DE102016015188A1 - Light source based on "Laser Activated Remote Phosphor" with passive protection mechanism - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Komponente für eine einen blauen Laser umfassende Lichtquelle wobei die optische Komponente auf einer ersten Oberfläche eines Substrates vermittels einer Bondschicht aufgebrachten Phosphorschicht zur teilweisen Konversion von blauem Licht in rotes und grünes Licht umfasst. Die optische Komponente zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Oberfläche des Substrates strukturiert ist dergestalt, dass bei einer Ablösung der Phosphorschicht vom Substrat die Struktur für das blaue Licht optisch wirksam wird und das blaue Licht ablenkt und/oder streut.The invention relates to an optical component for a light source comprising a blue laser, the optical component comprising on a first surface of a substrate by means of a bonding layer applied phosphor layer for the partial conversion of blue light into red and green light. The optical component is characterized in that the first surface of the substrate is structured in such a way that when the phosphor layer is detached from the substrate, the structure for the blue light becomes optically effective and deflects and / or scatters the blue light.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Komponente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche auf dem Prinzip des „Laser Activated Remote Phosphor“ (LARP) beruht.The present invention relates to an optical component according to the preamble of the claim 1 , which is based on the principle of "Laser Activated Remote Phosphorus" (LARP).

Bei diesem Prinzip wird lumineszierendes Material mit dem Licht einer blauen Laserquelle beaufschlagt. Das blaue Licht wird durch das lumineszierende Material gestreut, wobei es dabei zumindest teilweise zur Lichtkonversion zu grösseren Wellenlängen zwischen 500nm und 700nm kommt. Das lumineszierende Material lässt sich so wählen, dass sich das gestreute, nicht konvertierte blaue Licht zusammen mit dem durch Lichtkonversion emittierten Licht zu weissem Licht sehr hoher Intensität addiert.In this principle, luminescent material is exposed to the light of a blue laser source. The blue light is scattered by the luminescent material, at least partially resulting in light conversion to larger wavelengths between 500 nm and 700 nm. The luminescent material can be chosen such that the scattered, unconverted blue light together with the light emitted by light conversion add up to very high intensity white light.

Als lumineszierendes Material, welches auf ein Substrat aufgebracht (z.B. gebonded) wird, kann zum Beispiel ein in eine Trägermatrix eingebrachtes lumineszierendes Material (umgangssprachlich oft als „Phosphor“ bezeichnet) wie zum Beispiel Seltenerd-Nitride oder Ce3+ - Ionen in einer Yttrium-Aluminiumoxid-Matrix verwendet werden. In diesem Fall liegt beispielsweise ein optischer Brechungsindex von zwischen 1.7 und 1.8 vor. Im Folgenden wird diese aus Trägermaterial und lumineszierendem Material aufgebaute Schicht als Phosphorschicht bezeichnet.For example, as a luminescent material that is applied (eg, bonded) to a substrate, a luminescent material (commonly referred to as "phosphorus") introduced into a support matrix, such as rare earth nitrides or Ce 3+ ions in an yttrium ion, may be used. Alumina matrix can be used. In this case, for example, there is an optical refractive index of between 1.7 and 1.8. In the following, this layer composed of carrier material and luminescent material is referred to as phosphor layer.

Als Substrat wird in der Regel Saphir eingesetzt. Dies einerseits weil Saphir die gewünschte Stabilität aufweist und andererseits ein dem lumineszierenden Material sehr ähnlichen Brechungsindex von 1.77 bis 1.78 besitzt.As a substrate usually sapphire is used. This on the one hand because sapphire has the desired stability and on the other hand has a very similar to the luminescent material refractive index of 1.77 to 1.78.

Das durch Lichtkonversion entstandene langwelligere Licht hat normalerweise keine räumliche Vorzugsrichtung, sondern breitet sich im Wesentlichen in alle Richtungen homogen verteilt aus, insbesondere auch in den nicht genutzten Halbraum. Um auch dieses Licht nutzen zu können, kann das Substrat mit einem diese Wellenlängen über einen möglichst breiten Winkelbereich reflektierenden Dünnfilm-Interferenzfilter beschichtet werden. Ein solches Filter wird aus einen Schichtsystem aufgebaut. Das Schichtsystem transmittiert das im Wesentlichen unter einem Einfallswinkel einfallende blaue Laserlicht, reflektiert jedoch die durch Lichtkonversion entstandene elektromagnetische Strahlung höherer Wellenlänge in die durch das einfallende blaue Licht definierte Vorwärtsrichtung.The longer-wavelength light resulting from light conversion normally has no preferred spatial direction, but spreads substantially homogeneously distributed in all directions, in particular also in the unused half-space. In order to be able to use this light as well, the substrate can be coated with a thin-film interference filter reflecting these wavelengths over the widest possible angular range. Such a filter is constructed from a layer system. The layer system transmits the blue laser light incident substantially at an angle of incidence, but reflects the higher wavelength electromagnetic radiation resulting from light conversion into the forward direction defined by the incident blue light.

Das oben beschriebene Prinzip erlaubt die Konstruktion einer beispielsweise im Automotive-Bereich hochwillkommenen und intensiven Weisslichtquelle. Allerdings kann die Gefahr einer schadhaften Komponente oder einer Beschädigung derselben nicht ausgeschlossen werden. Es ist zum Beispiel möglich, dass sich die Phosphorschicht zumindest in Teilbereichen vom Substrat löst, beispielsweise ausgelöst durch aufgrund von Hitzeentwicklung entstehende Spannungen. Dabei ist in der Regel die Bondingschicht, die das Substrat und die Phosphorschicht aneinander bindet, das schwächste Glied. Das Licht des blauen Lasers ist sehr intensiv und ausserdem in einem Strahl konzentriert. Wird das menschliche Auge diesem direkt ausgesetzt, so führt dies rasch zu dessen Schädigung.The principle described above allows the construction of a highly welcome, for example in the automotive sector and intense white light source. However, the risk of a defective component or damage to the same can not be excluded. It is possible, for example, for the phosphor layer to detach from the substrate at least in some areas, for example triggered by stresses that arise as a result of heat development. As a rule, the bonding layer, which binds the substrate and the phosphor layer together, is the weakest link. The light of the blue laser is very intense and concentrated in one beam. If the human eye is exposed directly to this, it quickly leads to its damage.

Kommt es zur Ablösung der Phosphorschicht, so wird in diesen Bereichen die Intensität des blauen Laserlichtes nicht mehr oder nur geringfügig reduziert und es tritt ein hochintensiver, gerichteter Laserstrahl aus, der grundsätzlich das Augenlicht eines Passanten gefährden könnte. Dabei spielt es im Wesentlichen keine Rolle, ob sich auch das Bonding-Material vom Substrat abgelöst hat oder nicht, da durch dieses Material der optische Weg nicht oder nur geringfügig beeinflusst wird.If it comes to the replacement of the phosphor layer, the intensity of the blue laser light is no longer or only slightly reduced in these areas and there is a high-intensity, directed laser beam from which could basically endanger the eyesight of a passerby. It essentially does not matter whether the bonding material has detached from the substrate or not, since this material is not or only slightly affected by the optical path.

Als Gegenmassnahme sind aktive elektronische Mittel zur Detektion solcher Vorfälle ungeschwächter Transmission von Laserlicht in die heutigen Lichtquellen integriert. Hierbei wird zum Beispiel das im Normalfall im lumineszierenden Material gestreute blaue Licht detektiert und der Laser wird ausgeschaltet, falls es zu einer substantiellen Änderung der gestreuten Intensität kommt. Allerdings können solche elektronischen Mittel langsam sein, führen zu zusätzlichen Kosten und können ausserdem auch selbst ausfallen.As a countermeasure, active electronic means for detecting such incidents unswerved transmission of laser light are integrated into today's light sources. In this case, for example, the blue light normally scattered in the luminescent material is detected and the laser is switched off if there is a substantial change in the scattered intensity. However, such electronic means can be slow, incur additional costs and can also be self-defeating.

Es besteht also das Bedürfnis nach einer Lösung, die schnellen, kostengünstigen und ausfallsicheren Schutz gegen direkte Laserbestrahlung aus einer defekten Weisslichtquelle der oben beschriebenen Art bietet.Thus, there is a need for a solution that provides fast, inexpensive, and fail-safe protection against direct laser irradiation from a defective white light source of the type described above.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu offenbaren, die schnellen, kostengünstigen und ausfallsicheren Schutz gegen direkte Laserbestrahlung aus einer defekten Weisslichtquelle der oben beschriebenen Art bietet.The present invention is therefore based on the object to disclose a solution that provides fast, cost-effective and fail-safe protection against direct laser irradiation from a defective white light source of the type described above.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch einen passiven Blockierungsmechanismus gelöst, der im Falle einer Ablösung der Phosphorschicht wirksam wird. Hierbei kommt eine geometrische Struktur zwischen Substrat und lumineszierendem Material zum Einsatz. Es wird also das Substrat an der zu bondenden Oberfläche mit einer Oberflächenstruktur versehen. Dieser Kontur folgt dann ebenfalls die Bondschicht. Die Phosphorschicht füllt diese Konturen so, dass deren äussere Oberfläche eine im Wesentlichen strukturlose Fläche ist. Im Normalfall, wenn die Phosphorschicht vermittelt durch die Bondschicht korrekt am Substrat haftet, hat die geometrische Struktur keine optische Wirkung, da die Brechungsindizes der umgebenden Materialien gleich oder sehr ähnlich sind. Damit wird der optische Weg durch die geometrische Struktur nicht oder lediglich geringfügig gestört. Im Falle der Ablösung, die mit einem grossen Sprung der optischen Brechungsindizes an der strukturierten Oberfläche einhergeht, kommt es zur totalen internen Reflektion oder zu einer effizienten Lichtstreuung, die dazu führt, dass das intensive gebündelte blaue Laserlicht zurückgeworfen oder effizient gestreut wird und somit keine Gefahr mehr darstellt.According to the invention, the object is achieved by a passive blocking mechanism which becomes effective in the case of a detachment of the phosphor layer. Here, a geometric structure between substrate and luminescent material is used. Thus, the substrate is provided on the surface to be bonded with a surface structure. This contour is then followed by the bonding layer as well. The phosphor layer fills these contours so that their outer surface is a substantially featureless surface. Normally, if the phosphor layer, mediated by the bonding layer, adheres correctly to the substrate, the geometric structure no optical effect, since the refractive indices of the surrounding materials are the same or very similar. Thus, the optical path through the geometric structure is not or only slightly disturbed. In the case of the detachment, which is accompanied by a large jump in the optical refractive indices on the structured surface, there is total internal reflection or efficient light scattering, which causes the intense concentrated blue laser light to be reflected or scattered efficiently, and thus no danger represents more.

Die Erfindung wird nun beispielhaft im Detail beschrieben. Anschliessend wird anhand der Figuren die Erfindung erläuternd schematisch dargestellt.The invention will now be described in detail by way of example. Subsequently, the invention is illustrated schematically illustrative with reference to the figures.

Das erste Beispiel verwendet im Grunde eine Dreiecksstruktur (prismatische Struktur) zwischen Substrat und lumineszierendem Material.The first example basically uses a triangular structure (prismatic structure) between the substrate and the luminescent material.

Die Höhe und Breite der Prismen liegt dabei typischerweise im Bereich zwischen einiger Mikrometer und einer Grössenordnung grösser. Die Prismen können sich in der Länge über das ganze Substrat erstrecken.The height and width of the prisms is typically in the range between a few microns and an order of magnitude greater. The prisms may extend in length over the entire substrate.

Der Winkel zwischen den Oberflächen des Substrates und der Dreiecksstruktur muss gross genug gewählt werden, so dass es zur mehrfachen totalen internen Reflektion des blauen Laserstrahls im Falle der Ablösung kommt, wie weiter unten genauer erklärt wird.The angle between the surfaces of the substrate and the triangular structure must be chosen large enough so that there is multiple total internal reflection of the blue laser beam in the case of detachment, as explained in more detail below.

Der optische Brechungsindex des Materials, das die Dreiecksstruktur bildet, muss in diesem Beispiel an den Brechungsindex der Schicht mit dem lumineszierenden Material angepasst sein, d.h. im Bereich zwischen 1.7 und 1.8 liegen. Solange Substrat und Phosphorschicht diese Dreiecksstruktur einbetten ist aufgrund der sehr ähnlichen Brechungsindizes der optische Weg nicht oder nur wenig beeinträchtig. Vorzugsweise hat auch das Material der Bondschicht einen Brechungsindex im Bereich zwischen 1.7 und 1.8.The optical refractive index of the material forming the triangular structure in this example must be matched to the refractive index of the layer of luminescent material, i. range between 1.7 and 1.8. As long as the substrate and the phosphor layer embed this triangular structure, the optical path is not or only slightly affected because of the very similar refractive indices. Preferably, the material of the bonding layer has a refractive index in the range 1.7 to 1.8.

Im Falle der Ablösung der Phosphorschicht kommt es in diesem Bereich zu einem Brechungsindexsprung von 1.7-1.8 zu 1 da die Struktur nun offen an der Oberfläche liegt. Die Struktur wird somit optisch wirksam. Fällt das blaue Laserlicht auf diese Substrat - Luft Grenzfläche so wird es bei größeren Einfallswinkeln als der Snelliussche Grenzwinkel arcsin(1/1.7)~36° totalreflektiert. Nach einer weiteren Totalreflektion propagiert das Licht zurück ins Substrat. Handelt es sich bei den Prismen um rechtwinklige Prismen, so hat sich die Richtung des blauen Lichts umgekehrt. Im vorliegenden Beispiel ist es aber auch möglich, den Winkel abweichend vom rechten Winkel spezifisch zu definieren und damit das blaue Licht im Störfall gezielt auf einen Detektor zu lenken. Dabei können nun aktive elektronische Mittel zum Einsatz kommen, ohne dass vom blauen Licht bereits eine Gefahr ausgegangen wäre.In the case of the detachment of the phosphor layer, a refractive index jump of 1.7-1.8 occurs in this region because the structure is now open at the surface. The structure thus becomes optically effective. If the blue laser light falls on this substrate - air interface, it is totally reflected at larger angles of incidence than the Snellius threshold angle arcsin (1 / 1.7) ~ 36 °. After another total reflection, the light propagates back into the substrate. If the prisms are rectangular prisms, the direction of the blue light is reversed. In the present example, however, it is also possible to specifically define the angle deviating from the right angle and thus direct the blue light in the event of a malfunction to a specific detector. In this case, active electronic means can be used without the blue light would have already run out of danger.

Wird als Substratmaterial Saphir verwendet, so sind die Brechungsindizes von Substrat und Phosphorschicht aufeinander angepasst. Ausserdem lässt sich Saphir in einfacher Weise, zum Beispiels mittels Laserablation oder Lithographie und insbesondere chemischem Ätzen, strukturieren.If sapphire is used as the substrate material, the refractive indices of substrate and phosphor layer are adapted to one another. In addition, sapphire can be structured in a simple manner, for example by means of laser ablation or lithography and in particular chemical etching.

Falls ein wie oben beschriebenes Interferenzschichtsystem zum Einsatz kommt, ist es von Vorteil, eine zusätzliche Schicht auf dem Schichtsystem vorzusehen. Vorteilhafter Weise ist die zusätzliche Schicht eine Al2O3 Schicht. In diesem Fall wird die Dreiecksstruktur bevorzugt in dieser zusätzlichen Schicht geformt. Das bedeutet, dass die Al2O3 Schicht ausreichend dick gewählt werden muss um das Interferenzfilter nicht zu beschädigenIf an interference layer system as described above is used, it is advantageous to provide an additional layer on the layer system. Advantageously, the additional layer is an Al 2 O 3 layer. In this case, the triangular structure is preferably formed in this additional layer. This means that the Al 2 O 3 layer must be chosen thick enough not to damage the interference filter

Grundsätzlich besteht keine Bindung an die Dreieckstruktur. Andere Geometrien können zum Einsatz kommen, sofern gewährleistet ist, dass entsprechend diesem Beispiel das blaue Licht aufgrund von Totalreflexion in das Substrat zurückgeworfen wird, falls es zur Ablösung kommt. Es sind vielerlei Geometrien denkbar. Beispielsweise kann auch eine binäre Struktur eingesetzt werden, insbesondere dann, wenn das blaue Laserlicht nicht senkrecht sondern unter einem vom Lot abweichenden Einfallswinkel auf das Substrat trifft.Basically, there is no bond to the triangle structure. Other geometries may be used, provided that, according to this example, the blue light is reflected back into the substrate due to total reflection, if it comes to detachment. There are many possible geometries. For example, a binary structure can also be used, in particular if the blue laser light strikes the substrate not perpendicular but at an angle of incidence deviating from the solder.

Die Ablösung findet in der Regel in der Bondschicht statt. Dies kann allerdings an der Grenzfläche zum Substrat oder auch an der Grenzfläche zur Phosphorschicht der Fall sein. Daher sollte sichergestellt sein, dass eine etwaige Ablösung die erfindungsgemässe Struktur zum Vorschein bringt. Wird die Bondschicht so auf das strukturierte Substrat aufgebracht, dass deren Oberfläche unstrukturiert ist, so wird die Grenzfläche Phosphorschicht-Bondschicht keine Kontur aufweisen. Dies ist zu vermeiden, was beispielsweise dadurch geschehen kann, dass die Bondschicht wesentlich dünner als die Substratstrukturtiefe gewählt wird.The detachment usually takes place in the bonding layer. However, this may be the case at the interface with the substrate or at the interface with the phosphor layer. Therefore, it should be ensured that any detachment brings the structure according to the invention to light. If the bonding layer is applied to the structured substrate such that its surface is unstructured, then the interface phosphor layer bonding layer will have no contour. This is to be avoided, which can be done, for example, by choosing the bonding layer to be much thinner than the substrate pattern depth.

Gemäss einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird die Strukturierung des Substrates dadurch realisiert, dass die Substratoberfläche aufgeraut wird. Erfindungsgemässe Aufrauhungen liegen zwischen 0.5 Mikrometer und zweimal eine Grössenordnung grösser. Dies sowohl bezüglich Tiefe als auch bezüglich Ausdehnung. Auch gemäss diesem zweiten Beispiel ist es so, dass, solange die Phosphorschicht am Substrat haftet, die Strukturierung im Wesentlichen keinen Einfluss auf den optischen Weg des blauen Lichtes hat. Löst sich die Phosphorschicht vom Substrat und eventuell (oder auch nicht) mit ihr die Bondschicht, so trifft das blaue Laserlicht auf eine Grenzfläche, an der es effizient in die Umgebung gestreut wird.According to a second example of the present invention, the structuring of the substrate is realized by roughening the substrate surface. Roughenings according to the invention are between 0.5 micrometers and twice an order of magnitude larger. This both in terms of depth and in terms of extent. Also, according to this second example, as long as the phosphor layer adheres to the substrate, the patterning has substantially no influence on the optical path of the blue light. If the phosphor layer separates from the substrate and possibly (or not) with it the bonding layer, the blue laser light strikes an interface, where it is efficiently scattered into the environment.

Auch diese Art der Strukturierung lässt sich mit einem Saphirsubstrat wirtschaftlich realisieren. Beispielsweise kann Sandstrahlen oder chemisches Ätzen zum Einsatz kommen.This type of structuring can also be realized economically with a sapphire substrate. For example, sandblasting or chemical etching can be used.

Auch hier gilt wieder, dass, falls ein Interferenzfilter zum Einsatz kommt, vorzugsweise eine Zusatzschicht aus Al2O3 vorgesehen wird und dieses Al2O3 dann strukturiert wird. Das bedeutet, dass die Al2O3 Schicht ausreichend dick gewählt werden muss um das Interferenzfilter nicht zu beschädigen.Again, it is again true that, if an interference filter is used, preferably an additional layer of Al 2 O 3 is provided and this Al 2 O 3 is then patterned. This means that the Al 2 O 3 layer must be chosen thick enough not to damage the interference filter.

Die beiden oben beschriebenen Beispiele können kombiniert werden. Beispielweise kann der Strukturierungsprozess aus dem ersten Beispiel so durchgeführt werden, dass es zu einer signifikanten Oberflächenrauheit kommt. Im Ablösefall wird dann das blaue Licht teilweise entsprechend des ersten Beispiels reflektiert und teilweise entsprechend des zweiten Beispiels gestreut.The two examples described above can be combined. For example, the patterning process of the first example may be performed to result in significant surface roughness. In the case of detachment, the blue light is then partly reflected in accordance with the first example and partially scattered in accordance with the second example.

Entsprechend dem oben Offenbarten zeigt 1 eine optische Komponente 1 umfassend ein Substrat 3, eine Bondschicht 5 und eine Phosphorschicht 7. Blaues Licht ist mit einem durchgezogenen Pfeil dargestellt, grünes Licht gestrichelt und rotes Licht gepunktelt.According to the above disclosed shows 1 an optical component 1 comprising a substrate 3 , a bonding layer 5 and a phosphor layer 7 , Blue light is shown with a solid arrow, green light dashed and red light dotted.

Die Komponente in 2 entspricht derjenigen in 1, wobei noch ein Interferenzschichtsystem 9 vorgesehen ist, um das Licht in den richtigen Halbraum zu reflektieren.The component in 2 corresponds to that in 1 , wherein still an interference layer system 9 is provided to reflect the light in the correct half-space.

In 3 ist eine teilweise Ablösung der Phosphorschicht dargestellt. In diesem Bereich transmittiert das blaue Laserlicht in voller Intensität und führt somit zu Gefährdungen. Die gestrichelte Linie deutet ein gegebenenfalls vorhandenes Interferenzschichtsystem an.In 3 a partial detachment of the phosphor layer is shown. In this area, the blue laser light transmits in full intensity and thus leads to hazards. The dashed line indicates an optional interference layer system.

4 illustriert eine erfindungsgemässe Komponente gemäss dem ersten Beispiel. Gezeigt ist eine intakte optische Komponente bei der die Dreiecksstruktur keinen Einfluss auf den mit Pfeil angedeuteten optischen Weg des blauen Lichtes hat. 4 illustrates a component according to the invention according to the first example. Shown is an intact optical component in which the triangular structure has no influence on the direction indicated by arrow optical path of the blue light.

Demgegenüber hat sich in 5 die Phosphorschicht mitsamt Bondingschicht vom Substrat gelöst. Das blaue Licht fällt unter einen Einfallswinkel auf die Substrat-Luft Grenzfläche der grösser als der Totalreflexionswinkel ist. Somit wird es totalreflektiert und in Richtung Substrat zurückgeworfen.In contrast, in 5 the phosphor layer together with the bonding layer is detached from the substrate. The blue light falls below an angle of incidence on the substrate-air interface which is greater than the total reflection angle. Thus, it is totally reflected and thrown back towards the substrate.

Die 6a und 6b illustrieren, dass die erfindungsgemässe Strukturierung auch in einer vom Prisma abweichenden Form realisiert werden kann, insbesondere wenn das blaue Laserlicht nicht senkrecht auf das Substrat auftrifft,The 6a and 6b illustrate that the structuring according to the invention can also be realized in a form deviating from the prism, in particular if the blue laser light does not impinge perpendicularly on the substrate,

Mit den 7a und 7b soll illustriert werden, dass die erfindungsgemässe Strukturierung auch mit einer gezielten Aufrauhung der Oberfläche zu erreichen ist.With the 7a and 7b should be illustrated that the structuring according to the invention can also be achieved with a targeted roughening of the surface.

Claims (7)

Optische Komponente für eine einen blauen Laser umfassende Lichtquelle wobei die optische Komponente auf einer ersten Oberfläche eines Substrates vermittels einer Bondschicht aufgebrachten Phosphorschicht zur teilweisen Konversion von blauem Licht in rotes und grünes Licht umfasst, dadurch gekennzeichnet dass die erste Oberfläche des Substrates strukturiert ist dergestalt, dass bei einer Ablösung der Phosphorschicht vom Substrat die Struktur für das blaue Licht optisch wirksam wird und das blaue Licht ablenkt und/oder streut.Optical component for a light source comprising a blue laser wherein the optical component on a first surface of a substrate by means of a bonding layer applied phosphor layer for partial conversion of blue light into red and green light comprises, characterized in that the first surface of the substrate is structured such that when the phosphor layer is detached from the substrate, the structure for the blue light becomes optically effective and deflects and / or scatters the blue light. Optische Komponente nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine periodische Strukturierung ist.Optical component after Claim 1 characterized in that the structuring is a periodic structuring. Optische Komponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische Strukturierung aus dreieckigen Prismen aufgebaut ist.Optical component after Claim 2 , characterized in that the periodic structuring of triangular prisms is constructed. Optische Komponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Strukturierung aus einer regelmässigen und/oder unregelmässigen binären Gitterstruktur aufgebaut ist.Optical component after Claim 2 , characterized in that the structuring of a regular and / or irregular binary grid structure is constructed. Optische Komponente nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung mittel Oberflächenrauheit realisiert ist.Optical component after Claim 2 characterized in that the structuring medium surface roughness is realized. Optische Komponente nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bondschicht dünner ist als die Tiefe der Struktur.Optical component according to one of the preceding claims, characterized in that the bonding layer is thinner than the depth of the structure. Lichtquelle umfassend einen blauen Laser und eine optische Komponente gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6.A light source comprising a blue laser and an optical component according to one of Claims 1 to 6 ,
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050265404A1 (en) * 2004-05-28 2005-12-01 Ian Ashdown Luminance enhancement apparatus and method
US20090315051A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-24 Chia-Hao Wu Photoelectric semiconductor device capable of generating uniform compound lights
US20110222149A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Light-emitting apparatus, display apparatus, light emitter, and method of fabricating light emitter
DE102012210195A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 Osram Gmbh Device for providing electromagnetic radiation
US20160025921A1 (en) * 2011-08-31 2016-01-28 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device, and light emitting device having the same
WO2016048694A1 (en) * 2014-09-23 2016-03-31 Osram Sylvania Inc. Patterned thin-film wavelength converter and method of making same
US20160109072A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Nichia Corporation Light emitting device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050265404A1 (en) * 2004-05-28 2005-12-01 Ian Ashdown Luminance enhancement apparatus and method
US20090315051A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-24 Chia-Hao Wu Photoelectric semiconductor device capable of generating uniform compound lights
US20110222149A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Light-emitting apparatus, display apparatus, light emitter, and method of fabricating light emitter
US20160025921A1 (en) * 2011-08-31 2016-01-28 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device, and light emitting device having the same
DE102012210195A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 Osram Gmbh Device for providing electromagnetic radiation
WO2016048694A1 (en) * 2014-09-23 2016-03-31 Osram Sylvania Inc. Patterned thin-film wavelength converter and method of making same
DE112015004324T5 (en) * 2014-09-23 2017-06-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Structured thin-film wavelength converter and method for its production
US20160109072A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Nichia Corporation Light emitting device

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