CN101960918B - 具有led以及一个或多个透射窗的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供照明设备(100)，其包括半透明出射窗(200)、被安排在LED的上游和所述半透明出射窗(200)的下游的一个或多个透射窗(300)，以及一个或多个发光材料层(400)，其可以特别地被涂敷于所述透射窗(300)的下游面和下游面。

Description

具有LED以及一个或多个透射窗的照明设备
技术领域
本发明涉及具有一个或多个透射窗的照明设备。 
背景技术
包括透射陶瓷层的照明设备在本领域中是已知的。透射陶瓷层或发光陶瓷及其制备方法在本领域中是已知的。例如参考US2005/0269582。例如，US2005/0269582公开了结合有陶瓷层的半导体发光设备，该陶瓷层被布置在由发光层所发出的光的路径中。陶瓷层由波长转换材料，例如发光材料构成，或者包含这类材料。 
具有透射封盖和发光材料的照明设备在例如US2007/0114562中进行了描述。这一文件描述了例如黄色和红色照明系统，包括半导体发光体，以及发光材料。系统的发射落入在CIE色度图上具有特定色坐标的相应的ITE红色和黄色颜色代码(color bin)内。发光材料可包括一种或多种发光材料。照明系统可被用作交通信号灯的红灯和黄灯，或者被用作车用显示器。 
US2007/0114562还公开了LED照明系统，该系统包括在其上布置有半导体发光体的支撑物、布置在支撑物上并且在半导体发光体上延伸的封盖，该封盖和支撑物共同限定包含半导体发光体的内部空间；以及布置在内部空间中并对半导体发光体进行封装的密封剂。发光材料被淀积于封盖的内表面上。 
发明内容
现有技术系统的缺点可能是，在其中光在从系统中射出之前未被多次回收利用(例如在LCD背光模块中的情况)的模块中，并且特别是对于暖白光的产生，可能需要相对高的发光材料单位面积用 量，其结果是，需要非常厚的发光材料层。发光材料在基质材料中充分的稀释足以允许良好的流动性质，这可能产生相对非常厚的包含有发光材料颗粒的黏结材料层，这可能会阻碍涂敷工艺处理，并且由于薄膜或涂层的不同的材料性质可能产生应力梯度。这会很容易地造成薄膜开裂、卷曲，甚至剥落。 
此外，发光材料成分的特性，例如粒径分布或量子效率等，可随时间发生变化。这可以通过适配薄膜上的发光材料比例和/或有效发光材料用量而得到补偿，并且优选地，最终的经涂敷薄膜的光学性质被测量并且应在一定限度以内。发光材料涂敷悬浮液的这一所需的适配可造成可观的材料浪费，因为预混合材料一般不再能够被使用。使用单一的混和物，卷到卷(roll-to-roll)工艺处理中的薄膜性质的运行中闭环控制是非常困难的。 
现有技术中的另一问题可能是，对于大多数可用于照明的发光材料而言，发光材料的混和物可导致显著的发光材料的相互作用。从一种发光材料(或者发光材料混和物)发出的黄绿色光可能常常部分地被橙红色发光材料(或者发光材料混和物)所吸收，导致较低的整体系统效能(由于橙红色发光材料中的额外的量子效率损失)并且因为黄绿色光的光谱形状中的改变而导致显色性的降低。后者是由橘红色发光材料的光谱吸收而造成的。这通常可导致CRI从例如85下降到77，使得光在大多数应用中不适合于普通照明任务。另外，发光材料的相互作用可能需要更多的发光材料，使得系统更加的昂贵。 
现有技术系统的另一缺点可能是，应用发光材料层作为出射窗或者作为对于观察者为可视的材料可能造成出射窗在系统处于关闭状态时具有颜色，特别是橙黄色。这可能是当直接观察发光材料时，例如当这一窗口是发光出射窗时的情况。灯(或者灯具)的这样的有色外观常常是令人生厌的；人们一般更喜欢中性的外观。 
因此，本发明的一个方面是提供替代照明设备，其优选地进一步排除一个或多个上述的弊端。 
在第一方面，本发明提供照明设备，其包括： 
a.多个发光二极管(LED)，其被安排用以发出LED发射； 
b.半透明出射窗，其具有上游出射窗面和下游出射窗面； 
c.安排在所述多个LED的下游和半透明出射窗的上游的n个透射窗，其中n大于或等于1，每个透射窗具有上游透射窗面和下游透射窗面； 
d.k个发光材料层，其中k大于或等于1，特别是大于或等于2，发光材料层可选地在空间上分离，k个发光材料层被安排在所述多个LED的下游和半透明出射窗的上游，并且k个发光材料层在空间上与所述多个LED分离； 
其中所述多个LED和发光材料被安排用以产生预定颜色的光，并且其中半透明出射窗被安排用以透射光的至少一部分。 
这样的设备可以有益地具有更薄的发光材料层，通过这一手段可以减少发光的相互作用。此外，使用更薄的层，优选地具有小于大约100μm的厚度的层，可具有上述的工艺处理优势。例如，可以应用具有大约在5μm-100μm范围内的厚度的层，厚度例如取决于发光材料层的数量并且取决于发光材料的类型。此外，根据本发明的照明设备可允许不同类型的发光材料的分离。以这种方式，照明设备与不同类型的发光材料的发光性质有关的照明性质可得到优化。而且，特别是根据本发明的照明设备在其处于关闭状态并且受到白光(从外部)的照射时，看起来可以是白色的。其他优点，特别是相对于其中发光材料被提供在LED上的系统而言的优点可能在于能够提供具有固有的高效率的系统(更少的背反射/再吸收)并且能够提供暖白色的选项(不具有实质的热淬火并且具有发光材料的相对“低”的照射)。此外，根据本发明的照明设备是(可以仅基于蓝色LED，其具有相对易于装配和驱动的优点)相对简单的概念，并且另外，可调节色温的选项也是可行的。 
短语“安排在LED的下游和半透明出射窗的上游的n个透射窗”表示，这些透射窗中的每一个都接收(转换的)LED光的至少一部分并且在半透明出射窗的方向上透射这一(转换的)LED光的至少 一部分。照明设备可包括一个或多个这样的透射窗。 
短语“k个发光材料层”指的是接收(转换的)LED光的至少一部分，但同时还透射这一(转换的)LED光的至少一部分的发光材料层。因此，在若干实施方式中，透射窗包括一个或多个发光材料层。短语“其中发光材料层(可选地)在空间上分离”表示，相应的发光材料层(可选地)在空间上彼此分离。术语“发光材料层”在此有时也被表示为“涂层”或“涂敷层”，尽管本发明不只限于涂敷层。 
k个发光材料层在空间上(还)与LED分离(即“远离”)。这意味着在此被表示为“k个发光材料层”的发光材料层未被涂敷在LED上(或者被涂敷在管芯上)。具体地，根据本发明的设备不包括在LED上的发光材料涂层并且/或者优选地不包括包含有发光材料的LED穹顶。在另一实施方式中，一个或多个LED发出蓝光以外的光。然而在一个实施方式中，这样的LED可以包括涂敷在LED以及/或者包含在LED穹顶中的发光材料。这样的应用可以例如被用以进一步扩大色域并且/或者被用以提高来自照明设备的光的CRI。然而根据本发明的照明设备至少包括在空间上与LED分离的发光层。在此，术语“LED”可以指一个或多个LED。 
短语“其中发光材料层被安排在LED的下游和半透明出射窗的上游”表示，发光材料层以及因而被包含于其中的发光材料，是远离LED的(另见上文)，但在半透明出射窗的上游。短语“在半透明出射窗的上游”可包括在这一窗口的内部的发光材料层(参见下文)。k个发光材料层中的一个或多个被特别地安排在n个透射窗的上游透射窗面和/或下游透射窗面，或者被并入n个透射窗(或者一个或多个这样的实施方式的组合)内。这样的配置在此也由短语“其中透射窗包括发光材料层”，或者“其中透射窗包括发光材料上游(或下游)涂敷层”以及类似短语的方式所表示。 
基于LED的光源中的远程发光材料对于系统效能，特别是对于具有低色温的光(暖白光)的产生，似乎是非常有益的。在透射支 撑物或薄膜上应用发光材料涂层可产生高系统效能，因为只有很少量的光被反射回其被吸收的几率相当高的LED内。相比于具有在LED封装中的发光材料的系统，使用远离LED的发光材料可产生高达大约50％的效能增益。 
如上所述，在出射窗的表面，特别是在发射表面(即下游表面)上应用发光材料层可造成当灯被熄灭并且其被白光所照射时该表面上相当饱和的色点。根据本发明，通过在位于照明设备的LED与漫射性、半透明材料出射窗之间的透射载体上应用发光材料涂层，出射窗的外观颜色的饱和度可得到降低。(对于进一步的光学系统，其中光可被进一步操纵用于例如光束成形)半透明出射窗充当虚拟发射窗口。随着发光材料层与半透明出射窗之间的距离的增加，半透明出射窗的颜色的饱和度被进一步降低。除其他措施以外，以上所列及以下措施是基于在系统中应用额外的散射或反射的。然而令人惊讶的是，系统效能几乎保持不变，而在系统中增加更多的散射和更多的(部分)反射表面一般会导致非常显著的系统效能降低。 
照明设备 
照明设备在此也被表示为“设备”。相对于LED，一个或多个透射窗被安排在LED的下游。透射窗优选地以这样的方式安排，以使基本上所有由LED所产生的发射都被导向透射窗，即透射窗被布置在由LED所发出的光的路径之中。因此，在优选实施方式中，发光材料和/或透射窗接收基本上全部的LED发射。 
半透明出射窗被安排在透射窗的下游。因此，透射窗具有朝向LED的上游出射窗面以及朝向半透明出射窗的下游出射窗面；半透明出射窗具有朝向透射窗的下游面的上游出射窗面以及朝向照明设备的外部的下游出射窗面。 
如上所述，这一出射窗被安排用以允许光从照明设备中逸出。但是并不排除进一步的光学元件，例如准直器、反射器、光导、光层等，以引导或影响来自照明设备的光，这些进一步的光学元件可 被安排在出射窗的下游。 
通过本发明，可以实现具有非常高的效率以及良好的显色，并且还可以在关闭状态时具有白色外观或者几乎为色中性的远程发光材料模块和灯具。所提出的在透射窗之中或之上具有例如薄膜之类的发光材料的系统还可以使通过卷到卷工艺处理而进行的廉价大规模生产成为可能，并且可以将同质化与效率优化相结合。 
如上所述，根据本发明的照明设备优选地包括两个或多个发光材料层。由于可存在一个或多个透射窗，一个或多个，特别是两个或多个发光材料层，并且由于发光材料层可包括不同类型的发光材料，本发明允许很多种配置(或实施方式)。 
在一种实施方式中，照明设备包括第一透射窗，其中第一透射窗的上游透射窗面包括第一发光材料上游涂敷层，并且第一透射窗的下游透射窗面包括第一发光材料下游涂敷层。 
在又一实施方式中，照明设备还包括第二透射窗，其中第二透射窗的上游透射窗面包括第二发光材料上游涂敷层，并且第二透射窗的下游透射窗面包括第二发光材料下游涂敷层。 
如将被本领域中的技术人员所明了的那样，其他变型可包括在其中照明设备包括第一透射窗，其中第一透射窗的上游透射窗面包括第一发光材料上游涂敷层并且/或者第一透射窗的下游透射窗面包括第一发光材料下游涂敷层的实施方式，以及/或者在其中照明设备还包括第二透射窗，其中第二透射窗的上游透射窗面包括第二发光材料上游涂敷层并且/或者其中第二透射窗的下游透射窗面包括第二发光材料下游涂敷层。 
在另一实施方式中，半透明出射窗的上游出射窗面包括发光材料上游出射窗涂敷层。在一种特定实施方式中，发光材料上游出射窗涂敷层包括被安排用以发出红光的发光材料。 
通过在其中k在2-5的范围中并且n在1-2的范围中的照明设备可以获得良好的效果。例如，在一种实施方式中，设备可包括两个透射窗，其各自具有发光材料上游涂敷层并且各自具有发光材料下 游涂敷层(n＝2；k＝4)，并且可选地还具有发光材料上游出射窗涂敷层(使得n＝2；k＝5)。 
在一种实施方式中，至少两个发光材料层包含基本上相同的发光材料成分。而在另一实施方式中，至少两个发光材料层包含基本上不相同的发光材料成分。术语“发光材料成分”可指包含一种或多种不同发光材料的成分。就此而言，术语“不同”和“相同”特别涉及在同等激发条件下所产生的光的颜色。包含基本上相同的发光材料涂层成分的两个发光材料层的范例可以是包含Y3Al5O12:Ce(YAG:Ce)的涂层，其中铈以基本上相同的摩尔量存在于这两种发光材料中。 
在一种实施方式中，第一发光材料层被安排用以产生第一颜色的光并且第二发光材料层被安排用以产生第二颜色的光，其中第一颜色的光具有大于第二颜色的光的主发射波长，并且其中第一发光材料层被安排在第二发光材料层的上游。例如，发出红光的发光材料可被包含于透射窗的发光材料上游涂敷层中，并且发出绿光或黄光的发光材料可被包含于同一透射窗的发光材料下游涂敷层中。这样的配置的一个优点可能在于相应的绿色和/或黄色发光基本上不会被发出红光的发光材料所吸收。如果配置被反转过来，则红色发光材料可能会相应地吸收绿色和/或黄色发光的一部分。因此，在一种实施方式中，第一发光材料层包括被安排用以发出红光的发光材料。 
在一种特定实施方式中，一个或多个发光材料层包括经构图的涂敷层。因此，在一种实施方式中，一个或多个发光材料层是基本上连续的层，更加特别地，所有发光材料层都是基本上连续的层，并且在另一实施方式中，一个或多个发光材料层包括经构图的涂敷层。使用一个或多个经构图的层的优点可能在于发光材料的相互作用可得到减少，从而降低可能的(再吸收)损失。 
在一种特定实施方式中，选自包括半透明出射窗以及n个透射窗中的一个或多个在内的一组窗口的一个或多个窗口各自独立地包括一个或多个发光材料层相应地作为半透明发光出射窗和透射发光 窗。例如，发光材料的一部分可被整合在一个或多个透射窗和/或半透明出射窗之中。在一种实施方式中，这样的窗口可以是发光陶瓷。在另一实施方式中，发光材料可被分散在一个或多个这样的窗口之中。 
因此，在一种实施方式中，发光材料层可以是涂敷层，而在另一实施方式中，其可被整合在窗口中。后者被表示为(半透明)发光(出射)窗，其因而包括发光材料层，但也可被视为发光材料层，因为这样的窗口具有窗口性质(至少部分透光)但也具有发光性质。 
然而这样的发光窗口还可以包括(在上游面和/或下游面的)发光材料涂层。 
此外，根据本发明的实施方式的照明设备还可以包括一个或多个双色向滤光镜。这样的滤光镜被特别地安排在LED的下游和半透明出射窗的上游，并且被进一步安排用以透射在一个或多个双色向滤光镜的上游的光的至少一部分，并且用以反射在一个或多个双色向滤光镜的下游的光的至少一部分。 
除在此描述的原则上至少部分透明的k个发光材料层以外，在一种实施方式中，照明设备还可以包括被安排用以在反射模式中产生发射的发光材料层。这样的发光材料层可被表示为非透射性发光材料层，并且例如可被安排在设备的外壁和/或底部(例如基板)。因此，除非另有说明，否则在一种实施方式中，该发光材料层被特别地安排用以允许至少一部分光在半透明出射窗的方向中透射，或者更加特别地，透射到照明设备的在半透明出射窗的下游的外部。但是，被安排用以在反射模式中产生发射的发光材料层被特别地安排在非透射性部件上，例如LED腔室壁或者LED支撑物(如LED板)。 
根据本发明的实施方式的设备可具有不同类型的形状；或者更准确地，出射窗和透射窗可具有不同类型的形状。在一种实施方式中，选自包括半透明出射窗以及n个透射窗中的一个或多个在内的一组窗口的一个或多个窗口各自独立地具有基本上平坦的形状。在 另一实施方式中，选自包括半透明出射窗以及n个透射窗中的一个或多个在内的一组窗口的一个或多个窗口各自独立地具有基本上凸起的形状。如将被本领域中的技术人员所明了的那样，还可以应用平坦窗口和凸起窗口的结合。 
在一种特定实施方式中，设备还包括感测器，特别是光学感测器，其中感测器被安排用以基本上仅接收间接光。因此，这样的感测器绝不能受到直接辐射；以这种方式，可以基本上防止热负荷。此外，在应用光学感测器时，一个优点可能在于光学感测器可以感测基本上混合的光，而接收直射光的感测器可接收被较少混合的光(例如由于LED光在透射通过一个或多个发光材料层之后可能仅部分地为朗伯(Lambertian)形式)。 
本发明的照明设备被特别地安排用以产生预定颜色的光，例如白光。 
所提出的配置可被应用于大面积照明、场景照明(例如发光瓦)、背光照明(例如海报箱)、射灯、例如白炽(GLS)灯或TL替代灯之类的漫射改进型灯，以及壁灯之中，并且根据体积和光束限制，可被应用在某些聚光灯中。 
在下面，相应地给出关于LED和发光材料、透射窗以及半透明出射窗的一些进一步的详情。 
LED和发光材料 
在一种实施方式中，LED被安排用以发出蓝色发射并且发光材料包括(a)绿色发光材料，被安排用以吸收蓝色LED发射的至少一部分并且发出绿色发射，以及(b)红色发光材料，被安排用以吸收蓝色LED发射的至少一部分，或者绿色发射的至少一部分，或者蓝色发射的至少一部分和绿色发射的至少一部分，并且发出红色发射。以这种方式，预定颜色的光可以是白光。除其他以外，根据LED功率、蓝色LED发射光谱，以及发光材料用量，可以构成不同色温的白光。 
在另一实施方式中，LED被安排用以发出蓝色发射，并且发光材料包括(a)黄色发光材料，被安排用以吸收蓝色发射的至少一部分并且发出黄色发射，以及可选地(b)一种或多种其他发光材料，被安排用以吸收蓝色LED发射的至少一部分，或者黄色发射的至少一部分，或者蓝色发射的至少一部分和黄色发射的至少一部分，并且在与黄色发射波长不同的波长上发出发射。通过这种方式，预定颜色的光也可以是白光。除其他以外，根据蓝色LED发射光谱、LED功率以及发光材料的用量，可以构成不同色温的白光。在一种特定实施方式中，除黄色发光材料(a)以外的发光材料还包括(b)红色发光材料，被安排用以吸收蓝色LED发射的至少一部分，或者黄色发射的至少一部分，或者蓝色发射的至少一部分和黄色发射的至少一部分并且发出红色发射。除其他以外，可以应用这一红色发光材料来进一步提高CRI。 
在一种实施方式中，照明设备包括多个发光二极管(LED)，例如2-100数量级左右，如4-64。它们被安排用以发出LED发射。 
在此处所使用的术语“白光”是为本领域中的技术人员所周知的。其特别涉及具有在大约2000与20000K，特别是在2700-20000K之间的相关色温(correlated color temperature，CCT)的光。对于一般照明，CCT特别地在大约2700K到6500K的范围之中，而对于背光照明目的，其特别地在大约7000K到20000K的范围之中，并且特别地在从BBL起的大约15个SDCM(颜色匹配标准偏差，standard deviation of color matching)以内，更加特别地在从BBL起的10个SDCM以内，甚至更加特别地在从BBL起的5个SDCM以内。术语“预定颜色”可涉及原色三角内的任何颜色，但是可以特指白光。 
术语“蓝光”或“蓝色发射”特别涉及具有在大约410nm-490nm范围中的波长的光。术语“绿光”特别涉及具有在大约500nm-570nm范围中的波长的光。术语“红光”特别涉及具有在大约590nm-650nm范围中的波长的光。术语“黄光”特别涉及具有在大约560nm-590nm范围中的波长的光。 
这些术语不排除特别地具有在相应的例如大约500nm-570nm、大约590nm-650nm，以及大约560nm-590nm的范围以外的发射波长的，可具有宽带发射的发光材料。但是，这样的发光材料(或者LED)的发射的主波长将在此处给出的范围之内。因此，短语“具有在...范围中的波长”特别表示发射可具有在指定范围之内的主发射波长。 
特别优选的发光材料选自石榴石和氮化物，特别是相应地被掺杂以三价铈或二价铕的石榴石和氮化物。石榴石的实施方式特别包括A3B5O12石榴石，其中A至少包含钇或镥，而B至少包括铝。这样的石榴石可被掺杂以铈(Ce)、镨(Pr)或者铈与镨的组合；然而特别地被掺杂以Ce。特别是，B至少包含铝(Al)，但是，B也可以部分包含镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In)，特别是高达Al的大约20％，更加特别地高达Al的大约10％(即B离子主要包括90％或90％以上摩尔％的Al以及10％或10％以下摩尔％的Ga、Sc和In中的一种或多种)；B可以特别包括高达大约10％的镓。在另一变型中，B和O可以至少部分地由Si和N所取代。元素A可以特别地从包括钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)以及镥(Lu)在内的一组元素中选取。此外，Gd和/或Tb特别地仅以高达A的大约20％的量存在。在一种特定实施方式中，石榴石发光材料包含(Y1-xLux)3B5O12:Ce，其中x大于或等于0并且小于或等于1。 
术语“Ce”表示发光材料中的一部分金属离子(即在石榴石中：一部分“A”离子)由Ce所取代。例如，在(Y1-xLux)3Al5O12:Ce的情况中，Y和/或Lu的一部分由Ce所取代。这是为本领域中的技术人员所周知的。Ce一般最多将会取代A的10％；一般而言，Ce浓度将会在(相对于A的)0.1-4％的范围之中，特别是在0.1-2％。假定1％的Ce和10％的Y，完整、正确的分子式可以是(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12。如为本领域中的技术人员所周知的，石榴石中的Ce基本上在或者只在三价状态。 
在一种实施方式中，红色发光材料可包含选自包括(Ba，Sr，Ca)S:Eu、(Ba，Sr，Ca)AlSiN3:Eu和(Ba，Sr，Ca)2Si5N8:Eu在内的一 组材料的一种或多种材料。在这些化合物中，铕(Eu)基本上或只为二价，并且其取代一种或多种标明的二价阳离子。一般而言，Eu不会以大于阳离子的10％的量存在，特别是其范围在相对于其所取代的阳离子的大约0.5％-10％，更特别地，在0.5％-5％。术语“:Eu”表示一部分金属离子由Eu(在这些范例中由Eu2+)所取代。例如，假定在CaAlSiN3:Eu中有2％的Eu，正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕一般将会取代二价阳离子，例如上述二价碱土金属阳离子，特别是Ca、Sr或Ba。 
(Ba，Sr，Ca)S:Eu材料也可以被表示为MS:Eu，其中M是选自包括钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)在内的一组元素中的一种或多种元素；特别是，在这一化合物中M包含钙或锶，或者钙和锶，更加特别地包含钙。在这里，Eu被引入并取代M(即Ba、Sr，和Ca中的一种或多种)的至少一部分。 
此外，(Ba，Sr，Ca)2Si5N8:Eu也可以被表示为M2Si5N8:Eu，其中M是选自包括钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)在内的一组元素中的一种或多种元素；特别是，在这一化合物中M包含Sr和/或Ba。在又一特定实施方式中，M特别包含50％-100％的Sr和/或Ba(未考虑到Eu的存在)，特别是50％-90％的Ba和50％-0％，特别是50％-10％的Sr，如Ba1.5Sr0.5Si5N8:Eu(即75％的Ba；25％的Sr)。在这里，Eu被引入并取代M(即Ba、Sr，和Ca中的一种或多种)的至少一部分。 
同样地，(Ba，Sr，Ca)AlSiN3:Eu材料也可以被表示为MAlSiN3:Eu，其中M是选自包括钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)在内的一组元素中的一种或多种元素；特别是，在这一化合物中M包含钙或锶，或者钙和锶，更加特别地包含钙。在这里，Eu被引入并取代M(即Ba、Sr，和Ca中的一种或多种)的至少一部分。 
在此所使用的术语“发光材料”特别涉及无机发光材料，其有时也被表示为发光材料。这些术语是为本领域中的技术人员所周知的。 
透射窗 
在距LED(即特别是距LED的发光表面(或管芯))的非零距离上特别安排有透射窗。 
在此所使用的术语“透射”在一种实施方式中可以指透明，而在另一实施方式中指半透明。这些术语是为本领域中的技术人员所周知的。透射可特别表示由透射窗对光，特别是至少在蓝色范围中，更加特别地在整个可见光范围(即大约380-680nm)中的光进行的透射至少为大约20％，更加特别地至少为大约50％，甚至更加特别地至少为大约80％(透射窗在与其垂直的光的照射之下)。 
透射窗可以自我支撑，但在备选实施方式中其也可以是柔韧的薄膜，其例如(在例如设备的LED腔室壁或漫射器空腔壁(见下文)之间)伸展。透射窗可具有像盘片之类的基本上平坦的形状，但在另一实施方式中其可具有基本上凸起的形状，例如像穹顶。 
在一种实施方式中，透射窗可包含有机材料。优选的有机材料是选自包括PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(polyethylene，聚乙烯)、PP(polypropylene，聚丙烯)、PC(polycarbonate，聚碳酸酯)、P(M)MA(poly(methyl)metacrylate，聚(甲基)丙烯酸甲酯)、PEN(polyethylene napthalate，聚萘二甲酸乙二醇酯)、PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲硅氧烷)，以及COC(cyclo olefin copolymer，环烯烃共聚物)在内的一组材料中的。举例说，聚碳酸酯给出了良好的效果。但是，在另一实施方式中透射窗包含无机材料。优选的无机材料是选自包括玻璃、(熔凝)石英、陶瓷，以及硅胶在内的一组材料中的。 
透射窗可在一侧或两侧上被涂敷以一个或多个发光材料层。因此，在这种情况下，透射窗也可以被表示为透射支撑物。如上所述，在又一实施方式中，透射窗包含发光材料的至少一部分。在另一实施方式中，包含有发光材料(层)的透射窗在一侧或两侧上还具有涂层，其也包含发光材料的一部分(其可具有基本上不同的发射颜 色或者基本上类似的发射颜色)。 
半透明出射窗 
在透射窗的下游的距透射窗的下游表面的非零距离上，特别安排有半透明出射窗。这一出射窗被安排用以允许来自照明设备的光从照明设备中逸出。 
在一种实施方式中，半透明出射窗可包含有机材料。优选的有机材料是选自包括PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(polyethylene，聚乙烯)、PP(polypropylene，聚丙烯)、PC(polycarbonate，聚碳酸酯)、P(M)MA(poly(methyl)metacrylate，聚(甲基)丙烯酸甲酯)、PEN(polyethylene napthalate，聚萘二甲酸乙二醇酯)、COC(cyclo olefin copolymer，环烯烃共聚物)，以及PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲硅氧烷)在内的一组材料中的。但是，在另一实施方式中半透明出射窗包含无机材料。优选的无机材料是选自包括玻璃、(熔凝)石英、陶瓷，以及硅胶在内的一组材料中的。 
但是，在一种实施方式中，出射窗是半透明的。例如，上述材料可具有固有的半透明性质或者(例如通过(例如，通过喷沙打磨或酸蚀)对材料进行磨砂处理)可被制为半透明。这样的方法在本领域中是已知的。半透明出射窗可以允许一些光通过，但是透过半透明材料所看到的内部(即照明设备的位于出射窗的上游的物体)基本上是漫射的或模糊的。 
如上所述，在又一实施方式中，出射窗包含发光材料的至少一部分。在另一实施方式中，包含有发光材料(层)的出射窗还在上游侧具有涂层，其也包含发光材料的一部分(其可具有基本上不同的发射颜色或者基本上类似的发射颜色)。 
附图说明
现在将仅通过举例的方式，参考随附的示意图，对本发明的实 施方式进行描述。在示意图中相应的参考标号表示相应的部件，并且在其中： 
图1a-图1b示意性地描绘了根据本发明的两种实施方式； 
图2a-图2d示意性地描绘了根据本发明的四种实施方式，其中一些照明设备具有发光材料的色分离； 
图3a-图3c示意性地描绘了根据本发明的三种实施方式，其中照明设备包括两个透射窗； 
图4a-图4c示意性地描绘了三种实施方式，其中照明设备具有发光材料的色分离并且照明设备具有出射窗涂敷层； 
图5a-图5d示意性地描绘了4种实施方式，其中还应用了在反射模式中的发光材料层； 
图6a以及图6b示意性地描绘了具有双色向滤光镜的一些实施方式； 
图7a以及图7b示意性地描绘了具有经构图的发光材料涂敷层的一些实施方式；以及 
图8示意性地描绘了一种实施方式，其中一个或多个透射窗和出射窗包括发光材料层。 
只有主要元件被描绘出来。为本领域中的技术人员所周知的其他元件，如驱动器、其他光学元件，如光学滤光镜、准直器、配件等未被描绘于示意图中。 
具体实施方式
图1a示意性地描绘了根据本发明的照明设备的一种实施方式。该照明设备以参考标号100表示。照明设备100包括发光二极管10，其被安排用以发出LED发射11，该发射可以例如为蓝光。 
照明设备100还包括半透明出射窗200，其具有上游出射窗面202和下游出射窗面201。后者朝向设备100的外部，而前者基本上朝向设备100的内部，更具体地，朝向LED10。半透明出射窗200可以例如为磨砂PC或玻璃。 
在图1a-图1b的示意性描绘的实施方式中，半透明出射窗200具有基本上凸起的形状。 
在LED10的下游和半透明出射窗200的上游安排有n个透射窗300(1)、300(2)、...300(n)，其中n大于或等于1。术语“n个透射窗300(1)、300(2)、...300(n)”表示照明设备100包括数量为n的透射窗300，其中这些窗口相应地以参考标号300(1n)表示，并且其中透射窗300(1)是第一透射窗300，透射窗300(2)是第二透射窗300，等等。每个透射窗300具有上游透射窗面302和下游透射窗面301。前者基本上朝向LED10，后者基本上朝向半透明出射窗200。以这种方式，来自LED10的光11在“下游”方向上流向透射窗300，所述光11可以至少部分地被透射窗300所透射，并且随后继续在下游方向中流向半透明出射窗200，并且可以至少部分地由半透明出射窗200所透射，从而提供光60作为来自照明设备的光。这样的来自照明设备的光60可以例如为白光。 
在示意性的图1a-图1b中，n为1，即这些照明设备100包括一个透射窗300，其也被表示为第一透射窗300(1)。 
从LED10到透射窗300(n)的最短距离以L2表示。LED10与第一下游透射窗300之间的距离L2一般将会在大约1mm-50mm的范围中，特别是在大约1mm-20mm的范围中。 
在图1a-图1b的示意性描绘的实施方式中，透射窗300(1)具有基本上平坦的形状。 
LED10如示意性描绘的那样被安装在支撑物110上，该支撑物可以例如为具有触点的板。支撑物110还可以包括一个(或多个)反射器114。照射到支撑物110上的光能够以这种方式被反射回设备100之中。反射器在本领域中是已知的，并且可以例如包括像特氟隆(Teflon)之类的基本上漫射的反射器，或者可以包括部分漫射并且部分镜面反射的反射器，如本领域中的技术人员所周知的那样。 
LED10被包括在LED腔室80之中。在这里，支撑物110、透射窗300(1)和LED腔室壁120构成LED腔室80。LED腔室80可 被安排用以充当混光腔室。而且LED腔室壁120(至少朝向LED10的LED腔室壁侧)可具有反射器(未在示意图中标示)，或者优选地本身可以具有漫射式，或镜面式，或者结合了漫射式与镜面式的反射性质。 
在一种实施方式中，透射窗300(1)是唯一的透射窗300，并且因而也是作为被安排在半透明出射窗200的上游的第一透射窗300以及作为被安排在LED的下游的“最后”透射窗300的透射窗300。因此，在第一透射窗300(1)的下游和半透明出射窗200的上游形成了最终空腔180，其由第一透射窗300(1)和半透明出射窗200，并且可选地由其他照明设备特征(见下文)所封闭。最终空腔180可被安排用以对LED光11和发光材料光或发光30进行混合。 
照明设备100此外包括k个发光材料层(400(1)、400(2)、...400(k))，其中k大于或等于2。术语“k个发光材料层400(1)、400(2)、...400(k)”表示照明设备100包括数量为k的发光材料层400，其中照明材料层相应地以参考标号400(1k)表示，并且其中发光材料层400(1)是第一发光材料层400，发光材料层400(2)是第二发光材料层400，等等。 
在一种实施方式中，发光材料层400可包括多个发光材料层。但是，在此所使用的术语“k个发光材料层”指的是单独的发光材料层，其可以各自独立地包括多个发光材料层。此外，在一种实施方式中，这些发光材料层400(1)、400(2)、...400(k)可以在空间上分离。 
k个发光材料层400(1)、400(2)、...400(k)被安排在LED10的下游和半透明出射窗200的上游。此外，k个发光材料层400(1)、400(2)、...400(k)与LED(10)在空间上分离。从LED10到发光材料层400(这里的400(1)和400(2))的最短距离以L1表示。LED10与发光材料层400(1)之间的距离将会在大约1mm-50mm的范围中，特别是在大约1mm-20mm的范围中。 
参考图1a，照明设备100包括两个发光材料层400，即k为2。 这些发光材料层400相应地以参考标号400(1)和参考标号400(2)表示。在这一实施方式中，前者被安排为第一透射窗300(1)的上游涂层，而后者被安排为第一透射窗300(1)的下游涂层。因此，更具体地，这一照明设备100包括第一透射窗300(1)，其中上游透射窗面302包括第一发光材料上游涂敷层422(1)，而下游透射窗面301包括第一发光材料下游涂敷层421(1)。 
这两个发光材料层400(1)、400(2)、...400(k)，这里的第一发光材料层400(1)和第二发光材料层400(2)，在一种实施方式中可包括基本上相同的发光材料成分(如图1a和图1b中所示)。但是，在另一实施方式中，第一发光材料层400(1)和第二发光材料层400(2)可包括基本上不同的发光材料成分。 
LED被安排用以产生预定颜色的光，其在此也被表示为LED发射11。这一LED发射11的一部分可由发光材料层400中的发光材料所吸收，从而将所吸收的光的一部分转换为发光材料的发光30。LED发射11与发光材料的发射30的组合提供预定颜色的光50，例如白光。因此，LED10和发光材料层400(1)、400(2)、...400(k)被安排用以产生预定颜色的光(50)。半透明出射窗200被安排用以透射光50的至少一部分。以这种方式，在照明设备100的运行过程中产生出来自照明设备的光60。来自照明设备的光60的颜色可以与混合光50的颜色基本上相同。但是，特别是在应用了在其中半透明出射窗200包括有发光材料上游出射窗涂敷层(见下文)的实施方式时，颜色可能是不同的。 
在图1a的特定实施方式中，一个或多个其他腔室或空腔可被安排在与LED腔室80直接相邻之处。这些腔室以参考标号90表示。LED腔室80和所述一个或多个其他腔室可以全部由半透明出射窗200所遮盖。此外，它们可以包括腔室壁91。在一种实施方式中，第一相邻腔室90(1)被包含在照明设备100中，在这里与LED腔室80直接相邻，该第一相邻腔室在一种实施方式中可以包含感测器70。在一种实施方式中，第二相邻腔室90(2)也被包含在照明设备 100中，在这里与LED腔室80直接相邻，该第二相邻腔室在一种实施方式中也可以包含感测器70。在示意性描述的实施方式中，腔室壁91的一部分与LED腔室壁120重合。如图中所示，在一种实施方式中相邻腔室90是由支撑物110和腔室壁91所封闭的空间。 
在一种实施方式中，如图1a中所示意性描绘的，第一相邻腔室90(1)和第二相邻腔室90(2)全都被照明设备100所包含，前一相邻腔室例如包含光学感测器71，而后一相邻腔室例如包含温度感测器72。这些空腔可以基本上为封闭的并且/或者例如具有到最终空腔180的开口92。在图1a的示意性实施方式中，包含有光学感测器71的第一相邻腔室90(1)包括开口92。在所示实施方式中，感测器71被安排用以基本上仅接收间接光。因此，这样的感测器71不应受到直接辐射；以这种方式可以基本上防止热负荷。因此，光学感测器71可以感测基本上混合的光。备选地，空腔90(1)与空腔180之间的壁的至少一部分可包括半透明材料，其允许光50的一部分到达光学感测器71。 
参考图1b，其示意性地描绘了基本上与以上所述的相同的实施方式。但是，在这一实施方式中，下游出射窗面202包括发光材料上游出射窗涂敷层222，其可以例如包含被安排用以发出红光的发光材料。这样的涂敷层也可以属于一组k个发光材料层400。因此，这一发光材料层在这里也以参考标号400(3)表示，因为其被认为是第三发光材料层(即在图1b中k为3)。 
图2a、图2b、图2c和图2d示意性地描绘了与那些在上文中关于示意图1a和图1b被更加详细地描述的相类似的实施方式。相邻腔室90(1)和90(2)不包括在这些以及另外的示意图中，但无疑可以是在其他附图中示意性描绘以及在以下描述的实施方式的一部分。 
在这里，照明设备100也包括发光二极管10被安排用以发出LED发射11，其可以例如为蓝光。照明设备100还包括半透明出射窗200，其具有上游出射窗面202和下游出射窗面201。后者朝向外 部，而前者基本上朝向LED 10。在图2a、图2b，和图2d的示意性描绘的实施方式中，半透明出射窗200具有基本上凸起的形状；在图2c的示意性描绘的实施方式中，半透明出射窗200具有基本上平坦的形状。 
在LED 10的下游和半透明出射窗200的上游安排有n个透射窗300(1)、300(2)、...300(n)，其中n大于或等于1。在示意图2a、图2b、图2c和图2d中，n为1，即这些照明设备100包括一个透射窗300，其也被表示为第一透射窗300(1)。在图2a、图2b和图2c中示意性描绘的所有实施方式中，透射窗300(1)具有基本上平坦的形状。在图2d中，透射窗300(1)具有凸起的形状。 
这些实施方式中的照明设备100还包括k个发光材料层(400(1)、400(2)、...400(k))，其中k大于或等于2。参考图2a、图2b、图2c和图2d，示意性描绘的照明设备100包括两个发光材料层400，即k为2。这些发光材料层以参考标号400(1)和参考标号400(2)表示。在这一实施方式中，前者被安排为第一透射窗300(1)的上游涂层，而后者被安排为第一透射窗300(1)的下游涂层。因此，更具体地，这一照明设备100包括第一透射窗300(1)，其中上游透射窗面302包括第一发光材料上游涂敷层422(1)，而下游透射窗面301包括第一发光材料下游涂敷层421(1)。 
在图2a中示出了照明设备100的一种实施方式，其包括蓝色LED10以及安装在LED10的上方作为透射窗300的薄膜，该薄膜在其两侧上被涂以相同的发光材料混合物。这些涂层，即(第一)上游涂敷层422(1)和(第一)下游涂敷层421(1)相应地以参考标号422(1)和参考标号421(1)表示。 
优选地，两个涂层422(1)和421(1)具有相同的厚度；更加优选地，两个涂层具有相同的发光材料用量。这可以产生可接受的发光材料层厚度以及悬浮液对于涂层工艺的流变，并且产生优秀的对热机械应力的抵抗力。 
因此，至少两个发光材料层，在这里的第一发光材料层400(1) 和第二发光材料层400(2)，可包括基本上相同的发光材料成分。 
在图2b中示出了照明设备100的一种实施方式，其包括蓝色LED10以及安装在LED10的上方作为透射窗300的薄膜，该薄膜在面向发出蓝光的LED10的透射窗面302上被涂以包含有发出红光的发光材料的发光材料层400(1)，并且在透射窗300的另一侧上被涂以包含有发出黄光的发光材料的发光材料层400(2)。这些涂层分别以参考标号422(1)和参考标号421(1)来表示。 
例如，在上游面302上可以应用发橙红色光的发光材料，例如Sr2Si5N8:Eu、(Ca，Sr)2Si5N8:Eu、(Ba，Sr)2Si5N8:Eu，或CaAlSiN3:Eu，或者(Ca，Sr)AlSiN3等，而在下游面301上可以应用发黄绿色光的发光材料，例如(Y，Lu，Gd)3Al5O12:Ce、(Ba，Sr)2SiO4:Eu，或者SrSi2O2N2:Eu等。这可以使两种发光材料悬浮液能够被独立地应用，使得简单的顺列闭环工艺控制和降低的材料浪费成为可能，并且通过将具有橙红色发光材料的涂敷了薄膜的面安装为面向激励LED10从而提高照明系统的系统效能并且提高其显色性能(因为橙红色光基本上未被发黄绿色光的发光材料所吸收)。 
应当注意，还可以应用发光材料的另一种分离，其可能主要不涉及发光材料的颜色，而是例如涉及热稳定性。例如，人们可以将一种颜色的发光材料应用在面向(蓝色)LED10的透明或半透明窗口(即透射窗300)上，即例如具有使得(蓝)光11的大约60％被这一发光材料所转换的发光材料用量的上述上游涂敷层422(1)，并且可以将一种颜色的第二发光材料应用在基板的背向LED10的另一侧上，即上述下游涂敷层421(1)。人们可以将对热致降解或淬火或者光热致降解或淬火最为敏感的发光材料(也被记为“应力敏感型发光材料”)应用在被安装在(蓝色)LED10上方的透射窗300上，即背向LED10的应力敏感型发光材料涂层，其他发光材料(可被表示为“非应力敏感型发光材料”)则被应用在基板的面向LED10的一侧上。此发光材料可吸收大部分(蓝)光11。透射窗300可能是不良的热导体(例如大约＜0.1W/mK的导热性；例如大约＞2mm的 厚度)。以这种方式，应力敏感型发光材料基本上与其他发光材料热分离，并且受到低得多的(蓝色)辐照，产生放宽的应力条件并实现较长的寿命。 
在两种情况中，至少两个发光材料层400(1)、400(2)被提供为包含基本上不同的发光材料成分。因此，所述至少两个发光材料层，在这里的第一发光材料层400(1)和第二发光材料层400(2)，可包含基本上不同的发光材料成分。 
在图2c中示意性描绘的实施方式可基本上与在上文中所详述的在图2a和图2b中示意性描绘的实施方式相同。但是，在这一实施方式中半透明出射窗200是基本上平坦的。 
在图2d中示意性描绘的实施方式可基本上与如上所详述的在图2a、图2b和图2c中示意性描绘的实施方式相同。但是，在这一实施方式中半透明出射窗200是基本上凸起的，并且透射窗300是基本上凸起的。 
图3a、图3b，以及图3c示意性地描绘了与在上文中关于示意图所详述的相类似的实施方式。相邻腔室90(1)和相邻腔室90(2)未被包括在示意图中，但在变型中无疑可以是示意性描绘的实施方式的一部分。 
照明设备以参考标号100表示。照明设备100包括发光二极管10被安排用以发出LED发射11，其可以例如为蓝光。照明设备100还包括半透明出射窗200，其包括上游出射窗面202和下游出射窗面201。后者朝向外部而前者基本上朝向LED10。在图3a和图3b的示意性描绘的实施方式中，半透明出射窗200具有基本上平坦的形状；在图3c的示意性描绘的实施方式中，半透明出射窗200具有基本上凸起的形状。 
在LED10的下游和半透明出射窗200的上游安排有n个透射窗300(1)、300(2)、...300(n)，其中n大于或等于1。在示意图3a、图3b和图3c中，n为2，即这些照明设备100包括两个透射窗300，这些透射窗也被表示为第一透射窗300(1)和第二透射窗300 (2)。在图3a、图3b和图3c中示意性描绘的所有实施方式中，透射窗300(1)和透射窗300(2)具有基本上平坦的形状。但是，其他变型是可能的，同样参见上文。透射窗300(1)和透射窗300(2)可以例如为薄膜，其可以例如支撑k个发光材料层400中的一个或多个。 
LED10安装在支撑物110上，该支撑物可以例如为具有触点的板。支撑物110还可以包括反射器114。LED10被包含在LED腔室80之中。在这里，支撑物110、透射窗300(1)和LED腔室壁120构成LED腔室80。LED腔室壁120(至少朝向LED10的LED腔室壁侧)也可具有反射器(未在示意图中标示)。 
在这一实施方式中，透射窗300(1)是第一透射窗300并且透射窗300(2)是第二(以及“最后”)透射窗300。后者被安排在前者的下游，并且因而是被安排在半透明出射窗200的上游的第一透射窗300。因此，在第二透射窗300(2)(“最后”透射窗)的下游和半透明出射窗200的上游形成了最终空腔180，其由第二透射窗300(2)和半透明出射窗200，并且可选地由其他照明设备特征(见下文)所封闭。最终空腔180可被安排用以混合来自照明设备的光。在第一透射窗300(1)与第二透射窗300(2)之间存在中间透射窗空腔81(1)。如果应用了三个或更多个透射窗300(n)，则进一步存在中间空腔81(n-1)。但是，这样的实施方式未被描绘出来。LED到透射窗的距离被表示为L2，并且在这里相应地为从LED10到透射窗300(1)和透射窗300(2)的距离。 
如将被本领域中的技术人员所明了的那样，距离L1和L2可相应地根据透射窗300的数量n和发光材料层400的数量k而改变。 
在这些实施方式中，照明设备100还包括k个发光材料层(400(1)、400(2)、...400(k))，其中k大于或等于2。参考图3a、图3b，以及图3c，示意性描绘的照明设备100包括四个发光材料层400，即k为4。这些发光材料层以从上游到下游的顺序用参考标号400(1)、400(2)、400(3)和400(4)表示。 
在这一实施方式中，前两个发光材料层400(1)和400(2)相应地被安排为第一透射窗300(1)的上游涂层和第一透射窗300(1)的下游涂层。因此，更具体地，这一照明设备100包括第一透射窗300(1)，其中上游透射窗面302包括第一发光材料上游涂敷层422(1)并且下游透射窗面301包括第一发光材料下游涂敷层421(1)。 
在这一实施方式中，另外两个发光材料层400(3)和400(4)相应地被安排为第二透射窗300(2)的上游涂层和第二透射窗300(2)的下游涂层。因此，更具体地，这一照明设备100包括第二透射窗300(2)，其中上游透射窗面302包括第二发光材料上游涂敷层422(2)并且下游透射窗面301包括第二发光材料下游涂敷层421(2)。 
这些实施方式可以例如被用于在安装于LED10与半透明出射窗200之间的至少两个透射窗300上应用远程发光材料，即，在LED阵列上方应用被涂敷以发光材料的至少两个透射窗300(例如薄膜)，以使得更薄的发光材料层400成为可能，并且从而降低在发光材料透射窗300中的热发散；优选地，应力敏感型发光材料被应用作为在不同的透射窗300上的相对于其他发光材料较薄的涂层；这可以实现可接受的发光材料层厚度，例如＜50μm，和涂层中受限的热发散，例如＜0.04W/cm2，以及足够良好的到涂层表面的热传导以及随后到周围环境的热传递。 
因此，这些实施方式通过应用两个透射窗300(例如薄膜)，可以例如被用于分离应力敏感型发光材料和热稳定型发光材料，以及用于增加发光材料的表面积。通常，像YAG:Ce、LuAG:Ce、SrSi2O2N2:Eu，以及CaAlSiN3:Eu等发光材料是非常稳定的发光材料，而(Y，Gd)AG:Ce、(Ca，Sr)S:Eu，以及CaSrSi5N8:Eu等则可能显示出显著的应力敏感性。优选地，应力敏感型发光材料被应用在一个透射窗300的两侧上，而热稳定型发光材料被应用在另一透射窗300的两侧上。优选地，具有例如稳定的黄色/绿色发光材料的透射窗300被安装在LED10与具有应力敏感型发光材料(特别是已知对应力敏 感的若干红色发光材料，以及一些黄色/绿色发光材料)的透射窗之间。以这种方式，应力敏感型发光材料的热负荷比起在其中仅在一个透射窗300上应用了仅仅一个发光材料涂层400(在一种实施方式中，包括用于和蓝色LED10相结合以获得白光的发光材料混合物)的设备可降低超过4倍。 
在图3a和图3b中示意性描绘了根据本发明的基于发光材料在不同薄膜上的分离的两种实施方式。在图3a中，包含应力敏感型发光材料涂层的第一窗口300(1)被安装在LED10与包含其他发光材料涂层的第二窗口300(2)之间。例如，当相应地涂于第一透射窗300(1)的上游面301和下游面302上的第一发光材料上游涂敷层422(1)和第一发光材料下游涂敷层421(1)全都包含红色发光材料，并且相应地涂于第二透射窗300(2)的上游面301和下游面302上的第二发光材料层上游涂敷层422(2)和第二发光材料下游涂敷层421(2)全都包含发出黄光和/或绿光的发光材料时，这样可以产生高CRI。 
在图3b中描绘了相反的配置，其中包含基本上对应力不敏感的发光材料涂层的第一窗口300(1)被安装在LED10与包含其他发光材料涂层的第二窗口300(2)之间，并且第二窗口300(2)是包含应力敏感型发光材料涂层的透射窗。例如，当相应地涂于第一透射窗300(1)的上游面301和下游面302上的第一发光材料上游涂敷层422(1)和第一发光材料下游涂敷层421(1)全都包含黄色和/或绿色发光材料，并且相应地涂于第二透射窗300(2)的上游面301和下游面302上的第二发光材料上游涂敷层422(2)和第二发光材料下游涂敷层421(2)全都包含发出红光的发光材料时，这样可以为红色发光材料产生最低的温度，但也可能导致CRI相对于(如图3a中所示意性描绘的)前一实施方式略有降低。因此，在图3a中，包含应力敏感型红色发光材料的透射窗被安装在LED10与包含黄色(和/或绿色)发光材料的透射窗之间，这样可以产生高CRI。在图3b中，包含红色发光材料的透射窗被安装在包含黄色(和/或绿色) 发光材料的透射窗与半透明出射窗之间，这样可以为红色发光材料产生最低的温度(但在某些情况下也可能导致CRI略为降低)。 
图3c示意性描绘了可与图3a或图3b中所示意性描绘的实施方式基本上相同的实施方式。但是，图3c中的半透明出射窗200是基本上凸起的。注意，在图3a-图3c中示意性描绘的所有实施方式中，透射窗300是基本上平坦的，但是，这些透射窗300中的一个或多个在备选实施方式中也可以是基本上凸起的。 
因此，在图3a、图3b，以及图3c中所示意性描绘的实施方式中，至少两个发光材料层400(1)、400(2)、...400(k)可包含基本上相同的发光材料成分，但在另一实施方式中它们可包含基本上不同的发光材料成分。原则上，全部k个发光材料层都可以是不相同的，但是所有的或者一部分发光材料层也可以是相同的。本发明不限定于在图3a、图3b和图3c中，或者其他附图中所示的特定实施方式。 
图4a、图4b，以及图4c示意性地描绘了与上文中关于示意图所详述的相类似的实施方式。相邻腔室90(1)和相邻腔室90(2)未被包括在示意图中，但在变型中无疑可以是示意性描绘的实施方式的一部分。例如，在图4a和图4c中所示意性描绘的实施方式可以与关于图2a、图2b、图2c和图2d描述的实施方式和变型基本上相同；而在图4b中所示意性描绘的实施方式可以与关于图3a、图3b和图3c描述的实施方式和变型基本上相同。但是，根据在图4a、图4b和图4c中所示意性描绘的实施方式的照明设备100包括被涂敷于上游出射窗面202上的发光材料上游出射窗涂敫层222。 
如上所述，这样的发光材料上游出射窗涂敷层222也可以是来自一组k个发光材料层的发光材料层。因此，发光材料上游出射窗涂敷层222也被表示为发光材料层400(在图4a中，这是第三发光材料层400(3)，在图4b中这是第五发光材料层400(5)，而在图4c中这又是第三发光材料层400(3))。 
在一种特定实施方式中，发光材料上游出射窗涂敷层222包含 应力敏感型发光材料。具体地，发光材料上游出射窗涂敷层222包含发光材料被安排用以发出红光的发光材料层(因为一些用于由蓝光进行激发的红色发光材料已知是应力敏感型的，例如硫化物，...)。 
因此，这些实施方式可以例如被用于应力敏感型发光材料，例如红色发光材料，在半透明出射窗200上的应用，以及用于稳定的黄色和/或绿色发光材料在安装于LED10与半透明出射窗200之间的一个或多个透射窗300的两侧上的应用。由于更为优良的在出射窗200上到周围环境的热传递与发光材料的分离相结合，应力敏感型发光材料可以保持在仅略高于室温的温度上。因为红色发光材料可吸收蓝色、绿色，以及/或者黄色的光，涂层厚度可以非常薄。这样做的益处是，其在关闭状态时从外部很难或者根本无法看到，并且只需要应用更少的发光材料(使得成本得到降低)。 
图5a、图5b、图5c和图5d示意性地描绘了与上文中关于示意图而详述的相类似的实施方式。相邻腔室90(1)和相邻腔室90(2)未被包括在示意图中，但在变型中无疑可以是示意性描绘的实施方式的一部分。例如，图5a、图5b、图5c和图5d中所示意性描绘的实施方式可以与关于图2a、图2b、图2c和图2d描述的实施方式和变型基本上相同。图5a-图5d中所示意性描绘的实施方式只包括一个透射窗300。但是要注意，在变型中，这些实施方式还可以包括两个或更多个透射窗300。 
根据图5a、图5b、图5c和图5d中所示意性描绘的实施方式的照明设备100还被安排用以通过在反射模式中应用发光材料，特别是通过同时在透射模式和反射模式中应用发光材料，而显著地增加一种或多种发光材料的表面积。这对于应力敏感型发光材料，例如某些红色发光材料或者某些黄色/绿色发光材料可能是特别有益的(见上文)。例如，红色发光材料可被应用在反射模式中，例如在LED腔室80的底部和/或侧面反射器上。 
对于图5a和图5b中的示意性实施方式，特别参考以上关于图4a的描述。此外，在图5a和图5b中所示意性描绘的实施方式中， 在反射模式中的发光材料被应用在基板110上，更具体地在反射器114上(图5a)和/或LED腔室80的(反射性)壁120上(图5b)。这样的发光材料(涂层)以参考标号500表示。(也)被应用于反射模式中的发光材料，即发光材料层500，可特别地为应力敏感型发光材料。(也)被应用在透射模式中的发光材料(参考标号400)可以例如包括黄色发光材料。在透射窗(222)上(也)被应用于透射模式中的发光材料可以例如包括红色发光材料。 
在示意图5a和图5b中，相应地包含于第一和第二发光材料层400(1)和400(2)中的发光材料与包含于第三发光材料层400(3)中的发光材料可以是不同的。例如，第一和第二发光材料层400(1)和400(2)可包含发出黄光和/或绿光的发光材料，而第三发光材料层400(3)可包含应力敏感型发光材料。以这种方式，红色发光材料被应用在比黄色和/或绿色发光材料的表面积增大了的表面积上。 
对于图5c和图5b中的示意性实施方式，特别参考以上关于图2b(和图2c)的描述。此外，在图5c和图5d中所示意性描绘的实施方式中，用于反射模式的发光材料，即发光材料层500，被应用在基板110上，更具体地在发射器114上(图5c和图5d)(但当然还同时或替代地被应用在LED腔室80的壁120上)。 
在示意图5c和图5d中，相应地包含于第一发光材料层和第二发光材料层400(1)和400(2)中的发光材料可以是不同的。例如，第一发光材料层400(1)可包含发出黄光和/或绿光的发光材料，而第二发光材料层400(2)可包含红色发光材料，并且反之亦然。 
因此，本发明还提供照明设备100的实施方式，其还包括发光材料层500被安排用以在反射模式中产生发射。“反射模式”在本上下文中涉及到发光材料层500的安排，使得上述涂层基本上只在与发光材料层同时也受到(LED)照射的涂敷层的侧面相背的方向中发光。这特别地与发光材料层400相反，发光材料层400特别地被安排用以至少在与涂敷层的背向发光材料层受到(LED)照射的一侧的侧面相背的方向中发光。此外，发光材料层400被特别安排 用以透射LED发射11的至少一部分，而对于发光材料层500而言，其一般不需要被安排用以透射LED发射11的至少一部分。 
图6a和图6b示意性地描绘了在其中应用了双色向滤光镜的实施方式。术语“双色向滤光镜”是为本领域中的技术人员所周知的，并且特指允许特定颜色的光被透射，同时另一颜色的光基本上不被透射，而是(至少部分地)被反射的光学滤光镜。在图中，双色向滤光镜以参考标号600表示。应注意，可以应用一个以上的双色向滤光镜600。 
图6a与图5a基本上相同，但是双色向滤光镜600的应用不限于图6a中所示意性描绘的特定实施方式。图6b与图4b基本上相同，但是双色向滤光镜600的应用不限于图6b中所示意性描绘的特定实施方式。双色向滤光镜600具有上游面602和下游面601。 
一个或多个双色向滤光镜600因此被特别地安排在LED10的下游和半透明出射窗200的上游。此外，这样的滤光镜被特别地安排用以透射在一个或多个双色向滤光镜600的上游的光的至少一部分，并且用以反射在一个或多个双色向滤光镜600的下游的光的至少一部分。参考图6a，LED光11可以至少被部分地透射，而发光材料的发光30可以至少被部分地反射。同样地，参考图6b，在双色向滤光镜600的上游的光，即腔室81(1)中的光的至少一部分可被透射，而由发光材料涂敷层422(2)和421(2)所产生的光的至少一部分可被反射。 
因此，在一种特定实施方式中，来自层400(1)的发射可被透射(正如例如蓝光11)通过双色向滤光镜600，而来自层400(2)的发射可由双色向滤光镜600反射。类似地，这可以适用于安排在照明设备100中的其他地方的其他双色向滤光镜600。 
在又一备选实施方式中，在绿黄色发光材料和桔红色发光材料之间应用了双色向滤光镜用以反射黄绿色光，同时允许全部蓝光和桔红色光的透射。 
例如，双色向滤光镜600可被安排在红色发光材料涂敷层与绿 色发光材料涂敷层之间用以消除发光材料的相互作用。此滤光镜反射绿光，但对于蓝光和红光则是透明的。参考图6b，发光材料涂敷层422(1)和发光材料涂敷层421(1)可包含红色发光材料，而LED10可被安排用以发出蓝光，并且发光材料涂敷层422(2)和发光材料涂敷层421(2)可相应地包含红色和绿色发光材料。 
在另一备选实施方式中，在桔红色发光材料层与蓝色LED之间应用了双色向滤光镜用以只透射蓝光并且反射桔红色或者桔红色和黄绿色光。因此，这一滤光镜可以简单地为波长域中的低通滤光镜。这一滤光镜可以(特别是在那些LED的组装密度相对较高的配置中)提高整体系统效能。对于像聚光灯之类的光束应用而言尤其如此。 
根据本发明的特定实施方式，照明设备100可包括一个或多个发光材料层(400(1)、400(2)、...400(k))，在其中一个或多个涂敷层是独立的带图案的涂敷层。 
例如，可以执行发红光或橙色光的发光材料或者两种发光材料的带图案的应用。由于红色/橙色发光材料的较小的总表面积，同由黄绿色发光材料所发出的光的相互作用可能是非常有限的。 
备选地，两种发光材料或发光材料混合物以带图案的方式被应用在薄膜的同一侧上，例如作为具有在0.2mm与5mm之间的典型尺度的整体图案或者作为具有在0.2mm与5mm之间的典型宽度的点阵图案。为了热机械稳定性，在另一侧上应用了不具有发光材料颗粒但却可能具有散射颗粒的涂敷层。这一途径也可以导致降低的发光材料的相互作用。 
在图7a和图7b中描绘了范例。图7a与图2a基本上相同，但是带图案的涂层的应用不限于图7a中所示意性描绘的特定实施方式。图7b与图4b基本上相同，但是经构图的涂层600的应用不限于图7b中所示意性描绘的特定实施方式。在图7a中给出一个范例，在其中发光材料层400中仅有一个，特别是发光材料涂敷层中有一个经过构图。这一涂层以参考标号450(1)表示。在图7b中，有两个发光材料层400经过构图：在这一示意性描绘的实施方式中的第一发 光材料上游涂敷层422(1)和第一发光材料下游涂敷层421(1)。经构图的涂层相应地以参考标号450(1)和450(2)表示。 
而在图8中所示意性描绘的另一实施方式中，选自包括半透明出射窗200以及n个透射窗300(1)、300(2)、...300(n)在内的一组窗口中的一个或多个窗口独立地包括一个或多个发光材料层(400(1)、400(2)、...400(k))相应地作为半透明发光出射窗270和透射发光窗370。 
除了图8中的透射窗300(1)包括发光材料层，在这里的发光材料层400(2)以外，图8中所示意性描绘的实施方式与图3c中所示意性描绘的实施方式基本上相同。发光材料可以例如被嵌入到透射窗中，从而提供以参考标号370表示的透射发光窗。此外，半透明出射窗200包括发光材料层，在这里的发光材料层400(5)，从而提供以参考标号270表示的半透明发光出射窗。如将被本领域中的技术人员所明了的那样，这样的窗口的应用不限于图8的特定实施方式，而是也可以在其他在此描述和描绘的实施方式中应用。在这一实施方式中，不同于大多数其他示意性描绘的实施方式，一些发光材料层彼此相邻(即基本上不在空间上分离)，例如涂层400(1)和400(2)。因此，对于透射发光窗370，距离L1和L2可以是相同的。如将被本领域中的技术人员所明了的那样，在实施方式中，根据本发明的照明设备100可包括一个以上的透射发光窗370，其可选地可各自独立地被涂以上游发光材料涂敷层422和/或下游发光材料涂敷层421。 
在上文中所示意性描绘的若干实施方式中，透射窗300和出射窗200被描绘为圆形并且基本上是平坦的。特别是如果假定透射窗300是基本上平坦的，那么透射窗300可能基本上是圆形的，但是在另一实施方式中其也可以是正方形的，或者具有为本领域中的技术人员所周知的其他形状。同样地，特别是如果假定出射窗200是基本上平坦的，那么出射窗200可以是圆形的，或者，在另一实施方式中是正方形的，或者其可具有为本领域中的技术人员所周知的其 他形状。 
在上文中示意性描绘的若干实施方式中，透射窗300和出射窗200被描绘为圆形并且基本上是凸起的。特别是，如果假定透射窗300基本上是凸起的，那么透射窗300可能基本上是旋转对称的，但是在另一实施方式中其也可以是管形或环形的，或者可具有为本领域中的技术人员所周知的其他形状。同样地，特别是如果假定出射窗200基本上是凸起的，那么出射窗200可能基本上是旋转对称的，或者在另一实施方式中为管形或环形，或者其可具有为本领域中的技术人员所周知的其他形状。 
在此使用的术语“基本上”，例如在“基本上所有的发射”中或者在“基本上包括”中，将由本领域中的技术人员所理解。术语“基本上”还可以包括伴随有“整个”、“完全”、“所有”，等等的实施方式。因此，在实施方式中，词语“基本上”也可以被删除。在适用时，术语“基本上”还可以包括90％或以上，例如95％或以上，特别是99％或以上，甚至更特别地99.5％或以上，包括100％。术语“包括”、“包含”等还包括在其中术语“包括”、“包含”等的意思是“由...构成/组成”的实施方式。除其他以外，在此提及的设备是被描述于工作过程之中的。例如，术语“蓝色LED”指的是在工作过程中在其中产生蓝光的LED；也就是说：LED被安排用以发出蓝光。如将被本领域中的技术人员所明了的那样，本发明不限于工作方法或者在工作中的设备。 
应当注意，上述实施方式对本发明做出示例说明而不是对其进行限制，并且本领域中的技术人员能够在不背离附加的权利要求的范围的前提下设计出许多备选的实施方式。在权利要求中，被置于括号之间的任何参考标号都不应被解释为对权利要求的限制。动词“包括”、“包含”及其词性变形等的使用不排除权利要求中所述以外的元件或步骤的存在。在元件之前的词语“一个”等不排除多个这样的元件的存在。在列举几种装置的设备权利要求中，这些装置中的几种可以通过一个硬件以及该硬件的同一物件而实施。仅凭 特定措施在互不相同的从属权利要求中列举的事实并不表示不能够结合使用这些措施用以获益。 

Claims (14)

1.一种照明设备(100)，其包括：
a.多个发光二极管LED(10)，其被安排用以发出LED发射(11)；
b.半透明出射窗(200)，其具有上游出射窗面(202)和下游出射窗面(201)；
c.安排在所述多个LED(10)的下游和所述半透明出射窗(200)的上游的n个透射窗(300(1)、300(2)、…300(n))，其中n大于或等于2，每个透射窗(300)具有上游透射窗面(302)和下游透射窗面(301)；
d.k个发光材料层(400(1)、400(2)、…400(k))，其中k大于或等于4，其中所述k个发光材料层(400(1)、400(2)、…400(k))被安排在所述多个LED(10)的下游和所述半透明出射窗(200)的上游，并且其中所述k个发光材料层(400(1)、400(2)、…400(k))在空间上与所述多个LED(10)分离；
其中所述多个LED(10)和所述发光材料层(400(1)、400(2)、…400(k))被安排用以产生预定颜色的光(50)，并且其中所述半透明出射窗(200)被安排用以透射所述光(50)的至少一部分，
其中每个透射窗的所述上游透射窗面和所述下游透射窗面分别设置有作为涂覆层的一个相应的所述发光材料层；
其中在所述半透明出射窗(200)和相对于所述半透明出射窗(200)最近的透射窗之间形成空腔(180)；
其中所述透射窗彼此分开以产生中间空腔。
2.根据权利要求1的照明设备(100)，其包括第一透射窗(300(1))，其中所述第一透射窗的所述上游透射窗面(302)包括第一发光材料上游涂敷层(422(1))，并且所述第一透射窗的所述下游透射窗面(301)包括第一发光材料下游涂敷层(421(1))。
3.根据权利要求2的照明设备(100)，其还包括第二透射窗(300(2))，其中所述第二透射窗的所述上游透射窗面(302)包括第二发光材料上游涂敷层(422(2))，并且所述第二透射窗的所述下游透射窗面(301)包括第二发光材料下游涂敷层(421(2))。
4.根据任何一项前述权利要求的照明设备(100)，其中所述半透明出射窗(200)的所述上游出射窗面(202)包括发光材料上游出射窗涂敷层(222)。
5.根据权利要求4的照明设备(100)，其中所述发光材料上游出射窗涂敷层(222)包含被安排用以发出红光的发光材料。
6.根据权利要求1的照明设备(100)，其中至少两个发光材料层(400(1)、400(2)、…400(k))包含相同的发光材料成分。
7.根据权利要求1的照明设备(100)，其中至少两个发光材料层(400(1)、400(2)、…400(k))包含不同的发光材料成分。
8.根据权利要求1的照明设备(100)，其中第一发光材料层(400(1))被安排用以产生第一颜色的光并且第二发光材料层(400(2))被安排用以产生第二颜色的光，其中所述第一颜色的光具有比所述第二颜色的光更大的主发射波长，并且其中所述第一发光材料层(400(1))被安排在所述第二发光材料层(400(2))的上游。
9.根据权利要求8的照明设备(100)，其中所述第一发光材料层(400(1))包含被安排用以发出红光的发光材料。
10.根据权利要求1的照明设备(100)，其还包括感测器(70)，其中所述感测器(70)被安排用以仅接收间接光。
11.根据权利要求10的照明设备(100)，其中所述感测器(70)是光学感测器(71)。
12.根据权利要求1的照明设备(100)，其还包括被安排用以在反射模式中产生发射的发光材料层(500)。
13.根据权利要求1的照明设备(100)，其中所述发光材料层(400(1)、400(2)、…400(k))中的一个或多个发光材料层包括经构图的涂敷层(450(1)、450(2)、…450(k))。
14.根据权利要求1的照明设备(100)，其还包括一个或多个双色向滤光镜(600)，这些双色向滤光镜被安排在所述LED(10)的下游和所述半透明出射窗(200)的上游，并且被安排用以透射在所述一个或多个双色向滤光镜(600)的上游的光的至少一部分，以及用以反射在所述一个或多个双色向滤光镜(600)的下游的光的至少一部分。
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