Белое светодиодное устройство переменного тока

Авторы патента:

ЧЖАН Ли (CN)

H01L33/50 - Полупроводниковые приборы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или с поверхностным барьером, предназначенные для светового излучения, например инфракрасного; специальные способы или устройства для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы таких приборов (соединение световодов с оптоэлектронными элементами G02B 6/42; полупроводниковые лазеры H01S 5/00; электролюминесцентные источники H05B 33/00)

Владельцы патента RU 2541425:

СЫЧУАНЬ САНФОР ЛАЙТ КО., ЛТД (CN)
ЧАНЧУНЬ ИНСТИТЬЮТ ОФ ЭППЛАЙД КЕМИСТРИ, ЧАЙНИЗ ЭКЕДЕМИ ОФ САЙЕНСИЗ (CN)

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.

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
4	Ультрафиолетовое излучение (365 нм)	30 масс.% Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺	14
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.

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.

Изобретение относится к полупроводниковым нитридным наногетероструктурам и может быть использовано для изготовления светодиодов видимого диапазона с длиной волны 460±5 нм.

Светодиодная лампа // 2540775

Изобретение относится к области полупроводниковой светотехники, а именно к светодиодным лампам. Светодиодная лампа содержит колбу из прозрачного материала, сменный излучающий элемент и средство фиксации в виде электропатрона.

Способ формирования темплейта нитрида галлия полуполярной (20-23) ориентации на кремниевой подложке и полупроводниковое светоизлучающее устройство, изготовление с использованием способа // 2540446

Группа изобретений относится к полупроводниковой технике на основе нитридов, а именно к способу формирования темплейта для светоизлучающего устройства, а также к конструкции самого прибора.

Модуль светодиода с увеличенными размерами элементов // 2538354

Модуль излучателя света содержит подложку, кристалл излучателя света, установленный на подложке, при этом отношение ширины кристалла к ширине подложки составляет 0,35 или более, и линзу над кристаллом излучателя света, причем отношение ширины кристалла к ширине линзы составляет 0,5 или более.

Осветительное устройство с корпусом, заключающим в себе источник света // 2538100

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение эффективности теплоотвода, который достигается за счет того, что осветительное устройство, содержащее корпус, расположенный в нем источник света, предпочтительно светодиод, и люминесцентный материал.

Светодиодная лампа // 2537828

Изобретение относится к области полупроводниковой светотехники, а именно к светодиодным лампам, и может быть использовано для освещения. Техническим результатом изобретения является создание светодиодной лампы простой конструкции с меньшими габаритами, с улучшенным теплоотводом и с меньшими потерями света в колбе.

Светодиодная лампа "ярилко" и способ ее сборки // 2537289

Изобретение относится к светодиодным лампам для освещения бытовых, общественных, офисных и промышленных помещений. Достигаемый технический результат - создание светодиодного источника света, имеющего диаграмму направленности, близкую к шаровой при сохранении основных размеров ламп накаливания.

Светоизлучающее устройство и способ изготовления светоизлучающего устройства // 2537091

Светоизлучающее устройство включает в себя основной корпус с образованным в нем углублением, ограниченным его нижней поверхностью и боковой стенкой, проводящий элемент, верхняя поверхность которого открыта в углублении, а нижняя поверхность образует внешнюю поверхность, выступающий участок, расположенный в углублении, светоизлучающий элемент, установленный в углублении и электрически связанный с проводящим элементом, а также уплотнительный элемент, расположенный в углублении для закрытия светоизлучающего элемента.

Способ получения модифицированных трехцветных светодиодных источников белого света // 2536767

Изобретение относится к области светотехники и, в частности, к светодиодным источникам белого света на основе светодиодов синего (450-455 нм), зеленого (525-535 нм) и красного цветов (605-615 нм), называемых после объединения RGB триадой.

Отражающий контакт для полупроводникового светоизлучающего устройства // 2535636

Полупроводниковое светоизлучающее устройство содержит полупроводниковую структуру, которая в свою очередь содержит светоизлучающий слой, размещенный между областью n-типа и областью р-типа; р-электрод, размещенный на части области р-типа, а р-электрод содержит отражающий первый материал в непосредственном контакте с первой частью области р-типа; второй материал в непосредственном контакте со второй частью области р-типа, соседней с первой частью; и третий материал, размещенный поверх первого и второго материала, при этом третий материал выполнен с возможностью предотвращения миграции первого материала, при этом первый материал и второй материал представляют собой плоские слои одинаковой толщины.

Способ получения хлордиалкоксидов индия // 2541539

Настоящее изобретение относится к способу получения галогендиалкоксидов индия (III) общей формулы InX(OR)2 с Х=F, Cl, Br, I и R = алкильный остаток, алкилоксиалкильный остаток. Способ включает взаимодействие композиции (А), включающей тригалогенид индия InX3, где Х=F, Cl, Br и/или I и, по меньшей мере, один спирт общей формулы ROH, где R = алкильный остаток, алкилоксиалкильный остаток с, по меньшей мере, одним вторичным амином общей формулы R'2NH, где R' = алкильный остаток. Изобретение позволяет снизить содержание хлора в целевом продукте. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Композиция для изготовления оптически прозрачного материала и светорассеивающая оболочка, изготовленная из этой композиции // 2542255

Изобретения относятся к светотехнике и могут быть использованы при изготовлении светодиодных устройств для общего освещения. Композиция для получения оптически прозрачного материала содержит компоненты в следующих пропорциях: 100 вес. ч. термопластичного полимера - поликарбоната; 0,1-1 вес. ч. смеси для термической стабилизации, включающей трис-(2,4-дитретбутилфенил)фосфита и октадецил-3-(3′,5′-дитретбутил-4′-гидроксифенил)пропионата в отношении 4:1; 1-10 вес. ч. активированного металлом люминофора - Nb3+: Y3 AL5 O12 с размером частиц от 0,5 до 10 мкм; 0,1-1 вес. ч. дезактиватора металлов 2′,3-бис-пропионгидразида; 0,2-6,0 вес. ч. компатибилизатора, в качестве которого использован модифицированный полимер на основе линейного полиэтилена низкой плотности с привитыми функциональными акрилатными и эпоксидными химически активными группами. Из указанной композиции изготавливают светорассеивающую оболочку светодиодных осветительных устройств в виде тонкостенного оптически прозрачного тела плоской, полусферической или цилиндрической формы. Композиция не разлагается при формовании изделий из расплава, а светорассеивающая оболочка сохраняет оптические свойства при долговременной эксплуатации. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил., 2 пр.

Сборное осветительное устройство на основе сид для общего освещения // 2543987

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение эффективности освещения. Осветительное устройство содержит корпус из неэлектропроводного материала, расположенные в нем источник света на основе светодиодов, содержащий по крайней мере один первый светодиод, генерирующий первое излучение, имеющее первый спектр, и по крайней мере второй светодиод, генерирующий второе излучение со вторым спектром, отличным от первого, оптику, соединенную с источником света, теплопоглощающее устройство, а также базу для соединения с гнездом и электрическую схему с преобразователем мощности. Технический результат достигается за счет того, что оно снабжено датчиком температуры, расположенным в непосредственной близости к источнику света, а преобразователь мощности является переключающим источником питания, получающим температурный сигнал для управления токами, протекающими через первый и/или по меньшей мере один второй светодиод так, что первый ток может отличаться от второго. 9 з.п. ф-лы, 22 ил., 2 табл.

Устройство полупроводникового светодиода // 2545492

Изобретение относится к микроэлектронике, оптической и оптоэлектронной технике, устройствам полупроводниковых светодиодов. В устройстве полупроводникового светодиода, излучающего через рассеивающую поверхность прозрачной пластины и содержащего в ней светогенерирующую область, в соответствии с изобретением, на поверхности пластины в качестве рассеивателя закреплен слой прозрачных частиц с большим, чем у окружающей среды, показателем преломления и меньшим длины волны зазором между частицей и поверхностью. Изобретение обеспечивает возможность создания конструкции светодиода с увеличенной эффективностью вывода излучения из объема кристалла и возможностью его изготовления по более простой технологии. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Осветительное устройство с белым внешним видом в выключенном состоянии // 2546495

Изобретение относится к осветительным устройствам, включающим в себя белые светоизлучающие диоды (СИД) на основе люминофоров. Технический результат - создание осветительного устройства, характеризующегося белым внешним видом в выключенном состоянии. Осветительное устройство (400) включает в себя источник света (403), имеющий белый внешний вид во включенном состоянии и цветной внешний вид в выключенном состоянии, переключаемый оптический элемент (404). Цветной внешний вид источника света вызван фотолюминесцентным материалом источника света. Переключаемый оптический элемент имеет проводящее состояние и состояние, отражающее в диапазоне длин волн, в котором источник света поглощает свет. Это приводит к белому внешнему виду осветительного устройства, когда источник света находится в выключенном состоянии, а переключаемый оптический элемент находится в отражающем состоянии. Осветительное устройство выполнено в виде светильника, включающего в себя оптическое углубление (401), в котором расположен источник света, и окно (402), снабженное переключаемым оптическим элементом (404). 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ нанесения эмиссионного слоя // 2547383

Изобретение относится к способам получения эмиссионных слоев, в частности для органических светоизлучающих диодов. Способ нанесения эмиссионного слоя органического светоизлучающего диода на подложку из стекла или полимера, покрытую слоем анода, включает получение раствора, содержащего люминофорсодержащее соединение и проводящий материал, и нанесение тонкой пленки из полученного раствора на упомянутую подложку. Упомянутую пленку подвергают термической обработке при температуре выше 100°C и ниже температуры стабильности эмиссионного слоя, при этом в качестве люминофорсодержащего соединения используют растворимое разнолигандное координационное соединение, которое при термической обработке разлагается на люминофор и нейтральный лиганд, полностью удаляемый из тонкой пленки, при этом термическую обработку упомянутой пленки проводят при температуре выше температуры удаления лиганда. С помощью указанного способа получают эмиссионный слой органического светоизлучающего диода, который содержит слой анода, эмиссионный слой и слой катода. В частных случаях осуществления изобретения используют растворимое разнолигандное координационное соединение в виде комплекса феноксибензоата тербия с ацетилацетонимином, или комплекса феноксибензоата тербия с моноглимом, или комплекса нафтоноата европия с моноглимом. При изготовлении упомянутого диода на слой анода дополнительно наносят слой дыркопроводящего и/или электронблокирующего материалов, а поверх эмиссионного слоя наносят электронпроводящий и/или дыркоблокирующий слой. В качестве дыркоблокирующего слоя используют 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин или 3-(4-бифенил)-4-фенил-5-трет-бутил-фенил-1,2,4-триазол. Обеспечивается улучшение характеристик эмиссионного слоя и получение эмиссионных слоев на основе нерастворимых и нелетучих соединений. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1табл., 6 пр.

Светодиод белого свечения и светодиодная гетероструктура на основе полупроводниковых твердых растворов gapasn на подложках gap и si // 2548610

Светодиод белого свечения согласно изобретению содержит слой полупроводника n-типа, сформированный из полупроводникового твердого раствора GaP1-x-yAsxNy (0.3>x>0, 0.030>у>0.004), гетероструктуру с собственным типом проводимости, сформированную из слоев полупроводниковых твердых растворов GaP1-x-yAsxNy (0.3>x>0, 0.030>y>0.004), сформированную поверх слоя полупроводника n-типа, слой полупроводника GaP1-x-yAsxNy (0.3>x>0, 0.030>y>0.004) p-типа, сформированный на гетероструктуре GaP1-x-yAsxNy (0.3>x>0, 0.030>y>0.004) с собственным типом проводимости, завершающий тонкий метаморфный слой полупроводника InGaAs p-типа, где значения мольных долей азота, y, и мышьяка, x, плавно либо резко изменяются, одновременно либо по отдельности, в диапазонах 0.3>x>0 и 0.030>y>0.004, формируя тем самым варизонный полупроводниковый материал. Также предложена светодиодная гетероструктура, излучающая белый свет. Технический результат настоящего изобретения - повышение эффективности использования бокового излучения p-n-переходов кристаллов и создание на этой основе светоизлучающих устройств с увеличенным световым потоком и повышенной мощностью излучения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Светоизлучающий диод // 2549335

Изобретение относится к светоизлучающим диодам, содержащим эпитаксиальные структуры на основе нитридных соединений металлов III группы. Светоизлучающий диод содержит эпитаксиальную структуру на основе твердых растворов нитридов металлов третьей группы, включающую расположенные последовательно в направлении эпитаксиального роста слой n-типа проводимости, активный слой с p-n-переходом, слой p-типа проводимости, а также металлические контактные площадки к слою n-типа проводимости, размещенные в углублениях, сформированных в эпитаксиальной структуре на уровне слоя n-типа проводимости, при этом светоизлучающий диод содержит металлический p-контактный слой, предназначенный для использования его в качестве положительного электрода, нанесенный поверх слоя p-типа проводимости, изоляционный слой, покрывающий металлический p-контактный слой и внутреннюю боковую поверхность углублений, сформированных в эпитаксиальной структуре, и металлический p-контактный слой, предназначенный для использования его в качестве отрицательного электрода, покрывающий изоляционный слой и контактирующий с каждой металлической контактной площадкой к слою p-типа проводимости, согласно изобретению металлические контактные площадки к слою n-типа проводимости в горизонтальной плоскости сечения светоизлучающего диода имеют вид двух узких протяженных полос, каждая из которых расположена на периферии одной из половин указанного сечения и проходит вдоль большей части ее границы с отступом от нее, первый и второй концевые участки одной полосы расположены с зазором соответственно относительно первого и второго концевого участка второй полосы, при этом указанные полосы образуют фигуру, конфигурация которой соответствует конфигурации периметра светоизлучающего диода, имеющую разрыв в серединной ее части. Изобретение обеспечивает повышение однородности плотности тока в активной области светодиода и уменьшение последовательного электрического сопротивления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ визуализации двухмикронного лазерного излучения в видимый свет // 2549561

Изобретение относится к области оптики и касается способа визуализации двухмикронного лазерного излучения. Визуализация осуществляется путем облучения двухмикронным лазерным излучением образца, имеющего спектральную полосу поглощения, близкую к спектральной полосе лазерного излучения. В качестве образца используют порошок из размолотого монокристалла СаF2:Но. Порошок наносят с помощью связующего материала на плоскую поверхность, которая отражает двухмикронное излучение. Технический результат заключается в упрощении способа и обеспечении высокого контраста и разрешающей способности в широком диапазоне плотности мощности излучения. 1 ил.

Полупроводниковый светоизлучающий диод с конверсией длины волны // 2550753

Полупроводниковое светоизлучающее устройство содержит полупроводниковую структуру, содержащую светоизлучающий слой; люминесцентный материал, размещенный на пути света, излучаемого светоизлучающим слоем; и термоконтактный материал, размещенный в прозрачном материале; причем термоконтактный материал не производит конверсии длины волны света, излучаемого светоизлучающим слоем; термоконтактный материал имеет большую теплопроводность, чем теплопроводность прозрачного материала; термоконтактный материал размещен для рассеяния теплоты от люминесцентного материала; термоконтактный материал имеет медианный размер частиц больше чем 10 мкм; и коэффициент преломления термоконтактного материала отличается от коэффициента преломления прозрачного материала менее чем на 10% . Изобретение обеспечивает исключение возможности нежелательного смещения цветового тона и снижения светового выхода. 2 н. и 18 з.п.ф-лы, 6 ил.