СВЕТОДИОДНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Область техники
Техническое решение относится к области техники освещения, более конкретно - к исполнению светодиодного источника, входящего в состав лампы.
Уровень техники
Наиболее близким техническим решением (прототип) является светодиодный излучатель, описанный в патенте РФ №2423803, дата публикации 10.07.2011.
Известное устройство содержит хорошо рассеивающую тепло подложку; металлическую пластину; излучающий свет модуль, установленный на поверхности хорошо рассеивающей тепло подложки, и вывод для внешнего подключения, который расположен на хорошо рассеивающей тепло подложке и который обеспечивает электрическое соединение между светодиодами и внешним блоком питания. Хорошо рассеивающая тепло подложка имеет заданный рисунок схемы, сформированный на верхней поверхности металлической пластины с изолирующим слоем между ними. Излучающий свет модуль состоит из множества светодиодных элементов, расположенных на хорошо рассеивающей тепло подложке, и пропускающей свет смолы, которая покрывает светодиодные элементы. Металлическая пластина выполнена из алюминиевой пластины, имеющей хорошую теплопроводность. Вывод для внешнего подключения сформирован из материала, имеющего меньшую теплопроводность, чем теплопроводность металлической пластины, и имеет по меньшей мере два внешних электрода, к которым припаивают проволочное электрическое соединение. Питание подают извне через вывод для внешнего подключения к светодиодным элементам через рисунок схемы.
Недостатком известных технических решений является ограничение направления распространения света, испускаемого светодиодными чипами, вследствие использования теплоотвода из сплошной металлической пластины и нанесения люминофора лишь со стороны монтажа единичных, излучающих свет, элементов.
Техническим результатом предлагаемого технического решения служит улучшение диаграммы направленности излучения света. Данное решение позволит повысить эффективность существующих светодиодных ламп и полноценно заменить лампы накаливания стандартного цоколя (Е14, Е27 и др.).
Указанный технический результат достигается тем, что в светодиодном излучателе, содержащем металлическую пластину и, по крайней мере два светодиода, причем в металлической пластине выполнены отверстия, расположенные в один ряд с образованием между соседними отверстиями перемычки, каждый светодиод закреплен с помощью теплопроводящего состава на соответствующей ему перемычке с обеспечением электрической изолированности от нее, светодиоды соединены между собой электрически последовательно с помощью проводников, а крайние из них соединены с помощью проводников с соответствующей каждому из них контактной площадкой, размещенной у края металлической пластины и электрически изолированной от другой контактной площадки, на светодиоды и металлическую пластину со стороны светодиодов и на металлическую пластину с противоположной светодиодам стороны нанесен дополнительный слой, содержащий люминофор.
Краткое описание чертежей
Световой излучатель поясняется чертежами (фиг. 1, 2, 3), где на фиг. 1 показан наглядный изометрический вид излучателя; фиг. 2 (вид сверху) и фиг. 3 (выносное сечение) приведены для более детального рассмотрения отдельных элементов.
Раскрытие полезной модели
На фигурах обозначены: отверстие 1, контактная площадка 2, металлическая пластина 3, перемычка 4, токопроводящая нить 5, светодиод 6, клеевое соединение 7, дополнительный слой 8, люминофор 9, подложка 10.
Светодиодный излучатель состоит из: металлической пластины 3; двух или более двух светодиодов 6, соединенных между собой последовательно токопроводящей нитью 5 (т.е. проводников); и дополнительного слоя 8. Металлическая пластина 3 может быть изготовлена из алюминия или меди. Металлическая пластина 3 имеет прямоугольную форму. На металлической пластине 3 имеются отверстия 1 квадратной формы, расположенные в один ряд и на равном расстоянии друг от друга и, таким образом, образующие перемычки 4 между двумя соседними отверстиями 1. Количество отверстий 1 на единицу больше количества светодиодов излучателя. На перемычках 4, по одну сторону металлической пластины 3, расположены светодиоды 6 на диэлектрических подложках 10. Дополнительный слой 8 покрывает каждый светодиод 6 на диэлектрической подложке 10 вместе с соответствующей перемычкой 4. Аналогичный дополнительный слой 8 расположен с противоположной стороны металлической пластины 3. Также на поверхности металлической пластины 3 имеются контактные площадки 2, электрически изолированные друг от друга и от самой металлической пластины 3. Крайние светодиоды 6, по одному с каждой стороны металлической пластины 3, имеют электрическое соединение токопроводящей нитью 5 (проводником) с контактными площадками 2.
Светодиод 6 представляет собой полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом (р-n), который с помощью клеевого соединения 7 прикреплен к диэлектрической подложке. Клеевое соединение 7 прозрачное и термостойкое, например, теплопроводящего состава. Диэлектрическая подложка 10 может быть выполнена из лейкосапфира (оксида алюминия) или другого теплопроводящего состава с обеспечением электрической изоляции. Каждая диэлектрическая подложка 10 имеет крепление к соответствующей перемычке 4 металлической пластины 3. Перемычки 4 сделаны такими, чтобы светодиод 6 на диэлектрической подложке 10 находился в непосредственной близости от отверстий 1.
Осуществление полезной модели
В случае использования указанных выше элементов и средств, полезная модель реализуется следующим образом. Из цельного листа алюминия или меди изготавливают пластину прямоугольной формы. Размер пластины зависит от количества и типа светодиодов 6 излучателя. На готовую металлическую пластину 3 с двух сторон наносят контактные площадки 2, электрически изолированные друг от друга и от самой металлической пластины 3. Электрическая изоляция может быть осуществлена нанесением на металлическую пластину 3 изоляционного материала - диэлектрика (стеклотекстолит; бумага, пропитанная парафином и др.) с последующим нанесением на поверхность диэлектрика контактных площадок 2. Размер диэлектрика и контактных площадок 2 подбирается достаточным для осуществления соединения пайкой проводников внешнего блока питания и токопроводящих нитей 5 светодиодов. Кроме того, в металлической пластине 3 выполняют отверстия 1 квадратной формы любым из методов достаточной точности, получая, таким образом, перемычки 4.
На перемычки 4 крепят диэлектрические прозрачные подложки 10, выполнение из лейкосапфира или другого теплопроводящего состава с обеспечением электрической изоляции, на которых впоследствии закрепляют светодиоды 6 либо, в процессе изготовления светодиодного излучателя, на перемычках 4 закрепляют подложки 10 с предварительно закрепленными на них светодиодами б. Каждой перемычке 4 соответствует один светодиод 6. Следует отметить, что под светодиодом 6 может пониматься устройство, имеющее более одного р-n перехода на одной подложке или несколько единичных светодиодов, соединенных параллельно. Используют светодиоды синего спектра (цвета свечения) с длиной волны 450-475 нм. Крепление светодиода 6 к подложке осуществляется прозрачным термостойким клеем 7, обладающим свойством высокой теплопроводности; крепление подложки 10 к перемычке может осуществляться методом наращивания или с помощью термостойкого клея. Закрепленные светодиоды 6 последовательно подключают между собой токопроводящей нитью 5. Токопроводящая нить 5 изготовлена из золота для обеспечения высокой стабильности электромеханических свойств при повышенных температурах. Включение светодиодов 6 в электрическую цепь осуществляют подключением токопроводящей нитью 5 крайних, по одному с каждой стороны металлической пластины 3, светодиодов 6 к контактным площадкам 2. На завершающем этапе изготовления светодиодного излучателя светодиоды 6 вместе с подложкой 10 и перемычкой 4 покрываются дополнительными слоями 8, содержащими люминофор 9.
При включении устройства напряжение внешнего блока питания постоянного тока подают на соответствующие контактные площадки 2 светодиодного излучателя. Блок питания преобразует напряжение внешнего электрического источника в рабочее напряжение, необходимое для корректной работы светодиодного излучателя. При пропускании через полученную электрическую схему электрического тока в прямом направлении, светодиоды 6 создают оптическое излучение. Дополнительный слой 8 с люминофором 9 преобразует это излучение в свет в относительно широкой спектральной полосе с максимумом в области желтого. Излучение светодиода 6 и люминофора 9, смешиваясь, дают белый свет различных оттенков. Дополнительные слои 8, представляющие собой смесь эпоксидного компаунда и люминофора 9, нанесены на светодиод 6 с подложкой 10 и на перемычку 4, а также с обратной стороны металлической пластины 3, охватывая ее таким образом с обратной стороны монтажа светодиодов б. Это позволяет улучшить диаграмму направленности излучаемого светодиодами 6 света за счет процесса рассеяния. При этом чем больше толщина дополнительного слоя 8 с люминофором, тем больше рассеяние в нем.
Таким образом, выполнение устройства описанным выше образом обеспечивает улучшение диаграммы направленности, вследствие использования дополнительного слоя 8 с люминофором 9 как со стороны монтажа светодиодов 6, так и с обратной стороны металлической пластины 3.