RU2531848C2 - Рассеивающая и преобразующая свет пластина для сид - Google Patents
Рассеивающая и преобразующая свет пластина для сид Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531848C2 RU2531848C2 RU2011151606/28A RU2011151606A RU2531848C2 RU 2531848 C2 RU2531848 C2 RU 2531848C2 RU 2011151606/28 A RU2011151606/28 A RU 2011151606/28A RU 2011151606 A RU2011151606 A RU 2011151606A RU 2531848 C2 RU2531848 C2 RU 2531848C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- systems
- lighting
- lighting system
- thickness
- Prior art date
Links
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 57
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910017109 AlON Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000013464 silicone adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
- F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
- F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/483—Containers
- H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к осветительной технике. Осветительная система содержит первичный источник света и по меньшей мере одну рассеивающую и преобразующую свет пластину, которая содержит первый слой (12), имеющий рассеивающие свойства и, по существу, не имеющий преобразующих свойств, и второй слой (14), имеющий преобразующие свойства и расположенный на оптическом пути между первичным источником света и первым слоем, при этом толщина А первого слоя и толщина В слоя соотносятся как А ≥ 3*В, первый слой, по существу, выполнен из керамического материала с плотностью ≥90% и ≤100% от теоретической плотности, толщина В второго слоя составляет ≥5 мкм и ≤80 мкм, а толщина А первого слоя составляет ≥50 мкм и ≤1000 мкм. Изобретение обеспечивает увеличение характеристик осветительной системы за счет разделения рассеивания и преобразования. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к новым люминесцентным материалам и соединениям для светоизлучающих устройств, главным образом к области светоизлучающих диодов (СИД).
Предпосылки изобретения
В последние годы были разработаны несколько новых технологий и установок для СИД, среди них введение керамических преобразующих пластин и слоев. В связи с этим делается ссылка, например, на заявку US 2004/145308, которая включена сюда посредством ссылки.
Тем не менее, все еще остается потребность в преобразующих пластинах и слоях, которые демонстрируют хорошие излучающие и рассеивающие свойства.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является предоставление осветительной системы, которая может использоваться в широком диапазоне областей применения и, главным образом, делает возможным производство СИД теплого белого свечения с преобразованием люминофором с оптимизированной световой эффективностью и цветопередачей.
Эта задача решается с помощью осветительной системы в соответствии с пунктом 1 формулы настоящего изобретения. Соответственно, предложена осветительная система, содержащая по меньшей мере одну рассеивающую и преобразующую свет пластину, содержащую:
а) первый слой, имеющий рассеивающие свойства и не имеющий преобразующих свойств, и
b) второй слой, имеющий преобразующие свойства, при этом толщина А первого слоя и толщина B второго слоя соотносятся как
А≥3*В.
Предпочтительно, А и В соотносятся как А≥4*В, более предпочтительно как А≥7*В.
Термины «слой» и/или «пластина», главным образом, означают и/или включают в себя объект, который простирается в одном измерении (например, в высоту) на ≤ 40%, более предпочтительно ≤ 20% и наиболее предпочтительно ≤ 10%, чем в любом из других измерений (т.е. в ширину и длину).
Термин «рассеивающий», главным образом, означает и/или включает в себя изменение направления распространения света.
Термин «преобразующий», главным образом, означает и/или включает в себя физический процесс поглощения света и излучения света в другой области длин волн, например, из-за излучательных переходов, которые включают в себя по меньшей мере одно основное состояние и по меньшей мере одно возбужденное состояние и которые могут быть описаны с помощью графика с конфигурационными координатами, изображающего кривые потенциальной энергии центров поглощения и излучения как функции конфигурационной координаты.
Термин «не имеющий преобразующих свойств», главным образом, означает и/или включает в себя то, что ≥ 95%, более предпочтительно ≥ 97%, более предпочтительно ≥98% и наиболее предпочтительно ≥99% всего передаваемого света проходит пластину без преобразования.
Такая осветительная система продемонстрировала для широкого диапазона областей применения в рамках настоящего изобретения, что она имеет по меньшей мере одно из следующих преимуществ:
- неожиданным результатом одной из основных идей, лежащей в основе настоящего изобретения, т.е. разделения рассеивания и преобразования, является то, что для большинства применений можно обнаружить как хорошее прямое излучение, так и угловую стабильность профиля излучения;
- общая установка осветительной системы может быть простой и маленькой;
- продолжительность работы осветительной системы существенно увеличена в связи с улучшенными свойствами рассеяния тепла и улучшенной химической стабильностью;
- дополнительные функциональные слои могут быть нанесены только на один слой, исключая риск повреждения более дорогих остальных слоев.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления второй слой находится на оптическом пути между первичным источником света и первым слоем.
Первичный источник света будет в большинстве применений являться синим СИД; тем не менее, могут быть использованы любые устройства, известные специалисту в данной области техники.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления первый и/или второй слои, по существу, выполнены из керамического материала.
Термин «по существу» в смысле настоящего изобретения, главным образом, означает ≥ 90 (вес.)%, более предпочтительно ≥ 95 (вес.)%, еще более предпочтительно ≥ 98 (вес.)% и наиболее предпочтительно ≥ 99 (вес.)%.
Термин «керамический материал» в смысле настоящего изобретения означает и/или включает в себя, главным образом, кристаллический или поликристаллический плотный материал или композиционный материал с регулируемым количеством пор или без пор.
Термин «поликристаллический материал» в смысле настоящего изобретения означает и/или включает в себя, главным образом, материал с объемной плотностью больше 90 процентов от основной составляющей, состоящий из более чем 80 процентов монокристаллических областей, причем каждая область больше 0,5 мкм в диаметре и имеет различную кристаллографическую ориентацию. Монокристаллические области могут быть соединены аморфным или стекловидным материалом или дополнительными кристаллическими составляющими.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления керамический материал имеет объем от ≥ 0,005 мм3 до ≤ 8 мм3, более предпочтительно от ≥ 0,03 мм3 до ≤ 1 мм3 и наиболее предпочтительно от ≥ 0,08 мм3 до ≤ 0,18 мм3.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления керамический материал имеет плотность ≥ 90% и ≤ 100% от теоретической плотности. Было показано, что это является преимущественным для широкого диапазона применений в рамках настоящего изобретения, так как при этом люминесцентные свойства по меньшей мере одного керамического материала могут быть увеличены.
Более предпочтительно, керамический материал имеет плотность ≥ 97% и ≤ 100% от теоретической плотности, еще более предпочтительно ≥ 98% и ≤ 100%, даже более предпочтительно ≥ 98,5% и ≤ 100% и наиболее предпочтительно ≥ 99,0% и ≤ 100%.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения среднеквадратичное значение шероховатости (нарушения плоскостности поверхности; измеренное как геометрическое среднее разности между самым высоким и самым глубоким поверхностными элементами) поверхности(ей) керамического материала ≥ 0,001 мкм и ≤ 1 мкм.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения шероховатость поверхности(ей) упомянутого по меньшей мере одного керамического материала ≥ 0,005 мкм и ≤ 0,8 мкм, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения ≥ 0,01 мкм и ≤ 0,5 мкм, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения ≥ 0,02 мкм и ≤ 0,2 мкм и в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения ≥ 0,03 мкм и ≤ 0,15 мкм.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения удельная площадь поверхности керамического материала ≥ 10-7 м2/г и ≤ 0,1 м2/г.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления толщина В упомянутого второго слоя ≥ 5 мкм и ≤ 80 мкм. Было показано, что это является преимущественным для многих применений в рамках настоящего изобретения, так как при этом эффективность монтажа в корпус и боковое излучение рассеивающей и преобразующей свет пластины могут сильно увеличиться и уменьшиться соответственно.
Предпочтительно, толщина В упомянутого второго слоя ≥ 10 мкм и ≤ 50 мкм.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления толщина А упомянутого первого слоя ≥ 50 мкм и ≤ 1000 мкм. Было показано, что это является преимущественным, так как при этом для многих применений свойства рассеяния и монотонность профиля излучения света рассеивающей и преобразующей свет пластины могут быть увеличены.
Предпочтительно, толщина А упомянутого первого слоя ≥ 100 мкм и ≤ 300 мкм.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления коэффициент рассеяния упомянутого первого слоя > 0 и ≤ 1000 см-1.
Коэффициент s рассеяния определяется с помощью измерения коэффициента R0 отражения и/или коэффициента T0 пропускания тонкого слоя с толщиной А в соответствии с уравнениями:
где 
и 
(а является коэффициентом поглощения слоя)
В случае когда а=0, уравнения упрощаются до вида
Предпочтительно, коэффициент рассеяния упомянутого первого слоя ≥ 100 и ≤ 500 см-1.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления средний коэффициент n преломления первого слоя ≥ 1,3 и ≤ 2,5.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления разница ∆n в коэффициенте преломления между коэффициентами преломления упомянутого первого слоя и упомянутого второго слоя ≥ 0,03 и ≤ 1. Было показано, что это является преимущественным для смешивания света от первичного источника света и преобразованного света из второго слоя для многих применений. Предпочтительно ∆n ≥ 0,3 и ≤ 0,5.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления упомянутый первый слой, по существу, выполнен из материала, выбранного из группы, содержащей стекло, Al2O3, Y3Al5O12, RE3Al5O12 (RE - редкоземельный металл), Y2O3, ZnS, AlON, AlPON, AlN, MgAl2O4, SiC, SiO2, Si3N4 или их смеси.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления упомянутый второй слой, по существу, выполнен из материала, выбранного из группы, содержащей LubYcGddCeeAl5O12, где b+c+d+e=3, 0,09≤е≤0,24, Ca1-x-y-z-0,5uMxSi1+u-v-zAl1-u+v+zN3-vOv:EuyCez, где 0≤u<0,2, 0<v<0,05, 0≤x<1, 0,001≤y≤0,01, 0,002≤z≤0,04, и M = Sr, Ba, Mg или их смеси.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления пластина содержит третий слой, предусмотренный между упомянутыми первым и вторым слоями и, по существу, выполненный из клейкого материала, предпочтительно силиконового клея.
Кроме того, это изобретение относится к способу производства рассеивающей и преобразующей свет пластины, содержащему этапы:
а) обеспечение первого и второго слоев, причем толщина упомянутого второго слоя больше желаемой,
b) соединение упомянутых первого и второго слоев, необязательно, путем применения третьего слоя, предусмотренного между упомянутыми первым и вторым слоями и, по существу, выполненного из клейкого материала,
с) механическое уменьшение упомянутой толщины упомянутого второго слоя, например, путем шлифования.
Таким образом, было показано для многих применений, что рассеивающая и преобразующая свет пластина в соответствии с настоящим изобретением может быть легко и эффективно выполнена даже при малой толщине второго слоя.
Осветительная система в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в большом разнообразии систем и/или применений, среди них одно или более из следующего:
- системы офисного освещения,
- системы домашнего применения,
- системы освещения магазина,
- системы освещения дома,
- системы направленного освещения,
- системы точечного освещения,
- системы театрального освещения,
- системы оптоволоконного применения,
- проекционные системы,
- самосветящиеся индикаторные системы,
- пикселированные индикаторные системы,
- сегментированные индикаторные системы,
- системы предупредительных знаков,
- системы применения освещения в медицине,
- системы указательных знаков,
- системы декоративного освещения,
- портативные системы,
- автомобильные применения,
- системы освещения теплиц.
Указанные выше компоненты, также как заявленные компоненты и компоненты для использования в соответствии с изобретением в описанных вариантах осуществления, не являются предметом каких-либо специальных исключений относительно их размера, формы, выбора материала и технического замысла, так что без ограничений могут быть применены критерии выбора, известные в данной области техники.
Краткое описание чертежей
Дополнительные подробности, признаки, характеристики и преимущества задачи объекта изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения, на фигурах и в следующем описании соответствующих фигур и примеров, которые - в качестве примера - изображают несколько вариантов осуществления и примеров люминесцентного материала для использования в осветительной системе в соответствии с изобретением, также как и несколько вариантов осуществления и примеров осветительной системы в соответствии с изобретением.
Фиг.1 изображает очень схематическую установку осветительной системы в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 изображает подробный, очень схематический вид рассеивающей и преобразующей свет пластины по фиг.1.
Фиг.3 изображает фотографию части рассеивающей свет и преобразующей пластины в соответствии с Примером I настоящего изобретения.
Фиг.4 изображает фотографию части рассеивающей свет и преобразующей пластины в соответствии с Примером II настоящего изобретения.
Фиг.5 изображает диаграмму пространственного излучения двух СИД в соответствии с Примерами I и II настоящего изобретения и сравнительным примером.
Фиг.6 изображает спектры излучения двух СИД в соответствии с примерами I и II настоящего изобретения и сравнительным примером; и
Фиг.7 изображает цветовой график МКО 1931, изображающий кривые Планка для двух СИД в соответствии с Примерами I и II настоящего изобретения и сравнительным примером.
Фиг.1 изображает очень схематическую установку осветительной системы в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Большая часть Фиг.1 относится к уровню техники и известна специалисту и поэтому будет описана только кратко. Понятно, что осветительная система с фиг.1 является только примерной, и специалист может использовать другие части или свободно их заменять.
Осветительная система 1 содержит тонкопленочный синий чиповый СИД 20, на котором предусмотрена рассеивающая и преобразующая свет пластина 10; причем оба накрыты линзой.
Фиг.2 изображает подробный, очень схематический вид рассеивающей и преобразующей свет пластины с фиг.1. Пластина 10 содержит первый слой 12 (с толщиной А), второй слой 14 (с толщиной В) и между ними слой 16 силиконового клея. Фиг.2 является крайне схематической и в большинстве применений реальные размеры будут существенно отличаться. Отметим, что пластина 10 предусмотрена в осветительной системе 1 так, что второй слой 12 находится на оптическом пути между синим чиповым СИД 20 и вторым слоем 14.
Изобретение будет более понятно из следующих примеров I и II, которые - лишь в качестве примера - показывают несколько осветительных систем по настоящему изобретению.
В этих примерах из пластины толщиной 1,1 мм после спекания с обеих сторон вышлифовали слой Y2,88Ce0,012Al5O12 (т.е. второй слой 14) до толщины 300 мкм. Также слой поликристаллического Al2O3 толщиной 1 мм (PCA, первый слой 12) с массовой плотностью 99,98 процента от кристаллического Al2O3 сошлифовали до 150 мкм. Затем первый слой покрыли слоем силикона (Shin Etsu KJR-9222A и KJR-9222A, пропорция смеси 1:1), прикрепили второй слой и дали слою силикона затвердеть при температуре 100°С в течение одного часа и отверждали при 150°С в течение 2 часов.
После склеивания второй слой 14 дополнительно сошлифовали до толщины 17 мкм (Пример I) и 30 мкм (Пример II) соответственно.
Затем обе пластины были разделены с размерами 0,99×0,99 мм2, установлены на синий тонкопленочный СИД с перевернутым кристаллом (TFFC СИД), излучающий с длиной волны около 450 нм, и покрыты линзой. Монтаж СИД в корпус выполняли таким же образом, как и для СИД с преобразованием люминофором Lumiramic.
Кроме того, сравнительный пример I выполняли по аналогии с Примерами по изобретению. В этом сравнительном примере второй слой был доведен до толщины 120 мкм и выполнен из Y2,842Gd0,15Ce0,008Al5O12 (т.е. с более низким содержанием церия, чтобы соответствовать большей толщине).
Фиг.3 изображает фотографию части рассеивающей и преобразующей свет пластины в соответствии с Примером I по настоящему изобретению. Рассеивающая и преобразующая свет пластина имеет общую толщину примерно 205 мкм, при этом первый слой составляет примерно 140 мкм в толщину, второй слой - примерно 30 мкм в толщину, а слой силикона - примерно 35 мкм.
Фиг.4 изображает фотографию части рассеивающей и преобразующей свет пластины в соответствии с Примером II по настоящему изобретению. По стечению обстоятельств рассеивающая и преобразующая свет пластина также имеет общую толщину примерно 205 мкм; тем не менее, здесь первый слой составляет примерно 146 мкм в толщину, второй слой - примерно 17 мкм, а слой силикона - примерно 42 мкм.
Фиг.5 изображает диаграмму пространственного излучения двух СИД в соответствии с Примерами I и II по настоящему изобретению и сравнительным примером. Благодаря излучению с торцов преобразующей пластины Lumiramic по сравнительному примеру излучаемый поток при большом угле излучения больше по сравнению с потоком при больших углах, излучаемым СИД с преобразующими пластинами по Примерам I и II по настоящему изобретению.
Фиг.6 изображает спектры излучения двух СИД в соответствии с Примерами I и II по настоящему изобретению и сравнительным примером. Для сравнительного примера (120 мкм) общая интенсивность преобразования низка, и пик излучаемого синего света гораздо больше, чем максимум преобразованного света. Для примера с 30 мкм оба пика примерно одинаковы, что показывает высокую эффективность рассеивающей и преобразующей свет пластины.
Фиг.7 изображает цветовой график МКО 1931, изображающий кривые Планка и цветовые точки для двух СИД в соответствии с Примерами I и II по настоящему изобретению и сравнительным примером. Можно видеть, что благодаря рассеивающей и излучающей свет пластине по изобретению в случае примера с 30 мкм была реализована низкая цветовая температура примерно 4000 К, в то время как всего лишь малое изменение размера преобразующего слоя 12 (т.е. до 17 мкм) приводит к резкому увеличению цветовой температуры до примерно 10000 К. Вариация толщины и концентрации церия дает возможность производства белого СИД с цветовой температурой в диапазоне от примерно 10000 К до 4000 К или ниже.
Конкретные комбинации элементов и признаков в указанных выше вариантах осуществления являются только примерными; перестановка и замена этих предписаний другими предписаниями в этом и в патентах/заявках, включенных сюда по ссылке, также однозначно предусмотрены. Как будет ясно специалисту в данной области техники, обычным специалистам в данной области техники могут прийти на ум вариации, модификации и другие варианты реализации того, что здесь описано, не выходя за рамки сущности и объема заявленного изобретения. Соответственно, предшествующее описание приведено только в качестве примера и не предназначено для ограничения. В пунктах формулы изобретения выражение «содержит» не исключает других элементов или этапов, а использование единственного числа не исключает множественности. Сам тот факт, что определенные величины перечисляются во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих величин не может использоваться для получения преимущества. Объем изобретения определен в приведенной далее формуле изобретения и ее эквивалентах. Более того, ссылочные обозначения, использованные в описании и в формуле изобретения, не ограничивают объем заявленного изобретения.
Claims (8)
1. Осветительная система, содержащая первичный источник света и по меньшей мере одну рассеивающую и преобразующую свет пластину (10), содержащую:
а) первый слой (12), имеющий рассеивающие свойства и, по существу, не имеющий преобразующих свойств, и
b) второй слой (14), имеющий преобразующие свойства и расположенный на оптическом пути между упомянутым первичным источником света и упомянутым первым слоем,
при этом толщина А упомянутого первого слоя и толщина В упомянутого второго слоя соотносятся как
А ≥ 3*В
и при этом упомянутый первый слой, по существу, выполнен из керамического материала с плотностью ≥90% и ≤100% от теоретической плотности, упомянутая толщина В упомянутого второго слоя составляет ≥5 мкм и ≤80 мкм, а упомянутая толщина А упомянутого первого слоя составляет ≥50 мкм и ≤1000 мкм.
а) первый слой (12), имеющий рассеивающие свойства и, по существу, не имеющий преобразующих свойств, и
b) второй слой (14), имеющий преобразующие свойства и расположенный на оптическом пути между упомянутым первичным источником света и упомянутым первым слоем,
при этом толщина А упомянутого первого слоя и толщина В упомянутого второго слоя соотносятся как
А ≥ 3*В
и при этом упомянутый первый слой, по существу, выполнен из керамического материала с плотностью ≥90% и ≤100% от теоретической плотности, упомянутая толщина В упомянутого второго слоя составляет ≥5 мкм и ≤80 мкм, а упомянутая толщина А упомянутого первого слоя составляет ≥50 мкм и ≤1000 мкм.
2. Осветительная система по п.1, при этом упомянутый второй слой, по существу, выполнен из керамического материала.
3. Осветительная система по любому из пп.1-2, при этом коэффициент рассеяния упомянутого первого слоя составляет > 0 и ≤ 1000 см-1.
4. Осветительная система по любому из пп.1-2, при этом разница Δn в коэффициенте преломления между коэффициентами преломления упомянутого первого слоя и упомянутого второго слоя составляет ≥0,03 и ≤1.
5. Осветительная система по п.3, при этом разница Δn в коэффициенте преломления между коэффициентами преломления упомянутого первого слоя и упомянутого второго слоя составляет ≥0,03 и ≤1.
6. Осветительная система по любому из пп.1-2, при этом пластина содержит третий слой, предусмотренный между упомянутыми первым и вторым слоями и, по существу, выполненный из клейкого материала.
7. Осветительная система по п.3, при этом пластина содержит третий слой, предусмотренный между упомянутыми первым и вторым слоями и, по существу, выполненный из клейкого материала.
8. Система, содержащая осветительную систему по любому из пп.1-7, при этом система используется в одном или более из следующих применений:
- системы офисного освещения,
- системы бытового применения,
- системы освещения магазина,
- системы освещения дома,
- системы направленного освещения,
- системы точечного освещения,
- системы театрального освещения,
- системы оптоволоконного применения,
- проекционные системы,
- самосветящиеся индикаторные системы,
- пикселированные индикаторные системы,
- сегментированные индикаторные системы,
- системы предупредительных знаков,
- системы для применения в медицинском освещении,
- системы указательных знаков,
- системы декоративного освещения,
- портативные системы,
- автомобильные применения,
- системы освещения теплиц.
- системы офисного освещения,
- системы бытового применения,
- системы освещения магазина,
- системы освещения дома,
- системы направленного освещения,
- системы точечного освещения,
- системы театрального освещения,
- системы оптоволоконного применения,
- проекционные системы,
- самосветящиеся индикаторные системы,
- пикселированные индикаторные системы,
- сегментированные индикаторные системы,
- системы предупредительных знаков,
- системы для применения в медицинском освещении,
- системы указательных знаков,
- системы декоративного освещения,
- портативные системы,
- автомобильные применения,
- системы освещения теплиц.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP09160613 | 2009-05-19 | ||
| EP09160613.7 | 2009-05-19 | ||
| PCT/IB2010/052167 WO2010134011A2 (en) | 2009-05-19 | 2010-05-17 | Light scattering and conversion plate for leds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011151606A RU2011151606A (ru) | 2013-06-27 |
| RU2531848C2 true RU2531848C2 (ru) | 2014-10-27 |
Family
ID=42983411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011151606/28A RU2531848C2 (ru) | 2009-05-19 | 2010-05-17 | Рассеивающая и преобразующая свет пластина для сид |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US8721098B2 (ru) |
| EP (1) | EP2436047B1 (ru) |
| JP (1) | JP2012527763A (ru) |
| KR (1) | KR101747688B1 (ru) |
| CN (1) | CN102428583B (ru) |
| BR (1) | BRPI1007686B1 (ru) |
| RU (1) | RU2531848C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010134011A2 (ru) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102428583B (zh) * | 2009-05-19 | 2015-06-03 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于led的光散射和转换板 |
| DE102011012298A1 (de) | 2010-12-28 | 2012-06-28 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verbundsubstrat, Halbleiterchip mit Verbundsubstrat und Verfahren zur Herstellung von Verbundsubstraten und Halbleiterchips |
| EP2482350A1 (en) | 2011-02-01 | 2012-08-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | LED assembly comprising a light scattering layer |
| DE102011050450A1 (de) | 2011-05-18 | 2012-11-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronischer Halbleiterchip, optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements |
| JPWO2014122888A1 (ja) * | 2013-02-06 | 2017-01-26 | 株式会社小糸製作所 | 発光モジュール |
| CN105776869A (zh) * | 2014-12-17 | 2016-07-20 | 黄更生 | 一种激发白光led灯用玻璃陶瓷 |
| CN107805496A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-16 | 彩虹集团新能源股份有限公司 | 一种led灯用扩散膜材料的制备方法 |
| CN114008800B (zh) * | 2019-06-05 | 2023-03-24 | 亮锐有限责任公司 | 磷光体转换器发射器的结合 |
| CN114080676A (zh) | 2019-06-25 | 2022-02-22 | 亮锐有限责任公司 | 用于微led应用的磷光体层 |
| US11177420B2 (en) | 2019-10-09 | 2021-11-16 | Lumileds Llc | Optical coupling layer to improve output flux in LEDs |
| US11362243B2 (en) | 2019-10-09 | 2022-06-14 | Lumileds Llc | Optical coupling layer to improve output flux in LEDs |
| US11411146B2 (en) | 2020-10-08 | 2022-08-09 | Lumileds Llc | Protection layer for a light emitting diode |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035353A2 (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-06 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Light emitting device with improved conversion layer |
| JP2008103599A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置 |
| DE102006061175A1 (de) * | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement und Verfahren |
| US7554258B2 (en) * | 2002-10-22 | 2009-06-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body |
| JP2009524914A (ja) * | 2006-01-24 | 2009-07-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 発光装置 |
| RU84626U1 (ru) * | 2008-07-23 | 2009-07-10 | Закрытое Акционерное Общество "Протон-Импульс" (ЗАО "Протон-Импульс") | Полупроводниковый излучатель |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5695809A (en) | 1995-11-14 | 1997-12-09 | Micron Display Technology, Inc. | Sol-gel phosphors |
| US6696703B2 (en) | 1999-09-27 | 2004-02-24 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Thin film phosphor-converted light emitting diode device |
| DE10351349A1 (de) * | 2003-10-31 | 2005-06-16 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zum Hestellen eines Lumineszenzdiodenchips |
| US7361938B2 (en) * | 2004-06-03 | 2008-04-22 | Philips Lumileds Lighting Company Llc | Luminescent ceramic for a light emitting device |
| CN1988188A (zh) | 2005-12-23 | 2007-06-27 | 香港应用科技研究院有限公司 | 具有荧光层结构的发光二极管晶粒及其制造方法 |
| KR100764148B1 (ko) * | 2006-01-17 | 2007-10-05 | 루시미아 주식회사 | 시트상 형광체와 그 제조방법 및 이를 이용한 발광장치 |
| JP4969119B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2012-07-04 | 日本碍子株式会社 | 発光ダイオード装置 |
| JP5049336B2 (ja) | 2006-03-21 | 2012-10-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | エレクトロルミネセントデバイス |
| US7285791B2 (en) | 2006-03-24 | 2007-10-23 | Goldeneye, Inc. | Wavelength conversion chip for use in solid-state lighting and method for making same |
| WO2008007232A2 (en) | 2006-06-08 | 2008-01-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Light-emitting device |
| JP2007335798A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置 |
| US7521862B2 (en) * | 2006-11-20 | 2009-04-21 | Philips Lumileds Lighting Co., Llc | Light emitting device including luminescent ceramic and light-scattering material |
| US20080121911A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-05-29 | Cree, Inc. | Optical preforms for solid state light emitting dice, and methods and systems for fabricating and assembling same |
| US7902564B2 (en) * | 2006-12-22 | 2011-03-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multi-grain luminescent ceramics for light emitting devices |
| JP5347354B2 (ja) | 2007-09-18 | 2013-11-20 | 日亜化学工業株式会社 | 蛍光物質成形体及びその製造方法、発光装置 |
| CN101463975A (zh) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 | 固态光源装置 |
| CN101577297A (zh) * | 2008-05-09 | 2009-11-11 | 旭丽电子(广州)有限公司 | 发光封装结构及其制造方法 |
| US8083364B2 (en) * | 2008-12-29 | 2011-12-27 | Osram Sylvania Inc. | Remote phosphor LED illumination system |
| CN102428583B (zh) * | 2009-05-19 | 2015-06-03 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于led的光散射和转换板 |
| US8415692B2 (en) * | 2009-07-06 | 2013-04-09 | Cree, Inc. | LED packages with scattering particle regions |
| US8547009B2 (en) * | 2009-07-10 | 2013-10-01 | Cree, Inc. | Lighting structures including diffuser particles comprising phosphor host materials |
| US8723409B2 (en) * | 2010-04-07 | 2014-05-13 | Nichia Corporation | Light emitting device |
-
2010
- 2010-05-17 CN CN201080021909.5A patent/CN102428583B/zh active Active
- 2010-05-17 BR BRPI1007686-7A patent/BRPI1007686B1/pt active IP Right Grant
- 2010-05-17 RU RU2011151606/28A patent/RU2531848C2/ru active
- 2010-05-17 JP JP2012511387A patent/JP2012527763A/ja active Pending
- 2010-05-17 US US13/320,803 patent/US8721098B2/en active Active
- 2010-05-17 EP EP10726270.1A patent/EP2436047B1/en active Active
- 2010-05-17 KR KR1020117030162A patent/KR101747688B1/ko active IP Right Grant
- 2010-05-17 WO PCT/IB2010/052167 patent/WO2010134011A2/en active Application Filing
-
2014
- 2014-03-25 US US14/224,120 patent/US9482411B2/en active Active
-
2016
- 2016-10-28 US US15/337,435 patent/US9966512B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7554258B2 (en) * | 2002-10-22 | 2009-06-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body |
| WO2006035353A2 (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-06 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Light emitting device with improved conversion layer |
| JP2009524914A (ja) * | 2006-01-24 | 2009-07-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 発光装置 |
| RU2008134528A (ru) * | 2006-01-24 | 2010-02-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) | Светоизлучающее устройство |
| JP2008103599A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置 |
| DE102006061175A1 (de) * | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement und Verfahren |
| RU84626U1 (ru) * | 2008-07-23 | 2009-07-10 | Закрытое Акционерное Общество "Протон-Импульс" (ЗАО "Протон-Импульс") | Полупроводниковый излучатель |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120030425A (ko) | 2012-03-28 |
| US9482411B2 (en) | 2016-11-01 |
| JP2012527763A (ja) | 2012-11-08 |
| US20120069546A1 (en) | 2012-03-22 |
| US8721098B2 (en) | 2014-05-13 |
| WO2010134011A2 (en) | 2010-11-25 |
| CN102428583B (zh) | 2015-06-03 |
| WO2010134011A3 (en) | 2011-01-13 |
| US9966512B2 (en) | 2018-05-08 |
| BRPI1007686A2 (pt) | 2016-12-27 |
| EP2436047A2 (en) | 2012-04-04 |
| US20140204593A1 (en) | 2014-07-24 |
| KR101747688B1 (ko) | 2017-06-16 |
| US20170047491A1 (en) | 2017-02-16 |
| CN102428583A (zh) | 2012-04-25 |
| BRPI1007686B1 (pt) | 2019-11-05 |
| EP2436047B1 (en) | 2013-10-09 |
| RU2011151606A (ru) | 2013-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2531848C2 (ru) | Рассеивающая и преобразующая свет пластина для сид | |
| JP6489829B2 (ja) | 蛍光光源装置 | |
| US11402077B2 (en) | Fluorescent member and light-emitting module | |
| KR101363116B1 (ko) | 평면 발광 모듈 | |
| US9627362B2 (en) | Illumination device | |
| TW200425531A (en) | Methods of making phosphor based light sources having an interference reflector | |
| CN106568002A (zh) | 具有封闭光源的罩的照明设备 | |
| EP3071876B1 (en) | Light emitting device with spectral conversion element | |
| JP6524474B2 (ja) | 波長変換部材および発光装置 | |
| JP2010521805A (ja) | 低熱膨張係数を有する化合物を含む照明システム | |
| JP6516271B2 (ja) | 波長変換部材および発光装置 | |
| US20190386183A1 (en) | Optoelectronic Component and Method for Producing an Optoelectronic Component | |
| JP6177040B2 (ja) | 波長変換部材及び発光装置 | |
| JP5034653B2 (ja) | 光変換用セラミックス複合体を用いた発光装置 | |
| WO2014010211A1 (ja) | 発光モジュール | |
| JP2024096316A (ja) | 発光装置、灯具及び街路灯 | |
| JP5472339B2 (ja) | 光変換用セラミックス複合体を用いた発光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190823 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |