FR2979003A3 - Module a del et dispositif d'eclairage - Google Patents
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Abstract
Module à diode(s) électroluminescente(s) et dispositif d'éclairage, le module comprenant une plaque substrat (101) dissipant la chaleur, au moins une coupelle réfléchissante (102) formée avec la plaque substrat (101) en un corps d'un seul tenant, une couche isolante (103) et une couche conductrice (104) stratifiées sur la plaque substrat (101), la couche isolante (103) s'étendant vers le haut le long de la surface externe de la coupelle (102) pour la séparer de la couche conductrice (104), et une puce (105) disposée au fond de la coupelle (102) et connectée électriquement à la couche conductrice (104) par des lignes de métallisation (105). La plaque substrat (101) et la coupelle (102) sont formées en un corps d'un seul tenant et la puce (1015) est en contact directe avec la plaque substrat (101), cette structure accélérant la dissipation thermique, ayant une efficacité plus stable d'émission de lumière et une durée de vie prolongée.
Description
MODULE A DEL ET DISPOSITIF D'ECLAIRAGE
La présente invention porte sur des dispositifs d'éclairage et, plus particulièrement, sur un module à diode(s) électroluminescente(s), ou module à DEL, et sur un dispositif d'éclairage. Avec le développement rapide de la technologie d'éclairage à diodes électroluminescentes, les exigences de qualité pour le dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes, par exemple en ce qui concerne la stabilité, la durée de vie et analogues, sont devenues de plus en plus élevées. De nos jours, dans la plupart des cas, un module à DEL comprend une plaque substrat, une ou plusieurs coupelles réfléchissantes formées sur la plaque substrat, et une ou plusieurs puces correspondantes disposées dans la ou les coupelles réfléchissantes. Une plaque substrat classique comprend un corps de plaque substrat, une couche isolante et une couche conductrice stratifiées sur le corps de plaque substrat, et une puce qui est en contact direct avec la couche conductrice exposée dans le fond d'une coupelle réfléchissante, de telle sorte que la puce est connectée électriquement au circuit d'attaque. Dans ce type de module à DEL, un problème inévitable d'étanchéité médiocre à l'air apparaît dans la connexion entre la coupelle réfléchissante et la plaque substrat, et en conséquence la vapeur peut facilement s'infiltrer dans la coupelle réfléchissante et peut diminuer l'efficacité d'éclairage de la puce ; par ailleurs, la chaleur générée par la puce ne peut pas être rapidement dissipée vers l'extérieur étant donné que dans ce module à DEL est prévue une couche isolante disposée entre la couche conductrice et le corps de plaque substrat ; et l'effet d'éclairage du module dans son ensemble est instable et la durée de vie de celui-ci est raccourcie étant donné que le module avec la structure classique a une résistance médiocre à l'humidité et une mauvaise dissipation thermique. L'objectif de la présente invention est de proposer un module à DEL et de proposer une solution au problème de résistance médiocre à l'humidité et de mauvaise dissipation thermique des modules à DEL de l'état antérieur de la technique. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif à DEL comprenant un ensemble d'émission de lumière, l'ensemble d'émission de lumière comprenant au moins un module à diodes électroluminescentes mentionné ci-dessus. Les problèmes techniques mentionnés ci-dessus peuvent être résolus par les solutions techniques suivantes : un module à diode(s) électroluminescente(s) caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque substrat configurée pour dissiper la chaleur ; au moins une coupelle réfléchissante formée avec la plaque substrat en un corps d'un seul tenant ; une couche isolante et une couche conductrice stratifiées sur la plaque substrat à l'exclusion de la zone de la coupelle réfléchissante, la couche isolante s'étendant vers le haut le long de la surface externe de la coupelle réfléchissante pour séparer la coupelle réfléchissante de la couche conductrice ; et une puce disposée au fond de la coupelle réfléchissante et couplée électriquement à la couche conductrice par l'intermédiaire de lignes de métallisation. Dans des modes de réalisation préférés de la présente invention : La profondeur de la coupelle réfléchissante peut être de 2 à 10 fois la hauteur de la puce. La coupelle réfléchissante peut avoir la forme d'un tronc de cône et l'angle entre une surface interne et une surface de fond de la coupelle réfléchissante peut se situer dans la plage allant de 90 degrés à 150 degrés. Une couche de placage métallique peut être disposée sur la surface interne et la surface de fond de la coupelle réfléchissante.
La coupelle réfléchissante peut être remplie d'une colle transparente mélangée à une poudre de phosphore. Une lentille peut couvrir l'ouverture de la coupelle réfléchissante.
La couche conductrice peut être faite d'une feuille de cuivre par gravure ou poinçonnage conformément à la structure de circuit prédéterminée. Une couche de placage métallique, une couche de masque de pâte ou une couche facilitant le soudage peut être disposée sur une surface de la couche conductrice. La présente invention porte en outre sur un dispositif d'éclairage comprenant un ensemble d'émission de lumière, caractérisé par le fait que l'ensemble d'émission de lumière comprend au moins un module à diode(s) électroluminescente(s) tel que défini ci-dessus. Dans la présente invention, la plaque substrat et la coupelle réfléchissante sont formées en un corps d'un seul tenant et la puce est en contact direct avec la plaque substrat, la chaleur générée par la puce étant ainsi transmise vers l'extérieur par l'intermédiaire de la plaque substrat et la dissipation thermique étant ainsi accélérée ; de plus, la coupelle réfléchissante est installée sur la plaque substrat de manière indépendante dans le module à DEL classique et la connexion entre la coupelle réfléchissante et la plaque substrat n'est pas assez étanche, de telle sorte que les performances d'étanchéité à l'eau et de résistance à l'humidité du module ne sont pas assez bonnes, tandis que dans la présente invention, la coupelle réfléchissante et la plaque substrat sont formées en un corps d'un seul tenant, ce qui peut empêcher totalement les problèmes mentionnés ci-dessus ; en même temps, la couche isolante s'étend vers le haut le long de la surface externe de la coupelle réfléchissante pour séparer la coupelle réfléchissante de la couche conductrice, le problème de court-circuit provoqué par le fait que la couche conductrice vient en contact avec la coupelle réfléchissante étant ainsi empêché. Le module à DEL avec des performances supérieures de dissipation thermique et de résistance à l'humidité offre les avantages d'un effet d'émission de lumière plus stable et d'une durée de vie prolongée. De plus, la plaque substrat et la coupelle réfléchissante sont formées en un corps d'un seul tenant, permettant ainsi de supprimer le procédé d'installation de la coupelle réfléchissante sur la plaque substrat, et donc d'augmenter le rendement de production et de réduire les coûts de production. Des objectifs, avantages et modes de réalisation de la présente invention vont être expliqués ci-dessous en détail avec référence au mode de réalisation préféré et aux dessins annexés. Cependant, il est entendu que la description suivante du mode de réalisation est simplement donnée à titre d'exemple et n'est pas limitative.
Sur les dessins : 20 - la Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un module à DEL selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la Figure 2 est une vue schématique d'une première étape du procédé de fabrication d'un module à DEL selon le mode de réalisation de la présente invention ;
- la Figure 3 est une vue schématique d'une deuxième étape 10 du procédé de fabrication d'un module à DEL selon le mode de réalisation de la présente invention ;
- la Figure 4 est une vue schématique d'une troisième étape du procédé de fabrication d'un module à DEL selon 15 le mode de réalisation de la présente invention ;
- la Figure 5 est une vue schématique d'une quatrième étape du procédé de fabrication d'un module à DEL selon le mode de réalisation de la présente invention ; - la Figure 6 est une vue schématique d'une cinquième étape du procédé de fabrication d'un module à DEL selon le mode de réalisation de la présente invention ; et
25 - la Figure 7 est une vue schématique structurale d'un dispositif d'éclairage selon le mode de réalisation de la présente invention.
Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir que 30 le module à DEL comprend principalement une plaque substrat 101 remplissant la fonction de transmission de la chaleur ; au moins une coupelle réfléchissante 102 agencée sur la plaque substrat 101, la plaque substrat 101 et la coupelle réfléchissante 102 étant formées en un corps d'un seul tenant ; et une couche isolante 103 et une couche conductrice 104 stratifiées sur la plaque substrat 101, la couche isolante 103 séparant la plaque substrat 101 de la couche conductrice 104. La couche isolante 103 s'étend vers le haut le long de la surface externe 1021 de la coupelle réfléchissante 102 pour séparer la coupelle réfléchissante 102 de la couche conductrice 104, pour empêcher ainsi un problème de court-circuit provoqué par un contact entre la couche conductrice 104 et la coupelle réfléchissante 102. Une puce 105 est disposée au fond de la coupelle réfléchissante 102, la puce 105 étant couplée électriquement à la couche conductrice 104 par l'intermédiaire de deux lignes de métallisation 106, chacune des lignes de métallisation 106 étant connectée à la puce 105 par une extrémité et connectée à la couche conductrice 104 par l'autre extrémité, alimentant ainsi la puce 105 en énergie électrique. La plaque substrat 101 selon le présent mode de réalisation sert de corps de support et de transmission de chaleur du module dans son ensemble et la chaleur générée par la puce 105 est transmise directement vers l'extérieur à travers la plaque substrat 101, accélérant la transmission de chaleur, augmentant la stabilité de l'émission de lumière du module à DEL ; en même temps, la chaleur de la plaque substrat 101 et l'électricité de la couche conductrice 104 sont séparées l'une de l'autre, de telle sorte que la couche conductrice 104 ne peut pas être affectée par la chaleur et, dans une certaine mesure, la stabilité du module à DEL est accrue ; par ailleurs, dans le module à DEL classique, les coupelles réfléchissantes sont disposées sur la surface de la plaque substrat de manière indépendante et la connexion entre les coupelles réfléchissantes et la plaque substrat n'est pas suffisamment étanche, les performances d'étanchéité à l'eau et de résistance à l'humidité du module n'étant en conséquence pas suffisamment bonnes, tandis que dans la présente invention, la coupelle réfléchissante 102 et la plaque substrat 101 sont formées en un corps d'un seul tenant, ce qui empêche ledit problème ci-dessus d'étanchéité médiocre à l'air, et a une meilleure performance d'étanchéité à l'eau et de résistance à l'humidité. De plus, la plaque substrat 101 et la coupelle réfléchissante 102 sont formées en un corps d'un seul tenant, ce qui permet de supprimer le procédé d'installation de la coupelle réfléchissante sur la plaque substrat, et donc d'augmenter le rendement de production et de réduire les coûts de production.
Si l'on se réfère aux Figures 2 à 6, on peut voir que le module à DEL peut être fabriqué comme suit : Dans une première étape, on prend une plaque substrat et on forme une coupelle réfléchissante 102 sur la surface avant de celle-ci, en fonction d'une dimension et d'une forme prédéterminées, pour obtenir une plaque substrat 101 présentant une coupelle réfléchissante 102, la coupelle réfléchissante 102 pouvant être réalisée par un procédé de poinçonnage, perçage et fraisage ou moulage, comme représenté sur la Figure 2.
Dans une deuxième étape, on dispose une couche isolante 103 sur la surface de la plaque substrat 101 à l'exclusion de la zone de la coupelle réfléchissante 102, et la couche isolante 103 s'étendant vers le haut le long de la surface externe 1021 de la coupelle réfléchissante 102 jusqu'à l'ouverture de la coupelle réfléchissante 102, comme représenté sur la Figure 3. Dans une troisième étape, on forme la couche conductrice 104 sur la surface de la couche isolante 103.
En particulier, on presse une feuille de cuivre sur la surface de la couche isolante 103, puis on produit la couche conductrice 104 par gravure de la feuille de cuivre à l'aide d'un agent de gravure conformément à la structure de circuit prédéterminée ; en variante, la couche conductrice 104 peut être formée par découpe linéaire ou poinçonnage linéaire d'une structure de circuit avant pression en une couche conductrice sur la couche isolante 103, comme représenté sur la Figure 4.
Dans une quatrième étape, on dispose une puce 105 au fond de la coupelle réfléchissante 102, et on connecte la puce 105 et la couche conductrice 104 par soudage de lignes de métallisation 106 entre celles-ci, comme représenté sur la Figure 5.
Dans la cinquième étape, on remplie la coupelle réfléchissante 102 de colle d'encapsulation mélangée à de la poudre de phosphore, puis on recouvre d'une lentille 107 pour protéger la puce 105 et les lignes de métallisation 106, comme représenté sur la Figure 6.
Dans ce mode de réalisation, la profondeur de la coupelle réfléchissante 102 peut être de 1 à 20 fois la hauteur de la puce 105. Cela n'est pas favorable pour le réglage de la direction de la lumière émise lorsque la profondeur de la coupelle réfléchissante 102 est trop petite ; cependant, la perte de la lumière émise augmente lorsque la profondeur de la coupelle réfléchissante 102 est trop grande, de telle sorte que la profondeur préférée de la coupelle réfléchissante 102 de cet exemple est 2 à 10 fois la hauteur de la puce 105, et, de façon davantage préférée, la profondeur est d'environ 5 fois la hauteur de la puce 105. De plus, si l'on se réfère à la Figure 2, on peut voir que la forme préférée de la coupelle réfléchissante 102 est un tronc de cône et qu'est prévu un angle obtus entre la surface interne 1022 (à savoir la surface réfléchissante) et la surface de fond 1023 de la coupelle réfléchissante, qui peut être de 90 à 150 degrés. La directivité et l'intensité lumineuse de la lumière émise peuvent être améliorées de manière significative par le réglage approprié de la hauteur de la coupelle réfléchissante 102 et de l'angle d'inclinaison de la surface interne 1022.
La plaque substrat 101 est, de préférence, fait de matériau métallique, de façon à améliorer les performances de transmission de chaleur du module à DEL. De plus, la coupelle réfléchissante 102 formée avec la plaque substrat 101 en un corps d'un seul tenant est également faite de matériau métallique, la réflectivité de lumière de la coupelle réfléchissante métallique étant bien plus élevée que celle de la coupelle réfléchissante classique en matière plastique, ce qui augmente l'efficacité d'éclairage du module à DEL.
De plus, peut être prévue une couche de placage métallique qui revêt la surface interne 1022 et la surface de fond 1023 de la coupelle réfléchissante 102, la couche de placage métallique étant, de préférence, une couche de placage en argent, de façon à améliorer la réflectivité de la couche réfléchissante 102 et l'efficacité d'éclairage du module à DEL. Dans ce mode de réalisation, peut être prévue une colle transparente, mélangée à une poudre de phosphore, encapsulée dans la coupelle réfléchissante 102 pour protéger la puce 105 et obtenir une lumière émise de couleur différente. De plus, peut être prévue une lentille 107 couvrant l'ouverture de la coupelle réfléchissante 102 pour protéger à la fois la puce 105 et les lignes de 10 15 métallisation 106. En particulier, peut être prévue une lentille indépendante 107 disposée à l'ouverture de chaque coupelle réfléchissante 102. En variante, peut être prévu un groupe de lentilles reliées en une pièce agencée sur la 5 surface de l'ensemble du module, et les lentilles 107 du groupe sont dans une relation une à une avec les coupelles réfléchissantes 102. La lentille 107 peut avoir la structure d'un panneau plat ou d'une lentille convexe, en fonction du besoin réel. De plus, la lentille 107 peut être formée à l'ouverture de la coupelle réfléchissante 102 par pressage dans un moule, ou être formée par remplissage de la coupelle d'une matière de lentille, telle que du gel de silice, puis séchage de celle-ci. De plus, l'indice de réfraction de la colle transparente mélangée à la poudre de phosphore est supérieur à celui de la lentille 107, de façon à améliorer l'efficacité de l'émission de lumière. Dans le présent mode de réalisation, la surface 20 de la couche conductrice 104 peut être une surface traitée, comme par exemple par dépôt sur celle-ci d'une couche de placage métallique, d'une couche de masque de pâte ou d'une couche facilitant le soudage, pour faciliter la connexion entre les lignes de métallisation 106 et la couche 25 conductrice 104. Le module à DEL selon la présente invention est conçu pour servir d'ensemble d'émission de lumière installé dans un dispositif d'éclairage, tel que dans une lampe à lumière du jour représentée sur la Figure 7. En 30 particulier, un seul module à DEL 201 peut être utilisé en tant qu'ensemble d'émission de lumière, et une pluralité de modules à DEL 201 agencés d'une manière prédéterminée peut également être utilisée en tant qu'ensemble d'émission de lumière installé dans le tube de lampe 202 du dispositif d'éclairage. La description ci-dessus est uniquement celle du mode de réalisation préféré de la présente invention et n'est pas destinée à limiter la présente invention, et des modifications, variantes et améliorations peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention.
Claims (4)
- REVENDICATIONS1 - Module à diode(s) électroluminescente(s) caractérisé par le fait qu'il comprend : une plaque substrat (101) configurée pour dissiper la chaleur ; au moins une coupelle réfléchissante (102) formée avec la plaque substrat (101) en un corps d'un seul tenant ; - une couche isolante (103) et une couche conductrice (104) stratifiées sur la plaque substrat (101) à l'exclusion de la zone de la coupelle réfléchissante (102), la couche isolante (103) s'étendant vers le haut le long de la surface externe (1021) de la coupelle réfléchissante (102) pour séparer la coupelle réfléchissante (102) de la couche conductrice (104) ; et une puce (105) disposée au fond de la coupelle réfléchissante (102) et couplée électriquement à la couche conductrice (104) par l'intermédiaire de lignes de métallisation (106).
- 2 - Module à diode(s) électroluminescente(s) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la profondeur de la coupelle réfléchissante (102) est de 2 à 10 fois la hauteur de la puce (105).
- 3 - Module à diode(s) électroluminescente(s) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la coupelle réfléchissante (102) a la forme d'un tronc de cône et que l'angle entre une surface interne (1022) et une surface de fond (1023) de la coupelle réfléchissante (102) se situe dans la plage allant de 90 degrés à 150 degrés.
- 4 - Module à diode(s) électroluminescente(s) selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'une couche de placage métallique est disposée sur la surfaceinterne (1022) et la surface de fond (1023) de la coupelle réfléchissante (102). - Module à diode(s) électroluminescente(s) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la 5 coupelle réfléchissante (102) est remplie d'une colle transparente mélangée à une poudre de phosphore. 6 - Module à diode(s) électroluminescente(s) selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'une lentille (107) couvre l'ouverture de la coupelle réfléchissante (102). 7 - Module à diode(s) électroluminescente(s) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche conductrice (104) est faite d'une feuille de cuivre par gravure ou poinçonnage conformément à la structure de circuit prédéterminée. 8 - Module à diode(s) électroluminescente(s) selon l'une des revendications 1 et 7, caractérisé par le fait qu'une couche de placage métallique, une couche de masque de pâte ou une couche facilitant le soudage est disposée sur une surface de la couche conductrice (104). 9 - Dispositif d'éclairage comprenant un ensemble d'émission de lumière, caractérisé par le fait que l'ensemble d'émission de lumière comprend au moins un module à diode(s) électroluminescente(s) tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 8.
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