(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源光を生成するＬＥＤ光源を囲むエンベロープを有する照明装置であって、
前記照明装置は、光源光の少なくとも一部を吸収し発光材料光を放射する発光材料を有し、
前記エンベロープは、光源光の少なくとも一部及び発光材料光の少なくとも一部を透過し、これにより透過部分の下流に照明装置光を供給する当該透過部分と、光源光の少なくとも一部及び発光材料光の少なくとも一部を反射する反射部分とを有し、前記透過部分は透過セラミック材料を有し、前記反射部分は反射セラミック材料を有し、
前記発光材料を有する透過中間窓は、前記ＬＥＤ光源の下流且つ前記透過部分の上流に、前記ＬＥＤ光源及び前記透過部分から離隔して配置され、
前記透過部分は、半透明である、
照明装置。
【請求項２】
前記反射部分は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から成るグループから選択される一つ以上の材料に基づくセラミック材料を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記エンベロープが、平面図で見て六角形の断面を持つ、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記エンベロープは、更に前記発光材料を囲み、前記透過部分は、前記透過部分の下流に照明装置光を供給する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤ光源は青い光を生成するＬＥＤであり、前記発光材料は光源光と協働で白色の照明装置光を供給する、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記エンベロープが、前記透過部分を介してだけ前記ＬＥＤ光源及び／又は発光材料の光の漏出を可能にする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記エンベロープが、基板と筐体部分とを有し、前記筐体部分が前記反射部分により形成される一つ以上の壁と前記透過部分とから成る、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記透過セラミック材料は、ｘが０以上且つ１以下である（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅを有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明装置を有する、ランプ。
【請求項１０】
複数の請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明装置及び複数の支持構造体を有する請求項９に記載のランプであって、前記複数の支持構造体が前記複数の照明装置を支持し、前記複数の支持構造体が前記反射部分の少なくとも一部をそれぞれ有し、それぞれ前記ＬＥＤ光源を支持する、ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源を囲むエンベロープを具備する照明装置だけでなく、斯様な照明装置を有するスポットライトのようなランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過セラミック層を有する照明装置は、従来技術で知られている。透過セラミック層又は発光セラミック、及びそれらの調製方法は、従来技術で知られている。例えば、米国特許出願公開公報ＵＳ２００５／０２６９５８２が参照される。米国特許出願公開公報ＵＳ２００５／０２６９５８２は、とりわけ、発光層により放射される光の経路に配置されるセラミック層と組み合わされた半導体発光装置を説明する。セラミック層は、発光材料のような波長変換材料から構成されるか又は波長変換材料を含む。
【０００３】
透過カバー及び発光材料を具備する照明装置は、米国特許出願公開公報ＵＳ２００７／０１１４５６２に例えば説明されている。この文献は、例えば半導体光エミッタを含む黄色及び赤の照明システム及び発光材料を説明する。当該システムは、ＣＩＥ色度図上の指定された色座標を持つそれぞれのＩＴＥ赤及び黄色の分類に入っている放射を持つ。「発光材料」は、一つ以上の発光材料を含む。照明システムは、交通信号の赤及び黄色のライト又は自動車ディスプレイとして用いられてもよい。
【０００４】
米国特許出願公開公報ＵＳ２００７／０１１４５６２は、更に、半導体光エミッタが置かれるサポート部と、半導体光エミッタの上でサポート部上に配されるカバーとを有し、カバー及びサポート部が協働して半導体光エミッタを含む内部ボリュームを規定するＬＥＤ照明システムであって、前記内部ボリューム内に配され、半導体光エミッタを封入する封入剤を有するＬＥＤ照明システムを説明する。発光材料は、カバーの内面に付着されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術のシステムの不利な点は、発光材料が配置されている所の熱が増大するという事実のため、斯様なシステムは容易に小型化されないし、又は（高い照明強度アプリケーションで）電力が上昇してはいけないということである。この熱は、発光材料を悪化させ、熱的消光効果を導く。更に、照明装置の他の部品は、相対的な高温に耐えられないかもしれない。
【０００６】
よって、好ましくはこれらの欠点の一つ以上を取り除く、代わりの照明装置を提供することが、本発明の観点である。
【０００７】
更に、光源及び発光材料を囲むエンベロープを有する照明装置のために、発光材料光及び光源光の混合を容易にするエンベロープ（「混合室」）を提供することが一般に望ましい。同様に、照明装置が異なる波長で光を生成する光源を有するとき、光を混合することも望まれる。従って、好ましくはまた、熱放散も容易にする、混合室のための代わりの反射材料を提供することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様では、本発明は、光源光を生成するＬＥＤ光源を囲むエンベロープを有する照明装置であって、前記エンベロープは光源光の少なくとも一部を透過し、これにより透過部分の下流に照明装置光を供給する当該透過部分と、光源光の少なくとも一部を反射する反射部分とを有し、前記反射部分は反射セラミック材料を有する、照明装置を提供する。
【０００９】
この実施例では、光源は、例えば、ＲＧＢのＬＥＤ（赤緑青のＬＥＤ）、又はＲＧＢの組合せ、青及び黄色の組合せ、又は青、黄色及び赤の組合せ等のような白色光を提供するように設けられた複数のダイオードを有する。オプションでは、照明装置は、着色した光を提供するように設けられる。
【００１０】
他の実施例では、光源は、駆動条件に依存して、異なる既定の波長で光を供給可能である一つの光源又は（複数のＬＥＤのような）複数の光源を有する。よって、特定の実施例では、照明装置は、更にセンサ信号又はユーザ入力デバイス信号に応じて、照明装置光の色を制御するように設けられる（照明装置に取付けられた、又は別体の）コントローラを有する。
【００１１】
「上流」及び「下流」という用語は、光生成手段（ここでは、ＬＥＤのような光源）からの光の伝播に関する特徴又は要素の配列に関係があり、光生成手段からの光のビーム内の第１の場所を基準として、光生成手段により近い光のビーム内の第２の場所は「上流」であり、光生成手段からより遠い光のビーム内の第３の場所は「下流」である。
【００１２】
好ましい実施例では、本発明は、エンベロープが、更に光源光の少なくとも一部を吸収し発光材料光を放射する発光材料を囲み、前記エンベロープは、光源光の少なくとも一部、発光材料光の少なくとも一部、又は光源光の少なくとも一部及び発光材料光の少なくとも一部の両方を透過する透過部分であって、これにより、前記透過部分の下流に照明装置光を供給する前記透過部分と、光源光の少なくとも一部、発光材料光の少なくとも一部、又は光源光の少なくとも一部及び発光材料光の少なくとも一部の両方を反射する反射部分とを有し、前記反射部分は反射セラミック材料を有する照明装置を提供する。特に、透過部分は、発光材料光の少なくとも一部、又は発光材料光の少なくとも一部及び光源光の少なくとも一部の両方を伝えるように設けられる。
【００１３】
従って、他の態様によると、本発明は、光源光の少なくとも一部を吸収し、発光材料光を放射するために設けられた発光材料と、光源光を生成するために設けられた光源、好ましくはＬＥＤとを囲むエンベロープを有する照明装置であって、前記エンベロープは、光源光の少なくとも一部、発光材料光の少なくとも一部、又は光源光の少なくとも一部及び発光材料光の少なくとも一部の両方を透過するように設けられ、これにより、透過部分の下流に照明装置光を提供する透過部分と、光源光の少なくとも一部、発光材料光の少なくとも一部、又は光源光の少なくとも一部及び発光材料光の少なくとも一部の両方を反射するように設けられた反射部分とを有し、当該反射部分は反射セラミック材料を有する照明装置を提供する。
【００１４】
好適には、斯様な照明装置は、良好な演色混合、効率的な熱放散、及び頑健さを具備する効率的な光源である。これは、光源（後半の実施例）から遠隔に離れた発光材料の使用だけでなくセラミック材料の使用に特に起因する。セラミック材料は、比較的良好な熱伝導率を持つ。好ましくは、熱伝導率は、少なくとも約１５Ｗ／ｍＫのような少なくとも約５Ｗ／ｍＫであり、更により好ましくは少なくとも約１００Ｗ／ｍＫである。ＹＡＧは、約６Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を持ち、ポリ結晶質のアルミナ（ＰＣＡ）は、約２０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を持ち、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）は、約１５０Ｗ／ｍＫ以上の範囲の熱伝導率を持つ。
【００１５】
好ましくは、反射部分は、光源光の少なくとも一部及び発光材料光の少なくとも一部を反射するように設けられる。更に、好ましくは、透過部分は、特に光源光が波長スペクトルの可視範囲内にあるとき、光源光の少なくとも一部と、発光材料光の少なくとも一部とを透過するように設けられる。
【００１６】
以下では、本発明は、光源の好ましい実施例として、ＬＥＤに関して更に説明されている。よって、他に示されていない限り又は文脈から明らかでない限り、以下では用語「ＬＥＤ」は一般の光源を指すが、好ましくはＬＥＤを指す。更に、用語「ＬＥＤ」は、特に半導体照明（半導体ＬＥＤ）を指す。
【００１７】
好ましくは、発光材料は、あるならば、ＬＥＤから遠隔に配置される。ここで、「ＬＥＤから遠隔」とは、特に発光材料がＬＥＤダイからゼロではない距離に配置されていることを示す。好ましくは、ＬＥＤダイと発光材料との間の最短距離は、０．５―５０ｍｍの範囲、特に３―２０ｍｍの範囲内である。ＬＥＤダイは、ＬＥＤの光放射面である。
【００１８】
ＬＥＤベースの光源内の遠隔発光材料は、システム効力に関して、特に低い色温度（暖かい白色系）を持つ光の生成のために、非常に有利である。透過支持体又はフィルム上に発光材料被覆を付与することは、ほんの少しの光だけが反射してＬＥＤへ戻り、ほとんどが吸収される機会を持つことになるので、高いシステム効力に結果としてなる。ＬＥＤから遠隔に発光材料を使用することは、ＬＥＤパッケージ内に発光材料を持つシステムと比較して、約５０％までの効力ゲインに結果としてなり得る。
【００１９】
射出窓の表面、特に放射表面（すなわち下流の表面）に、発光材料層を付与することは、ランプがオフのとき、またランプが白色光で照射されるとき、どちらかといえばその表面の飽和カラーポイントに結果としてなる。射出窓に現れている色の彩度の程度は、本発明によって、ＬＥＤと（拡散性で半透明の材料の）射出窓との間に発光材料を付与することにより低減できる。（半透明の）射出窓は、（光が例えばビーム成形のために更に操作される他の任意の光システムのための）仮想放射窓として作用する。発光材料層と半透明の射出窓との間の距離の増加と共に、半透明の射出窓の色の彩度は、更に低減される。
【００２０】
用語「セラミック」は、従来技術において知られていて、特に加熱及び後続の冷却により調製される無機の非金属固体を指す。セラミック材料は、結晶を持つか若しくは部分的に結晶構造体を持つか、又はアモルファス、すなわちガラスでもよい。最も普通のセラミックは、結晶質である。用語「セラミック」は、特に、（粉末とは対照的に）共に焼結され片を形成する材料に関する。典型的セラミック材料は、本願で参照されているし、本願で引用された文献でも説明されている。本願で用いられるセラミックは、好ましいポリ結晶質のセラミックである。実施例では、反射セラミック材料は、反射セラミック被覆でもよい。
【００２１】
エンベロープは、特に光源からの全ての光を受け取るように設けられる。更に、エンベロープは、特に、実質的に透過部分を介してだけ光源及び／又は発光材料の光の漏出を可能にするように設けられる。エンベロープは、このように混合室としても示される。種々異なる波長で光を生成する複数の光源が使用されるとき、混合は関連する。光源から遠隔に配置された（発光材料光を供給するために光源からの光の一部を吸収する）発光材料が使われるときも、混合は関連する。
【００２２】
透過部分は、窓としても示される。好ましくは、透過部分は、半透明である。これは、とりわけ、観察者がエンベロープ内の光源及びあり得る光学系を認識するのを防止する。
【００２３】
用語「光源」は、複数の光源を指してもよい。従って、実施例では、照明装置は、複数の光源を有する。更に、用語「発光材料」は、複数の発光材料を指してもよい。よって、実施例では、発光材料は、複数の発光材料（２つから４つの発光材料）を有する。同様に、用語「反射部分」及び「透過部分」は、それぞれ複数の反射部分及び透過部分を指してもよい。
【００２４】
上述のように、セラミック材料の使用は、熱の相対的に効果的な転送を可能にし、更にまた、これは、セラミック材料がヒートシンクと接触する場合もある。ヒートシンクは、従来技術において知られていて、特に、（直接又は放射の）熱的接触を使用して、他の対象物から熱を吸収し放散させる対象物を指す。好ましくは、ヒートシンクは、光源との物理的接触がある。よって、「セラミック材料がヒートシンクと接触している」という句及び同様のフレーズは、セラミック材料がヒートシンクと物理的接触があるアレンジメントを好ましくは指す。他の好ましい実施例では、反射部分が、ヒートシンクと接触している。これは、更に熱放散をよく促進する。熱は、特に光源により生成され、発光材料内で生成される（ストークス損失）。
【００２５】
特定の実施例では、ヒートシンクは、セラミック材料を有し、より特にはセラミック材料である。このようにヒートシンク及び反射部分は、実施例では、１つの単一のセラミック部分として供給されてもよい。これにより、熱転送が更に改良される。一方では、（セラミック）ヒートシンクは、それ自体で熱エネルギーの消散を可能にする。セラミック反射部分（反射部分及びヒートシンクが一体化された実施例を含む）及び／又はセラミック透過部分と接触してヒートシンクを配置することにより、反射及び／又は透過セラミック部分は、それぞれ、このようにしてヒートシンクの機能も有し、よって更なる消散も促進するので、消散が強化される。
【００２６】
実施例では、セラミック材料は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２類似体、Ｙ２Ｏ３及びＴｉＯ２、並びにＺｒＯ２からなるグループから選択される一つ以上の材料に基づいている。用語Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２類似体は、実質的にＹＡＧと同じ格子の構造体を持つガーネット系を指すが、Ｙ及び／又はＡｌ及び／又はＯ、特にＹ及び／又はＡｌは、Ｓｃ、Ｌａ、Ｌｕ及びＧの一つ以上のような他のイオンにより少なくとも部分的にそれぞれ置き換えられる。
【００２７】
好ましい実施例では、Ａｌ２Ｏ３、セラミック材料が、反射材料として適用される。Ａｌ２Ｏ３は、１３００―１４５０℃等の約１３００―１５００℃の範囲のような約１３００―１７００℃の範囲の温度で焼結されるとき、非常に反射するようにできる。この材料は、「ブラウン」ＰＣＡ（多結晶アルミナ）としても従来から知られている。
【００２８】
用語「基づいている」は、セラミック材料を作るための開始材料が、例えばＡｌ２Ｏ３又はＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）のような本願で示されている材料の実質的に一つ以上から成ることを示す。しかしながら、これは、Ａｌ２Ｏ３に対するＴｉのような、又は実施例ではＹＡＧに対するＣｅのようなドーパント又は（残留）結合剤材料の小さな量の存在を除外しない。
【００２９】
実施例では、透過部分は、熱をヒートシンクへ移すように更に設けられる。他の実施例では、透過部分は、ヒートシンクの一部である。これらの実施例の利点は、ＬＥＤにより生成される熱が周囲へ効率的に移されるということである。
【００３０】
当業者には明らかであるように、発光材料光及び照明装置光は、少なくとも部分的に、又は完全に波長スペクトル（すなわち３８０―７８０ｎｍ）の可視範囲にある。実施例では、光源は、可視光を放射するが、代わりに又は追加的に実施例では、ＵＶを放射してもよい。上述のように、好ましい実施例では、光源は、ＬＥＤを有する。他の実施例では、光源は、青い光を生成するように設けられるＬＥＤである。青い光の放射源は、それ自体が使用されるか、白色光を提供するために発光材料と組み合わせて使用されるか、又は他の波長の光を生成する一つ以上の他のＬＥＤと組み合わせて使用される。斯様な実施例の組合せも、適用される。青発光ＬＥＤ及び（青い光により励起される）黄色放射発光材料を使用するとき、更に、赤発光ＬＥＤが供給される。赤発光ＬＥＤが、下位温度にカラーポイントを調整するか及び／又は照明装置により供給される光のＣＲＩを増大するために使用される。発光材料は、赤い光に対する高い透過を持つように選ばれる。例えばＹＡＧ：Ｃｅが、使用される。よって、照明装置は、更に、赤い光を生成するように設けられるＬＥＤを有する。よって、実施例では、ＬＥＤ光源が青い光を提供するように設けられ、照明装置が更に黄色発光材料と、緑、黄色、オレンジ又は赤、特に赤で放射するように設けられる任意の一つ以上の他の発光材料とを有し、黄色発光材料及び任意の一つ以上の他の発光材料は、青い光の少なくとも一部を吸収し、示された色で放射するように設けられ、オプションで、照明装置は、更に、可視光、特に緑、黄色、オレンジ又は赤、特に赤での光を提供するように設けられる一つ以上の他のＬＥＤ光源を有する。これは、ＣＲＩ及び／又は効率を改善するためには特に興味がある。
【００３１】
よって、実施例では、照明装置は発光材料を有し、発光材料は（青い）光源光を共に供給して白色の照明装置光を提供するように設けられる。更に他の実施例では、光源は、３００―４００ｎｍのような２８５―４００ｎｍの範囲から選択される波長を持つ光を放射するように設けられるＬＥＤを有し、発光材料はこの（ＵＶ／青っぽい）光の少なくとも一部を吸収して、（可視範囲の）光を放射するように設けられる。斯様な実施例では、照明装置は発光材料を有し、発光材料は、（ＵＶ／青っぽい）光源光を共に供給して白色の照明装置光を提供するように設けられるか、又は実施例では着色した光を提供するように設けられる。
【００３２】
実施例では、発光材料の少なくとも一部が、透過部分の上流面に被覆内に供給される。透過部分は、光源へ向かう上流面と照明装置の外部へ向かう下流面とを持つ。発光材料の少なくとも一部は、上流面及び／又は下流面、好ましくは上流面への被覆として供給される。好ましくは、光源及び発光材料は、互いに物理的に接触していない（すなわち光源と発光材料との間にゼロではない最短距離がある）。
【００３３】
「光源光の少なくとも一部、発光材料光の少なくとも一部、又は光源光の少なくとも一部及び発光材料光の少なくとも一部の両方を透過する」のようなフレーズは、光源光の一部又は全て、発光材料光の一部又は全て、光源光の一部又は全て及び発光材料光の一部又は全てをそれぞれ示す。本願の実施例では、用語「少なくとも」は、また、「全て」又は「完全に」を示してもよい。本願の用語「透過である」という用語は、透過部材に対して垂直に供給されるスペクトルの可視部分の光の少なくとも一部がその部材を通ることを示す。好ましくは、透過は、少なくとも約１０％、更により好ましくは少なくとも約２０％、更により好ましくは少なくとも約４０％、更により好ましくは少なくとも約８０％以上（垂直照射）である。ここで、用語「透過」は、可視波長範囲（３８０―７８０ｎｍ）にわたって平均された透過に関する。透過部材は、半透明でもよいし（光の透過及び散乱）、又は透明でもよい（実質的に妨害されていない透過）。用語「透明」及び「半透明」は従来から知られている。本願の用語「反射」は、反射部材に垂直に供給されるスペクトルの可視部分の光の少なくとも一部がその部材により反射されることを示す。好ましくは、反射は、少なくとも約８０％、更により好ましくは少なくとも約９０％、更により好ましくは少なくとも約９５％、更により好ましくは少なくとも約９９％以上（垂直照射）である。ここで、用語「反射」は、可視波長範囲（３８０―７８０ｎｍ）にわたって平均された反射に関する。反射は、鏡面（反射角が実質的に入射角である）であるか、拡散（散乱）であるか、オプションで両方であってもよい。
【００３４】
実施例では、発光材料の少なくとも一部は、透過部分に埋められる。透過部分を作るとき、発光材料は、例えば出発原料と結合されて、透過部分を作ってもよい。例えば、透過部分がセラミック材料であるとき、セラミック材料を作るための出発原料に、発光材料が加えられる。用語「埋め込まれた」は、このように透過部分内の別々の（複数の）構成要素としての発光材料を指す。しかしながら、実施例では、発光材料は、セリウム含有ガーネットセラミックのようなセラミック材料へ調製されてもよい。後者のタイプのセラミック材料は、発光セラミックとして本願で示されている。例えば、ＹＡＧ：Ｃｅセラミックを作ることは従来から知られている（下記も参照）。このように、透過（特に半透明）の発光の窓が、供給される。
【００３５】
すでに上述されたように、透過部分は透過セラミック材料を有してもよい。このことは、セラミック材料が、高分子の透過部分とは対照的に、熱を比較的効率的に放散させるので、更に熱放散を改良する。これは、従来から示唆されている。セラミック材料は、好ましくはＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２類似体、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から成るグループから選択される一つ以上の材料に基づいている。好ましい実施例では、Ａｌ２Ｏ３、セラミック材料が、透過材料として適用される。Ａｌ２Ｏ３は、例えば、１６００―２０００℃のような約１５００―２０００℃の範囲の温度で焼結されるとき、高い反射性ができる。更に、好ましくは、透過部分はヒートシンクと接触している。
【００３６】
特定の実施例では、発光材料の少なくとも一部は、光源の下流であって、透過部分の上流に配置され（上記参照）、透過部分は好ましくは実質的に透明である。発光材料は、実施例では、ＬＥＤダイのような光源に配されるか（発光材料とＬＥＤとの距離がゼロ）、ＬＥＤ上の樹脂に埋め込まれてもよいが、しかしながら、発光材料は、また、光源から離隔して及び透過部分から離隔して配される層として供給されてもよい。更に別の実施例では、発光材料は、透過部分に対する被覆として供給される（上記も参照）。斯様な実施例では、透過部分は必ずしも半透明ではなく、透明でもよく、これは透過性の観点から有益である。よって、他の実施例では、透過部分は、半透明でもよい。
【００３７】
実施例では、エンベロープは、六角形の断面を持つ。これは、好適に光混合を改善する。更に別の実施例では、エンベロープは、円形断面を持つ。好ましくは、反射部分は、円形又は六角形の断面を持つ。反射部分は、例えば円筒又は六角形のチューブを有し、透過部分が円筒又はチューブの一方の開口部を閉じている。透過部分は、例えば平坦であるか又はドーム形状を持つ。
【００３８】
本発明は、他の態様において、本願で規定されるような照明装置を有するスポットライトのようなランプを供給する。
【００３９】
更に他の実施例では、ランプは、２又は４のような複数の照明装置を有する。特に、斯様なランプは、複数の照明装置を支持するように設けられる支持構造体を更に有する。更に、支持構造体は、それぞれ反射部分の少なくとも一部を提供するように設けられる。加えて、又は代わりに、支持構造体は、それぞれ発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を支持するように設けられる。更に、支持構造体は、セラミック材料を有するか又はセラミック材料から成る。特に、支持構造体は、ヒートシンクとして（このように）配置され、オプションでヒートシンクハウジングのヒートシンクと接触しているか又は一体化されている。よって、支持体は、ＬＥＤ光源の熱エネルギーの一部を消散するように更に設けられる反射セラミック材料でもよい。
【００４０】
更に他の態様において、本発明は、また、熱放散のための照明装置のセラミック材料の使用を提供する。これは、透過部分、反射部分及び／又は他の部分でもよい。
【００４１】
本発明の特定の要素は、以下に更に詳細に説明される。
【００４２】
照明装置
照明装置は、また、本願では短く「装置」と呼ばれる。半透明の射出窓のような透過部分は、ＬＥＤに向けられた上流面、及び照明装置の外部に向けられた下流面を持つ。
【００４３】
上述のように、この透過部分又は射出窓は、照明装置からの光の脱出を可能にするように設けられる。しかしながら、射出窓の下流に配置され、照明装置光をガイドするか又は影響を与えるコリメータ、反射器、光ガイド、光学層等のような他の光学系は、除外されない。
【００４４】
本発明で、非常に高い効率及び良好な演色を持つ遠隔発光材料モジュール及びランプが実現できる。
【００４５】
本発明の照明装置は、特に、白色光のような既定の色を持つ光を生成するように設けられる。
【００４６】
提案された構成は、広域照明、環境照明（例えば照明タイル）、バックライティング（例えばポスターボックス）、ダウンライター、白熱（ＧＬＳ）又はＴＬ置換ランプのような拡散レトロフィットランプ、壁面照明において適用され、ボリューム及びビームの制約に応じて、幾つかのスポットランプに適用できる。照明装置は、屋内で、例えば、家庭で、応接エリアで、オフィスで、売店内で使用されるし、ストリート照明のような屋外で使用される。用語「レトロフィット」は、例えば米国特許ＵＳ５４６３２８０で見られるように従来から知られている。
【００４７】
以下に、ＬＥＤ、発光材料、透過窓及びセラミックに関する幾つかの更なる詳細が、それぞれ見られるだろう。
【００４８】
ＬＥＤ及び発光材料
実施例では、上記ＬＥＤは青色の発光を放射し、発光材料は、（ａ）青色ＬＥＤ光の少なくとも一部を吸収し、緑色の発光を放射する緑色発光材料を有し、（ｂ）青色ＬＥＤ光の少なくとも一部、緑色の発光の少なくとも一部、又は青色の発光の少なくとも一部及び緑色の発光の少なくとも一部の両方を吸収し、赤色の発光を放射する赤色発光材料を有している。このやり方では、（所定の色の）光は白色光である。とりわけ、ＬＥＤパワー、青色ＬＥＤ光のスペクトル及び発光材料の量に依存して、種々の色温度の白色光が構成され得る。
【００４９】
他の実施例では、ＬＥＤは、青の発光を放射するように設けられ、発光材料は、（ａ）青い発光の少なくとも一部を吸収し、黄色の発光を放射する黄色の発光材料と、オプションで（ｂ）青い発光の少なくとも一部、黄色の発光の少なくとも一部、又は青い発光の少なくとも一部及び黄色の発光の少なくとも一部の両方を吸収し、黄色の放射と異なる放射波長の発光を放射するように設けられた一つ以上の他の発光材料とを有する。また、このように、既定の色の光は、白色光である。とりわけ青色ＬＥＤ発光スペクトル、ＬＥＤパワー及び発光材料量に依存して、異なる色温度の白色光が構成される。特定の実施例では、黄色の発光材料に加えて、発光材料（ａ）は、更に、（ｂ）青色ＬＥＤ発光の少なくとも一部、黄色の発光の少なくとも一部、又は青い発光の少なくとも一部及び黄色の発光の少なくとも一部の両方を吸収し、赤い発光を放射するように設けられる赤い発光材料を有する。この赤い発光材料は、とりわけ、ＣＲＩを更に改善するために付与される。
【００５０】
実施例では、上記照明装置は、４乃至６４個等の２乃至１００個のオーダーのようなＬＥＤ発光を放射するように設けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有している。
【００５１】
本願の用語「白色光」は、当業者には既知である。それは、特に、約２０００〜２００００Ｋ、特に２７００〜２００００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する光に関係があり、一般照明に関しては特に約２７００Ｋ及び６５００Ｋの範囲、バックライティングの目的に関しては特に約７０００Ｋ及び２００００Ｋの範囲において関係があり、特にＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差）以内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ以内、更に特にはＢＢＬから約５ＳＤＣＭ以内に関係がある。「所定の色」という用語は、色三角内の任意の色に関連し得るが、特に白色光のことを意味している。
【００５２】
「青色光」又は「青色発光」という用語は、約４１０乃至４９０ｎｍの範囲の波長を有する光に特に関係がある。「緑色光」という用語は、約５００乃至５７０ｎｍの範囲の波長を有する光に特に関係がある。「赤色光」という用語は、約５９０乃至６５０ｎｍの範囲の波長を有する光に特に関係がある。「黄色光」という用語は、約５６０乃至５９０ｎｍの範囲の波長を有する光に特に関係がある。本明細書における「青い光」という用語は、約３８０乃至４１０ｎｍの範囲の光を示すために用いられる。可視光は、約３８０乃至７８０ｎｍの範囲内にあると考えられる。
【００５３】
これらの用語は、特に、発光材料が、例えば、約５００乃至５７０ｎｍ、約５６０乃至５９０ｎｍ及び約５９０乃至６５０ｎｍそれぞれの範囲を超える波長を伴う放射を有する広帯域の放射を有することを排除するものではない。しかしながら、そのような発光材料（又はＬＥＤそれぞれ）の放射の支配的な波長は、本明細書において与えられている範囲内でそれぞれ見出される。従って、「〜の範囲内の波長を伴う」という表現は、指定された範囲内の支配的な放射波長を持つことを特に意味している。
【００５４】
特に好ましい発光材料は、特に三価のセリウム又は二価のユーロピウムがそれぞれドープされたガーネット及び窒化物から選択され得る。ガーネットの具体例は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２（Ａは少なくともイットリウム又はルテチウムを含み、Ｂは少なくともアルミニウムを含む。）のガーネットを特に含んでいる。そのようなガーネットは、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）又はセリウムとプラセオジムとの組み合わせがドープされ得るが、特にＣｅがドープされる。特に、Ｂは、アルミニウムを含んでいるが、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）を部分的に、特にＡｌの約２０％まで、更に特にはＡｌの約１０％まで含むことも可能であり（すなわち、Ｂのイオンは、本質的に９０モル％又はそれよりも多いＡｌと、１０モル％又はそれよりも少ないＧａ，Ｓｃ及びＩｎの１つ又はそれ以上とから成る。）、特に約１０％までのガリウムを含み得る。他の変形例では、Ｂ及びＯが、Ｓｉ及びＮと少なくとも部分的に置換され得る。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）より成るグループから選択される。また、Ｇｄ及び／又はＴｂは、特にＡの約２０％の量までのみ存在する。具体的な形態では、ガーネット発光材料は、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ（ｘは０以上且つ１以下である。）を有する。
【００５５】
「：Ｃｅ」という表現は、発光材料の金属イオンの一部（すなわち、ガーネットの、「Ａ」イオンの一部）がＣｅと置換されていることを示している。例えば、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅであると仮定すると、Ｙ及び／又はＬｕの一部がＣｅと置換されている。この表記法は、当業者には既知である。Ｃｅは、一般に１０％以下に関してＡを置換し、Ｃｅの濃度は、（Ａに対して）一般に０．１乃至４％、特に０．１乃至２％の範囲内である。１％Ｃｅ及び１０％Ｙとすると、省略形ではない式は（Ｙ０．１Ｌｕ０．８９Ｃｅ０．０１）３Ａｌ５Ｏ１２である。ガーネット中のＣｅは、当業者に知られているように、実質的に又は専ら三価の状態である。
【００５６】
上記赤色発光材料は、一形態では、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕより成るグループから選択される１つ又はそれ以上の材料を有している。これらの化合物では、ユーロピウム（Ｅｕ）は実質的に又は専ら二価であり、表示されている二価の陽イオンの１つ又はそれ以上を置換している。一般に、Ｅｕは、陽イオンの１０％よりも大きい量では存在せず、特に、陽イオンに対して０．５乃至１０％の範囲内、更に特には０．５乃至５％の範囲内において置換する。「：Ｅｕ」という表現は、金属イオンの一部がＥｕと（これらの例ではＥｕ２＋と）置換されていることを示している。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕにおいて２％Ｅｕとすると、正確な式は（Ｃａ０．９８Ｅｕ０．０２）ＡｌＳｉＮ３である。二価のユーロピウムは、一般に、上記二価のアルカリ土類、特にＣａ，Ｓｒ又はＢａの陽イオンのような二価の陽イオンを置換する。
【００５７】
上記材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕとも表示され得る。ここで、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）より成るグループから選択される１つ又はそれ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においてカルシウム若しくはストロンチウム又はカルシウム及びストロンチウムを有し、更に特にはカルシウムを有する。ここでは、Ｅｕが採り入れられ、Ｍの少なくとも一部（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの１つ又はそれ以上）を置換している。
【００５８】
また、上記材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕは、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕとも表示され得る。ここで、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）より成る群から選択される１つ又はそれ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においてＳｒ及び／又はＢａを有する。更に具体的な形態では、Ｍは、Ｓｒ及び／又はＢａより成っており（Ｅｕの存在を考慮していない。）、特に、Ｂａ１．５Ｓｒ０．５Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（すなわち、７５％のＢａ；２５％のＳｒ）のような５０乃至１００％、特に５０乃至９０％のＢａと、５０乃至０％、特に５０乃至１０％のＳｒとから成っている。ここでは、Ｅｕが採り入れられ、Ｍの少なくとも一部（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの１つ又はそれ以上）を置換している。
【００５９】
同様に、上記材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕは、ＭＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとも表示され得る。ここで、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）より成るグループから選択される１つ又はそれ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においてカルシウム若しくはストロンチウム又はカルシウム及びストロンチウムを有し、更に特にはカルシウムを有する。ここでは、Ｅｕが採り入れられ、Ｍの少なくとも一部（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの１つ又はそれ以上）を置換している。
【００６０】
本願の用語「発光材料」は、特に、発光材料とも時々呼ばれる無機の発光材料に関する。これらの用語は、当業者に知られている。
【００６１】
透過部分（射出窓）
特に、透過窓の下流表面からゼロでない距離に、（実施例では半透明の）透過部分又は射出窓が配置される。この射出窓は、照明装置からの照明装置光の脱出を可能にするように設けられる。
【００６２】
実施例では射出窓は、有機材料を有する。好ましい有機材料は、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタル酸塩）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、Ｐ（Ｍ）ＭＡ（ポリ（メチル）メタクリレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＣＯＣ（チクロ・オレフィン共重合体）及びＰＤＭＳ（ポリ・ジメチル・シロキサン）からなるグループから選択される。しかしながら、他の実施例では、透過性射出窓は、無機材料を有する。好ましい無機材料は、ガラス、（溶融した）石英、セラミック及びシリコンから成るグループから選択され、好ましくはセラミックである。上述のように、特定の実施例では、透過部分は、透過セラミック材料を有する。
【００６３】
実施例では、射出窓は、半透明である。例えば、上述の材料は、本質的に半透明の特性を持ってもよいし、又は半透明に作られてもよい（例えば、材料をつや消し加工することにより（例えばサンドブラスト又は酸腐食することにより））。斯様な方法は、従来から知られている。透過性射出窓は、幾らかの光を通すが、半透明材料を通じて見える内部（すなわち、射出窓から上流に位置される照明装置のオブジェクト）は、かなり散乱されているか、又は見えない。
【００６４】
上述のように、他の実施例では、射出窓は、発光材料の少なくとも一部を有する。他の実施例では、発光材料（層）を有する射出窓は、更に、発光材料の一部（実質的に異なる発光色又は実質的に類似の発光色を持つ）を有する被覆を上流側に具備する。
【００６５】
セラミック
透過セラミック層又は発光のセラミック、及びこれらの調製の方法は、従来技術において知られている。例えば、米国特許出願番号第１０／８６１，１７２号（ＵＳ２００５／０２６９５８２）、米国特許出願番号第１１／０８０８０１号（ＵＳ２００６／０２０２１０５）、国際特許公開公報ＷＯ２００６／０９７８６８、国際特許公開公報ＷＯ２００７／０８０５５５、米国特許出願ＵＳ２００７／０１２６０１７、国際特許公開公報ＷＯ２００６／１１４７２６が参照される。文献、及び特にこれらの文献において供給されるセラミック層の調製に関する情報は、参照によりここに組み込まれる。
【００６６】
セラミック層は、特に自立層でもよく、半導体装置とは別に形成されてもよく、実施例では、完結した半導体装置に取付けられるか、他の実施例では半導体装置のための成長基板として使用されてもよい。セラミック層は、半透明であるか透明であり、共形発光材料層（すなわち粉末層）のような不透明な波長変換層と関連した散乱損失を減らす。発光のセラミック層は、薄膜又は共形発光材料層より堅固である。加えて、発光のセラミック層が固体であるので、レンズ及び第２の光学系のような固体の追加光学素子に光学的に接触することはより容易である。
【００６７】
セラミック発光材料は、実施例において、発光材料粒子の面が軟化し始め、液面層が形成されるまで、高温で粉末発光材料を加熱することにより形成される。部分的に溶解された粒子面は、粒子が接続する「ネック」の形成につながる微粒子間塊移行を促進する。ネックを形成する塊の再分布は、焼結の間、粒子の収縮を引き起こして、粒子の剛性凝集物を作る。予備成形された「素地」又は焼結され予め高密度化されたセラミックの単軸又は均衡プレスステップ、及び真空焼結は、低い残存内部多孔性を持つ多結晶セラミック層を形成するのに必要である。セラミック発光材料の半透明度（すなわちセラミック発光材料がもたらす散乱の量）は、加熱又はプレス条件、製作方法、使用される発光材料粒子前駆体、及び発光材料の適切な結晶格子を調整することにより、高い不透明度から高い透明度まで制御される。発光材料の他に、アルミナのような他のセラミック形成材料が、例えばセラミックの形成を促進するか、又はセラミックの屈折率を調整するために含まれてもよい。一つ以上の結晶コンポーネント、又は結晶及びアモルファス若しくはガラス質のコンポーネントの組み合わせを含む多結晶複合材料は、例えば、オキソ窒化物ケイ酸塩発光材料及び窒化物ケイ酸塩発光材料のような２つの個別の粉末発光材料を共に焼成することによっても形成できる。
【００６８】
特定の実施例において、セラミック発光材料は、従来のセラミック・プロセスにより形成されてもよい。「素地」は、とりわけ、乾燥プレス、テープ鋳造、スリブ（ｓｌｉｂ）鋳造により形成される。この素地は、高い温度で加熱される。この焼結ステージの間、ネック形成及び微粒子間塊移行が起こる。これは、多孔性の強い減少、及び結果的にセラミック・ボディの収縮を引き起こす。残存する多孔は、焼結条件（温度、加熱、ドエル、雰囲気）に依存する。予備成形された「素地」又は焼結され予備高密度化されたセラミックの熱単軸、熱平衡又は真空焼結は、低い残余の内部多孔性を持つ多結晶セラミック層を形成するのに必要である。
【００６９】
例えば、発光のセラミック層へと形成される発光材料の例は、黄緑色の範囲の光を放射するＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）：Ｃｅ３＋及びＹ３Ａｌ４．８Ｓｉ０．２Ｏ１１．８Ｎ０．２：Ｃｅ３＋のような一般式（Ｌｕ１―ｘ―ｙ―ａ―ｂＹｘＧｄｙ）３（Ａｌ１―ｚ―ｃＧａｚＳｉｃ）５Ｏ１２―ｃＮｃ：ＣｅａＰｒｂを持つアルミニウム・ガーネット発光材料と、ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ≦０．１、０＜ａ≦０．２、０≦ｂ≦０．１及び０≦ｃ＜１であり、赤い色の範囲の光を放射するＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋のような（Ｓｒ１―ｘ―ｙＢａｘＣａｙ）２―ｚＳｉ５―ａＡｌａＮ８―ａＯａ：Ｅｕｚ２＋とを含み、ここで、０≦ａ＜５、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１及び０＜ｚ≦１である。適切なＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋セラミック・スラブは、シャーロッテ、Ｎ．Ｃ．のバイコウスキ（Ｂａｉｋｏｗｓｋｉ）インターナショナル社から購入されてもよい。例えば、ＳｒＳｉ２Ｎ２Ｏ２：Ｅｕ２＋を含む（Ｓｒ１―ａ―ｂＣａｂＢａｃ）ＳｉｘＮｙＯｚ：Ｅｕａ２＋（ａ＝０．００２―０．２、ｂ＝０．０―０．２５、ｃ＝０．０―０．２５、ｘ＝１．５―２．５、ｙ＝１．５―２．５、ｚ＝１．５―２．５）、例えば、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋を含む（Ｓｒ１―ｕ―ｖ―ｘＭｇｕＣａｖＢａｘ）（Ｇａ２―ｙ―ｚＡｌｙＩｎｚＳ４）：Ｅｕ２＋、例えば、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋を含む（Ｓｒ１―ｘ―ｙＢａｘＣａｙ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、例えば、ＣａＳ：Ｅｕ２＋及びＳｒＳ：Ｅｕ２＋を含むＣａ１―ｘＳｒｘＳ：Ｅｕ２＋、ここで、０≦ｘ≦１、（Ｃａ１―ｘ―ｙ―ｚＳｒｘＢａｙＭｇｚ）１―ｎ（Ａｌ１―ａ＋ｂＢａ）Ｓｉ１―ｂＮ３―ｂＯｂ：ＲＥｎ、ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１及び０．００２≦ｎ≦０．２、ＲＥは、例えばＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋及びＣａＡｌ１．０４Ｓｉ０．９６Ｎ３：Ｃｅ３＋を含むユウロピウム（ＩＩ）及びセリウム（ＩＩＩ）から選択され、ＭｘＶ＋Ｓｉ１２―（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎＯｎＮ１６―ｎ、ここで、ｘ＝ｍ／ｖ、Ｍは、例えば、Ｃａ０．７５Ｓｉ８．６２５Ａｌ３．３７５Ｏ１．３７５Ｎ０．６２５：Ｅｕ０．２５を含む、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ又はその混合物を有するグループから好ましくは選択される金属である、他の緑、黄色及び赤の発光材料もまた適切である。
【００７０】
結合剤又は囲む材料との屈折率において大きな光学的不連続を持つ発光材料粒子を有する発光粉末フィルムと異なり、また、光学的不連続のない単一の大きな発光材料粒子として光学的にふるまう単結晶発光のボディと異なり、多結晶発光のセラミックは、異なる発光材料粒子間のインターフェースで（かなり）小さな光学不連続だけがあるように、きつくパックされた個々の発光材料粒子としてふるまう。光学的不連続を低減することにより、単結晶発光のボディの光学特性に近づけられる。よって、ＬｕＡＧ（透明を可能にする立方結晶構造を呈する）のような発光のセラミックは、光学的にほぼ均質であり、発光のセラミックを形成する発光材料と同じ屈折率を持つ。樹脂のような透明な材料に配される共形発光材料層又は発光材料層とは異なり、発光のセラミックは、発光材料自体以外の結合剤材料（有機樹脂又はエポキシのような）を一般に必要としないので、個々の発光材料粒子間に異なる屈折率の空間又は材料がほとんどない。結果として、層内でより多くの及び／又はより大きい光学的不連続を呈する共形発光材料層とは異なり、発光のセラミックは、透明又は半透明である。
【００７１】
上述したように、特定の実施例では、透過セラミック層は、セリウムを含むガーネットセラミック、特にＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅガーネットセラミック（上記定義されてもいるように）を有し、ここで、Ａは少なくともルテチウムを有し、Ｂは少なくともアルミニウム、より特に（Ｙ１―ｘＬｕｘ）３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅガーネットセラミックを有し、ここで、ｘは０より大きく１以下である。特に、Ｂは、アルミニウムである。フレーズ「透過セラミック層は、セリウムを含むガーネットセラミック」は、斯様な材料（本願において、この実施例ではガーネット）からほとんど又は全てが成るセラミックと特に関係する。
【００７２】
透過セラミック層は、上述されたように、従来から知られている。透明なセラミック層の透明度は、層の散乱特性に対する尺度として、透過率を使用して定められる。透過率は、拡散光源から離れてセラミック層を通って（また、内部反射及び散乱後に）透過される光の量と、セラミック層に照射する拡散光源から放射される光の量との比率として特に定義される。透過率は、例えば、５９０ｎｍと６５０ｎｍとの間の主波長を持つ赤い光の拡散エミッタの前に、約１２０マイクロメートルのような例えば０．０７―２ｍｍの範囲内の厚みを持つセラミック層を取り付けて、その後上記のように定義された比率を測定することにより得られる。
【００７３】
幾つかのセラミックは、高い反射性になるように作られる。例えば、アルミナは、高い反射性である（９９％の反射又は更に９９．５％の反射）。
【００７４】
特定の実施例では、反射セラミック材料は、例えば４００―７５０ｎｍの波長範囲で、＞９８％のような＞９５％の範囲の平均反射を持つ。例えば、約９８―９９％の範囲内で４００―５００ｎｍの範囲の反射及び約９９―９９．５の範囲内で５００―７５０ｎｍの範囲の反射を持つ多結晶質のアルミナが調製される。
【００７５】
透過材料、特に透過セラミック材料は、例えば４５０―７５０ｎｍの範囲で少なくとも９９％、又は更に少なくとも９９．５％の平均透過率を持つ。
【００７６】
単なる例示として、本発明の実施例が、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の複数の模式的図を参照して説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１ａ乃至１ｊは、照明装置の実施例を模式的に表す。
【図２】図２は、光源に供給される電力の関数として、（被覆されるか埋め込まれた）発光材料を有する透過部分上の温度測定を示し、透過部分が、ヒートシンクのセラミック、ガラス、ポリカーボネート又はＰＥＴ層である。
【図３】図３ａ乃至図３ｄは、それぞれ４つ又は２つの照明装置を有するランプの他の実施例を模式的に表す。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
図面は、必ずしも縮尺通りというわけではない。
【００７９】
図１ａは、本発明による照明装置１の実施例を模式的に表す。照明装置１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような、光源光１１を生成するように設けられる光源１０を囲むエンベロープ１００を有する。エンベロープ１００は、光源１０を囲むキャビティ又は室３０を作る。一般に、エンベロープ１００は、底部部分又は基板１５０及び筐体部分１０１を少なくとも有し、筐体部分１０１は種々異なる形状を持っていてもよい。
【００８０】
エンベロープ１００は、光源光１１の少なくとも一部を透過するように設けられる透過部分１１０を有し、これにより透過部分１１０の下流に照明装置光２を供給し、更にエンベロープ１００は、光源光１１の少なくとも一部を反射するように設けられる反射部分１２０を有する。反射部分１２０は、反射セラミック材料を有する。
【００８１】
図１ａの模式的に表された実施例では、エンベロープ１００は、基本的に基板１５０及び筐体部分１０１から成り、後者（筐体部分１０１）は基本的に壁１６０及び透過部分１１０から成る。壁１６０は、基本的に反射部分１２０から成る。このように、筐体は、反射部分１２０及び透過部分１１０を有する。
【００８２】
基板１５０は、ヒートシンク２００を有するか、又はヒートシンク２００として機能する。このように、反射部分１２０は、ヒートシンク２００と接触している。
【００８３】
図１ａに表される実施例では、エンベロープ１００は、更に、光源光１１の少なくとも一部を吸収し、発光材料光２１を放射するように設けられる発光材料２０を囲む。従って、特に斯様な実施例では、エンベロープ１００は、光源光１１の少なくとも一部及び発光材料光２１の少なくとも一部からなるグループから選択される一つ以上を透過するように設けられる透過部分１１０を有する。これにより、透過部分１１０の下流に照明装置光２が供給される。更に、反射部分１２０は、光源光１１の少なくとも一部及び発光材料光２１の少なくとも一部からなるグループから選択される一つ以上を反射するように設けられる。反射部分１１０は、反射セラミック材料を有する。
【００８４】
窓又は射出窓としても示される透過部分１１０は、光源１０に向けられた上流面１１１と外部へ向けられた下流面１１２とを有する。本実施例では、発光材料２０の少なくとも一部（この図面では全ての発光材料２０）は、透過部分１１０の上流面１１１で被覆１１３内に設けられる。
【００８５】
照明装置１では、光源１０は、透過部分１１０の上流にあり、透過部分１１０は、光源１０の下流にある。上流面１１１は下流面１１２の上流であるが、上流面１１１は、もちろん光源１０の下流にある。
【００８６】
基準ｄは、光源１０、特にＬＥＤダイと発光材料２０との間の最短距離を示す。
【００８７】
光源１０により生成される光１１は、反射部分１２０で反射され、大部分の反射光は、直接光と共に、最終的に透過部分１１０を通って室３０から離れる。照明装置１から離れる光は、参照符号２で示される。図１ａの実施例では、装置光２は、発光材料光２１及び光源光１１を有する。
【００８８】
図１ａの模式的に表された実施例は、例えば立方の、環状体の、六角形の、又は円形の（管状）装置１の断面である。
【００８９】
図１ｂは、エンベロープ１００がドーム部分を有する実施例を模式的に表す。本実施例では、透過部分１１０は、ドームとして設けられる。この模式的に表された実施例では、また、発光材料２０は、例として単に含まれているが、また、例えば、透過部分１１０の上流面１１１への被覆として表わされてもよい。
【００９０】
図１ｃは、光源１０が変形例として白色発光ＬＥＤに基づいた発光材料（示されていない）を有してもよいが、発光材料２０のない実施例を模式的に表す。光源１０（ここでは例として、４つの光源１０が表される）は、例えばＲＧＢのＬＥＤでもよいし、又は白色の光を供給するＲＧＢカラー若しくは他の色の組合せ（青−黄色；青―黄色―赤等）を個別に供給するＬＥＤでもよい。
【００９１】
図１ｄ及び図１ｅは、本発明の実施例による照明装置１の例の平面図を模式的に示し、前者（図１ｄ）は、エンベロープ１００が管状（例えば図１ａ参照）、管状ドーム（例えば図１ｂ参照）、又は、ドーム形状を持つ実施例を示し、後者（図１ｅ）は、エンベロープ１００が六角形の形状（例えば図１ａ参照）を持つ実施例を示す。
【００９２】
図１ｆは、発光材料２０が光源１０の下流で、透過部分１１０の上流に配置される実施例を模式的に表す。例えば、（上流及び／又は下流の表面への）被覆として発光材料２０を有するか、又は（示されている）埋め込み材料として発光材料２０を有する透過中間窓１３０が供給される。例えば、この透過中間窓１３０は、発光材料を有する重合フォイルであるか、又は好ましくは発光セラミック材料である。
【００９３】
室３０は、この実施例が模式的に表わされているように、中間窓１３０の上流の第１の室３０’と、中間窓１３０の下流の第２の室３０’’とに分けられている。原則として、もっと中間窓１３０が存在してもよい。透過部分１１０からゼロではない距離に配置される発光材料を有する中間窓１３０は、中間窓１３０が色付きであっても（例えば、セリウムでドープされたＹＡＧ及び／又はユウロピウムでドープされた窒化物のような着色した発光材料２０が用いられるとき）、透過部分１１０が半透明のとき、（透過部分１１０が実質的に色付きでないとき）この半透明部分が白色と認められるという利点を持つ。
【００９４】
図１ｇは、壁１６０が壁の内部側に（参照符号１２０で示される）反射部分を持つ実施例を模式的に表す。斯様な壁は、ヒートシンク２００であるか又はヒートシンク２００として機能する。よって、このように、透過部分１１０は、またヒートシンク２００と接触していてもよい。反射セラミック材料１２０は、実施例では、（壁１６０への）反射セラミック被覆である。
【００９５】
上記の図１ａ乃至１ｇに示されていないが、光源１０で占められていないエンベロープ１００内の基板１５０の領域は、また、実施例では反射部分１２０（すなわちセラミック反射器）である反射材料を一般に有する。
【００９６】
図１ｈは、筐体部分１０１が実質的にドームから成る実施例を模式的に表す。よって、ここのエンベロープ１００は、基板１５０及びドームを有し、後者（ドーム）は透過部分１１０を有する。基板１５０がヒートシンク２００を有するか又はヒートシンク２００として機能するので、このようにして、透過部分１１０はヒートシンク２００と接触してもよい。実施例では示されていないが、ドームが反射部分１２０及び透過部分１１０を有してもよいことは、留意されたい。本実施例では、例えば、光源１０で占められていないエンベロープ１００内の基板１５０の領域は、反射材料の反射部分１２０を有する。実施例では、これら反射セラミック材料部分１２０は、（例えば基板１５０への）反射セラミック被覆である。光源１０で占められていないエンベロープ１００内の基板１５０の領域の少なくとも一部に配置される反射セラミック材料部分１２０は、反射セラミック底部部分１２６としても本願に示されている（下記参照）。
【００９７】
図１ｉは、例えばこの図では、透過発光セラミックが透過部分１１として（及びこのように発光材料２０として）適用され、より詳細には、光源１０で占められていないエンベロープ１００内の基板１５０の領域は、反射セラミック底部部分１２６として本願で示されている反射部分１２０のような反射材料を有する以外は、図１ａに模式的に表された実施例と類似の実施例を模式的に表す。実施例では、反射セラミック底部部分１２６は、また、反射セラミック材料被覆を有する。
【００９８】
押出プロセス又は射出成形プロセスで、エンベロープ１００の一部、例えば（全ての）反射部分１２０）を作ることは、例えば可能である。これは、透過部分１１０にも適用できる。
【００９９】
図１ｊは、高い光強度実施例の例として、透過部分１１０を介して装置１から漏れる照明装置光２を平行にするように設けられる光学系１７０及び照明装置１を有するスポットライトのようなランプ５を模式的に表す。
【０１００】
図３ａ乃至図３ｄは、４つ（図３ａ乃至図３ｃ）又は２つ（図３ｄ）のような複数の照明装置（１）を有するランプ（５）の実施例を模式的に表す。ランプ５は、接続金具３００と、ヒートシンク（図示せず）を有するヒートシンクハウジング２０１としても示される中間部分２０１と、複数の照明装置１を有する照明部分とを有する。原則として、図１ａ乃至図１ｉに表される実施例の任意の一つは、図３ａ乃至図３ｄに模式的に表される実施例の複数の照明装置を提供するために使用できるか、又は供給するのに適している。
【０１０１】
図１ｊ及び図３ａ乃至図３ｄに模式的に表されたここでの実施例は、ＬＥＤレトロフィットランプとも呼ばれる。
【０１０２】
模式的に表される実施例は、ヒートシンクハウジング２０１に含まれるヒートシンクの一部に取り付けられているか又は一部である支持構造体１８０を有する。支持構造体１８０は、複数の照明装置１を支持するように設けられる。更に、支持構造体１８０は、反射部分１２０の少なくとも一部をそれぞれ提供するように設けられる。また、支持構造体１８０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源（１０）をそれぞれ支持するように設けられる。全てのこれらのオプションは、図３ａ乃至図３ｄに模式的に示される。支持構造体１８０は、ヒートシンクハウジング２０１内のヒートシンクに取付けられるか又はヒートシンクと一体化されている（下記参照）。
【０１０３】
図３ａは、十字のような支持構造体１８０の翼により囲まれる４つの照明装置を有する実施例を模式的に表す。実際、支持構造体１８０は、照明装置１の支持体１５０を形成する（図３ｂを参照）。更に、支持構造体１８０は、特にセラミック材料を有し、光源１０から離れていく好適な熱転送を導く。よって、支持構造体は、ここでは、ヒートシンク２００として配置されている。更に、これらの実施例では、好ましくは、支持構造体１８０は反射性である。よって、支持構造体１８０は、それぞれの照明装置１の反射部分１２０としても配置される。
【０１０４】
支持構造体１８０及びヒートシンクハウジング２０１内のヒートシンクは、１つの一体化されたセラミック部分であり、好ましくは支持構造体１８０の少なくとも一部が反射性である。このように、熱放散の観点から見て好適である一体化されたセラミック要素が供給される。支持構造体１８０は、熱分散部材、電気的絶縁装置及び光反射器の機能を持つ。更に、透過部分１２０もセラミックであるので、また、これらの部分は熱放散を改良し、ヒートシンクの機能も実際に持つ。
【０１０５】
図３ｃは、図３ａ及び図３ｂに模式的に表される実施例の断面の例を模式的に表す。これらの実施例は、（各々が「自身の」室３０を持つ）異なる区画を持つ一種のクローバーの葉形状を示すことに留意されたい。個々の区画内の光源１０は、白色光を供給するように設けられるが、着色光を供給するように設けられてもよい。実施例では、発光材料は、光源光の少なくとも一部を変換するために用いられる（上記参照）。
【０１０６】
特定の実施例では、発光材料は、透過部分１１０の少なくとも一部への内部被覆として供給される（例えば、図１ａ、１ｂ、１ｈも参照）。
【０１０７】
他の実施例では、発光材料は、透過部分１１０の少なくとも一部への内部被覆として付与され、青い光による励起の際に、斯様な黄色の発光を供給するように更に設けられる（上述のガーネット材料のような）黄色放射発光材料を有する。前記発光材料を有する照明装置１の一つ以上の光源１０は青い光を供給するように設けられ、更に、前記発光材料を有する照明装置１の一つ以上の光源１０は赤い光を供給するように設けられる。このようにして、大きなカラー色域が達成される。
【０１０８】
また、発光材料の混合物が付与されてもよい。これは、特に明記しない限り、本願で説明されている全ての実施例に適用する。
【０１０９】
図３ｄ（断面図）は、ランプ１が２つだけの照明装置１を有する以外は、図３ａ乃至図３ｃに模式的に表されるのと同じ実施例を模式的に表す。また、支持構造体１８０の少なくとも一部は、照明装置１の支持１５０の機能、ヒートシンク２００の機能及び反射部分１２０の機能を持つ。
【０１１０】
上記例では、ＬＥＤ光源は、ＰＣＢ上に配置されるか、又は支持１５０のように直接セラミック材料に配置されてもよい。
【０１１１】
セラミックは不活性であり、従って長い寿命を持ち、このことはＬＥＤの（予想される）寿命を維持することを意味するのに対し、プラスチック、金属及び有機コーティングは時間とともに劣化するだろう。これは、また、炎評価を必要としないことを意味する。セラミックは、多くの専用のプラスチック化合物よりもっと、良好な高い反射性（９９％を超える全反射）で作られる。上記のように、セラミックは、（３５Ｗ／ｍＫまで、又は更により高い）良好な熱伝導率を持つように設計できる。システムレベル上の熱パフォーマンスは、ＬＥＤとヒートシンクとの間の電気的絶縁体がもはや必要でないという事実のため、金属ヒートシンクの使用よりも良好である。セラミックサブマウントが用いられるとき、寿命は良好なＣＴＥ（熱膨張係数）整合のため増大する。よって、反射部分の高い反射、窓を通る良好な透過及び全体の良好なヒートシンク特性の利点を持つ、ヒートシンクとして、支持として、透過部分としてセラミック部分を持つ「全ての」セラミック装置が提供される。よって、本発明は、また、（十分な）セラミックＬＥＤレトロフィットランプを供給する。
【０１１２】
よって、好適には、セラミック材料は、高い光強度及び／又は高温アプリケーションに適用され、小さな表面上に多くの高パワーのＬＥＤを持つアプリケーション、金属部品のデザインへ熱を伝導する熱伝導性のセラミック、例えば発光材料に対するキャリアとして役に立つ適当な光特性を持つ熱伝導性のセラミックに適用される。半透明又は（拡散器として）多くの散乱が必要とされる場合、発光材料は、セラミックの上の層として使用できるか又はセラミック母体に組み込まれ、例えば青色ＬＥＤ光を変換する。セラミック材料は、高い光束及び高温に対して高く耐性化している。ポリマーの黄変及び無変形のような有機材料のブレークダウンがない。セラミックは、仕様に従って大きさが設定され成形される。よって、セラミック材料は、熱放散のため照明装置１で使用でき、更に、同じセラミック材料が、透過部分として又は反射部分として使われてもよい。
【実施例１】
【０１１３】
以下の装置が作られた。変換室内に発光材料間の短い距離（発光材料に約５―１０ｍｍの近接）で、例えば２６０ｍｍ２に９つのＬＥＤ又は３１０ｍｍ２に１６個のＬＥＤを持つヒートシンクを持つ高密度ＬＥＤのボードが作られた。発光材料は、セラミック内に組み込まれたか、又は透過部分を供給するために適当な被覆に付与された。
【０１１４】
透過部分としてセラミック材料は、テストされ、（発光材料を有する透過部分として）ガラス、ポリカーボネート及びＰＥＴフィルムと比較された。これらの部分の温度に加えて、それぞれ、ＬＥＤに供給される電力の関数として、また、ヒートシンクの温度が測定された。測定（図２）は、ポリカーボネートＰＣ又はガラスにあるより、セラミック上の遠隔蛍光体が６０℃低い温度を持ったことを示した。
【０１１５】
図２は、入力電力の関数として、上から下へ以下の温度曲線を表す。発光材料を有するＰＥＴ基準透過材料の発光材料温度（星印）。上流の被覆として発光材料を持つポリカーボネート透過材料での発光材料温度（四角印）。上流の被覆として発光材料を持つガラス透過材料での発光材料温度（三角印）。上流の被覆として発光材料を持つポリカーボネートセラミック透過材料での発光材料温度（ダイヤモンド印）。ヒートシンクの基準温度。
【０１１６】
「実質的に全ての放射」又は「実質的に構成される」のような本明細書における「実質的に」という用語は、当業者には理解されるであろう。「実質的に」という用語は、「全部」、「完全に」、「全て」等を伴う具体例も含んでいる。従って、上記実施の形態では、形容詞的な実質的には取り除かれ得る。適用可能である場合、「実質的に」という用語は、９５％以上のような９０％以上、特に９９％以上、更に特には１００％を含む９９．５％以上に関係がある。「有する」という用語は、「有する」という用語が「より成る」を意味する具体例も含んでいる。値に先行する用語「約」は、当業者により理解されるように、値がわずかに離れている実施例を指すが、値が実質的に正にその値である実施例も含む。一般に、約４００ｎｍのような値は、当業者に知られていているように３９０．５―４００．５ｎｍを含む。
【０１１７】
本願の装置は、とりわけ、動作時について説明されている。例えば、用語「青のＬＥＤ」は、その動作中に青い光を生成するＬＥＤを参照する。換言すれば、ＬＥＤは、青い光を放射する。当業者には明らかなように、本発明は、動作時の操作の方法又は装置に限定されない。
【０１１８】
上述した実施の形態は、本発明を限定するものではなく説明しており、当業者であれば添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多数の代替の実施の形態を考案することができることに注意されたい。特許請求の範囲では、括弧内に配された任意の参照符号が、特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。動詞「有する」及びその活用の使用は、特許請求の範囲において述べられている構成要素又はステップ以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。構成要素の前に付された冠詞「a」又は「an」は、複数のそのような構成要素の存在を排除するものではない。幾つかの手段を列挙している装置の請求項では、これらの手段の幾つかが、ハードウェアの１つの同じアイテムにより具現化され得る。ある方策が互いに異なる従属請求項において述べられているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に用いられ得ないことを示してはいない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図１ｇ】
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【図１ｈ】
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【図１ｉ】
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【図１ｊ】
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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３ｄ】
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