專(zhuān)利名稱(chēng)：色溫可變發(fā)光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種色溫可變發(fā)光器以及一種適于生成色溫可變光的方法。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)WO 2008/146290 A2描述了一種光源器件，其包括至少一個(gè)發(fā)光元件；用于將由所述發(fā)光元件發(fā)射的光分送到波導(dǎo)材料中的光學(xué)漏斗，其中所述波導(dǎo)材料與所述光學(xué)漏斗進(jìn)行光學(xué)通信；以及至少一個(gè)反射器，其與所述波導(dǎo)材料接觸以便將光重導(dǎo)回到波導(dǎo)材料中，以便減少在除了周向之外的任何其他方向上離開(kāi)波導(dǎo)材料的照明。利用顏色可變燈可以產(chǎn)生不同的顏色，其中在兩個(gè)不同波長(zhǎng)下進(jìn)行發(fā)射的至少兩個(gè)芯片之上層疊磷光體。所述磷光體被選擇成在不同波長(zhǎng)下對(duì)光進(jìn)行不同的吸收。但是， 需要彼此緊挨著放置的兩個(gè)或更多芯片以便增大發(fā)射面積。此外，不同的顏色是彼此緊挨著產(chǎn)生的而不是在彼此之上產(chǎn)生，并且由于磷光體的吸收光譜的重疊，因此很難產(chǎn)生飽和的顏色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供獲得色溫可變發(fā)光器的可能性，其中所發(fā)射的光源自共同的表面區(qū)域，并且與保留色溫可變發(fā)光器的高強(qiáng)度相結(jié)合獲得光的均勻混合。所述目的是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中限定了優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述目的是通過(guò)一種色溫可變發(fā)光器實(shí)現(xiàn)的，其包括第一磷光體和第二磷光體，當(dāng)利用泵浦光對(duì)其進(jìn)行泵浦時(shí)，第一磷光體和第二磷光體適于分別發(fā)射第一磷光體光和第二磷光體光，其中第一磷光體光的波長(zhǎng)不同于第二磷光體光，所述色溫可變發(fā)光器還包括適于發(fā)射色溫可變光的出射表面，其中第一磷光體和第二磷光體在層疊方向上層疊，從而使得第一磷光體光的至少一部分與第二磷光體光的至少一部分在出射表面中組合并且作為色溫可變光被發(fā)射，并且可以分別通過(guò)第一泵浦光和第二泵浦光對(duì)第一磷光體和第二磷光體進(jìn)行單獨(dú)泵浦，其中第一泵浦光和第二泵浦光相對(duì)于層疊方向側(cè)向地入射。應(yīng)當(dāng)提到的是，“可以分別通過(guò)第一泵浦光和第二泵浦光對(duì)第一磷光體和第二磷光體進(jìn)行單獨(dú)泵浦”這一特征意味著通過(guò)第一泵浦光相對(duì)于第二泵浦光的強(qiáng)度可以控制第一磷光體光的強(qiáng)度相對(duì)于第二磷光體光的強(qiáng)度。不言自明的是，“發(fā)射磷光體光”意味著發(fā)射發(fā)光輻射。應(yīng)當(dāng)提到的是，本發(fā)明提供一種色溫可變發(fā)光器，其適于發(fā)射各種顏色，其中光發(fā)射是源自共同表面區(qū)域。還應(yīng)當(dāng)提到的是，術(shù)語(yǔ)“色溫可變光”指代彩色光和/或(彩色)溫度可變光。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述色溫可變發(fā)光器還包括設(shè)置在第一磷光體和/或第二磷光體的表面的至少一部分上的反射器，其中所述反射器適于將光學(xué)輻射的至少一部分分別重導(dǎo)回第一磷光體和/或第二磷光體。優(yōu)選地，第一磷光體和第二磷光體被設(shè)置成使得第二磷光體的表面至少部分地與第一磷光體的表面重疊，或者使得第二磷光體的表面靠近第一磷光體的表面，從而使得來(lái)自第一磷光體和第二磷光體的發(fā)射發(fā)生相互作用。優(yōu)選地，第一磷光體和第二磷光體被設(shè)置成使得第二磷光體的表面不與第一磷光體的表面重疊。術(shù)語(yǔ)“第一磷光體和第二磷光體被設(shè)置”意味著第一磷光體和第二磷光體被圖形化(patterned)和/或?qū)盈B。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述色溫可變發(fā)光器還包括光提取層，其光學(xué)耦合到出射表面并且適于將至少部分地在層疊方向上照射的光學(xué)輻射導(dǎo)向出射表面。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述色溫可變發(fā)光器還包括被設(shè)置在第一磷光體和/或第二磷光體的側(cè)表面的至少一部分上的選擇性反射器，其中所述選擇性反射器適于選擇性地透射泵浦光，并且適于將朝向該選擇性反射器發(fā)射的磷光體光的至少一部分選擇性地反射回到第一磷光體和/或第二磷光體。優(yōu)選地，所述反射器連接到適于冷卻第一磷光體和/或第二磷光體的熱沉。優(yōu)選地在第二磷光體與光提取層之間設(shè)置第一層，其適于反射泵浦光并且適于透射磷光體光。優(yōu)選地，所述色溫可變發(fā)光器還包括設(shè)置在第一磷光體與第二磷光體之間的第二層，其中第二層適于反射泵浦光并且適于反射和/或透射磷光體光。優(yōu)選地，第一層和/或第二層是空氣或者透明的低折射率材料。第一層和/或第二層優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于氣隙。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述色溫可變發(fā)光器還包括在層疊方向上設(shè)置于反射器的一部分與出射表面之間的至少一個(gè)波導(dǎo)，其中所述波導(dǎo)適于至少部分地平行于層疊方向?qū)⒐鈱W(xué)輻射分別導(dǎo)入第一磷光體和/或第二磷光體。根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第一磷光體和/或第二磷光體是高度透明的并且表現(xiàn)出低散射。第一磷光體和/或第二磷光體優(yōu)選地包括> 2的長(zhǎng)寬比，更加優(yōu)選地是> 10，最為優(yōu)選地是> 100。第一磷光體和/或第二磷光體優(yōu)選地光學(xué)耦合到至少一個(gè)波導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第一磷光體和第二磷光體以圖形化方式被放置在波導(dǎo)上，并且被層疊，使得第二磷光體的表面不與第一磷光體的表面重疊。根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)射泵浦光的泵浦源包括發(fā)光二極管和/或激光器。優(yōu)選地，所述發(fā)光二極管包括無(wú)機(jī)材料和/或有機(jī)材料。優(yōu)選地，所述激光器包括半導(dǎo)體激光器和/或固態(tài)激光器。應(yīng)當(dāng)提到的是，進(jìn)入磷光體的光可以是源自諸如激光源之類(lèi)的光源，其中可以將光分成多個(gè)光束并且可以通過(guò)諸如可切換光學(xué)元件之類(lèi)的光學(xué)組件來(lái)控制其相對(duì)強(qiáng)度。因此，所述色溫可變發(fā)光器優(yōu)選地可適用為不同技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的光源。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，前面提到的目的是通過(guò)一種用于生成色溫可變光的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述方法包括步驟a)利用泵浦光對(duì)第一磷光體和第二磷光體進(jìn)行泵浦，從而分別生成第一磷光體光和第二磷光體光，其中第一磷光體光的波長(zhǎng)不同于第二磷光體光； b)組合第一磷光體光的至少一部分與第二磷光體光的至少一部分；以及c)發(fā)射所述組合光以作為色溫可變光。本發(fā)明的一個(gè)想法是使用從側(cè)面被單獨(dú)泵浦的層疊磷光體。優(yōu)選地，所述磷光體被放置在反射性熱沉中。應(yīng)當(dāng)提到的是，通過(guò)改變落到垂直對(duì)準(zhǔn)的組件上的泵浦光的相對(duì)強(qiáng)度，可以調(diào)節(jié)來(lái)自組件的相對(duì)發(fā)射強(qiáng)度，因此也可以調(diào)節(jié)發(fā)射光的顏色和色溫。此外，還避免了不合期望的顏色混合并且獲得了高效率。本發(fā)明的另外一個(gè)想法是在層疊方向上最小化對(duì)于由磷光體層發(fā)射的光的再吸收。因此有利的是這樣使用磷光體層以便使得當(dāng)從底部照明磷光體時(shí)，從側(cè)面泵浦磷光體或磷光體層得到用于泵浦光的更長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度。在使用具有高長(zhǎng)寬比的磷光體層時(shí)優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。換句話(huà)說(shuō)，磷光體層的厚度優(yōu)選地例如在泵浦方向上大于側(cè)向方向。磷光體的長(zhǎng)寬比(即在泵浦方向或厚度方向上的長(zhǎng)度)優(yōu)選地> 2，更加優(yōu)選地是> 10，最為優(yōu)選地是彡100。


參照下面描述的實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方面將變得顯而易見(jiàn)并且將對(duì)其進(jìn)行闡述。在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第一配置；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第二配置；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第三配置；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第四配置；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第五配置；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第六配置；圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例的各個(gè)界面處的各種顏色的行為；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第七優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第一圖形方面的配置；以及圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第八優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第二圖形方面的配置。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第一配置的剖面。 所述色溫可變發(fā)光器包括層疊在彼此之上的三層，其中藍(lán)色、紫色或紫外(UV)光作為泵浦光從所述布置的側(cè)表面進(jìn)入。所述色溫可變發(fā)光器適于通過(guò)出射表面11發(fā)射光學(xué)輻射，所述出射表面11根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例被設(shè)置在所述布置上方。第一磷光體1和第二磷光體2適于在由泵浦波長(zhǎng)激發(fā)之后發(fā)射光學(xué)輻射。第一磷光體1的發(fā)射光譜不同于第二磷光體2的發(fā)射光譜。第一磷光體1和第二磷光體2當(dāng)中的每一項(xiàng)包括至少一個(gè)發(fā)光表面，其適于在預(yù)先定義的立體角內(nèi)發(fā)射磷光體光。提供泵浦源(未在圖1中示出)，其適于發(fā)射指向所述布置的側(cè)表面的泵浦光。此外還提供反射器4，其中所述反射器被設(shè)置在所述布置的側(cè)表面的至少一部分上，并且適于將發(fā)射自色溫可變發(fā)光器的光學(xué)輻射的至少一部分反射回到第一磷光體1和第二磷光體2。該反射器優(yōu)選地是漫反射器，其包括諸如氧化物(氧化鋁、二氧化鈦)或氮化物(諸如氮化硼)之類(lèi)的材料。此外還有利的是所述反射器還表現(xiàn)出較高的熱導(dǎo)率。如圖1中所示，第一磷光體1和第二磷光體2被設(shè)置成使其布置與相對(duì)于固定地面的垂直層疊布置相對(duì)應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例，從一側(cè)對(duì)所述布置進(jìn)行泵浦。圖1示出了光從一點(diǎn)進(jìn)入所述區(qū)域，并且擴(kuò)散到第一磷光體1和第二磷光體2的整個(gè)表面上。為了避免磷光體發(fā)射從泵浦入口逃逸，該入口覆蓋有被設(shè)置在所述布置的側(cè)表面的至少一部分上的選擇性反射器5，其中選擇性反射器5對(duì)應(yīng)于涂層并且適于透射泵浦波長(zhǎng)以及反射磷光體發(fā)射。 應(yīng)當(dāng)提到的是，在第一磷光體1和第二磷光體2中分別發(fā)生泵浦波長(zhǎng)的完全轉(zhuǎn)換，并且沒(méi)有泵浦光逃逸到其他層或組件。所述色溫可變發(fā)光器包括光提取層3，其光學(xué)耦合到所述布置的出射表面11，并且適于將光學(xué)輻射導(dǎo)向出射表面11。根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)使用藍(lán)色激發(fā)光時(shí)，該光提取層3不需要將泵浦波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換到另一種顏色，并且藍(lán)色光被提取。應(yīng)當(dāng)提到的是，光提取層3還用來(lái)進(jìn)一步均勻化來(lái)自不同組件的光。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，泵浦波長(zhǎng)是紫色或UV，因此光提取層3優(yōu)選地是用于將泵浦光轉(zhuǎn)換到藍(lán)色光的磷光體層。此外還可以避免泵浦光到其他磷光體層中的泄漏。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第二配置。各層被從側(cè)面泵浦，并且通過(guò)第一層6和第二層7分開(kāi)，所述第一層6和第二層7都適于避免(多個(gè))泵浦波長(zhǎng)的泄漏。如果磷光體層包括透明材料，比如表現(xiàn)出低散射的陶瓷，則根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例，第一層6和第二層7可以包括氣隙或低折射率材料。所述低折射率材料的折射率優(yōu)選地< 1. 4，更加優(yōu)選地是< 1. 5，最為優(yōu)選地是< 1. 2。當(dāng)使用這樣的透明磷光體層時(shí)，有利的是在磷光體層1的底表面與反射器4(未在圖中示出)之間放置氣隙或添加低折射率材料。但是根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，使用反射泵浦波長(zhǎng)并且透射磷光體發(fā)射的一層。應(yīng)當(dāng)提到的是，根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，第二層7還可以反射其波長(zhǎng)比泵浦波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光，因此第二層7還適于反射可能被第一磷光體1吸收的第二磷光體2 的發(fā)射范圍。第一層6被設(shè)置在第二磷光體2與光提取層3之間，并且適于反射泵浦光及透射磷光體光。第二層7被設(shè)置在第一磷光體1與第二磷光體2之間，其中第二層7適于反射泵浦光及透射磷光體光。根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例，第一層6和第二層7包括氣隙。圖3到圖5分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第三、第四和第五優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的不同配置。根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例，如圖3中所示，光通過(guò)兩個(gè)波導(dǎo)8被耦合到磷光體中。一個(gè)波導(dǎo)8被設(shè)置在第二磷光體2與光提取層3之間。另一個(gè)波導(dǎo)8被設(shè)置在第一磷光體1與反射器4的至少一部分之間。在其界面處，每一個(gè)波導(dǎo)與其相鄰的磷光體層光學(xué)接觸。圖4示出了本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例，其中波導(dǎo)8被設(shè)置在第一磷光體1與第二層7之間。另一個(gè)波導(dǎo)8被設(shè)置在第二磷光體2與第二層7之間，從而使得第二層7被夾在兩個(gè)波導(dǎo)8之間。因此，圖4示出了全部?jī)蓚€(gè)波導(dǎo)8都被設(shè)置在第一磷光體1與第二磷光體2之間。圖5示出了本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施例，并且示出了將波導(dǎo)8放置在層疊方向上的另一種可能性。根據(jù)本發(fā)明的第三、第四和第五優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)對(duì)于2和1使用表現(xiàn)出低散射的透明磷光體層時(shí)，第一層6和第二層7可以是氣隙或具有低折射率的材料。當(dāng)使用這樣的透明磷光體層時(shí)，有利的是在磷光體層1的底表面與反射器4 (未在圖4中示出)之間或者在波導(dǎo)8的底表面與反射器4 (未在圖3和圖5中示出)之間放置氣隙或添加低折射率材料。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，還使用優(yōu)選地反射泵浦波長(zhǎng)并且優(yōu)選地透射磷光體發(fā)射的層。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，第二層7表現(xiàn)出比由泵浦發(fā)射的波長(zhǎng)范圍更寬的反射帶，從而其還反射可能被第一磷光體1吸收的第二磷光體2的發(fā)射范圍。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第六配置。該配置用于產(chǎn)生有色光。根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例，光提取層3對(duì)應(yīng)于針對(duì)藍(lán)色光的波導(dǎo)光提取層。第一層6包括低折射率材料。但是，根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，第一層6對(duì)應(yīng)于氣隙。從該第一層6在很大程度上沒(méi)有泵浦光在第二磷光體2的方向上被發(fā)送。第二磷光體2對(duì)應(yīng)于設(shè)置在波導(dǎo)8之上的發(fā)射綠色的磷光體。應(yīng)當(dāng)提到的是，根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例，第二磷光體2在層3的方向上以及離開(kāi)器件的方向上發(fā)送所發(fā)射的光時(shí)表現(xiàn)出良好的光散射屬性。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)使用具有表現(xiàn)出低光散射的材料的透明磷光體2時(shí)，優(yōu)選地在與第一層6的界面處使用具有良好光提取屬性的結(jié)構(gòu)，比如光子晶體或粗糙漫射表面。根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例，第二層7對(duì)應(yīng)于這樣一層，其優(yōu)選地反射將被第一磷光體1吸收的綠色光的光譜部分，并且透射紅色光。所述色溫可變發(fā)光器還包括設(shè)置在第二層7與第一磷光體1之間的第三層9。根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)使用具有表現(xiàn)出低光散射的材料的透明磷光體1時(shí)，第三層9是空氣界面。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，第三層9是低折射率材料。第一磷光體1對(duì)應(yīng)于放置在波導(dǎo)8之上的發(fā)射紅色的磷光體材料。同樣地，所述材料優(yōu)選地是在層7的方向上發(fā)送所發(fā)射的光的光散射材料，或者其在與第三層9的界面處可以具有對(duì)應(yīng)于光提取結(jié)構(gòu)(比如光子晶體或粗糙漫射表面)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，所述氣隙或低折射率層被省略和/或被適于反射泵浦光的層所取代。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)使用表現(xiàn)出低光散射的透明磷光體時(shí)，將氣隙或低折射率層放置在波導(dǎo)與反射器4之間。圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例的各個(gè)界面處的各種顏色的行為并且參照了圖6的實(shí)施例。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第七優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第一圖形方面的配置。如圖8中所示，按照?qǐng)D形方面的方式實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的前面提到的實(shí)施例。三個(gè)波導(dǎo)8 被設(shè)置在層疊方向上，其中在兩個(gè)波導(dǎo)8之間按照?qǐng)D形方面的方式設(shè)置第一磷光體1和第二磷光體2，從而使得磷光體1、2的表面不重疊。所述磷光體優(yōu)選地與其對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)光學(xué)接觸。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第八優(yōu)選實(shí)施例的色溫可變發(fā)光器的第二圖形方面的配置。其與圖8的差別在于，所述色溫可變發(fā)光器包括分離層10，其對(duì)應(yīng)于設(shè)置在波導(dǎo)8與包括第一磷光體1和第二磷光體2的配置之間的紅色反射藍(lán)色透射層10，其中分離層10適于分離由所述色溫可變光所構(gòu)成的波長(zhǎng)，因此其用于更好地顏色分離，從而使得再發(fā)射優(yōu)選地去到缺失綠色磷光體的區(qū)域。優(yōu)選地，所述發(fā)光磷光體材料是高度透明的陶瓷磷光體。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)光材料是從石榴石和氮化物中選擇的，其優(yōu)選地分別摻雜有三價(jià)鈰或二價(jià)銪。石榴石的實(shí)施例包括A3B5O12石榴石，其中A包括釔和/或镥，并且B包括鋁。這樣的石榴石優(yōu)選地?fù)诫s有鈰(Ce)、鐠(Pr)或者鈰與鐠的組合，特別是摻雜有Ce。B優(yōu)選地包括鋁(Al)。根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例，B包括優(yōu)選地多達(dá)Al的大約20%的鎵(Ga)和/或鈧(Sc) 和/或銦an)，更加優(yōu)選地是多達(dá)Al的大約10%，也就是說(shuō)，B離子優(yōu)選地包括90或者甚至更多摩爾百分比的Al，并且包括10或者甚至更少摩爾百分比的fejc和h當(dāng)中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)。B優(yōu)選地包括多達(dá)大約10%的鎵。優(yōu)選地，B和0至少部分地被Si和N置換。元素A優(yōu)選地是從包括釔(Y)、釓(Gd)、鋱(Tb)和镥(Lu)的一組當(dāng)中選擇的。此外，Gd和/或 Tb優(yōu)選地存在多達(dá)A的大約20%的數(shù)量。優(yōu)選地，石榴石發(fā)光材料包括(YhLux)3B5O12 = Ce, 其中χ大于等于0并且小于等于1?！癈e”項(xiàng)表明發(fā)光材料中的至少一部分金屬離子(即在石榴石中是“A”離子的一部分)優(yōu)選地被Ce所置換。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)(YhLux)3Al5O12 = Ce, Y和/或Lu的一部分被Ce置換。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉該標(biāo)記法。Ce置換A—般將不超過(guò) 10% ；一般來(lái)說(shuō)，Ce濃度將處在0. 到4%的范圍內(nèi)，特別是處在0. 到2%的范圍內(nèi) (相對(duì)于A)。假設(shè)的Ce和10%的Y，則完全正確的公式是(YaiLutl89Ci5acil)3Al5O12tj Ce 在石榴石中優(yōu)選地處于三價(jià)態(tài)，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的那樣。紅色發(fā)光材料優(yōu)選地包括從包括(Ba，Sr，Ca) S:Eu、(Ba, Sr，Ca) AlSiN3:Eu和(Ba， Sr，Ca)2Si5N8:EU的一組當(dāng)中選擇的材料。在這些化合物中，銪(Eu)優(yōu)選地是二價(jià)的，并且置換所表明的二價(jià)陽(yáng)離子當(dāng)中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)。一般來(lái)說(shuō)，Eu存在的數(shù)量將不會(huì)大于所述陽(yáng)離子的10%，其相對(duì)于所置換的(多種)陽(yáng)離子優(yōu)選地處在大約0.5%到10%的范圍內(nèi)， 更加優(yōu)選地是處在大約0.5%到5%的范圍內(nèi)?！癊u”項(xiàng)表明金屬離子的一部分被Eu(比如被Eu2+)所置換。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)在CaAlSiN3 Eu中有2 %的Eu，則正確的公式是(0 . 98Eu0.02) AlSiN3。二價(jià)銪優(yōu)選地置換二價(jià)陽(yáng)離子，比如前面的二價(jià)堿土金屬陽(yáng)離子，優(yōu)選地是Ca、Sr 或Ba。材料(Ba, Sr，Ca) S:Eu還可以被記作MS:Eu，其中M包括從包括鋇(Ba)、鍶(Sr) 和鈣(Ca)的一組當(dāng)中選擇的元素。優(yōu)選地，M在該化合物中包括鈣或鍶或者鈣和鍶，更加優(yōu)選地是鈣。在這里，Eu被引入并且優(yōu)選地置換M(即Ba、Sr和Ca的至少其中之一)的至少一部分。此外，材料(Ba，Sr，Ca) 2Si5N8: Eu還可以被記作M2Si5N8: Eu，其中M包括從包括鋇(Ba)、鍶(Sr)和鈣(Ca)的一組當(dāng)中選擇的元素。優(yōu)選地，M在該化合物中包括Sr和/ 或Ba。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，M包括Sr和/或Ba (忽略Eu的存在)，優(yōu)選地是50%到 100 %并且更加優(yōu)選地是50 %到90 %的Ba，以及50 %到0 %并且最為優(yōu)選地是50 %到10 % 的Sr，比如BaL5Sr0.5Si5N8:Eu(即75%的Ba，25%的Sr)。在這里，Eu被引入并且優(yōu)選地置換M(即Ba、Sr和Ca的至少其中之一)的至少一部分。同樣地，材料(Ba，Sr，Ca)AlSiN3:Eu被記作MAlSiN3 = Eu,其中M包括從包括鋇 (Ba)、鍶(Sr)和鈣(Ca)的一組當(dāng)中選擇的元素。優(yōu)選地，M在該化合物中包括鈣或鍶或者鈣和鍶，更加優(yōu)選地是鈣。在這里，Eu被引入并且優(yōu)選地置換M(即Ba、Sr和Ca的至少其中之一)的至少一部分。BaMgAlltlO17 = Eu2+(BAM)包括發(fā)射藍(lán)色光的適當(dāng)材料。具有立方晶體結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)磷光體是最為優(yōu)選的，這是因?yàn)槠浼词乖诙嗑B(tài)下仍然高度透明。優(yōu)選地還使用高度透明的聚合物，比如摻雜有諸如difluoro-boraindacene 族(BODIPY)之類(lèi)的有機(jī)發(fā)光小分子的聚甲基丙烯酸甲酯、熒光素染料、芴(fluerene) 衍生物、香豆素染料、噸染料、吡咯甲川-BF2(P-BF2)復(fù)合物、芪(Stillbene)衍生物、羅丹明染料、四羧酸二酰亞胺(perylene carboximide)染料以及諸如Lanthanide (III)b-diketonate復(fù)合物之類(lèi)的發(fā)光有機(jī)金屬?gòu)?fù)合物。有可能使用發(fā)光聚合物，比如聚苯基乙烯(PPV)的衍生物、聚苯和聚芴及其共聚物和混合物。雖然在附圖和前面的詳細(xì)描述中示出并描述了本發(fā)明，但是所述圖示和描述應(yīng)被視為說(shuō)明性或示例性而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。通過(guò)研究附圖、公開(kāi)內(nèi)容和所附權(quán)利要求書(shū)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)可以理解并實(shí)施所公開(kāi)實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求書(shū)中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中引述某些措施并不意味著不能使用這些措施的組合來(lái)獲益。權(quán)利要求書(shū)中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制其范圍。
權(quán)利要求
1.一種色溫可變發(fā)光器，包括第一磷光體(1)和第二磷光體O)，當(dāng)利用泵浦光對(duì)其進(jìn)行泵浦時(shí)，第一磷光體(1)和第二磷光體( 適于分別發(fā)射第一磷光體光和第二磷光體光，其中第一磷光體光的波長(zhǎng)不同于第二磷光體光；以及適于發(fā)射色溫可變光的出射表面(11)，其中，第一磷光體(1)和第二磷光體( 在層疊方向上層疊，從而使得第一磷光體光的至少一部分與第二磷光體光的至少一部分在出射表面(11)中組合并且作為色溫可變光被發(fā)射，并且可以分別通過(guò)第一泵浦光和第二泵浦光對(duì)第一磷光體(1)和第二磷光體( 進(jìn)行單獨(dú)泵浦，其中第一泵浦光和第二泵浦光相對(duì)于層疊方向側(cè)向地入射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的色溫可變發(fā)光器，還包括設(shè)置在第一磷光體(1)和/或第二磷光體(2)的表面的至少一部分上的反射器，其中所述反射器(4)適于將光學(xué)輻射的至少一部分分別重導(dǎo)回第一磷光體(1)和/或第二磷光體(2)。
3.根據(jù)在前權(quán)利要求之一的色溫可變發(fā)光器，其中，第一磷光體(1)和第二磷光體O) 被設(shè)置成使得第二磷光體O)的表面至少部分地與第一磷光體(1)的表面重疊，或者使得第二磷光體O)的表面靠近第一磷光體(1)的表面，從而使得來(lái)自第一磷光體(1)和第二磷光體O)的發(fā)射發(fā)生相互作用。
4.根據(jù)在前權(quán)利要求之一的色溫可變發(fā)光器，還包括光提取層(3)，所述光提取層(3) 光學(xué)耦合到出射表面(11)并且適于將至少部分地在層疊方向上照射的光學(xué)輻射導(dǎo)向出射表面(11)。
5.根據(jù)在前權(quán)利要求之一的色溫可變發(fā)光器，還包括被設(shè)置在第一磷光體(1)和/或第二磷光體( 的側(cè)表面的至少一部分上的選擇性反射器(5)，其中所述選擇性反射器(5) 適于選擇性地透射泵浦光，并且適于將朝向該選擇性反射器(5)發(fā)射的磷光體光的至少一部分選擇性地反射回到第一磷光體(1)和/或第二磷光體(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5中的一個(gè)的色溫可變發(fā)光器，其中，所述反射器(4)連接到適于冷卻第一磷光體⑴和/或第二磷光體(2)的熱沉。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中的一個(gè)的色溫可變發(fā)光器，其中，在第二磷光體( 與光提取層(3)之間設(shè)置第一層(6)，其適于反射泵浦光并且適于透射磷光體光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的色溫可變發(fā)光器，還包括設(shè)置在第一磷光體(1)與第二磷光體 (2)之間的第二層(7)，其中第二層(7)適于反射泵浦光并且適于反射和/或透射磷光體光。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8中的一個(gè)的色溫可變發(fā)光器，其中，第一層(6)和/或第二層 (7)是空氣或者透明的低折射率材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求2到9中的一個(gè)的色溫可變發(fā)光器，還包括在層疊方向上設(shè)置于反射器的一部分與出射表面(11)之間的至少一個(gè)波導(dǎo)(8)，其中所述波導(dǎo)(8)適于至少部分地平行于層疊方向?qū)⒐鈱W(xué)輻射分別導(dǎo)入第一磷光體(1)和/或第二磷光體O)。
11.根據(jù)在前權(quán)利要求之一的色溫可變發(fā)光器，其中，第一磷光體(1)和/或第二磷光體(2)是高度透明的并且表現(xiàn)出低散射。
12.根據(jù)在前權(quán)利要求之一的色溫可變發(fā)光器，其中，第一磷光體(1)和/或第二磷光體(2)包括> 2的長(zhǎng)寬比，優(yōu)選地是> 10，更加優(yōu)選地是> 100。
13.根據(jù)在前權(quán)利要求之一的色溫可變發(fā)光器，其中，第一磷光體(1)和/或第二磷光體(2)光學(xué)耦合到至少一個(gè)波導(dǎo)(8)。
14.根據(jù)在前權(quán)利要求之一的色溫可變發(fā)光器，其中，第一磷光體(1)和第二磷光體 (2)以圖形化方式被放置在波導(dǎo)上，并且被層疊，使得第二磷光體O)的表面不與第一磷光體⑴的表面重疊。
15.一種用于生成色溫可變光的方法，包括步驟a)利用泵浦光對(duì)第一磷光體(1)和第二磷光體( 進(jìn)行泵浦，從而分別生成第一磷光體光和第二磷光體光，其中第一磷光體光的波長(zhǎng)不同于第二磷光體光；b)組合第一磷光體光的至少一部分與第二磷光體光的至少一部分；以及c)發(fā)射組合光以作為色溫可變光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種色溫可變發(fā)光器以及一種適于生成色溫可變光的方法。所述色溫可變發(fā)光器包括第一磷光體(1)和第二磷光體(2)，當(dāng)利用泵浦光對(duì)其進(jìn)行泵浦時(shí)，第一磷光體(1)和第二磷光體(2)適于分別發(fā)射第一磷光體光和第二磷光體光，其中第一磷光體光的波長(zhǎng)不同于第二磷光體光；以及適于發(fā)射色溫可變光的出射表面(11)，其中，第一磷光體(1)和第二磷光體(2)在層疊方向上層疊，從而使得第一磷光體光的至少一部分與第二磷光體光的至少一部分在出射表面(11)中組合并且作為色溫可變光被發(fā)射，并且可以分別通過(guò)第一泵浦光和第二泵浦光對(duì)第一磷光體(1)和第二磷光體(2)進(jìn)行單獨(dú)泵浦，其中第一泵浦光和第二泵浦光相對(duì)于層疊方向側(cè)向地入射。按照這種方式，實(shí)現(xiàn)了光的均勻混合，并且同時(shí)保留了所述色溫可變發(fā)光器的高強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H01L25/075GK102473702SQ201080031831
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者R·A·M·希梅特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司