RU2402109C1 - Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием - Google Patents

Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием Download PDF

Info

Publication number
RU2402109C1
RU2402109C1 RU2009134068/28A RU2009134068A RU2402109C1 RU 2402109 C1 RU2402109 C1 RU 2402109C1 RU 2009134068/28 A RU2009134068/28 A RU 2009134068/28A RU 2009134068 A RU2009134068 A RU 2009134068A RU 2402109 C1 RU2402109 C1 RU 2402109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semiconductor light
emitting element
coating
compound
upper base
Prior art date
Application number
RU2009134068/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Валерьевич Феопёнтов (RU)
Анатолий Валерьевич Феопёнтов
Любовь Михайловна Втюрина (RU)
Любовь Михайловна Втюрина
Елена Дмитриевна Васильева (RU)
Елена Дмитриевна Васильева
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника" filed Critical Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника"
Priority to RU2009134068/28A priority Critical patent/RU2402109C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2402109C1 publication Critical patent/RU2402109C1/ru

Links

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Изобретение относится к светотехнике, а именно к полупроводниковым источникам света. Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием включает полупроводниковый светоизлучающий элемент и нанесенное на него покрытие из оптически прозрачного силиконового компаунда куполообразной формы. Полупроводниковый светоизлучающий элемент выполнен в виде объемного тела, имеющего верхнее и нижнее основания и боковую поверхность. Угол между боковой поверхностью полупроводникового светоизлучающего элемента и его верхним основанием составляет величину не более 120°. Покрытие расположено непосредственно на верхнем основании полупроводникового светоизлучающего элемента таким образом, что основание покрытия вписано в площадь верхнего основания полупроводникового светоизлучающего элемента. Покрытие сформировано путем нанесения на верхнее основание полупроводникового светоизлучающего элемента капли указанного компаунда, который имеет вязкость от 2000 до 20000 сПз, с последующим отверждением нанесенного компаунда. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов, повышение надежности конструкции и улучшение оптических свойств полупроводникового источника. 1 ил.

Description

Изобретение относится к светотехнике, а именно к полупроводниковым источникам света.
В современных полупроводниковых источниках света, содержащих полупроводниковый светоизлучающий элемент, широко применяются полимерные покрытия, наносимые на светоизлучающий элемент, образующие внешние оболочки указанных элементов, защищающие их от механических повреждений, а также выполняющие световыводящую и светопреобразующую функции. Кроме того, полимерные массы, образующие рассматриваемые покрытия, часто используются в качестве сред для диспергирования в них рассеивающих частиц или частиц люминофора, и в таких случаях полимерные покрытия с распределенными в них частицами дополнительно выполняют функцию преобразования света.
Рассматриваемые полимерные покрытия могут быть образованы путем заполнения полимерной заливочной массой полости, сформированной внутри полупроводникового источника света, в частности полости, образованной стенками отражателя, в котором помещен полупроводниковый светоизлучающий элемент, или поверхностью выемки, выполненной в линзе, расположенной поверх указанного светоизлучающего элемента. При этом форма сформированного указанным образом полимерного покрытия определяется формой описанных выше полости или выемки.
Так, например, известен полупроводниковый источник света [RU 67340], содержащий полупроводниковый светоизлучающий кристалл, помещенный в расположенном в металлокерамическом корпусе отражателе, имеющем наклонные стенки. Полость отражателя заполнена оптически прозрачным компаундом.
Указанное покрытие служит для защиты кристалла от механических повреждений. Однако рассматриваемое покрытие, сформированное в полости отражателя и имеющее плоскую верхнюю поверхность, не обеспечивает равномерное угловое распределение цветности выводимого светового излучения, что в ряде случаев не позволяет достигнуть требуемых оптических характеристик полупроводникового источника света.
Известен полупроводниковый источник света [RU 2251761], содержащий подложку, на которой установлен, по меньшей мере, один полупроводниковый светоизлучающий кристалл, имеющий покрытие, выполненное из оптически прозрачной полимерной заливочной массы. Покрытие образовано путем заполнения указанной массой выемки, имеющей куполообразную форму, сформированной в расположенном на подложке поверх светоизлучающего кристалла оптически прозрачном элементе, в качестве которого использованы рефлектор или линза.
Рассматриваемое покрытие выполняет защитную и световыводящую функции, при этом благодаря тому, что сформированное покрытие имеет куполообразную форму, в рассматриваемом полупроводниковом источнике света обеспечивается равномерное угловое распределение цветности выводимого светового излучения.
Однако в рассматриваемом полупроводниковом источнике света обязательным является наличие такого оптического конструктивного элемента, как рефлектор или линза, что усложняет конструкцию рассматриваемого устройства и может ограничить возможность его применения в светодиодных сборках, в которых полупроводниковые источники света используются в качестве сборочных единиц.
Известен полупроводниковый источник света [RU 2069418], выбранный авторами в качестве ближайшего аналога. Рассматриваемое устройство содержит несущий элемент - подложку, имеющую верхнее и нижнее основания и боковую поверхность. На верхнем основании подложки помещен, по меньшей мере, один полупроводниковый светоизлучающий элемент, поверх которого нанесено покрытие, выполненное из оптически прозрачного эпоксидного полимерного компаунда. При этом покрытие имеет куполообразную форму и расположено на несущем элементе таким образом, что основание покрытия вписано в площадь верхнего основания несущего элемента.
Рассматриваемое эпоксидное покрытие, имеющее куполообразную форму, покрывающее полупроводниковый светоизлучающий элемент и расположенное на верхнем основании подложки в границах ее площади поверхности, защищает светоизлучающий элемент от механических повреждений, а также повышает выход света и обеспечивает равномерное угловое распределение цветности выводимого светового излучения. При этом покрытие формируют без использования каких-либо оптических конструктивных элементов, что позволяет упростить конструкцию рассматриваемого полупроводникового источника света и расширяет возможности его применения в светодиодных сборках.
Однако в рассматриваемом полупроводниковом источнике света выполненное из эпоксидного полимерного компаунда покрытие обладает хрупкостью и недостаточной устойчивостью к воздействию тепла и света, что снижает надежность конструкции. В эпоксидном полимерном компаунде в процессе его отверждения появляются микроскопические пузырьки воздуха, что ухудшает оптические свойства покрытия и соответственно полупроводниковых источников света светодиодного модуля. Кроме того, наличие несущего элемента в рассматриваемом устройстве ограничивает возможность минимизации его габаритов.
Задачей заявляемого изобретения является уменьшение габаритов, повышение надежности конструкции и улучшение оптических свойств полупроводникового источника света.
Сущность изобретения заключается в том, что в полупроводниковом источнике света с полимерным покрытием, включающем полупроводниковый светоизлучающий элемент и нанесенное на него покрытие из оптически прозрачного полимерного компаунда, имеющее куполообразную форму, согласно изобретению полупроводниковый светоизлучающий элемент выполнен в виде объемного тела, имеющего верхнее и нижнее основания и боковую поверхность, угол между боковой поверхностью полупроводникового светоизлучающего элемента и его верхним основанием составляет величину не более 120°, в качестве полимерного компаунда использован силиконовый компаунд, покрытие расположено непосредственно на верхнем основании полупроводникового светоизлучающего элемента таким образом, что основание покрытия вписано в площадь верхнего основания полупроводникового светоизлучающего элемента, при этом покрытие сформировано путем нанесения на верхнее основание полупроводникового светоизлучающего элемента капли указанного компаунда, который имеет вязкость от 2000 до 20000 сПз, с последующим отверждением нанесенного компаунда.
За счет того что в заявляемом устройстве полимерное покрытие расположено поверх полупроводникового светоизлучающего элемента таким образом, что основание покрытия вписано в площадь поверхности верхнего основания полупроводникового светоизлучающего элемента, покрытие надежно защищает последний от механических повреждений. Указанное покрытие, сформированное путем нанесения капли компаунда на полупроводниковый светоизлучающий элемент, имеет куполообразную форму и образует световыводящую внешнюю оболочку, способствующую повышению выхода света и обеспечивающую равномерное угловое распределение цветности выводимого светового излучения. При этом благодаря тому, что покрытие формируют непосредственно на поверхности полупроводникового светоизлучающего элемента без применения каких-либо дополнительных конструктивных элементов, минимизируются габариты и упрощается конструкция заявляемого устройства, а также расширяется возможность его применения в светодиодных сборках, в которых полупроводниковый источник света используется в качестве сборочной единицы.
Принципиально важным в заявляемом устройстве является то, что в качестве полимерного компаунда использован силиконовый компаунд, который не обладает хрупкостью, обладает высокой устойчивостью к воздействию тепла и света и не содержит микроскопических пузырьков воздуха.
Известно использование покрытий из силиконового компаунда, применяемых в полупроводниковых источниках света, в которых совокупность индивидуальных полупроводниковых светоизлучающих элементов расположена на общей печатной плате [JP 2009010184]. Каждое покрытие сформировано путем нанесения капли указанного компаунда на печатную плату в месте расположения единичного светоизлучающего элемента. При этом в рассматриваемой конструкции в связи с тем, что светоизлучающие элементы расположены на общей печатной плате, которая имеет относительно большие габариты, не возникает проблем, связанных с необходимостью нахождения формируемых покрытий в строго определенных пространственных границах и с необходимостью предотвращения стекания формируемых покрытий с поверхности индивидуальных светоизлучающих элементов.
Между тем, как показали исследования авторов, для того чтобы покрытие из силиконового компаунда, сформированное путем нанесения капли указанного компаунда поверх светоизлучающего элемента, сохраняло куполообразную форму и при этом не стекало с его верхней поверхности, а оставалось в границах площади указанной поверхности, требуется выполнение определенных условий, которым должны удовлетворять силиконовый компаунд и полупроводниковый светоизлучающий элемент.
Так, в ходе экспериментальных исследований авторы определили, что для того, чтобы покрытие из силиконового полимера сохраняло куполообразную форму и при этом не стекало с поверхности полупроводникового светоизлучающего элемента, а располагалось в границах площади его верхнего основания, угол, который составляет боковая поверхность светоизлучающего элемента с его верхним основанием, должен иметь величину не более 120°, а для нанесения покрытия должен быть использован силиконовый компаунд, вязкость которого находится в диапазоне от 2000 до 20000 сПз, при этом покрытие должно быть сформировано путем нанесения на поверхность светоизлучающего элемента капли указанного компаунда с последующим его отверждением.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является уменьшение габаритов, повышение надежности конструкции и улучшение оптических свойств полупроводникового источника света, что обусловлено выбором материала полимерного покрытия и вышеуказанными условиями его формирования.
На чертеже представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство содержит полупроводниковый светоизлучающий элемент 1, выполненный в виде объемного тела, имеющего верхнее основание 2, нижнее основание 3 и боковую поверхность 4. В качестве полупроводникового светоизлучающего элемента 1 может быть, в частности, использована полупроводниковая эпитаксиальная гетероструктура, сформированная на подложке 5.
Устройство также содержит расположенное поверх полупроводникового светоизлучающего элемента 1 на его верхнем основании 2 покрытие 6, выполненное из оптически прозрачного силиконового компаунда, имеющее куполообразную форму и расположенное таким образом, что основание (на чертеже не обозначено) покрытия 6 вписано в площадь верхнего основания 2 полупроводникового светоизлучающего элемента 1.
Угол между боковой поверхностью 4 полупроводникового светоизлучающего элемента 1 и его верхним основанием 2 составляет величину не более 120°.
Покрытие 6 сформировано путем нанесения на поверхность верхнего основания 2 полупроводникового светоизлучающего элемента 1 капли силиконового компаунда, имеющего вязкость от 2000 до 20000 сПз, и последующего отверждения нанесенного компаунда.
В качестве указанного компаунда может быть, в частности, использован силиконовый эластомер LS-6257.
Достижение требуемой вязкости компаунда обеспечивается, в частности, его выдержкой при определенной температуре, в частности при температуре отверждения, в течение времени, по истечении которого компаунд приобретает указанную вязкость, но полностью не полимеризуется. Процесс последующего отверждения нанесенного покрытия 6 осуществляется по стандартному режиму, указанному производителем компаунда. Нанесение покрытия осуществляется, в частности, методом дозирования.
Покрытие 6 может включать частицы люминофора (на чертеже не показаны), распределенные по его объему, обуславливающие преобразование спектра светового излучения. Распределение частиц люминофора по объему покрытия 6 достигается при вязкости компаунда, лежащей в приведенных выше пределах, поскольку при указанной вязкости частицы люминофора не оседают вниз под действием силы тяжести, а остаются во взвешенном состоянии до окончательного отверждения указанной смеси.
Устройство работает следующим образом.
Полупроводниковый источник света подключают к цепи внешнего питания. При протекании тока через полупроводниковый светоизлучающий элемент 1 последний излучает свет. Излучаемое световое излучение выводится через покрытие 6, которое выполняет световыводящую и светопреобразующую функции, а также защищает полупроводниковый светоизлучающий элемент 1 от механических повреждений.

Claims (1)

  1. Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием, включающий полупроводниковый светоизлучающий элемент и нанесенное на него покрытие из оптически прозрачного полимерного компаунда, имеющее куполообразную форму, отличающийся тем, что полупроводниковый светоизлучающий элемент выполнен в виде объемного тела, имеющего верхнее и нижнее основания и боковую поверхность, угол между боковой поверхностью полупроводникового светоизлучающего элемента и его верхним основанием составляет величину не более 120°, в качестве полимерного компаунда использован силиконовый компаунд, покрытие расположено непосредственно на верхнем основании полупроводникового светоизлучающего элемента таким образом, что основание покрытия вписано в площадь верхнего основания полупроводникового светоизлучающего элемента, при этом покрытие сформировано путем нанесения на верхнее основание полупроводникового светоизлучающего элемента капли указанного компаунда, который имеет вязкость от 2000 до 20000 сПз, с последующим отверждением нанесенного компаунда.
RU2009134068/28A 2009-09-08 2009-09-08 Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием RU2402109C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009134068/28A RU2402109C1 (ru) 2009-09-08 2009-09-08 Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009134068/28A RU2402109C1 (ru) 2009-09-08 2009-09-08 Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2402109C1 true RU2402109C1 (ru) 2010-10-20

Family

ID=44024047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009134068/28A RU2402109C1 (ru) 2009-09-08 2009-09-08 Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2402109C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451365C1 (ru) * 2011-02-22 2012-05-20 Закрытое Акционерное Общество "Кб "Света-Лед" Светоизлучающий диод
RU2524234C2 (ru) * 2012-10-16 2014-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт прикладной акустики" Люминесцентное покрытие для увеличения эффективности преобразования энергии падающего света и способ его получения
RU2571176C1 (ru) * 2014-07-14 2015-12-20 Гиа Маргович Гвичия Светодиодная матрица

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451365C1 (ru) * 2011-02-22 2012-05-20 Закрытое Акционерное Общество "Кб "Света-Лед" Светоизлучающий диод
RU2524234C2 (ru) * 2012-10-16 2014-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт прикладной акустики" Люминесцентное покрытие для увеличения эффективности преобразования энергии падающего света и способ его получения
RU2571176C1 (ru) * 2014-07-14 2015-12-20 Гиа Маргович Гвичия Светодиодная матрица
WO2016010458A1 (ru) * 2014-07-14 2016-01-21 Александр Владленович ИВАНОВ Светодиодная матрица

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9897266B2 (en) Light source module and lighting apparatus including the same
US7828453B2 (en) Light emitting device and lamp-cover structure containing luminescent material
TWI393841B (zh) 背光用發光二極體之寬發光透鏡
US7943952B2 (en) Method of uniform phosphor chip coating and LED package fabricated using method
EP2162925B1 (en) Illumination device with a wavelength converting element held by a support structure having an aperture
US9243777B2 (en) Rare earth optical elements for LED lamp
EP1668960A2 (en) Light efficient packaging configurations for led lamps using high refractive index encapsulants
US9380652B2 (en) Lighting device with LED chip and protective cast
CN102097572A (zh) 发光装置
JP2002261333A (ja) 発光装置
RU2402110C1 (ru) Светодиодный модуль с полимерным покрытием
US20110292653A1 (en) LED lamp, method for manufacturing and LED lamp and bulb therefor
JP2012044048A (ja) 発光素子パッケージの製造方法及び発光素子パッケージ
US20170294562A1 (en) Light-emission device
US20140001505A1 (en) Light emitting diode package with lens and method for manufacturing the same
RU2402109C1 (ru) Полупроводниковый источник света с полимерным покрытием
CN110085578A (zh) 具有底部反射体的封装led透镜
JP5817521B2 (ja) 発光装置の製造方法
US20070194691A1 (en) Light emitting diode package structure having high light extraction efficiency and method of manufacturing the same
US10833235B2 (en) Light source, method of manufacturing the light source, and method of mounting the light source
US9570661B2 (en) Protective coating for LED lamp
JP2008187212A (ja) 面実装型発光素子
JP4146406B2 (ja) 発光素子および発光素子の製造方法
KR102131771B1 (ko) 발광 소자 패키지 및 이를 포함하는 조명 장치
JP4212612B2 (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170909