ES2884202T3 - Dispositivo de iluminación con LED UV - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) que comprende: una pluralidad de diodos emisores de luz, LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802), estando la pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) dispuestos en un sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) para emitir luz visible desde al menos una primera superficie de salida de luz (309, 409) en una dirección de salida de luz; al menos un diodo emisor de luz ultravioleta, LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803), para emitir luz ultravioleta desde una segunda superficie de salida de luz (305, 405, 705) en la dirección de salida de luz, y una capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804) dispuesta en al menos la pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) de manera que dichos LED se cubren por la capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804); en el que la segunda superficie de salida de luz (305, 405, 705) para emitir luz UV desde dicho al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) se monta a un nivel más alto que dicha al menos una primera superficie de salida de luz (309, 409) con respecto al sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) en la dirección de salida de luz en el que la pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) está configurada para producir luz de color y/o luz blanca.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de iluminación con LED UV
Campo técnico
La presente invención se refiere en general al campo de los dispositivos de iluminación, y en particular a un dispositivo de iluminación que comprende diodos emisores de luz (LED) y al menos un diodo emisor de luz ultravioleta (LED UV).
Antecedentes
En general, existe un interés creciente en fabricar dispositivos de iluminación más rentables con beneficios para la salud. Las fuentes de luz que producen luz blanca artificial se están adoptando a un ritmo elevado. Tales fuentes de luz pueden producir luz de alta calidad con un índice de reproducción cromática (CRI) superior a 90 con eficiencias muy altas. Sin embargo, uno de los problemas de tales fuentes de luz en comparación con la luz solar es la ausencia de ciertas partes del espectro que tienen beneficios específicos para los humanos más allá de proporcionar luz visible. Por ejemplo, la luz ultravioleta (UV) (aunque a intensidades muy bajas) es muy importante para la producción de vitamina D (o para la luz blanca crujiente, el bronceado de la piel, la desinfección, la atracción por insectos, el tratamiento de la piel, etc.). Para ello, se desea introducir LED UV en combinación con LED blancos y/o de colores en dispositivos de iluminación. Los LED UV producen normalmente luz en el rango de longitud de onda de 200 nm a 400 nm. Para la producción de vitamina D, la longitud de onda está normalmente en el rango de 280 nm a 320 nm. Chip sobre placa (CoB) se refiere a una tecnología de procedimiento que se utiliza cada vez más para producir fuentes de luz. El CoB es básicamente una fuente de luz de múltiples chips LED unidos directamente a un sustrato que forma un solo módulo. La rentabilidad y la eficiencia de estas fuentes de luz las hacen muy atractivas. Por tanto, puede resultar interesante combinar CoB con una o más fuentes de luz ultravioleta.
En general, existe la necesidad de proporcionar un dispositivo de iluminación con los beneficios anteriores de la luz ultravioleta y una vida útil mejorada.
El documento US2004/145312 A1 divulga una fuente de luz que incluye un LED que emite luz de excitación, un primer reflector multicapa flexible que refleja al menos una parte de la luz visible y transmite la luz de excitación, y una capa de material de fósforo adyacente al reflector multicapa flexible. El material de fósforo emite luz visible cuando se ilumina con la luz de excitación.
Sumario
Sería ventajoso conseguir un dispositivo de iluminación que aborde uno o más de los problemas mencionados anteriormente. En particular, sería deseable obtener un rendimiento u operación mejorados de un dispositivo de iluminación en términos de una vida útil más larga.
Para abordar mejor uno o más de estos problemas, se proporciona un dispositivo de iluminación que tiene las características definidas en la reivindicación independiente. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente divulgación, se proporciona un dispositivo de iluminación. El dispositivo de iluminación comprende una pluralidad de diodos emisores de luz (LED) que están dispuestos sobre un sustrato para emitir luz visible desde al menos una primera superficie de salida de luz en una dirección de salida de luz. Se proporciona al menos un diodo emisor de luz ultravioleta (LED UV) para emitir luz UV desde una segunda superficie de salida de luz en la dirección de salida de la luz. Se dispone una capa de fósforo en al menos la pluralidad de LED de modo que los LED se cubren por la capa de fósforo. La segunda superficie de salida de luz para emitir luz UV se monta a un nivel más alto que la al menos una primera superficie de salida de luz con respecto al sustrato en la dirección de salida de la luz. El dispositivo de iluminación proporciona luz visible y luz ultravioleta. El dispositivo de iluminación puede comprender una ventana de salida de luz. La luz visible y la luz ultravioleta salen del dispositivo de iluminación a través de la ventana de salida de luz. La luz visible es luz en el rango de longitud de onda de 400 nm a 800 nm.
Se ha reconocido que la luz ultravioleta (por ejemplo, a 310 nm) tiende a degradar muchos de los materiales (por ejemplo, polímeros) que se utilizan en el dispositivo de iluminación, de modo que se acorta la vida útil del dispositivo de iluminación. Con la segunda superficie de salida de luz para emitir luz ultravioleta de dicho al menos un LED UV se monta a un nivel más alto que dicha al menos una primera superficie de salida de luz con respecto al sustrato en la dirección de salida de la luz, esta degradación se puede reducir y la vida útil del dispositivo mejorado. Con tal disposición de la segunda superficie de emisión de luz para emitir luz ultravioleta, la luz saliente del LED UV puede no alcanzar (o al menos menos) la capa de fósforo o los LED y, por lo tanto, se reduce la degradación.
Se apreciará que, en algunas realizaciones, los LED pueden estar incrustados en la capa de fósforo dispuesta sobre el sustrato.
En algunas realizaciones, los LED o el LED UV pueden estar unidos o montados sobre el sustrato.
En algunas realizaciones, cada uno de los LED puede tener su propia superficie de salida de luz. Además, se apreciará que la primera superficie de salida de luz para emitir luz visible puede ser la superficie del propio LED, la superficie de la capa de fósforo en la parte superior del LED u otra superficie en función de la disposición óptica en el dispositivo de iluminación. De manera similar, la segunda superficie de salida de luz para emitir luz UV puede ser la superficie del propio LED UV u otra superficie como se ilustrará adicionalmente en al menos algunas de las realizaciones a continuación.
También se apreciará que, si bien en la presente memoria se hace referencia a un LED UV, también se puede hacer referencia a un dispositivo LED UV porque el LED UV no solo puede comprender el diodo físico o la unión semiconductora en la que se genera la luz UV. De manera similar, los LED configurados para proporcionar luz en el rango visible pueden denominarse dispositivos LED. Además, los LED montados/dispuestos sobre el sustrato y cubiertos por la capa de fósforo están configurados para proporcionar, junto con la capa de fósforo, al menos luz visible, en oposición a la luz UV proporcionada por el LED de UV.
La capa de fósforo es una capa que comprende un material capaz de absorber luz de un primer rango de longitud de onda, emitida por los LED, y de emitir luz de un segundo rango de longitud de onda como resultado de la absorción de luz del primer rango de longitud de onda. En otras palabras, la capa de fósforo convierte la luz de una primera longitud de onda en luz de otra longitud de onda.
En una realización, el al menos un LED UV puede estar cubierto por la capa de fósforo. La capa de fósforo puede estar en la parte superior del al menos un LED UV y puede ser más delgada que la capa de fósforo en la parte superior de los LED, de modo que la segunda superficie de salida de luz (del al menos un LED UV) se puede montar en un nivel superior que la al menos una primera superficie de salida de luz con respecto al sustrato en la dirección de salida de la luz.
En una realización, el al menos un LED UV puede disponerse sobre una base dispuesta sobre el sustrato de manera que la segunda superficie de emisión de luz pueda elevarse con respecto a la al menos una primera superficie de emisión de luz en la dirección de salida de la luz. La segunda superficie de salida de luz puede, por ejemplo, estar dispuesta encima (o encima) del LED UV en la dirección de salida de la luz. En algunas realizaciones, la segunda superficie de emisión de luz puede ser una parte emisora de luz del LED UV y también puede ser una superficie en la parte superior del LED UV.
En una realización, la base puede tener un grosor mayor que el grosor de la capa de fósforo. Con la base más gruesa que la capa de fósforo, la segunda superficie de emisión de luz puede estar dispuesta por encima de la capa de fósforo, limitando así (y posiblemente previniendo/evitando) que la luz ultravioleta alcance la capa de fósforo y cualquier otra parte del dispositivo de iluminación.
En otra realización, la base puede estar equipada con conectores para conectar eléctricamente el LED UV al sustrato. Los conectores pueden ser electrodos que conectan la base sobre la que se monta el LED UV y se conecta con el sustrato.
Se apreciará que la base puede ser parte del LED UV (o dispositivo LED UV) o puede ser un elemento separado. La luz ultravioleta emitida desde una segunda superficie de emisión de luz al menos de un diodo emisor de luz ultravioleta, LED UV, preferiblemente no es convertida por la capa de fósforo.
En una realización, la base puede comprender un material transmisor de luz. Este material puede ser un material transparente como cuarzo, vidrio, cerámica o material polimérico. En esta realización, la salida de luz visible de los LED se puede transmitir a través de la base.
En otra realización, la base puede comprender un material reflectante de luz. Este material puede incluir un metal. La base también puede incluir una capa o revestimiento de partículas dispersas, proporcionando así propiedades reflectantes. Las partículas de dispersión pueden ser, por ejemplo, óxido de aluminio (Al2O3), sulfato de bario (BaSO4) y/o dióxido de titanio (TiO2) en una matriz de polímero tal como una matriz de silicona. El revestimiento de metal puede proporcionarse mediante deposición tal como, por ejemplo, deposición física de vapor o deposición química de vapor de aluminio (Al) o plata (Ag). Con la base (del LED UV) que comprende material reflectante de luz, la luz de la pluralidad de LED que llega a la base puede reflejarse en la dirección de salida de la luz, mejorando así el acoplamiento de salida de luz (de la luz visible).
De acuerdo con algunas realizaciones, la base del LED UV puede tener una forma en la que un ancho lateral de la base cerca del sustrato puede ser mayor que un ancho lateral de la base en la superficie de la capa de fósforo (ya que la base puede extenderse desde el sustrato a la superficie de la capa de fósforo, es decir, a través de la capa de fósforo). Se apreciará que dicha forma también puede mejorar el acoplamiento de luz visible de la luz visible.
De acuerdo con una realización, puede disponerse una capa de material transmisor de luz sobre el LED UV de manera que la segunda superficie de emisión de luz se eleve con respecto a la al menos una primera superficie de emisión de luz en la dirección de salida de la luz. En algunas realizaciones, el material transmisor de luz puede ser, por ejemplo, vidrio o un material polimérico.
De acuerdo con una realización, el sustrato puede comprender un orificio configurado para contener al menos un LED UV. En algunas realizaciones, el orificio puede extenderse a través de todo el sustrato y la capa de fósforo con un ancho lateral constante. Sin embargo, en algunas realizaciones, el orificio puede ser más ancho en la interfaz con el sustrato que en la superficie de la capa de fósforo. Por lo tanto, el orificio puede encajar en una base (de un LED UV) que tiene una forma particular (como se describe anteriormente), en la que un ancho lateral de la base cerca del sustrato puede ser mayor que el ancho lateral de la base en la superficie capa de fósforo. El orificio puede proporcionar una posición fija para el LED UV.
De acuerdo con una realización, el orificio se puede colocar en un borde o en el centro del sustrato.
De acuerdo con otra realización, el LED UV puede ser un dispositivo montado en superficie individual, SMD UV LED. El LED SMD UV puede ser una alternativa al uso de un orificio en el sustrato. El LED SMD UV se puede colocar sobre el sustrato sin necesidad de una conexión eléctrica al sustrato.
Los LED cubiertos por la capa de fósforo están configurados para producir luz blanca o luz de color o están configurados para producir una combinación de luces blancas y de colores.
De acuerdo con una realización, el sustrato, la pluralidad de LED y la capa de fósforo pueden formar juntos un Chip sobre placa (CoB).
De acuerdo con algunas realizaciones, una lámpara o luminaria puede comprender un dispositivo de iluminación como se define en cualquiera de las realizaciones precedentes. Las lámparas pueden ser cualquier tipo de focos o bombillas.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente divulgación, se proporciona un procedimiento para fabricar un dispositivo de iluminación. El procedimiento comprende unir una pluralidad de LED sobre un sustrato para emitir luz visible desde al menos una primera superficie de salida de luz en una dirección de salida de luz y conectar eléctricamente la pluralidad de LED entre sí. El al menos un LED UV puede montarse sobre el sustrato para emitir luz UV desde una segunda superficie de salida de luz en la dirección de salida de la luz. Puede proporcionarse una capa de fósforo en al menos la pluralidad de LED de modo que los LED se cubren por la capa de fósforo. La segunda superficie de salida de luz para emitir luz UV desde el al menos un LED UV puede montarse a un nivel más alto que la al menos una primera superficie de salida de luz con respecto al sustrato en la dirección de salida de la luz.
Otros objetos, características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, los dibujos y las reivindicaciones adjuntas. Los expertos en la técnica se darán cuenta de que se pueden combinar diferentes características de la presente invención para crear realizaciones distintas de las descritas a continuación. En particular, se apreciará que las características descritas en las realizaciones precedentes para definir el dispositivo de iluminación de acuerdo con el primer aspecto de la presente divulgación pueden combinarse con el procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto de la presente divulgación.
Breve descripción de los dibujos
Estos y otros aspectos se describirán ahora con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos que muestran realizaciones de la presente invención.
La Figura 1 muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación con un sustrato y una pluralidad de LED. La Figura 2 muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación con una pluralidad de LED cubiertos por una capa de fósforo.
La Figura 3 muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación en el que se va a montar un LED UV entre los LED en el sustrato.
La Figura 4 muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación de acuerdo con una realización.
La Figura 5 muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación de acuerdo con una realización en la que la base del LED UV se ha conformado para mejorar la salida de luz.
La Figura 6a muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación con un sustrato que comprende un orificio para la inserción del LED UV de acuerdo con una realización.
La Figura 6b muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación con un sustrato que comprende un orificio colocado en su borde de acuerdo con una realización.
La Figura 6c muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación con un sustrato que comprende un orificio colocado en su centro de acuerdo con una realización.
La Figura 7 muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación en el que tanto los LED como el al menos un LED UV están cubiertos por la capa de fósforo de acuerdo con una realización.
La Figura 8 muestra una vista lateral de un dispositivo de iluminación en el que se dispone un material transmisor de luz encima del LED UV de acuerdo con una realización.
Todas las figuras son esquemáticas, no necesariamente a escala, y generalmente solo muestran partes que son necesarias para aclarar las realizaciones, en las que otras partes pueden omitirse o simplemente sugerirse. Los mismos números de referencia se refieren a elementos similares a lo largo de la descripción.
Descripción detallada de las realizaciones
El presente aspecto y realizaciones se describirán ahora más completamente a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, la invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en la presente memoria; más bien, estas realizaciones se proporcionan para que sean minuciosas y completas, y transmiten completamente el ámbito de los presentes aspectos al experto en la técnica.
La Figura 1 muestra una pluralidad de LED 102 montados sobre un sustrato 101. En la presente realización, la pluralidad de LED se monta sobre un sustrato 101 común. Se apreciará que en otras realizaciones cada uno de los LED puede montarse en su propio sustrato. Los LED 102 están separados lateralmente entre sí y están orientados para emitir luz a lo largo de una dirección de salida de luz (hacia arriba en la figura). Los LED 102 pueden configurarse para emitir luz visible.
La Figura 2 muestra una realización de ejemplo de un dispositivo de iluminación 200, donde la pluralidad de LED 202 puede estar cubierta por una capa de fósforo 204 sobre el sustrato 201. En particular, los LED 202 están incrustados en la capa de fósforo 204. La Figura 2 también ilustra las conexiones eléctricas entre los LED 202 y el sustrato 201.
El sustrato 201, la pluralidad de LED 202 y la capa de fósforo 204 que cubre los LED 202 pueden formar un Chip sobre placa (CoB). El CoB puede proporcionar, por ejemplo, una compacidad mejorada debido a un tamaño más pequeño de los chips, una mayor intensidad de la luz, particularmente a distancias cortas, y una mayor uniformidad, incluso a distancias de trabajo cortas. Además, el CoB tiene un rendimiento térmico mejorado para mejorar la vida útil, la estabilidad y la confiabilidad.
La Figura 3 es una representación de un dispositivo de iluminación en el que se va a montar un LED UV 303 sobre el sustrato 301 entre una pluralidad de LED 302. En esta representación, en comparación con el dispositivo de iluminación 200 mostrado en la Figura 2, cada uno de los LED 302 incluye su propia capa de fósforo, es decir, cada uno de los LED 302 con sus respectivas capas de fósforo están montados como dispositivos separados sobre el sustrato 302. Las flechas blancas muestran la dirección de salida de la luz, es decir, la dirección a lo largo de la cual los LED 302 emiten luz visible desde el dispositivo de iluminación 300. La Figura 3 ilustra también con las flechas negras que el LED UV 303 puede emitir luz UV a lo largo de la dirección de salida de luz, pero también en direcciones laterales (o radialmente si se considera que la dirección de salida de luz coincide con una dirección axial del dispositivo de iluminación), es decir en una dirección perpendicular a la dirección de salida de luz. La Figura 3 ilustra que cuando el LED UV 303 está dispuesto con su segunda superficie de salida de luz 305 a un nivel más alto que una primera superficie de salida de luz 309 de los LED 302, entonces se evita que la luz UV llegue a las otras partes del dispositivo de iluminación, por lo tanto, protegiendo el dispositivo de la exposición a la luz ultravioleta.
Con referencia a la Figura 4, se describe una realización de la presente divulgación. La Figura 4 muestra un dispositivo 400 de iluminación en el que una pluralidad de LED 402 se monta sobre un sustrato 401. Puede disponerse una capa de fósforo 404 en al menos la pluralidad de LED 402. La pluralidad de LED 402 puede estar cubierta por la capa de fósforo 404. Un LED UV 403 se monta en el sustrato 401 donde la segunda superficie de salida de luz 405 del LED UV 403 puede estar a un nivel más alto que al menos una primera superficie de salida de luz 409 con respecto al sustrato 401 en la dirección de la luz de salida. Se apreciará que la primera superficie de salida de luz para emitir luz visible puede considerarse en esta realización como la superficie de la capa de fósforo 404.
En la presente realización, una base 406 del LED UV 403 puede unirse al sustrato 401, es decir, el LED UV 403 no se monta directamente sobre el sustrato 401. La segunda superficie de salida de luz 405 puede estar dispuesta en el lado opuesto de la base 406 con respecto al sustrato 401. Por ejemplo, la segunda superficie de salida de luz 405 puede ser la superficie o la parte superior del LED UV 403. La base 406 puede ser la parte del LED UV 403 que conecta el LED UV 403 al sustrato 401. En algunas realizaciones, la pluralidad de LED 402 puede estar incrustada en la capa de fósforo 404. En algunas realizaciones, el LED UV 403 puede conectarse directamente al sustrato 401 sin una base 406, sin embargo, aún con la superficie de salida para emitir luz UV montada a un nivel más alto que la primera superficie de salida para emitir luz visible.
En otras palabras, la pluralidad de LED 402 se monta sobre el sustrato 401. Los LED 402 están cubiertos por la capa de fósforo 404. El LED UV 403 se monta luego con la segunda superficie de salida de luz 405 del LED UV 403 por encima de la superficie 431 de la capa de fósforo 404 en la dirección de salida de la luz. La distancia entre la segunda superficie de emisión de luz 405 y la superficie de la capa de fósforo 404 puede estar en el rango de 0,05 a 20 mm, como por ejemplo en el rango de 0,08 a 15 mm e incluso más específicamente en el rango de 0,1 a 12 mm para minimizar la degradación de la luz ultravioleta que llega a los LED 402 y la capa de fósforo 404.
Por tanto, cuando los rayos de luz emergen de la segunda superficie de salida de luz 405 del LED UV 403, los rayos de luz se proyectan lejos del LED UV 403. Entonces se puede evitar que los haces de luz del LED UV 403 alcancen el material de los otros LED 402 y la capa de fósforo 404, reduciendo así la degradación.
La base 406 puede tener un grosor mayor que el grosor de la capa de fósforo 404.
La base 406 también puede estar equipada con conectores 432 para conectar eléctricamente el LED UV 403 al sustrato 401. En una realización de ejemplo, los conectores 432 pueden comprender al menos dos electrodos que conectan el LED UV 403 al sustrato 401. Los electrodos pueden, por ejemplo, soldarse entre el LED UV 403 y el sustrato 401.
La base 406 puede estar hecha de material reflectante de luz de modo que la luz de la pluralidad de LED 402 se refleje contra la base 406 en la dirección de salida de la luz. Este material puede incluir un metal. La base 406 también puede incluir una capa o revestimiento de partículas dispersas, proporcionando así propiedades reflectantes. Las partículas de dispersión pueden ser, por ejemplo, óxido de aluminio (Al2O3), sulfato de bario (BaSO4) y/o dióxido de titanio (TiO2) en una matriz de polímero tal como una matriz de silicona. El revestimiento de metal puede proporcionarse mediante deposición tal como, por ejemplo, deposición física de vapor o deposición química de vapor de aluminio (Al) o plata (Ag).
La base 406 puede estar hecha alternativamente de material transmisor de luz de modo que la luz se pueda propagar a través de la base 406. Algunos ejemplos de dicho material serían materiales transparentes como el cuarzo, el vidrio o la cerámica.
La Figura 5 muestra una realización de un dispositivo de iluminación 500, que es equivalente al dispositivo de iluminación 400 descrito con referencia a la Figura 4, con un sustrato 501 y LED 502 cubiertos por una capa de fósforo 504 y un LED UV 503 montado sobre el sustrato 501. excepto que el LED UV 503 incluye una base 506 de, por ejemplo, material reflectante de luz que puede tener una determinada forma para mejorar el acoplamiento de salida de luz. En particular, un ancho lateral de la base 506 cerca del sustrato 501 puede ser mayor que un ancho lateral de la base 506 en la superficie 531 de la capa de fósforo 504. En otras palabras, el ancho lateral de la base 506 puede disminuir a lo largo de la dirección de salida de luz desde el sustrato 501 hasta la superficie 531 de la capa de fósforo 504. Por tanto, la base 506 del LED UV 503 puede incluir dos paredes inclinadas que se extienden a través de la capa 504 de fósforo. Como resultado, la luz de los LED 502 puede reflejarse contra las paredes inclinadas de la base 506 fuera del dispositivo de iluminación 500 en la dirección de salida de la luz.
Con referencia a la Figura 6a, se muestra un dispositivo de iluminación 600 de acuerdo con otra realización, que es equivalente al dispositivo de iluminación 400 con un sustrato 601 y una pluralidad de LED 602 cubiertos por una capa de fósforo 604, excepto que el dispositivo de iluminación 600 comprende un orificio 607 en su sustrato 601. El orificio 607 puede configurarse para contener al menos un LED UV 603. El orificio 607 puede extenderse a través de todo el sustrato 601 y la capa de fósforo 604.
En algunas realizaciones, el orificio puede tener una forma tal que el ancho lateral de la base 606 cerca del sustrato 601 sea mayor que el ancho lateral de la base 606 en la superficie 631 de la capa de fósforo 604 para abarcar una forma del LED Uv 603 como se describe en conexión con la Figura 5 anterior. En algunas realizaciones, puede haber dos o más orificios 607 en diferentes posiciones en el sustrato 601. Los orificios 607 pueden proporcionar posiciones ya fijas en el sustrato 601, facilitando así la unión/montaje de uno o más UVLED 603.
Con referencia a la Figura 6b, se muestra un dispositivo de iluminación 610 de acuerdo con otra realización, que es equivalente al dispositivo de iluminación 600 con un sustrato 611 y una pluralidad de LED 612 cubiertos por una capa de fósforo 614, excepto que el orificio 617 se configura para contener el LED UV 613 se coloca en un borde 618 del sustrato 611. En esta realización, el orificio 617 puede colocarse fuera de la capa 614 de fósforo, lo que puede facilitar la fabricación y el montaje del dispositivo 620 de iluminación.
Con referencia a la Figura 6c, se muestra un dispositivo de iluminación 620 de acuerdo con otra realización, que es equivalente al dispositivo de iluminación 600 con un sustrato 621 y una pluralidad de LED 622 cubiertos por una capa de fósforo 624, excepto que el orificio 627 configurado para contener al menos un LED UV 623 se coloca en el centro del sustrato 621.
Como alternativa al uso de la conexión a través de un orificio en el sustrato, el LED UV puede ser un LED UV de dispositivo individual montado en superficie (SMD). El LED SMD UV puede montarse sobre el sustrato o la capa de fósforo sin estar conectado eléctricamente al sustrato y los otros LED. La pluralidad de LED se puede configurar como chips LED en el CoB. Por tanto, los LED SMD UV pueden integrarse fácilmente en diferentes posiciones sobre el sustrato o la capa de fósforo.
La pluralidad de LED en el CoB está configurada para producir luz de color o luz blanca o una combinación de luz blanca y de color.
La Figura 7 muestra una realización de un dispositivo de iluminación 700, que es equivalente al dispositivo de iluminación 400 descrito con referencia a la Figura 4, con un sustrato 701 y LED 702 cubiertos por una capa de fósforo 704 y un LED UV 703 montado sobre una base montada sobre el sustrato 701, excepto que también el al menos un LED UV 503 se cubre por una capa de fósforo 704. La capa de fósforo 704 en la parte superior del al menos un LED UV 703 puede ser más delgada que la capa de fósforo 704 en la parte superior de los LED 702. De esta manera, la segunda superficie de salida de luz 705 del al menos un LED UV 703 se monta a un nivel más alto que la al menos una primera superficie de salida de luz 709 con respecto al sustrato 701 en la dirección de salida de la luz. Entonces se puede evitar que la luz ultravioleta llegue a los otros LED 402, reduciendo así la degradación.
La Figura 8 muestra otra realización de un dispositivo de iluminación 800, que es equivalente al dispositivo de iluminación 400 descrito con referencia a la Figura 4, con un sustrato 801, LED 802 y un LED UV 803 montado sobre el sustrato 801, excepto que cada LED tiene su propia capa de fósforo 804. Como alternativa, la capa de fósforo 804 puede ser una capa de fósforo continua como en la Figura 4. Una capa de material transmisor de luz 811 está dispuesta en la parte superior del LED UV 803 de manera que una segunda superficie de salida de luz 805 se eleva con respecto a la al menos una primera superficie de salida de luz 809 que emite luz visible. La segunda superficie de salida de luz 805 es la superficie de la capa de material transmisor de luz 811 que está opuesta a la superficie de la capa 811 en contacto con el LED UV 803. Como resultado, la segunda superficie de salida de luz 805 puede estar a un nivel más alto que la al menos una primera superficie de salida de luz 809 con respecto al sustrato 801 en la dirección de salida de la luz. El material transmisor de luz 811 puede ser un material transparente a la luz tal como, por ejemplo, vidrio, cuarzo, cerámica o un material polimérico.
Algunos ejemplos de realizaciones para la implementación pueden ser lámparas, por ejemplo, focos o luminarias.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente divulgación, se describe un procedimiento para fabricar un dispositivo de iluminación. Con referencia a las Figuras 1-4, se puede describir una realización del procedimiento de fabricación del dispositivo de iluminación.
Como se muestra en la Figura 1, la fabricación puede incluir la unión de una pluralidad de LED 102 sobre un sustrato 101 para emitir luz visible desde al menos una primera superficie de salida de luz en una dirección de salida de luz La pluralidad de LED 102 puede conectarse eléctricamente al sustrato 101, soldando electrodos entre los LED 102 y el sustrato 101. La Figura 3 ilustra que el procedimiento de fabricación puede incluir montar al menos un LED UV 303 en el sustrato 301 para emitir luz UV desde una segunda superficie de salida de luz 405 en la dirección de salida de la luz. Con referencia a la Figura 2, el procedimiento de fabricación puede incluir proporcionar una capa de fósforo 204 en al menos la pluralidad de LED de manera que la pluralidad de LED 202 esté cubierta por la capa de fósforo 204. El al menos un LED UV puede montarse de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente con referencia a las Figuras 1-8. Como resultado, con referencia, por ejemplo, a la Figura 4, la segunda superficie de salida de luz 405 (del al menos un LED UV 403) desde la que sale la luz UV del dispositivo de iluminación se monta a un nivel más alto que la al menos una primera superficie de salida de luz 431 con respecto al sustrato 401 en la dirección de salida de la luz.
En algunas realizaciones, la pluralidad de LED 402 puede estar incrustada por la capa de fósforo. En una realización, la capa de fósforo 404 también se puede proporcionar sobre al menos un LED UV 403 como se puede ver en la Figura 7. La capa de fósforo 704 en la parte superior del al menos un LED UV 703 puede ser más delgada que la capa de fósforo 704 en la parte superior de los LED 702, de modo que la segunda superficie de salida de luz 705 del al menos un LED UV 703 se puede montar en un nivel superior que la al menos una primera superficie de salida de luz 709 con respecto al sustrato 701 en la dirección de salida de la luz. Sólo con fines ilustrativos, el fósforo 704 en la parte superior de los LED 702 puede ser al menos dos veces más grueso que la capa de fósforo en la parte superior del al menos un LED UV 703. En otros ejemplos, la capa de fósforo 704 en la parte superior del LED UV 705 puede tener menos de 100 micrómetros de grosor, mientras que la capa de fósforo en la parte superior de los LED 702 puede tener más de 100 micrómetros de grosor.
La unión de la pluralidad de LED se puede realizar mediante unión por cable. En algunos casos, la capa de fósforo puede estar dispersa en una matriz de silicona para cubrir los LED. Sólo con fines ilustrativos, se puede considerar que cada uno de los LED tiene un cierto ancho W y una cierta longitud L (es decir, las dimensiones de los LED en un plano definido por el sustrato sobre el que están montados). Los LED pueden estar separados entre sí por una distancia D. En algunas realizaciones, la distancia D (el espacio entre los LED) puede ser menos de cinco veces el ancho W y la longitud L de los LED (D < 5W y D < 5L). Se apreciará que, en algunas aplicaciones, el ancho W de un LED puede ser igual a su longitud L. Además, el grosor de la capa de fósforo puede ser mayor que el ancho W y/o la longitud L de los LED.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) que comprende:
una pluralidad de diodos emisores de luz, LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802), estando la pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) dispuestos en un sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) para emitir luz visible desde al menos una primera superficie de salida de luz (309, 409) en una dirección de salida de luz;
al menos un diodo emisor de luz ultravioleta, LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803), para emitir luz ultravioleta desde una segunda superficie de salida de luz (305, 405, 705) en la dirección de salida de luz, y
una capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804) dispuesta en al menos la pluralidad de Le D (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) de manera que dichos LED se cubren por la capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804);
en el que la segunda superficie de salida de luz (305, 405, 705) para emitir luz UV desde dicho al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) se monta a un nivel más alto que dicha al menos una primera superficie de salida de luz (309, 409) con respecto al sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) en la dirección de salida de luz en el que la pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) está configurada para producir luz de color y/o luz blanca.
2. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) se cubre por dicha capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804), en el que dicha capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804) encima del al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) es más delgada que la capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804) en la parte superior de los LED.
3. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicho al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) se dispone en una base (406, 506, 606) dispuesta sobre dicho sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) de manera que la segunda superficie de salida de luz (305, 405, 705) se eleva con respecto a dicha al menos una primera superficie de salida de luz (309, 409) en la dirección de salida de la luz.
4. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicha base (406, 506, 606) tiene un grosor que es mayor que el grosor de la capa de fósforo (204 404, 504, 604, 704, 804).
5. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en el que dicha base (406, 506, 606) está equipada con conectores (432) para conectar eléctricamente dicho al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) al sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801).
6. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que dicha base (406, 506, 606) comprende un material transmisor de luz (811).
7. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que dicha base (406, 506, 606) comprende un material reflectante de luz.
8. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, en el que un ancho lateral de dicha base (406, 506, 606) cerca del sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) es mayor que un ancho lateral de dicha base (406, 506, 606) en la superficie de la capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804).
9. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una capa de material transmisor de luz (811) está dispuesta encima del LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) de manera que la segunda superficie de salida de luz (305, 405, 705) se eleva con respecto a dicha al menos una primera superficie de salida de luz (309, 409) en la dirección de salida de luz.
10. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) comprende un orificio (607) configurado para contener al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803).
11. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el orificio (607) está posicionado en un borde o en el centro del sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801).
12. El dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que dicho al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) es un dispositivo individual montado en superficie, SMD LED UV.
13. Una lámpara o luminaria que comprende un dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
14. Procedimiento de fabricación de un dispositivo de iluminación (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800), comprendiendo dicho procedimiento:
unir una pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) sobre un sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) para emitir luz visible desde al menos una primera superficie de salida de luz (309, 409) en una dirección de salida de luz,
conectar eléctricamente la pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) juntos,
montar al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) en el sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) para emitir luz UV desde una segunda superficie de salida de luz (305, 405, 705) en la dirección de salida de luz, y proporcionar una capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804) en al menos la pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) de manera que dichos LED se cubren por la capa de fósforo (204, 404, 504, 604, 704, 804), en el que la segunda superficie de salida de luz (305, 405, 705) para emitir luz UV desde dicho al menos un LED UV (303, 403, 503, 603, 703, 803) se monta a un nivel más alto que dicha al menos una primera superficie de salida de luz (309, 409) con respecto al sustrato (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) en la dirección de salida de luz, en el que la pluralidad de LED (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) está configurada para producir luz de color y/o luz blanca.
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