发射辐射的设备制造技术

提出一种发射辐射的设备(1)，所述发射辐射的设备包括：‑像素化的光电子半导体芯片(2)，所述光电子半导体芯片设置用于发射具有第一峰值波长(λ1)的第一辐射(S1)并且具有多个彼此并排设置的半导体区域(20)，‑转换元件(3)或色彩控制机构，所述转换元件或色彩控制机构设置用于将第一辐射(S1)的至少一部分转换成具有第二峰值波长(λ2)的第二辐射(S2)，和‑色彩控制元件(4)，所述色彩控制元件设置用于适应性地调节色温。

Equipment for Emitting Radiation

【技术实现步骤摘要】
发射辐射的设备
提出一种发射辐射的设备，所述设备例如适合于对交通工具的内部空间照明。在此，重要的是根据情形照明，例如在内部空间的特定区域中或以特定颜色照明。不同颜色的照明例如能够通过使用不同颜色的多个光源来实现。当然，每个另外的光源增大对此所需的结构空间。
技术实现思路
要实现的目的在于：提出一种紧凑的发射辐射的设备，所述设备适合于适应性地照明。所述目的还通过具有根据本专利技术的特征的发射辐射的设备来实现。发射辐射的设备的有利的改进形式是下面描述的主题。根据至少一个实施方式，发射辐射的设备包括像素化的光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片具有多个彼此并排设置的半导体区域。在此，每个半导体区域形成刚好一个像素。例如，半导体芯片能够具有4mm的边长并且划分成32×32个半导体区域，使得每个半导体区域具有125μm的边长。半导体区域的边长优选位于40μm和125μm之间的范围中。特别地，半导体芯片具有半导体层序列，所述半导体层序列由在竖直方向上彼此相随的尤其n型传导的第一半导体层、有源区和尤其p型传导的第二半导体层组成。在一个有利的设计方案中，半导体层序列在至少一个横向方向上结构化，使得其在至少一个横向方向上具有多个横向间隔开的半导体区域。横向方向设置在如下平面中，所述平面的法向量平行于竖直方向设置。特别地，如下方向称作竖直方向，第二半导体层在所述方向上随第一半导体层之后。在一个替选的设计方案中，半导体区域无过渡地、即在两个相邻的半导体区域之间没有横向间隔地设置。在此，通过适当的接触结构将半导体层序列划分成多个半导体区域，所述接触结构对于每个半导体区域设置用于电接触的接触机构。光电子半导体芯片设置用于发射具有第一峰值波长的第一辐射。峰值波长表示辐射的光谱分布的最大值。半导体芯片的半导体层序列的层优选包含至少一种III/V族半导体材料，例如出自材料体系InxGayAl1-x-yN的材料，所述材料适合于产生紫外至蓝色的辐射。优选地，第一辐射为峰值波长在400nm和480nm之间的蓝色辐射。在一个有利的设计方案中，发射辐射的设备具有转换元件，所述转换元件设置用于将第一辐射的至少一部分转换成具有第二峰值波长的第二辐射。例如，转换元件能够是自承的元件，例如为由转换材料形成的陶瓷薄板或玻璃薄板，所述陶瓷薄板或玻璃薄板包含转换材料或施加在转换材料上。替选地，转换元件能够是囊封件，所述囊封件例如包含透射辐射的材料、如硅树脂和嵌入其中的转换材料。作为转换元件的替选方案，发射辐射的设备能够具有色彩控制机构。特别地，色彩控制机构包括半导体二极管，所述半导体二极管吸收第一辐射的一部分并且转换成具有第二峰值波长的辐射。特别地，色彩控制机构等同于下面描述的色彩控制元件。优选地，第二辐射为峰值波长在550nm和580nm之间的绿色至黄色的辐射。根据至少一个实施方式，发射辐射的设备还包括色彩控制元件，所述色彩控制元件设置用于吸收第一和/或第二辐射的一部分。优选地，辐射的未被色彩控制元件或半导体二极管吸收的剩余部分透射穿过色彩控制元件。优选地，发射辐射的设备在第一运行状态下发射第一色温的辐射，所述辐射绝大部分由第一和第二辐射组成。在此，在半导体二极管中产生的载流子通过施加适当的电压分离，使得色彩控制元件几乎不或基本上不产生辐射。特别地，在第一运行状态下，将反向电压施加到色彩控制元件的半导体二极管处。优选地，反向电压大于-10V且小于0V。还优选地，发射辐射的设备在第二运行状态下发射第二色温的辐射，所述辐射绝大部分由第一和第二辐射和通过吸收的第一和/或第二辐射在半导体二极管中产生的具有第三峰值波长的第三辐射组成。在此，在半导体二极管中通过施加适当的电压发生所产生的载流子的进行辐射的复合。特别地，在第二运行状态下，正向电压施加到色彩控制元件的半导体二极管处。优选地，第三辐射占总辐射的份额在第二运行状态下大于在第一运行状态下。特别地，第三峰值波长大于第一和第二峰值波长。此外，第二峰值波长能够大于第一峰值波长。此外，第二色温尤其小于第一色温。优选地，发射辐射的设备在第一运行状态下发射具有冷白色色温的辐射并且在第二运行状态下发射具有暖白色色温的辐射，所述冷白色色温尤其至少为4500K，所述暖白色色温尤其最高为4000K、优选为2000K。因此，借助色彩控制元件适应性地调节色温是可行的，其中通过将适当的电压施加到半导体二极管处能够以期望的方式调节色温。色彩控制元件因此替代另一光源，进而能够实现发射辐射的设备的节约空间的紧凑的构造。在一个有利的设计方案中，当发射辐射的设备的运行状态改变时，施加到半导体芯片上的电压也改变。在另一设计方案中，色彩控制元件的半导体二极管具有半导体层序列，所述半导体层序列由沿竖直方向彼此相随的n型传导的半导体层、有源区和p型传导的半导体层组成。在此，半导体层序列能够包括量子系统结构，其中在本申请的范围中尤其包括如下结构，在所述结构中，载流子通过封入(“限域，confinement”)经受其能量状态的量子化。尤其地，术语量子系统结构不包含关于量子化的维度的说明。所述量子系统结构因此还包括量子阱、量子线和量子点和所述结构的任意组合。半导体层序列的层优选包含至少一种III-V族化合物半导体材料，例如出自材料体系InxGayAl1-x-yAsmP1-m的材料，其中分别适用0≤x；y≤1，x+y≤1和0≤m≤1。这种III-V族化合物半导体材料适合于产生黄色至红色的辐射。此外，考虑II/VI族半导体材料以及有机半导体材料用于半导体层序列的层。优选地，第三辐射为峰值波长在580nm和620nm之间的黄色至红色的辐射。根据至少一个实施方式，用于在第二运行状态下运行半导体二极管的正向电压小于半导体二极管的阈值电压。优选地，正向电压大于0V且小于2V。第三辐射在此基本上借助通过吸收的辐射的激发并且少量地通过施加的电压或电流激发来产生，所述电流流过半导体二极管。根据至少一个实施方式，发射辐射的设备具有滤波元件。特别地，滤波元件设置用于反射第三辐射。例如，滤波元件能够多层地构成并且具有较高和较低折射率的交替设置的介电层。优选地，滤波元件设置在色彩控制元件和转换元件或色彩控制机构之间。来自半导体芯片和转换元件或色彩控制机构的第一和第二辐射在此能够透射穿过滤波元件，而来自色彩控制元件的第三辐射被反射。根据发射辐射的设备的一个替选的实施方式，所述设备包括色彩控制元件，所述色彩控制元件代替半导体二极管具有用于改变第一和第二辐射的透射的电致变色元件。在此，发射辐射的设备在第一运行状态中发射第一色温的辐射和在第二运行状态下发射第二色温的辐射，其中在第一和第二运行状态下将不同的电压施加到色彩控制元件处。根据上述实施方式，发射辐射的设备包括像素化的光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片设置用于发射具有第一峰值波长的第一辐射并且具有多个彼此并排设置的半导体区域。此外，发射辐射的设备包括如已经在上文描述的转换元件或色彩控制机构，所述转换元件或色彩控制机构设置用于将第一辐射的至少一部分转换成具有至少一个第二峰值波长、尤其多个第二峰值波长的第二辐射。电致变色元件的基本原理或可能的构造例如在Kraft,A.等在Photonik2/2007，76-78中的“Schal本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发射辐射的设备(1)，所述设备包括：‑像素化的光电子半导体芯片(2)，所述光电子半导体芯片设置用于发射具有第一峰值波长(λ1)的第一辐射(S1)并且具有多个彼此并排设置的半导体区域(20)，‑转换元件(3)或色彩控制机构，所述转换元件或色彩控制机构设置用于将所述第一辐射(S1)的至少一部分转换成具有第二峰值波长(λ2)的第二辐射(S2)，和‑色彩控制元件(4)，所述色彩控制元件具有用于吸收所述第一辐射和/或第二辐射(S1，S2)的一部分的半导体二极管，其中在第一运行状态(I)下将反向电压(UR)施加到所述半导体二极管处，并且由所述设备发射第一色温的辐射(SI)，所述第一色温的辐射绝大部分由所述第一辐射和第二辐射(S1，S2)组成，并且在第二运行状态(II)下将正向电压(UF)施加到所述半导体二极管处并且由所述设备(1)发射第二色温的辐射(SII)，所述第二色温的辐射绝大部分由所述第一辐射和第二辐射(S1，S2)和通过所吸收的所述第一辐射和/或第二辐射(S1，S2)在所述半导体二极管中发射的、具有第三峰值波长(λ3)的第三辐射组成。

【技术特征摘要】
2018.01.24 DE 102018101582.81.一种发射辐射的设备(1)，所述设备包括：-像素化的光电子半导体芯片(2)，所述光电子半导体芯片设置用于发射具有第一峰值波长(λ1)的第一辐射(S1)并且具有多个彼此并排设置的半导体区域(20)，-转换元件(3)或色彩控制机构，所述转换元件或色彩控制机构设置用于将所述第一辐射(S1)的至少一部分转换成具有第二峰值波长(λ2)的第二辐射(S2)，和-色彩控制元件(4)，所述色彩控制元件具有用于吸收所述第一辐射和/或第二辐射(S1，S2)的一部分的半导体二极管，其中在第一运行状态(I)下将反向电压(UR)施加到所述半导体二极管处，并且由所述设备发射第一色温的辐射(SI)，所述第一色温的辐射绝大部分由所述第一辐射和第二辐射(S1，S2)组成，并且在第二运行状态(II)下将正向电压(UF)施加到所述半导体二极管处并且由所述设备(1)发射第二色温的辐射(SII)，所述第二色温的辐射绝大部分由所述第一辐射和第二辐射(S1，S2)和通过所吸收的所述第一辐射和/或第二辐射(S1，S2)在所述半导体二极管中发射的、具有第三峰值波长(λ3)的第三辐射组成。2.根据上一项权利要求所述的发射辐射的设备(1)，其中所述正向电压(UF)小于所述半导体二极管的阈值电压。3.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的设备(1)，其中所述设备具有滤波元件，其中所述滤波元件设置在所述色彩控制元件(4)和所述转换元件(3)或色彩控制机构之间，并且设置用于反射所述第三辐射。4.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的设备(1)，其中所述第三峰值波长(λ3)大于所述第一峰值波长和第二峰值波长(λ1，λ2)。5.一种发射辐射的设备(1)，所述设备在第一运行状态下发射第一色温的辐射(SI)和在第二运行状态下发射第二色温的辐射(SII)，所述设备包括：-像素化的光电子半导体芯片(2)，所述光电子半导体芯片设置用于发射具有第一峰值波长(λ1)的第一辐射(S1)并且具有多个彼此并排设置的半导体区域(20)，-转换元件(3)或色彩控制机构，所述转换元件或色彩控制机构设置用于将所述第一辐射(S1)的至少一部分转换成具有至少一个第二波长的第二辐射(S2)，和-色彩控制元件(4)，所述色彩控制元件具有用于改变所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·布里克，斯特凡·格勒奇，斯特凡·帕夫利克，迈克尔·维特曼，乌利·希勒，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE