具有发光二极管和激光器的光产生器制造技术

一种光产生设备(1)，具有：至少一个发光二极管(2)，其具有发射第一初级光(P1)的半导体层(7)、以及设置在半导体层(7)上的发光材料层(4)；和用于产生由第二初级光(P2)组成的至少一个激光束(L)的至少一个激光器(12)，借助该激光器能够辐照发光材料层(4)，该发光材料层(4)设计用于，将第一初级光(P1)至少部分地转换成至少一个第一次级光(S1)，并且将第二初级光(P2)至少部分地转换成至少一个第二次级光(S2)，其中，光产生设备(1)设置用于，借助于第二初级光(P2)动态地照射发光材料层(4)。前照灯(S)具有至少一个这种光产生设备(1)。交通工具具有至少一个这种光产生设备(1)。一种方法用于放射来自发光二极管(2)的发光材料层(4)的光。本发明专利技术能特别有利地用于交通工具照明、舞台照明或效果照明。

Light generator with light-emitting diodes and lasers

An optical generation device (1) having at least one light emitting diode (2) having a semiconductor layer (7) transmitting a first primary light (P1), and a luminescent material layer (4) set on the semiconductor layer (7), and at least one laser (12) for producing at least one laser beam (L) consisting of a second primary light (P2), with the aid of the laser. The device can irradiate the luminescent material layer (4), which is designed to convert at least a first primary light (P1) to at least one primary secondary light (S1), and at least partially convert the second primary light (P2) into at least one second secondary light (S2), in which the light generation device (1) is set for the use of the early second. The luminescent material layer (4) is dynamically irradiated by P2. The headlamp (S) has at least one optical generating device (1). The vehicle has at least one optical generating device (1). A method is used for emitting light from a light-emitting material layer (4) of a light-emitting diode (2). The invention can be especially used for traffic lighting, stage lighting or effect lighting.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有发光二极管和激光器的光产生器
本专利技术涉及一种光产生设备，其具有：至少一个发光二极管，该发光二极管具有发射第一初级光的半导体层、以及设置在半导体层上的发光材料层；和用于产生由第二初级光组成的至少一个激光束的至少一个激光器，借助该激光器能够辐照发光材料层，该发光材料层设计用于，将第一初级光至少部分地转换成至少一个第一次级光，并且将第二初级光至少部分地转换成至少一个第二次级光。本专利技术还涉及一种具有至少一个该光产生设备的前照灯。本专利技术还涉及一种具有至少一个该光产生设备的交通工具。本专利技术还涉及一种用于放射来自发光二极管的发光材料层的光的方法，其中，借助由发射第一初级光的半导体层产生的第一初级光来辐照发光材料层的第一侧面，并且同时或顺序地，借助由至少一个激光器放射的第二初级光以扫描的方式辐照发光材料层的第二侧面。发光材料层的第一侧面下面也称作为发光材料层的后侧面，并且发光材料层的第二侧面下面也称作为发光材料层的前侧面。本专利技术能特别用于交通工具照明、舞台照明或效果照明。
技术介绍
DE102011088791B3公开一种具有发光材料元件的照明单元，该发光材料元件借助第一泵浦光源以透射方式运行并且在放射面处输出已转换的光。发光材料元件借助第二泵浦光源在放射面处被附加地照射，即以反射方式运行，这提高已转换光的量。US2014/0340869A1公开一种固定体照明系统，其中光源模块具有第一光源和第二光源，该第一光源包括发光二极管和发光材料层，其中LED(发光二极管)以发光材料层的第一吸收带发射波长，以产生具有发光材料的更长的波长的宽带光辐射，该第二光源产生在发光材料层的吸收带中具有第二波长的激光辐射。在LED运行期间，发光材料层的同时设置的激光泵浦提高发光材料的光辐射并引起具有高亮度的辐射，例如在绿色、黄色或琥珀色的光谱范围中的辐射。在其他波长中、例如在UV(紫外)或近UV光谱范围中提供辐射的其他模块、以及二色性分光镜/组合器实现有效、紧凑、达到高亮度的照明系统，该照明系统适合于荧光成像和分析。
技术实现思路
本专利技术的目的是，至少部分地克服现有技术的缺点，并且尤其提供一种照明设备，借助该照明设备能够在实现长使用寿命的同时以紧凑的构造方式产生尤其多样的光分布。该目的根据独立权利要求的特征来实现。优选的实施方式尤其能从从属权利要求中得出。该目的通过一种光产生设备来实现，该光产生设备具有：至少一个发光二极管，该发光二极管具有发射第一初级光的半导体层、以及设置在半导体层上的发光材料层；和用于产生由第二初级光组成的至少一个激光束的至少一个激光器，借助该激光器能够辐照发光材料层，该发光材料层设计用于，将第一初级光至少部分地转换成至少一个第一次级光，并且将第二初级光至少部分地转换成至少一个第二次级光，其中光产生设备设置用于，借助于第二初级光动态地或时间上变化地照射发光材料层。特别地，借助由半导体层产生的第一初级光能够辐照整个发光材料层，从而能够利用所属的混合光由发光材料层有利地产生相对大面积的、均匀的光辐照。此外，该“LED运行”以吸引人的成本提供高的照明密度(以大致100cd/mm2的数量级)并且是特别长寿命的。通过发光材料层设置在半导体层上的方式，能够借助第一初级光在后侧面、即发光材料层的朝向半导体层的第一侧面上辐照该发光材料层，该第一侧面也称作为后侧面。通过利用第二初级光的时间上变化的照射，也能借助简单的手段并且以高的速度或动力来显著地改变整体上由光产生设备放射的光放射图案。因此，尤其能够提供多样的并且尤其还匹配于外部事件的光放射图案。因此，通过将发光材料层作为LED的转换层并且作为用于激发激光的发光材料体的混合使用，能够将两种激发方式的优点组合。因为由第一初级光在发光材料层的后侧面辐照发光材料层并且由第二初级光在发光材料层的前侧面辐照发光材料层，所以有利地在发光材料层的不同区域处产生相应的热量。这有利地实现更高的总激发功率，而没有在发光材料层中出现饱和效应(例如由于更高的温度和/或激发密度引起的更小的转换效率)。此外，得到如下优点，即该光产生设备能够尤其紧凑地实现。光产生设备也能够称作为混合光产生设备或混合光源。发光二极管能够作为LED芯片存在。发光二极管能够是薄膜发光二极管。发光二极管能够是倒装芯片(Flip-Chip)发光二极管。发光二极管或其壳体或包装件能够是SMD(表面封装件)器件。半导体层能够具有由半导体材料构成的一个或尤其多个子层，其中至少两个相邻的子层能够由不同的半导体材料构成。半导体层因此也能够构造为半导体层堆。半导体子层例如能够是以外延的方式施加的(“外延层堆”或“外延层叠体”)。半导体材料具有例如大约130/(m·K)的高的热导率。发光二极管能够设置在壳体或包装件或电路板上，而且更有利地借助于具有低热阻的材料(例如借助于TIM(热界面材料))通过焊接或烧结来设置。发光二极管例如能够设置在引线框或引线轨道或陶瓷衬底上。发光材料层也能够称作为转换层。发光材料层能够在进行发射的半导体层上沉积或事先制造，并且随后设置、例如粘贴在半导体层上。例如，能够将具有单晶陶瓷、多晶(单相的或多相的)陶瓷、或由单晶发光材料元件与散射层组成的组合的瓷发光材料元件用作为发光材料层。瓷发光材料元件例如能够以片的形式存在。瓷发光材料元件尤其能够被粘贴。也能够将以发光材料颗粒填充的玻璃基体用作为发光材料层的材料，该陶瓷基体由温度或由温度和压力进行压固。也能够将至少一种发光材料粉末用作为发光材料层的材料，该发光材料粉末由胶基体粘牢。胶基体例如能够由如下材料构成：硅树脂；硅树脂-、环氧树脂-、丙烯酸-、聚氨酯-混合材料；溶胶-凝胶-粘合系统，尤其是基于SiO2(二氧化硅)的、或由(多种)硅氧烷和/或(多种)硅氮烷组成的溶胶-凝胶-粘合系统。也能够将沉积的薄膜发光材料层用作为发光材料层。沉积例如能够直接地在芯片上或在辅助载体上进行，辅助载体例如由玻璃、蓝宝石、多晶的氧化铝(PCA)、金刚石等构成。通常，发光材料层能够借助于适当的界面材料、例如硅树脂或玻璃安装在尤其构造为LED芯片的发光二极管本身上。可选地，载有发光材料层的辅助载体能够借助于适当的界面材料安装在发光二极管本身上。同样存在如下可行性：发光材料层通过气隙与发光二极管本身隔开。第一初级光例如能够是蓝光。第一初级光例如能够由发光材料层至少部分地转换成黄色的第一次级光，该发光材料层例如具有黄色的掺铈钇铝石榴石(YAG：Ce)发光材料。由此，在发光材料层的背离半导体层的前侧表面上能够产生由第一初级光和第一次级光组成的混合光，例如黄蓝或白色的混合光，该第一初级光在没有进行波长转换的情况下穿过发光材料层。这种发光二极管芯片能够尤其是表面辐射器。如此产生的第一混合光能够尤其设置用于汽车工业中的应用，例如设置作为用于远光和近光的前大灯的光源，并且该第一混合光具有位于相应的ECE(欧洲经济委员会)标准的白色场之内的颜色位置。也由发光材料层至少部分地转换由激光器放射的、例如蓝色的第二初级光，更确切地说转换成例如黄色的次级光。由此，在发光材料层的背离半导体层的前侧表面上，也能够产生由第二初级光和第二次级光组成的混合光，例如黄蓝或白色的混合光。因此，能够由发光材料层部分地放射第一和第二初级光、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光产生设备(1；15)，具有：‑至少一个发光二极管(2)，所述发光二极管具有发射第一初级光(P1)的半导体层(7)、以及设置在所述半导体层(7)上的发光材料层(4)；和‑用于产生由第二初级光(P2)组成的至少一个激光束(L)的至少一个激光器(12)，借助所述激光器能够辐照所述发光材料层(4)，‑所述发光材料层(4)设计用于，将所述第一初级光(P1)至少部分地转换成至少一个第一次级光(S1)，并且将所述第二初级光(P2)至少部分地转换成至少一个第二次级光(S2)，其中，‑所述光产生设备(1；15)设置用于，借助于所述第二初级光(P2)动态地照射所述发光材料层(4)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.09 DE 102015224692.21.一种光产生设备(1；15)，具有：-至少一个发光二极管(2)，所述发光二极管具有发射第一初级光(P1)的半导体层(7)、以及设置在所述半导体层(7)上的发光材料层(4)；和-用于产生由第二初级光(P2)组成的至少一个激光束(L)的至少一个激光器(12)，借助所述激光器能够辐照所述发光材料层(4)，-所述发光材料层(4)设计用于，将所述第一初级光(P1)至少部分地转换成至少一个第一次级光(S1)，并且将所述第二初级光(P2)至少部分地转换成至少一个第二次级光(S2)，其中，-所述光产生设备(1；15)设置用于，借助于所述第二初级光(P2)动态地照射所述发光材料层(4)。2.根据权利要求1所述的光产生设备(1；15)，其中在至少一个所述激光器(12)与能由所述激光器辐照的所述发光材料层(4)之间设置有至少一个镜扫描仪(14)。3.根据权利要求1所述的光产生设备(1；15)，其中在至少一个所述激光器(12)与能由所述激光器辐照的所述发光材料层(4)之间设置有至少一个面光调制器、尤其是微镜阵列。4.根据前述权利要求中任一项所述的光产生设备(15)，其中能够改变至少一个激光束(L)的功率。5.根据前述权利要求中任一项所述的光产生设备(15)，其中借助至少一个激光束(L)能够将多个发光二极管(2)动态地共同照射。6.根据前述权利要求中任一项所述的光产生设备(15)，其中所述光产生设备(1)具有多个能单独控制的发光二极管(2)。7.根据前述权利要求中任一项所述的光产生设备(1；1...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯特·贝格内克，约尔格·索尔格，
申请(专利权)人：欧司朗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE