КОМПЛЕКТ СВЕТОДИОДНОЙ ВЫВОДНОЙ РАМКИ, СВЕТОДИОДНАЯ ГРУППА, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ ДАННУЮ РАМКУ, И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДНОЙ ГРУППЫ Российский патент 2013 года по МПК H01L33/62 

Область техники

[1] Настоящее изобретение относится к комплекту светодиодной (LED) выводной рамки, светодиодной группе, использующей светодиодную выводную рамку, и способу изготовления светодиодной группы, и, в частности, к комплекту светодиодной выводной рамки, который может быть легко изготовлен со сниженными затратами на производство, светодиодной группе, использующей комплект светодиодной выводной рамки, и способу изготовления светодиодной группы.

Уровень техники

[2] Светодиод (LED) является осветительным полупроводниковым устройством, имеющим различные преимущества, по сравнению с обычными осветительными устройствами. Например, светодиод имеет длительный срок службы, компактные размеры, малое энергопотребление и не приводит к загрязнению ртутью. Соответственно, светодиоды часто используются в качестве новых осветительных устройств вместо обычных осветительных устройств.

[3] В целях повышения светоотдачи светодиодной группы, обычно используется структура в форме выпуклой линзы на внешнем оптическом слое светодиодной группы. В обычных светодиодных группах, структуру в форме выпуклой линзы изготавливают заранее, а затем монтируют на обычную светодиодную группу. Из-за этого дополнительного производства структуры в форме выпуклой линзы и процесса ее сборки, требуется дополнительный производственный процесс и монтажное устройство. Более того, при монтаже структуры в форме выпуклой линзы, изготовленной заранее, на обычную светодиодную группу, может образоваться нежелательный слой воздуха между структурой в форме выпуклой линзы и герметизирующим слоем, который уже выполнен на светодиодной группе. Кроме того, в соответствии с обычными технологиями, при формировании герметизирующего слоя на светодиодной матрице, для защиты светодиодной матрицы, трудно сформировать выпуклый изгиб на внешней поверхности герметизирующего слоя. Соответственно, производительность способа изготовления светодиодной группы в соответствии с обычными технологиями является относительно низкой, а себестоимость высокой.

[4] В целях обеспечения белого светодиода для излучения белого света, на матрицу синего светодиода или ультрафиолетового (УФ) светодиода, как правило, непосредственно наносят люминофорный слой. Например, когда используют синюю светодиодную матрицу, света различной длины волны, генерируемые в люминофорном материале, могут быть смешаны друг с другом, или света с различной длиной волны могут быть смешаны с возбужденным синим светом, излучаемым синей светодиодной матрцей, таким образом, излучая белый свет. Однако, когда светодиодная матрица непостредственно покрыта люминофорным слоем, так как светодиодная матрица и люминофорный слой очень близки друг к другу, свет, излучаемый люминофорным материалом, переходит к светодиодной матрице и поглощается светодиодной матрицей.

[5] Таким образом, было предложено поместить прозрачную вставку между светодиодной матрицей и люминофорным слоем, чтобы свет, излучаемый из люминофорного слоя, не падал на светодиодную матрицу или основу возле светодиодной матрицы, тем самым снижая вероятность поглощения света. Фиг.1 иллюстрирует пример вышеуказанной технологии, раскрытой в патенте США №5,959,316. Обратимся к фиг.1, светодиодная матрица 60 устанавлена на основе 62, и люминофорный слой 66 отделен от светодиодной матрицы 60 вставкой 64, покрывающей светодиодную матрицу 60. Кроме того, защитный слой 68 выполнен за пределами люминофорного слоя 66. Однако и в этой структуре свет, излучаемый люминофорным слоем 66, может падать обратно на светодиодную матрицу 60 и на основу 62 и, таким образом, поглощаться практически без помех.

Описание изобретения

Техническая проблема

[6] Настоящее изобретение предлагает выводную рамку для светодиодной (LED) группы и светодиодную группу, использующую данную рамку, которые могут быть легко изготовлены с низкими производственными затратами.

Решение проблемы

[7] Настоящее изобретение также обеспечивает светодиодную группу, в которой свет, исходящий из люминофорного материала, падает на светодиодную матрицу и там поглощается, снижая тем самым потери от поглощения света.

[8] Настоящее изобретение также предлагает способ изготовления светодиодной группы, при котором светодиодная группа легко изготавливается со сниженными затратами на производство.

[9] По одному из аспектов настоящего изобретения, предлагается выводная рамка в комплекте, включающем:

[10] теплорассеивающую базу;

[11] множество электродов, расположенных вокруг теплорассеивающей базы;

[12] изоляционную поддерживающую часть, которая окружает теплорассеивающую базу и множество электродов для соединения теплорассеивающей базы и множества электродов;

[13] по крайней мере, два кольцевых выступа, образованных вдоль окружного контура верхней поверхности изоляционной поддерживающей части, а также

[14] по крайней мере одну кольцевую канавку, образованную между, по меньшей мере, двумя кольцевыми выступами.

[15] Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предложена светоизлучающая диодная (LED) группа, содержащая вышеупомянутый комплект выводной рамки.

[16] Например, светодиодная группа включает в себя:

[17] по крайней мере, одну светодиодную матрицу, прикрепленную к нижней поверхности теплорассеивающей базы;

[18] множество проводов, электрически соединяющих, по крайней мере, одну светодиодную матрицу и множество электродов, а также

[19] структуру герметизирующего слоя, сформированную для покрытия светодиодной матрицы и включающую по крайней мере один слой, имеющий выпуклую внешнюю поверхность,

[20] где край, по крайней мере, одного слоя структуры герметизирующего слоя доходит до соответствующего одного из, по меньшей мере, двух кольцевых выступов.

[21] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предлагается способ производства светодиодной группы, включающий шаги:

[22] берут комплект выводной рамки в составе: теплорассеивающей базы; множества электродов, расположенных вокруг теплорассеивающей базы; изоляционной поддерживающей части, которая окружает теплорассеивающую базу и множество электродов для соединения теплорассеивающей базы и множества электродов; по крайней мере, двух кольцевых выступов, образованных вдоль окружного контура верхней поверхности изоляционной поддерживающей части; и, по крайней мере, одной кольцевой канавки, образованной между двумя из не менее двух кольцевых выступов,

[23] присоединяют, по крайней мере, одну светодиодную матрицу к нижней поверхности теплорассеивающей базы; электрического соединения светодиодной матрицы и множества электродов, а также

[24] формируют, по крайней мере, один слой, имеющий выпуклую внешнюю поверхность для покрытия светодиодной матрицы,

[25] причем край, по крайней мере, одного слоя структуры герметизирующего слоя доходит до соответствующего одного из по меньшей мере двух кольцевых выступов.

Краткое описание чертежей

[26] Вышеуказанные и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из более подробного описания их примерных вариантов со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

[27] Фиг.1 представляет собой поперечный разрез, иллюстрирующий пример белого светоизлучающего диода (LED) из уровня техники;

[28] Фиг.2 представляет собой аксонометрический вид структуры комплекта светодиодной выводной рамки, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

[29] Фиг.3 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий комплект светодиодной выводной рамки на фиг.2;

[30] Фиг.4 представляет собой вид в аксонометрии, показывающий расположение теплорассеивающей базы и множества электродов комплекта светодиодной выводной рамки, показанного на фиг.2, без изоляционной поддерживающей части, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

[31] Фиг.5 представляет собой поперечное сечение, иллюстрирующее структуру комплекта светодиодной выводной рамки Фиг.2;

[32] Фиг.6 представляет собой поперечное сечение, иллюстрирующее структуру светодиодной группы, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

[33] Фиг.7 показывает поперечное сечение, иллюстрирующее структуру светодиодной выводной рамки, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

[34] фиг.8 и 9 показывают поперечное сечение, схематически иллюстрирующее принцип способа изготовления светодиодной группы, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Лучший вариант осуществления изобретения

[35] Настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых показыны образцовые воплощения изобретения. Одинаковые ссылочные позиции на чертежах обозначают одинаковые элементы, а размеры элементов преувеличены для удобства и ясности описания.

[36] Фиг.2 представляет собой вид в аксонометрии структуры комплекта светодиодной выводной рамки 20 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Обратимся к фиг.2, комплект светодиодной выводной рамки 20 включает теплорассеивающую базу 2, четыре электрода 1, расположенных вокруг теплорассеивающей базы 2, и изоляционную поддерживающую часть 3, которая окружает теплорассеивающую базу 2 и множество электродов 1 для соединения теплорассеивающей базы 2 и множества электродов 1. В данном варианте, светодиодная выводная рамка 20 включает четыре электрода 1, однако настоящее изобретение не ограничивается ими, и светодиодная выводная рамка 20 может включать один или более электродов 1. Изоляционная поддерживающая часть 3 может быть выполнена из пластикового изоляционного материала, такого как полифтальамид (РРА).

[37] Фиг.3 представляет собой вид сверху светодиодной выводной рамки 20 на фиг.2. Ссылаясь на Фиг.3, светодиодная выводная рамка 20 включает в себя четыре одинаковых металлических электрода 1, которые расположены в радиальном направлении. Четыре электрода 1 могут быть соответственно расположены под углом 90 градусов вокруг центральной оси теплорассеивающей базы 2 и выступать в радиальном направлении от центра оси теплорассеивающей базы 2. Фиг.4 представляет собой аксонометрический вид, схематически иллюстрирующий расположение теплорассеивающей базы 2 и четырех электродов 1, без изоляционной поддерживающей части 3. Обратимся к фиг.4, верхние поверхности четырех электродов 1 находятся на той же высоте, что и самая высокая точка теплорассеивающей базы 2. Кроме того, как показано на фиг. с 2 по 4, первая концевая часть электродов 1 может располагаться против боковой окружности теплорассеивающей базы 2, а вторая концевая часть электродов 1 может выступать из внешней стороны изоляционной поддерживающей части 3. Верхние поверхности электродов 1 могут быть покрыты, например, хорошо отражающими материалами, такими как серебро или алюминий,

[38] Кроме того, ссылаясь на фиг.4, теплорассеивающая база 2 может иметь отражающую чашу 10, имеющую углубление. Нижняя поверхность отражающей чаши 10 может быть покрыта хорошо отражающими материалами, такими как серебро или алюминий. Верхняя поверхность отражающей чаши 10 находится в самой высокой точке теплорассеивающей базы 2. То есть верхняя поверхность отражающей чаши 10 может быть выполнена на той же высоте, что и верхняя поверхность электродов 1.

[39] Как показано на фиг.4, теплорассеивающая база 2 и множество электродов 1 фиксируются изоляционной поддерживающей частью 3, которая их окружает. Для этого электроды 1 теплорассеивающей базы 2 и изоляционная поддерживающая часть 3 могут быть выполнены как единое целое с помощью литья под давлением.

[40] Фиг.5 представляет собой поперечное сечение, иллюстрирующее структуру светодиодной выводной рамки 20 на фиг.2. Обратимся к фиг.5 и фиг.2, светодиодная выводная рамка 20 может дополнительно включать не менее двух кольцевых выступов, а именно кольцевые выступы 11, 12, 13 и 14, которые формируют вдоль окружного периметра на верхней поверхности изоляционной поддерживающей части 3 и, по крайней мере, одну кольцевую канавку, а именно кольцевые канавки 15, 16 и 17, которые соответственно формируется между двумя кольцевыми выступами 11, 12, 13 и 14. Множество кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14 и множество кольцевых канавок 15, 16 и 17 могут быть выполнены концентрически на верхней поверхности изоляционной поддерживающей части 3. Как показано на фиг.5, множество кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14 могут быть выполнены с острыми краями и наклонными боковыми сторонами.

[41] Множество кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14 и множество кольцевых канавок 15, 16 и 17 могут быть выполнены из того же пластика РРА, что и изоляционная поддерживающая часть 3, и могут быть частью изоляционной поддерживающей части 3. Например, множество кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14 и множество кольцевых канавок 15, 16 и 17 могут быть образованы на верхней поверхности изоляционной поддерживающей части 3 с помощью процесса литьевого формования. Кроме того, множество кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14 и множество кольцевых канавок 15, 16 и 17 могут быть образованы путем литья под давлением, при котором множество электродов 1, теплорассеивающая база 2 и изоляционная поддерживающая часть 3 формируются вместе. На фиг.5 выполнены четыре кольцевых выступа и три кольцевых канавки, но количество кольцевых выступов и кольцевых канавок может быть выбрано в соответствии с разными вариантами осуществления настоящего изобретения.

[42] Когда светодиодная выводная рамка 20 описанной выше структуры, в том числе с множеством кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14 и множеством кольцевых канавок 15, 16 и 17, используется в производстве светодиодной группы, легко сформировать герметизирующий слой, имеющий многослойную структуру. Фиг.6 представляет собой поперечное сечение, иллюстрирующее структуру светодиодной группы 30 светодиодной выводной рамки 20, в которой выводная рамка 20 используется в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Обратимся к фиг.6, светодиодная группа 30 включает светодиодную матрицу 4, прикрепленную к нижней поверхности теплорассеивающей базы 2, множество проводов 6, электрически соединеняющих светодиодную матрицу 4 и электроды 1, герметизирующий слой 7, выполненный на отражающей чаше 10 теплорассеивающей базы 2, для покрытия светодиодной матрицы 4, люминофорного слоя 8, выполненного для покрытия герметизирующего слоя 7 и оптико-линзового слоя 9, выполненного для покрытия люминофорного слоя 8.

[43] Светодиодная матрица 4 может быть закреплена на нижней поверхности теплорассеивающей базы 2, например, с помощью клеящего материала 5, то есть на нижней поверхности отражающей чаши 10 теплорассеивающей базы 2. Примерами клеящего материала для матрицы 5, могут быть паста серебра и припой. В данном варианте, светодиодная группа 30 включает в себя одну светодиодную матрицу 4, расположенную на нижней поверхности теплорассеивающей базы 2, однако настоящее изобретение этим не ограничивается, и светодиодная группа 30 может включать в себя множество светодиодных матриц 4, расположенных на нижней поверхности теплорассеивающей базы 2. Например, по крайней мере, один элемент выбранный из группы, состоящей из УФ-светодиода, синего светодиода, зеленого светодиода и красного светодиода, может быть расположен на нижней поверхности теплорассеивающей базы 2.

[44] Герметизирующий слой 7, люминофорный слой 8 и оптико-линзовый слой 9 составляют многослойную структуру герметизирующего слоя. Для эффективного светового потока, герметизирующий слой 7, люминофорный слой 8 и оптико-линзовый слой 9 могут иметь выпуклые наружные поверхности. Кроме того, для того, чтобы свет, излучаемый люминофорным слоем 8, не падал на светодиодную матрицу 4 и не поглощался светодиодной матрицей 4, эффективный показатель преломления герметизирующего слоя 7 может быть меньше, чем у люминофорного слоя 8 в диапазоне длины волны видимого света.

[45] Люминофорный слой 8 излучает видимый свет, под действием ультрафиолетового света, синего света или зеленого света. Для этого люминофорный слой 8 может быть выполнен из смеси, в которой прозрачный материал, такой как стекло, поликарбонат (ПК), полиметилметакрилат (ПММА), или силиконовая смола, равномерно смешивается с люминофорным материалом. Примеры люминофорного материала включают по крайней мере один тип люминофорного материала, который излучает видимый свет с различной длиной волны, под действием ультрафиолетового света, синего света или зеленого света. Например, люминофорный материал может быть хотя бы одним элементом из группы, состоящей из различных типов люминофорных материалов, излучающих видимый свет с различной длиной волны, такой как голубой, зеленый, желтый, оранжевый или красный свет. Зеленый, желтый, оранжевый и красный люминофорный материал может частично поглощать синий свет или, по крайней мере, зеленый свет, или полностью поглощать УФ-свет, и излучать световой спектр с длиной волны пика в зеленом, желтом, оранжевом и красном цветовых диапазонах длины волны. Кроме того, синий люминофорный материал может излучать световой спектр с длиной волны пика в голубой цветовой гамме, полностью поглощающий ультрафиолетовый свет.

[46] Светодиодная группа 30, излучающая белый свет, может быть выполнена с использованием люминофорного слоя 8. Например, когда светодиодная матрица 4 излучает голубой свет в диапазоне длины волны от 450 нм до 480 нм, люминофорный слой 8 может быть возбужден синим светом, излучая свет с длиной волны желтого пика. Затем желтый свет и остаточный синий свет смешиваются, образуя белый свет. Кроме того, люминофорный слой 8 может включать в себя различные виды люминофорных материалов, которые излучают свет с различной длиной волны, под действием света с длиной волны возбуждения, излучаемого светодиодной матрицей 4. В данном случае, белый свет излучается как свет с различной длиной волны и носит смешанный характер. Например, когда светодиодная матрица 4 излучает близкие к УФ лучи в диапазоне от 380 нм до 450 нм, люминофорный слой 8 может включать синий, зеленый и красный люминофорные материалы, которые излучают свет, соответственно, имеющий синий, зеленый и красный пик длины волны, под действием близких к УФ лучей. Тогда, как синий, зеленый и красный света смешиваются, образуется белый свет.

[47] В соответствии с действующим вариантом осуществления настоящего изобретения, размеры герметизирующего слоя 7, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9 и кривизну их верхних поверхностей можно легко регулировать с помощью множества кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14 и множества кольцевых канавок 15, 16 и 17. Как показано на фиг.6, край герметизирующего слоя 7 доходит до кольцевого выступа 11, край люминофорного слоя 8 доходит до кольцевого выступа 12, а край оптико-линзового слоя 9 доходит до кольцевого выступа 13. Поскольку края герметизирующего слоя 7, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9 определяются кольцевыми выступами 11, 12 и 13, соответственно, размеры герметизирующего слоя 7, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9 могут быть легко определены. Кроме того, путем изменения количества материала герметизирующего слоя 7, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9, определенных соответствующими кольцевыми выступами 11, 12 и 13, могут быть легко определены кривизна верхней поверхности герметизирующего слоя 7, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9.

[48] Здесь и далее, вышеописанный способ изготовления светодиодной группы 30 будет описан подробно. Во-первых, комплект светодиодной выводной рамки 20, в том числе теплорассеивающая база 2, множество электродов 1, расположенных вокруг теплорассеивающей базы 2, изоляционная поддерживающая часть 3, которая окружает теплорассеивающую базу 2 со множеством электродов 1, закрепляющих таковую, множество кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14, выполненных на верхней поверхности изоляционной поддерживающей части 3, и множество кольцевых канавок 15, 16 и 17, соответственно, выполненных между двумя из множества кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14, изготавливают с использованием, например, процесса литья под давлением. Тогда, по крайней мере, одна светодиодная матрица 4 крепится на нижней поверхности теплорассеивающей базы 2 с помощью матричного клеящего материала 5, а светодиодная матрица 4 и множество электродов 1 электрически соединяются друг с другом через множество проводов 6.

[49] Далее, жидкий прозрачный полимер используется для заполнения отражающей чаши 10 теплорассеивающей базы 2 для покрытия светодиодной матрицы 4. Например, жидкий прозрачный полимер может быть силиконовой смолой. Жидкий прозрачный полимер может быть предоставлен в достаточном количестве, будучи определяемым кольцевым выступом 11. Затем наружная поверхность жидкого прозрачного полимера образуется выпуклой формы из-за поверхностного натяжения в верхнем остром крае кольцевого выступа 11. Например, как показано на фиг.8, когда прозрачный полимер 18 предоставлен в достаточном количестве в пределах кольцевого выступа 11, в результате поверхностного натяжения образуется выпуклая внешняя поверхность. Кривизна выпуклой внешней поверхности может быть определена количеством прозрачного полимера 18. Даже если используется слишком много прозрачного полимера 18 и, таким образом, прозрачный полимер 18 переполняет кольцевой выступ 11, прозрачный полимер 18 может быть вновь определен в пределах кольцевого выступа 12, как показано на фиг.9. Когда внешняя поверхность прозрачного полимера достигает желаемой кривизны таким образом, жидкий прозрачный полимер 18 подвергается затвердеванию с помощью нагревания или облучения УФ-лучами, тем самым образуя герметизирующий слой 7. Соответственно, размер и кривизна герметизирующего слоя 7 могут быть легко определены.

[50] Затем, другой жидкий прозрачный полимер, с которым равномерно смешивается люминофорный материал, формируется над герметизирующим слоем 7 для покрытия герметизирующего слоя 7. Например, смесь, в которой жидкая силиконовая смола и люминофорный материал равномерно смешаны, может быть сформирована над герметизирующим слоем 7. Смесь ограничивается кольцевым выступом 12 и имеет выпуклую внешнюю поверхность в остром верхнем крае кольцевого выступа 12 из-за поверхностного натяжения. После того, как внешняя поверхность смеси достигает желаемой кривизны, жидкая смесь подвергается затвердеванию нагреванием или облучению УФ-лучами, тем самым образуя люминофорный слой 8.

[51] Наконец, еще один жидкий прозрачный полимер формируется над люминофорным слоем 8 для покрытия люминофорного слоя 8. Например, жидкий прозрачный полимер может быть силиконовой смолой. Жидкий прозрачный полимер поверх люминофорного слоя 8 ограничивается третьим кольцевым выступом 13 и имеет выпуклую внешнюю поверхность в остром верхнем крае третьего кольцевого выступа 13 из-за поверхностного натяжения. Затем жидкий прозрачный полимер, поверх люминофорного слоя 8, подвергается затвердеванию в форме оптико-линзового слоя 9. Таким образом, могут быть выполнены герметизирующий слой 7, люминофорный слой 8 и оптико-линзовый слой 9 желаемых размеров и желаемой внешней кривизны поверхности.

[52] Фиг.7 показывает поперечное сечение, иллюстрирующие структуру светодиодной выводной рамки 40, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. В отличие от светодиодной группы 30 на фиг.6, светодиодная группа 40 на фиг.7 включает в себя два герметизирующих слоя, а именно первый и второй герметизирующие слои 7 и 7а, под люминофорным слоем 8. То есть второй герметизирующий слой 7а, который будет являться прозрачным, образуется между люминофорным слоем 8 и первым герметизирующим слоем 7. Остальные элементы структуры светодиодной группы 40 на фиг.7 такие же, как у светодиодной группы 30 на фиг.6. Таким образом, описание остальных элементов структуры светодиодной группы 40 будет опущено.

[53] На фиг.7, первый герметизирующий слой 7, второй герметизирующий слой 7а, люминофорный слой 8 и оптико-линзовый слой 9 вместе образуют многослойную структуру герметизирующего слоя. Для эффективного светового потока, первый герметизирующий слой 7, второй герметизирующий слой 7а, люминофорный слой 8 и оптико-линзовый слой 9 могут иметь выпуклые наружные поверхности. Кроме того, для того, чтобы свет излучаемый люминофорным слоем 8 не падал на светодиодную матрицу 4 и не поглощался светодиодной матрицей 4, эффективный показатель преломления второго герметизирующего слоя 7а меньше, чем у люминофорного слоя 8 в диапазоне длины волны видимого света, а также меньше, чем у первого герметизирующего слоя 7.

[54] Как показано на фиг.7, край первого герметизирующего слоя 7 доходит до кольцевого выступа 11, край второго герметизирующего слоя 7а доходит до кольцевого выступа 12, край люминофорного слоя 8 доходит до кольцевого выступа 13, а край оптико-линзового слоя 9 доходит до четвертого кольцевого выступа 14. После сопоставления краев первого герметизирующего слоя 7, второго герметизирующего слоя 7а, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9 с множеством кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14, соответственно, могут быть легко определены размеры первого герметизирующего слоя 7, второго герметизирующего слоя 7а, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9. Кроме того, путем подбора количества материала, соответственно, для первого герметизирующего слоя 7, второго герметизирующего слоя 7а, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9, определяемых множеством кольцевых выступов 11, 12, 13 и 14, может быть легко определена кривизна верхней поверхности первого герметизирующего слоя 7, второго герметизирующего слоя 7а, люминофорного слоя 8 и оптико-линзового слоя 9.

[55] Структура герметизирующего слоя светодиодной группы 40 на фиг.7 может быть выполнена с помощью описанного выше способа изготовления светодиодной группы 30. Разница между светодиодными группами 40 и 30 заключается в том, что второй герметизирующий слой 7а формируется до формирования люминофорного слоя 8 над первым герметизирующим слоем 7. То есть первый герметизирующий слой 7 формируется первым с помощью описанного выше метода, а затем жидкий прозрачный полимер наносится на первый герметизирующий слой 7 для покрытия первого герметизирующего слоя 7. Например, жидкий прозрачный полимер может быть силиконовой смолой. Жидкий прозрачный полимер имеет меньший эффективный показатель преломления, чем у первого герметизирующего слоя 7. Например, добавкой для регулирования эффективного показателя преломления может быть силиконовая смола, которая является жидкостью. Жидкий прозрачный полимер на первом герметизирующем слое 7 заключается в пределах кольцевого выступа 12 и имеет выпуклую внешнюю поверхность в остром верхнем крае кольцевого выступа 12 из-за поверхностного натяжения. Затем, после выполнения затвердевания жидкого прозрачного смоляного материала поверх первого герметизирующего слоя 7 с помощью высокой температуры или УФ-облучения, может быть образован второй герметизирующий слой 7а. Затем таким же образом, как описано выше, люминофорный слой 8 и оптико-линзовый слой 9 последовательно формируется на втором герметизирующем слое 7а. Тем не менее, материал люминофорного слоя 8 наносится таким образом, чтобы иметь границы внутри кольцевого выступа 13, и материал оптико-линзового слоя 9 таким образом, чтобы заключаться внутри кольцевого выступа 14.

[56] Первый герметизирующий слой 7, второй герметизирующий слой 7а, люминофорный слой 8 и оптико-линзовый слой 9, описанные выше, последовательно формируется с помощью жидкого материала, но некоторые из слоев также могут быть предварительно выполнены с использованием отдельных процессов.

[57] Например, люминофорный слой 8 может быть выполнен заранее. В этом случае первый герметизирующий слой 7 формируется в отражающей чаше 10 для покрытия светодиодной матрицы 4. Затем жидкая прозрачная смола, используемая для формирования второго герметизирующего слоя 7а, используется для заполнения вогнутой внутренней части люминофорного слоя 8, предварительно изготовленной с вогнутой внутренней частью и выпуклой внешней частью. Затем люминофорный слой 8, в который добавлен прозрачный полимер, переворачивается и наносится на первый герметизирующий слой 7, а затем прозрачный полимер подвергается затвердеванию при помощи высокой температуры или УФ-облучения. Тогда второй герметизирующий слой 7а формируется между первым герметизирующим слоем 7 и люминофорным слоем 8, и люминофорный слой 8 может быть плотно закреплен на первом герметизирующем слое 7. Тогда, как описано выше, оптико-линзовый слой 9 может быть нанесен на люминофорный слой 8.

[58] Кроме того, люминофорный слой 8 и оптико-линзовый слой 9 могут быть выполнены предварительно. В этом случае, готовый люминофорный слой 8 закрепляется на первом герметизирующем слое 7, как в описанном выше способе. Затем, оптико-линзовый слой 9, который является подготовленным заранее, может быть прикреплен к люминофорному слою 8. Кроме того, только оптико-линзовый слой 9 может быть выполнен предварительно. В этом случае первый герметизирующий слой 7, второй герметизирующий слой 7а, и люминофорный слой 8 формируются последовательно с использованием жидкого материала, а затем готовый оптико-линзовый слой 9 крепится на люминофорный слой 8.

[59] Для изготовления светодиодной группы белого света может быть использована многослойная структура герметизирующего слоя, включающая люминофорный слой 8, как описано выше. Тем не менее, при производстве цветной светодиодной группы, излучающей волны определенного света, светодиодная матрица 4, излучающая свет с данной длиной волны, может быть прикреплена к нижней поверхности теплорассеивающей базы 2, и только один прозрачный герметизирующий слой может быть образован на светодиодной матрице 4. Например, как показано на фиг.8, один прозрачный полимер 18 может быть использован для заполнения одного из первого по четвертый кольцевых выступов с 11 по 14, а затем подвергнут затвердеванию, завершая тем самым цветную светодиодную выводную рамку 20.

[60] Хотя данное изобретение было конкретно показано и описано со ссылкой на свои типичные варианты, специалистам в данной области будет понятно, что в нем могут быть сделаны различные изменения в форме и деталях, не отходя от сути и объема изобретения, как это определено следующими пунктами.

Настоящее изобретение относится к комплекту светодиодной (LED) выводной рамки, светодиодной группе, использующей светодиодную выводную рамку, и способу изготовления светодиодной группы. Комплект выводной рамки содержащий: теплорассеивающую базу; множество электродов, расположенных вокруг теплорассеивающей базы; изоляционную поддерживающую часть, которая окружает теплорассеивающую базу и множество электродов, соединяя теплорассеивающую базу со множеством электродов; по крайней мере два кольцевых выступа, образованных вдоль окружного периметра на верхней поверхности изоляционной поддерживающей части, и по крайней мере одну кольцевую канавку, образованную между по меньшей мере двумя кольцевыми выступами, причем каждый из по крайней мере двух кольцевых выступов содержит острый верхний край и наклонные боковые стороны. Настоящее изобретение обеспечивает легкое изготовление с низкими производственными затратами рамки и светодиодной группы с использованием этой рамки, а также обеспечивает возможность создания светодиодной группы, в которой свет, исходящий из люминофорного материала, падает на светодиодную матрицу и там поглощается, снижая тем самым потери от поглощения света. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Комплект выводной рамки, содержащий: теплорассеивающую базу;
множество электродов, расположенных вокруг теплорассеивающей базы; изоляционную поддерживающую часть, которая окружает теплорассеивающую базу и множество электродов, соединяя теплорассеивающую базу со множеством электродов; по крайней мере два кольцевых выступа, образованных вдоль окружного периметра на верхней поверхности изоляционной поддерживающей части, и по крайней мере одну кольцевую канавку, образованную между по меньшей мере двумя кольцевыми выступами, причем каждый из по крайней мере двух кольцевых выступов содержит острый верхний край и наклонные боковые стороны.

2. Комплект выводной рамки по п.1, в котором изоляционная поддерживающая часть состоит из полифтальамидного (РРА) пластика.

3. Комплект выводной рамки по п.1, в котором множество электродов расположены так, что первая концевая часть электродов находится против стороны теплорассеивающей базы, а вторая концевая часть электродов выступает из внешней стороны изоляционной поддерживающей части.

4. Комплект выводной рамки по п.1, в котором теплорассеивающая база включает в себя отражающую чашу, причем нижняя поверхность отражающей чаши покрыта светоотражающим материалом.

5. Комплект выводной рамки по п.1, в котором теплорассеивающая база, множество электродов и изоляционная поддерживающая часть формируются как единое целое с помощью литья под давлением.

6. Комплект выводной рамки по п.1, в котором кольцевые выступы и кольцевая канавка сформированы на верхней поверхности изоляционной поддерживающей части с помощью процесса литьевого формования.

7. Светодиодная группа, содержащая комплект выводной рамки по любому из пп.1-6.

8. Светодиодная группа по п.7, в которой светодиодная группа включает в себя: по крайней мере одну светодиодную матрицу, прикрепленную к нижней поверхности теплорассеивающей базы; множество проводов, электрически соединяющих, по крайней мере, одну светодиодную матрицу со множеством электродов; а также структуру герметизирующего слоя, которая формируется для покрытия светодиодной матрицы и содержит, по меньшей мере, один слой, имеющий выпуклую внешнюю поверхность, причем по крайней мере один край слоя структуры герметизирующего слоя доходит до соответствующего одного из по меньшей мере двух кольцевых выступов.

9. Светодиодная группа по п.8, в которой светодиодная матрица содержит по меньшей мере один элемент из группы, состоящей из УФ-светодиода, синего светодиода, зеленого светодиода и красного светодиода.

10. Светодиодная группа по п.8, в которой структура герметизирующего слоя содержит, по меньшей мере, один прозрачный герметизирующий слой.

11. Светодиодная группа по п.8, в которой кривизна верхней поверхности по крайней мере одного слоя определяется путем корректировки количества материала, наносимого на по крайней мере один слой структуры герметизирующего слоя.

12. Светодиодная группа по п.8, в которой структура герметизирующего слоя включает в себя: первый герметизирующий слой, который является прозрачным и формируется для непосредственного покрытия светодиодной матрицы; люминофорный слой, покрывающего первый герметизирующий слой, а также оптико-линзовый слой, покрывающий люминофорный слой.

13. Светодиодная группа по п.12, в которой эффективный показатель преломления первого герметизирующего слоя меньше, чем эффективный показатель преломления люминофорного слоя в диапазоне длины волны видимого света.

14. Светодиодная группа по п.12, в которой структура герметизирующего слоя дополнительно содержит второй герметизирующий слой, который является прозрачным и образован между первым герметизирующим слоем и люминофорным слоем.

15. Светодиодная группа по п.14, в которой эффективный показатель преломления второго герметизирующего слоя меньше, чем эффективный показатель преломления первого герметизирующего слоя и эффективного показателя преломления люминофорного слоя в диапазоне длины волны видимого света.

16. Светодиодная группа по п.15, в которой люминофорный слой сформирован путем равномерного подмешивания люминофорного материала в стекло, поликарбонат (ПК), полиметилметакрилат (ПММА) или силиконовую смолу.

17. Светодиодная группа по п.16, в которой люминофорный материал излучает видимый свет под действием ультрафиолетового света, синего света, или зеленого света.

18. Светодиодная группа по п.17, в которой люминофорный материал содержит, по меньшей мере, один люминофорный материал, который излучает видимый свет различной длины волны, под действием ультрафиолетового света, синего света, или зеленого света.

19. Способ изготовления светодиодной группы, включающий шаги:
берут комплект светодиодной рамки, содержащий: теплорассеивающую базу;
множество электродов, расположенных вокруг теплорассеивающей базы;
изоляционную поддерживающую часть, которая окружает теплорассеивающую базу и множество электродов для соединения теплорассеивающей базы и множества электродов; по крайней мере два кольцевых выступа, образованных вдоль периметра верхней поверхности изоляционной поддерживающей части, и, по крайней мере, одну кольцевую канавку, образованную между двумя из по меньшей мере двух кольцевых выступов;
присоединяют, по меньшей мере, одну светодиодную матрицу к нижней поверхности теплорассеивающей базы; электрически подсоединеняют светодиодную матрицу и множество электродов, а также формируют по крайней мере один слой, имеющий выпуклую внешнюю поверхность, для покрытия светодиодной матрицы, где край по крайней мере одного слоя структуры герметизирующего слоя доходит до соответствующего одного из по меньшей мере двух кольцевых выступов.

20. Способ по п.19, в котором формирование структуры герметизирующего слоя включает в себя шаги:
наносят прозрачный жидкий полимер на теплорассеивающую базу для покрытия светодиодной матрицы; и
формируют первый герметизирующий слой, подвергая затвердеванию прозрачный жидкий полимер, в котором первый герметизирующий слой имеет выпуклую внешнюю поверхность, образованную поверхностным натяжением в остром верхнем крае кольцевого выступа среди множества кольцевых выступов.

21. Способ по п.20, дополнительно включающий шаги:
наносят прозрачный жидкий полимер поверх первого герметизирующего слоя для покрытия первого герметизирующего слоя;
формируют второй герметизирующий слой, подвергая затвердеванию жидкий прозрачный полимер первого герметизирующего слоя;
наносят прозрачный жидкий полимер на второй герметизирующий слой для покрытия второго герметизирующего слоя, в котором люминофорный материал равномерно смешан с жидким прозрачным полимером;
формируют люминофорный слой, подвергая затвердеванию жидкий прозрачный полимер, к которому подмешан люминофорный материал;
наносят прозрачный жидкий полимер на люминофорный слой для покрытия люминофорного слоя; и формируют оптико-линзовый слой, подвергая затвердеванию жидкий прозрачный смоляной материал на люминофорном слое.

22. Способ по п.21, в котором второй герметизирующий слой имеет выпуклую внешнюю поверхность, образованную поверхностным натяжением в остром верхнем крае одного кольцевого выступа среди множества кольцевых выступов, люминофорный слой имеет выпуклую внешнюю поверхность, образованную поверхностным натяжением в остром верхнем крае другого кольцевого выступа среди множества кольцевых выступов, и оптико-линзовый слой имеет выпуклую внешнюю поверхность, образованную поверхностным натяжением в остром верхнем крае другого кольцевого выступа среди множества кольцевых выступов.

23. Способ по п.20, дополнительно включающий шаги: наносят прозрачный жидкий полимер, в который равномерно подмешан люминофорный материал, поверх первого герметизирующего слоя для покрытия первого герметизирующего слоя; формируют люминофорный слой путем подвергания затвердеванию жидкий прозрачный полимер, в который подмешан люминофорный материал; наносят прозрачный жидкий полимер на люминофорный слой для покрытия люминофорного слоя; и формируют оптико-линзовый слой, подвергая затвердеванию жидкий прозрачный полимер на люминофорном слое.

24. Способ по п.23, в котором люминофорный слой имеет выпуклую внешнюю поверхность, образованную поверхностным натяжением в остром верхнем крае другого кольцевого выступа среди множества кольцевых выступов, и оптико-линзовый слой имеет выпуклую внешнюю поверхность, образованную поверхностным натяжением в остром верхнем крае другого кольцевого выступа среди множества кольцевых выступов.