用于有色光的照明设备
阅读：960发布：2020-08-01
专利汇可以提供用于有色光的照明设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种被配置为生成照明设备光(101)的照明设备(100)，其中照明设备光(101)包括在 光谱 的可见部分中的发射带(110)，发射带(110)表示照明设备光(101)在光谱的可见部分中的总功率(W)的至少80％，其中发射带(110)具有最大60nm的半高全宽，并且其中发射带(110)具有峰值最大值(MM3)，其中上述发射带(110)包括发光材料光(21)，并且照明设备(100)包括：(i)基于固态的 光源 (10)，被配置为生成具有峰值最大值(MX2)的光源光(11)；以及(ii)发光材料(20)，被配置为将光源光(11)的至少一部分转换成上述发光材料光(21)，其中基于固态的光源(10)被配置为提供具有0，下面是用于有色光的照明设备专利的具体信息内容。
1.一种照明设备(100)，被配置为生成照明设备光(101)，其中所述照明设备光(101)包括在光谱的可见部分中的发射带(110)，所述发射带(110)表示所述照明设备光(101)在光谱的可见部分中的总功率(W)的至少80％，其中所述发射带(110)具有最大60nm的半高全宽(FWHM)，并且其中所述发射带(110)具有峰值最大值(MM3)，其中所述发射带(110)包括发光材料光(21)，其中所述照明设备(100)包括：(i)基于固态的光源(10)，被配置为生成具有峰值最大值(MX2)的光源光(11)；以及(ii)发光材料(20)，被配置为将所述光源光(11)的至少一部分转换成所述发光材料光(21)，其中所述基于固态的光源(10)被配置为提供具有0
5≤MM3-MX2≤30nm的所述光源光(11)，并且其中照明设备(100)被配置为提供具有至少2W/(sr.mm2)的辐射度的所述照明设备光(101)。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(100)，包括转换器(200)，所述转换器(200)包括所述发光材料(20)，其中所述照明设备(100)被配置为以至少1W/cm2的功率向转换器表面(201)提供所述光源光(11)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(100)，其中所述基于固态的光源(10)包括激光器。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的照明设备(100)，包括发光聚光器(50)，所述发光聚光器(50)包括所述发光材料(20)。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的照明设备(100)，包括发光材料(20)的斑点(60)，其中所述斑点(60)具有最大1mm2的面积。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(100)，其中所述发光材料(20)包括发光量子点，所述发光量子点基于以下类型的量子点中的一种或多种类型的量子点：CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe和HgZnSTe类型的量子点。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(100)，其中所述发光材料(20)包括基于CdSe和CdS中的一个或多个的发光量子点。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(100)，其中所述发光材料(20)包括发光量子点，所述发光量子点基于InP、CuInS2和AgInS2类型的量子点中的一种或多种类型的量子点。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(100)，其中所述发光材料(20)具有斯托克斯位移(SS)，所述斯托克斯位移(SS)被定义为最低激发带的峰值最大值(MX1)与对应的所述发射带MM3的所述峰值最大值(MM3)之差，其中0
12.一种照明装置(1000)，包括根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(100)。
13.根据权利要求12所述的照明装置(1000)，还包括一个或多个另外的照明设备
(1100)，其中所述照明设备(100)和所述一个或多个另外的照明设备(1100)被配置为提供白色照明装置光(1001)。
14.根据权利要求13所述的照明装置(1000)，其中所述一个或多个另外的照明设备(1100)包括又一个根据权利要求1至11中的任一项所述的照明设备。
15.一种照明设备(100)或照明装置(1000)在投影照明、舞台照明或汽车照明中的用途，所述照明设备(100)是根据权利要求1至11中的任一项所述的照明设备，所述照明装置(1000)是根据权利要求12至14中的任一项所述的照明装置。
用于有色光的照明设备
技术领域
[0001] 本发明涉及特别地用于提供有色光的照明设备。本发明还涉及包括这种照明设备的照明装置，并且该照明装置还可选地包括特别地被配置为提供白光的另外的照明设备。
背景技术
[0002] 高强度光源是本领域已知的。例如，US3369117描述了一种微型高强度灯，该高强度灯包括：基座；臂，具有被枢转地安装在所述基座上的一端，上述臂包括可伸缩部分，由此上述臂的总长度可以变化；头部，被枢转地连接到上述臂的另一端；上述头部中的灯插座，适于在其中容纳高强度的灯；具有倾斜侧壁的中空反射部件，该倾斜侧壁限定具有锥状钻孔的锥形反射器；安装部件，用于将上述反射部件可释放地安装在上述头部上的第一位置和第二位置中，在第一位置中上述锥状钻孔的较小端最靠近上述灯插座，在第二位置中上述锥状钻孔的扩大端最靠近上述灯插座；以及电路部件，用于选择性地将上述灯插座与电势源连接，以照亮被容纳在上述插座中的灯。
[0003] K.K Kyhm等人，Optical Materials 30(2007)158-160描述了CdSe胶体量子点中的增益动力学和激子跃迁。使用简并泵探针实验来研究这些量子点的光激发激子的动力学。
发明内容
[0004] 对于诸如投影、舞台照明和汽车前灯的各种应用而言，期望具有高强度光源。这样的光源可以基于激光或以发光聚光器为基础的构思。然而，在使用激光器的情况下，相干性和眼睛安全性是个问题。为此，期望利用转换器将激光转换成其他波长和/或转换成具有较少相干性的光。然而，在转换期间，可能在小体积中产生大量的热，这导致转换器的温度升高。同样地，基于发光聚光器的光源需要被有效地冷却，以避免热淬灭。由于冷却表面，效率显著降低。
[0005] 因此，本发明的一个方面是提供一种替代性的照明设备，该照明设备优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点。这种照明设备可以是较大装置的一部分。因此，本发明的另一方面是提供一种包括这种照明设备的替代性照明装置，该照明装置优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点。
[0007] 特别地，激发和/或发射光谱带具有特别地最大80nm的半高全宽(FWHM)，甚至更特别地最大60nm的半高全宽，又甚至更特别地最大30nm(诸如最大20nm，如最大5nm)的半高全宽。特别地，在其中激发可以在与发射波长接近的波长处实现的本发明照明设备中，这样的窄带看起来是最有效的。特别地，激发波长与发射带的峰值最大值的差等于或小于约80nm(诸如最大为60nm)、更特别地等于或小于约50nm、甚至更特别地最大为30nm(诸如，特别地不大于约20nm)。然而，在一个具体实施例中，激发波长与发射带的峰值最大值的差可以至少为5nm。以这种方式，斯托克斯位移相关的能量损耗是相对低的。例如，当用UV辐射激发在可见光中发射的发光材料时，斯托克斯位移相关的能量损耗是高的(其中，斯托克斯位移相关的能量损耗对例如红光而言比对绿光高，并且对绿光而言比对蓝光高)。
[0008] 当被定义为从第一波长λ1(激发波长)变到第二波长λ2(发射波长)时(假设转换的量子产率为100％)，斯托克斯位移相关的能量损耗对于线发射器而言由h*c*(1/λ1-1/λ2)给出，其中c是光速，并且h是普朗克常数。然而，在宽带发射器斯托克斯位移的情况下，相关的能量损耗被定义为在吸收波长范围下的能量(Ea)与发射光中的能量(Ee)之差＝(Ea-Ee)(假设量子效率为1)。为了具有小的斯托克斯位移相关的能量损耗，期望具有发射窄带的光的发光材料，该发光材料同样由窄带激发光(诸如LED或激光器)来激发。在本文中，使用术语“斯托克斯位移相关的能量损耗”或“能量转换损耗”，其被定义为相对于用于激发的能量而发射的能量。斯托克斯位移相关的能量损耗特别地不超过13％，更特别地不超过8％，并且甚至更特别地最大为5％。因此，特别地，发射的光谱与用于激发的光(激发光)的光谱之间的光谱重叠必须保持最小。例如，归一化的发射带和归一化的激发带的光谱重叠可以不超过发射带的25％。
[0009] 此外，发光材料在窄发射器的发射与其对应的最低激发带之间的波长的斯托克斯位移特别地小于约60nm，更特别地小于约50nm，甚至更特别地最大为30nm，诸如特别地不超过约20nm。本文所指示的斯托克斯位移和半高全宽是在20℃获得的值。发光材料的斯托克斯位移被定义为发射带与最低激发带(对应的激发带)的峰值最大值之差。特别地，该斯托克斯位移大于0nm，诸如至少为5nm。虽然可以使用线发射器，但在一个实施例中，特别地不应用线发射器(诸如f-f跃迁发射器(如若干三价镧系元素))。
[0010] 此外，在本文中还可以用波数或cm单位的倒数“cm-1”来指示诸如斯托克斯位移的这些波长差。例如，作为示例的600nm与650nm之间的波数差被定义为16667cm-1与15385cm-1之差，其为1282cm-1。在又一示例中，假设在作为示例的450nm与470nm之间的波数差(诸如斯托克斯位移)，这将被定义为22222cm-1与21277cm-1之差，其为945cm-1。
[0011] 因此，在第一方面中，本发明提供了一种被配置为生成照明设备光(“设备光”)的照明设备(“设备”)，其中照明设备光包括在光谱的可见部分中的发射带，其特别地表示照明设备光在光谱的可见部分中的总功率(W)的至少80％，其中发射带具有特别地最大60nm(诸如最大30nm)的半高全宽(FWHM)，并且其中发射带具有峰值最大值(MM3)，其中上述发射带包括发光材料光，其中照明设备包括：(i)基于固态的光源，被配置为生成具有峰值最大值MX2的光源光；以及(ii)发光材料，被配置为将光源光的至少一部分转换成上述发光材料光(本文也被指示为“发光材料发射”)，其中基于固态的光源被配置为提供具有特别地0
[0012] 备选地或另外地，发射带被限定为具有最大1500cm-1的半高全宽(FWHM)。
[0013] 此外，特别地，发光材料是如下的小斯托克斯位移材料(另见上文)，即，其具有发光材料光与对应的最低能量激发带(另外也简单地被指示为“激发带”)的特别地最大60nm的斯托克斯位移。备选地或另外地，发光材料是如下的小斯托克斯位移材料，即，其具有发光材料光与对应的最低能量激发带的最大1500cm-1的斯托克斯位移。特别地，发光材料具有如下的斯托克斯位移(SS)，即，该斯托克斯位移(SS)被限定为最低激发带的峰值最大值(MX1)与对应的发射带MM3的峰值最大值(MM3)之差，其中0
[0014] 利用这种照明设备，可以在没有高能量损耗且因此没有潜在热问题的情况下，提供高强度的光源。此外，利用这种照明设备，可以以高效的方式安全地使用高强度相干激光(另见下文)，同时降低了激光的风险，因为应用了转换光(发光材料光)。此外，作为相对低的斯托克斯位移的结果，少于约13％的能量由于斯托克斯位移相关的功率损耗而被损耗(另见下文)。因此，特别地，光源光最大值(即，峰值)与发射最大值(即，峰值)之间的波长差等于或小于80nm。特别地，基于固态的光源被配置为提供具有特别地0
[0015] 特别地，应用高强度光源。在本文中，应用诸如LED或激光二极管之类的基于固态的光源。术语“光源”还可以涉及多个光源，诸如2至100的(固态)多个LED光源。因此，术语LED还可以指代多个LED。特别地，可以应用激光器。然而，还可以将发光聚光器用作光源(然后，注意，光源也可以与发光聚光器组合应用；另见下文)。因此，术语“基于固态的光源”指代包括固态光源和可选的另外部件(如滤波器、倍频单元、发光聚光器、染料(dye)转换器等中的一个或多个)的光源。
[0016] 在一个具体实施例中，照明设备包括包含上述发光材料的转换器，其中转换器包括转换器表面，其中基于固态的光源被配置为向上述转换器表面提供上述光源光。特别地，基于固态的光源被配置为以如下的功率向上述转换器表面提供上述光源光，该功率导致转换器的被照射表面上的辐照度至少为1W/cm2(诸如至少为5W/cm2)、甚至更特别地至少为10W/cm2、又更特别地至少为25W/cm2。这些值尤其适用于聚光器类型的光源。当小的发光材料被激光器照射时，照射的辐照度甚至可以更高，在这种情况下，辐照度可以为1000W/cm2或者甚至更高。转换器本身可以是发光材料。在又一实施例中，转换器包括其中嵌入(诸如，被分散)发光材料的基体。在又一个实施例中，选择基于固态的光源和上述发光材料，以提供具有最大13％(诸如最大10％)的能量转换损耗(斯托克斯位移相关的能量损耗)的上述发光材料光。这可能导致转换器的相对高强度的输出。
[0017] 因此，在一个具体实施例中，照明设备被配置为提供具有至少2W/(sr.mm2)的辐射度(radiance)的上述照明设备光。单位“sr”指代球面度(立体角)。甚至还可以实现到发光材料的更高的辐射度，诸如至少5W/(sr.mm2)，诸如在5W/(sr.mm2)至50W/(sr.mm2)的范围内。因此，基于固态的光源光和发光材料光实际上以与发光材料的激发和发射大致相同的斯托克斯位移而被“斯托克斯位移”。因此，特别地，基于固态的光源被配置为提供具有在可见光中的基本上完全与(发光材料的)激发带重叠的光谱分布的光源光。换言之，基于固态的光源光的半高全宽等于或者特别地小于激发半高全宽。因此，在一个实施例中，基于固态的光源特别地包括激光器。
[0018] 特别地，本发明可以有益地与发光聚光器(其中发光聚光器被配置为接收基于固态的光源光)和/或小面积的磷光体(其中小面积的磷光体被配置为接收基于固态的光源光)组合。在这种应用中，对温度和/或相干性相关问题的控制可能是相关的。发光聚光器可以包括上文所指示的表面。
[0019] 因此，在一个实施例中，照明设备还包括包含发光材料的发光聚光器。在一个具体实施例中，发光聚光器是具有第一面和第二面的细长的发光聚光器，该第一面和第二面限定了细长的发光聚光器的长度(L)，该细长的发光聚光器包括一个或多个辐射输入面和辐射出射窗口，其中第二面包括上述辐射出射窗口，其中多个固态光源被配置为向一个或多个辐射输入面提供(蓝色)光源光。以这种方式，可以生成高亮度源。在另一实施例中，照明设备还可以包括光学反射器，该光学反射器被配置在第一面的下游并且被配置为将光反射回细长的发光聚光器中，其中辐射出射窗口被配置为与一个或多个辐射输入面垂直。这可以进一步增强光的输出耦合。在又一实施例中，细长的发光聚光器可以包括至少为2的几何聚光因子，该几何聚光因子被定义为辐射输入面的面积与辐射出射窗口的面积的比率。大于1(特别地为2或更大、或者甚至大得多)的因子可以提供高亮度源，除其他之外，高强度源也可以被应用于投影仪目的或其他目的。然而，在另一实施例中，照明设备还可以包括准直器，该准直器被配置在辐射出射窗口的下游并且被配置为准直转换器光。
[0020] 发光聚光器可以具有任何形状，例如梁状或棒状。然而，发光聚光器也可以是盘状等。本发明不限于形状的具体实施例，本发明也不限于具有单个出射窗口或输出耦合面的实施例。下文更详细地描述了一些具体实施例。如果发光聚光器具有圆形横截面，那么宽度和高度可以相等(并且可以被定义为直径)。
[0021] 在一个具体实施例中，发光聚光器可以特别地具有大于1的纵横比(aspect ratio)，即，长度大于宽度。尽管发光聚光器不一定具有正方形、矩形或圆形的横截面，但发光聚光器通常是棒或条(梁)。一般而言，光源被配置为照射较长面(侧边)中的一个面，该面在本文中被指示为辐射输入面，并且辐射从前部(前边)处的面逸出，该面在本文中被指示为辐射出射窗口。特别地，在一些实施例中，固态光源或其他光源不与发光聚光器物理接触。物理接触可能导致不期望的输出耦合，以及因此的聚光器效率降低。此外，发光聚光器通常包括两个基本上平行的面：辐射输入面以及与辐射输入面相对的相对面。这两个面在本文中限定了发光聚光器的宽度。一般而言，这些面的长度限定了发光聚光器的长度。然而，如上文所指示并且也见于下文，发光聚光器可以具有任何形状，并且还可以包括形状的组合。特别地，辐射输入面具有辐射输入面面积(A)，其中辐射出射窗口具有辐射出射窗口面积(E)，并且其中辐射输入面面积(A)比辐射出射窗口面积(E)大至少1.5倍，甚至更特别地至少大两倍，特别地大至少5倍，诸如在2至50000范围内，特别地大5至5000倍。因此，特别地，细长的发光聚光器包括被定义为辐射输入面的面积与辐射出射窗口的面积的比率的几何聚光因子，该几何聚光因子至少为1.5，诸如至少为2，如至少为5，或者更大(见上文)。这允许例如使用多个固态光源(另见下文)。特别地，辐射出射窗口具有从1mm2至100mm2范围选择的辐射出射窗口面积(E)。在这样的尺寸的情况下，发射表面可以是小的，然而尽管如此可以实现高强度。如上文所指示，发光聚光器通常具有(长/宽的)纵横比。这允许小的辐射出射表面，但是允许例如用多个固态光源照射的大的辐射输入表面。在一个具体实施例中，发光聚光器具有从0.5mm至100mm范围选择的宽度(W)。因此，发光聚光器特别地是具有本文所指示的面的整体。转换器表面因此可以包括辐射输入表面。
[0022] 通常为棒形或条形的发光聚光器可以具有任何横截面形状，但是在一些实施例中具有正方形、矩形、圆形、卵形、三角形、五边形或六边形的形状的横截面。聚光器主体通常是立方体，但是可以被设置成具有与立方体不同的形状，其中光输入表面具有稍微为梯形的形状。通过这样做，可以均匀地增强光通量，这对于一些应用而言可能是有利的。因此，在一些情况下(另见上文)，术语“宽度”还可以指代直径，诸如在具有圆形横截面的发光聚光器的情况下。因此，在一些实施例中，细长的发光聚光器还具有宽度(W)和高度(H)，其中特别地L>W并且L>H。特别地，第一面和第二面限定了长度，即这些面之间的距离是细长的发光聚光器的长度。这些面可以特别地被平行地布置。
[0023] 发光聚光器还可以是柱形的棒。在一些实施例中，柱形的棒沿着棒的纵向方向具有一个平坦表面，并且光源可以被定位在该平坦表面处，以使由光源发射的光有效地输入耦合到发光聚光器中。平坦表面还可以用于放置散热器。柱形的发光聚光器也可以具有两个平坦表面，例如彼此相对定位或彼此垂直定位的两个平坦表面。在一些实施例中，平坦表面沿着柱形棒的纵向方向的一部分延伸。
[0024] 下文在根据本发明的实施例中所阐述的发光聚光器也可以在长度方向上折叠、弯曲和/或成形，使得发光聚光器不是直的线性条或棒，而是可以包括例如以90度或180度弯曲形式的圆角、U形、环形或椭圆形、环或具有多个环的3维螺旋形状。这提供了一种紧凑的发光聚光器，通常沿着该发光聚光器的总长度引导光，该总长度是相对大的，导致相对高的流明输出，但是同时该发光聚光器可以被布置到相对小的空间中。例如，发光聚光器的发光部分可以是刚性的，而发光聚光器的透明部分是柔性的，以提供发光聚光器沿其长度方向的成形。光源可以沿着折叠的、弯曲的和/或成形的发光聚光器的长度被放置在任何地方。
[0025] 发光聚光器不用作光输入耦合区域或光出射窗口的部分可以被设置有反射器。因此，在一个实施例中，照明设备还包括反射器，该反射器被配置为将发光材料光反射回发光聚光器中。因此，照明设备还可以包括一个或多个反射器，该一个或多个反射器特别地被配置为将从除辐射出射窗口以外的一个或多个其他面逸出的辐射反射回发光聚光器中。特别地，与辐射出射窗口相对的面可以包括这样的反射器，然而在一个实施例中这样的反射器不与其物理接触。因此，反射器可以特别地不与发光聚光器物理接触。因此，在一个实施例中，照明设备还包括光学反射器，该光学反射器(至少)被配置在第一面的下游并且被配置为将光反射回细长的发光聚光器中。备选地或另外地，光学反射器还可以被布置在不用于将光源光耦入或者将发光光耦出的其他面和/或面的其他部分处。特别地，这样的光学反射器可以不与发光聚光器物理接触。此外，(一个或多个)这样的光学反射器可以被配置为将发光和光源光中的一个或多个光反射回发光聚光器中。因此，基本上所有的光源光都可以被保留，以用于由发光材料(即，诸如特别是Ce3+的活化剂元素)来转换，并且发光的大部分可以被保留，以用于从辐射出射窗口输出耦合。术语“反射器”也可以指代多个反射器。
[0026] 特别地，对于汽车应用而言，光源可以包括发光表面，该发光表面包括发光表面面积(AL)，其中发光聚光器包括辐射输入表面和辐射出射窗口，该辐射输入表面包括发光聚光器表面面积(A)，该辐射出射窗口包括辐射出射窗口面积(E)，其中0.8≤A/AL≤1.2，并且其中0.8≤E/AL≤1.5，特别地1≤E/AL≤1.5。
[0027] 术语“耦入”及类似术语和“耦出”及类似术语指示光从介质改变(分别是从发光聚光器外部到发光聚光器中，以及反之亦然)。一般而言，光出射窗口将是如下的面(或面的一部分)，即，该面(或面的一部分)被配置为(基本上)垂直于波导的一个或多个其他面。一般而言，发光聚光器将包括一个或多个主体轴线(诸如长度轴线、宽度轴线或高度轴线)，其中出射窗口被配置为(基本上)垂直于这样的轴线。因此，一般而言，(一个或多个)光输入面将被配置为(基本上)垂直于光出射窗口。因此，辐射出射窗口特别地被配置为垂直于一个或多个辐射输入面。因此，特别地，包括光出射窗口的面不包括光输入面。
[0028] 可选地，可以在辐射出射窗口的下游配置滤光器。
[0029] 在又一实施例中，照明设备还包括准直器，该准直器被配置在辐射出口窗口的下游并且被配置为准直转换器光。如例如CPC(复合抛物面聚光器)的这样的准直器，可以用于准直从辐射出射窗口逸出的光并且用于提供准直的光束。
[0030] 因此，与发光聚光器有关的上述实施例特别地适用于被配置在基于固态的光源的下游的发光聚光器。然而，可选地，这些实施例还可以适用于被基于固态的光源包括的发光聚光器。然而，基于固态的光源可以不一定包括发光聚光器，但也可以(仅)包括例如激光器(另见上文)。
[0031] 此外，照明设备可以包括散热器，散热器被配置为支持固态光源和/或发光聚光器的冷却。散热器可以包括以下项或者由以下项组成：铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、铝碳化硅、氧化铍、硅-碳化硅、铝碳化硅、铜钨合金、铜钼碳化物、碳、金刚石、石墨、以及其中的两种或更多种的组合。照明设备还可以包括被配置为冷却发光聚光器的一个或多个冷却元件。
[0032] 如上文所指示，本发明也可以应用于照射小面积的磷光体。因此，在另一实施例中，照明设备包括发光材料的斑点，其中斑点的面积最大为4mm2，诸如最大为1mm2。这种小面积或小斑点磷光体的示例例如最大为0.25mm2，诸如特别地最大为0.04mm2，如甚至更特别地最大为0.01mm2。最小面积可以在例如约0.001mm2的范围内。小面积磷光体可以例如用于将光耦合到光纤中，例如以用于汽车应用。用光源光照射的面积因此也可以被指示为转换器表面。
[0034] 可以使用的适当材料是具有4f跃迁的镧系元素，其中4f能级中的基本上所有激发均导致处于与激发波长相同的波长处的发射(斯托克斯位移几乎为零)。其他适当的发光材料是例如量子点和有机染料。
[0035] 因此，在一个实施例中，发光材料包括发光量子点。量子点是半导体材料的通常仅具有几纳米的宽度或直径的小晶体。当被入射光激发时，量子点发射由晶体的尺寸和材料确定的颜色的光。因此，可以通过适配点的大小来产生特定颜色的光。这意味着通过使用量子点可以获得任何光谱，因为量子点是窄带发射器。
[0036] 在可见范围内发射的大多数已知量子点基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的壳体的硒化镉(CdSe)。也可以使用无镉量子点，诸如磷化铟(InP)、以及硫化铟铜(CuInS2)和/或硫化铟银(AgInS2)。量子点显示出非常窄的发射带，并且因此它们显示出饱和的颜色。此外，通过适配量子点的大小，可以容易地调节发射颜色。
[0037] 在本文中被指示为光转换器纳米颗粒的量子点或发光纳米颗粒可以例如包括II-VI族化合物半导体量子点或发光量子点，该II-VI族化合物半导体量子点或发光量子点基于以下中的一种或多种：CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe和HgZnSTe。在另一实施例中，发光纳米颗粒可以例如基于III-V族化合物半导体量子点，该III-V族化合物半导体量子点从由以下组成的组中选择：GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs和InAlPAs。在又一实施例中，发光纳米颗粒可以例如基于I-III-VI2黄铜矿型半导体量子点，该I-III-VI2黄铜矿型半导体量子点从由以下组成的组中选择：CuInS2、CuInSe2、CuGaS2、CuGaSe2、AgInS2、AgInSe2、AgGaS2和AgGaSe2。在又一实施例中，发光纳米颗粒可以例如基于I-V-VI2半导体量子点，诸如从由LiAsSe2、NaAsSe2和KAsSe2组成的组中选择。在又一实施例中，发光纳米颗粒可以例如基于诸如SbTe的IV-VI族化合物半导体纳米晶体。在一个具体实施例中，发光纳米颗粒基于InP、CuInS2、CuInSe2、CdTe、CdSe、CdSeTe、AgInS2和AgInSe2中的一种或多种。在又一实施例中，发光纳米颗粒可以例如基于具有内部掺杂物(诸如ZnSe:Mn、ZnS:
Mn)的从上述材料中选择的II-VI族、III-V族、I-III-V族和IV-VI族化合物半导体纳米晶体中的一种。掺杂物元素可以从Mn、Ag、Zn、Eu、S、P、Cu、Ce、Tb、Au、Pb、Tb、Sb、Sn和Tl中选择。在本文中，基于发光纳米颗粒的发光材料还可以包括诸如CdSe和ZnSe:Mn的不同类型的QD。
Mn)的从上述材料中选择的II-VI族、III-V族、I-III-V族和IV-VI族化合物半导体纳米晶体中的一种。掺杂物元素可以从Mn、Ag、Zn、Eu、S、P、Cu、Ce、Tb、Au、Pb、Tb、Sb、Sn和Tl中选择。在本文中，基于发光纳米颗粒的发光材料还可以包括诸如CdSe和ZnSe:Mn的不同类型的QD。
[0038] 使用II-VI量子点看起来是特别有利的。因此，在一个实施例中，基于半导体的发光量子点包括II-VI量子点，特别是从由以下组成的组中选择的量子点：CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe和HgZnSTe，甚至更特别地是从由CdS、CdSe、CdSe/CdS和CdSe/CdS/ZnS组成的组中选择的量子点。
[0039] 在一个实施例中，应用无Cd的QD。在一个具体实施例中，光转换器纳米颗粒包括III-V QD，更具体地是基于InP的量子点，诸如核-壳InP-ZnS QD。注意，术语“InP量子点”或“基于InP的量子点”及类似术语可以涉及“裸露的”InP QD，但是也可以涉及具有在InP核上的壳的核-壳InP QD，诸如核-壳InP-ZnS QD，如InP-ZnS QD棒中点。
[0040] 典型的点由诸如硒化镉、硫化镉、砷化铟和磷化铟的二元合金制成。然而，点也可以由诸如硫硒化镉的三元合金制成。这些量子点在具有10至50个原子的直径的量子点体积内可以包含少至100到100,000个原子。这对应于约2至10纳米。例如，可以提供直径约3nm的诸如CdSe、InP或CuInSe2的球状颗粒。发光纳米颗粒(无涂层)可以具有球形、立方体、棒、丝、盘、多荚(multi-pods)等的形状，其中在一个方向上的尺寸小于10nm。例如，可以提供长度为20nm且直径为4nm的CdSe纳米棒。因此，在一个实施例中，基于半导体的发光量子点包括核-壳量子点。在另一个实施例中，基于半导体的发光量子点包括棒中点式的纳米颗粒。也可以应用不同类型的颗粒的组合。例如，可以应用核-壳颗粒和棒中点，和/或可以应用前述纳米颗粒中的两种或更多种的组合，诸如CdS和CdSe。此处，术语“不同类型”可以涉及不同的几何形状以及不同类型的半导体发光材料。因此，也可以应用(上文所指示的)量子点或发光纳米颗粒中的两种或更多种的组合。因此，在一个实施例中，发光材料包括基于CdSe和CdS中的一种或多种的发光量子点。
[0041] 制造半导体纳米晶体的方法的一个示例(诸如从WO 2011/031871中得到的)是胶体生长工艺。
[0042] 在一个实施例中，纳米颗粒可以包括半导体纳米晶体，该半导体纳米晶体包括含有第一半导体材料的核和含有第二半导体材料的壳，其中壳被设置在核的表面的至少一部分上。包括核和壳的半导体纳米晶体也称为“核/壳”半导体纳米晶体。
[0043] 例如，半导体纳米晶体可以包括具有分子式MX的核，其中M可以是镉、锌、镁、汞、铝、镓、铟、铊或其混合物，并且X可以是氧、硫、硒、碲、氮、磷、砷、锑或其混合物。适合用作半导体纳米晶体核的材料的示例包括但不限于：ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、MgS、MgSe、GaAs、GaN、GaP、GaSe、GaSb、HgO、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InN、InP、InSb、AlAs、AIN、AlP、AlSb、TIN、TIP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe、Ge、Si、包括任何前述项的合金和/或包括任何前述项的混合物(包括三元和四元混合物或合金)。
[0044] 壳可以是具有与核的组成相同或不同的组成的半导体材料。壳包括半导体材料在核半导体纳米晶体的表面上的外层，可以包括：IV族元素、II-VI族化合物、II-V族化合物、III-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物、II-IV-V族化合物、包括任何前述项的合金和/或包括任何前述项的混合物(包括三元和四元混合物或合金)。示例包括但不限于：ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、MgS、MgSe、GaAs、GaN、GaP、GaSe、GaSb、HgO、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InN、InP、InSb、AlAs、AIN、AlP、AlSb、TIN、TIP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe、Ge、Si、包括任何前述项的合金和/或包括任何前述项的混合物。例如，ZnS、ZnSe或CdS外层可以在CdSe或CdTe半导体纳米晶体上生长。
[0045] 半导体纳米晶体(核)壳材料的示例包括但不限于：红色(例如，(CdSe)ZnS(核)壳)，绿色(例如，(CdZnSe)CdZnS(核)壳等)和蓝色(例如，(CdS)CdZnS(核)壳)(进一步参见上文关于基于半导体的具体光转换器纳米颗粒的示例)。
[0046] 因此，在一个具体实施例中，光转换器纳米颗粒从由核-壳纳米颗粒组成的组中选择，其中核和壳包括以下项中的一种或多种：CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs和InAlPAs。
[0047] 一般而言，芯和壳包括相同类别的材料，但是基本上由不同的材料组成，例如围绕CdSe核的ZnS壳等。
[0048] 在一个具体实施例中，发光量子点从由InP、CuInS2和AgInS2型量子点组成的组中选择。
[0049] 发光材料，或者特别是发光聚光器或小面积磷光体被配置为转换光源光的至少一部分。换言之，可以说光源被辐射耦合到发光材料。术语“辐射耦合”特别地意指光源和发光材料(这里是发光材料)彼此相关联，使得由光源发射的辐射的至少一部分由发光材料接收(并且至少部分地转换成发光)。发光材料可以被配置在离光源非零的距离处，或者可以处于物理接触。前一实施例有时也被指示为附近或远程，其中“附近”更靠近光源而“远程”更远离光源。在本文中，在一个实施例中，光源包括发光表面，该发光表面被配置在离发光材料等于或小于1mm的距离处。因此，特别地，该距离是相对小的，或者甚至为零。因此，在又一实施例中，光源包括与发光材料物理接触的发光表面。
[0050] 如上文所指示，照明设备光包括在光谱的可见部分中的发射带，其表示照明设备光在光谱的可见部分中的总功率(W)的至少80％，特别地表示照明设备光在光谱的可见部分中的总功率的至少90％。因此，照明设备基本上是单色的，同样(发射)带也是相对窄的。不排除照明设备也可以在UV或IR中发射。然而，特别地，作为UV和可见光中的辐射而(由照明设备)发射的总功率的至少60％，(更特别地至少80％)被可见光中的该发射带包括。更特别地，作为UV、IR和可见光中的辐射而发射的总功率的至少60％(更特别地至少80％)被可见光中的该发射带包括。因此，照明设备基本上是单色的。
[0051] 因此，提供了有色的照明设备光，例如是紫色、蓝色、蓝绿色、绿色、黄色、橙色或红色。术语“紫光”或“紫色发射”特别地涉及波长在约380nm至440nm范围内的光。术语“蓝光”或“蓝色发射”特别地涉及波长在约440nm至495nm范围内的光(包括一些紫色和青色色调)。术语“绿光”或“绿色发射”特别地涉及波长在约495nm至570nm范围内的光。术语“黄光”或“黄色发射”特别地涉及波长在约570至590nm范围内的光。术语“橙光”或“橙色发射”特别地涉及波长在约590nm至620nm范围内的光。术语“红光”或“红色发射”特别地涉及波长在约
620nm至780nm范围内的光。术语“粉光”或“粉色发射”是指具有蓝色和红色成分的光。术语“可见”、“可见光”或“可见发射”是指波长在约380nm至780nm范围内的光。
620nm至780nm范围内的光。术语“粉光”或“粉色发射”是指具有蓝色和红色成分的光。术语“可见”、“可见光”或“可见发射”是指波长在约380nm至780nm范围内的光。
[0052] 因此，如上文所指示，在一些实施例中，发射带具有最大1500cm-1的半高全宽(FWHM)，特别地最大1000cm-1的半高全宽。发光材料特别地是如下的小斯托克斯位移材料，即，该小斯托克斯位移材料具有发光材料光与对应的最低能量激发带(EX)的最大1500cm-1(诸如最大值)的斯托克斯位移。在一个实施例中，诸如在量子点的情况下，斯托克斯位移可以大于0cm-1。如上文所另外指示的，激发带特别地完全与光源光发射带重叠。
[0053] 在另一方面中，本发明还提供了一种包括如本文所定义的照明设备的照明装置(“装置”)。因此，这样的装置不一定基本上是单色的，因为该装置可以包括可以改变照明设备光的另外的光源和/或另外的元件。因此，在照明装置的另一实施例中，该装置还包括一个或多个另外的照明设备，其中该照明设备和该一个或多个另外的照明设备被配置为提供白色照明装置光。特别地，该一个或多个另外的照明设备包括又一个如本文所定义的照明设备。例如，生成蓝光、绿光和红光的照明设备可以被组合。备选地或另外地，可以使用如本文所定义的生成蓝光的照明设备来照射黄色磷光体。
[0054] 照明设备可以是以下项的一部分或者可以被应用在以下项中，例如：办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自点亮显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警示标志系统、医疗照明应用系统、指示器标志系统、装饰性照明系统、便携式系统、汽车应用、温室照明系统、园艺照明或LCD背光。特别地，如本文所定义的照明设备或根据本文所定义的照明装置可以用于投影照明、舞台照明或汽车照明等。因此，应用之一可以是在汽车中，诸如在轿车、卡车、巴士、摩托车、火车、地铁等的前灯等。因此，在一个实施例中，本发明还提供了一种包括如本文所定义的照明设备的汽车灯。本发明还提供了一种包括如本文所定义的照明设备的投影仪。
[0055] 照明设备(因此)特别地是包括(固态)光源和发光材料的整体设备。
[0056] 特别地，这样的照明设备可以包括光出射窗口(其中出射窗口特别地包括透光固体材料)，其中光源被配置在出射窗口的上游，并且其中发光材料被配置在光源的下游。发光材料可以被配置在光出射窗口的上游，或者可以被包括在光出射窗口中。附图说明
[0057] 现在将仅通过示例、参考所附的示意图，来描述本发明的实施例，在示意图中对应的参考标记指示对应的部分，并且其中：
[0058] 图1a至图1e示意性地描绘了本发明的一些方面；
[0059] 图2示出了量子点的激发和发射光谱(包括光源光)；
[0060] 图3a至图3e示意性地描绘了本发明的一些方面，特别是照明设备的实施例；
[0061] 图4a至图4d示意性地描绘了本发明的一些方面，特别是照明装置的实施例；
[0062] 图5a至图5c示意性地描绘了本发明的另外的一些方面；以及
[0063] 图6a至图6d示出了InP QD、CdSe Qd、CdTe QD和CdTe QD(比前者更大的颗粒)的发射光谱。
[0064] 示意图不一定按比例绘制。
具体实施方式
[0065] 图1a示意性地描绘了被配置为生成照明设备光101的照明设备100的一个实施例。照明装置100包括被配置为生成光源光11的基于固态的光源10、以及被配置为将光源光11的至少一部分转换成发光材料光21的发光材料20。发光材料20下游的光用参考标记101来表示。光101至少包括发光材料20的发射或发光，即，发光材料光21。可选地，光源光11中的一些也可能被照明设备光101包括。这可能不是问题，因为光源光和发光材料光的波长基本上可以相同。
[0066] 特别地，照明设备光101基本上由发光材料光21组成，诸如80％或更多(诸如至少90％)的发射带的功率(W)可以是发光材料光。
[0067] 光源10被配置在发光材料20的上游，发光材料光21从上述发光材料向下游发出。特别地，在本文中应用透射配置。术语“上游”和“下游”与相对于来自光生成部件(此处，特别是第一光源)的光的传播的项或特征的布置有关，其中相对于来自光生成部件的光束内的第一位置，光束中更靠近光生成部件的第二位置是“上游”，而光束内更远离光生成部件的第三位置是“下游”。此处，作为示例，描绘了透射配置。然而，如下文所指示，还可以选择反射配置。
[0068] 参见图1b至图1c，照明设备光101包括在光谱的可见光部分中的发射带110。特别地，该带表示照明设备光101在光谱的可见光部分中的总功率W的至少80％。发射带110具有-1最大1500cm 的半高全宽FWHM。发光材料20是小斯托克斯位移材料，其具有发光材料光21与最大1500cm-1的对应的最低能量激发带EX的斯托克斯位移SS(注意，此处作为示例，激发光谱具有两个激发最大值；对于斯托克斯位移的计算，如本领域已知的那样选择能量的最低带)。如图1b所示，基于固态的光源10被配置为以在最低能量激发带EX内的波长来提供光源
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光11，导致发光材料上至少10W/(cm)的辐照度。发光材料的发射(带)还用参考标记EM来指示。发射带21/EM的峰值最大值MM3与光源光11的峰值最大值MX2之差用参考标记SS2来指示。特别地，该差SS2大于0nm，但等于或小于30nm。图1c示出了照明设备光101，其因此可以基本上由发光材料光21组成。
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光11，导致发光材料上至少10W/(cm)的辐照度。发光材料的发射(带)还用参考标记EM来指示。发射带21/EM的峰值最大值MM3与光源光11的峰值最大值MX2之差用参考标记SS2来指示。特别地，该差SS2大于0nm，但等于或小于30nm。图1c示出了照明设备光101，其因此可以基本上由发光材料光21组成。
[0069] 图1d示意性地描绘了还包括发光聚光器50的照明设备100的一个实施例，该发光聚光器50包括发光材料20，其中光源光11在表面201处进入聚光器50，并且在基本垂直于表面201且具有比表面201更小的面积的表面处离开聚光器，从而提供高强度光。下文进一步描述发光聚光器的实施例。图1e示意性地描绘了包括发光材料20的斑点60的照明设备100的一个实施例，其中斑点60具有例如最大1mm2或甚至更小的面积。作为示例，斑点的尺寸用指示长度和宽度或直径(任何可能适用的)的L/W/D来指示。斑点60可以具有任何(横截面)形状，诸如圆形、正方形、矩形、卵形等，但特别地具有圆形(具有尺寸D)或正方形(具有尺寸L＝W)。参考标记200指示包括发光材料20的转换器50或包括发光材料20的斑点60，并且参考标记201指示转换器表面，即转换器的如下表面：基于固态的光源可以在该表面处照射其光11。
[0070] 图2示意性地描绘了CdSe四针状(tetrapod)量子点发射(FWHM小于30nm)在约630nm处的激发(EX)和发射(EM)光谱、以及窄带激发源在620nm处的发射(光源光11)。斯托克斯位移用参考标记SS来指示。可以看出，斯托克斯位移非常小，仅为10nm量级，这导致
4.5％的斯托克斯相关的能量损耗。注意，在这一实施例中，激发最大值MX1和光源光最大值MX2被选择为基本相同。然而，并不一定是这种情况(另见图1b)。例如，在需要时(即，更低的斯托克斯相关的能量损耗)，光源可以被配置为以更长的波长来激发发光材料。如图所示，基于固态的光源被配置为提供具有0
4.5％的斯托克斯相关的能量损耗。注意，在这一实施例中，激发最大值MX1和光源光最大值MX2被选择为基本相同。然而，并不一定是这种情况(另见图1b)。例如，在需要时(即，更低的斯托克斯相关的能量损耗)，光源可以被配置为以更长的波长来激发发光材料。如图所示，基于固态的光源被配置为提供具有0
[0071] 对于诸如投影、舞台照明和汽车前灯的各种应用，期望具有高强度光源。
[0072] 这样的光源可以基于激光或以发光聚光器为基础的构思。然而，在使用激光器的情况下，相干性和眼睛安全性是个问题。因此，期望将激光转换成其他波长。在转换期间，在小体积中产生大量的热，这导致温度升高。以相同的方式，基于发光聚光器的光源需要被有效地冷却，以避免热淬灭。由于冷却表面，效率显著降低。
[0073] 在此，我们(因此)提出使用窄发射器并且以导致低斯托克斯损耗的波长来泵浦这些窄发射器，从而最小化能量损耗以及因此的温度升高。为此，可以使用诸如量子点(QD)的材料(另见图2)。窄发射器的吸收与发射之间的波长位移特别地低于20nm，更特别地低于10nm，并且最特别地低于5nm。在此，下文将描述各种具体照明配置。量子点的半高全宽约为
20nm。因此，可以利用例如具有通常分别为2nm和20nm的FWHM的激光二极管或LED来泵浦该量子点。
20nm。因此，可以利用例如具有通常分别为2nm和20nm的FWHM的激光二极管或LED来泵浦该量子点。
[0074] 在一个实施例中，我们提出包括激光二极管和磷光体材料的照明设备(另见例如图1e)。磷光体材料吸收激光并发射经转换的激光。
[0075] 窄带发射器可以部分地由反射散热器77包围(图3a)。在另一配置中，我们提出使用具有处于反射模式中的反射散热器77的转换器200(图3b)。在另一实施例中，我们提出使用多个激光器(作为固态光源10)来泵浦具有反射散热器77的相同的转换器200(或发光元件)(图3c)。
[0076] 在又一实施例中，我们提出在光导中包括发光材料的基于激光器的照明设备。激光泵浦光导中磷光体20，即发光聚光器。关于发光聚光器，还进一步参考下文。磷光体将具有第一光谱分布的光的至少一部分转换成具有第二光谱分布的光、将具有第二光谱分布的光引导到第一光出射表面、并将具有第二光谱分布的光从第一光出射表面耦出，其中窄发射器的吸收与发射之间的波长位移特别地低于20nm，更特别地低于10nm，并且最特别地低于5nm(图3d)。
[0077] 在另一实施例中，我们提出一种发光设备，该设备包括：光源，适于在操作中发射具有第一光谱分布的光；第一发光光导，包括以一个不同于零的角度延伸到彼此的第一光输入表面和第一光出射表面，并且第一发光光导适于在第一光输入表面处接收具有第一光谱分布的光、将具有第一光谱分布的光的至少一部分转换成具有第二光谱分布的光、将具有第二光谱分布的光引导到第一光出射表面、并将具有第二光谱分布的光从第一光出射表面耦出，其中窄发射器的吸收与发射之间的波长位移特别地低于20nm，更特别地低于10nm，并且最特别地低于5nm(图3e)。
[0078] 在又一实施例中，我们提出了包括多于一个磷光体材料的照明设备，并且用不同的激光器来泵浦磷光体材料以获得白光(图4a)。该图示意性地描绘了照明装置1000的一个实施例。参考标记20a-20c指示不同类型的发光材料，不同类型的发光材料提供不同类型的光(另见图4c)。由装置1000生成的光用参考标记1001指示。
[0079] 在又一实施例中，我们提出将发光设备与诸如发光二极管(LED)或激光二极管之类的其他固态照明光源1100组合使用。在一个优选实施例中，发光设备与发射不同颜色的光源组合，以获得白光(图4b)。
[0080] 在又一实施例中，可以组合若干发光设备(图4c)。在又一实施例中，可以串联地组合若干发光设备。通过在发光部分之间添加二向色镜来防止光吸收(图4d)。参考标记21a-21c指示分别由不同类型的发光材料20a-20c提供的不同类型的发光材料光。实际上，在图
4c至图4d中描绘了用参考标记100a-100c指示的三个照明设备100。参考标记M指示镜。
4c至图4d中描绘了用参考标记100a-100c指示的三个照明设备100。参考标记M指示镜。
[0081] 包括如本文所限定的发光设备的灯、灯具和照明系统可以用在以下应用中的一个或多个应用中：数字投影、汽车照明、舞台照明、商店照明、家庭照明、重点照明、聚光照明、剧院照明，光纤照明、显示系统、警示照明系统、医疗照明应用、装饰性照明应用。在又一实施例中，我们提出在灯、灯具或照明系统中使用照明设备。在又一实施例中，我们提出在投影仪系统中使用照明设备。
[0082] 可以使用诸如量子点(QD)的材料。窄发射器的吸收与发射之间的波长位移特别地低于20nm，更特别地低于10nm，并且最特别地低于5nm。
[0083] 量子点(或棒)通常是半导体材料的具有仅几纳米的宽度或直径的小晶体。当被入射光激发时，量子点发射由晶体的大小和材料确定的颜色的光。因此，可以通过适配点的大小来产生特定颜色的光。具有在可见范围内的发射的大多数已知量子点基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的壳体的硒化镉(CdSe)。也可以使用无镉量子点，诸如磷化铟(InP)、以及硫化铟铜(CuInS2)和/或硫化铟银(AgInS2)。量子点显示出非常窄的发射带，并且因此它们显示出饱和的颜色。此外，可以通过适配量子点的大小来容易地调节发射颜色。在本发明中可以使用本领域已知的任何类型的量子点。然而，由于环境安全和关注的原因，可以优选地使用无镉量子点或至少使用具有非常低的镉含量的量子点。
[0084] 下文进一步描述发光聚光器的实施例。图5a中示意性地描绘了本文所限定的发光聚光器的一个实施例。图5a示意性地描绘了包括发光聚光器50和多个固态光源10的发光设备100，发光聚光器50诸如具有第一面141和第二面142的细长(陶瓷)主体，第一面141和第二面142限定了(细长的)聚光器主体50的长度。(细长的)聚光器主体50包括一个或多个辐射输入面111，此处作为示例的是用参考标记143和144指示的两个相对布置的面(其限定例如宽度W)。此外，聚光器主体50包括辐射出射窗口112，其中第二面142包括上述辐射出射窗口112。整个第二面142可以用作或被配置为辐射出射窗口。多个固态光源10被配置为向一个或多个辐射输入面111提供(蓝色)光源光11。如上文所指示，多个固态光源10特别地被配置为：向辐射输入面111中的至少一个辐射输入面，提供特别地但不排他地平均至少为0.067瓦特/mm2的蓝色功率Wopt。
[0085] (细长的)聚光器主体50可以包括陶瓷材料120，陶瓷材料120被配置为将(蓝色)光源光11的至少一部分波长转换成转换器光101，诸如，绿色和红色转换器光101中的至少一个或多个。参考标记720和721分别指示滤光器和反射器。滤光器可以在例如需要绿光时减少非绿光，或者可以在需要红光时减少非红光。反射器可以用于将光反射回聚光器主体或波导中，从而提高效率。注意，可以使用比示意性描绘的反射器更多的反射器。
[0086] 光源原则上可以是任何类型的点光源，但是在一个实施例中是固态光源，诸如发光二极管(LED)、激光二极管或有机发光二极管(OLED)、多个LED或激光二极管或OLED、或者LED或激光二极管或OLED的阵列、或者这些中的任何一些的组合。
[0087] 图5a至图5b示意性地描绘了照明设备的一些类似实施例。此外，照明设备可以包括与波导分开的和/或被集成在波导中的另外的光学元件，如，例如聚光元件，诸如复合抛物面聚光元件(CPC)。图5b中的照明设备1还包括诸如CPC的准直器24。
[0088] 图5c示意性地描绘了作为波导或发光聚光器的可能的聚光器主体的一些实施例。用参考标记141至146来指示面。第一变型的板状或梁状聚光器主体具有面141至面146。未示出的光源可以被布置在面143至面146中的一个或多个面处。第二变型是具有第一面141和第二面142以及圆周面143的管状棒。未示出的光源可以被布置在聚光器主体周围的一个或多个位置处。这种聚光器主体将具有(基本上)环形或圆形的横截面。第三变型基本上是前两种变型的组合，其具有两个弯曲的侧面和两个平坦的侧面。图5c示出的变型是非限制性的。更多的形状是可能的，即，例如参考WO2006/054203，其通过引用并入本文。用作光导的聚光器主体通常可以是包括在相互垂直的方向上延伸的高度H、宽度W和长度L的棒状或条状光导，并且在一些实施例中是透明的、或透明且发光的。光通常在长度L的方向上被引导。高度H在一些实施例中<10mm，在其他的一些实施例中<5mm，在其他的又一些实施例中<
2mm。宽度W在一些实施例中<10mm，在其他的一些实施例中<5mm，在其他的又一些实施例中<
2mm。长度L在一些实施例中大于宽度W和高度H，在其他的一些实施例中至少为宽度W的2倍或高度H的2倍，在其他的又一些实施例中至少为宽度W的3倍或高度H的3倍。因此，(长/宽的)纵横比特别地大于1，诸如等于或大于2。除非另有指示，否则术语“纵横比”是指长度/宽度的比率。
2mm。宽度W在一些实施例中<10mm，在其他的一些实施例中<5mm，在其他的又一些实施例中<
2mm。长度L在一些实施例中大于宽度W和高度H，在其他的一些实施例中至少为宽度W的2倍或高度H的2倍，在其他的又一些实施例中至少为宽度W的3倍或高度H的3倍。因此，(长/宽的)纵横比特别地大于1，诸如等于或大于2。除非另有指示，否则术语“纵横比”是指长度/宽度的比率。
[0089] 高度H:宽度W的纵横比通常为1:1(例如对于一般光源应用)或者1:2、1:3或1:4(例如对于诸如前灯的特殊光源应用)或者4:3、16:10、16:9或256:135(例如对于显示应用)。光导通常包括不布置在平行平面中的光输入表面和光出射表面，并且在一些实施例中，光输入表面垂直于光出射表面。为了实现高亮度的、聚光的光输出，光出射表面的面积可以小于光输入表面的面积。光出射表面可以具有任何形状，但是在一个实施例中被成形为正方形、矩形、圆形、卵形、三角形、五边形或六边形。
[0090] 图6a至图6d示出了在以600nm激发时的发射光谱，对于InP(图6a)而言在约650nm处发射，能量损耗为8.2％；对于CdSe(图6b)而言在约630nm处发射，能量损耗为5％；以及对于CdTe(图6c)而言在约640nm处发射，能量损耗为6.4％。图6d示出了其中泵浦峰值最大值(600nm)与发射最大值之差大幅地更大的一个示例。此处，发射处于700nm处；量子点是CdTe。能量损耗是14.4％。图6c和图6d中的量子点分别具有约4.4nm和5nm的颗粒大小。当量子点的吸光度足够高时，例如当基体中的量子点的浓度足够高或QD材料的层厚度足够厚时，没有可见的泵发射。
[0091] 术语“基本上”在本文中，诸如在“基本上所有的光”中或在“基本上由…组成”中，将被本领域技术人员所理解。术语“基本上”还可以包括具有“整体”、“完全”、“全部”等的实施例。因此，在一些实施例中，形容词基本上也可以被去除。在适用的情况下，术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别地为99％或更高，甚至更特别地为99.5％或更高，包括100％。术语“包括”还包括其中术语“包括”意指“由...组成”的实施例。术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后提到的项中的一个或多个项。例如，短语“项1和/或项2”以及类似的短语可以涉及项1和项2中的一个或多个。术语“包括”可以在一个实施例中指代“由...组成”，但在另一个实施例中也可以指代“至少包含所限定的种类并且可选地包含一个或多个其他种类”。
[0092] 此外，在说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述序列顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文所描述的或所说明的序列的其他序列来操作。
[0093] 本文中的设备除其他外在操作期间被描述。如本领域技术人员将清楚的，本发明不限于操作方法或操作中的设备。
[0094] 应当注意，上文提及的实施例说明了本发明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下，设计许多替代性实施例。在权利要求中，放置在括号之间的任何参考标记不应当被解释为限制权利要求。使用动词“包括”及其变体不排除除了权利要求中所记载的元素或步骤之外的元素或步骤的存在。元素之前的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元素。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件的装置以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干部件的设备权利要求中，这些部件中的若干部件可以由同一个硬件项来实施。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的简单事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
[0095] 本发明还适用于包括说明书中描述的和/或附图中示出的特性化特征中的一个或多个特性化特征的设备。本发明还涉及包括说明书中描述的和/或附图中示出的特性化特征中的一个或多个特性化特征的方法或过程。
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