RU2369943C2 - Light-emitting diode matrix - Google Patents
Light-emitting diode matrix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369943C2 RU2369943C2 RU2007109852/28A RU2007109852A RU2369943C2 RU 2369943 C2 RU2369943 C2 RU 2369943C2 RU 2007109852/28 A RU2007109852/28 A RU 2007109852/28A RU 2007109852 A RU2007109852 A RU 2007109852A RU 2369943 C2 RU2369943 C2 RU 2369943C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- light
- cavity
- cover
- leds
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике, в частности к полупроводниковым приборам, и может быть использовано при производстве осветительных и сигнальных устройств.The invention relates to electronic equipment, in particular to semiconductor devices, and can be used in the manufacture of lighting and signaling devices.
Светодиодные матрицы (СМ) широко используются в промышленности. СМ применяются в светофорах, устройствах бытового освещения и т.д. Высокие эксплуатационные параметры CM - оптическая мощность излучения, коэффициент преобразования электрической энергии в световую, высокая надежность и низкая себестоимость делают эти источники света весьма перспективными. Во многих случаях требуются СМ с широкой гаммой цветов и оттенков светового потока, включая белый и полноцветный.LED Arrays (SM) are widely used in industry. SM are used in traffic lights, household lighting devices, etc. High operational parameters of CM - optical radiation power, the coefficient of conversion of electrical energy into light, high reliability and low cost make these light sources very promising. In many cases, SM is required with a wide range of colors and shades of the light flux, including white and full color.
Известна СМ (Заявка Японии №3-6601, 30.01.1991), которая содержит монтажную плату, на которой размещены светодиоды, расположенные на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз. Количество линз внешнего рассеивателя превышает количество светодиодов.CM is known (Japanese Application No. 3-6601, 01/30/1991), which contains a mounting plate on which LEDs are located located on the optical axes in the focal planes of the condenser lenses. The number of lenses of the external diffuser exceeds the number of LEDs.
Известная СМ обладает следующими недостатками: светодиоды, закрепленные на основании, не центрированы относительно оптической системы и требуют юстировки при монтаже или ремонте изделия. Отсутствует возможность повышения светоотдачи и формирования равномерного излучения в заданном диапазоне длин волн.Known SM has the following disadvantages: LEDs mounted on the base are not centered on the optical system and require alignment during installation or repair of the product. There is no possibility of increasing light output and the formation of uniform radiation in a given wavelength range.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой СМ является СМ (Патент РФ №2189523), избранная в качестве прототипа, включающая в себя светодиоды, конденсорную линзу и линзы растра рассеивателя, установленные в специальной оправе, обеспечивающей позиционирование светодиодов. Светодиоды, расположенные в переднем фокусе конденсорной линзы, создают на выходе из нее параллельный пучок света, который линзами рассеивателя отклоняется на требуемый угол, обеспечивая заданную диаграмму направленности излучения светодиодов.The closest in technical essence to the proposed SM is SM (RF Patent No. 2189523), selected as a prototype, including LEDs, a condenser lens and diffuser raster lenses mounted in a special frame that provides positioning of the LEDs. The LEDs located in the front focus of the condenser lens create a parallel beam of light at the exit from it, which is deflected by the diffuser lenses to the required angle, providing a given radiation pattern for the LEDs.
Недостатками известного устройства являются: низкая светоотдача боковых поверхностей светодиодов, а также невозможность формирования равномерной диаграммы направленности излучения в заданном диапазоне длин волн.The disadvantages of the known device are: low light output of the side surfaces of the LEDs, as well as the inability to form a uniform radiation pattern in a given wavelength range.
Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION
Техническим результатом предложенного изобретения является формирование равномерной диаграммы направленности излучения в заданном диапазоне длин волн.The technical result of the proposed invention is the formation of a uniform radiation pattern in a given wavelength range.
Технический результат достигается тем, что в светодиодной матрице, содержащей не менее двух полупроводниковых светодиодов с электрическими контактами, установленных на основании, и крышку из прозрачного материала, укрепленную на основании, крышка выполнена с не менее чем двумя фиксирующими штырями на стороне, обращенной к основанию, совпадающими с установочными отверстиями в основании, на противоположной стороне крышки сформировано не менее двух линз с полостями, границы которых совпадают с поверхностью крышки, обращенной к основанию, каждая полость покрывает не менее одного светодиода с электрическими контактами и содержит светопроводящую среду, минимальные расстояния от каждой точки поверхности каждой полости до поверхности ближайшего к этой точке полупроводникового светодиода равны друг другу, при этом каждая полость сообщается с окружающей средой не менее чем через одно сквозное отверстие, выполненное в основании для заполнения полости светопроводящей средой. При этом светопроводящая среда может дополнительно содержать частицы люминофора и частицы светорассеивающего вещества.The technical result is achieved by the fact that in the LED matrix containing at least two semiconductor LEDs with electrical contacts mounted on the base, and a cover made of transparent material, mounted on the base, the cover is made with at least two locking pins on the side facing the base, coinciding with the mounting holes in the base, at least two lenses with cavities are formed on the opposite side of the cover, the boundaries of which coincide with the surface of the cover facing the base each cavity covers at least one LED with electrical contacts and contains a light guide medium, the minimum distances from each point on the surface of each cavity to the surface of the semiconductor LED closest to this point are equal to each other, with each cavity communicating with the environment through at least one through a hole made in the base to fill the cavity with a light guide medium. In this case, the light guide medium may further comprise phosphor particles and particles of light scattering substance.
На фиг.1 представлен вид светодиодной матрицы сверху.Figure 1 presents a top view of the LED matrix.
На фиг.2 представлен боковой разрез светодиодной матрицы.Figure 2 presents a side section of the LED matrix.
Светодиодная матрица содержит полупроводниковые светодиоды 1 с электрическими контактами 2, закрепленные на основании 3, изготовленном из материала с высокой теплопроводностью и выполненном со сквозными установочными отверстиями 4, светодиоды 1 могут быть также приклеены с помощью электропроводящего клея к слою металла 5, покрывающему основание, на котором может быть сформирована топология разводки контактов светодиодов. СМ содержит крышку 6 из прозрачного материала, укрепленную на основании, крышка 6 выполнена с не менее чем двумя фиксирующими штырями 7 на стороне, обращенной к основанию, совпадающими с установочными отверстиями 4 в основании 3. CM выполнена с выступающими линзами 8 на поверхности крышки 6, противоположной поверхности, соединенной с основанием 3, которые сформированы с полостями 9 на поверхности, соединенной с основанием 3, и юстировочными штырями 7, совпадающими со сквозными установочными отверстиями 4 в основании 3, при этом каждая полость 9 покрывает один или несколько светодиодов 1 с их электрическими контактами 2 и содержит светопроводящую среду 10, которая может содержать частицы светорассеивающего вещества и/или частицы люминофора. Каждая полость 9 сообщается с окружающей средой через одно или несколько дополнительных сквозных отверстий 11 в основании 3 для заполнения полостей светопроводящей средой 10.The LED matrix contains
С целью формирования однородной диаграммы направленности излучения светодиодов 1 в заданном диапазоне длин волн в светопроводящую среду, которая после полимеризации является преимущественно эластичной, равномерно вносят частицы светорассеивающего вещества и/или частицы люминофора. Заполнение полостей СМ, выполненных таким образом, что минимальные расстояния от каждой точки поверхности каждой полости до поверхности ближайшего к этой точке полупроводникового светодиода равны друг другу, позволяет создавать такой слой светопроводящей среды, что рассеяние излучения всех точек поверхностей светодиодов 1 и его переизлучение частицами люминофора в заданном диапазоне длин волн наиболее равномерно.In order to form a uniform radiation pattern of the
С целью более эффективного использования излучения боковых поверхностей светодиодов 1 части 12 крышки 6, соединенные с основанием, и формирующие полости могут быть выполнены в виде усеченного тела вращения, плоскость поперечного сечения которого совпадает с поверхностью основания. Поверхности частей 12 крышки 6, соединенные с основанием 3, формируются таким образом, чтобы излучение боковых поверхностей светодиодов 1, прошедшее через светопроводящую среду 10 в полости 9, испытывало на границе соприкосновения поверхности крышки 6 с окружающей средой полное внутреннее отражение.In order to more effectively use the radiation of the side surfaces of the
Несколько дополнительных сквозных отверстий 10 в основании 3, соединяющих полости 9 с окружающей средой, выполнены для полного и равномерного заполнения полостей светопроводящей средой 10. В случае соединения полости 9 с окружающей средой одним дополнительным отверстием 10, часть его границы на поверхности основания, соединенной с крышкой 6, предпочтительно совпадает с границей полости 9 в плоскости, совпадающей с плоскостью, в которой лежит поверхность основания 3, соединенная с крышкой 6, или располагается вблизи этой границы. Неравномерность распределения светопроводящей среды 10 вокруг светодиодов 1, а также наличие в ней пузырьков газа, является одним из существенных факторов, нарушающих равномерное распределение излучения на выходе аналогичных устройств.Several additional through holes 10 in the base 3, connecting the
В состав светопроводящей среды 10, с целью равномерного распределения излучения на выходе устройства, могут включаться светорассеивающие частицы, например, мелкодисперсные частицы SiO2. Указанные частицы с той же целью могут также включаться в материал крышки.The composition of the light guide medium 10, in order to evenly distribute radiation at the output of the device, can include light scattering particles, for example, finely dispersed particles of SiO 2 . These particles can also be included in the lid material for the same purpose.
Для формирования спектра в необходимом диапазоне в светопроводящую среду могут быть введены частицы люминофора, например, на основе граната.To form the spectrum in the required range, phosphor particles, for example, based on garnet, can be introduced into the light guide medium.
С целью увеличения отвода тепла от светодиодов 1 поверхности котировочных штырей 7 и установочных отверстий 4 могут быть покрыты слоем металла. Указанная металлизация котировочных штырей 7 может быть также использована для соединения с источником электропитания при соответствующем их расположении относительно топологии разводки контактов светодиода.In order to increase the heat dissipation from the
Реализация изобретения.The implementation of the invention.
Сборка предложенного устройства осуществляется в следующей последовательности.The assembly of the proposed device is carried out in the following sequence.
На основании 3 или, в зависимости от применяемой топологии разводки контактов, на металлизирующем слое 5, например с помощью токопроводящего клея, закрепляются полупроводниковые светодиоды 1. Затем в соответствии с применяемой топологией разводки производят пайку одного или нескольких контактов 2 к поверхности каждого светодиода 1 и металлизирующему слою 5. Места пайки для упрочения порывают слоем токопроводящего клея или герметика. Изготовленную матрицу со светодиодами 1 и разводкой накрывают сформованной крышкой 6, совмещая единичный светодиод 1 или группы светодиодов с полостью 9 крышки 6. Совмещенные крышку 6 и основание фиксируют юстировочными штырями 7, вводя их с натяжением в установочные отверстия 4 основания 3. В случае выполнения нескольких сквозных отверстий 10 для заполнения каждой полости 9 светопроводящей средой 10 изделие располагают таким образом, чтобы крышка была обращена вниз, а плоскость основания 3 была зафиксирована строго горизонтально. Затем через одно из дополнительных отверстий 11 в основании 3 в полость 9 подают подготовленную светопроводящую среду до полного заполнения полости, которое фиксируется при появлении светопроводящей среды из другого дополнительного отверстия 11. В случае выполнения одного дополнительного отверстия 11 для заполнения каждой полости 9 светопроводящей средой 10 изделие располагают таким образом, чтобы плоскость основания была зафиксирована строго вертикально, а дополнительное отверстие 11 располагалось в крайнем верхнем положении. В полость 9 через дополнительное отверстие 10 дозированно подают подготовленную светопроводящую среду до полного заполнения полости.Based on 3 or, depending on the pin layout, the
Режим подачи светопроводящей среды подбирают в соответствии с вязкостью светопроводящей среды и смачиваемостью поверхностей светодиодов, основания, слоя металлизации, крышки и электрических проводников.The mode of supply of the light guide medium is selected in accordance with the viscosity of the light guide medium and the wettability of the surfaces of the LEDs, base, metallization layer, cover and electrical conductors.
После заполнения полостей 9 светопроводящая среда 10 полимеризуется и обеспечивает равномерное распределение по всему заполненному объему полостей 9 светорассеивающих частиц и частиц люминофора. В случае применения эластичной светопроводящей среды значительно сокращается скорость деградации светодиодов.After filling the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При пропускании прямого тока через светодиоды в нем инжектируются неравновновесные носители, которые рекомбинируют с выделением фотонов видимого спектра излучения. Излучение боковых поверхностей собирается за счет полного внутреннего отражения в заданный угол. Наличие рассеивающих излучение частиц в светопроводящей среде (SiO2 или SiO2 + люминофор) позволяет формировать равномерную диаграмму направленности излучения в заданном диапазоне длин волн.When direct current is passed through the LEDs, nonequilibrium carriers are injected into it, which recombine with the release of photons in the visible radiation spectrum. Radiation of the side surfaces is collected due to total internal reflection at a given angle. The presence of particles scattering radiation in a light-conducting medium (SiO 2 or SiO 2 + phosphor) allows you to create a uniform radiation pattern in a given wavelength range.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109852/28A RU2369943C2 (en) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | Light-emitting diode matrix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109852/28A RU2369943C2 (en) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | Light-emitting diode matrix |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007109852A RU2007109852A (en) | 2008-09-27 |
RU2369943C2 true RU2369943C2 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=39928483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007109852/28A RU2369943C2 (en) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | Light-emitting diode matrix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2369943C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011056097A1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-05-12 | Abramov Vladimir Semenovich | Led radiation source for transport control systems |
RU2444812C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Semiconductor radiation source |
RU2451365C1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-05-20 | Закрытое Акционерное Общество "Кб "Света-Лед" | Light-emitting diode |
CN103855148A (en) * | 2014-01-06 | 2014-06-11 | 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 | Led filament and lighting device |
RU2589338C2 (en) * | 2011-06-10 | 2016-07-10 | Конинклейке Филипс Н.В. | Light output device and method of making same |
-
2007
- 2007-03-19 RU RU2007109852/28A patent/RU2369943C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011056097A1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-05-12 | Abramov Vladimir Semenovich | Led radiation source for transport control systems |
RU2444812C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Semiconductor radiation source |
RU2451365C1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-05-20 | Закрытое Акционерное Общество "Кб "Света-Лед" | Light-emitting diode |
RU2589338C2 (en) * | 2011-06-10 | 2016-07-10 | Конинклейке Филипс Н.В. | Light output device and method of making same |
CN103855148A (en) * | 2014-01-06 | 2014-06-11 | 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 | Led filament and lighting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007109852A (en) | 2008-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1928425B (en) | Low profile light source utilizing a flexible circuit carrier | |
KR101182742B1 (en) | Semiconductor light emitting module and method for manufacturing the same | |
US7621658B2 (en) | Light-emitting module | |
CN104009142B (en) | Light emitting device packaging piece | |
KR100752586B1 (en) | Light-emitting apparatus and illuminating apparatus | |
KR100819883B1 (en) | Package of light emitting device and manufacturing method thereof | |
CN101904005B (en) | Optoelectronic component and production method for optoelectronic component | |
EP2372796A2 (en) | Light emitting diode package and light unit having the same | |
CN103210490A (en) | Solid state light sheet or strip for general illumination | |
US20080074884A1 (en) | Compact high-intensty LED-based light source and method for making the same | |
CN102185089A (en) | Light emitting apparatus and lighting system | |
RU2369943C2 (en) | Light-emitting diode matrix | |
KR20100030805A (en) | Multi-chip light emitting diode package | |
KR101655463B1 (en) | Light emitting device package and light unit having the same | |
RU70342U1 (en) | LED MATRIX | |
US9184349B2 (en) | Light emitting device, adhesive having surface roughness, and lighting system having the same | |
RU86795U1 (en) | Light emitting diode | |
KR20170005664A (en) | Lighting device module | |
WO2007097664A1 (en) | Light-emitting diode device | |
US20120256205A1 (en) | Led lighting module with uniform light output | |
RU66118U1 (en) | LED DEVICE | |
TW201424045A (en) | Light emitting device and method for manufacturing the same | |
KR20090073598A (en) | Led package | |
CN112397487A (en) | Light emitting device, manufacturing method thereof, display screen comprising light emitting device and lighting fixture | |
RU72527U1 (en) | LINEAR LED MATRIX |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100706 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170320 |