DE102008046523B4

DE102008046523B4 - Leuchtmittel

Info

Publication number: DE102008046523B4
Application number: DE102008046523.2A
Authority: DE
Inventors: Alfred Lell; Dr. Baumann Frank; Dr. Tautz Sönke
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: DE102008046523A1

Abstract

Leuchtmittel (1) mit- mindestens einem Halbleiterlaserelement (2), das dazu gestaltet ist, eine Primärstrahlung (P) mit einer Wellenlänge zwischen 200 nm und 550 nm zu emittieren,- mindestens einem Konversionsmittel (3), das wenigstens einen Teil der Primärstrahlung (P) in eine Sekundärstrahlung (S) mit einer größeren Wellenlänge als die der Primärstrahlung (P) konvertiert und das zumindest mittelbar auf einem Träger (4) angebracht ist,- mindestens einem Reflexionsmittel (5), das für mindestens einen Teil der Primärstrahlung (P) reflektierend wirkt und zumindest stellenweise in direktem Kontakt zum Konversionsmittel (3) steht,- wobei eine Reflexionsmitteldicke DRgrößer ist als eine Konversionsmitteldicke DC, und die Reflexionsmitteldicke DRund die Konversionsmitteldicke DCbis auf höchstens 20 % gleich sind,- wobei das Konversionsmittel (3) in Teilbereiche (6) strukturiert und zweidimensional auf dem Träger (4) angeordnet ist und in direktem Kontakt zum Träger (4) steht,- wobei einzelne Teilbereiche (6) durch mit dem Reflexionsmittel (5) gebildete Lamellen (7) voneinander separiert sind, und- wobei das Reflexionsmittel (5) ein Metall umfasst.

Description

Es wird ein Leuchtmittel angegeben.
Die Druckschrift EP 1 734 302 A1 betrifft ein Licht emittierendes Bauteil.
Die US 2007/0189352 A1 offenbart ein Leuchtmittel mit einer Primärlicht emittierenden Lichtquelle, einem Lichtleiter für das Primärlicht und einem Lichtwellenlängenkonversionsmittel, das Primärlicht vom Lichtleiter absorbiert und dessen Wellenlänge konvertiert und Licht aus einem bestimmten Wellenlängenbereich abstrahlt, sowie einer Blende, die ein Teil des Primärlichts und des vom Lichtwellenlängenkonversionsmittel abgestrahlten Lichts blockiert.
Die US 2008/0169752 A1 offenbart ein Leuchtmittel mit einer Primärlicht emittierenden Lichtquelle und einem Leuchtstoffelement. Das Leuchtstoffelement umfasst einen semi-transluzenten Film, eine erste Lumineszenz-Folie und eine reflektierende Folie, welche das von der ersten Lumineszenz-Folie transmittierte Primärlicht zur Lumineszenz-Folie reflektiert.
Die US 2008/0128728 A1 offenbart ein Leuchtmittel mit einer Lichtquelle, wobei die Lichtquelle einen lichterzeugenden Materialstapel mit einem lichterzeugenden Bereich und einer Lichtaustrittsfläche aufweist, und mit einem Polarisator, wobei der Polarisator bei einer ersten Höhe einen ersten Reflexionsbereich und bei einer zweiten, unterschiedlichen Höhe einen zweiten Reflexionsbereich besitzt.
Die US 2007/0182299 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren für eine Lichtquelle mit den Schritten: Formen einer ersten optischen Komponente mit einem Leuchtstoff in fester Beziehung zu einem ersten Interferenzreflektor, Bereitstellen einer zweiten optischen Komponente mit einer LED, zur Emission von Anregungslicht für den Leuchtsoff ausgebildet ist, und Positionieren der ersten optischen Komponente, so dass sie Licht von der zweiten optischen Komponente empfängt.
Die US 2008/0210967 A1 offenbart eine LED mit einer ersten Halbleiterschicht, einer zweiten Halbleiterschicht, die auf der ersten Halbleiterschicht angeordnet ist, einem auf der zweiten Halbschicht angeordneten, Leuchtstoff aufweisenden Konversionsmittel und einer reflektierenden metallischen Schicht, die auf der zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist und das Konversionsmittel umgibt.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Leuchtmittel anzugeben, das eine hohe Leuchtdichte aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst dieses mindestens ein Halbleiterlaserelement. Das Halbleiterlaserelement ist dazu ausgestaltet, im Betrieb eine Primärstrahlung mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 200 nm und 550 nm zu emittieren. Bevorzugt liegt das Intensitätsmaximum der vom Halbleiterlaserelement emittierten Primärstrahlung im ultravioletten Spektralbereich, insbesondere zwischen 360 nm und 420 nm, oder im blauen Spektralbereich, insbesondere zwischen 430 nm und 480 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst dieses mindestens ein Konversionsmittel. Das Konversionsmittel ist dazu gestaltet, wenigstens einen Teil der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung umzuwandeln.
Die Sekundärstrahlung weist eine größere Wellenlänge auf als die Primärstrahlung. Bevorzugt umfasst das Konversionsmittel einen Cer- oder Europium-dotierten Leuchtstoff.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst dieses einen Träger mit einer Hauptfläche. Über den Träger erlangt das Leuchtmittel eine ausreichende mechanische Stabilität. Bevorzugt weist der Träger eine hohe thermische Leitfähigkeit, insbesondere eine thermische Leitfähigkeit von mindestens 5 W/(K m), bevorzugt von mindestens 40 W/(K m), auf. Beispielsweise ist der Träger mit einer Keramik, etwa Aluminiumoxid, einem Glas oder einem Metall gestaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist das Konversionsmittel zumindest mittelbar auf dem Träger, insbesondere auf der Hauptfläche des Trägers, angebracht. Das bedeutet, dass sich zwischen dem Konversionsmittel und dem Träger zumindest eine Zwischenschicht befinden kann, die zur Haftvermittlung oder zur Einstellung optischer Eigenschaften dient. Auch ist es möglich, dass das Konversionsmittel, wenigstens stellenweise, in direktem Kontakt zum Träger steht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist das Konversionsmittel unmittelbar auf dem Träger angebracht. Das Konversionsmittel steht also in direktem Kontakt zum Träger. Eine Haftung zwischen Konversionsmittel und Träger ist durch ein Material des Konversionsmittels selbst vermittelt. Hierdurch ist ein guter thermischer Kontakt zwischen Träger und Konversionsmittel gewährleistet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst dieses mindestens ein Reflexionsmittel. Das Reflexionsmittel ist mindestens für einen Teil der Primärstrahlung reflektierend. Das Reflexionsmittel kann mit einer dielektrischen Schichtenfolge und/oder einem Metall gestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Wirkung des Reflexionsmittel auf Totalreflexion beruhen. In diesem Fall weist das Reflexionsmittel mindestens ein niederbrechendes Dielektrikum auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels steht das Reflexionsmittel zumindest stellenweise in direktem Kontakt zum Konversionsmittel. Mit anderen Worten berühren sich Reflexionsmittel und Konversionsmittel.
In mindestens einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst dieses mindestens ein Halbleiterlaserelement, das dazu ausgestaltet ist, im Betrieb eine Primärstrahlung mit einer Wellenlänge zwischen 200 nm und 550 nm zu emittieren. Weiterhin weist das Leuchtmittel mindestens ein Konversionsmittel auf, das wenigstens einen Teil der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung mit einer größeren Wellenlänge als die der Primärstrahlung konvertiert. Das Konversionsmittel ist zumindest mittelbar auf einem Träger angebracht. Zudem beinhaltet das Leuchtmittel mindestens ein Reflexionsmittel, das für mindestens einen Teil der Primärstrahlung reflektierend wirkt und mindestens stellenweise in direktem Kontakt zum Konversionsmittel steht.
Durch das Reflexionsmittel wird verhindert, dass die Primärstrahlung das Konversionsmittel verlässt, bevor die Primärstrahlung zum Teil oder vollständig in Sekundärstrahlung konvertiert wurde. Dies erhöht die Konversionseffizienz und den Wirkungsgrad des Leuchtmittels. Dadurch kann das Leuchtmittel eine hohe Leuchtdichte aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels beträgt die Leuchtdichte mindestens 1 kW/cm². Das heißt, an mindestens einer Stelle einer Abstrahlfläche des Leuchtmittels übersteigt die Leuchtdichte den genannten Wert. Bevorzugt übersteigt die Leuchtdichte 10 kW/cm², besonders bevorzugt 100 kW/cm², insbesondere 1000 kW/cm².
Im Vergleich zu Leuchtmitteln, die Leuchtdioden umfassen, sind derart hohe Leuchtdichten durch den Einsatz eines Halbleiterlaserelements ermöglicht. Da die Laserstrahlung auf einen kleinen Durchmesser fokussierbar ist, im Gegensatz zu der von einer Leuchtdiode emittierten Strahlung, kann die leuchtende Fläche des Leuchtmittels auf einen Fleck mit einem Durchmesser von beispielsweise weniger als 100 µm oder weniger als 10 µm fokussiert werden. Die Konversion der Primärstrahlung in die Sekundärstrahlung ist bevorzugt auf einen Bereich einer entsprechenden Größe begrenzt. Hierdurch ist es möglich, dass eine praktisch punktförmige Abstrahlung der Sekundärstrahlung mit hoher Leuchtdichte und/oder Intensität erfolgt. Durch diese punktförmige Abstrahlung ist es erleichtert, die Sekundärstrahlung in einer nachfolgenden Optik beispielsweise zu fokussieren.
Bei einer Leuchtdiode liegt die erzielbare Leuchtdichte in der Größenordnung von 100 W/cm². Somit ist über eine Leuchtdiode kein punktförmig abstrahlendes Leuchtmittel mit hoher Leuchtdichte realisierbar, da zum Erzielen einer hierfür erforderlichen Lichtleistung eine deutlich größere Abstrahlfläche einer Leuchtdiode erforderlich ist. Da die Strahlung einer Leuchtdiode ungerichtet ist, kann die Strahlung nachfolgend nur bedingt fokussiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels emittiert das mindestens eine Halbleiterlaserelement eine Primärstrahlung mit einer Leistung von mindestens 100 mW, bevorzugt mindestens 500 mW, insbesondere mindestens 1 W. Durch die Verwendung eines solchen Halbleiterlaserelements ist eine intensive Abstrahlung der Sekundärstrahlung des Leuchtmittels ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels durchläuft die Primärstrahlung den Träger. Mit anderen Worten passiert die Primärstrahlung, bevor diese zum Konversionsmittel gelangt, den Träger. Es befindet sich also der Träger insbesondere zwischen dem Halbleiterlaserelement und dem Konversionsmittel.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist das Konversionsmittel eine Konversionsmitteldicke D_C und das Reflexionsmittel eine Reflexionsmitteldicke D_R auf. Die Dicken können sich hierbei auf eine Ausdehnung von Konversions- beziehungsweise Reflexionsmittel in eine Richtung senkrecht zur Hauptfläche des Trägers beziehen. Es ist die Reflexionsmitteldicke D_R größer als die Konversionsmitteldicke D_C. Die Reflexionsmitteldicke D_R kann die Konversionsmitteldicke D_C um mindestens einen Faktor 1,5 übersteigen. Eine solche Ausgestaltung des Reflexionsmittels ermöglicht eine gerichtete Abstrahlung der Sekundärstrahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist die Reflexionsmitteldicke D_R, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, gleich der Konversionsmitteldicke D_C. Eine solche Ausgestaltung von Reflexionsmittel und Konversionsmittel ermöglicht eine besonders kompakte Gestaltung des Leuchtmittels.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist die Reflexionsmitteldicke D_R geringer als die Konversionsmitteldicke D_C. Bevorzugt beträgt die Reflexionsmitteldicke D_R höchstens 75 Prozent der Konversionsmitteldicke D_C. Bei einem solchen Leuchtmittel kann die Sekundärstrahlung in einem großen Winkelbereich abgestrahlt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist das Konversionsmittel in Teilbereiche strukturiert, wobei eine Strukturgröße L_S der Teilbereiche höchstens 500 µm beträgt. Bevorzugt beträgt die Strukturgröße L_S höchstens 100 µm, insbesondere höchstens 20 µm. Teilbereich bedeutet, dass im Rahmen der Herstellungstoleranzen gleichartige Teilbereiche etwa lateral benachbart auf dem Träger angeordnet sind. Innerhalb eines Teilbereichs ist beispielsweise die Konversionsmitteldicke D_C im Rahmen der Herstellungstoleranzen konstant und verschiedene Teilbereiche sind etwa durch Bereiche verminderter Konversionsmitteldicke D_C oder durch Bereiche ohne Konversionsmittel voneinander separiert. Durch die Teilbereiche ist eine periodische Strukturierung des Konversionsmittels ermöglicht. Mit anderen Worten kann ein Teilbereich auch als eine Art Einheitszelle des Konversionsmittels beziehungsweise der Strukturierung des Konversionsmittels aufgefasst werden. Die Teilbereiche sind zum Beispiel zweidimensional auf dem Träger angeordnet.
Bevorzugt weisen die Teilbereich eine, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, identische Struktur auf. An Randbereichen der Abstrahlfläche können die Teilbereiche anders strukturiert sein. Die Strukturgröße L_S entspricht beispielsweise einer maximalen lateralen Ausdehnung eines Teilbereichs. Durch eine Strukturierung des Konversionsmittels ist eine besonders hohe lokale Leuchtdichte und eine flächige Gestaltung des Leuchtmittels realisierbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die Teilbereiche zylinderartig, kugelartig und/oder halbkugelartig geformt. Oberflächen der Teilbereiche des Konversionsmittels können unregelmäßig gestaltet sein. Dies kann beispielsweise von einem Tropfenprozess oder einem Ätzprozess rühren, mittels dem die Teilbereiche hergestellt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist das Konversionsmittel frei oder überwiegend frei von einem organischen Material. Zum Beispiel beinhaltet das Konversionsmittel ein Matrixmaterial aus einem Glas oder aus einer gesinterten Keramik. In das Matrixmaterial sind beispielsweise Leuchtstoffpartikel eingebettet. Organische Materialien sind gegenüber photochemischer Beschädigung, die bei hohen Leuchtdichten auftreten können, oft nur bedingt widerstandsfähig. Umfasst das Konversionsmittel kein organisches Material, so kann insbesondere die Primärstrahlung eine hohe Leuchtdichte aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist dieses ein Array auf, das mit einer Mehrzahl von Halbleiterlaserelementen gebildet ist. Beispielsweise kann jedem Teilbereich oder jeweils einer Gruppe mit mindestens vier, insbesondere mit mindestens sieben Teilbereichen ein Halbleiterlaserelement zugeordnet sein. Die Halbleiterlaserelemente des Arrays sind bevorzugt gleichartig gestaltet. Alternativ ist es möglich, dass beispielsweise an Randbereichen des Arrays Halbleiterlaserelemente mit höherer Leistung Verwendung finden als in Zentralbereichen des Arrays.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die Teilbereiche des Konversionsmittels durch Lamellen voneinander separiert. Die Lamellen sind hierbei mit dem Reflexionsmittel gebildet. Mit anderen Worten grenzt das Reflexionsmittel verschiedene Teilbereiche jeweils voneinander ab. Über die Lamellen ist es beispielsweise ermöglicht, dass durch die Konversion der Primärstrahlung im Konversionsmittel erzeugte Wärme aus diesem effizient abgeführt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weisen die Lamellen eine Breite auf, die höchstens das Doppelte der Strukturgröße L_S beträgt. Bevorzugt beträgt die Breite höchstens das Gleiche, insbesondere höchstens die Hälfte der Strukturgröße L_S. „Breite“ bezieht sich hierbei auf eine mittlere Ausdehnung der Lamellen in einer Richtung senkrecht zur Reflexionsmitteldicke D_R, also beispielsweise in einer Richtung parallel zur Hauptseite des Trägers. Durch eine derartige Ausgestaltung der Lamellen, bei der diese eine vergleichsweise geringe Breite aufweisen, wird eine insgesamt große Abstrahlfläche des Leuchtmittels realisiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die Lamellen trigonal, hexagonal oder rechteckig angeordnet. Das heißt, in Draufsicht auf eine Hauptseite des Trägers bilden die Lamellen ein Muster aus, dessen Einheitszellen einen trigonalen, hexagonalen oder rechteckigen Grundriss aufweisen. Diese von den Lamellen gebildeten Einheitszellen weisen bevorzugt mindestens eine, insbesondere mindestens zwei Symmetrieachsen auf. Durch eine solche Gestaltung der Lamellen kann die Hauptseite des Trägers effizient genützt werden und die Abstrahlfläche des Leuchtmittels kann besonders groß sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels gilt bezüglich der Größen Reflexionsmitteldicke D_R, Konversionsmitteldicke D_C, und Strukturgröße L_S folgender Zusammenhang: $(D_{R} - D_{C}) / L_{S} \geq 1,05.$
Bevorzugt ist dieser Wert größer oder gleich 1,3, insbesondere größer gleich 2,0. Mit anderen Worten ist die Strecke, um die das Reflexionsmittel das Konversionsmittel überragt, um mindestens einen Faktor 1,05 größer als die Strukturgröße L_S der Teilbereiche des Konversionsmittels. Eine solche Ausgestaltung von Reflexionsmittel und Konversionsmittel ermöglicht es, dass die vom Leuchtmittel emittierte Sekundärstrahlung etwa in einem Kegel mit einem Öffnungswinkel von weniger als 50 Grad, insbesondere von weniger als 40 Grad, besonders bevorzugt von weniger als 30 Grad emittiert wird. Hierdurch kann dem Leuchtmittel eine Optik nachgeordnet werden, die eine hohe Abbildungsqualität erzielen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist das Konversionsmittel vollständig von Träger und Reflexionsmittel umgeben. Hierdurch ist ein besonders kompakt aufgebautes Leuchtmittel realisierbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels basiert das Reflexionsmittel auf Totalreflexion. Das heißt, die Primärstrahlung wird vom Reflexionsmittel über Totalreflexion beispielsweise in das Konversionsmittel zurück reflektiert. Das Reflexionsmittel ist in diesem Fall mit mindestens einem niedrig brechenden Dielektrikum gebildet. Das Dielektrikum kann beispielsweise Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid, Nioboxid, Neodymoxid oder Tantaloxid beinhalten. Ebenso ist es möglich, dass das Dielektrikum von Luft oder einem anderen Gas gebildet ist. Auch Flüssigkeiten mit niedrigem Brechungsindex können Verwendung finden. Das Verhältnis aus einem Brechungsindex des Konversionsmittels und eines Brechungsindex des Reflexionsmittels beträgt bevorzugt mindestens 1,02, besonders bevorzugt mindestens 1,15, insbesondere mindestens 1,4.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels strahlt dieses weißes Licht ab. Das weiße Licht ist entweder durch die Sekundärstrahlung oder durch eine Mischung von Sekundärstrahlung und Primärstrahlung gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels wirkt das Reflexionsmittel zumindest stellenweise reflektierend für die Sekundärstrahlung. Ein solches Reflexionsmittel ermöglicht eine effiziente und/oder gerichtete Abstrahlung der Sekundärstrahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist eine Hauptstrahlrichtung der Primärstrahlung senkrecht zu einer Hauptstrahlrichtung der Sekundärstrahlung orientiert. Hierdurch kann sich der Platzbedarf des Leuchtmittels in Richtung der Hauptstrahlrichtung der Sekundärstrahlung reduzieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist das Reflexionsmittel stellenweise als dielektrische Schichtenfolge gestaltet. Die dielektrische Schichtenfolge weist bevorzugt mindestens drei Paare aus abwechselnd aufeinander folgenden Schichten mit hohem Brechungsindex und mit niedrigem Brechungsindex auf. Die dielektrische Schichtenfolge ist beispielsweise hochreflektierend für die Primärstrahlung gestaltet, so dass keine Primärstrahlung das Leuchtmittel verlassen kann. Hierdurch ist ein hoher Konversionsgrad gewährleistet. Alternativ oder zusätzlich kann die dielektrische Schichtenfolge antireflektierend bezüglich der Sekundärstrahlung gestaltet sein. Hierdurch ist eine hohe Auskoppeleffizienz bezüglich der Sekundärstrahlung aus dem Leuchtmittel gewährleistet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels erfolgt eine Einkopplung der Primärstrahlung in das Konversionsmittel, im Rahmen der Herstellungs- und Justagetoleranzen, parallel zur Hauptfläche des Trägers. Mit anderen Worten ist eine Strahlachse der Primärstrahlung parallel zur Hauptfläche des Trägers ausgerichtet. Auch bei einer solchen Einkopplung ist es möglich, dass Halbleiterlaserelement und Konversionsmittel durch den Träger voneinander separiert sind, so dass die Primärstrahlung den Träger vor der Einkopplung in das Konversionsmittel durchläuft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist der Träger ein Eintrittsfenster auf, durch das die Primärstrahlung den Träger passiert. Das Eintrittsfenster ist bevorzugt mit einem bezüglich der Primärstrahlung transparenten Material gestaltet. Die Transmission der Primärstrahlung durch das Eintrittsfenster hindurch beträgt beispielsweise mindestens 80 %, insbesondere mindestens 90 %. Hierdurch kann die Primärstrahlung verlustarm in das Konversionsmittel eingekoppelt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist das Konversionsmittel in Teilbereiche strukturiert und zweidimensional auf dem Träger angeordnet. Weiterhin steht das Konversionsmittel in direktem Kontakt zum Träger.
Einzelne Teilbereiche sind durch mit vom Reflexionsmittel gebildete Lamellen voneinander separiert. Zudem umfasst das Reflexionsmittel ein Metall. Die Reflexionsmitteldicke D_R und die Konversionsmitteldicke D_C sind bis auf höchstens 20 Prozent gleich. Das heißt, der Quotient aus Reflexionsmitteldicke D_R und Konversionsmitteldicke D_C liegt im Intervall zwischen 0,8 und 1,2.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels wird die Primärstrahlung durch den Träger hindurch in das Konversionsmittel eingekoppelt. Weiterhin ist das Reflexionsmittel an einer Unterseite des Konversionsmittels, die der Hauptseite des Trägers zugewandt ist, reflektierend für die Sekundärstrahlung und die Primärstrahlung ausgestaltet. Das Reflexionsmittel weist an der Unterseite des Konversionsmittels ein Eintrittsfenster für die Primärstrahlung auf, das durchlässig für die Primärstrahlung ist. Zudem bedeckt das Reflexionsmittel an einer Oberseite des Konversionsmittels, die dem Träger abgewandt ist, das Konversionsmittel vollständig. Das Reflexionsmittel an der Oberseite ist für die Sekundärstrahlung durchlässig und für die Primärstrahlung reflektierend ausgestaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels erfolgt die Einkopplung der Primärstrahlung in das Konversionsmittel über wenigstens einen Lichtleiter. Dadurch ist es möglich, dass die Primärstrahlung auf ihrem Weg vom Halbleiterlaserelement zum Konversionsmittel kein niederbrechendes Medium, wie beispielsweise Luft, durchläuft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels befindet sich der Träger zwischen dem Konversionsmittel und dem Halbleiterlaserelement, wobei das Halbleiterlaserelement nicht in mittelbarem Kontakt zum Träger steht. Die Primärstrahlung ist mindestens zum Teil freilaufend, beispielsweise durch Luft, zum Konversionsmittel geführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist eine Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterlaserelements bezüglich der Primärstrahlung parallel zu einer Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels bezüglich der Sekundärstrahlung. Mit anderen Worten weisen die Hauptabstrahlungsrichtungen von Sekundärstrahlung und Primärstrahlung in dieselbe Richtung. Hierdurch ist etwa ein effizientes Mischen von Primär- und Sekundärstrahlung ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist der Träger mit einem bezüglich der Primärstrahlung transparentem Material gestaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels wird die vom Halbeiterlaserelement emittierte Primärstrahlung optisch direkt in das Konversionsmittel eingekoppelt. Mit anderen Worten befindet sich zwischen dem Halbleiterlaserelement und dem Konversionsmittel keine bezüglich der Primärstrahlung strahlformende optische Komponente. Es befindet sich also zwischen dem Halbeiterlaserelement und dem Konversionsmittel keine Linse und/oder kein Reflektor und/oder kein Lichtleiter.
Es wird darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmittels angegeben. Beispielsweise kann mittels des Verfahrens ein Leuchtmittel hergestellt werden, wie es in Verbindung mit einem oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben ist.
Das Verfahren weist gemäß zumindest einer Ausführungsform mindestens die folgenden Verfahrensschritte auf:

- Bereitstellen eines Trägers,
- Aufbringen eines das Reflexionsmittel bildenden Materials in einer bestimmten Reflexionsmitteldicke D_R auf den Träger,
- Aufbringen einer strukturierten Hilfsmaske auf dem das Reflexionsmittel bildende Material,
- Ätzen von Teilbereichen in das Material,
- Aufbringen des Konversionsmittels,
- Abheben von überschüssigem Konversionsmittel und Hilfsmaske, und
- Anbringen des Halbleiterlaserelements.

Einige Anwendungsbereiche, in denen hier beschriebene Leuchtmittel Verwendung finden können, sind etwa die Hinterleuchtung von Displays oder Anzeigeeinrichtungen. Weiterhin kann ein hier beschriebenes Leuchtmittel auch in Beleuchtungseinrichtungen für Mikroskope, zu Projektionszwecken, in Scheinwerfern oder Lichtstrahlern oder bei der Allgemeinbeleuchtung eingesetzt werden. Ein weiteres mögliches Anwendungsfeld besteht in Kombination mit medizinischen Geräten, insbesondere mit Lampen und Endoskopen.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Leuchtmittel unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Leuchtmittels,
2 eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Leuchtmittels,
3 eine Draufsicht (A) und eine Seitenansicht (B) eines weiteren Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Leuchtmittels,
4 eine schematische Darstellung in Draufsichten (A bis D) und einer Seitenansicht (E) eines Verfahrens zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschrieben Leuchtmittels,
5 und 6 schematische Schnittdarstellungen von weiteren Ausführungsbeispielen eines hier beschriebenen Leuchtmittels, und
7 bis 9 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Leuchtmitteln mit einem Reflexionsmittel, das zumindest eine dielektrische Schichtenfolge umfasst.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Leuchtmittels 1 dargestellt. An einer Unterseite 31 eines Konversionsmittels 3 befindet sich ein Halbleiterlaserelement 2. Vom Halbleiterlaserelement 2 wird im Betrieb eine Primärstrahlung P, symbolisiert durch einen ausgefüllten, dick gezeichneten Pfeil, in Richtung Unterseite 31 emittiert und gelangt direkt in das Konversionsmittel 3. In einer lateralen Richtung, senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterlaserelements 2, ist das Konversionsmittel 3 von einem Reflexionsmittel 5 umrandet. Das Konversionsmittel 3 und das Reflexionsmittel 5 sind an einem nicht gezeichneten Träger 4 angebracht.
Durch das Konversionsmittel 3 wird die Primärstrahlung P mindestens zum Teil in eine Sekundärstrahlung S, die eine größere Wellenlänge aufweist als die Primärstrahlung P, konvertiert. Die Sekundärstrahlung S ist durch einen umrandeten Pfeil symbolisiert. Hauptstrahlrichtungen von Primärstrahlung P und Sekundärstrahlung S sind parallel zueinander. Die Sekundärstrahlung S verlässt das Leuchtmittel 1 an einer Oberseite des Konversionsmittels 3, wobei die Oberseite 32 dem Halbleiterlaserelement 2 abgewandt ist.
Die Primärstrahlung P wird zum Teil im Konversionsmittel 3, bevor die Primärstrahlung P in die Sekundärstrahlung S konvertiert wird, gestreut. Ein beispielhafter Lichtweg W eines Anteils der Primärstrahlung P, der gestreut wird, ist in 1 schematisch durch eine dünne Pfeil-Linie illustriert. Durch das Reflexionsmittel 5 ist verhindert, dass dieser gestreute Anteil der Primärstrahlung P das Konversionsmittel 3 verlässt, bevor dieser Anteil in die Sekundärstrahlung S konvertiert wird.
In 2 ist eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Leuchtmittels 1 dargestellt. Das Reflexionsmittel 5 umgibt das Konversionsmittel 3 ringartig. Sowohl Konversionsmittel 3 als auch Reflexionsmittel 5 stehen in direktem Kontakt zu einer Hauptfläche 9 des Trägers 4. In 2 ist der Träger 4 nicht zu sehen, da die Hauptfläche 9 des Trägers 4 vom Konversionsmittel 3 und vom Reflexionsmittel 5 vollständig bedeckt ist. Das Konversionsmittel 3 bedeckt gleichmäßig eine kreisförmige Abstrahlfläche 11. Die Abstrahlfläche 11 beträgt zwischen zirka 10 µm² und 0,1 mm².
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Leuchtmittels 1 ist in 3 illustriert. Das Halbleiterlaserelement 2 ist in 3 nicht dargestellt. Auf dem Träger 4 befinden sich innerhalb der Abstrahlfläche 11 tröpfchenartige Teilbereiche 6 des Konversionsmittels 3. Die Teilbereiche 6 weisen eine Strukturgröße L_S auf, die zirka 100 µm beträgt. Die einzelnen Teilbereiche 6 stehen in direktem Kontakt zu der Hauptfläche 9 des Trägers 4. Die Teilbereiche 6 weisen eine zylinderartige Struktur auf. Das Reflexionsmittel 5 ist durch ein niederbrechendes Dielektrikum, im Ausführungsbeispiel gemäß 3 durch Luft, gebildet. Das Reflexionsmittel 5 umgibt, mit Ausnahme von mit dem Träger 4 in Kontakt stehenden Bereichen, das Konversionsmittel 3 vollständig, insbesondere seitlich in einer Richtung parallel zur Hauptfläche 9 des Trägers 4. Ein Durchmesser der Abstrahlfläche 11 beträgt zirka 1,2 mm.
Die Teilbereiche 6 können über ein Druck- oder Spritzverfahren aufgebracht sein. Einzelne oder auch mehrere zusammengeschlossene Tropfen des während des Aufbringens flüssigen Konversionsmittels 3 bilden dann die Teilbereiche 6 aus. Bedingt durch das Aufbringen können die Teilbereiche 6 eine Größenverteilung aufweisen, das heißt, verschiedene Teilbereiche 6 können verschieden groß sein. Anders als in 3 gezeigt, können die Teilbereiche 6 hierbei eine kugelartige oder halbkugelartige Form, auch mit einer unregelmäßigen Oberfläche, aufweisen.
Die Verfahrensschritte zur Herstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Leuchtmittels 1 sind in 4 schematisch illustriert. Auf dem Träger 4 befindet sich eine Schicht des Reflexionsmittels 5a, 5b. Die Abstrahlfläche 11 ist von einer Hilfsmaske 12 bedeckt, die Teile des Reflexionsmittels 5b unbedeckt lässt, siehe Draufsicht gemäß 4A.
Über einen Ätzprozess werden in den von der Hilfsmaske 12 unbedeckten Bereichen des Reflexionsmittels 5b Ätzstrukturen 13 gebildet. Die Ätzstrukturen 13 durchdringen das Reflexionsmittel 5a, 5b vollständig und reichen bis zum nicht gezeichneten Träger 4, siehe 4B.
In einem weiteren Verfahrensschritt, siehe 4C, wird auf dem Reflexionsmittel 5a, über der Hilfsmaske 12 und über beziehungsweise in den Ätzstrukturen 13 das Konversionsmittel 3 aufgebracht. Beispielsweise kann das Konversionsmittel 3 in einer flüssigen oder zähflüssigen Form aufgebracht und anschließend ausgehärtet werden.
Im Verfahrensschritt gemäß 4D wird das sich über der Hilfsmaske 12 befindliche Material des Konversionsmittels 3 abgetragen, so dass nur noch das Konversionsmittel 3 in den Ätzstrukturen 13 verbleibt.
Das in 4 nicht gezeichnete Halbleiterlaserelement 2 wird in einem weiteren Verfahrensschritt angebracht, beispielsweise auf eine in den 7 bis 9 dargestellte Art.
In 4E ist das resultierende Leuchtmittel 1 dargestellt. Die Hilfsmaske 12 ist entfernt. Auf dem Träger 4 ist also in direktem Kontakt das Reflexionsmittel 5a und in Ätzstrukturen 13 das Konversionsmittel 3 aufgebracht. Einzelne Teilbereiche 6 des Konversionsmittels 3 sind durch Lamellen 7 lateral, also in einer Richtung parallel zur Hauptseite 9, voneinander separiert. Das Reflexionsmittel 5 steht in direktem Kontakt zu den durch das Reflexionsmittel 3 gebildeten Lamellen 7. Die Lamellen bedecken Bereiche der Hauptseite 9 des Trägers 4, die zuvor von der Hilfsmaske 12 abgedeckt waren. Einzelne Teilbereiche 6 sind also von den Lamellen 7, die mit dem Reflexionsmittel 5 gebildet sind, voneinander separiert.
In Draufsicht, vergleiche 4D, weisen die Lamellen 7 eine hexagonale Struktur auf. Eine Breite B der Lamellen 7 beträgt etwa 100 µm und entspricht in etwa der Strukturgröße L_S der Teilbereiche 6. Eine Reflexionsmitteldicke D_R des Reflexionsmittels 5 und eine Konversionsmitteldicke D_C des Konversionsmittels 3 sind, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, gleich groß.
Das Reflexionsmittel 5 ist etwa mit einem Metall gebildet, das Konversionsmittel 3 weist Cer- oder Europium-haltige Partikel auf, die in einer Matrix eingebettet sind. Die Matrix kann mit einem Silikon, einem Epoxid, einem Hybridmaterial oder einem Kunststoff, etwa mit Polycarbonat, einem Glas oder einem Granat gestaltet sein.
In 5 sind weitere Ausführungsbeispiele des Leuchtmittels 1 dargestellt, bei dem die Reflexionsmitteldicke D_R des Reflexionsmittels 5 und die Konversionsmitteldicke D_C des Konversionsmittels 3 jeweils unterschiedlich ausgestaltet sind. Das Halbleiterlaserelement 2 ist in 5 nicht gezeichnet.
Gemäß 5A ist die Reflexionsmitteldicke D_R kleiner als die Konversionsmitteldicke D_C. Konversionsmittel 3 und Reflexionsmittel 5 stehen jeweils in direktem Kontakt zum Träger 4. Das Reflexionsmittel 3 steht darüber hinaus in direktem Kontakt zum Reflexionsmittel 5.
Die Primärstrahlung P, in 5 nicht gezeichnet, ist eine Laserstrahlung und somit insbesondere eine gerichtete Strahlung. Im Gegensatz hierzu wird die Sekundärstrahlung erst durch Konversion der Primärstrahlung P erzeugt. Über die Konversion ist die Richtung der Primärstrahlung P nicht erhalten, so dass die Sekundärstrahlung S prinzipiell in alle Raumrichtungen emittiert wird. Bedingt durch Reflexion am Träger 4 und am Reflexionsmittel 5 erfolgt die Emission der Sekundärstrahlung S, in 5 durch dünne Pfeile symbolisiert, im wesentlichen nur an der Oberseite 32. Da gemäß 5A die Reflexionsmitteldicke D_R kleiner ist als die Konversionsmitteldicke D_C, erfolgt die Abstrahlung der Sekundärstrahlung S in einem großen Raumwinkelbereich.
In 5C ist eine alternative Ausgestaltung des Leuchtmittels 1 gezeichnet, bei der die Reflexionsmitteldicke D_R größer ist als die Konversionsmitteldicke D_C. Hierdurch erfolgt eine vergleichsweise gerichtete Abstrahlung der Sekundärstrahlung S. Eine Hauptabstrahlrichtung der Sekundärstrahlung S ist im Wesentlichen senkrecht zur Hauptseite 9 des Trägers 4 orientiert. Optional kann das Konversionsmittel 3, wie in 5C dargestellt, die Hauptfläche 9 des Trägers 4 stellenweise durchdringen, so dass sich das Konversionsmittel 3 zum Teil in einer Art Ausnehmung oder Mulde des Trägers 4 befindet.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 5B sind, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, Reflexionsmitteldicke D_R und Konversionsmitteldicke D_C gleich groß. Eine Abstrahlcharakteristik der Sekundärstrahlung S bezüglich des Emissionswinkels liegt entsprechend zwischen den in den 5A und 5B gezeigten Ausführungsbeispielen des Leuchtmittels 1.
Die Ausführungsbeispiele des Leuchtmittels 1 gemäß 6 sind bezüglich der Dicken von Konversionsmittel 3 und Reflexionsmittel 5 analog zu den Ausführungsbeispielen gemäß 5 gestaltet. Ebenso wie in 5 ist in 6 das Halbleiterlaserelement 2 nicht gezeichnet.
Zusätzlich zu 5 weisen die Ausführungsbeispiele gemäß 6 eine Strukturierung des Konversionsmittels 3 in die Teilbereiche 6 auf. Einzelne Teilbereiche 6 sind von den Lamellen 7, die mit dem Material des Reflexionsmittels 5 gebildet sind, separiert. Das Reflexionsmittel 5 ist mit einem Metall gebildet und wirkt reflektierend sowohl für die Primärstrahlung P, in 6 nicht gezeichnet, als auch für die Sekundärstrahlung S.
Insbesondere beim Ausführungsbeispiel gemäß 6C erfolgt eine stark gerichtete Abstrahlung der Sekundärstrahlung S. Der Raumwinkelbereich, in dem die Sekundärstrahlung S abgestrahlt wird, ist im Wesentlichen vorgegeben durch die Differenz aus Reflexionsmitteldicke D_R und Konversionsmitteldicke D_C. Weiterhin ist die Abstrahlcharakteristik durch die Strukturgröße L_S der Teilbereiche 6 definiert. Um in einer dem Leuchtmittel 1 nachgeordneten Optik eine gute Abbildung der Sekundärstrahlung S zu erzielen, ist ein Raumwinkelbereich der Sekundärstrahlung S, in dem diese abgestrahlt wird, bevorzugt kleiner als 50°. Dies wird dadurch erreicht, dass der Quotient aus (D_R - D_C) und L_S ≥ 1,05 ist. Je größer dieser Quotient ist, desto gerichteter kann die Abstrahlung der Sekundärstrahlung S erfolgen.
Der Raumwinkelbereich, in den die Sekundärstrahlung S abgestrahlt wird, kann zudem durch ein Einstellen einer Reflektivität des Reflexionsmittels 5, besonders in Bereichen, in denen das Reflexionsmittel 5 das Konversionsmittel 3 überragt, beeinflusst werden. Ebenso ist es möglich, anders als in 6 gezeichnet, dass dem Konversionsmittel 3 zugewandte Flächen des Reflexionsmittels 5 trichterartig oder paraboloid geformt sind, um den Raumwinkelbereich, in den die Sekundärstrahlung S abgestrahlt wird, einzuschränken.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist das Reflexionsmittel 5 mit einer dielektrischen Schichtenfolge aus wenigstens drei Paaren von Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex gestaltet. Das Reflexionsmittel 5 weist an der Trägerhauptseite 9 ein Eintrittsfenster 10 auf, durch das die Primärstrahlung P, die vom Halbleiterlaserelement 2 emittiert wird, in das Konversionsmittel 3 gelangt. Das Reflexionsmittel 5 ist reflektierend bezüglich der Primärstrahlung P und transmittierend bezüglich der Sekundärstrahlung S gestaltet.
Durch das Reflexionsmittel 5 wird verhindert, dass Primärstrahlung P das Leuchtmittel 1 verlassen kann. Besonders für den Fall, dass die Primärstrahlung P im ultravioletten Spektralbereich liegt, kann somit verhindert werden, dass vom Leuchtmittel 1 beispielsweise augenschädliche Strahlung emittiert wird.
Das Halbleiterlaserelement 2 steht nicht in direktem Kontakt zum Träger 4. Die Primärstrahlung P gelangt, mindestens zum Teil, freilaufend durch Luft zum Träger 4 und nachfolgend zum Konversionsmittel 3. Optional kann das Konversionsmittel 3 in Teilbereiche 6, etwa gemäß 6, strukturiert sein.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 8 ist das Halbleiterlaserelement 2 direkt am Träger 4 angebracht. Die Primärstrahlung P durchläuft den Träger 4, der ein Eintrittsfenster 10b aufweist, das transparent bezüglich der Primärstrahlung P ist. Weiterhin durchläuft die Primärstrahlung P ein Eintrittsfenster 10a, das in einem ersten Bereich des Reflexionsmittels 5a gebildet ist. Das Reflexionsmittel 5a ist mit einer dielektrischen Schichtenfolge gestaltet und wirkt hochreflektierend sowohl bezüglich der Primärstrahlung P als auch bezüglich der Sekundärstrahlung S. Das Reflexionsmittel 5a ist direkt auf der Hauptseite 9 aufgebracht. An einer der Hauptseite 9 abgewandten Seite des Reflexionsmittels 5a ist ein zweiter Bereich des Reflexionsmittels 5b aufgebracht, der das Konversionsmittel 3 ringartig oder rahmenartig umschließt. Das Reflexionsmittel 5b ist mit einem Metall gestaltet und wirkt reflektierend sowohl für die Primärstrahlung P als auch für die Sekundärstrahlung S. Ein dritter Bereich des Reflexionsmittels 5c, das, vom Träger 4 aus gesehen, über den Reflexionsmittel 5b und dem Konversionsmittel 3 aufgebracht ist, ist reflektierend für die Primärstrahlung P und durchlässig und/oder antireflektierend für die Sekundärstrahlung S.
Optional weist das Konversionsmittel 3 Teilbereiche 6 auf, die von Lamellen 7 teilweise voneinander separiert sind. Da die Lamellen 7, ausgehend vom Reflexionsmittel 5c, nicht vollständig bis zum Reflexionsmittel 5a reichen, kann die Primärstrahlung P im wesentlichen das gesamte Konversionsmittel 3 erreichen. Über die Lamellen 7 kann eine stark gerichtete Abstrahlcharakteristik der Sekundärstrahlung S erzielt werden. Das Leuchtmittel 1 kann bezüglich der Dicken von Reflexionsmittel 5 und Konversionsmittel 3 gemäß 5 gestaltet sein. Ebenso ist eine Struktur der Lamellen gemäß 6 möglich.
Das Reflexionsmittel 5b kann alternativ ebenfalls mit einer dielektrischen Schichtenfolge gestaltet sein, die reflektierend für die Primärstrahlung P und die Sekundärstrahlung S wirkt. Die dielektrische Schichtenfolge des Reflexionsmittels 5c kann als Kantenfilter gestaltet sein, das heißt, Strahlung unterhalb einer bestimmten Wellenlänge kann das Reflexionsmittel 5c nicht oder nur stark abgeschwächt durchlaufen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 9 erfolgt die Einkopplung der Primärstrahlung P über einen Lichtleiter 8. Über den Lichtleiter 8 ist das Halbleiterlaserelement 2 optisch mit dem Konversionsmittel 3 verbunden. Eine Einkopplung der Primärstrahlung P erfolgt lateral, das heißt im wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Trägerhauptseite 9. Eine Hauptabstrahlrichtung der Primärstrahlung P ist also senkrecht ausgerichtet zu einer Hauptabstrahlrichtung der Sekundärstrahlung S. Das Reflexionsmittel 5a, 5b, 5c sowie die Lamellen 7 und Teilbereiche 6 können analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 6 oder 8 gestaltet sein.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Leuchtmittel (1) mit - mindestens einem Halbleiterlaserelement (2), das dazu gestaltet ist, eine Primärstrahlung (P) mit einer Wellenlänge zwischen 200 nm und 550 nm zu emittieren, - mindestens einem Konversionsmittel (3), das wenigstens einen Teil der Primärstrahlung (P) in eine Sekundärstrahlung (S) mit einer größeren Wellenlänge als die der Primärstrahlung (P) konvertiert und das zumindest mittelbar auf einem Träger (4) angebracht ist, - mindestens einem Reflexionsmittel (5), das für mindestens einen Teil der Primärstrahlung (P) reflektierend wirkt und zumindest stellenweise in direktem Kontakt zum Konversionsmittel (3) steht, - wobei eine Reflexionsmitteldicke D_R größer ist als eine Konversionsmitteldicke D_C, und die Reflexionsmitteldicke D_R und die Konversionsmitteldicke D_C bis auf höchstens 20 % gleich sind, - wobei das Konversionsmittel (3) in Teilbereiche (6) strukturiert und zweidimensional auf dem Träger (4) angeordnet ist und in direktem Kontakt zum Träger (4) steht, - wobei einzelne Teilbereiche (6) durch mit dem Reflexionsmittel (5) gebildete Lamellen (7) voneinander separiert sind, und - wobei das Reflexionsmittel (5) ein Metall umfasst.
Leuchtmittel (1) nach Anspruch 1, bei dem eine Leuchtdichte größer als oder gleich 1.000 W/cm² ist.
Leuchtmittel (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Primärstrahlung (P) den Träger (4) durchläuft.
Leuchtmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Strukturgröße L_S der Teilbereiche (6) höchstens 500 µm beträgt.
Leuchtmittel (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Lamellen (7) eine Breite (B) aufweisen, die höchstens das Doppelte der Strukturgröße L_S beträgt.
Leuchtmittel (1) nach Anspruch 5, bei dem die Lamellen (7) trigonal, hexagonal oder rechteckig angeordnet sind.
Leuchtmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zumindest jedoch nach Anspruch 4, bei dem bezüglich der Reflexionsmitteldicke D_R, der Konversionsmitteldicke D_C und der Strukturgröße L_S gilt: $(D_{R} - D_{C}) / L_{S} \geq 1,05.$
Leuchtmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Konversionsmittel (3) vollständig von Träger (4) und Reflexionsmittel (5) umgeben ist.
Leuchtmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Reflexionsmittel (5) zumindest stellenweise für die Sekundärstrahlung (S) reflektierend wirkt.
Leuchtmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Reflexionsmittel (5) zumindest stellenweise als dielektrische Schichtenfolge gestaltet ist.
Leuchtmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Einkopplung der Primärstrahlung (P) in das Konversionsmittel (3) parallel zu einer Hauptfläche (9) des Trägers (5) erfolgt.
Leuchtmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - bei dem die Primärstrahlung (P) durch den Träger (4) hindurch in das Konversionsmittel (3) einkoppelbar ist, - bei dem das Reflexionsmittel (5) an einer Unterseite (31) des Konversionsmittels (3), die dem Träger (4) zugewandt ist, reflektierend für die Sekundärstrahlung (S) und die Primärstrahlung (P) ausgestaltet ist und ein Eintrittsfenster (10) für die Primärstrahlung (P) umfasst, und - bei dem das Reflexionsmittel (5) an einer Oberseite (32) des Konversionsmittels (3), die dem Träger (4) abgewandt ist, das Konversionsmittel (3) vollständig bedeckt und für die Sekundärstrahlung (S) durchlässig und für die Primärstrahlung (P) reflektierend ausgestaltet ist.