RU2541425C2 - Белое светодиодное устройство переменного тока - Google Patents

Белое светодиодное устройство переменного тока Download PDF

Info

Publication number
RU2541425C2
RU2541425C2 RU2013125341/28A RU2013125341A RU2541425C2 RU 2541425 C2 RU2541425 C2 RU 2541425C2 RU 2013125341/28 A RU2013125341/28 A RU 2013125341/28A RU 2013125341 A RU2013125341 A RU 2013125341A RU 2541425 C2 RU2541425 C2 RU 2541425C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
white
led
emitting material
led chip
Prior art date
Application number
RU2013125341/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013125341A (ru
Inventor
Хунцзе ЧЖАН
Мин ЧЖАН
Чэнюй ЛИ
Кунь ЧЖАО
Дунмин ЛИ
Ли Чжан
Original Assignee
Сычуань Санфор Лайт Ко., Лтд
Чанчунь Инститьют Оф Эпплайд Кемистри, Чайниз Экедеми Оф Сайенсиз
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 Сычуань Санфор Лайт Ко., Лтд, Чанчунь Инститьют Оф Эпплайд Кемистри, Чайниз Экедеми Оф Сайенсиз filed Critical Сычуань Санфор Лайт Ко., Лтд
Publication of RU2013125341A publication Critical patent/RU2013125341A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2541425C2 publication Critical patent/RU2541425C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/42—Antiparallel configurations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в производстве белых светодиодов. Проблема, подлежащая решению в настоящем изобретении, состоит в том, чтобы экономически эффективно преодолеть ряд недостатков, таких как стробоскопический эффект светодиодов переменного тока и проблемы с диссипацией тепла, возникающие при интегрировании множества светодиодов. Белый светодиодный элемент содержит светодиодный чип и светоизлучающий материал, который может излучать свет при возбуждении его светодиодным чипом. Время жизни излучения светоизлучающего материала лежит в диапазоне от 1 до 100 мс. Светодиодный чип содержит только один p-n-переход. Свет, излучаемый светодиодным чипом, смешивается со светом, излучаемым светоизлучающим материалом, с получением белого света. Белый светодиодный элемент приводится в действие переменным током с частотой, не превышающей 100 Гц. В белом светодиодном устройстве согласно настоящему изобретению использован чип с одним p-n-переходом, а не интегральный корпусной чип переменного тока, содержащий множество светодиодов. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 табл., 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к белому светодиодному (LED, от англ. Light-Emitting Diode) устройству переменного тока (АС, от англ. Alternate Current), которое относится к области техники, связанной с производством белых светодиодов, и к белому светодиодному устройству переменного тока, изготовленному с использованием светоизлучающего материала, имеющего специфическое время жизни излучения.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время светодиоды используют в областях освещения, отображения информации, подсветки и т.п., и они привлекают большое внимание в связи с такими их преимуществами, как экономия энергии, долговечность и отсутствие загрязнений окружающей среды. Существует много технических решений для получения белых светодиодов, и в настоящее время наиболее зрелым техническим решением, относящимся к производству белых светодиодов, является обеспечение излучения белого света путем сочетания синего светодиодного чипа с желтым флуоресцентным порошком. В журнале Appl. Phys. Lett., выпущенном в 1967 г. (см. том 11, с.53), описан светоизлучающий материал Y3Al5O12:Се3+, который излучает желтый свет с максимальной длиной волны излучения, равной 550 нм, и с временем жизни излучения менее 100 не. В журнале Appl. Phys. А, выпущенном в 1997 г. (см. том 64, с.417), указано, что белое светоизлучение светодиода получено с использованием желтого света, излучаемого Y3Al5O12:Се3+, и синего света, излучаемого нитридом галлия, что в настоящее время является наиболее зрелым техническим решением для производства белых светодиодов. Однако в практических применениях при повышении температуры рабочего устройства сила света синего светодиодного чипа и флуоресцентного порошка снижается, причем сила света флуоресцентного порошка снижается значительно, что влияет на использование светодиода.
Стандартный светодиод работает на постоянном токе (DC), однако в большинство жилых домов, промышленных, коммерческих или общественных зданий электричество подают в форме переменного тока, поэтому при использовании светодиода для освещения и т.п. к нему должен прилагаться выпрямляющий трансформатор для преобразования переменного тока в постоянный. Однако в процессе преобразования переменного тока в постоянный ток происходит потеря мощности, достигающая 15-30%. Кроме того, преобразующее устройство имеет короткий срок службы и высокую стоимость, поскольку для установки оно требует больших трудозатрат и длительного времени, так что его экономическая эффективность низка.
В Американском патенте US 7489086 B2 «Светоизлучающий диод переменного тока, способы его приведения в действие и аппаратура» предложено светодиодное устройство переменного тока, которое обеспечивает работу интегрального корпусного светодиодного устройства при частоте, превышающей 100 Гц, так что стробоскопический эффект светоизлучения светодиодного устройства во время работы на переменном токе компенсируется зрительным эффектом послесвечения в невооруженном глазу. В Китайском патентном документе CN 200910307357.3 описаны светоизлучающий материал Y2O3·Al2O3·SiO2:Ce·B·Na·P с длительным феноменом желтого послесвечения и белое светодиодное устройство, в котором использован этот материал.
В Китайском патенте CN 100464111 C описана светодиодная лампа переменного тока, в которой использованы светодиодные чипы, излучающие свет различных цветов и подключенные параллельно к источнику переменного тока; в этом патенте преимущественно описаны различные цвета светодиодных чипов, используемые совместно для излучения белого света, и конкретные схемы их соединения, например - красные, зеленые и синие светоизлучающие чипы. В Международной патентной заявке WO 2004/023568 A1 «Светоизлучающее устройство, содержащее светоизлучающие элементы» предложено монтировать множество мелких матриц из светодиодных чипов на сапфировой подложке с получением светоизлучающего устройства, которое может быть приведено в действие источником переменного тока. На основании сходных идей южнокорейская компания Seoul Semiconductor и Тайваньский институт исследования промышленных технологий (Industrial Technology Research Institute of Taiwan) интегрировали множество супермелких светоизлучающих кристаллов на подложке и назвали это устройство светодиодным чипом переменного тока. Основой вышеуказанной технологии светодиодов переменного тока является технология обработки интегральных микросхем, состоящая в интегрировании совокупности микрокристаллов, например - в светодиодном чипе переменного тока, изготовленном Тайваньским институтом исследования промышленных технологий, интегрированы сотни крошечных светодиодов на площади, равной 1 мм2. Однако светодиодный чип переменного тока трудно обрабатывать, и при интегрировании большого количества микрочипов в узком пространстве подложки возникают проблемы, например - связанные с плохой диссипацией тепла.
Специалисты в данной области техники прилагают постоянные усилия, чтобы обеспечить преодоление стробоскопического эффекта, возникающего в белом светодиодном устройстве в режиме питания переменным током, и улучшить диссипацию тепла.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема, которую необходимо решить в настоящем изобретении, состоит в обеспечении нового белого светодиодного устройства, позволяющего преодолеть ряд недостатков, таких как стробоскопический эффект в режиме питания переменным током и проблемы с диссипацией тепла у существующих белых светодиодных устройств.
Технические решения согласно настоящему изобретению включают белый светоизлучающий диодный (LED) элемент, содержащий светодиодный чип и светоизлучающий материал, способный излучать свет при возбуждении светодиодным чипом, характеризующийся тем, что светодиодный чип содержит только один светоизлучающий p-n-переход, время жизни светового излучения светоизлучающего материала составляет от 1 до 100 мс, световая яркость чипа с отключенным электропитанием при непостоянном токе компенсируется послесвечением светоизлучающего материала, а свет, излучаемый светодиодным чипом, смешивается со светом, излучаемым светоизлучающим материалом, с получением белого света.
Также объектом изобретения является белый светодиодный элемент, содержащий светодиодный чип и светоизлучающий материал, способный излучать свет при возбуждении светодиодным чипом, характеризующийся тем, что светодиодный чип содержит только один светоизлучающий p-n-переход, время жизни светового излучения светоизлучающего материала составляет от 10 до 30 мс, а свет, излучаемый светодиодным чипом, смешивается со светом, излучаемым светоизлучающим материалом, с получением белого света.
Согласно определению люминесценции, время жизни излучения светоизлучающего материала - это время снижения интенсивности свечения материала до 1/е от максимальной интенсивности при возбуждении.
Белый светодиодный элемент приводится в действие переменным током (АС) с частотой, не превышающей 100 Гц, предпочтительно - от 50 до 60 Гц. Световая яркость чипа с отключенным электропитанием при непостоянном токе может быть компенсирована послесвечением светоизлучающего материала, так что питание переменным током является более практичным.
Белый светодиодный элемент согласно настоящему изобретению исключает стробоскопический эффект, вызванный питанием переменным током, при использовании стандартного светодиодного чипа с одним p-n-переходом, в отличие от светодиодного чипа переменного тока согласно предшествующему уровню техники, в котором интегрировано множество микрокристаллов, так что его производство является простым, а стоимость низка.
При этом свет, излучаемый светодиодным чипом, является ультрафиолетовым излучением в диапазоне длин волн от 200 нм до 380 нм или видимым светом в диапазоне длин волн от 380 нм до 780 нм.
В настоящем изобретении светоизлучающий материал излучает свет при возбуждении его светодиодным чипом, и общий визуальный эффект излучаемого света является белым светом, или общий визуальный эффект света, излучаемого светоизлучающим материалом, и света, излучаемого чипом, является белым светом.
Светоизлучающий материал является по меньшей мере одним материалом, выбранным из CaS:Eu2+; CaS:Bi2+, Tm3+; ZnS:Tb3+; CaSrS2:Eu2+, Dy3+; SrGa2S4:Dy3+; Ga2O3:Eu3+; (Y,Gd)BO3:Eu3+; Zn2SiO4:Mn2+; YBO3:Tb3+; Y(V,P)O4:Eu3+; SrAl2O4:Eu2+; SrAl2O4:Eu2+, B3+; SrAl2O4:Eu2+, Dy3+, B3+; Sr4Al14O25:Eu2+; Sr4Al14O25:Eu2+, Dy3+, В3+; BaAl2O4:Eu2+; CaAl2O4:Eu2+; Sr3SiO5:Eu2+, Dy3+; BaMgAl10O17:Eu2+, Mn2+; Tb(acac)2(AA)phen; Y2O2S:Eu3+; Y2SiO5:Tb3+; SrGa2S4:Ce3+; Y3(Al,Ga)5O12:Tb3+; Ca2Zn4Ti15O36:Pr3+; CaTiO3:Pr3+; Zn2P2O7:Tm3+; Ca2P2O7:Eu2+, Y3+; Sr2P2O7:Eu2+, Y3+; Lu2O3:Tb3+; Sr2Al6O11:Eu2+; Mg2SnO4:Mn2+; CaAl2O4:Ce3+, Tb3+; Sr4Al14O25:Tb3+; Ca10(PO4)6(F,Cl)2:Sb3+, Mn2; Sr2MgSi2O7:Eu2+; Sr2CaSi2O7:Eu2+; Zn3(PO4)2:Mn2+, Ga3+; CaO:Eu3+; Y2O2S:Mg2+, Ti3+; Y2O2S:Sm3+; SrMg2(PO4)2:Eu2+, Gd3+; BaMg2(PO4)2:Eu2+, Gd3+; Zn2SiO4:Mn2+, As5+; CdSiO3:Dy3+; MgSiO3:Eu2+ и Mn2+.
Предпочтительный светоизлучающий материал является по меньшей мере одним материалом, выбранным из Ca2P2O7:Eu2+, Y3+; Sr2P2O7:Eu2+, Y3+; Sr4Al14O25:Eu2+, Dy3+, В3+; SrAl2O4:Eu2+, Dy3+, В3+; Zn2SiO4:Mn2+, As5+; Zn2P2O7:Tm3+; Y2O2S:Eu3+; Sr4Al14O25:Tb3+; Zn3(PO4)2:Mn2+, Ga3+ и CaS:Eu2+.
В белом светодиодном элементе согласно настоящему изобретению каждый светодиодный чип содержит только один светоизлучающий p-n-переход.
Белое светодиодное устройство согласно настоящему изобретению содержит белый светодиодный элемент и схему запуска. Схема запуска, питаемая переменным током, является однонаправленной последовательной схемой, обратной параллельной схемой или схемой мостового выпрямителя, как показано на Фиг. с 1 по 4, или произвольными комбинациями этих схем. Рабочая частота схемы запуска, питаемой переменным током, не превышает 100 Гц.
Кроме того, белое светодиодное устройство согласно настоящему изобретению дополнительно содержит световодный покровный слой, который представляет собой непланарную световодную структуру. Проходя через световодный покровный слой, свет, испущенный светодиодным чипом, и свет, испущенный светоизлучающим материалом, отражаются, преломляются, рассеиваются, отклоняются и в конечном итоге смешиваются с получением равномерного света на выходе. При этом световодный покровный слой является линзой или другим прозрачным покровным слоем, в который могут быть добавлены частицы несветоизлучающего материала с диаметром менее 5 мкм, чтобы свет из чипа рассеивался более равномерно.
Настоящее изобретение имеет следующие полезные эффекты.
В белом светодиодном устройстве согласно предшествующему уровню техники в качестве светоизлучающего материала использован YAG:Се, который вызывает стробоскопический эффект из-за периодических изменений переменного тока при частотах менее 100 Гц. В настоящем изобретении светоизлучение может поддерживаться при исчезновении источника света, поскольку использован светоизлучающий материал со специфическим временем жизни излучения; соответственно, в белом светодиодном устройстве переменного тока, основанном на техническом решении согласно настоящему изобретению, при периодическом изменении тока светоизлучение светоизлучающего материала может поддерживаться в течение определенной доли периода, что компенсирует стробоскопический эффект светодиодного чипа, вызванный флуктуацией переменного тока, и поддерживает стабильный световой выход белого светодиодного устройства в течение всего периода переменного тока. Кроме того, поскольку светодиодный чип не работает в течение половины периода переменного тока, то снижается тепловой эффект, что полезно для преодоления ряда трудностей, связанных с нагреванием чипа в белом светодиодном устройстве согласно предшествующему уровню техники.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг.1 представляет собой принципиальную схему однонаправленной последовательной схемы белого светодиодного устройства переменного тока согласно настоящему изобретению;
Фиг.2 представляет собой принципиальную схему обратной параллельной схемы белого светодиодного устройства переменного тока согласно настоящему изобретению;
Фиг.3 представляет собой принципиальную схему схемы мостового выпрямителя, содержащей нормально проводящий светодиодный чип белого светодиодного устройства переменного тока согласно настоящему изобретению;
Фиг.4 представляет собой принципиальную схему схемы мостового выпрямителя, не содержащей нормально проводящего светодиодного чипа белого светодиодного устройства переменного тока согласно настоящему изобретению;
Фиг.5 представляет собой принципиальную схему строения белого светодиодного элемента, где цифрой 1 обозначен светоизлучающий материал или светоизлучающий слой, изготовленный из светоизлучающего материала и прозрачной среды, а цифрой 2 обозначен светодиодный чип; и
Фиг.6 изображает цветовые точки из Примеров с 1 по 8 на хроматической диаграмме CIE1931, причем цифры с 1 по 8 относятся к Примерам с 1 по 8 соответственно.
Изложенная выше сущность настоящего изобретения далее будет описана более подробно на основании вариантов осуществления изобретения. Однако не следует считать, что объем настоящего изобретения ограничен этими вариантами. Любая технология, разработанная на основании изложенной выше сущности настоящего изобретения, входит в объем настоящего изобретения. В частности, это касается строения базовой схемы, поскольку в вариантах осуществления настоящего изобретения приведена лишь простейшая обратная параллельная схема, однако белое светодиодное устройство переменного тока не ограничено этой схемой и включает также, например, однонаправленную последовательную схему и схему мостового выпрямителя.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В Примерах с 1 по 8 стробоскопический эффект преодолен за счет осуществления белого светодиодного устройства, изготовленного из светоизлучающего материала, указанного в Таблице 1, и коммерческого нормального светодиодного чипа, выполненного с использованием обычной корпусной технологии, без использования интегрального чипа, предназначенного для светодиода переменного тока.
Примеры с 1 по 8
Таблица 1
Пример Светодиодный чип (длина волны излучения) Светоизлучающий материал Время жизни излучения светоизлучающего материала (мс)
1 Ультрафиолетовое излучение (254 нм) 45 масс.% Zn2P2O7:Tm3+ 10
55 масс.% Zn3(PO4)2:Mn2+, Ga3+
2 Ультрафиолетовое излучение (254 нм) CaAl2O4:Dy3+ 25
3 Ультрафиолетовое излучение (310 нм) 15 масс.% Sr2P2O7:Eu2+, Y3+ 30
30 масс.% Sr4Al14O25:Eu2+, Dy3+, B3+
15 масс.% Ca4O(PO4)2:Eu2+,
40 масс.% Zn3(PO4)2:Mn2+, Ga3+
4 Ультрафиолетовое излучение (365 нм) 10 масс.% Sr2P2O7:Eu2+, Y3+ 14
30 масс.% Sr4Al14O25:Eu2+
60 масс.% Y2O2S:Eu3+
5 Пурпурный свет (400 нм) 50 масс.% SrMg2(PO4)2:Eu2+, Gd3+ 4
50 масс.% Ca4O(PO4)2:Eu2+
6 Пурпурный свет (400 нм) 40 масс.% Sr4Al14O25:Eu2+ 1
60 масс.% Y2O2S:Eu3+
7 Синий свет (450 нм) 30 масс.% SrAl2O4:Eu2+, B3+ 100
70 масс.% CaS.-Eu2+
8 Синий свет (460 нм) 60 масс.% Y2O2S:Mg2+, Ti3+ 48
40 масс.% SrAl2O4:Eu2+
Сравнительный пример 1
Люминесцентные свойства белого светодиодного устройства переменного тока согласно настоящему изобретению
В Таблице 2 приведены значения световой яркости в течение 20 мс фотовспышки на основе белого фотодиодного устройства переменного тока, приводимого в действие переменным током с частотой 50 Гц, полученные с помощью высокоскоростной исследовательской камеры Samoff CAM512, которая делает 300 фотоснимков в секунду. Эталон 1 - это белое светодиодное устройство переменного тока, изготовленное так же, как в примерах с 1 по 8, с использованием коммерческого чипа, излучающего синий свет с длиной волны 460 нм и покрытого светоизлучающим материалом YAG:Се, излучающим желтый свет (время жизни излучения равно 100 не). Эталон 2 - это белое светодиодное устройство переменного тока, изготовленное так же, как в примерах с 1 по 8, с использованием коммерческого чипа, излучающего синий свет с длиной волны 460 нм и покрытого светоизлучающими материалами с длительным временем жизни излучения SrA1204:Eu, Dy и Y2O2S: Eu, Mg, Ti (время жизни излучения больше 1 с). Данные по яркости в Таблице 2 - это относительная яркость, являющаяся безразмерной величиной.
Таблица 2
Время 3,33 мс 6,66 мс 9,99 мс 13,32 мс 16,65 мс 19,98 мс
Яркость эталона 1 2265 3466 0 2153 3570 0
Яркость эталона 2 746 998 670 702 965 712
Яркость Примера 1 2931 3025 1455 3187 3443 1665
Яркость Примера 2 3140 3373 1654 2884 3437 1877
Яркость Примера 3 3200 3423 1506 3135 3362 1656
Яркость Примера 4 2910 3190 1652 2723 3245 1850
Яркость Примера 5 2250 2734 1468 2114 2800 1420
Яркость Примера 6 2109 2636 1150 2213 2858 1163
Яркость Примера 7 2017 2420 1569 2115 2654 1510
Яркость Примера 8 1879 2000 1270 1746 2123 1303
В Таблице 3 приведены нормализованные значения максимальной световой яркости всех образцов из примеров, приведенных в Таблице 2.
Таблица 3
Время



Нормализованное отношение яркостей		 3,33 мс 6,66 мс 9,99 мс 13,32 мс 16,65 мс 19,98 мс
Эталон 1 0,63445 0,97087 0 0,60308 1 0
Эталон 2 0,74749 1 0,67134 0,70341 0,96693 0,71343
Пример 1 0,85129 0,87859 0,4226 0,92565 1 0,48359
Пример 2 0,91359 0,98138 0,48123 0,8391 1 0,54612
Пример 3 0,93485 1 0,43996 0,91586 0,98218 0,48379
Пример 4 0,89676 0,98305 0,50909 0,83914 1 0,57011
Пример 5 0,80357 0,97643 0,52429 0,755 1 0,50714
Пример 6 0,73793 0,92232 0,40238 0,77432 1 0,40693
Пример 7 0,75998 0,91183 0,59118 0,79691 1 0,56895
Пример 8 0,88507 0,94206 0,59821 0,82242 1 0,61375
Как можно видеть из Таблиц 2 и 3, люминесценция согласно настоящему изобретению является стабильной и слегка флуктуирует в течение периода переменного тока. Однако в случае Эталона 1, то есть белого светодиодного устройства, изготовленного с использованием коммерческого синего чипа, покрытого стандартным светоизлучающим материалом YAG:Се, излучающим желтый свет и имеющим короткое время жизни излучения, люминесценция является нестабильной и сильно флуктуирует в течение периода переменного тока. Очевидно, что настоящее изобретение эффективно и дешево позволяет преодолеть стробоскопию светодиодных устройств переменного тока.
Однако, как проиллюстрировано Эталоном 2, люминесценция белого светодиодного устройства, изготовленного с использованием светоизлучающего материала с длительным временем жизни излучения, также слабо флуктуирует в течение периода переменного тока, тем не менее, энергия, полученная материалом в то время, когда существует возбуждающий свет, не может быть выделена быстро, так что свет является слабым (см. Таблицу 1), и это является недостатком при использовании в качестве светоизлучающего материала.
В Таблице 4 показаны цветовые координаты и цветовые температуры примеров из Таблицы 1 (измеренные с использованием колориметра CS-100A производства компании Minolta).
Таблица 4
Цветовые координаты и цветовые температуры
Цветовые координаты CIEx CIEy Соответствующая цветовая температура
Пример 1 0,4076 0,3807 3312 К
Пример 2 0,3410 0,3102 4997 К
Пример 3 0,3279 0,2939 5725 К
Пример 4 0,3320 0,3210 5496 К
Пример 5 0,3802 0,3566 3815 К
Пример 6 0,3503 0,3002 4441 К
Пример 7 0,3104 0,3154 6746 К
Пример 8 0,3484 0,3516 4867 К
Как видно из Таблицы 4, приведенные выше примеры обеспечивают излучение белого света белым светодиодным устройством. Положения цветовых точек в светоизлучении соответствующих примеров на хроматической диаграмме CIE1931 показаны на Фиг.6.
Сравнительный пример 2
Ослабление света белого светодиодного устройства переменного тока согласно настоящему изобретению
В Таблице 5 приведены данные по ослаблению света для Примеров с 1 по 18 и эталона. Эталоном является белое светодиодное устройство, полученное с использованием белого светодиодного чипа, изготовленного из коммерческого синего чипа с длиной волны 460 нм с покрытием из YAG:Се, в стандартном режиме питания постоянным током согласно предшествующему уровню техники. Способ испытания является следующим: подача электропитания на белое светодиодное устройство переменного тока согласно настоящему изобретению и эталонное устройство и измерение их световой яркости через определенные промежутки времени с помощью колориметра CS-100 производства компании Minolta. Результаты приведены на Фиг.5. Данные на Фиг.5 являются значениями относительной яркости (безразмерная величина), исходные данные нормализованы.
Таблица 5
Время 1 ч 1000 ч 1500 ч 2500 ч
Яркость эталона 100 98 97,1 96,3
Яркость Примера 1 100 99,8 99,5 99,1
Яркость Примера 2 100 99,5 99,4 99,3
Яркость Примера 3 100 99,6 99,5 99
Яркость Примера 4 100 99,7 99,3 99
Яркость Примера 5 100 99,8 99,4 98,6
Яркость Примера 6 100 99,5 99 98
Яркость Примера 7 100 99,4 99 98,3
Яркость Примера 8 100 99,3 99 98
Как можно видеть из данных, приведенных на Фиг.5, белое светодиодное устройство переменного тока согласно настоящему изобретению, обеспечивает меньшее ослабление света с течением времени, чем белое светодиодное устройство переменного тока согласно предшествующему уровню техники.

Claims (10)

1. Белый светодиодный (LED) элемент, содержащий светодиодный чип и светоизлучающий материал, способный излучать свет при возбуждении светодиодным чипом, отличающийся тем, что светодиодный чип содержит только один светоизлучающий p-n-переход, светодиодный чип приводится в действие переменным током (АС) с частотой, не превышающей 100 Гц, время жизни излучения светоизлучающего материала лежит в диапазоне от 1 до 100 мс, световая яркость при непостоянном токе компенсирована послесвечением светоизлучающего материала, и свет, излучаемый светодиодным чипом, смешивается со светом, излучаемым светоизлучающим материалом, с получением белого света.
2. Белый светодиодный элемент по п.1, отличающийся тем, что светодиодный чип приводится в действие переменным током (АС) с частотой в диапазоне от 50 до 60 Гц.
3. Белый светодиодный элемент по п.2, отличающийся тем, что время жизни излучения светоизлучающего материала лежит в диапазоне от 10 до 30 мс.
4. Белый светодиодный элемент по п.2 или 3, отличающийся тем, что светоизлучающий материал является материалом, выбранным из группы CaS:Eu2+; CaS:Bi2+, Tm3+; ZnS:Tb3+; CaSrS2:Eu2+, Dy3+; SrGa2S4:Dy3+; Ga2O3:Eu3+; (Y,Gd)BO3:Eu3+; Zn2SiO4:Mn2+; YBO3:Tb3+; Y(V,P)O4:Eu3+; SrAl2O4:Eu2+; SrAl2O4:Eu2+, B3+; SrAl2O4:Eu2+, Dy3+, B3+; Sr4Al14O25:Eu2+; Sr4Al14O25:Eu2+, Dy3+, В3+; BaAl2O4:Eu2+; CaAl2O4:Eu2+; Sr3SiO5:Eu2+, Dy3+; BaMgAl10O17:Eu2+, Mn2+; Tb(acac)2(AA)phen; Y2O2S:Eu3+; Y2SiO5:Tb3+; SrGa2S4:Ce3+; Y3(Al,Ga)5O12:Tb3+; Ca2Zn4Ti15O36:Pr3+; CaTiO3:Pr3+; Zn2P2O7:Tm3+; Ca2P2O7:Eu2+, Y3+; Sr2P2O7:Eu2+, Y3+; Lu2O3:Tb3+; Sr2Al6O11:Eu2+; Mg2SnO4:Mn2+; CaAl2O4:Ce3+, Tb3+; Sr4Al14O25:Tb3+; Ca10(PO4)6(F,Cl)2:Sb3+, Mn2; Sr2MgSi2O7:Eu2+; Sr2CaSi2O7:Eu2+; Zn3(PO4)2:Mn2+, Ga3+; CaO:Eu3+; Y2O2S:Mg2+, Ti3+; Y2O2S:Sm3+; SrMg2(PO4)2:Eu2+, Gd3+; CdSiO3: Dy3+; BaMg2(PO4)2:Eu2+, Gd3+; Zn2SiO4:Mn2+, As5+; и MgSiO3:Eu2+, Mn2+ или комбинацией этих материалов.
5. Белый светодиодный элемент по п.4, отличающийся тем, что светоизлучающий материал является материалом, выбранным из группы Ca2P2O7:Eu2+, Y3+; Sr2P2O7:Eu2+, Y3+; Sr4Al14O25:Eu2+, Dy3+, В3+; SrAl2O4:Eu2+, Dy3+, В3+; Zn2SiO4:Mn2+, As5+; Zn2P2O7:Tm3+; Y2O2S:Eu3+; Sr4Al14O25:Tb3+; Zn3(PO4)2:Mn2+, Ga3+ и CaS:Eu2+ или комбинацией этих материалов.
6. Белый светодиодный элемент по п.2, отличающийся тем, что свет, излучаемый светодиодным чипом, является ультрафиолетовым излучением в диапазоне длин волн от 200 нм до 380 нм или видимым светом в диапазоне длин волн от 380 нм до 780 нм.
7. Белое светодиодное (LED) устройство переменного тока (АС), отличающееся тем, что оно содержит схему запуска, питаемую переменным током, и по меньшей мере один белый светодиодный элемент по любому из пунктов с 1 по 6,
причем схема запуска является одной из схем, выбранной из группы однонаправленной последовательной схемы, обратной параллельной схемы и схемы мостового выпрямителя, или их произвольной комбинацией.
8. Белое светодиодное (LED) устройство переменного тока (АС) по п.7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит световодный покровный слой.
9. Белое светодиодное (LED) устройство переменного тока (АС) по п.8, отличающееся тем, что в световодный покровный слой добавлены частицы несветоизлучающего материала с диаметром меньше 5 мкм.
10. Применение белого светоизлучающего элемента, который содержит светодиодный чип и светоизлучающий материал, способный излучать свет при возбуждении светодиодным чипом, для изготовления белого светодиодного устройства переменного тока, причем время жизни излучения светоизлучающего материала лежит в диапазоне от 1 до 100 мс, световая яркость при непостоянном токе компенсирована послесвечением светоизлучающего материала, светодиодный чип содержит только один светоизлучающий p-n-переход, и свет, излучаемый светодиодным чипом, смешивается со светом, излучаемым светоизлучающим материалом, с получением белого света.
RU2013125341/28A 2010-11-09 2011-03-01 Белое светодиодное устройство переменного тока RU2541425C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010537984.9 2010-11-09
CN2010105379849A CN102074644B (zh) 2010-11-09 2010-11-09 交流led白光发光装置
PCT/CN2011/071433 WO2012062065A1 (zh) 2010-11-09 2011-03-01 交流led白光发光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013125341A RU2013125341A (ru) 2014-12-20
RU2541425C2 true RU2541425C2 (ru) 2015-02-10

Family

ID=44033080

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013125341/28A RU2541425C2 (ru) 2010-11-09 2011-03-01 Белое светодиодное устройство переменного тока
RU2014148090A RU2014148090A (ru) 2010-11-09 2014-11-28 Светоизлучающий материал и белое светодиодное (led ) устройство

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014148090A RU2014148090A (ru) 2010-11-09 2014-11-28 Светоизлучающий материал и белое светодиодное (led ) устройство

Country Status (13)

Country Link
US (2) US9185761B2 (ru)
EP (1) EP2639839B1 (ru)
JP (1) JP2014502419A (ru)
KR (1) KR20130125775A (ru)
CN (2) CN102074644B (ru)
AU (2) AU2011328857B2 (ru)
CA (1) CA2817167C (ru)
ES (1) ES2622331T3 (ru)
MX (1) MX2013005202A (ru)
RU (2) RU2541425C2 (ru)
SG (1) SG190239A1 (ru)
WO (1) WO2012062065A1 (ru)
ZA (1) ZA201303331B (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2013005202A (es) * 2010-03-30 2013-11-20 Changchn Inst Of Applied Chemistry Chinese Academy Of Sciences Dispositivo de corriente alterna de led blanco.
CN103545458B (zh) * 2013-10-18 2019-06-11 京东方科技集团股份有限公司 照明装置及其制作方法
CN104449713B (zh) * 2014-11-03 2016-04-20 天津理工大学 一种非稀土掺杂黄色荧光体及其制作方法和应用
CN105823009B (zh) * 2015-01-09 2017-08-25 欧普照明股份有限公司 一种用于生鲜肉类照明的照明装置及包括该照明装置的灯具
DE102016217456B3 (de) 2016-09-13 2017-12-21 Te Connectivity Germany Gmbh Anordnung für einen elektrischen Steckverbinder sowie Steckverbinder mit einem Kontaktgehäuse, Umgehäuse und Sicherungselement
CN107101092A (zh) * 2017-03-22 2017-08-29 苏州瀚墨材料技术有限公司 自适应交流led芯片组合体
DE102017127070A1 (de) 2017-11-17 2019-05-23 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Schaltungsanordnung und Verfahren zur Überwachung wechselspannungsförmiger Signale

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6294880B1 (en) * 1999-01-18 2001-09-25 U.S. Philips Corporation Protection device in a hid lamp ignition circuit
RU2219622C1 (ru) * 2002-10-25 2003-12-20 Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника" Полупроводниковый источник белого света
JP2007251199A (ja) * 2007-05-21 2007-09-27 Kasei Optonix Co Ltd 白色発光素子
JP2008147190A (ja) * 2006-12-05 2008-06-26 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 白色発光装置及びこれを用いた白色光源モジュール
JP2008311670A (ja) * 2008-07-18 2008-12-25 Lite-On Technology Corp 白色光発光ダイオード
WO2009107535A1 (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 株式会社東芝 白色ｌｅｄランプ、バックライト、発光装置、表示装置および照明装置
WO2009158422A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Osram Sylvania, Inc. Led lamp with remote phosphor coating and method of making the lamp

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3656715B2 (ja) * 1999-07-23 2005-06-08 松下電工株式会社 光源装置
US20020043943A1 (en) * 2000-10-10 2002-04-18 Menzer Randy L. LED array primary display light sources employing dynamically switchable bypass circuitry
US7336514B2 (en) * 2001-08-10 2008-02-26 Micropulse Technologies Electrical power conservation apparatus and method
CA2754097C (en) * 2002-01-28 2013-12-10 Nichia Corporation Nitride semiconductor device having support substrate and its manufacturing method
DE20321614U1 (de) * 2002-04-05 2008-06-12 Citizen Electronics Co., Ltd., Fujiyoshida-shi Licht emittierende Diode
JP2003298115A (ja) * 2002-04-05 2003-10-17 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
TWI292961B (en) * 2002-09-05 2008-01-21 Nichia Corp Semiconductor device and an optical device using the semiconductor device
US7507001B2 (en) * 2002-11-19 2009-03-24 Denovo Lighting, Llc Retrofit LED lamp for fluorescent fixtures without ballast
CN1536684A (zh) * 2003-04-03 2004-10-13 诠兴开发科技股份有限公司 长余辉发光二极管
EP1644985A4 (en) * 2003-06-24 2006-10-18 Gelcore Llc FULL SPECTRUM FLUID MIXTURES FOR WHITE GENERATION WITH LED CHIPS
US8089093B2 (en) * 2004-02-20 2012-01-03 Nichia Corporation Nitride semiconductor device including different concentrations of impurities
CN1943276B (zh) * 2004-02-25 2012-05-23 迈克尔·米斯金 Ac发光二极管以及ac led驱动方法和装置
EP1733439B1 (en) * 2004-03-18 2013-05-15 Panasonic Corporation Nitride based led with a p-type injection region
US7391060B2 (en) * 2004-04-27 2008-06-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Phosphor composition and method for producing the same, and light-emitting device using the same
CN1700484A (zh) 2004-05-17 2005-11-23 深圳大学 一种新型的白光led结构
EP2280430B1 (en) * 2005-03-11 2020-01-01 Seoul Semiconductor Co., Ltd. LED package having an array of light emitting cells coupled in series
KR100704492B1 (ko) * 2005-05-02 2007-04-09 한국화학연구원 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드의 제조 방법
TW200723559A (en) * 2005-12-13 2007-06-16 Ind Tech Res Inst Alternating current (AC) light emitting assembly and AC light emitting device
CN101865438B (zh) * 2005-06-28 2014-10-22 首尔伟傲世有限公司 用于交流电力操作的发光装置
KR101171355B1 (ko) * 2005-06-28 2012-08-10 서울옵토디바이스주식회사 발광 장치
EP1908124B1 (en) * 2005-07-15 2015-06-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting module and corresponding circuit board
KR101264580B1 (ko) * 2005-09-27 2013-05-14 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 형광체 및 그 제조방법, 및 상기 형광체를 사용한 발광장치
KR101055772B1 (ko) * 2005-12-15 2011-08-11 서울반도체 주식회사 발광장치
US7148515B1 (en) * 2006-01-07 2006-12-12 Tyntek Corp. Light emitting device having integrated rectifier circuit in substrate
US7952110B2 (en) * 2006-06-12 2011-05-31 3M Innovative Properties Company LED device with re-emitting semiconductor construction and converging optical element
WO2008096301A1 (en) * 2007-02-07 2008-08-14 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising composite monolithic ceramic luminescence converter
US20080258130A1 (en) * 2007-04-23 2008-10-23 Bergmann Michael J Beveled LED Chip with Transparent Substrate
EP2145129B1 (en) * 2007-05-02 2014-12-03 Koninklijke Philips N.V. Solid-state lighting device
US8648539B2 (en) * 2007-10-06 2014-02-11 Lynk Labs, Inc. Multi-voltage and multi-brightness LED lighting devices and methods of using same
KR20090044788A (ko) 2007-11-01 2009-05-07 서울반도체 주식회사 교류용 백색 발광 소자
KR101349409B1 (ko) * 2007-11-05 2014-02-13 엘지이노텍 주식회사 발광장치 및 그 제조방법
JP5371359B2 (ja) * 2007-12-27 2013-12-18 豊田合成株式会社 蛍光体含有ガラス板及び発光装置の製造方法
US7989236B2 (en) * 2007-12-27 2011-08-02 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method of making phosphor containing glass plate, method of making light emitting device
KR100924912B1 (ko) * 2008-07-29 2009-11-03 서울반도체 주식회사 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
CN201262372Y (zh) 2008-09-04 2009-06-24 严钱军 一种交流led光源器件
RU2511714C2 (ru) * 2008-10-02 2014-04-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Компоновка схемы светоизлучающих диодов с улучшенной рабочей характеристикой мерцания
US8471494B2 (en) * 2009-01-29 2013-06-25 Broit Light, L.L.C. LED white-light devices for direct form, fit, and function replacement of existing fluorescent lighting devices
CN102318442B (zh) * 2009-02-12 2014-07-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 发光装置系统和驱动器
US8662732B2 (en) * 2009-05-01 2014-03-04 LED Bulb L.L.C. Light emitting diode devices containing replaceable subassemblies
US8803171B2 (en) * 2009-07-22 2014-08-12 Koninklijke Philips N.V. Reduced color over angle variation LEDs
CN101705095B (zh) * 2009-09-21 2011-08-10 四川新力光源有限公司 黄光余辉材料及其制备方法和使用它的led照明装置
US8829804B2 (en) * 2010-01-07 2014-09-09 Koninklijke Philips N.V. LED lighting circuit
US8866402B2 (en) * 2010-02-16 2014-10-21 Tai-Her Yang Current regulator drive circuit shunting current by voltage-dividing load
US8420415B2 (en) * 2010-03-02 2013-04-16 Micron Technology, Inc. Method for forming a light conversion material
US8384105B2 (en) * 2010-03-19 2013-02-26 Micron Technology, Inc. Light emitting diodes with enhanced thermal sinking and associated methods of operation
MX2013005202A (es) * 2010-03-30 2013-11-20 Changchn Inst Of Applied Chemistry Chinese Academy Of Sciences Dispositivo de corriente alterna de led blanco.
TWI455647B (zh) * 2010-05-19 2014-10-01 Univ Nat Cheng Kung 發光二極體驅動裝置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6294880B1 (en) * 1999-01-18 2001-09-25 U.S. Philips Corporation Protection device in a hid lamp ignition circuit
RU2219622C1 (ru) * 2002-10-25 2003-12-20 Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника" Полупроводниковый источник белого света
JP2008147190A (ja) * 2006-12-05 2008-06-26 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 白色発光装置及びこれを用いた白色光源モジュール
JP2007251199A (ja) * 2007-05-21 2007-09-27 Kasei Optonix Co Ltd 白色発光素子
WO2009107535A1 (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 株式会社東芝 白色ｌｅｄランプ、バックライト、発光装置、表示装置および照明装置
WO2009158422A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Osram Sylvania, Inc. Led lamp with remote phosphor coating and method of making the lamp
JP2008311670A (ja) * 2008-07-18 2008-12-25 Lite-On Technology Corp 白色光発光ダイオード

Also Published As

Publication number Publication date
EP2639839A1 (en) 2013-09-18
CN103329289B (zh) 2017-03-15
AU2011328857A1 (en) 2013-06-27
US20160029454A1 (en) 2016-01-28
AU2016201343B2 (en) 2017-03-30
CN102074644A (zh) 2011-05-25
RU2014148090A (ru) 2016-06-20
KR20130125775A (ko) 2013-11-19
SG190239A1 (en) 2013-07-31
RU2014148090A3 (ru) 2018-06-07
ES2622331T3 (es) 2017-07-06
WO2012062065A1 (zh) 2012-05-18
ZA201303331B (en) 2014-07-30
JP2014502419A (ja) 2014-01-30
EP2639839B1 (en) 2017-02-22
MX2013005202A (es) 2013-11-20
CA2817167A1 (en) 2012-05-18
CN103329289A (zh) 2013-09-25
CN102074644B (zh) 2012-05-23
AU2016201343A1 (en) 2016-03-24
US20130221870A1 (en) 2013-08-29
AU2011328857B2 (en) 2015-12-03
RU2013125341A (ru) 2014-12-20
US9185761B2 (en) 2015-11-10
CA2817167C (en) 2016-09-06
EP2639839A4 (en) 2014-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2541425C2 (ru) Белое светодиодное устройство переменного тока
CN102468413B (zh) 一种交流led发光装置
CA2792186C (en) White light emitting diode (led) lighting device
US8883525B2 (en) White light emitting diode (LED) lighting device driven by pulse current
CN102468414B (zh) 脉冲led白光发光装置
CN104263370A (zh) 一种荧光粉、一种发光材料混合物和一种发光材料
CN104300077B (zh) 一种具有余辉特性的发光材料
CN102466146A (zh) 一种脉冲led发光装置

Legal Events

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

Effective date: 20190302