Convertidor luminiscente para una fuente de luz potenciada con fósforo que comprende fósforos orgánicos e inorgánicos.

Fuente (100) de luz potenciada con fósforo que comprende un emisor (40) de luz dispuesto para emitir luzde excitación (hv0) y que comprende un convertidor (10,

12) luminiscente,

en la que el emisor (40) de luz comprende un emisor (40) de luz de estado sólido,en la que el convertidor (10, 12) luminiscente comprende

un primer material (20) luminiscente configurado para absorber al menos una parte de la luz de excitación(hv0) emitida por un emisor (40) de luz de la fuente (100) de luz potenciada con fósforo, y para convertir almenos una parte de la luz de excitación absorbida (hv0) en una primera luz de emisión (hv1) quecomprende una longitud de onda más larga en comparación con la luz de excitación (hv0),

un segundo material (30) luminiscente que comprende material (30) luminiscente orgánico y configuradopara absorber al menos una parte de la primera luz de emisión (hv1) emitida por el primer material (20)luminiscente, y para convertir al menos una parte de la primera luz de emisión absorbida (hv1) en unasegunda luz de emisión (hv2) que tiene una longitud de onda más larga en comparación con la primera luzde emisión (hv1),

estando la fuente (100) de luz potenciada con fósforo caracterizada por una diferencia de longitud de ondaentre la primera luz de emisión (hv1) y la segunda luz de emisión (hv2) que es inferior a 100 nanómetros, yel segundo material luminiscente es un material luminiscente orgánico que emite en el rojo.

Convertidor luminiscente para una fuente de luz potenciada con fósforo que comprende fósforos orgánicos e inorgánicos

Campo de la invención:

La invención se refiere a una fuente de luz potenciada con fósforo que comprende un emisor de luz y un convertidor luminiscente.

Antecedentes de la invención:

Se conocen fuentes de luz potenciadas con fósforo en sí mismas y se usan para sustancialmente todas las clases de fuentes de luz. Las fuentes de luz potenciadas con fósforo comprenden un emisor de luz y un material luminiscente. El material luminiscente está dispuesto para convertir al menos parte de la luz emitida por el emisor de luz en luz de una longitud de onda más larga.

Fuentes de luz potenciadas con fósforo bien conocidas son, por ejemplo, lámparas de descarga de vapor de mercurio en las que la luz se emite a partir de una descarga en la que la presencia de vapor de mercurio provoca que la descarga emita radiación ultravioleta. Al menos una parte de la radiación ultravioleta se absorbe por un material luminiscente y se convierte en luz de una longitud de onda más larga que se emite posteriormente por el material luminiscente. Tal lámpara de descarga de vapor de mercurio puede comprender, por ejemplo, un recipiente de descarga en el que se genera la descarga. El material luminiscente se aplica normalmente a la pared interna del recipiente de descarga de modo que la radiación ultravioleta emitida por la descarga no necesita atravesar el recipiente de descarga sino que se convierte dentro del recipiente de descarga, por ejemplo, en luz visible.

Alternativamente, la fuente de luz potenciada con fósforo puede comprender una luz de estado sólido emitida como emisor de luz. Un emisor de luz de estado sólido de este tipo puede ser, por ejemplo, un diodo emisor de luz, o un diodo láser, o un diodo emisor de luz orgánico. La luz emitida por un emisor de luz de estado sólido tiene normalmente un espectro relativamente estrecho dispuesto alrededor de una longitud de onda central. La anchura del espectro puede estar definida, por ejemplo, por la anchura a media altura (también indicada además como FWHM) del pico de emisión que es una anchura del pico de emisión medida a una intensidad que es la mitad de la intensidad de emisión máxima de la luz emitida por el emisor de luz de estado sólido. La FWHM de un espectro de emisión típico del emisor de luz de estado sólido es inferior a 30 nanómetros, lo que normalmente se identifica por el ojo humano como luz de un único color. Para cambiar el color de la luz emitida por el emisor de luz de estado sólido, pueden añadirse materiales luminiscentes para generar una fuente de luz potenciada con fósforo. El material luminiscente puede aplicarse, por ejemplo, como una capa encima del dado del emisor de luz de estado sólido, o puede dispersarse, por ejemplo, en una matriz que puede ubicarse a una distancia del emisor de luz de estado sólido, una denominada disposición de “fósforo remoto”. El material luminiscente también puede ser parte de una mezcla de materiales luminiscentes diferentes, por ejemplo, generando cada uno un color diferente de modo que la luz mezclada genera, por ejemplo, luz blanca que tiene una temperatura de color específica. Además, pueden añadirse materiales luminiscentes a emisores de luz de estado sólido para mejorar las características de reproducción cromática de los emisores de luz de estado sólido, ya que la característica de emisión típica de los materiales luminiscentes es un espectro de luz relativamente amplio.

Recientemente están usándose nuevos materiales luminiscentes en fuentes de luz potenciadas con fósforo, tales como materiales luminiscentes orgánicos, especialmente para sustituir a materiales luminiscentes inorgánicos conocidos que se usan para proporcionar la contribución en el “rojo” en fuentes de luz blanca. Los materiales luminiscentes inorgánicos conocidos que proporcionan la contribución en el “rojo” tienen una eficiencia relativamente mala debido a su FWHM amplia y además emisión en el (infra) rojo profundo. Para garantizar todavía una contribución en el “rojo” suficiente para generar luz blanca que tiene la temperatura de color requerida, se requiere una cantidad relativamente grande de material luminiscente de contribución en el “rojo”. Como tal, la cantidad relativamente grande de material luminiscente de contribución en el “rojo” requerida da como resultado costes aumentados y requiere una intensidad de emisión de luz relativamente alta del emisor de luz de la fuente de luz potenciada con fósforo. Como tal, se requieren materiales luminiscentes más eficientes, especialmente para proporcionar la contribución en el “rojo” a la luz emitida por la fuente de luz potenciada con fósforo. Como tal, se introducen materiales luminiscentes orgánicos en fuentes de luz potenciadas con fósforo que pueden mezclarse con materiales luminiscentes conocidos para obtener un convertidor de luz más eficiente.

Se conoce una fuente de luz potenciada con fósforo de este tipo que comprende materiales luminiscentes orgánicos en la mezcla luminiscente, por ejemplo, a partir de la solicitud de patente estadounidense US 2006/0214578 y a partir de la solicitud de patente estadounidense US 2006/0220531. Ambas solicitudes de patente estadounidense mencionadas dan a conocer un aparato emisor de luz semiconductor que incluye un elemento de envasado, un elemento emisor de luz montado en el elemento de envasado y un cambiador de longitud de onda. El cambiador de longitud de onda absorbe la luz del elemento emisor de luz y emite una luz de longitud de onda convertida. El cambiador de longitud de onda incluye material fluorescente inorgánico y material fluorescente orgánico.

La solicitud de patente europea EP 0 481 647 A2 da a conocer una luminaria que comprende una cubierta externa de plástico fluorescente que tiene una configuración tal que la luz generada dentro de la cubierta se emite como luz visible. La cubierta incluye tres colorantes fluorescentes diferentes que generan luz roja, amarilla y verde, colorantes que se excitan mediante radiación de descarga azul.

La solicitud de patente estadounidense US 2006/0214578 A1 da a conocer un dispositivo de iluminación que incluye un elemento de soporte, un elemento emisor de luz dispuesto sobre el elemento de soporte, y que emite luz desde unas superficies superior y lateral del mismo, una primera capa fluorescente que contiene un fósforo orgánico y dispuesta sobre el elemento de soporte, y una segunda capa fluorescente que sólo contiene un fósforo inorgánico y dispuesta sobre el elemento de soporte, en el que la segunda capa fluorescente está dispuesta para cubrir las superficies superior y lateral del elemento emisor de luz, y la primera capa fluorescente está dispuesta sobre al menos una superficie lateral del elemento emisor de luz estando la segunda capa fluorescente interpuesta entre el elemento emisor de luz y la primera capa fluorescente.

La solicitud de patente estadounidense US 2007/0228932 A1 da a conocer un dispositivo emisor de luz que incluye un armazón, un chip de LED proporcionado sobre el armazón, y una capa fluorescente que contiene un material fluorescente inorgánico y un material fluorescente orgánico y que se proporciona sobre el chip de LED. En la capa fluorescente, se reduce la concentración del material fluorescente inorgánico hacia la parte superior desde la parte inferior de la capa fluorescente, y se reduce la concentración del material fluorescente orgánico hacia la parte inferior desde la parte superior de la capa fluorescente.

La solicitud de patente estadounidense US 2006/0065907 A1 da a conocer un dispositivo emisor de luz (LED) blanco y un método de fabricación del mismo en el que un LED revestido con resina polimérica en el que se disuelven fósforos orgánicos y se dispersan fósforos inorgánicos creando un LED blanco.

La patente estadounidense US 7 078 732 B1 da a conocer un componente semiconductor irradiante de luz que tiene un cuerpo semiconductor emisor de radiación y un elemento de conversión de luminiscencia. El cuerpo de semiconductor emite radiación en la región espectral ultravioleta, azul y/o verde y el elemento de conversión de luminiscencia convierte una parte de la radiación en radiación de una longitud de onda más larga.

La solicitud de patente estadounidense US 4 099 090 A da a conocer un lámpara fluorescente que comprende en el interior material luminiscente para convertir luz UV en luz verde y azul, y en el exterior se proporciona un fósforo orgánico emisor en el rojo, rodamina B. Se proporciona un reflector encima del fósforo orgánico para reflejar luz (roja) de vuelta... [Seguir leyendo]

1. Fuente (100) de luz potenciada con fósforo que comprende un emisor (40) de luz dispuesto para emitir luz de excitación (hv0) y que comprende un convertidor (10, 12) luminiscente,

en la que el emisor (40) de luz comprende un emisor (40) de luz de estado sólido,

en la que el convertidor (10, 12) luminiscente comprende un primer material (20) luminiscente configurado para absorber al menos una parte de la luz de excitación (hv0) emitida por un emisor (40) de luz de la fuente (100) de luz potenciada con fósforo, y para convertir al menos una parte de la luz de excitación absorbida (hv0) en una primera luz de emisión (hv1) que comprende una longitud de onda más larga en comparación con la luz de excitación (hv0) ,

un segundo material (30) luminiscente que comprende material (30) luminiscente orgánico y configurado para absorber al menos una parte de la primera luz de emisión (hv1) emitida por el primer material (20) luminiscente, y para convertir al menos una parte de la primera luz de emisión absorbida (hv1) en una segunda luz de emisión (hv2) que tiene una longitud de onda más larga en comparación con la primera luz de emisión (hv1) ,

estando la fuente (100) de luz potenciada con fósforo caracterizada por una diferencia de longitud de onda entre la primera luz de emisión (hv1) y la segunda luz de emisión (hv2) que es inferior a 100 nanómetros, y el segundo material luminiscente es un material luminiscente orgánico que emite en el rojo.

2. Fuente (100) de luz potenciada con fósforo según la reivindicación 1, en la que el primer material (20) luminiscente comprende un material (20) luminiscente inorgánico.

3. Fuente (100) de luz potenciada con fósforo según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en la que el primer material (20) luminiscente y el segundo material (30) luminiscente constituyen capas de material luminiscente en una pila (50) de materiales luminiscentes.

4. Fuente (100) de luz potenciada con fósforo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que se aplica una capa (60, 150) protectora sobre el segundo material (30) luminiscente para proteger el segundo material (30) luminiscente.

5. Fuente (100) de luz potenciada con fósforo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el convertidor (10, 12) luminiscente comprende una mezcla (52) de materiales luminiscentes, comprendiendo la mezcla (52) de materiales luminiscentes tanto el primer material (20) luminiscente como el segundo material (30) luminiscente.

6. Fuente (100) de luz potenciada con fósforo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el convertidor (10, 12) luminiscente está ubicado a una distancia del emisor (40) de luz constituyendo una disposición de fósforo remoto.

7. Fuente (100) de luz potenciada con fósforo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el segundo material (30) luminiscente se selecciona de un grupo que comprende:

derivados de perileno, derivados de difluoro-boraindaceno (BODIPY) , colorantes de fluoresceína, derivados de fluoreno, colorantes de cumarina, colorantes de xanteno, complejos de pirrometeno-BF2 (P-BF2) , derivados de estilbeno, colorantes de rodamina, colorantes de carboxi-imida de perileno y polímeros luminiscentes que comprenden polifenilenvinileno (PPV) o derivados de polifenilo.

8. Fuente (100) de luz potenciada con fósforo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el emisor (40) de luz está configurado para emitir luz de excitación (hv0) que comprende el color primario azul.