先行技術のシステムにおける欠点は、それらのシステムが、異なる光学特性を備えた、特に異なる色温度及びCIE x、y色点値(1931年に国際照明委員会(CIE:International Commission on Illumination)によって作成されたCIE 1931 XYZ色空間)を備えた光ビームを発生できないか、又は容易には発生できないということである。
従って、本発明の一態様は、代替照明ユニット及び/又はかかる照明ユニットを用いる代替方法であって、好ましくは更に、上記で説明された欠点の1つ又は複数を少なくとも部分的に予防する代替照明ユニット及び/又はかかる照明ユニットを用いる代替方法である。
第1の態様において、本発明は、照明ユニットであって、(a)第1の光出射面(本明細書ではまた「第1の面」として示される)、第1の光出射面の反対側に構成される第2の光出射面(本明細書ではまた「第2の面」として示される)、及びエッジを含む導波路と、(b)光源光で導波路のエッジをエッジ照明するなど、光源光で導波路を照明し、それによって、内部入力(入力結合)された光源光を供給するように構成された光源と、第1の発光材料、第2の発光材料、複数の第1の反射器、及び複数の第2の反射器の1つ又は複数の組み合わせであって、(照明ユニットの)動作中に、第1の光出射面から離れる方向に照明ユニットから発する第1の光、及び第2の光出射面から離れる方向に照明ユニットから発する第2の光を供給し、第1の光が、第1のスペクトル分布を有し、第2の光が、第2のスペクトル分布を有し、第1のスペクトル分布及び第2のスペクトル分布が異なる組み合わせと、を含む照明ユニットを提供する。
特に、本発明は、照明ユニットであって、(a)第1の光出射面、第1の光出射面の反対側に構成された第2の光出射面、及びエッジを含む導波路と、(b)光源光で導波路(例えば、そのエッジ)を照明し、それによって、(内部入力される)光源光を導波路内に供給するように構成された光源とを含み、照明ユニットが、(内部入力される)光源光の一部が第1の光出射面及び第2の光出射面の1つ又は複数において導波路から(外部出力(出力結合)された)光源光として逃げるのを可能にするように更に構成され、照明ユニットが、(c)第1の光出射面に隣接する、且つ第1の発光材料光を供給するように構成される第1の発光材料、及び第2の光出射面に隣接する、且つ第2の発光材料光を供給するように構成される第2の発光材料の1つ又は複数を更に含み、第1の発光材料及び第2の発光材料が、(外部出力される)光源光によって励起可能であり、照明ユニットが、第1の光出射面から離れる方向に照明ユニットから発する第1の光、及び第2の光出射面から離れる方向に照明ユニットから発する第2の光を(動作中に)供給するように構成され、第1の光が、(i)(外部出力される)光源光、並びに(ii)第1の発光材料光及び第2の発光材料光の1つ又は複数、の1つ又は複数の寄与を含み、第2の光が、(iii)(外部出力される)光源光と、並びに(iv)第1の発光材料光及び第2の発光材料光の1つ又は複数、の1つ又は複数の寄与を含み、第1の光が、第1のスペクトル分布を有し、第2の光が、第2のスペクトル分布を有し、第1のスペクトル分布及び第2のスペクトル分布が異なる照明ユニットを提供する。
有利なことに、これは、異なるスペクトル分布を有する、異なる方向、特に反対側方向に向けられる2つの異なる光ビームを可能にする。特に、第1の光及び第2の光は、異なる色温度を有しても良い。実施形態において、第1の光及び第2の光はまた、異なるx、y色点を有しても良い。光は、色点又は色温度が異なる場合に、光のスペクトル分布は、それ自体が異なる。第1の光及び第2の光の1つ又は複数が、2つ以上の色成分から構成される実施形態において、第1及び第2の光はまた、実施形態において、色成分の色の1つ又は複数における飽和において異なり得る。
導波路又は光導波路は、特に透過性プレートであっても良い。特に、プレートは、有機又は無機材料の塊状の(即ち、非中空の)プレートである。有機材料は、例えば、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)、ポリアクリル酸メチル(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)(Plexiglas又はPerspex)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、シリコン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、(PETG)(グリコール変性ポリエチレンテレフタレート)、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、及びCOC(シクロオレフィンコポリマー)からなる群から選択されてもよい。好ましい無機材料は、ガラス、(溶融)石英及びシリコンからなる群から選択される。導波路用の材料として特に好ましいのは、PMMA、透明PVC又はガラスである。
特に、導波路は、矩形断面を有する。実施形態において、導波路断面は、矩形プリズム形状を有する。
実施形態において、光源からの光源光は、導波路のエッジを介して導波路内に結合(入力)され、(内部入力される)光源光を導波路内に供給する。更に別の実施形態において、光源からの光源光は、第1の光出射面を介して導波路内に結合される(それによって、第1の光出射面はまた、光内部入力面としての機能を有する)。更に別の実施形態において、光源からの光源光は、第2の光出射面を介して導波路内に結合される(それによって、第2の光出射面はまた、光内部入力面としての機能を有する)。更に別の実施形態において、光源からの光源光は、第1の光出射面、第2の光出射面、及びエッジの2つ以上を介して、導波路内に結合される。一般に少なくとも平行に配置された横エッジ(これらはまた、フロントエッジ及びバックエッジと呼ばれても良い)のように、エッジが複数の面を有し得るので、導波路もまた、フロントエッジ及びバックエッジを介してなど、異なる方向からエッジを照明されても良い。
光源なる用語は、原則として、当該技術分野において周知の任意の光源に関係しても良い。好ましくは、光源は、動作中に200〜490nmの範囲から選択される波長の光を少なくとも放射する光源、特に動作中に400〜490nmの範囲から選択される波長の光を少なくとも放射する光源である。この光は、第1及び/又は第2の発光材料によって部分的に使用されても良い(以下を参照)。特定の実施形態において、光源は、固体LED光源(LED又はレーザダイオードなど)を含む。用語「光源」はまた、2〜20の(固体)LED光源などの複数の光源に関係しても良い。
本明細書における白色光なる用語は、当業者に周知である。それは、約2000〜20000K、特に2700〜20000K、一般照明用には特に約2700K〜6500Kの範囲、バックライティングの目的には特に約7000K〜20000Kの範囲の相関色温度(CCT:correlated color temperature)を有する、且つ特にBBL(black body locus:黒体軌跡)から約15SDCM(standard deviation of color matching:等色標準偏差)以内、特にBBLから約10SDCM以内、更に一層特別にはBBLから約5SDCM以内の光に特に関係する。
実施形態において、光源、例えば直接蛍光体変換LED(例えば10000Kを得るために蛍光体の薄層を備えた青色発光ダイオード)はまた、約5000〜20000Kの相関色温度(CCT)を有する光源光を提供しても良い。従って、特定の実施形態において、光源は、8000〜20000Kなど、5000〜20000Kの範囲、更に一層特別には6000〜20000Kの範囲における相関色温度を備えた光源光を供給するように構成される。比較的高い色温度の利点は、光源光に比較的高い青色成分が存在し得るということであろう。この青色成分は、第1及び/又は第2の発光材料によって部分的に吸収され、発光材料光に変換され得る。従って、かかる光源光は、励起されるために発光材料によって使用され得る(青紫色及び/又は)青色成分を有する。発光材料によって吸収されない光は、発光材料及び反射器の特定の構成に依存し、第1の光出射面及び第2の光出射面の1つ又は複数を介して、導波路から逃げても良い。任意選択的に、別個の青色光源(固体LEDなど)が、光源に含まれても良い。
用語「青紫色光」又は「青紫色発光」は、約380〜440nmの範囲の波長を有する光に特に関係する。用語「青色光」又は「青色発光」は、約440〜490nmの範囲の波長を有する光(幾らかの青紫色及びシアンの色調を含む)に特に関係する。用語「緑色光」又は「緑色発光」は、約490〜560nmの範囲の波長を有する光に特に関係する。用語「黄色光」又は「黄色発光」は、約560〜590nmの範囲の波長を有する光に特に関係する。用語「橙色光」又は「橙色発光」は、約590〜620nmの範囲の波長を有する光に特に関係する。用語「赤色光」又は「赤色発光」は、約620〜750nmの範囲の波長を有する光に特に関係する。用語「可視」、「可視光」又は「可視発光」は、約380〜750nmの範囲の波長を有する光を指す。
導波路内に結合される光源光の少なくとも一部はまた、導波路の外に結合(出力)される(以下を参照)。外部出力される光の少なくとも一部は、第1及び/又は第2の発光材料によって変換されても良い。
第1及び/又は第2の発光材料は、原則として、光源光の少なくとも一部を吸収するのに適した、且つ吸収された光源光の少なくとも一部を(特に可視における)発光に変換できる任意の発光材料であっても良い。特に、第1及び/又は第2の発光材料は、光源光(光源光が青色光成分を含むと仮定する)の青色部分の少なくとも一部を吸収するように構成される。
例えば、無機発光材料の例は、例えば2.1若しくは3.3のYAG:Ce分子比でセリウム(Ce)をドープされたイットリウムアルミニウムガーネット(YAG)、又はセリウムをドープされたルテチウムアルミニウムガーネット(LuAG)(同様の分子比においてなど)を含む。適切な無機発光材料の特定の例は、例えばY3Al5O12:Ce3+、Y2LuAl5O12:Ce3+、YGdTbAl5O12:Ce3+、Y2.5Lu0.5Al5O12:Ce3+、(Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu2+、(Sr,Ca,Ba)Si2O2N2:Eu2+、(Ca,Sr,Ba)Ga2S4:Eu2+、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu2+等である。他の青色光励起可能発光材料が、同様に適用されても良い。
代替又は追加として、第1及び/又は第2の発光材料は、埋め込み有機発光材料を含む。適切な有機発光材料の例は、ペリレン誘導体、例えば、F240(橙色)、F305(赤色)、F083(黄色)、F170(黄色)などのBASF Lumogen(登録商標)、又はかかる発光材料の2つ以上の組み合わせを含む。従って、実施形態において、第1及び/又は第2の発光材料は、前述のペリレン誘導体の1つ又は複数などのペリレン発光材料を含む。かかる発光材料は、上記又は下記に示されている透明材料の1つ又は複数などの透明材料に埋め込まれても良い。
特定の実施形態において、第1及び/又は第2の発光材料は、発光量子ドットを含む。かかる発光材料は、(当該技術分野において周知のように粒径に依存する)発光帯の調整性という利点を有する。更に、かかるシステムは、飽和発光色を提供し得る。可視領域の発光を伴う最も知られている量子ドットは、硫化カドミウム(CdS)及び/又は硫化亜鉛(ZnS)シェルなどのシェルを備えたセレン化カドミウム(CdSe)に基づいている。リン化インジウム(InP)、銅インジウム硫化物(CuInS2)及び/又は銀インジウム硫化物(AgInS2)など、カドミウムのない量子ドットもまた使用され得る。かかる発光材料は、上記又は下記に示されている透明材料の1つ又は複数などの透明材料に埋め込まれても良い。
更に別の実施形態において、第1及び/又は第2の発光材料は、埋め込み微粒子無機発光材料を含む。代替又は追加として、第1及び/又は第2の発光材料は、埋め込み微粒子有機発光材料を含む。これらの粒子は、有機プレートなどの有機層(支持体)に埋め込まれても良い。上記又は下記に示されている透明材料の1つ又は複数などの透明材料が適用されても良い。
発光粒子が埋め込まれ得るかかる支持体の例は、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)、ポリアクリル酸メチル(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)(Plexiglas又はPerspex)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、シリコン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、(PETG)(グリコール変性ポリエチレンテレフタレート)、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、及びCOC(シクロオレフィンコポリマー)からなる群から選択されるなどの透明有機材料支持体である。しかしながら、別の実施形態において、支持体は、無機材料を含んでも良い。好ましい無機材料は、ガラス、(溶融)石英、透過セラミック材料、及びシリコンからなる群から選択される。支持体用の材料として特に好ましいのは、PMMA、透明PVC、又はガラスである。
上記で示されているように、第1の発光材料及び第2の発光材料は、(外部出力される)光源光によって励起可能である。2つ(以上)の異なる発光材料が存在する場合に、任意選択的に1つの発光材料が、もう一方の発光材料の発光によって励起されても良い。従って、第1の発光材料及び第2の発光材料の両方が照明ユニットによって含まれる実施形態において、第1の発光材料及び第2の発光材料の少なくとも1つは、(外部出力される)光源光によって励起可能であり、もう一方の発光材料(単複)は、(外部出力される)光源光及び(外部出力される)光源光によって少なくとも励起可能な発光材料の発光のいずれか1つ又は複数によって励起可能であっても良い。例えばSr2Si5N8:Eu2+は、両方とも、光源としての青色LEDによって、且つYAG:Ce3+からの発光によって励起可能であり得る。
照明ユニットは、第1の発光材料、第2の発光材料、又は第1及び第2の発光材料の両方を含んでも良い。発光材料なる用語はまた、異なる発光材料の組み合わせに関係しても良い。用語「第1の発光材料」及び「第2の発光材料」は、第1の光出射面及び第2の光出射面にそれぞれ隣接する発光材料間を区別するために用いられる。実施形態において、それらの発光材料は、同一であっても良い(しかし実施形態において、第1の出射面及び第2の出射面上に異なって分配されても良い。下記もまた参照)。更に別の実施形態において、それらの発光材料は、異なる(即ち、異なるCIE x、yなど、異なる光学特性を有する。上記もまた参照)。
第1及び/又は第2の発光材料は、導波路の外部にある。本明細書において、発光材料(単複)が、第1又は第2の光出射面に隣接することが示されている。実施形態において、発光材料、又は発光材料を含む少なくとも層若しくは領域は、第1又は第2の光出射面と物理的に接触する。更に別の実施形態において、発光材料と第1又は第2の光出射面との間に、反射器などの光学素子が配置されても良い。かかる反射器は、第1及び/又は第2の光出射面における特定の位置で、光源光の外部出力をブロックするために使用されても良い(下記もまた参照)。従って、第1の反射器(該当する場合に)は、第1の光出射面に隣接しても良い。従って、同様に、第2の反射器(該当する場合に)は、第2の光出射面に隣接しても良い。
一般に、第1若しくは第2の発光材料とそれぞれの第1若しくは第2の光出射面との間の最短距離、又は発光材料を含む層若しくは領域とそれぞれの第1若しくは第2の光出射面との間の少なくとも最短距離は、0〜15mm、特に0〜5mmの範囲である。従って、本明細書で、用語「隣接する」が、適用されている。発光材料又は発光材料を含む少なくとも層若しくは領域とそれぞれの面との間の距離は、一般に5mm以下、例えば2mm以下、同様に1mm以下などである。同じことは、発光材料領域が光出射面と反射器との間にある場合にも当てはまり得る。
説明され請求される実施形態のほとんどにおいて、第1の光出射面及び/又は第2の光出射面は、複数の反射器を含み、複数の反射器は、それぞれ第1の光出射面及び/又は第2の光出射面全体は覆わない。特に、複数の反射器は、拡散反射であっても良い。これは、第1の反射器及び第2の反射器の両方に当てはまり得る。以下で更に説明される多くの実施形態において、第1の光出射面110における第1の発光材料領域及び第1の反射器の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。第2の光出射面における第2の発光材料領域及び第2の反射器の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。これらの条件はまた、第1の反射器だけ又は第1の発光材料領域だけが第1の光出射面に隣接して存在する場合等に当てはまり得る。第1の反射器、第2の反射器、第1の発光材料領域、及び第2の発光材料領域は、例えば0.1mm2ほどの小ささから例えば100cm2までであっても良い。
本明細書において、異なる方向における光が、異なるスペクトル分布をどのように提供され得るかの幾つかの選択肢がリストされる。下記もまた参照されたい。実施形態において、(a)第1の光出射面が、第1の発光材料を含む第1の発光材料層を含むこと、及び(b)第2の光出射面が、第2の発光材料を含む第2の発光材料層を含むことの1つ又は複数と、以下の条件、即ち、第1の発光材料層及び第2の発光材料層は、発光材料が異なること、第1の発光材料層及び第2の発光材料層は、発光材料分布が異なること、第1の発光材料層及び第2の発光材料層は、発光材料含有率が異なること、並びに第1の発光材料層及び第2の発光材料層は、層厚さが異なることの1つ又は複数と、が当てはまる。
上記で示されているように、照明ユニットは、動作中に、照明ユニットから発する第1の光を第1の光出射面から離れる方向に供給するように、且つ照明ユニットから発する第2の光を第2の光出射面から離れる方向に供給するように構成され、第1の光は、(i)(外部出力される)光源光、並びに(ii)第1の発光材料光及び第2の発光材料光の1つ又は複数、の1つ又は複数の寄与を含み、第2の光は、(iii)(外部出力される)光源光、並びに(iv)第1の発光材料光及び第2の発光材料光の1つ又は複数、の1つ又は複数の寄与を含み、第1の光は、第1のスペクトル分布を有し、第2の光は、第2のスペクトル分布を有し、第1のスペクトル分布及び第2のスペクトル分布は異なる。
発光材料(単複)、反射器(以下を参照)、発光材料(単複)のパターニング等の存在故に、異なるタイプの光が、導波路から反対方向に発し得る。第1及び第2の光出射面から離れる方向に導波路から発する光は、(外部出力される)光源光、第1の発光材料光、及び第2の発光材料光の(異なる比率における)寄与を含み得る。この理由で、第1の光が、(i)(外部出力される)光源光、並びに(ii)第1の発光材料光及び第2の発光材料光の1つ又は複数、の1つ又は複数の寄与を含み、第2の光が、(iii)(外部出力される)光源光、並びに(iv)第1の発光材料光及び第2の発光材料光の1つ又は複数、の1つ又は複数の寄与を含むことが示されている。
例えば、実施形態において、第1の光は、(外部出力される)光源光及び第2の発光材料光を含み、例えば白色光を供給し、第2の光は、第1の発光材料光だけを含み、例えば黄色光を供給する。このように、照明ユニットの動作中に、白色光(例えばダウン照明)及び黄色光(例えば天井を照明するためのアップ照明)を供給する照明ユニットが提供され得る。
従って、本発明は、導波路を含む照明ユニットであって、光が、導波路の反対部分から反対方向に発し得て、導波路から離れる反対方向に移動する光が、異なる相関色温度などの異なるスペクトル分布を有する照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、第1の発光材料を含む複数の第1の発光材料領域を含み、複数の第1の発光材料領域が、第1の光出射面の一部を覆い、各第1の発光材料領域の下流に第1の反射器があり、第1の発光材料領域が、第1の発光材料光を発生するように構成され、第1の反射器が、第1の発光材料光の少なくとも一部を、第2の光出射面から離れる方向で導波路の外に出力するように構成され、第2の光出射面が、複数の第2の反射器を含み、複数の第2の反射器が、第2の光出射面の一部を覆い、且つ(内部入力される)光源光の少なくとも一部を第1の光出射面から離れる方向で、(外部出力される)光源光として導波路の外に出力するように構成される照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、第1の発光材料を含む複数の第1の発光材料領域を含み、複数の第1の発光材料領域が、第1の光出射面の一部を覆い、各第1の発光材料領域の下流に第1の反射器があり、第1の発光材料領域が、第1の発光材料光を発生するように構成され、第1の反射器が、第1の発光材料光の少なくとも一部を、第2の光出射面から離れる方向で導波路の外に出力するように構成され、第2の光出射面が、第2の発光材料を含む複数の第2の発光材料領域を含み、複数の第2の発光材料領域が、第2の光出射面の一部を覆い、各第2の発光材料領域の下流に第2の反射器があり、第2の発光材料領域が、第2の発光材料光を発生するように構成され、第2の反射器が、第2の発光材料光の少なくとも一部を、第1の光出射面から離れる方向で導波路の外に出力するように構成され、第1の光出射面及び第2の光出射面は、それぞれ、第1の発光材料領域及び第2の発光材料領域による被覆率が異なる照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、第1の発光材料を含む複数の第1の発光材料領域を含み、複数の第1の発光材料領域が、第1の光出射面の一部を覆い、各第1の発光材料領域の下流には第1の反射器があり、第1の発光材料領域が、第1の発光材料光を発生するように構成され、第1の反射器が、第1の発光材料光の少なくとも一部を、第2の光出射面から離れる方向で導波路の外に出力するように構成され、第2の光出射面が、第2の発光材料を含む複数の第2の発光材料領域を含み、複数の第2の発光材料領域が、第2の光出射面の一部を覆い、各第2の発光材料領域下流には第2の反射器があり、第2の発光材料領域が、第2の発光材料光を発生するように構成され、第2の反射器が、第2の発光材料光の少なくとも一部を、第1の光出射面から離れる方向で導波路の外に出力するように構成され、第1の発光材料領域及び第2の発光材料領域は、発光材料が異なる照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、複数の第1の反射器を含み、複数の第1の反射器が、第1の光出射面の一部を覆い、第2の光出射面が、第2の発光材料を含む第2の発光材料層を含み、第2の発光材料層が、第2の光出射面を覆い、第2の発光材料層が、第2の発光材料光を発生するように構成され、第1の反射器が、(内部入力される)光源光の少なくとも一部を第2の発光材料層に導くように、且つ(外部出力される)光源光を第2の光出射面において供給するように構成され、第2の発光材料層が、(外部出力される)光源光の一部に対して任意選択的に透過性である照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、第1の発光材料を含む複数の第1の発光材料領域を含み、複数の第1の発光材料領域が、第1の光出射面の一部を覆い、各第1の発光材料領域の下流には第1の反射器があり、第1の発光材料領域が、第1の発光材料光を発生するように構成され、第2の光出射面が、第2の発光材料を含む第2の発光材料層を含み、第2の発光材料層が、第2の光出射面を覆い、第2の発光材料層が、第2の発光材料光を発生するように構成され、第1の発光材料領域及び第1の反射器が、第1の発光材料光の少なくとも一部を、第2の光出射面から離れる方向で導波路の外に出力するように構成され、第2の発光材料層が、第1の発光材料光の少なくとも一部に対して透過性である照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、複数の第1の反射器を含み、複数の第1の反射器が、第1の光出射面の一部を覆い、照明ユニットが、第1の光出射面の下流に構成された、第1の発光材料を含む第1の発光材料層を更に含み、第1の発光材料層が、第1の発光材料光を発生するように構成され、複数の第1の反射器が、第1の光出射面と第1の発光材料層との間に構成され、第2の光出射面が、複数の第2の反射器を含み、複数の第2の反射器が、第2の光出射面の一部を覆い、第1の反射器が、(内部入力される)光源光の少なくとも一部を、第2の光出射面から離れる方向で導波路の外に出力するように構成され、第2の反射器が、(内部入力される)光源光の少なくとも一部を第1の発光材料層に導くように、且つ(外部出力される)光源光を第1の光出射面において供給するように構成され、第1の発光材料層が、(外部出力される)光源光の一部に対して任意選択的に透過性である照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、複数の第1の反射器を含み、複数の第1の反射器が、第1の光出射面の一部を覆い、照明ユニットが、第1の光出射面の下流に構成された、第1の発光材料を含む第1の発光材料層を更に含み、第1の発光材料層が、第1の発光材料光を発生するように構成され、複数の第1の反射器が、第1の光出射面と第1の発光材料層との間に構成され、第2の光出射面が、複数の第2の反射器を含み、複数の第2の反射器が、第2の光出射面の一部を覆い、照明ユニットが、第2の光出射面の下流に構成された、第2の発光材料を含む第1の発光材料層を更に含み、第2の発光材料層が、第2の発光材料光を発生するように構成され、複数の第2の反射器が、第2の光出射面と第2の発光材料層との間に構成され、第1の反射器が、(内部入力される)光源光の少なくとも一部を第2の発光材料層に導くように、且つ第2の光出射面において、(外部出力される)光源光を供給するように構成され、第2の発光材料層が、(外部出力される)光源光の一部に対して任意選択的に透過性であり、第2の反射器が、(内部入力される)光源光の少なくとも一部を第1の発光材料層に導くように、且つ(外部出力される)光源光を第1の光出射面において供給するように構成され、第1の発光材料層が、(外部出力される)光源光の一部に対して任意選択的に透過性である照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、第1の発光材料を含む第1の発光材料層を含み、第1の発光材料層が、第1の光出射面を覆い、第1の発光材料層が、第1の発光材料光を発生するように構成され、第2の光出射面が、複数の第2の反射器を含み、複数の第2の反射器が、第2の光出射面の一部を覆い、照明ユニットが、第2の光出射面の下流に構成された、第2の発光材料を含む第2の発光材料層を更に含み、第2の発光材料層が、第2の発光材料光を発生するように構成され、複数の第2の反射器が、第2の光出射面と第2の発光材料層との間に構成され、第2の反射器が、(内部入力される)光源光の少なくとも一部を第1の発光材料層に導くように、且つ(外部出力される)光源光を第1の光出射面において供給するように構成され、第1の発光材料層が、(外部出力される)光源光の一部に対して任意選択的に透過性であり、第1の発光材料層が、(内部入力される)光源光の少なくとも一部を第2の発光材料層に導くように構成され、第2の発光材料層が、(内部入力される)光源光の一部に対して任意選択的に透過性である照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、第1の発光材料を含む複数の第1の発光材料領域、及び複数の第1の反射器を含み、第1の発光材料領域及び複数の第1の反射器が、第1の光出射面の一部を覆い、第2の光出射面が、第2の発光材料を含む複数の第2の発光材料領域、及び複数の第2の反射器を含み、第2の発光材料領域及び複数の第2の反射器が、第2の光出射面の一部を覆い、照明ユニットが、第1の反射器及び第2の発光材料領域の第1の対を含み、各第1の対に関して、第1の反射器及び第2の発光材料領域が、中間の導波路に対して互いに反対側に構成され、照明ユニットが、第2の反射器及び第1の発光材料領域の第2の対を含み、各第2の対に関して、第2の反射器及び第1の発光材料領域が、中間の導波路に対して互いに反対側に構成される照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、第1の光出射面が、第1の発光材料を含む複数の第1の発光材料領域を含み、複数の第1の発光材料領域が、第1の光出射面の一部を覆い、各第1の発光材料領域の下流には第1の反射器があり、第1の発光材料領域が、第1の発光材料光を発生するように構成され、第2の光出射面が、第2の発光材料を含む複数の第2の発光材料層を含む切り替え可能な発光層システムを含み、切り替え可能な発光層システムが、第2の光出射面を覆い、切り替え可能な発光層システムの下流には複数の第2の反射器があり、複数の第2の反射器が、切り替え可能な発光層システムの一部を覆い、第2の発光材料層が、第2の発光材料光を発生するように構成され、第1の発光材料領域及び第1の反射器が、第1の発光材料光の少なくとも一部を、第2の光出射面から離れる方向で導波路の外に出力するように構成され、切り替え可能な発光層システムが、第1の発光材料光の少なくとも一部に対して透過性であり、切り替え可能な発光層システムが、低強度の発光材料光を伴う第1の状態と、高強度の発光材料光を伴う第2の状態との間で切り替え可能である照明ユニットを提供する。
実施形態において、本発明は、上記で説明されたような照明ユニットであって、光源が発光装置を含み、光源光が青色光を含む照明ユニットを提供する。任意選択的に、光源は、白色光を供給するように構成されても良く、白色光は、青色光(青色光成分)を含む。青色光は、青色光によって励起され得るように構成される第1の発光材料及び/又は第2の発光材料(該当する場合)を適用する場合に、第1の発光材料及び/又は第2の発光材料(該当する場合)を励起するために使用されても良い。
更なる態様において、本発明は、異なる方向で導波路から発する、第1のスペクトル分布を有する第1の光及び第2のスペクトル分布を有する第2の光を供給し、第1のスペクトル分布及び第2のスペクトル分布が異なる方法であって、本明細書で定義されるような照明ユニットを提供すること、及び(例えばエッジを介して)光源光を導波路に導入する(即ち、光源光を導波路内に結合して、内部入力される光源光を供給する)ことを含む方法を提供する。内部入力される光源光の一部は、導波路から逃げ、第1の発光材料及び第2の発光材料の1つ又は複数を励起する。
用語「上流」及び「下流」は、光発生手段(ここでは特に第1の光源)からの光の伝搬に関連するアイテム又は機構の配置に関係し、光発生手段からの光ビーム内の第1の位置に対して、光発生手段により近い光ビーム内の第2の位置が「上流」であり、光発生手段から更に離れた光ビーム内の第3の位置が「下流」である。
本明細書において、「実質的に全ての発光」又は「から実質的になる」などの用語「実質的に」は、当業者によって理解されよう。用語「実質的に」はまた、「全体的に」、「完全に」、「全ての」等の用語を用いる実施形態を含んでも良い。従って、実施形態において、形容詞が、実質的に取り除かれても良い。該当する場合に、用語「実質的に」は、90%以上、例えば95%以上、特に99%以上、更に一層特別には99.5%以上であり、100%を含んでも良い。用語「含む」はまた、用語「含む」が「からなる」を意味する実施形態を含む。
更に、この記載及び特許請求の範囲における用語「第1の」、「第2の」、「第3の」等は、類似する要素間を区別するために用いられ、必ずしも順序又は時系列を説明するものではない。そのように用いられる用語が、適切な状況下で交換可能であること、及び本明細書に記載される本発明の実施形態が、本明細書で説明され例示される以外の順序で動作できることが理解されるべきである。
本明細書における装置又は機器は、とりわけ動作中に説明される。当業者には明らかなように、本発明は、動作方法又は動作中の装置に限定されない。
上記で言及された実施形態が、本発明を限定するのではなく例示すること、及び当業者が、添付の特許請求の範囲から逸脱せずに多くの代替実施形態を設計できることが留意されるべきである。特許請求の範囲において、括弧内に配置されたどんな参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されないものとする。動詞「含む」及びその語形変化の使用は、請求項において述べられたもの以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素に先行する冠詞「a」又は「an」は、複数のかかる要素の存在を排除しない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェアによって、且つ適切にプログラムされたコンピュータによって実施されても良い。幾つかの手段を列挙する装置請求項において、これら手段の幾つかは、全く同一のハードウェアアイテムによって具体化されても良い。ある手段が、相互に異なる従属請求項に挙げられているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを意味しない。
本発明は、この記載において説明され、且つ/又は添付の図面に示されている特徴的な機構の1つ又は複数を含む機器又は装置に更に当てはまる。本発明は、更に、この記載において説明され、且つ/又は添付の図面に示されている特徴的な機構の1つ又は複数を含む方法又はプロセスに関係する。
この特許で論じられる様々な態様は、追加の利点を提供するために組み合わされ得る。更に、機構の幾つかは、1つ又は複数の分割出願の基礎を形成することができる。
ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図に関連して、単に例としてのみ説明され、概略図において、対応する参照符号は対応する部分を示す。
図1は、参照符号1で示された照明ユニットの実施形態を概略的に示す。照明ユニットは、第1の光出射面110、ここでは底面又は下部面、及び第2の光出射面120、ここでは上面又は上部面を備えた導波路100を含む。動作中、光は、2つの反対方向、即ち、第1の光111で示された、第1の光出射面110から離れる方向、及び第2の光121で示された、第2の光出射面120から離れる方向に逃げる。例えば、第1の光111は、第2の光121より高い色温度を有しても良い。
図2a〜2bは、導波路の非限定的な数の実施形態を概略的に示す。他の変形形態が、同様に可能であり得る。導波路100は、第1の光出射面110、及び第1の光出射面の反対側の第2の光出射面120を有する。実施形態において、反対側は、一面への垂線がまた、他面への垂線であることを意味しても良い。更に、導波路100は、エッジ130を有し、エッジ130は、第1の面110及び第2の面120を橋渡しする。導波路100(エッジ130)は、高さHを有する。更に、導波路100は、長さL及び幅Wを有する。特に、比率は、H/L<1且つ/又はH/W<0.1である。更に、好ましくは、比率は、H/W<1である。特定の実施形態において、比率は、それぞれ、0.001〜0.1及び0.001〜0.5の範囲など、H/L<0.1且つ/又はH/W<0.1である。好ましくは、高さHは、0.1mm〜10mmの範囲である。
特に、図2aに概略的に示されているように、導波路は、平行長手方向面(上面及び正面と呼ばれても良いが、しかし本明細書では更に第1の光出射面及び第2の光出射面として示される)、平行長手方向エッジ(またサイドエッジと呼ばれても良い)、及び平行横エッジ(またフロント及びバックエッジと呼ばれても良い)を備えた矩形断面を有する。従って、実施形態において、導波路100は、矩形プリズム形状を有する。しかしながら、それらの面及びエッジの1つ又は複数は、湾曲されても良い。実施形態において、導波路は、正方形であっても良い。更に別の実施形態において、導波路は、円形状を有する。
本明細書において、導波路は、更に、第1の光出射面110、第1の光出射面110の反対側に構成された第2の光出射面120、及びエッジ130を有するように示されている。エッジ130は、光源光の光の光内部入力用に使用される(以下を参照)。
特定の実施形態において、第1の光出射面110及び第2の光出射面120は、(長手方向)エッジにおいて互いの方へ曲げられて湾曲されるが、それは、図2bに概略的に示されているように、非常に薄い(長手方向)エッジに帰着し得る。図2bに示されている以外の更なる又は他の曲率もまた、可能であり得る。
特に、導波路100は、1つ又は複数の対称面(図示されず)を含んでも良い。
図2cは、光がどのように移動可能かを概略的に示す。内部入力される光源光12は、外部出力される光源光13として、導波路100から逃げても良い。それは、例えば部分的に、発光材料によって吸収されるか、又は反射器によって反射される(又は第1の光若しくは第2の光を供給するために逃げる)可能性がある。ここで、例として、外部出力される光源光13は、第2の発光材料領域242に当たる(以下もまた参照)。第2の発光材料領域と導波路の第2の出射面120との間の距離がゼロである場合にさえ、光源光13は、導波路100から逃げ、発光材料光(それは導波路に入っても良い)を生成する可能性がある。同様に、これは、外部出力される光源光13が、第1の材料領域142、第1の反射器151、又は第2の反射器152等に出会う場合に当てはまり得る。
図3a〜3lは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示す。照明ユニット1は、導波路100、光源10、並びに第1の発光材料14及び第2の発光材料24の1つ又は複数を含む。導波路100は、第1の光出射面110、第1の光出射面110の反対側に構成された第2の光出射面120、及びエッジ130を含む。光源10は、光源光11で導波路100を照明し、それによって、(内部入力される)光源光12を導波路100内に供給するように構成される。
図3a〜3kは、光源が、光源光11で導波路100のエッジ130をエッジ照明するように構成される実施形態を示す。図3lは、光源10が、光源光11で導波路100の第2の出射面120を照明し、それによって、(内部入力される)光源光12を導波路100内に供給するように構成される実施形態を示す。原則として、図3a〜3kに概略的に示されている実施形態のいずれもが、代替又は追加として、第1の光出射面110及び第2の光出射面120(並びにまた任意選択的にエッジ130)の1つ又は複数を照明するように構成された光源10を含んでも良いことに留意されたい。図3a〜3kは、1つのエッジ130(ここではフロントエッジ)だけが照明される実施形態を示す。しかしながら、反対側エッジ(バックエッジ)もまた、光源光11で照明されても良い。追加又は代替として、長手方向エッジ又はサイドエッジの1つ又は複数がまた照明されても良い。光源10は、(少なくとも)青色光を供給するように特に構成される。例えば、青色発光ダイオードが適用されても良いが、しかし代替又は追加として、例えば蛍光体の薄層を備えた青色発光ダイオードが使用される場合に、白色発光ダイオードが適用されても良く、例えば6000Kの光ダイオードが適用されても良い。
照明ユニット1は、(内部入力される)光源光12の一部が、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数において、(外部出力される)光源光13として導波路から逃げることを可能にするように更に構成される。第1の発光材料14は、第1の光出射面110に隣接し、第1の発光材料光141を供給するように構成される。第2の発光材料24は、第2の光出射面120に隣接し、第2の発光材料光241を供給するように構成される。第1の発光材料14及び第2の発光材料24は、(外部出力される)光源光13によって励起可能である。
照明ユニット1は、動作中に、第1の光出射面110から離れる方向に照明ユニット1から発する第1の光111を供給するように、且つ第2の光出射面120から離れる方向に照明ユニット1から発する第2の光121を供給するように構成される。第1の光111は、(i)(外部出力される)光源光13、並びに(ii)第1の発光材料光141及び第2の発光材料光241の1つ又は複数、の1つ又は複数の寄与を含む。また、第2の光121は、(iii)(外部出力される)光源光13、並びに(iv)第1の発光材料光141及び第2の発光材料光241の1つ又は複数の1つ又は複数の組み合わせを含む。第1の光111は、第1のスペクトル分布を有し、第2の光121は、第2のスペクトル分布を有し、第1のスペクトル分布及び第2のスペクトル分布は異なる。
図3aは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、第1の発光材料14を含む複数の第1の発光材料領域142を含み、それ(領域142)は、第1の光出射面110の一部を覆う。各第1の発光材料領域142の下流に、第1の反射器151が配置される。第1の発光材料領域142は、第1の発光材料光141を発生するように構成される。第1の反射器151は、第1の発光材料光141の少なくとも一部を、第2の光出射面120から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成される。第2の光出射面120は、複数の第2の反射器152を含み、複数の第2の反射器152は、第2の光出射面120の一部を覆い、且つ(内部入力される)光源光の少なくとも一部を(外部出力される)光源光13として、第1の光出射面110から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成される。
第1の光出射面110における第1の発光材料領域142の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。特に、第1の反射器151は、(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を覆うが、しかし(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を越えては延びない。第2の光出射面120における第2の反射器152の被覆率は、例えば、2〜50%など、表面面積の1〜75%の範囲であっても良い。
この実施形態における反射器152など、反射器だけが使用される場合(反射器151は、発光材料領域142を付け加えられる)に、反射は、拡散反射であるのが好ましい。このように、光は、光が全内部反射(TIR:total internal reflection)光路から逃げ、従って光導波路から引き出されるように、外角へ方向を変えられても良い。これはまた、以下で更に説明される実施形態に当てはまり得る。
ここで、第1の発光材料領域142は、導波路と物理的に接触し(ここで、隣接は、物理的な接触である)、第1の反射器151は、導波路の近くにあり(ここで、隣接は、近くである)、第1の発光材料領域142は、間にある。距離は、dで示されている。上記で示されているように、dは、例えば、1mm以下など、0〜5mmの範囲であっても良い。
従って、第1の実施形態において、我々は、第1の側に配置された複数の第1の反射器と、第2の側に配置された発光材料を含む複数の第2の反射器と、を含む導波路を提案する。サイドライティングLEDと組み合わせてかかる構成を用いれば、異なる色及び色温度が、様々な方向に生成され得る。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ若しくは複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の光出射面110を介して導波路100の外へと、第2の反射器152によって反射され、それによって、第1の光111を供給し、第1の光111は、(外部出力される)光源光13(例えば、青色発光ダイオードが使用された場合には青色光、又は例えば蛍光体の薄層を備えた青色発光ダイオードが使用された場合には例えば6000Kの光)から実質的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の発光材料領域142によって第1の発光材料光141に変換され、且つ第2の光出射面120を介して導波路100の外に結合され、それによって、第2の光121を供給し、第2の光121は、第1の発光材料光141から実質的になっても良い。
図3bは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、第1の発光材料14を含む複数の第1の発光材料領域142を含み、複数の第1の発光材料領域142は、第1の光出射面110の一部を覆い、各第1の発光材料領域142の下流には第1の反射器151がある。第1の発光材料領域142は、第1の発光材料光141を発生するように構成される。第1の反射器151は、第1の発光材料光141の少なくとも一部を、第2の光出射面120から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成される。第2の光出射面120は、第2の発光材料24を含む複数の第2の発光材料領域242を含み、複数の第2の発光材料領域242は、第2の光出射面120の一部を覆い、各第2の発光材料領域242の下流には第2の反射器152がある。第2の発光材料領域242は、第2の発光材料光241を発生するように構成される。第2の反射器152は、第2の発光材料光241の少なくとも一部を、第1の光出射面110から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成される。第1の光出射面110及び第2の光出射面120は、それぞれ、第1の発光材料領域142及び第2の発光材料領域(242)による被覆率が異なる。
第1の光出射面110における第1の発光材料領域142の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。特に、第1の反射器151は、(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を覆うが、(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を越えては延びない。第2の出射面120における第2の発光材料領域242の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。特に、第2の反射器152は、(それぞれの)第2の発光材料領域142全体を覆い、且つ(それぞれの)第2の発光材料領域142全体を越えて延びても良い。
第1の発光材料領域141を用いた、第1の光出射面110の被覆率及び第2の発光材料領域241を用いた、第2の出射面120の被覆率は異なる。例えば、被覆率の比率は、例えば2以上(又は0.5以下)であっても良い。
この実施形態において、第1及び第2の発光材料14及び24は、ほぼ同一であると考えられる。しかしながら、変形形態において、それらはまた、異なっても良い。
従って、第2の実施形態において、我々は、第1の側に配置される低濃度の発光材料を含む複数の第1の反射器と、第2の側に配置される高濃度の発光材料を含む複数の第2の反射器と、を含む導波路を提案する。この図3bは、発光材料の面積が変更される実施形態を示す。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数)を介して導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の光出射面110を介して導波路100の外へと、第2の反射器152によって反射され、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、(青色光などの)(外部出力される)光源光13から部分的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の発光材料領域142によって第2の発光材料光241に変換され、且つ第1の光出射面110を介して導波路100の外に結合され、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、第2の発光材料光241から部分的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の発光材料領域142によって第1の発光材料光141に変換され、第2の光出射面120を介して導波路100の外に結合され、それによって第2の光121を供給し、第2の光121は、第1の発光材料光141から実質的になっても良い。
図3cは、実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、第1の発光材料14を含む複数の第1の発光材料領域142を含み、複数の第1の発光材料領域142は、第1の光出射面110の一部を覆い、各第1の発光材料領域142の下流には第1の反射器151がある。第1の発光材料領域142は、第1の発光材料光141を発生するように構成される。第1の反射器151は、第1の発光材料光141の少なくとも一部を、第2の光出射面120から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成される。第2の光出射面120は、第2の発光材料24を含む複数の第2の発光材料領域242を含み、複数の第2の発光材料領域242は、第2の光出射面120の一部を覆い、各第2の発光材料領域242の下流には第2の反射器152がある。第2の発光材料領域242は、第2の発光材料光241を発生するように構成される。第2の反射器152は、第2の発光材料光241の少なくとも一部を、第1の光出射面110から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成される。この実施形態において、第1の発光材料領域142及び第2の発光材料領域242は、発光材料が異なる。これはまた、異なる方向における異なるタイプの光がどのように発生され得るかの例である。
第1の光出射面110における第1の発光材料領域142の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。特に、第1の反射器151は、(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を覆うが、(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を越えては延びない。第2の出射面120における第2の発光材料領域242の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。特に、第2の反射器152は、(それぞれの)第2の発光材料領域142全体を覆うが、(それぞれの)第2の発光材料領域142全体を越えては延びない。
第1の発光材料領域142を用いた、第1の光出射面110の被覆率及び第2の発光材料領域242を用いた、第2の出射面120の被覆率は、この概略的に示された実施形態ではほぼ同一であるが、しかしまた実施形態において異なっても良い。
この実施形態において、第1及び第2の発光材料14及び24は、異なると考えられる。別段の指示がない限り、第1の発光材料14及び第2の発光材料24は異なる。即ち、同一の光を用いた励起下で発光スペクトルにおける異なるスペクトル分布を提供する。異なる発光材料の例は、異なるペリレン誘導体である。しかしながら、0.5及び3mol%のYAG:Ce3+の発光スペクトルが既に互いに異なり得るように、異なる活性剤濃度さえ、既に異なる発光材料につながり得る。
従って、別の実施形態において、我々は、第1の側に配置された第1の発光材料を含む複数の第1の反射器と、第2の側に配置された第2の発光材料を含む複数の第2の反射器と、を含む導波路を提案する。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の発光材料領域242によって第2の発光材料光241に変換され、且つ第1の光出射面110を介して導波路100の外に結合され、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、第2の発光材料光241から実質的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の発光材料領域142によって第1の発光材料光141に変換され、且つ第2の光出射面120を介して導波路100の外に結合され、それによって第2の光121を供給し、第2の光121は、第1の発光材料光141から実質的になっても良い。
図3dは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、複数の第1の反射器151を含み、反射器151は、第1の光出射面110の一部を覆う。第2の光出射面120は、第2の発光材料24を含む第2の発光材料層240を含み、第2の発光材料層240は、第2の光出射面120を覆う。第2の発光材料層240は、第2の発光材料光241を発生するように構成される。第1の反射器151は、(内部入力される)光源光12の少なくとも一部を第2の発光材料層240に導くように、且つ(外部出力される)光源光13を第2の光出射面120において供給するように構成される。第2の発光材料層240は、(外部出力される)光源光13の一部に対して任意選択的に透過性である。
第1の光出射面110における第1の反射器151の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。第2の光出射面120における第2の発光材料層240の被覆率は、少なくとも95%、特に少なくとも99%など、表面面積のほぼ100%であっても良い。
従って、別の実施形態において、我々は、第1の側に配置された複数の第1の反射器と、第2の側に配置された発光層と、を含む導波路を提案する。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の光出射面120を介して導波路100の外へと、第1の反射器151によって反射され、且つ第2の発光材料層240を通して少なくとも部分的に透過され、それによって第2の光121を供給し、第2の光121は、(外部出力される)光源光13(青色光など)から部分的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の発光材料層240によって第2の発光材料光241に変換され、第1の光出射面110を介して導波路100の外に結合され、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、第2の発光材料光241から実質的になっても良い。第2の発光材料光241の一部は、第2の面120から離れる方向に第2の発光材料層240から逃げ、それによって第2の光121を供給しても良く、第2の光121はまた、第2の発光材料光241から部分的になっても良い。
図3eは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、第1の発光材料14を含む複数の第1の発光材料領域142を含み、複数の第1の発光材料領域142は、第1の光出射面110の一部を覆い、各第1の発光材料領域142の下流には第1の反射器151がある。第1の発光材料領域142は、第1の発光材料光141を発生するように構成される。第2の光出射面120は、第2の発光材料24を含む第2の発光材料層240を含み、第2の発光材料層240は、第2の光出射面120を覆う。第2の発光材料層240は、第2の発光材料光241を発生するように構成される。第1の発光材料領域142及び第1の反射器151は、第1の発光材料光141の少なくとも一部を、第2の光出射面120から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成される。第2の発光材料層240は、第1の発光材料光141の少なくとも一部に対して透過性であるのが好ましい。
第1の光出射面110における第1の発光材料領域142の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75の範囲であっても良い。特に、第1の反射器151は、(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を覆うが、しかし(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を越えては延びない。第2の光出射面120における第2の発光材料層240の被覆率は、少なくとも95%、特に少なくとも99%など、表面面積のほぼ100%であっても良い。特に、第1及び第2の発光材料14、24は異なる。
特定の実施形態において、第2の発光材料24が、第1の発光材料光141によってまた励起可能であっても良いことに留意されたい。特定の実施形態において、(外部出力される)光源光13によって励起可能である代わりに、第2の発光材料は、第1の発光材料光141によって励起可能である。
従って、別の実施形態において、我々は、第1の側に配置された発光材料を含む複数の第1の反射器と、第2の側に配置された発光層と、を含む導波路を提案する。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の発光材料領域142によって第1の発光材料光141に変換され、第2の光出射面120を介して導波路100の外に結合され、且つ第2の発光材料層240を通して少なくとも部分的に透過され、それによって第2の光121を供給し、第2の光121は、第1の発光材料光141から部分的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の発光材料層240によって第2の発光材料光241に変換され、第1の光出射面110を介して導波路100の外に結合され、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、第2の発光材料光241から実質的になっても良い。第2の発光材料光241の一部は、第2の面120から離れる方向に、第2の発光材料層240から逃げても良く、それによって第2の光121を供給し、第2の光121はまた、第2の発光材料光241から部分的になっても良い。
図3fは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、複数の第1の反射器151を含み、複数の第1の反射器151は、第1の光出射面110の一部を覆う。照明ユニット1は、第1の光出射面110の下流に構成された、第1の発光材料14を含む第1の発光材料層140(箔など)を含む。第1の発光材料層140は、第1の発光材料光141を発生するように構成される。複数の第1の反射器151は、第1の光出射面110と第1の発光材料層140との間に構成される。第2の光出射面120は、複数の第2の反射器152を含み、複数の第2の反射器152は、第2の光出射面120の一部を覆う。第1の反射器151は、(内部入力される)光源光12の少なくとも一部を、第2の光出射面120から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成される。第2の反射器152は、(内部入力される)光源光12の少なくとも一部を第1の発光材料層140に導くように、且つ(外部出力される)光源光13を第1の光出射面110において供給するように構成される。第1の発光材料層140は、(外部出力される)光源光13の一部に対して任意選択的に透過性である。
第1の光出射面110における第1の反射器151の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。第2の光出射面120における第2の反射器152の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。
第1の光出射面110の第1の発光材料層140を用いた「被覆率」(それは、第1の光出射面110から幾らかの距離dにあっても良い)は、少なくとも95%、特に少なくとも99%など、表面面積のほぼ100%であっても良い。
従って、更に別の実施形態において、我々は、第1の側に配置された発光箔を含む複数の第1の反射器と、第2の側に配置された複数の第2の反射器と、を含む導波路を提案する。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の光出射面120を介して導波路100の外へと、第1の反射器151によって反射され、それによって第2の光121を供給し、第2の光121は、(外部出力される)光源光13(青色光など)から実質的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の光出射面110を介して導波路100の外へと、第2の反射器152によって反射され、第1の発光材料層140によって含まれる第1の発光材料14を励起し、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、第1の発光材料光141及び任意選択的に、(外部出力される)光源光13(第1の発光材料層141が、この光に対して透過性である場合)から実質的になっても良い。
図3gは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、複数の第1の反射器151を含み、複数の第1の反射器151は、第1の光出射面110の一部を覆う。照明ユニット1は、第1の光出射面110の下流に構成された、第1の発光材料14を含む第1の発光材料層140(箔など)を更に含む。第1の発光材料層140は、第1の発光材料光141を発生するように構成される。複数の第1の反射器151は、第1の光出射面111と第1の発光材料層140との間に構成される。第2の光出射面120は、複数の第2の反射器152を含み、複数の第2の反射器152は、第2の光出射面120の一部を覆う。照明ユニット1は、第2の光出射面120の下流に構成された、第2の発光材料24を含む第2の発光材料層240(箔など)を更に含む。第2の発光材料層240は、第2の発光材料光241を発生するように構成される。複数の第2の反射器152は、第2の光出射面120と第2の発光材料層240との間に構成される。第1の反射器151は、(内部入力される)光源光12の少なくとも一部を第2の発光材料層240に導き、(外部出力される)光源光13を第2の光出射面120において供給するように構成される。第2の発光材料層240は、(外部出力される)光源光13の一部に対して任意選択的に透過性である。第2の反射器152は、(内部入力される)光源光12の少なくとも一部を第1の発光材料層140に導き、(外部出力される)光源光13を第1の光出射面110において供給するように構成される。第1の発光材料層140は、(外部出力される)光源光13の一部に対して任意選択的に透過性である。
第1の光出射面110における第1の反射器151の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。第2の光出射面120における第2の反射器152の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。
第1の光出射面110の第1の発光材料層140を用いた「被覆率」(それは、第1の光出射面110から幾らかの距離dにあっても良い)は、少なくとも95%、特に少なくとも99%など、表面面積のほぼ100%であっても良い。第2の光出射面120の第2の発光材料層240を用いた「被覆率」(それは、第2の光出射面120から幾らかの距離dにあっても良い)は、少なくとも95%、特に少なくとも99%など、表面面積のほぼ100%であっても良い。
従って、更に別の実施形態において、我々は、第1の側に配置された発光箔を含む複数の第1の反射器と、第2の側に配置された第2の発光箔を含む複数の第2の反射器と、を含む導波路を提案する。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の光出射面120を介して導波路100の外へと、第1の反射器151によって反射され、第2の発光材料層240によって含まれる第2の発光材料24を励起し、それによって第2の光121を供給し、第2の光121は、第2の発光材料光241及び任意選択的に、(外部出力される)光源光13(第2の発光材料層241が、この光に対して透過性である場合)から実質的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の光出射面110を介して導波路100の外へと、第2の反射器152によって反射され、第1の発光材料層140によって含まれる第1の発光材料14を励起し、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、第1の発光材料光141及び任意選択的に、(外部出力される)光源光13(第1の発光材料層141が、この光に対して透過性である場合)から実質的になっても良い。
図3hは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、第1の発光材料14を含む第1の発光材料層140を含み、第1の発光材料層140は、第1の光出射面110を覆う。第1の発光材料層140は、第1の発光材料光141を発生するように構成される。第2の光出射面120は、複数の第2の反射器152を含み、複数の第2の反射器152は、第2の光出射面120の一部を覆う。照明ユニット1は、第2の光出射面120の下流に構成された、第2の発光材料24を含む第2の発光材料層240を更に含む。第2の発光材料層240は、第2の発光材料光241を発生するように構成される。複数の第2の反射器152は、第2の光出射面120と第2の発光材料層240との間に構成される。第2の反射器152は、(内部入力される)光源光12の少なくとも一部を第1の発光材料層140に導く(そして(外部出力される)光源光13を第1の光出射面110において供給するように構成される。第1の発光材料層140は、(外部出力される)光源光13の一部に対して任意選択的に透過性である)。第1の発光材料層140は、(内部入力される)光源光12の少なくとも一部を第2の発光材料層240に導くように構成される(第2の発光材料層240は、(内部入力される)光源光12の一部に対して任意選択的に透過性である)。
第1の光出射面110における第1の発光材料層140の被覆率は、少なくとも95%、特に少なくとも99%など、表面面積のほぼ100%であっても良い。第2の光出射面120における第2の反射器152の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。
第2の光出射面120の第2の発光材料層240を用いた「被覆率」(それは、第2の光出射面120から幾らかの距離dにあっても良い)は、少なくとも95%、特に少なくとも99%など、表面面積のほぼ100%であっても良い。
従って、更に別の実施形態において、我々は、第1の側に配置された第1の発光箔と、第2の側に配置された第2の発光箔を含む複数の第2の反射器と、を含む導波路を提案する。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の光出射面120の1つ又は複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、(外部出力される)光源光13として、第1の光出射面110において外に出力し、第1の発光材料層140で反射されて第2の光出射面120を介し導波路100の外に結合され、且つ第2の発光材料層240によって含まれる第2の発光材料24を励起し、それによって第2の光121を供給し、第2の光121は、第2の発光材料光241から実質的になっても良い。代替又は追加として、この(内部入力される)光源光12の一部は、(外部出力される)光源光13として、第1の光出射面110において外に出力し、第1の発光材料光141を発生し、第1の発光材料光141は、第2の光出射面120の方向に移動して第2の光出射面120を介し導波路100の外に結合されても良く、(i)第2の発光材料層240によって含まれる第2の発光材料24を励起し、それによって、第2の光121を供給し、第2の光121が、第2の発光材料光241から少なくとも部分的になっても良く、且つ/又は(ii)第2の発光材料層240を通して透過され、それによって第2の光121を供給しても良く、第2の光121がまた、第1の発光材料光141から少なくとも部分的になっても良い。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の光出射面110を介して導波路100の外へと、第2の反射器152によって反射され、第1の発光材料層140によって含まれる第1の発光材料14を励起し、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、第1の発光材料光141及び任意選択的に、(外部出力される)光源光13(第1の発光材料層141が、この光に対して透過性である場合)から実質的になっても良い。
図3iは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、第1の発光材料14を含む複数の第1の発光材料領域142、及び複数の第1の反射器151を含み、第1の発光材料領域142及び複数の第1の反射器151は、第1の光出射面110の一部を覆う。第2の光出射面120は、第2の発光材料24を含む複数の第2の発光材料領域242、及び複数の第2の反射器152を含み、第2の発光材料領域242及び複数の第2の反射器152は、第2の光出射面120の一部を覆う。照明ユニット1は、第1の反射器151及び第2の発光材料領域242の第1の対31を含み、各第1の対31に関し、第1の反射器151及び第2の発光材料領域242は、間の導波路100に対して互いに反対側に構成される。照明ユニット1は、代替又は追加として、第2の反射器152及び第1の発光材料領域142の第2の対32を含み、各第2の対32に関し、第2の反射器152及び第1の発光材料領域142は、間の導波路100に対して互いに反対側に構成される。
第1の光出射面110における第1の発光材料領域142及び第1の反射器151の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。第2の光出射面120における第2の発光材料領域242及び第2の反射器152の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。
本明細書で示されているように、特定の実施形態において、対において反対側の領域によって占められる表面面積は、付随する(反対側の)反射器によって占領された表面面積より小さい。
従って、更に別の実施形態において、我々は、第2の側に配置された発光ドットと整列された、第1の側に配置された複数の第1の反射器と、第1の側に配置された発光ドットと整列された、第2の側に配置された複数の第2の反射器と、を含む導波路を提案する。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。
この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の光出射面120を介して導波路100の外へと、第1の反射器151によって反射され、且つ第2の発光材料24を少なくとも部分的に励起して第2の発光材料光241を供給し、この第2の発光材料光241の一部は、第2の光出射面120から離れる方向に移動し、それによって、第2の光121を供給しても良く、第2の光121は、第2の発光材料光241から実質的になっても良い。この第2の発光材料光241の一部は、第1の光出射面110の方向に移動し、導波路100から逃げても良いが、しかし第2の光出射面120の方向に、第1の反射器151によって少なくとも部分的に反射され、それによって、第2の光121に対して更に寄与しても良い。これは、第1の対31に関係する。
この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の光出射面110を介して導波路100の外へと、第2の反射器152によって反射され、且つ第1の発光材料14を少なくとも部分的に励起して第1の発光材料光141を供給し、この第1の発光材料光の一部は、第1の光出射面110から離れる方向に移動し、それによって第1の光111を供給しても良く、第1の光111は、第1の発光材料光から実質的になっても良い。この第1の発光材料光の一部は、第2の光出射面120の方向に移動し、導波路100から逃げても良いが、しかし第1の光出射面110の方向に、第2の反射器152によって少なくとも部分的に反射され、それによって、第1の光111に更に寄与しても良い。これは、第2の対32に関係する。従って、以下の表が得られる。
本明細書において上記で提案された構成は、複数の反射器を含む。更なる実施形態において、我々は、格子、屈折構造、及び半透明散乱ドットなどの他の光抽出構造の使用を提案する。例えば、我々は、第2の側に配置された発光ドットと整列された、第1の側に配置された複数の第1の反射器と、第1の側に配置された複数の粗面領域と、を含む導波路を提案する。
図3jは、例えば、照明ユニット1の実施形態を示し、導波路100の第1の面110は、ここでは粗面処理(単複)を含む代替反射構造250を更に含む。
実施形態において、第1の反射器(存在すれば)の1つ又は複数及び第2の反射器(存在すれば)の1つ又は複数は、鏡面反射器である。任意選択的に又は追加として、第1の反射器(存在すれば)の1つ又は複数及び第2の反射器(存在すれば)の1つ又は複数は、拡散反射器である。例えば、第1の反射器(存在すれば)の1つ又は複数及び第2の反射器(存在すれば)の1つ又は複数は、格子、屈折構造、粗面処理、及び散乱ドットからなる群から選択される反射器を含む。かかる反射器は、光出射面(単複)上に付加されるか又は光出射面(単複)内に組み込まれても良い。
特に、第1の反射器(存在すれば)の1つ又は複数及び第2の反射器(存在すれば)の1つ又は複数は、(a)ミラー、格子、及び屈折構造からなる群から選択される反射器、並びに(b)任意選択的に粗面処理及び散乱ドットからなる群から選択される1つ又は複数の反射器を含む。
実施形態において、第1の反射器(存在すれば)の1つ又は複数及び第2の反射器(存在すれば)の1つ又は複数は、光((外部出力される)光源光13など)の一部を透過するように、且つ光((外部出力される)光源光13など)の一部を反射するように構成されても良い。かかるタイプの反射器は、代替反射構造250として図3jに示されている。上記に示されているように、好ましくは、第2の反射器(存在すれば)の1つ又は複数は、ミラー、格子、及び屈折構造からなる群から選択される反射器を含む。
図3kは、照明ユニット1の実施形態を概略的に示し、第1の光出射面110は、第1の発光材料14を含む複数の第1の発光材料領域142を含み、複数の第1の発光材料領域142は、第1の光出射面110の一部を覆い、各第1の発光材料領域142の下流には第1の反射器151がある。第1の発光材料領域142は、第1の発光材料光141を発生するように構成される。第2の光出射面120は、第2の発光材料24を含む第2の発光材料層240を含む切り替え可能な発光層システム300を含み、それ(切り替え可能な発光層システム300)は、第2の光出射面120を覆い、切り替え可能な発光層システム300の下流には複数の第2の反射器152があり、複数の第2の反射器152は、切り替え可能な発光層システム300の一部を覆う。第2の発光材料層240は、第2の発光材料光241を発生するように構成される。第1の発光材料領域142及び第1の反射器151は、第1の発光材料光141の少なくとも一部を、第2の光出射面120から離れる方向で導波路100の外に出力するように構成され、切り替え可能な発光層システム300は、第1の発光材料光141の少なくとも一部に対して透過性である。切り替え可能な発光層システム300は、低強度の発光材料光241を備えた第1の状態と高強度の発光材料光241を備えた第2の状態との間で切り替え可能である。当業者には明らかなように、第2の光出射面120における切り替え可能な発光層システム300の代わりに、又はそれに追加して、かかるシステムは(また)、第1の光出射面110に存在しても良い。
第1の光出射面110における第1の発光材料領域142の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。特に、第1の反射器151は、(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を覆うが、しかし(それぞれの)第1の発光材料領域142全体を越えては延びない。第2の出射面120における発光層システム300の被覆率は、少なくとも95%、特に少なくとも99%など、表面面積のほぼ100%であっても良い。発光層システム300における第2の発光材料領域242の被覆率は、例えば、1〜50%など、表面面積の0.1〜75%の範囲であっても良い。
特に、第1及び第2の発光材料14、24は、異なる。
特定の実施形態において、第2の発光材料24がまた、第1の発光材料光141によって励起可能であっても良いことに留意されたい。特定の実施形態において、(外部出力される)光源光13によって励起可能である代わりに、第2の発光材料は、第1の発光材料光141によって励起可能である。
従って、別の実施形態において、我々は、第1の側に配置された発光材料を含む複数の第1の反射器と、第2の側に配置された切り替え可能な発光層と、を含む導波路を提案する。かかる切り替え可能な発光層は、例えば、発光材料を含む高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal)要素、発光材料を含む液晶ゲル(LCゲル)、発光材料を含むエレクトロウェッティング装置、又は発光材料を含む面内スイッチング電気泳動装置とすることができる。
動作中、光源光11は、導波路100のエッジ130を介して(又は代替若しくは追加として、第1の光出射面110及び第2の出射面120の1つ又は複数を介して)導波路に入り、それによって、(内部入力される)光源光12を供給する。この(内部入力される)光源光12の一部は、第1の発光材料領域142によって第1の発光材料光141に変換され、第2の光出射面120を介して導波路100の外に結合され、(第1及び第2の状態で)発光層システム300を通して少なくとも部分的に透過され、第2の光121を供給し、第2の光121は、第1の発光材料光141から部分的になっても良い。第1の状態(ここでは、発光材料を含むPDLC装置の場合に、U=0Vで示されている)において、この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の発光材料層240によって第2の発光材料光241に変換され、(下流の)第2の反射器152によって、第1の光出射面110の方向に反射され、第1の光出射面110を介して導波路100の外に結合され、それによって第1の光111を供給し、第1の光111は、第2の発光材料光241から実質的になっても良い。第2の発光材料光241の一部は、第2の面120から離れる方向に発光層システム300から逃げても良く、それによって第2の光121を供給し、第2の光121はまた、第2の発光材料光241から部分的になっても良い。第2の状態(ここでは、発光材料を含むPDLC装置の場合に、U=Vで示されている)において、この(内部入力される)光源光12の一部は、第2の発光材料層240によって少なくとも部分的に透過され、(下流の)第2の反射器152によって、第1の光出射面110の方向に反射され、第1の光出射面110を介して導波路100の外に結合され、それによって、第1の光111を供給し、第1の光111は、(外部出力される)光源光13から実質的になっても良い。従って、以下の表が提供され得る。
例えばU=0V PDLC光変換状態、U=0V PDLC光透過状態、U=0V LCゲル光透過状態、U=0V LCゲル光変換状態など、切り替え特性が、異なる電子光学装置に対して異なっても良いことに留意されたい。
図3a〜3kに概略的に示されている実施形態はまた、場合によっては組み合わされても良い。例えば、図3a、3b、3c、3i及び3jに概略的に示されている実施形態の2つ以上が組み合わされても良く、又は図3d及び3eに概略的に示されている実施形態の2つ以上が組み合わされても良い等である。
とりわけ上記で説明された実施形態に関して、例えば、4000KのCCTを有する第1の光111、及び2700KのCCTを有する第2の光121を供給することが可能であり得る。別の例において、第1の光111は、3000KのCCTを有し、第2の光121は、5000KのCCTを有する。好ましい実施形態において、第1の光111及び/又は第2の光121は、色空間(例えばCIE xyz色空間)において黒体軌跡に近い色点を有する。別の好ましい実施形態において、第1の光111及び/又は第2の光121は、色空間(例えばCIE xyz色空間)において黒体軌跡に近い色点を有し、80より大きいCRIを有する。近いということは、BBL(黒体軌跡)から約15SDCM(等色標準偏差)内、特にBBLから約10SDCM内、なお一層特別にはBBLから約5SDCM内であることを特に意味しても良い。