JP2019525460A - 強化されたスペクトルを有する白色光を放射するモジュール - Google Patents

強化されたスペクトルを有する白色光を放射するモジュール Download PDF

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Abstract

本発明は、半導体光源に関し、半導体光源は、少なくとも、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッド（８）の第１のセット（４）と、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第２のセット（６）とを備え、第１のセットの発光ロッドは、第１の波長領域において発光することが可能であり、第２のセットの発光ロッドは、第２の波長領域において発光することが可能であり、上記第２の領域は第１の領域とは異なり、第１のセットのロッドと第２のセットのロッドとは、混在している。

Description

本発明は、特に自動車用の照明および／または信号の分野に関する。本発明は、特に、自動車のヘッドライト、車体またはコンパートメントに適用され得る。
自動車における照明および信号に使用される光源は、ますます発光ダイオードの形態をとるようになっているが、それは特に、従来の光源と比較して全体的な寸法および耐久性の点でそれらが有利であるためである。照明および／または信号モジュール内での発光ダイオードの使用はまた、自動車製造者ならびに照明および／または信号装置の設計者といった市場への参加者が、特に、光学的効果をもたらすためにますます多くのこれらの発光ダイオードを使用するために、これらの装置の設計に創造の手を加えることも可能にしてきた。
そのようなダイオードは通常、所与の波長を中心とするピークの形態の狭い発光スペクトルを有する。
しかし、特に照明用途においては、例えば、主ビームまたはロービーム照明が、所与の波長を中心とする単純なピークよりも豊富なスペクトルを必要とする白色光照明を提供することが望ましい場合がある。
この目的のために、第１の既知の解決策は、人間の眼に見える領域全体をカバーする発光スペクトルを有する、リン光発光団に結合されている紫外線発光を用いる２Ｄ発光ダイオードを使用することに存する。紫外線発光は非常にエネルギーが高いが、照明または信号装置の発光団および／または光学ハードウェアの劣化を引き起こすという欠点を有する。これは、照明／信号装置の寿命を制限する。さらに、リン光発光団の使用は、変換の点で効率を低下させる。
第２の解決策は、黄色−緑色領域内の、すなわち、５７０ｎｍを中心とするより広い発光スペクトルを有する蛍光発光団に結合されている、青色−紫色領域内の、すなわち、４５０ｎｍを中心とするピークを有するスペクトルを放射する発光ダイオードから構成される白色ダイオードを使用することに存する。そのような光源のスペクトルは、図１を参照することによって例示され、図１において、青色領域のピークは波長λ１を中心とし、黄色−緑色領域内のスペクトルは、波長λ２を中心とする。
そのような照明は、直接見ると白色に見え得るが、その光源の発光スペクトルのトラフ内に位置するスペクトル反射を有する物体上では、これは非常に不十分なものである。例えば、フランスの法律による注意信号のような青色の物体、または、フランスの法律による禁止および危険信号のような赤色の物体は、黒色に見える。したがって、演色は不十分なものである。
本発明は、この状況を改善するように意図されている。
本発明の一態様は、半導体光源に関し、半導体光源は、少なくとも、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第１のセットと、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第２のセットとを備え、第１のセットの発光ロッドは、第１の波長領域において発光することが可能であり、第２のセットの発光ロッドは、第２の波長領域において発光することが可能であり、第２の領域は第１の領域とは異なる、第１のセットのロッドと第２のセットのロッドとは、混在する。
図１の図解と比較すると、発光モジュールのスペクトルは、はるかにより豊富であり、したがって、より良好な演色を有する白色光照明を提供する。
加えて、異なる種類の発光ロッドを使用することによって、精細な交互配置を可能にしながら、光スペクトルのそのような強化を達成することが可能である。
一実施形態によれば、光源は、少なくとも第１の発光材料を含むマトリックスをさらに備えることができ、発光ロッドの少なくともいくつかはマトリックス内に埋め込まれ、第１の発光材料は、第１の領域または第２の領域からの少なくとも１つの波長を含む吸収スペクトル内の光を吸収することが可能であり、かつ第３の波長領域において発光することが可能であり、第３の領域は、第１の領域および第２の領域とは異なる。
この実施形態もまた、光源の発光スペクトルが強化されることを可能にする。
一変形例において、第１の発光材料は蛍光材料であってもよい。
この変形例は、光源の発光材料および／または光学ハードウェアが劣化することを回避することを可能にし、したがって、その耐用寿命を向上させる。
一実施形態によれば、第１のセットのロッドおよび第２のセットのロッドは、第１のセットのロッドのグループと第２のセットのロッドのグループとを交互配置することによって、混在し得る。
したがって、光源の交互配置は精細であり、コヒーレント光源が提供されることを可能にする。
加えて、各グループの発光ロッドは、単一の幾何学的パターンにおいて分散され得る。
そのような実施形態は、その光源の製造および発光ロッドの電力供給を容易にする。
一変形例において、第１のセットの発光ロッドおよび第２のセットの発光ロッドは、ランダムに混在し得る。
したがって、光源のコヒーレンスが改善される。
本発明の一実施形態において、他のセットの少なくとも１つの発光ロッドによって分離されている、同じセットの所与の方向における２つの連続するロッドは、１００マイクロメートル未満の距離だけ分離される。
例えば、第１のセットおよび第２のセットの発光ロッドのグループは、１００マイクロメートル未満の間隔で交互に位置する。
したがって、人間の眼は、グループの交互配置を区別することができず、光源のコヒーレンスが改善される。
本発明の一実施形態によれば、第１の波長領域は４４５ナノメートルの波長を含むことができ、第２の波長領域は４６７ｎｍの波長を含むことができる。
一変形例において、第１の波長領域は４４５ｎｍの波長を含むことができ、第２の波長領域は６００ｎｍ以上の波長を含むことができる。
加えて、第１の発光材料は、５７３ｎｍから５８４ｎｍまでの範囲内の少なくとも１つの波長を含む発光領域を有するセリウムＹＡＧ発光団を含む。
したがって、光源によって放射される光のスペクトルが強化される。
加えて、または、一変形例として、光源は、第３の波長領域において発光することが可能な発光ロッドの第３のセットをさらに含むことができ、第３の波長領域は、４６７ｎｍの波長を含む可能性がある。
したがって、光源によって放射される光のスペクトルが強化される。
別の変形例において、第１の波長領域は、４４５ナノメートルの波長を含むことができ、第２の波長領域は、５７３から５８４ｎｍまでの範囲内の波長を含むことができ、マトリックスは、第１の領域または第２の領域の少なくとも１つの波長を含む吸収スペクトル内の光を吸収することが可能であり、４６５ｎｍの波長を含む第４の波長領域内の光を放射することが可能な第２の発光材料を含む。
したがって、光源によって放射される光のスペクトルが強化される。発光材料の例は下記において説明される。
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様による光源を備える自動車用の発光モジュールに関する。
一実施形態によれば、モジュールは、発光ロッドの第１のセットに供給することが可能な第１の電圧発生器と、発光ロッドの第２のセットに供給することが可能な第２の電圧発生器とを備える。
したがって、異なる公称電圧を有するロッドのセットが供給され得る。
一変形例において、モジュールは、１つの電圧発生器をさらに備えることができ、第１のセットのｊ個のグループが直列に配置され得、第２のセットのｋ個のグループと並列に供給され得、ｊおよびｋは、ｊと第１のセットのグループの公称電圧との積が、ｋと第２のセットのグループの公称電圧との積に実質的に等しくなるように定義される。
したがって、単一の電圧発生器を使用しながら、異なる公称電圧を有するロッドのセットが供給され得る。したがって、発光モジュールのコストおよび全体的な寸法が低減される。
一実施形態によれば、モジュールは、光源から発する光を受け取り、光ビームを成形することが可能な成形光学部品をさらに備える。
成形光学部品は、光源によって放射される光の光線のうちの少なくとも１つを屈折させる。「屈折された」は、光線が成形光学部品に入射する方向が、光線が成形光学部品から出射する方向と異なることを意味するように用いられる。成形光学部品は、１つまたは複数のレンズ、１つまたは複数の反射器、１つまたは複数の光導波路、またはこれらの可能性の組み合わせのような、少なくとも１つの光学素子を含む。
本発明の第３の態様は、光ビームの少なくとも一部分を形成するように、本発明の第２の態様による照明モジュールを備える、特に自動車の照明および／または信号のための、発光装置に関する。
一実施形態によれば、本装置は、互いに相互作用して、発光モジュールを含む内部空洞を境界するケーシングおよび封止レンズをさらに備えることができる。
本発明の第４の態様は、半導体光源を備える、特に自動車用の発光モジュールを製造する方法であって、
基板上に、第１の波長領域において発光することが可能な、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第１のセットを成長させるステップと、
基板上に、第２の波長領域において発光することが可能な、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第２のセットを成長させるステップであって、第２の領域は第１の領域と異なる、成長させるステップと
を含む、方法に関する。第１のセットのロッドと第２のセットのロッドとは、混在する。
本発明の他の特性および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を熟読することから明らかになる。
従来技術に係る発光モジュールの放射図である。 本発明の一実施形態に係る発光モジュールの複数の発光ロッドの構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係る発光モジュールの複数の発光ロッドの構造を示す図である。 図４ａから図４ｄは、本発明の実施形態に係る発光ロッドの２つのセットの混在した構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光モジュールの放射図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光モジュールの放射図である。 本発明の第３の実施形態に係る発光モジュールの放射図である。 図８ａおよび図８ｂは本発明の２つの実施形態のうちの１つによる光源の電力供給手段を示す図である。
図２および図３は、本発明に係る光源の、ミリメートル未満の寸法を有する複数の発光ロッドの構造を示す。
本発明に係る光源は、発光モジュールに一体化され得、発光モジュールはまた、出射する光ビームを成形するように光源から発する光を受光する成形光学部品をも含むことができる。そのような発光モジュールは、特に自動車における照明および／または信号のための発光装置に一体化され得る。そのような発光装置は、互いに相互作用して、発光モジュールを含む内部空洞を境界するケーシングおよび封止レンズをさらに備えることができる。
装置は、例えば、照明装置であり、この場合、照明装置は車両ヘッドライトまたは前照灯を形成する。この場合、装置は、特に、「すれ違い」機能とも呼ばれるロービーム機能、「主ビーム」機能とも呼ばれるハイビーム機能、およびフォグビーム機能を含んでもよい、１つまたは複数の照明機能を実施するように構成される。
代替的に、装置は、車両の前部または後部に位置決めされるように設計されている信号装置である。前部に位置決めされるように設計される場合、装置は、例えば、方向指示機能、日中走行用ライト機能（ＤＲＬと略される）、および前方標識照明機能を含んでもよい１つまたは複数の信号機能を実施するように構成される。後部に位置決めされるように設計される場合、装置は、例えば、後退灯機能、フォッグライト機能、制動灯機能、方向指示機能、および後方標識照明機能を含んでもよい１つまたは複数の機能を実施するように構成される。
代替的に、装置は、車両のコンパートメントを照明するために提供され、この場合、装置は、主に車両のコンパートメント内で光を放射するように設計される。
図２および図３を参照すると、光源は、少なくとも１つの基板１０から生じる複数の発光ロッド８を備える。各発光ロッド８は、基板１０からの突出において垂直または実質的に垂直に延伸し、ケイ素、炭化ケイ素、または、本発明の文脈から逸脱することなく使用され得る他の材料から作成され得る。
下記に説明するように、発光モジュールは、少なくとも、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第１のセットと、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第２のセットとを備え、第１のセットの発光ロッドは、第１の波長領域において発光することが可能であり、第２のセットの発光ロッドは、第２の波長領域において発光することが可能であり、第２の領域は第１の領域とは異なる。この目的のために、第１のセットおよび第２のセットのロッドは、例えば、窒化ガリウムに基づく化合物（ＧａＮ）、窒化アルミニウムおよび窒化ガリウムに基づく化合物（ＡｌＧａＮ）、またはアルミニウム、インジウムおよびガリウムに基づく化合物（ＡｌＩｎＧａＮ）のような、異なる化合物から作成され得る。
基板１０は、第１の電極１４が上に被着される下面（１２）と、発光ロッド８がそこから突出するように延伸し、第２の電極１８が上に被着される上面１６とを有する。特に、この場合は上向き手順によって生成される、基板１０からの発光ロッドの成長後に、異なる材料層が上面１６に重ねられる。これらの異なる層は、ロッドへの電力供給のために、導電性材料の少なくとも１つの層を含むことができる。この層は、特定のロッドを互いに接続するようにエッチングされ、結果、これらの発光ロッドはその後、ここでは示されていない制御モジュールによって同時に点灯するようになされ得る。下記に述べられているように、第１のセットのロッドおよび第２のセットのロッドは、別個にまたはともに給電され得る。
発光ロッド８は基板から延伸し、図２でわかるように、それらの各々は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮの成分または上記で言及されている他の成分のうちの１つを含み、その周りに、例えば、窒化ガリウムおよび窒化ガリウムインジウムなどの異なる材料の層を半径方向に重ねることによって形成される量子井戸が配置されている芯１９と、量子井戸を囲む、場合によっては芯１９と同じ材料から作成される殻２１とを含む。
各発光ロッド８は、その高さを規定する長手方向軸２２に沿って延伸し、各ロッドの基部は、基板１０の上面１６の平面２４内に配置されている。
同じ発光モジュールの発光ロッド８は、有利には同じ形状を有することができる。それらの各々は、端面２６および長手方向軸に沿って延伸する周壁２８によって境界される。発光ロッド８がドープおよびバイアスされると、発光モジュールの出力において結果として生じる光は、基本的に周壁２８から放射されるが、光線はまた、端面２６から出射することもできることが理解されるべきである。結果として、各発光ロッド８は単一の発光ダイオードとして作用し、この光源の照明効率は、一方においては、存在する発光ロッド８の密度によって、および、他方においては、周壁によって規定され、それゆえロッドの周縁全体および全長にわたって延伸する照明面のサイズによって改善される。
殻２１に対応する発光ロッド８の周壁２８は、基板１０によって形成される陰極に対して相補的である、各ロッドの陽極を形成する透明導電性酸化物（ＴＣＯ）の層２９によって被覆され得る。この周壁２８は、長手方向軸２２に沿って基板１０から端面２６へと延伸し、端面２６から、発光ロッド８がそこから生じる基板１０の上面１６までの距離が、各ロッドの高さを規定する。例として、発光ロッド８の高さが１マイクロメートルと１０マイクロメートルとの間であり、関係するロッドの長手方向軸２２に垂直な、端面の最大横方向寸法が２マイクロメートル未満であるという規定がなされ得る。特に１．９６平方マイクロメートルと４平方マイクロメートルとの間の指定される値範囲内で、この長手方向軸２２に垂直な断面内にロッドの表面を規定することも可能である。
明らかに、第１のセットおよび第２のセットの発光ロッド８の形成中、この高さは、その構成ロッドの平均高さが増大されるときに、それらのセットの一方または他方の輝度を増大させるように、一方のセットから他方のセットへと変更され得る。
発光ロッド８の形状もまた、特にロッドの断面および端面２６の形状に関して、一方のセットから他方のセットへと変化してもよい。発光ロッド８は、概して円筒形の形状を有することができ、それらは特に、図２に示されているように、多角形、より詳細には六角形の断面を有する形状を有することができる。明らかに、周壁が多角形形状を有するか、または、円形形状を有するかにかかわらず、周壁を通じて光が放射され得ることが重要である。
加えて、端面２６は、周壁に垂直な、実質的に平坦な形状を有することができ、結果、端面は、図２に示されているように、基板１０の上面１６に実質的に平行に延伸し、代替的に、端面は、図３に示されているように、この端面を出る光の放射の方向を増やすように、ドーム状または中心が尖った形状を有することができる。
発光ロッド８は、二次元マトリックスに配列され得る。この構成は、ロッドが５点形に配列されるようなものであってもよい。原則として、ロッドは基板１０上で規則的な間隔を空けて配列され、各発光ロッド８の周壁２８によって放射される光が、発光ロッドのマトリックス３０から出射することができるように、マトリックスの各次元における２つの直に隣接する発光ロッドの間の分離距離は、２マイクロメートル以上に等しい。隣接するロッドの２つの長手方向軸２２の間で測定される、これらの分離距離が、１００マイクロメートル以下であるという規定もなされ得る。
発光モジュールはまた、図３に示されているように、発光ロッド８が少なくとも部分的に埋め込まれるポリマー材料のマトリックスの層３０をも含むことができる。したがって、層３０は、基板の延伸範囲全体にわたって、または、発光ロッド８の指定されるグループの周りにのみ延伸することができる。特に、シリコーンベースであってもよいポリマー材料は、発光ロッド８が光線の拡散による干渉がないように保護されることを可能にする保護層を形成する。発光ロッド８の少なくとも１つによって放射される光線の少なくとも一部を吸収することが可能であり、吸収される励起光の少なくとも一部を、励起光の波長とは異なる波長を有する放射光に変換することが可能な、例えば、下記においては発光団としても参照される、発光材料などの波長変換手段を、ポリマー材料のこのマトリックス３０に組み込むことも可能である。より一般的には、発光材料は、第１の波長領域内の光を吸収し、より広く、異なる波長を中心とする、第１の領域とは別個の第２の波長領域内の光を放射する。発光材料が、マトリックス３０に埋め込まれる、または、発光材料が、このマトリックス３０の層の表面上に配置されるという規定がなされ得る。
発光材料の中でも、本発明では、特に、発光材料のうちのリン光材料を区別し得る。
蛍光材料は、良好な変換効率をもたらしながら、制限された吸収領域内の光を吸収し、吸収領域よりも広く、吸収領域からオフセットされている放射領域において再発光する。
リン光材料と同様に、これらは、その波長にかかわらず光を吸収し、蛍光材料の発光領域よりも広い発光領域において再発光する。しかし、それらの効率は、蛍光材料の効率よりも顕著に低い。
光源はまた、最初に基板に向けられていた光線を発光ロッド８の端面２６に向けて屈折させるために、発光ロッド８の間に配置されている光反射材料のコーティング３２をも含むことができる。換言すると、基板１０の上面１６は、最初に上面１６に向けられていた光線を発光モジュールの出口面に向けて反射する反射手段を含むことができる。したがって、そうでなければ失われていた光線を復元することが可能である。このコーティング３２は、透明導電性酸化物の層２９上で発光ロッド８の間に配置される。
本発明によれば、光源は、異なる波長領域において発光する発光ロッドの第１のセットおよび第２のセットを有し、第１のセットと第２のセットとは、互いに混在する。
「混在したセット」は、互いに混合されており、発光モジュールの構成に応じて、互いに交互配置または織り交ぜられ得るセットを意味するように用いられる。混在は、少なくとも第１のセットの２つのロッドを接続する第１のセグメントについて、第１のセグメントが第２のセットの少なくとも一部分を通過し、少なくとも第２のセットの２つのロッドを接続する第２のセグメントについて、第２のセグメントが第１のセットの少なくとも一部分を通過する、ロッドの任意の構成をカバーする。
図４ａ〜図４ｄは、発光ロッド８の第１のセットと第２のセットとの混在の実施形態を示す。
図２、および、図４ａ〜図４ｄの実施形態において、発光モジュールは、全体的に矩形の形状を有するが、明らかに、発光モジュールは、本発明の範囲から逸脱することなく、特に、平行四辺形形状など、他の全体的な形状を有してもよい。
発光ロッド８の第１のセットと第２のセットとの混在の実施形態のいくつかの例が、ここで説明される。
図４ａ〜図４ｄ内の符号４を保持する第１のセット、および、図４ａ〜図４ｄ内の符号６を保持する第２のセットは各々、ミリメートル未満の寸法を有する複数の発光ロッド８を備える。図４ａ〜図４ｃの例において、第１のセットおよび第２のセットの各々は、発光ロッド８の、以下グループとして参照される、複数の集合を備える。例えば、第１のセットのロッドの２つのグループは、第２のセットのロッドの１つのグループによって分離されている。
第１のセット４のロッドと、第２のセット６に属する、直に隣接するロッドとの間の分離距離は、同じセットの２つの発光ロッドの間の分離距離に等しく、発光ロッドの２つの長手方向軸の間で測定されるこの分離距離は、２マイクロメートル以上に等しく、結果、各ロッド８の周壁２８によって放射される光は、発光ロッドのマトリックスを出射することができるという規定がなされ得る。
図４ａ〜図４ｄに示されているように、セット４および６は、貫入するように混合されており、すなわち、図４ａ〜図４ｃにおいて、各セットはロッドの複数のグループに分割されており、第１のセットのロッドのグループと、第２のセットのロッドのグループとは、ある幾何学的パターンにおいて交互に位置する。代替的に、グループ間の交互配置はランダムであってもよい。
図４ａ〜図４ｄのパターンは、繰り返されおよび／または組み合わされ得る基本パターンとして考えられ得る。
図４ａおよび図４ｂは、ロッドのグループが、図４ａにおいて１ロッド幅であり、図４ｂにおいては２ロッド幅であるストリップである周期的配列を示している。図４ａにおいて、第１のセット４または第２のセット６のロッドの各グループは、４つの発光ロッドを含み、一方、図４ｂにおいて、各グループは、８つの発光ロッドを含む。第１のセット４の発光ロッドのグループおよび第２のセット６の発光ロッドのグループが、異なる数の発光ロッド８を含むという規定がなされ得る。
図４ｃにおいて、セット４および６のグループは同じサイズではなく、各々が異なる数の発光ロッド８を有する。グループは、第１のセット４の１つのグループが第２のセット６の２つのグループに囲まれ、および、その逆になるように、互いの周りに配置される。図４Ｃに示されている事例において、連続する層は、互いの周りに配置されている正方形の形態をとるが、発光ロッドが実質的に円形で同心円のグループに配列されるという規定がなされ得る。
図４ｄに示されているように、セット４および６の混在は、他方のセットによって占有される領域の内部に１つのセットの発光ロッドが貫入する形状によって提供され得る。
図４ａ〜図４ｄに示されているように、所与の方向において、同じセットに属する、２つの連続するロッドを分離する距離が考慮され得る。そのような距離は、問題の２つのロッドが他方のセットの発光ロッドによって分離されるときに、その最大値になる。同じセットの２つの連続するロッド間のこの最大距離は、図４ａ〜図４ｄにおいて、符号５４を保持する。
上述されているように、第１のセット４の発光ロッドおよび第２のセット６の発光ロッドは、異なる波長領域において光を放射することが可能である。眼による良好な合成を確保するために、また、特に、眼が異なるグループを区別することができないことを確保するために、有利には、第１のセットおよび第２のセットの混在が、距離５４が常に、人間の眼の光学分解能に対応する１００マイクロメートル未満であるようなものであるという規定がなされ得る。
本発明はまた、上述されている光源を製造する方法をも提案する。この目的のために、方法は、基板上に、第１の波長領域において発光することが可能な、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第１のセットを成長させるステップと、同じ基板上に、第２の波長領域において発光することが可能な、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第２のセットを成長させるステップとを含み、例えば図４ａ〜図４ｄに示されているように、第１のセットと第２のセットとは混在する。第１の波長領域と第２の波長領域とは異なる。
そのような成長は、下記に述べられない、エピタキシの既知の方法によって実行され得る。加えて、混在を可能にするために、発光ロッドの第１のセットを成長させるステップは、マスクを用いることによって実行されてもよく、マスクは、第２のセットの発光ロッドの後続の成長のために意図されている領域を被覆する。
第１の実施形態によれば、第１のセット４の発光ロッド８は、窒化ガリウムから形成され、４４５ナノメートル、以下「ｎｍ」と略される、の波長を含む第１の波長領域（例えば、この領域は４４５ｎｍを中心とする）において発光することが可能であり、第２のセット６の発光ロッドは、ドープされた窒化ガリウムから形成され、４６７ｎｍの波長を含む第２の波長領域（例えば、この領域は４６７ｎｍを中心とする）において発光することが可能である。
任意で、この第１の実施形態によれば、マトリックス３０はまた、紫外線および青色領域において光を吸収し、それゆえ、ロッドの２つのセットからの光を吸収し、黄色領域において発光する、例えばセリウムＹＡＧタイプの発光団をも含むことができ、すなわち、発光領域は、５７３ｎｍから５８４ｎｍまでの範囲内の少なくとも１つの波長を含む。
図５は、波長の関数としての、本発明の第１の実施形態に係る光源の光エネルギーの放射図を示す。
上記で示されているように、発光ロッド８の第１のセット４は、少なくともλ１１＝４４５ｎｍを含む波長領域において発光することが可能であり、発光ロッド８の第２のセット６は、少なくともλ１２＝４６７ｎｍを含む波長領域において発光することが可能であり、発光材料は、５７３ｎｍから５８４ｎｍ内にあるλ１３、λ１３を中心とする波長領域において発光することが可能である。
図１の図解と比較すると、発光モジュールのスペクトルは、特に青色領域においてはるかにより豊富であり、したがって、より良好な演色を有する白色光照明を提供する。
加えて、異なる種類の発光ロッドを使用することによって、眼には知覚可能でない精細な混在を可能にしながら、光スペクトルのそのような強化を達成することが可能である。
第２の実施形態によれば、第１のセット４の発光ロッドは、窒化ガリウムから形成され、４４５ｎｍの波長を含む第１の波長領域において発光することが可能である。例えば、第１の領域は、４４５ｎｍを中心とする。加えて、第２のセット６の発光ロッドは、アルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）から形成され、６００ｎｍ以上の波長を含む第２の波長領域において発光することが可能である。例えば、第２の領域は、波長６００ｎｍ以上を中心とする。
任意で、この第１の実施形態によれば、マトリックス３０はまた、紫外線および青色領域において光を吸収し、それゆえ、発光ロッドの第１のセットからの光を吸収し、黄色領域において発光する、例えばセリウムＹＡＧタイプの発光団をも含むことができ、発光領域は、５７３ｎｍから５８４ｎｍまでの範囲内の少なくとも１つの波長を含む。
図６は、波長の関数としての、本発明の第２の実施形態に係る光源の光エネルギーの放射図を示す。
上記で示されているように、発光ロッド８の第１のセット４は、少なくともλ２１＝４４５ｎｍを含む波長領域において発光することが可能であり、発光ロッド８の第２のセット６は、少なくともλ２２＝６００ｎｍを含む波長領域において発光することが可能であり、発光材料は、５７３ｎｍから５８４ｎｍ内にあるλ２３、λ２３を中心とする波長領域において発光することが可能である。
図１の図解と比較すると、発光モジュールのスペクトルは、特に赤色においてはるかにより豊富であり、したがって、より良好な演色を有する白色光照明を提供する。
加えて、異なる種類の発光ロッドを使用することによって、眼には知覚可能でない精細な混在を可能にしながら、光スペクトルのそのような強化を達成することが可能である。
加えて、本発明の第２の実施形態によれば、光源は、例えばドープされた窒化ガリウムから形成され、４６７ｎｍの波長を含む第３の波長領域において発光することが可能な発光ロッドの第３のセットをさらに備えてもよい。例えば、第３の領域は、４６７ｎｍを中心とする。したがって、発光スペクトルがさらに強化される。この目的のために、発光ロッドの３つのセットの混在が可能にされ得る。
第３の実施形態によれば、第１のセット４の発光ロッドは、窒化ガリウムから形成され、４４５ｎｍの波長を含む第１の波長領域において発光することが可能である。例えば、第１の領域は、４４５ｎｍを中心とする。加えて、第２のセット６の発光ロッドは、アルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）から形成され、５７３ｎｍから５８４ｎｍまでの範囲内の波長を含む第２の波長領域において発光することが可能である。例えば、第２の領域は、波長５８０ｎｍ以上を中心とする。
この第３の実施形態によれば、任意で、マトリックス３０は、例えば、一方は赤色領域において発光し、すなわち、波長の発光の領域が６３０ｎｍの波長を含み、他方が黄色−緑色領域において発光し、すなわち、波長の発光の領域が少なくとも５７０ｎｍの波長を含む、例えば、ユーロピウムをドープされた硫化ストロンチウムおよびセリウムドープＹＡＧなどの、２つの発光材料をさらに備えることができる。
図７は、波長の関数としての、本発明の第３の実施形態に係る光源の光エネルギーの放射図を示す。
上記で示されているように、発光ロッド８の第１のセット４は、少なくともλ３１＝４４５ｎｍを含む波長領域において発光することが可能であり、発光ロッド８の第２のセット６は、少なくともλ３２＝５８０ｎｍを含む波長領域において発光することが可能であり、発光材料は、それぞれλ３３およびλ３４を中心とする波長領域において発光することが可能であり、λ３３は４６５ｎｍに等しく、λ３４は６３０ｎｍに等しい。
例えば、４６５ｎｍを中心とする波長領域において発光することが可能な発光材料はクマリン３１４であり、これは、ポリシロキサンのようなポリマー中の溶液として使用するために例えば単一または二重であってもよい層状亜鉛水酸化物のような緩衝材を添加することによって安定化され得る。この場合、ポリマーの極端な粘性が、溶液の漏出の危険性を有利に制限する。
６３０ｎｍを中心とする波長領域において発光することが可能な発光材料の例は、以下の化合物である。
ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋
ここでも、これらの発光材料は、発光ロッドを被覆するポリシロキサンに埋め込まれ得る。
図１の図解と比較すると、この光源のスペクトルは、はるかにより豊富であり、したがって、より良好な演色を有する白色光照明を提供する。
加えて、異なる種類の発光ロッドを使用することによって、眼には知覚可能でない精細な混在を可能にしながら、光スペクトルのそのような強化を達成することが可能である。
上記で記載されている実施形態から、発光ロッド（２つ以上のセット）および発光材料の他の組み合わせが、本発明により想定され得ることは明らかであろう。
例えば、第１のセットの発光ロッドは、元から白色光を放射することが可能である。この場合、第２の波長領域は、第１の波長領域に含まれ、第２のセットの発光ロッドは、第２の波長領域において照明が強化されることを可能にする。
図８ａおよび図８ｂは、本発明に係る光源を備える２つの発光モジュールおよび代替的な電力供給手段を示す。
異なる種類の発光ロッドは通常、異なる給電電圧を受け入れることが留意されるべきである。結果として、これらのグループは、すべてが単一の電圧発生器によって並列に給電され得るとは限らない。
図８ａの図解によれば、第１の電圧発生器８１は、並列な第１のセット４のグループに対する電力供給に専用され、一方で、第２の電圧発生器８２は、並列な第２のセット６のグループに対する電力供給に専用される（単純にするために、第２のセット６の１つのグループのみが図８ａには示されている）。したがって、発生器８１および８２は、異なる電圧を送達し得る。
代替的に、発光モジュールのすべての発光ロッドに対して単一の電圧発生器８３が提供されてもよい。
例えば、第２のグループ６の発光ロッドの給電電圧が第１のグループ４の発光ロッドの給電電圧の２倍高い単純な例において、図８ｂに示されているように、第１のセットの２つのグループを直列に接続し、第２のセット６の１つのグループとそれらに並列に供給するという規定がなされ得る。
第１のセット４の発光ロッドの給電電圧がＭに等しく、第２のセット６の発光ロッドの給電電圧がＮに等しいより一般的な事例において、第１のセットのｐｐｃｍ（Ｍ，Ｎ）／Ｍ＝ｊ個のグループが直列に接続され、第２のセットのｐｐｃｍ（Ｍ，Ｎ）／Ｎ＝ｋ個のグループとそれらに並列に供給される。項ｐｐｃｍ（Ｍ，Ｎ）は、電圧ＭおよびＮの最小公倍数を示す。
明らかに、本発明は、上記で説明されており、例としてのみ提供されている実施形態に限定されない。本発明は、本発明の範囲内で当業者によって想定され得る様々な修正形態、代替形態および他の変形例、特に、上記で説明されている様々な実施形態のすべての組み合わせを包含する。

Claims (20)

  1. 少なくとも、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッド（８）の第１のセット（４）と、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第２のセット（６）と、を備える半導体光源であって、前記第１のセットの前記発光ロッドは、第１の波長領域において発光することが可能であり、第前記２のセットの前記発光ロッドは、第２の波長領域において発光することが可能であり、前記第２の領域は前記第１の領域とは異なり、
    前記第１のセットのロッドと前記第２のセットのロッドとは、混在している、半導体光源。
  2. 前記光源は、少なくとも第１の発光材料を含むマトリックス（３０）をさらに備え、前記発光ロッド（８）の少なくともいくつかは前記マトリックス内に埋め込まれ、前記第１の発光材料は、前記第１の領域または前記第２の領域の少なくとも１つの波長を含む吸収スペクトル内の光を吸収することが可能であり、かつ第３の波長領域において発光することが可能であり、前記第３の領域は、前記第１の領域および前記第２の領域とは異なる、請求項１に記載の光源。
  3. 前記第１の発光材料が、蛍光材料である、請求項２に記載の光源。
  4. 前記第１のセット（４）の前記発光ロッド（８）および前記第２のセット（６）の前記発光ロッドは、前記第１のセットのロッドのグループと前記第２のセットのロッドのグループとを交互配置することによって、混在する、請求項１から３のいずれか一項に記載の光源。
  5. 各グループの前記発光ロッドは、単一の幾何学的パターンで分散される、請求項４に記載の光源。
  6. 前記第１のセット（４）の前記発光ロッド（８）および前記第２のセット（６）の前記発光ロッドは、ランダムに混在する、請求項１から５のいずれか一項に記載の光源。
  7. 他のセットの少なくとも１つの発光ロッドによって分離されている、同じセットの所与の方向における２つの連続するロッド（８）は、１００マイクロメートル未満の距離だけ分離される、請求項１から６のいずれか一項に記載の光源。
  8. 前記第１のセット（４）および前記第２のセット（６）の前記発光ロッド（８）のグループは、１００マイクロメートル未満の間隔で交互に位置する、請求項４および７に記載の光源。
  9. 前記第１の波長領域は４４５ナノメートルの波長を含み、前記第２の波長領域は４６７ｎｍの波長を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の光源。
  10. 前記第１の波長領域は４４５ｎｍの波長を含み、前記第２の波長領域は６００ｎｍ以上の波長を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の光源。
  11. 前記第１の発光材料は、５７３ｎｍから５８４ｎｍまでの範囲内の少なくとも１つの波長を含む発光領域を有するセリウムＹＡＧ発光団を含む、請求項２、９または１０に記載の光源。
  12. 前記光源は、第３の波長領域において発光することが可能な発光ロッド（８）の第３のセットをさらに含み、前記第３の波長領域は、４６７ｎｍの波長を含む、請求項１０および請求項１１に記載の光源。
  13. 前記第１の波長領域は４４５ナノメートルの波長を含み、前記第２の波長領域は５７３ｎｍから５８４ｎｍまでの範囲内の波長を含み、
    前記マトリックス（３０）は、前記第１の領域または前記第２の領域の少なくとも１つの波長を含む吸収スペクトル内の光を吸収することが可能であり、４６５ｎｍの波長を含む第４の波長領域内の光を放射することが可能な第２の発光材料を含む、請求項２または請求項２と組み合わされた請求項３から８のいずれか一項に記載の光源。
  14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の光源を備える、自動車用の発光モジュール。
  15. 発光ロッドの第１のセットに供給することが可能な第１の電圧発生器（８１）と、発光ロッドの第２のセットに供給することが可能な第２の電圧発生器（８２）と、をさらに備える、請求項１４に記載の発光モジュール。
  16. 前記発光モジュールは、請求項５および６のいずれか一項に記載の光源を備え、電圧発生器（８３）をさらに備え、前記第１のセット（４）のｊ個のグループが直列に配置され、前記第２のセット（６）のｋ個のグループと並列に供給され、ｊおよびｋは、ｊと前記第１のセットのグループの公称電圧との積が、ｋと前記第２のセットのグループの公称電圧との積に実質的に等しくなるように定義される、請求項１４に記載の発光モジュール。
  17. 前記光源から発する光を受け取り、光ビームを成形することが可能な成形光学部品をさらに備える、請求項１５および１６のいずれか一項に記載に記載の発光モジュール。
  18. 光ビームの少なくとも一部分を形成するように、少なくとも請求項１４から１７のいずれか一項に記載の発光モジュールを備える、発光装置。
  19. 互いに相互作用して、前記発光モジュールを含む内部空洞を境界するケーシングおよび封止レンズをさらに備える、請求項１８に記載の発光装置。
  20. 半導体光源を製造する方法であって、
    基板上に、第１の波長領域において発光することが可能な、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッド（８）の第１のセット（４）を成長させるステップと、
    前記基板上に、第２の波長領域において発光することが可能な、ミリメートル未満の寸法を有する発光ロッドの第２のセット（６）を成長させるステップであって、前記第２の領域は前記第１の領域と異なる、成長させるステップと
    を含み、
    前記第１のセットのロッドと前記第２のセットのロッドとは、混在している、方法。
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