高强度激光器泵浦光源的改进热管理和效率制造技术

本发明专利技术提供一种包括固体发光本体(100)的发光元件(1000)，其中固体发光本体(100)包括发光材料(200)，其中发光材料(200)被配置为在用具有发光材料(200)可激发的波长的光激发时生成发光材料光(201))，其中固体发光本体(100)包括发光本体面(120)，其中发光元件(1000)还包括与至少一个发光本体面(120)相关联的一个或多个反射元件(300))，其中一个或多个反射元件(300)是金属的，并且其中利用一个或多个反射元件(300)对至少一个发光本体面(120)的表面覆盖选自5

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度激光器泵浦光源的改进热管理和效率


[0001]本专利技术涉及一种包括固体发光本体的发光元件以及一种包括这种发光元件的光生成设备。

技术介绍

[0002]光转换封装在本领域中是已知的。例如，US2019/0219248描述了一种照明系统，包括生成光束的光源；光转换块，其被定位成接收来自光源的聚焦或准直光束作为入射光，光转换块将一部分入射光转换成具有与入射光的光谱分布不同的光谱分布的转换光；基板；以及将光转换块附接到基板的互连器，其中：互连器使光转换块和基板之间的热阻最小化；并且互连器和基板一起提供大于85％的反射率，以用于将入射光和转换光反射离开照明系统，其中互连包括光转换块和基板之间的胶层，并且其中胶层厚度小于2微米，其中胶层包括硅胶。

技术实现思路

[0003]虽然白色LED光源可以给出300lm/mm2的强度，而静态磷光体转换的激光器白色源可以给出20.000lm/mm2。Ce掺杂的石榴石(例如YAG、LuAG)可能是最合适的发光转换器，其可以被用于用蓝色激光器光进行泵浦，因为石榴石基质具有最高的化学稳定性，并且在低Ce浓度(低于0.5％)下，温度淬火发生在200℃。此外，来自Ce的发射具有非常快的衰减时间，因此可以避免光学饱和。
[0004]在实施例中，可以使用尺寸范围为例如0.04
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16mm2的磷光体陶瓷。然而，似乎与这种光源相关联的问题之一是陶瓷磷光体的热管理。为了使磷光体具有良好的散热效果，特别地当它被使用在反射模式中时，似乎希望将其焊接到散热器上。然而，我们发现当反射器(诸如铝或银)直接被沉积在陶瓷磷光体上时，反射率会显著降低。因此，本专利技术的一个方面是提供一种替代的光生成设备或光转换封装，其优选地进一步至少部分地消除了上述缺点中的一个或多个。本专利技术的目的可以是克服或改善现有技术的至少一个缺点或提供有用的替代方案。
[0005]令人惊讶的是，已经发现当仅一部分磷光体被反射金属覆盖以用于焊接到反射散热器上时，反射率仍然可以很高。在金属散热器的情况下，为它提供高反射金属层可能是有用的。以这种方式，反射率较低的区域的尺寸被最小化，使得来自没有金属的区域的光可以穿过(陶瓷)磷光体并得以被散热器反射从而获得高反射率，同时在散热器和焊接的陶瓷磷光体之间也可以有良好的热接触。以这种方式，可以提供良好的热管理以及高反射率。
[0006]在第一方面，本专利技术提供了一种包括固体发光本体(“发光本体”或“本体”)的发光元件，其中该固体发光本体包括发光材料。特别地，发光材料被配置为在用具有发光材料可激发的波长的光激发时生成发光材料光。此外，固体发光本体包括一个或多个(发光本体)面，特别地，多个(发光本体)面。此外，发光元件包括与至少一个发光本体面相关联的一个或多个反射元件。特别地，一个或多个反射元件是金属的。此外，在特定实施例中，利用一个
或多个反射元件对至少一个发光本体面的表面覆盖选自5
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40％的范围，甚至更特别地选自10
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20％的范围。因此，在实施例中，本专利技术提供了一种包括固体发光本体的发光元件，其中该固体发光本体包括发光材料(其中该发光材料被配置为在被具有该发光材料可激发的波长的光激发时生成发光材料光)，其中固体发光本体包括发光本体面，其中发光元件还包括与至少一个发光本体面相关联的一个或多个反射元件，其中该一个或多个反射元件是金属的，并且其中利用一个或多个反射元件对该至少一个发光本体面的表面覆盖选自5
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40％的范围。
[0007]在又一方面，本专利技术提供了一种光生成设备(或“照明器件”或“器件”)，其包括(i)如本文所定义的发光元件和(ii)被配置为生成光源光的光源，其中特别地，发光材料与光源处于光接收关系，并且被配置为将光源光的至少一部分转换成发光材料光。
[0008]如上面所指示，利用这种发光元件(和这种光生成设备)，可以生成(高强度)光，同时还管理发光本体的温度。在背面的反射率可能很高，使得光被反射回到发光本体，而当发光本体经由反射元件而与高导热本体相关联时，经由发光本体背面的热消散也可能很高。因此，反射元件被用来提供一些反射以及用于与导热本体耦合的耦合或基础，该导热本体也可以是反射性的。
[0009]如上面所指示，发光元件包括固体发光本体，其中固体发光本体包括发光材料。发光材料被配置为在用具有发光材料可激发的波长的光激发时生成发光材料光。本文中的术语“发光材料”特别地涉及无机发光材料，其有时也被指示为磷光体。这些术语是本领域技术人员已知的。
[0010]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到透射基质中，如例如聚合物，如P MMA或聚硅氧烷等。量子点是半导体材料的小晶体，通常具有仅几纳米的宽度或直径。当被入射光激发时，量子点发射由晶体尺寸和材料所确定的颜色的光。因此，可以通过调整点的尺寸来生成特定颜色的光。在可见光范围内发射的大多数的已知量子点都是基于硒化镉(CdSe)和壳层，诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)。也可以使用无镉量子点，诸如磷化铟(InP)、铜铟硫化物(CuInS2)和/或银铟硫化物(AgInS2)。量子点显示出非常窄的发射波带，并且因此它们显示出饱和的颜色。此外，可以通过调整量子点的尺寸而轻松调谐发射颜色。本领域已知的任何类型的量子点都可以被用于本专利技术。然而，出于环境安全和关注的原因，使用无镉量子点或至少具有非常低镉含量的量子点可能是优选的。代替量子点或者除了量子点之外，也可以使用其他量子限制结构。在本申请的上下文中，术语“量子限制结构”应被理解为例如量子阱、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以名称出售的化合物。合适的化合物示例包括但不限于Red F305、Orange F240、Yellow F083和F170。
[0011]然而，特别地，发光材料是无机发光材料。此外，特别地，发光本体是陶瓷本体。
[0012]如上面所指示，该光生成设备特别地还包括发光材料，该发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换成发光材料光，该发光材料光具有波长在(a)绿色光谱波长范围和(b)黄色光谱波长范围中的一个或多个的发射波带。
[0013]术语“发光材料”特别地指的是可以将第一辐射(在这里特别是光源光)(特别地UV
辐射和蓝色辐射中的一个或多个)转换成第二辐射的材料。一般来说，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”。一般来说，第二辐射在比第一辐射更大的波长处具有光谱功率分布，这就是所谓的下转换的情况。然而，在特定实施例中，第二辐射在比第一辐射更小的波长处具有强度的光谱功率分布，这就是所谓的上转换的情况。在实施例中，“发光材料”可以特别地指的是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个或多个转换成可见光。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发光元件(1000)，包括固体发光本体(100)，其中所述固体发光本体(100)包括发光材料(200)，其中所述发光材料(200)被配置为在利用具有所述发光材料(200)可激发的波长的光进行激发时生成发光材料光(201)，其中所述固体发光本体(100)包括发光本体面(120)，其中所述发光元件(1000)还包括与至少一个发光本体面(120)相关联的一个或多个反射元件(300)，其中所述一个或多个反射元件(300)是金属的，并且所述发光元件(1000)还包括导热本体(400)，其中所述导热本体(400)包括导热本体面(420)，其中所述导热本体(400)具有至少100W/m/K的热导率，其中所述固体发光本体(100)经由所述一个或多个反射元件(300)与所述导热本体面(420)相关联，并且其中利用所述一个或多个反射元件(300)对所述至少一个发光本体面(120)的表面覆盖选自5％
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40％的范围。2.根据权利要求1所述的发光元件(1000)，其中在来自所述一个或多个反射元件(300)中的一个反射元件的任何边缘点(P)处，在平行于与所述一个或多个反射元件(300)中的所述一个反射元件相关联的所述至少一个发光本体面(120)的平面中，具有第一半径r1的圆至少触碰同一反射元件(300)的另一部分或另一反射元件(300)的另一部分，其中10μm≤r≤500μm。3.根据前述权利要求中任一项所述的发光元件(1000)，包括n个反射元件(300)，其中n≥2，其中所述n个反射元件(300)在最邻近的相邻反射元件(300)之间具有第二最短距离(d1)，其中所述表面覆盖选自10％
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20％的范围，并且其中20μm≤d1≤300μm。4.根据权利要求3所述的发光元件(1000)，其中n≥6，并且其中所述第二最短距离(d1)选自50μm
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200μm的范围。5.根据前述权利要求3至4中任一项所述的发光元件(1000)，其中以下中的一项或多项适用：(i)所述反射元件(300)被配置成规则阵列，以及(ii)n≥16，其中所述至少一个发光本体面(120)具有边缘(131)和几何中心(132)，其中更靠近所述几何中心(132)的所述反射元件(300)比更靠近所述边缘的反射元件(300)具有更小的最短距离(d1)。6.根据前述权利要求中任一项所述的发光元件(1000)，其中所述一个或多个反射元件(300)包括银和铝中的一项或多项。7.根据前述权利要求中任一项所述的发光元件(1000)，其中所述一个或多个反射元件(300)能够通过包括以下中的一项或多项的方法来获得：在所述至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：