ES2629079T3 - Disposición de emisión de luz con espectro de salida adaptado - Google Patents

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Abstract

Una disposición (100) de emisión de luz adaptada para producir luz de salida, que comprende: al menos un elemento (102) emisor de luz azul adaptado para emitir luz que tiene un pico de emisión en un primer rango de longitud de onda de 440 a 460 nm; al menos un elemento (101) emisor de luz azul profundo adaptado para emitir luz que tiene un pico de emisión en un segundo rango de longitud de onda de 400 a 440 nm; caracterizado por al menos un material (104) de conversión de longitud de onda de banda estrecha dispuesto para recibir la luz emitida por dicho elemento luminescente de color azul profundo, en el que el material de conversión de longitud de onda de banda estrecha está adaptado para emitir luz con un máximo medio de anchura completa (FWHM) de menos de 50 nm; y al menos un material (105) de conversión de longitud de onda de banda ancha dispuesto para recibir luz emitida por al menos uno de dicho elemento de emisión de luz azul y dicho elemento de emisión de luz azul profundo, en el que el material de conversión de longitud de onda de banda ancha está adaptado para emitir luz con un máximo medio de anchura completa (FWHM) de 50 nm o más.

Description

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DESCRIPCION
Disposicion de emision de luz con espectro de salida adaptado Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a disposiciones de emision de luz adaptados para producir espectros de salida que tienen composicion espectral deseable, y un dispositivo de iluminacion y un proyector que comprende dichas disposiciones de emision de luz.
Antecedentes de la invencion
Las fuentes de luz o dispositivos de iluminacion que consisten en diodos emisores de luz (LED) son cada vez mas utilizados para reemplazar fuentes de luz convencionales tales como lamparas incandescentes y fuentes de luz fluorescente. Los LED ofrecen muchas ventajas en comparacion con las fuentes de luz convencionales, especialmente cuando se trata de la eficiencia de conversion de luz. Sin embargo, una desventaja es que los LED generan luz en una banda espectral relativamente estrecha.
En el documento WO 2010/052640 se describe un dispositivo de iluminacion en el que se combinan un LED azul, un fosforo de conversion de azul a verde y un LED rojo para proporcionar luz blanca que produce una alta saturacion de color rojo. Dicho dispositivo puede ser utilizado, por ejemplo, para mejorar la percepcion del color de los alimentos en los entornos minoristas.
Sin embargo, aunque la luz se percibe como luz blanca y tiene un buen rendimiento cromatico, todavfa existe la necesidad de proporcionar una disposicion de emision de luz mas pequena capaz de proporcionar una saturacion deseada de rojo y/o verde, y que sea adecuada para aplicaciones de iluminacion acentuada y dispositivos de iluminacion que se pueden montar en espacios relativamente estrechos.
El documento US 2012/0161170 A1 describe una disposicion de emision de luz de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
Resumen de la invencion
Un objeto de la presente invencion es proporcionar una disposicion de emision de luz blanca que tenga un buen rendimiento de rojo y/o verde y que sea capaz de proporcionar una saturacion mejorada de rojo y/o verde.
Es tambien un objeto de la presente invencion proporcionar una disposicion de emision de luz que sea relativamente pequena para permitir un angulo de haz relativamente pequeno adecuado para iluminacion acentuada, por ejemplo, en entornos comerciales, y para permitir un dispositivo de iluminacion que pueda disponerse en espacios relativamente pequenos o estrechos.
De acuerdo con un primer aspecto de la invencion, estos y otros objetos se consiguen mediante una disposicion de emision de luz adaptada para producir luz de salida, que comprende al menos un elemento de emision de luz azul adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en una primera longitud de onda de 440 a 460 nm y por lo menos un elemento azul intenso de iluminacion adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un segundo rango de longitud de onda de 400 a 440 nm. La disposicion de emision de luz tambien comprende al menos un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha que esta dispuesto para recibir luz emitida por el elemento de emision de luz azul profundo y al menos un material de conversion de longitud de onda de banda ancha que esta dispuesto para recibir luz emitida por al menos uno del elemento de emision de luz azul y el al menos un elemento de emision de luz azul profundo. Los materiales que convierten la longitud de onda tambien pueden denominarse "fosforos".
De acuerdo con un segundo aspecto, los objetivos anteriores se consiguen mediante un dispositivo de iluminacion que comprende una pluralidad de disposiciones de emision de luz segun el primer aspecto, en el que la pluralidad de disposiciones de emision de luz se dispone consecutivamente a lo largo de una direccion longitudinal del dispositivo de iluminacion. Cada una de las disposiciones de emision de luz comprende un elemento de emision de luz azul profundo, un elemento de emision de luz azul, un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha y un material de conversion de longitud de onda de banda ancha segun el primer aspecto.
De acuerdo con un tercer aspecto, los objetivos anteriores se consiguen mediante un proyector que comprende al menos una disposicion de emision de luz segun el primer aspecto.
Tal como se usa en el presente documento, el termino "elemento de emision de luz" se utiliza para definir cualquier dispositivo o elemento que sea capaz de emitir radiacion en, por ejemplo, la region visible, la region infrarroja y/o la region ultravioleta cuando se activa, por ejemplo aplicando una diferencia de potencial a traves del mismo o pasando una corriente a traves del mismo. Cada elemento de emision de luz tiene al menos una fuente de luz. Ejemplos de
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fuentes de luz incluyen diodos emisores de luz (LED) semiconductors, organicos o poUmeros/polimericos (diodos laser), diodos laser o cualquier otro dispositivo similar que pueda ser facilmente entendido por un experto en la tecnica. Ademas, el termino “elemento de emision de luz” se puede usar para definir una combinacion de la fuente de luz espedfica que emite la radiacion en combinacion con una carcasa o paquete dentro del cual se colocan la o las fuentes de luz espedficas. Por ejemplo, el termino elemento de emision de luz puede comprender un cubo de LED desnudo dispuesto dentro de una carcasa, o un conjunto de elementos de LED, que tambien se puede denominar paquete de LED.
Tal como se utiliza en el presente documento, "azul profundo" o "azul de longitud de onda corta" denota luz azul que tiene un pico de emision en el rango de longitud de onda de 400 a 440 nm. Ademas, “azul”, "azul regular", "azul normal", o "azul estandar" se refiere generalmente a luz que tiene una longitud de onda pico en el rango de 440 a 460 nm.
El material de conversion de longitud de onda de banda estrecha usado en la disposicion segun la invencion puede ser cualquier material de conversion de longitud de onda conocido en la tecnica que tenga una absorcion en el rango de 400 a 440 nm, preferiblemente cercano al maximo de emision del elemento de emision de luz azul profundo y un espectro de emision estrecho con un maximo de ancho medio completo (FWHM) inferior a 50 nm, tal como menos de 20 nm, y por ejemplo aproximadamente 15 nm.
El material de longitud de onda de banda ancha utilizado en la disposicion segun la invencion puede ser cualquier material de conversion de longitud de onda conocido en la tecnica que tenga un espectro de emision con un FWHM de 50 nm o mas, por ejemplo aproximadamente 90 nm. Por lo tanto, los terminos "banda estrecha" y "banda ancha" se refieren a la anchura de banda del espectro de emision de los materiales de conversion de longitud de onda.
Los elementos emisores de luz azul profundo, los elementos emisores de luz azules estandar y los materiales de conversion de longitud de onda de banda estrecha y de banda ancha pueden disponerse sobre un sustrato utilizando por ejemplo una tecnologfa de chips sobre tarjetas. Esto es ventajoso porque puede eliminarse la necesidad de utilizar una camara de mezcla y/o un fosforo remoto, lo que permite una disposicion de emision de luz relativamente pequena. Dicha disposicion de emision de luz puede ser utilizada, por ejemplo, para proporcionar dispositivos de iluminacion relativamente pequenos y focos que tengan un angulo de haz relativamente pequeno.
Ademas, el elemento de emision de luz azul estandar y el elemento de emision de luz azul profundo pueden ser accionados electricamente por un unico accionador de canal comun. Esto es ventajoso con respecto a los dispositivos emisores de luz que utilizan por ejemplo LED rojos directos que requieren un controlador multicanal. De este modo se puede eliminar la necesidad de controladores multicanal, lo que permite una reduccion del coste de fabricacion.
El tamano relativamente pequeno de la disposicion de emision de luz tambien permite modulos lineales, es decir, dispositivos de iluminacion que comprenden un soporte con una serie de dispositivos de emision de luz dispuestos consecutivamente, que pueden montarse en espacios relativamente estrechos, tales como por ejemplo, maineles y congeladores, enfriadores y estantes, por ejemplo en entornos de venta de alimentos al por menor donde la percepcion del color es de gran interes. La disposicion de emision de luz puede estar dispuesta tambien relativamente cerca una de otra, lo que permite ventajosamente una emision de luz relativamente homogenea.
El tamano relativamente pequeno de la disposicion de emision de luz permite ademas que un proyector proporcione una iluminacion de punto de haz relativamente estrecha adecuada para, por ejemplo, iluminacion acentuada.
Combinando un material de conversion de longitud de onda de banda ancha con un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha, se puede variar la composicion del espectro total de salida para conseguir una temperatura de color deseada y rendimiento de luz emitida por la disposicion de emision de luz. Por ejemplo, se puede variar el espesor de una capa de material de conversion de longitud de onda y/o la cantidad o porcion de la luz emitida que se recibe por el material de conversion de longitud de onda de banda ancha y el material de conversion de longitud de onda de banda estrecha, respectivamente, espectro de salida total, produciendo de este modo luz que tiene el rendimiento y saturacion cromatica deseados.
En las realizaciones de la presente invencion, el al menos un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha es un fosforo rojo de banda estrecha que esta adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitudes de onda rojas.
En un estudio, los presentes inventores encontraron que al combinar luz azul con una cierta cantidad de luz azul profunda parcialmente convertida por el fosforo rojo de banda estrecha, se puede lograr una excelente reproduccion en rojo. Por lo tanto, la presente invencion se basa en la realizacion de que al anadir una cierta cantidad de azul de longitud de onda corta, lo que ventajosamente permite una excitacion eficaz del fosforo rojo de banda estrecha convirtiendo al menos parte de la longitud de onda corta azul en rojo, se puede conseguir una excelente representacion en rojo. Por lo tanto, la presente invencion proporciona una disposicion de emision de luz que puede usarse para mostrar, por ejemplo carne en un supermercado con una representacion muy saturada de color rojo.
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Ademas, se ha establecido que un objeto aparece mas blanco si aparece ligeramente cromatico con un tinte azul. Por lo tanto, un color azulado se percibe como mas blanco que un punto de color que se encuentra en la lmea de cuerpo negro (BBL). Por lo tanto, es posible obtener una luz blanca "mtida" ajustando el punto de color de una fuente de luz por debajo de la BBL mediante la adicion de azul profundo. El azul profundo puede proporcionarse dejando que una porcion de la luz emitida por el elemento de emision de luz azul profundo pase por el fosforo rojo de banda estrecha o pase a traves de el, formando parte del espectro de salida total. Por lo tanto, se proporciona una representacion blanca excelente, o blanco "nftido", que tiene una alta saturacion de color rojo.
En realizaciones de la presente invencion, el al menos un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha es un fosforo verde de banda estrecha que esta adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitud de onda verde. El fosforo verde de banda estrecha puede proporcionar una emision relativamente baja en el rango de longitudes de onda amarillas, lo que ha demostrado mejorar la percepcion del verde altamente saturado. Mediante la adicion de una porcion de azul profundo al espectro de salida total como se ha descrito anteriormente, se proporciona un blanco " nftido" que tiene una alta saturacion de color verde.
En las realizaciones de la presente invencion, el por lo menos un material de conversion de longitud de onda de banda ancha es un fosforo verde de banda ancha adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitud de onda verde, un fosforo de banda ancha verde-amarillo o amarillo adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitudes de onda verde-amarillo o amarillo, o un fosforo rojo de banda ancha adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitudes de onda rojas.
El fosforo verde o amarillo de banda ancha, por ejemplo se puede combinar con el fosforo rojo de banda estrecha para proporcionar una luz de salida blanca que tiene buena representacion de rojo y/o verde saturado. Alternativamente, el fosforo rojo de banda ancha puede combinarse con el fosforo verde de banda estrecha para conseguir una luz blanca que tenga buena reproduccion en rojo y/o verde. La porcion de luz azul y luz azul profunda convertida por el fosforo se puede variar para ajustar el espectro de salida total y, de este modo, producir luz que tiene la representacion y saturacion de color deseadas.
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, al menos una parte de la luz emitida por al menos uno de al menos un elemento de emision de luz azul profundo y el al menos un elemento de emision de luz azul no es convertido por el material de conversion de longitud de onda de banda estrecha y/o material de conversion de longitud de onda de banda ancha. En su lugar, esta luz puede formar parte del espectro total de salida, cuya composicion ventajosamente puede variarse y sintonizarse para conseguir la luz de salida deseada. El espectro de salida total puede sintonizarse, por ejemplo variando la relacion de la cantidad de luz azul profunda que es convertida por el material de conversion de longitud de onda de banda estrecha y la cantidad de luz azul profunda que no es convertida. De forma similar, la relacion entre la cantidad de luz azul estandar que es convertida por el material de conversion de longitud de onda de banda ancha y la cantidad de luz azul estandar que no es convertida se puede variar para ajustar la composicion del espectro de salida total.
En realizaciones de la presente invencion, al menos una parte del por lo menos un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha se proporciona sobre al menos un elemento de emision de luz azul profundo. Adicionalmente, o alternativamente, al menos una parte del material de conversion de longitud de onda de banda ancha se proporciona sobre al menos un elemento azul y/o al menos un elemento de emision de luz azul profundo. La banda estrecha y/o el material de conversion de longitud de onda de banda ancha se pueden proporcionar tfpicamente como una capa que cubre al menos una porcion de un elemento de emision de luz. Alternativamente, la banda estrecha y/o el material de conversion de longitud de onda de banda ancha pueden estar contenidos en un encapsulante que rodea al elemento de emision de luz.
De acuerdo con una realizacion, al menos un material de conversion del al menos uno de banda estrecha y el al menos uno de banda ancha de longitud de onda esta dispuesto remotamente a partir del al menos un elemento de emision de luz azul profundo.
En realizaciones de la presente invencion, el fosforo rojo de banda estrecha comprende los elementos Mg, O, Ge y, opcionalmente, Mn como dopantes. Por ejemplo, el fosforo rojo de banda estrecha puede ser un fosforo MGM. En otras realizaciones, el fosforo verde de banda estrecha puede comprender los elementos Si, Al, O y N.
Un fosforo verde o amarillo de banda ancha puede comprender al menos algunos de los elementos Lu, Y, Al y O, y tfpicamente tambien Ce como dopantes. Por ejemplo, el fosforo de banda ancha verde o amarillo puede ser LuAG: Ce o YAG: Ce.
Se observa que la invencion se refiere a todas las posibles combinaciones de caractensticas citadas en las reivindicaciones.
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Breve descripcion de los dibujos
Este y otros aspectos de la presente invencion se describiran ahora con mas detalle, con referencia a los dibujos adjuntos que muestran las realizaciones de la invencion.
La Fig. 1 es una vista lateral esquematica de una disposicion de emision de luz segun realizaciones de la invencion.
La Fig. 2 es una vista lateral esquematica de una disposicion de emision de luz de acuerdo con otra realizacion de la invencion.
La Fig. 3 es una vista superior esquematica de una disposicion de emision de luz de acuerdo con otra realizacion de la invencion.
La Fig. 4 es una vista lateral esquematica de una disposicion de emision de luz de acuerdo con otra realizacion de la invencion.
La Fig. 5 es una vista en perspectiva esquematica de un dispositivo de iluminacion segun realizaciones de la presente invencion.
Las Figs. 6 y 7 son graficos que ilustran el espectro de emision registrado para una disposicion de emision de luz segun realizaciones de la invencion.
Tal como se ilustra en las figuras, los tamanos de capas y regiones se exageran con fines ilustrativos y, por lo tanto, se proporcionan para ilustrar las estructuras generales de realizaciones de la presente invencion. Los numeros de referencia similares se refieren a elementos similares en todo el texto.
Descripcion detallada
La presente invencion se describira ahora de forma mas completa con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran las realizaciones actualmente preferidas de la invencion. Esta invencion, sin embargo, puede ser incorporada en muchas formas diferentes y no debe ser interpretada como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento; mas bien, estas realizaciones se proporcionan para la exhaustividad y completitud, y transmiten completamente el alcance de la invencion al experto en la materia.
La figura 1 ilustra una realizacion de la presente invencion en forma de una disposicion 100 de emision de luz que puede formar parte de, por ejemplo, un dispositivo de iluminacion o un proyector. El dispositivo de iluminacion y el proyector tambien pueden estar equipados con electronica de accionamiento, etc., tal como se aprecia por un experto en la materia. La disposicion 100 de emision de luz comprende un elemento 102 emisor de luz azul y un elemento 101 emisor de luz azul profundo dispuesto sobre un sustrato 103. El elemento 102 emisor de luz azul, aqrn un primer diodo emisor de luz (LED), esta adaptado para emitir luz en el rango de longitud de onda azul estandar, en particular de 440 a 460 nm, mientras que el elemento 101 emisor de luz azul profundo, aqrn un segundo LED, esta adaptado para emitir luz en el rango de longitud de onda azul profundo, es decir de 400 a 440 nm. Un material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha, tal como un fosforo rojo de banda estrecha, esta dispuesto en el segundo LED 101 azul profundo, y un material 105 de conversion de longitud de onda de banda ancha, tal como por ejemplo, un fosforo verde de banda ancha, esta dispuesto sobre el elemento 102 emisor de luz azul. Sin embargo, se apreciara que el material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha puede ser un fosforo verde de banda estrecha y que el material 105 de conversion de longitud de onda de banda ancha puede ser un fosforo rojo de banda ancha.
El fosforo 104 rojo de banda estrecha esta adaptado para convertir al menos parte de la luz emitida por el LED 101 azul profundo en luz de longitudes de onda mas largas, tipicamente del rango espectral rojo dentro del rango de, por ejemplo 600 a 700 nm, y con un maximo de, por ejemplo 660 nm. Ademas, el fosforo 105 verde de banda ancha convierte al menos parte de la luz emitida por el lEd 102 azul estandar en luz de, por ejemplo el rango espectral verde. Durante el funcionamiento, la luz emitida desde los LED 101, 102 azules y/o azules profundos sera al menos parcialmente convertida por el fosforo 104, 105 verde de banda estrecha y/o rojo de banda ancha para producir una combinacion resultante que se percibe como blanca. La luz emitida por el LED 101 azul profundo sera al menos parcialmente convertida por el fosforo 104 rojo de banda estrecha y proporcionara asf una contribucion espectral a la salida de luz total desde la disposicion de emision de luz en forma de un pico de emision en el rango de longitud de onda desde 600 nm a 700 nm, tal como aproximadamente 660 nm. Por lo tanto, la disposicion 100 de emision de luz puede producir luz de salida blanca que tiene un pico de emision adicional alrededor de por ejemplo 660 nm. Ademas, al menos parte de la luz azul profundo emitida por el LED 101 azul profundo puede pasar el fosforo 104 rojo de banda estrecha, o fugas, de modo que una parte de la luz azul profundo, que no es convertido por el fosforo 104 rojo de banda estrecha, forma parte del espectro de salida total.
El sustrato 103 puede ser o formar parte de cualquier estructura de soporte ffsica y/o funcional adecuada, que incluye una placa de circuito impreso (PCB). El sustrato 103 puede llevar medios para la conexion electrica
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requerida para los elementos 101, 102 emisores de luz, tal como un controlador de canal. Opcionalmente, partes del sustrato 103 pueden ser reflectantes.
El fosforo 104 rojo de banda estrecha puede comprender los elementos Mg, O y Mn, tambien denominados MGM. ^picamente, un material MGM comprende los compuestos MgO, GeO2 y MnO. Adicionalmente, el material MGM puede comprender elementos adicionales, tales como Ge, F y/o Sn. Un ejemplo de un material de fosforo rojo de banda estrecha es Mg4GeO5.5F:Mn. Otro ejemplo, en el que el fluor no esta presente, es Mg4GeO6:Mn. Sin embargo, las relaciones estequiometricas entre los elementos difieren entre los materiales MGM suministrados por diferentes fabricantes.
En el caso de que el material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha sea un fosforo verde de banda estrecha, puede comprender los elementos Si, Al, O y N, formando por ejemplo beta-siAlON.
El material 105 de conversion de longitud de onda de banda ancha puede, por ejemplo, ser un fosforo verde que comprende los elementos Lu, Al y O, y opcionalmente Ce y/o Y como dopantes. Por ejemplo, el fosforo verde de banda ancha puede ser LuAG:Ce o LuYAG:Ce, en el que parte de los iones Lu se sustituye por Ce y/o Y, respectivamente.
Ejemplos de materiales de fosforo que emiten luz roja pueden incluir, pero no se limitan a, ECAS (Ca-i-xAlSiNa: Eux, en donde 0<x<1, preferiblemente 0<x<0,2, y en donde el dopante puede comprender adicionalmente Sr) y BSSN (Ba2-x-zMxSi5-yAlyN8-yOy:Euz en la que M representa Sr o Ca, 0<x<1, 0<y<4 y 0,0005<z<0,05 y preferiblemente 0<x<0,2).
La figura 2 muestra una realizacion de la invencion, en la que una disposicion 100 de emision de luz comprende un elemento de emision de luz azul profundo, aqrn un LED 101 azul profundo y un elemento de emision de luz azul estandar, aqrn un LED 102 azul estandar el LED 101 azul profundo esta adaptado para emitir luz azul profunda del rango de longitud de onda de 400 a 440 nm. El LED 102 azul estandar esta adaptado para emitir luz del rango de longitud de onda de 440 a 460 nm. De acuerdo con esta realizacion, el material 105 de conversion de longitud de onda de banda ancha, por ejemplo un fosforo verde, esta dispuesto sobre el elemento 102 emisor de luz azul para recibir y convertir al menos parte de la luz emitida el LED azul estandar. En contraste con la realizacion descrita anteriormente con referencia a la figura 1, el material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha esta dispuesto remotamente desde ambos LED 101, 102. El material 104 de conversion de longitud de onda puede denominarse "fosforo remoto" o estar en "configuracion remota". El material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha puede ser autoportante y puede proporcionarse en la forma de una pelfcula, una lamina, una placa, disco o similar. Aunque no se muestra en la figura 2, el material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha puede estar soportado por una o mas paredes laterales que rodean a los elementos 101, 102 emisores de luz de tal manera que el material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha pueda formar una tapa o ventana. Se apreciara que tambien son posibles otras configuraciones, donde por ejemplo el material 105 de conversion de longitud de onda de banda ancha es un fosforo remoto, mientras que el material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha esta dispuesto sobre el LED 101 azul profundo. Adicionalmente, o alternativamente, el material 104, 105 de conversion de longitud de onda de banda estrecha y el de conversion de longitud de onda de banda ancha, pueden estar ambos en configuracion remota, opcionalmente mezclados o contenido en una unica capa de elemento de conversion de longitud de onda para formar un elemento 104luminoso remoto comun. Un material 104, 105 de conversion de longitud de onda, que esta dispuesto en una configuracion remota no excluye necesariamente el mismo fosforo de estar al mismo tiempo tambien dispuesto por ejemplo sobre el elemento 102 emisor de luz azul y/o el elemento 101 emisor de luz azul profundo.
Tfpicamente, el fosforo 104 rojo de banda estrecha esta adaptado para convertir al menos una parte de la luz azul profunda en luz de longitudes de onda mas largas, tal como luz que tiene un pico de emision dentro del rango de 600 a 700 nm, por ejemplo aproximadamente 660 nm. Por consiguiente, el fosforo 105 verde de banda ancha esta adaptado para convertir al menos una parte de la luz azul estandar en luz de un rango espectral verde de modo que la combinacion resultante de luz azul, luz verde y luz roja se percibe como blanca. De este modo, la luz emitida por el LED 101 azul profundo es recibida por el fosforo 104 rojo de banda estrecha y es parcialmente convertida, mientras que la luz emitida por el LED 102 azul estandar es al menos parcialmente convertida por el fosforo 105 verde y luego transmitida sustancialmente por el fosforo 104 rojo de banda estrecha. Al menos parte de la luz azul profunda y/o luz azul estandar emitida por los elementos 101, 102 emisores de luz puede formar parte de la luz de salida resultante sin ser convertida por los materiales 104, 105 convertidores de longitud de onda de banda estrecha y/o banda ancha.
Con referencia a la figura 3, se muestra una vista desde arriba de una disposicion 100 de emision de luz que comprende una pluralidad de diodos 101, 102 emisores de luz, aqrn 20 lEd individuales dispuestos sobre un sustrato o soporte 103. La disposicion comprende una pluralidad de LED 102 azul estandar adaptados para emitir luz que tiene un pico de emision en un primer rango de longitudes de onda de 440 a 460 nm y una pluralidad de LED 101 azules profundos adaptados para emitir luz que tiene un pico de emision en un segundo rango de longitudes de onda desde 400 a 440 nm. Un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha, tal como un fosforo rojo de banda estrecha (no mostrado) puede estar dispuesto para cubrir al menos parcialmente uno o varios de los
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LED 101 azules profundos, mientras que un material de conversion de longitud de onda de banda ancha, puede estar cubriendo al menos una parte de al menos uno de los LED 102 azul estandar. Alternativamente, o adicionalmente, una capa que comprende el fosforo verde de banda ancha y/o el fosforo rojo de banda estrecha puede estar dispuesta de manera que el fosforo verde de banda ancha y/o el fosforo rojo de banda estrecha pueden disponerse directamente sobre los LED 101, 102, es decir, aplicados en contacto directo con los LED 101, 102, o en configuracion remota.
Se apreciara que el material de conversion de longitud de onda de banda estrecha puede ser un fosforo verde o amarillo de banda estrecha y el material de conversion de longitud de onda de banda ancha un fosforo rojo de banda ancha.
La figura 4 ilustra otra realizacion de una disposicion 100 de emision de luz que comprende una placa 103 de circuito impreso (PCB) sobre la cual una pluralidad de elementos 101 emisores de luz azul profundo estan dispuestos de cerca junto con una serie de elementos 102 emisores de luz azules estandar. Un fosforo 104 de banda estrecha, por ejemplo un fosforo verde de banda estrecha, esta dispuesto sobre los elementos 101 emisores de luz azul profundo para convertir al menos parte de la luz emitida por los elementos 101 emisores de luz azul profundo en luz que tiene un pico de longitud de onda, por ejemplo el rango verde. Ademas, una composicion que comprende un fosforo 105 de banda ancha, por ejemplo un fosforo rojo de banda ancha, esta dispuesto de tal manera que cubre al menos parcialmente la PCB 103 del dispositivo 100 emisor de luz y al menos parcialmente encierra los elementos 101 emisores de luz de color azul profundo y los elementos 102 de emision de luz estandar azul con el fin de convertir al menos una porcion de la luz azul estandar emitida en luz que tiene una longitud de onda pico, por ejemplo en el rango rojo. La composicion que comprende el fosforo 105 de banda ancha puede ser aplicada, por ejemplo, por moldeo. Al menos parte de la luz azul estandar y/o de la luz azul profundo emitida por los elementos 101, 102 emisores de luz puede ser emitida, o filtrada, desde la disposicion 100 de emision de luz sin convertirse y puede formar parte de la luz de salida la cual, por ejemplo, puede usarse para la iluminacion de, por ejemplo, alimentos. En las realizaciones de la invencion, la composicion que comprende el fosforo 105 de banda ancha puede opcionalmente comprender tambien el fosforo 104 de banda estrecha, en cuyo caso no es necesario disponer una capa separada de fosforo de banda estrecha directamente sobre los elementos 101 ya que la luz emitida por los elementos 101 emisores de luz azul profundo puede ser recibida por el fosforo 104 de banda estrecha.
La figura 5 ilustra un dispositivo 120 de iluminacion que comprende una pluralidad de disposiciones 100 de emision de luz de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas con referencia a las figuras 1 a 4. Las disposiciones 100 de emision de luz estan dispuestas consecutivamente a lo largo de una direccion de longitud de un soporte 110 del dispositivo de iluminacion, y en el que cada una de las disposiciones 100 de emision de luz comprende el elemento 101 emisor de luz azul profundo, el elemento 102 emisor de luz azul, el material 104 de conversion de longitud de onda de banda estrecha y el material 105 de conversion de longitud de onda de banda ancha.
Los inventores han encontrado que la composicion espectral de los espectros de salida, que, por ejemplo, puede determinarse por la relacion de la luz emitida por los elementos emisores de luz azul estandar y la luz emitida por los elementos emisores de luz azul intenso, la proporcion del area cubierta por el fosforo de banda ancha verde y/o rojo y el area cubierta por el fosforo 104, 105 rojo y/o verde de banda estrecha y el espesor del fosforo respectivo, se pueden ajustar de modo que se consiga una iluminacion deseada de, por ejemplo, alimentos. Segun un ejemplo, la luz de salida producida por la disposicion de emision de luz puede ajustarse a una temperatura de color correlacionada (CCT) dentro del rango de 6500 a 8000 K, lo que ha demostrado mejorar la percepcion de la carne iluminada. En otro ejemplo, la luz de salida puede estar provista de un (CCT) dentro del rango de 2500 a 4500 K, lo que puede mejorar la percepcion de fruta fresca que esta iluminada con la disposicion de emision de luz.
La Figura 6 ilustra un ejemplo de un espectro blanco de un estudio en el que se evaluo el aspecto visual de la carne exhibida, iluminada con una disposicion de emision de luz de acuerdo con una realizacion de la invencion. En este ejemplo, la temperatura de color correlacionada global (CCT) se sintonizo a 7500 K. Durante el ensayo, se encontro que el mejor resultado visual se logro mediante una saturacion de color rojo alto, representada por un pico a aproximadamente 660 nm en el espectro de la figura 6, con una excelente representacion blanca. El punto de color se sintonizo por debajo de la lmea de cuerpo negro (BBL).
La figura 7 ilustra un ejemplo de un espectro blanco de un estudio similar al estudio descrito con referencia a la figura 6; sin embargo, se evaluo el aspecto visual de la fruta fresca iluminada por el dispositivo de ensayo. En este ejemplo, el CCT de la luz emitida por la disposicion de prueba se sintonizo a 3000 K. La intensidad de la luz roja y verde emitida por el respectivo fosforo 104 rojo de banda estrecha y el fosforo 105 verde de banda ancha se combino con luz azul en la luz espectro de la figura 7, que resulto que representaba el resultado visualmente mas atractivo. El pico a 660 nm del grafico representa la contribucion de la luz convertida por el fosforo 104 rojo de banda estrecha.
Por lo tanto, la disposicion de emision de luz blanca de acuerdo con la presente invencion proporciona una interpretacion excelente de rojo y/o verde, con una saturacion mejorada de rojo y/o verde. Ademas, la disposicion de emision de luz es relativamente pequena y, por lo tanto, adecuada para la iluminacion acentuada de, por ejemplo, alimentos y dispositivos de iluminacion que se pueden disponer en espacios relativamente pequenos o estrechos.
El experto en la tecnica comprende que la presente invencion no se limita en modo alguno a las realizaciones preferidas descritas anteriormente. Por el contrario, son posibles muchas modificaciones y variaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
5 Ademas, variaciones de las realizaciones descritas pueden ser comprendidas y realizadas por el experto en la tecnica en la practica de la invencion reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgacion y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artfculo indefinido "uno" o "una" no excluye una pluralidad. El mero hecho de que ciertas medidas se citen en reivindicaciones diferentes mutuamente dependientes no indica que no pueda utilizarse ventajosamente una 10 combinacion de estas medidas.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una disposicion (100) de emision de luz adaptada para producir luz de salida, que comprende:
    al menos un elemento (102) emisor de luz azul adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un primer rango de longitud de onda de 440 a 460 nm;
    al menos un elemento (101) emisor de luz azul profundo adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un segundo rango de longitud de onda de 400 a 440 nm;
    caracterizado por al menos un material (104) de conversion de longitud de onda de banda estrecha dispuesto para recibir la luz emitida por dicho elemento luminescente de color azul profundo, en el que el material de conversion de longitud de onda de banda estrecha esta adaptado para emitir luz con un maximo medio de anchura completa (FWHM) de menos de 50 nm; y
    al menos un material (105) de conversion de longitud de onda de banda ancha dispuesto para recibir luz emitida por al menos uno de dicho elemento de emision de luz azul y dicho elemento de emision de luz azul profundo, en el que el material de conversion de longitud de onda de banda ancha esta adaptado para emitir luz con un maximo medio de anchura completa (FWHM) de 50 nm o mas.
  2. 2. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde dicho al menos un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha es un fosforo rojo de banda estrecha adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitudes de onda rojas.
  3. 3. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde dicho al menos un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha es un fosforo verde de banda estrecha adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitud de onda verde.
  4. 4. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 2, en la que el al menos un material de conversion de longitud de onda de banda ancha es un fosforo de banda ancha verde o amarillo adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitud de onda verde o amarillo.
  5. 5. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que al menos un material de conversion de longitud de onda de banda ancha es un fosforo rojo de banda ancha adaptado para emitir luz que tiene un pico de emision en un rango de longitud de onda roja.
  6. 6. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 2, en la que el fosforo rojo de banda estrecha comprende los elementos Mg, O, Ge y opcionalmente Mn como dopantes.
  7. 7. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que el fosforo verde de banda estrecha comprende los elementos Si, Al, O y N.
  8. 8. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que al menos una parte de la luz emitida por al menos un elemento de emision de luz azul profundo forma parte de la luz de salida total.
  9. 9. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que al menos una parte del al menos un material de conversion de longitud de onda de banda estrecha se proporciona sobre dicho al menos un elemento de emision de luz azul profundo.
  10. 10. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que al menos una porcion del material de conversion de longitud de onda de banda ancha se proporciona sobre dicho al menos un elemento azul y/o al menos dicho elemento de emision de luz azul profundo.
  11. 11. Una disposicion de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que al menos uno del material de conversion de longitud de onda de banda estrecha y del material de conversion de longitud de onda de banda ancha esta dispuesto remotamente a partir de dicho al menos un elemento de emision de luz azul profundo.
  12. 12. Un dispositivo (120) de iluminacion, que comprende una pluralidad de disposiciones de emision de luz de acuerdo con la reivindicacion 1, en las que la pluralidad de disposiciones de emision de luz estan dispuestas consecutivamente a lo largo de una direccion de longitud del dispositivo de iluminacion y en el que cada una comprende el elemento de emision de luz azul profundo, el material de conversion de longitud de onda de banda estrecha y el material de conversion de longitud de onda de banda ancha.
  13. 13. Un proyector que comprende al menos una disposicion emisor de luz de acuerdo con la reivindicacion 1.
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