FUENTE DE LUZ CON COMPORTAMIENTOS DE ATENUACIÓN MEJORADO Y MÉTODO PARA SU MANEJO.
Fuente (1) de luz que comprende al menos un dispositivo (2) emisor de luz que puede emitir radiación electromagnética en el intervalo desde el ultravioleta cercano hasta el azul en respuesta a una señal de excitación de un medio (6) de excitación y una cubierta (3) luminiscente para convertir dicha radiación electromagnética en luz visible,
caracterizada porque la cubierta luminiscente comprende al menos un primer activador (A1) y un segundo activador (A2), en la que dicho primer activador y dicho segundo activador tienen diferentes características de respuesta y dicho medio de excitación está adaptado para variar dicha señal de excitación para controlar el espectro (Sptotal(λ)) de dicha luz visible para dicha fuente de luz
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2005/053684.
Solicitante: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V..
Nacionalidad solicitante: Países Bajos.
Dirección: GROENEWOUDSEWEG 1 5621 BA EINDHOVEN PAISES BAJOS.
Inventor/es: JÜSTEL,Thomasc/o Philips Intellectual Property & Standards GmbH, SCHOLL,Robert,P.c/o Philips Intellectual Property & Standards GmbH, BUSSELT,Wolfgangc/o Philips Intellectual Property & Standards GmbH, SCHMIDT,Peterc/o Philips Intellectual Property & Standards GmbH.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 9 de Noviembre de 2005.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H01L33/50 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 de conversión de longitud de onda.
Clasificación PCT:
- H01L33/50 H01L 33/00 […] › Elementos de conversión de longitud de onda.
- H01L51/50 H01L […] › H01L 51/00 Dispositivos de estado sólido que utilizan materiales orgánicos como parte activa, o que utilizan como parte activa una combinación de materiales orgánicos con otros materiales; Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dichos dispositivos o de sus partes constitutivas (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes formados en o sobre un sustrato común H01L 27/28; dispositivos termoeléctricos que utilizan material orgánico H01L 35/00, H01L 37/00; elementos piezoeléctricos, magnetoestrictivos o electroestrictivos que utilizan material orgánico H01L 41/00). › especialmente adaptados para la emisión de luz, p. ej. diodos emisores de luz orgánicos (OLED) o dispositivos emisores de luz poliméricos (PLED) (láseres de semiconductores orgánicos H01S 5/36).
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.
PDF original: ES-2360717_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a una fuente de luz que comprende un dispositivo emisor de luz y una cubierta luminiscente. Más específicamente la invención se refiere a una fuente de luz que comprende al menos un dispositivo 5 emisor de luz que puede emitir radiación electromagnética en el intervalo desde el UV cercano hasta el azul en respuesta a una señal de excitación de un medio de excitación y una cubierta luminiscente que comprende al menos un primer activador y un segundo activador para convertir dicha radiación electromagnética en luz visible. La invención también se refiere a un procedimiento de atenuación de una fuente de luz del tipo mencionado anteriormente.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 10
Para la realización de fuentes de luz blanca de estado sólido, se aplican ampliamente diodos emisores de luz azul basados en el semiconductor (In,Ga)N, tal como se describe por S. Nakamura et al. (Appl. Phys. Lett. 67, 1995, 1868). La fuente de luz funciona como una bomba eficaz que excita un material luminiscente que vuelve a su estado fundamental emitiendo luz verde, amarilla o roja. La mezcla de color aditivo da como resultado un espectro de banda ancha, que se percibe como luz blanca. 15
En 1996, Nichia Chemical Industries Ltd. presentó un LED blanco, que usa una capa luminiscente que comprende Y3Al5O12:Ce (YAG:Ce) o (Y,Gd)3(Al1-xGax)5O12:Ce(YAGaG:Ce) para convertir luz azul emitida por un LED de (In,Ga)N en un espectro de emisión amarilla de banda ancha, que alcanza su punto máximo a aproximadamente 565 nm. La banda de emisión es suficientemente ancha para producir luz blanca en el intervalo de temperatura de color (CT) de desde 5000 - 8000 K, y un índice de rendimiento de color (CRI) de aproximadamente 75 - 85. La CT de una fuente 20 de luz se define como la temperatura de un radiador de cuerpo negro que tiene el mismo color. El CRI de una fuente de luz es una clasificación que representa el grado del desplazamiento de color resultante de un objeto de prueba bajo esa fuente de luz en comparación con su color bajo una lámpara convencional de la misma temperatura.
Las fuentes de luz anteriores tienen el inconveniente de que no puede obtenerse una baja temperatura de color y un alto índice de rendimiento de color. El documento US 2002/0158565 da a conocer combinaciones de fósforo que 25 comprenden una mezcla de al menos dos fósforos. Mezclando proporciones adecuadas de los fósforos, pueden crearse espectros de emisión compuestos que proporcionan una CT y un CRI deseados.
El documento US 4152711A da a conocer una fuente de luz que tiene un dispositivo emisor de luz y una cubierta luminiscente que comprende un activador, y medios de excitación adaptados para controlar el espectro de la luz visible emitida. 30
Un problema asociado con la técnica anterior es que la atenuación de estas fuentes de luz no da como resultado un desplazamiento puntual de color perceptible hacia el rango espectral rojo tal como se conoce de lámparas incandescentes y la luz del día natural. En particular, las aplicaciones de iluminación de interiores requieren fuentes de luz blanca con una temperatura de color de tipo lámpara incandescente y un comportamiento de atenuación similar al de una lámpara incandescente. 35
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Un objetivo de la invención es proporcionar una fuente de luz del tipo descrito anteriormente con una característica de atenuación que se asemeja sustancialmente a la variación espectral de una lámpara incandescente con atenuación.
Este objetivo se logra proporcionando una fuente de luz que comprende al menos un dispositivo emisor de luz 40 que puede emitir radiación electromagnética en el intervalo desde el ultravioleta cercano hasta el azul en respuesta a una señal de excitación de medio de excitación y una cubierta luminiscente que comprende al menos un primer activador (A1) y un segundo activador (A2) para convertir dicha radiación electromagnética en luz visible, en el que dicho primer activador y dicho segundo activador tienen diferentes características de respuesta y dicho medio de excitación está adaptado para variar dicha señal de excitación para controlar el espectro de dicha luz visible para dicha fuente de 45 luz. La variación de la señal de excitación da como resultado una variación de la radiación electromagnética del dispositivo emisor de luz que interacciona con la cubierta luminiscente. Como consecuencia de las diferentes características de respuesta del activador primero y segundo, la conversión de la radiación electromagnética a luz visible cambia con la variación de la señal de excitación. Por consiguiente, puede controlarse el espectro de luz visible para alcanzar el comportamiento de atenuación deseado de la fuente de luz. 50
En particular, la señal de excitación es una señal de excitación pulsada y dicho medio de excitación se adapta para variar el ancho de pulso de dicha señal de excitación pulsada. En esta realización, la relación entre el ancho de pulso y las características de respuesta de los activadores primero y segundo determinan el espectro de la luz visible de la fuente de luz. Variando el ancho de pulso, el espectro de la luz visible varía como un resultado de esta relación.
La realización de la invención en la que dicho dispositivo emisor de luz es una fuente de luz de estado sólido, tal como un diodo orgánico emisor de luz o un diodo semiconductor emisor de luz, preferiblemente de material de InGaN o AlInGaN, tiene la ventaja que tales fuentes de luz puede emitir radiación electromagnética que puede absorberse por la cubierta luminiscente.
La realización de la invención en la que dicho primer activador (A1) es un activador rápido con un tiempo de 5 respuesta τ1/e en el intervalo de 10 nanosegundos - 100 microsegundos y dicho segundo activador (A2) es un activador lento con un tiempo de respuesta τ1/e en el intervalo de 10 microsegundos - 100 milisegundos es ventajosa porque se ha encontrado que los intervalos definidos para la respuesta dan como resultado el comportamiento deseado de la variación espectral de la emisión de luz visible.
La realización de la invención en la que dicho activador rápido es un activador emisor de luz verde y dicho 10 activador lento es un activador emisor de luz roja tiene la ventaja de que puede obtenerse una fuente de luz emisora de luz blanca.
La realización de la invención en la que dicho primer activador y dicho segundo activador forman parte de una única composición luminiscente tiene la ventaja de que una fuente de luz de este tipo es relativamente fácil de producir y relativamente económica. 15
Las composiciones preferidas son composiciones en las que dicho primer activador y dicho segundo activador se seleccionan del grupo (primer activador, segundo activador) que comprende (Eu2+, Mn2+), (Ce3+, Mn2+), (VO43-, Eu3+) y (Bi3+, Eu3+) dopados en una red huésped seleccionada del grupo basado en sulfuros, oxisulfuros, óxidos, oxinitruros y nitruros.
Sin embargo, también pueden usarse composiciones luminiscentes en las que dicho primer activador y dicho 20 segundo activador forman cada uno parte de diferentes composiciones luminiscentes.
Las composiciones preferidas son composiciones en las que dicho primer activador se selecciona del grupo que comprende Eu2+, Ce3+, VO43- y Bi3+ dopados en una primera red huésped de material emisor de luz verde y dicho segundo activador se selecciona del grupo que comprende Mn2+ y Eu3+ dopados en una segunda red huésped de material emisor de luz roja. 25
Se observa que pueden combinarse las realizaciones anteriores, o aspectos de las mismas.
La invención también se refiere a un procedimiento de atenuación de una fuente de luz tal como se describió anteriormente, en particular aplicando una señal de excitación pulsada a dicho dispositivo emisor de luz y variando el ancho de pulso de dicha señal de excitación pulsada. El efecto y la ventaja de una etapa de este tipo se han comentado con referencia a la fuente de luz. 30
La invención se ilustrará adicionalmente con referencia a los dibujos adjuntos, que muestran esquemáticamente una realización preferida según la invención. Se entenderá que la invención no está de ninguna forma limitada a esta realización específica y preferida.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
En los dibujos: 35
la figura 1 presenta esquemáticamente... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Fuente (1) de luz que comprende al menos un dispositivo (2) emisor de luz que puede emitir radiación electromagnética en el intervalo desde el ultravioleta cercano hasta el azul en respuesta a una señal de excitación de un medio (6) de excitación y una cubierta (3) luminiscente para convertir dicha radiación electromagnética en luz visible, caracterizada porque la cubierta luminiscente comprende al menos un primer 5 activador (A1) y un segundo activador (A2), en la que dicho primer activador y dicho segundo activador tienen diferentes características de respuesta y dicho medio de excitación está adaptado para variar dicha señal de excitación para controlar el espectro (Sptotal(λ)) de dicha luz visible para dicha fuente de luz.
2. Fuente (1) de luz según la reivindicación 1, en la que dicha señal de excitación es una señal de excitación pulsada (P) y dicho medio (6) de excitación está adaptado para variar el ancho de pulso (W) de dicha señal de 10 excitación pulsada.
3. Fuente (1) de luz según la reivindicación 1, en la que dicho dispositivo (2) emisor de luz es una fuente de luz de estado sólido, tal como un diodo orgánico emisor de luz o un diodo semiconductor emisor de luz, preferiblemente de material de InGaN o AlInGaN.
4. Fuente (1) de luz según la reivindicación 1, en la que dicho primer activador (A1) es un activador rápido con un 15 tiempo de respuesta τ1/e en el intervalo de 10 nanosegundos - 100 microsegundos y dicho segundo activador (A2) es un activador lento con un tiempo de respuesta τ1/e en el intervalo de 10 microsegundos - 100 milisegundos.
5. Fuente (1) de luz según la reivindicación 4, en la que dicho activador rápido es un activador emisor de luz verde y dicho activador lento es un activador emisor de luz roja. 20
6. Fuente (1) de luz según la reivindicación 1, en la que dicho primer activador y dicho segundo activador forman parte de una única composición luminiscente.
7. Fuente (1) de luz según la reivindicación 6, en la que dicho primer activador y dicho segundo activador se seleccionan del grupo (primer activador, segundo activador) que comprende (Eu2+, Mn2+), (Ce3+, Mn2+), (VO43-, Eu3+) y (Bi3+, Eu3+) dopados en una red huésped seleccionada del grupo basado en sulfuros, oxisulfuros, 25 óxidos, oxinitruros y nitruros.
8. Fuente (1) de luz según la reivindicación 1, en la que dicho primer activador y dicho segundo activador forman cada uno parte de diferentes composiciones luminiscentes.
9. Fuente de luz según la reivindicación 8, en la que dicho primer activador se selecciona del grupo que comprende Eu2+, Ce3+, VO43- y Bi3+ dopados en una primera red huésped de material emisor de luz verde y 30 dicho segundo activador se selecciona del grupo que comprende Mn2+ y Eu3+ dopados en una segunda red huésped de material emisor de luz roja.
10. Procedimiento de atenuación de una fuente de luz que comprende al menos un dispositivo (2) emisor de luz que puede emitir radiación electromagnética en el intervalo desde el UV cercano hasta el azul en respuesta a una señal de excitación de un medio (6) de excitación y una cubierta (3) luminiscente para convertir dicha 35 radiación electromagnética en luz visible, comprendiendo el procedimiento la etapa de variar dicha señal de excitación para controlar el espectro de dicha luz visible, y estando caracterizado porque la cubierta luminiscente comprende al menos un primer activador y un segundo activador, en el que dicho primer activador y dicho segundo activador tienen diferentes características de respuesta.
11. Procedimiento según la reivindicación 10 que comprende la etapa de aplicar una señal de excitación pulsada a 40 dicho dispositivo emisor de luz y variar el ancho de pulso de dicha señal de excitación pulsada.
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