CN104303324A - 全谱发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置，所述发光装置包括：固态光源(101)，用于发射初级光(L1)；以及波长转换部件(102)，所述波长转换部件包括多个波长转换域(102a，102b，102c等)，用于将初级光转换为次级光(L2)，每个波长转换域从而提供全光输出频谱中的子范围，其中所述波长转换域中的至少一些被布置为阵列且包括量子点，其中不同的波长转换域包括具有不同的次级光发射范围的量子点，从而提供全光输出频谱的不同子范围，并且其中由每个波长转换域提供的子范围与另一波长转换域所提供的至少一个另一子范围部分重叠或者，与其邻接。通过在不同的域中，优选在一平面内，布置具有不同波长转换性能的材料，可避免次级发光的重吸收。

Description

全谱发光装置
技术领域
本发明涉及一种使用量子点作为波长转换材料的固态发光装置。
背景技术
在照明新产品的研发中，一直致力于设计一种产生全频谱的光源，例如包括所有可见光的波长的光输出。还存在一种针对具有连续频谱的光源的需求，该光源在各种相关色温(CCT)处给出黑体辐射。这种全谱照明是一种具有平滑的强度频谱的白色光，而没有骤然的尖峰或骤降。该需求是基于这样的认知，即日光是最好的光线，连续全频谱人造光次之。连续全频谱有很多声称的好处，例如，全频谱照明可以提高色彩的感知，提高视觉清晰度，改善情绪，提高生产力，提高心理意识，增加销售量，促进植物的生长，提高光疗法在治疗季节性情感障碍(SAD)和改善睡眠障碍时的效果，提高学生的学些成绩，促进体内维生素D的合成，并能减少龋齿的发生。
声称全频谱的多种白炽灯，诸如荧光T12灯，可在市场上获得。然而，这些白炽灯的频谱仍呈现尖峰或突降。另外，声称全频谱的白炽灯相对较为耗能。
发射不同颜色光的LED灯(不含磷光体)可用来获得期望的CCT和CRI。然而，通过直接发射获得的频谱具有极大尖峰且突起很严重，参见图13。使用直接LED，不可能产生全频谱照明。使用不同的直接LED另一个缺点在于，每一个LED需要不同的驱动电流。此外，由于不同LED光源的不同温度依赖性，这将要求根据温度调整针对至少一些LED的电流。
使用磷光体转换的发光二极管(LED)，也很难获得没有尖峰和/或突降的全频谱光。在磷光体转换的LED中，为了获得白光，将蓝光部分地转变为黄、橙、红光。然而，利用磷光体转换的发光二极管的频谱往往示出具有突降的尖峰频谱。图12所示为蓝色LED频谱，其已分别通过黄涩磷光体和红磷光体而部分转变为黄光和红光，以便获得3000K的CCT和90的显色性(CRI)的白光。利用传统的有机和无机磷光体(宽波带发射器)难以填满这个频谱的间隙以获得连续的全黑体辐射。
US 2005/0135079提出一种用于闪速存储器模块的LED装置，该闪速存储器模块可以较之前闪速存储器模块产生更高的CRI。这种装置包括：产生初级光的光源和包括散布在基体材料中的多个量子点的波长转换盖层。量子点可以被选择为具有不同的次级发射波长，以便产生来自发光装置的宽发射频谱。在一些实施方式中，将量子点和传统的磷光体材料结合在一起。然而，该文献中描述的这种装置的缺点在于，次级光的重吸收可能导致效率降低，这使得变得难以对期望的频谱进行细调。
因而，在本领域存在对于改进的全谱光源的需求。
发明内容
本发明的目标是解决该问题，并提供一种可产生连续频谱光输出的发光装置。
根据本发明的第一方面，这个和其他目标通过一种发光装置来实现。所述发光装置包括：
-固态光源，适用于发射初级光。
-波长转换部件，被配置为接收所述初级光，且包括多个波长转换域，所述多个波长转换域包括用于将初级光转换为次级光的波长转换材料，每个波长转换域提供全光输出频谱的子范围，其中所述波长转换域中至少一些被设置为阵列，典型地像素阵列，且包括量子点，其中不同波长转换域包括具有不同的次级光发射范围的量子点，从而提供全光输出频谱的子范围，其中由每个波长转换域提供的子范围与另一波长转换域提供的至少一个另一子范围重叠设置，或者与其至少是连续的邻接的。
该发光装置产生更加连续的频谱，而具有更小或者没有突降。通过在不同域中布置具有不同波长转换特性的材料，优选地在平面中，次级发射的重吸收可以得以避免。
通常情况下，全光输出频谱的强度与相应黑体辐射频谱的偏离在任何波长处均不超过20％，所述黑体辐射频谱对应于500K至10000K范围内的黑体温度。“相应黑体辐射频谱”是指在450-610nm的范围内最适合的发光装置的光输出频谱的黑体频谱。黑体频谱应当对应于在500～1000k范围内某处的黑体温度。
在本发明的实施方式中，波长转换域一起提供了包括在从400nm至800nm的范围内的所有波长的次级光。这种全频谱对很多应用和用途均是有益的，如上所示。
在本发明的实施方式中，每一个波长转换域包括一种类型的量子点。
此外，在一些实施方式中，至少一个域包括宽波段发射波长转换材料，该宽波段发射波长转换材料提供光输出频谱宽的子范围，且选自无机磷光体材料和有机磷光体材料。该宽波段发射波长转换材料可以选自包括钇铝石榴石(YAG)、镥铝石榴石(LuAG)、BSSN和ECAS的组中的无机磷光体材料。备选地，宽波段发射波长转换材料也可以是有机磷光体，例如二萘嵌苯衍生物。在本发明的实施方式中，包括量子点的至少一个域提供了如下子范围，该子范围与由宽波段发射波长转换材料提供的子范围部分或者完全重叠。包括量子点的所述域与宽波段发射波长转换材料相比，至少在重叠区域提供了强度更高的次级光。
在本发明的实施方式中，包括宽波段发射波长转换材料的域是磷光体层，所述包括量子点的域的阵列作为另一层提供，典型地布置在从固态光源到磷光体层之间的光路径中。
在本发明的本发明的实施方式中，波长转换部件包括至少八种不同类型的量子点，提供至少8种子范围。每种类型的量子点优选地包含在单独的区域。
根据本发明的实施方式，在所述发光装置中使用的量子点具有半高全宽为50nm或者更小(优选地在40nm或者以下)的发射频谱。优选地，使用的所有量子点均具有这种窄发射频谱。
在本发明的实施方式中，由光源所发射的初级光完全通过波长转换部件而被转换。这样，在发光装置中不存在初级光。备选地，在其他的实施中，由光源所发射的初级光可以仅部分地通过波长转换部件而被转换，所述初级光的未转换部分提供光输出频谱的子范围，也就是说，其能够逸出所述发光装置。
所述发光装置进一步可以包括屏蔽部件，该屏蔽部件布置在固态光源和波长转换部件之间的光路径中。该屏蔽部件能够阻止光源发射的光到达至少一个波长转换域。因此，通过阻止至少一个子范围发射，可以通过去除特定的波长来调谐发射频谱。
典型地，发光装置的固态光源是发光二极管(LED)或者激光二极管。初级光可以在在从200nm到460nm的波长范围内。
在另一方面中，本发明是关于一种照明设备，包括此处描述的发光装置，这种照明设备能适用于任何所需的应用，例如家庭或者专业室内环境的通用照明，装饰性照明，或者光治疗应用。
在另一方面中，本发明涉及多个量子点的用途，所述多个量子点具有不同的次级光发射范围，用于提供连续的全光输出频谱。
需要指出的是，本发明涉及在权利要求书中记载的特征的所有可能的组合。
附图说明
现在将参考示出本发明的实施方式的附图，对本发明的这一和其他方面进行更详细的说明。
图1a为示出根据本发明的实施方式的发光装置的示例性发射频谱和黑体辐射频谱(被指示为B)的示图。
图1b为示出根据本发明的发光装置的全输出频谱(S)和黑体辐射频谱(B)的示图。
图2为示出根据本发明的实施方式的发光装置的量子点吸收频谱的示图。
图3为示出根据本发明的实施方式的包括像素化(pixlilated)波长转换部件的发光装置的示意侧视图。
图4为像素化波长转换部件的俯视图。
图5为根据本发明的实施方式的包括像素化波长转换部件和分离装置的发光装置的示意侧视图。
图6a-b为根据本发明的实施方式的量子点单独或者与传统的宽波段发射磷光体结合的全发射频谱的示图。
图7为根据本发明的实施方式的发光装置的示意侧视图。
图8为示出根据本发明的实施方式的发光装置的发射频谱的示图。
图9a为根据本发明的实施方式的包括像素化波长转换部件和屏蔽部件的发光装置的示意侧视图。
图9b为图9a所示器件的发射频谱图
图10a-10b为根据本发明的实施方式的包括波长转换部件和电可控屏蔽部件的发光装置的示意侧视图。
图11为包括光混合室的发光装置的侧视截面图。
图12为示出传统磷光体转换LED的典型输出频谱的示图。
图13为示出包括多种不同颜色LED的传统发光装置的典型输出频谱的示图。
如图中所示，出于说明的目的，图中各层和区域的尺寸被放大并提供以示出本发明的实施方式的总体结构。相似的附图标记表示相似的部件。
具体实施方式
将参考附图对本发明进行更加充分的描述，其中示出了本发明的当前优选的实施方式。然而本发明以不同形式来具体实现，不应该被解释为局限于此处陈述的实施方式。相反，这些实施方式是出于彻底性和完整性而给出的，其全面向本领域技术人员传达了本发明的范围。
本发明人已经发现使用固态光源的发光装置，例如UV，紫外线和蓝色LED，以及多个量子点，可能获得连续的全黑体辐射频谱。
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的通过发光装置能够获得的频谱。该图示出作为波长(λ)函数的强度。第一个波峰(从左边起)代表最短的可见光波长，紫外线，其来源于光源(初级光)或来源于量子点。另外的波峰是量子点(次级光)发射的结果。每种量子点的发射带宽很窄，在图1中示出为明显的波峰。为了仅通过使用量子点实现连续的全黑体辐射，使用具有局部重叠发射波段的多种类型的量子点。
图1b示出根据本发明的发光装置的全光输出频谱S的示例。该频谱还示出了黑体辐射频谱B。可以看出，在宽波长范围内，典型地在400nm至800nm的范围，该发光装置的全输出频谱类似黑体辐射。在给定波长为λa处，黑体辐射具有强度I1，来自发光装置的发射具有强度I2。通常情况，I2并未偏离I1超出20％，即0.8*I1≥I2≥1.2*I1。因此，发光装置的发射频谱中的大的高强度突降得以避免，发射因此近似全黑体辐射。
在本文使用时，表述“连续频谱”是指类似于黑体辐射器的发射频谱(强度为波长的函数)的发射频谱。对于给定黑体温度的黑体频谱是平滑的曲线。“近似”此处意指对于叠加在黑体线上的频谱，在任何波长处强度不应偏离超过20％，优选地不超过10％。这样的频谱因此被称为连续频谱，并且没有明显的突降或者尖峰。
虽然图1只显示了来自于量子点的八个发射波峰(或七个波峰如果第一个波峰来源于光源的话)，可以预见的是，在本发明的实施方式中，光输出频谱可以包含更低或更高数目的量子点发射波峰。任何尺寸的量子点均具有半高全宽在30nm至60nm范围内的光分布。每个发射最大值的位置可以在电磁频谱中的任意位置，但是优选在400nm至800nm之间的某处。为了提供连续的发射频谱，典型地使用至少8种发射波峰，但在本发明的实施方式中，可以存在例如十个或更多波峰，诸如12个发射波峰或更多。更高数目的发射波峰产生更加连续的频谱，即甚至近似黑体线的频谱。
在本发明的实施方式中，少于8个发射波峰仍然能提供连续的频谱，例如在所需的频谱并非需要覆盖从400到800nm的整个范围而应仅仅覆盖其一部分的情况下。
半高全宽或“FWHM”是指在作为波长函数的强度曲线的峰值强度一半处的波长范围的宽度。
在此处使用时，通过“宽波段发射波长转换材料”或“宽波段发射磷光体材料”来意指具有超过100nm的FWHM的发射频谱的波长转换材料。
与宽波段发射材料相比，任意特定尺寸的量子点典型地具有在30-60nm(例如30-50nm)范围内的半高全宽(PWHM)的光分布。例如，绿色量子点发射器可以发射FWHM小于50nm的光，FWHM更优选地小于40nm，最优选地小于30nm。
然而在本发明的实施方式中，可以至少使用不具有重叠发射波峰的量子点。
量子点和量子棒是具有仅几纳米的宽度或直径的小半导体材料晶体。当其被入射光激发时，量子点发出颜色由晶体的尺寸和材料决定的光。因此特定颜色的光可以通过调整点的尺寸来产生。在本发明的实施方式中，量子点至少可以在一个方向上具有在1至10nm范围内的尺寸。作为量子点的替代物，可以使用量子棒，其可以具有在1至10nm范围内的宽度和长达1mm或更长的长度。
图2是示出各个量子点的吸收频谱的示图。可以看出，吸收范围典型地重叠。红色发光量子点通常具有最宽的吸收范围。具有在可见光范围内发射的大多数已知量子点是基于带壳的镉硒化物(CdSe)，诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)。还能够使用不含镉的量子点，如铟磷化物(InP)，和铜铟硫化物(CuInS2)和/或银铟硫化物(AgInS2)。由于窄发射波段，量子点示出饱和色。此外，该发光颜色可通过调整量子点的大小来调整。在本领域中已知的任何类型的量子点均可以在本发明中使用，只要它具有适当的波长转换特性。例如，在本发明的实施方式，可以使用包括CdSe、InP、CuInS2或AgInS2的量子点。然而，基于环境安全的环境担忧的原因，优选使用无镉量子点或者至少具有非常低的镉含量的量子点。
根据本发明的发光装置在图3示意性示出。发光装置100包括用于发射初级光L1的固态光源101和波长转换部件102，该波长转换部件102布置在自光源的光输出方向，以便接收初级光L1和以及将其一部分转换成次级光L2。波长转换部件102包括多个域102a，102b，102c等。这些域中至少有一些域包含量子点，并形成以阵列布置的不同平面内区域。该阵列可以是二维的，形成了矩阵。域的阵列布置可以被称为本发明的上下文中的“像素排列”或“像素化布置”。因此这种结构的单个域可以称为“量子点像素”。典型地，一个像素包含一种类型的量子点，其具有特定的次级发射波长。例如，光源可以是UV LED，域102a可以包含将由光源所发射的初级UV光转换成400-440nm(紫色)的次级光的量子点，域102b将初级光转换成440-460nm(蓝紫色)，域102c将初级光转换成460-480nm(蓝涩)，域102d将初级光转换成490-530纳米(蓝绿色)，域102e将初级光转换成530-560nm(黄绿色)，域102f将初级光转换成570-620nm(黄/橙色)，域102g将初级光转换成620-700nm(橙色)，域102h将初级光转换成700-750纳米(红色)。域102a-h可以以任何顺序或图案布置。
每个子范围(由波长转换域提供)与由另一波长变换域提供的至少一个其它子范围如果不重叠的话，也至少是邻接的。在一个示例性实施例中，使用多达16个波长转换域，其包含具有不同发射特性的量子点，不同的域可以发射不同子范围的光，如表1所示。
表1.示例实施例的子范围
域 发射波长(被转换)
域1 400-440nm-蓝紫(BV)光
域2 440-460nm-紫蓝(VB)光
域3 460-480nm-蓝(B)光
域4 480-490nm-绿蓝(GB)光
域5 490-500nm-蓝绿(BG)光
域6 500-530nm-绿(G)光
域7 530-560nm-黄绿(YG)光
域8 560-570nm-绿黄(GY)光
域9 570-580nm-黄光
域10 580-590nm-橙黄(OY)光
域11 590-600nm-黄橙(YO)光
域12 600-620nm-橙(O)光
域13 620-640nm-红橙(RO)光
域14 640-700nm-橙红(OR)光
域15 700-750nm-红(R)光
域16 750-800nm-近红外(NIR)光
由于量子点通常具有较为接近发射波峰的吸收波峰，使用代表发射波长的连续范围的多个量子点可以导致次级辐射的重吸收，这导致全发射频谱中出现突降。本发明通过在不同像素中布置具有重叠的发射和吸收波长的不同类型的量子点，避免了这种吸收。因此，可以实现连续的频谱，并提升效率。
波长转换材料的量可以适合于产生光的强度，以使得发射波峰的总和模拟了在期望黑体温度下的黑体辐射。
上述量子点像素可以按任何适当的模式设置，例如三角形、六角形或棋盘模式。所述模式可以是重复的或周期性的。图4描绘的是波长转换部件的俯视图，其示出量子点像素102a、102b、102c等的一个示例性布置。大部分的波长转换像素在所有侧边(在一个平面内)均被其它像素所包围。相邻围绕像素其中一个或更多可以包括不同的类型的量子点，从而提供一个不同的次级发射范围。
在本发明的实施方式中，相邻的波长转换域，特别是像素化布置的相邻域，可被以由隔离部件103隔开，如图105所。所述隔离部件用以将单独的像素进行物理分隔，进一步减少次级光的泄漏及被周围量子点像素重吸收的风险。所述隔离部件103可以从波长转换部件的表面突出。所述隔离部件可以是不透明的或反射性的。例如，隔板可以由反射性材料如铝所制成，或由表面涂覆有反射性材料诸如Al2O3或TiO2的非反射性材料制成。在一些实施方式中，所述隔离部件至少可以部分对于光源发出的初级光是具有透光性的。
在本发明的实施方式方案中，所有由固态发光光源101发出的光可被波长转换部件102转换。在备选的实施方式中，光源发出的初级光只有部分被转换。例如，在一些实施方式中，被特定的波长转换域102a、102b等接收到的初级光只有部分被转换。但是在其它的实施方式中，一些波长转换域对接收到的光进行了全部转换，尽管其它的波长转换域仅实现了对所接收到的光的部分转换。在更多的细节将参考图9a-9b和图10a-10b描述的其它实施方式中，可以提供屏蔽部件，该屏蔽部件阻止光源发出的光被一些特定的波长转换域所接收。
在本发明的实施方式中，至少一个波长转换域可以包括至少一种传统的磷光体材料，以提供宽波长范围的次级发射。在本发明的上下文中，这样的磷光材料可以被称作宽波段发射磷光体。包括传统磷光体材料的波长转换域通常不会形成像素化装置的一部分，而是可以作为独立层或甚至独立体，选择性地形成一个独立的第二波长转换部件。
发光装置的例子在图7中示意性示出，该发光装置具有的波长转换部件包括量子点及传统磷光体材料。波长转换部件102包括具有上述量子点像素的层102’，以及包括传统无机或有机磷光体材料的层102”。优选地，将包括量子点的层设置于在固态光源101与磷光体材料层102”之间的光路径中，以避免量子点发射被磷光体材料重吸收。
在本发明的一些实施方式中，并非必须使量子点的不同发射波峰重叠，正如上文图1所说明。例如，在包括由至少一种宽频波段发射磷光体的实施方式中，使量子点较窄发射范围至少部分与宽波段发射磷光体的范围重叠就足够了，正如图6a-b所示出。图6a示出所使用的量子点的发射波峰，图6b示出了全输出频谱，其组合来自光源的初级光(图6b中的波峰1)、由宽波段发射磷光体(表示为L2’)和量子点提供的次级光(波峰2-7)。正如所见的，量子点的发射波峰彼此没有重叠，但与宽波段发射磷光体的发射范围重叠。宽波段发射磷光体材料的发光强度通常低于量子点的发射强度。可以注意到，除了图6b所示的形状之外，宽波段发射磷光体的发射频谱还具有其它形状；例如，若干宽波段发射磷光体可以一起提供具有若干波峰的频谱，参见图8以及图12。
在其它的实施方式中，其输出频谱如图8所示，所述波长转换部件102包括第一宽波段发射磷光体，提供半高全宽(FWHM)典型为150nm的次级发射L2’(例如510-660nm)，以及第二宽波段发射磷光体L2”，提供半高全宽(FWHM)典型地为120nm的次级辐射(例如590-710nm)。来自光源初级光的发射波峰被表示为L1(典型地具有50nm的FWHM，例如380-430nm)。为了填补第一和第二宽波段发射磷光体材料以及光源的组出频谱中的间隔，波长转换部件还包括布置在不同像素中的量子点，以分别在430-470nm、470-510nm、590-630nm以及630-660nm提供发射波峰P1、P2、P3及P4。
波长转换部件可以相对于光源设置在较远位置，即波长转换部件与光源可以相互分离，如例如图3示意性示出。备选地，波长转换部件可以被布置在光源的附近，距其在一个较近距离。在其它实施方式中，波长转换部件可以直接布置在光源上(参见图7)。
在本发明实施方式中，所述发光装置包括一个光混合室，在其中设置光源。通常光混合室通过可以是反射性的至少一个侧壁以及光出射窗来定义。在一些实施方式中，波长转换部件可被布置在光出射窗中。图11示出了一个发光装置100，包括光混合室105，其由基座部分106以及至少一个侧壁107来定义。固态光源101可以在基座部分上提供。在单个光源的情况下，光源通常定位于基座部分的中央。在2个或更多光源的情况下，光源可围绕基座部分的中心对称地布置。然而，可以设想的是，光源可被提供到一个侧壁上或光混合室的其它适当位置。至少一个侧壁107定义光输出窗108，在其中在远离光源的位置处定位波长转换部件102。在其它的实施方式中，波长转换部件相反可以提供在光混合室105中。
至少一个侧壁107面向混合室内部的表面107a可以是反射性的，例如，提供有反射材料层，以便提供将由波长转换部件接收的光的均匀分布，和/或提供来自波长转换部件的次级光的更均匀分以及与初级光的更好混合。具有反射性的侧壁的反射率优选为80％以上，更优选地在90％以上，更加优选地至少95％。典型地，反射层可是漫反射性的。
可选地，所述发光装置可以进一步包括漫射体109，安装在波长转换部件的一例，面朝光输出方向(也就是说，并未面向光源)。这样的漫射体可以提供在光线出射窗108中或光混合室105的外侧。
在本发明的实施方式中，固态光源发出从200到460nm的初级光，对应于UV、紫光及蓝光。典型地，初级光可以在440到460nm的范围内。因此，在固态光源是LED的实施方式中，其可以是UV、紫光及蓝光LED，如基于GaN或InGaN的LED。也可以采用发射出适当波长范围的有机发光二极管(OLEDs)或激光二极管。
所述宽波段发射磷光体材料可以是无机材料或有机材料。无机波长转换材料的例子包括但不限于：铈(Ce)掺杂的YAG(Y3Al5O12)或LuAG(Lu3Al5O12)。铈(Ce)掺杂的YAG发出淡黄色的光，然而铈(Ce)掺杂的LuAG发出黄色微绿的光。其它发出红光的无机磷光体材料的例子包括但不限于ECAS(ECAS，其是Ca1-xAlSiN3：Eux；其中0＜x≤1；优选地0＜x≤0.2)以及BSSN(BSSNE，其是Ba2-x-zMxSi5-yAlyN8-yOy：Euz其中M代表Sr或Ca，0≤x≤1，且优选地0≤x≤0.2，0≤y≤4，以及0.0005≤z≤0.05)。
适当的有机磷光体材料是基于二萘嵌苯衍生物的有机荧光材料，例如BASF以商品名销售的化合物。适当的化合物的例子包括但不限于：Red F305，Orange F240，Yellow F083，andF170。有利地，包括有机荧光材料的层可以是透明的和非散射的。
可选地，波长转换部件，例如包括宽波段发射磷光体材料的层或域可以包括散射元素。散射元素的例子包括气孔及散射颗粒，例如TiO2或Al2O3颗粒。
对一些应用而言，可能期望对被照射物体的一种或多种特定的颜色进行增强。这可以通过产生缺少特定波长的非连续发射频谱的发光装置来实现。
本发明通过使用如下波长转换装置为此问题提供了一种解决方案：所述波长转换装置包括的像素化布置的量子点以及屏蔽部件，所述量子点具有不同的(可选地重叠)的发射波长，所述屏蔽部件布置在固态光源和波长转换部件的至少一个像素之间的光路径中。不同像素的量子点的发射范围可以重叠，从而使得除了由于被屏蔽部件屏蔽而并未发射的波长外，频谱将是连续的。
然而，在不同量子点的发射范围并未重叠的情况下，将非常有利是，与像素化布置的量子点结合使用屏蔽部件以使得在缺乏屏蔽部件的情况下，波长转换部件可以产生非连续的频谱。
这种发光装置的示例实施方式的总体结构可在图9a中示出。正如图9a所示，屏蔽部件104具有的尺寸大体与单个波长转换域(像素)相当，或稍小。因此，当被布置在光源101和波长转换部件之间的光路中时，屏蔽部件阻挡光被特定的像素(这里指像素5)接收，从而导致如例如图9b所示的频谱，缺乏与被屏蔽的波长转换像素的发射相对应的特定波长范围。
屏蔽部件104可阻挡整个波长转换像素或其一部分。屏蔽部件也可能同时至少部分地阻挡2个或更多像素。屏蔽部件的尺寸(特别是宽度)因此可以被选择以覆盖超过一个像素。
在一些实施方式中，所述发光装置包括多个屏蔽部件。例如，可以在一个平面中布置两个或更多的屏蔽部件。在其它实施方式中，每个屏蔽部件可以被安装到一个单独的平面中，也就是说，在单独的层中。
屏蔽部件可以是完全不透明的，因此阻挡所有的入射光。但是，在某此实施方式中，它也可能是部分透光的。备选地，屏蔽部件也可以被构图。
在一些实施方式中，屏蔽部件也可以由发光装置的用户去控制。例如，屏蔽部件的位置是以可逆方式可调整的。在一个实施方式中，屏蔽部件在与不同像素的屏蔽相对应不同的位置之间，可以机械地运动。
在其它实施方式中，可通过电动方式来实现对屏蔽效果的控制。例如，屏蔽部件可以包括电可控层，该电可控层包括多个独立可控的屏蔽域，每域被布置为可能地屏蔽波长转换像素。该电可控层可以包括光电器件，其光学特性(特别是透光性)可通过施加电势来控制。图10a-10b示出了这样的发光装置的例子。每个屏蔽域104a、104b在透光状态(例如图10a中的域104b和图10b中的域104a)和光阻挡或屏蔽状态(图10a中的域104a和图10b中的域104b)之间可以以可逆方式转换，其中在所述透光状态中，从光源来看，光可被位于所述屏蔽域后面的相应波长转换像素所接收，其中在光阻挡或屏蔽状态，屏蔽域是不透光的，因此阻挡了光到达相应的波长转换像素。适当的电可控器件的示例包括液晶装置，例如聚合物分散液晶(PDLC)装置或液晶凝胶装置、面内切换电泳装置、电致变色装置和电润湿装置。
本领域技术人员可以认识到无论如何本发明并不只限于上述的优选实施方案。相反，可能存在在所附权利要求书范围内的多种改进和变动。
除此之外，通过研究所述绘图、公开内容及所附权利要求书，在实施所要求保护的发明的过程中，本领域技术人员可以理解并实施对所述公开的实施方式的各种改动。在权利要求书中，“包括”一词并不排除其它的元件和步聚，并且不定冠词“一个“或”一种“不排除多个或多种。在相互不同的独立权利要求中记载特定列举的措施的实时并不表明这些措施的组合不能用于获得有利之处。

Claims (15)

1.一种发光装置(100)，适用于提供全光输出频谱，包括：
固态光源(101)，适用于发射初级光(L1)；以及
波长转换部件(102)，被配置为接收所述初级光，且包括多个波长转换域(102a，102b，102c，102d，102e，102f，102g，102h)，所述多个波长转换域包括将初级光转换成次级光(L2)的波长转换材料，每个波长转换域由此提供所述全光输出频谱的子范围，
其中，所述波长转换域中的至少一些被布置为阵列且包括量子点，其中不同的波长转换域包括具有不同的次级光发射范围的量子点，从而提供所述全光输出频谱的不同子范围，并且其中由每个波长转换域提供的子范围与由另一波长转换域提供的至少一个另一子范围部分重叠，或者与其邻接。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述全光输出频谱的强度与对应的黑体辐射频谱相比，在任何波长处的偏离均未超过20％，所述黑体辐射频谱对应于范围从500K到10000K的黑体温度。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述波长转换域一起提供包括从400nm到800nm范围的所有波长的次级光。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其中，每个波长转换域包括一种类型的量子点。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其中，至少一个域包括宽波段发射波长转换材料，所述宽波段发射波长转换材料提供所述光输出频谱的宽子范围，并且从无机磷光体材料及有机磷光体材料中选择。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其中，其中包括量子点的至少一个域提供与由宽波段发射波长转换材料所提供的子范围部分或完全重叠的子范围，包括量子点的所述域提供了与所述宽波段发射波长转换材料相比强度更高的次级光。
7.根据权利要求6所述的发光装置，包括至少8种不同类型的量子点。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述波长转换材料包括具有如下发射的量子点，所述发射具有50nm或更小的半高全宽(FWHM)，优选40nm或更小。
9.根据权利要求5所述的发光装置，其中，包括宽波段发射波长转换材料的域是磷光体层，并且包括量子点的所述域的阵列被作为另一层提供。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其中，由所述光源发出的所述初级光完全由所述波长转换域转换。
11.根据权利要求1所述的发光装置，其中，由所述光源发出的所述初级光仅部分由所述波长转换域转换，并且所述初级光未被转换的部分提供所述光输出频谱的子范围。
12.根据权利要求1所述的发光装置，进一步包括屏蔽部件(104)，所述屏蔽部件布置在从所述固态光源到所述波长转换部件之间的路径中，且能够阻止所述光源发射的光到达至少一个波长转换域。
13.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述固态光源是发光二极管(LED)或者激光二极管，并且所述初级光位于从200nm到460nm的范围内。
14.一种照明设备，包括根据权利要求1所述的发光装置。
15.多个量子点的用途，所述多个量子点具有不同次级光发射范围，用于提供连续的全光输出频谱。
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