DE102008011866B4 - Light source arrangement with a semiconductor light source - Google Patents

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Abstract

Lichtquellenanordnung mit einer Halbleiterlichtquelle, umfassend:- eine Primärstrahlungsquelle (110) mit einer Schichtenfolge, die im Betrieb eine erste elektromagnetische Primärstrahlung entlang einer ersten Hauptstrahlrichtung emittiert;- ein von der Primärstrahlungsquelle (110) beabstandetes Lumineszenzkonversionselement (120), das einen Kühlkörper (121) und ein daran angeordnetes Lumineszenzmaterial (122) aufweist, welches zumindest einen Teil der eingekoppelten Primärstrahlung mittels mindestens eines Leuchtstoffs in eine Sekundärstrahlung entlang einer zweiten Hauptstrahlrichtung wellenlängenkonvertiert;- ein wellenlängenselektives Reflektorelement (160), das im Strahlengang der Primärstrahlungsquelle (110) angeordnet und ausgeführt ist, die Primärstrahlung auf das Lumineszenzmaterial (122) des Lumineszenzkonversionselements (120) zu lenken oder von dem Lumineszenzmaterial (122) in Richtung der Primärstrahlungsquelle (110) abgegebene Sekundärstrahlung umzulenken, und- eine zweite Primärstrahlungsquelle (130), die eine dritte elektromagnetische Strahlung emittiert, wobei die zweite Primärstrahlungsquelle (130) der Primärstrahlungsquelle (110) gegenüberliegend angeordnet ist, und wobei das wellenlängenselektive Reflektorelement (160) zur Umlenkung der dritten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist.A light source arrangement comprising a semiconductor light source, comprising: - a primary radiation source (110) having a layer sequence which in operation emits a first electromagnetic primary radiation along a first main radiation direction; a luminescence conversion element (120) spaced from the primary radiation source (110) and comprising a heat sink (121) and a luminescent material (122) arranged thereon, which wavelength-converts at least a portion of the coupled primary radiation by means of at least one phosphor into secondary radiation along a second main beam direction, - a wavelength-selective reflector element (160) which is arranged and embodied in the beam path of the primary radiation source (110) to direct the primary radiation to the luminescent material (122) of the luminescence conversion element (120) or to redirect secondary radiation emitted by the luminescent material (122) in the direction of the primary radiation source (110), and d- a second primary radiation source (130) emitting a third electromagnetic radiation, wherein the second primary radiation source (130) is disposed opposite the primary radiation source (110), and wherein the wavelength-selective reflector element (160) is configured to deflect the third electromagnetic radiation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquellenanordnung mit einer Halbleiterlichtquelle.The present invention relates to a light source arrangement with a semiconductor light source.

Halbleiterlichtquellen werden häufig für Lichtanwendungen eingesetzt die eine hohe Leuchtkraft benötigen, beispielsweise für Projektoren. Mit Halbleiterlichtquellen unterschiedlicher Wellenlänge kann wiederum ein weißes Licht erzeugt werden.Semiconductor light sources are often used for lighting applications that require high luminance, such as projectors. With semiconductor light sources of different wavelengths, in turn, a white light can be generated.

Die Druckschriften US 2005/0270775 A1 , WO 2007/075661 A1 , US 7,234,820 B2 und US 2004/0150997 A1 zeigen Halbleiterlichtquellen.The pamphlets US 2005/0270775 A1 . WO 2007/075661 A1 . US 7,234,820 B2 and US 2004/0150997 A1 show semiconductor light sources.

In einigen Realisierungen umfasst eine Halbleiterlichtquelle eine Primärstrahlungsquelle sowie ein Lumineszenzkonversionselement, um ein Licht mit einer anderen Wellenlänge als das der Primärstrahlungsquelle zu erzeugen. Eine derartige Halbleiterlichtquelle ist beispielsweise aus der Druckschrift US 6,066,861 bekannt. Diese zeigt eine Lichtquelle eingebettet in einem Lumineszenzkonversionselement. Im Betrieb erzeugt die Lichtquelle, auch als Primärstrahlungsquelle bezeichnet, elektromagnetische Strahlung einer ersten Wellenlänge, die von einem Lumineszenzmaterial in elektromagnetische Strahlung einer zweiten Wellenlänge konvertiert wird.In some implementations, a semiconductor light source includes a primary radiation source and a luminescence conversion element to generate light having a different wavelength than that of the primary radiation source. Such a semiconductor light source is for example from the document US 6,066,861 known. This shows a light source embedded in a luminescence conversion element. In operation, the light source, also referred to as a primary radiation source, generates electromagnetic radiation of a first wavelength, which is converted by a luminescent material into electromagnetic radiation of a second wavelength.

Derartige Halbleiterlichtquellen könnten jedoch eine nicht zufrieden stellende Abfuhr von Verlustwärme aus dem Lumineszenzkonversionselement aufweisen. Insbesondere kann eine Bestrahlung des Lumineszenzkonversionselements durch eine Primärstrahlungsquelle mit einer hohen Energiedichte zu einer relativ starken Temperaturerhöhung des Lumineszenzkonversionselements und insbesondere des Lumineszenzmaterials führen. Dadurch wird die Effizienz einer Wellenlängenkonversion durch das Lumineszenzmaterial negativ beeinträchtigt.However, such semiconductor light sources could have an unsatisfactory dissipation of heat loss from the luminescence conversion element. In particular, irradiation of the luminescence conversion element by a primary radiation source having a high energy density can lead to a relatively high temperature increase of the luminescence conversion element and in particular of the luminescence material. This adversely affects the efficiency of wavelength conversion by the luminescent material.

In der EP 1 734 302 A1 ist eine Halbleiterlichtquelle gezeigt, bei der ein Lumineszenzkonversionselement mit einem Wärmeleitelement versehen ist.In the EP 1 734 302 A1 a semiconductor light source is shown in which a luminescence conversion element is provided with a heat conducting element.

In den Druckschriften US 2006/0124951 A1 , EP 1760794 A1 , JP 2003-243717 A und US 2008/0042153 A1 sind Halbleiterlichtquellen beschrieben, die Lumineszenzkonversionselemente aus keramischen Materialien aufweisen.In the pamphlets US 2006/0124951 A1 . EP 1760794 A1 . JP 2003-243717 A and US 2008/0042153 A1 Semiconductor light sources are described which have luminescence conversion elements made of ceramic materials.

Es soll eine Lichtquellenanordnung angegeben werden, die zur Erzeugung von Licht unterschiedlicher Wellenlänger mit besonders hoher Lichtausbeute geeignet ist.It is intended to specify a light source arrangement which is suitable for producing light of different wavelengths with a particularly high luminous efficacy.

Diese Aufgabe wird durch die Lichtquellenanordnung mit einer Halbleiterlichtquelle gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the light source arrangement with a semiconductor light source according to the independent claim. Further developments and refinements emerge from the subclaims.

Die Lichtquellenanordnung umfasst eine Primärstrahlungsquelle mit einer Schichtenfolge, die im Betrieb eine elektromagnetische Primärstrahlung entlang einer ersten Hauptabstrahlrichtung emittiert. Weiterhin ist ein von der Primärstrahlungsquelle beabstandetes Lumineszenzkonversionselement vorgesehen, das einen Kühlkörper und ein daran bzw. darauf angeordnetes Lumineszenzmaterial aufweist. Das Lumineszenzmaterial ist ausgeführt, zumindest einen Teil einer eingekoppelten Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung entlang einer zweiten Hauptstrahlrichtung hinsichtlich der Wellenlänge zu konvertieren. Somit dient das Lumineszenzmaterial dazu, eine Umwandlung eingekoppelter Primärstrahlung einer ersten Wellenlänge in eine Sekundärstrahlung einer zweiten Wellenlänge vorzunehmen. Die Halbleiterlichtquelle umfasst weiterhin ein wellenlängenselektives Reflektorelement, welches im Strahlengang der Primärstrahlungsquelle angeordnet ist. Das Reflektorelement ist ausgeführt, die Primärstrahlung auf das Lumineszenzmaterial des Lumineszenzkonversionselements zu lenken oder von dem Lumineszenzmaterial in Richtung der Primärstrahlungsquelle abgegebene Sekundärstrahlung umzulenken. Weiterhin umfasst die Lichtquellenanordnung eine zweite Primärstrahlungsquelle, die eine dritte elektromagnetische Strahlung emittiert, wobei die zweite Primärstrahlungsquelle der Primärstrahlungsquelle gegenüberliegend angeordnet ist, und wobei das wellenlängenselektive Reflektorelement zur Umlenkung der dritten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist.The light source arrangement comprises a primary radiation source with a layer sequence which, during operation, emits electromagnetic primary radiation along a first main emission direction. Furthermore, a luminescence conversion element spaced from the primary radiation source is provided, which has a heat sink and a luminescence material arranged thereon or thereon. The luminescent material is designed to convert at least a part of a coupled primary radiation into a secondary radiation along a second main beam direction with respect to the wavelength. Thus, the luminescent material serves to carry out a conversion of coupled primary radiation of a first wavelength into a secondary radiation of a second wavelength. The semiconductor light source further comprises a wavelength-selective reflector element, which is arranged in the beam path of the primary radiation source. The reflector element is designed to direct the primary radiation onto the luminescent material of the luminescence conversion element or to redirect secondary radiation emitted by the luminescent material in the direction of the primary radiation source. Furthermore, the light source arrangement comprises a second primary radiation source, which emits a third electromagnetic radiation, wherein the second primary radiation source is arranged opposite the primary radiation source, and wherein the wavelength-selective reflector element is designed for deflecting the third electromagnetic radiation.

Die Halbleiterlichtquelle erzeugt somit im Betrieb eine wellenlängenkonvertierte Sekundärstrahlung, beispielsweise eine Lumineszenzstrahlung. Durch die beabstandete Anordnung des Lumineszenzkonversionselements von der Primärstrahlungsquelle wird eine Erwärmung des Lumineszenzkonversionselements und des darin enthaltenen Materials durch die Primärstrahlungsquelle vermieden. Vielmehr kann durch den Kühlkörper des Lumineszenzkonversionsmaterials eine effiziente Kühlung des Lumineszenzmaterials erreicht werden, sodass die Konversions- bzw. Umwandlungseffizienz erhöht ist.The semiconductor light source thus generates during operation a wavelength-converted secondary radiation, for example a luminescence radiation. The spaced arrangement of the luminescence conversion element of the primary radiation source, a heating of the luminescence conversion element and the material contained therein is avoided by the primary radiation source. Rather, an efficient cooling of the luminescent material can be achieved by the heat sink of the luminescence conversion material, so that the conversion or conversion efficiency is increased.

Durch das Reflektorelement wird erreicht, dass das von der Primärstrahlungsquelle entlang der ersten Hauptabstrahlrichtung abgestrahlte Licht im Wesentlichen vollständig auf das Lumineszenzmaterial des Lumineszenzkonversionselements gelenkt wird. Dadurch wird es möglich, die Primärstrahlungsquelle und das Lumineszenzkonversionselement räumlich getrennt voneinander, insbesondere auf unterschiedlichen Kühlkörpern, anzuordnen. Beispielsweise kann die erste Hauptrichtung der Primärstrahlungsquelle im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Hauptstrahlrichtung liegen. Entsprechend kann auch die Primärstrahlungsquelle im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu dem Lumineszenzkonversionselement angeordnet sein. Das Reflektorelement reflektiert die von der Primärstrahlungsquelle abgegebene Primärstrahlung auf das Lumineszenzmaterial des Lumineszenzkonversionselements.It is achieved by the reflector element that the light emitted by the primary radiation source along the first main emission direction is directed substantially completely onto the luminescent material of the luminescence conversion element. This makes it possible to arrange the primary radiation source and the luminescence conversion element spatially separated from one another, in particular on different heat sinks. For example, the first main direction the primary radiation source are substantially perpendicular to the second main radiation direction. Correspondingly, the primary radiation source can also be arranged essentially at a right angle to the luminescence conversion element. The reflector element reflects the primary radiation emitted by the primary radiation source onto the luminescence material of the luminescence conversion element.

In einer Ausgestaltung wird eine Rückstrahlung der von dem Lumineszenzmaterial abgegebenen Sekundärstrahlung auf die Primärstrahlungsquelle durch das die Sekundärstrahlung umlenkende Reflektorelement vermieden.In one embodiment, a re-radiation of the secondary radiation emitted by the luminescent material to the primary radiation source is avoided by the reflector element deflecting the secondary radiation.

In einer Weiterbildung kann das Reflektorelement sowohl im Strahlengang der Primärstrahlung als auch der Sekundärstrahlung angeordnet sein. Zudem kann es in der ersten oben genannten Ausgestaltung für die Sekundärstrahlung im Wesentlichen transparent sein. In diesem Fall reflektiert das Reflektorelement die Primärstrahlung und lenkt sie auf das Lumineszenzmaterial, während es transparent für die konvertierte Sekundärstrahlung ist. In der zweiten Ausgestaltung, bei der die Primärstrahlungsquelle und das Lumineszenzelement gegenüberliegend angeordnet sind, kann das Reflektorelement für die Primärstrahlung transparent sein und hinsichtlich der Sekundärstrahlung eine hohe Reflexion aufweisen.In a further development, the reflector element can be arranged both in the beam path of the primary radiation and the secondary radiation. In addition, in the first embodiment mentioned above, it can be substantially transparent to the secondary radiation. In this case, the reflector element reflects the primary radiation and directs it onto the luminescent material, while it is transparent to the converted secondary radiation. In the second embodiment, in which the primary radiation source and the luminescent element are arranged opposite one another, the reflector element can be transparent to the primary radiation and can have a high reflection with respect to the secondary radiation.

In einer Ausgestaltung weist das Reflektorelement einen dichroitischen Spiegel auf, der ein Reflexionsverhalten in einem ersten Wellenlängenbereich besitzt und ein entsprechendes Transmissionsverhalten in einem zweiten Wellenlängenbereich. Dabei kann der erste Wellenlängenbereich ein Bereich der Primärstrahlung oder der Sekundärstrahlung sein und der zweite Wellenlängenbereich entsprechend ein Bereich der Sekundärstrahlung bzw. der Primärstrahlung.In one embodiment, the reflector element has a dichroic mirror which has a reflection behavior in a first wavelength range and a corresponding transmission behavior in a second wavelength range. In this case, the first wavelength range may be a range of the primary radiation or the secondary radiation, and the second wavelength range may correspond to a range of the secondary radiation or the primary radiation.

In einer weiteren Ausführung kann das Reflektorelement zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnete Reflektorflächen aufweisen. Beispielsweise kann das Reflektorelement ein Prisma sein mit einer teilweise verspiegelten Fläche. Die Ausgestaltung mit zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordneten Reflektorflächen erlaubt es, die erste und die zweite Hauptabstrahlrichtung im Wesentlichen parallel zueinander auszugestalten. Dadurch kann sowohl die Primärstrahlungsquelle als auch das davon beabstandete Lumineszenzkonversionsmaterial auf einem gemeinsamen Halteelement befestigt sein.In a further embodiment, the reflector element may have two reflector surfaces arranged substantially perpendicular to one another. For example, the reflector element may be a prism with a partially mirrored surface. The embodiment with two reflector surfaces arranged essentially perpendicular to one another makes it possible to design the first and the second main emission directions essentially parallel to one another. As a result, both the primary radiation source and the luminescence conversion material spaced therefrom can be fastened on a common holding element.

Für die Schichtenfolge der Primärstrahlungsquelle eignet sich ein Material, vorzugsweise ein Halbleitermaterial, welches elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Bereich erzeugt. Beispielsweise kann die Schichtenfolge Indiumgalliumnitrid InxGa1-xN bzw. Galliumnitrid in unterschiedlichen Mengenverhältnissen umfassen. Das Lumineszenzmaterial kann ausgestaltet sein, eine Sekundärstrahlung im grünen Bereich des sichtbaren Lichts durch eine Umwandlung von Strahlung kürzerer Wellenlänge, insbesondere von ultravioletter elektromagnetischer Strahlung zu erzeugen. Dadurch kann besonders effizient grünes Licht mit einer hohen Energiedichte erzeugt werden. Dies erlaubt die Herstellung von Projektoren oder Leuchtmitteln, die weißes Licht erzeugen.For the layer sequence of the primary radiation source, a material, preferably a semiconductor material, which generates electromagnetic radiation in the ultraviolet range is suitable. By way of example, the layer sequence may comprise indium gallium nitride In x Ga 1-x N or gallium nitride in different proportions. The luminescent material may be configured to generate a secondary radiation in the green region of visible light by a conversion of radiation of shorter wavelength, in particular of ultraviolet electromagnetic radiation. As a result, green light with a high energy density can be generated particularly efficiently. This allows the production of projectors or bulbs that produce white light.

In einer Ausgestaltung ist das Lumineszenzkonversionsmaterial auf einer Seite mit einem verspiegelten Material versehen. Dadurch wird sowohl eine eingekoppelte Primärstrahlung zurückgespiegelt, als auch von dem Lumineszenzmaterial erzeugte Sekundärstrahlung. Diese reflektierende Schicht ist so angeordnet, dass sie Primär- und Sekundärstrahlung im Wesentlichen parallel zur zweiten Hauptstrahlrichtung reflektiert. Durch die Reflexion der Primärstrahlung wird zudem die Effizienz erhöht, da die reflektierte Primärstrahlung nun nochmals das Lumineszenzkonversionsmaterial durchquert. Das Lumineszenzmaterial kann in Form eines Einkristalls oder mit einem keramischen Material ausgebildet sein. Ebenso ist eine Einbettung des Lumineszenzmaterials in einen Kunststoff oder ein Silikat möglich.In one embodiment, the luminescence conversion material is provided on one side with a mirrored material. As a result, both a coupled-in primary radiation is reflected back, as well as secondary radiation generated by the luminescent material. This reflective layer is arranged so that it reflects primary and secondary radiation substantially parallel to the second main radiation direction. The reflection of the primary radiation also increases the efficiency since the reflected primary radiation now traverses the luminescence conversion material again. The luminescent material may be in the form of a single crystal or a ceramic material. Likewise embedding of the luminescent material in a plastic or a silicate is possible.

Zur Verbesserung der Einkopplung der Primärstrahlung in das Lumineszenzkonversionselement bzw. in das Lumineszenzmaterial kann die Oberfläche des Materials eine Aufrauung oder eine Strukturierung aufweisen.To improve the coupling of the primary radiation into the luminescence conversion element or into the luminescent material, the surface of the material may have a roughening or structuring.

In einer anderen Ausgestaltung ist zwischen der Primärstrahlungsquelle und dem Reflektorelement ein erstes Linsensystem angeordnet. Alternativ bzw. zusätzlich kann auch zwischen dem Reflektorelement und dem Lumineszenzkonversionselement ein Linsensystem angeordnet sein. Das Linsensystem kann eine Sammellinse und/oder eine Zerstreuungslinse umfassen. Dadurch wird erreicht, dass von der Primärstrahlungsquelle abgestrahltes Licht parallel gerichtet wird. Die parallelen Lichtstrahlen werden von dem Reflektorelement auf das Konversionselement geleitet. Durch ein zweites Linsensystem zwischen dem Reflektorelement und dem Lumineszenzkonversionselement kann die parallele Primärstrahlung wieder gebündelt und konzentriert auf das Lumineszenzmaterial gerichtet werden. In another embodiment, a first lens system is arranged between the primary radiation source and the reflector element. Alternatively or additionally, a lens system may also be arranged between the reflector element and the luminescence conversion element. The lens system may include a positive lens and / or a diverging lens. This ensures that emitted by the primary radiation source light is collimated. The parallel light beams are guided by the reflector element on the conversion element. By a second lens system between the reflector element and the luminescence conversion element, the parallel primary radiation can be bundled again and concentrated directed to the luminescent material.

Alternativ ist es möglich, über Zerstreuungslinsen die Strahlungsdichte auf dem Reflektor zu verringern und so diesen vor einer zusätzlichen Erwärmung zu schützen. Durch eine entsprechende Sammellinse wird das Licht wieder gebündelt und auf das Lumineszenzkonversionselement gelenkt.Alternatively, it is possible to reduce the radiation density on the reflector via diverging lenses and thus to protect it from additional heating. By an appropriate Conveying lens, the light is focused back and directed to the luminescence conversion element.

Die Halbleiterlichtquelle eignet sich dazu, in eine Lichtquellenanordnung eingebaut zu werden, um mit weiteren Strahlungsquellen beispielsweise eine weiße Lichtquelle zu bilden.The semiconductor light source is suitable for being incorporated in a light source arrangement in order, for example, to form a white light source with further radiation sources.

Hierzu umfasst eine Lichtquellenanordnung neben der Halbleiterlichtquelle mit der Primärstrahlungsquelle und der zweiten Strahlungsquelle zur Erzeugung der dritten elektromagnetischen Strahlung eine dritte Strahlungsquelle zur Erzeugung einer vierten elektromagnetischen Strahlung. Die dritte und vierte elektromagnetische Strahlung können jeweils unterschiedliche Wellenlängen aufweisen und darüber hinaus Wellenlängen unterschiedlich zu den Wellenlängen der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung besitzen.For this purpose, a light source arrangement comprises, in addition to the semiconductor light source with the primary radiation source and the second radiation source for generating the third electromagnetic radiation, a third radiation source for generating a fourth electromagnetic radiation. The third and fourth electromagnetic radiation may each have different wavelengths and moreover have wavelengths different from the wavelengths of the primary radiation and the secondary radiation.

Beispielsweise können die zweite Strahlungsquelle zur Erzeugung von Licht im blauen Bereich und die dritte Strahlungsquelle zur Erzeugung von Licht im roten Bereich ausgestaltet sein. Mit dem Lumineszenzkonversionselement der Halbleiterlichtquelle, welches zur Konvertierung von ultraviolettem Licht in grünes Licht ausgestaltet ist, lässt sich so weißes Licht mit einer hohen Intensität und Leuchtkraft erzeugen. Zusätzlich umfasst die Lichtquellenanordnung eine Reflektoranordnung, die in einem Strahlengang der Sekundärstrahlung, der dritten sowie der vierten Strahlung angeordnet und derart ausgestaltet ist, die Sekundärstrahlung, die dritte und die vierte Strahlung im Wesentlichen parallel zueinander auszurichten.For example, the second radiation source for generating light in the blue region and the third radiation source for generating light in the red region can be configured. With the luminescence conversion element of the semiconductor light source, which is designed to convert ultraviolet light into green light, it is thus possible to generate white light with a high intensity and luminosity. In addition, the light source arrangement comprises a reflector arrangement, which is arranged in a beam path of the secondary radiation, the third and the fourth radiation and configured to align the secondary radiation, the third and the fourth radiation essentially parallel to one another.

Durch die gemeinsame Überlagerung der Sekundärstrahlung, der dritten sowie der vierten Strahlung wird ein kombinierter Farbton erzeugt.The combined superposition of the secondary radiation, the third and the fourth radiation produces a combined hue.

Darüber hinaus kann im Strahlengang der dritten und vierten Strahlungsquelle sowie im Strahlengang der Sekundärstrahlung ein lumineszierender Bildschirm, beispielsweise ein LCD-Bildschirm, vorgesehen werden. Dies erlaubt es, farbige Bilder nach einer gemeinsamen Überlagerung der verschiedenen elektromagnetischen Strahlungen zu erhalten.In addition, in the beam path of the third and fourth radiation source and in the beam path of the secondary radiation, a luminescent screen, such as an LCD screen, are provided. This makes it possible to obtain colored images after a common superposition of the different electromagnetic radiations.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele (1, 5, 6, 7 und 8) und nicht erfindungsgemäßer weiterer Beispiele (2, 2A, 3, 4) unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Draufsicht auf eine Lichtquellenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel einer Lichtquellenanordnung,
  • 2A eine Darstellung des Reflexionsverhaltens gegenüber der Wellenlänge bei verwendeten Reflektorflächen gemäß dem Beispiel der 2,
  • 3 eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel einer Lichtquellenanordnung,
  • 4 eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel einer Lichtquellenanordnung,
  • 5 einen schematischen Querschnitt einer Linsenanordnung,
  • 6 eine schematische Draufsicht auf eine Lichtquellenanordnung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 7 einen schematischen Querschnitt einer Leuchtdiode, die als Primärstrahlungsquelle einsetzbar ist,
  • 8 einen schematischen Querschnitt eines Lumineszenzkonversionselements.
In the following, the invention will be described with reference to several exemplary embodiments ( 1 . 5 . 6 . 7 and 8th ) and not according to the invention further examples ( 2 . 2A . 3 . 4 ) with reference to the drawings explained in detail. Show it:
  • 1 a schematic plan view of a light source arrangement according to a first embodiment of the invention,
  • 2 a schematic plan view of an example of a light source arrangement,
  • 2A a representation of the reflection behavior with respect to the wavelength at reflector surfaces used according to the example of 2 .
  • 3 a schematic plan view of an example of a light source arrangement,
  • 4 a schematic plan view of an example of a light source arrangement,
  • 5 a schematic cross section of a lens arrangement,
  • 6 a schematic plan view of a light source arrangement according to a further embodiment,
  • 7 a schematic cross section of a light emitting diode, which can be used as a primary radiation source,
  • 8th a schematic cross section of a luminescence conversion element.

In den Ausführungsbeispielen und den Figuren tragen gleiche oder gleich wirkende Bestandteile die gleichen Bezugszeichen. Die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht zwingend als maßstabsgetreu zu betrachten. Beispielsweise können die einzelnen Elemente zur besseren Darstellbarkeit oder zum besseren Verständnis übertrieben groß und/oder dick dargestellt sein.In the exemplary embodiments and the figures, the same or the same components bear the same reference numerals. The proportions of the elements shown in the figures with each other are not necessarily to be considered as true to scale. For example, the individual elements may be shown exaggeratedly large and / or thick for better representability or for better understanding.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Lichtquellenanordnung mit einer Halbleiterlichtquelle nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Halbleiterlichtquelle umfasst eine Primärstrahlungsquelle 110 sowie ein hiervon beabstandetes und im Wesentlichen senkrecht dazu angeordnetes Lumineszenzkonversionselement 120. Die Primärstrahlungsquelle 110 sowie das Lumineszenzkonversionselement 120 weisen jeweils einen Kühlkörper 111 bzw. 121 auf, der als Wärmesenke ausgebildet ist. Die in einem Betrieb der Halbleiterlichtquelle erzeugte Wärme kann somit über die beiden Kühlelemente effektiv abgeführt werden. Dadurch wird insbesondere die Effizienz des Lumineszenzkonversionselements erhöht. 1 shows an embodiment of a light source arrangement with a semiconductor light source according to the proposed principle. The semiconductor light source comprises a primary radiation source 110 and a luminescence conversion element spaced therefrom and arranged substantially perpendicular thereto 120 , The primary radiation source 110 and the luminescence conversion element 120 each have a heat sink 111 respectively. 121 on, which is designed as a heat sink. The heat generated in an operation of the semiconductor light source can thus be effectively dissipated via the two cooling elements. As a result, in particular the efficiency of the luminescence conversion element is increased.

Die Primärstrahlungsquelle umfasst neben dem Kühlkörper eine mit einer Halbleitertechnologie realisierte Leuchtdiode oder ein Licht emittierendes Bauelement. Die Leuchtdiode 112 strahlt in ihrer Hauptstrahlrichtung elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Bereich ab. Wie hier dargestellt, ist die Hauptstrahlrichtung senkrecht zu dem Kühlelement 111, der Leuchtdiode 112 und damit in Richtung des Reflektors 160, der weiter unten beschrieben wird. Die Abstrahlung erfolgt kegelförmig, was hier durch die gekrümmten Lichtstrahlen angedeutet ist.The primary radiation source comprises, in addition to the heat sink, a light-emitting diode realized by semiconductor technology or a light-emitting component. The light-emitting diode 112 emits in its main beam direction electromagnetic radiation in the ultraviolet range. As shown here, the main radiation direction is perpendicular to the cooling element 111 , the light-emitting diode 112 and thus in the direction of the reflector 160 which will be described below. The radiation is cone-shaped, which is indicated here by the curved light beams.

Die Leuchtdiode kann beispielsweise als Dünnfilm-Leuchtdiodenchip ausgebildet und auf einem Trägersubstrat angeordnet sein. Dieses Trägersubstrat ist wiederum mit dem Kühlkörper 111 verbunden. Alternativ kann das Trägersubstrat auch selbst einen Teil des Kühlkörpers 111 bilden. The light-emitting diode can be formed, for example, as a thin-film light-emitting diode chip and arranged on a carrier substrate. This carrier substrate is in turn connected to the heat sink 111 connected. Alternatively, the carrier substrate itself may also be part of the heat sink 111 form.

Ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip zeichnet sich durch mindestens eines der folgenden Merkmale aus:

  • - an einer zu einem Trägersubstrat hingewandten Hauptfläche der strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge, bei der es sich insbesondere um eine strahlungserzeugende Epitaxie-Schichtenfolge handelt, ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Halbleiterschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;
  • - der Dünnfilm-Leuchtdiodenchip weist ein Hilfsträgerelement auf, bei dem es sich nicht um das Wachstumssubstrat handelt, auf dem die Halbleiterschichtenfolge epitaktisch gewachsen wurde sondern um ein separates Trägerelement, welches nachträglich an der gewachsenen Halbleiterschichtenfolge befestigt wird;
  • - die Halbleiterschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von zwanzig Mikrometer oder weniger, insbesondere im Bereich von zehn Mikrometer auf;
  • - die Halbleiterschichtenfolge ist frei von einem Aufwachssubstrat. Hierbei bedeutet „frei von einem Aufwachssubstrat“ das ein gegebenenfalls zum Aufwachsen benutztes Aufwachssubstrat von der Halbleiterschichtenfolge entfernt oder zumindest stark gedünnt ist. Insbesondere ist es derart gedünnt, dass es für sich oder zusammen mit der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge alleine nicht freitragend ist. Der verbleibende Rest des stark gedünnten Aufwachssubstrats ist insbesondere als solches für die Funktion eines Aufwachssubstrats ungeeignet; und
  • - die epitaktisch gewachsene Schichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, welche im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichts in der Halbleiterschichtenfolge führt. Sie weist damit ein möglichst ergodisch stöchiastisches Streuverhalten auf.
A thin-film light-emitting diode chip is characterized by at least one of the following features:
  • a reflective layer, which reflects back at least a part of the electromagnetic radiation generated in the semiconductor layer sequence, is applied or formed on a main surface of the radiation-generating semiconductor layer sequence facing a carrier substrate, which is in particular a radiation-generating epitaxial layer sequence;
  • the thin-film light-emitting diode chip has an auxiliary carrier element, which is not the growth substrate on which the semiconductor layer sequence has been epitaxially grown, but a separate carrier element which is subsequently attached to the grown semiconductor layer sequence;
  • the semiconductor layer sequence has a thickness in the range of twenty micrometers or less, in particular in the region of ten micrometers;
  • - The semiconductor layer sequence is free of a growth substrate. Herein, "free from a growth substrate" means that a growth substrate optionally used for growth is removed from the semiconductor layer sequence or at least heavily thinned. In particular, it is thinned so that it alone or together with the epitaxially grown layer sequence alone is not self-supporting. The remainder of the highly thinned growth substrate is particularly unsuitable as such for the function of a growth substrate; and
  • the epitaxially grown layer sequence contains at least one semiconductor layer having at least one surface which has a mixing structure which, in the ideal case, leads to an approximately ergodic distribution of the light in the semiconductor layer sequence. It thus has as ergodically stoichiastic scattering behavior as possible.

Ein Grundprinzip eines Dünnfilm-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in der Druckschrift I. Schnitzer et al. Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, Seiten 2174 bis 2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Weitere Beispiele für Dünnfilm-Leuchtdiodenchips finden sich in den Druckschriften EP 0 905 797 und WO 02/13281 , deren entsprechenden diesbezüglichen Offenbarungsgehalt hiermit ebenfalls durch Rückbezug aufgenommen wird.A basic principle of a thin-film light-emitting diode chip is, for example, in the document Schnitzer et al. Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, pages 2174 to 2176 whose disclosure content is hereby incorporated by reference. Further examples of thin-film light-emitting diode chips can be found in the documents EP 0 905 797 and WO 02/13281 , the corresponding disclosure of which is hereby also incorporated by reference.

Ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip ist in guter Näherung ein Lambertscher Oberflächenstrahler und ist demzufolge gut für Anwendungen in Lichtquellen geeignet, die eine hohe Leuchtkraft benötigen. Auch andere Leuchtanwendungen sind mit einem derartigen Strahler sehr gut realisierbar.A thin-film light-emitting diode chip is, to a good approximation, a Lambertian surface radiator and is accordingly well suited for applications in light sources which require a high luminosity. Other lighting applications are very well feasible with such a radiator.

Zur Lichterzeugung im ultravioletten Bereich eignen sich Halbleiterschichten aus einem III/V-Verbindungshalbleitermaterial, beispielsweise Indiumgalliumnitrid/Galliumnitrid. Dabei kann über eine stöchiometrische Verteilung InxGa1-xN des Verhältnisses x von Indium und Gallium die Wellenlänge der abgegebenen elektromagnetischen Strahlung eingestellt werden. Die Wellenlänge kann dabei vom blau-grünen über den blauen Bereich bis in das nahe Ultraviolett eingestellt werden. Für die gezeigte Lichtquelle eignet sich daher auch eine Primärstrahlungsquelle, die Licht im blauen sichtbaren Bereich erzeugt.Semiconductor layers of a III / V compound semiconductor material, for example indium gallium nitride / gallium nitride, are suitable for generating light in the ultraviolet range. In this case, the wavelength of the emitted electromagnetic radiation can be adjusted via a stoichiometric distribution In x Ga 1-x N of the ratio x of indium and gallium. The wavelength can be adjusted from the blue-green over the blue range to the near ultraviolet. For the light source shown is therefore also a primary radiation source that generates light in the blue visible range.

In einer Ausgestaltung einer eine Leuchtdiode bildende Schichtenfolge weist diese auf einer der Hauptabstrahlfläche gegenüberliegenden Fläche eine zumindest teilweise verspiegelte Schicht auf. Ein Brechungsindex dieser Spiegelschicht weist von dem Brechungsindex einer Schicht der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge ab, die der Spiegelschicht in Richtung zur Hauptabstrahlfläche nachfolgt und insbesondere an diese angrenzt. Als nicht einschränkendes Beispiel kann der Brechungsindex um den Wert 1 oder mehr abweichen. Die Spiegelschicht kann beispielsweise ein Metall enthalten aber auch ein Dielektrikum wie beispielsweise SiO2.In one embodiment of a layer sequence forming a light-emitting diode, this has an at least partially mirrored layer on a surface opposite the main emission surface. A refractive index of this mirror layer points away from the refractive index of a layer of the epitaxially grown layer sequence which follows and in particular adjoins the mirror layer in the direction of the main emission surface. As a non-limiting example, the refractive index may be around the value 1 or more. The mirror layer may contain, for example, a metal but also a dielectric such as SiO 2 .

In einer Ausgestaltung kann die Spiegelschicht halbleitend oder elektrisch isolierend sein und einen verteilten Bragg-Reflektor (DBR, Distributed Bragg Reflector) enthalten. Dieser kann mindestens ein Schichtenpaar mit alternierend hohem oder niedrigem Brechungsindex aufweisen.In one embodiment, the mirror layer may be semiconductive or electrically insulating and may include a distributed Bragg reflector (DBR). This may have at least one layer pair with alternating high or low refractive index.

In einer weiteren Ausgestaltung kann es zweckmäßig sein, Kontaktelemente für die Schichtenfolge ebenfalls mit gespiegelten Flächen auszuführen. Zwischen den Kontaktelementen können isoliert ebenfalls verspiegelte Flächen vorgesehen sein, so dass die der Hauptabstrahlfläche gegenüberliegende Fläche einen verspiegelten Teilbereich von mehr als 50 % der gesamten Fläche aufweist. In einer Variante kann die der Hauptabstrahlfläche gegenüberliegenden Fläche im Wesentlichen vollständig verspiegelt sein, wobei eine Mehrzahl von isolierten Öffnungen vorgesehen sein können, welche die Kontaktelemente zum Anschluss an die aktive Schicht bilden.In a further embodiment, it may be expedient to also carry out contact elements for the layer sequence with mirrored surfaces. Mirrored surfaces can likewise be provided in isolation between the contact elements, so that the surface opposite the main emission surface has a mirrored subregion of more than 50% of the total area. In a variant, the surface opposite the main emission surface may be substantially completely mirrored, wherein a plurality of isolated openings may be provided which form the contact elements for connection to the active layer.

Im konkreten Ausführungsfall der 1 weist die Leuchtdiode 112 auf der der Hauptabstrahlseite gegenüberliegenden Fläche eine verspiegelte Schicht zur Verbesserung der Abstrahlcharakteristik auf. In the concrete case of the 1 indicates the LED 112 on the surface opposite the main emission side, a mirrored layer for improving the emission characteristic.

Das Lumineszenzkonversionselement 120 enthält neben dem Kühlkörper 121 auch ein daran angeordnetes und befestigtes Lumineszenzmaterial 122. Das Lumineszenzmaterial 122 ist auf der Oberfläche des Kühlkörpers aufgebracht. Dies kann entweder direkt bzw. mit zusätzlichen Stoffen erfolgen, die eine Halterung sowie eine bessere Befestigung ermöglichen.The luminescence conversion element 120 contains next to the heat sink 121 also a luminescent material arranged thereon and attached 122 , The luminescent material 122 is applied to the surface of the heat sink. This can be done either directly or with additional materials that allow a holder and a better attachment.

Darüber hinaus kann zwischen dem Lumineszenzmaterial und dem Kühlkörper eine zusätzliche Spiegelschicht vorgesehen sein, die einerseits durch das Lumineszenzmaterial erzeugte Strahlung reflektiert und andererseits auch eingekoppelte Strahlung zurück in das Lumineszenzmaterial wirft. Dadurch wird eine Konversion einer eingekoppelten Strahlung verbessert und die Lichtausbeute der Sekundärstrahlung erhöht.In addition, an additional mirror layer may be provided between the luminescent material and the heat sink, which on the one hand reflects radiation generated by the luminescent material and on the other hand also casts coupled radiation back into the luminescent material. This improves a conversion of a coupled-in radiation and increases the luminous efficacy of the secondary radiation.

Das Lumineszenzmaterial kann einen anorganischen Leuchtstoff besitzen, welcher Primärstrahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich konvertiert. Dabei ist der zweite Wellenlängenbereich von dem ersten Wellenlängenbereich verschieden. Beispielsweise wird eine derartige Konversion durch eine Anregung der Primärstrahlung zur Fluoreszenz bzw. Phosphoreszenz des Leuchtstoffs erzeugt.The luminescent material may have an inorganic phosphor which converts primary radiation from a first wavelength range into an electromagnetic secondary radiation in a second wavelength range. In this case, the second wavelength range is different from the first wavelength range. For example, such a conversion is generated by excitation of the primary radiation for fluorescence or phosphorescence of the phosphor.

Ein für eine Konversion geeigneter Leuchtstoff umfasst ein Material aus der Gruppe, die Granatleuchtstoffe wie mit einem seltenen Erdmetall dotiertes Ytrium-Aluminium-Granat (YAG) enthält. Zur Umwandlung von ultravioletter oder blauer Strahlung in eine elektromagnetische Strahlung im grünen Wellenlängenbereich eignet sich beispielsweise SrAl2O4:Eu2+. Grün bis grüngelb emittierende Leuchtstoffe sind beispielsweise Chlorosilikate der Formel Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+, Mn2+, die mit Europium oder Mangan dotiert sind. Tiogalate der allgemeinen Formel AGa2S4:Eu2+, Ce2+ eignen sich hierzu ebenso, wobei „A“ insbesondere aus der Gruppe: Kalzium, Strontium, Barium, Zink oder Magnesium ausgewählt ist.A convertible phosphor includes a material from the group containing garnet phosphors, such as rare earth doped yttrium aluminum garnet (YAG). For example, SrAl 2 O 4 : Eu 2+ is suitable for converting ultraviolet or blue radiation into electromagnetic radiation in the green wavelength range. Green to green-yellow emitting phosphors are, for example, chlorosilicates of the formula Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu 2+ , Mn 2+ , which are doped with europium or manganese. Tiogalates of the general formula AGa 2 S 4 : Eu 2+ , Ce 2+ are also suitable for this purpose, where "A" is selected in particular from the group: calcium, strontium, barium, zinc or magnesium.

Weitere geeignete Lumineszenz-Konversionsmaterialien, wie etwa ein YAG:Ce Pulver, sind z.B. in der WO 98/12757 beschrieben, deren Inhalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Diese Lumineszenzmaterialen erzeugen Licht der zweiten Wellenlänge aus Strahlung einer ersten Wellenlänge, die kürzer als die zweite Wellenlänge ist. Wird beispielsweise blaues oder ultraviolettes Licht auf das Konversionsmaterial gestrahlt, so adsorbiert der Leuchtstoff die Strahlung und regt dadurch einen Teil seiner Elektronen an, die bei der Relaxation Licht in einem niederenergetischen Bereich, beispielsweise im grünen Bereich abstrahlen.Other suitable luminescence conversion materials, such as a YAG: Ce powder are, for example in the WO 98/12757 whose contents are hereby incorporated by reference. These luminescent materials produce second wavelength light of radiation of a first wavelength shorter than the second wavelength. If, for example, blue or ultraviolet light is irradiated onto the conversion material, then the phosphor adsorbs the radiation and thereby excites a portion of its electrons, which emit light in the relaxation in a low-energy range, for example in the green range.

Das Lumineszenzmaterial liegt in Form eines Pulvers vor, welches in eine Fixierungsschicht, beispielsweise eine Siliziumoxid-Schicht oder eine temperaturresistente Silikatschicht, eingebracht ist. Dieses schützt das Lumineszenzmaterial vor mechanischer Beschädigung und erlaubt es, eine gleichmäßige Verteilung über eine vordefinierte Fläche zu erhalten.The luminescent material is in the form of a powder, which is introduced into a fixing layer, for example a silicon oxide layer or a temperature-resistant silicate layer. This protects the luminescent material from mechanical damage and allows uniform distribution over a predefined area.

Um die Wärmeleitfähigkeit des Lumineszenzmaterials zu erhöhen, kann es zudem auch als pulverförmiger Leuchtstoff eingebracht in ein keramisches Material oder als Einkristall vorliegen. Beispielsweise ist das Lumineszenzmaterial auf eine keramische Oberfläche gesintert, wobei die keramische Oberfläche eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit an den Kühlkörper aufweist.In order to increase the thermal conductivity of the luminescent material, it can also be present as a powdered phosphor introduced into a ceramic material or as a single crystal. For example, the luminescent material is sintered on a ceramic surface, wherein the ceramic surface has a particularly high thermal conductivity to the heat sink.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die Strahlrichtungen der Primärstrahlung und die der Sekundärstrahlung unterschiedlich. Die Halbleiterlichtquelle umfasst daher weiterhin einen Reflektor 160. Dieser ist im Strahlengang der Primär- sowie der Sekundärstrahlung angeordnet, sodass er die von der Leuchtdiode 112 abgegebene Primärstrahlung auf das Lumineszenzkonversionselement 120 lenkt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Reflektor 160 im 45° Winkel zu der Hauptabstrahlrichtung der Primärstrahlung angeordnet.In the present embodiment according to 1 the beam directions of the primary radiation and the secondary radiation are different. The semiconductor light source therefore further comprises a reflector 160 , This is arranged in the beam path of the primary and the secondary radiation, so that it from the light emitting diode 112 emitted primary radiation to the luminescence conversion element 120 directs. In the present embodiment, the reflector 160 arranged at 45 ° to the main emission of the primary radiation.

Der vorliegende Reflektor 160 zeigt ein wellenlängenselektives Reflexions- und Transmissionsverhalten. In Bezug auf die Primär- und Sekundärstrahlung. So besitzt er einen hohen Reflexionskoeffizienten in dem Wellenlängenbereich der Primärstrahlung, sodass im Betrieb der Lichtquelle die von der Leuchtdiode 112 erzeugte ultraviolette Strahlung auf das Lumineszenzkonversionselement 120 reflektiert wird. Dies wird durch die eingezeigten Lichtstrahlen angedeutet, die gleichzeitig den Strahlengang verdeutlichen.The present reflector 160 shows a wavelength-selective reflection and transmission behavior. In terms of primary and secondary radiation. So he has a high reflection coefficient in the wavelength range of the primary radiation, so that in operation of the light source of the light emitting diode 112 generated ultraviolet radiation on the luminescence conversion element 120 is reflected. This is indicated by the indicated light beams, which simultaneously illustrate the beam path.

Des Weiteren besitzt der Reflektor 160 einen besonders großen Transmissionskoeffizienten für die von dem Lumineszenzkonversionselement abgegebene Sekundärstrahlung, sodass diese im Wesentlichen ungedämpft durch den Reflektor 160 hindurch tritt. Mit anderen Worten kann der Reflektor als halbtransparenter Spiegel bezeichnet werden, wobei der Begriff halbtransparent auf sein wellenlängenabhängiges Reflexions- und Transmissionsverhalten bezogen ist.Furthermore, the reflector has 160 a particularly large transmission coefficient for the secondary radiation emitted by the luminescence conversion element, so that it is substantially unattenuated by the reflector 160 passes through. In other words, the reflector may be referred to as a semitransparent mirror, wherein the term is semi-transparent based on its wavelength-dependent reflection and transmission behavior.

Ein derartiger Reflektor 160 kann beispielsweise mit einem dichroitischen Spiegel realisiert werden. Selbiger ist ein Spiegel, der einen Teil des Lichtspektrums reflektiert und den Rest im Wesentlichen ungedämpft durchlässt. Er ähnelt von seinem Verhalten her einer optischen Bandsperre, wobei er im Gegensatz zu dieser den Teil des Spektrums nicht absorbiert, wie bei der Sperre, sondern reflektiert. Such a reflector 160 can be realized for example with a dichroic mirror. The same is a mirror that reflects a part of the light spectrum and lets the rest through essentially unattenuated. It is similar in behavior to an optical band-stop filter, in contrast to which it does not absorb the part of the spectrum, as in the case of the barrier, but reflects it.

Dichroitische Spiegel beruhen auf der Interferenz der Lichtwellen, die von einer Abfolge mehrerer dünner dielektrischer Schichten auf der Oberfläche reflektiert werden. Dadurch interferieren die an den Grenzflächen der Schichten reflektierten und transmittierten Strahlanteile, sodass es zu einer Auslöschung im Falle der destruktiven Interferenz bzw. zu einer Verstärkung von Strahlen bestimmter Wellenlänge kommt. Durch eine Variation der Dicke, der Anzahl der Schichten sowie des verwendeten Materials kann das Reflexions- als auch das Transmissionsverhalten eines dichroitischen Spiegels genau gewählt werden.Dichroic mirrors are based on the interference of the light waves, which are reflected by a succession of several thin dielectric layers on the surface. As a result, the beam portions reflected and transmitted at the boundary surfaces of the layers interfere, so that extinction occurs in the case of destructive interference or to amplify beams of a specific wavelength. By varying the thickness, the number of layers and the material used, the reflection as well as the transmission behavior of a dichroic mirror can be chosen exactly.

Dadurch erfolgt im Vergleich zu konventionellen Filtern bzw. Spiegeln keine Absorption von elektromagnetischer Strahlung innerhalb des Spiegelmaterials, sodass die thermische Belastung dichroitischer Spiegel nur sehr gering ist. Sie können so mit Vorteil vor allem bei einer hohen Strahlungsdichte verwendet werden.As a result, there is no absorption of electromagnetic radiation within the mirror material compared to conventional filters or mirrors, so that the thermal load on dichroic mirrors is very low. They can be used with advantage especially at a high radiation density.

Die Primärstrahlungsquelle mit der Leuchtdiode 112 als auch das Lumineszenzkonversionselement 120 mit dem Lumineszenzmaterial 122 weist eine kegelförmige Abstrahlcharakteristik jeweils in ihre Hauptabstrahlrichtung auf.The primary radiation source with the light emitting diode 112 as well as the luminescence conversion element 120 with the luminescent material 122 has a conical emission characteristic in each case in their main emission direction.

Zur Verbesserung der Effizienz einer Konversion sind weiterhin Maßnahmen vorgesehen, sowohl die Primärstrahlung als auch die Sekundärstrahlung parallel zu richten und auf die Reflektorfläche 160 zu lenken. Zu diesem Zweck ist vor der Primärstrahlungsquelle 110 ein Linsensystem aus zwei Linsen 113 und 114 angeordnet. Diese beiden dienen dazu, die hier gezeigten von der Leuchtdiode 112 ausgehenden Lichtstrahlen zu parallelisieren. Die parallelisierte Primärstrahlung trifft nach der Reflexion an der Reflektorfläche 160 auf das Linsensystem aus den Linsen 123 und 124, die vor dem Lumineszenzkonversionselement 120 angeordnet sind. Diese wirken als Sammellinsen und fokussieren die parallele Primärstrahlung auf das Lumineszenzkonversionsmaterial, sodass die Konversionseffizienz gesteigert wird.In order to improve the efficiency of a conversion further measures are provided to direct both the primary radiation and the secondary radiation in parallel and on the reflector surface 160 to steer. For this purpose is in front of the primary radiation source 110 a lens system of two lenses 113 and 114 arranged. These two serve to the shown here of the light emitting diode 112 parallel outgoing light rays. The parallelized primary radiation strikes the reflector surface after reflection 160 on the lens system from the lenses 123 and 124 , in front of the luminescence conversion element 120 are arranged. These act as converging lenses and focus the parallel primary radiation on the luminescence conversion material, so that the conversion efficiency is increased.

Die durch das Lumineszenzmaterial 122 des Konversionselements 120 erzeugte Sekundärstrahlung ist wiederum kegelförmig und wird durch das im Strahlengang der Sekundärstrahlung angeordnete Linsensystem 123, 124 parallel gerichtet. Dadurch kann eine im Strahlengang der Sekundärstrahlung gelegene Fläche gleichmäßig mit hoher Leuchtkraft ausgeleuchtet werden.The through the luminescent material 122 the conversion element 120 generated secondary radiation is in turn conical and is arranged by the lens system arranged in the beam path of the secondary radiation 123 . 124 directed in parallel. As a result, a surface located in the beam path of the secondary radiation can be uniformly illuminated with high luminosity.

Die Halbleiterlichtquelle im vorgeschlagenen Prinzip ermöglicht es, aus einer Primärstrahlung mit einer ersten Wellenlänge durch Konversion eine Sekundärstrahlung mit einer zweiten Wellenlänge mit hoher Leuchtkraft und großer gleichmäßiger Leuchtverteilung zu erzeugen. Durch die räumlich getrennte Anordnung des Lumineszenzkonversionsmaterials auf der einen Seite und der Primärstrahlungsquelle auf der anderen Seite kann eine gleichmäßig gute Kühlung der beiden Elemente erreicht werden. Dadurch wird einerseits die Konversionseffizienz gesteigert und andererseits eine flexible Anordnung und Ausgestaltung in verschiedenen Anwendungen erreicht.The semiconductor light source in the proposed principle makes it possible to generate from a primary radiation having a first wavelength by conversion a secondary radiation having a second wavelength with high luminosity and a large uniform luminous distribution. Due to the spatially separated arrangement of the luminescence conversion material on one side and the primary radiation source on the other side, a uniformly good cooling of the two elements can be achieved. As a result, on the one hand, the conversion efficiency is increased and, on the other hand, a flexible arrangement and design in various applications is achieved.

1 zeigt eine dieser Anwendungen, bei der die Halbleiterlichtquelle als Teil einer Lichtquellenanordnung dazu genutzt wird, weißes zusammengesetztes Licht zu erzeugen. Zu diesem Zweck enthält die Lichtquellenanordnung neben der bereits beschriebenen Halbleiterlichtquelle zwei weitere Strahlungsquellen 130 und 140. 1 shows one of these applications in which the semiconductor light source is used as part of a light source arrangement to produce white composite light. For this purpose, the light source arrangement contains, in addition to the semiconductor light source already described, two further radiation sources 130 and 140 ,

Dabei ist eine weitere Strahlungsquelle 130 mit einer Leuchtdiode 132 ausgebildet, die Licht im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums erzeugt. Eine derartige Leuchtdiode kann ebenso wie die Leuchtdiode der Primärstrahlungsquelle mit einer Dünnfilmtechnologie realisiert werden.This is another source of radiation 130 with a light emitting diode 132 formed, which generates light in the blue region of the visible spectrum. Such a light-emitting diode, like the light-emitting diode of the primary radiation source, can be realized with a thin-film technology.

Als Materialien eignen sich beispielsweise Siliziumkarbid oder auch Indiumgalliumnitrid/Galliumnitrid in verschiedenen stöchiometrischen Relationen. Das von der Leuchtdiode 132 abgegebene Licht wird ebenfalls durch den Reflektor 160 reflektiert und vorliegend parallel zu dem Strahlengang der Sekundärstrahlung ausgerichtet. Zu diesem Zweck ist, wie hier dargestellt, die Strahlungsquelle 130 gegenüber der Primärstrahlungsquelle 110 angeordnet.Suitable materials are, for example, silicon carbide or indium gallium nitride / gallium nitride in various stoichiometric ratios. That of the LED 132 emitted light is also through the reflector 160 reflected and in the present case aligned parallel to the beam path of the secondary radiation. For this purpose, as shown here, the radiation source 130 opposite the primary radiation source 110 arranged.

Eine weitere vierte Strahlungsquelle 140 enthält eine Leuchtdiode 142, angeordnet auf einem Kühlkörper 141. Die Leuchtdiode 142 ist ausgebildet, Licht im roten Bereich des sichtbaren Spektrums zu erzeugen. Hierzu eignen sich neben organischen Leuchtdioden auch anorganische Halbleiterverbindungen, beispielsweise Aluminium-Galliumarsenid/Galliumarsenid (Al-GaAs/GaAS), Galliumarsenidphosphit-Verbindungen (GaAsP) und Aluminiumindiumgalliumphosphit-Verbindungen (AlInGaP).Another fourth radiation source 140 contains a light emitting diode 142 , arranged on a heat sink 141 , The light-emitting diode 142 is designed to generate light in the red region of the visible spectrum. In addition to organic light-emitting diodes, inorganic semiconductor compounds, for example aluminum gallium arsenide / gallium arsenide (Al-GaAs / GaAs), gallium arsenide phosphite compounds (GaAsP) and aluminum indium gallium phosphite compounds (AlInGaP) are suitable for this purpose.

In dieser Ausgestaltung ist die vierte Strahlungsquelle parallel zur dritten Strahlungsquelle ausgerichtet, wodurch die Hauptabstrahlrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Strahlrichtung der Sekundärstrahlung verläuft. Zur Umlenkung des von der Leuchtdiode 142 erzeugten roten Lichts ist hierzu ein weiterer Reflektor 150 vorgesehen. Dieser besitzt ebenfalls ein wellenlängenselektives Transmissions- und Reflexionsverhalten. Im Besonderen reflektiert er Strahlung im roten Bereich des sichtbaren Spektrums, während er elektromagnetische Strahlung im blauen bzw. grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums ungedämpft durchlässt.In this embodiment, the fourth radiation source is aligned parallel to the third radiation source, whereby the main emission direction is substantially perpendicular to the beam direction of the secondary radiation. For deflecting the light from the LED 142 generated red light is this another reflector 150 intended. This also has a wavelength-selective transmission and reflection behavior. In particular, it reflects radiation in the red region of the visible spectrum while transmitting electromagnetic radiation in the blue or green region of the electromagnetic spectrum without being attenuated.

Der Reflektor 150 ist parallel zu dem ersten Reflektor 160 angeordnet und kann ebenfalls einen dichroitischen Spiegel umfassen. Sie steht somit mit anderen Worten im 45° Winkel zur Hauptabstrahlrichtung der vierten Strahlungsquelle, wodurch das von der Leuchtdiode 142 der vierten Strahlungsquelle 140 erzeugte Licht parallel zu der Hauptabstrahlrichtung der Sekundärstrahlung reflektiert wird. Damit ergibt sich im Bereich 90 ein Lichtspektrum, welches sich aus den Lichtanteilen der Sekundärstrahlung sowie der reflektierten blauen und roten Strahlung zusammensetzt. Bei einer geeigneten Wahl der verschiedenen Lichtspektren sowie einer entsprechenden Anpassung der Leuchtstärke kann somit im Ausgangsbereich 90 weißes, aus den verschiedenen Farben zusammengesetztes Licht erzeugt werden.The reflector 150 is parallel to the first reflector 160 and may also include a dichroic mirror. In other words, it is at 45 ° to the main radiation direction of the fourth radiation source, whereby the light emitted from the LED 142 the fourth radiation source 140 generated light is reflected parallel to the main emission direction of the secondary radiation. This results in the area 90 a light spectrum, which is composed of the light components of the secondary radiation and the reflected blue and red radiation. With a suitable choice of the different light spectra and a corresponding adjustment of the luminous intensity can thus in the output range 90 white light composed of different colors.

2 zeigt ein Beispiel einer Lichtquellenanordnung zur Konversion einer Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung im grünen Bereich des sichtbaren Spektrums. 2 shows an example of a light source arrangement for the conversion of a primary radiation into a secondary radiation in the green region of the visible spectrum.

In diesem Beispiel sind die Primärstrahlungsquelle zusammen mit einer dritten und vierten Strahlungsquelle an einem gemeinsamen Kühlkörper 211 befestigt. Der Kühlkörper 211 besitzt eine Vielzahl hier nicht dargestellter Kühlrippen, um die Oberfläche zu vergrößern und so eine effektive Wärmeabfuhr zu ermöglichen. Weiterhin enthält der Kühlkörper 211 Befestigungen für die Zuführung der notwendigen elektrischen Kontaktleitungen an die einzelnen Leuchtdioden 212, 223 und 242. Die Oberseite 211a des gemeinsamen Kühlkörpers 211 ist im Bereich, in dem die einzelnen Dioden der Strahlungsquellen angeordnet sind, verspiegelt ausgeführt. Dadurch wird das in den Leuchtdioden erzeugte Licht in die Hauptabstrahlrichtung zurückreflektiert.In this example, the primary radiation source together with a third and fourth radiation source are on a common heat sink 211 attached. The heat sink 211 has a variety of cooling ribs, not shown here, to increase the surface and thus to allow effective heat dissipation. Furthermore, the heat sink contains 211 Attachments for the supply of the necessary electrical contact lines to the individual LEDs 212 . 223 and 242 , The top 211 of the common heat sink 211 is executed in the area in which the individual diodes of the radiation sources are arranged, mirrored. As a result, the light generated in the light-emitting diodes is reflected back into the main emission direction.

Weiterhin ist vor jeder Leuchtdiode 212, 232 und 242 ein Linsensystem aus entsprechenden Sammel- und Zerstreuungslinsen angeordnet. Im Einzelnen umfasst jedes Linsensystem eine erste Sammellinse 213, 233, 243 sowie eine zweite Linse 214, 234, 244, mit der der Strahlungskegel der einzelnen Leuchtdioden parallel gerichtet wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Ausleuchtung einer Fläche im Ausgangsbereich 90 der Lichtquellenanordnung erreicht.Furthermore, in front of each LED 212 . 232 and 242 a lens system of corresponding collecting and diverging lenses arranged. More specifically, each lens system includes a first converging lens 213 . 233 . 243 and a second lens 214 . 234 . 244 with which the radiation cone of the individual light-emitting diodes is collimated. This results in a uniform illumination of a surface in the output area 90 reaches the light source assembly.

In dem vorliegenden Beispiel ist das Lumineszenzkonversionselement 220 im Wesentlichen senkrecht zu dem Kühlkörper 211 und den Primärstrahlungsquellen 200 angeordnet. Das Lumineszenzkonversionselement umfasst ebenfalls einen Kühlkörper 221 und darauf eine befestigte Vorrichtung mit dem Lumineszenzkonversionsmaterial 222. Vor dem Lumineszenzkonversionsmaterial ist wiederum ein Linsensystem aus den zwei Linsen 223 und 224 vorgesehen. Diese fokussieren einerseits die von der Diode 212 erzeugte und an dem Reflektor 270 reflektierte Strahlung auf das Lumineszenzkonversionsmaterial. Andererseits dienen sie zudem, den Strahlungskegel der Sekundärstrahlung zu sammeln, sodass der Strahlengang der Sekundärstrahlung parallel in Richtung auf den Ausgangsbereich 90 verläuft. Dies ist angedeutet durch die parallel verlaufenden Lichtstrahlen nach der Linsenanordnung aus den Linsen 223 und 224.In the present example, the luminescence conversion element is 220 substantially perpendicular to the heat sink 211 and the primary radiation sources 200 arranged. The luminescence conversion element likewise comprises a heat sink 221 and thereon a fixed device with the luminescence conversion material 222 , In turn, before the luminescence conversion material is a lens system of the two lenses 223 and 224 intended. On the one hand, these focus on those of the diode 212 generated and on the reflector 270 reflected radiation on the luminescence conversion material. On the other hand, they also serve to collect the radiation cone of the secondary radiation, so that the beam path of the secondary radiation is parallel in the direction of the output region 90 runs. This is indicated by the parallel light beams after the lens arrangement of the lenses 223 and 224 ,

In diesem Beispiel ist der Reflektor 270 im Wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Reflektor 280 für die dritte Strahlungsquelle und der Reflektor 250 zur Reflexion der vierten Strahlung angeordnet. Auch hier sind die einzelnen Reflektorflächen beispielsweise durch dichroitische Spiegel mit unterschiedlichem Transmissions- und Reflexionsverhalten realisiert. So zeigt beispielsweise der Reflektor 270 ein reflektierendes Verhalten für die Wellenlänge der von der Leuchtdiode 212 abgegebenen Primärstrahlung.In this example, the reflector 270 substantially perpendicular to the second reflector 280 for the third radiation source and the reflector 250 arranged for reflection of the fourth radiation. Again, the individual reflector surfaces are realized for example by dichroic mirrors with different transmission and reflection behavior. For example, the reflector shows 270 a reflective behavior for the wavelength of the light emitting diode 212 emitted primary radiation.

Das durch das Lumineszenzmaterial 222 konvertierte Licht wird hingegen durch die drei Reflektoren 270, 280 und 250 annähernd ungedämpft durchgelassen. Entsprechend reflektiert die der Reflektor 280 das von der Leuchtdiode 232 erzeugte Licht und der Reflektor 250 das von der Leuchtdiode 242 erzeugte Licht auf den Ausgangsbereich 90 der Lichtquellenanordnung hin. Die entsprechend von links einfallende Sekundärstrahlung wird von dem Reflektor 280 durchgelassen. Entsprechend transmittiert auch der Reflektor 250 sowohl die Sekundärstrahlung als auch die von der Leuchtdiode 232 erzeugte Strahlung.This through the luminescent material 222 Conversely, converted light is through the three reflectors 270 . 280 and 250 let through almost undamped. Accordingly reflects the reflector 280 that of the light emitting diode 232 generated light and the reflector 250 that of the light emitting diode 242 generated light on the output area 90 the light source arrangement out. The corresponding incident from the left secondary radiation is from the reflector 280 pass through. The reflector also transmits accordingly 250 both the secondary radiation and that of the light emitting diode 232 generated radiation.

Zur Erzeugung von weißem Licht kann beispielsweise der Reflektor 250 ein reflektierendes Verhalten im roten Bereich aufweisen. Die Leuchtdiode 242 emittiert dann entsprechend rotes Licht. Der Reflektor 280 zeigt eine starke Reflexion im blauen Bereich und eine entsprechend hohe Transmission für grünes Licht.To generate white light, for example, the reflector 250 have a reflective behavior in the red area. The light-emitting diode 242 then emits corresponding red light. The reflector 280 shows a strong reflection in the blue area and a correspondingly high transmission for green light.

Zur Erzeugung von grünem Licht bietet es sich nun an, einerseits Strahlung im ultravioletten Bereich als auch Strahlung im blauen sichtbaren Bereich des Spektrums zu verwenden. Entsprechend erzeugt die Leuchtdiode 212 entweder blaues Licht oder auch Licht im nahen ultravioletten Bereich. Im ersten Fall kann der Reflektor 270 aus dem gleichen Material wie der Reflektor 280 bestehen. Beispielsweise kann so ein Prisma mit den beiden reflektierenden Flächen gebildet werden.For the generation of green light, it is now appropriate to use on the one hand radiation in the ultraviolet range as well as radiation in the blue visible range of the spectrum. Accordingly, the light-emitting diode generates 212 either blue light or light in the near ultraviolet range. In the first case, the reflector 270 made of the same material as the reflector 280 consist. For example, such a prism can be formed with the two reflective surfaces.

2A zeigt das Reflexionsverhalten der Reflektoren 250, 270 und 280 in Abhängigkeit der Wellenlänge des eingestrahlten Lichts. 2A shows the reflection behavior of the reflectors 250 . 270 and 280 depending on the wavelength of the incident light.

In der Kurve L270 ist die Reflexion in Abhängigkeit der Wellenlänge für den Reflektor 270 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 2 dargestellt. Hier wird vor allem Licht im Bereich des ultravioletten Spektrums in Richtung auf das Lumineszenzkonversionselement 220 reflektiert. Der Reflektor 270 zeigt demgegenüber nur eine geringe Reflexion von Licht im grünen Bereich des sichtbaren Spektrums, d. h. bei ca. 550 nm. Gleiches gilt für das Reflexionsverhalten des Reflektors 280, gezeigt in der Kurve L280, das im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums bei ca. 450 nm ihren größten Wert aufweist. Auch hier wird Licht im grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums durchgelassen. Die Reflexion des Reflektors 250 ist wiederum im roten Bereich am höchsten und fällt zum grünen und blauen Bereich des sichtbaren Spektrums stark ab. Die drei Reflektorflächen mit einem wellenlängenselektiven Transmissions- und Reflexionsverhalten erlauben somit selektiv unterschiedliche Farben zu reflektieren und so im Ausgangsbereich 90 der Lichtquellenanordnung ein gemischtes Licht zu erzeugen. Durch eine Stromflussänderung durch die einzelnen Leuchtdioden können zudem einzelne spektrale Anteile verstärkt werden.In the curve L270, the reflection is a function of the wavelength for the reflector 270 according to the embodiment in 2 shown. Here, above all, light in the region of the ultraviolet spectrum in the direction of the luminescence conversion element 220 reflected. The reflector 270 on the other hand shows only a small reflection of light in the green region of the visible spectrum, ie at about 550 nm. The same applies to the reflection behavior of the reflector 280 shown in curve L280, which has its greatest value in the blue region of the visible spectrum at about 450 nm. Again, light is transmitted in the green region of the electromagnetic spectrum. The reflection of the reflector 250 is again highest in the red region and falls sharply towards the green and blue regions of the visible spectrum. The three reflector surfaces with a wavelength-selective transmission and reflection behavior thus allow selectively to reflect different colors and thus in the output range 90 the light source assembly to produce a mixed light. By a current flow change through the individual LEDs also single spectral components can be amplified.

3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Lichtquellenanordnung, bei der die drei Primärstrahlungsquellen 310, 330 und 340 sowie das Lumineszenzkonversionselement 320 parallel nebeneinander angeordnet sind. Die Primärstrahlungsquellen enthalten jeweils ein Array 312, 332, 342 nebeneinander angeordneter Leuchtdioden. Einzelne Leuchtdioden des Arrays können so unterschiedlich angesteuert werden, um beispielsweise eine unterschiedliche Lichtstärke zu erzeugen. 3 shows another example of a light source arrangement in which the three primary radiation sources 310 . 330 and 340 and the luminescence conversion element 320 are arranged parallel to each other. The primary radiation sources each contain an array 312 . 332 . 342 juxtaposed LEDs. Individual LEDs of the array can be controlled differently so as to produce, for example, a different light intensity.

In diesem Beispiel sind vier Reflektorflächen 350, 370, 380 und 390 vorgesehen, um die von den Leuchtdioden der Primärstrahlungsquellen bzw. dem Lumineszenzmaterial des Konversionselements erzeugte Strahlung im Ausgangsbereich 90 der Lichtquellenanordnung zu bündeln. Die Reflektorflächen 350, 370 und 380 sind mit dichroitischen Spiegeln ausgebildet. Die Reflektorfläche 390 kann aus Kostengründen als normaler Spiegel ausgebildet sein, wenn eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet ist.In this example, there are four reflector surfaces 350 . 370 . 380 and 390 provided to the radiation generated by the LEDs of the primary radiation sources and the luminescent material of the conversion element in the output region 90 to focus the light source assembly. The reflector surfaces 350 . 370 and 380 are formed with dichroic mirrors. The reflector surface 390 can be designed for cost reasons as a normal mirror, if sufficient heat dissipation is guaranteed.

Auch in diesem Beispiel ist vor jeder Primärstrahlungsquelle sowie dem Lumineszenzkonversionselement 320 ein Linsensystem aus zwei Linsen 313 bis 343 sowie 314 bis 344 angeordnet. Das Linsensystem für das Konversionselement 320 dient dazu, einerseits die von der Diode 312 erzeugte und durch das Linsensystem 313, 314 parallel gerichtete Primärstrahlung zu fokussieren. Gleichzeitig wird die von dem Konversionsmaterial 323 abgestrahlte Sekundärstrahlung durch das Linsensystem gesammelt und parallel auf die Reflektorfläche 390 gebündelt. Es wirkt somit als kombinierte Sammellinse. Die Reflektorfläche 390 reflektiert sowohl die Primärstrahlung der Quelle 310 als auch die Sekundärstrahlung des Lumineszenzkonversionselements 320,Also in this example is in front of each primary radiation source and the luminescence conversion element 320 a lens system of two lenses 313 to 343 such as 314 to 344 arranged. The lens system for the conversion element 320 serves, on the one hand, those of the diode 312 generated and through the lens system 313 . 314 to focus in parallel directed primary radiation. At the same time that of the conversion material 323 radiated secondary radiation collected by the lens system and parallel to the reflector surface 390 bundled. It thus acts as a combined converging lens. The reflector surface 390 reflects both the primary radiation of the source 310 as well as the secondary radiation of the luminescence conversion element 320 .

Die einzelnen Kühlelemente 311 bis 341 der Primärstrahlungsquellen 310, 330, 340 sowie des Lumineszenzkonversionselements 320 sind in diesem Ausführungsbeispiel getrennt dargestellt. Jedes einzelne Kühlelement stellt eine Wärmesenke zur Kühlung der entsprechenden Primärstrahlungsquelle bzw. des Lumineszenzkonversionsmaterials dar. Die Kühlelemente können beispielsweise mehrere parallel verlaufende Kühlrippen aufweisen, um eine Wärmeabfuhr an die Umgebung zu verbessern.The individual cooling elements 311 to 341 the primary radiation sources 310 . 330 . 340 and the luminescence conversion element 320 are shown separately in this embodiment. Each individual cooling element constitutes a heat sink for cooling the corresponding primary radiation source or the luminescence conversion material. The cooling elements may, for example, have a plurality of cooling fins running in parallel in order to improve heat dissipation to the environment.

Auf ihrer Oberfläche können die Kühlelemente mit den entsprechenden Leuchtdiodenarrays 312, 332 und 342 bzw. mit dem Lumineszenzkonversionsmaterial 322 verbunden sein. Die Schichtenfolge der Leuchtdiodenarrays ist wiederum auf einem Substratwafer aufgebracht und bildet somit das Array. Der Substratwafer kann auch ein Teil des Kühlelements bilden. Alternativ kann das Kühlelement auch eine V- oder U-förmige Struktur aufweisen, beispielsweise in Form einer Aussparung. In diesem können das Lumineszenzkonversionsmaterial bzw. auch einzelne Leuchtdioden oder das ganze Leuchtdiodenarray angeordnet sein. Dadurch wird eine Kühlung nicht nur von der Rückseite, sondern auch von der Seitenfläche ermöglicht, wodurch sich die Effizienz weiter steigern lässt. Zudem lässt sich eine besonders kompakte Bauweise der Lichtquellenanordnung realisieren.On their surface, the cooling elements with the corresponding LED arrays 312 . 332 and 342 or with the luminescence conversion material 322 be connected. The layer sequence of the light-emitting diode arrays is in turn applied to a substrate wafer and thus forms the array. The substrate wafer may also form part of the cooling element. Alternatively, the cooling element may also have a V-shaped or U-shaped structure, for example in the form of a recess. In this, the luminescence conversion material or even individual light-emitting diodes or the entire light-emitting diode array can be arranged. This allows cooling not only from the back, but also from the side surface, which further enhances efficiency. In addition, a particularly compact design of the light source arrangement can be realized.

4 zeigt ein weiteres Beispiel. Dabei ist das Lumineszenzkonversionselement 420 rechtwinklig zu den Primärstrahlungsquellen 410, 430 und 440 angeordnet. Im Strahlengang der zweiten und dritten Primärstrahlungsquelle 430 und 440 und dem Lumineszenzkonversionselement 420 ist zudem eine so genannte „Color Cube“ 490 vorgesehen. Diese umfasst wie angedeutet mehrere Reflektorelemente 490a, 490b, die zueinander rechtwinklig stehen. Sie sind gegenüber den Strahlungsgängen der beiden Primärstrahlungsquellen 430, 440 sowie dem Lumineszenzkonversionselement 420 jeweils um einen Winkel von 45° versetzt. 4 shows another example. In this case, the luminescence conversion element 420 perpendicular to the primary radiation sources 410 . 430 and 440 arranged. In the beam path of the second and third primary radiation source 430 and 440 and the luminescence conversion element 420 In addition, a so-called "Color Cube" 490 is provided. This includes as indicated several reflector elements 490a . 490b , which are perpendicular to each other. They are opposite the radiation paths of the two primary radiation sources 430 . 440 and the luminescence conversion element 420 each offset by an angle of 45 °.

Zwischen dem „Color Cube“ 490 und den entsprechenden Linsensystemen 433, 434 der zweiten Primärstrahlungsquelle 430 sowie dem Linsensystem 443, 444 der dritten Primärstrahlungsquelle 440 sind jeweils Flüssigkristallbildschirme (LCD-Schirme) für einzelnen Teilbilder angeordnet. In gleicher Weise ist auch zwischen dem Strahlengang des Lumineszenzkonversionselements 420 und der „Color Cube“ 490 ein Flüssigkristallbildschirm 494 vorgesehen. Die Flüssigkristallbildschirme oder auch Flüssigkristallanzeigen stellen Bildschirme oder Anzeigen dar, deren Funktion darauf beruht, dass Flüssigkristalle die Polarisationsrichtung von Licht im Fall einer angelegten Spannung beeinflussen können. Abhängig von der Ausrichtung der Flüssigkristalle durchdringt das Licht den Bildschirm oder nicht. Somit entsteht in der einfachsten Form auf der anderen Seite ein „Hell-Dunkel“ Bild.Between the "Color Cube" 490 and the corresponding lens systems 433 . 434 the second primary radiation source 430 as well as the lens system 443 . 444 the third primary radiation source 440 each liquid crystal screens (LCD screens) are arranged for individual fields. In the same way is also between the beam path of the luminescence conversion 420 and the "Color Cube" 490 a liquid crystal screen 494 intended. The liquid crystal displays, or liquid crystal displays, are screens or displays whose function is based on the fact that liquid crystals can influence the polarization direction of light in the case of an applied voltage. Depending on the orientation of the liquid crystals, the light may penetrate the screen or not. Thus, in the simplest form on the other side creates a "light-dark" image.

Durch eine Aufteilung in einzelne Bildelemente kann so für jeden Teilbereich eines Flüssigkristallbildschirms, Pixel genannt, eine unterschiedliche Helligkeit durch entsprechende Ausrichtung der Flüssigkristalle erreicht werden. In der nach geschalteten „Color Cube“ 490 werden die von den einzelnen Flüssigkristallbildschirmen 492, 493 und 494 erzeugten roten, blauen und grünen Teilbilder zusammengesetzt und im Ausgangsbereich 90 der Lichtquellenanordnung dargestellt.By dividing into individual picture elements, a different brightness can thus be achieved for each subarea of a liquid crystal screen, called pixels, by appropriate alignment of the liquid crystals. In the downstream "Color Cube" 490 are those of the individual liquid crystal screens 492 . 493 and 494 generated red, blue and green fields composed and in the output area 90 the light source arrangement shown.

5 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Linsensystems mit einer Reflektorfläche gemäß dem Beispiel der 4. Entsprechend kann dieses Linsensystem auch in den anderen Ausführungsbeispielen der Lichtquellenanordnung eingesetzt werden. In der Ausführung umfasst das Linsensystem jeweils zwei hintereinander angeordnete und symmetrisch um eine optische Achse gelagerte Linsen. Weiterhin angedeutet sind die Oberflächen 412a der Leuchtdiode sowie 422a des Lumineszenzmaterials. 5 shows an enlarged view of the lens system with a reflector surface according to the example of 4 , Accordingly, this lens system can also be used in the other embodiments of the light source arrangement. In the embodiment, the lens system in each case comprises two lenses arranged one behind the other and symmetrically mounted about an optical axis. Further indicated are the surfaces 412a the light emitting diode and 422a of the luminescent material.

Der zur Umlenkung notwendige Reflektor 470 mit seiner planaren Oberfläche L3 ist ebenfalls schematisch dargestellt. Die beiden Linsensysteme 423, 424 sowie 413 und 414 sind ähnlich aufgebaut. Der Radius L1 der ersten Linsen 413 und 423 ist größer als der Radius L2 der beiden Linsen, wodurch sich eine konvex-konkave Zerstreuungslinse ergibt. Von der Oberfläche 422a bzw. 412a abgestrahltes Licht wird somit zerstreut. Durch die im Strahlengang angeordneten bikonvexen Sammellinsen 424 bzw. 414 wird das abgestrahlte Licht parallel gerichtet und auf die Reflektorfläche 470 gelenkt. Zu diesem Zweck ist der Krümmungsradius L2.1 größer als der der Reflektorfläche zugewandte Krümmungsradius L2.2.The reflector necessary for the deflection 470 with its planar surface L3 is also shown schematically. The two lens systems 423 . 424 such as 413 and 414 are structured similarly. The radius L1 of the first lenses 413 and 423 is greater than the radius L2 of the two lenses, resulting in a convex-concave diverging lens. From the surface 422a respectively. 412a radiated light is thus scattered. By arranged in the beam path biconvex converging lenses 424 respectively. 414 the emitted light is directed in parallel and on the reflector surface 470 directed. For this purpose, the radius of curvature L2.1 is greater than the radius of curvature L2.2 facing the reflector surface.

Die von der Oberfläche 412a abgegebene und von dem Linsensystem 413, 414 parallel gerichtete Strahlung wird durch die Reflektorfläche 470 in Richtung auf das Linsensystem 424, 423 gelenkt. Die parallele Strahlung wird in der ersten Linse 424 fokussiert und durch die zweite Linse 423 leicht zerstreut, sodass sie möglichst vollständig auf das vorhandene Konversionsmaterial an der Oberfläche 422a trifft. Dort wird sie in die Sekundärstrahlung gewandelt und wieder abgestrahlt. Die abgestrahlte Sekundärstrahlung wird durch das Linsensystem 423 und 424 erneut gesammelt und parallel entlang der optischen Achse abgegeben.The from the surface 412a delivered and from the lens system 413 . 414 collimated radiation passes through the reflector surface 470 towards the lens system 424 . 423 directed. The parallel radiation is in the first lens 424 focused and through the second lens 423 slightly scattered so that they are as completely as possible on the existing conversion material on the surface 422a meets. There it is converted into secondary radiation and emitted again. The emitted secondary radiation is transmitted through the lens system 423 and 424 collected again and discharged in parallel along the optical axis.

7 zeigt eine Ausführungsform einer Leuchtdiode, die beispielsweise als Primärstrahlungsquelle, aber auch als zweite oder dritte Strahlungsquelle einsetzbar ist. Ebenso kann sie Teil eines Diodenarrays sein,.welches wiederum eine Strahlungsquelle bildet. Die Leuchtdiode ist mit einer Dünnfilm-Schichttechnologie ausgebildet und auf einem Substratträger 614 angeordnet. Der Substratträger 614 ist aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet und umfasst auf seiner der Hauptabstrahlrichtung A gegenüberliegenden Seite einen elektrischen Kontakt 612. Dieser dient dazu, eine Elektrode der Leuchtdiode elektrisch zu kontaktieren. Auf der Oberfläche des Substratträgers 614 ist eine Licht emittierende Schichtenfolge mit verschiedenen Halbleitermaterialien realisiert. 7 shows an embodiment of a light emitting diode, which can be used for example as a primary radiation source, but also as a second or third radiation source. It may also be part of a diode array, which in turn forms a radiation source. The light-emitting diode is formed with a thin-film layer technology and on a substrate carrier 614 arranged. The substrate carrier 614 is formed of an electrically conductive material and comprises on its the main emission direction A opposite side of an electrical contact 612 , This serves to electrically contact an electrode of the light emitting diode. On the surface of the substrate carrier 614 is a light-emitting layer sequence realized with different semiconductor materials.

In der Ausführungsform ist eine erste elektrisch leitende und gleichzeitig reflektierende Schicht 623 auf der Oberfläche des Substratträgers 614 aufgebracht. Auf dieser ist ein erstes dotiertes Halbleitermaterial 622 angeordnet. Ein hierzu unterschiedlich dotiertes zweites Halbleitermaterial ist darüber aufgebracht, wodurch sich an der Grenzfläche ein pn-Übergang 620 ausbildet. In diesem rekombinieren in einem Betrieb der Diode extern injizierte Löcher und Elektronen unter Lichterzeugung.In the embodiment, a first electrically conductive and at the same time reflective layer 623 on the surface of the substrate carrier 614 applied. On this is a first doped semiconductor material 622 arranged. A differentially doped second semiconductor material is applied over it, as a result of which a pn junction 620 is formed at the interface. In this operation, the diode recombines externally injected holes and electrons with light generation.

Auf der zweiten Halbleiterschicht 621 ist eine transparente Elektrode 624 aufgebracht und diese über einen elektrischen Kontakt mit einer Zuleitung 616 versehen. Die transparente elektrisch leitfähige Schicht 622 ermöglicht eine großflächige Einkopplung von Ladungsträgern in das darunter liegende Halbleitermaterial 621.On the second semiconductor layer 621 is a transparent electrode 624 applied and this via an electrical contact with a supply line 616 Mistake. The transparent electrically conductive layer 622 allows a large-scale coupling of charge carriers in the underlying semiconductor material 621 ,

Transparente leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO“) sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO2 oder In2O3 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 oder In4Sn3O12 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein.Transparent conductive oxides ("TCO" for short) are transparent, conductive materials, usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO). In addition to binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnO 2 or In 2 O 3 also include ternary metal oxygen compounds such as Zn 2 SnO 4 , CdSnO 3 , ZnSnO 3 , MgIn 2 O 4 , GaInO 3 , Zn 2 In 2 O 5 or In 4 Sn 3 O 12 or mixtures of different transparent conductive oxides to the group of TCOs. Furthermore, the TCOs do not necessarily correspond to a stoichiometric composition and may also be p- or n-doped.

Eine Zuführung der Ladungsträger erfolgt über die an einer Seite angeordnete Zuleitung 616. Diese führt außerhalb der Schichtenfolge über eine Isolierung 615 an einen an der Unterseite des Substratträgers 614 angeordneten zweiten Kontakt 613. Die Isolierung 615 verhindert einen Kurzschluss zwischen dem elektrisch leitfähigen Substratträger 614 und der Kontaktierung 616.A feed of the charge carriers takes place via the supply line arranged on one side 616 , This leads outside the layer sequence via insulation 615 to one at the bottom of the substrate carrier 614 arranged second contact 613 , The insulation 615 prevents a short circuit between the electrically conductive substrate carrier 614 and contacting 616 ,

Darüber hinaus ist die Schichtenfolge mit einem transparenten dielektrischen Material 618 zum Schutz gegen mechanische oder chemische Beschädigung umgeben. Beispielsweise kann dieses transparente Material Siliziumdioxid oder einen transparenten Kunststoff umfassen.In addition, the layer sequence is with a transparent dielectric material 618 surrounded to protect against mechanical or chemical damage. For example, this transparent material may comprise silicon dioxide or a transparent plastic.

Zudem kann auf der dielektrischen Schicht 618, insbesondere auf den Seitenwänden der dielektrischen Schicht, eine weitere Spiegelschicht angeordnet sein. Dadurch wird seitlich abgestrahltes Licht zurückreflektiert und gegebenenfalls entlang der Hauptabstrahlrichtung A abgestrahlt.In addition, on the dielectric layer 618 , In particular on the side walls of the dielectric layer, a further mirror layer may be arranged. As a result, laterally emitted light is reflected back and optionally emitted along the main emission direction A.

8 zeigt eine Ausgestaltung eines Lumineszenzkonversionselements 820. Das Element 820 ist auf einem Kühlkörper 821 angeordnet, der eine gute thermische Wärmesenke darstellt. Das Lumineszenzmaterial 822 ist wiederum auf einer Spiegelschicht 822b als planare Schicht aufgebracht. Beispielsweise ist das Lumineszenzmaterial in einem keramischen Träger eingebettet und fixiert. Zur Verbesserung der Konversionseffizienz sind zudem an den Seitenwänden des Lumineszenzkonversionselements 820 zusätzliche Spiegel 822a angeordnet. Dadurch wird konvertiertes Licht, das in Richtung der Seitenwände bzw. in Richtung des Kühlelements 821 abgestrahlt wird, von den Spiegeln reflektiert und in der Hauptabstrahlrichtung transmittiert. 8th shows an embodiment of a luminescence conversion element 820 , The element 820 is on a heat sink 821 arranged, which represents a good thermal heat sink. The luminescent material 822 is again on a mirror layer 822b applied as a planar layer. For example, the luminescent material is embedded and fixed in a ceramic carrier. To improve the conversion efficiency are also on the side walls of the luminescence conversion element 820 additional mirrors 822a arranged. As a result, converted light, which is in the direction of the side walls or in the direction of the cooling element 821 is emitted, reflected by the mirrors and transmitted in the main emission direction.

Gleichzeitig wird eingekoppelte Primärstrahlung, die nicht im Konversionsmaterial wellenlängenkonvertiert wird, durch die zusätzliche Spiegelschicht 822b zurück in das Konversionsmaterial reflektiert. Dadurch vergrößert sich die Konversionswahrscheinlichkeit und die Effizienz des Konversionselements wird weiter verbessert.At the same time coupled primary radiation, which is not wavelength converted in the conversion material, through the additional mirror layer 822b reflected back into the conversion material. This increases the conversion probability and the efficiency of the conversion element is further improved.

Die vorgeschlagene Erfindung ist durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele nicht auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst sie jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen der einzelnen Ausführungsbeispiele, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination in den Ausführungsbeispielen und/oder Ansprüchen nicht explizit angegeben ist.The proposed invention is not limited by the description based on the embodiments. Rather, it includes every new feature as well as any combination of features of the individual embodiments, even if this feature or this combination is not explicitly specified in the exemplary embodiments and / or claims.

Claims (22)

Lichtquellenanordnung mit einer Halbleiterlichtquelle, umfassend: - eine Primärstrahlungsquelle (110) mit einer Schichtenfolge, die im Betrieb eine erste elektromagnetische Primärstrahlung entlang einer ersten Hauptstrahlrichtung emittiert; - ein von der Primärstrahlungsquelle (110) beabstandetes Lumineszenzkonversionselement (120), das einen Kühlkörper (121) und ein daran angeordnetes Lumineszenzmaterial (122) aufweist, welches zumindest einen Teil der eingekoppelten Primärstrahlung mittels mindestens eines Leuchtstoffs in eine Sekundärstrahlung entlang einer zweiten Hauptstrahlrichtung wellenlängenkonvertiert; - ein wellenlängenselektives Reflektorelement (160), das im Strahlengang der Primärstrahlungsquelle (110) angeordnet und ausgeführt ist, die Primärstrahlung auf das Lumineszenzmaterial (122) des Lumineszenzkonversionselements (120) zu lenken oder von dem Lumineszenzmaterial (122) in Richtung der Primärstrahlungsquelle (110) abgegebene Sekundärstrahlung umzulenken, und - eine zweite Primärstrahlungsquelle (130), die eine dritte elektromagnetische Strahlung emittiert, wobei die zweite Primärstrahlungsquelle (130) der Primärstrahlungsquelle (110) gegenüberliegend angeordnet ist, und wobei das wellenlängenselektive Reflektorelement (160) zur Umlenkung der dritten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist.Light source arrangement with a semiconductor light source, comprising: - A primary radiation source (110) having a layer sequence which emits in operation a first primary electromagnetic radiation along a first main radiation direction; a luminescence conversion element (120) spaced from the primary radiation source (110) and having a heat sink (121) and luminescent material (122) disposed thereon which wavelength converts at least a portion of the coupled primary radiation to at least one phosphor along a second radiation direction along a second main radiation direction; a wavelength-selective reflector element (160) which is arranged and designed in the beam path of the primary radiation source (110) to direct the primary radiation onto the luminescent material (122) of the luminescence conversion element (120) or from the luminescent material (122) in the direction of the primary radiation source (110). to redirect emitted secondary radiation, and - A second primary radiation source (130) emitting a third electromagnetic radiation, wherein the second primary radiation source (130) of the primary radiation source (110) is arranged opposite, and wherein the wavelength-selective reflector element (160) for deflecting the third electromagnetic radiation is formed. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1, bei der die zweite Hauptstrahlrichtung nicht parallel zu der ersten Hauptstrahlrichtung verläuft.Light source arrangement according to Claim 1 in which the second main beam direction is not parallel to the first main beam direction. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der das Reflektorelement (160) im Strahlengang der Sekundärstrahlung angeordnet und für diese transparent ist.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 2 in which the reflector element (160) is arranged in the beam path of the secondary radiation and is transparent to it. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Reflektorelement (160) einen dichroitischen Spiegel aufweist, der ein Reflexionsverhalten im Wellenlängenbereich einer Strahlung aus der ersten Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung und ein Transmissionsverhalten im Wellenlängenbereich der anderen Strahlung zeigt.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 3 in which the reflector element (160) has a dichroic mirror which exhibits a reflection behavior in the wavelength range of a radiation of the first primary radiation and the secondary radiation and a transmission behavior in the wavelength range of the other radiation. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Reflektorelement zwei senkrecht zueinander angeordnete Reflektorflächen aufweist.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 4 in which the reflector element has two reflector surfaces arranged perpendicular to one another. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Schichtenfolge der Primärstrahlungsquelle (110) Indium-Galliumnitrid und Galliumnitrid umfasst.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 5 in which the layer sequence of the primary radiation source (110) comprises indium gallium nitride and gallium nitride. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Schichtenfolge der Primärstrahlungsquelle (110) eine Primärstrahlung im ultravioletten Bereich erzeugt.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 6 in which the layer sequence of the primary radiation source (110) generates a primary radiation in the ultraviolet range. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Lumineszenzmaterial (122) eine Sekundärstrahlung im grünen Bereich des sichtbaren Lichts durch eine Umwandlung von Strahlung kürzerer Wellenlänge erzeugt. Light source arrangement according to one of Claims 1 to 7 in which the luminescent material (122) generates a secondary radiation in the green region of visible light by a conversion of radiation of shorter wavelength. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Lumineszenzkonversionselement (120) eine reflektierende Schicht umfasst, welche auf einer Seite des Lumineszenzmaterials (122) angeordnet ist und welche Primär- und/oder Sekundärstrahlung parallel zur zweiten Hauptstrahlrichtung reflektiert.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 8th in which the luminescence conversion element (120) comprises a reflective layer which is arranged on one side of the luminescent material (122) and which reflects primary and / or secondary radiation parallel to the second main radiation direction. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Primärstrahlungsquelle (110) und das Lumineszenzkonversionselement (120) mit verschiedenen, voneinander thermisch getrennten Kühlkörpern (111, 121) ausgebildet sind.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 9 in which the primary radiation source (110) and the luminescence conversion element (120) are formed with different, mutually thermally separated heat sinks (111, 121). Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Lumineszenzkonversionselement (120) die Form einer ebenen Schicht oder einer Platte hat, deren Oberfläche senkrecht zu einer Einstrahlrichtung der Primärstrahlung und/oder der Sekundärstrahlung liegt.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 10 in which the luminescence conversion element (120) has the shape of a planar layer or a plate whose surface is perpendicular to a direction of irradiation of the primary radiation and / or the secondary radiation. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 11, bei der eine reflektierende Schicht auf einer der Oberfläche des Lumineszenzkonversionselements (120) gegenüberliegenden Fläche angeordnet ist.Light source arrangement according to Claim 11 in which a reflective layer is disposed on an opposite surface to the surface of the luminescence conversion element (120). Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei der die Oberfläche eine Aufrauung und/oder Strukturierung aufweist.Light source arrangement according to one of Claims 11 to 12 in which the surface has a roughening and / or structuring. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der zwischen der Primärstrahlungsquelle (120) und dem Reflektorelement (160) ein erstes Linsensystem (113, 114) angeordnet ist.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 13 in which a first lens system (113, 114) is arranged between the primary radiation source (120) and the reflector element (160). Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der zwischen dem Reflektorelement (160) und dem Lumineszenzkonversionselement (120) ein zweites Linsensystem (123, 124) angeordnet ist.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 14 in which a second lens system (123, 124) is arranged between the reflector element (160) and the luminescence conversion element (120). Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, bei der das Linsensystem (113, 114, 123, 124) zumindest eine Sammellinse und/oder eine Zerstreuungslinse umfasst.Light source arrangement according to one of Claims 14 to 15 in which the lens system (113, 114, 123, 124) comprises at least one converging lens and / or a diverging lens. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der das erste (113, 114) und/oder zweite Linsensystem (123, 124) zu einer Parallelisierung der Primär- und/oder Sekundärstrahlung ausgeführt ist.Light source arrangement according to one of Claims 14 to 16 in which the first (113, 114) and / or second lens system (123, 124) is designed to parallelize the primary and / or secondary radiation. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und weiter umfassend: - eine dritte Primärstrahlungsquelle (140) zur Erzeugung einer vierten elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge unterschiedlich zu Wellenlängen der Primärstrahlung, der Sekundärstrahlung und der dritten elektromagnetischen Strahlung; - eine Reflektoranordnung, die in einem Strahlengang der Sekundärstrahlung sowie der dritten und vierten Strahlung angeordnet und derart ausgestaltet ist, Sekundärstrahlung, dritte und vierte Strahlung parallel zueinander auszurichten.Light source arrangement according to one of Claims 1 to 17 and further comprising: - a third primary radiation source (140) for generating a fourth electromagnetic radiation having a wavelength different from wavelengths of the primary radiation, the secondary radiation and the third electromagnetic radiation; a reflector arrangement which is arranged in a beam path of the secondary radiation as well as the third and fourth radiation and is configured to align secondary radiation, third and fourth radiation parallel to one another. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 18, bei der zumindest zwei der Primärstrahlungsquellen (110, 130, 140) auf einem gemeinsamen Kühlkörper angeordnet sind.Light source arrangement according to Claim 18 in which at least two of the primary radiation sources (110, 130, 140) are arranged on a common heat sink. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 19, bei welcher der Kühlkörper (121) des Lumineszenzkonversionselements (110) und mindestens eine der Primärstrahlungsquellen (110, 130, 140) auf einem gemeinsamen Kühlkörper angeordnet sind.Light source arrangement according to one of Claims 18 to 19 in which the heat sink (121) of the luminescence conversion element (110) and at least one of the primary radiation sources (110, 130, 140) are arranged on a common heat sink. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei der zwischen der dritten Primärstrahlungsquelle und der Reflektoranordnung ein Linsensystem angeordnet ist.Light source arrangement according to one of Claims 18 to 20 in which a lens system is arranged between the third primary radiation source and the reflector arrangement. Lichtquellenanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei der die Primärstrahlung und die dritte elektromagnetische Strahlung das gleiche elektromagnetische Spektrum aufweisen.Light source arrangement according to one of Claims 18 to 21 in which the primary radiation and the third electromagnetic radiation have the same electromagnetic spectrum.
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