Brevet FR2979170A1 — publié le 20130222

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif d'émission de lumière, et fournit plus particulièrement un dispositif d'émission de lumière capable 5 d'augmenter le rendu de luminance et de couleur de la lumière blanche. Description de l'art antérieur Les récentes années ont vu une tendance à conseiller l'énergie écologique, et, sur la base du concept de l'économie d'énergie et de la conscience environnementale, les pays développés ont également choisi de 10 remplacer graduellement le matériel d'éclairage traditionnel par des diodes électroluminescentes de lumière blanche, étant donné que les diodes électroluminescentes de lumière blanche ont l'avantage d'être plus petites (fournissant de ce fait une possibilité d'application à la miniaturisation des dispositifs), d'avoir une consommation de puissance faible (la consommation 15 d'électricité est de 1/8 à 1/10 de celle d'une ampoule commune, et de la moitié de celle d'une lampe), d'avoir la durée de service longue (plus de 100 000 heures), d'avoir une faible valeur calorifique (rayonnement à basse température) et d'avoir un excellent taux de réponse (permettant le fonctionnement à haute fréquence). Par conséquent, un nombre considérable 20 de problèmes insurmontables des ampoules à incandescence du passé ont pu être résolus, et la diode électroluminescente de lumière blanche a été déclarée comme nouvelle source lumineuse d'éclairage du 21ème siècle. Par ailleurs, étant donné que la diode électroluminescente de lumière blanche est économisatrice d'énergie et est favorable à l'environnement, elle est reconnue comme "source lumineuse écologique". Les diodes électroluminescentes de lumière bleue (LED) avec du phosphore jaune produisant la lumière blanche sont actuellement une technologie relativement mûre dans l'industrie. En 1996, la Compagnie Japonaise Nichia Chimique a développé une série de dispositifs capables d'émettre de la lumière jaune utilisant le grenat d'yttrium d'aluminium (Y3A15012:Ce, YAG:Ce) phosphore en combinaison avec des diodes électroluminescentes à couleur bleu au nitrure d'indium gallium (InGaN), qui pouvait servir de source lumineuse de lumière blanche à rendement élevé. Cependant, pendant le processus de production de lumière blanche, étant donné qu'une partie de la lumière bleue doit jouer un rôle dans le mélange des couleurs pour obtenir la lumière blanche, le problème du niveau de température de couleur élevé se présente. En particulier, en fonctionnant avec un courant électrique élevé, le problème d'un niveau élevé de température de couleur fut plus sérieux. En outre, sous un environnement à hautes températures, l'efficacité lumineuse du phosphore de YAG diminuait à mesure que la température augmentait, et un composant de lumière rouge fut pratiquement absent du spectre de lumière blanche, donc son index de rendu de couleur était seulement d'environ 50-60, ayant pour résultat gênant l'insuffisance du rendu de couleur une fois utilisé comme source lumineuse pour l'éclairage général. RÉSUMÉ DE L'INVENTION Le premier objectif de la présente invention est de fournir un dispositif d'émission de lumière en mesure d'augmenter le rendu de luminance et de couleur de la lumière blanche. Afin d'atteindre l'objectif mentionné ci-dessus, un dispositif d'émission de lumière de la présente invention comporte au moins: plus d'un émetteur de lumière bleue, plus d'un émetteur de lumière rouge et une couche fluorescente superposée sur l'émetteur de la lumière bleue et sur l'émetteur de lumière rouge. La couche fluorescente est formée à partir d'un mélange uniforme de phosphore jaune et de phosphore rouge avec l'addition d'une matière plastique transparente. Au moins une partie de la source lumineuse absorbée est utilisée pour émettre une source lumineuse avec une longueur d'onde différente de la longueur d'onde de la lumière absorbée ou de la même longueur d'onde, permettant de ce fait d'obtenir une augmentation efficace du rendu de luminance et de couleur de la lumière blanche. Afin de permettre une meilleure compréhension desdits objectifs et méthodes technologiques de la présente invention, une brève description des dessins est fournie ci-dessous suivie d'une description détaillée des modes de réalisation préférés. COURTE DESCRIPTION DES FIGURES. La figure 1 est une représentation schématique du trajet de circulation représentant le procédé de formation d'une paroi réfléchissante de la présente invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES FORMES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉES En référence à la figure 1, la présente invention fournit un dispositif d'émission de lumière 10, comportant au moins : plus d'un émetteur de lumière bleue 11, plus d'un émetteur de lumière rouge 12 et une couche fluorescente 13. L'émetteur de lumière bleue 11 sert de source lumineuse d'émission de lumière bleue d'une longueur d'onde de 420-465nm, l'émetteur de lumière rouge 12 sert de source lumineuse d'émission de lumière rouge d'une longueur d'onde de 590-650nm, et la couche fluorescente 13 est recouverte et collée sur l'émetteur de lumière bleue 11 et l'émetteur de lumière rouge 12. La couche fluorescente 13 est formée d'un mélange uniforme d'un phosphore jaune et d'un phosphore rouge avec l'addition d'une matière plastique transparente. La matière plastique transparente est 100 % en poids, le phosphore jaune est de 0,1-60 % en poids, et le phosphore rouge est de 0,1-50 % en poids. Le phosphore jaune peut être un phosphore d'aluminium de grenat de lutécium (LuAG), avec un choix tel que Lu3A15012:Ce3+. Le phosphore jaune peut être un silicate de phosphore, qui peut être choisi parmi (Sr, Ca)2SiO4:Eu2+, Ba2SiO4:Eu2+, SrGa2S4, ZnS:Cu+, ZnS:Au+, ZnS:A13+,(Zn, Cd)S:Ag+ ou CaS:Ce3+ ou une des combinaisons mentionnées ci-dessus. Le phosphore rouge peut être un nitrure de phosphore qui peut être choisi parmi (Ba, Ca, Sr, Eu)2Si5N8_2x0xCx ou AE2Si5N8:RE, dans lequel AE est un élément alcalino-terreux, et RE est un élément des terres rares, avec des exemples incluant Ba2Si5N8:Eu2+, Ca2Si5N8:Eu2+ ou Sr2Si5N8:Eu2+. La couche fluorescente 13 est utilisée pour absorber au moins une partie de la source lumineuse et pour émettre une source lumineuse avec une longueur d'onde différente de la longueur d'onde de la lumière absorbée ou de la même longueur d'onde, permettant de ce fait d'augmenter efficacement le rendu de luminance et de couleur de la lumière blanche. Le tableau comparatif suivant compare la luminance mesurée, la température de couleur et le rendu de couleur entre un dispositif d'émission de lumière en général et le dispositif d'émission de lumière selon la présente 20 invention. No. émetteur Couche fluorescente 13 lumi- nance (Im/VV) Couleur Temp. (k) Couleur Rendu Matière plastique transparente (% poids) Phosphore de LuAG (% poids) Silicate de Nitrure de phosphore (% poids) phosphore (% poids) 1 Lumière bleue 100 10 0 0 93 5000 64 2 Lumière bleue 100 10 0 0,5 88 3500 72 3 Lumière bleue 100 0 18 0 101 3000 58 4 Lumière bleue 100 0 18 0,5 65 3000 93 Lumière bleue + lumière Rouge 100 5 0 0,3 72 2500 85 6 Lumière bleue + lumière Rouge 100 10 0 0,5 93 2500 91 7 Lumière bleue + lumière Rouge 100 25 0 0,3 83 2400 80 8 Lumière bleue + lumière Rouge 100 35 0 0,3 85 2400 80 9 Lumière bleue + lumière Rouge 100 45 0 0,3 82 2300 70 Lumière bleue + 100 0 1 11 79 2800 70 lumière Rouge 11 Lumière bleue + lumière Rouge 100 0 5 0,3 79 2800 90 12 Lumière bleue + lumière Rouge 100 0 18 0,5 92 2600 90 13 Lumière bleue + lumière Rouge 100 0 25 0,3 94 2600 80 14 Lumière bleue + lumière Rouge 100 0 35 0,3 93 2500 70 Du tableau ci-dessus on peut comprendre que les exemples n° 1 et n° 3 ont utilisé un émetteur de lumière bleue 11 en combinaison avec un phosphore jaune (phosphore d'aluminium de grenat de lutécium ou silicate de phosphore, respectivement), et bien que la luminance de la lumière stimulée émise par la source de lumière blanche soit élevée, la température de couleur est également relativement élevée et le rendu de couleur est relativement faible, ce qui entraîne une présentation artificielle de la couleur d'un objet éclairé, et affecte la perspective visuelle de l'oeil humain. En outre, il est également incapable d'afficher correctement la couleur réelle que l'objet éclairé devrait présenter. Les exemples n° 2 et n° 4 similairement ont utilisé un émetteur de lumière bleue 11 en combinaison avec un phosphore jaune (phosphore d'aluminium de grenat de lutécium ou silicate de phosphore, respectivement) et un phosphore rouge (nitrure de phosphore), et bien que le rendu des couleurs ait augmenté, il y a cependant une baisse substantielle de la luminance, et la température de couleur reste élevée. Les exemples n° 5 à n° 14 ont utilisé le dispositif d'émission de lumière selon la présente invention comprenant l'émetteur de lumière bleue 11 et l'émetteur de lumière rouge 12 en combinaison avec un phosphore jaune (le phosphore d'aluminium de grenat de lutécium ou silicate de phosphore respectivement) et un phosphore rouge (nitrure de phosphore), ayant pour résultat le maintien de l'illumination à plus de 70 Im/W, avec une valeur optimale de 94 Im/W, la température de couleur est également tombée au-dessous de 3000K, et le rendu de couleur a pu être maintenu à plus de 70, avec une valeur optimale de 91, dans lesquels les exemples n° 6 et n° 12 sont les formes de réalisation préférées. Dans la forme de réalisation de l'exemple n° 6, la quantité préféré de phosphore d'aluminium de grenat de lutécium est de 10 % en poids, la quantité préférée du nitrure de phosphore est de 0,5 % en poids, et la quantité préférée du silicate de phosphore dans la forme de réalisation de l'exemple n° 12 est de 18 % en poids, alors que la quantité préférée du nitrure de phosphore est de 0,5 % en poids. Il doit naturellement être compris que les formes de réalisation décrites ci-dessus sont simplement l'illustration des principes de l'invention et qu'une large variété de modifications peut y être effectuée par des personnes habiles dans l'art sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention tel que déterminé dans les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif d'émission de lumière (10), caractérisé en ce qu'il comporte au moins : plus d'un émetteur de lumière bleue (11) ; plus d'un émetteur de lumière rouge (12) ; une couche fluorescente (13), la couche fluorescente (13) est formée d'un mélange uniforme d'un phosphore jaune et d'un phosphore rouge avec l'addition d'une matière plastique transparente ; cette couche fluorescente (13) recouvre l'émetteur de lumière bleue (11) et l'émetteur de lumière rouge (12) et est collée sur ceux-ci ; la matière plastique transparente représente 100 % en poids, le phosphore jaune de 0,1 à 60 % en poids, et le phosphore rouge de 0,1 à 50 % en poids. 2. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le phosphore jaune est du phosphore d'aluminium de 15 grenat de lutécium (LuAG). 3. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le phosphore rouge est du nitrure de phosphore. 4. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la proportion en poids du phosphore d'aluminium de 20 grenat de lutécium est de 10 %, et la proportion en poids du nitrure dephosphore est de 0,5 %. 5. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le phosphore de LuAG est choisi parmi Lu3A15012:Ce3+, et le nitrure de phosphore est choisi parmi (Ba, Ca, Sr, Eu)2Si5N8_2x0xCx ou AE2Si5N8:RE, AE étant un élément de terre alcaline, et RE est un élément de terres rares. 6. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le phosphore jaune est du silicate de phosphore. 7. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 6, 10 caractérisé en ce que le phosphore rouge est du nitrure de phosphore. 8. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la proportion du silicate de phosphore en poids est de 18 %, et la proportion du nitrure de phosphore en poids est de 0,5 %. 9. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 7, 15 caractérisé en ce que le silicate de phosphore est choisi parmi (Sr, Ca)2SiO4:Eu2+, Ba2SiO4:Eu2+, SrGa2S4, ZnS:Cu+, ZnS:Au+, ZnS:A13+, (Zn, Cd)S:Ag+ ou CaS:Ce3+ ou une combinaison de ceux-ci, et le nitrure de phosphore est choisi parmi (Ba, Ca, Sr, Eu)2Si5N8_2x0xCx ou AE2Si5N8:RE, AE étant un élément de terre alcaline, et RE étant un élément de terres rares. 20 10. Dispositif d'émission de lumière (10) selon la revendication 9,caractérisé en ce que le nitrure de phosphore est le Ba2Si5N8:Eu2+, Ca2Si5N8:EU2+ OU Sr2Si5N8:EU2+.