеющую отражающую поверхность; и
множество светодиодных кристаллов, установленных непосредственно на отражающей поверхности металлической подложки, чтобы предусмотреть возможность рассеяния тепла, и при этом, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов расположена на расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных кристаллов, и
электрическую цепь, которая сформирована путем соединения светодиодных (LED) кристаллов кристалл к кристаллу.

18. Лампа по п.17, в которой отражающая поверхность содержит полированный алюминий.

19. Лампа по п.11, в которой отражающая поверхность содержит серебряное покрытие.

20. Лампа по п.17, в которой отражающая поверхность имеет отражающую способность 70% и больше.

21. Лампа по п.17, в которой, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов выполнена с возможностью формирования матрицы, имеющей шаг кристаллов, который составляет около 0,5 миллиметра или больше.

22. Лампа по п.17, в которой множество светодиодных кристаллов обеспечивает отдельные тепловую и электрическую цепи.

23. Лампа по п.17, в которой множество светодиодных кристаллов имеет первую поверхность, которая установлена на отражающей поверхности, и электрические контакты, которые размещены на одной или более поверхностях, которые не являются первой поверхностью.

24. Лампа по п.17, в которой металлическая подложка установлена непосредственно на теплоотводе.

25. Осветительное устройство, содержащее:
источник питания;
электрически соединенную с источником питания светодиодную лампу, содержащую:
корпус; и
светодиодное устройство, присоединенное к корпусу и содержащее:
металлическую подложку, имеющую отражающую поверхность; и
множество светодиодных кристаллов, установленных непосредственно на отражающей поверхности металлической подложки, чтобы предусмотреть возможность рассеяния тепла, и при этом, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов расположена на расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить возможность отражения света от части отражающей поверхности, которая расположена между частями светодиодных кристаллов, и
электрическую цепь, сформированную путем соединения светодиодных (LED) кристаллов кристалл к кристаллу.

26. Осветительное устройство по п.25, в котором отражающая поверхность содержит полированный алюминий.

27. Осветительное устройство по п.25, в котором отражающая поверхность содержит серебряное покрытие.

28. Осветительное устройство по п.25, в котором отражающая поверхность имеет отражающую способность, равную 70% и больше.

29. Осветительное устройство по п.25, в котором, по меньшей мере, часть светодиодных кристаллов выполнена с возможностью формирования матрицы, имеющую шаг кристаллов, который составляет около 0,5 миллиметра или больше.

30. Осветительное устройство по п.25, в котором множество светодиодных кристаллов обеспечивает отдельные тепловую и электрическую цепи.

31. Осветительное устройство по п.25, в котором множество светодиодных кристаллов имеет первую поверхность, которая установлена на отражающей поверхности, и электрические контакты, которые предусмотрены на одной или более поверхностях, которые не являются первой поверхностью.

32. Осветительное устройство по п.25, в котором металлическая подложка установлена непосредственно на теплоотводе.

Похожие патенты:

Осветительное устройство // 2519242

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение угла излучения.

Источник света на светодиодах для медицинских светильников // 2518181

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является обеспечение низкого потребления энергии и упрощение изготовления.

Оптическое устройство и способ его изготовления // 2518118

Изобретение относится к оптическим устройствам и способам их изготовления. Предложено оптическое устройство, включающее светоизлучающий или светочувствительный элемент, установленный на подложку, и отвержденный кремнийорганический материал, объединенные в единое изделие в результате герметизации элемента кремнийорганической композицией, отверждаемой с помощью реакции гидросилилирования, причем поверхность отвержденного кремнийорганического материала обработана полиорганосилоксаном, который включает по меньшей мере три атома водорода, связанных с атомами кремния, в одной молекуле.

Источник инфракрасного излучения // 2516197

Источник (1) инфракрасного излучения содержит первичный преобразователь (2) энергии с токоподводящими контактами (3) и активную область (4) с оптической толщиной в направлении вывода излучения, не превышающей двойного значения обратной величины среднего коэффициента поглощения активной области в диапазоне энергий квантов излучения источника (1).

Полупроводниковые светоизлучающие устройства, выращенные на композитных подложках // 2515205

Способ изготовления полупроводникового светоизлучающего устройства согласно изобретению включает выращивание множества III-нитридных полупроводниковых структур на подложке, причем каждая полупроводниковая структура включает в себя светоизлучающий слой, расположенный между областью n-типа и областью р-типа; подложка включает в себя основание, множество участков III-нитридного материала, разделенных углублениями, причем углубления простираются через всю толщину III-нитридного материала, который формирует упомянутые структуры, связывающий слой, расположенный между основанием и множеством участков III-нитридного материала; при этом светоизлучающий слой каждой полупроводниковой структуры имеет значение постоянной решетки, большее чем 3,19 ангстрем; и формирование проводящего материала, который электрически соединяет две из III-нитридных полупроводниковых структур.

Светодиодное светоизлучающее устройство // 2515185

Предложено светодиодное светоизлучающее устройство, в котором упрощена регулировка цветовой температуры белого света, при этом светодиодное светоизлучающее устройство содержит множество блоков светоизлучения разных типов, содержащих, соответственно, светодиодные элементы, которые испускают ультрафиолетовое излучение или видимый свет фиолетового цвета, и люминофоры, которые поглощают ультрафиолетовое излучение или видимый свет фиолетового цвета и излучают цветной свет; причем цветной свет, излучаемый множеством блоков светоизлучения разных типов, смешивается и становится белым светом; светодиодные элементы указанного множества блоков светоизлучения разных типов являются одинаковыми и смонтированы на одном основании; и два или более блоков светоизлучения частично перекрывают друг друга.

Способ размещения и соединения светоизлучающих элементов в гирляндах, размещаемых в монолитных светоизлучающих матрицах // 2514055

Изобретение относится к изготовлению и производству интегральных светоизлучающих приборов. Способ согласно изобретению включает размещение светоизлучающих элементов (СЭ) в замкнутом поле (ЗП) повторяющимися группами (Г) с виртуальными номерами гирлянд внутри Г вначале в прямом порядке, затем в обратном.

Светодиодное устройство // 2513645

Изобретение относится к области оптического приборостроения. Светодиодное устройство согласно изобретению включает один или несколько излучателей-чипов, установленных по любой топографии на единую плоскую подложку и покрытых общим слоем компаунда-геля, возможно с кристаллами люминофора, и пластину из оптического материала, размещенную без воздушного промежутка на плоской поверхности геля.

Светодиодное устройство // 2513640

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к классу мощных светодиодов, которые используются в качестве аналогов галогенных ламп, а также для потолочных, индустриальных, фасадных и других светильников.

Светодиод с прессованной двунаправленной оптикой // 2512110

Использование: для применений, связанных с освещением, отличным от подсветок, где вертикальная диаграмма направленности (диаграмма коллимирования) и диаграмма направленности бокового излучения света могут определяться независимо.

Осаждение фосфора для светодиода // 2521749

Изобретение относится к области светоизлучающих диодов Согласно изобретению предложен способ формирования герметизации светоизлучающих диодов, причем способ содержит этапы, на которых определяют геометрическую форму для герметизации; выбирают ограждающий материал; наносят ограждающий материал на подложку для формирования границы, определяющей пространство, имеющее геометрическую форму, причем указанное нанесение содержит нанесение ограждающего материала при помощи автоматического распыления; и наполняют пространство герметизирующим материалом для формирования герметизации. Также согласно изобретению предложены светодиод и лампа на основе светодиода. Изобретение обеспечивает упрощение изготовления светодиодов и снижение затрат на их производство. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Осветительное устройство на белых светодиодах, возбуждаемое импульсным током // 2522461

Изобретение относится к осветительному устройству на белых светодиодах, возбуждаемому импульсным током. Устройство включает упакованные внутри синие, фиолетовые или ультрафиолетовые светодиодные чипы и люминесцентное покрытие, использующее люминесцентный материал. Люминесцентный материал является сочетанием (1) или (2) люминесцентного материала А с синим послесвечением и желтого люминесцентного материала. Желтый люминесцентный материал В способен излучать свет при возбуждении синих, фиолетовых или ультрафиолетовых чипов и/или возбуждении люминесцентного материала А с синим послесвечением. Сочетание (1) представляет собой сочетание 5% Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+ + 15% CaSrS:Bi3+ + 20% Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+ и 15% Sr3SiO5:Eu2+,Dy3+ + 20% Ca2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+ + 25% Y3Al5O12:Се, а сочетание (2) представляет собой сочетание 35% CaS:Br3+,Na+ и 25% Y2O3·Al2O3·SiO2:Ce·B·Na·P + 10 %CaS:Sm3+ + 15% Y2O2S:Mg,Ti + 5% Sr3SiO5:Eu2+,Dy3+ + 10% Ca2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+. При этом осветительное устройство на белых светодиодах возбуждает светодиодные чипы импульсным током, имеющим частоту не меньше чем 50 Гц. Изобретение позволяет улучшить стабильность люминесценции и уменьшить тепловой эффект. 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл., 2 пр.

Способ отбраковки мощных светодиодов на основе ingan/gan // 2523105

Изобретение относится к полупроводниковой технике. Способ включает измерение значения спектральной плотности низкочастотного шума каждого светодиода при подаче напряжения в прямом направлении и плотности тока из диапазона 0.1<J<10 А/см2 до и после проведения процесса старения светодиода, осуществляемого в течение времени не менее 50 часов. Старение проводят при температуре p-n-перехода из интервала TJ=50-150°С, температуре окружающей среды из интервала Tb=25-120°С, плотности тока J через светодиод при подаче напряжения в прямом направлении из интервала J=35-100 А/см2. Светодиоды со сроком службы менее 50000 часов выявляют по превышению уровня их спектральной плотности низкочастотного шума после процесса старения более чем на порядок по сравнению с значениями до процесса старения. Изобретение обеспечивает возможность расширения области применения за счет отбраковки светодиодов со сроком службы менее 50000 часов для светодиодов любых производителей, а также ускорения (оперативности) процесса отбраковки. 5 пр.

Iii-нитридный светоизлучающий прибор, включающий бор // 2523747

Изобретение относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов. Структура включает III-нитридную полупроводниковую структуру, содержащую светоизлучающую область, расположенную между областью n-типа и областью p-типа, при этом по меньшей мере одним слоем в светоизлучающей области является светоизлучающий слой Bx(InyGa1-y)1-xN, 0,06≤x≤0,08 и 0,1≤y≤0,14, который обладает запрещенной энергетической зоной и объемной постоянной решетки, соответствующей постоянной решетки релаксированного слоя с таким же составом, что и светоизлучающий слой Bx(InyGa1-y)1-xN, слой InGaN, обладающий такой же запрещенной энергетической зоной, что и слой Bx(InyGa1-y)1-xN, обладает объемной постоянной решетки, соответствующей постоянной решетки релаксированного слоя с таким же составом, что и слой InGaN, и объемная постоянная решетки слоя Bx(InyGa1-y)1-xN меньше, чем объемная постоянная решетки слоя InGaN. Изобретение обеспечивает III-нитридную полупроводниковую структуру, где по меньшей мере один слой в светоизлучающей области включает бор. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Продолжение контактных площадок до края кристалла с электрической изоляцией // 2523777

Кристаллы светоизлучающего диода (СИД) производят путем формирования слоев СИД, включая слой первого типа проводимости, светоизлучающий слой и слой второго типа проводимости. Формируются канавки в слоях СИД, которые проникают, по меньшей мере, частично в слой первого типа проводимости. Области электрической изоляции формируются на или примыкающими к, по меньшей мере, участкам слоя первого типа проводимости вдоль краев кристалла. Слой контактной площадки первого типа проводимости формируется, чтобы электрически контактировать со слоем первого типа проводимости и продолжаться над разделительными дорожками между кристаллами СИД. Слой контактной площадки второго типа проводимости формируется, чтобы электрически контактировать со слоем второго типа проводимости и продолжаться над разделительными дорожками между кристаллами СИД и электрически изолированными участками слоя первого типа проводимости. Кристаллы СИД монтируются на кристаллодержатели, и кристаллы СИД разделяются вдоль разделительных дорожек между кристаллами СИД. Изобретение обеспечивает возможность упрощения и снижения стоимости. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.

Регулирование краевого излучения в матрице сид, отделенной от блока // 2524048

Изобретение относится к полупроводниковым источникам света. Согласно изобретению предложен способ производства структур светоизлучающих диодов (СИД) на одной пластине, включающий в себя: формирование пластины устройства с матрицами СИД; разъединение матриц СИД на пластине устройства; разделение матриц СИД с целью создания промежутков между матрицами СИД; нанесение по существу непрерывного отражающего покрытия на поверхность матриц СИД и в промежутках между матрицами СИД; удаление первых частей отражающего покрытия с поверхности матриц СИД; и разлом или отделение отражающего покрытия в промежутках между матрицами СИД, при этом вторые части отражающего покрытия остаются на боковых сторонах матриц СИД, чтобы регулировать краевое излучение. Также предложен другой вариант способа изготовления СИД, в котором отражающее покрытие выполнено из тонкой металлической пленки. Таким образом выполнение отражающего покрытия на боковых сторонах матриц СИД обеспечивает возможность регулирования краевого излучения, улучшение равномерности света при изменении угла и увеличение яркости. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 17 ил.

Светоизлучающее устройство, использующее люминесцентные вещества с оксиортосиликатными люминофорами // 2524456

Светоизлучающее устройство включает в себя светоизлучающий диод и люминесцентные вещества, расположенные вокруг светоизлучающего диода, чтобы поглощать по меньшей мере часть света, излучаемого светоизлучающим диодом, и излучать свет с отличной от поглощенного света длиной волны. Люминесцентные вещества содержат легированные Eu2+ силикатные люминофоры, в которых в качестве базовых кристаллических решеток для активации Eu2+, приводящей к люминесценции, используются твердые растворы в форме смешанных фаз между оксиортосиликатами щелочноземельных металлов и оксиортосиликатами редкоземельных металлов. Люминесцентные вещества используются в качестве преобразователей излучения для преобразования первичного излучения с более высокой энергией, например ультрафиолетового (УФ) излучения или синего света, в более длинноволновое видимое излучение и поэтому предпочтительно применяются в соответствующих светоизлучающих устройствах. Изобретение обеспечивает возможность увеличения ресурса использования устройства. 19 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 ил.

Осветительное устройство на белых светодиодах // 2524690

Изобретение относится к осветительному устройству на белых светодиодах. Устройство включает синие, фиолетовые или ультрафиолетовые светодиодные чипы и люминесцентное покрытие, использующее люминесцентный материал. Люминесцентный материал является сочетанием (1), (2), (3) или (4) люминесцентного материала А с синим послесвечением и желтого люминесцентного материала В. При этом желтый люминесцентный материал В способен излучать свет при возбуждении синими, фиолетовыми или ультрафиолетовыми светодиодными чипами и/или люминесцентным материалом А с синим послесвечением. Сочетание (1) представляет собой сочетание 40 вес.% Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+ и 60 вес.% Y2O3·Al2O3·SiO2:Ce·B·Na·P, сочетание (2) представляет собой сочетание 5 вес.% Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+ + 30 вес.% Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+ + 15 вес.% CaS:Bi3+,Na+ и 25 вес.% Y2O3·Al2O3·SiO2:Ce·B·Na·P + 10 вес.% Sr3SiO5:Eu2+,Dy3+ + 15 вес.% Ca2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+, сочетание (3) представляет собой сочетание 5 вес.% Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+ + 15 вес.% CaSrS:Bi3+ + 20 вес.% Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+ и 15 вес.% Sr3SiO5:Eu2+,Dy3+ + 20 вес.% Ca2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+ + 25 вес.% Y3Al5O12:Се, а сочетание (4) представляет собой сочетание 45 вес.% Sr4Al14O25:Eu2+, Dy3+ и 55 вес.% Y2O3·Al2O3·SiO2:Ce·В·Na·Р. Светодиодные чипы излучают синий свет в случае сочетаний (1), (2), (3) и излучают фиолетовый свет в случае сочетания (4). Осветительное устройство возбуждается переменным током, имеющим частоту электропитания не меньше чем 50 Гц. Изобретение позволяет улучшить стабильность люминесценции и уменьшить тепловой эффект. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл., 2 пр.

Способ управления цветностью светового потока белого светодиода и устройство для осуществления способа // 2525166

Изобретение относится к области светотехники и касается устройства для управления цветностью светового потока белого светодиода. Устройство включает в себя светодиод белого свечения, прозрачную подложку, воздушную среду между белым светодиодом и подложкой, а также светорассеиватель. Прозрачная подложка снабжена средством преобразования спектральной составляющей белого света, выполненным в виде частиц люминофора, размещенных на поверхности или в материале прозрачной подложки. Светорассеиватель снабжен пространственно-структурированными элементами, выполненными в объеме или на поверхности светорассеивателя. Расстояние между подложкой и светоизлучающей поверхностью светорассеивателя составляет менее 50 мм. Технический результат заключается в обеспечении возможности управления цветностью светового потока белого светодиода и уменьшении яркости светоизлучающей поверхности. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Светоизлучающее устройство и способ изготовления светоизлучающего устройства // 2525325

Группа изобретений может быть использована в индикаторах, осветительных приборах, дисплеях, источниках света для подсветки жидкокристаллических дисплеев. Светоизлучающее устройство согласно изобретению содержит основание и электропроводящие компоненты, размещенные на основании, светоизлучающий элемент, имеющий полупроводниковый слой и прозрачную подложку; отражающий компонент, не покрывающий по меньшей мере часть боковых поверхностей и верхнюю поверхность прозрачной подложки и покрывающий боковые поверхности полупроводникового слоя; и светопропускающий компонент, покрывающий часть прозрачной подложки, не покрытую отражающим компонентом при этом светоизлучающий элемент закреплен на электропроводящих компонентах, причем на поверхности этих электропроводящих компонентов, по меньшей мере часть поверхности электропроводящих компонентов, на которой не закреплен светоизлучающий элемент, покрыта изолирующим заполнителем толщиной в 5 мкм или больше, который является отражающим компонентом, а светопропускающий компонент покрывает светоизлучающий элемент. Изобретение обеспечивает возможность эффективного вывода света вовне и высокую надежность устройства, а также уменьшить износ компонентов, составляющих устройство. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 32 ил.