ES2350830T3 - Dispositivo emisor de luz. - Google Patents

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ES2350830T3 ES04106882T ES04106882T ES2350830T3 ES 2350830 T3 ES2350830 T3 ES 2350830T3 ES 04106882 T ES04106882 T ES 04106882T ES 04106882 T ES04106882 T ES 04106882T ES 2350830 T3 ES2350830 T3 ES 2350830T3
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Chung Hoon Lee
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Abstract

Dispositivo emisor de luz que comprende: - un sustrato, -una pluralidad de electrodos dispuestos sobre el sustrato, -un diodo emisor de luz configurado para emitir luz, estando el diodo emisor de luz dispuesto sobre uno de la pluralidad de electrodos -un fósforo configurado para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo el fósforo sustancialmente al menos una parte 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 el cual el fósforo comprende un aluminato que contiene plomo y/o cobre, un silicato que contiene plomo y/o cobre, un antimoniato que contiene plomo y/o cobre, un germanato que contienen plomo y/o cobre, un germanato-silicato que contiene plomo o cobre, un fosfato que contiene plomo y/o cobre, o cualquier combinación de los mismos.

Description

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 fósforo, incluyendo el fósforo compuestos químicos dopados de plomo y/o cobre y convirtiendo la longitud de onda de luz.
2.-Descripción de la Técnica Relacionada
Los dispositivos emisores de luz (DEL), que se usan para su uso en dispositivos electrónicos, se usan ahora en automóviles y en productos de iluminación. Puesto que los dispositivos de emisión de luz tienen mayores características eléctricas y mecánicas, se ha aumentado la demanda de dispositivos emisores de luz. En relación con esto, se ha incrementado el interés por los DEL blancos como alternativa a las lámparas fluorescentes y las lámparas incandescentes.
En la tecnología DEL, se proponen diversas soluciones para la realización de luz blanca. Normalmente, la realización de tecnología de DEL blanco es poner el fósforo sobre e diodo emisor de luz y mezclar la emisión primaria procedente del diodo emisor de luz y la emisión secundaria procedente del fósforo, que convierte la longitud de onda. Por ejemplo, en los documentos WO 98/05078 y WO 98/12757, se usa un diodo emisor de luz, que es capaz de emitir una longitud de onda de pico a 450-490 nm y el material de grupo YAG, que absorbe luz procedente del diodo emisor de luz azul y emite luz amarillenta (principalmente), que pueden tener diferente longitud de onda de la de la luz absorbida.
Sin embargo, en tal DEL blanco, el intervalo de temperatura de color es estrecho, el cual se encuentra entre aproximadamente 6.000-8.000 K, y el CRI (Índice de reproducción cromática) es de aproximadamente 60 a 75. Por lo tanto, es difícil de producir el DEL blanco con coordinación de color y temperatura de color que son similares a las de la luz visible. Esta es una de las razones por las cuales solamente se puede realizar el color de luz blanco con una sensación de frío. Además, los fósforos que se usan para DEL blancos son normalmente inestables en agua, vapor o disolvente polar, y esto inestabilidad puede causar cambios en las características emisoras del DEL blanco.
El documento EP 1 249 873 describe un dispositivo emisor de luz que comprende un diodo emisor de luz, electrodos, un dispositivo eléctricamente conductor para conectar el diodo emisor de luz con los electrodos y los fósforos. Más específicamente, se da a conocer una mezcla apropiada de fósforo que comprende un fósforo de silicato y una fósforo dopado con cobre.
El documento JP05078659 se refiere a un fósforo de aluminato dopado con europio con color de emisión azul que contiene cobre para su uso en una lámpara fluorescente para resaltar la salida de luminiscencia por excitación de mercurio.
El documento JP61258892 se refiere a otro fósforo de aluminato dopado con europio con color de emisión azul y su uso en una lámpara fluorescente para mantener una intensidad y color elevados de luz durante toda la vida de la lámpara. El fósforo comprende plomo.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Se proporcionan un dispositivo emisor de luz de conversión de 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 dispuestos sobre el sustrato, un diodo emisor de luz configurado para emitir luz, estando el diodo emisor de luz dispuesto sobre uno de la pluralidad de electrodos, fósforos configurados para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo los fósforos sustancialmente al menos una parte 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 según la presente invención, un dispositivo emisor de luz puede incluir una pluralidad de conductores, un portadiodos dispuesto en el extremo de uno de la pluralidad de conductores, un diodo emisor de luz en el portadiodos, incluyendo el diodo emisor de luz una pluralidad de electrodos, fósforos configurados para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo los fósforos sustancialmente al menos una parte 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 según la presente invención, un dispositivo emisor de luz puede incluir un alojamiento, un disipador térmico al menos parcialmente dispuesto en el alojamiento, a pluralidad de conductores, un portadiodos dispuesto en el extremo de uno de la pluralidad de bastidores de conductores, fósforos configurados para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo los fósforos sustancialmente al menos una parte del diodo emisor de luz, y un dispositivo eléctricamente conductor configurado para conectar el dispositivo emisor de luz con otro de la pluralidad de bastidores de conductores.
El fósforo según la presente invención incluye compuesto de tipo aluminato, silicatos dopados con plomo y/o cobre, antimoniatos dopados con plomo y/o cobre, germanatos dopados con plomo y/o cobre, germanato-silicatos dopados con plomo y/o cobre, fosfatos dopados con plomo y/o cobre, o cualquier combinación de los mismos. También se proporcionan fórmulas para fósforos según la presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Otros aspectos de la invención pueden ser evidentes al considerar la siguiente descripción detallada, tomada conjuntamente con los dibujos anexos, en los cuales los caracteres de referencia similares se refieren a partes similares a lo largo de toda la memoria y en los cuales:
-la figura 1 muestra una vista lateral en sección transversal de una realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz en paquete de tipo chip según la presente invención;
-la figura 2 muestra una vista lateral en sección transversal de una realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz en paquete de tipo superior según la presente invención;
-la figura 3 muestra una vista lateral en sección transversal de una realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz en paquete de tipo lámpara según la presente invención;
-la figura 4 muestra una vista lateral en sección transversal de una realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz de gran potencia según la presente invención;
-la figura 5 muestra una vista lateral en sección transversal de otra realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz de gran potencia según la presente invención;
-la figura 6 muestra un espectro emisor de un dispositivo emisor de luz con material luminiscente según la presente invención; y -la figura 7 muestra un espectro emisor de un dispositivo emisor de luz con material luminiscente según otra realización de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA REALIZACIÓN PREFERIDA
En relación con los dibujos anexos, se va a explicar en detalle el dispositivo emisor de luz con conversión de longitud de onda, y el dispositivo emisor de luz y el fósforo se explicarán por separado para facilitar su explicación a continuación.
(Dispositivo emisor de luz)
La figura 1 muestra una vista lateral en sección transversal de una realización ilustrativa de una de una parte de un dispositivo emisor de luz en paquete de tipo chip según la presente invención. El dispositivo emisor de luz en paquete de tipo chip puede comprende al menos un diodo emisor de luz y una sustancia fosforescente. Los electrodos 5 se pueden formar sobre ambos lados del sustrato 1. El diodo emisor de luz 6 que emite luz se puede montar sobre uno de los electrodos 5. El diodo emisor de luz 6 se puede montar sobre el electrodo 5 a través de pasta eléctricamente conductora 9. Se puede conectar un electrodo de diodo emisor de luz 6 al modelo de electrodos 4 mediante un hilo eléctricamente conductor 2.
Los diodos emisores de luz pueden emitir luz con un gran intervalo de longitudes de onda, por ejemplo, desde la luz ultravioleta hasta la luz visible. En una realización según la presente invención, se puede usar un diodo emisor de luz UV y/o un diodo emisor de luz azul.
El fósforo, es decir, una sustancia fosforescente, 3 se puede colocar en la cara superior o caras laterales del diodo emisor de luz 6. El fósforo según la invención incluye compuestos de tipo aluminato dopado con plomo y/o cobre, silicatos dopados con plomo y/o cobre, antimoniatos dopados con plomo y/o cobre, germanatos dopados con plomo y/o cobre, germanato-silicatos dopados con plomo y/o cobre, fosfatos dopados con plomo y/o cobre, o cualquier combinación de los mismos. El fósforo 3 convierte la longitud de onda de la luz procedente del diodo emisor de luz 6 en otra longitud de onda u otras longitudes de onda. En una realización según la presente invención, la luz está en un intervalo de luz visible después de la conversión. El fósforo 3 se puede aplicar al diodo emisor de luz 6 después de mezclar el fósforo 3 con una resina endurecedora. La resina endurecedora que contiene fósforo se puede aplicar al fondo del diodo emisor de luz 6 después de mezclar fósforo 3 con pasta eléctricamente conductora 9.
El diodo emisor de luz 6 montado sobre el sustrato 1 se puede estanqueizar con uno o más materiales de estanqueidad 10. El fósforo se puede colocar sobre la cara superior o las caras laterales del diodo emisor de luz 6. El fósforo 3 se puede también distribuir en el material endurecido de estanqueidad durante la producción. Tal procedimiento de fabricación se
describe en la Patente de los Estados Unidos nº 6.482.664.
El fósforo 3 puede comprender uno o más compuestos químicos dopados con plomo y/o cobre. El fósforo 3 puede incluir uno o más compuestos químicos simples. El compuesto simple puede tener un pico de emisión de, por ejemplo, entre aproximadamente 440 nm y aproximadamente 550 nm, entre aproximadamente 500 nm y aproximadamente 590 nm, o entre aproximadamente 580 nm y 700. El fósforo 3 puede incluir uno o más fósforos simples, que pueden tener un pico de emisión tal como se ha ejemplificado anteriormente.
Respecto del dispositivo emisor de luz 40, el diodo emisor de luz 6 puede emitir luz primaria cuando el diodo emisor de luz 6 recibe energía procedente de una fuente de alimentación. La luz primaria puede entonces estimular el o los fósforos (3), y el o los fósforos 3 pueden convertir la luz primaria en una luz con una o más longitudes de onda más largas (una luz secundaria). La luz primaria procedente del diodo emisor de luz 6 y la luz secundaria procedente de los fósforos 3 se difunden y se mezclan juntas para que de este modo se pueda emitir un color predeterminado de luz en el espectro visible a partir del diodo emisor de luz 6. En una realización según la presente invención, se pueden montar juntos más de un diodo emisor de luz que tienen picos de emisión diferentes. Además, si la proporción de mezcla de los fósforos se ajusta adecuadamente, se pueden proporcionar un color específico de luz, una temperatura de color y un CRI.
Como se ha descrito anteriormente, si el diodo emisor de luz 6 y el compuesto incluido en el fósforo 3 se controlan adecuadamente, entonces se puede proporcionar una temperatura de color deseada o una coordinación de color específica, especialmente un amplio intervalo de temperatura de color, por ejemplo, entre aproximadamente 2.000 K y aproximadamente 8.000 K o aproximadamente 10.000 K y/o un índice de reproducción cromática superior a aproximadamente 90. Por lo tanto, los dispositivos emisores de luz según la presente invención se pueden usar para dispositivos electrónicos tales como electrodomésticos, dispositivos estéreos, de telecomunicaciones, y para pantallas de visualización personalizadas de interior/exterior. Los dispositivos emisores de luz según la presente invención se pueden usar también para automóviles y productos de iluminación porque proporcionan temperaturas de color y CRI similares a los de luz visible.
La figura 2 muestra una vista lateral en sección transversal de una realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz en paquete de tipo superior según la presente invención. El dispositivo emisor de luz en paquete de tipo superior según la presente invención puede tener una estructura similar a la del dispositivo 40 emisor de luz en paquete de tipo chip de la figura 1. El dispositivo en paquete de tipo superior puede tener el reflector 31 que puede reflejar la luz procedente del diodo emisor de luz 6 en la dirección deseada.
En el dispositivo 50 emisor de luz en paquete de tipo superior, se pueden montar más de un diodo emisor de luz. Cada uno de tales diodos emisores de luz puede tener una longitud de onda de pico diferente de la de los otros. El fósforo 3 puede comprender una pluralidad de compuestos sencillos con diferente pico de emisión. La proporción de cada uno de dicha pluralidad de compuestos se puede regular. Tal fósforo se puede aplicar al diodo emisor de luz y/o distribuir uniformemente en el material endurecedor del reflector 31. Como explica más detalladamente más adelante, el fósforo según la presente invención incluye compuesto de tipo aluminato dopados con plomo y/o cobre, silicatos dopados con plomo y/o cobre, antimoniatos dopados con plomo y/o cobre, germanatos dopados con plomo y/o cobre, germanatosilicatos dopados con plomo y/o cobre, fosfatos dopados con plomo y/o cobre, o cualquier combinación de los mismos.
En una realización según la presente invención, el dispositivo emisor de luz de la figura 1 o la figura 2 puede incluir un sustrato metálico, que puede tener una buen conductividad térmica. Tal dispositivo emisor de luz puede disipar fácilmente el calor procedente del diodo emisor de luz. Por lo tanto, se pueden fabricar dispositivos emisores de luz de gran potencia. Si se proporciona un disipador térmico debajo del sustrato metálico, el calor procedente del diodo emisor de luz se puede disipar más eficazmente.
La figura 3 muestra una vista lateral en sección transversal de una realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz en paquete de tipo lámpara según la presente invención. El dispositivo 60 emisor de luz de tipo lámpara puede tener un par de conductores 51, 52 y se puede formar un portadiodos 53 en el extremo de un conductor. El portadiodos 53 puede tener forma de copa, y se pueden disponer uno o más diodos 6 emisores de luz en el portadiodos 53, cada uno de los cuales puede tener una longitud de onda de pico diferente de la de los otros. Un electrodo de diodo 6 emisor de luz se puede conectar al conector 52 mediante, por ejemplo el hilo eléctricamente conductor 2.
El volumen regular del fósforo 3, que se puede mezclar en la resina epoxídica, se puede disponer en el portadiodos 53. Como se explica más en detalle en lo sucesivo, el fósforo 3 puede incluir componentes dopados con plomo y/o cobre.
Además, el portadiodos puede incluir el diodo 6 emisor de luz y el fósforo 3 se puede estanqueizar con material endurecedor tal como resina epoxídica o resina de silicona.
En una realización según la presente invención, el dispositivo emisor de luz en paquete de tipo lámpara puede tener más de un par de conductores compuestos de pares de electrodos.
La figura 4 muestra una vista lateral en sección transversal de una realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz de gran potencia según la presente invención. El disipador térmico 71 se puede disponer en el interior del alojamiento 73 del dispositivo emisor de luz de gran potencia 70, y se puede exponer parcialmente al exterior. Un par de bastidor de conductores 74 puede sobresalir del alojamiento 73.
Se pueden montar uno o más diodos emisores de luz en el bastidor de conductores 74, y se puede conectar un electrodo del diodo 6 emisor de luz y otro bastidor de conductores 74 mediante hilo eléctricamente conductor. Se puede disponer la pasta 9 eléctricamente conductora entre el diodo 6 emisor de luz y el bastidor 74 de conductores. El fósforo 3 se puede colocar sobre la cara superior o las caras laterales del diodo 6 emisor de luz.
La figura 5 muestra una vista lateral en sección transversal de otra realización ilustrativa de una parte de un dispositivo emisor de luz de gran potencia según la presente invención.
El dispositivo emisor de luz 80 de gran potencia puede también tener el alojamiento 63, el cual puede contener los diodos 6,7 emisores de luz, el fósforo 3 dispuesto sobre la cara superior y las caras laterales de los diodos 6,7 emisores de luz, uno o más disipadores térmicos 61, 62 y uno o más bastidores de conductores 64. Los bastidores de conductores 64 pueden recibir energía de una fuente de alimentación y pueden sobresalir del alojamiento 63.
En los dispositivos emisores de luz de gran potencia 70, 80 en la figura 4 y 5, se puede añadir el fósforo a la pasta, que se puede disponer entre el disipador térmico y los dispositivos emisores de luz. Se puede combinar una lente con el alojamiento 63, 73.
En un dispositivo emisor de luz de gran potencia según la presente invención, se pueden usar selectivamente uno o más diodos emisores de luz y el fósforo se puede regular en función del diodo emisor de luz. Como se explica más detalladamente en lo sucesivo, el fósforo incluye componentes dopados con plomo y/o cobre como se ha descrito anteriormente.
Un dispositivo emisor de luz de gran potencia según la presente invención puede tener un radiador (no mostrado) y/o uno o más disipadores térmicos. Se puede usar aire o un ventilador para enfriar el radiador.
Los dispositivos emisores de luz según la presente invención no se limitan a las estructuras descritas anteriormente, y las estructuras se pueden modificar en función de las características de los diodos emisores de luz, longitud de onda de luz y también de las aplicaciones. Además, se pueden añadir nuevas partes a las estructuras.
Un fósforo ejemplar según la presente invención es el siguiente:
(Fósforo)
El fósforo según la presente invención incluye compuestos químicos dopados con plomo y/o cobre como se ha descrito anteriormente. El fósforo se puede excitar mediante luz UV y/o luz visible, por ejemplo, luz azul. El compuesto incluye compuesto de tipo aluminato, silicato, antimoniato, germanato, germanato-silicato o fosfato.
Los compuestos de tipo aluminato pueden comprender la fórmula (1), (2), y/o (5)
a(M1O).b(M22O).c(M2X).dAl2O3.e(M3O).f(M42O3).g(M5oOp).h(M6xOy) (1)
en la cual M1 puede ser Pb, Cu, y/o cualquier combinación de los mismos; M2 puede ser uno o más elementos monovalentes, por ejemplo, Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag, y/o cualquier combinación de los mismos; M3 puede ser uno o más elementos divalentes, por ejemplo, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn, y/o cualquier combinación de los mismos; M4 puede ser uno o más elementos trivalentes, por ejemplo, Sc, B, Ga, In, y/o cualquier combinación de los mismos; M5 puede ser Si, Ge, Ti, Zr, Mn, V, Nb, Ta, W, Mo, y/o cualquier combinación de los mismos; M6 puede ser Bi, Sn, Sb, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, y/o cualquier combinación de los mismos, X puede ser F, Cl, Br, J, y/o cualquier combinación de los mismos; 0<a≤2; 0≤b≤2; 0≤c≤2; 0<d≤8; 0<e≤4; 0≤f≤3; 0≤g≤8; 0<h≤2; 1≤o≤2; 1≤p≤5; 1≤x≤2; y1≤y≤5.
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 cual M1 puede ser Pb, Cu, y/o cualquier combinación de los mismos; M2 puede ser uno o más elementos monovalentes, por ejemplo, Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag, y/o cualquier combinación de los mismos; M3 puede ser uno o más elementos divalentes, por ejemplo, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn, y/o cualquier combinación de los mismos; M4 puede ser Bi, Sn, Sb, Sc, Y, La, In Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, y cualquier combinación de los mismos, X puede ser F, Cl, Br, I, y cualquier combinación de los mismos; 0<a≤4; 0≤b≤2; 0≤c≤2; 0≤d≤1; 0≤e≤1; 0≤f≤1; 0≤g≤1; 0<h≤2; 1≤x≤2; y1≤y≤5.
La preparación de materiales luminescentes dopados con cobre así como con plomo pueden ser una reacción de estado sólido básico. Se pueden usar materiales de partida puros sin ninguna impureza, por ejemplo hierro. Se puede usar cualquier material de partida que se pueda transferir a los óxidos mediante un procedimiento térmico para formar fósforos con predominio de oxígeno
Ejemplos de preparación
Preparación del material luminiscente que tiene la fórmula(3)
5 Cu0,02Sr3,98Al14O25:Eu (3)
Los materiales de partida: CuO, SrCO3, Al(OH)3, Eu2O3, y/o cualquier combinación de los mismos. Los materiales de partida en forma de óxidos, hidróxidos, y/o carbonates se pueden
10 mezclar en proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo, H3BO3. La mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina en un a primera etapa a aproximadamente 1.200° C durante aproximadamente una hora. Después de triturar los materiales precocidos se puede seguir con una etapa de cocción a aproximadamente 1.450°C en una atmósfera reducida durante aproximadamente 4 horas. Después de lo cual el material
15 se puede triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima de aproximadamente 494 nm.
Tabla 1: Aluminato activado Eu2+ dopado con cobre comparado con aluminato activado Eu2+ sin cobre a aproximadamente 40 nm de longitud de onda de excitación.
20
Compuesto dopado cobre
con Compuesto sin cobre
Cu0,0Sr3,98Al14O25 : Eu
Sr4Al14O25 : Eu
Densidad luminosa (%)
103,1 100
Longitud de onda (nm)
494 493
Preparación del material luminiscente que tiene la fórmula(4)
Pb0,05Sr3,95Al14O25:Eu (4)
25 El material de partida : PbO, SrCO3, Al2O3, Eu2O3, y/o cualquier combinación de los mismos.
Los materiales de partida en forma de óxidos, carbonatos u otros componentes muy puros que se pueden descomponer térmicamente en óxidos, se pueden mezclar en proporción 30 estequiométrica junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo H3BO3. La mezcla se
puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.200ºC durante aproximadamente una hora al aire. Después de triturar los materiales precocidos se puede seguir con una etapa de cocción a aproximadamente 1.450° C al aire durante aproximadamente 2 horas y en una atmósfera reducida durante aproximadamente 2 horas. A continuación, el material se puede
5 triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima de aproximadamente 494,5 nm.
Tabla 2: Aluminato activado Eu2+ dopado con plomo comparado con aluminato activado Eu2+ sin plomo a aproximadamente 40 nm de longitud de onda de excitación.
10
Compuesto dopado plomo
con Compuesto sin plomo
Pb0,05Sr3,95Al14O25 : Eu
Sr4Al14O25 : Eu
Densidad luminosa (%)
101,4 100
Longitud de onda (nm)
494,5 493
Tabla 3: propiedades ópticas de algunos aluminatos dopados con cobre y/o plomo excitables por luz ultravioleta de onda larga y/o por luz visible y su densidad luminosa en porcentaje a 400 15 nm de longitud de onda de excitación
Composición
Posible intervalo de excitación (nm) Densidad luminosa a 400 nm de excitación comparada con compuestos no dopados con cobre(plomo (%) Longitud de onda pico de materiales dopados con plomo/cobre (nm) longitud de onda pico de materiales sin plomo/cobre (nm)
Cu0,5Sr3,5Al14O25: Eu
360-430 101,2 495 493
Cu0,02Sr3,98Al14O25: Eu
360-430 103,1 494 493
Pb0,05Sr3,95Al14O25: Eu
360-430 101,4 494,5 493
CU0,01Sr3,99Al13,995Si0,005O25:
360-430 103 494 492
Eu
Cu0,01Sr3,395Ba0,59Al14O25: Eu,Dy
360-430 100,8 494 493
Pb0,05Sr3,95Al13,95Ga0,05O25: Eu
360-430 101,5 494 494
a(M1O).b(M2O).c(Al2O3).d(M22O3).e(M4O2).f(M5xOy) (5)
5 en la cual M1 puede ser Pb, Cu, y/o cualquier combinación de los mismos; M2 puede ser Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn, y/o cualquier combinación de los mismos; M3 puede ser B, Ga, In, y/o cualquier combinación de los mismos; M4 puede ser Si, Ge, Ti, Zr, Hf, y/o cualquier combinación de los mismos; M5 puede ser Bi, Sn, Sb, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, y/o cualquier combinación de los mismos; 0<a≤;0≤b≤2; 0<c≤8;
10 0≤d≤1; 0≤e≤1; 0<f≤2; 1≤x≤2; y1≤y≤5.
Ejemplo de preparación
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula(6)
15
Cu0,05Sr0,95Al1,9997Si0,0003O4:Eu (6)
Materiales de partida: CuO, SrCO3, Al2O3, SiO2, Eu2O3, y/o cualquier combinación de los mismos.
20 Los materiales de partida en forma de, por ejemplo, óxidos puros y/o as como carbonates se pueden mezclar en proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo, AlF3. La mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.250° C en una atmósfera reducida durante aproximadamente 3 horas.
25 Después de lo cual el material se puede triturar, lavar secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima de aproximadamente 521,5 nm.
Tabla 4: aluminato activado Eu2+ que contiene cobre comparado con aluminato activado Eu2+ sin cobre a aproximadamente 400 nm de longitud de onda de excitación
Compuesto dopado con cobre
Compuesto sin cobre
Cu0,05Sr0,95Al1,9997Si0,0002O4: Eu
SrAl2O4: Eu
Densidad luminosa(%)
106 100
Longitud de onda (nm)
521,5 519
5 Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (7)
Cu0,12BaMg1,88Al16O27:Eu (7)
Materiales de partida: CuO, MgO, BaCO3, Al(OH)3, Eu2O3, y/o cualquier combinación de 10 los mismos.
Los materiales de partida en forma de, por ejemplo, óxidos, hidróxidos, y/o carbonates puros se pueden mezclar en proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo, AlF3. La mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.420°C en una atmósfera reducida durante aproximadamente 2 horas. Después de lo cual el
15 material se puede triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima de aproximadamente 452 nm.
Tabla 5: aluminato activado Eu2+ dopado con cobre comparado con aluminato activado Eu2+ no dopado con cobre a 400 nm de longitud de onda de excitación
20
Compuesto dopado con cobre
Compuesto sin cobre
Cu0,12BaMg1,88Al16O27: Eu
BaMg2Al16O27: Eu
Densidad luminosa(%)
101 100
Longitud de onda (nm)
452 450
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (8) Pb0,1Sr0,9Al2O4:Eu (8)
Materiales de partida: PbO, SrCO3, Al(OH)3, Eu2O3, y/o cualquier combinación de los mismos. Los materiales de partida en forma de, por ejemplo, óxidos, hidróxidos, y/o carbonates puros se pueden mezclar en proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de
5 flujo, por ejemplo, H3BO3. La mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.000° C. durante aproximadamente 2 horas al aire. Después de triturar los materiales precocidos puede seguir una segunda etapa de cocido a aproximadamente 1.420° C al aire durante aproximadamente 1 hora y en una atmósfera reducida durante aproximadamente 2 horas. Después de lo cual el material se puede triturar, lavar, secar y
10 tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima de aproximadamente 521 nm.
Tabla 6: aluminato activado Eu2+ dopado con plomo comparado con aluminato activado Eu2+ sin plomo a aproximadamente 400 nm longitud de onda de excitación
15
Compuesto dopado con plomo
Compuesto sin plomo
Pb0,1Sr0,9Al2O4: Eu
SrAl2O4: Eu
Densidad luminosa(%)
102 100
Longitud de onda (nm)
521 519
20
Los resultados obtenidos respecto de aluminatos dopados con cobre y/o plomo se muestran en la tabla 7. Tabla 7: Propiedades ópticas de algunos aluminatos dopados con cobre y/o plomo excitables por luz ultravioleta de onda larga y/o por luz visible y su densidad luminosa en % a 400 nm de longitud de onda de excitación.
25
30
Composición
Posible intervalo de excitación (nm) Densidad luminosa a 400 nm de excitación comparada con compuestos no dopados con cobre/plomo (%) Longitud de onda pico de materiales dopados con plomo/cobre (nm) longitud de onda pico de materiales sin plomo/cobre (nm)
Cu0,05Sr0,95Al1,997Si0,0003O4: Eu
360-440 106 521,5 519
Cu0,2Mg0,7995Li0,0005Al1,9Ga0,1 O4: Eu,Dy
360-440 101, 2 482 480
Pb0,1Sr0,9Al2O4: Eu
360-440 102 521 519
Cu0,05BaMg1,95Al16O27: Eu,Mn
360-400 100,5 451, 515 450, 515
Cu0,12BaMg1,88Al16O27: Eu
360-400 101 452 450
Cu0,01BaMg0,99Al10O17: Eu
360-400 102,5 451 449
Pb0,1BaMg0,9Al9,5Ga0,5O17: Eu,Dy
360-400 100,8 448 450
Pb0,08Sr0,902Al2O4: Eu,Dy
360-440 102,4 521 519
Pb0,2Sr0,8Al2O4: Mn
360-440 100,8 658 655
Cu0,06Sr0,94Al2O4: Eu
360-440 102,3 521 519
Cu0,05Ba0,94Pb0,06Mg0,95Al10O 17: Eu
360-440 100,4 451 449
Pb0,3Ba0,7Cu0,1Mg1,9Al16O27: Eu
360-400 100,8 452 450
Pb0,3Ba0,7Cu1,9Mg1,9Al16O27: Eu,Mn
360-400 100,4 452, 515 450, 515
Silicatos dopados con plomo y/o cobre que tienen la fórmula(9) a(M1O).b(M2O).c(M3X).d(M32O).e(M42O3).f(M5oOp).g(SiO2).h(M6xOy) (9)
en la cual M1 puede ser Pb, Cu, y/o cualquier combinación de los mismos; M2 puede ser Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn, y/o cualquier combinación de los mismos; M3 puede ser Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag, y/o cualquier combinación de los mismos; M4 puede ser Al, Ga, In, y/o cualquier combinación de los mismos; M5 puede ser Ge, V, Nb, Ta, W, Mo, Ti, Zr, Hf, y/o cualquier combinación de los mismos; M6 puede ser Bi, Sn, Sb, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, y/o cualquier combinación de los mismos; X puede ser F, Cl, Br, J, y cualquier combinación de los mismos; 0<a≤2; 0<b≤8; 0≤c≤4; 0≤d≤2; 0≤e≤2; 0≤f≤2; 0<g≤10; 0<h≤5; 1≤o≤2; 1≤p≤5; 1≤x≤2; y1≤y≤5.
Ejemplo de preparación
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (10)
Cu0,05Sr1,7Ca0,25SiO4:Eu (10)
Materiales de partida: CuO, SrCO3, CaCO3, SiO2, Eu2O3, y/o cualquier combinación de los mismos.
Los materiales de partida en forma de óxidos y/o carbonates puros se pueden mezclar en proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo NH4Cl. La mezcla se puede cocer in un crisol de alúmina a aproximadamente 1.200° C. en una atmósfera de gas inerte (por ejemplo, N2 o un gas noble) durante aproximadamente 2 horas. A continuación, el material puede ser triturar. Después de lo cual, el material se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.200° C en una atmósfera ligeramente reducida durante aproximadamente 2 horas. A continuación, el material se puede triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima a aproximadamente 592 nm.
Tabla 8: silicato activado Eu2+ dopado con cobre comparado con silicato activado Eu2+ sin cobre a aproximadamente 400 nm de longitud de onda de excitación Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (11):
Compuesto dopado con cobre
Compuesto sin cobre
Cu0,05Sr1,7Ca0,25SiO4 : Eu
Sr1,7Ca0,3SiO4: Eu
Densidad luminosa (%)
104 100
Longitud de onda (nm)
592 588
Cu,.2Ba2Zn0,2Mg0,6Si2O7 : Eu (11)
5 Materiales de partida: CuO, BaCO3, ZnO, MgO, SiO2, Eu2O3, y/o cualquier combinación de los mismos.
l materiales de partida en forma de óxidos y carbonates muy puros se pueden mezclar en proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo, NH4Cl. En una primera etapa la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente
10 1.100° C en una atmósfera reducida durante aproximadamente 2 horas. A continuación el material se puede triturar. Después de lo cual el material se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.235° C en una atmósfera reducida durante aproximadamente 2 horas. A continuación el material se puede triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima a aproximadamente 467 nm.
15 Tabla 9: silicato activado Eu2+ dopado con cobre comparado con silicato activado Eu2+ sin cobre a 400 nm de longitud de onda de excitación
Compuesto dopado con cobre
Compuesto sin cobre
Cu0,2Sr2Zn0,2Mg0,6Si2O7: Eu
Sr2Zn2Mg0,6Si2O7: Eu
Densidad luminosa (%)
101,5 100
Longitud de onda (nm)
467 465
20 Pb0,1Ba0,95Sr0,95Si0,998Ge0,002O4:Eu (12)
Materiales de partida: PbO, SrCO3, BaCO3, SiO2, GeO2, Eu2O3, y/o cualquier combinación de los mismos. Los materiales de partida en forma de óxidos y/o carbonates se pueden mezclar en
25 proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo, NH4Cl. La mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.000° C durante aproximadamente 2 horas al aire. Después de triturar los materiales precocidos se puede seguir con una segunda etapa de cocción a 1.220° C al aire durante 4 horas y en atmósfera reducida durante 2 horas. Después de lo cual el material se puede triturar, lavar, secar y
30 tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima a aproximadamente 527 nm.
Tabla 10: silicato activado Eu2+ dopado con plomo comparado con silicato activado Eu2+ sin plomo a aproximadamente 400 nm de longitud de onda de excitación
Compuesto dopado con plomo
Compuesto sin plomo
Pb0,1Ba0,95Sr0,95Si0,998Ge0,002O4: Eu
BaSrSiO4: Eu
Densidad luminosa (%)
101,3 100
Longitud de onda (nm)
527 525
5
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (13)
Pb0,25Sr3,75Si3O8Cl4 : Eu (13)
10 Materiales de partida: PbO, SrCO3, SrCl2SiO2, Eu2O3, y cualquier combinación de los mismos. Los materiales de partida en forma de óxidos, cloruros, y/o carbonates se pueden mezclar en proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo, NH4Cl. La mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina en una primera etapa a
15 aproximadamente 1.100°C durante aproximadamente 2 horas al aire. Después de la trituración de los materiales precocidos se puede seguir con una segunda etapa a aproximadamente 1.220° C al aire durante aproximadamente 4 horas y en una atmósfera reducida durante aproximadamente 1 hora. Después de lo cual el material se puede triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima a
20 aproximadamente 492 nm.
Tabla 11: clorosilicato activado Eu2+ dopado con plomo comparado con clorosilicato activado Eu2+ sin plomo a 400 nm de longitud de onda de excitación
25
Compuesto dopado con plomo
Compuesto sin plomo
Pb0,25Sr3,75Si3O8C14: Eu
Sr4Si3O8C4: Eu
Densidad luminosa (%)
100,6 100
Longitud de onda (nm)
492 490
Los resultados obtenidos con respeto a silicatos dopados con cobre y/o plomo se muestran en la tabla 12.
Tabla 12: propiedades ópticas de algunos silicatos activos de tierra rara dopados con cobre y/o plomo excitable por luz ultravioleta de onda larga y/o por luz visible y su densidad luminosa en % a aproximadamente 400 nm longitud de onda de excitación Densidad luminosa a 400 nm de longitud de onda pico de excitación
Composición
Posible intervalo de excitación (nm) Densidad luminosa a 400 nm de excitación comparada con compuestos no dopados con cobre/plomo (%) Longitud de onda pico de materiales dopados con plomo/cobre (nm) longitud de onda pico de materiales sin plomo/cobre (nm)
P0,1Ba0,95Sr0,95Si0,998Ge0,002O4: Eu
360-470 101,3 527 525
Cu0,02(Ba,Sr,Ca,Zn)1,98SiO4: Eu
360-500 108,2 565 560
Cu0,05Sr1,7Ca0,25SiO4: Eu
360-470 104 592 588
Cu0,05Li0,002Sr1,5Ba0,448SiO4: Gd,Eu
360-470 102,5 557 555
Cu02Sr2Zn0,2Mg0,6Si2O7: Eu
360-450 101,5 467 465
Cu0,02Ba2,8Sr0,2Mg0,98Si2O8: Eu,Mn
360-420 100.8 440, 660 438, 660
Pb0,25Sr3,25Si3O8Cl4: Eu
360-470 100,6 49 490
C0,2Ba2,2Sr0,75Pb0,05Zn0 ,8Si2O8: Eu
360-430 100,8 448 445
Cu0,2Ba3Mg0,8Si1,99Ge0,01O8: Eu
360-430 101 444 440
Cu0,5Zn0,5Ba2Ge0,2Si1,8O7: Eu
360-420 102,5 435 433
Cu0,8Mg0,2Ba3Si2O8: Eu,Mn
360-430 103 438, 670 435, 670
Pb0,15Ba1,84Zn0,01Si0,99Zr0,01O4: Eu
360-500 101 512 510
Cu0,2Ba5Ca2,8Si4O16: Eu
360-470 101,8 495 491
Con antimoniatos dopados con plomo y/o cobre que tienen la fórmula(14)
a(M1O).b(M2'2O).c(M2X).d(Sb2O5).e(M3O).f(M4xOy) (14)
5
en la cual M1 puede ser Pb, Cu, y/o cualquier combinación de los mismos; M2 puede ser Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag, y/o cualquier combinación de los mismos; M3 puede ser Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn, y/o cualquier combinación de los mismos; M4 puede ser Bi, Sn, Sc, Y, La, Pr, Sm, Eu, Tb, Dy, Gd, y/o cualquier combinación de los mismos; X puede ser F, Cl, Br, J, y/o cualquier
10 combinación de los mismos; 0<a≤2; 0≤b≤2; 0≤c≤4; 0<d≤8; 0≤e≤8; 0≤f≤2; 1≤x≤2; y1≤y≤5.
Ejemplos de preparación
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (15)
15
Cu0,2Mg1,7Li0,2Sb2O7:Mn (15)
Materiales de partida: CuO, MgO, Li2O, Sb2O5, MnCO3, y/o cualquier combinación de los mismos.
20 Los materiales de partida en forma de óxidos se pueden mezclar en proporción estequiométrica junto con pequeñas cantidades de flujo. En a primera etapa la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 985° C al aire durante aproximadamente 2 horas. Después de precocer el material este se puede volver a triturar. En una segunda etapa la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente
25 1.200°C en una atmósfera que contiene oxígeno durante aproximadamente 8 horas. Después de lo cual el material se puede triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima a aproximadamente 626 nm.
Tabla 13: antimoniato dopado con cobre comparado con antimoniato sin cobre a 30 aproximadamente 400 nm de longitud de onda de excitación
Compuesto dopado con cobre
Compuesto sin cobre
Cu0,2Mg1,7Li0,2Sb2O7: Mn
Mg2Li0,2Sb2O7 : Mn
Densidad luminosa (%)
101,8 100
Longitud de onda (nm)
652 650
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (16)
Pb0,006Ca0,6Sr0,394Sb2O6 (16)
5
Materiales de partida: PbO, CaCO3, SrCO3, Sb2O5, y/o cualquier combinación de los mismos. Los materiales de partida en forma de óxidos y/o carbonates se pueden mezclar in proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo. En una primera etapa
10 la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 975° C al aire durante aproximadamente 2 horas. Después de precocer el material se puede volver a triturar. en una segunda etapa la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.175°C. al aire durante aproximadamente 4 horas y a continuación en una atmósfera que contiene oxígeno durante aproximadamente 4 horas. Después de lo cual el material se puede triturar,
15 lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima a aproximadamente 637 nm.
Tabla 14: antimoniato dopado con plomo comparado con antimoniato sin plomo a 400 nm longitud de onda de excitación
Compuesto dopado con plomo
Compuesto sin plomo
Pb0,006Ca0,6Sr0,394Sb2O6
Ca0,6Sr0,4Sb2O6
Densidad luminosa (%)
102 100
Longitud de onda (nm)
637 638
20
Los resultados obtenidos respecto de los antimoniatos dopados con cobre y/o plomo se muestran en la tabla 15.
Tabla 15: propiedades ópticas de algunos antimoniatos dopados con cobre y/o plomo excitable 25 por luz ultravioleta de onda larga y/o por luz visible y sur densidad luminosa en % a aproximadamente 400 nm de longitud de onda de excitación
Composición
Posible intervalo de excitación (nm) Densidad luminosa a 400 nm de excitación comparada con compuestos no dopados con cobre/plomo (%) Longitud de onda pico de materiales dopados con plomo/cobre (nm) longitud de onda pico de materiales sin plomo/cobre (nm)
Pb0,2Mg0,002Ca1,798Sb2O6F2: Mn
360-400 102 645 649
Cu0,15Ca1,845Sr0,005Sb1,998Si0,002O7: Mn
360-400 101,5 660 658
Cu0,2Mg1,7Li0,2Sb2O7: Mn
360-400 101,8 652 650
Cu0,2Pb0,01Ca0,79Sb1,98Nb0,.02O6: Mn
360-400 98.5 658 658
Cu0,01Ca1,99Sb1,9995V0,0005O7: Mn
360-400 100,5 660 657
Pb0,.006Ca0,6Sr0,394Sb2O6
360-400 102 637 638
Cu0,02Ca0,9Sr0,5Ba0,4Mg0,18Sb2O7
360-400 102,5 649 645
Pb0,198Mg0,004Ca1,798Sb2O6F2
360-400 101,8 628 630
Germanato dopado con plomo y/o cobre y/o germanatos-silicatos que tienen la fórmula(17)
5 a(M1O).b(M22O)c(M2X).d(GeO2).e(M3O).f(M42O3).g(M5oOp).h(M6xOy) (17)
en la cual M1 puede ser Pb, Cu, y/o cualquier combinación de los mismos; M2 puede ser Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag, y/o cualquier combinación de los mismos; M3 puede ser Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, y/o cualquier combinación de los mismos; M4 puede ser Sc, Y, B, Al, La, Ga, In, y/o
10 cualquier combinación de los mismos; M5 puede ser Si, Ti, Zr, Mn, V, Nb, Ta, W, Mo, y/o cualquier combinación de los mismos; M6 puede ser Bi, Sn, Pr, Sm, Eu, Gd, Dy, y/o cualquier combinación de los mismos X puede ser F, Cl, Br, I, y/o cualquier combinación de los mismos 0<a≤2; 0≤b≤2; 0≤c≤10; 0<d≤10; 0≤e≤14; 0≤f≤14; 0≤g≤10; 0≤h≤2; 1≤o≤2; 1≤p≤5; 1≤x≤2; y 1≤y≤5.
Ejemplo de preparación
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (18)
5 Pb0,004Ca1,99Zn0,006Ge0,8Si0,2O4:Mn (18)
Materiales de partida: PbO, CaCO3, ZnO, GeO2, SiO2, MnCO3, y/o cualquier combinación de los mismos. Los materiales de partida en forma de óxidos y/o carbonates se pueden mezclar in
10 proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo, NH4Cl. En una primera etapa la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.200° C en una atmósfera que contiene oxígeno durante aproximadamente 2 horas. A continuación, el material se puede volver a triturar. En una segunda etapa la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.200°C en atmósfera que contiene oxígeno
15 durante aproximadamente 2 horas. Después de lo cual el material se puede triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima a aproximadamente 655 nm.
Tabla 16: germanato activado Mn dopado con plomo comparado con germanato activado Mn 20 sin plomo a aproximadamente 400 nm de longitud de onda de excitación
Compuesto dopado con cobre
Compuesto sin cobre
Pb0,004Ca1,99Zn0,006Ge0,8Si0,2O4: Mn
Ca1,99Zn0,01Ge0,8Si0,2O4: Mn
Densidad luminosa (%)
101,5 100
Longitud de onda (nm)
655 657
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (19)
25 Cu0,46Sr0,54Ge0,6Si0,4O3:Mn (19)
Materiales de partida: CuO, SrCO3, GeO2, SiO2, MnCO3, y/o cualquier combinación de los mismos. Los materiales de partida en forma de óxidos y/o carbonates se pueden mezclar in 30 proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo, por ejemplo, NH4Cl. En
una primera etapa la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.100° C en una atmósfera que contiene oxígeno durante aproximadamente 2 horas. A continuación, el material se puede volver a triturar. En una segunda etapa la mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.180° C en una atmósfera que contiene
5 oxígeno durante aproximadamente 4 horas. Después de lo cual el material se puede triturar, lavar, secar y tamizar. El material luminiscente resultante puede tener una emisión máxima a aproximadamente 658 nm.
Tabla 17: germanato-silicato activado Mn dopado con cobre comparado con germanato-silicato 10 activado Mn sin cobre a 400 nm longitud de onda de excitación
Compuesto dopado con cobre
Compuesto sin cobre
Cu0,46Sr0,54Ge0,6Si0.4O3: Mn
SrGe0,6Si0,4O3: Mn
Densidad luminosa (%)
103 100
Longitud de onda (nm)
658 655
Tabla 18: propiedades ópticas de algunos germanatos-silicatos dopados con cobre y/o plomo 15 excitables por luz ultravioleta de onda larga y/o por luz visible y su densidad luminosa in % a aproximadamente 400 nm de longitud de onda de excitación
Composición
Posible intervalo de excitación (nm) Densidad luminosa a 400 nm de excitación comparada con compuestos no dopados con cobre/plomo (%) Longitud de onda pico de materiales dopados con plomo/cobre (nm) longitud de onda pico de materiales sin plomo/cobre (nm)
Pb0,004Ca1,99Zn0,006Ge0,8Si0,2O4: Mn
360-400 101,5 655 657
Pb0,002Sr0,954Ca1,044Ge0,93Si0,07O4: Mn
360-400 101,5 660 661
Cu0,46Sr0,54Ge0,6Si0,4O3: Mn
360-400 103 658 655
Cu0,002Sr0,998Ba0,99Ca0,01Si0,98Ge0,02O4: Eu
360-470 102 638 533
Cu1,45Mg2,655Ge9,4Si0,6O48: Mn
360-400 102 660 657
Cu1,2Mg26,8Ge8,9Si1,1O48: Mn
360-400 103,8 670 656
Cu4Mg20Zn4Ge5Si2,5O38F10: Mn
360-400 101,5 658 655
Pb0,001Ba0,849Zn0,05Sr1,1Ge0,04Si0,96O4 : Eu
360-470 101,8 550 545
Cu0,05Mg4,95GeO6F2: Mn
360-400 100,5 655 653
Cu0,05Mg3,95GeO5,5F: Mn
360-400 100,8 657 653
Fosfatos dopados con plomo y/o cobre que tienen la fórmula(20)
a(M1O).b(M22O).c(M2X).dP2O5.e(M3O).f(M42O3).g(M5O2).h(M6xOy) (20)
5
en la cual M1 puede ser Pb, Cu, y/o cualquier combinación de los mismos; M2 puede ser Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag, y/o cualquier combinación de los mismos; M3 puede ser Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn, y/o cualquier combinación de los mismos; M4 puede ser Sc, Y, B, Al, La, Ga, In, y/o cualquier combinación de los mismos; M5 puede ser Si, Ge, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta,
10 W, Mo, y/o cualquier combinación de los mismos; M6 puede ser Bi, Sn, Pr, Sm, Eu, Gd, Dy, Ce, Th, y/o cualquier combinación de los mismos, X puede ser F, Cl, Br, I, y/o cualquier combinación de los mismos; 0<a≤2; 0≤b≤12; 0≤c≤16; 0<d≤3; 0≤e≤5; 0≤f≤3; 0≤g≤2; 0<h≤2; 1≤x≤2; y1≤y≤5.
15 Ejemplos de preparación
Preparación de material luminiscente que tiene la fórmula (21)
Cu0,02Ca4,98(PO4)3Cl:Eu (21)
20 Materiales de partida: CuO, CaCO3, Ca3(PO4)2, CaCl2, Eu2O3, y/o cualquier combinación de los mismos,
Los materiales de partida en forma de óxidos, fosfatos, y/o carbonates y cloruros se pueden mezclar in proporciones estequiométricas junto con pequeñas cantidades de flujo. La 25 mezcla se puede cocer en un crisol de alúmina a aproximadamente 1.240° C en atmósfera reducida durante aproximadamente 2 horas. Después de lo cual el material se puede triturar,
lavar, secar y tamizar. A continuación el material luminiscente puede tener una emisión máxima a aproximadamente 450 nm.
Tabla 19: clorofosfato activado Eu2+ dopado con cobre comparado con clorofosfato activado Eu2+ sin cobre a aproximadamente 400 nm de longitud de onda de excitación
Compuesto dopado con cobre
Compuesto sin cobre
Cu0,02Ca4,98(PO4)3Cl: Eu
Ca5(PO4)3Cl: Eu
Densidad luminosa (%)
101,5 100
Longitud de onda (nm)
450 447
Tabla 20: fosfatos dopados con cobre y/o plomo excitables por luz ultravioleta de onda larga y/o por luz visible y su densidad luminosa en % a aproximadamente 400 nm de longitud de onda 10 de excitación
Composición
Posible intervalo de excitación (nm) Densidad luminosa a 400 nm de excitación comparada con compuestos no dopados con cobre/plomo (%) Longitud de onda pico de materiales dopados con plomo/cobre (nm) longitud de onda pico de materiales sin plomo/cobre (nm)
Cu0.02Sr4,98(PO4)3Cl: Eu
360 -410 101,5 450 447
Cu0,2Mg0,8BaP2O7: Eu, Mn
360 -400 102 638 635
Pb0,5Sr1,5P1,84B0,16O6,84: Eu
360 – 400 102 425 420
Cu0,5Mg0,5Ba2(P,Si)2O8: Eu
360 – 400 101 573 570
Cu0,5Sr9,5(P,B)6O24Cl2: Eu
360 – 410 102 460 456
Cu0,5Ba3Sr6,5P6O24(F,Cl)2: Eu
360 – 410 102 443 442
Cu0,05(Ca,Sr,Ba)4,95P3O12Cl: Eu, Mn
360 – 410 101,5 438, 641 432, 640
Pb0,1Ba2,9P2O8: Eu
360 – 400 103 421 419
Mientras tanto, el fósforo del dispositivo emisor de luz según la invención puede comprender productos químicos de tipo aluminato, silicato, antimoniato, germanato o fosfato y cualquier combinación de los mismos.
La figura 6 representa un espectro de emisión de la realización según la invención, en la cual se usa fósforo para el dispositivo emisor de luz. La realización puede tener un diodo emisor de luz con una longitud de onda de 405 nm y el fósforo, el cual es la mezcla de los múltiples compuestos químicos seleccionados en una relación apropiada. El fósforo puede estar compuesto por Cu0,05BaMg1,95Al16O27 : Eu que puede tener una longitud de onda pico a aproximadamente 451 nm, Cu0,03SruCa0.47SiO4 : Eu que puede tener una longitud de onda pico
Mn4+
a 586 nm, Pb0,006Ca0,6Sr0,394Sb2O6 : que puede tener una longitud de onda pico a aproximadamente 637 nm, Pb0,15Ba1,84Zn0,01Si0,99Zr0,01O4 : Eu que puede tener una longitud de onda pico a aproximadamente 512 nm, y Cu0,2Sr3,8Al14O25 : Eu que puede tener una longitud de onda pico a aproximadamente 494 nm.
En tal realización, parte de la luz inicial de emisión de aproximadamente 405 nm de longitud de onda procedente del diodo emisor de luz es absorbida por el fósforo, y se convierte en una segunda longitud de onda más larga. La primera y la segunda longitudes de onda se mezclan juntas y se produce la emisión deseada. Como se muestra en la figura 6, el dispositivo emisor de luz convierte la primera luz ultravioleta de 405 nm de longitud de onda en un amplio intervalo espectral de luz visible, es decir, luz blanca, y en ese momento la temperatura de color es de aproximadamente 3.000 K y el CRI es de aproximadamente 80 a aproximadamente 95.
La figura 7 es otro espectro de misión de la realización según la invención, en el cual se aplica fósforo para se aplica para el dispositivo emisor de luz. La realización puede tener un diodo emisor de luz con una longitud de onda de aproximadamente 450 nm y el fósforo, que es la mezcla de los múltiples compuestos químicos seleccionados en una relación apropiada..
El fósforo se compone de Cu0,05Sr1,7Ca0,25SiO4 : Eu que puede tener una longitud de onda pico a aproximadamente 592 nm, Pb0,1Ba0,95Sr0,95Si0,998Ge0,002O4 : Eu que puede tener una longitud de onda pico a aproximadamente 527 nm, y Cu0,05Li0,002Sr1,5Ba0,448SiO4 : Gd, Eu que puede tener una longitud de onda pico a aproximadamente 557 nm.
En tal realización, parte de la luz inicial de emisión de longitud de onda de 455 nm procedente del diodo emisor de luz es absorbida por el fósforo, y se convierte en una segunda longitud de onda más larga. La primera y la segunda longitudes de onda se mezclan juntas y se produce la emisión deseada. Como se muestra en la figura 7, el dispositivo emisor de luz convierte la primera luz azul de aproximadamente 455 nm de longitud de onda en un amplio intervalo espectral de luz visible, es decir, luz blanca, y en ese momento la temperatura de
color es de aproximadamente 4.000 K a aproximadamente 6.500 K y el CRI es de aproximadamente 86 a aproximadamente 93. El fósforo del dispositivo emisor de luz según la invención se puede aplicar mediante un único compuesto químico o una mezcla de una pluralidad de compuestos químicos simples 5 aparte de las realizaciones relativas a la figura 6 y la figura 7 explicadas anteriormente.
Según la descripción anterior, el dispositivo emisor de luz con un amplio intervalo de temperatura de color de aproximadamente 2.000 K o aproximadamente 8.000 K o aproximadamente 10.000 K y se puede realizar un índice de reproducción cromático superior de más de aproximadamente 90 usando los compuestos químicos dopados con plomo y/o
10 cobre que contienen elementos de tierra rara. Tal dispositivo emisor de luz de conversión de longitud de onda se puede aplicar a un teléfono portátil, agenda electrónica y dispositivos electrónicos tales como electrodomésticos, productos estéreos y productos de telecomunicación, y también para teclados personalizados de visualización y una aplicación de retroiluminación. Además, se puede aplicar al automóvil,
15 instrumentos médicos y productos de iluminación. Según la invención, también puede proporcionar un dispositivo emisor de luz de conversión de longitud de onda con estabilidad contra el agua, la humedad el vapor así como otros disolventes polares. En las realizaciones anteriormente descritas, se agrupan juntas diversas características
20 en una única realización con fines de racionalización de la descripción. El presente procedimiento de la invención no se ha de entender como que refleja la intención de que la invención reivindicada requiere más características de las expresamente expuestas en cada reivindicación De este modo las siguientes reivindicaciones se incorpora en consecuencia a la presente descripción detallada de realizaciones, refiriéndose cada reivindicación en sí a una
25 realización preferida de la invención.

Claims (15)

  1. Reivindicaciones
    1.-Dispositivo emisor de luz que comprende:
    -un sustrato, -una pluralidad de electrodos dispuestos sobre el sustrato, -un diodo emisor de luz configurado para emitir luz, estando el diodo emisor de luz
    dispuesto sobre uno de la pluralidad de electrodos -un fósforo configurado para cambiar una longitud de onda de la luz, cubriendo el fósforo sustancialmente al menos una parte 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 el cual el fósforo comprende un aluminato que contiene plomo y/o cobre, un silicato que contiene plomo y/o cobre, un antimoniato que contiene plomo y/o cobre, un germanato que contienen plomo y/o cobre, un germanato-silicato que contiene plomo o cobre, un fosfato que contiene plomo y/o cobre, o cualquier combinación de los mismos.
  2. 2.-Dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el cual el fósforo 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 cual M1 es Pb, Cu, o cualquier combinación de los mismos; 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, y/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≤2; 0≤b≤2; 0≤c≤2; 0<d≤8;
    0<e≤4; 0≤f≤3; 0≤g≤8; 0<h≤2; 1≤o≤2; 1≤p≤5; 1≤x≤2; y 1≤y≤5.
  3. 3.-Dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el cual el fósforo 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 cual M1 es Pb, Cu, o cualquier combinación de los mismos; 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, ó cualquier combinación de los mismos; 0<a≤4; 0≤b≤2; 0≤c≤2; 0≤d≤1; 0≤e≤1; 0≤f≤1;
    0≤g≤1;
    0<h≤2; 1≤x≤2; y 1≤y≤5.
  4. 4.-Dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el cual el fósforo incluye un compuesto que tiene la fórmula (5)
    a(M1O) . b(M2O) . c(Al2O3) . d(M22O3) . e(M4O2) . f(M5xOy) (5)
    en la cual M1 es Pb, Cu, o cualquier combinación de los mismos; 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≤1; 0≤b≤2; 0<c≤8; 0≤d≤1; 0≤e≤1; 0<f≤2; 1≤x≤2; y 1≤y≤5
  5. 5.-Dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el cual el fósforo 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 cual M1 es Pb, Cu, o cualquier combinación de los mismos; 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≤2; 0<b≤8; 0≤c≤4; 0≤d≤2; 0≤e≤2; 0≤f≤2; 0<g≤10; 0<h≤5; 1≤o≤2; 1≤p≤5; 1≤x≤2; y
    1≤y≤5.
  6. 6.-Dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el cual el fósforo incluye un compuesto que tiene la fórmula (14)
    a(M1O) . b(M2'2O) . c(M2X) . d(Sb2O5) . e(M3O) . f(M4xOy) (14)
    en la cual M1 es Pb, Cu, o cualquier combinación de los mismos; 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≤2; 0≤b≤2; 0≤c≤4; 0<d≤8; 0≤e≤8; 0≤f≤2; 1≤x≤2; y 1≤y≤5.
  7. 7.-Dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el cual el fósforo incluye un compuesto que tiene la fórmula (17)
    a(M1O) . b(M22O) . c(M2X) . d(GeO2) . e(M3O) . f(M42O3) . g(M5oOp) . h(M6xOy) (17)
    en la cual M1 es Pb, Cu, o cualquier combinación de los mismos; 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≤2; 0≤b≤2; 0≤c≤10; 0<d≤10; 0≤e≤14; 0≤f≤14; 0≤g≤10; 0≤h≤2; 1≤o≤2; 1≤p≤5; 1≤x≤2; y 1≤y≤5.
  8. 8.-Dispositivo emisor de luz según la reivindicación 1, en el cual el fósforo 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 cual M1 es Pb, Cu, o cualquier combinación de los mismos; 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 puede ser F, Cl, Br, I, o cualquier combinación de los mismos; 0<a≤2; 0≤b≤12; 0≤c≤16; 0<d≤3; 0≤e≤5; 0≤f≤3; 0≤g≤2; 0<h≤2; 1≤x≤2; y 1≤y≤5.
  9. 9.-Dispositivo emisor de luz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual el fósforo incluye uno o más compuestos simples o cualquier combinación de los mismos.
  10. 10.-Dispositivo emisor de luz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 que comprende, además, un material de estanqueidad configurado para cubrir el diodo emisor de luz y el fósforo.
  11. 11.-Dispositivo emisor de luz según la reivindicación 10, en el cual el fósforo se distribuye en el material de estanqueidad.
  12. 12.-Dispositivo emisor de luz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el cual el fósforo se mezcla con un material endurecedor.
  13. 13.-Dispositivo emisor de luz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el cual el diodo emisor de luz comprende una pluralidad de diodos emisores de luz.
  14. 14.-Dispositivo emisor de luz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende, además, pasta eléctricamente conductora dispuesta entre el diodo emisor de luz y uno de la pluralidad de electrodos.
  15. 15.-Dispositivo emisor de luz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende, además, un reflector configurado para reflejar la luz procedente del diodo emisor de luz.
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