CN101138104A - 利用短波长led和下变频材料产生白光的封装设计 - Google Patents

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Abstract

一种宽带宽光源包括：产生短波长光的固态发光装置(102)；以及均由一些所述短波长光辐照的量子点材料(104)和荧光粉材料(106)。所述短波长光所具有光谱的第一峰值波长小于约500nm。量子点材料(104)吸收一些短波长光并将其重新发射为长波长光，该长波长光所具有的光谱的第二峰值大于约600nm。荧光粉材料(106)吸收一些短波长光并将其重新发射为具有峰值波长在第一峰值波长和第二峰值波长之间的光谱的中波长光。该光源被配置成使得每种光(短、中、长波长)的一些被同时发射为色度值在黑体轨迹附近并且显色指数大于约80的光。

Description

利用短波长LED和下变频材料产生白光的封装设计
相关申请
本申请要求于2005年6月23日提交的美国临时专利申请60/693,170号和于2005年7月12日提交的美国临时专利申请60/698,591号的优先权，且这二者的内容以引用方式并入此处。
发明领域
本发明涉及固态白光发光装置，尤其是，这些装置和方法将短波长光源与荧光粉和量子点下变频材料一起使用。
技术背景
固态发光装置包括具有发光二极管(LED)和共振腔LED(RCLED)的固态灯，这种固态发光装置是非常有用，因为它们能够比传统的白炽灯和荧光灯提供更低的制造成本和较长使用寿命的优势。由于固态发光装置的工作(点亮)时间长且功耗低，因此即使在它们的初始成本比传统灯的初始成本高的情况下，这种固态发光装置往往也能提供实用的成本效益。由于可使用大规模的半导体制造技术，因而大量的固态灯能够以极低成本进行制造。
除了诸如在家用和消费用器具、视听装置、电信装置及汽车仪表标记上的指示灯的应用外，LED已经在室内或室外信息显示中得到广泛的应用。
随着发射蓝光或紫外(UV)光的高效LED的发展，对产生白光的LED的制造已经是可行的，其通过荧光粉将LED初始发射的一部分变频到更长波长从而产生白光。将LED的初始发射变频到更长波长通常被称为对初始发射的下变频。初始发射的未变频部分与更长波长的光相混合，从而产生观察者看起来为白色的光。然而，仅使用无机荧光粉来下变频短波长的光，所能有效产生的光谱类型是有限的。
发明内容
本发明的一个示例实施例是使用短波长固态发光装置、量子点材料和荧光粉材料产生可见光的方法，其中可见光色度值在黑体轨迹附近并且显色指数大于约80。使用短波长固态发光装置产生具有包含第一峰值波长的第一光谱的短波长光。第一峰值波长短于约500nm。使用至少部分短波长光辐照量子点材料，以便量子点材料吸收该短波长光的第一部分并将其重新发射为具有包含第二峰值波长的第二光谱的长波长光。第二峰值波长大于约600nm。使用至少部分短波长光辐照荧光粉材料，以便荧光粉材料吸收该短波长光的第二部分并将其重新发射为具有包含第三峰值波长的第三光谱的中波长光。第三峰值波长在第一峰值波长和第二峰值波长之间。短波长光的第三部分、至少中波长光的一部分、至少长波长光的一部分被作为可见光发射。
本发明的另一示例实施例是宽带宽光源，该光源包括：短波长固态发光装置；量子点材料，其光学地耦合到短波长固态发光装置以便由该短波长光的第一部分进行辐照；以及荧光粉材料，其光学地耦合到该短波长固态发光装置以便由该短波长光的第二部分进行辐照。短波长固态发光装置产生具有第一光谱的短波长光，该第一光谱具有第一峰值波长，且该第一峰值波长短于约500nm。量子点材料适于吸收具有第一光谱的入射光的一部分并将其重新发射为具有第二光谱的长波长光，该第二光谱具有第二峰值波长，且该第二峰值波长大于约600nm。荧光粉材料适于吸收具有该第一光谱的入射光的一部分并将其重新发射为具有第三光谱的中波长光，该第三光谱的峰值波长在第一峰值波长和第二峰值波长之间。短波长固态发光装置、量子点材料、以及荧光粉材料被配置成使得一些短波长光、一些长波长光、以及一些中波长光基本上同时从宽带宽光源发射出去，作为可见光，该可见光色度值在黑体轨迹附近并且显色指数大于80。
本发明的又一个示例实施例是宽带宽光源，它用于产生色度值在黑体轨迹附近且显色指数大于约80的可见光。该宽带宽光源包括：用于产生短波长光的装置，该短波长光具有包含第一峰值波长的第一光谱；用于吸收短波长光的第一部分并将其重新发射为具有第二光谱的长波长光的装置，该第二光谱具有第二峰值波长；以及用于吸收短波长光的第二部分并将其重新发射为具有第三光谱的中波长光的装置，该第三光谱具有第三峰值波长。第一峰值波长大于约500nm，第二峰值波长大于约600nm，而第三峰值波长在第一峰值波长和第二峰值波长之间。短波长光的第三部分、至少中波长光的一部分、至少长波长光的一部分被作为可见光发射。
附图简述
结合附图阅读以下详细描述可以最好地理解本发明。需要强调，按照普遍习惯，附图的不同特征不成比例。相反，为清楚起见，任意放大或缩小了不同特征的维度。附图中包括如下图表：
图1为示出根据本发明的示例实施例的示例性宽带宽光源的切割侧平面示图；
图2为示出蓝光发光二极管、黄/绿荧光粉材料、以及红色光量子点(QD)材料的示例性光谱的示图；
图3A为示出根据本发明的示例实施例的示例性宽带宽光源的光谱示图；
图3B为示出根据本发明的示例实施例的示例性宽带宽光源的颜色特性的CIE-1931图；
图4为示出根据本发明的示例实施例的另一示例性宽带宽光源的切割侧平面示图；
图5为示出根据本发明的示例实施例的又一个示例性宽带宽光源的切割侧平面示图；
图6为示出根据本发明的示例实施例的用于产生可见光的示例性方法的流程图，该可见光色度值在黑体轨迹附近并且显色指数大于约80；
图7A和图7B为示出根据本发明的示例实施例的使用短波长固态发光装置、QD材料、以及荧光粉材料产生可见光的示例性方法的示意性框图；以及
图7C为示出根据本发明的示例实施例的使用短波长固态发光装置和复合QD/荧光粉材料产生可见光的示例性方法的示意性框图。
发明详述
固态发光的研究目标不仅是发展高能效的光源，而且是发展能够发射出模拟太阳光谱的白光的光源。然而，仅仅使用无机荧光粉下变频短波长光很难有效地获得这种光谱。例如，已经制造出了使用基于氮化镓(GaN)的蓝光LED和掺铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)荧光粉的白光LED。在这些现有光源中，荧光粉可将GaN LED发射的一部分蓝色辐射下变频到绿-黄范围。这样得到的复合光由人的视觉系统感知为白色。然而，该方法的缺点在于：因为产生的光的光谱有很高的相关色温(CCT)并且可能具有较差的显色性，尤其是在红色区域。要使白光LED能与传统光源竞争，需要改善光谱能量分布(SPD)。
量子点(QD)是纳米级半导体，它具有在一光谱范围吸收能量而在另一光谱范围发射能量的性质。使得量子点在固态发光应用中令人感兴趣的该量子点特有的特征之一是QD的吸收和发射光谱与QD粒子的平均物理大小相关。因此，理论上讲，通过控制材料中QD的直径，可以获得能够从窄带宽光源产生整形的(tailored)、连续的发射光谱的材料。
基于硒化镉(CdSe)的QD能够被调谐成在整个可见光谱范围(380nm到780nm)上发射辐射。因此，可以预期基于CdSe的QD是可用于白光LED应用的潜在下变频材料。因为QD发射光谱的峰值波长与其平均直径成比例，因此将不同直径的QD混合在一起，从而在用紫外或蓝色LED激励时产生近乎连续谱的白光是可能的。
发明人测试了固态发光装置，其中红色CdSe量子点(QD)(620nm)被层叠在蓝色GaN LED周围。这些测试产生了输出颜色为藏蓝且发光效率低的光源。导致这样的结果是因为这些装置缺乏在绿-黄光谱范围的输出能量。
对于普通的照明应用，总是期望具有色度在黑体轨迹附近的光源。通过在封装中加入一定数量的绿色QD可以提高这些实验固态发光装置的色度。然而，已经发现的是绿色QD有较低的量子产率和较高的自吸收比率。因此，加入绿色QD到这些实验光源可以将输出光的色度值移到接近黑体轨迹的位置，但是相关的量子产率和自吸收比率会大大降低封装效率。
本发明的示例实施例包括使用发光二极管(LED)和下变频材料产生能够模拟太阳光的白光装置和方法。这些实施例使用高效红色QD和黄-绿荧光粉作为下变频材料。因此，可以在维持期望的色度值的同时提高封装发光效率。
图1示出了根据本发明的示例实施例的示例性宽带宽光源100。示例性宽带宽光源100包括：短波长固态发光装置102，用来产生短波长光；QD材料104；以及荧光粉材料106，这三者都安装在光学底座108上。光学底座108提供机械支撑，并且可以作为热沉以帮助消散由短波长固态发光装置102和下变频材料产生的热。光学底座108也可以有反射涂层以增强从示例性宽带宽光源100的顶表面射出的可见光发射。需要注意，虽然期望QD材料104和荧光粉材料106处于如图1中所示的位置，但是在本发明示例实施例中也可以使用这两种材料层的其它配置。例如，在图1的示例实施例中，可以交换QD材料104和荧光粉材料106的位置。
示例性宽带宽光源100，通过创建封装概念，即将红色QD和黄-绿荧光粉作为下变频材料与固态蓝光或UV光源相耦合，从而解决了上述实验固态光源光谱中缺乏绿-黄光的问题。如图1所示，可以将短波长固态发光装置102嵌入到QD材料104中，而荧光粉材料106可以层叠在QD材料层的顶部。
图7A-C示意性地示出了示例性宽带宽光源的操作。为示范简单，所有光子(箭头)被示出为正向传播。然而，本领域技术人员应该理解，下变频光子可以朝所有方向辐射并且短波长固态发光装置102的光子可以不是如图7A-C所示那样被准直。图7A-C中，短波长光子由标注B的箭头表示，中波长光子由标注G的箭头表示，而长波长光子由标注R的箭头表示。在所有三幅图中，光子700表示由短波长固态发光装置102产生的短波长光子。
在图7A的示例实施例中，光子700入射到荧光粉材料106上而荧光粉材料106吸收其中一些并将其重新发射为中波长光子。光子702包括穿过荧光粉材料106而透射出的未吸收的短波长光子(B)和发射的中波长光子(G)。光子702入射到QD材料104上。QD材料104吸收一些剩下的短波长光子和一些中波长光子并且将其重新发射为长波长光子。剩下的短波长光子和剩下的中波长光子(G)透过荧光粉材料106并与发射的长波长光子(R)混合在一起，从而产生宽带宽光704。
在图7B所示的示例实施例中，光子700入射到QD材料104上，而QD材料104吸收其中一些并将其重新发射为长波长光子。剩下的短波长光子透过QD材料104。光子706包括透过QD材料104的未吸收的短波长光子(B)和发射的长波长光子(R)。光子706入射到荧光粉材料上。荧光粉材料吸收一些剩下的短波长光子并将其重新发射为中波长光子。剩下的短波长光子(B)和长波长光子(R)透过荧光粉材料106并与发射的中波长光子(G)混合，从而产生宽带宽光704。
在图7C的示例实施例中，光子700入射到复合QD/荧光粉材料402上，而复合QD/荧光粉材料402吸收其中一些并将其重新发射为中波长光子和长波长光子。剩下的短波长光子(B)透过复合QD/荧光粉材料402并与发射的中波长光子(G)和长波长光子(R)混合，从而产生宽带宽光704。
这样，在所有三个示出的实施例中，吸收短波长光的QD材料104中的QD和荧光粉材料106中的荧光粉(或复合QD/荧光粉材料402中QD和荧光粉)吸收从短波长固态发光装置102发射的短波长光的一部分，并分别将其重新发射为红色和绿-黄色光(即下变频)。因此，示例性宽带宽光源100可以产生几乎连续的可见光谱。因此，可以提高示例性宽带宽光源100的色度值和发光效率。
这种宽带宽光源设计的其它好处可以包括：提高输出光的显色指数(CRI)；降低输出光的相关色温(CCT)；以及提高装置的效率。
图2示出包括三条光谱的谱图200。光谱202表示示例性短波长固态发光装置102产生的短波长光的光谱。光谱204表示示例性荧光粉材料106发射的中波长光的光谱。光谱206表示示例性QD材料104发射的长波长光的光谱。适当地配置短波长固态发光装置102、QD材料104、以及荧光粉材料106，可以控制来自这些光谱中的每条的光的相对量以产生具有期望的光学性质(诸如色度、CRI、以及CCT)的可见光。图3A中的谱图300示出可以由这种方式产生的示例性的混合光谱302。
通过改变示例性宽带宽光源100发射的可见光的光谱202、光谱204、以及光谱206的相对组成，可以改变发射光的色度值。也可以通过选择具有不同于图2中所示光谱的短波长固态发光装置、QD材料、和/或荧光粉材料来改变发射光的色度值。如上所述，已经发现接近黑体轨迹的色度对人最自然，因此，在照明设计中为优选。图3B表示CIE-1931图304，其上绘出了图3A中所示的示例性复合光谱302的光谱轨迹306、黑体轨迹308、以及色度值310。如图3B中可以看出，图3A中所示的示例性复合光谱302的色度值310非常靠近黑体轨迹308。适当地选择和配置短波长固态发光装置102、QD材料104、以及荧光粉材料106，可以将从宽带宽光源100发射的可见光的色度值按照需要设定在以CIE-1931图上的黑体轨迹的x色度值的大约0.01和y色度值的大约0.01为边界的区域内。
CRI是大小为0到100的特征数值，荧光的、金属卤化物的以及其它非白炽的发光设备的制造商用它描述光在有色表面上的视觉效果。分配给自然日光和任何其它靠近黑体源的光源(参见色温)的CRI为100。在日光背景中，CRI规定玻璃或其它透明材料的光谱透射质量。在这种情况下，值为95或更高的值被认为是进行真彩色显示可以接受的值。典型的冷的白色荧光灯的CRI大约为62。有稀土荧光粉的荧光灯的CRI可达80以及更高。基于蓝色LED和YAG荧光粉的典型白光LED的CRI间于70和78之间。适当地选择和配置短波长固态发光装置102、QD材料104、以及荧光粉材料106，可以将从宽带宽光源100发射的可见光的CRI按照需要设定为大于约85或甚至大于约90。
短波长固态发光装置102产生短波长光，该短波长光需要具有小于约500nm的峰值波长，例如在大约200nm和大约500nm之间。
固态发光装置可以是发光二极管(LED)、共振腔LED、或二极管激光器。可以形成这些装置的材料实例包括：InGaN、GaN、SiC、SiC上的GaN，以及其它半导体材料。
将QD材料104光学地耦合到短波长固态发光装置102，以使部分短波长光能够辐照到QD材料上。在图1中，QD材料104被示出为围绕短波长固态发光装置102。然而，本领域技术人员应该理解，这并不是必需的，只要使短波长光充分辐照QD材料104即可。在QD材料104和短波长固态发光装置102之间提供空间可以按照需要减小QD材料104发射的短波长光光耦合到短波长固态发光装置102中的量。长波长光的这种‘反向耦合’可以引起短波长固态发光装置102不期望的发热。
QD材料104适于吸收部分入射短波长光并将该吸收光重新发射为长波长光，该长波长光具有比大约600nm长的峰值波长，例如在约600nm和约700nm之间。虽然在一些应用中期望更宽的长波长光光谱，但是QD材料104发射的长波长光光谱的半高全宽(FWHW)可以小于约50nm。如果要将红外光分量添加到可见光中，尤其需要更宽的长波长光谱。需要注意，已发现添加小部分红外光到可见光会对一些人产生有益的心理上的和身体上的影响。
QD材料104包括大量分散在基体材料中的QD。该基体材料需要能够基本上透射宽带宽光源100产生的可见光。例如，基体材料可以包括：UV固化透明树脂、热固化溶胶凝胶树脂、UV固化溶胶凝胶树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯、多种环氧树脂、硅树脂、二氧化硅，或二氧化钛。
QD的直径典型地在约1.9nm到约10.0nm的范围内，当然此范围不是受限的，并且该QD材料可以由其他情况中的任何标准的QD材料形成，诸如CdSe、ZnS、PbSe、CdTe、PbTe、ZnSe、Si、或Ge。
荧光粉材料106适于吸收部分入射短波长光并将该吸收的短波长光重新发射为中波长光，该中波长光峰值波长介于短波长光的峰值波长和长波长光的峰值波长之间，通常期望在约500nm和600nm之间。荧光粉材料106发射的中波长光光谱的半高全宽可以小于约150nm，这由使用的具体荧光粉决定。
荧光粉材料106可以包括大量分散在基体材料中的荧光粉粒子。如同QD材料104的基体材料一样，该基体材料也需要基本上能透射宽带宽光源100产生的可见光而且可以包括，例如：UV固化透明树脂、热固化溶胶凝胶树脂、UV固化溶胶凝胶树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯、多种环氧树脂、硅树脂、二氧化硅，或二氧化钛。可选地，荧光粉材料106可以是块体荧光粉材料，可能形成在如图1所示的平板衬底中。
荧光粉粒子或块体荧光粉材料可以包括标准黄色或绿色荧光粉中至少一种，这些荧光粉诸如是ZnS:Cu-Al、ZnSiO4:Mn2+、Sr3SiO5:Eu2+、BaMgAl10O17:Eu2+Mn2+、SrAlO4:Eu，Dy、(YGdCe)3Al5O12:Eu、Sr4Al14O25:Eu、(Ce，Tb)MgAl11O19，或(La，Ce，Tb)PO4，YAG:Ce，或其它荧光粉。
图1中示出的示例性宽带宽光源100按照如下方式配置，即，使得用于辐照荧光粉材料106的短波长光在入射到荧光粉材料上之前首先透过QD材料104。虽然预期可以反转QD材料104和荧光粉材料106的位置，但是图1中所示的位置可以提供好处。如上所述，‘反向耦合’进短波长固态发光装置102的光可以引起不期望的发热。如果QD材料104适于吸收并重新发射部分入射中波长光和部分短波长光，则图1中所示的配置可以预期减小反向耦合进短波长固态发光装置102中的中波长光的量。
图4和5分别示出可选的示例性宽带宽光源400和500。这些可选示例性宽带宽光源中的每一个包含复合QD/荧光粉材料。该复合QD/荧光粉材料包括分散在基体材料中的多个QD和多个荧光粉粒子，该基体材料基本上可透射示例性宽带宽光源的可见光。QD和荧光粉粒子可以彼此分离地散布在基体材料的特定区域，或者可以将它们混合散布在基体材料中。
图4示出示例性宽带宽光源400，其中复合QD/荧光粉材料402环绕短波长固态发光装置102形成。图5示出示例性宽带宽光源500，其中复合QD/荧光粉材料502在光学单元504表面上形成。光学单元504可以期望为光波导，该光波导可以帮助减小来自复合QD/荧光粉材料502的中波长光和长波长光反向耦合进短波长固态发光装置102的量。
根据图1的示例实施例的示例性宽带宽光源的形成使用了基于GaN裸蓝色(bare blue)LED装置作为短波长固态发光装置102。将该蓝色LED陷入具有630nm的峰值发射波长的红色QD层(QD材料104)中，而将YAG黄色/绿色荧光粉层(荧光粉材料106)放置在LED和QD材料前面。该示例性装置的测量显示出封装发光效率为211m/W，这与相应商用的仅使用荧光粉下变频材料的白光LED的发光效率(231m/W)相近。然而，产生图3A和3B所示的示例性数据的示例性宽带宽光源的CRI为90，色度值与黑体轨迹接近。这样，发明人可以得到根据本发明的示例实施例的示例性宽带宽光源，该光源可以最小限度减小发光效率而获得较高的色质。
图6示出使用短波长固态发光装置、QD材料、以及荧光粉材料产生可见光的示例性方法。由此示例性方法产生的可见光色度值在黑体轨迹附近，而CRI大于约80。该方法需要使用参照图1、4或5的上述任何示例性宽带宽光源。
步骤600，使用短波长固态发光装置产生短波长光。该短波长光具有峰值波长期望小于约500nm的第一光谱。
步骤602，使用至少部分短波长光辐照QD材料，以便QD材料吸收部分短波长光并将其重新发射为长波长光。该长波长光具有峰值波长期望大于约600nm的第二光谱。
步骤604，同样使用至少部分短波长光辐照荧光粉材料，以便荧光粉材料吸收部分短波长光并将其重新发射为中波长光。该中波长光具有峰值波长在短波长光和长波长光的峰值波长之间的第三光谱。
步骤606，剩下的短波长光、至少部分中波长光、以及至少部分长波长光从示例性宽带宽光源发射出去，作为可见光。
可选地，除了短波长光外，可以使用至少部分中波长光辐照QD材料。步骤608，QD材料吸收部分中波长光并将其重新发射为附加的长波长光。
虽然这里参照具体实施例示出和描述了本发明，但本发明并不限于这里所示的细节。相反，可以在不脱离本发明的情况下，在权利要求的等同物的范围内在细节上做出多种修改。尤其是，本领域技术人员可以理解，各种具体示出的实施例中的多种特征可以被混合在一起以形成另外的示例性宽带宽光源和方法，该光源和方法同样包括在本发明中。

Claims (36)

1.一种产生色度值在黑体轨迹附近并且显色指数大于约80的可见光的方法，其中使用短波长固态发光装置、量子点材料以及荧光粉材料产生所述可见光，所述方法包括：
a)使用所述短波长固态发光装置产生具有第一光谱的短波长光，该第一光谱具有第一峰值波长，且所述第一峰值波长小于约500nm；
b)使用至少部分所述短波长光辐照所述量子点材料，以便所述量子点材料吸收所述短波长光的第一部分并将其重新发射为具有第二光谱的长波长光，所述第二光谱具有第二峰值波长，且该第二峰值波长大于约600nm；
c)使用至少部分所述短波长光辐照所述荧光粉材料，以便所述荧光粉材料吸收所述短波长光的第二部分并将其重新发射为具有第三光谱的中波长光，所述第三光谱具有第三峰值波长，且该第三峰值波长在所述第一峰值波长和所述第二峰值波长之间；以及
d)将所述短波长光的第三部分、至少部分所述中波长光、以及至少部分所述长波长光作为所述可见光发射。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)中发射的所述可见光的所述色度值在CIE-1931图上以黑体轨迹的x色度值的大约0.01和y色度值的大约0.01为边界的区域内。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)中发射的所述可见光的所述显色指数大于约85。
4.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)中发射的所述可见光的所述显色指数大于约90。
5.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)中发射的所述可见光的相关色温更小在约1000K和约16000K之间。
6.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)中发射的所述可见光的相关色温在约3300K和约3600K之间。
7.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中由所述短波长固态发光装置产生的所述短波长光的所述第一峰值波长在约200nm和约500nm之间。
8.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)中由所述量子点材料发射的所述长波长光的所述第二峰值波长在约600nm和约700nm之间。
9.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)中由所述量子点材料产生的所述长波长光的所述第二光谱的半高全宽小于约50nm。
10.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)还包括使用至少部分所述中波长光辐照所述量子点材料，以便由所述量子点材料吸收所述中波长光的第四部分并将其重新发射为附加的长波长光。
11.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)中由所述荧光粉材料发射的所述中波长光的所述第三峰值波长在约500nm和约600nm之间。
12.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)中由所述荧光粉材料产生的所述中波长光的所述第三光谱的半高全宽小于约150nm。
13.一种宽带宽光源，包括：
短波长固态发光装置，用于产生具有第一光谱的短波长光，所述第一光谱具有第一峰值波长，且所述第一峰值波长小于约500nm；
量子点材料，所述量子点材料光学地耦合到所述短波长固态发光装置并由所述短波长光的第一部分进行辐照，所述量子点材料适于吸收具有所述第一光谱的入射光的第一部分并将所述吸收光重新发射为具有第二光谱的长波长光，所述第二光谱具有第二峰值波长，且所述第二峰值波长大于约600nm；以及
荧光粉材料，所述荧光粉材料光学地耦合到所述短波长固态发光装置并由所述短波长光的第二部分进行辐照，所述荧光粉材料适于吸收具有所述第一光谱的入射光的第二部分并将所述吸收光重新发射为具有第三光谱的中波长光，所述第三光谱具有第三峰值波长，且所述第三峰值波长在所述第一峰值波长和所述第二峰值波长之间，
其中所述短波长固态发光装置、所述量子点材料、以及所述荧光粉材料被配置成使得第一数量的所述短波长光、第二数量的所述长波长光、以及第三数量的所述中波长光基本上从所述宽带宽光源同时发射出去，作为色度值在黑体轨迹附近并且显色指数大于80的可见光。
14.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中所述短波长固态发光装置是短波长发光二极管(LED)、短波长共振腔LED、或短波长二极管激光器之一。
15.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中由所述短波长固态发光装置产生的所述短波长光的所述第一峰值波长在约200nm和约500nm之间。
16.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中由所述短波长固态发光装置产生的所述短波长光的所述第一光谱的半高全宽小于约50nm。
17.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中所述量子点材料包括散布在基本上透射所述可见光的基体材料中的多个量子点。
18.如权利要求17所述的宽带宽光源，其中所述多个量子点包括至少如下之一：CdSe量子点、ZnS量子点、CdTe量子点、PbTe量子点、ZnSe量子点、Si量子点、Ge量子点、或PbSe量子点。
19.如权利要求17所述的宽带宽光源，其中基体材料包括至少如下材料之一：UV固化透明树脂、热固化溶胶凝胶树脂、UV固化溶胶凝胶树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯、环氧树脂、硅树脂、二氧化硅，或二氧化钛。
20.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中由所述量子点材料发射的所述长波长光的所述第二峰值波长在约600nm和约700nm之间。
21.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中由所述量子点材料产生的所述长波长光的所述第二光谱的半高全宽小于约50nm。
22.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中：
所述量子点材料还光学地耦合到所述荧光粉材料并由部分所述中波长光辐照；以及
所述量子点材料还适于吸收具有所述第三光谱的第三部分入射光。
23.如权利要求22所述的宽带宽光源，其中所述量子点材料置于所述宽带宽光源中，以便用于辐照所述荧光粉材料的所述短波长光的第二部分在入射到所述荧光粉材料上之前透过所述量子点材料。
24.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中所述荧光粉材料包括散布在基本上透射所述可见光的基体材料中的多个荧光粉粒子。
25.如权利要求24所述的宽带宽光源，其中所述多个荧光粉粒子包括至少如下之一：ZnS:Cu-Al；ZnSiO4:Mn2+；Sr3SiO5:Eu2+；BaMgAl10O17:Eu2+Mn2+；SrAlO4:Eu，Dy；(YGdCe)3Al5O12:Eu；YAG:Ce；Sr4Al14O25:Eu；(Ce，Tb)MgAl11O19；YAG:Ce；或(La，Ce，Tb)PO4。
26.如权利要求24所述的宽带宽光源，其中基体材料包括至少如下材料之一：UV固化透明树脂、热固化溶胶凝胶树脂、UV固化溶胶凝胶树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯、环氧树脂、硅树脂、二氧化硅，或二氧化钛。
27.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中所述荧光粉材料包括至少如下之一：块体ZnS:Cu-Al；块体ZnSiO4:Mn2+；块体Sr3SiO5:Eu2+；块体BaMgAl10O17:Eu2+Mn2+；块体SrAlO4:Eu，Dy；块体(YGdCe)3Al5O12:Eu；块体Sr4Al14O25:Eu；块体(Ce，Tb)MgAl11O19；或块体(La，Ce，Tb)PO4。
28.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中由所述荧光粉材料发射的所述中波长光的所述第三峰值波长在约500nm和约600nm之间。
29.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中由所述荧光粉材料产生的所述中波长光的所述第三光谱的半高全宽比小于约150nm。
30.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中：
所述量子点材料包括多个量子点；
所述荧光粉材料包括多个荧光粉粒子；以及
所述多个量子点和所述多个荧光粉粒子混合散布在基本上透射所述可见光的基体材料中。
31.如权利要求13所述的所述宽带宽光源，其中所述短波长固态发光装置、所述量子点材料、以及所述荧光粉材料被配置成使得从所述宽带宽光源发射的所述可见光的所述色度值在CIE-1931图上处于以黑体轨迹的x色度值的大约0.01和y色度值的大约0.01为边界的区域内。
32.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中所述短波长固态发光装置、所述量子点材料、以及所述荧光粉材料被配置成使得从所述宽带宽光源发射的所述可见光的所述显色指数大于约85。
33.如权利要求2所述的宽带宽光源，其中所述短波长固态发光装置、所述量子点材料、以及所述荧光粉材料被配置成使得从所述宽带宽光源发射的所述可见光的所述显色指数大于约90。
34.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中所述短波长固态发光装置、所述量子点材料、以及所述荧光粉材料被配置成使得从所述宽带宽光源发射的所述可见光的所述显色指数的相关色温在约1000K和约16000K之间。
35.如权利要求13所述的宽带宽光源，其中所述短波长固态发光装置、所述量子点材料、以及所述荧光粉材料被配置成使得从所述宽带宽光源发射的所述可见光的所述显色指数的相关色温在约3300K和约3600K之间。
36.一种用于产生色度值在黑体轨迹附近并且显色指数大于约80的可见光的宽带宽光源，所述宽带宽光源包括：
用于产生具有第一光谱的短波长光的装置，所述第一光谱具有第一峰值波长，且所述第一峰值波长小于约500nm；
用于吸收所述短波长光的第一部分并将其重新发射为具有第二光谱的长波长光的装置，所述第二光谱具有第二峰值波长，且所述第二峰值波长大于约600nm；以及
用于吸收所述短波长光的第二部分并将其重新发射为具有第三光谱的中波长光的装置，所述第三光谱具有第三峰值波长，且所述第三峰值波长在所述第一峰值波长和所述第二峰值波长之间，
其中发射所述短波长光的第三部分、至少部分所述中波长光、以及至少部分所述长波长光，作为所述可见光。
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