CN115769391A - 陶瓷磷光体阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光生成装置(1000)，该光生成装置包括光源(10)和发光元件(20)，其中：－光源(10)被配置为生成第一辐射(11)；其中光源(10)包括激光光源；－发光元件(20)包括(i)多个元件本体(200)和(ii)导热支撑件(400)；其中多个元件本体(200)包括多个第一本体(210)和多个第二本体(220)；－多个第一本体(210)包括发光材料(50)，其中发光材料(50)被配置为将选自UV辐射和可见光辐射中的一者或多者的第一辐射(11)的至少一部分转换成发光材料光(51)；其中第一本体具有第一热导率K1；其中第一本体(210)被配置为与光源(10)处于光接收关系；－与第一本体(210)不同的多个第二本体(220)对于第一辐射(11)和发光材料光(51)的一个或多个波长是透光的；其中第二本体(220)具有第二热导率K2，其中K2≥0.2*K1；－多个第一本体(210)和多个第二本体(220)被配置为2D布置(205)，其中对于多个第二本体(220)适用的是多个第二本体被配置为邻近不同的第一本体(210)；以及－多个第一本体(210)和第二本体(220)被配置为与导热支撑件(400)热接触。

Description

陶瓷磷光体阵列
技术领域
本发明涉及一种包括发光元件的光生成装置。进一步地，本发明涉及包括这种光生成装置的灯具或灯或投影仪装置。
背景技术
陶瓷波长转换板和包括该陶瓷波长转换板的光源在本领域中是已知的。例如，US2013/0250544描述了一种包括转换器的波长转换板，所述转换器包括能够将入射的初级光转换成次级光的第一陶瓷材料；耦接到所述转换器的反射器，所述反射器包括能够反射由所述转换器发射的次级光的第二陶瓷材料；以及所述转换器和所述反射器之间的界面，其中所述第二陶瓷材料在所述界面的至少约50％上邻接所述第一陶瓷材料。
发明内容
虽然白色LED源可以给出例如高达约300lm/mm2的强度；静态磷光体转换的激光白色源可以给出甚至高达约20.000lm/mm2的强度。由于石榴石基质具有非常高的化学稳定性，因此Ce掺杂的石榴石(例如，YAG，LuAG)可以是其可以用于对蓝色激光进行泵浦的最合适的发光(luminescent，也可译为冷光)转换器。进一步地，在低Ce浓度(例如，低于0.5％)下，温度猝灭可能仅在约200℃以上发生。此外，来自Ce的发射具有非常快的衰减时间，从而基本上可以避免光学饱和。假设例如反射模式操作，蓝色激光可以入射到磷光体上。在实施例中，这可以实现蓝光的几乎完全转换，导致转换光的发射。正是由于这个原因，建议使用具有相对高稳定性和导热性的石榴石磷光体。然而，也可以应用其它磷光体。当使用极高功率密度时，热管理可能仍然是一个问题。
高亮度光源可以用于诸如投影、舞台照明、聚光照明和汽车照明的应用中。为此，可以使用激光-磷光体技术，其中激光器提供激光，并且例如(远程)磷光体将激光转换成转换光。在实施例中，磷光体可以被布置在散热器上或被插入散热器中，以用于改善热管理并且因此提高亮度。
可能与这种(激光)光源相关联的问题之一是陶瓷磷光体的热管理。为了诱导磷光体的良好散热，特别是当其用在反射模式中时，可以将其焊接到散热器上。为了获得高反射率，磷光体可以涂覆有诸如铝层或银层的反射层。特别地，(高)反射层可以对磷光体具有良好的粘附性，并且可以以可靠的方式被附接(诸如焊接)到散热器(或其它导热元件)。然而，相对高的光学负载，特别是当没有基本均匀地被提供到陶瓷磷光体时，可能导致装置操作期间的故障。例如，可能发生磷光体陶瓷的裂纹形成和/或分层。
因此，本发明的一个方面是提供一种优选地还至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点的备选的发光元件。本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供有用的备选方案。
在第一方面，本发明提供一种包括(i)多个元件本体(“本体”)和(ii)导热支撑件(或“导热元件”)的发光元件(“元件”)。在实施例中，多个元件本体中的一个或多个元件本体(尤其是多个元件本体)包括发光材料，其中发光材料被配置为将选自UV辐射和可见光辐射中的一者或多者的第一辐射的至少一部分转换成发光材料光(其尤其可以在可见波长范围内)。特别地，多个元件本体被配置为2D布置。进一步地，特别地，多个元件本体被配置为与导热支撑件热接触。甚至更特别地，在实施例中，多个元件本体包括第一本体中的一个或多个第一本体(尤其是多个第一本体)以及第二本体中的一个或多个第二本体(尤其是多个第二本体)。特别地，第二本体不同于第一本体。在特定实施例中，多个第一本体包括发光材料，其中发光材料被配置为将选自UV辐射和可见光辐射中的一者或多者的第一辐射的至少一部分转换成发光材料光。特别地，第一本体具有第一热导率K1。进一步地，在实施例中，多个第二本体对于第一辐射和发光材料光的一个或多个波长是透光的。特别地，第二本体具有第二热导率K2，其中在特定实施例中K2≥0.2*K1。在另外的特定实施例中，多个第一本体和多个第二本体被配置为2D布置，其中对于多个第二本体，适用的是多个第二本体被配置为与不同的第一本体相邻。如上所述，多个第一本体和第二本体被配置为与导热支撑件热接触。因此，在特定实施例中，本发明提供了一种包括(i)多个元件本体和(ii)导热支撑件的发光元件，其中多个元件本体中的一个或多个元件本体(特别是多个元件本体)包括发光材料，其中发光材料被配置为将选自UV辐射和可见光辐射中的一者或多者的第一辐射的至少一部分转换成发光材料光，并且其中多个元件本体被配置为与导热支撑件热接触。更特别地，本发明提供了一种包括(i)多个元件本体和(ii)导热支撑件的发光元件，其中：(a)多个元件本体包括多个第一本体和多个第二本体；(b)多个第一本体包括发光材料，其中发光材料被配置为将选自UV辐射和可见光辐射中的一者或多者的第一辐射的至少一部分转换成发光材料光；其中第一本体具有第一热导率K1；(c)不同于第一本体的多个第二本体对于第一辐射和发光材料光的一个或多个波长是透光的；其中第二本体具有第二热导率K2，其中K2≥0.2*K1；(d)多个第一本体和多个第二本体被配置为2D布置，其中对于多个第二本体适用的是，多个第二本体被配置为与不同的第一本体相邻；以及(e)多个第一本体和第二本体被配置为与导热支撑件热接触。特别地，在又一方面，本发明提供一种包括光源和发光元件的光生成装置。特别地，光源被配置为生成第一辐射。在特定实施例中，光源包括激光光源。一个或多个元件本体(在特定实施例中至少第一本体)被配置为与光源成光接收关系。在特定实施例中，多个第二本体不包括发光材料。优选地，多个第一本体和/或多个第二本体是分立本体(即，分立元件)。
使用这样的发光元件，可以更好地处理热负载。本体可以与导热元件热接触。当用(激光)辐射照射时，热量的可以被产生的一部分经可以由导热支撑件被消散。进一步地，如果发生分层，这可能仅局部地发生在特定本体处。这可能对其它元件本体没有影响。类似地，如果出现裂纹，这可能仅局部地出现在特定的元件本体处；这可能对其它本体没有影响。进一步地，当在发光体之间添加非发光体时，可以增加散热路径。这可能导致甚至更好的热管理。当用激发光照射发光元件时，在发光体之间添加非发光体也可以改善激发光的分布。更进一步地，当对不同的发光材料使用不同的本体时，发光元件还可以促进颜色混合。
如上所述，发光元件包括(i)多个元件本体和(ii)导热支撑件。
本体可以特别地选自单晶体和陶瓷体。后者可以比前者更容易制造，然而单晶体和陶瓷体可以具有良好的光学和/或热特性。因此，在实施例中，本体可以是陶瓷体。然而，在特定实施例中，也可以应用单晶体和陶瓷体的组合。特别地，发光体包括陶瓷发光体。因此，在特定实施例中，发光体由陶瓷发光材料限定。因此，在特定实施例中，发光材料是可以提供陶瓷发光体的发光材料。
下面描述的许多发光材料(尤其是石榴石材料)可以作为陶瓷(陶瓷体或陶瓷板)被提供。至少这适用于上述A3B5O12:Ce，或者具有备选的分子式所述的A3B’2C”3O12:Ce(也见下文)。
陶瓷体是本领域已知的。特别地，陶瓷材料可以通过烧结工艺和/或热压工艺获得，可选地跟随有(轻微)氧化气氛中的退火。术语“陶瓷”尤其是指无机材料，该无机材料除其它外可以通过在至少500℃(尤其至少800℃，诸如至少1000℃，如至少1400℃)的温度下，在减小的压力、大气压或高压下(诸如在10-8至500MPa，诸如尤其至少0.5MPa，如尤其至少1MPa，如1至约500MPa，诸如至少5MPa，或至少10MPa的范围内，尤其在单轴或等静压力下，尤其在等静压力下)加热(多晶)粉末获得。获得陶瓷的具体方法是热等静压(HIP)，而HIP工艺可以是烧结后HIP、胶囊HIP或组合烧结-HIP工艺，如在上述温度和压力条件下。通过这种方法获得的陶瓷可以原样使用，或者可以进一步被加工(如抛光)。陶瓷的密度尤其具有为理论密度(即单晶的密度)的至少90％(或更高，见下文)(诸如至少95％，如在97％-100％的范围内)。陶瓷仍然可以是多晶的是，但晶粒(压制颗粒或压制团聚颗粒)之间的体积减小或强烈减小。在升高的压力(诸如HIP)下的加热可以例如在惰性气体(诸如包括N2和氩(Ar)中的一种或多种)中执行。特别地，在升高的压力下的加热之前进行选自1400℃-1900℃(诸如1500℃-1800℃)的温度下的烧结工艺。这种烧结可以在减小的压力下执行，诸如在10-2Pa或更低的压力下。这种烧结可能已经导致理论密度的至少95％(甚至更特别地至少99％)的密度。在预烧结和加热之后(特别是在升高的压力下，诸如HIP)透光体的密度可以接近单晶的密度。然而，差别在于，由于透光体是多晶体，所以晶界在透光体中是可获得的。这种晶界可以例如通过光学显微镜或SEM检测。因此，在本文中，透光体尤其是指具有与(相同材料的)单晶基本相同的密度的烧结多晶。这样的本体因此对于可见光可以是高度透明的(除了由光吸收物质诸如特别是Ce3+的吸收)。
本体可以具有选自例如以下形状的截面：圆形、三角形、正方形、矩形(但不是正方形)、五边形、六边形、八边形、十边形等。这里，截面尤其是指垂直于高度和/或平行于导热支撑件的截面。特别地，在实施例中，高度(H)选自30μm-10mm的范围。甚至更特别地，高度可以选自50μm-2mm的范围，诸如特别是50μm-1mm，诸如0.5mm或更小。当发光体具有长度和宽度(如在(非正方形)矩形实施例中)时，长度和宽度可以具有从1：5-5：1的范围(诸如1：2-2：1)中选择的比率。在实施例中，本体具有横向尺寸宽度或长度(W或L)或直径(D)以及厚度或高度(H)。在实施例中，(i)D≥H或(ii)和W≥H和/或L≥H。
在多个本体内，两个以上本体可以具有基本相同的尺寸。备选地或附加地，在多个本体内，两个以上本体可以具有不同的尺寸。在实施例中，多个本体内的所有本体具有基本相同的尺寸。在又一实施例中，在具有相同尺寸的多个本体内存在n个子集，其中每个子集包括具有基本相同尺寸的多个本体，但是其中不同子集的本体具有一个或多个相互不同的尺寸。子集的数目n可以选自2-8的范围(诸如2-4)。然而，在特定实施例中，多个元件本体具有相同的截面尺寸。
多个本体可以包括至少4个本体，甚至更特别地至少8个本体。在实施例中，本体的数目可以从8-900的范围(诸如8-400)中选择，尽管甚至更多也可以是可能的。因此，当应用两种以上不同类型的元件本体时，在实施例中，本体的总数可以高达约900，诸如高达约400。
一个或多个本体(尤其是多个本体)包括发光材料。本文中的术语“发光材料”尤其是指无机发光材料，其有时也指示为磷光体。这些术语是本领域技术人员已知的。
在实施例中，量子点和/或有机染料可以被应用，并且可以可选地被嵌入透射基质中，如例如聚合物，如PMMA或聚硅氧烷等等。量子点是通常具有仅几纳米的宽度或直径的半导体材料的小晶体。当被入射光激发时，量子点发射由晶体的尺寸和材料决定的颜色的光。因此，可以通过调整点的尺寸来产生特定颜色的光。大多数已知的在可见范围中具有发射的量子点基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的壳的硒化镉(CdSe)。也可以使用诸如磷化铟(InP)和硫化铜铟(CuInS2)和/或硫化银铟(AgInS2)的无镉量子点。量子点显示出非常窄的发射带，并且因此量子点显示出饱和色。此外，通过调整量子点的尺寸可以容易地调节发射颜色。在本发明中可以使用本领域已知的任何类型的量子点。然而，出于环境安全和担忧的原因，优选地使用无镉量子点或至少具有非常低镉含量的量子点。代替量子点或除量子点之外，也可以使用其它量子限制结构。在本申请的上下文中，术语“量子限制结构”应理解为例如量子阱、量子点、量子棒、三脚架、四脚架或纳米线等。也可以使用有机磷光体。合适的有机磷光体材料的示例是基于苝衍生物的有机发光材料，例如BASF以名称
Figure BDA0004011733890000061
销售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于
Figure BDA0004011733890000062
红F305、
Figure BDA0004011733890000063
橙F240、
Figure BDA0004011733890000064
黄F083和
Figure BDA0004011733890000065
F170。因此，量子限制结构也可以是转换器元件。有机发光材料(诸如前述染料，或更特别地其特定(功能)基团)因此也可以是转换器元件。元素如(三价)Ce和二价Eu在本领域中也被指示为活化剂或活化剂元素或“掺杂剂”。因此，特别地，发光材料是转换器元件或包括转换器元件。
如上所述，光生成装置还尤其包括被配置为将光源光的至少一部分转换成具有发射带的发光材料光的发光材料，该发射带具有在(a)绿色光谱波长范围和(b)黄色光谱波长范围中的一者或多者中的波长。
术语“发光材料”尤其是指可以将第一辐射(尤其是(UV辐射中的一种或多种辐射和)蓝色辐射中的一种或多种辐射转)换成第二辐射的材料。通常，第一辐射和第二辐射具有不同的光谱功率分布。因此，代替术语“发光材料”，也可以应用术语“发光转换器”或“转换器”。通常，第二辐射在比第一辐射更大的波长处具有光谱功率分布，这是在所谓的下变频中的情况。然而，在特定实施例中，第二辐射具有在比第一辐射小的波长处具有强度的光谱功率分布，这是在所谓的上变频中的情况。在实施例中，“发光材料”可以特别地是指可以将辐射转换成例如可见光和/或红外光的材料。例如，在实施例中，发光材料可以能够将UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换成可见光。在特定实施例中，发光材料还可以将辐射转换为红外辐射(IR)。因此，在用辐射激发时，发光材料发射辐射。通常，发光材料将是下变频器，即，较小波长的辐射被转换成具有较大波长的辐射(λex<λem)，尽管在特定实施例中，发光材料可以包括下变频器发光材料，即，较大波长的辐射被转换成具有较小波长的辐射(λex>λem)。在实施例中，术语“发光”可以指磷光。在实施例中，术语“发光”还可以指荧光。代替术语“发光”，也可以应用术语“发射”。因此，术语“第一辐射”和“第二辐射”可以分别指激发辐射和发射(辐射)。类似地，术语“发光材料”在实施例中可以指磷光和/或荧光。术语“发光材料”还可以指多种不同的发光材料。本文中的术语“发光材料”还可以指包括发光材料的材料，诸如包括发光材料的透光本体。
特别地，发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换成具有发射带的发光材料光，发射带具有在(a)绿色光谱波长范围和(b)黄色光谱波长范围中的一者或多者中的波长，其中发光材料包括A3B5O12:Ce型(石榴石)发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。因此，发光材料光可以是例如绿光或黄光(或者(取决于石榴石的成分和铈浓度)在特定实施例中甚至是橙色)。然而，其它实施例也是可能的，见下文。在实施例中，0.05％－10％(甚至更特别地0.05％－5％，诸如0.1％－5％)的A元素包括Ce。特别地，在实施例中，0.1％－3％(诸如高达2％，如选自0.1％－1.5％，诸如至少0.5％以上的范围)的A元素包括Ce。
特别地，发光材料包括转换材料或为转换材料。发光材料将来自光源的光(诸如光源光)转换成次级光(这里是发光材料光)。发光材料可以包括转换光的有机基团、或转换光的分子、或转换光的无机基团等。这些基团(或分子)可以指示为转换器元件。如上文所述的石榴石型材料包括铈(Ce)作为转换器件。含铈石榴石是本领域公知的。
因此，在特定实施例中，发光材料包括A3B5O12:Ce型发光材料，其中A在实施例中包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，特别是(至少)Y、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B在实施例中包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。特别地，A可以包含Y、Gd和Lu中的一者或多者，诸如特别是Y和Lu中的一者或多者。特别地，B可以包括Al和Ga中的一者或多者，更特别地至少包括Al，诸如基本上完全地包括Al。因此，特别合适的发光材料是含铈的石榴石材料。石榴石的实施例尤其包括A3B5O12石榴石，其中A至少包含钇或镥，并且其中B至少包括铝。这种石榴石可以掺杂有铈(Ce)、掺杂有镨(Pr)或铈和镨的组合；然而特别地掺杂有Ce。特别地，B包括铝(Al)，然而，B也可以部分地包括镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In)，特别地高达约20％的Al，更特别地高达约10％的Al即，B离子基本上由90％以上摩尔的Al和10％以下摩尔的Ga、Sc和In中的一者或多者组成)；B可以特别包括高达约10％的镓。在另一变体中，B和O可以至少部分地被Si和N取代。元素A尤其可以选自由钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)和镥(Lu)组成的组。进一步地，Gd和/或Tb特别地仅以高达约20％的A的量存在。在一个特定实施例中，石榴石发光材料包括(Y1-xLux)3B5O12:Ce，其中x等于或大于0并且等于或小于1。术语“:Ce”指示发光材料中金属离子的一部分(即，在石榴石中：“A”离子的一部分)被Ce取代。例如，在(Y1-xLux)3Al5O12:Ce的情况下，Y和/或Lu的一部分被Ce取代。这是本领域技术人员已知的。Ce将取代A通常不超过10％；通常，Ce浓度将在(相对于A)0.1％至4％，特别是0.1％至2％的范围。假设1％Ce和10％ Y，完全正确的分子式可以是(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12。如本领域技术人员已知的，石榴石中的Ce基本上或仅处于三价状态。
在实施例中，发光材料(因此)包括A3B5O12，其中在特定实施例中，最多10％的B-O可以被Si-N取代。
在特定实施例中，发光材料包括(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12,，其中x1+x2+x3＝1，其中x3>0，其中0<x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2，其中A’包括选自由镧系元素组成的组中的一种或多种元素，并且其中B’包括选自由Ga、In和Sc组成的组中的一种或多种元素。在实施例中，x3选自0.001－0.1的范围。在本发明中，特别地x1>0，诸如x1>0.2，如x1至少为0.8。具有Y的石榴石可以提供合适的光谱功率分布。
在具体实施例中，最多10％的B-O可以被Si-N取代。这里，B-O中的B是指Al、Ga、In和Sc中的一者或多者(并且O是指氧)；在具体实施例中，B-O可以指Al-O。如上所述，在具体实施例中，x3可以选自0.001－0.04的范围。特别地，这种发光材料可以具有合适的光谱分布(然而见下文)、具有相对高的效率、具有相对高的热稳定性，并且允许高CRI(与光源光和第二光源光(以及滤光片)组合)。因此，在具体实施例中，A可以选自由Lu和Gd组成的组。备选地或附加地，B可以包括Ga。因此，在实施例中，发光材料包括(Yx1-x2-x3(Lu,Gd)x2Cex3)3(Aly1-y2Gay2)5O12，其中Lu和/或Gd是可获得的。甚至更特别地，x3选自0.001－0.1的范围，其中0<x2+x3≤0.1，并且其中0≤y2≤0.1。进一步地，在具体实施例中，最多1％的B-O可以被Si-N取代。这里，百分比是指摩尔数(如本领域已知的)；也见例如EP3149108。在又一具体实施例中，发光材料包括(Yx1-x3Cex3)3Al5O12，其中x1+x3＝1，并且其中0<x3≤0.2(诸如0.001-0.1)。
在具体实施例中，光生成装置可以仅包括选自含铈的石榴石型的发光材料。在更进一步的具体实施例中，光生成装置包括单一类型的发光材料，诸如(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。因此，在特定实施例中，光生成装置包括发光材料，其中至少85％重量，甚至更特别地至少约90％重量，诸如还甚至更特别地至少约95％重量的发光材料包括(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。其中A’包括选自由镧系元素组成的组中的一种或多种元素，并且其中B’包括选自由Ga、In和Sc组成的组中的一种或多种元素，其中x1+x2+x3＝1，其中x3>0，其中0<x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2。特别地，x3选自0.001-0.1的范围。注意，在实施例中x2＝0。备选地或附加地，在实施例中，y2＝0。
在特定实施例中，A可以特别地包括至少Y，并且B可以特别地包括至少Al。
石榴石型发光材料也可以用备选的分子式A3B’2C”3O12来描述。在这里，A可以包括以下中的一者或多者：(i)稀土离子(诸如选自Y3+、Lu3+，Gd3+、Tb3+、La3+中的一者或多者)以及(ii)二价阳离子(诸如Ca2+)。这里，B可以包括以下中的一者或多者：(i)三价阳离子(诸如Al3+、Ga3+、Sc3+、Sb3+和In3+中的一者或多者)，以及(ii)二价阳离子(诸如Mg2+和Mn2+中的一者或多者)。这里，C可以包括以下中的一者或多者：(i)三价阳离子(诸如Ga3+和Al3+中的一者或多者)、(ii)二价阳离子(诸如Mn2+)以及(iii)四价阳离子(诸如Si4+和Ge4+中的一者或多者)。利用这种离子，可以保持石榴石晶体结构。除所述之外的其它替换也可以是可能的。
备选地或附加地，发光材料可以例如是M2Si5N8:Eu2+和/或MAlSiN3:Eu2+和/或Ca2AlSi3O2N5:Eu2+等，其中M包括Ba、Sr和Ca中的一者或多者，特别是在实施例中至少包括Sr。在特定实施例中，第一发光材料可以包括选自由以下组成的组中的一种或多种材料：(Ba,Sr,Ca)S:Eu和(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu和(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu。在这些化合物中，铕(Eu)基本上或仅仅是二价的，并且取代一种或多种指示的二价阳离子。通常，Eu将以不大于阳离子的10％的量存在；相对于其所取代的(多个)阳离子，Eu的存在将尤其在约0.5％-10％的范围中，更尤其在约0.5％－5％的范围中。术语“:Eu”指示金属离子的一部分被Eu取代(在这些示例中被Eu2+取代)。例如，假设CaAlSiN3:Eu中的Eu为2％，正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕通常将取代二价阳离子，诸如上述二价碱土阳离子，特别是Ca、Sr或Ba。材料(Ba,Sr,Ca)S:Eu还可以表示为MS:Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶，或包括钙和锶，更特别地包括钙。这里，Eu被引入并取代M(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)中的至少一部分。进一步地，材料(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu也可以表示为M2Si5N8:Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另一特定实施例中，M由Sr和/或Ba(不考虑Eu的存在)组成，特别是50％－100％，更特别是50％－90％的Ba和50％－0％，特别是50％－10％的Sr，诸如Ba1.5Sr0.5Si5N8:Eu(即，75％Ba；25％Sr)。这里，Eu被引入并取代M的至少一部分(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。类似地，材料(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu也可以指示为MAlSiN3:Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶，或包括钙和锶，更特别地包括钙。这里，Eu被引入并取代M(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)的至少一部分。如本领域技术人员已知的，上述发光材料中的Eu基本上或仅处于二价状态。因此，这种氮化物发光材料也可以是转换器元件或包括转换器元件，这里尤其是Eu2+。
特别地，发光材料可以是无机发光材料，诸如上述包括氧化物、氧氮化物或氮化物的三价铈或二价铕中的一者或多者。
发光材料被配置为将第一辐射(选自UV辐射和可见光辐射中的一者或多者)的至少一部分转换成发光材料光。特别地，在实施例中，发光材料可以被配置为将蓝光(作为辐射)的至少一部分转换成发光材料光。特别地，当蓝光被部分地转换时，蓝光可以用作蓝光源(用于器件光)以及用作可以由发光材料转换的激发光。第一辐射尤其可以由(固态)光源提供，进一步见下文。
术语“可见的”、“可见光”或“可见光发射”和类似术语是指具有在约380nm-780nm范围内的一个或多个波长的光。在本文中，UV尤其是指选自200nm-380nm范围的波长。术语“光”和“辐射”在本文中可以互换使用，除非从上下文清楚地看出术语“光”仅指可见光。术语“光”和“辐射”可以指UV辐射、可见光和IR辐射。在特定实施例中，特别是对于照明应用，术语“光”和“辐射”(至少)是指可见光。术语“紫光”或“紫色发射”尤其是指具有波长在约380nm-440nm范围内的光。术语“蓝光”或“蓝色发射”尤其是指具有波长在约440nm-495nm范围内(包括一些紫色和青色色调)的光。术语“绿光”或“绿色发射”尤其是指具有波长在约495nm-570nm范围内的光。术语“黄光”或“黄色发射”尤其是指具有波长在约570nm-590nm范围内的光。术语“橙色光”或“橙色发射”尤其是指具有波长在约590nm-620nm范围内的光。术语“红光”或“红色发射”尤其是指具有波长在约620nm-780nm范围内的光。术语“粉红色光”或“粉红色发射”是指具有蓝色和红色成分的光。术语“青色”可以是指选自约490nm-520nm范围的一个或多个波长。术语“琥珀色”可以是指选自约585nm-605nm(诸如约590nm-600nm)范围的一个或多个波长。
在实施例中，多个元件本体包括一个或多个第一本体(特别是多个第一本体)以及一个或多个第二本体(特别是多个第二本体)。短语“多个第一本体和多个第二本体”和类似短语不排除第三本体或甚至另外的本体的存在。然而，通常，这种另外的本体是第一本体或第二本体上的变体，并且可以分别被认为是这样的。因此，将特别关于多个第一本体和多个第二本体进一步解释本发明的实施例。
基本上，在实施例中，第一本体包括发光材料，并且第二本体是透光的(并且可以基本上不包括发光材料(其可以是由可用于激发第一本体中的发光材料的光源光可激发的))。因此，第二本体在实施例中可以是高度透明的，并且因此可以仅具有相对低丰度的发光材料或其它光吸收材料。
特别地，多个第一本体包括发光材料，其中发光材料被配置为将选自UV辐射和可见光辐射中的一者或多者的第一辐射的至少一部分转换成发光材料光。发光材料的示例如上所述。在特定实施例中，第一本体包括单晶体和陶瓷体中的一者或多者，其中发光材料包括A3B5O12:Ce型的发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。
在特定实施例中，第一本体都包括单一类型的发光材料。备选地，在实施例中，第一本体中的一个或多个包括两种以上不同的发光材料。然而，备选地或附加地，对于两个以上第一本体，可以适用的是两个以上第一本体相互包括不同的发光材料。例如，一个或多个本体可以具有提供黄色光谱范围中的发光的发光材料，并且一个或多个其它本体可以具有提供红色光谱范围中的发光的发光材料。特别地，在实施例中，多个第一本体包括第一本体的第一子集和第一本体的第二子集，其中第一本体的第一子集包括第一发光材料，并且其中第一本体的第二子集包括不同于第一发光材料的第二发光材料。
不同的发光材料可以被配置为生成具有不同色点的发光材料光。在特定实施例中，当第一类型的光和第二类型的光的相应色点对于u’至少相差0.01和/或对于v’至少相差0.01(甚至更特别地对于u’至少相差0.02和/或对于v’至少相差0.02)时，第一类型的光和第二类型的光的颜色或色点可以不同。在更具体的实施例中，第一类型的光和第二类型的光的相应色点对于u’可以至少相差0.03和/或对于v’可以至少相差0.03。这里，u’和v’是光在CIE 1976UCS(均匀色度标度)图中的颜色坐标。
进一步地，第一本体可以具有第一热导率K1。当存在不同类型的第一本体(诸如包括不同发光材料的第一本体)时，热导率可以是加权平均的热导率。当所有第一本体具有基本上相同的形状和尺寸时，热导率可以是面积平均的热导率。
进一步地，在实施例中，多个第二本体因此不同于第一本体。特别地，第二本体对于第一辐射以及发光材料光的一个或多个波长是透光的。特别地，第二本体至少对于发光材料光的一部分是透光的。如果发光材料光具有峰值波长和/或主波长，对于具有与该峰值波长和/或主波长相同的波长的光，第二本体尤其可以是透光的。因此，短语“不同于第一本体”和类似短语可以特别地指示第一本体中的一个或多个光学特性不同于第二本体的光学特性。特别地，后者基本上是不发光的，即多个第二本体不包括发光材料。特别地，多个第一本体的化学成分不同于多个第二本体的化学成分。然而，两者可以对于发光材料光基本上都是透射的。
第二本体对于(发光材料光的)发光波长的透射率可以至少是80％/cm，诸如至少是90％/cm，甚至更特别地至少是95％/cm，诸如至少是98％/cm，诸如至少99％/cm。这意味着例如1cm3立方体形状的透光体片在具有选定的发光波长(诸如对应于透光体的发光材料的发光的发射最大值的波长)的辐射的垂直照射下，将具有至少95％的透射率。因此，由于第二本体对于发光材料光是透光的，所以第二本体在本文中也可以指示“透光本体”。在本文中，透射率的值尤其是指没有考虑界面(例如，空气)处的菲涅耳损耗的透射率。因此，术语“透射率”尤其是指内部透射率。内部透射率可以例如通过测量两个以上具有不同宽度的物体的透射率来确定，在该宽度上测量透射率。然后，基于这种测量，可以确定菲涅耳反射损耗的贡献和(因此)内部透射。因此，特别地，本文所指示的透射率值忽略了菲涅耳损耗。
在实施例中，抗反射涂层可以被施加到发光体和/或第二本体，以便抑制菲涅耳反射损耗(在光耦入过程期间)。
透射可以通过在垂直辐射下将具有第一强度的特定波长的光提供给透光体，并且将在透射通过材料之后测量的该波长的光的强度与在该特定波长处被提供给该材料的光的第一强度相关联来确定(也见CRC Handbook of Chemistry and Physics，第69版，1088-1989的E-208和E-406)。
进一步地，第二本体具有第二热导率K2。当存在不同类型的第二本体(诸如包括不同(非发光)材料的第二本体)时，热导率可以是加权平均的热导率。当所有第二本体具有基本上相同的形状和尺寸时，热导率可以是面积平均的热导率。
特别地，在实施例中，第二本体可以具有良好的导热性，并且至少与第一本体的导热性相当。因此，在实施例中，K2≥0.2*K1。甚至更特别地，K2≥0.5*K1。为了更好的热管理，第二本体的热导率至少与第一本体的热导率一样高。因此，在实施例中K2≥K1。甚至更特别是，K2>K1，诸如K2≥1.2*K1、K2≥1.5*K1、K2≥2*K1、K2≥5*K1或K2≥10*K1。
如上所述，本体特别地被配置为2D布置。这种布置可以是规则或不规则布置。在特定实施例中，该布置可以是随机的或准随机的。特别地，该布置可以是规则布置。
在其中多个本体包括第一本体和第二本体(尤其是多个第一本体和多个第二本体被配置为2D布置)的实施例中。在实施例中，两者可以被布置为随机的布置或准随机的布置中的一者(或多者)。然而，特别地，两种布置一起形成规则布置。
在特定实施例中，对于多个第二本体适用的是多个第二本体被配置为与不同的第一本体相邻。因此，在实施例中，第二本体可以被分布在第一本体和第二本体的布置上。特别地，第二本体可以被配置为使得第二本体尽可能地与不同的第一本体相邻。换句话说，在实施例中，可以尽可能地使第二本体的群集最小化。如果使用规则布置的本体，在第二本体之间可以有间距。因此，短语“被配置为与不同的第一本体相邻”尤其可以指一个或多个第一本体(尤其是多个第一本体)被配置为与第二本体的事实相邻。发光元件可以包括被配置为与不同的第一本体相邻的多个第二本体集。因此，术语“不同的第一本体”也可以表示为“各种第一本体”。在特定实施例中，第一本体和第二本体可以被配置为棋盘布置，尽管其它(2D)布置也可以是可能的。
特别地，本体被配置为与导热支撑件热接触。特别地，支撑件被配置为支撑本体，诸如第一本体和第二本体。在实施例中，支撑件可以包括本体，诸如导热材料的本体。
如下面将进一步阐明的，在实施例中，本体可以与导热支撑件物理接触。备选地或附加地，在实施例中，本体可以与导热支撑件上的涂层物理接触。也以此方式，本体可以被配置为与导热支撑件热接触。
在实施例中，导热支撑件可以是散热器。在其它实施例中，导热支撑件可以与散热器热接触。因此，在具体实施例中，导热支撑件包括散热器。
导热材料尤其可以具有至少约20W/m/K，如至少约30W/m/K，诸如至少约100W/m/K，如尤其至少约200W/m/K的热导率。在又一特定实施例中，导热材料可以尤其具有至少约10W/m/K的热导率。
在实施例中，导热材料可以包括以下中的一者或多者：铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、铝碳化硅、氧化铍、碳化硅复合物、铝碳化硅、铜钨合金、铜钼碳化物、碳、金刚石和石墨。备选地，或附加地，导热材料可以包括氧化铝或由氧化铝组成。然而，在本文中，特别地，导热元件包括金属材料。例如，金属材料可以包括铜、铝、银、金和金属合金中的一者或多者。金属合金可以包括铜钨合金、铝合金、钛合金等中的一者或多者。导热元件可以是散热器或可以与散热器热接触。
散热器在本领域中是已知的。术语“散热器”(或散热装置)尤其可以是将由设备(诸如电子设备或机械设备)生成的热量传输到流体(冷却)介质(通常是空气或液体冷却剂)的无源热交换器。因此，热量(至少部分地)从设备耗散。散热器特别地被设计为使其与围绕其的流体冷却介质接触的表面积最大。因此，特别地，散热器可以包括多个翅片。例如，散热器可以是具有多个在其上延伸的翅片的本体。散热器特别地包括导热材料(更特别地由导热材料组成)。术语“散热器”也可以指多个(不同的)散热器。
如果元件可以通过加热过程交换能量，则可以认为其与另一个元件热接触。因此，元件可以热耦合。在实施例中，热接触可以通过物理接触来实现。在实施例中，热接触可以经由导热材料(诸如导热胶(或导热粘合剂))来实现。当两个元件相对于彼此被布置在等于或小于约10μm的距离处时，也可以在两个元件之间实现热接触，尽管更大的距离(诸如高达100μm)可以是可能的。距离越短，热接触越好。特别地，距离为10μm或更小，诸如5μm或更小。距离可以是相应元件的两个相应表面之间的距离。距离可以是平均距离。例如，两个元件可以在一个或多个位置处(诸如多个位置处)物理接触，但是在一个或多个位置处(特别是多个其它位置处)，元件不物理接触。例如，这可以是当一个或两个元件具有粗糙表面时的情况。因此，在实施例中，两个元件之间的平均距离可以是10μm或更小(尽管更大的平均距离可以是可能的，诸如高达100μm)。在实施例中，两个元件的两个表面可以与一个或多个距离固定器保持一定距离。
如上所述，多个第一本体和第二本体特别地被配置为与导热支撑件热接触。
考虑到光学效率，可能期望第二本体对可以用于生成发光材料光的光具有相对低的吸收。因此，特别地，可以选择第二本体(特别是第二本体的材料)，使其与被选择用于为发光材料提供辐射的光源结合，第二本体对于该光基本上或甚至本质上是透射的。以此方式，未对准第一本体或从第一本体逸出的光源光(“辐射”)可以被第二本体透射，并且再次进入另一第一本体(或者可以被第二本体反射，例如，由于镜面反射，并且再次进入同一第一本体)。这样，效率可以更高。
然而，备选地或特别附加地，可能期望第二本体对于发光材料光具有相对低的吸收。因此，特别地，第二本体(特别是它们的材料)可以被选择与被选择用于为发光材料提供辐射的发光材料(和光源)结合，第二本体对于发光材料光基本上或甚至本质上是透射的。以此方式，从第一本体逸出的发光材料光可以被第二本体透射，并且不被这种第二本体吸收。以此方式，效率可以更高。
因此，在实施例中，第二本体可以不包括任何发光材料(其是由(所选择的光源的)辐射可激发的)。备选地，在实施例中，第二本体可以可选地包括发光材料(其是由(所选择的光源的)辐射可激发的)，但是其数目使得基本上没有辐射被吸收。进一步地，本体也可以不包括用于辐射和/或发光的非发光吸收材料，或者，如果它以基本上没有辐射被吸收的量包括这种非发光吸收材料。
因此，在特定实施例中，第一本体可以在第一辐射的一个或多个波长处具有第一衰减系数μ1，其中第二本体在第一辐射的一个或多个波长处具有第二衰减系数μ2。在特定实施例中，μ2≤0.5*μ1，诸如μ2≤0.1*μ1。例如，在实施例中μ2≤0.01*μ1。在实施例中，μ2≥0.00001*μ1。进一步地，第一本体在发光材料光的一个或多个波长处具有第三衰减系数μ3，其中第二本体在发光材料光的一个或多个波长处具有第四衰减系数μ4。在特定实施例中，0.0051*μ3≤μ4≤5*μ3，诸如0.01*μ3≤μ4≤2*μ3。例如，在实施例中，0.1*μ3≤μ4≤2*μ3，0.2*μ3≤μ4≤2*μ3或0.5*μ3≤μ4≤2*μ3。“线性衰减系数”，或“衰减系数”，或“窄束衰减系数”可以指示一定体积的材料可以如何容易地被光束穿透。大的衰减系数意味着光束在通过介质时快速地“衰减”(被削弱)，而小的衰减系数意味着介质对光束是相对透明的。
特别合适的材料(特别地考虑到透明度)可以是以下材料中的一种或多种材料：石榴石型材料、Al2O3、TiO2、CaF2、MgO、BaF2、氮氧化铝、MgAl2O4和MgF2。因此，在实施例中，第二本体包括以下材料中的一种或多种材料：石榴石型材料、Al2O3、TiO2、CaF2、MgO、BaF2、氮氧化铝、MgAl2O4和MgF2。如上所述，特别地，第二体也可以是单晶体或陶瓷体。
在特定实施例中，特别是作为陶瓷体，第一元件本体可以包括A3B5O12:Ce(或者用备选分子式A3B’2C”3O12:Ce指示(也见上文))，并且也特别地作为陶瓷体，第二元件本体可以包括A3B5O12(或者用备选分子式A3B’2C”3O12指示(也见上文))。
当元件本体具有圆形截面(或椭圆形截面)时，元件本体可以具有单个侧面；当元件本体具有三角形截面时，元件本体可以具有三个侧面；当元件本体具有矩形(非正方形)或正方形截面等时，元件本体可以具有四个侧面。
进一步地，尤其是第二本体可以具有一个或多个被抛光的面。类似地，第一本体可以具有一个或多个被抛光的面。因此，反射或散射损失由此可以被最小化。特别地，这可以应用于侧面。因此，在实施例中，可以抛光本体的一个或多个面(尤其是一个或多个侧面)。这可以导致相对低的表面粗糙度，诸如可以用RMS和/或Ra表示。可选地，底面也可以被抛光并且可以具有相对低的表面粗糙度。
在实施例中，RMS粗糙度可以等于或小于50nm，诸如等于或小于20nm，甚至更特别地等于或小于10nm，并且在实施例中至少约5nm。特别地，RMS粗糙度可以等于或小于约5nm。备选地或附加地，表面粗糙度Ra可以是最大100nm，诸如在5nm-100nm的范围中，如高达50nm。
在实施例中，顶表面的粗糙度，尤其是包括发光材料的本体的顶表面的粗糙度可以大于相应的(多个)侧面的粗糙度，诸如例如10％，如至少20％或更高的RMS和/或10％，如至少20％或更高的Ra。(顶面的)较高的表面粗糙度可以促进光的内耦合和/或外耦合。因此，在实施例中，多个元件本体中的每个可以具有一个或多个侧面，其中(一个或多个元件本体的，尤其是多个元件本体的，甚至更尤其是基本上所有元件本体的)一个或多个侧面被抛光。在特定实施例中，可以仅抛光发光体的侧面(面对相邻发光体的其它侧面)。顶面和底面可以具有(比一个或多个侧面)较大的表面粗糙度。底面可以具有较高的粗糙度，例如，以(经由中间层)改善与导热支撑件(诸如散热器)的粘附性。
如上所述，本体的布置可以是规则布置。因此，多个元件本体可以被配置为规则阵列。更特别地，在实施例中，第一本体和第二本体可以被配置为规则阵列。特别地，第二本体与第一本体组交替，其中第一本体集可以包括一个或多个(诸如1-4个)第一本体。
如上所述，在实施例中，多个元件本体具有相同的截面尺寸。在备选的实施例中，第一本体可以具有相同的截面尺寸，并且第二本体可以具有不同于第一本体的相同的截面尺寸。特别地，在实施例中，第一本体和第二本体可以具有相同的截面尺寸。然而，其它实施例也可以是可能的。
在特定实施例中，相邻本体可以彼此不物理接触。这可以减少光损耗。然而，特别地，距离不是太大以允许热接触。在特定实施例中，多个元件本体中的两个以上相邻元件本体具有选自1μm-100μm范围的最短距离(d1)。甚至更特别地，多个元件本体中的所有元件本体具有选自1μm-100μm范围的最短距离(d1)。这可以减少光学接触，但是仍然可以存在热接触。更特别地，最短距离(d1)选自1μm-50μm的范围，诸如2μm-20μm，如高达10μm，诸如选自1μm-10μm的范围。
为了更好地与导热支撑件热接触，在实施例中，指向导热支撑件的元件本体的面可以大于指向远离导热支撑件的那些面。因此，在实施例中，多个元件本体中的每个元件本体具有一个或多个侧面，其中(一个或多个元件本体的，尤其是多个元件本体的，甚至更尤其是基本上所有元件本体的)侧面在远离导热支撑件的方向上逐渐变细。
元件本体由导热支撑件支撑。为此，导热支撑件可以包括其中可以被布置有元件的腔体。腔体和本体之间的配合可以是具有最小间隙的间隙配合。备选地或附加地，元件本体可以被焊接到导热支撑件上。为此，元件本体可以被设置有用于促进焊接和/或提供反射的涂层。这种涂层可以例如包括Ag和Al中的一者或多者。这种层的优点还在于这种层对光是反射的。备选地或附加地，可以提供含铬层(诸如Cr金属层)。特别地，这样可以有助于焊接。可选地，这种涂层可以是多层的，且在反射层上具有可以特别有助于焊接的另一层。这种层可以例如包括铬。因此，在实施例中，一个或多个元件本体(特别是多个元件本体)经由涂层(诸如多层)被附接到导热支撑件。在特定实施例中，多层包括第一层，第二层和第三层，第一层包括Al和Ag中的一者或多者，第二层包括Cr，第三层是焊料层。这种叠层可以被元件本体(诸如尤其是第一元件本体)和导热支撑件夹在中间。
因此，在实施例中，一个或多个侧面可以至少部分地与导热支撑件热接触，或者甚至物理接触。备选地或附加地，可以在与一个或多个侧面接触的导热支撑件上设置层。特别地，对于基本上所有的侧面，可以适用的是其至少一部分不与涂层和/或另一元件本体物理接触。因此，在实施例中，多个元件本体中的每个具有一个或多个侧面，其中对于一个或多个侧面(尤其是多个侧面，如基本上所有侧面)适用的是其一部分与导热支撑件接触，或接触到其上的涂层，或接触到反射材料。
如上所述，在实施例中，涂层可以具有对一种或多种光源光和发光材料光的反射特性。更进一步地，在实施例中，导热支撑件可以具有对一种或多种光源光和发光材料光的反射特性。
与导热材料有关的许多上述材料(尤其是金属)对于可见光和/或UV辐射可以是不透射的。上述导热材料中的一些(如氧化铝和石榴石)对于可见光和/或UV辐射可以是透射的。然而，当例如提供针孔时，对于可见光和/或UV辐射不透射的材料也可以是透射的，光可以通过该针孔传播到元件本体。因此，在特定实施例中，导热支撑件对于第一辐射和发光材料光的一个或多个波长是透光的。因此，发光元件在实施例中可以以反射模式和/或透射模式来操作。在后者的透射中，(对于导热支撑件)可以应用针孔和/或透光导热材料。
在实施例中，元件本体可以基本上具有相同的高度。因此，当元件本体具有垂直于端面的侧面时，指向导热支撑件的底面和远离导热支撑件指向的顶面可以具有基本相同的尺寸。在这样的实施例中，当应用不同的元件本体时，相应元件本体的表面积的比率可以用作指示相应元件本体的相对丰度的因子。因此，在实施例中，多个元件本体具有限定本体高度(H)的第一面(“顶面”)和第二面(“底面”)，其中第二面指向导热支撑件，其中本体高度(H)与平均高度的差在5％以内。在实施例中，第一面限定总第一面面积At，其中第一本体限定总第一面面积At的k％，并且其中第二本体限定总第一面面积At的100-k％。特别地，在实施例中20≤k≤80，诸如40≤k≤70，如至少50，诸如至少约60％。因此，在实施例中，第一本体可以多于第二本体。
如上所述，光生成装置包括光源。特别地，光源被配置为生成第一辐射，并且其中元件本体(特别是第一本体)被配置为与光源成光接收关系。因此，在实施例中，元件本体中的一个或多个元件本体辐射地被耦合到光源。特别地，发光材料(或包括发光材料的元件本体)被配置在光源的下游。
术语“辐射地被耦合”或“光学地被耦合”可以特别地意味着(i)光生成元件(诸如光源)以及(ii)另一物品或材料彼此关联，使得由光生成元件发射的辐射的至少一部分被物品或材料接收。换句话说，物品或材料被配置为与光生成元件成光接收关系。光生成元件的辐射的至少一部分将被物品或材料接收。这在实施例中可以是直接地，诸如与光生成元件(的发光表面)物理接触的物品或材料。这在实施例中可以经由介质，如空气、气体、或液体或固体光导材料。在实施例中，也可以在光生成元件和物品或材料之间的光路中配置一个或多个光学器件(如透镜、反射器、滤光器)。
术语“光源”可以指半导体发光器件，诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源”也可以指有机发光二极管，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在特定实施例中，光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在一个实施例中，光源包括LED(发光二极管)。术语LED也可以指多个LED。进一步地，术语“光源”在实施例中也指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指既不被封装也不被连接而是直接被安装到衬底(诸如PCB)上的半导体芯片形式的LED芯片。因此，多个半导体光源可以被配置在同一衬底上。在实施例中，COB是被一起配置为单个照明模块的多LED芯片。术语“光源”也可以指多个(基本上相同的(或不同的))光源(诸如2-2000个固态光源)。在实施例中，光源可以包括单个固态光源(诸如LED)下游或多个固态光源(即，例如，由多个LED共享)下游的一个或多个微光学元件(微透镜阵列)。在实施例中，光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中，光源包括像素化的单个LED(具有或不具有光学器件)(在实施例中，提供片上束控向)。术语“激光源”尤其是指激光器。这种激光器尤其可以被配置为生成具有在UV、可见或红外(尤其具有从200nm-2000nm的光谱波长范围中选择的波长，诸如300nm-1500nm)中的一个或多个波长的激光源光。术语“激光器”尤其是指通过基于电磁辐射的受激发射的光放大过程发射光的装置。特别地，在实施例中，术语“激光器”可以指固态激光器。
因此，在实施例中，光源包括激光光源。在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以指以下中的一者或多者：铈掺杂的锂锶(或钙)氟化铝(Ce:LiSAF，Ce:LiCAF)、铬掺杂的金铍(紫翠玉)激光器、铬ZnSn(Cr:ZnSe)激光器、二价钐掺杂氟化钙(Sm:CaF2)激光、Er:YAG激光器、铒掺杂和铒-镱共掺杂玻璃激光器、F-中心激光器、钬YAG(Ho:YAG)激光器，Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、钕掺杂硼酸钇钙Nd:YCa4O(BO3)3或Nd:YCOB，钕掺杂原钒酸钇(Nd:YVO4)激光器、钕玻璃(Nd:玻璃)激光器、钕YLF(Nd:YLF)固态激光器、钷147掺杂磷酸盐玻璃(147Pm3+：玻璃)固态激光器、红宝石激光器(Al2O3:Cr3+)、铥YAG(Tm:YAG)激光器、钛蓝宝石(Ti:蓝宝石；Al2O3:Ti3+)激光器、三价铀掺杂氟化钙(U:CaF2)固态激光器、镱掺杂玻璃激光器(棒、板/芯片和光纤)、镱YAG(Yb:YAG)激光器、Yb2O3(玻璃或陶瓷)激光器等。在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以指一个或多个半导体激光二极管，诸如GaN、InGaN、AlGaInP、AlGaAs、InGaAsP、铅盐、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、量子级联激光器、混合硅激光器等。
激光器可以与上变频器组合，以达到更短的(激光)波长。例如，利用一些(三价)稀土离子可以获得上变频，或者利用非线性晶体可以获得上变频。备选地，激光器可以与诸如染料激光器的下变频器组合，以达到更长的(激光)波长。
如可以从下面导出的，术语“激光光源”也可以指多个(不同的或相同的)激光光源。在特定实施例中，术语“激光光源”可以指N个(相同的)激光光源。在实施例中，N＝2或更大。在特定实施例中，N可以至少是5，诸如特别地至少是8。以此方式，可以获得较高的亮度。在实施例中，激光光源可以被布置在激光器组(也见上文)中。在实施例中，激光器组可以包括散热器和/或光学器件(例如，透镜)以使激光准直。
激光光源被配置为生成激光光源光(或“激光”)。光源光可以基本上由激光源光组成。光源光还可以包括两个以上(不同的或相同的)激光光源的激光光源光。例如，两个以上(不同的或相同的)激光光源的激光光源光可以被耦合到光导中，以提供包括两个以上(不同的或相同的)激光光源的激光光源光的单束光。在特定实施例中，光源光因此尤其是准直光源光。在又一实施例中，光源光尤其是(准直的)激光光源光。短语“不同的光源”或“多个不同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指从至少两个不同的箱中选择的多个固态光源。类似地，短语“相同的光源”或“多个相同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指从相同的箱中选择的多个固态光源。
光源特别地被配置为生成具有光轴(O)(光束形状)和光谱功率分布的光源光。光源光在实施例中可以包括具有激光器已知的带宽的一个或多个带。在特定实施例中，(多个)带可以是相对尖锐的(多个)线，诸如在RT下具有在小于20nm范围(诸如等于或小于10nm)中的半峰全宽(FWHM)。因此，光源光具有可以包括一个或多个(窄)带的光谱功率分布(作为波长的函数的能量标度上的强度)。
(光源光的)光束可以是(激光)光源光的聚焦的或准直的光束。术语“聚焦的”尤其是指会聚成小斑点。该小斑点可以在离散的转换器区域处，或(稍微)在其上游或(稍微)在其下游。特别地，聚焦和/或准直可以使得在离散的转换器区域处的光束的截面形状(垂直于光轴)基本上不大于离散的转换器区域(其中光源光照射离散的转换器区域)的截面形状(垂直于光轴)。聚焦可以用一个或多个光学器件如(聚焦)透镜来执行。特别地，可以应用两个透镜来聚焦激光源光。准直可以用一个或多个(其它)光学器件来执行，如准直元件，诸如透镜和/或抛物面镜。在实施例中，(激光)光源光的光束可以是相对高度准直的，诸如在实施例中≤2°(FWHM)，更特别地≤1°(FWHM)，最特别地≤0.5°(FWHM)。因此，≤2°(FWHM)可以被认为是(高度)准直的光源光。光学器件可以用于提供(高)准直(也见上文)。
在实施例中，激光光源可以被布置在激光器组中。激光器组在实施例中可以包括散热器和/或以使激光准直的光学器件(诸如透镜)。激光器组可以例如包括至少10个(诸如至少20个)激光光源。
光源被配置为生成光源光。特别地选择光源以提供可以激发发光材料的光源光。例如，在实施例中，光源光可以是蓝光，因为蓝光可以激发许多可能的石榴石型材料。然而，除蓝色之外的其它波长也可以是可能的。例如，在实施例中，光源光可以是紫外光或绿光。被配置为生成光谱上不同的光源光的不同光源也可以是可能的。
术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成装置(这里尤其是光源)的光的传播的项或特征的布置，其中相对于来自光生成装置的光束内的第一位置，光束中更靠近光生成装置的第二位置是“上游”，并且光束内更远离光生成装置的第三位置是“下游”。
在特定实施例中，发光元件和光源被配置为反射模式。备选地或附加地，在实施例中，发光元件和光源被配置为透射模式。
特别地，在处于操作模式的实施例中，光生成装置被配置为生成具有至少80(诸如至少85)的CRI的白色装置光。在特定实施例中，装置光可以包括第一辐射和发光材料光。特别地，在这样的实施例中，第一辐射可以包括蓝光。因此，第一光源可以包括激光光源或者是激光光源。
在实施例中，白色装置光具有至少80(诸如至少85，如至少90)的显色指数(CRI)。进一步地，在实施例中，白色装置光可以具有从1800K-8000K的范围中选择的相关色温(CCT)，诸如2000K-6500K，如例如从2700K-3000K的范围中选择。
本文中的术语“白光”是本领域技术人员已知的。本发明尤其涉及具有在大约1800K和20000K之间(诸如在2000K和20000K之间，尤其是2700K-20000K之间，对于一般照明尤其是在大约2700K和6500的范围中)的相关色温(CCT)的光。在实施例中，为了背光的目的，相关色温(CCT)尤其可以在大约7000K和20000K的范围中。更进一步地，在实施例中，相关色温(CCT)尤其在距BBL(黑体轨迹)约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内，尤其在距BBL约10SDCM内，甚至更尤其在距BBL约5SDCM内。
特别地，在实施例中，光源包括激光光源。
在实施例中，白色装置光(从发光体逸出)的流明当量可以选自290lm/W-370lm/W(诸如300lm/W-360lm/W)的范围。在实施例中，光生成装置被配置为提供具有从发光体的辐射出射面发射的功率的发光，该发光具有4W/mm2的功率密度，尤其是至少7W/mm2，更尤其是至少9W/mm2，甚至更尤其是至少13W/mm2的功率密度。因此，在光生成装置的操作模式中的实施例中，光生成装置被配置为以至少4W/mm2的功率密度从发光转换器的辐射出射表面(或辐射出射面)生成发光材料光。在又一特定实施例中，光生成装置可以被配置为提供与蓝色和/或红色激光结合的发光，该蓝色和/或红色激光从与提供白光的发光相同的表面出来，该白光具有至少2000lm/mm2，更特别地至少3000lm/mm2，甚至更特别地至少6000lm/mm2的亮度。在本文中，“lm”是指流明。
在实施例中，光生成装置还可以包括控制系统或者可以功能地被耦合到控制系统。控制系统可以控制光源。特别是当两个以上光源可用时，可以应用控制系统来(单独地)控制两个以上光源。
术语“控制”和类似术语尤其是指至少确定元件的行为或监督元件的运行。因此，本文的“控制”和类似术语可以例如是指对元件施加行为(确定行为或监督元件的运行)等，诸如测量、显示、致动、打开、移位、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语可以另外包括监视。因此，术语“控制”和类似术语可以包括对元件施加行为以及对元件施加行为和监视元件。元件的控制可以用也可以指示为“控制器”的控制系统来完成统。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地功能地耦合。元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不物理耦接。控制可以经由接线和/或无线控制来完成。术语“控制系统”还可以指多个不同的控制系统，这些控制系统尤其是功能地耦合的，并且其中例如一个控制系统可以是主控制系统，并且一个或多个其它控制系统可以是从控制系统。控制系统可以包括用户接口或可以功能地耦合到用户接口。
控制系统还可以被配置为接收和执行来自遥控器的指令。在实施例中，控制系统可以经由装置(诸如是便携式装置，如智能手机或I-phone、平板电脑等)上的App来控制。因此，装置不必被耦合到照明系统，但可以(临时)功能地被耦合到照明系统。
因此，在实施例中，控制系统可以(也)被配置为由远程装置上的App来控制。在这样的实施例中，照明系统的控制系统可以是从控制系统或以从模式控制。例如，照明系统可以用代码来标识，特别是用于相应照明系统的唯一代码。照明系统的控制系统可以被配置为由基于(唯一的)代码的知识(通过具有光学传感器(例如，QR码读取器)的用户接口输入)访问照明系统的外部控制系统来控制。照明系统也可以包括用于与其它系统或装置通信的装置，诸如基于蓝牙、WIFI、LiFi、ZigBee、BLE或WiMAX、或其它无线技术。
系统、设备或装置可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下执行动作。类似地，在方法中，可以以“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“可操作模式”来执行动作或阶段或步骤。术语“模式”也可以表示为“控制模式”。这并不排除系统、设备或装置也可以适用于提供另一个控制模式或多个其它控制模式。类似地，这可以不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后可以执行一个或多个其它模式。
然而，在实施例中，控制系统可以是可用的，其适用于至少提供控制模式。如果其它模式是可用的，则这种模式的选择尤其可以经由用户接口来执行，尽管其它选项(如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式)也可以是可能的。在实施例中，操作模式还可以指仅可以在单个操作模式中操作(即，“开启”，而没有另外的可调谐性)的系统、设备或装置。
因此，在实施例中，控制系统可以根据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和计时器中的一者或多者来进行控制。术语“计时器”可以指时钟和/或预定时间方案。
在又一方面，本发明还提供了一种包括如本文所限定的光生成装置的灯或灯具。灯具还可以包括壳体、光学元件、百叶窗等等。在又一方面，本发明还提供一种包括如本文所限定的光生成装置的投影装置。特别地，投影装置或“投影仪”或“图像投影仪”可以是将图像(或运动图像)投影到诸如例如投影屏幕的表面上的光学装置。投影装置可以包括一个或多个如本文所述的光生成装置。
照明装置可以是例如以下各项的一部分或可以被应用于以下各项中：办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自照明显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警示标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(户外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、数字投影或LCD背光照明。
如上所述，照明单元可以用作LCD显示装置中的背光单元。因此，本发明还提供了一种LCD显示装置，其包括如本文所限定的被配置为背光单元的照明单元。在另一方面，本发明还提供一种包括背光单元的液晶显示装置，其中背光单元包括一个或多个如本文所定义的照明装置。
优选地，光源是在操作期间至少发射(光源光)波长选自200nm-490nm范围的光的光源，尤其是在操作期间至少发射波长选自400nm-490nm范围的光的光源，甚至更尤其是波长在440nm-490nm范围的光的光源。该光可以部分地由波长转换器纳米颗粒使用(也进一步见下文)。因此，在特定实施例中，光源被配置为产生蓝光。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考所附示意图来描述本发明的实施例，其中对应的参考符号指示对应的部分，并且在附图中：
图1a至图-1f示意性地描绘了一些实施例；
图2示意性地描绘了另外的实施例；
图3a至图-3g示意性地描绘了一些另外的实施例和变体；以及
图4示意性地描绘了应用的实施例。示意图不必按比例绘制。
具体实施方式
图1a示意性地描绘了发光元件20的一个实施例，以及包括光源10和发光元件20的光生成装置1000的一个实施例。光源10被配置为生成第一辐射11。特别地，光源10可以包括激光光源。因此，第一辐射11可以是激光。在实施例中，第一辐射可以是蓝色辐射。附图标记430是指可以用于对辐射11进行光束整形(诸如准直第一(激光)辐射11)的可选的光学元件(诸如透镜)。发光元件20包括多个元件本体200和导热支撑件400。多个本体200被配置为2D布置205。特别地，多个本体200被配置为与导热支撑件400热接触，诸如物理接触或与导热支撑件400上的(多)层物理接触。一个或多个本体200(在本文中也指示为元件本体)包括发光材料50。发光材料50被配置为将第一辐射11的至少一部分转换成发光材料光51。第一辐射可以选自UV辐射和可见光辐射中的一种或多种。在实施例中，发光材料光51可以包括绿光、黄光、橙光和红光中的一种或多种。如下面还将描述的，在特定实施例中，不同的(第一)本体可以包括不同的发光材料。本体200被配置为与光源10成光接收关系。
这里，作为示例，光源10和发光元件被配置为反射配置。然而，其它配置也可以是可能的。
光生成装置1000可以生成可以至少包括发光材料光51并且可选地也包括第一辐射11的装置光1001。装置光1001也可以包括绕过发光元件20的第一辐射11(并且因此不被元件反射或透射)。为此，可以应用分束器和/或第二光源。
在实施例中，多个元件本体200被配置为规则(2D)阵列。当元件本体200(诸如在实施例中的第一本体210和第二本体220)被配置为阵列时，元件本体可以特别地至少包括三个侧面203(诸如在实施例中3、4或6)。
在实施例中，多个元件本体200中的两个以上相邻元件本体200具有选自1μm-100μm(诸如1μm-10μm，如小于10μm)的范围的最短距离d1。
元件本体200可以具有一个或多个侧面203、顶面或第一面201以及底面或第二面202。后者指向导热元件400；前者还可以具有作为辐射出射窗的功能。在实施例中，一个或多个侧面203被抛光。
图1b示意性地描绘了与图1a中示意性地描绘的实施类似的实施例。这里，多个元件本体200包括多个第一本体210和多个第二本体220。
特别地，多个第一本体210包括发光材料50。如上所述，发光材料50被配置为将选自UV辐射和可见光辐射中的一种或多种的第一辐射11的至少一部分转换成发光材料光51。第一本体具有第一热导率K1。如上所述，(至少)第一本体210被配置为与光源10成光接收关系。
第二本体220与第一本体210不同。特别地，多个第二本体220对于第一辐射11和发光材料光51的一个或多个波长是透光的。进一步地，第二本体220具有第二热导率K2。特别地，在实施例中，K2≥0.2*K1，甚至更特别是K2≥0.5*K1，诸如K2>*K1、K2≥1.5*K1、K2≥2*K1、K2≥5*K1或K2≥10*K1。
多个第一本体210和多个第二本体220被配置为2D布置205。如示意性地描绘的，对于多个第二本体220适用的是其被配置为与不同的第一本体210相邻。进一步地，多个第一本体210和第二本体220被配置为与导热支撑件400热接触。
参照图1a至图1b(以及另外的附图)，在实施例中，发光材料50可以包括A3B5O12型的发光材料：其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。第一本体210可以包括单晶体和陶瓷体中的一种或多种。因此，第一本体210在实施例中可以包括A3B5O12:Ce3+型的发光材料。在实施例中，第二本体220可以包括以下材料中的一种或多种材料：石榴石型材料、Al2O3、TiO2、CaF2、MgO、BaF2、氮氧化铝、MgAl2O4和MgF2。进一步地，在实施例中，第二体220(还)可以包括单晶体和陶瓷体中的一种或多种。
在实施例中，第一本体210可以在第一辐射11的一个或多个波长处具有第一衰减系数μ1，并且第二本体220可以在第一辐射11的一个或多个波长处具有第二衰减系数μ2。特别地，μ2≤0.1*μ1。进一步地，在实施例中，第一本体210可以在发光材料光51的一个或多个波长处具有第三衰减系数μ3，并且第二本体210可以在发光材料光51的一个或多个波长处具有第四衰减系数μ4。特别地，在实施例中0.01*μ3≤μ4≤2*μ3。
在图1c中，作为示例，应用了多个光源10。这些光源10在实施例中可以是相同的箱，尽管其它实施例也可以是可能的。
参考图1d，示意性地描绘了一个实施例，其中光生成装置1000包括多个本体200，其中多个第一本体210包括第一本体210的第一子集和第一本体210的第二子集，其中第一本体的第一子集包括第一发光材料，并且其中第一本体210的第二子集包括不同于第一发光材料的第二发光材料。第一子集的第一发光材料50用附图标记50’指示，并且第二子集的第一发光材料50用附图标记50”指示。类似地，第一子集的第一发光材料光51用附图标记51’指示，第二子集的第一发光材料光51用附图标记51”指示。
光生成装置1000可以产生装置光1001，其可以至少包括发光材料光51’，发光材料光51”以及还可选地包括第一辐射11。这里，作为示例，描绘了两个光源10。可以有两个以上的光源10。当存在不同的发光材料50时，在实施例中使用不同的光源10可能是有用的，因为光源10可以被优化以泵浦相应的发光材料50。
图1e更详细地示意性描绘了辐射11的一部分可以被反射，并且可以与发光材料光一起形成装置光1001。
在特定实施例中，如图1f中示意性地描绘的，导热支撑件400可以包括一个或多个针孔405。因此，发光元件20和光源10也可以配置为透射模式。可选地，辐射11的一部分可以由元件本体200透射。因此，在该实施例中，辐射11也能够被装置光1001包括。当辐射11被装置光1001包括时，辐射11在实施例中将基本上是可见光辐射。备选地或附加地，导热支撑件400可以是针对辐射11透射的材料。因此，在特定实施例中，导热支撑件400对于第一辐射11和发光材料光51的一个或多个波长是透光的。
因此，在操作模式中，光生成装置1000被配置为生成具有至少85的CRI的白色装置光1001，其中装置光100包括第一辐射11和发光材料光51，其中在特定实施例中，第一辐射11包括蓝光。
如图2中示意性地描绘的，元件本体可以附接到导热支撑件400、或导热支撑件400上的涂层410、或反射材料420，并且其中导热支撑件400包括散热器。涂层410可以是焊料层或用于焊料层的粘合层(在图2的示意性绘制的实施例中未描绘单独的焊料层)。反射材料420可以例如是Al或Ag。因此，在实施例中，多个元件本体200可以经由涂层410被附接到导热支撑件400。涂层可以例如是焊料层。
除其它外，本文建议使用陶瓷磷光体的多个小瓷砖(最终发射不同的颜色)，瓷砖之间具有非常小的空气间隙以用于避免应力开裂和/或分层。小瓷砖可以从底部涂有金属层(诸如具有高反射率的铝或银)，并且被焊接到散热器。为了进一步改善热性能，本文建议在发光瓷砖之间放置不发光的透光导热瓷砖。在图3a中也示意性地描绘了其各种实施例。
实施例I示意性地描绘了元件20的俯视图，且第一本体210和第二本体220具有不同的尺寸。在实施例II中示意性地描绘了实施例的侧视图。实施例III和IV示意性地描绘了元件20，且第一本体210和第二本体220具有基本相同的尺寸。实施例V示意性地描绘了元件20的俯视图中的另一实施例，且第一本体210和第二本体220具有不同的尺寸。实施例VI-VIII示意性地描绘了这样的实施例，其中第一本体210包括由附图标记210’指示的具有第一发光材料的第一本体210的第一子集，以及由附图标记210”指示的具有第二发光材料的第一本体210的第二子集，其中不同的发光材料具有不同的发光材料光。在实施例V中，所有本体200具有基本相同的尺寸。在实施例VI-VII中，各个本体200具有许多不同的尺寸和形状。在实施例VIII中，示意性地描绘了具有不同形状的又一个变体。
以此方式，通过这些侧瓷砖可以显著地改善热管理。当使用发射不同颜色的发光瓷砖时，由于来自磷光体的侧向发射将透射通过具有高导热性和透光性的陶瓷，所以所发射的光将混合到更好的程度以获得均匀的颜色混合。优选地，块具有高透射率(优选地透明的)，并且这可以使用例如蓝宝石来获得。为了进一步减少分层/裂纹形成问题和/或改善颜色混合，发光和不发光瓷砖可以在数目、尺寸、形状、取向、密度、邻近组成和/或瓷砖之间的间隙方面不同(也见图3a)。
除其它外，本文(还)建议使用陶瓷磷光体的多个小瓷砖，且瓷砖之间具有非常小的空气间隙以用于避免应力开裂和/或分层。小的磷光体瓷砖可以从底部涂有金属层(诸如具有高反射率的铝或银)，并且被焊接到散热器上(见例如图2，但也见例如图3f。为了进一步改善亮度、稳定性和热管理，空气间隙可以小于30μm，特别是小于10μm，诸如小于5μm。为了紧密包装，瓷砖的侧表面可以优选地被抛光。为了改进光提取，顶表面可以是粗糙的(未示出)。为了改善粘附性，底表面可以是粗糙的(未示出)。
图3b示意性地描绘了一个实施例，其中距离d1可以例如选自1μm-100μm的范围。
图3c示意性地描绘了不同的变体。考虑到装置光的形状，这样的形状可能例如是更期望的。装置光可以具有与圆形比与正方形更共形的横截面形状。元件20可以包括第一类型和第二类型的本体，但是在其它实施例中可以仅包括第一类型的本体(即，包括发光材料)。
为了紧密包装，可能需要瓷砖的侧表面垂直于底部平面，并且侧表面具有诸如矩形、六边形、三角形及其组合的截面。最终，不同形状的组合及其特定布置可以用于获得不同形状(诸如圆形等(图3c))的磷光体组件。
瓷砖的侧表面203还可以相对于彼此稍微倾斜，使得瓷砖在配置中(图3d)被夹紧。
除其它外，本文也建议使用陶瓷磷光体的多个小瓷砖，且瓷砖之间具有小的空气间隙以用于避免应力开裂和/或分层。小的磷光体瓷砖可以从底部涂有金属层(诸如具有高反射率的铝或银)，并且被焊接到散热器。
在顶面201的方向上逐渐变细也可以改善热管理和光反射，并且减少应力开裂和/或分层(图3e)。因此，在实施例中，多个元件本体200中的每个具有一个或多个侧面203，其中侧面203在远离导热支撑件400的方向上逐渐变细(即，从底面202到顶面201逐渐变细)。
为了在保持足够高的光外耦合的同时进一步改善热性能，在(其它)实施例中提出使用可以在顶表面上具有高度紧密的包装(图3f)，的锥形瓷砖，在顶表面上锥形瓷砖在底部处被分开，侧表面可以被部分地涂覆。因此，在实施例中，多个元件本体200中的每个具有一个或多个侧面203，其中侧面203在远离导热支撑件400的方向上逐渐变细(即，从顶面201到底面202逐渐变细)。
为了紧密包装，使用诸如矩形、六边形、三角形及其组合的截面。锥形处理良好的光提取。在实施例中，10％至50％的侧表面被涂覆。覆盖的高度可以沿着瓷砖的周窗变化(图3g)。
参考图3e至图3g，在实施例中，多个元件本体200中的一个或多个元件本体(特别是每个元件本体)具有一个或多个侧面203，其中对于一个或多个侧面203适用的是其一部分与导热支撑件400接触，或接触到其上的涂层410，或接触到反射材料420，并且其中导热支撑件400包括散热器。
在实施例中，多个元件本体200具有限定本体高度h的第一面201和第二面202，其中第二面202指向导热支撑400，其中本体高度h的差在平均高度的5％以内，其中第一面210限定总第一面面积At，其中第一本体210限定总第一面面积At的k％，并且其中第二本体220限定总第一面面积At的100－k％，其中20≤k≤80。
图4示意性地描绘了包括如上所述的光生成装置1000的灯具2的一个实施例。附图标记301指示用户接口，该用户接口可以与照明系统1000所包括的控制系统300功能地耦合，或者与功能地被耦合到照明系统1000的控制系统300功能地耦合。图4还示意性地描绘了包括光生成装置1000的灯1的一个实施例。附图标记3指示可以用于诸如在墙上投影图像的投影仪设备或投影仪系统。
术语“多个”是指两个以上。
本文中的术语“大体上”或“基本上”以及类似术语将被本领域技术人员所理解。术语“大体上”或“基本上”还可以包括具有“完整地”、“完全地”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，形容词“大体上”或“基本上”也可以被去除。在适用的情况下，术语“大体上”或术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至更尤其是99.5％或更高，包括100％。
术语“包括”还包括其中术语“包括”意味着“由…组成”的实施例。
术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提到的一个或多个项。例如，短语“项1和/或项2”和类似短语可以涉及项1和项2中的一项或多项。术语“包括有”在一个实施例中可以是指“由…组成”，但在另一个实施例中也可以是指“至少含有所限定的物质和可选的一种或多种其它物质”。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，并且不一定用于描述序列或时间顺序。将理解的是，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文所述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或说明的其它序列操作。
设备、装置或系统在本文中除其它外可以在操作期间被描述。本领域技术人员将清楚，本发明不限于操作的方法，或操作中的设备、装置或系统。
应当注意的是，上述实施例说明而非限制本发明，并且在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，所属领域的技术人员将能够设计许多备选的实施例。
在权利要求中，置于括号中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。
动词“包括”及其变形的使用不排除除了权利要求中所述的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。除非上下文另外清楚地要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包括有”等应被解释为包容性意义，与排他性或穷举性意义相反；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。
元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。
本发明可以凭借包括几个不同元件的硬件以及凭借适当编程的计算机来实现。在列举了几个装置的装置权利要求或设备权利要求或系统权利要求中，这些装置中的几个装置可以由同一项硬件来实施。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
本发明还提供了一种其可以控制装置、设备或系统，或者可以执行本文描述的方法或过程的控制系统。再进一步地，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在功能地耦接到装置、设备或系统或者由装置，设备或系统包括的计算机上运行时，控制这种装置、设备或系统的一个或多个可控元件。
本发明还适用于包括在说明书中被描述的和/或在附图中被示出的一个或多个特点特征的装置、设备或系统。本发明还涉及包括在说明书中被描述的和/或在附图中被示出的一个或多个特点特征的方法或工艺。
本专利中讨论的各个方面可以被组合以提供附加的优点。进一步地，本领域技术人员将理解的是实施例可以被组合，并且两个以上实施例也可以被组合。此外，一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。
除其它外，本发明在实施例中提供发光元件和包括这种发光元件的光生成装置，其中发光元件包括发光材料的陶瓷体和非发光材料的陶瓷体的布置，其被配置为彼此相距小距离(例如，1μm-10μm)的阵列。

Claims (15)

1.一种光生成装置(1000)，包括光源(10)和发光元件(20)，其中：
－所述光源(10)被配置为生成选自UV辐射和可见光辐射中的一种或多种的第一辐射(11)；其中所述光源(10)包括激光光源；
－所述发光元件(20)包括(i)多个元件本体(200)和(ii)导热支撑件(400)；其中所述多个元件本体(200)包括多个第一本体(210)和多个第二本体(220)，所述多个第二本体(220)不同于所述多个第一本体(210)；
－所述多个第一本体(210)包括发光材料(50)，其中所述发光材料(50)被配置为将所述第一辐射(11)的至少一部分转换成发光材料光(51)；其中所述第一本体具有第一热导率K1；其中所述第一本体(210)被配置为与所述光源(10)处于光接收关系；
－所述多个第二本体(220)对于所述第一辐射(11)和所述发光材料光(51)的一个或多个波长是透光的；其中所述第二本体(220)具有第二热导率K2，其中K2≥0.2*K1；
－所述多个第一本体(210)和所述多个第二本体(220)被配置为2D布置(205)，其中对于所述多个第二本体(220)，适用的是所述多个第二本体(220)被配置为与不同的第一本体(210)相邻；并且所述多个第一本体(210)和所述多个第二本体(220)被配置为与所述导热支撑件(400)热接触，
－其中所述第一本体(210)在所述第一辐射(11)的一个或多个波长处具有第一衰减系数μ1，其中所述第二本体(220)在所述第一辐射(11)的一个或多个波长处具有第二衰减系数μ2，其中μ2≤0.1*μ1，并且其中所述第一本体(210)在所述发光材料光(51)的一个或多个波长处具有第三衰减系数μ3，其中所述第二本体(210)在所述发光材料光(51)的一个或多个波长处具有第四衰减系数μ4，其中0.01*μ3≤μ4≤2*μ3。
2.根据权利要求1所述的光生成装置(1000)，其中所述第一本体(220)包括单晶体和陶瓷体中的一种或多种，其中所述发光材料(50)包括A3B5O12:Ce型发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的光生成装置(1000)，其中μ2≤0.01*μ1并且其中0.5*μ3≤μ4≤2*μ3。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述第二本体(220)包括石榴石型材料、Al2O3、TiO2、CaF2、MgO、BaF2、氮氧化铝、MgAl2O4和MgF2中的一者或多者。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述多个第一本体(210)包括第一本体(210)的第一子集和第一本体(210)的第二子集，其中所述第一本体的第一子集包括第一发光材料，并且其中所述第一本体(210)的第二子集包括不同于所述第一发光材料的第二发光材料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述多个元件本体(200)被配置为规则阵列。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述多个元件本体(200)中的两个以上相邻元件本体(200)具有选自1μm-100μm范围的最短距离(d1)。
8.根据前述权利要求1-7中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述多个元件本体(200)中的每个元件本体具有一个或多个侧面(203)，其中所述一个或多个侧面(203)被抛光。
9.根据前述权利要求1-6中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述多个元件本体(200)中的每个元件本体具有一个或多个侧面(203)，其中所述侧面(203)在远离所述导热支撑件(400)的方向上逐渐变细。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述多个元件本体(200)经由涂层(410)被附接到所述导热支撑件(400)。
11.根据前述权利要求1-6中任一项并且根据权利要求10所述的光生成装置(1000)，其中所述多个元件本体(200)中的每个元件本体具有一个或多个侧面(203)，其中对于一个或多个侧面(203)，适用的是所述一个或多个侧面(203)的一部分与所述导热支撑件(400)接触，或接触到所述导热支撑件(400)上的涂层(410)，或接触到反射材料(420)，并且其中所述导热支撑件(400)包括散热器。
12.根据前述权利要求中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述导热支撑件(400)对于所述第一辐射(11)和所述发光材料光(51)的一个或多个波长是透光的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述多个元件本体(200)具有限定本体高度(h)的第一面(201)和第二面(202)，其中所述第二面(202)指向所述导热支撑件(400)，其中所述本体高度(h)与平均高度的差在5％以内，其中所述第一面(210)限定总第一面面积At，其中所述第一本体(210)限定所述总第一面面积At的k％，并且其中所述第二本体(220)限定所述总第一面面积At的100-k％，其中20≤k≤80。
14.根据前述权利要求中任一项所述的光生成装置(1000)，其中所述发光元件(20)和所述光源(10)被配置为反射模式，并且其中在操作模式中，所述光生成装置(1000)被配置为生成具有至少85的CRI的白色装置光(1001)，其中所述装置光(100)包括所述第一辐射(11)和所述发光材料光(51)，其中所述第一辐射(11)包括蓝光。
15.一种灯(1)或灯具(2)或投影仪装置(3)，包括根据前述权利要求12-14中任一项所述的光生成装置(1000)。
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