DIODO LUMINOSO.
Diodo luminoso que comprende un cuerpo base, un chip de diodo luminoso (12) soportado por el cuerpo base (10),
y un cuerpo fotoconductor (22) dispuesto en el sentido de radiación del chip de diodo luminoso (12), caracterizado porque el cuerpo fotoconductor (22) presenta una multitud de elementos difractivos (30), teniendo los distintos elementos un tamaño de 0,04 a 10.000 µm 2
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05005252.
Solicitante: NANOGATE ADVANCED MATERIALS GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: GEWERBEPARK ESCHBERGERWEG,66121 SAARBRUCKEN.
Inventor/es: KLENKE,MARTIN,DR.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 10 de Marzo de 2005.
Fecha Concesión Europea: 9 de Septiembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H01L33/58 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 33/00 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). › Elementos ópticos para modificación del campo.
Clasificación PCT:
- H01L33/00 H01L […] › 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).
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Diodo luminoso.
La invención se refiere a un diodo luminoso (LED).
Los LED se emplean en una multitud de dispositivos y están muy expandidos en la actualidad. Según los materiales empleados, el LED genera luz en diferentes colores, tanto en el espectro visible como en el espectro no visible. A este elemento generador de luz está asignado, en el sentido de radiación, un cuerpo fotoconductor. Por el cuerpo fotoconductor que, normalmente, se compone de plástico, se determina el ángulo de radiación del LED. En los cuerpos fotoconductores conocidos se trata de elementos refractivos como, por ejemplo, lentes. La refracción de la luz emitida por el elemento generador de luz, provocada por cuerpos fotoconductores refractivos, tiene como resultado que no es posible una buena corrección de las propiedades de radiación de luz. En particular, no es posible una buena colimación del rayo. Dado que en los elementos refractivos se trata especialmente de lentes que siempre presentan un error marginal, aumentan los errores en la miniaturización de las distintas lentes, porque una multitud de pequeñas lentes tiene más zonas marginales que una lente grande.
Por el documento EP1115155 se conoce un conjunto de LED, estando asignada a cada LED individual o bien una lente colimadora difractiva, o bien, una lente de enfoque difractiva. Los distintos LED están dispuestos en agujeros de un sustrato de silicona para evitar fallos de orientación de los distintos LED.
Además, por ejemplo por el documento WO2004/044995 se conoce la previsión de redes difractivas relativamente gruesas sobre un cuerpo fotoconductor de un LED. Sin embargo, las redes difractivas tan grandes son relativamente imprecisas y no resultan adecuadas para garantizar propiedades de radiación exactas, por ejemplo, en cuanto al color y el ángulo.
La invención tiene el objetivo de proporcionar un LED con buenas propiedades de radiación.
Según la invención, el objetivo se consigue mediante un LED según la reivindicación 1.
El LED según la invención presenta un cuerpo base que lleva el elemento generador de luz, por ejemplo el chip de LED. En el sentido de radiación del elemento generador de luz está dispuesto un cuerpo fotoconductor. Según la invención, el cuerpo fotoconductor presenta una multitud de elementos difractivos, presentando los distintos elementos un tamaño de 0,04 µm2 a 10.000 µm2. La previsión de elementos fotoconductores que difractan la luz tiene la ventaja de que, con ligeras pérdidas, puede determinarse de manera sencilla un ángulo de radiación del LED. Con la ayuda de la previsión según la invención de elementos fotoconductores difractivos puede realizarse una buena corrección de las propiedades de radiación de luz. En particular, es posible realizar una buena colimación del rayo. Dado que, a diferencia de los elementos refractivos, los elementos fotoconductores difractivos no presentan errores marginales, es posible la miniaturización según la invención de los distintos elementos fotoconductores difractivos con buenas propiedades de radiación de luz.
La configuración de los elementos fotoconductores para ajustar el sentido de radiación o el ángulo de radiación del LED se realiza mediante la configuración correspondiente de las redes de difracción previstas en los elementos fotoconductores. La intensidad de difracción de las redes de difracción puede determinarse con la ayuda de la ley de difracción de Fraunhofer.
Preferentemente, los elementos fotoconductores están dispuestos en una superficie del cuerpo fotoconductor. Se puede tratar de la superficie orientada en la dirección del elemento generador de luz o de la superficie opuesta. Asimismo, es posible disponer elementos fotoconductores, tales como reflectores y similares, entre el elemento generador de luz y el cuerpo fotoconductor, de tal forma que la superficie provista de los elementos fotoconductores esté orientada, por ejemplo, en la dirección del reflector.
Resulta especialmente preferible realizar los elementos fotoconductores con la ayuda de un barniz endurecible en la superficie del cuerpo fotoconductor. Para ello, se usa, preferentemente un dispositivo amoldador en el que se ha incorporado, por ejemplo mediante procedimientos litográficos, la negativa de la red de difracción. Con la ayuda de un solo dispositivo amoldador pueden amoldarse, preferentemente, varios elementos fotoconductores. Para ello, preferentemente, se usa un barniz endurecible que forma una unión más fuerte con el cuerpo fotoconductor que con el dispositivo amoldador. De este modo, se garantiza que al separar el dispositivo amoldador queda realizada una estructura exacta de la superficie.
Un procedimiento de fabricación especialmente preferible, así como un material adecuado para fabricar los elementos fotoconductores se describen en el documento EP05003358.8.
Como material para fabricar los elementos de superficie resulta especialmente adecuado:
Para poder definir una posición exacta de los distintos elementos fotoconductores en la superficie del cuerpo fotoconductor, la superficie provista de los elementos fotoconductores, preferentemente, es plana.
Preferentemente, los distintos elementos fotoconductores están configurados de tal forma que actúan como elementos de difracción que, preferentemente, generan un haz de luz colimado con división espectral de la luz. Para ello, los distintos elementos fotoconductores presentan, preferentemente, estructuras de superficie que en sección transversal tienen forma de ondas, eligiéndose la distancia entre las ondas en función de la longitud de ondas a desviar. Preferentemente, distintos elementos fotoconductores presentan diferentes redes de difracción. Resulta especialmente preferible que los elementos fotoconductores estén dispuestos de tal forma que por la superposición de al menos dos haces de luz contiguos resulte una luz preponderantemente monocromática y/o blanca. Por luz monocromática se entiende un intervalo de longitud de ondas de 100 nm, especialmente de 50 nm. Mediante la previsión según la invención de este tipo de elementos fotoconductores, por lo tanto, se puede generar una luz preponderantemente monocromática y/o blanca, especialmente colimada.
Mediante la configuración de la superficie de los elementos fotoconductores además es posible ajustar el sentido de radiación de la luz desde la superficie de salida. Para ello, la red de difracción prevista en los elementos de superficie ha de modificarse conforme a las leyes de difracción de Fraunhofer. La posibilidad de ajuste se sitúa, preferentemente, en el intervalo de 0 a 90º con respecto a la superficie de salida.
Igualmente, es posible ajustar la temperatura de color de la luz irradiada, mediante la elección o configuración de la estructura de los elementos fotoconductores. Preferentemente, es posible un ajuste de la temperatura de color en el intervalo de 3.000 K a 10.000 K.
Por la configuración según la invención de la superficie de salida con elementos de superficie difractivos se evita o se reduce de manera considerable especialmente una división espectral. Además, queda garantizado un suficiente refuerzo de luz a la vez de un bajo consumo de energía.
Los elementos fotoconductores difractivos según la invención tienen, preferentemente, un tamaño de 0,04 µm2 a 10.000 µm2, especialmente de 0,04 µm2 a 500 µm2. Al prever superficies tan pequeñas, es posible prever una multitud de elementos de superficie, incluso en pantallas planas muy pequeñas como, por ejemplo, pantallas para aplicaciones móviles. La distancia entre...
Reivindicaciones:
1. Diodo luminoso que comprende un cuerpo base, un chip de diodo luminoso (12) soportado por el cuerpo base (10), y un cuerpo fotoconductor (22) dispuesto en el sentido de radiación del chip de diodo luminoso (12), caracterizado porque el cuerpo fotoconductor (22) presenta una multitud de elementos difractivos (30), teniendo los distintos elementos un tamaño de 0,04 a 10.000 µm2.
2. Diodo luminoso según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos (30) están dispuestos en una superficie (24) del elemento fotoconductor (22).
3. Diodo luminoso según la reivindicación 2, caracterizado porque los elementos (30) están hechos de un barniz endurecible, aplicado sobre la superficie (24).
4. Diodo luminoso según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los elementos (30) están dispuestos y/o configurados de tal forma que queda fijado el ángulo de radiación del diodo luminoso.
5. Diodo luminoso según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque todos los elementos (30) tienen una estructura de superficie con una amplitud constante.
6. Diodo luminoso según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los elementos (30) tienen un tamaño de 0,04 a 500 µm2.
7. Diodo luminoso según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los distintos elementos (30) tienen entre ellos una distancia de 1 a 100 µm, especialmente de 1 a 50 µm y muy especialmente de 1 a 15 µm.
8. Diodo luminoso según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque varios, preferentemente al menos dos, especialmente al menos cuatro y, de forma particularmente preferible, al menos seis elementos (30) están reunidos formando un grupo de elementos (26).
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