(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソリッドステート光源とセラミック体とを有する照明デバイスであって、前記ソリッドステート光源は、青色光源光を前記セラミック体に提供するように構成され、前記セラミック体は、前記青色光源光の一部を黄色コンバータ光に波長変換して前記青色光源光と前記黄色コンバータ光とを有する白色照明デバイス光を提供するように構成されたセラミック材料を有し、前記白色照明デバイス光は、０．１８≦ｕ’≦０．２５且つ０．４２≦ｖ’≦０．５４の範囲から選択される色点を有し、前記セラミック材料は、０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦０．５、０≦ｑ＜１、且つ０．００１≦ｚ≦０．０６として、（Ｙ（１−ｙ−ｑ−ｚ），Ｇｄｙ，Ｌｕｑ，Ｃｅｚ）３（Ａｌ（１−ｘ），Ｇａｘ）５Ｏ１２セラミック材料を有し、
前記セラミック体は、オプションでＳｉＯ２を含んだ出発原料の混合物を、第１の雰囲気中で１５００−２０００℃の範囲内の温度で焼結して焼結体を提供することを有する焼結段階と、それに続く、第２の雰囲気中で１０００−１６００℃の範囲内の温度でアニールして前記セラミック体を提供することを有するアニール段階と、を有するプロセスによって得ることができ、前記第１の雰囲気は前記第２の雰囲気とは異なり、前記第１の雰囲気は中性雰囲気又は酸化雰囲気を有し、前記第２の雰囲気は還元雰囲気を有する、
照明デバイス。
【請求項２】
０．０≦ｘ≦０．５、０．０５≦ｙ≦０．２、且つ０．００１５≦ｚ≦０．０３であり、前記青色光源光は、４３０−４５０ｎｍの範囲から選択される主波長を有する、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項３】
前記光源は、前記セラミック体から１ｍｍ以下の距離に配置された発光面を有する、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
【請求項４】
前記光源は、前記セラミック体と物理的に接触した発光面を有する、請求項３に記載の照明デバイス。
【請求項５】
当該照明デバイスは、複数の前記ソリッドステート光源を有し、前記セラミック体は、細長セラミック体の長さを画成する第１の面及び第２の面を有する細長セラミック体であり、該細長セラミック体は、１つ以上の放射線入射面と、放射線出射窓とを有し、前記第２の面が前記放射線出射窓を有し、前記複数のソリッドステート光源は、前記１つ以上の放射線入射面に青色光源光を提供するように構成されている、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項６】
当該照明デバイスは更に、前記第１の面の下流に配置されて光を前記細長セラミック体へと反射し返すように構成された光反射器を有し、前記放射線出射窓は、前記１つ以上の放射線入射面に対して垂直に構成されている、請求項５に記載の照明デバイス。
【請求項７】
前記細長セラミック体は、前記放射線入射面の面積と前記放射線出射窓の面積との比として定義される、少なくとも２である、幾何学的集中係数を有し、当該照明デバイスは更に、前記放射線出射窓の下流に配置されて前記コンバータ光をコリメートするように構成されたコリメータを有する、請求項５又は６に記載の照明デバイス。
【請求項８】
前記光源は、発光面面積（ＡＬ）を有する発光面を有し、前記セラミック体は、セラミック体表面積（Ａ）を有する放射線入射面と放射線出射窓面積（Ｅ）を有する放射線出射窓とを有し、０．８≦Ａ／ＡＬ≦１．２、且つ１≦Ｅ／ＡＬ≦１．５である、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明デバイスを有する自動車用ランプ。
【請求項１０】
セラミック体の製造のための方法であって、前記セラミック体は、０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦０．５、０≦ｑ＜１、且つ０．００１≦ｚ≦０．０６として、（Ｙ（１−ｙ−ｑ−ｚ），Ｇｄｙ，Ｌｕｑ，Ｃｅｚ）３（Ａｌ（１−ｘ），Ｇａｘ）５Ｏ１２セラミック材料を有し、当該方法は、オプションでＳｉＯ２を含んだ出発原料の混合物を、第１の雰囲気中で１５００−２０００℃の範囲内の温度で焼結して焼結体を提供することを有する焼結段階と、それに続く、第２の雰囲気中で１０００−１６００℃でアニールして前記セラミック体を提供することを有するアニール段階とを有し、前記第１の雰囲気は前記第２の雰囲気とは異なり、前記第１の雰囲気は中性雰囲気又は酸化雰囲気を有し、前記第２の雰囲気は還元雰囲気を有する、方法。
【請求項１１】
前記出発原料はまたＳｉＯ２を含み、前記焼結段階はホットプレスすることを有する、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用途などで使用される照明デバイスに関する。本発明は更に、そのような照明デバイスで使用されるセリウム含有ガーネットの製造のためのプロセス、及びそのようなプロセスを用いて得ることができるセリウム含有ガーネットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ルミネセントセラミック材料が技術的に知られている。例えば、特許文献１（ＵＳ２００４／０１４５３０８Ａ）は、一次放射を発するための少なくとも１つのＬＥＤと、一次放射を二次放射に変換するための少なくとも１つのルミネセント材料を有する少なくとも１つのルミネセンス変換体と、を有する光源を記載している。ルミネセンス変換体は、多結晶セラミック体である。そのＬＥＤは、ＧａＩｎＮに基づいており、青色の一次放射を発する。セラミック体は、例えば、セリウムドープされたイットリウムアルミニウムガーネットに基づくルミネセント材料を有する。このルミネセント材料は、黄色の二次放射を発する。青色の一次放射及び黄色の二次放射が、ルミネセンス変換体を突き抜けて、観察者によって白色光として知覚される。ルミネセンス変換体を製造するために、ドーパントの溶液と一緒にされた多結晶セラミック体の提供が行われる。熱処理によって、ドーパント（活性剤）がセラミック体の中に拡散して、ルミネセント材料が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１４５３０８号明細書
【発明の概要】
【０００４】
少なくとも例えば自動車照明用途などの一部の照明用途では、照明デバイスの品質及び信頼性が不可欠である。自動車においても、ヘッドライトにおいてさえ、ＬＥＤがますます一般的になっている。しかしながら、一部の光源は、例えば、温度特性が不十分であったために、例えば自動車などにおける用途には適していないと思われていた。
【０００５】
従って、本発明の一観点は、代わりの照明デバイスを提供することであり、それは好ましくは更に、上述の欠点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に取り除くものである。さらに、本発明の一観点は、そのような照明デバイス用の波長コンバータの製造のための代わりの方法を提供することであり、それは好ましくは更に、上述の欠点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に取り除くものである。
【０００６】
第１の態様において、本発明は、ソリッドステート光源とセラミック体とを有する照明デバイス（“デバイス”）を提供し、上記ソリッドステート光源は、青色光源光を上記セラミック体に提供するように構成され、上記セラミック体は、上記青色光源光の一部を黄色コンバータ光に波長変換（すなわち、変換）して上記青色光源光と上記黄色コンバータ光とを有する白色照明デバイス光を提供するように構成されたセラミック材料を有し、上記白色照明デバイス光は特に、（ＣＩＥ１９７６色座標ｕ’及びｖ’（ＣＩＥＬＵＶ）で、）０．１８≦ｕ’≦０．２５且つ０．４２≦ｖ’≦０．５４、更に特には、０．２≦ｕ’≦０．２１且つ０．４５≦ｖ’≦０．５１、の範囲から選択される色点を有し、上記セラミック材料は特に、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋型セラミック材料（“セラミックガーネット”）を有し、ここで、Ａはイットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）及びルテチウム（Ｌｕ）のうちの１つ以上を有することができ、Ｂはアルミニウム（Ａｌ）及び／又はガリウム（Ｇａ）を有することができ、特には、上記セラミック材料は、０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦０．５（特に、０≦ｙ≦０．４）、０≦ｑ＜１（特に、０≦ｑ≦０．８）、且つ０．００１≦ｚ≦０．０６として、（Ｙ（１−ｙ−ｑ−ｚ），Ｇｄｙ，Ｌｕｑ，Ｃｅｚ）３（Ａｌ（１−ｘ），Ｇａｘ）５Ｏ１２セラミック材料を有し、更に特には、一実施形態において、例えば０＜ｘ≦０．５など、ｘ＞０であり、更なる一実施形態において、０．０５≦ｙ≦０．２、且つ０．００１５≦ｚ≦０．０３である。さらに、一実施形態において、ｑ＝０である。更なる他の一実施形態において、ｑは、０．４−０．６の範囲内である。
【０００７】
驚くべきことに、高めの温度では、ソリッドステート光源は強度において低下するが、総光束は約１００℃の温度に至るまで実質的に同じままになるようである。これは、例えば自動車用途又はプロジェクタ用途など、要求が高い用途に関して優れている。特に、自動車用では、低温適用（例えば、照明デバイスをオンに切り換えたすぐ後など）と高温適用（例えば、少なくとも１５分のような幾らかの稼働時間の後など）とで光束が同じであることが望ましくあり得る。さらに、光束が周囲温度とは実質的に無関係であることも重要であり得る。従って、ここに、本発明は故にまた、温度無依存の白色照明デバイス光の光束を、一定の光源パワーで持つ白色照明デバイス光を提供するための、このような照明デバイスの使用を提供し、少なくとも１００℃の光源温度に至るまで、２０℃における光束の９０−１１０％の範囲に光束がある。特に、この照明デバイスは、１０−１００℃の範囲から選択される様々な温度で安定した光束（フラックス）を持つ電動車両のヘッドライトに使用され得る。
【０００８】
Ｃｅ３＋（三価のセリウム）でドープされたルミネセントセラミックガーネットは、青色光を、例えば、約５００−７５０ｎｍの範囲内などの緑色から赤色の波長領域内や、時にはさらには青色領域内といった、より長い波長を持つ光へと変換するのに使用されることができる。以下にて更に示すように、Ａはまた、他の希土類元素を指してもよく、Ｂは、Ａｌのみを含んでもよいが、オプションでガリウムをも含み得る。式Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋は、特に、様々なタイプの元素Ａ、Ｂ及びＯ（３：５：１２）の化学式すなわち化学量論を指し示す。しかしながら、技術的に知られているように、このような式によって指し示される化合物はまた、オプションで、化学量論からの小さな逸脱を含み得る。セラミック材料は、ガーネット材料を有する。従って、セラミック体（ボディ）は特に、ルミネセントセラミックを有する。
【０００９】
ガーネット材料、特に、セラミックガーネット材料は、ここでは、“ルミネセント材料”としても指し示される。このルミネセント材料は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ガーネット材料）を有し、Ａは特に、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＬｕからなる群から選択され、Ｂは特に、Ａｌ及びＧａからなる群から選択される。更に特には、Ａは、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）及びルテチウム（Ｌｕ）のうちの１つ以上を有し、Ｂはアルミニウム（Ａｌ）を有する。このようなガーネットは、セリウム（Ｃｅ）でドープされ、及びオプションで、例えばプラセオジム（Ｐｒ）などの他のルミネセント種でドープされ得る。
【００１０】
特定の一実施形態において、Ｂは、約４０％以上のＡｌ及び６０％以下のＧａからなる。特に、Ｂはアルミニウム（Ａｌ）を有するが、Ｂはまた部分的にガリウム（Ｇａ）及び／又はスカンジウム（Ｓｃ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）を有していてもよく、特に、約２０％までのＡｌ、より具体的には、約１０％までのＡｌが置換されてもよく（すなわち、Ｂイオンは基本的に、９０モル％以上のＡｌと、１０モル％以下の、Ｇａ、Ｓｃ及びＩｎのうちの１つ以上とで構成される）；Ｂは特に、約１０％までのガリウムを含み得る。他の一変形例では、Ｂ及びＯが、少なくとも部分的にＳｉ及びＮで置き換えられてもよい。
【００１１】
上述のように、元素Ａは特に、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選択され、更に特には、実質的にＹ及びＧｄからなる群からのみ選択され、よりいっそう特には、ＹとＧｄとのモル比を１よりも大きくして、Ｙ及びＧｄの双方から選択され得る。従って、一実施形態において、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋は、特にＹ及びＧｄの双方を有して、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋を有する。
【００１２】
後述するように、特にこのセラミック材料は、焼結プロセス及び／又はホットプレスプロセスと、それに続く還元雰囲気でのアニールとによって得ることができる。故に、特定の一実施形態において、セラミック体は、当該セラミック体を提供するための、出発原料（これは昇温下で予備焼結されていてもよい）の昇温下での焼結プロセス及び静水圧プレスプロセス（以下も参照）を有する方法と、それに続く、少なくとも１０００℃の温度での還元雰囲気中のアニールプロセスと有する方法とによって得ることができる。更に特には、セラミック体は、当該セラミック体を提供するための、中性雰囲気中又は酸化雰囲気中の出発原料の昇温下での焼結プロセス及び静水圧プレスプロセスを有する方法と、それに続く、（少なくとも１０００℃の温度での還元雰囲気中の）上記アニールプロセスを有する上記方法とによって得ることができる。従って、特に、ここに記載されるセラミック体の製造のための方法は、特に中性雰囲気中又は酸化雰囲気中で実行されるものである昇温下での出発原料の処理を有する方法を含む。出発原料は、出発粉末（これは特に、昇温下で予備焼結され得る）の混合物を含み得る。しかしながら、出発原料はまた、粉末成形体又はグリーンボディ（整形された出発粉末であり、例えば乾式プレスによって得られる）を含んでいてもよい。酸化雰囲気は特に、Ｎ２、ＣＯ２、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒなどのうちの１つ以上と、（幾らかの）Ｏ２とを含み得る。一実施形態において、セラミック体は細長セラミック体である（以下も参照）。
【００１３】
このようにして処理されたセラミック体は、処理されていないセラミック体よりも実質的に良好である（高い光源パワーで）集光においていっそう効率的である）。光学特性及び／又は効率は、単結晶のそれと近くなる（以上も参照）。しかしながら、上述のように、セラミック体は、単結晶よりも速く且つ容易に製造されることができ、そしてこの理由から、単結晶よりも有意に低コストで製造され得る。
【００１４】
用語“セラミック”は特に、とりわけ、特に一軸又は静水圧下で、特に静水圧下で、例えば１０−８−５００ＭＰａの範囲内など、例えば特に少なくとも０．５ＭＰａなど、特に少なくとも１ＭＰａのように、１ＭＰａから約５００ＭＰａのように、例えば少なくとも５ＭＰａなど、又は少なくとも１０ＭＰの、減圧、大気圧又は高圧の下で、少なくとも５００℃、特に少なくとも８００℃、例えば少なくとも１０００℃など、少なくとも１４００℃のような温度で、（多結晶）粉末を加熱することによって得ることができる無機材料に関する。セラミックを得るための１つの具体的な方法は、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）であるが、ＨＩＰプロセスは、上述したような温度及び圧力の条件下での、ポスト焼結ＨＩＰ、カプセルＨＩＰ、又は結合型焼結−ＨＩＰプロセスとし得る。このような方法によって得ることができるセラミックが、そのまま使用されてもよいし、あるいは、（例えば、研磨のように）さらに処理されてもよい。セラミックは特に、理論密度（すなわち、単結晶の密度）の少なくとも９０％の、例えば少なくとも９５％などの、９７−１００％の範囲内のような密度を有する。セラミックは、なおも多結晶であり得るが、グレイン間に、縮小された又は大いに縮小された体積（加圧された粒子又は加圧された凝集粒子）を有する。例えばＨＩＰなどの昇圧下での加熱は例えば、Ｎ２及びアルゴン（Ａｒ）のうちの１つ以上を有するなどの不活性ガス中で行われ得る。特に、昇圧下での加熱は、例えば１５００−１８００℃などの１４００−１９００℃の範囲から選択される温度での焼結プロセスに先行される。このような焼結は、例えば１０−２Ｐａ以下の圧力においてなど、減圧下で行われ得る。このような焼結は、理論密度の少なくとも９５％程度、更に特には少なくとも９９％程度の密度を既にもたらし得る。予備焼結及び加熱の双方の後、特に例えばＨＩＰなどの昇圧下では、セラミック体の密度は単結晶の密度に近くなることができる。しかしながら、セラミック体は多結晶であるので、セラミック体では粒界が利用可能であるという違いがある。このような粒界は、例えば、光学顕微鏡検査又はＳＥＭによって検出されることができる。従って、ここでは、セラミック体は特に、（同じ材料の）単結晶と実質的に同じ密度を有する焼結多結晶を表す。故に、このようなセラミック体は、（例えば特にＣｅ３＋などの光吸収種による吸収を除いて）可視光に対して高度に透明であり得る。
【００１５】
上述のプロセスは特に、例えばＨＩＰ（以上を参照）などの昇温下での高圧プロセスにかけられる焼結ガーネット体を提供する。従って、特に、昇温にて出発原料を処理することを有する方法は、焼結プロセスと静水圧プレスプロセスとを含む方法、更に特には、昇圧での予備焼結とそれに続く昇温での高圧プロセスとを含む方法を有する。
【００１６】
セラミック体を得た後、該セラミック体が研磨され得る。研磨の前又は後に、特に研磨の前に、（酸化雰囲気中で）アニールプロセスが実行され得る。更なる特定の一実施形態において、このアニールプロセスは、例えば少なくとも１２００℃で少なくとも２時間など、少なくとも２時間続けられる。さらに、特に、還元雰囲気は、例えばＨ２を有する。
【００１７】
セラミック体は、導光特性又は導波特性を有し得る。従って、セラミック体は、ここでは、導波路又は光ガイドとしても指し示される。セラミック体は集光器として使用され得るので、セラミック体はここでは集光器としても指し示される。セラミック体は、一般に、セラミック体の長さに垂直な方向において可視光の（幾らかの）透過を有することになる。例えば三価セリウムなどの活性剤がなければ、可視光の透過率は１００％に近くなり得る。
【００１８】
従って、特定の一実施形態において、セラミック体は、オプションでＳｉＯ２を含んだ出発原料（“グリーンボディ”の形態）の混合物を、第１の雰囲気中で１５００−２０００℃の範囲内の温度で焼結して焼結体を提供することを有する焼結段階と、それに続く、第２の雰囲気中で１０００−１６００℃の範囲内の温度でアニールして当該セラミック体を提供することを有するアニール段階と、を有するプロセスによって得ることができ、第１の雰囲気は第２の雰囲気とは異なり、第１の雰囲気がよりいっそう酸化性であった場合に、第２の雰囲気は還元雰囲気を有する。概して、焼結及びアニールは、異なる酸化／還元強さを持つ雰囲気中で行われる。
【００１９】
特に、これらの温度及びこの一連の段階は、好適なセラミック体を提供し得る。理論に拘束されることは望まないが、酸化焼結と還元アニールの交代は、驚くべき光学挙動に貢献し得る結晶格子欠陥を導入するようである。アニールプロセスの前後で熱ルミネセンス特性を変化させることは、セラミック体における格子欠陥構造を明らかに変化させることを指し示す。
【００２０】
従って、更なる一実施形態において、本発明はとりわけ、例えば、オプションでＳｉＯ２を含んだ出発原料の混合物を、第１の雰囲気中で１５００−２０００℃の範囲内の温度で焼結して焼結体を提供することを有する焼結段階と、それに続く、第２の雰囲気中で１０００−１６００℃でアニールして当該セラミック体を提供することを有するアニール段階とを有し、第１の雰囲気は第２の雰囲気とは異なり、第２の雰囲気は還元雰囲気を有する、というセラミック体の製造のためのプロセスなどの、ここに記載されるセラミック体を提供するプロセスをも提供する。従って、焼結段階の少なくとも一部の間の雰囲気である第１の雰囲気は、還元性（例えば、Ｈ２を含むなど）又は中性（例えば、Ｎ２又はＨｅなどの不活性ガス中など）とし得る。故に、一実施形態において、焼結段階は、中性又は酸化性の第１の雰囲気にて適用される。上述のように、特に、出発原料はＳｉＯ２を含む。ＳｉＯ２がフラックス材料として付加されるとき、これはフラックスの安定性に有利な効果を有し得るようである。また、技術的に知られているように、出発原料は、例えばＹ、Ｇｄ及びＡｌなどの関連カチオンの炭酸塩、酸化物などのうちの１つ以上を含み得る。さらに、上述のように、特に、焼結段階はホットプレスすることを有する。斯くして、高品質のセラミック体が取得され得る。
【００２１】
さらに、最良の材料は、Ｇｄの量が制限されるとき、及び／又はセリウムの量も比較的低いときに得られるようである。
【００２２】
特定の一実施形態において、０．０５≦ｘ≦０．５である。
【００２３】
更なる一実施形態において、０．０５≦ｙ≦０．２且つ０．００１５≦ｚ≦０．００３である。製造された全てのセラミック体のうち、これらの条件に適合するセラミック体は特に、望ましい光学的挙動を示した。さらに、一実施形態において、０≦ｑ＜１、特に０≦ｑ≦０．８、又はｑ＝０である。さらに、一実施形態において、ｘ＝０である。ｑ及びｘの双方が実質的にゼロであるとき、自動車用途に良好なルミネセント材料が適用され得る。
【００２４】
セラミック体、又は特にガーネットルミネセント材料は、光源光の少なくとも一部を変換するように構成される。換言すれば、光源が、特にはルミネセント材料である光コンバータに放射線的に結合されと言い得る。用語“放射線的に結合される”は特に、光源によって放たれた放射の少なくとも一部がルミネセント材料によって受け取られる（そして、少なくとも部分的にルミネセンスへと変換される）ように、光源と、ここではセラミック体であるルミネセント材料とが、互いに関連付けられることを意味する。セラミック体は、光源から非ゼロの距離に配置されてもよいし、物理的に接触していてもよい。前者の実施形態は、時々、近傍又は遠隔としても指し示され、前者は光源に近めであり、後者は光源から遠めである。ここでは、一実施形態において、光源は、セラミック体から１ｍｍ以下の距離（ｄ）に配置された発光面を有する。従って、特に、この距離は比較的小さく、又は更にはゼロである。従って、より更なる一実施形態において、光源は、セラミック体と物理的に接触した発光面を有する。これらの実施形態においては、光源が熱くなるときにセラミック体も熱くなり、また、ダウンコンバージョン過程（光源からの短波長光の吸収及びより長波長の光の放出）によってセラミック体内で生成される熱が、光源を通じて伝導される。物理的に接続されたデバイスの中での全ての温度は、関与する物理的部分の熱伝導率パラメータによって決定される。ＬＥＤの場合、例えば、ソケット温度も使用され得る。というのは、この温度は、所与の動作電流における発光面の温度に比例するからである。本発明は特に、セラミック体が発光面としての温度に結合されるときにその利点を提供する。
【００２５】
特定の一実施形態において、照明デバイスは、複数のソリッドステート光源を有し、セラミック体は、細長セラミック体の長さ（Ｌ）を画成する第１の面及び第２の面を有する細長セラミック体であり、該細長セラミック体は、１つ以上の放射線入射面と、放射線出射窓とを有し、第２の面が上記放射線出射窓を有し、上記複数のソリッドステート光源は、上記１つ以上の放射線入射面に青色光源光を提供するように構成される。斯くして、高輝度光源が生成され得る。更なる一実施形態において、照明デバイスは更に、上記第１の面の下流に配置されて光を細長セラミック体へと反射し返すように構成された光反射器を有することができ、放射線出射窓が、上記１つ以上の放射線入射面に対して垂直に構成される。これは、光のアウトカップリングをさらに促進させ得る。更なる他の一実施形態において、細長セラミック体は、放射線入射面の面積と放射線出射窓の面積との比として定義される、少なくとも２である、幾何学的集中係数を有し得る。１よりも大きい係数、特に、２よりも大きい係数、又は更には、もっと大きい係数は、数ある中でもとりわけプロジェクタの目的又はその他の目的にも適用され得る高輝度光源を提供し得る。さらに、他の一実施形態において、照明デバイスは更に、放射線出射窓の下流に配置されてコンバータ光をコリメートするように構成されたコリメータを有し得る。
【００２６】
上述のように、用途のうちの１つは、例えば乗用車、トラック、バス、オートバイ、電車、都市型電車などのヘッドライトにおけるなどの、自動車におけるものとし得る。従って、一実施形態において、本発明はまた、ここに規定される照明デバイスを有する自動車用ランプを提供する。
【００２７】
ここでは、用語“可視光”は、特に、３８０−７８０ｎｍの範囲から選択される波長を有する光に関係する。透過率は、第１の強度を持つ特定の波長の光を垂直放射の下でセラミック体に供給し、その材料を透過後に測定されたその波長の光の強度を、材料に供給されたその特定波長の光の第１の強度に関係付けることによって決定され得る（ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，第６９版，１０８８−１９８９のＥ−２０８及びＥ−４０６も参照）。
【００２８】
セラミック体は、例えばビーム（梁）状又はロッド（棒）状などの何らかの形状を有し得る。しかしながら、セラミック体は、ディスク（円盤）状などともし得る。本発明は、特定の実施形態の形状には限定されず、また、本発明は、単一の出射窓又はアウトカップリングウィンドウを有する実施形態にも限定されない。以下に、一部の特定の実施形態を更に詳細に説明する。セラミック体が円形断面を持つとすると、幅と高さとが等しくなり得る（そして、直径として定義され得る）。
【００２９】
特定の一実施形態において、セラミック体は特に、１よりも大きいアスペクト比、すなわち、長さが幅よりも大きいアスペクト比を有し得る。一般に、セラミック体はロッド又はバー（ビーム）であるが、セラミック体は必ずしも正方形、長方形又は円形の断面を有する必要はない。一般に、光源は、ここでは放射線入射面として指し示される長い方の面（側端）のうちの１つを照射するように構成され、そして、放射線が、ここでは放射線出射窓として指し示される正面の面（前端）から逃げ出る。特に、実施形態において、ソリッドステート光源又はその他の光源は、セラミック体と物理的に接触していない。物理的接触は、望ましくないアウトカップリング、ひいては、集光器効率の低下につながり得る。また、一般に、セラミック体は、放射線入射面とその反対側の反対面との、２つの実質的に平行な面を有する。これら２つの面が、ここではセラミック体の幅を画成する。一般に、これらの面の長さが、セラミック体の長さを画成する。しかしながら、上述のように、また、後述にもあるように、セラミック体は、如何なる形状を有していてもよく、また、複数の形状の組み合わせを含んでいてもよい。特に、放射線入射面は放射線入射面面積（Ａ）を有し、放射線出射窓は放射線出射窓面積（Ｅ）を有し、放射線入射面面積（Ａ）は、放射線出射窓面積（Ｅ）よりも、少なくとも１．５倍、更に特には少なくとも２倍大きく、特には少なくとも５倍大きく、例えば２−５００００倍の範囲内、特には５−５０００倍の範囲内で大きい。従って、特に、細長セラミック体は、放射線入射面の面積と放射線出射窓の面積との比として定義される幾何学的集中係数として、少なくとも１．５、例えば少なくとも２など、少なくとも５のような、又はもっと大きい係数を有する（以上を参照）。これは、例えば、複数のソリッドステート光源の使用を可能にする（以下も参照）。自動車又はデジタルプロジェクタのような典型的な用途では、小型であるが高強度の放射面が望まれる。これは、単一のＬＥＤでは得ることができないが、本照明デバイスを用いて得ることができる。特に、放射線出射窓は、１−１００ｍｍ２の範囲から選択される放射線出射窓面積（Ｅ）を有する。このような寸法では、放射面は小さくあることができるが、それでも高い強度が達成され得る。上述のように、セラミック体は一般に（長さ／幅の）アスペクト比を有する。これは、例えば複数のソリッドステート光源で照射される大きい放射線入射面でありながら、小さい放射線出射面を可能にする。特定の一実施形態において、セラミック本は、０．５−１００ｍｍの範囲から選択される幅（Ｗ）を有する。故に、セラミック体は特に、ここに示される面を有する一体ボディである。
【００３０】
概してロッド状又はバー状のセラミック体は、任意の断面形状を有することができるが、実施形態において、正方形、長方形、円形、楕円形、三角形、五角形、又は六角形の断面を有する。一般に、セラミック体は直方体であるが、光入射面が幾分台形の形状を有して、直方体とは異なる形状を与えられてもよい。そうすることにより、一部の用途にとって有利なことに、光束がさらに高められ得る。従って、一部のケースにおいて（以上も参照）、用語“幅”はまた、例えば円形断面を有するセラミック体のケースにおいてなどで、直径を指すこともある。従って、実施形態において、細長セラミック体は更に、幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）を有し、特に、Ｌ＞Ｗ且つＬ＞Ｈである。特に、上記の第１の面及び第２の面が細長セラミック体の長さを画成し、すなわち、これらの面の間の距離が細長セラミック体の長さである。これらの面は特に、平行に配置され得る。
【００３１】
セラミック体はまた、円筒状のロッドであってもよい。実施形態において、円筒状のロッドは、ロッドの長手方向に沿って１つの平らな表面を有し、その表面で、光源によって放たれた光がセラミック体に効率的にインカップリングされるように、光源が位置決めされ得る。この平らな表面はまた、ヒートシンクを配置することにも使用され得る。円筒状のセラミック体はまた、例えば、互いに対向して配置された、又は互いに垂直に位置付けられた、２つの平らな表面を有し得る。実施形態において、平らな表面は、円筒形ロッドの長手方向の一部に沿って延在する。
【００３２】
本発明に従った実施形態において以下に説明されるセラミック体はまた、セラミック体がまっすぐな直線状のバー又はロッドではないように、長さ方向に折り返され、屈曲され及び／又は整形され得るが、例えば、９０°若しくは１８０°の屈曲、Ｕ字形、円形若しくは楕円形、ループ、又は複数のループを持つ３次元螺旋形状の形態をした、丸みのある角部を有し得る。これは、それに沿って概して光が導かれる全長が比較的大きくて比較的高いルーメン出力につながるが、それと同時に比較的狭い空間に配置されることができるコンパクトなセラミック体を提供する。例えば、セラミック体の発光部分は剛性でありながら、セラミック体の透明部分が、セラミック体の長さ方向に沿った整形を提供するように可撓性である。光源は、折り返され、屈曲され、及び／又は整形されたセラミック体の長さに沿った如何なる箇所に配置されてもよい。
【００３３】
光インカップリング領域又は光出射窓として使用されないセラミック体の部分は、反射器（リフレクタ）を備え得る。従って、一実施形態において、照明デバイスは更に、ルミネセント材料光をセラミック体に反射し返すように構成された反射器を有する。故に、照明デバイスは更に、放射線出射窓以外の１つ以上の他の面から漏れ出る放射線をセラミック体に反射し返すように構成された１つ以上の反射器を有し得る。特に、放射線出射窓の反対側の面は、そのような反射器を含み得るが、一実施形態において、それと物理的に接触はしない。従って、反射器は特に、セラミック体と物理的に接触していなくてもよい。故に、一実施形態において、照明デバイスは更に、上記第１の面の下流に配置されて光を細長セラミック体に反射し返すように構成された（少なくとも）１つの光反射器を有する。それに代えて、あるいは加えて、光源光のカップリングイン又はルミネセンス光のカップリングアウトに使用されない複数のその他の面及び／又は複数の面の複数の部分に、複数の光反射器が配置されてもよい。特に、そのような光反射器は、セラミック体と物理的に接触していなくてもよい。また、そのような（１つ以上の）光反射器は、ルミネセンス光及び光源光のうちの一方以上をセラミック体に反射し返すように構成され得る。従って、実質的に全ての光源光が、ルミネセント材料（すなわち、例えば特にＣｅ３＋などの（１つ以上の）活性剤要素）による変換のために確保され得るとともに、ルミネセンスのかなりの部分が、放射線出射窓からのアウトカップリングに確保され得る。用語“反射器（reflector）”はまた、複数の反射器（reflectors）を指すこともある。
【００３４】
特に自動車用途に関して、光源は、発光面面積（ＡＬ）を有する発光面を有することができ、セラミック体は、セラミック体表面積（Ａ）を有する放射線入射面と放射線出射窓面積（Ｅ）を有する放射線出射窓とを有し、０．８≦Ａ／ＡＬ≦１．２、且つ０．８≦Ｅ／ＡＬ≦１．５、特に、１≦Ｅ／ＡＬ≦１．５である。
【００３５】
用語“カップリングイン”とそれと同様の用語、及び“カップリングアウト”とそれを同様の用語は、光が媒体を変えること（それぞれ、セラミック体の外部からセラミック体の中へ、及びその逆）を指し示す。一般に、光出射窓は、導波路の１つ以上の他の面に対して（実質的に）垂直に構成された面（又は面の一部）であろう。一般に、セラミック体（ボディ）は、１つ以上のボディ軸（例えば、長さ軸、幅軸、又は高さ軸など）を含み、出射窓は、そのような軸に対して（実質的に）垂直に構成されることになる。従って、一般に、（１つ以上の）光入射面は、光出射窓に対して（実質的に）垂直に構成されることになる。故に、放射線出射窓は特に、１つ以上の放射線入射面に対して垂直に構成される。従って、特に、光出射窓を有する面は光入射面を有しない。
【００３６】
放射線出射窓の下流に、オプションで光学フィルタが構成され得る。
【００３７】
より更なる一実施形態において、照明デバイスは更に、放射線出射窓の下流に配置されてコンバータ光をコリメートするように構成されたコリメータを有する。そのようなコリメータは、例えばＣＰＣ（compound  parabolic  concentrator；複合放物面型集光器）のようなものであり、放射線出射窓から逃げ出る光をコリメートして、コリメートされた光ビームを提供するために使用され得る。
【００３８】
さらに、照明デバイスは、ソリッドステート光源及び／又はルミネセント集光器の冷却を支援するように構成されたヒートシンクを含み得る。ヒートシンクは、銅、アルミニウム、銀、金、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミニウムシリコンカーバイド、酸化ベリリウム、シリコン−シリコンカーバイド、アルミニウムシリコンカーバイド、銅タングステン合金、銅モリブデンカーバイド、炭素、ダイヤモンド、グラファイト、及びそれらの２つ以上の組み合わせを有し、又はそれから構成され得る。照明デバイスは更に、セラミック体を冷却するように構成された１つ以上の冷却要素を含み得る。
【００３９】
特に、光源は、動作中に少なくとも、２００−４９０ｎｍの範囲から選択される波長の光（光源光）を放つ光源であり、特に、動作中に少なくとも、４００−４９０ｎｍの範囲内、更に特には４４０−４９０ｎｍの範囲内から選択される波長の光を放つ光源である。この光は部分的に、ルミネセント材料によって使用され得る。従って、特定の一実施形態において、光源は青色光を生成するように構成される。特定の一実施形態において、この青色光源光は、４３０−４５０ｎｍの範囲から選択される主波長を有する。
【００４０】
特定の一実施形態において、光源は、ソリッドステートＬＥＤ光源（例えばＬＥＤ又はレーザダイオードなど）を有する。用語“光源”はまた、もっと多くの光源が適用されてもよいが例えば２−２０個の（ソリッドステート）ＬＥＤ光源などの、複数の光源に関係し得る。従って、ここに示されるように、用語“ソリッドステート光源”は、複数のソリッドステート光源を指すこともある。一実施形態において（以下も参照）、これらは実質的に同じソリッドステート光源であり、すなわち、実質的に同じスペクトル分布のソリッドステート光源放射を提供する。実施形態において、複数のソリッドステート光源が、セラミック体の複数の異なる面を照射するように構成され得る。
【００４１】
照明デバイスは、複数の光源を有する。特に、複数（ｍ）個の光源の光源光は、スペクトルの重なりを有し、更に特には、それらは同じタイプのものであって、実質的に同じ光（故に、実質的に同じスペクトル分布を有する）を提供する。従って、これら複数の光源は、例えば１０ｎｍの帯域幅内などで、実質的に同じ発光極大を有し得る。
【００４２】
光源は特に、少なくとも０．２ワット／ｍｍ２の青色の光出力（Ｗｏｐｔ）を、セラミック体に、すなわち、（１つ以上の）放射線入射面に提供するように構成される。青色の光出力は、スペクトルの青色部分として定められるエネルギーレンジ内にあるエネルギーとして定義される（以下も参照）。特に、光子束は平均で、例えば少なくとも６．０×１０１７光子／（ｓ・ｍｍ２）など、少なくとも４．５×１０１７光子／（ｓ・ｍｍ２）である。また、特定の一実施形態において、長さ（Ｌ）は少なくとも２０ｍｍである。より更なる特定の一実施形態において、セリウム濃度は、Ａのうちの０．１−３．０％の範囲内である。
【００４３】
照明デバイスは、例えば、オフィス照明システム、家庭応用システム、店舗照明システム、家庭照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバ応用システム、投影システム、自発光ディスプレイシステム、ピクセル化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療照明応用システム、インジケータ標識システム、装飾照明システム、可搬式システム、自動車応用、グリーン家庭照明システム、園芸照明、又はＬＣＤバックライトなどの一部であるか、それに適用されるかし得る。
【００４４】
用語“上流”及び“下流”は、光生成手段（ここでは特には第１の光源）からの光の伝播に対するアイテム又は機構の配置に関係し、光生成手段からの光ビーム内の第１の位置に対して、光生成手段にいっそう近い光ビーム内の第２の位置が“上流”であり、光生成手段から更に離れた光ビーム内の第３の位置が“下流”である。
【００４５】
ここでの白色光なる用語は、当業者に知られたものである。これは、特に、約２０００Ｋと２００００Ｋとの間、特に２７００−２００００Ｋ（一般的な照明では、特に、約２７００Ｋから６５００Ｋの範囲内、背面照明（バックライト）目的では、特に、約７０００Ｋから２００００Ｋの範囲内、そして、特に、ＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（カラーマッチングの標準偏差）以内、特には、ＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ以内、更に特には、ＢＢＬから約５ＳＤＣＭ以内）の相関色温度（ＣＣＴ）を持つ光に関する。
【００４６】
一実施形態において、光源はまた、例えば直接蛍光体変換型ＬＥＤ（例えば１００００Ｋを得るための薄い蛍光体層を備えた青色発光ダイオード）など、約５０００Ｋと２００００Ｋとの間の相関色温度（ＣＣＴ）を持つ光源光を提供し得る。従って、特定の一実施形態において、光源は、５０００−２００００Ｋの範囲内、更に特には、例えば８０００−２００００Ｋなど６０００−２００００Ｋの範囲内の相関色温度を持つ光源光を提供するように構成される。比較的高い色温度の１つの利点は、比較的多い青色成分が光源光内に存在し得ることとし得る。
【００４７】
用語“紫色光”又は“紫色発光”は、特に、約３８０−４４０ｎｍの範囲内の波長を持つ光に関する。用語“青色光”又は“青色発光”は、特に、約４４０−４９０ｎｍの範囲内（一部の紫色及び青緑色の色相を含む）の波長を持つ光に関する。用語“緑色光”又は“緑色発光”は、特に、約４９０−５６０ｎｍの範囲内の波長を持つ光に関する。用語“黄色光”又は“黄色発光”は、特に、約５６０−５７０ｎｍの範囲内の波長を持つ光に関する。用語“橙色光”又は“橙色発光”は、特に、約５７０−６００ｎｍの範囲内の波長を持つ光に関する。用語“赤色光”又は“赤色発光”は、特に、約６００−７８０ｎｍの範囲内の波長を持つ光に関する。用語“桃色光”又は“桃色発光”は、青色成分及び赤色成分を持つ光を表す。用語“可視”、“可視光”又は“可視発光”は、約３８０−７８０ｎｍの範囲内の波長を持つ光を表す。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
次いで、以下の図を含む添付の模式的な図面を参照して、単に例として、本発明の実施形態を説明する。図面において、対応し合う参照符号は、対応し合う部分を指し示している。
【図１】蛍光体変換青色ＬＥＤの発光スペクトルを示している。色点は、ｕ’＝０．２０４、ｖ’＝０．４７８（ＣＩＥ１９７６）である。青色ピーク波長は４３９ｎｍである。
【図２】黄色発光ＹＡＧ蛍光体と組み合わせて青色ＬＥＤで構築された、１Ａで動作される典型的な白色ＬＥＤの正規化された放出光束（相対強度（ＲＩ））を、ソケット温度の関数として示している。実線は、最新現行技術の白色ＬＥＤの光束の温度依存性を示し、破線は、本発明に従った照明デバイスの光束の温度依存性を示している。
【図３ａ】蛍光体変換白色ＬＥＤデバイス（ｐｃＬＥＤ）の実施形態を模式的に示している。
【図３ｂ】蛍光体変換白色ＬＥＤデバイス（ｐｃＬＥＤ）の実施形態を模式的に示している。
【図３ｃ】自動車用ランプの実施形態を模式的に示している。
【図４ａ】本発明の更なる態様を模式的に示している。
【図４ｂ】本発明の更なる態様を模式的に示している。
【図４ｃ】本発明の更なる態様を模式的に示している。
【図５】セラミック体の処理及びオプションの更なる段階の一実施形態の一部の態様を模式的に示している。
【図６ａ】熱ルミネセンスデータを示している。
【図６ｂ】熱ルミネセンスデータを示している。  模式図は必ずしも縮尺通りではない。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
例えば自動車前方照明といった一部の白色ＬＥＤ用途では、異なる温度でも安定した光束出力が要求される。青色ＩｎＧａＮ  ＬＥＤは、温度上昇に伴って出力パワーを低下させてしまう。本発明は、（高い青色パワー入力で）温度の関数としてＱＥを増大させるＬｕｍｉｒａｍｉｃ（登録商標）コンバータを用いることによって、ＬＥＤ及び蛍光体の様々な温度で安定した白色光束出力を持った、青色ＬＥＤと黄色発光蛍光体との組み合わせを記述する。
【００５０】
自動車前方照明では、Ｃｅで活性化された黄色発光ガーネット蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２と組み合わせて、青色発光ＩｎＧａＮ  ＬＥＤ（４３０−４６０ｎｍピーク発光）から製造された、白色ＬＥＤが使用されている。図１は、典型的な白色発光スペクトルを示している。ここでは、ガーネット蛍光体が、０．２４％のＣｅ濃度及び１３％のＧｄ濃度を有する濃縮物を有する（すなわち、（Ｙ０．８６７６Ｇｄ０．１３Ｃｅ０．００２４）３Ａｌ５Ｏ１２である）Ｌｕｍｉｒａｍｉｃ（登録商標）コンバータで構成される。図１は、蛍光体変換青色ＬＥＤの発光スペクトルを示している。色点は、ｕ’＝０．２０４、ｖ’＝０．４７８（ＣＩＥ１９７６）である。青色ピーク波長は４３９ｎｍである。
【００５１】
青色発光ＡｌＩｎＧａＮ  ＬＥＤは、温度の関数として優れた外部効率を有するが、現行デバイスでは、一定電流での青色出力が、温度上昇とともに低下してしまう。白色ＬＥＤでは、出力パワーの低下が、放出される白色光束の減少になる。ＹＡＧ蛍光体の適用では、蛍光体組成に応じて、この効果が、蛍光体のいわゆる温度消光（サーマルクエンチング）によって増幅され、これが、温度上昇に伴う量子効率の低下の説明となる。
【００５２】
とりわけ、本発明は、特に（ＣＩＥ１９７６色座標ｕ’及びｖ’で）０．２＜ｕ’＜０．２１且つ０．４５＜ｖ’＜０．５の色点を持つ白色蛍光体変換ＬＥＤを提供する。これは、青色ＩｎＧａＮ  ＬＥＤを、０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦０．５、０≦ｑ＜１、且つ０．００１≦ｚ≦０．０６とした（Ｙ（１−ｙ−ｑ−ｚ），Ｇｄｙ，Ｌｕｑ，Ｃｅｚ）３（Ａｌ（１−ｘ），Ｇａｘ）５Ｏ１２なる組成のガーネット蛍光体と組み合わせることによって達成され、更に特には、一実施形態において、例えば０＜ｘ≦０．５など、ｘ＞０であり、より更なる一実施形態において、０．０５≦ｙ≦０．２、且つ０．００１５≦ｚ≦０．０３である。所望の機能性を達成するために、材料が、酸素中で８時間、１７５０℃で焼結され、室温での冷却後、材料が、例えばフォーミングガス（Ｎ２／Ｈ２）といった還元雰囲気中で、１１００℃−１４５０℃で、温度に依存するいっそう長い時間にわたってアニールされる。上記組成の材料を用いたこの調製プロセスの結果として、多数の酸素空孔を含んだ材料が形成される。このような材料が周囲温度にてｕｖ光（λ＜３７０ｎｍ）で照射される場合、驚くべきことに、蛍光体温度が室温よりも高く上昇されるときに明るい熱ルミネセンスが観察されることになる。
【００５３】
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と、ＳｉＯ２含有フラックス剤との混合物の反応焼結によって、セラミックを調製した。グリーンボディ調製は、一軸プレス、スリップキャスティング、射出成形、押出、テープキャスティング又はその他のセラミック素地形成技術によるとし得る。グリーンボディを、基本組成（Ｇｄ濃度、Ａｌ過剰又は“不足”）及びＳｉＯ２含有焼結助剤の濃度に依存して、１４００℃と１７００℃との間の温度で、空気中又は酸素中で焼結させた。格子欠陥を作り出すために、サンプルを還元雰囲気（Ｈ２、様々なＨ２濃度のＮ２／Ｈ２）中でアニールした。
【００５４】
図２は、セラミック体の形態の黄色発光ＹＡＧ蛍光体と組み合わせて青色ＬＥＤで構築された、１Ａで動作される典型的な白色ＬＥＤの正規化された放出光束を、ソケット温度の関数として示している。実線は、最新現行技術の白色ＬＥＤの光束の温度依存性を示し、破線は、本発明に従った照明デバイスの光束の温度依存性を示している。測定は、各温度に関して短パルス動作（２０ｍｓ）で行った。明らかなことに、本発明に従ったデバイスは優れた温度安定性を有する。
【００５５】
図３ａ−３ｃは、それぞれ、蛍光体変換白色ＬＥＤデバイス（ｐｃＬＥＤ）及び自動車用ランプの実施形態を模式的に示している。
【００５６】
図３ａは、ソリッドステート光源１０とセラミック体１００とを有する照明デバイス１の一実施形態を模式的に示しており、ソリッドステート光源１０は、青色光源光１１をセラミック体１００に提供するように構成されている。セラミック体１００は、青色光源光１１の一部を黄色コンバータ光１０１に波長変換して、青色光源光１１と黄色コンバータ光１０１とを有する白色照明デバイス光２を提供するように構成されたセラミック材料１２０を有している。特に、白色照明デバイス光２は、０．１８≦ｕ’≦０．２５且つ０．４２≦ｖ’≦０．５４の範囲から選択される色点を有する。また、セラミック材料１２０は、０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦０．５、０≦ｑ＜１、且つ０．００１≦ｚ≦０．０６として、（Ｙ（１−ｙ−ｑ−ｚ），Ｇｄｙ，Ｌｕｑ，Ｃｅｚ）３（Ａｌ（１−ｘ），Ｇａｘ）５Ｏ１２セラミック材料を有する。特に、一実施形態においてｘ＞０であり、例えば、少なくとも０．０５であるｘのように、０＜ｘ≦０．５である。より更なる一実施形態において、０．０５≦ｙ≦０．２、且つ０．００１５≦ｚ≦０．０３である。光源は、セラミック体から１ｍｍ以下の距離ｄに配置された、表面積ＡＬを有する発光面１２（ここではＬＥＤダイ）を有する。ここに模式的に描かれた実施形態では、光源１０は、セラミック体１００と物理的に接触している発光面１２を有しており、すなわち、ｄ＝０ｍｍである。参照符号１１１は、放射線入射面を示している。また、セラミック体１００は、放射線入射面の下流に放射線出射窓１１２を有している。放射線入射面１１１は表面積Ａを有し、放射線出射窓１１２は表面積Ｅを有し、特に自動車用途では、０．８≦Ａ／ＡＬ≦１．２、且つ１≦Ｅ／ＡＬ≦１．５である。
【００５７】
従って、ここに記載されるセラミック体１００は特に、透過構成にて適用される。
【００５８】
図３ｂは、撮像システムに関する用途又はその他の用途で使用される蛍光体変換ＬＥＤの典型的な構成の一実施形態を模式的に示している。青色発光ダイが、黄色発光蛍光体で覆われる。ルミネセント領域を小さく保つために、蛍光体層は、青色ＬＥＤ領域に近く適合したサイズを有しており、また、このケースではＬｕｍｉｒａｍｉｃ（登録商標）コンバータである蛍光体とＬＥＤとの側面が、通常はシリコーン中に懸濁された白色粉末で構成される青色光及び黄色光を効果的に反射する白色側面被膜（反射器２０１）で覆われる。参照符号２０２は、パッケージ又はＰＣＢを指し示している。
【００５９】
図３ｃは、ここに記載される照明デバイス１を、その下流のコリメータ２４とともに有した、例えばヘッドライトなどの自動車用ランプ３００を模式的に示している。
【００６０】
本発明に従った発光デバイスは、以下に限られないが、ランプ、光モジュール、照明器具、スポットライト、フラッシュライト、プロジェクタ、（デジタル）プロジェクション装置、例えば動力車のヘッドライト若しくはテイルライトなどの自動車照明、アリーナ照明、劇場照明及び建築照明を含む用途にて使用され得る。
【００６１】
以下に記載される本発明に従った実施形態の一部である光源は、動作中に、第１のスペクトル分布を持つ光を放つように適応され得る。この光が、その後に、ここではセラミック体である光ガイド又は導波路に結合される。光ガイド又は導波路は、第１のスペクトル分布の光を別のスペクトル分布に変換し、該光を出射面に導き得る。
【００６２】
ここに規定される照明デバイスの一実施形態が、図４ａに模式的に示されている。図４ａは、複数のソリッドステート光源１０と、細長セラミック体１００の長さＬを画成する第１の面１４１及び第２の面１４２を持つ細長セラミック体１００とを有する照明デバイス１を概略的に示している。細長セラミック体１００は、参照符号１４３及び１４４（これらは、例えば幅Ｗを画成する）で指し示された、ここでは例として２つの対向配置された面である、１つ以上の放射線入射面１１１を有する。さらに、セラミック体１００は、放射線出射窓１１２を有しており、ここでは、第２の面１４２がこの放射線出射窓１１２を有している。第２の面１４２の全体が、放射線出射窓として使用又は構成され得る。複数のソリッドステート光源１０は、１つ以上の放射線入射面１１１に（青色）光源光１１を提供するように構成されている。上述のように、それらは特に、放射線入射面１１１のうちの少なくとも１つに、排他的ではないが平均で特に少なくとも０．０６７ワット／ｍｍ２の、青色出力Ｗｏｐｔを提供するように構成される。
【００６３】
細長セラミック体１００は、（青色）光源光１１の少なくとも一部を、例えば緑色及び赤色の少なくとも一方のコンバータ光１０１などの、コンバータ光１０１へと波長変換するように構成されたセラミック材料１２０を有する。上述のように、セラミック材料１２０は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋セラミック材料を有し、Ａは、例えば、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）及びルテチウム（Ｌｕ）のうちの１つ以上を有し、Ｂは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）を有し、（しかし）特には、上で規定した通りである。参照符号２０及び２１は、それぞれ、光学フィルタ及び反射器を指し示している。前者は、例えば、緑色光が望まれるときは非緑色光を減少させ、あるいは赤色光が望まれるときは非赤色光を減少させ得る。後者は、光をセラミック体又は導波路に反射し返して、それによって効率を向上させるために使用され得る。なお、模式的に描かれた反射器よりも多くの反射器が使用されてもよい。
【００６４】
光源は、原理上、如何なるタイプの点光源であってよいが、一実施形態において、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）若しくはレーザダイオード若しくは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、複数のＬＥＤ若しくはレーザダイオード若しくはＯＬＥＤ、アレイ状のＬＥＤ若しくはレーザダイオード若しくはＯＬＥＤ、又はこれらの何れかの組み合わせなどの、ソリッドステート光源である。ＬＥＤは、原理上、如何なる色のＬＥＤ又はそれらの組み合わせであってもよいが、一実施形態において、３８０ｎｍと４９０ｎｍとの間の波長レンジとして定義されるＵＶ及び／又は青色レンジ内の光源光を生成する青色光源である。他の一実施形態において、光源は、ＵＶ光源又は紫色光源であり、すなわち、４２０ｎｍ未満の波長レンジ内で発光する。複数の又はアレイ状のＬＥＤ若しくはレーザダイオード若しくはＯＬＥＤのケースでは、それらのＬＥＤ若しくはレーザダイオード若しくはＯＬＥＤは、原理上、以下に限定されないが、例えばＵＶ、青色、緑色、黄色又は赤色などの、２つ以上の異なる色のＬＥＤ若しくはレーザダイオード若しくはＯＬＥＤであってもよい。
【００６５】
図４ａ−４ｂは、同様の実施形態の照明デバイスを模式的に示している。また、照明デバイスは、例えば、複合放物面型集光素子（ＣＰＣ）などの集光素子のような、導波路とは別個の及び／又は導波路に一体化されたの何れかの、更なる光学素子を含み得る。図４ｂの照明デバイス１は更に、例えばＣＰＣなどのコリメータ２４を有している。
【００６６】
図４ｃは、導波路又はルミネセント集光器としての可能なセラミック体の幾つかの実施形態を模式的に示している。参照符号１４１−１４６で面が指し示されている。第１の異形例であるプレート状又はビーム状のセラミック体は、面１４１−１４６を有する。面１４３−１４６のうちの１つ以上に、図示されていない光源が配置され得る。第２の異形例は、第１及び第２の面１４１及び１４２と外周面１４３とを有する管状のロッドである。セラミック体の周りの１つ以上の位置に、図示されていない光源が配置され得る。このようなセラミック体は、（実質的に）円形又は丸い断面を有することになる。第３の異形例は、実質的に、先の２つの異形例の組み合わせであり、２つの湾曲した側面と２つの平坦な側面とを有する。図４ｃに示す異形例は、限定的なものではない。より多くの形状が可能であり、例えば、ここに援用するＷＯ２００６／０５４２０３号を参照されたい。光ガイドとして使用されるセラミック体は概して、互いに垂直な方向に延在する高さＨ、幅Ｗ、及び長さＬを有するロッド状又はバー状の光ガイドとすることができ、実施形態において透明であり、すなわち、透明且つ発光性である。光は概して長さＬの方向に導かれる。高さＨは、実施形態において＜１０ｍｍ、他の実施形態において＜５ｍｍ、更なる他の実施形態において＜２ｍｍである。幅Ｗは、実施形態において＜１０ｍｍ、他の実施形態において＜５ｍｍ、更なる実施形態において＜２ｍｍである。長さＬは、実施形態において幅Ｗ及び高さＨよりも大きく、他の実施形態において少なくとも幅Ｗの２倍又は高さＨの２倍であり、更なる他の実施形態において少なくとも幅Ｗの３倍又は高さＨの３倍である。従って、（長さ／幅の）アスペクト比は特に、例えば２以上など、１よりも大きい。別のことが指し示されていない限り、用語“アスペクト比”は、長さ／幅の比を指す。
【００６７】
高さＨ：幅Ｗのアスペクト比は典型的に、１：１（例えば、一般的な光源用途に関して）、又は１：２、１：３若しくは１：４（例えば、ヘッドライトなどの特別な光源用途に関して）、又は４：３、１６：１０、１６：９若しくは２５６：１３５（例えば、ディスプレイ用途に関して）である。光ガイドは概して、平行な面には配置されていない光入射面と光出射面とを有し、実施形態において、光入射面は光出射面に対して垂直である。高輝度の集中された光出力を達成するために、光出射面の面積が、光入射面の面積よりも小さくされ得る。光出射面は、如何なる形状を有していてもよいが、一実施形態において、正方形、長方形、円形、楕円形、三角形、五角形、又は六角形として整形される。
【００６８】
図５は、セラミック体の処理及びオプションの更なる段階の一実施形態の一部の態様を模式的に示している。段階Ｉは、出発原料及びグリーンボディ形成の組み合わせを提供することを指し示す。段階ＩＩは、焼結段階を指し示す。段階ＩＩＩはアニール段階を指し示し、そして、段階ＩＶは、デバイスを研磨、研削、ダイシング、及び構築することのような、後続の処理段階を指し示す。なお、オプションで、指し示された段階同士の間に、例えば、焼結段階とアニール段階との間の冷却段階などの、他のアクション又は段階が含められ得る。
【００６９】
図６ａは、標準的な焼結したＹ，ＧｄＡＧ材料（以下も参照）の、フォーミングガス中でのアニールの前（下側の曲線）及び後（上側の曲線）でのグロー曲線を示している。グロー曲線は、励起光（ここでは３６０ｎｍ波長）で材料を照射することによって生成される。線形な温度傾斜でサンプル温度を連続的に上昇させながら、照射フェーズ後にランプがスイッチオフされ、放出光が検出される。ここでは、温度上昇速度を〜８４Ｋ／ｍｉｎとした。“焼結したまま”でのグロー曲線が熱ルミネセンスをほとんど示さない一方で、アニールされたサンプルは、異なる温度に位置する２つのピークを持って、高い強度ＴＬを示しており、これは、材料内に少なくとも２つの異なるトラップ状態が存在することを指し示している。図６ｂは、アニール後の異なるガーネット材料のグロー曲線の比較を示している。これらのサンプルの化学量論は以下に示す。
【００７０】
【表１】
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材料内の欠陥密度に正比例し得るものである積分した熱ルミネセンス光を、アニールの前後で同じセッティングを用いて、所定の加熱速度及び所与のＵＶ露光で２５−２４０℃の間で測定した。見出されたことには、アニール前の熱ルミネセンスに対するアニール後の熱ルミネセンスの比は、例えば少なくとも１２など、＞１０の範囲内である。
【００７１】
例えば“実質的に全ての光”又は“実質的に構成される”などにおける、ここでの用語“実質的に”は、当業者によって理解されるものである。用語“実質的に”はまた、“全体的に”、“完全に”、“全て”などを持つ実施形態をも含み得る。従って、実施形態において、実質的にという形容詞は除去されてもよいことがある。適用可能な場合、用語“実質的に”はまた、９０％以上に関係し、例えば、９５％以上、特には９９％以上、より特には、１００％を含め、９９．５％以上などに関係し得る。用語“有する”は、用語“有する”が“からなる”を意味する実施形態をも含む。用語“及び／又は”は、特に、“及び／又は”の前後に述べられるアイテムのうちの１つ以上に関係する。例えば、“アイテム１及び／又はアイテム２”なる言い回し及び同様の言い回しは、アイテム１とアイテム２との一方又は双方に関係し得る。用語“有している”は、一実施形態において、“からなっている”を表し得るが、他の一実施形態においてはまた、“規定される種を少なくとも含んでいるとともにオプションで１つ以上のその他の種を含んでいる”をも表し得る。
【００７２】
さらに、本明細書中及び請求項中の第１、第２、第３などの用語は、同様の要素同士の間で区別するために使用されており、必ずしも順次的又は時間的な順番を記述するものではない。理解されるべきことには、そのように使用される用語は、適当な状況下で相互に交換可能であり、ここに記載される本発明の実施形態は、ここに記載あるいは図示されるもの以外の順序での操作が可能である。
【００７３】
ここでのデバイスは、とりわけ、動作において記述されている。当業者に明らかなように、本発明は、動作の方法又は動作中のデバイスに限定されない。
【００７４】
なお、上述の実施形態は、本発明を限定ではなく例示するものであり、当業者は、添付の請求項の範囲を逸脱することなく、数多くの他の実施形態を設計することができるであろう。請求項において、括弧内に置かれた何れの参照符号も、請求項を限定するものとして解されるべきでない。動詞“有する”及びその活用形の使用は、請求項中に述べられるもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素を前置する冠詞“ａ”又は“ａｎ”は、複数のそれら要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって実装されることができ、また、好適にプログラムされたコンピュータによって実装され得る。幾つかの手段を列挙するデバイスクレームにおいて、それらの手段のうちの幾つかが、同一のハードウェアアイテムによって具現化されてもよい。特定の複数の手段が相互に異なる従属項に記載されているという単なる事実は、それらの手段の組合せが有利に使用され得ないということを指し示すものではない。
【００７５】
本発明は更に、本明細書に記載され且つ／或いは添付の図面に示された特徴的フィーチャのうちの１つ以上を有するデバイスに当てはまる。本発明は更に、本明細書に記載され且つ／或いは添付の図面に示された特徴的フィーチャのうちの１つ以上を有する方法又はプロセスに関する。
【００７６】
更なる利点を提供するために、本開示にて説明される様々な態様が組み合わされ得る。また、これらのフィーチャのうちの一部は、１つ以上の分割出願の基礎を形成し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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