CN117242158A - 包括泵浦绿色/黄色磷光体的蓝色激光器和泵浦红色磷光体的黄色/橙色超发光二极管的高亮度光源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光生成系统(1000),该光生成系统(1000)包括(i)多个光源(110,120,……)、(ii)第一发光材料(210)和(iii)第二发光材料(220),其中:(a)第一光源(110)被配置为生成具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长并且具有第一质心波长(λC1)的第一光源光(111),其中第一光源(110)是激光器;(b)第一发光材料(210)被配置为将第一光源光(111)的至少一部分转换为具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长的第一发光材料光(211);(c)第二光源(120)被配置为生成具有在黄色和/或橙色波长范围内的一个或多个波长并且具有第二质心波长(λC2)的第二光源光(121),其中λC2>λC1;其中第二光源(120)是超发光二极管;(d)第二发光材料(220)被配置为将第二光源光(121)的至少一部分转换为具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光(221);以及(e)在操作模式下,光生成系统(1000)被配置为生成包括第一发光材料光(211)和第二发光材料光(221)的系统光(1001)。
Description
技术领域
本发明涉及一种光生成系统和包括这样的光生成系统的光生成设备。
背景技术
使用激光二极管和磷光体的白色光源在本领域中是已知的。例如,US2018/0316160描述了一种用于集成的白色电磁辐射源的设备和方法,该辐射源使用基于含镓和含氮材料的激光二极管激发源和基于磷光体材料的发光源的组合。基于镓和氮材料的紫色、蓝色或其他波长的激光二极管源可以与诸如黄色磷光体等磷光体材料紧密集成,以形成紧凑、高亮度和高效的白色光源。磷光体材料设置有多个散射中心,散射中心刻划在板的激发表面或内部块上,以散射入射在激发表面上的来自激发源的激光束的电磁辐射,以增强从磷光体材料发射的光的生成和质量,以用于在反射模式或透射模式下输出白光发射。
发明内容
虽然白色LED源可以给出例如高达约300lm/mm2的强度;静态磷光体转换的激光白色源可以给出甚至高达约20.000lm/mm2的强度。Ce掺杂的石榴石(例如,YAG、LuAG)可以是最合适的发光转换器,其可以用于用蓝色激光泵浦,因为石榴石基质具有非常高的化学稳定性。此外,在低Ce浓度(例如,低于0.5%)下,温度猝熄可以仅在约200℃以上发生。此外,Ce的发射具有非常快的衰减时间,因此基本上可以避免光学饱和。假定例如反射模式操作,蓝色激光可以入射在磷光体上。在实施例中,这可以实现蓝光的几乎完全转换,从而导致转换光的发射。正是由于这个原因,建议使用具有相对较高稳定性和热导率的石榴石磷光体。然而,也可以应用其他磷光体。当使用极高功率密度时,热管理可能仍然是一个问题。
高亮度光源可以用于诸如投影、舞台照明、聚光灯和汽车照明等应用。为此目的,可以使用激光磷光体技术,其中激光器提供激光,并且例如(远程)磷光体将激光转换为转换光。在实施例中,磷光体可以布置在散热器上或插入散热器中,以改善热管理并且因此获取更高的亮度。
期望高强度光生成设备和/或光生成设备具有由光生成设备生成的光的可控光谱功率分布。此外,期望减少热量生成。
完全基于激光的解决方案可能导致显色指数(CRI)低于期望的光谱功率分布。此外,基于激光发光材料的解决方案可能导致使用具有相对较大斯托克斯位移(Stokes-shift)、并且从而相对较大的热量生成的发光材料。此外,并非所有波长的激光器都可以在高强度(和/或效率)下使用。
因此,本发明的一个方面是提供一种替代的光生成系统,其优选地进一步至少部分消除了上述缺点中的一个或多个。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个缺点,或者提供有用的替代方案。
在第一方面,本发明提供了一种光生成系统(“系统”),该系统包括(i)多个光源、(ii)第一发光材料、以及(iii)第二发光材料。特别地,在实施例中,(多个光源中的)第一光源可以被配置为生成第一光源光,特别是具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长的第一光源光。此外,第一光可以具有第一质心波长(λC1)。特别地,在实施例中,第一光源可以包括激光器。此外,在实施例中,第一发光材料可以被配置为将第一光源光的至少一部分转换为第一发光材料光,在其他实施例中,特别是具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长的第一发光材料光。特别地,在实施例中,(多个光源中的)第二光源可以被配置为生成第二光源光,特别是具有在黄色和/或橙色波长范围内的一个或多个波长的第二光源。此外,第二光可以具有第二质心波长(λC2)。特别地,在实施例中,λC2>λC1。此外,在实施例中,第二光源可以包括超发光二极管。此外,在实施例中,第二发光材料可以被配置为将第二光源光的至少一部分转换为第二发光材料光,在其他实施例中,特别是具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光。此外,在实施例中,在(光生成系统的)操作模式下,光生成系统可以被配置为生成包括第一发光材料光和第二发光材料光的系统光。因此,在实施例中,本发明提供了一种光生成系统,该光生成系统包括(i)多个光源、(ii)第一发光材料、以及(iii)第二发光材料,其中:(a)第一光源被配置为生成具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长并且具有第一质心波长(λC1)的第一光源光,其中第一光源是激光器;(b)第一发光材料被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长的第一发光材料光;(c)第二光源被配置为生成具有在黄色和/或橙色波长范围内的一个或多个波长并且具有第二质心波长(λC2)的第二光源光,其中λC2>λC1;其中第二光源是超发光二极管;(d)第二发光材料被配置为将第二光源光的至少一部分转换为具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光;以及(e)在操作模式下,光生成系统被配置为生成包括第一发光材料光和第二发光材料光的系统光。
利用这样的系统,可以提供具有相对较高强度的白光。此外,可以提供具有可控色点和/或可控相关色温(CCT)和/或可控显色指数(CRI)的(白色)光。此外,使用这样的系统,热管理可以比使用例如单个蓝色泵浦光源时更好。此外,可以提供相对较小的设备,该设备可以能够提供具有相对较高强度的光。
如上所述,光生成系统包括多个光源。术语“光源”还可以涉及多个光源,诸如2-200个(固态)LED光源。因此,术语LED也可以是指多个LED。此外,术语“光源”在实施例中也可以是指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”特别是指半导体芯片形式的LED芯片,该芯片既不封装也不连接,而是直接安装到基板(诸如PCB)上。因此,可以在同一基板上配置多个光半导体光源。在实施例中,COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。
光源具有光逃逸表面。参考诸如灯泡或荧光灯等传统光源,它可以是玻璃或石英封包的外表面。例如,对于LED,它可以是LED管芯,或者当树脂被应用于LED管芯时,它可以是树脂的外表面。原则上,它也可以是光纤的末端。术语“逃逸表面”特别涉及光源的那个部分,即光实际离开光源或从光源逃逸的地方。光源被配置为提供光束。该光束(因此)从光源的光出射表面逃逸。
术语“光源”可以是指半导体发光器件,诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源”还可以是指有机发光二极管,诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在特定实施例中,光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在一个实施例中,光源包括LED(发光二极管)。术语LED也可以是指多个LED。此外,术语“光源”在实施例中也可以是指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”特别是指半导体芯片形式的LED芯片,该芯片既不封装也不连接,而是直接安装到基板(诸如PCB)上。因此,可以在同一基板上配置多个半导体光源。在实施例中,COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。
术语“光源”还可以涉及多个(基本相同(或不同))光源,诸如2-2000个固态光源。在实施例中,光源可以包括在单个固态光源(诸如LED)下游或在多个固态光源下游(即,由多个LED共享)的一个或多个微光学元件(微透镜阵列)。在实施例中,光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中,光源包括像素化的单个LED(具有或不具有光学器件)(在实施例中,提供片上光束转向)。
术语“激光光源”特别是指激光器。这种激光器可以特别地被配置为生成激光光源光,该激光光源光具有在UV、可见光或红外内的一个或多个波长,特别是具有选自200-2000nm的光谱波长范围的波长,诸如300-1500nm。术语“激光器”特别是指通过基于电磁辐射的受激发射的光学放大过程来发射光的器件。
特别地,在实施例中,术语“激光器”可以是指固态激光器。在特定实施例中,术语“激光器”或“激光光源”或类似术语是指激光二极管(或二极管激光器)。
因此,在实施例中,光源包括激光光源。在实施例中,术语“激光器”或“固态激光器”可以是指以下项中的一项或多项:掺杂铈的锂锶(或钙)氟化铝(Ce:LiSAF,Ce:LiCAF)、掺杂铬的金绿宝石(亚历山大石)激光器、铬ZnSe(Cr:ZnSe)激光器、掺杂二价钐的氟化钙(Sm:CaF2)激光器、Er:YAG激光器、掺杂铒和铒-镱共掺杂玻璃激光器、F-Center激光器、钬YAG(Ho:YAG)激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、掺钕氧硼酸钇钙Nd:YCa4O(BO3)3或Nd:YCOB、掺钕原钒酸钇(Nd:YVO4)激光器、钕玻璃(Nd:glass)激光器、钕YLF(Nd:YLF)固态激光器、掺钷147磷酸盐玻璃(147Pm3+:glass)固态激光器、红宝石激光器(Al2O3:Cr3+)、铥YAG(Tm:YAG)激光器、钛蓝宝石(Ti:蓝宝石;Al2O3:Ti3+)激光器、掺杂三价铀氟化钙(U:CaF2)固态激光器、掺杂镱玻璃激光器(棒、板/芯片和光纤)、镱YAG(Yb:YAG)激光器、Yb2O3(玻璃或陶瓷)激光器等。
在实施例中,术语“激光器”或“固态激光器”可以是指半导体激光二极管中的一种或多种,诸如GaN、InGaN、AlGaInP、AlGaAs、InGaAsP、铅盐、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、量子级联激光器、混合硅激光器等。
激光器可以与上变频器相结合,以便达到更短的(激光)波长。例如,利用一些(三价)稀土离子,可以获取上变频,或者利用非线性晶体,可以获取下变频。替代地,激光器可以与下变频器(例如,染料激光器)组合,以实现更长的(激光)波长。
从下面可以得出,术语“激光光源”也可以是指多个(不同或相同)激光光源。在特定实施例中,术语“激光光源”可以是指N个多个(相同的)激光光源。在实施例中,N=2或更大。在特定实施例中,N可以是至少5,诸如特别是至少8。以这种方式,可以获取更高的亮度。在实施例中,激光光源可以布置成激光器组(也参见上文)。激光器组在实施例中可以包括热沉和/或光学器件,例如用于准直激光的透镜。
激光光源被配置为生成激光光源光(或“激光光”)。光源光可以基本上由激光光源光组成。光源光还可以包括两个或更多个(不同或相同)激光光源的激光光源光。例如,两个或更多个(不同或相同)激光光源的激光光源光可以耦合到光导中,以提供包括两个或更多个(不同或相同)激光光源的激光光源光的单个光束。在特定实施例中,光源光因此是特别准直的光源光。在又一实施例中,光源光特别是(准直的)激光光源光。短语“不同光源”或“多个不同光源”以及类似短语在实施例中可以是指从至少两个不同区间(bin)中选择的多个固态光源。类似地,短语“相同光源”或“多个相同光源”以及类似短语在实施例中可以是指从相同区间中选择的多个固态光源。
光源特别地被配置为生成具有光轴(O)、(光束形状、)以及光谱功率分布的光源光。在实施例中,光源光可以包括一个或多个带,其具有激光器已知的带宽。在特定实施例中,(多个)带可以是相对尖锐的(多个)线,诸如在RT下具有在小于20nm(诸如等于或小于10nm)的范围内的半高宽(FWHM)。因此,光源光具有光谱功率分布(根据波长的在能量尺度上的强度),其可以包括一个或多个(窄)带。
(光源光的)光束可以是(激光)光源光的聚焦或准直光束。术语“聚焦”可以特别是指汇聚成小斑。这个小斑可以在离散转换器区域处,或者(稍微)在其上游,或者(稍微)在其下游。特别地,聚焦和/或准直可以使得光束在离散转换器区域(在侧面)处的横截面形状(垂直于光轴)基本上不大于离散转换器区域的横截面形(垂直于光轴)(其中光源光照射离散转换器区域)。聚焦可以用一个或多个光学器件来执行,如(聚焦)透镜。特别地,可以应用两个透镜来聚焦激光光源光。准直可以用一个或多个(其他)光学器件来执行,如准直元件,诸如透镜和/或抛物面镜。在实施例中,(激光)光源光束可以是相对高度地准直的,诸如在实施例≤2°(FWHM),更特别地≤1°(FWHM),最特别地≤0.5°(FWHM)。因此,≤2°(FWHM)可以被视为(高度)准直光源。光学器件可以用于提供(高度)准直(也参见上文)。
超发光二极管是本领域已知的。超发光二极管可以表示为半导体器件,其可以像LED一样发射宽光谱的低相干光,同时具有激光二极管量级的亮度。例如,US2020192017指出“在目前的技术下,单个SLED能够以足够的光谱平坦度和足够的输出功率例如在800-900nm波长范围内在最多50-70nm的带宽上发射。在用于显示应用的可见光范围内,即在450-650nm波长范围内,单个SLED能够以目前的技术在最多10-30nm的带宽下发射。这些发射带宽对于需要红色(640nm)、绿色(520nm)和蓝色(450nm)(即,RGB)发射的显示器或投影仪应用来说太小”。此外,Szymon Stanczyk、Anna Kafar、Dario Schiavon、Stephen Najda、Thomas Slight、Piotr Perlin,图书编辑:Fabrizio Roccaforte、Mike Leszczynski在“Edge Emitting Laser Diodes and Superluminescent Diodes”中描述了超发光二极管(首次出版:2020年8月3日https://doi.org/10.1002/9783527825264.ch9第9.3章超发光二极管)。本书,特别是第9.3章,通过引用并入本文。例如,其指出超发光二极管(SLD)“是一种发射器,它结合了激光二极管和发光二极管的特征。SLD发射器利用受激发射,这表示,这些器件在与激光二极管相似的电流密度下操作。LD与SLD之间的主要区别在于,在后一种情况下,我们以一种特殊的方式设计器件波导,以防止驻波和激光的形成。波导的存在仍然确保了具有光的高空间相干性的高质量光束的发射,但光的特点是同时具有低时间相干性”和“目前,氮化物SLD最成功的设计是弯曲、曲线或倾斜的波导几何结构以及倾斜的琢面几何结构,而在所有情况下,波导的前端都以倾斜的方式与器件琢面相交,如图9.10所示。倾斜波导通过将光引导到器件芯片的有损非泵浦区域的外部来抑制光从琢面到波导的反射”。因此,SLD特别地可以是半导体光源,其中自发发射光通过器件的有源区中的受激发射而被放大。这种发射称为“超发光”。超发光二极管将激光二极管的高功率和亮度与传统发光二极管的低相干性相结合。光源的低(时间)相干性具有散斑显著减少或不可见的优点,并且与激光二极管相比,发射的光谱分布要宽得多,更适合照明应用。
该系统可以至少包括第一光源和至少第二光源。术语“第一光源”可以是指一个或多个第一光源。术语“第二光源”可以是指一个或多个第二光源。第一光源与第二光源之间的差异特别地可以是光谱功率分布。前者可以具有主要为蓝色的光谱功率分布,而后者可以具有主要为黄色和/或橙色的光谱功率分布。
术语“紫光”或“紫光发射”特别涉及波长在约380-440nm范围内的光。术语“蓝光”或“蓝光发射”特别涉及波长在约440-495nm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”特别涉及波长在约495-570nm范围内的光。术语“黄光”或“黄光发射”特别涉及波长在约570-590nm范围内的光。术语“橙光”或“橙光发射”特别涉及波长在约590-620nm范围内的光。术语“红光”或“红光发射”特别涉及波长在约620-780nm范围内的光。术语“粉红色光”或“粉红色光发射”是指具有蓝色和红色成分的光。术语“青色”可以是指选自约490-520nm的范围的一个或多个波长。术语“琥珀色”可以是指选自约585-605nm的范围的一个或多个波长,诸如大约590-600nm。
短语“具有在波长范围内的一个或多个波长的光”和类似短语可以特别地指示所指示的光(或辐射)具有光谱功率分布,该光谱功率分布至少具有在所指示的波长范围内的该一个或多个波长处的一个或多个强度。例如,发射蓝色固态光源将具有在440-495nm波长范围内的一个或多个波长处的强度的光谱功率分布。特别地,具有在440-495nm波长范围内的一个或多个波长处的强度的光谱功率分布的蓝色发射固态光源可以具有在这样的波长范围(即,440-495nm波长范围)内的质心波长(光谱功率分布的质心波长)。同样,这也适用于类似的短语。
术语“光”和“辐射”在本文中可以互换使用,除非上下文清楚地表明术语“光”仅指可见光。因此,术语“光”和“辐射”可以是指UV辐射、可见光和IR辐射。在特定实施例中,特别是对于照明应用,术语“光”和“辐射”是指可见光。
因此,在实施例中,第一光源可以被配置为生成具有在440-495nm波长范围内的一个或多个波长的光,特别是具有在该波长范围内的(第一)质心波长和/或峰值波长的光。例如,在实施例中,第一光源可以被配置为生成具有选自440-495nm的波长范围的质心波长的光。因此,在实施例中,第一质心波长可以选自蓝色波长范围。
然而,在实施例中,第二光源可以被配置为生成具有在570-620nm波长范围内的一个或多个波长的光,特别是具有在该波长范围内的(第二)质心波长和/或峰值波长的光。例如,在实施例中,第二光源可以被配置为生成具有选自570-620nm的波长范围的质心波长的光。因此,在实施例中,第二质心波长可以选自黄色和/或橙色波长范围。570-620nm的波长范围在本文中被指示为黄色和/或橙色波长范围。
因此,第一光的(光谱功率分布的)峰值波长可以具有比第二光的(光谱功率分布的)峰值波长小的值。替代地或另外地,第一光的质心波长可以具有比第二光的质心波长小的值。
术语“质心波长”(也指示为λc)是本领域已知的,并且是指以下位置处的波长值:一半光能量处于较短波长并且一半能量处于较长波长;该值以纳米(nm)表示。它是将光谱功率分布的积分分为两个相等部分的波长,如由公式λc=∑λ*I(λ)/(∑I(λ)表示,其中总和是在感兴趣波长范围上的,I(λ)是光谱能量密度(即,发射带上的波长和强度的乘积的积分,归一化为积分强度)。质心波长可以例如在操作条件下确定。
此外,高强度和/或高效激光在蓝色中可以比在黄色和/或橙色波长范围内更丰富,而SLD在黄橙色波长范围内也可以可用。因此,本文中提出在实施例中使用(i)蓝色泵浦激光器和(ii)黄色和/或橙色SLD。
因此,在实施例中,第一光源可以被配置为生成具有在蓝色波长范围(440-495nm)内的一个或多个波长并且具有第一质心波长(λC1)的第一光源光。特别地,在实施例中,第一光源包括激光器。更特别地,在实施例中,第一光源是激光器(可选地包括光学器件)。因此,特别地,第一光源光包括激光,更特别地,第一光源光可以是激光。
短语“具有在特定波长范围内的一个或多个波长”和类似短语(诸如“具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长”)不一定包括也可以发现在特定波长范围之外的波长处的强度。例如,绿色/黄色发光材料(也参见下文)在实施例中例如也可以具有在橙色波长范围内的强度。然而,特别地,该指示可以是指示具有在特定波长范围内的这一个或多个波长的光也可以具有与该波长范围相关的颜色。因此,例如,特定波长范围内的一个或多个波长的光的质心波长可以在该特定波长范围内。
特别地,第一光源可以用于泵浦发射绿色和/或黄色发光材料。这可以在(第一)泵浦波长与(第一)发射波长之间提供相对较小的(斯托克斯)波长差。因此,在实施例中,第一发光材料可以被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有在绿色和/或黄色波长范围(495-590nm)内的一个或多个波长的第一发光材料光。此外,在实施例中,第一发光材料可以被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有在绿色和/或黄色波长范围内的峰值波长的第一发光材料光。替代地或另外地,在实施例中,第一发光材料可以被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有在绿色和/或黄色波长范围内的质心波长(λCL1)的第一发光材料光。
因此,同样在实施例中,第二光源可以被配置为生成具有在黄色和/或橙色波长范围内的一个或多个波长并且具有第二质心波长(λC2)的第二光源光。特别地,在实施例中,其中λC2>λC1。例如,在实施例中,λC2-λC1≥75nm,甚至更特别地,λC2-λC1≥100nm。因此,在特定实施例中,75nm≤λC2-λC1≤180nm,诸如特别是90nm≤λC2-λC1≤150nm。特别地,在实施例中,第二光源包括超发光二极管。更特别地,在实施例中,第二光源是超发光二极管(可选地包括光学器件)。因此,特别地,第二光源光包括超发光二极管光;更特别地,第二光源光是超发光二极管光。
特别地,第二光源可以用于泵浦发射橙色和/或红色发光材料。这可以在(第二)泵浦波长与(第二)发射波长之间提供相对较小的(斯托克斯)波长差。因此,在实施例中,第二发光材料可以被配置为将第二光源光的至少一部分转换为具有在橙色和/或红色波长范围(590-780nm,特别是590-665nm)内的一个或多个波长的第二发光材料光。
然而,在实施例中,第二发光材料可以被配置为将第二光源光的至少一部分转换为具有在橙色和/或红色波长范围内的峰值波长的第二发光材料光。替代地或另外地,第二发光材料可以被配置为将第二光源光的至少一部分转换为具有在橙色和/或红色波长范围内的质心波长的第二发光材料光。
在实施例中,第一发光材料被配置在第一光源下游。特别地,在实施例中,第一发光材料未被配置在第二光源和/或第二发光材料下游。在实施例中,第二发光材料被配置在第二光源下游。特别地,在实施例中,第二发光材料未被配置在第一光源和/或第一发光材料下游。
术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成部件(这里特别是光源)的光的传播的物品或特征的布置,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”,光束内远离光生成部件的第三位置是“下游”。
术语“辐射耦合”或“光学耦合”可以特别是指(i)光生成元件(诸如光源)和(ii)另一物品或材料彼此关联,使得由光生成元件发射的辐射的至少一部分被物品或材料接收。换言之,物品或材料被配置为与光生成元件具有光接收关系。光生成元件的辐射的至少一部分将被物品或材料接收。在实施例中,这可以是直接的,诸如与光生成元件(的发光表面)物理接触的物品或材料。在实施例中,这可以经由介质,如空气、气体、或液体或固体光导材料。在实施例中,光生成元件与物品或材料之间的光路中也可以配置有一个或多个光学器件,如透镜、反射器、滤光器。
第一发光材料光和第二发光材料光在实施例中(在光生成系统的操作模式下)可以同时生成。因此,该系统可以在操作模式下提供包括第一发光材料光和第二发光材料光的系统光。此外,系统光可以包括未转换的第一光源光、未转换的第二光源光、第三光源的光源光、另一发光材料的发光材料光等中的一者或多者。因此,在实施例中,在操作模式下,光生成系统被配置为生成包括第一发光材料光和第二发光材料光的系统光。
特别地,第一发光材料和第二发光材料是(因此)不同的发光材料。第一发光材料和第二发光材料的发光材料光可以(因此)具有不同光谱功率分布(即,特别是分别为绿色和/或黄色以及橙色和/或红色)。
如上所述,在实施例中,系统光可以包括未转换的第一光源。在实施例中,这可能导致系统光也包括基于未转换的第一光源光的蓝色成分。基本上,这可以通过两种方式实现。在第一种方式中,第一光源光的至少一部分绕过(多个)发光材料,并且在系统光中作为未转换的第一光而结束。例如,当光源的光被拆分成两个(或更多个)部分、并且第一部分被引导到第一发光材料、而第二部分未被引导到(多个)发光材料并且绕过这些材料时,可以是这种情况。替代地或另外地,例如,当一个或多个第一光源用于照射第一发光材料并且一个或多个其他第一光源用作系统光的光源(在操作模式下)并且其光绕过(多个)发光材料时,可以是这种情况。因此,在实施例中,系统光可以包括第一光源光。因此,在特定实施例中,在操作模式下,光生成系统被配置为生成包括第一发光材料光、第二发光材料光和第一光源光的系统光。在这样的实施例中,所有第一光源可以例如属于相同区间,并且具有相同光谱功率分布的光用于激发第一发光材料并且作为系统光中的蓝色成分。此外,在更具体的实施例中,在操作模式下,光生成系统被配置为生成包括第一发光材料光、第二发光材料光和第一光源光的白色系统光。可选地,系统光还可以包括(未转换的)第二光源光。
替代地或另外地,在第二种方式中,第一系统光可以通过使用单独的(蓝色)光源来包括蓝光。当这种分离的光源与第一光源相同时,这些光源被指示为第一光源。然而,当它们在类型、区间和/或光谱功率分布方面不同时,它们可以被指示为第三光源。这可以允许选择具有特别适合于激发第一发光材料的第一光的光谱功率分布的第一光源和/或选择具有特别适用于例如期望光谱功率分布(如在效率、功效、CRI、CCT和色域方面)的第三光的光谱功率分布的第三光源。
因此,在实施例中,该系统可以包括被配置为生成具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长的第三光源光的第三光源。因此,在实施例中,第三光源可以被配置为生成具有在440-495nm波长范围内的一个或多个波长的光,特别是具有在该波长范围内的(第三)质心波长和/或峰值波长的光。例如,在实施例中,第三光源可以被配置为生成具有选自440-495nm的波长范围的质心波长的光。例如,在实施例中,第三质心波长可以选自蓝色波长范围。特别地,第三光可以具有不同于第一质心波长(λC1)的第三质心波长(λC3)。例如,在实施例中,2nm≤|λC3-λC1|≤55nm,诸如在实施例中,10nm≤|λC3-λC1|≤40nm,如在实施例中,15nm≤|λC3-λC1|≤40nm。然而,第一质心波长和第二质心波长也可以基本相同,如0nm≤|λC3-λC1|≤2nm。
因此,在特定实施例中,在操作模式下,光生成系统可以被配置为生成包括第一发光材料光、第二发光材料光和第三光源光的系统光。在这样的实施例中,第一光源和第三光源可以例如属于不同区间,并且具有不同光谱功率分布的光分别用于激发第一发光材料和作为系统光中的蓝色成分。此外,在更具体的实施例中,在操作模式下,光生成系统被配置为生成包括第一发光材料光、第二发光材料光和第三光源光的白色系统光。可选地,系统光还可以包括(未转换的)第一光源光和(未转换的)第二光源光中的一者或多者。
因此,在特定实施例中,光生成系统可以包括被配置为生成具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长的第三光源光(特别是具有在蓝色波长范围内的第三光源光的质心波长)的第三光源;其中在特定实施例中,在(光生成系统的)操作模式下,光生成系统被配置为生成包括第三光源光、第一发光材料光和第二发光材料光的白色系统光。
在实施例中,第三光源包括(二极管)激光器和超发光二极管中的一者或多者。特别地,在实施例中,第三光源包括(二极管)激光器。
在下文中,描述与发光材料相关的一些实施例。
术语“发光材料”特别是指能够将第一辐射、特别是UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换为第二辐射的材料。通常,第一辐射和第二辐射具有不同光谱功率分布。因此,代替术语“发光材料”,也可以使用术语“发光转换器”或“转换器”。通常,第二辐射具有在比第一辐射大的波长处的光谱功率分布,这是所谓的下变频中的情况。然而,在特定实施例中,第二辐射具有在比第一辐射小的波长处具有强度的光谱功率分布,这是所谓的上变频中的情况。
在实施例中,“发光材料”可以特别是指能够将辐射转换为例如可见光和/或红外光的材料。例如,在实施例中,发光材料能够将UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换为可见光。在特定实施例中,发光材料还可以将辐射转换为红外辐射(IR)。因此,在用辐射激发时,发光材料发射辐射。通常,发光材料将是下变频器,即较小波长的辐射被转换为具有较大波长的辐射(λex<λem),尽管在特定实施例中,发光材料可以包括上变频器发光材料,即较大波长的辐射被转换为具有较小波长的辐射(λex>λem)。
在实施例中,术语“发光”可以是指磷光。在实施例中,术语“发光”也可以是指荧光。代替术语“发光”,也可以使用术语“发射”。因此,术语“第一辐射”和“第二辐射”可以分别是指激发辐射和发射(辐射)。同样,术语“发光材料”在实施例中可以是指磷光和/或荧光。术语“发光材料”也可以是指多种不同发光材料。下面指出了可能的发光材料的示例。
在实施例中,发光材料选自石榴石和氮化物,特别是分别掺杂有三价铈或二价铕的石榴石和氮化物。术语“氮化物”也可以是指氧氮化物或氮硅酸盐等。
在特定实施例中,发光材料包括A3B5O12:Ce类型的发光材料,其中A在实施例中包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者,特别是(至少)Y、Gd、Tb和Lu中的一者或多者,并且其中B在实施例中包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。特别地,A可以包括Y、Gd和Lu中的一者或多者,诸如特别是Y和Lu中的一者或多者。特别地,B可以包括Al和Ga中的一者或多者,更特别地至少包括Al,诸如基本上完全是Al。因此,特别合适的发光材料是含铈石榴石材料。石榴石的实施例特别地包括A3B5O12石榴石,其中A至少包括钇或镥,并且其中B至少包括铝。这种石榴石可以掺杂有铈(Ce)、镨(Pr)、或铈和镨的组合;然而,特别是Ce。特别地,B包括铝(Al),然而,B也可以部分地包括镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In),特别是高达Al的约20%,更特别地高达Al的约10%(即,B离子基本上由90或更多摩尔%的Al以及10或更少摩尔%的Ga、Sc和In中的一者或多者组成);B可以特别地包括高达约10%的镓。在另一变体中,B和O可以至少部分被Si和N取代。元素A可以特别地从由以下项组成的组中选择:钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)和镥(Lu)。此外,Gd和/或Tb特别地仅存在A的量的至多约20%。在特定实施例中,石榴石发光材料包括(Y1-xLux)3B5O12:Ce,其中x等于或大于0并且等于或小于1。术语“:Ce”指示发光材料中的金属离子的一部分(即,石榴石中的部分“A”离子)被Ce取代。例如,在(Y1- xLux)3Al5O12:Ce的情况下,Y和/或Lu的一部分被Ce取代。这是本领域技术人员已知的。Ce通常将取代A不超过10%;通常,Ce浓度将在0.1%至4%的范围内,特别是0.1%至2%(相对于A)。假定1%的Ce和10%的Y,则完全正确的分子式可以是(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12。石榴石中的Ce基本上或仅处于三价状态,这是本领域技术人员已知的。
在实施例中,发光材料(因此)包括A3B5O12,其中在特定实施例中,最多10%的B-O可以被Si-N取代。
在特定实施例中,发光材料包括(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12,其中x1+x2+x3=1,其中x3>0,其中0<x2+x3≤0.2,其中y1+y2=1,其中0≤y2≤0.2,其中A'包括从由镧系元素组成的组中选择的一种或多种元素,并且其中B'包括从由Ga、In和Sc组成的组中选择的一种或多种元素。在实施例中,x3选自0.001-0.1的范围。在本发明中,特别是x1>0,诸如>0.2,如至少0.8。具有Y的石榴石可以提供合适的光谱功率分布。
在特定实施例中,最多10%的B-O可以被Si-N取代。这里,B-O中的B是指Al、Ga、In和Sc中的一者或多者(并且O是指氧);在特定实施例中,B-O可以是指Al-O。如上所述,在特定实施例中,x3可以选自0.001-0.04的范围。特别地,这种发光材料可以具有合适的光谱分布(但是参见下文),具有相对较高的效率,具有相对较高的热稳定性,并且允许高CRI(与第一光源光和第二光源光(以及滤光器)相结合)。因此,在特定实施例中,A可以从由Lu和Gd组成的组中选择。替代地或另外地,B可以包括Ga。因此,在实施例中,发光材料包括(Yx1-x2-x3(Lu,Gd)x2Cex3)3(Aly1-y2Gay2)5O12,其中Lu和/或Gd可以是可用的。更特别地,x3选自0.001-0.1的范围,其中0<x2+x3≤0.1,并且其中0≤y2≤0.1。此外,在特定实施例中,最多1%的B-O可以被Si-N取代。这里,百分比是指摩尔(如本领域中已知的);参见例如EP3149108。在又一具体实施例中,发光材料包括(Yx1-x3Cex3)3Al5O12,其中x1+x3=1,并且其中0<x3≤0.2,诸如0.001-0.1。
在特定实施例中,光生成设备可以仅包括选自含铈石榴石类型的发光材料。在更进一步的具体实施例中,光生成设备包括单一类型的发光材料,诸如(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。因此,在特定实施例中,光生成设备包括发光材料,其中至少85重量%、甚至更特别地至少约90重量%、诸如甚至更特别是至少约95重量%的发光材料包括(Yx1-x2- x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。这里,其中A'包括从由镧系元素组成的组中选择的一种或多种元素,并且其中B'包括从由Ga、In和Sc组成的组中选择的一种或多种元素,其中x1+x2+x3=1,其中x3>0,其中0<x2+x3≤0.2,其中y1+y2=1,其中0≤y2≤0.2。特别地,x3选自0.001-0.1的范围。注意,在实施例中,x2=0。替代地或另外地,在实施例中,y2=0。
在特定实施例中,A可以特别地包括至少Y,而B可以特别地包括至少Al。
替代地或另外地,其中发光材料可以包括A3Si6N11:Ce3+类型的发光材料,其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者,诸如在实施例中,包括La和Y中的一者或多者。
在实施例中,发光材料可以替代地或另外地包括M2Si5N8:Eu2+和/或MAlSiN3:Eu2+和/或Ca2AlSi3O2N5:Eu2+等中的一者或多者,其中M包括Ba、Sr和Ca中的一者或多者,特别地在实施例中,包括至少Sr。在实施例中,发光体可以包括从由(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu和(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu组成的组中选择的一种或多种材料。在这些化合物中,铕(Eu)基本上是或仅是二价的,并且取代所指示的二价阳离子中的一者或多者。通常,Eu的存在量不会超过阳离子的10%;其存在相对于其取代的(多个)阳离子将特别在约0.5%至10%的范围内、更特别在约0.5%至5%的范围内。术语“:Eu”指示金属离子的一部分被Eu取代(在这些示例中被Eu2+取代)。例如,假定CaAlSiN3:Eu中含有2%的Eu,正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕通常会取代二价阳离子,诸如上述二价碱土阳离子,特别是Ca、Sr或Ba。材料(Ba,Sr,Ca)S:Eu也可以被表示为MS:Eu,其中M是从由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中选择的一种或多种元素;特别地,M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶、更特别是钙。这里,引入Eu并且Eu取代M的至少一部分(即,Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。此外,材料(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu也可以被表示为M2Si5N8:Eu,其中M是从由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中选择的一种或多种元素;特别地,M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另一具体实施例中,M由Sr和/或Ba组成(不考虑Eu的存在),特别是50%至100%、更特别地50%至90%的Ba以及50至0%、特别是50%至10%的Sr,诸如Ba1.5Sr0.5Si5N8:Eu(即,75%的Ba;25%的Sr)。这里,引入Eu并且Eu取代M的至少一部分(即,Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。同样,材料(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu也可以被表示为MAlSiN3:Eu,其中M是从由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中选择的一种或多种元素;特别地,M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶、更特别是钙。这里,引入Eu并且Eu取代M的至少一部分(即,Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。如本领域技术人员已知的,以上指示的发光材料中的Eu基本上或仅处于二价状态。
在实施例中,红色发光材料可以包括从由(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu和(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu组成的组中选择的一种或多种材料。在这些化合物中,铕(Eu)基本上是或仅是二价的,并且取代所指示的二价阳离子中的一者或多者。通常,Eu的存在量不会超过阳离子的10%;其存在相对于其取代的(多个)阳离子将特别在约0.5%至10%的范围内、更特别在约0.5%至5%的范围内。术语“:Eu”表示金属离子的一部分被Eu取代(在这些示例中被Eu2+取代)。例如,假定CaAlSiN3:Eu中含有2%的Eu,正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕通常会取代二价阳离子,诸如上述二价碱土阳离子,特别是Ca、Sr或Ba。
材料(Ba,Sr,Ca)S:Eu也可以被表示为MS:Eu,其中M是从由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中选择的一种或多种元素;特别地,M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶、更特别是钙。这里,引入Eu并且Eu取代M的至少一部分(即,Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。
此外,材料(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu也可以被表示为M2Si5N8:Eu,其中M是从由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中选择的一种或多种元素;特别地,M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另一具体实施例中,M由Sr和/或Ba组成(不考虑Eu的存在),特别是50%至100%、更特别地50%至90%的Ba以及50%至0%、特别是50%至10%的Sr,诸如Ba1.5Sr0.5Si5N8:Eu(即,75%的Ba;25%的Sr)。这里,引入Eu并且Eu取代M的至少一部分(即,Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。
同样,材料(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu也可以被表示为MAlSiN3:Eu,其中M是从由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中选择的一种或多种元素;特别地,M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶、更特别是钙。这里,引入Eu并且Eu取代M的至少一部分(即,Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。
如本领域技术人员已知的,上述发光材料中的Eu基本上或仅处于二价状态。
蓝色发光材料可以包括YSO(Y2SiO5:Ce3+)、或类似化合物、或BAM(BaMgAl10O17:Eu2 +)、或类似化合物。
本文中的术语“发光材料”特别涉及无机发光材料。
代替术语“发光材料”的还有术语“磷光体”。这些术语是本领域技术人员已知的。
替代地或另外地,也可以应用其他发光材料。例如,可以应用量子点和/或有机染料,并且其可以可选地嵌入透射基质中,例如聚合物,如PMMA或聚硅氧烷等。
量子点是半导体材料的小晶体,通常具有仅几纳米的宽度或直径。当被入射光激发时,量子点发出的光的颜色由晶体的大小和材料决定。因此,特定颜色的光可以通过调节点的大小来生成。发射在可见光范围内的大多数已知量子点是基于具有壳的硒化镉(CdSe),诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)。也可以使用诸如磷化铟(InP)和硫化铜铟(CuInS2)和/或硫化银铟(AgInS2)等无镉量子点。量子点显示出非常窄的发射带,并且因此显示出饱和的颜色。此外,发射颜色可以通过调节量子点的大小来容易地调节。本领域已知的任何类型的量子点都可以用于本发明。然而,出于环境安全和关注的原因,优选地使用无镉量子点或至少具有非常低镉含量的量子点。
代替量子点或除了量子点之外,还可以使用其他量子限制结构。在本申请的上下文中,术语“量子限制结构”应当被理解为例如量子阱、量子点、量子棒、三脚架(tripod)、四脚架(tetrapod)或纳米线等。
也可以使用有机磷光体。合适的有机磷光体材料的示例是基于苝衍生物的有机发光材料,例如BASF以的名称出售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于/>Red F305、/>Orange F240、/>Yellow F083和F170。
不同的发光材料可以具有相应发光材料光的不同光谱功率分布。替代地或另外地,这种不同的发光材料特别地可以具有不同色点(或主波长)。
如上所述,其他发光材料也是可能的。因此,在特定实施例中,发光材料从由以下项组成的组中选择:含二价铕的氮化物、含二价铱的氧氮化物、含二价铕的硅酸盐、含铈的石榴石、以及量子结构。量子结构可以例如包括量子点或量子棒(或其他量子类型粒子)(参见上文)。量子结构也可以包括量子阱。量子结构也可以包括光子晶体。
在实施例中,(无机)发光材料可以被提供为单晶、或陶瓷体、或分散在另一种材料中(如(聚合体的)聚合材料)的发光材料。有机发光材料和/或量子点也可以分散在另一种材料中,如(聚合体的)聚合材料。
特别地,在实施例中,第一发光材料可以包括A3B5O12:Ce类型的发光材料,其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者,并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。如上所指示的,这种类型的发光材料可以是相对高效的。替代地或另外地,在实施例中,第一发光材料可以包括A3Si6N11:Ce3+类型的发光材料,其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者,特别是La和Y中的一者或多者。
注意,可以应用一种或多种第一发光材料。此外,第一发光材料可以由一个或多个第一光源照射(在操作模式下)。因此,当施加两种或更多种不同的第一发光材料时,第一发光材料中的每种可以由一个或多个第一光源照射(在操作模式下)。
在特定实施例中,该系统可以包括陶瓷体,其中陶瓷体包括第一发光材料。例如,第一发光材料可以被提供为陶瓷体。陶瓷体可以在导热性方面是有用的和/或可以例如在透射模式下使用。
陶瓷体是本领域已知的。特别地,陶瓷材料可以通过烧结工艺和/或热压工艺来获取,可选地,随后在(稍微)氧化气氛中退火。术语“陶瓷”特别涉及一种无机材料,该无机材料例如可以通过在至少500℃、特别是至少800℃、诸如至少1000℃、如至少1400℃的温度下,在减压、大气压或高压、诸如在10-8MPa至500MPa的范围内、诸如特别是至少0.5MPa、如特别是至少1MPa、如1MPa至约500MPa、诸如至少5MPa、或至少10MPa、特别是在单轴或等静压下、特别是在等静压下,加热(多晶)粉末而可获取。
替代地或另外地,第二发光材料包括从由以下项组成的组中选择的发光材料:MS:Eu2+,其中M包括钙和锶中的一者或多者;M2Si5N8:Eu2+,其中M包括钙、锶和钡中的一者或多者;MAlSiN3:Eu2+,其中M包括钙和锶中的一者或多者;MLi2Al2O2N2:Eu2+,其中M包括锶;MLiAl3N4:Eu2+,其中M包括锶;MCaSiN2:Ce3+,其中M包括钙和锶中的一者或多者;以及M(Si,Al)N2:Ce3+,其中M包括钙。这样的发光材料可以是相对高效的,和/或可以具有相对较小的斯托克斯位移,和/或可以是相对稳定的。
注意,可以应用一种或多种第二发光材料。此外,第二发光材料可以由一个或多个第二光源照射(在操作模式下)。因此,当施加两种或更多种不同的第二发光材料时,每种第二发光材料可以由一个或多个第二光源照射(在操作模式下)。
在特定实施例中,第二光源可以被配置为生成具有在570-620nm波长范围内的一个或多个波长的第二光源光。因此,在特定实施例中,第二质心波长λC2可以选自570-620nm的范围。替代地或另外地,第二发光材料可以被配置为将第二光源光的至少一部分转换为具有在610-665nm波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光,诸如约610-635nm,例如610-625nm。在又一具体实施例中,第二发光材料光的质心波长λL2可以选自610-625nm的范围,诸如610-635nm,如至少615nm。特别是λC2<λL2。例如,在实施例中,5nm≤λL2-λC2≤85nm,诸如特别是10nm≤λL2-λC2≤65nm。因此,在实施例中,第一光源被配置为生成具有在440-495nm波长范围内的一个或多个波长的第一光源光。替代地或另外地,在实施例中,第二光源被配置为生成具有在570-620nm波长范围内的一个或多个波长的第二光源光。替代地或另外地,在实施例中,第一发光材料被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有在495-590nm波长范围内的一个或多个波长的第一发光材料光。替代地或另外地,在实施例中,第二发光材料被配置为将第二光源光的至少一部分转换为具有在610-665nm波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光。
因此,在特定实施例中,第一光源被配置为生成具有在440-495nm波长范围内的质心波长的第一光源光。替代地或另外地,在实施例中,第二光源被配置为生成具有在570-620nm波长范围内的质心波长的第二光源光。替代地或另外地,在实施例中,第一发光材料被配置为将第一光源光的至少一部分转换为具有在495-590nm波长范围内的质心波长的第一发光材料光。替代地或另外地,在实施例中,第二发光材料被配置为将第二光源光的至少一部分转换为具有在610-665nm波长范围内的质心波长的第二发光材料光。
发光材料可以被配置在反射模式或透射模式下。在透射模式下,光源光可以相对容易地混合在发光材料光中,这对于生成期望的光谱功率分布是有用的。在反射模式下,热管理可以更容易,因为发光材料的大部分可以与导热元件(如散热器或散热片)热接触。在反射模式下,光源光的一部分在实施例中可以被发光材料和/或反射器反射,并且可以混合在发光材料光中。反射器可以被配置在发光材料下游(在反射模式下)。
因此,发光材料可以在透射模式或反射模式下操作;这在两种发光材料之间也可以不同;或者两种发光材料以相同模式操作。因此,在实施例中,第一发光材料和第二发光材料中的一者或多者以反射模式操作。
注意,本文中不排除使用除了第一光源、第二光源和第三光源之外的多于两种不同的发光材料和/或另外的光源。因此,在实施例中,系统光可以包括除了本文中指示的第一光源光、第二光源光、第一发光材料光、第二发光材料光和第三光源光的可能贡献之外的其他贡献。特别地,在实施例中,在操作模式下,系统光在可见波长范围(即,380-780nm)中的光谱功率的至少90%由第一光源光、第二光源光、第一发光材料光、第二发光材料光和第三光源光中的一个或多个限定,诸如至少95%。因此,在实施例中,在380-780nm的波长范围上对光谱功率进行积分时,至少90%来自第一光源光、第二光源光、第一发光材料光、第二发光材料光和第三光源光中的一者或多者。第一光源光、第二光源光、第一发光材料光、第二发光材料光和第三光源光的贡献可以取决于操作模式。
不同光源的光(诸如第一发光材料、第二发光材料,以及可选地,第一光源光、第二光源光和可选的第三光源光中的一者或多者)可以组合成一个光束。特别地,该系统可以被配置为生成系统光束,该系统光束包括第一发光材料光和第二发光材料中的一者或多者,并且可选地包括第一光源光、第二光源光和可选的第三光源光中的一者或多者。为此,该系统可以包括光学器件。
术语“光学器件”可以特别是指(一个或多个)光学元件。光学器件可以包括以下项中的一项或多项:反射镜、反射器、准直器、透镜、棱镜、漫射器、相位板、偏振器、衍射元件、光栅、二向色器、上述项中的一项或多项的阵列等。
特别地,在实施例中,光学器件可以至少包括光混合光学器件,诸如被配置为组合两个或更多个(不同)光束(例如,来自第一发光材料的光和来自第二发光材料的光)的光组合元件。
在实施例中,光混合光学器件可以包括以下项中的一项或多项:漫射器(表面或体积散射漫射器或工程全息光学元件)、光管、光导、科勒(Koehler)积分器光学器件等。替代地或另外地,光混合光学器件可以包括准直器或其他准直光学器件。替代地或另外地,光混合光学器件可以包括二向色光束组合器,诸如在特定实施例中为二向色立方体。
因此,在实施例中,该系统可以包括一个或多个光组合元件,一个或多个光组合元件被配置为在操作模式下组合至少第一发光材料光和第二发光材料光。因此,在特定实施例中,该系统可以包括一个或多个光组合元件,该光组合元件被配置为在操作模式下可选地组合第一光源光、第二光源光和可选的第三光源光中的一者或多者(组合成一个光束)。这里,短语“一个或多个光组合元件被配置为在操作模式下组合至少第一发光材料光和第二发光材料光”以及类似短语被用于指示当提供这种类型的光时,(多个)光组合元件可以组合这些光。因此,当在系统的操作模式下实际提供这种类型的光时,当这些类型的光可用时,这种光学器件被配置为组合这些类型的光。
在系统的出口处,可以提供光束成形光学器件或漫射器,以分别提供光束成形光束或漫射光束。
如上所指示的,发光材料在被照射时可以提供热量。此外,光源在被操作时可以提供热量。为此,该系统还可以包括一个或多个散热器、和/或一个或多个散热片、和/或一个或多个有源冷却元件等。
特别地,在实施例中,第一发光材料和第二发光材料中的一者或多者可以热耦合到导热元件。
导热元件特别地包括导热材料。导热材料可以特别地具有至少约20W/m/K的热导率,如至少约30W/m/K,诸如至少约100W/m/K,如特别是至少约200W/m/K。在又一具体实施例中,导热材料特别地可以具有至少约10W/m/K的热导率。
在实施例中,导热材料可以包括以下项中一项或多项:铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、铝碳化硅、氧化铍、碳化硅复合物、铝碳化硅、铜钨合金、铜碳化钼、碳、金刚石和石墨。替代地或另外地,导热材料可以包括氧化铝或由氧化铝组成。
散热器是本领域已知的。术语“散热器”(或散热片)特别地可以是一种无源热交换器,它将由诸如电子设备或机械设备等设备生成的热量转移到流体(冷却)介质(其通常是空气或液体冷却剂)。从而,热量(至少部分)从该设备耗散出去。散热器特别地被设计为使其与周围流体冷却介质接触的表面积最大化。因此,特别地,散热器可以包括多个散热片。例如,散热器可以是具有多个延伸的散热片的本体。
散热器特别地包括导热材料(更特别地由导热材料组成)。术语“散热器”也可以是指多个(不同)散热器。
因此,在实施例中,第一发光材料和第二发光材料中的一者或多者可以由导热支撑件支撑。特别地,在实施例中,第一发光材料和第二发光材料(两者)由导热支撑件支撑。
在实施例中,诸如发光体等发光材料可以与诸如散热器等导热元件热耦合,但可以不光学耦合。
当元件光学接触或光学耦合时,在实施例中,它们可以彼此物理接触,或者在其他实施例中可以用例如光学材料(薄)层(诸如光学胶)或其他光学透明界面材料(例如,厚度小于约1mm,优选地小于100μm)彼此分离。当不应用光学透明的界面材料时,光学接触的两个元件之间的(平均)距离可以特别地最大约为相关波长,诸如最大为发射波长。对于可见光波长,这可以小于1μm,诸如小于0.7μm,而对于蓝色,这可以更小。因此,当需要光学耦合时,可以应用光学透明界面材料。在另一些实施例中,当不应用光学透明界面材料时,光学接触的两个元件之间的平均距离可以特别地最大约为相关波长,诸如最大为发射波长。因此,当需要光学接触时,可以存在物理接触。然而,即使在这样的实施例中,也可以存在非零平均距离,但随后等于或低于感兴趣波长,例如激光辐射的质心波长。
在实施例中,这种支撑件可以是反射性的。在这样的实施例中,发光材料可以在反射模式下操作。在其他实施例中,支撑件可以是光学透射的。在这样的实施例中,发光材料可以在透射模式下操作。
在特定实施例中,该系统可以包括集成光源封装,其中该集成光源封装包括公共支撑构件,该公共支撑构件被配置为支撑多个光源、第一发光材料和第二发光材料,其中公共支撑构件包括导热支撑件。多个光源可以为它们的光源光提供光轴,该光轴与相应发光材料的表面的角度α选自至少20°至小于90°的范围。特别地,在实施例中,α可以选自30-60°的范围。此外,在特定实施例中,可以提供相对于彼此处于360/n角度下的n个光源激光器。
此外,该系统可以包括或在功能上耦合到控制系统。控制系统可以控制光生成设备和可选的其他设备,诸如上面所指示的。
术语“控制”和类似术语特别地至少是指确定元件的行为或监督元件的运行。因此,本文中的“控制”和类似术语可以例如是指将行为强加给元件(确定元件的行为或监督元件的运行)等,例如测量、显示、致动、打开、移动、改变温度等。除此之外,术语“控制”和类似术语还可以包括监测。因此,术语“控制”和类似术语可以包括将行为强加给元件,也可以将行为强加在元件上并且监测元件。元件的控制可以利用控制系统来进行,该控制系统也可以表示为“控制器”。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地在功能上耦合。该元件可以包括控制系统。在实施例中,控制系统和元件可以不物理耦合。控制可以经由有线和/或无线控制来进行。术语“控制系统”还可以是指多个不同控制系统,这些控制系统特别地在功能上耦合,并且其中例如一个控制系统可以是主控制系统并且一个或多个其他控制系统可以是从控制系统。控制系统可以包括或可以在功能上耦合到用户接口。
控制系统还可以被配置为接收并且执行来自遥控器的指令。在实施例中,控制系统可以经由设备上的应用进行控制,诸如便携式设备,如智能手机或I-phone、平板电脑等。因此,该设备不一定耦合到照明系统,而是可以(暂时)在功能上耦合到照明系统。
因此,在实施例中,控制系统(也)可以被配置为由远程设备上的应用控制。在这样的实施例中,照明系统的控制系统可以是从控制系统或在从模式下的控件。例如,照明系统可以通过代码来标识,特别是用于相应照明系统的唯一代码。照明系统的控制系统可以被配置为由外部控制系统控制,该外部控制系统可以基于(唯一)代码的(通过具有光学传感器(例如,QR码读取器)的用户接口而输入的)知识来访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其他系统或设备进行通信的部件,诸如基于蓝牙、Wifi、ZigBee、BLE或WiMax或其他无线技术。
该系统、装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“可操作模式”或“操作的模式”或“控制模式”下执行动作。同样,在方法中,动作、阶段或步骤可以在“模式”或“操作模式”或“可操作模式”或“操作的模式”或“控制模式”下执行。术语“模式”也可以被表示为“控制模式”。这并不排除该系统、装置或设备也可以适于提供另一控制模式或多个其他控制模式。同样,这可以不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后可以执行一个或多个其他模式。
然而,在实施例中,控制系统可以是可用的,控制系统适于至少提供控制模式。如果有其他模式可用,则这种模式的选择特别地可以经由用户接口来执行,尽管其他选项也是可能的,如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式。在实施例中,操作模式还可以是指只能在单个操作模式(即,“开启”,而没有进一步的可调谐性)下操作的系统、装置或设备。
因此,在实施例中,控制系统可以根据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一个或多个进行控制。术语“定时器”可以是指时钟和/或预定时间方案。
特别地,通过控制多个光源,可以控制系统光的光谱功率分布。这可以通过个体地控制每个光源来进行,或者这可以通过控制多个光源的两个或更多个子集来进行,其中每个子集包括一个或多个光源,例如,一个或多个第一子集,每个第一子集包括一个或多个第一光源;一个或多个第二子集,每个第二子集包括一个或多个第二光源;以及可选的一个或多个第三子集,每个第三子集包括一个或多个第三光源。
因此,该系统可以包括控制系统,该控制系统被配置为个体地控制(i)一个或多个第一光源(中的一个或多个)和(ii)一个或多个第二光源(中的一个或多个)(以及可选的一个或多个第三光源(中的一个或多个)),从而控制系统光的光谱功率分布。
在一个或多个操作模式下,系统光可以是白色(系统)光。本文中的术语“白光”是本领域技术人员已知的。它特别涉及具有在约1800K至20000K之间的相关色温(CCT)的光,诸如在2000K至20000K之间,特别是2700-20000K,以用于一般照明,特别是在约2700K至6500K的范围内。在实施例中,为了背光目的,相关色温(CCT)可以特别地在约7000K至20000K的范围内。此外,在实施例中,相关色温特别地在距BBL(黑体轨迹)约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内,特别地在距BBL约10SDCM内,甚至更特别是在距BBL大约5SDCM内。
术语“可见”、“可见光”或“可见发射”及类似术语是指具有在约380-780nm范围内的一个或多个波长的光。这里,UV可以特别是指选自200-380nm的范围的波长。
光生成系统例如可以是以下项的一部分或者可以应用于以下项中:办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家用照明系统、重点照明系统、聚光灯系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自发光显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示牌系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(室外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、数字投影或LCD背光。光生成系统(或照明器)可以是例如光通信系统或消毒系统的一部分,或者可以应用于例如光通信系统或消毒系统中。
在又一方面,本发明还提供了一种灯或照明器,该灯或照明器包括本文中定义的光生成系统。照明器还可以包括外壳、光学元件、百叶窗等。灯或照明器还可以包括包围光生成系统的外壳。灯或照明器可以包括外壳中的光窗、或外壳开口,系统光可以通过该光窗、或外壳开口从外壳逃逸。在又一方面,本发明还提供了一种投影设备,该投影设备包括本文中定义的光生成系统。特别地,投影设备或“投影仪”或“图像投影仪”可以是将图像(或运动图像)投影到表面(诸如投影屏幕)上的光学设备。投影设备可以包括诸如本文中描述的一个或多个光生成系统。光生成系统还可以用于消毒或光无线通信。因此,在一个方面,本发明还提供了一种光生成设备,该光生成设备从包括本文中定义的光生成系统的以下项的组中选择:灯、照明器、投影设备、消毒设备和光学无线通信设备。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图来描述本发明的实施例,在附图中,对应的附图标记指示对应的部分,并且在附图中:
图1a-图1c示意性地描绘了一个实施例和变型;
图2a-图2b示意性地描绘了一些光谱功率分布;以及
图3示出了一些应用。
示意图不一定按比例绘制。
具体实施方式
图1a示意性地描绘了光生成系统1000的多个实施例。所有三个实施例都以透射模式操作发光材料。然而,如图1c所示,参见下文,也可以应用反射模式。此外,还可以以透射模式操作一种发光材料,而以反射模式操作另一种发光材料。因此,在实施例中,第一发光材料210和第二发光材料220中的一者或多者可以在透射模式下操作。
系统1000包括(i)多个光源110、120、……、(ii)第一发光材料210和(iii)第二发光材料220。短语“多个光源110、120、……”在实施例中可以指示多个光源可以包括至少第一类型的光源和第二类型的光源并且可选地包括其他类型的光源。
第一光源110被配置为生成第一光111,特别是具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长的第一光111,并且在实施例中具有第一质心波长λC1的第一光111。特别地,在实施例中,第一光源110包括一个或多个激光器(这里示意性地描绘了一个激光器)。第一发光材料210被配置为将第一光源光111的至少一部分转换为第一发光材料光211,特别是具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长的第一发光材料光211。
第二光源120被配置为生成具有在黄色和/或橙色波长范围内的一个或多个波长并且具有第二质心波长λC2的第二光121。特别地,在实施例中,λC2>λC1。此外,在实施例中,第二光源120可以包括一个或多个超发光二极管(这里示意性地描绘了一个SLD)。在实施例中,第二发光材料220可以被配置为将第二光121的至少一部分转换为第二发光材料光221。特别是具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光221。
在实施例中,在(系统1000的)操作模式下,光生成系统1000被配置为生成包括第一发光材料光211和第二发光材料光221的系统光1001(例如,也参见图2a-图2b)。
参考图1a的实施例I,在操作模式下,系统光可以基本上由第一发光材料光211和第二发光材料光221组成,因为可以不存在未转换的光源光111、121(例如,100%的光谱功率可以由这些贡献组成)。在图1a的实施例II中,示出了第一光源光111的一部分也可以以系统光1001结束。在这样的实施例中,在(系统1000的)操作模式下,系统光可以包括第一发光材料光211、第二发光材料光221和第一光源光111。作为第一光源光111的替代或补充,系统光1001可以包括(在操作模式下)第二光源光121。在图1a的实施例III中,应用第三光源130。因此,系统1000可以包括被配置为生成具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长的第三光源光131的第三光源130。这里,第三光源光131绕过发光材料210、220。在这样的实施例中,在操作模式下,光生成系统1000被配置为生成包括第三光源光131、第一发光材料光211和第二发光材料光221的白色系统光1001。在实施例中,第三光源130可以包括(二极管)激光器和超发光二极管中的一者或多者。
附图标记400是指端窗或光学元件,特别是光学元件,如光束成形元件和/或光均化器(也参见下文)。
附图标记300是指控制系统。因此,光生成系统1000可以包括控制系统300,其中控制系统可以特别地被配置为个体地控制(i)一个或多个第一光源110中的一个或多个、和(ii)一个或多个第二光源120中的一个或多个。从而可以控制系统光1001的光谱功率分布(也参见图2a-图2b)。参考实施例III,当个体地控制(多个)第一光源110、(多个)第二光源120和(多个)第三光源130时,可以创建包括第一发光材料光211、第二发光材料光221和第三光源光131中的一者或多者的系统光1001。
图1b示意性地描绘了另一实施例,其中应用了一个或多个光组合元件420。一个或多个光组合元件420可以被配置为在操作模式下组合至少第一发光材料光211和第二发光材料光221。一个或多个光组合元件420可以被配置为在操作模式下组合第一发光材料光211、第二发光材料光221和第三光源光131。系统光1001可以经由端窗或光学元件、特别是光学元件、如光束成形元件和/或光均化器(也参见上文)从系统逃逸。
图1c示意性地描绘了组合在一个图中的其他实施例,示出了支撑件的使用和反射模式的使用。然而,注意,支撑件也可以是光学透射的。因此,支撑件也可以与透射模式结合使用。图1c示意性地描绘了一个实施例,其中第一发光材料210和第二发光材料220中的一者或多者以反射模式操作。在这里,这两者都在反射模式下配置/操作。该支撑件可以是导热的。因此,图1c还示意性地描绘了一个实施例,其中第一发光材料210和第二发光材料220由导热支撑件500支撑。此外,图1c示意性地描绘了集成光源封装600的一个实施例,其中集成光源封装600可以包括公共支撑构件610,该公共支撑构件610被配置为支撑多个光源110、120、……、第一发光材料210和第二发光材料220,其中公共支撑构件610包括导热支撑件500。(多个)元件505可以用于支撑多个光源。元件505和支撑件500可以是单片支撑构件610。不管是否,元件505也可以包括导热材料。多个光源可以为它们的光源光提供光轴,该光轴与相应发光材料的表面的角度α选自至少20°至小于90°的范围。特别地,在实施例中,α可以选自30-60°的范围。
参考例如图1a-图1c(以及图2a-图2b),在实施例中,第一发光材料210可以包括A3B5O12:Ce类型的发光材料,其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者,并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者、和/或另一种第一发光材料(也参见上文),诸如氮化物基发光材料。在实施例中,系统1000可以包括陶瓷体1210,其中陶瓷体1210包括第一发光材料210。在实施例中,第二发光材料220包括从由以下项组成的组中选择的发光材料:MS:Eu2+,其中M包括钙和锶中的一者或多者;M2Si5N8:Eu2+,其中M包括钙、锶和钡中的一者或多者;MAlSiN3:Eu2+,其中M包括钙和锶中的一者或多者;MLi2Al2O2N2:Eu2+,其中M包括锶;MLiAl3N4:Eu2+,其中M包括锶;MCaSiN2:Ce3+,其中M包括钙和锶中的一者或多者;以及M(Si,Al)N2:Ce3+,其中M包括钙。
此外,还参考例如图1a-图1c(以及图2a-图2b),在实施例中,第一光源110被配置为生成具有在440-495nm波长范围内的一个或多个波长的第一光111。替代地或另外地,在实施例中,第二光源120被配置为生成具有在570-620nm波长范围内的一个或多个波长的第二光121。此外,在特定实施例中,第二发光材料220被配置为将第二光121的至少一部分转换为具有在610-625nm波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光221。
以下指示了多个实施例:
以下提供了一些另外的示例:
参考图2a-图2b,参考λCL1是指第一发光材料光211的质心波长,λCL2是指第二发光材料光221的质心波长。因此,λC1<λCL1<λC2<λCL2。特别地,每个质心波长与其他质心波长相差至少10nm,如至少20nm。与图2a-图2b相关的数据也可以在上述表格中找到。参考图2a-图2b,当在380-780nm波长范围内对(相应)光谱功率进行积分时,至少90%来自第一光源光、第二光源光、第一发光材料光、第二发光材料光和第三光源光中的一者或多者。第一光源、第二光源、第一发光材料光、第二发光材料光和第三光源光的贡献可以取决于(相应)操作模式。
图3示意性地描绘了包括如上所述的光生成系统1000的照明器2的实施例。附图标记301指示用户接口,该用户接口可以在功能上与光生成系统1000所包括的或在功能上耦合到光生成系统1000的控制系统300耦合。图3还示意性地描绘了包括光生成系统1000的灯1的实施例。附图标记3表示可以用于诸如在墙上投影图像的投影设备或投影系统,其也可以包括光生成系统1000。因此,图3示意性地描绘了光生成设备1200的实施例,光生成设备1200从包括本文中描述的光生成系统1000的以下项的组中选择:灯1、照明器2、投影设备3、消毒设备和光学无线通信设备。
术语“多个”是指两个或更多个。
本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”或“本质上”以及类似术语。术语“基本上”或“本质上”还可以包括具有“整个”、“完全”和“全部”等的实施例。因此,在实施例中,形容词“基本上或本质上”也可以被去除。在适用的情况下,术语“基本上”或术语“本质上”也可以涉及90%或更高,诸如95%或更高、特别是99%或更高、以及更特别是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”特别涉及在“和/或”之前和之后提及的一个或多个项目。例如,短语“项目1和/或项目2”和类似短语可以涉及项目1和项目2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以是指“由……组成”,但在另一实施例中也可以是指“包含至少定义的物种和任选的一个或多个其他物种”。
此外,说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分类似元素,而不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的,并且本文中描述的本发明的实施例能够以除本文中描述或图示之外的其他顺序操作。
设备、装置或系统在本文中可以在操作期间进行描述。如本领域技术人员将清楚的,本发明不限于操作方法、或者操作中的设备、装置或系统。
应当注意,上述实施例说明而非限制本发明,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很多替代实施例。
在权利要求中,置于括号之间的任何附图标记不应当被解释为限制权利要求。
动词“包括”及其变体的使用并不排除权利要求中所述以外的元素或步骤的存在。除非上下文另有明确要求,否则在整个说明书和权利要求书中,词语“包括”、“包含”等应在包括性的意义上解释,而不是排他性或详尽的意义;也就是说,在“包括但不限于”的意义上。
元素前面的冠词“一”或“一个”并不排除存在多个这样的元素。
本发明可以通过包括若干不同元件的硬件以及通过适当编程的计算机来实现。在列举若干手段的设备权利要求、装置权利要求或系统权利要求中,这些手段中的若干手段可以由同一硬件项目来体现。仅在相互不同的从属权利要求中列举某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能用于有利的目的。
本发明还提供了一种控制系统,该控制系统可以控制设备、装置或系统,或者可以执行本文中描述的方法或过程。此外,本发明还提供了一种计算机程序产品,当在功能上耦合到设备、装置或系统或由设备、装置、系统包括的计算机上运行时,该计算机程序产品控制这样的设备、装置或系统的一个或多个可控元件。
本发明进一步应用于包括说明书中所述和/或附图中所示的一个或多个表征特征的设备、装置或系统。本发明还涉及一种方法或过程,该方法或过程包括说明书中描述的和/或附图中所示的一个或多个表征特征。
本专利中讨论的各个方面可以组合以提供附加优点。此外,本领域技术人员将理解,可以组合实施例,并且还可以组合多于两个实施例。此外,一些特征可以形成一个或多个分部应用的基础。
Claims (15)
1.一种光生成系统(1000),包括(i)多个光源(110,120,……)、(ii)第一发光材料(210)、以及(iii)第二发光材料(220),其中:
-第一光源(110)被配置为生成第一光源光(111),所述第一光源光(111)具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长并且具有第一质心波长(λC1),其中所述第一光源(110)包括激光器;
-所述第一发光材料(210)被配置为将所述第一光源光(111)的至少一部分转换为第一发光材料光(211),所述第一发光材料光(211)具有在绿色和/或黄色波长范围内的一个或多个波长;
-第二光源(120)被配置为生成第二光源光(121),所述第二光源光(121)具有在黄色和/或橙色波长范围内的一个或多个波长并且具有第二质心波长(λC2),其中λC2>λC1;其中所述第二光源(120)包括超发光二极管;
-所述第二发光材料(220)被配置为将所述第二光源光(121)的至少一部分转换为第二发光材料光(221),所述第二发光材料光(221)具有在橙色和/或红色波长范围内的一个或多个波长;以及
-在操作模式下,所述光生成系统(1000)被配置为生成系统光(1001),所述系统光(1001)包括所述第一发光材料光(211)和所述第二发光材料光(221)。
2.根据权利要求1所述的光生成系统(1000),包括第三光源(130),所述第三光源(130)被配置为生成第三光源光(131),所述第三光源光(131)具有在蓝色波长范围内的一个或多个波长;其中在所述操作模式下,所述光生成系统(1000)被配置为生成白色系统光(1001),所述白色系统光(1001)包括第三光源光(131)、所述第一发光材料光(211)和所述第二发光材料光(221)。
3.根据权利要求2所述的光生成系统(1000),其中所述第三光源(130)包括激光器和超发光二极管中的一者或多者。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),其中所述第一发光材料(210)包括A3B5O12:Ce类型的发光材料,其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者,并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者,和/或其中所述第一发光材料(210)包括A3Si6N11:Ce3+类型的发光材料,其中A包括La和Y中的一者或多者。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),包括陶瓷体(1210),其中所述陶瓷体(1210)包括所述第一发光材料(210)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),其中所述第二发光材料(220)包括从由以下项组成的组中选择的发光材料:MS:Eu2+,其中M包括钙和锶中的一者或多者;M2Si5N8:Eu2+,其中M包括钙、锶和钡中的一者或多者;MAlSiN3:Eu2+,其中M包括钙和锶中的一者或多者;MLi2Al2O2N2:Eu2+,其中M包括锶;MLiAl3N4:Eu2+,其中M包括锶;MCaSiN2:Ce3 +,其中M包括钙和锶中的一者或多者;以及M(Si,Al)N2:Ce3+,其中M包括钙。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),其中所述第一光源(110)被配置为生成具有在440nm-495nm波长范围内的一个或多个波长的第一光源光(111),其中所述第二光源(120)被配置为生成具有在570nm-620nm波长范围内的一个或多个波长的第二光源光(121);其中所述第一发光材料(210)被配置为将所述第一光源光(111)的至少一部分转换为具有在495nm-590nm波长范围内的一个或多个波长的第一发光材料光(211),并且其中所述第二发光材料(220)被配置为将所述第二光源光(121)的至少一部分转换为具有在610nm-665nm波长范围内的一个或多个波长的第二发光材料光(221)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),其中所述第一光源(110)被配置为生成具有在440nm-495nm波长范围内的质心波长的第一光源光(111),其中所述第二光源(120)被配置为生成具有在570nm-620nm波长范围内的质心波长的第二光源光(121);其中所述第一发光材料(210)被配置为将所述第一光源光(111)的至少一部分转换为具有在495nm-590nm波长范围内的质心波长的第一发光材料光(211),并且其中所述第二发光材料(220)被配置为将所述第二光源光(121)的至少一部分转换为具有在610nm-665nm波长范围内的质心波长的第二发光材料光(221)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),其中所述第一发光材料(210)和所述第二发光材料(220)中的一者或多者以反射模式操作。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),其中所述第一发光材料(210)和所述第二发光材料(220)中的一者或多者以透射模式操作。
11.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),包括一个或多个光组合元件(420),所述一个或多个光组合元件(420)被配置为在所述操作模式下组合至少所述第一发光材料光(211)和所述第二发光材料光(221)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),其中所述第一发光材料(210)和所述第二发光材料(220)由导热支撑件(500)支撑。
13.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),包括集成光源封装(600),其中所述集成光源封装(600)包括公共支撑构件(610),所述公共支撑构件(610)被配置为支撑所述多个光源(110,120,……)、所述第一发光材料(210)和所述第二发光材料(220),其中公共支撑构件(610)包括根据权利要求12所述的导热支撑件(500)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000),包括控制系统(300),所述控制系统(300)被配置为个体地控制(i)所述一个或多个第一光源(110)中的一个或多个第一光源(110)以及(ii)所述一个或多个第二光源(120)中的一个或多个第二光源(120),从而控制所述系统光(1001)的光谱功率分布。
15.一种光生成设备(1200),所述光生成设备(1200)从包括根据前述权利要求中任一项所述的光生成系统(1000)的以下项的组中选择:灯(1)、照明器(2)、投影设备(3)、消毒设备、以及光学无线通信设备。
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