(57)【要約】  本発明において、固体状態光源3、少なくとも１つの変換要素4、及び光散乱要素6を備える発光装置が提供され、前記固体状態光源3は、一次放射の第１部分511を前記光散乱要素6への入射に関して、また、前記一次放射の第２部分512を少なくとも１つの二次放射521,522への少なくとも部分変換のために前記変換要素4への入射に関して、放射するように設けられ、前記光散乱要素6は、前記一次放射の前記第１部分511、前記二次放射521,522、及び前記変換要素4において変換されていなかった前記一次放射の前記第２部分512の一部、からランバート光分布パターンを有する混合放射5を生成するように設けられ、前記一次放射の前記第１部分511は、前記変換要素4を通過することなく、前記発光器を離れる。
2009524914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体状態光源、少なくとも１つの変換要素、及び光散乱要素を備える発光装置であって、
−前記固体状態光源が、一次放射の第１部分を前記光散乱要素への入射に関して、また、前記一次放射の第２部分を少なくとも１つの二次放射への少なくとも部分変換のために前記変換要素への入射に関して、放射するように設けられ、
−前記光散乱要素が、前記一次放射の前記第１部分、前記二次放射、及び前記変換要素において変換されていなかった前記一次放射の前記第２部分の一部、からランバート光分布を有する混合放射光を生成するように設けられ、
−前記一次放射の前記第１部分が、前記変換要素を通過することなく、前記発光器を離れる、
発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置において、前記変換要素は、結晶結合の理論的固体状態密度の９７％より大きい密度を有するセラミック材料を有することを特徴とする、発光装置。
【請求項３】
請求項１又２に記載の発光装置において、前記変換要素は、前記一次放射の前記第２部分の放射の平均方向において少なくとも30μmの厚さを有することを特徴とする、発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の発光装置において、前記固体状態光源は、前記混合放射光の放射の方向において見られる場合に、前記固体状態光源に面する前記変換要素の表面より大きいまたは等しい発光表面を有することを特徴とする、発光装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の発光装置において、前記変換要素は、前記一次放射が前記変換要素を通過することなく通過し得る少なくとも１つの開口を有することを特徴とする、発光装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載の発光装置において、前記変換要素は、前記固体状態光源に光学的に接続されていることを特徴とする、発光装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項に記載の発光装置において、前記光散乱要素は、前記固体状態光源及び前記変換要素を取り囲むことを特徴とする、発光装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一項に記載の発光装置であって、前記固体状態光源、前記変換要素及び前記光散乱要素を取り囲むレンズを更に有することを特徴とする、発光装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一項に記載の発光装置において、前記混合放射光の前記色点は、前記光散乱要素の散乱特性を用いて調整可能である変換されない一次放射の部分により調整され、前記一次放射は、二次放射への変換に関して前記変換要素へ散乱されて戻されることを特徴とする、発光装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一項に記載の発光装置において、前記光散乱要素は、ランバート光分布を有する混合放射光を生成するための、同一又は異なるサイズ、材料及び濃度の反射及び／又は屈折粒子を含むことを特徴とする、発光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発光装置において、前記粒子は、一次及び／又は二次放射を吸収する色素の群からの材料を含むことを特徴とする、発光装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の発光装置において、前記粒子は、一次及び／又は二次放射を吸収し且つ異なる波長で後に再放射するための色素の群からの材料を含むことを特徴とする、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体状態光源及び光変換用要素を備え、高効率及び余弦状(cosinudoidal)光分布を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネッセンス光源（ＬＥＤ）と、通常、蛍光体粉末層又は多結晶蛍光体層である光変換蛍光体層と、を有する蛍光体変換エレクトロルミネッセンス装置（ｐｃＬＥＤ）は知られている。このようなｐｃＬＥＤにおいて、ＬＥＤは、一次放射を発し、この放射の少なくとも一部は、ＬＥＤにおいて配置される蛍光体層（変換要素）によって吸収され、そしてより長い波長の二次放射として再放射される。この方法は、色又は光変換としても記される。応用例に応じて、一次放射は、二次放射へ、完全に又は部分変換で、異なる色の光に変換され、例えば、白色光が、一次放射及び二次放射を混合することによって生成される。二次放射は無指向性に、そして本質的に粉末層の場合、変換要素からの余弦状角度分布を有して活性材料に放射される一方で、変換されない一次放射は平均方向の放射を有し、この放射は、固体状態光源の層構造によって規定され、また一般的に、発光層の放射から著しく逸脱する。したがって、一次放射及び二次放射を重畳することにより生成される混合光は、視角に余弦状に依存する強度分布（ランバート光分布）を有さず、生じる混合光は、放射角度の関数として著しく変化する。ユーザにより望まれる光分布は、強度が前方向において最大であるという事実によって識別されるランバート分布パターンである。
【０００３】
米国特許第6,653,765号は、例えばＬＥＤなどの青又は紫外線スペクトル範囲（一次放射）で放射するコンポーネント、並びに、一次放射を二次放射へ少なくとも一部変換するための蛍光体の層、及び、光源に関するランバート光分布パターンを発生させる少なくとも部分的変換に関する光散乱材料の層、を有する光源を開示する。光散乱粒子は、光散乱材料として作用し、この粒子は、最適な散乱粒子サイズが一次放射の波長にのみ適合される必要があるので、好ましくは、発光コンポーネント及び蛍光体材料の間に配置される。光散乱粒子の粒子サイズは、波長の1/10から波長の10倍までの間にあるべきである。最適な散乱の振る舞いは、例えば、紫外線一次放射に関して0.3μmの粒子サイズなど、波長に等しい粒子サイズを用いて達成される。
【０００４】
米国特許第6,653,765号において開示される光源において、蛍光体材料は、均一色点を生成する一次放射全体（100％）が蛍光体層に作用するように構成されている。一つの実施例において、ＬＥＤは蛍光体層によって完全に覆われており、別の実施例において、反射器が、一次放射を蛍光体材料へ完全に偏向させるために使用される。蛍光体層は懸濁(suspension)から通常の液化化学方法を用いて、又は支持マトリクス材を有する粉末層として、製造される。これらの層は、高い内在する散乱能力を有する。開示される光源の効率（輝度有効性）は、蛍光体材料における後方散乱効果及び無放射（再）吸収過程によって、悪影響を受ける。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、改善された輝度有効性を特徴とするランバート光分布を有する発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、固体状態光源、少なくとも１つの変換要素、及び光散乱要素を備える発光装置であって、前記固体状態光源が、一次放射の第１部分を前記光散乱要素への入射に関して、また、前記一次放射の第２部分を少なくとも１つの二次放射への少なくとも部分変換のために前記変換要素への入射に関して、放射するように設けられ、前記光散乱要素が、前記一次放射の前記第１部分、前記二次放射、及び前記変換要素において変換されていなかった前記一次放射の前記第２部分の一部、からランバート光分布を有する混合放射を生成するように設けられ、前記一次放射の前記第１部分が、前記変換要素を通過することなく、前記発光器を離れる、発光装置によって達成される。結果として、変換要素における非放射な吸収による光損失は、少なくとも一次放射の第１部分に関して避けられるが、その理由は、この第１部分は、光散乱要素へ入射する前にも光散乱要素から出た後にも、変換要素を通過しないからである。本発明に従うと、発光装置は、最新状態と比較した同じ色点において増加された効率を有する。１つ又は複数の無機及び／又は有機ＬＥＤ、又はレーザーダイオードが、固体状態光源として使用され得る。従属項は、明確に、一次放射の第２部分を二次放射へ完全に変換する発光装置の実施例も含む。
【０００７】
ある実施例において、前記変換要素は、結晶結合の理論的固体状態密度の９７％より大きい密度を有するセラミック材料を有する。小さい内在する散乱効果が原因で、このような変換要素は、一次放射の第２部分の伝播の平均方向に垂直な二次放射の大きい部分を放射する。このことは、二次放射と一次放射の第１部分とのより良好な混和性を導く。加えて、小さい散乱効果は、一次放射及び二次放射に関する、変換要素への光学的経路の平均長を低減する。したがって、変換要素における非放射な再吸収の部分は、追加的に低減され、結果的に、発光装置の効率は、更に増加される。
【０００８】
更なる実施例において、前記変換要素は、前記一次放射の前記第２部分の放射の平均方向において少なくとも30μmの厚さを有する。このような厚さの変換要素を用いると、吸収強度の十分に大きな変化が、混合光の所望な色点を調整するために得られる。
【０００９】
更なる実施例において、前記固体状態光源は、前記混合光の放射の方向において見られる場合に、前記固体状態光源に面する前記変換要素の表面より大きいまたは等しい発光表面を有する。このようにして、一次放射の第１部分の一部は、一次放射全体に関して増加され得る。この実施例において、固体状態光源から横方向に出射する少なくとも一次放射全体は、変換要素を通過しない。ここで、「横方向に出射する」として記される光は、一次放射の伝播の平均方向に垂直に本質的に配置される表面を通じて固体状態光源を離れる。一次放射全体に対して一次放射の第１部分の一部がより大きいほど、一次放射は、非放射な再吸収を通じて失われるのは少なくなり、したがって、発光装置は、より効果的になる。
【００１０】
更なる実施例において、前記変換要素は、前記一次放射が前記変換要素を通過することなく通過し得る少なくとも１つの開口を有する。一次放射全体に対して一次放射の第１部分の一部において所要な増加は、更に、発光装置の効用を増加させる。開口を通じて通過する一次放射の一部の伝播の平均方向には、二次放射の伝播の平均方向に少なくとも非常に類似し、ランバート光分布パターンを生成するより安価な光散乱要素を可能にする。ここで、開口は、変換要素の一部として理解されるべきでない。
【００１１】
更なる実施例において、前記変換要素は、境界表面における後方反射を低減するための固体状態光源に光学的に接続されている。
【００１２】
更なる実施例において、前記光散乱要素は、前記固体状態光源及び前記変換要素を取り囲む。したがって、ランバート光分布パターンを生成することが促進される。
【００１３】
更なる実施例において、前記固体状態光源、前記変換要素及び前記光散乱要素を取り囲むレンズを更に有する。このレンズは、所望な偏向又は混合光の焦点合わせを可能にする。
【００１４】
更なる実施例において、前記混合光の前記色点は、前記光散乱要素の散乱特性を用いて調整可能である変換されない一次放射の部分により調整され、前記一次放射は、二次放射への変換に関して前記変換要素へ散乱されて戻される。色点は、例えば製造依存への反応として適切に適合された散乱特性により細かく調整され得、変換要素の吸収特性を微妙に変化させ、又は一次放射の波長を微妙に変換させる。代替的に、発光装置は、したがって、異なる要件に適合される色点を用いる一方で、同一の固体状態光源及び変換要素を用いても、製造され得る。
【００１５】
ある実施例において、光散乱要素の適合手順は、前記光散乱要素が、ランバート光分布を有する混合放射光を生成するための、同一又は異なるサイズ、材料及び濃度の反射及び／又は屈折粒子を含むことにより達成される。
【００１６】
更なる実施例において、前記粒子は、一次及び／又は二次放射を吸収する色素の群からの材料を含む。この色素は、一次放射及び二次放射を排他的に吸収し得る、又は別の実施例において、その後で、これらの放射を、吸収の後で、異なる波長で再放射し得る。これらの色素を用いると、発光装置の相関性色温度が、より一層目的に合わせて適合され得る。
【００１７】
本発明のこれら及び他の点は、後述の実施例から明らかであり、これらの実施例を参照して非限定的な例を用い説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、担体１、基板２、及び基板２において設けられ一次放射５１１・５１２を放射する固体状態光源３、更に、一次放射の光線の経路において構成され、一次放射の第２部分５１２の少なくとも部分的吸収と二次放射５２１・５２２の放射とに関する変換要素４、を含む本発明に従う発光装置の実施例を示す。固体状態光源３及び変換要素４は、ランバート分布パターンを有する混合光５を生成する光散乱要素６によって封止される。混合光５は、一次放射及び二次放射に依存する相関性色温度を有する。「色温度」という用語は、黒体放射体に関してのみ厳格には適用可能である。相関性色温度は、この黒体放射体の温度を示し、この温度の知覚される色が混合光５のスペクトルに最も似ている。
【００１９】
通常の固体状態光源３は、２つの電極間に配置される少なくとも１つの有機又は無機エレクトロルミネッセンス層を有する、基板２に適用されるエレクトロルミネッセンス層構造を有する。この場合、一次放射は、透明電極を通じて、基板から離れて面する側へ放射される（トップエミッタ）一方で、基板２に面する電極及び／又は基板２は反射性である。発光装置は、例えば、ＬＥＤの２次元構成など、同一及び／又は異なる一次放射を放射するいくつかのエレクトロルミネッセンス光源も有し得る。他の実施例において、可能であれば光導波路及び／又は配光要素に接続される１つ又は複数のレーザーダイオードも固体状態光源として使用され得る。
【００２０】
固体状態光源３によって放射される一次放射は、（図１参照）一次放射の第２部分５１２としてここでは示されるように、固体状態光源３における発光層に主に垂直に広がる。固体状態光源内における層の異なる屈折率が原因により、一次放射の第１部分５１１、加えて一次放射の第２部分５１２は、変換要素４に作用することなく、固体状態光源３から大きな角度で横方向に放射５の平均方向へ出射する。光散乱要素６、及び混合光の生じるランバート分布により、大きな視角（見る方向と伝播５の平均方向との間の角度）で横方向へ出射する一次放射は、混合光における一次放射の一部分の増加へは導かない。固体状態光源を封止する変換要素を用いても、相当な効果は達成され得る。しかし、この場合、一次放射全体、及び変換されない放射は、変換要素を通過しなければならない。変換要素における一次放射の一部分の非放射吸収の損失は、このような光源の有効性の低下へ導く。本発明に従う発光装置は、所望の色温度を調整するのに必要な部分の少なくとも一部（第１部分５１１）に関して何の吸収損失もないので、ｐｃＬＥＤと比較されてもより高い有効性を有する。混合光に関する一次放射の特定の所要な部分に関して、発光装置の有効性は、（変換要素の構造に依存して）変換されない一次放射の全体に対する一次放射の第１部分５１１の一部分とともに増加する（一次放射の第２部分５１２に関する変換要素の吸収強度は、非変換一次放射も変換要素を通過するように、１００％より小さくあり得る）。
【００２１】
変換要素４は、一次放射の第２部分５１２の光線の経路における一次放射の第２部分５１２の少なくとも部分的吸収に関して、及び、吸収された一次放射を二次放射５２１・５２２へ変換するために、構成される。変換要素における活性材料の選択は、二次放射のスペクトルを決定する。青色一次放射及び黄色二次放射から白色など、異なった色の光は、適切な一次放射及び二次放射を用いる場合、生成され得る。他の実施例において、紫外線一次放射も、適切な変換材料によって、例えば青色、黄色、緑色、及び／又は赤色の二次放射などの異なる色の二次放射へ変換され得る。
【００２２】
ある実施例において、変換要素４は、本質的な光変換蛍光体材料若しくは例えばＰＭＭＡなどの寸法的に適切なマトリクス材料、又は粒子を用いてドープされ得、光変換粒子を埋め込んである他の材料、の圧縮されたセラミック材料を含み得る。別の実施例において、変換要素４は、理論的固体状態密度の９７％より多い密度を有するセラミック材料を含む。小さい内在する散乱効果により、このような変換要素４は、一次放射の第２部分５１２の伝播の平均方向に垂直な二次放射の大きな部分５２１を放射する。このことは、横方向に出射する二次放射５２１と一次放射の第１部分５１１のより良好な混和に導く。加えて、少ない散乱効果は、変換要素４における一次放射の第２部分５１２に関する、変換要素から出口への、光学経路の平均長を低減する。したがって、変換要素における一次放射の第２部分５１２の非放射再吸収の部分は低減され、結果的に、発光装置の効率は更に増加される。散乱効果は、例えば、セラミック材料を還元状態で1700℃から1750℃において2時間から8時間の間焼結させることにより、空孔のない９６％以上の理論密度の密度を有する材料になり、またその後に、残留空孔を取り除くために、この材料を1750℃においてアルゴンガス圧力下（0.500kbarから2kbar）で10時間の間焼結させるなどの、特別な焼結方法を用いて達成される。光変換に関するこのようなセラミックにおいて、二次放射は、圧縮された蛍光体粉末のセラミックと比較されて、変換要素から（したがって、変換要素の表面からの）横方向に出射する、二次放射５２１の明確により高い部分を含む（変換要素の層法線は、一次放射の第２部分５１２の伝播の方向に本質的に直角である）。
【００２３】
図1に示される実施例において、光散乱要素６は、固体状態光源３及び変換要素４を封止する。また他の実施例において、発光装置の適切な反射構成が、一次放射５１１・５１２及び二次放射５２１の全体が混合光５のランバート光分布パターンを生成する光散乱要素を通過するようにさせる場合、光散乱要素６は、混合光５の伝播の方向に見られると、例えば、変換要素４の上に平面形状に配置され得る。
【００２４】
図２及び図３は、Ａ−Ｂ断面の平面において、側面立面図（図２）及び平面図（図３）で、この場合明瞭性の目的で光散乱要素６を含まずに示される、図１の発光装置の寸法を示す。固体状態光源３は、平面図において変換要素４より下に配置され、平面図において直接見ることは可能でないが、1mm×1mmの表面を有し、より良い表現のためにハッチングされている。変換要素４は、Ｘ１及びＸ３方向それぞれにおいて0.08mmだけ、またＸ２及びＸ４方向それぞれにおいて0.15mmだけ、光５の伝播の平均方向に垂直に、固体状態光源３の上に突出する。
【００２５】
この突出にもかかわらず、固体状態光源３は、一次放射の顕著な第１部分５１１を放射し、この第１部分５１１は、図４に示されるように、小さい及び大きい視角の間における相関性色温度をシフトすることによって、光散乱要素を用いることなく相関性色温度の視角依存測定により、数千ケルビンによって知覚される。図４における曲線は、図３におけるＸ１ないしＸ４として示される４つの方向における角度依存測定値を示す。この場合、0℃の視角は、発光装置の垂直平面図に対応する。青又は黄色のスペクトル範囲における放射は、一次放射及び二次放射として使用された。平面図において、4700ケルビンの範囲における色温度を有する白色混合光が生じられる一方で、白色光の色温度は、より大きい視角において8000ケルビンにまで上がり、したがって、青色の一次放射の高い部分を含む。
【００２６】
材料の所与の組成において、変換要素４の厚さは、一次放射及び二次放射の間の所望な比率に適合されるべきである。この場合、変換要素４が、放射５の方向に見られる場合、少なくとも30μmの厚さを有することが有利である。
【００２７】
この場合、変換要素４は、固体状態光源３に直接適用される、又は透明材料を用いて固体状態光源３に光学的に接続され得る。固体状態光源３への変換要素４の光学的接続に関して、例えば、一次放射に関して1.4と3.0との間の屈折率を有する柔軟性又は硬質材料の接着層が、変換要素４及び固体状態光源３が使用され得、例えば、プラチナ交差結合される交差結合可能な２成分シリコンゴム、又は固体状態光源３及び変換要素４と高温で接続されるガラス材料でもあり得る。更に、変換要素４は固体状態光源３と密接に接触するようにされる場合、特に有利である。
【００２８】
図５において、図２及び図３に示される寸法を用いた、図１に示される本発明に従う発光装置の光分布パターンが、470nmの波長における一次放射に関する放射角度の関数として、示される。この場合、光散乱要素６は、平均厚さ600μmを有する変換要素４及び固体状態光源３を封止する。厚さの詳細は、一次放射及び二次放射に関する光学経路に沿った厚さとしてここでは理解されるべきである。図５において「Ｌ」によって記される実曲線は、理想ランバート光分布を示す。光散乱要素は、0.2μmの平均直径及び0.05％の容積濃度を有する散乱粒子が埋め込まれるシリコンマトリクス材料（屈折率n=1.45）を含む。測定曲線は、n=1.6から2.6の屈折率のみにおいて含まれる、対応する粒子に関して測定された。図５における測定された光分布は、屈折率にほとんど独立しており、すなわち、全ての測定点は、同一の記号によって表わされていた。変換要素４を通過した後の一次放射の光分布における光散乱要素６の影響が考慮される場合、異なる粒子サイズにおける大きな差異が見受けられる。約500nmの直径より下の粒子が伝達される光を全角度を通じてランバート分布に類似して分布させる場合、大きな粒子は、光学的に非常に厚い層（小さい伝達能力）が用いられる場合にのみ実質的に、伝達される光の角度分布を変化させる。例えば、光分布は、470μmの波長を有する一次放射におけるものと、埋め込まれた粒子が図４におけるものと同一の濃度で1.0μmの平均直径を有する場合のランバート分布とは、明らかに相違する。この結果は、粒子の屈折率に本質的に依存しない。0.2μm及び0.5μmの間の平均粒子直径に関して、理想的なランバート分布に非常に近い光分布パターンが得られる。1.8から2.0までの粒子の屈折率に関して最良の結果は、0.2μmの平均粒子直径で得られる。2.1に等しい又はより大きい粒子の屈折率に関して最良の結果は、0.3μm及び0.4μmの平均粒子直径で得られる。1.9から2.3までの粒子の屈折率に関して最良の結果は、0.5μmの平均粒子直径で得られる。光分布パターンは、0.05μm以下の平均粒子直径においては、ランバート分布から明らかに逸脱する。屈折率に関する数字は、n=1.45を有する示される例のシリコンにおいて、マトリクス材料を用いた屈折率の差の文脈において理解されるべきである。他のマトリクス材料に関して、粒子の有利な屈折率は、適切に適合されるべきである。加えて、百分率の粒子濃度ＶＴ及びマイクロメートルの光散乱要素６の厚さＤが考慮される場合、光散乱要素６の粒子濃度と厚さの有利な積ＶＴ×Ｄは、0.1及び3の間であり、なおより有利には、0.2及び1の間である。ZrO２又はTiO２が、例えば、光散乱粒子として使用され得る。しかし、他の材料の光散乱粒子も、当業者にとって知られる。同一の平均粒子直径において、光散乱要素６に関する波長の関数としての光散乱特性は、粒子直径の変数によって影響され得る。通常、分布は、分布の幅σを用いて対数正規分布に対応する。例えば、0.06及び0.3の間の粒子直径の分布幅σを有するシリコンにおける0.05％の容積濃度を有するZrO２粒子(n=2.2)に関して、波長にわずかにのみ依存する粒子の反射振る舞い（散乱振る舞い）が得られるが、この反射振る舞いは、なお粒子サイズによって追加的に影響される。
【００２９】
実施例：
図１に従い選択された発光装置の構成において、450nmにおいて最大放射を有する青色放射ＬＥＤ及び固体状態光源において塗布されたＹＡＧ：Ｃｅセラミック材料が、理論的固体状態密度の９８％の密度を有するセラミック材料からの黄色の二次放射を生成するために固体状態光源として使用された。セラミックディスクは、250μmの厚さを有していた。セラミックディスクの生材料は、1.5kgのAl2O3グラインドボールを用いてイソプロパノールにおいて40gの Y2O3、32gのAl2O3及び3.44gのCeO2を12時間グラインドをして、その後にＣＯ雰囲気において1300℃で乾燥粉末を焼くことによって製造された。得られたＹＡＧ：Ｃｅ粉末は、めのう粉砕カップを有する遊星ボールミルを用いてエチルアルコールにおいて脱塊され、そしてその後、セラミック緑体（直径100mm及び高さ2mm）が、石膏鋳型での鋳込み成形を用いて生成された。乾燥した後、緑体は、ＣＯ雰囲気において1700℃で2時間グラファイトディスクにおいて焼かれた。その後、ＹＡＧセラミック材料は、290μmに切られ、表面研磨され及び磨かれた。セラミック材料の密度は、理論密度の98％である。必要なセラミックディスクは、その後、レーザーを用いて切り出され、洗浄される。セラミック材料の伝達率は、600nmの波長では80％である。セラミックディスクとＬＥＤとの間に、セラミックディスクを固体状態光源へ光学的に接続するために、10μmより小さい厚さを有するシリコンゲルの薄い層（Gelest Inc PP2-D200 Gelest gel D200）を置いた。その後、球体レンズが取り付けられ、この球面レンズの隙間６は、埋め込まれた光散乱粒子を含むシリコンゲルで満たされていた。この実施例において、この満たされた隙間６は、光散乱要素６を表わす。シリコンゲルに埋め込まれた粒子は、0.25μmの平均粒子直径を有するZrO２を含んでいた。光分布は、理想的ランバート分布パターンと92％の一致を示し、したがって、ランバート分布と非常に良く対応する。
【００３０】
別の実施例において、色付き色素も、相関性色温度を更に修正するために、散乱粒子として使用され得る。無機材料は、この場合に所望な範囲に屈折率がある材料として、特に適している。このような材料は、例えば、青色及び群青色放射色素に関してCoO-Al2O3及び、緑色放射色素に関してTiO2-CoO-NiO-ZrO2, CeO-Cr2O3-TiO2- Al2O3, TiO2-ZnO-CoO-NiO、及び赤色放射色素に関してFe2O3, CdS-CdSe, TaONである。
【００３１】
光散乱要素６における散乱において変換要素に反射して戻される従来の変換されない一次放射の部分は、他の実施例において、混合光５の相関性色温度を更に適合するように、使用され得る。
【００３２】
図６に示される更なる実施例において、固体状態光源３は、混合光５の放射の方向において見られる場合、固体状態光源３に面する変換要素４の表面４１より大きいまたは等しい発光表面３１を有する。このようにして、一次放射全体に対する一次放射の第１部分５１１の部分は増加され得る。この実施例において、固体状態光源３から横方向に出射する少なくとも一次放射の全体は、変換要素４を通過しない。変換要素４の表面４１は図６に示されるように発光表面３１より小さい場合、横方向に出射する一次放射５１１に加えて、放射５の平均方向に並行に出射する一次放射の一部分も変換要素４を通過しない。したがって、変換要素を通過しない一次放射の部分は、更に増加される。
【００３３】
図７に示される更なる実施例において、変換要素４は、一次放射が変換要素４を通過することなく通過し得る少なくとも一つの開口８を有する。一次放射全体に対する一次放射の第１部分５１１の部分の所要な増加は、更に、発光装置の有効性を増加させる。開口８を通過する一次放射５１１の部分の伝播の平均方向は、二次放射の伝播の平均方向に少なくとも非常に類似し、ランバート分布を生成するためのより安価で精巧な光散乱要素６を可能にする。この場合、開口８は、変換要素４の一部として理解されるべきではない。この開口は、例えば空気などの気体を用いて、又は例えばシリコンなどの別の透明且つ非散乱材料を用いて、満たされ得る。
【００３４】
図面及び詳細な説明を参照して説明された実施例は、ランバート分布を有する混合光の効果的な放射に関する本発明に従う発光装置の例を示すのみであり、これらの例に特許請求の範囲を制限するように解釈されるべきでない。添付の請求項の保護範囲にも含まれる代替的な実施例も、当業者によって想到され得る。従属項の数字付けは、請求項の他の組合せが本発明の好ましい実施例を表わさないことを示すべきでない。更に、詳細な説明及び請求項における単数形の構成要素は、複数個の斯様な構成要素の存在を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明に従う発光装置の実施例を立面図により示す。
【図２】図２は、光散乱要素を含まない、Ａ−Ｂ断面の平面における、通常の寸法を有する図１に従う発光装置を示す。
【図３】図３は、光散乱要素を含まない、Ａ−Ｂ断面の平面における、図２の発光装置の平面図である。
【図４】図４は、異なった見る方向に対する視角の関数として、図３の発光装置の白色混合光の相関性色温度を示す。
【図５】図５は、図１に示される、本発明に従う発光装置の実施例お光分布パターンを示す。
【図６】図６は、レンズを有する、本発明に従う発光装置の更なる実施例を示す。
【図７】図７は、本発明に従う発光装置のより更なる実施例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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