固态照明设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及投影照明应用、汽车照明和通用照明应用的领域，更具体地涉及固态 照明（SSL)设备。
【背景技术】
[0002] 已知不同类型的投影照明系统，在不同的照明应用中被使用。典型的应用包括视 频投影机、显示照明、汽车照明和科学仪器。
[0003]超高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯、卤钨灯和激光是用在投影照明系统中的传统类 型的光源的示例。近年来，SSL技术的发展导致试图构造使用不同类型的发光二极管的投 影系统。与传统光源比较，SSL光源具有更宽范围的色域、更高的色饱和度和更小的线宽。 SSL光源还具有长寿命并且无汞。使用SSL光源的照明配置的示例在US2013/0021822A1中 被公开。该公开涉及光学波导板。
[0004] 所要求的光源特性取决于应用。视频投影例如要求以小光展度发射光的小的蓝、 红或绿高强度光源。可以在这些方面改善现有的SSL照明设备。
【发明内容】
[0005]目的在于提供用于投影照明应用、汽车照明和通用照明应用的改善或可选的SSL 照明设备。具有特别兴趣的方面是光源以高强度和小光展度（etendue)产生绿光的能力。
[0006]本发明由所附的权利要求限定。实施方式在所附权利要求、说明书和附图中阐述。
[0007]根据第一方面，提供了一种SSL照明设备，包括壳体，其具有反射内表面；和细长 光导，其包括用于将第一波长范围的光转换成第二波长范围的光的波长转换材料。所述细 长光导包括两个端部、光接收部和光出射部。所述光接收部配置在所述壳体内部，所述光出 射部配置在所述壳体外部，所述两个端部中的至少一个形成所述光出射部。所述SSL照明 设备还包括多个SSL光源，该多个SSL光源被构造成发射第一波长范围的光并且与所述细 长光导隔开一定距离地配置在所述壳体内部。
[0008]SSL光源可以例如是从以下群中选择的光源，所述群由半导体发光二极管、有机发 光二极管、聚合物发光二极管和激光二极管组成。
[0009]在使用时，从所述多个SSL光源发射到所述壳体中的光的一部分经由所述光接收 部进入所述光导，并且由所述波长转换材料吸收并转换，转换光中的一部分在所述光导内 被波导并且通过所述光出射部出射。
[0010] 通过将光源和一部分光导包围在具有反射内表面的壳体内并且通过在光导内部 发生波长转换过程，该结构使得来自若干光源的光能够被用于提供单个高强度和高功率光 源。
[0011] 根据以上说明的SSL照明设备的光强度和功率输出可以高于多个SSL光源的单个SSL光源的光强度和功率输出。SSL光源沿着细长光导的纵向或长度配置。SSL光源的发光 面可以面对细长光导。
[0012] 出射部可以设计成例如通过调节出射部的表面面积的尺寸等以发出对于投射系 统而言足够小的光展度的光。细长光导具有两个端部，出射部可以由至少两个端部中的一 个形成。
[0013] SSL照明设备可以是可升级的，即增大SSL光源的输出功率可以在不增大由细长 光导发射的光的光展度的情况下增大细长光导的输出功率。
[0014] 在根据以上说明的SSL照明设备中，光导较少的受SSL光源产生的热的影响。因 为光导与SSL光源隔开一定距离地配置在所述壳体内部。该配置可以导致较冷的光导，因 此导致SSL照明设备的增大的效率、即输出功率与输入功率的比。
[0015] 可以通过对细长光导设置绕圈而增大细长光导的配置在壳体内部的长度。例如， 细长光导可以被卷绕。增大细长光导的配置在壳体内部的长度可以增大SSL照明设备的输 出功率。此外，增大细长光导的配置在壳体内部的长度将进一步增大能够消散热的表面面 积。这可以改善细长光导的冷却。
[0016] 转换光可以经由全内反射被波导。全内反射是帮助减小光在通过光导行进时经历 的衰减的引导光的有效方式。
[0017] 根据一个实施方式，在波长转换材料呈现吸收性的第一波长范围和波长转换材料 呈现发射性的第二波长范围之间实质上不存在重叠。"实质上不存在重叠"是指重叠小于 最短波长范围的15%，可选地小于10%、小于5%或者等于0%。第一和第二波长范围之间 的重叠越小，则转换光子被波长转换材料再次吸收的可能性越小。SSL照明设备的效率、即 输出功率与输入功率的比率因此随着第一和第二波长范围之间的减小的重叠而增大。典型 地，第一波长是针对容易制造的高强度的廉价SSL光源的波长范围，并且在该SSL光源中至 少一部分内，波长转换材料呈现吸收。第一波长可以是从大约300nm至大约550nm。第二波 长范围可以是从大约400nm至大约800nm。
[0018] 波长转换材料可以是发光材料。这类材料包括具有适当的吸收和发射谱的若干物 质。波长转换材料可以例如从以下群选择，所述群由磷光体、纳米尺寸的非有机磷光体、稀 土复合物、发光有机分子、量子棒和量子点组成。波长转换材料可以是掺杂有稀土元素的钇 铝石榴石粉和/或掺杂有稀土元素的镥铝石榴石粉。稀土元素可以是铈。
[0019] 波长转换材料可以包括Ce掺杂的钇铝石榴石粉（YAG、Y3AL5O12)、镥铝石榴石粉 (LuAG)、LuGaAG5，或者具有适当的折射率的LUYAG。YAG、LUAG、LuGaAG和LuYAG。
[0020] 波长转换材料可以从以下群中选择，所述群由（MI1-x-yMIIxMIIIy)3(MIV 1-zMVz) 5012组成，其中MI从包括Y、Lu或其混合物的10群选择，Mil从包括Gd、La、Yb或 其混合物的群选择，MIII从包括Tb、Pr、Ce、Er、Nd、Eu或其混合物的群选择，MIV是铝，MV从 包括Ga、Sc或其混合物的群选择，并且0彡X彡1、0彡y彡0. 1、0彡z彡I;(MI1-x-yMII X，Milly) 203,其中MI从包括Y、Lu或其混合物的群选择，MII从包括Gd、La、Yb或其混合物 的群选择，MIII从包括Tb、Pr、Ce、Er、Nd、Eu、Bi、Sb或其混合物的群选择，并且0彡X彡1、 0 彡y彡 0?I;(MI1-x-yMIIxMIIIy)Sl-zSez，其中MI从包括Ca、Sr、Mg、Ba或其混合物 的群选择，MII从包括Ce、Eu、Mn、Tb、Sm、Pr、Sb、Sn或其混合物的群选择，Mill从包括K、 Na、Li、Rb、Zn或其混合物的群选择，并且0彡x彡0? 01、0彡y彡0? 05、0彡z彡I;(MI 1-x-yMIIxMIIIy)0,其中MI从包括Ca、Sr、Mg、Ba或其混合物的群选择，MII从包括Ce、 Eu、Mn、Tb、Sm、Pr或其混合物的群选择，Mill从包括K、Na、Li、Rb、Zn或其混合物的群选择， 并且0彡叉彡0.1、0彡7彡0.1;〇\0 21]\01叉]\0112)07，其中]\0从包括1^、￥、6(1、1^、8&、 Sr或其混合物的群选择，MII从包括Eu、Tb、Pr、Ce、Nd、Sm、Tm或其混合物的群选择，Mill 从包括肚、2厂11、了3、他或其混合物的群选择，并且0彡1彡1;(]\0 11]\011]\01111]\0￥ y) 03,其中MI从包括Ba、Sr、Ca、La、Y、Gd、Lu或其混合物的群选择，MII从包括Eu、Tb、Pr、 Ce、Nd、Sm、Tm或其混合物的群选择，Mill从包括Hf、Zr、Ti、Ta、Nb或其混合物的群选择， 30和MIV从包括Al、Ga、Sc、Si或其混合物的群选择，并且0彡x彡0. 1、0彡y彡0.I;或 者以上物质的混合物。
[0021] 波长转换材料可以包括有机磷光体。适于用作波长转换材料的有机磷光体材料的 示例包括基于茈类衍生物的发光材料，例如由BASF以商标名称Lumogen_R_在出售d的发 光材料。适于商业可用产品的示例因此包括但不限于Lumogen+红色F305、Lumogenlty 橙色F24〇、Lumoge;_nR_黄色F170、以及其组合。
[0022] 发光材料可以从由量子点、量子棒、量子四脚体和纳米晶组成的群中选取。量子点 或量子棒是大体具有几纳米的宽度或直径的半导体材料的小晶体。当被入射光激发时，量 子点发射由晶体的尺寸和材料确定的颜色的光。特定颜色的光因此可以通过改变点的尺寸 来产生。最广为所知的在可见光范围发光的量子点基于具有诸如硫化镉（CdS)和硫化锌 (ZnS)等壳的硒化镉（CdSe)。也可以使用诸如磷化铟（InP)，硫铟铜（CuInS2)和/或硫铟 银（AgInS2)等不含有镉的量子点。量子点呈现非常窄的发射宽度，因此它们呈现饱和的颜 色。