具有封閉光源的罩的照明設備的製作方法

2023-11-30 22:34:36 2

專利名稱：具有封閉光源的罩的照明設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有封閉光源的罩的照明設備，並且涉及包括這種照明設備的諸如聚光燈之類的燈。
背景技術：
本領域中已知包括透射陶瓷層的照明設備。透射陶瓷層或者螢光陶瓷以及用於製備它們的方法在本領域中是公知的。例如參照US2005/(^69582。除其他以外， US2005/0269582描述了與陶瓷層組合的半導體發光器件，該陶瓷層布置在由發光層發射的光的路徑中。陶瓷層由諸如螢光材料的波長轉換材料組成，或者包括該材料。具有透射蓋和螢光材料的照明設備例如在US2007/0114562中描述。該文檔例如描述了黃色和紅色光照明系統，該系統包括半導體發光體和螢光材料。該系統具有落入相應ITE紅色和黃色顏色箱中的發射，這些紅色和黃色顏色箱具有在CIE色度圖上的指定的顏色坐標。螢光材料可以包括一種或者多種螢光材料。照明系統可以用作交通燈或者汽車顯示器的紅色燈和黃色燈。US2007/0114562還描述了 LED照明系統，其包括在其上布置有半導體發光體的支撐，布置在半導體發光體之上的支撐上的蓋，該蓋和支撐協作地限定包含半導體發光體的內部體積；以及布置在內部體積中並且封閉該半導體發光體的封閉物。螢光材料沉積在該蓋的內部表面上。

發明內容
現有技術系統的缺點可能在於這種系統可能不容易小型化或者由於設置螢光材料所針對的熱增加的事實而不容易提升功率(高的光強度應用)。該熱可以使螢光材料惡化和/或導致熱猝熄。此外，照明設備的其他部件可能不能承受相對高的溫度。因此，本發明的一個方面是提供一種備選的照明設備，其優選地進一步避免了這些缺陷中的一個或者多個。此外，對於包括封閉光源和螢光材料的罩的照明設備而言，一般期望提供促進螢光材料光與光源光的混合的罩(「混合腔」)。類似地，當照明設備包括生成在不同波長的光的光源時，也可能期望對光進行混合。因此，也存在對提供用於混合腔的備選反射材料的需要，優選地該材料也附加地促進熱耗散。在第一方面中，本發明提供了一種照明設備，其包括封閉被布置成生成光源光的光源的罩，該光源優選地為發光二極體(LED)，其中該罩包括被布置成透射光源光的至少部分的透射部分(在本文中也被表示為「窗口 」或者「出射窗口」)，藉此提供透射部分的下遊的照明設備光，以及該罩包括被布置成反射光源光的至少部分的反射部分，其中該反射部分包括反射陶瓷材料。在該實施例中，該光源例如可以包括RGB LED (紅綠藍發光二極體)或者被布置成提供白色光的多個二極體，諸如RGB組合，或者藍色和黃色的組合，或者藍色、黃色與紅色的組合等。可選地，該照明設備可以被布置成提供有顏色的光。在另一實施例中，該光源包括能夠依賴於驅動條件而提供在不同預定波長的光的一個光源或者多個光源(諸如多個LED)。因此，在具體實施例中，該照明設備還可以包括控制器(附接到照明設備或者在照明設備的外部)，其被布置成響應於傳感器信號或者用戶輸入設備信號而控制照明設備光的顏色。術語「上遊」和「下遊」涉及物品或者特徵相對於光從光生成裝置(此處為光源， 諸如LED)的傳播的布置，其中相對於來自光生成裝置的光束內的第一位置，在光束中靠近光生成裝置的第二位置是「上遊」，並且在光束內遠離光生成裝置的第三位置為「下遊」。在優選實施例中，本發明提供了這種照明設備，其中該罩還封閉螢光材料，該螢光材料被布置成吸收光源光的至少部分並且發射螢光材料光，其中該罩包括透射部分，該透射部分被布置成透射光源光的至少部分，或者螢光材料光的至少部分，或者光源光的至少部分和螢光材料光的至少部分這兩者，藉此提供在透射部分的下遊的照明設備光，以及反射部分，該反射部分被布置成反射光源光的至少部分，或者螢光材料光的至少部分，或者光源光的至少部分和螢光材料光的至少部分這兩者，其中該反射部分包括反射陶瓷材料。具體地，該透射部分被布置成透射螢光材料光的至少部分，或者光源光的至少部分和螢光材料光的至少部分這兩者。因此，根據又一方面，本發明提供了一種包括罩的照明設備，該罩封閉被布置成生成光源光的光源，該光源優選地為LED，以及螢光材料，該螢光材料被布置成吸收光源光的至少部分並且發射螢光材料光，其中該罩包括透射部分，該透射部分被布置成透射光源光的至少部分，或者螢光材料光的至少部分，或者光源光的至少部分和螢光材料光的至少部分這兩者，藉此提供在透射部分的下遊的照明設備光，以及反射部分，該反射部分被布置成反射光源光的至少部分，或者螢光材料光的至少部分，或者光源光的至少部分和螢光材料光的至少部分這兩者，其中該反射部分包括反射陶瓷材料。有利地，這種照明設備可以是具有良好顏色混合、具有有效的熱耗散以及具有魯棒性的有效的光源。這尤其是由於使用陶瓷材料以及使用遠離光源的螢光材料(後面的實施例)。陶瓷材料可以具有相對良好的熱導率。優選地，熱導率至少為大約5W/mK，例如至少大約15W/mK，甚至更優選地至少為大約100W/mK。YAG具有在大約6W/mK範圍中的熱導率，多晶氧化鋁(PCA)具有在大約20W/mK範圍中的熱導率，並且AlN(氮化鋁)具有在大約 150W/mK或者更大範圍中的熱導率。優選地，反射部分被布置成反射光源光的至少部分和螢光材料光的至少部分。此外，優選地，透射部分被布置成尤其當光源光在波長譜的可見範圍中時透射光源光的至少部分以及螢光材料光的至少部分。在下文中，參照作為光源的優選實施例的LED進一步描述本發明。因此，在下文中，除非另有指出或者從上下文中清楚，否則術語「LED」 一般指代光源，但是優選地指代 LED。此外，術語「LED」具體地指代固態照明設備(固態LED)。優選地，螢光材料(如果存在的話)被布置成遠離LED。在本文中，「遠離LED」具體地表示螢光材料被布置在距LED晶片的非零距離處。優選地，LED晶片與螢光材料之間的最短距離在0. 5mm-50mm的範圍中，具體地在3mm-20mm的範圍中。LED晶片是LED的發光表面。
在基於LED的光源中，尤其是對於生成具有低色溫(暖白色)的光時，遠離的螢光材料看起來在系統效率方面很有利。在透射支撐或者透射膜上施加螢光材料塗層可以導致高的系統效率，這是由於僅很少的光可以被反射回LED中，在LED處，其具有很高的機率被吸收。使用遠離LED的螢光材料與利用在LED封裝中的螢光材料的系統相比可以產生高達大約50%的效能增益。在出射窗口的表面處，具體地是在其發射表面(即下遊表面)處施加螢光材料，可以當燈關閉時以及當其被白色光照射時產生該表面的相當飽和的顏色點。出射窗口的外觀顏色的飽和度可以通過根據本發明在LED與(漫射性的、半透明材料)出射窗口之間施加螢光材料而減小。(半透明的)出射窗口用作虛擬發射窗口(針對又一可選的光學系統，在該系統處，光可以被進一步操縱以例如用於光束成形)。利用螢光材料層與半透明出射窗口之間的距離增加，半透明出射窗口的顏色的飽和度可以進一步減小。術語「陶瓷」是本領域已知的，並且可以具體地指代通過加熱和後續冷卻的動作來製備的無機、非金屬固體。陶瓷材料可以具有晶體結構或者部分晶體結構，或者可以是非晶的，即玻璃。大多數常見陶瓷是晶體。術語陶瓷具體地涉及已經被燒結在一起並且形成片 (與粉末對比)的材料。在本文中描述了典型的陶瓷材料，並且也在本文中引用的參考中對它們進行了描述。在本文中使用的陶瓷優選地是多晶陶瓷。在一個實施例中，反射陶瓷材料也可以是反射陶瓷塗層。該罩具體地被布置成接收來自光源的所有光。此外，該罩具體地被布置成允許光源和/或螢光材料的光基本上僅經由透射部分放出。該罩因此可以也被表示為混合腔。當使用生成在不同波長的光的多個光源時混合可以是相關的。當使用被布置成遠離光源的螢光材料(螢光材料從該光源吸收部分光以提供螢光材料光)時混合也可以是相關的。透射部分也可以被表示為窗口。優選地。透射部分是半透明的。除其他以外，這可以防止觀看者感知該罩內的一個或多個光源以及可選的光學器件。術語光源(因此)指代多個光源。因此，在一個實施例中，該照明設備包括多個光源。此外，術語螢光材料可以指代多種螢光材料。因此，在一個實施例中，螢光材料包括多種螢光材料(諸如2-4種螢光材料)。類似地，術語「反射部分」和「透射部分」分別可以指代多個反射部分和多個透射部分。如上所述，使用陶瓷材料可以允許相對有效的熱傳遞；當陶瓷材料與熱沉接觸時更是如此。熱沉是本領域中已知的，並且具體地可以指代如下物體，該物體使用(直接或者輻射的)熱接觸吸收和耗散來自另一物體的熱。優選地，該熱沉與光源物理接觸。因此，短語「陶瓷材料與熱沉接觸」和類似短語優選地指代其中陶瓷材料與熱沉物理接觸的布置。在另一優選實施例中，反射部分與熱沉接觸；這可以更好地促進熱耗散。熱具體地可以由光源生成並且在螢光材料內生成(斯託克斯損耗)。在具體實施例中，熱沉包括陶瓷材料，更具體地熱沉是陶瓷材料。以這種方式，在一個實施例中，熱沉和反射體部分可以被提供成單個陶瓷片。藉此，甚至可以進一步改善熱輸運。在一個方面，(陶瓷)熱沉本身可以允許熱能的耗散。通過將熱沉布置成與陶瓷反射部分(包括其中反射部分和熱沉集成在一起的實施例)和/或陶瓷透射部分接觸，可以增強耗散，這是由於反射陶瓷部分和/或透射陶瓷部分以這種方式分別也可以具有熱沉的功能，並且因此提升了進一步的耗散。
在一個實施例中，陶瓷材料基於選自由以下組成的群組中的一種或者多種材料 A1203、A1N、SiO2, Y3Al5O12 (YAG)、Y3Al5O12 類似物、Y2O3 和 TiO2,以及 ZrO20 術語 Y3Al5O12 類似物指代與YAG具有基本上相同的晶格結構的石榴石系統，但是其中Y和/或Al和/或0，具體地是Y和/或Al分別至少部分地由另一離子(諸如k、La、Lu和G中的一種或者多種)代替。在優選實施例中，Al2O3陶瓷材料作為反射材料而應用。當Al2O3在大約 1300°C-1700°C的範圍中諸如在約1300°C-1500°C的範圍中，如1300°C-1450°C的溫度下燒結時，可以使其成為高度反射性的。該材料在本領域中也已知為「褐色"PCA(多晶氧化鋁)。短語「基於」表示用於製成陶瓷材料的開始材料基本上由本文中表示的材料中的一種或者多種組成，諸如例如Al2O3或者Y3Al5O12 (YAG)。然而這並不排除存在少量(剩餘) 黏合材料或者摻雜，諸如對於Al2O3而言為Ti，或者在一個實施例中，對YAG而言為Ce。在一個實施例中，透射部分進一步被布置成將熱傳遞到熱沉。在另一實施例中，透射部分是熱沉的一部分。這些實施例的優點在於由LED生成的熱被有效地移除到周圍中。如本領域技術人員將清楚的，螢光材料光和照明設備光至少部分或者完全在波長光譜的可見光範圍中(即380nm-780nm)。在一個實施例中光源也在可見光中發射，但是在一個實施例，其可以備選地或者附加地在UV中發射。如上所述，在優選實施例中，光源包括 LED。在又一實施例中，光源是被布置成生成藍色光的LED。藍色光發射源本身可以用來或者可以與螢光材料組合使用來例如提供白色光，或者可以與生成在其他波長的光的一個或者多個其他LED組合使用。也可以應用這種實施例的組合。當使用藍色光發射LED和黃色光發射螢光材料(其由藍色光激發)時，可以進一步提供紅色光發射LED。紅色光發射LED 可以用來將顏色點調整到較低溫度和/或增加由照明設備提供的光的CRI。螢光材料可以被選擇成對紅色光具有高的透射。例如，可以使用YAG:Ce。因此，照明設備還可以包括被布置成生成紅色光的LED。因此，在一個實施例中，LED光源被布置成提供藍色光，並且照明設備還包括黃色光發射螢光材料並且可選地包括被布置成發射綠色、黃色、橘色或者紅色，尤其是紅色的一種或者多種其他螢光材料，其中黃色光發射螢光材料和可選的一種或者多種其他螢光材料被布置成吸收以指示的顏色發射的藍色光的至少部分，並且其中可選地，照明設備還包括一個或者多個又一些LED光源，它們被布置成提供在可見光中的光，尤其在綠色、黃色、橘色或者紅色中的一種或者多種，尤其是紅色的光。這對於改善CRI和/或效率來說可以尤其有益。因此，在一個實施例中，照明設備包括螢光材料，並且螢光材料被布置成與(藍色)光源光一起提供白色的照明設備光。在又一實施例中，光源包括被布置成發射具有選自285nm-400nm範圍(諸如300歷-400歷)的波長的光的LED，並且螢光材料被布置成吸收該(UV/帶藍色的)光的至少部分以及發射(在可見範圍中的)光。在這種實施例中，照明設備包括螢光材料，並且該螢光材料可以被布置成與(UV/帶藍色的)光源光一起提供白色的照明設備光，或者在一個實施例中可以被布置提供有顏色的光。在一個實施例中，螢光材料的至少部分提供在透射部分的上遊面的塗層中。該透射部分具有指向光源的上遊面以及指向照明設備的外部的下遊面。該螢光材料的至少部分可以被提供為上遊面和/或下遊面優選地為上遊面的塗層。優選地，光源和螢光材料彼此並不物理接觸(即，在光源與螢光材料之間的非零的最短距離)。
如「透射光源光的至少部分，或者螢光材料光的至少部分，或者光源光的至少部分與螢光材料光的至少部分兩者」的短語分別表示光源光的部分或者所有，螢光材料光的部分或者所有，以及光源光的部分或者所有以及螢光材料光的部分或者所有。術語「至少」在本文中的實施例中也可以表示「所有」或者「完全」。術語「透射」在本文中表示在被垂直提供給透射物品的、光譜的可見部分中的光的至少部分可以穿過該物品。優選地，透射為至少大約10 %，甚至更為優選地至少大約20 %，更加優選地至少為大約40 %，並且再更優選地至少為大約80%或者更高(垂直輻射)。此處，術語透射涉及在可見波長範圍(380nm-780nm) 上求平均的透射。透射物品可以是半透明的(光的透射以及散射)或者是透明的(基本上無阻擋的透射)。術語透明和半透明是本領域已知的。術語「反射」在本文中表示在被垂直提供給反射物品的、光譜的可見部分中的光的至少部分可以被該物品反射。優選地， 反射至少為大約80 %，甚至優選地為至少為大約90 %，更加優選地至少為大約95 %，並且再更優選地至少為大約99%或者更高(垂直輻射)。此處，術語反射涉及在可見波長範圍 (380nm-780nm)上求平均的反射。反射可以是鏡面的(反射角基本上為入射角)或者漫射的(散射的)，或者可選地是這兩者。在一個實施例中，螢光材料的至少部分嵌入到透射部分中。當製作透射部分時，螢光材料例如可以與起始材料組合以形成透射部分。例如，當透射部分是陶瓷材料時，可以向製作陶瓷材料的起始材料中添加螢光材料。術語「嵌入」因此可以指代螢光材料作為透射部分內的單獨的一個實體/多個實體。然而，在一個實施例中，螢光材料也可以被製備成陶瓷材料，諸如含鈰的石榴石陶瓷。後一種類型的陶瓷材料在本文中也被表示為螢光陶瓷。製造例如YAG:Ce陶瓷是本領域中已知的(參見下文)。以這種方式，可以提供透射(具體是半透明的)和螢光的窗口。如先前所述，透射部分可以包括透射陶瓷材料。這可以進一步改善熱耗散，這是由於與可能已經被現有技術所暗示的聚合物透射部分相反，陶瓷材料可以相對有效地耗散熱。陶瓷材料優選地基於選自由以下組成的群組中的一種或者多種材料Al203、AlN、Si02、 Y3Al5O12 (YAG) ,Y3Al5O12類似物、Y2O3和TW2以及&02。在優選實施例中，Al2O3陶瓷材料被作為透射材料而應用。Al2O3當Al2O3在大約1500°C -2000°C的範圍中諸如在1600°C -2000°C 的範圍中的溫度下燒結時，例如可以使其成為高度反射性的。此外，優選地，透射部分與熱沉接觸。在具體實施例中，螢光材料的至少部分被布置成在光源的下遊並且在透射部分的上遊(也參見上文)，並且透射部分優選地是基本上透明的。在一個實施例中，螢光材料可以被布置在光源處，諸如在LED晶片處(距離螢光材料LED為零)或者嵌入在LED上的樹脂中，然而，螢光材料也可以被提供為被布置成遠離光源並且遠離透射部分的層。在又一實施例中，螢光材料被提供為透射部分的塗層(也參見上文)。在這種實施例中，透射部分不必是半透明的，而是也可以是透明的，這在透射度方面可以是有利的。因此，在另一實施例中，透射部分可以是半透明的。在一個實施例中，該罩可以具有六邊形截面。這可以有利地改善光混合。在又一實施例中，該罩具有圓形截面。優選地，反射部分具有圓形或者六邊形截面。反射部分例如可以包括圓柱或者六邊形管，而透射部分使圓柱或者管的一個開口封閉。透射部分例如可以是平坦的，或者可以具有圓頂形狀。
本發明在又一方面中提供了包括如本文所述的照明設備的燈，諸如聚光燈。在又一實施例中，該燈可以包括多個照明設備，諸如2個或者4個照明設備。具體地，這種燈還可以包括支撐結構，其被布置成支撐多個照明設備。此外，支撐結構可以被布置成分別提供反射部分的至少部分。另外或者備選地，該支撐結構可以被布置成分別支撐發光二極體(LED)光源。此外，支撐結構可以包括陶瓷材料或者由陶瓷材料組成。具體地， 支撐結構(因此)可以被布置為熱沉，並且可以可選地與熱沉罩中的熱沉接觸或者與其集成。因此，該支撐可以是反射陶瓷材料，該反射陶瓷材料可以進一步被布置成耗散LED光源的熱能的部分。在又一個方面中，本發明還提供了在照明設備中使用陶瓷材料用於熱耗散；這可以是透射部分，和/或反射部分和/或其他部分。以下將進一步詳細闡述本發明的具體元件。照明設備本文中的照明設備也簡單地表示為「設備」。透射部分(諸如半透明出射窗口)具有朝向一個或多個LED的上遊面以及朝向照明設備的外部的下遊面。如上所述，該透射部分或者出射窗口被布置成允許光從照明設備放出。然而，這並不排除用於引導或者影響照明設備光的另外一些光學元件，諸如準直器、反射體、光導、光學層等，這些光學元件可以被布置在出射窗口的下遊。利用本發明，可以實現具有非常高的效率和良好顏色渲染的遠端螢光材料模塊和燈。本發明的照明設備具體地被布置成生成具有預定顏色的光，諸如白色光。所提出的配置可以在大面積照明、環境照明(例如，光磚)、背光照明(例如，海報箱)、下照燈、漫射改進型燈(諸如白熾(GLQ或者TL替換燈)以及洗牆燈中應用，並且依賴於體積和光束限制可以用在某些聚光燈中使用。照明設備可以在室內使用，例如在家中、 在醫院區域中、在辦公室中、在商店中，也可以在戶外作為街道照明。術語「改進型」是本領域已知的，例如參見USM63^0。在下文中，將分別建立關於LED和螢光材料、透射窗口以及陶瓷的某些進一步細節。LED和螢光材料在一個實施例中，LED被布置成發射藍色發射，並且螢光材料包括(a)綠色螢光材料，被布置成吸收藍色LED發射的至少部分並且發射綠色輻射；以及(b)紅色螢光材料， 其被布置成吸收藍色LED發射的至少部分，或者綠色發射的至少部分，或者藍色發射的至少部分與綠色發射的至少部分這兩者，以及發射紅色輻射。以這種方式，預定顏色的光可以是白色光。除其他以外，依賴於LED功率、藍色LED發射光譜以及螢光材料量，可以構造不同色溫的白色光。在另一實施例中，LED被布置成發射藍色發射，並且螢光材料包括(a)黃色螢光材料，其被布置成吸收藍色發射的至少部分並且發射黃色發射；以及可選地(b) —種或者多種螢光材料，其被布置成吸收LED藍色發射的至少部分，或者黃色發射的至少部分，或者藍色發射的至少部分與黃色發射的至少部分這兩者，並且發射在與黃色發射不同發射波長的輻射。同樣，以這種方式，預定顏色的光可以是白色光。除其他以外，依賴於藍色LED發射光譜、LED功率以及螢光材料量，可以構建不同色溫的白色光。在具體實施例中，螢光材料除了黃色螢光材料(a)之外還包括(b)紅色螢光材料，其被布置成吸收藍色LED發射的至少部分，或者黃色發射的至少部分，或者藍色發射的至少部分與黃色發射的至少部分這兩者， 並且發射紅色輻射。除其他以外可以應用該紅色螢光材料以進一步改善CRI。在一個實施例中，照明設備包括被布置成發射LED發射的多個發光二極體(LED)， 諸如在2個-100個左右，如4個-64個。術語白色光在本文中對本領域技術人員來說是已知的。其具體地涉及如下光，該光具有在大約2000K與20000K之間，具體地在2700K-20000K之間的相關色溫(CCT)，對於通用照明而言具體地在大約2700K與6500K範圍中，而對於背光照明而言具體地在大約 7000K與20000K範圍中，並且具體地在BBL的大約15個SDCM (顏色匹配標準差)內，具體地在BBL的大約10個SDCM內，甚至更為具體地在BBL的大約5個SDCM內。術語「預定顏色」可以涉及在顏色三角形內的任何顏色，但是可以具體地指代白色光。術語「藍色光」或者「藍色發射」具體地指代具有波長在大約410nm-490nm範圍中的光。術語「綠色光」具體地指代具有波長在大約500nm-570nm範圍內的光。術語「紅色光」 具體地指代具有波長在大約590nm-650nm範圍內的光。術語「黃色光」具體地指代具有波長在大約560歷-590匪範圍內的光。術語「帶藍色的光」用來表示在大約380nm-410nm範圍內的光。可見光被視為在大約380nm-780nm範圍內。這些術語並不排除具體地螢光材料可以具有寬帶發射，該寬帶發射的發射分別具有在例如大約500nm-570nm，大約560nm_590nm，以及大約590nm_650nm範圍外的波長。然而，將發現這種螢光材料(或者分別是LED)的發射的主導波長分別在本文給出的範圍內。 因此，短語「具有在…範圍中的波長」具體地表示發射可以具有在指定範圍內的主導發射波長。具體地，優選的螢光材料選自石榴石和氮化物，具體地分別用三價鈰或者二價銪摻雜。石榴石的實施例具體地包括A3B5O12石榴石，其中A至少包括釔或者鑥，並且其中B至少包括鋁。這種石榴石可以用鈰(Ce)、用鐠(Pr)或者用鈰與鐠的組合來摻雜；然而具體地用Ce來摻雜。具體地，B包括鋁(Al)，然而B也可以部分地包括鎵(Ga)和/或鈧(Sc)和 /或銦an)，具體地高達Al的大約20%，更具體地高達Al的大約10% (即，B離子主要由 Al的摩爾百分比90或者更多，以及fejc和h的一種或者多種的摩爾百分比10或者更少組成)；B可以具體地包括高達大約10%的鎵。在另一變形中，B和0可以至少部分地由Si 和N代替。元素A具體地可以選自由以下組成的群組亂⑴、釓(Gd)、鋱(Tb)和鑥(Lu)。 此外，Gd和/或Tb具體地僅存在高達大約A的20%的量。在具體實施例中，石榴石螢光材料包括(YhLux)3B5O12:Ce，其中χ等於或者大於0並且等於或者小於1。術語「Ce」表示在螢光材料中的金屬離子的部分(即，在石榴石中「A」離子的部分)被Ce代替。例如，假定(YhLux)3Al5O12 = Ce, Y和/或Lu的部分被Ce代替。以上註解對本領域技術人員是已知的。一般而言，Ce將代替A不超過10%;—般而言，(相對於A)Ce 的濃度將在0. 1% -4%的範圍中，具體地在0. 1% -2%的範圍中。假定的Ce和10%的 Y，則完全的正確分子式將是(Ya Aua89Cea J3Al5O12。如本領域技術人員所知的，石榴石中的 Ce基本上或者僅在三價狀態。在一個實施例中，紅色螢光材料可以包括選自由以下組成的群組中的一種或者多種材料(Ba，Sr, Ca) S:Eu, (Ba, Sr, Ca) AlSiN3:Eu 以及(Ba，Sr, Ca)2Si5N8:Eu。在這些化合物中，銪(Eu)基本上或者僅是二價的，並且代替所表示的二價陽離子中的一種或者多種。 一般而言，相對於其代替的陽離子，Eu在數量上不會存在多於陽離子的10%，具體地在大約0.5% -10%的範圍中，更具體地在大約0.5% -5%的範圍中。術語「Eu」表示金屬離子的部分由Eu所代替(在這些示例中由Eu2+)。例如，假定在CaAlSiN3 Eu中的Eu為2 %，則正確的化學式將是(Ciia98Euaci2)AlSiNy —般而言，二價銪將代替二價陽離子，諸如以上二價鹼土金屬(具體地為Ca、Sr或者Ba)陽離子。材料(Ba，Sr，Ca) S:Eu也可以被表示為MS:Eu，其中M是選自由鋇(Ba)、鍶(Sr)和鈣(Ca)組成的群組中的一種或者多種元素；具體地，在這個化合物中M包括鈣或者鍶、或者鈣和鍶，更具體地為鈣。此處，引入了 Eu，並且用其代替M(即，Ba、Sr和Ca中的一種或者多種)的至少部分。此外，材料(Ba，Sr，Ca)2Si5N8:Eu也可以被表示為M2Si5N8 = Eu,其中M是選自由鋇 (Ba)、鍶(Sr)和鈣(Ca)組成的群組中的一種或者多種元素；具體地，在這個化合物中M包括Sr和/或Ba。在又一具體實施例中，M由Sr和/或Ba組成(不考慮存在Eu)，具體地為5O % -100 % (具體地為5O % -90 % )的Ba和5O-O % (具體地5O-IO % )的Sr，諸如 BaL5Sr0.5Si5N8:Eu(即，75% 的 Ba ；25% 的 Sr)。此處，引入了 Eu，並且用其代替 M(即，Ba、Sr 與Ca中的一種或者多種)的至少部分。類似地，材料出3，51~^3)415丨隊工11也可以被表示為嫩15丨隊工11，其中]\1是選自由以下組成的群組中的一種或者多種元素鋇(Ba)、鍶(Sr)和鈣(Ca)；具體地，在該化合物中M包括鈣或者鍶、或者鈣和鍶，更具體地為鈣。此處，引入了 Eu，並且用其代替M(即，Ba、 Sr和Ca中的一種或者多種)的至少部分。術語螢光材料在本文中尤其指代無機螢光材料，它們有時也被表示為螢光材料。 這些術語對本領域技術人員來說是已知的。透射部分(出射窗口)具體地，在距透射窗口的下遊面的非零距離處，布置了(在一個實施例中為半透明的)透射部分或者出射窗口。該出射窗口被布置成允許照明設備光從照明設備放出。在一個實施例中出射窗口可以包括有機材料。優選的有機材料選自由以下組成的群組PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PE (聚乙烯)、PP (聚丙烯)、PC (聚碳酸酯)、P (M) MA(聚(甲基)丙烯酸甲酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、C0C(環烯烴共聚物)和PDMS (聚二甲矽氧烷)。然而，另一實施例中，出射窗口包括無機材料。優選的無機材料選自由玻璃、 (熔化的)石英、陶瓷、以及矽酮組成的群組，並且優選地是陶瓷。如上所述，在具體實施例中，透射部分包括透射陶瓷材料。在一個實施例中，出射窗口是半透明的。例如以上提到的材料可以具有固有的半透明特性，或者可以例如通過磨砂(例如，通過噴沙或者酸蝕)材料被製成半透明的。這些方法是本領域已知的。半透明出射窗口可以允許某些光穿過，但是通過半透明材料觀看的內部(即，照明設備的上遊物體，相對於出射窗口在上遊)基本上是漫射的或者模糊的。如上所述，在又一實施例中，出射窗口包括螢光材料的至少部分。在另一實施例中，包括螢光材料(層)的出射窗口進一步被提供有在上遊側的塗層，該塗層也包括螢光材料的部分(其可以具有基本上不同的發射顏色或者基本上類似的發射顏色)。
陶瓷透射陶瓷層或者螢光陶瓷以及製備它們的方法是本領域中已知的。例如參照美國專利申請序列號No. 10/861，172 (US2005/0269582)、美國專利申請序列號 No. 11/080, 801 (US2006/0202105)或者 W02006/097868、W02007/080555、US2007/0126017 以及W02006/114726。這些文獻，並且尤其是這些文獻中提供的關於製備陶瓷層的信息通過引用併入本文。陶瓷層具體地可以是自支撐層，並且可以與半導體器件獨立地形成，然後，在一個實施例中其被附接到完成的半導體器件，或者在另一實施例中其用作半導體器件的生長基底。陶瓷層可以是半透明的或者透明的，這可以減小與諸如保形螢光材料層(即粉末層) 的不透明波長轉換層相關聯的散射損耗。螢光陶瓷層可以比薄膜或者保形螢光材料層更穩固。此外，由於螢光陶瓷層是固體，所以較易形成與也為固體的附加的光學元件(諸如透鏡和輔助光學器件)的光學接觸。在一個實施例中，陶瓷螢光材料可以通過在高溫下加熱粉末螢光材料，直至螢光材料顆粒的表面開始變軟並且形成液體表面層為止來形成。部分融化的顆粒表面促進顆粒間的質量輸運，這導致形成顆粒在此處結合的「頸部」。形成頸部的質量的重新分布引起顆粒在燒結期間收縮，並且產生顆粒的剛性結塊。成形的「坯體」或者燒結的預緻密陶瓷的單軸的或者均衡的處理步驟和真空燒結對於形成具有低殘餘內部孔隙度的多晶陶瓷層來說是必需的。陶瓷螢光材料的半透明度(即其產生的散射的量)可以通過調節加熱條件或者壓制條件、製造方法、所使用的螢光材料顆粒前體以及螢光材料的適當晶格而從高度不透明到高度透明之間進行控制。除螢光材料之外，可以包括諸如氧化鋁之類的陶瓷形成材料，例如以促進陶瓷的形成或者調節陶瓷的折射率。也可以形成包含多於一個多晶組分或者晶體和非晶或者玻璃狀組分的組合的多晶合成材料，例如，這通過共燒兩個各自為粉末的螢光材料，諸如氧代次氮基矽酸鹽(oxonitridosilicate)螢光材料和次氮基矽酸鹽 (nitridosilicate)螢光材料來形成。在具體實施例中，陶瓷螢光材料可以通過傳統的陶瓷工藝製成。除其他以外，「坯體」通過幹壓、流延、粉漿澆鑄來形成。該坯體然後在升高的溫度下加熱。在該燒結階段， 發生頸部成形和顆粒間質量輸運。這引起孔隙度的極大減小，並且因此引起陶瓷體的收縮。 殘餘的孔隙度依賴於燒結條件(溫度、加熱、保壓(dwell)、氣氛)。成形的「坯體」或者燒結的預緻密陶瓷的熱單軸或者熱均衡或者真空燒結對於形成具有低殘餘內部孔隙度的多晶陶瓷層來說是必需的。例如可以被形成為螢光陶瓷層的螢光材料的示例包括具有通式為(LUl_x_y_a_bY xGdy)3(Al1^cGazSic)5012_CNCCeaPrb 的鋁石榴石螢光材料，其中，0 彡 χ < 1，0 彡 y < 1， 0 彡 ζ 彡 0. 1，0 < a 彡 0. 2，0 彡 b 彡 0. 1，並且 0 彡 c < 1，諸如 Lu3Al5O12:Ce3+、Y3Al5012:Ce3+ 以及Y3Al4.^ia2O1UNa2:Ce3+，其發射在黃色-綠色範圍中的光；以及(Sr1TyBiixCay)2_zSi5_aA laN8_a0a:Euz2+，其中 0 ^ a < 5,0 ^ χ ^ 1,0 ^ y ^ 1,0 ^ x+y ^ 1 並且 0 < ζ 彡 1，諸如發射在紅色範圍中的光的Sr2Si5N8:Eu2+。適當的Y3Al5O12 = Ce3+陶瓷板可以從北卡羅來納州夏洛特的Baikowski國際公司購買。其他綠色、黃色和紅色螢光材料也可以是適當的，包括 (Siva_bCabBac) SixNyOz:Eua2+(a = 0. 002-0. 2，b = 0. 0-0. 25, c = 0. 0-0. 25，χ = 1· 5-2. 5,y = 1. 5-2. 5，ζ = 1· 5-2. 5)，例如包括 SrSi2N2O2:Eu2+ ； (SrlmMguCavBax) (Ga2_y_zAlyInzS4) :Eu2+，例如包括 Srfei2S4 = Eu2+ ； (Sivx_yBaxCay)2Si04: Eu2+，例如包括 SrBaSiO4 = Eu2+ ；QvxSrxS: Eu2+，其中 0 彡 χ 彡 1，例如包括 CaS Eu2+ 和 SrS Eu2+ ； (Ca1^zSrxBayMgz) ^n (Al1^bBa) Si^^^O,, REn, 其中0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡ζ彡1，0彡a彡1，0彡b彡1並且0. 002彡η彡0. 2以及RE 選自銪(II)和鈰(III)，例如包括 CaAlSiN3:Eu2+以及 CaAl1.Q4SiQ.96N3:Ce3+；以及 Mxv+Si12_(m+n) Alm+n0nN16_n,而 χ = m/v 並且 M 是金屬，M 優選地選自包括 Li、Mg、Ca、Y、Sc、Ce、Pr、Nd、Sm、 Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu 或者它們的混合物的群組，例如包括 CEta75Si8^25Alu75Ou7 N -Fn
51N0. 625 -ijuO. 25°與包括與黏合材料或者周圍材料在折射率上具有較大光學不連續性的螢光材料顆粒的螢光粉末膜不同，並且與光學上行為類似於不具有光學不連續性的單個、大的螢光材料顆粒的單晶螢光體不同，多晶螢光陶瓷的行為與緊密封裝的單個螢光材料顆粒類似， 從而使得在不同螢光材料顆粒的界面之間(基本上)僅存在小的光學不連續性。通過減小光學不連續性，實現了單晶螢光體的光學特性。因此，如LuAG的螢光陶瓷(其呈現出允許透明的立方晶體結構)在光學上基本是均勻的，並且與形成螢光陶瓷的螢光材料具有相同的折射率。與保形螢光材料層或者布置在透明材料(諸如樹脂)中的螢光材料層不同，螢光陶瓷除了螢光材料本身之外，大體上不需要黏合材料(諸如有機樹脂或者環氧樹脂)，從而使得在單個螢光材料顆粒之間存在非常小的空間或者不同折射率的材料。結果，螢光陶瓷可以是透明的或者半透明的，這與在層中呈現較多和/或較大光學不連續性的保形螢光材料層不同。如上所述，在具體實施例中，透射陶瓷層包括含鈰的石榴石陶瓷，具體地是 A3B5O12 = Ce石榴石陶瓷(也如以上定義的)，其中A至少包括鑥，並且其中B至少包括鋁，更具體地是(YhLux)3B5O12 = Ce石榴石陶瓷，其中χ大於0並且等於或者小於1。具體地，B是鋁。短語「透射陶瓷層包括含鈰的石榴石陶瓷」具體地涉及基本上或者完全由這種材料(在本文中在該實施例中為石榴石)組成的陶瓷。透射陶瓷層是本領域公知的，同樣參見上文。透明陶瓷層的透明度可以通過使用透射作為層的散射特性的度量來定義。透射具體地定義為由遠離漫射光源的陶瓷層透射通過的光量(也是在內部反射與散射之後)與從輻射陶瓷層的漫射光源發射的光量的比值。 透射例如可以通過將具有例如厚度在0. 07mm-2mm範圍中(諸如大約120微米)的陶瓷層安裝在具有主導波長在590nm與650nm之間的紅光的漫射發射體前面，並且然後測量以上定義的比值來獲得。某些陶瓷也可以被製成高度反射的。例如，氧化鋁可以是高度反射性的(99%反射乃至99. 5%反射)。在具體實施例中，反射陶瓷材料例如具有在400nm-750nm波長範圍中，在> 95% 範圍中的平均反射，如> 98 %。例如，所製備的多晶氧化鋁在400nm-500nm範圍中的反射在大約98% -99%的範圍中，並且在500nm-750nm的反射在大約99% -99. 5%的範圍中。透射材料(具體地是透射陶瓷材料)具有例如在450nm-750nm的範圍中的至少 99%的平均透射，乃至至少99. 5%的透射。


現在將參照所附示意性圖僅通過示例描述本發明的實施例，在圖中，對應的參考標記表示對應部分，並且在附圖中圖Ia-圖Ij示意性地描繪了照明設備的實施例；以及圖2示出了在包括(如塗覆或者嵌入的)螢光材料的透射部分上的溫度測量作為供應給光源的功率的函數，其中該透射部分是陶瓷、玻璃、聚碳酸酯或者PET層，並且是熱沉的；以及圖3a_圖3d示意性地描繪了分別包括4個或者2個照明設備的燈的其他實施例。附圖未必按比例繪製。
具體實施例方式圖Ia示意性地描繪了根據本發明的照明設備1的實施例。照明設備1包括封閉諸如發光二級管(LED)的光源10的罩100，該光源被布置成生成光源光11。罩100創建室或者腔30，該腔30封閉光源10。一般而言，罩100至少包括底部部分或者基底150以及罩部分101，其中罩部分101可以具有不同的形狀。罩100包括透射部分110，其被布置成透射光源光11的至少部分，藉此提供透射部分110下遊的照明設備光2 ；以及反射部分120，其被布置成反射光源光11的至少部分。 反射部分110包括反射陶瓷材料。在圖Ia示意性描繪的實施例中，罩100主要由基底150和罩部分101組成，其中後者主要由壁160和透射部分110組成。壁160主要包括反射部分120。以這種方式，罩包括反射部分120和透射部分110。基底150可以包括熱沉200或者用作熱沉200。以這種方式，反射部分120可以與熱沉200接觸。在圖Ia中描繪的實施例中，罩100還封閉螢光材料20，該螢光材料被布置成吸收光源光11的至少部分，並且發射螢光材料光21。因此，具體地，在這種實施例中，罩100包括透射部分110，其被布置成透射選自由光源光11的至少部分和螢光材料光21的至少部分組成的群組中的一種或者多種。藉此可以提供透射部分110的下遊的照明設備光2。此外，反射部分120可以被布置成反射選自由光源光11的至少部分和螢光材料光21的至少部分組成的群組中的一種或者多種。反射部分110包括反射陶瓷材料。透射部分110(也表示為窗口或者出射窗口)包括指向光源10的上遊面111，以及指向外部的下遊面112。在該實施例中，螢光材料20的至少部分(在該附圖中所有螢光材料20)被提供在透射部分110的上遊面111的塗層113中。在照明設備1中，光源10是透射部分110的上遊；透射部分110是光源10的下遊。上遊面111是下遊面112的上遊，但是上遊面111當然是光源10的下遊。標記d表示了光源10 (具體地為LED晶片)與螢光材料20之間的最短距離。由光源10生成的光11可以在反射部分120處被反射，並且反射光的大部分可以與直射光一起最終通過透射部分110離開腔30。離開照明設備1的光用標記2來表示。在圖Ia的實施例中，設備光2可以包括螢光材料光21和光源光11。圖Ia示例性描繪的實施例例如可以是立方體、曲面、六面體、或者圓形(管狀)的設備1的橫截面。圖Ib示意性地描繪了其中罩100包括圓頂部分的實施例。在該實施例中，透射部分110被布置成圓頂。在該示意性描繪的實施例中，同樣僅通過示例包括螢光材料20並且也通過示例將螢光材料20描繪成透射部分110的上遊面111的塗層。圖Ic示意性地描繪了沒有螢光材料20的實施例；雖然在一個變形中光源10可以包括基於螢光材料的白色光發射LED (未示出)。光源10 (此處通過示例描繪了 4個光源10)例如可以是RGB LED或者可以是各自提供RGB顏色或提供白色光的其他顏色組合 (藍-黃；藍-黃-紅等)的LED。圖Id至圖Ie示意性地示出了根據本發明的實施例的照明設備1的示例的頂視圖，其中前者示出了其中罩100可以具有管狀(例如參見圖la)或者管狀-圓頂(例如參見圖lb)或者圓頂形狀的實施例，並且其中後者示出了其中罩100具有六面體形狀(例如參見圖la)的實施例。圖If示意性地描繪了其中螢光材料20被布置在光源10的下遊以及透射部分110 的上遊的實施例。例如，透射中間窗口 130可以被提供成包括螢光材料20作為(上遊面和 /或下遊面的)塗層，或者包括螢光材料20作為(描繪了的)嵌入材料。例如，該透射中間窗口 130可以是包括螢光材料的聚合箔，或者可以優選地是螢光陶瓷材料。腔30以該實施例示意性描繪的方式被劃分成第一腔30』 (中間窗口 130的上遊) 和第二腔30」(中間窗口 130的下遊)。原則上，可以存在更多個中間窗口 130。布置在距離透射部分110非零距離處的、包括螢光材料的中間窗口 130可以具有的優點是，當透射部分110是半透明的時，該半透明部分可以被感知為白色的(當透射部分110基本上是無色的時)，儘管中間窗口 130可以是有顏色的(例如，當使用如用陶瓷摻雜的YAG和/或用銪摻雜的氮化物的有色螢光材料20時)。圖Ig示意性地描繪了其中壁160在壁的內側具有反射部分(用標記120表示) 的實施例。這種壁可以是或者可以用作熱沉200。因此，以這種方式，透射部分110也可以與熱沉200相接觸。在一個實施例中，反射陶瓷材料120可以是(壁160的)反射陶瓷塗層。雖然未在以上圖Ia-圖Ig中描繪，但是基底150在罩100內的未被光源10佔用的面積將通常也包括反射材料，在一個實施例中這也可以是反射部分120(即，陶瓷反射體)。圖Ih示意性地描繪了其中罩部分101基本上由圓頂組成的實施例。因此，此處罩 100包括基底150和圓頂，其中後者包括透射部分110。由於基底150可以包括或者可以用作熱沉200，以這種方式，透射部分110也可以與熱沉200接觸。注意到，在(未描繪的)實施例中，圓頂還可以包括反射部分120和透射部分110。在該實施例中，通過示例的方式，基底150在罩100內的未被光源10佔用的面積包括反射材料反射部分120。這些反射陶瓷材料部分120在一個實施例中可以是(例如基底150的)反射陶瓷塗層。布置在基底150在罩100內的未被光源10佔用的面積的至少部分上的反射陶瓷材料部分120在本文中也可以表示為反射陶瓷底部部分1 (參見下文)。圖Ii示意性地描繪了與在圖Ia中示意性描繪的實施例類似的實施例，不同之處在於，在該圖中，通過示例的方式將透射螢光陶瓷作為透射部分110(並且因此也作為螢光材料20)應用，以及更詳細地描繪了一種變形，其中基底150在罩100內的未被光源10佔用的面積包括反射材料，諸如反射部分120，在此處其被表示為反射陶瓷底部部分126。在一個實施例中，反射陶瓷底部部分126可以包括反射陶瓷材料塗層。
例如可以用擠壓工藝或者用注入模製工藝來生產罩100的部分(例如，(所有)反射部分120)。這也可以適用於透射部分110。圖Ij示意性地描繪了作為高光強度實施例的示例的燈5 (例如聚光燈)，其包括照明設備1和光學器件170，光學器件170被布置成對經由透射部分110從設備1放出的照明設備光2進行準直。圖3a-圖3d示意性地描繪了包括多個照明設備(1)，諸如4個(圖3a_圖3c)或者2個(圖3d)的燈(5)的實施例。燈5包括固定裝置300以及中間部分201(其也表示為熱沉殼201)，該中間部分201包括熱沉(未示出)，並且燈5還包括發光部分，該發光部分5包括多個照明設備1。從原理上來講，圖Ia-圖Ii中描繪的實施例中的任何一個可以用於或者適用於提供在圖3a-圖3d示意性地描繪的實施例中的多個照明設備。在圖Ij和圖3a-圖3d中示意性描繪的實施例也表示為LED改進型燈。示意性描繪的實施例包括支撐結構180，其可以安裝在熱沉殼201所包括的熱沉上或者作為該熱沉的一部分。支撐結構180被布置成支撐多個照明設備1。此外，支撐結構 180可以被布置成分別提供反射部分120的至少部分。此外，支撐結構180可以被布置成分別支撐發光二極體(LED)光源(10)。所有這些選擇均在圖3a-圖3d中示意性地示出。支撐結構180可以被附接到熱沉殼201中的熱沉或者與該熱沉集成(也參見下文)。圖3a示意性地描繪了包括4個照明設備的實施例，這些照明設備由交叉狀的支撐結構180的翼封閉。實際上，支撐結構180形成照明設備1的支撐150(參見圖北)。此外， 支撐結構180可以具體地包括陶瓷材料，從而導致的優點是熱傳遞遠離光源10。因此，支撐結構在此處也被布置成熱沉200。此外，在這些實施例中，優選地，支撐結構180是反射性的。因此，支撐結構180也被布置成相應的照明設備1的反射部分120。支撐結構180和熱沉殼201中的熱沉可以是一個集成的陶瓷部分，其中優選地，支撐結構180的至少部分是反射性的。以這種方式，可以提供集成的陶瓷元件，其從熱耗散的角度來看是有利的。支撐結構180可以具有散熱器、電隔離器和光學反射體的功能。此外， 由於透射部分120也可以是陶瓷的，同樣這些部分可以改善熱耗散，並且實際上也可以具有熱沉的功能。圖3c示意性地描繪了在圖3a_圖北中示意性描繪的實施例的截面圖的示例。注意到，這些實施例示出了具有不同隔間(每個具有其「自己的」腔30)的一種四葉式交叉。 在各個隔間中的光源10可以被布置成提供白色光，但是也可以被布置成提供有顏色的光。 在一個實施例中，螢光材料可以用來轉化光源光的至少部分(參見上文)。在具體實施例中，螢光材料被提供為透射部分110的至少部分的內部塗層(例如也參見圖la、圖lb、圖Ih)。在另一實施例中，螢光材料作為透射部分110的至少部分的內部塗層而應用，並且螢光材料包括黃色發射的螢光材料，該材料還被布置成當由藍光激勵時提供這種黃色發射(諸如以上提到的石榴石材料)。在包括所述螢光材料的照明設備1中的一個或者多個光源10被布置成提供藍光，此外，在包括所述螢光材料的照明設備1中的一個或者多個光源10被布置成提供紅光。以這種方式，可以獲得大的色域。此外，可以應用螢光材料的混合物。除非另有表示，這可以適用於本文中描述的所有實施例。
圖3d(橫截面視圖)示意性地描繪了與在圖3a_圖3c中示意性描繪的相同的實施例，而不同之處在於燈5包括「僅」兩個照明設備1。同樣，支撐結構180的至少部分具有照明設備1的支撐150的功能、熱沉200的功能以及反射部分120的功能。在以上示例中，LED光源可以被布置在PCB上，或者也可以直接布置在陶瓷材料上，諸如支撐150。陶瓷是惰性的，並且因此具有長的壽命，這意味著它們可以趕得上LED的(預期的)壽命，而塑料、金屬或者有機塗層將隨著時間退化。這還意味著它們不需要阻燃評級。 陶瓷可以被形成為高度反射的(在99%總反射之上)，甚至好於許多專用塑料化合物。如以上所表示的，陶瓷可以被設計成具有良好的熱導率(高達35W/mK，乃至更高)。在系統級上的熱性能可以比使用金屬熱沉更好，這是由於不再需要LED和熱沉之間的電絕緣體的事實。當使用陶瓷小裝配(submoimt)時，壽命將由於良好的CET (熱膨脹係數)匹配而增加。 因此，可以提供具有陶瓷部分作為支撐、作為熱沉、作為透射部分的「全」陶瓷設備，而這具有的優點是在反射部分的高的反射、通過窗口的良好透射以及整體良好的熱沉特性。因此， 本發明還提供了(全)陶瓷LED改進型燈。因此，有利地，陶瓷材料可以在高光強度和/或高溫應用中應用在許多高功率LED在小的表面上的應用中；將熱傳導到設計的金屬部分的熱傳導陶瓷；具有適當的光學品質以例如作為螢光材料的載體的熱傳導陶瓷。如果需要，半透明或者更多的散射(作為散射器)；可以用作在陶瓷頂部的層或者併入到陶瓷基體的螢光材料，並且因此例如對藍色 LED光進行轉換；陶瓷材料對高通量和高溫度具有高的抵抗性。不存在有機材料的降解(如聚合物變黃)，並且沒有形變。陶瓷的大小和形狀可以根據技術規範定製；因此，陶瓷材料可以用在照明設備1中以用於熱耗散；此外，相同陶瓷材料可以用作透射部分或者反射部分。示例製作了以下設備具有高密度LED並且具有熱沉的板，例如9個LED在^Omm2上或者16個LED在310mm2上，而螢光材料在轉換腔中具有短的距離(螢光材料近似5mm-10mm)。 螢光材料被併入到陶瓷中，或者應用在適當的塗層中，以提供透射部分。測試了作為透射部分的陶瓷材料並且將其與玻璃、聚碳酸酯以及PET膜(作為包括螢光材料的透射部分)進行了比較。除了這些部分的溫度分別作為提供給LED的功率的函數之外，還測量了熱沉的溫度。測量(圖2)示出了在陶瓷上的遠端磷具有比聚碳酸酯PC 或者玻璃低60°C的溫度。圖2從上到下描繪了作為輸入功率的函數的溫度曲線包括螢光材料的PET參考透射材料的螢光材料溫度(星號)；具有螢光材料作為上遊塗層的聚碳酸酯透射材料的螢光材料溫度(方形)；具有螢光材料作為上遊塗層的玻璃透射材料的螢光材料溫度(三角形)；具有螢光材料作為上遊塗層的聚碳酸酯陶瓷透射材料的螢光材料溫度(菱形)；以及熱沉的參考溫度。
本領域技術人員將理解本文中諸如在「基本上所有發射」中或者在「基本上包括」 中的術語「基本上」。術語「基本上」也可以包括具有「全部」、「完全」、「所有」等的實施例。 因此，在實施例中，也可以去除形容詞基本上。當合適時，術語「基本上」也可以指代90%或者更高，諸如95 %或者更高，具體地是99 %或者更高，甚至更具體地是99. 5 %或者更高，包括100%。術語「包括」還包含其中術語「包括」意味著「由…組成」的實施例。在數值之前的術語「大約」指代其中數值如本領域技術人員將理解的可以稍微偏離的實施例，但是也可以包括其中數值基本上精確等於所表示的數值的實施例。一般而言，如本領域技術人員所公知的，諸如大約400nm的數值可以包括390. 5nm_400. 5nm。除其他以外本文中的設備在操作期間進行了描述。例如，術語「藍色LED」指代在其操作期間生成藍色光的LED ；換言之，LED被布置成發射藍光。如本領域技術人員將清楚的，本發明並不限於操作方法或者在操作中的設備。應當注意到，以上提到的實施例圖示了而不是限制了本發明，並且本領域技術人員將能夠在不脫離所附權利要求書的範圍的情況下設計許多備選實施例。在權利要求書中，放置在括號中的任何參考標記不應當被解釋為對權利要求書的限制。使用動詞「包括」 及其變形並不排除存在不同於權利要求書中所述元件或者步驟的元件或者步驟。冠詞「一」 或者「一個」並不排除存在多個這種元件。在枚舉了若干裝置的設備權利要求中，這些裝置中的若干裝置可以由一個硬體或相同硬體體現。某些手段記載在完全不同的從屬權利要求中的唯一事實並不表示不能有利地使用這些手段的組合。
權利要求
1.一種照明設備(1)，其包括封閉發光二極體(LED)光源(10)的罩100，所述光源(10) 被布置成生成光源光(11)，其中所述罩(100)包括-透射部分(110)，被布置成透射所述光源光(11)的至少部分，藉此提供在所述透射部分(110)的下遊的照明設備光O)，以及-反射部分(120)，被布置成反射所述光源光(11)的至少部分，其中所述反射部分 (120)包括反射陶瓷材料。
2.根據權利要求1所述的照明設備(1)，其中所述透射部分(110)和所述反射部分 (120)與熱沉(200)接觸。
3.根據權利要求2所述的照明設備(1)，其中所述透射部分(110)進一步被配置成向所述熱沉(200)傳遞熱。
4.根據權利要求3所述的照明設備(1)，其中所述透射部分(110)是所述熱沉(200) 的一部分。
5.根據權利要求2-4中任一項所述的照明設備(1)，其中所述熱沉(200)包括陶瓷材料。
6.根據權利要求1-4中任一項所述的照明設備(1)，其中所述透射部分(110)包括透射陶瓷材料。
7.根據權利要求1-4中任一項所述的照明設備(1)，其中所述陶瓷材料基於選自由以下組成的群組中的一種或者多種材料:A1203、A1N、SiO2, Y3Al5O12, Y3Al5O12類似物、Y2O3> TiO2 以及&02。
8.根據權利要求1-4中任一項所述的照明設備(1)，其中所述罩(100)具有六邊形截
9.根據權利要求1-4中任一項所述的照明設備(1)，其中所述罩(100)還封閉螢光材料(20)，所述螢光材料00)被布置成吸收所述光源光(11)的至少部分，並且發射螢光材料光 01)，其中所述罩(100)包括-透射部分(110)，被布置成透射所述光源光(11)的至少部分，或者所述螢光材料光 (21)的至少部分，或者所述光源光(11)的至少部分與所述螢光材料光的至少部分這兩者，藉此提供所述透射部分(110)的下遊的照明設備光O)，以及-反射部分(120)，被布置成反射所述光源光(11)的至少部分，或者所述螢光材料光 (21)的至少部分，或者所述光源光(11)的至少部分與所述螢光材料光的至少部分這兩者，其中所述反射部分(110)包括反射陶瓷材料。
10.根據權利要求9所述的照明設備(1)，其中所述光源(10)是被布置成生成藍色光的LED，並且其中所述螢光材料00)被布置成與所述光源光(11) 一起提供白色的照明設備光⑵。
11.根據權利要求9和10中任一項所述的照明設備(1)，其中所述螢光材料00)的至少部分被提供在所述透射部分(110)的上遊面(111)的塗層(11 中。
12.根據權利要求9和10中任一項所述的照明設備(1)，其中所述螢光材料00)的至少部分嵌入在所述透射部分(110)中。
13.根據權利要求1-4中任一項所述的照明設備(1)，其中所述透射部分(110)是半透明的。
14.一種燈(5)，其包括根據前述權利要求中的任一項所述的照明設備(1)。
15.根據權利要求14所述的燈(5)，包括多個照明設備(1)和支撐結構(180)，其中所述支撐結構(180)被布置成支撐所述多個照明設備(1)，並且其中所述支撐結構(180)被布置成分別提供所述反射部分(120)的至少部分，並且被布置成分別支撐所述發光二極體 (LED)光源(10)。
全文摘要
本發明提供了一種照明設備，其包括封閉光源和螢光材料的罩，該光源優選地為LED。該罩包括透射部分和反射部分，其中反射部分包括反射陶瓷材料。該陶瓷材料可以用於熱耗散。
文檔編號H01L33/60GK102449373SQ201080023296
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月7日 優先權日2009年5月28日
發明者B·J·W·特威梅, C·T·斯塔斯, J·P·M·安森姆斯, T·C·特魯爾涅特, T·G·M·M·卡彭, V·S·D·吉倫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司