DE102017220918A1

DE102017220918A1 - Umwandlung von Primärlicht in Sekundärlicht mittels eines Wellenlängenkonverters

Info

Publication number: DE102017220918A1
Application number: DE102017220918.6A
Authority: DE
Inventors: Jan Oliver Drumm
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2019-05-23
Also published as: US10508791B2; CN109827151A; US20190154237A1

Abstract

Ein Wellenlängenkonverter (2) weist eine Konverterschicht (3) zum zumindest teilweisen Umwandeln von Primärlicht (P) einer ersten spektralen Zusammensetzung in Sekundärlicht (S) einer zweiten spektralen Zusammensetzung, eine unterhalb der Konverterschicht (3) angeordnete elektrisch isolierende erste Isolationsschicht (12), an deren der Konverterschicht (3) zugewandten Vorderseite ein Spiegel (10) angeordnet ist, mindestens eine an der ersten Isolationsschicht (12) angeordnete Leiterbahn (11), die seitlich beabstandet zu dem Spiegel (10) verläuft, durch die erste Isolationsschicht (12) verlaufende, voneinander beabstandete Kontaktierungen (14), von denen je mindestens zwei Kontaktierungen (14) eine Leiterbahn (11) elektrisch mit einer Rückseite (15) der ersten Isolationsschicht (12) verbinden und unterhalb der ersten Isolationsschicht (12) angeordnete, voneinander beabstandete elektrisch leitfähige Lotverbindungsvolumina (16a, 16b), die jeweils mit einer der Kontaktierungen (14) elektrisch verbunden sind auf. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Scheinwerfer, z.B. auf Fahrzeugscheinwerfer, Scheinwerfer zur Bühnenbeleuchtung oder Scheinwerfer zur Effektbeleuchtung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellenlängenkonverter, der eine Konverterschicht zum Umwandeln von Primärlicht einer ersten spektralen Zusammensetzung in Sekundärlicht einer zweiten spektralen Zusammensetzung aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine Konverterbaugruppe, die mindestens einen solchen Wellenlängenkonverter aufweist, wobei der mindestens eine Wellenlängenkonverter an mindestens einem Trägersubstrat der Konverterbaugruppe befestigt ist und mit dem Trägersubstrat elektrisch verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Beleuchtungsvorrichtung, die mindestens eine solche Konverterbaugruppe und mindestens eine Primärlichtquelle zur Bestrahlung der Konverterschicht mit dem Primärlicht aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Scheinwerfer, der mindestens eine solche Beleuchtungsvorrichtung aufweist. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Scheinwerfer, z.B. auf Fahrzeugscheinwerfer, Scheinwerfer zur Bühnenbeleuchtung oder Scheinwerfer zur Effektbeleuchtung.
Es sind LARP („Laser Activated Remote Phosphor“)-Lichtquellen bekannt, bei denen eine Konverterschicht zum Umwandeln von Primärlicht einer ersten spektralen Zusammensetzung in Sekundärlicht einer zweiten spektralen Zusammensetzung mit Primärlicht in Form von Laserlicht bestrahlt wird. Von der Konverterschicht wird dann nur noch Sekundärlicht oder ein Mischung aus dem umgewandelten Sekundärlicht und nicht-umgewandeltem Primärlicht abgestrahlt. LARP-Lichtquellen weisen den Vorteil auf, dass sie bei kompaktem Aufbau hohe Lichtströme bei gleichzeitig hoher Leuchtdichte erzeugen können. Dabei werden zur Erzeugung besonders hoher Lichtströme und Leuchtdichten meist sog. reflektierende Anordnungen verwendet, bei denen das abgestrahlte Licht, z.B. das Mischlicht, von der gleichen Seite der Konverterschicht abgestrahlt wird, an der auch das Primärlicht eingestrahlt wird. Um eine hohe Umwandlungseffizienz zu erlangen und einen Austritt von Licht an der der bestrahlten Seite abgewandten Rückseite des Konverters zu verhindern, ist an der Rückseite typischerweise ein Spiegel angebracht. Der Spiegel reflektiert von der Rückseite des Konverters austretendes Licht zurück in den Konverter.
Jedoch können bei solchen LARP-Lichtquellen hohe thermische Belastungen, insbesondere zyklische Wechsellasten, an dem Konverter auftreten, die zu einer Beschädigung oder sogar zu einem Versagen (insbesondere Ablösen) des Konverters führen können. Dann kann ggf. eine für Menschen schädliche Menge an Primärlicht unbemerkt in einen Nutzlichtpfad gekoppelt werden, z.B. an abgelösten Partikeln oder sogar direkt von dem Spiegel reflektiertes Primärlicht. Besonders nachteilig ist es dabei, wenn bei einem mechanischen Bruch verspiegelte Bruchstücke des Spiegels in den Strahlengang gelangen.
Um eine mechanische Integrität des Konverters bei reflektierender Anordnung zu überwachen, ist es bisher bekannt, in dem Nutzlichtpfad ein Verhältnis der Anteile des Primärlichts und des Sekundärlichts des Mischlichts zu überwachen. Dabei wird ausgenutzt, dass das Verhältnis sich durch eine Beschädigung der Konverterschicht ändern kann. Jedoch ist nachteiligerweise eine solche Überwachung nicht besonders zuverlässig.
Auch ist es bekannt, Strahlenfallen zu verwenden, welche nicht in den Konverter eingedrungenes, aber an Partikeln reflektiertes Primärlicht blockieren. Dabei ist nachteilig, dass dafür zusätzlich Platz bereitgestellt werden muss und zudem dergestalt reflektiertes Primärlicht, das dem Nutzlichtpfad folgt, nicht blockiert wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Wellenlängenkonverter, aufweisend

- eine Konverterschicht zum Umwandeln von Primärlicht einer ersten spektralen Zusammensetzung in Sekundärlicht einer zweiten spektralen Zusammensetzung,
- eine unterhalb der Konverterschicht angeordnete erste elektrisch isolierende Isolationsschicht, an deren der Konverterschicht zugewandten Vorderseite ein Spiegel angeordnet ist
- mindestens eine an der ersten Isolationsschicht angeordnete Leiterbahn, die seitlich beabstandet zu dem Spiegel verläuft,
- durch die erste Isolationsschicht verlaufende, voneinander beabstandete Kontaktierungen, von denen je mindestens zwei Kontaktierungen eine Leiterbahn elektrisch mit einer Rückseite der ersten Isolationsschicht verbinden, und
- unterhalb der ersten Isolationsschicht angeordnete, voneinander beabstandete elektrisch leitfähige Materialvolumina (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Lotverbindungsvolumina“ bezeichnet), die jeweils mit einer der Kontaktierungen elektrisch verbunden sind.

Ein solcher Wellenlängenkonverter weist den Vorteil auf, dass auf kompakte Weise und praktisch ohne Einschränkung einer Designfreiheit für darauf aufbauende Baugruppen die Möglichkeit geschaffen wird, Beschädigungen, insbesondere Tiefenrisse, der Konverterschicht insbesondere auch schon vor einer Ablösung der Konverterschicht, zu detektieren. Auch ergibt sich der Vorteil, dass ein solcher Wellenlängenkonverter besonders robust und widerstandsfähig ist, z.B. gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit zu dem Spiegel (Korrosionsschutz).
Dieser Wellenlängenkonverter macht sich zu Nutze, dass eine Beschädigung der Konverterschicht in der Regel durch eine Rissausbreitung erfolgt und diese Risse sich typischerweise in die Tiefe der Konverterschicht ausbreiten und/oder sich am Rand des Konverters ausbilden und sich seitlich in den Konverter laufen. Dabei wird die Rissausbreitung auch in die erste Isolationsschicht weitergeführt, wodurch die mindestens eine elektrisch leitfähige Leiterbahn beschädigt wird. Eine Beschädigung einer Leiterbahn wiederum kann durch eine Änderung ihrer elektrischen Eigenschaft erkannt werden, z.B. bei ihrer Unterbrechung durch einen erhöhten Widerstand. Die elektrischen Eigenschaften der mindestens einen Leiterbahn können detektiert werden, da die mindestens eine Leiterbahn über die durch die erste Isolationsschicht verlaufenden Kontaktierungen und die zugehörigen Lotverbindungsvolumina elektrisch kontaktierbar sind. Somit kann die mindestens eine Leiterbahn mit einer Detektorschaltung elektrisch verbunden werden.
Die Konverterschicht (auch als Leuchtstoffkörper bezeichenbar) weist mindestens einen Leuchtstoff auf, welcher dazu geeignet ist, einfallendes Primärlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge umzuwandeln oder zu konvertieren. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe können diese Sekundärlicht von zueinander unterschiedlicher Wellenlänge erzeugen. Die Wellenlänge des Sekundärlichts kann länger sein (sog. „Down Conversion“) oder kürzer sein (sog. „Up Conversion“) als die Wellenlänge des Primärlichts. Beispielsweise kann blaues Primärlicht mittels eines Leuchtstoffs in grünes, gelbes, orangefarbenes oder rotes Sekundärlicht umgewandelt werden. Bei einer nur teilweisen Wellenlängenumwandlung oder Wellenlängenkonversion wird von der Konverterschicht eine Mischung aus Sekundärlicht und nicht umgewandeltem Primärlicht abgestrahlt, die als Nutzlicht dienen kann. Beispielsweise kann weißes Nutzlicht aus einer Mischung aus blauem, nicht umgewandeltem Primärlicht und gelbem Sekundärlicht erzeugt werden. Jedoch ist auch eine Vollkonversion möglich, bei der das Primärlicht entweder nicht mehr oder zu einem nur vernachlässigbaren Anteil in dem Nutzlicht vorhanden ist. Ein Umwandlungsgrad hängt beispielsweise von einer Dicke und/oder einer Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs ab. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe können aus dem Primärlicht Sekundärlichtanteile unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung erzeugt werden, z.B. gelbes und rotes Sekundärlicht. Das rote Sekundärlicht kann beispielsweise dazu verwendet werden, dem Nutzlicht einen wärmeren Farbton zu geben, z.B. sog. „warm-weiß“. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe mag mindestens ein Leuchtstoff dazu geeignet sein, Sekundärlicht nochmals wellenlängenumzuwandeln, z.B. grünes Sekundärlicht in rotes Sekundärlicht. Ein solches aus einem Sekundärlicht nochmals wellenlängenumgewandeltes Licht mag auch als „Tertiärlicht“ bezeichnet werden.
Die Konverterschicht kann in einem lichtdurchlässigen Matrixmaterial verteilt eingebettete Leuchtstoffpartikel aufweisen, z.B. Pulverteilchen. Das Matrixmaterial kann z.B. Silikon, Epoxidharz oder Glas aufweisen. Die Konverterschicht kann auch aus einem wellenlängenumwandelnden Körper bestehen, beispielsweise aus wellenlängenumwandelnder Keramik wie YAG:Ce, LuAG, LiEuMo₂O₈ oder Li₃Ba₂Eu₃(MoO₄)₈. Der Leuchtstoffkörper kann ein plättchenförmiger Leuchtstoffkörper sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Konverterschicht eine einstückige Konverterschicht ist. Diese ist besonders einfach herstellbar.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Konverterschicht eine aus mehreren Teilstücken zusammengesetzte oder segmentierte Konverterschicht ist. So ergibt sich der Vorteil, dass eine besonders große Konverterschicht erzeugbar ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Konverterschicht eine plättchenförmige Konverterschicht ist. Eine Dicke der Konverterschicht kann z.B. bis zu 5000 Mikrometern betragen, kann aber auch noch dicker sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine laterale Ausdehnung der Konverterschicht ca. 1 Millimeter bis 2 Millimeter beträgt. Sie kann aber auch geringer oder noch größer sein.
Die Konverterschicht kann insbesondere eine oberste Schicht des Wellenlängenkonverters darstellen. Sie kann ggf. zusätzlich mit einer für das Primärlicht und das Sekundärlicht durchlässigen, insbesondere transparenten, Schutzschicht belegt sein.
Die erste Isolationsschicht ist eine elektrisch isolierende Schicht. Insbesondere isoliert die erste Isolationsschicht die dadurch verlaufenden Kontaktierungen elektrisch gegeneinander. Die erste Isolationsschicht kann insbesondere außerhalb des Spiegels und ggf. der mindestens einen Leiterbahn fest mit der Konverterschicht verbunden sein (ggf. über ein oder mehrere Zwischenschichten).
An einer dem Spiegel zugewandten Rückseite der Konverterschicht austretendes Licht trifft auf den Spiegel und wird mittels des Spiegels wird in die Konverterschicht zurückreflektiert.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Spiegel eine reflektierende Schicht oder Beschichtung ist. Der Spiegel kann dann auch als „Reflektorschicht“ bezeichnet werden.
Dass eine Leiterbahn seitlich beabstandet zu dem Spiegel verläuft, kann insbesondere umfassen, dass die Leiterbahn in Draufsicht auf die Konverterschicht und/oder die erste Isolationsschicht seitlich außerhalb des Spiegels verläuft, also in lateraler Richtung zu dem Spiegel bzw. einer Ebene des Spiegels von dem Spiegel beabstandet ist. Eine Leiterbahn kann insbesondere aus Metall bestehen, z.B. aus Kupfer, Silber usw.
Die durch die erste Isolationsschicht verlaufenden elektrisch leitfähigen Kontaktierungen können insbesondere als Durchkontaktierungen ausgebildet sein. Eine Leiterbahn kann mit zwei oder mehr Durchkontaktierungen elektrisch verbunden sein, insbesondere mit genau zwei Durchkontaktierungen. Die Kontaktierungen können insbesondere die zugehörige Leiterbahn direkt kontaktieren. Die Kontaktierungen münden insbesondere in einer dem Spiegel abgewandten Rückseite der ersten Isolationsschicht. Die Kontaktierungen können insbesondere aus Metall bestehen, z.B. aus Kupfer, Silber usw. Allgemein kann das Material der Kontaktierungen dem Material der damit verbundenen Leiterbahn entsprechen, was herstellungstechnisch vorteilhaft sein kann, oder von dem Material der damit verbundenen Leiterbahn abweichen.
Unter einem „Lotverbindungsvolumen“ kann allgemein ein Volumen aus einem elektrisch leitfähigen Material verstanden werden. Es ist eine Weiterbildung, dass ein Lotverbindungsvolumen zur Verwendung mit einem Lötverbindungsverfahren geeignet ist, also z.B. durch Lot benetzbar ist, gegenüber üblichen Löttemperaturen widerstandsfähig ist usw. Es ist eine Weiterbildung, dass ein Lotverbindungsvolumen ein gegenüber einer Verlötung formstabiler Körper ist, insbesondere nicht selbst aus Lotmaterial besteht. Ein Lotverbindungsvolumen kann auch als „Kontaktfuß“, „Kontaktbein“, „Befestigungskontakt“ o.ä. bezeichnet werden.
Die Lotverbindungsvolumina können direkt mit genau einer zugehörigen Durchkontaktierung verbunden sein, diese z.B. direkt kontaktieren.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Leiterbahn in die erste Isolationsschicht eingebettet oder vergraben ist. So wird eine besonders kompakte Anordnung erreicht, bei der die erste Isolationsschicht mit einer darüber bzw. vorderseitig angeordneten Schicht großflächig und insbesondere plan verbindbar ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Leiterbahn an der der Konverterschicht zugewandten Vorderseite der ersten Isolationsschicht freiliegt. Dies gibt den Vorteil, dass die mindestens eine Leiterbahn direkt fest mit einer an der Vorderseite angeordneten Schicht - z.B. der Konverterschicht oder ggf. einer Zwischenschicht - verbunden sein kann. Dadurch wiederum wird eine Übertragung einer Rissausbreitung aus der Konverterschicht in die Leiterbahn erleichtert und somit eine Detektion von Rissen in der Konverterschicht besonders zuverlässig ermöglicht.
Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Leiterbahn vollständig in der ersten Isolationsschicht vergraben sein, also auch vorder- bzw. oberseitig von der ersten Isolationsschicht bedeckt sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Konverterschicht direkt auf der ersten Isolationsschicht aufliegt, insbesondere direkt mit der ersten Isolationsschicht verbunden ist. Dadurch wird ebenfalls eine Übertragung einer Rissausbreitung aus der Konverterschicht in die in der ersten Isolationsschicht eingebettete mindestens eine Leiterbahn erleichtert und somit eine Detektion von Rissen in der Konverterschicht besonders zuverlässig ermöglicht.
Es ist eine Ausgestaltung, dass zwischen der Konverterschicht und der ersten Isolationsschicht eine für das Primärlicht und das Sekundärlicht optisch durchlässige zweite elektrisch isolierende Isolationsschicht vorhanden ist. Dadurch kann der Spiegel vorteilhafterweise einfacher in den Wellenlängenkonverter eingebracht werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Spiegel als eine dünne metallische Schicht umgesetzt werden soll, jedoch eine direkte Metallisierung der Konverterschicht herstellungstechnisch nur schwer umsetzbar ist. Auch kann die zweite Isolationsschicht eine Absorption von Licht an der ersten Isolationsschicht verringern.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine Härte der zweiten Isolationsschicht mindestens so hoch ist wie einer Härte der ersten Isolationsschicht, was vorteilhafterweise eine Rissausbreitung zu der mindestens einen Leiterbahn hin erleichtert.
Es ist eine Weiterbildung, dass die zweite Isolationsschicht gegenüber einer Verlötung der Lotverbindungsvolumina widerstandsfähig ist, insbesondere gegenüber den bei einer Verlötung in sie eingebrachten Temperaturen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die zweite Isolationsschicht aus Zirkonium(IV)-oxid (ZrO₂), Siliziumoxid (SiO₂), Tantal (V)-oxid (Ta₂O₅) , Niob(III)-oxid (Nb₂O₃), Aluminium (Al₂O₃) usw. besteht, insbesondere aus einer Oxidkeramik. Solche Materialien sind elektrisch isolierend, optisch transparent, hart und hochtemperaturbeständig.
Die erste Isolationsschicht braucht nicht für das Primärlicht und das Sekundärlicht optisch durchlässig zu sein, jedoch kann es herstellungstechnisch vorteilhaft sein, wenn das Material der ersten Isolationsschicht dem Material der zweiten Isolationsschicht entspricht. Allgemein kann die erste Isolationsschicht vorteilhafterweise aus Keramik bestehen, was sie ebenfalls hochtemperaturbeständig und damit z.B. widerstandfähig gegenüber einem Lötprozess macht.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Leiterbahn eine den Spiegel ringförmig umgebende Leiterbahn ist. Dies ergibt den Vorteil, dass von allen Seiten um den Spiegel herum auftretende Risse detektierbar sind. Die Ringform kann eine kreisartige, ovale, eckige (z.B. rechteckige, insbesondere quadratische) usw. Ringform sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Leiterbahn genau eine Leiterbahn ist. Eine solche Leiterbahn ist mit einem besonders geringen Aufwand auswertbar.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Leiterbahn, insbesondere die genau eine Leiterbahn, den Spiegel ringförmig in mehreren Schlaufen umgibt. So wird der Vorteil erreicht, dass eine besonders große Fläche zur Detektion von Rissen bei gleichzeitiger Verwendung nur weniger Leiterbahnen nutzbar ist. Die Schlaufen können insbesondere mäanderförmig verlaufen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Leiterbahn mehrere voneinander beabstandete Leiterbahnen aufweist, die den Spiegel jeweils ringförmig umgeben. Auch so wird der Vorteil erreicht, dass eine besonders große Fläche zur Detektion von Rissen nutzbar ist. Aufgrund der Verwendung mehrerer Leiterbahnen ist vorteilhafterweise eine besonders präzise Lokalisation aufgetretener Risse abhängig von einem Abstand zu dem Spiegel möglich.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mehreren Leiterbahnen den Spiegel konzentrisch umgeben.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Leiterbahn mehrere Leiterbahnen aufweist, die den Spiegel als voneinander beabstandete Segmente ringförmig oder praktisch ringförmig umgeben. Die Segmente ermöglichen vorteilhafterweise eine besonders präzise Lokalisation aufgetretener Risse abhängig von einer Winkelposition in Umfangsrichtung zu dem Spiegel.
Es ist eine Ausgestaltung, dass an der Rückseite der ersten Isolationsschicht eine elektrisch leitfähige Schicht (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Übergangsschicht“ bezeichnet) angeordnet ist, die mehrere voneinander getrennte Teilbereiche aufweist und die Lotverbindungsvolumina Teilbereichen entsprechen. So wird der Vorteil erreicht, dass die Lotverbindungsvolumina besonders einfach herstellbar sind, insbesondere im Rahmen eines Schichtherstellungs-Prozesses.
Es ist eine Weiterbildung, dass jedes Lotverbindungsvolumen einem der Teilbereiche entspricht. Allerdings brauchen nicht alle Teilbereiche Lotverbindungsvolumina zu entsprechen, können es aber.
Es ist eine Weiterbildung, dass die getrennten Teilbereiche durch von einer Unterseite bis zu einer Oberseite (und damit bis zu der ersten Isolationsschicht) reichende, nachträglich eingebrachte Gräben (z.B. Kerben, Schnitte usw.) getrennt sind. Dies ist vorteilhafterweise herstellungstechnisch besonders einfach umsetzbar.
Es ist eine Ausgestaltung, dass an der Rückseite der ersten Isolationsschicht mindestens ein Wärmeübertragungsvolumen angeordnet ist. Das Wärmeübertragungsvolumen besteht aus einem thermisch gut leitfähigen Material und ermöglicht vorteilhafterweise eine verstärkte Wärmeableitung von der Konverterschicht über die erste Isolationsschicht auf ein Substrat, an dem der Wellenlängenkonverter mit seinen Lotverbindungsvolumina angebracht ist. Die abgeleitete Wärme entspricht insbesondere einer in der Konverterschicht erzeugten Abwärme, z.B. einer Stokes'schen Wärme, die sich aufgrund eines Energieverlusts des Photons bei Wellenlängenumwandlung ergibt, der in Wärme- bzw. Schwingungsenergie in der Konverterschicht umgewandelt wird.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine Wärmeübertragungsvolumen einem Teilbereich der Übergangsschicht entspricht. So lässt sich das mindestens eine Wärmeübertragungsvolumen herstellungstechnisch besonders einfach bereitstellen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Lotverbindungsvolumina aus elektrisch leitfähiger Keramik bestehen. Dies ergibt den Vorteil, dass die Lotverbindungsvolumina hochtemperaturfest sind, insbesondere auch typischen bei einem Lötvorgang austretenden Temperaturen widerstehen, und zudem besonders stabil sind.
Sind die Lotverbindungsvolumina als Teilbereiche einer Übergangsschicht ausgebildet, besteht auch diese Übergangsschicht aus elektrisch leitfähiger Keramik. Ist zudem auch das mindestens eine Wärmeübertragungsvolumen als Teilbereiche einer Übergangsschicht ausgebildet, besteht auch dieses aus elektrisch leitfähiger Keramik. So ergibt sich der Vorteil, dass ein auch ein sehr gut thermisch leitendes Wärmeübertragungsvolumen bereitgestellt wird. Jedoch kann das mindestens eine Wärmeübertragungsvolumen allgemein auch aus einem anderen gut thermisch leitenden Material bestehen, insbesondere aus einem (gleichen oder anderen) keramischen Material, aus Metall usw.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die erste Isolationsschicht eine von dem Spiegel zu dem Wärmeübertragungsvolumen reichende Aussparung aufweist, die mit einem Wärmeleitvolumen gefüllt ist. So lässt sich eine Wärmeableitung von der Konverterschicht noch weiter verstärken. Das Wärmeleitvolumen ist durch die erste Isolationsschicht elektrisch von den Durchkontaktierungen isoliert. Das Wärmeleitvolumen kann elektrisch leitfähig sein, z.B. aus Metall bestehen, oder elektrisch isolierend sein. Die Aussparung kann nachträglich in die erste Isolationsschicht eingebracht worden sein, z.B. mittels eines Ätzverfahrens.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Spiegel ein dielektrischer Spiegel ist. Insbesondere bei der Verwendung eines dielektrischen Spiegels kann auf die zweite Isolationsschicht auch verzichtet werden, was eine Herstellung des Wellenlängenkonverters erleichtert. Der dielektrische Spiegel kann auch als dichroitischer Spiegel oder Interferenzspiegel bezeichnet werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Spiegel ein metallischer Spiegel ist
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Leiterbahn aus dem gleichen Material wie der Spiegel besteht. Dies erleichtert vorteilhafterweise eine Herstellung des Wellenlängenkonverters. Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Leiterbahn aus dem gleichen Metall wie der Spiegel besteht, z.B. aus Silber, Kupfer, einer Kombination davon usw.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Konverterschicht eine keramische Schicht ist. Dies ergibt den Vorteil, dass eine besonders hohe Umwandlungseffizient auf für dünne Schichten erreichbar ist. Zudem ist die keramische Schicht hochgradig temperaturstabil und widerstandsfähig gegenüber Alterungserscheinungen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die erste Isolationsschicht oder - falls vorhanden - die zweite Isolationsschicht mittels eines Schichtauftragungsverfahrens auf eine Rückseite der Konverterschicht oder auf eine Rückseite der ersten Isolationsschicht aufgetragen worden ist. Die Verwendung eines Schichtauftragungsverfahrens ermöglicht eine besonders feste Anbringung und/oder eine besonders präzise Formgebung der aufgetragenen Schicht.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Spiegel mittels eines Schichtauftragungsverfahrens auf die Konverterschicht aufgetragen worden ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Leiterbahn mittels eines Schichtauftragungsverfahrens auf die Konverterschicht oder auf die erste Isolationsschicht aufgetragen worden ist.
Ist eine zweite Isolationsschicht vorhanden, kann die erste Isolationsschicht mittels eines Schichtauftragungsverfahrens auf eine Rückseite der zweiten Isolationsschicht aufgetragen worden sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Lotverbindungsvolumina und, bei Vorhandensein, das mindestens eine Wärmeleitvolumen mittels eines Schichtauftragungsverfahrens auf eine Rückseite der zweiten Isolationsschicht aufgetragen worden sind. Sind die Lotverbindungsvolumina und ggf. das mindestens eine Wärmeleitvolumen aus einer gemeinsamen Übergangsschicht herausgearbeitet worden, kann die Übergangsschicht mittels eines Schichtauftragungsverfahrens auf eine Rückseite der zweiten Isolationsschicht aufgetragen worden sein.
Als Schichtauftragungsverfahren kommen beispielsweise CVD-Verfahren, PVD-Verfahren (wie Sputtern usw.), Drucken, Rakeln usw. in Betracht. Es ist für eine besonders präzise Formgebung vorteilhaft, wenn zur Herstellung des Wellenlängenkonverters aus der Halbleiterherstellung bekannte planare Fertigungsverfahren angewandt worden sind.
Insbesondere kann der Wellenlängenkonverter, ausgehend von der Konverterschicht, vollständig mittels Schichtauftragungsverfahren hergestellt worden sein. Dabei kann in einer Variante die Konverterschicht als Basis der Herstellung bereitgestellt worden sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Wellenlängenkonverter ein SMT-Bauteil ist. Dies erleichtert vorteilhafterweise seine Handhabung und Anbringung, z.B. auf einem Substrat. Zudem ist ein SMT-Bauteil vorteilhafterweise lötbar.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Baugruppe (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Konverterbaugruppe“ bezeichnet), aufweisend mindestens einen Wellenlängenkonverter wie oben beschrieben, wobei der mindestens eine Wellenlängenkonverter an mindestens einem Trägersubstrat der Konverterbaugruppe befestigt ist und mit dem Trägersubstrat über die Lotverbindungsvolumina elektrisch verbunden ist. Die Konverterbaugruppe kann analog zu dem Wellenlängenkonverter ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Wellenlängenkonverter mit einem zugehörigen Trägersubstrat über eine Lötschicht befestigt und elektrisch verbunden ist. So wird der Vorteil erreicht, dass eine besonders robuste und kompakte Befestigungsmöglichkeit für den Wellenlängenkonverter bereitgestellt wird. Darüber hinaus ist die Lötschicht praktisch keinem Licht ausgesetzt, so dass davon ausgehende Lichtreflexe vermieden werden können. Insbesondere kann auf Bonddrähte verzichtet werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Trägersubstrat an Verbindungsstellen zu den Lotverbindungsvolumina jeweils eine Durchkontaktierung aufweist. Dadurch kann auch eine dem Wellenlängenkonverter abgewandte Seite des Trägersubstrats auf einfache Weise elektrisch mit dem Wellenlängenkonverter verbunden werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Wellenlängenkonverter an einer Substrat-Vorderseite des Trägersubstrats befestigt ist und (insbesondere nur) an einer Substrat-Rückseite des Trägersubstrats eine mit den Durchkontaktierungen verbundene Verdrahtung aufweist. So können vorteilhafterweise von der Verdrahtung ausgehende Lichtreflexe vermieden werden. Die Verdrahtung kann eine Leiterbahnstruktur o.ä. sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Trägersubstrat ein Keramiksubstrat ist bzw. einen Basiskörper aus Keramik aufweist, z.B. aus Al₂O₃, AlN, usw.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend mindestens eine Konverterbaugruppe wie oben beschrieben und mindestens eine Primärlichtquelle zur Bestrahlung der Konverterschicht mit dem Primärlicht. Die Beleuchtungsvorrichtung kann analog zu der Konverterbaugruppe und/oder zu dem Wellenlängenkonverter ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Primärlichtquelle mindestens eine Halbleiter-Lichtquelle ist oder aufweist. Dies ergibt den Vorteil einer hohen Langlebigkeit und hoher Lichtströme bei hohen Leuchtdichten. Bei Vorliegen mehrerer Halbleiter-Lichtquellen können diese Licht gleicher Farbe oder verschiedener Farben emittieren. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Die mindestens eine Halbleiter-Lichtquelle kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Halbleiter-Lichtquelle oder in Form mindestens eines „Dies“ oder Nackt-Chips vorliegen. Mehrere Halbleiter-Lichtquellen können auf einem gemeinsamen Substrat („Submount“) montiert sein. Die mindestens eine Halbleiter-Lichtquelle kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Primärlichtquelle mindestens eine Laserlichtquelle ist oder aufweist. Die Laserlichtquelle emittiert Pumplicht als Laserlicht. Eine Laserlichtquelle ergibt den Vorteil besonders hoher Lichtströme bei besonders hohen Leuchtdichten. Die mindestens eine Primärlichtquelle kann mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Primärlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode ist oder aufweist. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Primärlicht blaues Licht ist und die Konverterschicht dazu ausgebildet ist, das Primärlicht teilweise in gelbes Sekundärlicht umzuwandeln. So kann auf besonders einfache und sichere Weise weißes Mischlicht erzeugt werden.
Alternativ kann das Primärlicht z.B. UV-Licht sein und die Konverterschicht dazu ausgebildet ist, das Primärlicht vollständig in beispielsweise rotes, grünes und blaues Sekundärlicht umzuwandeln. So kann weißes Mischlicht mit einer ganz besonders hohen Intensität erzeugt werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Primärlichtstrahl schräg auf die Konverterschicht einfällt. Dies ermöglicht eine besonders einfache Auskopplung des Nutzlichts, das von der Konverterschicht abgestrahlt wird. Das Nutzlicht ist aus dem Sekundärlicht oder einer Mischung von nicht umgewandelten Primärlicht und Sekundärlicht zusammengesetzt.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Primärlichtstrahl senkrecht auf die Konverterschicht einfällt. Dies ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau. Im Lichtpfad ist dann vorteilhafterweise eine Optik vorhanden, die den einfallenden Primärlichtstrahl von dem Nutzlichtstrahl trennt.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Auskopplungsoptik zur Auskopplung des Nutzlichtstrahls aufweist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Beleuchtungsvorrichtung (ggf. bereits schon die Konverterbaugruppe) eine Detektorschaltung aufweist, die elektrisch mit den Lotverbindungsvolumina verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, die mindestens eine Leiterbahn auf eine Beschädigung zu überwachen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Überwachung eine Überwachung eines ohmschen Widerstands mindestens einer Leiterbahn umfasst. Steigt beispielsweise der ohmsche Widerstand über einen vorgegebenen Schwellwert (bei einer Auftrennung der Leiterbahn z.B. auf praktisch unendlich), kann dies als eine Beschädigung der Leiterbahn interpretiert werden.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung, dass die Überwachung eine Überwachung eines durch die mindestens eine Leiterbahn geleiteten Stroms umfasst. Sinkt beispielsweise Strom unter einen vorgegebenen Schwellwert (bei einer Auftrennung der Leiterbahn z.B. auf praktisch null), kann dies als eine Beschädigung der Leiterbahn interpretiert werden.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung, dass die Überwachung eine induktive Überwachung der mindestens einen Leiterbahn umfasst.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung, dass die Überwachung eine kapazitive Überwachung der mindestens einen Leiterbahn umfasst.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, auf ein Erkennen einer Beschädigung mindestens einer Leiterbahn hin mindestens eine Aktion auszulösen. Eine solche Aktion kann ein Dimmen oder Ausschalten der mindestens einen Primärlichtquelle, ein Ausgeben eines Warnhinweises und/oder ein Schließen einer Blende usw. umfassen.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen Scheinwerfer, aufweisend mindestens eine Beleuchtungsvorrichtung wie oben beschrieben. Der Scheinwerfer kann analog zu der Beleuchtungsvorrichtung, der Konverterbaugruppe und/oder zu dem Wellenlängenkonverter ausgebildet sein und ergibt die gleichen Vorteile.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Scheinwerfer ein Fahrzeugscheinwerfer ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Scheinwerfer ein Scheinwerfer zur Bühnenbeleuchtung ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Scheinwerfer ein Scheinwerfer zur Effektbeleuchtung ist.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Scheinwerfer mit einem Wellenlängenkonverter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 zeigt in Draufsicht eine erste Isolationsschicht des Wellenlängenkonverters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit auf einer Vorderseite der ersten Isolationsschicht angeordneten Elementen; und
3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Wellenlängenkonverter gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Scheinwerfer 1 mit einem Wellenlängenkonverter 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Scheinwerfer 1 kann z.B. ein Fahrzeugscheinwerfer, ein Scheinwerfer zur Bühnenbeleuchtung oder ein Scheinwerfer zur Effektbeleuchtung sein, ist aber allgemein nicht darauf beschränkt.
Der Wellenlängenkonverter 2 weist als oberste Schicht eine Konverterschicht 3 zum zumindest teilweisen Umwandeln von Primärlicht P einer ersten spektralen Zusammensetzung (z.B. von blauem Primärlicht P oder von UV-Licht als dem Primärlicht P) in Sekundärlicht S einer zweiten spektralen Zusammensetzung (z.B. teilweise in gelbes Sekundärlicht S oder vollständig in rotes, grünes und blaues Sekundärlicht S) auf. Der Wellenlängenkonverter 2 ist als ein auflötbares SMT-Bauteil ausgebildet.
Der Scheinwerfer 1 weist zum Beleuchten der Konverterschicht 3 eine Primärlichtquelle 4 auf, die z.B. einen oder mehrere Laser aufweisen kann. Das von der Primärlichtquelle 4 abgestrahlte Licht trifft auf eine Vorderseite 5 der Konverterschicht 3. Von der Vorderseite 5 der Konverterschicht 3 wird auch das Sekundärlicht S bzw. eine Mischung aus nicht-umgewandeltem Primärlicht P und dem Sekundärlicht S als Nutzlicht P, S / S abgestrahlt. Das Nutzlicht P, S / S kann mittels einer hier vereinfacht angedeuteten Auskopplungsoptik 6 aus dem Scheinwerfer 1 ausgekoppelt werden. Die Auskopplungsoptik 6 kann bei senkrechter Einstrahlung des Primärlichts P auch einen z.B. dichroitischen Strahlteiler aufweisen.
Die Konverterschicht 3 ist hier als eine plättchenförmige wellenlängenumwandelnde Keramikschicht ausgebildet.
An einer Rückseite 7 der Konverterschicht 3 ist großflächig, insbesondere ganzflächig, eine optionale zweite Isolationsschicht 8 vorhanden. Sie kann mittels eines planaren Fertigungsverfahrens der Halbleiterherstellung aufgebracht worden sein, z.B. durch Sputtern. Die zweite Isolationsschicht 8 ist elektrisch isolierend und für das Primärlicht P sowie das Sekundärlicht S durchlässig, insbesondere transparent. Die zweite Isolationsschicht 8 kann insbesondere eine Keramikschicht sein.
An einer Rückseite 9 der zweiten Isolationsschicht 8 ist zentral ein Spiegel in Form einer das Primärlicht P und das Sekundärlicht S reflektierenden Reflektorschicht 10 angeordnet. Die Reflektorschicht 10 liegt also auf der Rückseite der zweiten Isolationsschicht 8 auf und ist insbesondere fest mit ihr verbunden. Die Reflektorschicht 10 weist eine laterale Ausdehnung auf, die kleiner ist als eine laterale Ausdehnung der Rückseite 9, so dass ein umlaufender Randbereich der Rückseite 9 nicht von der Reflektorschicht 10 belegt ist. Die Reflektorschicht 10 kann mittels eines planaren Fertigungsverfahrens der Halbleiterherstellung aufgebracht worden sein, z.B. durch Sputtern.
Die Reflektorschicht 10 kann eine dielektrische oder eine metallische Reflektorschicht 10 sein. Insbesondere für den Fall, dass die Reflektorschicht 10 eine dielektrische Reflektorschicht 10 ist, kann auf die zweite Isolationsschicht 8 auch verzichtet werden. Für den Fall, dass die Reflektorschicht 10 eine metallische Reflektorschicht 10 ist, kann sie z.B. aus Silber bestehen oder Silber aufweisen, wodurch sich besonders hohe Reflexionsgrade erreichen lassen.
An der Rückseite 9 ist in dem Randbereich der zweiten Isolationsschicht 8 mindestens eine elektrisch leitfähige Leiterbahn angeordnet, von der hier genau eine Leiterbahn 11 gezeigt ist. Die Leiterbahn 11 liegt ebenfalls auf der Rückseite 9 der zweiten Isolationsschicht 8 auf und ist insbesondere fest mit ihr verbunden. Die Leiterbahn 11 verläuft seitlich beabstandet zu der Reflektorschicht 10 und ist davon elektrisch isoliert. Auch die Leiterbahn 11 kann mittels eines planaren Fertigungsverfahrens der Halbleiterherstellung aufgebracht worden sein, z.B. durch Sputtern. Es ist besonders vorteilhaft, dass dann, wenn die Reflektorschicht 10 aus Metall besteht, die Leiterbahn 11 aus dem gleichen Metall besteht, z.B. aus Silber.
Die Reflektorschicht 10 und die Leiterbahn(en) 11 sind in einer ersten Isolationsschicht 12 eingebettet oder vergraben. Die erste Isolationsschicht 12 schließt außerhalb der Reflektorschicht 10 und der Leiterbahn(en) 11 an der zweiten Isolationsschicht 8 an, insbesondere dort vollflächig und ist insbesondere fest mit ihr verbunden. Auch die erste Isolationsschicht 12 kann mittels eines planaren Fertigungsverfahrens der Halbleiterherstellung aufgebracht worden sein, z.B. durch Sputtern.
Die erste Isolationsschicht 12 ist also unterhalb der Konverterschicht 3 angeordnet. Sie besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Keramik, und isoliert somit die Reflektorschicht 10 und die Leiterbahn(en) 11 auf eine besonders effektive Weise elektrisch gegeneinander. Die Reflektorschicht 10 und die Leiterbahn(en) 11 sind somit an einer der Konverterschicht 3 zugewandten Vorderseite 13 der ersten Isolationsschicht 12 angeordnet, insbesondere flächenbündig.
An zwei voneinander beabstandeten Stellen verlaufen senkrecht durch die erste Isolationsschicht 12 hindurch elektrisch leitfähige Kontaktierungen oder Vias 14, welche die Leiterbahn 11 kontaktieren und in eine Rückseite 15 der ersten Isolationsschicht 12 freiliegend münden. Die Vias 14 verbinden die Leiterbahn 11 folglich elektrisch mit der Rückseite 15.
Die Vias 14 können aus dem gleichen Material, insbesondere Metall, bestehen wie die Leiterbahn 11, brauchen es aber nicht. So können sie auch aus einem anderen, z.B. für Durchkontaktierungen besonders geeigneten, Material, insbesondere Metall, bestehen, z.B. aus Kupfer oder einer Silber/Kupfer-Legierung. Auch die Vias 14 können mittels eines planaren Fertigungsverfahrens der Halbleiterherstellung aufgebracht worden sein, z.B. durch Sputtern.
An die Rückseite 15 der ersten Isolationsschicht 12 schließt sich eine elektrisch leitfähige Übergangsschicht 16 an. Die Übergangsschicht 16 besteht vorteilhafterweise aus elektrisch leitfähiger Keramik.
Die Übergangsschicht 16 weist mehrere voneinander getrennte Teilbereiche 16a, 16b, 16c auf, die durch Einschnitte 17 voneinander getrennt bzw. beabstandet sind, so dass die Teilbereiche 16a, 16b, 16c elektrisch voneinander isoliert sind. Auch die Übergangsschicht 16 kann mittels eines planaren Fertigungsverfahrens der Halbleiterherstellung aufgebracht worden sein, z.B. durch Sputtern.
Zwei Teilbereiche 16a und 16b kontaktieren oberseitig ein jeweiliges Via 14 und sind somit mit dem zugehörigen einen Via 14 elektrisch verbunden. Diese Teilbereiche 16a, 16b dienen als voneinander beabstandete Kontaktelemente („Lotverbindungsvolumina“) zum Befestigen und elektrischen Anschließen des Wellenlängenkonverters 2 bzw. seiner Leiterbahn 11.
Ein weiterer Teilbereich 16c dient als ein Wärmeübertragungsvolumen. Der Teilbereich 16c ist also ebenfalls an der Rückseite 15 der ersten Isolationsschicht 12 angeordnet.
Der Scheinwerfer 1 ist insbesondere so aufgebaut, dass er eine Konverterbaugruppe 18 umfasst. Die Konverterbaugruppe 18 weist mindestens einen Wellenlängenkonverter 2 sowie ein z.B. keramisches Trägersubstrat 19 auf. Der Wellenlängenkonverter 2 ist mittels seiner Übergangsschicht 16 an dem Trägersubstrat 19 befestigt, und zwar über eine elektrisch leitfähige Lötschicht 20 mit jeweils zugehörigen elektrisch leitenden Kontaktflächen 21 des Trägersubstrats 19. Die Kontaktflächen 21 können z.B. Kontaktpads o.ä. sein, welche sich gut verlöten lassen.
Die Lötschicht 20 verbindet die Teilbereiche 16a, 16b, 16c der Übergangsschicht 16 fest mit den zugehörigen Kontaktflächen 21, lässt die Einschnitte 17 aber frei, so dass die Teilbereiche 16a, 16b, 16c getrennt voneinander mit dem Trägersubstrat 19 verbunden sind. Das Anlöten des Wellenlängenkonverters 2 an das Trägersubstrat 19 bzw. dessen Kontaktflächen 21 kann mittels eines SMT-Prozesses erfolgen.
Der Wellenlängenkonverter 2 ist hier an einer Substrat-Vorderseite 22 des Trägersubstrats 19 befestigt. Die Kontaktflächen 21 sind mit jeweiligen elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen 23 verbunden. Das Trägersubstrat 19 weist an seiner Substrat-Rückseite 24 eine mit den Durchkontaktierungen 23 verbundene Verdrahtung 25 auf.
Auch der als Wärmeübertragungsvolumen dienende Teilbereich 16c ist mit dem Trägersubstrat 19 über eine zugehörige Kontaktfläche 21 verlötet, so dass eine effektiv wärmeleitende Wärmeübergangszone zwischen dem Teilbereich 19 und dem Trägersubstrat 19 bereitgestellt wird. Alle Kontaktflächen sind auf dem Trägersubstrat 19 elektrisch voneinander isoliert.
Die Konverterbaugruppe 18 und die Primärlichtquelle 4 können auch als Beleuchtungsvorrichtung 4, 18 angesehen oder gruppiert werden. Die Beleuchtungsvorrichtung 4, 18 kann als ein Modul ausgebildet sein.
Der Scheinwerfer 1, insbesondere dessen Beleuchtungsvorrichtung 4, 18, kann zusätzlich eine Detektorschaltung 26 aufweisen, welche über die Verdrahtung 25 elektrisch mit den Teilbereichen 16a, 16b und damit mit der Leiterbahn 11 elektrisch verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, die mindestens eine Leiterbahn 11 auf eine Beschädigung zu überwachen. Die Detektorschaltung 26 ist mit der Leiterbahn 11 elektrisch über die Vias 14, die Teilbereiche 16a bzw. 16b, die Lötschicht 20, die Kontaktflächen 21, die Durchkontaktierungen 23 und die Verdrahtung 25 verbunden.
Der Scheinwerfer 1 kann ferner eine Steuereinrichtung 27 zum Ansteuern bzw. Betreiben der Beleuchtungsvorrichtung 4, 18 aufweisen. Die Steuereinrichtung 27 ist mit der Detektorschaltung 26 gekoppelt, so dass der Scheinwerfer 1 bzw. die Beleuchtungsvorrichtung 4, 18 dazu eingerichtet ist, auf ein Erkennen einer Beschädigung der Leiterbahn 11 hin mindestens eine Aktion auszulösen, z.B. die Primärlichtquelle 4 zu dimmen oder sogar ganz abzuschalten. Die Beleuchtungsvorrichtung 4, 18 kann auch dem Scheinwerfer 1 entsprechen.
2 zeigt in Draufsicht die erste Isolationsschicht 12 des Wellenlängenkonverters 2 mit den daran angeordneten Elementen Reflektorschicht 10, Leiterbahn 11 und Vias 14.
Die Reflektorschicht 10 ist als eine in Draufsicht rechteckige Schicht ausgebildet. Die Leiterbahn 11 weist einen die Reflektorschicht 10 umlaufend geschlossen ringförmigen Verlauf auf, hier beispielhaft mit einer rechteckigen Grundform. Die Vias 14 sind an gegenüberliegenden Stellen der Leiterbahn 11 eingebracht.
3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Konverterbaugruppe 28 mit einem Wellenlängenkonverter 29 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, der auf dem Trägersubstrat 19 angebracht ist. Der Wellenlängenkonverter 29 ist ähnlich zu dem Wellenlängenkonverter 2 aufgebaut und kann auch anstelle des Wellenlängenkonverters 2 in dem Scheinwerfer 1 verbaut sein.
Im Unterschied zu dem Wellenlängenkonverter 2 weist der Wellenlängenkonverter 29 ein von der Reflektorschicht 10 zu dem als Wärmeübertragungsvolumen dienenden Teilbereich 16c reichendes Wärmeleitvolumen 30 auf. Das Wärmeleitvolumen 30 füllt eine entsprechende Aussparung in der ersten Isolationsschicht 12. Das Wärmeleitvolumen 30 kann z.B. aus Metall bestehen, insbesondere aus dem gleichen Metall wie eine metallische Reflektorschicht 10, falls vorhanden.
Die Aussparung für das Wärmeleitvolumen 30, Aussparungen für die Vias 14 und/oder die Einschnitte 17 usw. können mittels eines planaren Fertigungsverfahrens der Halbleiterherstellung aufgebracht worden sein, z.B. durch Ätzen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

Scheinwerfer	1
Wellenlängenkonverter	2
Konverterschicht	3
Primärlicht	P
Sekundärlicht	S
Primärlichtquelle	4
Vorderseite der Konverterschicht	5
Auskopplungsoptik	6
Rückseite der Konverterschicht	7
Zweite Isolationsschicht	8
Rückseite der zweiten Isolationsschicht	9
Reflektorschicht	10
Leiterbahn	11
Erste Isolationsschicht	12
Vorderseite der ersten Isolationsschicht	13
Via	14
Rückseite der ersten Isolationsschicht	15
Übergangs schicht	16
Teilbereich der Übergangsschicht	16a
Teilbereich der Übergangsschicht	16b
Teilbereich der Übergangsschicht	16c
Einschnitt	17
Konverterbaugruppe	18
Trägersubstrat	19
Lötschicht	20
Kontaktfläche	21
Substrat-Vorderseite	22
Durchkontaktierung	23
Substrat-Rückseite	24
Verdrahtung	25
Detektorschaltung	26
Steuereinrichtung	27
Konverterbaugruppe	28
Wellenlängenkonverter	29
Wärmeleitvolumen	30
Primärlicht	P
Sekundärlicht	S

Claims

Wellenlängenkonverter (2; 29), aufweisend - eine Konverterschicht (3) zum zumindest teilweisen Umwandeln von Primärlicht (P) einer ersten spektralen Zusammensetzung in Sekundärlicht (S) einer zweiten spektralen Zusammensetzung, - eine unterhalb der Konverterschicht (3) angeordnete elektrisch isolierende erste Isolationsschicht (12), an deren der Konverterschicht (3) zugewandten Vorderseite ein Spiegel (10) angeordnet ist - mindestens eine an der ersten Isolationsschicht (12) angeordnete Leiterbahn (11), die seitlich beabstandet zu dem Spiegel (10) verläuft, - durch die erste Isolationsschicht (12) verlaufende, voneinander beabstandete Kontaktierungen (14), von denen je mindestens zwei Kontaktierungen (14) eine Leiterbahn (11) elektrisch mit einer Rückseite (15) der ersten Isolationsschicht (12) verbinden, - unterhalb der ersten Isolationsschicht (12) angeordnete, voneinander beabstandete elektrisch leitfähige Lotverbindungsvolumina (16a, 16b), die jeweils mit einer der Kontaktierungen (14) elektrisch verbunden sind.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Leiterbahn (11) in die erste Isolationsschicht (12) eingebettet oder vergraben ist.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Konverterschicht (3) und der ersten Isolationsschicht (12) eine zweite, für das Primärlicht (P) und das Sekundärlicht (S) optisch durchlässige zweite Isolationsschicht (8) vorhanden ist.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Leiterbahn (11) eine den Spiegel (10) ringförmig umgebende Leiterbahn (11) ist.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Rückseite (15) der ersten Isolationsschicht (12) eine elektrisch leitfähige Übergangsschicht (16) angeordnet ist, die mehrere voneinander getrennte Teilbereiche (16a, 16b, 16c) aufweist und die Lotverbindungsvolumina Teilbereichen (16a, 16b) entsprechen.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lotverbindungsvolumina (16a, 16b) aus elektrisch leitfähiger Keramik bestehen.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Rückseite (15) der ersten Isolationsschicht (12) mindestens ein Wärmeübertragungsvolumen (16c) angeordnet ist.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach den Ansprüchen 5 und 7, wobei das mindestens eine Wärmeübertragungsvolumen einem Teilbereich (16c) der Übergangsschicht (16) entspricht.
Wellenlängenkonverter (29) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die ersten Isolationsschicht (12) eine von dem Spiegel (10) zu dem Wärmeübertragungsvolumen (16c) reichende Aussparung aufweist, die mit einem Wärmeleitvolumen (30) gefüllt ist.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lotverbindungsvolumina (16a, 16b) aus elektrisch leitfähiger Keramik bestehen.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spiegel (10) ein metallischer Spiegel (10) ist und die mindestens eine Leiterbahn (11) aus dem gleichen Material wie der Spiegel (10) besteht.
Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wellenlängenkonverter (2; 29) ein SMT-Bauteil ist.
Konverterbaugruppe (18; 28), aufweisend mindestens einen Wellenlängenkonverter (2; 29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der mindestens eine Wellenlängenkonverter (2; 29) an mindestens einem Trägersubstrat (19) der Konverterbaugruppe (18; 28) befestigt ist und mit dem Trägersubstrat (19) über die Lotverbindungsvolumina (16a, 16b) elektrisch verbunden ist, - mindestens ein Wellenlängenkonverter (2; 29) mit einem zugehörigen Trägersubstrat (19) über eine Lötschicht (20) befestigt und elektrisch verbunden ist, - der mindestens eine Wellenlängenkonverter (2; 29) an einer Substrat-Vorderseite (22) des Trägersubstrats (19) befestigt ist, - das Trägersubstrat (19) an Verbindungsstellen (21) zu den Lotverbindungsvolumina (16a, 16b) jeweils eine Durchkontaktierung (23) aufweist und - das Trägersubstrat (19) an einer Substrat-Rückseite (24) eine mit den Durchkontaktierungen (23) verbundene Verdrahtung (25) aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (4, 18; 4, 28), aufweisend - mindestens eine Konverterbaugruppe (18; 28) nach Anspruch 13, - mindestens eine Primärlichtquelle (4), insbesondere Laserlichtquelle, zur Bestrahlung der Konverterschicht (3) mit dem Primärlicht und - eine Detektorschaltung (26), die elektrisch mit den Lotverbindungsvolumina (16a, 16b) verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, die mindestens eine Leiterbahn (11) auf eine Beschädigung zu überwachen, wobei - die Beleuchtungsvorrichtung (4, 18; 4, 28) dazu eingerichtet ist, auf ein Erkennen einer Beschädigung mindestens einer Leiterbahn (11) hin mindestens eine Aktion auszulösen.
Scheinwerfer (1), aufweisend mindestens eine Beleuchtungsvorrichtung (4, 18; 4, 28) nach Anspruch 14.