Dispositivo emisor de luz.

Un dispositivo emisor de luz, que comprende:

un diodo emisor de luz configurado para emitir luz

, y

un compuesto fosforescente configurado para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo sustancialmente el compuesto fosforescente al menos una porción del diodo emisor de luz;

en el que el compuesto fosforescente comprende un silicato que contiene cobre, un antimonato que contiene cobre, un germanato que contiene cobre, un germanato-silicato que contiene cobre o un fosfato que contiene cobre, o cualquier combinación de los mismos.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08166716.

Solicitante: SEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.

Nacionalidad solicitante: República de Corea.

Dirección: 148-29, GASAN-DONG, GEUMCHEON-GU SEOUL 153-023 REPUBLICA DE COREA.

Inventor/es: ROTH,GUNDULA, TEWS,WALTER, LEE,CHUNG HOON.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/79 (que contienen silicio)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > H01L33/00 (Dispositivos semiconductores que tienen al menos una barrera de potencial o de superficie especialmente adaptados para la emisión de luz; Procesos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Detalles (H01L 51/50  tiene prioridad; dispositivos que consisten en una pluralidad de componentes semiconductores formados en o sobre un sustrato común y que incluyen componentes semiconductores con al menos una barrera de potencial o de superficie, especialmente adaptados para la emisión de luz H01L 27/15; láseres de semiconductor H01S 5/00))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/64 (que contienen aluminio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/80 (que contienen aluminio o galio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/77 (que contienen metales de las tierras raras)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/74 (que contienen arsénico, antimonio o bismuto)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/66 (que contienen germanio, estaño o plomo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/81 (que contienen fósforo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/78 (que contienen oxígeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/86 (que contienen oxígeno y halógenos, p. ej. oxihalogenuros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/59 (que contienen silicio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/76 (que contienen también fósforo y halógenos, p. ej. halofosfatos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Dispositivos semiconductores que tienen al menos... > H01L33/50 (Elementos de conversión de longitud de onda)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/75 (que contienen antimonio)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Dispositivos semiconductores que tienen al menos... > H01L33/60 (Elementos reflectantes)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Dispositivos semiconductores que tienen al menos... > H01L33/56 (Materiales, p. ej. epoxy o resina de silicona)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Dispositivos semiconductores que tienen al menos... > H01L33/62 (Disposiciones para llevar la corriente eléctrica a o desde el cuerpo de semiconductores, p. ej. leadframes, hilos de conexión o bolas de soldadura)

PDF original: ES-2490603_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo emisor de luz

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La invención se refiere a dispositivos emisores de luz y, más particularmente, a dispositivos emisores de luz que incluyen al menos un diodo emisor de luz y un compuesto fosforescente, incluyendo el compuesto fosforescente compuestos químicos dopados con cobre y que convierten la longitud de onda de la luz.

2. Descripción de la técnica relacionada

Los dispositivos emisores de luz (LED) que se usaban para dispositivos electrónicos, se usan ahora para automóviles y productos de iluminación. Puesto que los dispositivos emisores de luz tienen características eléctricas y mecánicas superiores, las demandas de dispositivos emisores de luz se han aumentado. En relación con esto, está aumentando el interés eses en LED blancos como una alternativa a las lámparas fluorescentes y las lámparas incandescentes.

En la tecnología LED, se ha propuesto de forma variada una solución para la realización de luz blanca. Normalmente, la realización de tecnología LED es poner el compuesto fosforescente en el diodo emisor de luz, y mezclar la emisión primaria del diodo emisor de luz y la emisión secundaria del compuesto fosforescente, que convierte la longitud de onda. Por ejemplo, como se muestra en los documentos WO 98/05078 y WO 98/12757, el uso de un diodo emisor de luz azul, que es capaz de emitir un pico de longitud de onda a 450-490 nm, y un material del grupo YAG, que absorbe luz del diodo emisor de luz azul y emite luz amarilla (principalmente) , que puede tener diferente longitud de onda de aquella de la luz absorbida.

Sin embargo, en un LED blanco normal, el intervalo de temperatura del color es estrecho y está entre aproximadamente 6.000-8.000 K, y el CRI (Ã?ndice de Rendimiento de Color) es de aproximadamente 60 a 75. Por lo tanto, es difícil producir el LED blanco con una coordinación de color y temperatura de color que sean similares a aquellas de la luz visible. Esta es una de las razones por las que solo puede obtenerse el color de la luz blanca con una sensación fría. Además, las sustancias fosforescentes que se usan para LED blancos normalmente son inestables en agua, vapor o disolventes polares, y esta inestabilidad puede provocar cambios en las características de emisión del LED blanco.

Sumario de la invención Se proporciona un dispositivo emisor de luz de conversión de la longitud de onda. En una realización conforme a esta invención, se proporciona un dispositivo para emitir luz. El dispositivo puede incluir un sustrato, una pluralidad de electrodos proporcionados en el sustrato, un diodo emisor de luz configurado para emitir luz, estando provisto el diodo emisor de luz en uno de la pluralidad de electrodos, sustancias fosforescentes configuradas para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo las sustancias fosforescentes sustancialmente al menos una porción del diodo emisor de luz y un dispositivo eléctricamente conductor configurado para conectar el diodo emisor de luz con otro de la pluralidad de electrodos.

En otra realización conforme a esta invención, un dispositivo emisor de luz puede incluir una pluralidad de conductores, un portadiodos proporcionado en el extremo de uno de la pluralidad de conductores, un diodo emisor de luz proporcionado en el portadiodos, incluyendo el diodo emisor de luz una pluralidad de electrodos, sustancias fosforescentes configuradas para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo sustancialmente las sustancias fosforescentes al menos una porción del diodo emisor de luz; y un dispositivo eléctricamente conductor configurado para conectar el dispositivo emisor de luz con otro de la pluralidad de conductores.

En otra realización conforme a esta invención, un dispositivo emisor de luz puede incluir una carcasa, un sumidero de calor al menos parcialmente proporcionado en la carcasa, una pluralidad de marcos conductores proporcionados en el sumidero de calor, un diodo emisor de luz montado en una de la pluralidad de marcos conductores, sustancias fosforescentes configuradas para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo sustancialmente las sustancias fosforescentes al menos una porción del diodo emisor de luz y un dispositivo eléctricamente conductor configurado para conectar el diodo emisor de luz con otro de la pluralidad de marcos conductores.

El compuesto fosforescente conforme a esta invención incluye silicatos dopados con cobre, antimonato dopados con cobre, germanatos dopados con cobre, germanato-silicatos dopados con cobre, fosfatos dopados con cobre o cualquier combinación de los mismos. Se proporcionan también las fórmulas para las sustancias fosforescentes consistentes con esta invención.

Breve descripción de los dibujos

Los aspectos adicionales de la invención pueden resultar evidentes tras la consideración de la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que los caracteres de referencias similares se refieren a partes análogas en toda la memoria y, en los que:

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal lateral de una realización ilustrativa de una porción de un dispositivo emisor de luz en un paquete tipo chip conforme a esta invención; La Figura 2 muestra una vista en sección transversal lateral de una realización ilustrativa de una porción de un dispositivo emisor de luz de paquete tipo trompa conforme a esta invención;

La Figura 3 muestra una vista en sección transversal lateral de una realización ilustrativa de una porción de un dispositivo emisor de luz de paquete tipo lámpara conforme a esta invención; La Figura 4 muestra una vista en sección transversal lateral de una realización ilustrativa de una porción de un dispositivo emisor de luz para alta potencia conforme a esta invención; La Figura 5 muestra una vista en sección transversal lateral de otra realización ilustrativa de una porción de un dispositivo emisor de luz para alta potencia conforme a esta invención; La Figura 6 muestra un espectro emisor de un dispositivo emisor de luz con material luminiscente conforme a esta invención; y La Figura 7 muestra un espectro emisor del dispositivo emisor de luz con material luminiscente de acuerdo con otra realización de la invención.

Descripción detallada de la realización preferida Haciendo referencia al dibujo adjunto, el dispositivo emisor de luz de conversión de longitud de onda se va a explicar en detalle, y el dispositivo emisor de luz y el compuesto fosforescente se explican por separado por facilidad de 25 explicación a continuación.

(Dispositivo emisor de luz)

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal lateral de una realización ilustrativa de una porción de un dispositivo emisor de luz de paquete tipo chip conforme a esta invención. El dispositivo emisor de luz de paquete tipo chip puede comprender al menos un diodo emisor de luz y una sustancia fosforescente. Los electrodos 5 pueden estar formados en ambos lados del sustrato 1. El diodo emisor de luz 6 que emite luz puede estar montado en uno de los electrodos 5. El diodo emisor de luz 6 puede estar montado en el electrodo 5 a través de una pasta eléctricamente conductora 9. Un electrodo del diodo emisor de luz 6 puede estar conectado al patrón del electrodo 5

mediante un cable eléctricamente conductor 2.

Los diodos emisores de luz pueden emitir luz con un amplio intervalo de longitudes de onda, por ejemplo de luz ultravioleta a luz visible. En una realización conforme a esta invención, puede usarse un diodo emisor de luz UV y/o un diodo emisor de luz azul.

El compuesto fosforescente, es decir, una sustancia fosforescente, 3 puede colocarse en las caras superior y lateral del diodo emisor de luz 6. El compuesto... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo emisor de luz, que comprende:

un diodo emisor de luz configurado para emitir luz, y un compuesto fosforescente configurado para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo sustancialmente el compuesto fosforescente al menos una porción del diodo emisor de luz; en el que el compuesto fosforescente comprende un silicato que contiene cobre, un antimonato que contiene cobre, un germanato que contiene cobre, un germanato-silicato que contiene cobre o un fosfato que contiene cobre, o cualquier combinación de los mismos.

2. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto fosforescente incluye un compuesto que tiene la fórmula (1)

a (M1O) ·b (M22O) ·c (M2X) ·dAl2O3·e (M3O) ·f (M42O3) ·g (M5ºOp) ·h (M6xOy) (1)

en la que M1 es Cu o una combinación de Cu y Pb; M2 es Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag o cualquier combinación de los mismos; M3 es Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn o cualquier combinación de los mismos; M4 es Sc, B, Ga, In o cualquier combinación de los mismos; M5 es Si, Ge, Ti, Zr, Mn, V, Nb, Ta, W, Mo o cualquier combinación de los mismos; M6 es Bi, Sn, Sb, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu o cualquier combinación de los mismos; X es F, Cl, Br, I o cualquier combinación de los mismos; 0<a â 2; 0 â b â 2; 0 â c â 2; 0 â d â 8; 0<e â 4; 0 â f â 3; 0 â g â 8; 0<h â 2; 1 â o â 2; 1 â p â 5; 1 â x â 2; y 1 â y â 5.

3. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto fosforescente incluye un compuesto que tiene la fórmula (2)

a (M1O) ·b (M22O) ·c (M2X) ·4-a-b-c (M3O) ·7 (Al2O3) ·d (B2O3) ·e (Ga2O3) ·f (SiO2) ·g (GeO2) ·h (M4xOy) (2)

en la que M1 es Cu o una combinación de Cu y Pb; M2 es Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag o cualquier combinación de los mismos; M3 es Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn o cualquier combinación de los mismos; M4 es Bi, Sn, Sb, Sc, Y, La, In, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu o cualquier combinación de los mismos; X es F, Cl, Br, I o cualquier combinación de los mismos; 0<a â 4; 0 â b â 2; 0 â c â 2; 0 â d â 1; 0 â e â 1; 0 â f â 1; 0 â g â 1; 0<h â 2; 1 â x â 2; y 1 â y â 5.

4. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto fosforescente incluye un compuesto que tiene la fórmula (5)

a (M1O) · b (M2O) · c (Al2O3) · d (M32O3) · e (M4O2) · f (M5xOy) (5)

en la que M1 es Cu o una combinación de Cu y Pb; M2 es Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn o cualquier combinación de los mismos; M3 es B, Ga, In o cualquier combinación de los mismos; M4 es Si, Ge, Ti, Zr, Hf o cualquier combinación de los mismos; M5 es Bi, Sn, Sb, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu o cualquier combinación de los mismos; 0<a â 1; 0 â b â 2; 0<c â 8; 0 â d â 1; 0 â e â 1; 0<f â 2; 1 â x â 2; y 1 â y â 5.

5. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto fosforescente incluye un compuesto que tiene la fórmula (9)

a (M1O) ·b (M2O) ·c (M3X) ·d (M32O) ·e (M42O3) ·f (M5ºOp) ·g (SiO2) ·h (M6xOy) (9)

en la que M1 es Cu o una combinación de Cu y Pb; M2 es Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn o cualquier combinación de los mismos; M3 es Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag o cualquier combinación de los mismos; M4 es Al, Ga, In o cualquier combinación de los mismos; M5 es Ge, V, Nb, Ta, W, Mo, Ti, Zr, Hf o cualquier combinación de los mismos; M6 es Bi, Sn, Sb, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu o cualquier combinación de los mismos; X es F, Cl, Br, I o cualquier combinación de los mismos; 0<a â 2; 0<b â 8; 0 â c â 4; 0 â d â 2; 0 â e â 2; 0 â f â 2; 0<g â 10; 0<h â 5; 1 â o â 2; 1 â p â 5; 1 â x â 2; y 1 â y â 5.

6. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto fosforescente incluye un compuesto que tiene la fórmula (14)

a (M1O) · b (M22O) · c (M2X) · d (Sb2O5) · e (M3O) · f (M4xOy) (14)

en la que M1 es Cu o una combinación de Cu y Pb; M2 es Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag o cualquier combinación de los mismos; M3 es Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn o cualquier combinación de los mismos; M4 es Bi, Sn, Sc, Y, La, Pr, Sm, Eu, Tb, Dy, Gd o cualquier combinación de los mismos; X es F, Cl, Br, I o cualquier combinación de los mismos; 0<a â 2; 0 â b â 2;

â c â 4; 0<d â 8; 0 â e â 8; 0 â f â 2; 1 â x â 2; y 1 â y â 5.

7. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto fosforescente incluye un compuesto que tiene la fórmula (17)

a (M1O) ·b (M22O) ·c (M2X) ·dGeO2·e (M3O) ·f (M42O3) · g (M5ºOp) · h (M6xOy) (17)

en la que M1 es Cu o una combinación de Cu y Pb; M2 es Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag o cualquier combinación de los mismos; M3 es Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd o cualquier combinación de los mismos; M4 es Sc, Y, B, Al, La, Ga, In o cualquier combinación de los mismos; M5 es Si, Ti, Zr, Mn, V, Nb, Ta, W, Mo o cualquier combinación de los mismos; M6 es Bi, Sn, Pr, Sm, Eu, Gd, Dy o cualquier combinación de los mismos; X es F, Cl, Br, I o cualquier combinación de los mismos; 0<a â 2; 0 â b â 2; 0 â c â 10; 0<d â 10; 0 â e â 14; 0 â f â 14; 0 â g â 10; 0 â h â 2; 1 â o â 2; 1 â p â 5; 1 â x â 2; y 1 â y â 5.

8. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto fosforescente incluye un compuesto que tiene la fórmula (20)

a (M1O) ·b (M22O) ·c (M2X) ·dP2O5·e (M3O) · f (M42O3) · g (M5O2) · h (M6xOy) (20)

en la que M1 es Cu o una combinación de Cu y Pb, M2 es Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag o cualquier combinación de los mismos, M3 es Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn o cualquier combinación de los mismos, M4 es Sc, Y, B, Al, La, Ga, In o cualquier combinación de los mismos, M5 es Si, Ge, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Mo o cualquier combinación de los mismos, M6 es Bi, Sn, Pr, Sm, Eu, Gd, Dy, Ce, Tb o cualquier combinación de los mismos, X es F, Cl, Br, I o cualquier combinación de los mismos, 0<a â 2; 0 â b â 12; 0 â c â 16; 0<d â 3; 0 â e â 5; 0 â f â 3; 0 â g â 2; 0<h â 2; 1 â x â 2; y 1 â y â 5.

9. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el compuesto fosforescente incluye uno o más compuestos individuales o cualquier combinación de los mismos.

10. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 que comprende adicionalmente un material sellante configurado para cubrir el diodo emisor de luz y el compuesto fosforescente, en

donde el compuesto fosforescente está distribuido en el material sellante.

11. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el diodo emisor de luz comprende una pluralidad de diodos emisores de luz. 5

12. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende adicionalmente un reflector configurado para reflejar la luz del diodo emisor de luz.

13. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, que comprende 10 adicionalmente:

una pluralidad de conductores; un portadiodos proporcionado en un extremo de uno de la pluralidad de conductores; un dispositivo eléctricamente conductor configurado para conectar el diodo emisor de luz con otro de la pluralidad de conductores, en donde el diodo emisor de luz está proporcionado en el portadiodos.

14. El dispositivo emisor de luz de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende adicionalmente un sumidero de calor para irradiar el calor desde el diodo emisor de luz. 20