Светодиодная матрица

Авторы патента:

Щербаковский Григорий Зиновьевич (RU)

H01L33/56 - 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 2612736:

Иванов Александр Владленович (RU)
Гвичия Гиа Маргович (RU)
Щербаковский Григорий Зиновьевич (RU)
Цискаришвили Давид Элизбарович (RU)

Светодиодная матрица относится к области информационной техники и может быть использована при построении крупногабаритных матричных экранов и иных средств отображения визуальной информации. Cветодиодная матрица содержит светоизлучающие кристаллы различных цветов, установленные непосредственно на проводники печатной платы таким образом, чтобы сформировать равномерно расположенные группы кристаллов различного цвета - пикселы, при этом по всей площади печатной платы сформировано защитное покрытие, однородное по всей площади, из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда, полностью закрывающее все светоизлучающие кристаллы. Изобретение обеспечивает устранение искажений отображаемой визуальной информации и необходимую контрастность, а также высокоэффективный теплоотвод энергии от кристалла, что существенно продлевает срок эксплуатации светодиодной матрицы. 1 ил.

Изобретение относится к области информационной техники и может быть использовано при построении крупногабаритных матричных экранов и иных средств отображения визуальной информации.

Одним из требований к светодиодным матрицам является их надежность в эксплуатации, защищенность от механических повреждений при сохранении требуемых характеристик.

Известен светодиодный модуль (RU 67340), содержащий полупроводниковый светоизлучающий кристалл, помещенный в расположенном в металлокерамическом корпусе-отражателе, имеющем наклонные стенки, при этом полость отражателя заполнена оптически прозрачным компаундом.

Однако это покрытие для защиты кристалла от механических повреждений не обеспечивает требуемых оптических характеристик за счет невозможности получения равномерного светового излучения.

Известен светодиодный модуль (RU 2069418). Он содержит несущий элемент-подложку, имеющую верхнее и нижнее основания и боковую поверхность. На верхнем основании подложки помещен, по меньшей мере, один полупроводниковый светоизлучающий элемент, поверх которого нанесено покрытие, выполненное из оптически прозрачного эпоксидного полимерного компаунда.

Это покрытие защищает светоизлучающий элемент от механических повреждений. Однако в конкретном данном случае покрытие обладает хрупкостью и недостаточной устойчивостью к воздействию тепла и света, что снижает надежность конструкции.

Известен светодиодный модуль (RU 2402110). Он содержит несущий элемент, выполненный в виде объемного тела, имеющего верхнее и нижнее основания и боковую поверхность. На верхнем основании несущего элемента расположен, по меньшей мере, один полупроводниковый светоизлучающий элемент. Поверх полупроводникового светоизлучающего элемента расположено покрытие, выполненное из оптически прозрачного силиконового компаунда. Покрытие имеет куполообразную форму, при этом основание покрытия вписано в площадь верхнего основания несущего элемента. Угол между боковой поверхностью несущего элемента и его верхним основанием составляет величину не более 120°. Покрытие сформировано путем нанесения поверх полупроводникового светоизлучающего элемента капли указанного компаунда, который имеет вязкость от 2000 до 20000 сП, с последующим отверждением нанесенного компаунда.

Известно изобретение по патенту «Светодиодная матрица» (CN 203746366 U от 19.02.2014), который содержит печатную плату, ряд светоизлучающих чипов, установленных на плату с шагом менее 0,7 мм.

Недостатками изобретения являются недостаточная надежность и механическая прочность при эксплуатации.

Задачей заявляемого изобретения является создание светодиодной матрицы без ограничения на плотность установки светоизлучающих кристаллов при существенном улучшении качества отображения видеоинформации и повышение эффективности светоотдачи матрицы.

Технический результат при использовании изобретения состоит в устранении искажений отображаемой визуальной информации и обеспечении необходимой контрастности, а также обеспечении высокоэффективного теплоотвода энергии от кристалла, что существенно продлевает срок эксплуатации светодиодной матрицы.

Указанный технический результат достигается тем, что светодиодная матрица содержит светоизлучающие кристаллы различных цветов, установленные непосредственно на проводники печатной платы таким образом, чтобы сформировать равномерно расположенные группы кристаллов различного цвета - пикселы (элементы отображения информации), при этом по всей площади печатной платы сформировано защитное покрытие, однородное по всей площади, из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда, полностью закрывающее все светоизлучающие кристаллы.

Такое выполнение светодиодной матрицы позволяет получить однородную по всей структуре поверхность, полностью скрывающую расположенные на ней светоизлучающие кристаллы, что обеспечивает существенное повышение надежности, а также необходимую контрастность отображения видеоинформации. Новая совокупность существенных признаков необходима и достаточна для достижения указанного технического результата.

Формирование диффузной поверхности светодиодной матрицы, образующей однородную поверхность со светоизлучающими кристаллами, препятствует образованию бликов от внешних источников света и повышает уровень контрастности, необходимый для правильного отображения видеоинформации.

Использование бескорпусных светоизлучающих кристаллов приводит к отсутствию искажений, появляющихся при перекрывании светового потока от диода корпусом соседнего диода, и повышению световой эффективности за счет отсутствия переотражения световых лучей на границе двух сред - компаунда корпуса светодиода и защитного компаунда матрицы и упрощает производственный процесс за счет отсутствия процесса пайки, что приводит к замедлению диффузных процессов в областях PN перехода светоизлучающего кристалла.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлен общий вид матрицы с расположенными на ней светоизлучающими кристаллами.

Светодиодная матрица содержит светоизлучающие кристаллы 1 различных цветов, установленные непосредственно на проводники 2 печатной платы 3, защитное покрытие 4.

Устройство работает следующим образом.

Светодиодные матрицы собраны в видеоэкран, который подключают к цепи внешнего питания. Для получения видеоизображения покрытие выполнено из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда. Защитное покрытие полностью закрывает все светоизлучающие кристаллы.

Использование изобретения позволит снять ограничение на плотность установки светоизлучающих кристаллов по сравнению с корпусированными светодиодами в связи со сравнительно меньшими размерами кристаллов (около 10 раз) получить повышение надежности от механических повреждений и повысить степень защиты от электростатических повреждений светоизлучающего кристалла. А также обеспечить теплоперенос и стабилизацию температуры кристаллов за счет прямого контакта компонента со светоизлучающим кристаллом, что увеличивает в 3-5 раз время эксплуатации видеоэкрана.

Светодиодная матрица, характеризующаяся тем, что она содержит светоизлучающие кристаллы различных цветов, установленные непосредственно на проводники печатной платы таким образом, чтобы сформировать равномерно расположенные группы кристаллов различного цвета - пикселы (элементы отображения информации), при этом по всей площади печатной платы сформировано защитное покрытие, однородное по всей площади, из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда, полностью закрывающее все светоизлучающие кристаллы.

Изобретение относится к люминофору, содержащему М2АХ6, легированному четырехвалентным марганцем. При этом М включает одновалентные катионы, по меньшей мере включая калий и рубидий, причем А включает четырехвалентный катион, по меньшей мере включая кремний, причем Х включает одновалентный анион, по меньшей мере включая фтор, и причем М2АХ6 имеет гексагональную фазу.

Новый преобразователь цвета // 2608411

Изобретение относится к осветительному устройству, содержащему преобразователь цвета. Осветительное устройство содержит по меньшей мере один светодиод и по меньшей мере один преобразователь цвета.

Светодиодная полоса // 2608073

Изобретение относится к области светотехники, в частности к изготовлению светодиодной полосы, включающей светодиодный чип, встроенный резистор, магнит, инкапсуляционную скобу полосы и источник питания.

Светоизлучающее устройство, присоединенное к опорной подложке // 2604956

Структура светоизлучающего устройства содержит опорную подложку, содержащую тело и множество сквозных отверстий, проходящих через всю толщину тела; и полупроводниковое светоизлучающее устройство, содержащее светоизлучающий слой, размещенный между областью n-типа и областью p-типа, причем полупроводниковое светоизлучающее устройство присоединено к опорной подложке посредством диэлектрического соединяющего слоя; при этом опорная подложка является не более широкой, чем полупроводниковое светоизлучающее устройство, и при этом соединяющий слой является первым соединяющим слоем, образованным на полупроводниковом светоизлучающем устройстве, при этом упомянутая структура дополнительно содержит второй соединяющий слой, образованный на опорной подложке.

Оптическая подложка, полупроводниковый светоизлучающий элемент и способ изготовления полупроводникового светоизлучающего элемента // 2604568

В оптической подложке вогнуто-выпуклая структура включает в себя множество выпуклых участков и вогнутых участков, обеспечиваемых между выпуклыми участками. При этом средний интервал Pave между смежными выпуклыми участками в вогнуто-выпуклой структуре удовлетворяет условию 50 нм ≤ Pave ≤ 1500 нм и выпуклый участок, имеющий высоту hn выпуклой части, удовлетворяющую условию 0,6 h≥hn≥0 h для средней высоты Have выпуклого участка, присутствует с вероятностью Z, удовлетворяющей 1/10000≤Z≤1/5.

Светодиодный источник света с удаленным люминофором // 2604059

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано для упрощения конструкций, повышения выхода излучения и улучшения спектра излучения источника света на основе светодиодов.

Способ изготовления диодов средневолнового ик диапазона спектра // 2599905

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для детектирования и испускания инфракрасного (ИК) излучения при комнатной температуре.

Лазерный элемент поверхностного испускания, способ для изготовления лазерного элемента поверхностного испускания и атомный осциллятор // 2599601

Лазерный элемент поверхностного испускания включает в себя полупроводниковую подложку и множество лазеров поверхностного испускания, сконфигурированных с возможностью испускания света со взаимно различными длинами волн.

Островковый держатель для светоизлучающего устройства // 2597674

Способ изготовления светоизлучающих устройств содержит этапы, на которых обеспечивают выводную рамку, которая включает в себя по меньшей мере один несущий элемент, причем несущий элемент является токопроводящим и разделен для образования множества различимых токопроводящих областей, размещают по меньшей мере один кристалл СИД на несущем элементе, прикрепляют кристалл СИД к каждой из токопроводящих областей и отделяют несущий элемент от выводной рамки для обеспечения СИД устройства с каждой из токопроводящих областей, электрически изолированных друг от друга, причем токопроводящие области прикреплены к кристаллу СИД и не прикреплены друг к другу после отделения несущего элемента от выводной рамки.

Способ обеспечения отражающего покрытия для подложки для светоизлучающего устройства // 2597253

Изобретение относится к способу обеспечения отражающего покрытия (114) для подложки (104) для светоизлучающего устройства (112), предусматривающему стадии: обеспечения (201) подложки (104), имеющей первую часть поверхности (116) с первым материалом поверхности и вторую часть поверхности (106, 108) со вторым материалом поверхности, отличающимся от первого материала поверхности; нанесения (202) отражающего соединения, выполненного с возможностью присоединения к указанному первому материалу поверхности с образованием связи с этой подложкой (104) в первой части поверхности (116), которая является более сильной, чем связь между отражающим покрытием и подложкой (104) во второй части поверхности (106, 108); отверждения указанного отражающего соединения с образованием отражающего покрытия (114), имеющего связь между отражающим покрытием (114) и подложкой (104) в первой части поверхности (116); и подвергания указанной подложки (104) механической обработке с такой интенсивностью, чтобы удалить указанное отражающее покрытие (114) из указанной второй части поверхности (106, 108), в то время как указанное отражающее покрытие (114) остается на указанной первой части поверхности (116).

Имеющие покрытие фторсиликаты, излучающие красный узкополосный свет, для полупроводниковых светоизлучающих устройств // 2613963

Изобретение относится к красному люминесцентному материалу и содержащему его осветительному устройству. Осветительное устройство включает световой источник, выполненный с возможностью генерировать свет светового источника, и люминесцентный материал в форме частиц, выполненный с возможностью преобразовывать по меньшей мере часть света светового источника в свет люминесцентного материала. Световой источник содержит светоизлучающий диод (СИД). Люминесцентный материал в форме частиц содержит частицы, содержащие сердцевины. Указанные сердцевины содержат люминофор, содержащий M’xM2-2xAX6, легированный четырехвалентным марганцем, где M’ - щелочноземельный катион, M - щелочной катион, x - 0-1, A - четырехвалентный катион, по меньшей мере содержащий кремний, X - моновалентный анион, по меньшей мере содержащий фтор. Причем частицы дополнительно содержат покрытие на основе фосфата металла, где металл выбран из группы, состоящей из Ti, Si и Al. Описывается способ получения этого люминесцентного материала. Предложенный люминесцентный материал обеспечивает повышенную долговременную стабильность в воде и влажном воздухе при эффективном поглощении в синей области и преобразовании поглощенного света в красный цвет. 3 н. и 12 з. п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 1 пр.

Интеграция светодиодов на нитриде галлия с приборами на нитриде алюминия-галлия/нитриде галлия на кремниевых подложках для светодиодов переменного тока // 2615215

Способ изготовления эпитаксиальной структуры включает в себя обеспечение подложки и гетеропереходного пакета на первой стороне подложки и формирование пакета светоизлучающего диода на GaN на второй стороне подложки. Гетеропереходный пакет включает в себя нелегированный слой нитрида галлия (GaN) и легированный слой нитрида алюминия-галлия (AlGaN) на нелегированном слое GaN. Пакет светоизлучающего диода на GaN включает в себя слой GaN n-типа поверх подложки, структуру на GaN/нитриде индия-галлия (InGaN) с множественными квантовыми ямами (МКЯ) поверх слоя GaN n-типа, слой AlGaN p-типа поверх структуры на GaN/InGaN n-типа с МКЯ и слой GaN p-типа поверх слоя AlGaN p-типа. Гетеропереходный пакет содержит один или более приборов, связанных с пакетом светоизлучающего диода, причем эти один или более приборов включают в себя один или более из полевого транзистора на гетеропереходе (HTEF) AlGaN/GaN и диода Шоттки на AlGaN/GaN, при этом по меньшей мере один из этих приборов соединен с пакетом светоизлучающего диода на GaN. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Источник света с квантовыми точками // 2616080

Изобретение относится к люминесцентному материалу на основе люминесцентных наночастиц и к осветительному устройству на их основе для преобразования света от источника света. Предложенный люминесцентный материал содержит матрицу из взаимосвязанных люминесцентных наночастиц с покрытием. Например, люминесцентный материал на основе люминесцентных наночастиц, содержащих CdSe с покрытием из CdS, и содержащий матрицу с покрытием из ZnS, имеет квантовую эффективность по меньшей мере 80% при 25°C и гашение квантовой эффективности при 100°C, не превышающее 20% в сравнении с квантовой эффективностью при 25°C. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл., 1 пр.

Прессованная линза, формирующая led-модуль масштаба интегральной схемы, и способ ее изготовления // 2617880

Согласно изобретению предложен способ изготовления модульного кристалла светоизлучающего диода (LED), содержащий этапы, на которых формируют множество LED-кристаллов, каждый LED-кристалл содержит множество полупроводниковых слоев и по меньшей мере один металлический электрод, сформированный на нижней поверхности каждого из LED-кристаллов для электрического контакта с по меньшей мере одним из полупроводниковых слоев, при этом каждый из LED-кристаллов имеет верхнюю поверхность и боковые поверхности; при этом по меньшей мере один металлический электрод имеет верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, противоположную верхней поверхности; верхняя поверхность по меньшей мере одного металлического электрода сформирована на нижней поверхности LED-кристалла, устанавливают множество LED-кристаллов на временную поддерживающую структуру; отливают цельный материал поверх LED-кристаллов, который инкапсулирует по меньшей мере верхнюю поверхность и боковые поверхности LED-кристаллов и формирует линзу поверх верхней поверхности каждого из LED-кристаллов, цельный материал не покрывает нижнюю поверхность по меньшей мере одного металлического электрода и имеет основание, которое проходит вниз к временной поддерживающей структуре и к нижней поверхности LED-кристаллов, выполняют отверждение цельного материала, для соединения LED-кристаллов вместе, удаляют LED-кристаллы и цельный материал с поддерживающей структуры и разделяют цельный материал так, что по меньшей мере один металлический электрод остается открытым для присоединения с другим электродом после формирования линзы. Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении стоимости и в исключении сложностей процесса разламывания вместе с поддерживающей пластиной, что приводит к формированию заусенцев и к другим проблемам.5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Устройство отображения, использующее полупроводниковое светоизлучающее устройство // 2617917

Настоящее раскрытие относится к устройствам отображения, использующим полупроводниковые светоизлучающие устройства. Устройство отображения, использующее полупроводниковое светоизлучающее устройство, согласно изобретению может включать в себя первую подложку, содержащую электродную часть, проводящий адгезионный слой, расположенный на первой подложке, и множество полупроводниковых светоизлучающих устройств, по меньшей мере часть из которых утоплены в верхней области проводящего адгезионного слоя, чтобы составить отдельные пиксели с электрическим соединением с электродной частью, причем проводящий адгезионный слой содержит непрозрачную смолу, чтобы блокировать свет между полупроводниковыми светоизлучающими устройствами. Изобретение обеспечивает возможность создания устройства отображения, имеющего быстрое время отклика, высокую гибкость, увеличенный срок службы и выход годных, а также упростить процесс формирования разделительной перегородки между полупроводниковыми светоизлучающими устройствами, содержащимися в нем. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 22 ил.

Полноспектровое светоизлучающее устройство // 2618749

Светоизлучающее устройство содержит твердотельный источник (101) света, выполненный с возможностью излучения первичного света (L1); преобразующий длину волны элемент (102), включающий множество преобразующих длину волны областей (102a, 102b, 102c и т.д.) для преобразования первичного света во вторичный свет (L2), при этом каждая преобразующая длину волны область посредством этого обеспечивает поддиапазон полного спектра светового выхода, причем по меньшей мере некоторые из упомянутых преобразующих длину волны областей расположены в виде массива и содержат квантовые точки, при этом разные преобразующие длину волны области содержат квантовые точки, имеющие разные диапазоны излучения вторичного света, обеспечивающие разные поддиапазоны полного спектра светового выхода, и при этом поддиапазон, обеспечиваемый каждой преобразующей длину волны областью перекрывается или является смежным с по меньшей мере одним другим поддиапазоном, обеспечиваемым другой преобразующей длину волны областью, при этом упомянутые преобразующие длину волны области вместе обеспечивают вторичный свет, включающий в себя все длины волн диапазона от 400 нм до 800 нм. Изобретение дает возможность обеспечить светоизлучающее устройство, которое дает световой выход непрерывного спектра. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 ил.

Устройство с выходным оптическим излучением и способ его изготовления // 2618999

Изобретение относится к устройствам с выходным оптическим излучением, в частности с использованием дискретных источников оптического излучения, связанных со структурой с прозрачной подложкой. Матрицу источников (34) света встраивают в инкапсулирующий слой (32). Формируют матрицу полостей (30) с коэффициентом преломления, отличающимся от коэффициента преломления инкапсулирующего слоя, сформированных в инкапсулирующем слое (32). Матрица полостей (30) выполнена путем испарения добавки посредством использования по меньшей мере одного из тепла и света источников света. Полости (30) имеют численную плотность или размер, которые зависят от их близости к положениям источников света. Технический результат изобретения – обеспечение более равномерного воспроизведения выходного оптического излучения по площади устройства. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Фотолюминофор нейтрально-белого цвета свечения со структурой граната и светодиод на его основе // 2619318

Изобретение относится к области технической светотехники и может быть использовано при изготовлении осветительных приборов. Фотолюминофор нейтрально-белого свечения со структурой граната на основе оксидов редкоземельных элементов и элементов IIIa подгруппы имеет следующую химическую формулу: (ΣLn,Bi)3[(ΣMl)2][AlO4-x(F,N)x]3, где Ln - лантаноиды Y, Се, Lu, Tb; Ml - В, Al, Ga; [х]≤0,2 атомных долей. Фотолюминофор имеет кристаллографическую структуру граната с принадлежностью к пространственной группе 1a3d, параметром кубической кристаллической решетки «а» более 12 ангстрем , возрастающим при увеличении концентрации Се3+. Светодиод нейтрально-белого свечения включает нитридную гетероструктуру GaInN 1 и находящийся в контакте с ней гетерофазный равнотолщинный переизлучающий конвертер 4, выполненный из радиационно стойкого поликарбоната в качестве дисперсионной среды и 12-26% вышеуказанного фотолюминофора в качестве дисперсной фазы. Толщина конвертера 4 составляет 60-120 мкм. Светодиод также включает конический керамический светосборник 6 с коэффициентом отражения внутренней поверхности более 96% и полусферическую крышку 7 из оптически прозрачного полимера, радиус кривизны которой выбран таким, что точка фокуса находится в геометрическом центре переизлучающего конвертера 4. Фотолюминофор нейтрально-белого свечения обладает повышенной термоустойчивостью, а светодиод – светоотдачей более 170 лм/Вт. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Способ рециркуляции света и светодиодный модуль рециркуляции // 2626059

Изобретение относится к осветительной технике, в частности к источникам света, в которых в качестве элементов, генерирующих свет, используются мощные светодиоды, а для формирования светового потока применяют рефлекторы с сочетанием различной кривизны, которые могут быть использованы для проектирования экономичных осветителей различного назначения. Модуль содержит два отражателя, которые имеют внутренние сопряженные усеченные сферические поверхности с различными радиусами кривизны и смещением центров кривизны от плоскости, в которой расположен светодиодный излучатель. Смещение центров сферических поверхностей и радиус сферической поверхности второго отражателя выбирают по формулам, полученным из условия попадания отраженных лучей на светоизлучающую площадку светодиодного излучателя во всех углах его излучения, более высоких, чем углы излучения в направлении края выходного отверстия. Технический результат заключается в увеличении выходного светового потока за счет повышения эффективности рециркуляции света. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Фосфор, люминесцентная смесь и люминесцентный материал // 2626856

Изобретения могут быть использованы при изготовлении светодиодов. Фосфор, люминесцентный материал и люминесцентная смесь для прямо возбуждаемых переменным током светодиодных чипов включают люминесцентный материал А с синим послесвечением и желтый люминесцентный материал В в массовом отношении (10-70):(30-90). Люминесцентный материал А является по меньшей мере одним из Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+; Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+; CaS:Bi3+,Na+; CaS:Cu+,Na+ или CaSrS:Bi3+. Люминесцентный материал В является по меньшей мере одним из Y2O3⋅Al2O3⋅SiO2:Ce⋅B⋅Na⋅P; Y2O2S:Mg,Ti; Sr3SiO5:Eu2+,Dy3+; Ca2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+; CaS:Sm3+; YAG:Ce или Tb3Al5O12:Ce. Люминесцентные материалы А и В просеяны на сите с размером ячейки 500 меш. Светодиодные чипы являются синими с длиной волны излучения 460 нм, фиолетовыми с длиной волны излучения 400 нм или ультрафиолетовыми с длиной волны излучения 365 нм. Изобретения обеспечивают стабильность люминесценции при небольшом ослаблении света. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл., 18 пр.