WO2009135620A1 - Leuchtvorrichtung - Google Patents

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WO2009135620A1
WO2009135620A1 PCT/EP2009/003127 EP2009003127W WO2009135620A1 WO 2009135620 A1 WO2009135620 A1 WO 2009135620A1 EP 2009003127 W EP2009003127 W EP 2009003127W WO 2009135620 A1 WO2009135620 A1 WO 2009135620A1
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lighting device
light
particle
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PCT/EP2009/003127
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Georg Diamantidis
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Lok-F Gmbh
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    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
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    • H01L33/52—Encapsulations

Definitions

  • the invention relates to a lighting device with
  • Such lighting devices are known from the market, with increasing use of light-emitting diodes with a light-emitting semiconductor structure as the lighting means.
  • solid particles interacting with the primary radiation are used which are known per se and which are made of transparent materials comprising color centers and absorb radiation impinging on them, emitting radiation as secondary radiation at least at a different wavelength.
  • the radiation emitted by the lamps can thus be converted into radiation with a different spectrum.
  • Another type of solid particles interacting with the primary radiation can here represent, for example, reflection particles which can reflect and scatter radiation impinging on them.
  • Known lighting devices of the type mentioned above often have a relatively small beam angle between 120 ° and 160 ° for the light emitted by them.
  • the object of the invention is to provide a lighting device of the type mentioned, in which the lighting Improved effect and in particular the radiation angle is increased.
  • the particle number density of the particles changes in at least one direction away from the light sources away from a first particle number density to a second particle number density.
  • the particle number density indicates the number of particles per volume.
  • the particles comprise phosphor particles which absorb primary radiation and emit secondary radiation, and / or reflection particles, in particular barium sulphide, barium sulphite, barium sulphate or titanium dioxide particles.
  • a particularly intensive luminous effect is achieved when the change in the particle-particle number density is a decrease, in particular when the decrease in the particle-particle number density is uniform.
  • the lighting effect is even better if a) a largest particle particle density is present in a first region, which is arranged next to the other bulbs most adjacent to the bulbs and b) a smallest particle number density is present in a second region, which is compared to other areas on farthest from the bulbs. In this case, the particle-particle density thus decreases with increasing distance from the light sources.
  • Good light results are achieved when the largest particle number density is 5 times to 100,000 times, preferably 10 times to 100 times, more preferably 10 times to 20 times, the smallest particle number density.
  • the largest particle particle density is between 500 and 20,000 particles per cubic centimeter, preferably between 1,000 and 10,000 particles per cubic centimeter, and more preferably between 5,000 and 10,000 particles per cubic centimeter, and b) the smallest particle particle density between 2 and 5000 particles per cubic centimeter, preferably between 2 and 2500 particles per cubic centimeter, and more preferably between 2 and 1000 particles per cubic centimeter.
  • the carrier medium is a silicone material, in particular an elastic silicone compound, or a resin, in particular an epoxy resin or a polyester resin.
  • the carrier medium with the particles assumes a cylindrical, conical or hemispherical volume or a volume which comprises a frustoconical section which merges into a spherical section. It has proved to be particularly favorable when the carrier medium with the particles occupies a U-shaped volume.
  • the carrier medium with the particles is arranged in a chamber of the lighting device.
  • the chamber wall is at least partially made of glass, plastic, in particular an epoxy resin or a polyester resin.
  • An advantageous luminous effect can be achieved if several air bubbles are provided in the carrier medium.
  • the concentration of air bubbles in the carrier medium has a value of 500 to 20,000 air bubbles per cm 3 , preferably a value of 1000 to 10,000 air bubbles per cm 3 and more preferably a value of 3000 to 5000 air bubbles per cm 3 has.
  • the air bubbles have a diameter of 0.1 mm to 2 mm, preferably from 0.1 mm to 1 mm and more preferably from 0.2 mm to 0.5 mm.
  • a particularly good lighting effect can be achieved if there are several volumes predetermined by the carrier medium with the particles, which spaces are spaced apart from one another are arranged.
  • a lamp with good lighting properties can be formed if the volumes are provided in several receiving areas of a luminous body.
  • the filament is cylindrical and the receiving areas are formed as channels parallel to the axis.
  • the luminous means comprise at least one semiconductor structure which emits light when exposed to voltage
  • the luminous device can be manufactured with low energy consumption.
  • Such lamps are known in the form of LED called LEDs.
  • the particles are preferably formed both by phosphor particles which generate white light from the blue radiation emitted by the semiconductor structure and by reflection particles which transmit the radiation impinging on them.
  • the lighting means may comprise at least one red light semiconductor structure, at least one green light semiconductor structure and at least one blue light semiconductor structure. In this case it is possible to dispose of phosphor particles and only reflect particles as with the primary Radiation interacting particles are used.
  • the luminous means may comprise at least one infrared semiconductor structure and / or at least one UV semiconductor structure.
  • the solid particles in particular phosphor particles and / or reflection particles with different particle number densities, are present.
  • FIG. 1 shows a partial section of a bulb lamp, in which a carrier medium loaded with phosphor and reflection particles is arranged in a cylindrical chamber;
  • Figure 2 is a partial section corresponding to Figure 1 of a second embodiment of a piston lamp, in which the chamber is conical;
  • Figure 3 is a partial section, corresponding to Figure 1, of a third embodiment of a bulb lamp in which the chamber is hemispherical;
  • Figure 4 is a partial section, corresponding to Figure 1, of a fourth embodiment of a bulb lamp in which the chamber has a frusto-conical portion which merges into a spherical portion;
  • Figure 5 shows a section of a light emitting diode whose interior is filled with a carrier medium loaded with phosphor and reflection particles;
  • Figure 6 shows a modification of the bulb lamp of Figure 1, in which air bubbles are provided in the support medium;
  • FIG. 7 shows a partial section, corresponding to FIG. 1, of a fifth exemplary embodiment of a bulb lamp
  • FIG. 8 shows a partial section, corresponding to FIG. 1, of a sixth exemplary embodiment of a bulb lamp, in which the carrier medium is designed as a luminous finger;
  • FIG. 9 shows a partial section, corresponding to FIG. 8, of a seventh exemplary embodiment of a bulb lamp, which comprises two light-emitting fingers;
  • FIG. 10 shows a partial section, corresponding to FIG. 9, of an eighth exemplary embodiment of a bulb lamp in which two light-emitting fingers are connected to form an arc;
  • FIG. 11 shows a partial section, corresponding to FIG. 8, of a ninth embodiment of a bulb lamp, which comprises three light-emitting fingers;
  • FIG. 12 shows a modification of the lamp according to FIG. 8, in which, instead of a glass bulb, a reflector is provided;
  • FIG. 13 shows separately a luminous finger as used in the lamps according to Figures 8, 9, 11 and 12;
  • FIG. 14 shows a luminous means for a bicycle or motor vehicle lighting system, which comprises a luminous finger according to FIG. 13;
  • Figure 15 one of two arranged opposite one another
  • Illuminated fingers according to FIG. 13 formed rod-shaped light-emitting element
  • FIG. 16 shows a cylindrical luminous means in which luminous finger structures are arranged in receiving channels of a transparent cylinder
  • FIG. 17 shows a section through the illuminant of FIG. 16 along the angled section line XVII-XVII thereof;
  • FIG. 18 shows a section corresponding to FIG. 17 through a modification of the luminous means of FIG. 18, in which the receiving channels are connected to one another;
  • Figure 20 is a plan view of the light strip of Figure 19;
  • Figure 21 is a section through a light panel along the section line XXI-XXI in Figure 22;
  • FIG. 22 shows a perspective view of the illuminated panel according to FIG. 20.
  • a total of 10 denotes a bulb lamp, which comprises a standardized connection socket 12.
  • the terminal socket 12 may be, for example, as Edison Be formed screw base E27 or Ell. All other standardized connection sockets, such as a bayonet base, a plug-in base, a glass squeeze base or the like, can also be provided.
  • terminal portions of the terminal base 12 extend in the interior of two lines 14, 16, which are shown in dashed lines. These lead from the connection socket 12 to a voltage converter 18 which is arranged in the interior of a converter housing 20 carried by the connection socket 12.
  • a first supply line 22 leads from the voltage converter 18 through a heat sink 24 to a first contact region 26 of a light chip arrangement 28.
  • a second supply line 30 leads from the voltage converter 18 through the heat sink 24 to a second contact region 32 of the light chip arrangement 28.
  • the bulb lamp 10 comprises a piston 34 made of a transparent material, for example glass or epoxy resin, which defines an interior 36 of the bulb lamp 10 with the heat sink 24.
  • the piston 34 of the bulb lamp 10 may optionally fulfill the function of a collection optics.
  • the luminescent chip arrangement 28 comprises four semiconductor structures 40a, 40b, 40c and 40d connected in series between the contact regions 26 and 32 of the luminescent chip arrangement 28 by means of thin bonding wires 38a, 38b, 38c, 38d and 38e, which in FIG are shown. These are arranged on the bottom 42 of a recess 44 of a carrier substrate 46.
  • the carrier substrate 46 is made of sapphire glass, which is also known as corundum (Al 2 O 3 -GIaS).
  • Each semiconductor structure 40 comprises three layers, which are provided with reference symbols only in the case of the semiconductor structure 40a.
  • a lower, on the support substrate 46 adjacent Layer 48 is an n-type layer of, for example, n-GaN or n-InGaN.
  • a middle layer 50 is an MQW layer.
  • MQW is the abbreviation for "Multiple Quantum Well”.
  • An MQW material is a superlattice which has an electronic band structure modified according to the superlattice structure and accordingly emits light at other wavelengths. The choice of the MQW layer can influence the spectrum of the radiation emitted by the semiconductor structure 40.
  • An upper layer 52 is made of a p-type III-V semiconductor material, such as p-type GaN.
  • the carrier substrate 46 carries a cylindrical housing 56, which is open toward the semiconductor structures 40 and is closed by an end wall 58 on the side remote from the carrier substrate 46, with its edge region 54 surrounding the recess 44 radially.
  • the housing 56 is made of plastic and may be clear or matt transparent.
  • the housing 56, together with the carrier substrate 46, defines a chamber 60 which, apart from the recess 44 in the carrier substrate 46, is likewise cylindrical.
  • the chamber 60 is filled with a carrier medium 62, which in the embodiment described here is in the form of an elastic silicone compound.
  • a carrier medium 62 which in the embodiment described here is in the form of an elastic silicone compound.
  • phosphor particles 64 and reflective particles 66 are distributed, which are held by the silicone material 62 in position relative to the semiconductor structures 40.
  • the semiconductor structures 40 radiate when a
  • the phosphor particles 64 are made of dyed Centered containing solid state materials. In order to convert the ultraviolet and blue primary radiation of the semiconductor structures 40 into white light, three types of phosphor particles 64 are used which partially absorb the ultraviolet and blue light and emit themselves in yellow and red. If desired, phosphor particles 64 which emit blue themselves may additionally be used.
  • barium sulfide, barium sulfite, barium sulfate or titanium dioxide are suitable as the material for the reflection particles 66.
  • scandium oxide or zinc sulfide, as well as oxides of lanthanum and rare earth metals such as e.g. Cerium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, europium oxide, gadolinium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, thulium oxide, ytterbium oxide or lutetium oxide.
  • the radiation emitted by the semiconductor structures 40 is forwarded within the silicone compound 62.
  • the particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 changes in the direction of the end wall 58 of the housing 56, that is to say in a direction away from the semiconductor structures 40, and decreases in this direction.
  • the largest particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 is present in a first layer 68 of the silicone mass 62 which is closest to the semiconductor structures 40 within the chamber 60.
  • the smallest particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 is present in front of a second layer 70 of the silicone compound 62, which lies farthest from the semiconductor structures 40 and bears against the inner surface of the end wall 58 of the housing 56.
  • intermediate layers A to K are arranged, the particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 decreasing uniformly in the direction of the end wall 58 of the housing 56 from one layer to the next. This is illustrated by the number of phosphor particles 64 and reflective particles 66 shown in each layer.
  • the boundary between two successive layers 68, A to K and 70 is indicated by a dotted line.
  • the distribution of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 within the silicone compound 62 can produce different luminous structures with different outer contours that are apparent to the viewer For example, the impression of a flame or a flare ball can awaken and which form from the semiconductor structures 40 starting.
  • FIG. 1 the outer contours of a crowned luminous structure 72a and a flame-like luminous structure 72b are indicated in stylized fashion as dash-dotted lines.
  • a spherical luminous structure 72a is formed at a lower operating voltage of the bulb lamp 10, whereas the flame-like luminous structure 72b occurs at a higher operating voltage of the bulb lamp 10.
  • At a suitably high operating voltage largely illuminates the entire located in the chamber 60 silicone compound 62; then the luminous structure has the shape of a cylinder.
  • the chamber 60 can be filled in layers with less liquid silicone oil, which was previously mixed with a hardener and the amount of phosphor particles 64 and reflection particles 66 necessary for the respective desired particle number density.
  • the silicone oil then cures in a manner known per se to form an elastic silicone compound 62.
  • a further layer of silicone material 62 with phosphor particles 64 and reflection particles 66 can be respectively produced on the first layer.
  • the chamber 60 can be filled in this way, for example, a filler neck can be provided, which is removed or closed when the chamber 60 has been completely filled.
  • the particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 are each selected such that the hardened silicone composition 62 appears slightly milky to yellow transparent to the human eye. This is achieved, inter alia, if the largest particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 is 5 times to 10,000 times, preferably 10 times to 100 times, more preferably 10 times to 20 times, the smallest particle number density of the phosphor particles 64 or the reflection particles 66.
  • the largest particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 can each be between 500 and 20,000 particles per cubic centimeter, preferably between 1,000 and 10,000 particles per cubic centimeter, and more preferably between 5,000 and 10,000 particles per cubic centimeter, whereas the smallest particle number density of the particles Phosphor particles 64 and the reflection particles 66 each have values between 2 and 5000 particles per cubic centimeter. may preferably have between 2 and 2500 particles per cubic centimeter and more preferably between 2 and 1000 particles per cubic centimeter.
  • blue light semiconductor structures 40 not only blue light semiconductor structures 40 are used, but white light is obtained by a combination of at least one red light semiconductor structure 40a, green light semiconductor structure 40b, and blue light semiconductor structure 40c, and no fourth semiconductor structure 40d is used.
  • the phosphor particles 64 in the silicone composition 62 may be omitted and only reflection particles 66 having the corresponding particle number densities may be distributed in the silicone composition 62.
  • the carrier medium 62 may be made of a translucent resin in the cured state, for example of an epoxy resin or a polyester resin.
  • the layers 68, A to K and 70 of the support medium 62 can each be obtained by curing layers of a liquid applied resin, to which a hardener was added, as it is known per se, and which previously with the for the respectively desired particle number density necessary amount of phosphor particles 64 and 66 reflection particles was mixed.
  • the carrier medium 62 may occupy the volume corresponding to the chamber 60, without being limited by the housing 56.
  • the housing 56 is removed after complete curing of the carrier medium 62 and thus serves as a casting mold for the carrier medium 62.
  • FIGS. 2, 3 and 4 show further exemplary embodiments of the bulb lamp 10, which differ from the one shown in FIG each shown only by the shape of the chamber 60 mitbegrenzenden housing 56 differ.
  • the individual layers of the carrier medium 62 are not provided with reference numbers in FIGS. 2, 3 and 4; the dotted lines indicating the layer boundary have also been omitted. Insofar as nothing else is explained below, what has been said above for the bulb lamp 10 according to FIG. 1 applies mutatis mutandis to the bulb lamps 10 according to FIGS. 2 to 4.
  • a conical housing 74 is provided so that the carrier medium 62 assumes a conical volume within a chamber 76 which is conical apart from the depression 44 in the carrier substrate 46.
  • the conical housing 74 is arranged so that its tip is spaced from the semiconductor structures 40. With a suitable operating voltage, the luminous structure formed here can thus have the shape of a cone.
  • a hemispherical housing 78 is provided instead of the housing 56, so that the support medium 62 assumes a hemispherical volume within a hemispherical chamber 80, apart from the depression 44 in the carrier substrate 46.
  • the hemispherical housing 78 is arranged so that its bulge rests against the semiconductor structures 40. With a suitable operating voltage, the luminous structure formed here can thus have the shape of a hemisphere.
  • a housing 82 which comprises a frusto-conical section 82a, which merges into a spherical section 82b.
  • the housing 82 sits with its frustoconical portion 82a on the edge region 54 of the Carrier substrate 46.
  • the carrier medium 62 thus occupies a corresponding volume within a chamber 84, which apart from the recess 44 in the carrier substrate 46 has a truncated conical region and a hemispherical region. With a suitable operating voltage, the luminous structure formed here can thus have a corresponding shape.
  • FIG. 5 shows a light-emitting diode 86 which comprises a spherical transparent housing 88 with a removable cover part 88a.
  • the housing 88 delimits a chamber 90, in which a carrier substrate 92 corresponding to the carrier substrate 46 is arranged, which carries a semiconductor element 94, which corresponds to the semiconductor elements 40.
  • the carrier substrate 92 is held by a first terminal 96 which extends outwardly through the lid portion 88a and is immovably connected to the lid portion 88a.
  • a second terminal 98 also extends outwardly from the chamber 90 of the light emitting diode 86 through the lid portion 88a of the housing 88 with which it is fixedly connected.
  • the housing 88 in the case of the light-emitting diode 86 fulfills the function of the chamber 60 in the case of the bulb lamps 10 according to FIGS. 1 to 4.
  • the semiconductor element 94 is connected via bonding wires 100 and 102 to the terminals 96, 98 and can be applied via this with an operating voltage.
  • the chamber 90 of the light-emitting diode 86 is filled with the carrier medium 62, in which phosphor particles 64 and reflection particles 66 are distributed, as has been explained above in connection with the bulb lamps 10 according to FIGS. 1 to 4.
  • the housing 88 can be filled layer by layer with thinner silicone oil when the lid part 88a has been removed, which has previously been mixed with a hardener and the amount of phosphor particles 64 and reflection particles 66 required for the respective desired particle number density.
  • the silicone oil then cures in a manner known per se to form an elastic silicone compound 62.
  • a further layer of silicone material 62 with phosphor particles 64 and reflection particles 66 can be respectively produced on the first layer.
  • the housing 88 may have a filler neck, which is not shown here specifically.
  • light-emitting diode 86 With the light-emitting diode 86, light can be emitted over a range of substantially 360 °.
  • the diameter, if appropriate, of the chambers 60, 76, 80, 84 in the bulb lamps 10 according to FIGS. 1 to 4 and of the chamber 90 in the light-emitting diode 86 is for example between 1 mm and 300 mm, preferably between 1 mm and 200 mm and more preferably between 3 mm and 30 mm.
  • FIG. 6 shows a further bulb lamp 10, which differs from the bulb bulb 10 according to FIG. 1 only in that in the intermediate layers D to K in the chamber 60 there are air bubbles 104 in addition to the phosphor particles 64 and the reflection particles 66, of which FIG 6 only one is provided with a reference numeral.
  • the air bubbles 104 of each layer D to K are generated, for example, in the layered filling of the chamber 60 described above. This can be done, for example, by vigorously stirring in the hardened, less liquid silicone oil, to which the quantities of phosphor particles 64 and reflection particles 66 required for the desired particle number densities have been added, and thus quasi whisking them, so that air in the silicone oil is incorporated in the form of the air bubbles 104.
  • the air bubbles 104 may also be generated first, and then the amounts of phosphor particles 64 and reflective particles 66 required for the desired respective particle number densities may be added to the silicone oil mixed with air bubbles 104.
  • the concentration of air bubbles 104 within each layer may be affected, for example, by the severity of whipping or the type of stirrer or whisk. In practice, it has proven to be favorable if the concentration of the air bubbles 104 has a value of 500 to 20,000 air bubbles per cm 3 , preferably a value of 1,000 to 10,000 air bubbles per cm 3 and particularly preferably a value of 3,000 to 5,000 air bubbles per cm 3 has. In this case, the air bubbles 104 preferably have a diameter of about 0.1 mm to 2 mm, preferably from 0.1 mm to 1 mm and particularly preferably from 0.2 mm to 0.5 mm.
  • the thickness predetermined by the three lower layers A, B and C is selected such that the layer D provided with air bubbles 104 is arranged at a distance of 1 mm to 10 mm away from the semiconductor structures 40.
  • layers 68, A, B, C and 70 are no air bubbles 104 provided. However, in a modification, air bubbles 104 may also be incorporated in these layers or in some of these layers in the manner discussed above.
  • the layers 68, A to K and 70 of the silicone composition 62 with the phosphor particles 64, the reflective particles 66 and / or the air bubbles 104 can be produced in different ways in the corresponding bulb lamps 10 of FIGS. 1 to 4 and 6, e.g. by coating the respective housings 56, 74, 78 or 82 in layers and then installing the hardened layers 68, A to K and 70 on the light chip arrangement 28, wherein the respective housing 56, 74, 78 or 82 can be mounted or removed beforehand .
  • the layers 68, A to K and 70 can also be applied directly to the luminescent chip arrangement 28 by means of a spray casting method known per se and cured there. This type of production is particularly suitable for the production of large quantities.
  • the outer contour of the silicone mass 62 in the form of the layers 68, A to K and 70 is not limited to those which are predetermined by the above-described housing 56, 74, 78 or 82. By using other housing or an individual shaping by the injection-molding process, the outer contour silicone compound 62, which results from the layers 68, A to K and 70, can be formed as desired. The number of layers between layers 68 and 70 can also be varied.
  • the depression 44 of the carrier substrate 46 does not merge into the bottom 42, but instead into a base 106.
  • This carries on its side facing away from the recess 44 of the support substrate 46 upper side 106a, the semiconductor elements 40 and is formed so that they are arranged approximately centrally between the first layer 68 and the second layer 70 of the support medium 62 in the chamber 60.
  • the particle number density of the phosphor particles 64 and / or the reflection particles 66 can then decrease evenly from the position of the semiconductor elements 40 in the direction of the first layer 68 of the carrier medium 62 and in the direction of its second layer 70.
  • FIG. 8 shows a bulb lamp 10, in which the housing 56 forms an approximately rod-shaped light finger 108 with the carrier substrate 46 and the semiconductor elements 40. This is arranged in the embodiment shown approximately along the piston axis of the piston 34 on a support plate 110, which in turn is mounted on the heat sink 24.
  • the carrier substrate 46 of the light finger 108 corresponds to the carrier substrate 46 of the bulb lamp 10 according to FIG. 1, but is narrower in the directions parallel to the bottom 42 of the carrier substrate 46. In the recess 44 of the carrier substrate 46 of the light finger 108, only two semiconductor elements 40a, 40b are arranged.
  • a fan 112 is integrated in the heat sink 24, which is supplied in a manner known per se via the voltage transformer 18 with energy and heat away from the support plate 110.
  • Such a fan 112 may be provided in all embodiments described here.
  • the ventilator 112 can be operated at a constant rotational speed.
  • the rotational speed of the fan 112 may also be changed depending on the temperature prevailing at the semiconductor elements 40.
  • two light-emitting fingers 108 are arranged on the support plate 110 and are supplied with energy via the voltage converter 18.
  • Such two light-emitting fingers 108 are connected in the variant shown in Figure 10 at its end remote from the support plate 110 end by means of a connecting web 114, to which the housing 56 of the two interconnected Leuchtfin- ger 108 are connected corresponding to a U-shaped housing 116.
  • the carrier medium 62 in the bulb lamp 10 according to FIG. 10 assumes an approximately U-shaped volume.
  • three light-emitting fingers 108 are arranged on the support plate 110.
  • the three light fingers 108 can be arranged arbitrarily, for example, in a row, as indicated in Figure 11, on the vertices of an equilateral triangle or in an asymmetrical arrangement.
  • the course of the supply lines 22 and 30 to the respective contact areas 26 and 32 of the light fingers 108 is not shown in Figure 11 for the sake of clarity.
  • the bulb lamps 10 according to FIGS. 9 and 11 each comprise a plurality of volumes formed from the carrier medium 62 and the phosphor particles 64 and reflection particles 66 distributed therein, which are predetermined by the respective housings 56 of each light finger 108.
  • the bulb lamps 10 comprise a plurality of light carriers through the carrier medium 62. Particles 64 and the reflective particles 66 predetermined volumes, which are spaced from each other.
  • FIG. 12 shows a reflector lamp 118, which largely corresponds to the bulb lamp 10 according to FIG. 8, with the difference that in the reflector lamp 118 no bulb 34 is provided, but a reflector 120 which is known per se and which is provided in the support plate 110 pioneering directions is open, thus defining a light exit opening through which the light bundled by the reflector 120 emerges.
  • FIG. 13 shows a luminous element 121, which is formed from a single luminous finger 108, the carrier substrate 46 of which is arranged on a carrier plate 110, whose clear outer contour corresponds to that of the carrier substrate 46.
  • the contact areas 26 and 32 on the carrier substrate 46 are connected via a line 122 to a connection wire 124 or a line 126 to a connection wire 128.
  • the connecting wires 124, 128 emerge from the support plate 110 on the side remote from the carrier substrate 46.
  • Such a trained light finger 108 can be wired as a conventional LED on a corresponding board.
  • a plurality of light fingers 108 or light elements 121 can be used, for example, as a light source in video projection devices.
  • each of the light fingers 108 or each light finger 108 can then work together separately with a corresponding reflector, which bundles the light in a desired direction.
  • FIG. 14 shows, as a further example of application of the luminous element 121 or the luminous finger 108, a lamp 130, as used in lighting systems for bicycles and / or bicycles Motor vehicles can be used.
  • the lamp 130 comprises for this purpose a corresponding standardized terminal socket 132, which is shown only schematically in FIG. 14, and a piston 134 held by the latter, which surrounds the carrier medium 62 in the housing 56 of the light finger 108 while maintaining a small distance.
  • FIG. 15 shows a rod-shaped light-emitting element 136, which is formed from two light-emitting elements 121 which rest on one another at their end faces remote from the respective carrier substrate 46.
  • the respective light fingers 108 or the light-emitting elements 121 can be secured in this arrangement in a separate housing not shown here.
  • the two light-emitting fingers 108 can be additionally glued to each other for stabilization on opposite end faces.
  • the rod-shaped light-emitting element 136 can have different lengths, in particular lengths of 1 cm to 50 cm, preferably of 2 cm to 10 cm.
  • 138 designates a cylindrical lamp, which comprises a transparent light-emitting cylinder 140, which can be made, for example, from glass or acrylic glass.
  • the light-emitting cylinder 140 has in practice a diameter of 3 mm to 100 mm, preferably 8 mm to 30 mm, and more preferably 5 mm to 15 mm, but may be formed as large as desired overall.
  • the light cylinder 140 has a coaxial to its longitudinal axis passage 142 and eight other axially parallel through channels 144, all of which have a circular constant cross-section. Of the through-channels 144, only one is provided with a reference numeral in FIGS. 16 and 17. Preferably, the Illuminating cylinder 140 between one and ten through channels 142, 144, wherein not always a central passage 142 must be provided. Also, the cross section of the passageways 142, 144 may deviate from a circular shape.
  • a bottom plate 148 With the light cylinder 140 complementary outer contour.
  • a carrier substrate 46 which is supported by the bottom plate 148 and which in the present exemplary embodiment carries only a single semiconductor structure 40, is arranged.
  • the passageways 142 and 144 in the light cylinder 140 each delimit a cylindrical chamber 150, the volume of which is filled with the carrier medium 62, in which the phosphor particles 64 and reflection particles 66 in the layers 68 and 70 and the layers between them not specifically provided with reference numerals are held with different particle density. If different semiconductor structures 40 are used in the different through-channels 142, 144, which emit in the red, green and blue and together give white light, the phosphor particles 64 can be dispensed with.
  • a light finger 108 largely corresponding light finger structure 152 is arranged, which only does not own the chamber 150 delimiting housing. Not all passages 142, 144 of the luminous cylinder 140 need be provided with such a luminous finger structure 152, for which reason the passage 140 in FIG. 17 is shown empty for illustration purposes.
  • the contact regions 26 and 32 on the carrier substrate 46 are supplied with energy via lines 154 and 156, which can be connected to the power supply or to a battery via connections in the bottom plate 148 which are of no further interest here.
  • the light-emitting cylinder 140 may carry on its second end face 158 a cover plate 160 which, in the exemplary embodiment shown here, is shown only with dashed lines.
  • the passageways 142, 144 in the light cylinder 140 have in practice a diameter of 0.1 mm to 15 mm, preferably from 1 mm to 10 mm, and more preferably from 2 mm to 5 mm.
  • the diameter of the passageways 142, 144 in the light cylinder 140 may also be different from each other and is generally dependent on the dimensions of the semiconductor element 40 to be accommodated therein.
  • the luminous cylinder 140 itself has a length of 5 mm to 800 mm, preferably 20 mm to 150 mm and more preferably 20 mm to 50 mm, but may be longer or shorter as needed.
  • the through-channels 142, 144 on the side 146 of the luminous cylinder 140 are connected to one another by forming a circular disk-shaped recess 161 there.
  • the two layers 68 and A of silicone material 62 arranged closest to the semiconductor structures 40 are present, in which phosphor particles 64 and reflection particles 66 are present.
  • light from the semiconductor structures 40 may also be transmitted to adjacent light finger structures 152.
  • FIGS. 19 and 20 show a luminous band 162, which comprises a flexible sleeve 164 defining a chamber 165 and having on one side a plurality of hemispherical bulges 166, which are formed in the longitudinal direction of the light strip 162 at a small distance from one another.
  • the bulges 166 can also have geometries deviating from a hemisphere and, for example, be conical. In a modification, bulges 166 may also not be provided.
  • the sheath 164 supports a flexible conductor element 170, on which a multiplicity of semiconductor structures 40 are interconnected in a manner known per se. It can e.g. Always sets of multiple semiconductor structures 40 to be connected in series, with a plurality of these sets are connected in parallel.
  • the semiconductor structures 40 are arranged in such a way that in each case a semiconductor structure 40 comes to lie approximately centrally under a chimney 166.
  • layers 68, A, B and 70 of silicone material 62 with phosphor particles 64 and reflection particles 66 distributed therein are arranged.
  • the respective particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 decreases from the layer 68 to the layer 70 with increasing distance from the semiconductor structures 40. Even with the light band 162 can be dispensed with the phosphor particles 64, if different semiconductor structures 40 are used, which emit in the red, green and blue and together give white light.
  • the semiconductor structures 40 via not specially shown connections, as they are known, are supplied with energy when they are connected to a power source.
  • the light band 162 is in practice between 1 mm and 20 mm, preferably between 3 mm and 15 mm, and more preferably between 8 mm and 12 mm wide and between 1 mm and 10 mm, preferably between 2 mm and 5 mm thick.
  • the light strip 162 When the semiconductor structures 40 are activated in the interior of the light strip 162, the light strip 162 is substantially homogeneous and no discrete light areas can be seen at the location of the semiconductor structures 40.
  • the light band 162 can therefore be used in areas where otherwise neon tubes or the like has been used, for example in neon signs.
  • the light band 162 can also be used to couple light into a light guide element, for example a light guide plate.
  • the light strip 162 is glued, for example, along the circumference of a light guide plate on its narrow surfaces.
  • FIGS. 21 and 22 show a plate-shaped light-emitting panel 174 in which a plurality of semiconductor elements 40 are interconnected on the respective inner surface of two opposite narrow sides 176 and 178 of a shell 177 surrounding a chamber 175 on a conductor track element 180 and 182, as described above Luminous band 162 has been explained.
  • layers 68, A, B and C of silicon material 62 with phosphor particles 64 and reflection particles 66 distributed therein are arranged so that two layers C centrally adjoin one another between the conductor track elements 180 and 182.
  • the particle count densities in the two layers 68 are the same, in each case in the two layers A, in the two layers B or in the two layers C.
  • the particle number density of the phosphor particles 64 thereby decreases from a layer 68 via the layers A and B adjacent to it to the layers C.
  • the particle number density of the reflection particles 66 increases from a layer 68 via the layers A and B adjacent to it to the layers C. Even with the light-emitting panel 174, the phosphor particles 64 can be dispensed with if different semiconductor structures 40 are used, which emit red, green and blue and together give white light.
  • the light panel 174 is flexible by the silicone material 62 and can be made into different shapes and optionally fixed in these.
  • the light panel 174 is between 1 mm and 20 mm, preferably between 3 mm and 5 mm thick.
  • the light panel 174 with active semiconductor structures 40, emits light having a uniform light distribution across its major surfaces 184, one of which can be seen in FIG.
  • FIGS. 1 to 22 All the embodiments of FIGS. 1 to 22 explained above have been explained with regard to the use of semiconductor structures 40 which emit radiation in the UV or visible wavelength range.
  • semiconductor structures 40 which emit radiation in the UV or visible wavelength range.
  • other semiconductor structures can be used which emit radiation of other wavelengths, in particular radiation in the infrared.
  • a plurality of layers 68, A to K is always present and 70 is provided from the silicone mass 62, wherein the particle number density of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 changes in a direction away from the semiconductor structures 40 and decreases in particular in this direction.
  • fewer layers of the silicone compound 62 with different particle number densities of the phosphor particles 64 and the reflection particles 66 are also present.
  • the phosphor particles 64 and / or the reflection particles 66 are present with different particle number densities.
  • the change, in particular the decrease, the particle number density of the phosphor particles 64 or reflection particles 66 in one direction away from the semiconductor structures 40 may also be non-uniform, i. occur in different sized steps, even if a uniform change leads to a better result.

Abstract

Eine Leuchtvorrichtung umfasst Leuchtmittel (40; 94), welche bei Spannungsbeaufschlagung eine Primärstrahlung emittieren, und Feststoffpartikel (64, 66), welche die Leuchtmittel (40; 94) wenigstens bereichsweise umgeben und welche mit der Primärstrahlung wechselwirken. Die Teilchenzahldichte der Partikel (64, 66) ändert sich in zumindest einer Richtung von den Leuchtmitteln (40; 94) weg von einer ersten Teilchenzahldichte zu einer zweiten Teilchenzahldichte.

Description

LeuchtVorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit
a) Leuchtmitteln, welche bei Spannungsbeaufschlagung eine Primärstrahlung emittieren;
b) Feststoffpartikeln, welche die Leuchtmittel wenigstens bereichsweise umgeben und welche mit der Primärstrahlung wechselwirken.
Derartige Leuchtvorrichtungen sind vom Markt her bekannt, wobei vermehrt Leuchtdioden mit einer Licht emittierenden Halbleiterstruktur als Leuchtmittel verwendet werden. Als mit der Primärstrahlung wechselwirkende Feststoffpartikel werden insbesondere an und für sich bekannte Leuchtstoffpartikel verwendet, welche aus Farbzentren aufweisenden transparenten Materialien hergestellt sind und auf sie treffende Strahlung absorbieren, wobei sie Strahlung als Sekundärstrahlung mindestens in einer anderen Wellenlänge emittieren. Bei einer geeigneten Wahl von Leuchtstoffpartikeln bzw. Leuchtstoffpartikelmischungen kann somit die von den Leuchtmitteln emittierte Strahlung in eine Strahlung mit anderem Spektrum umgewandelt werden. Eine andere Art von mit der Primärstrahlung wechselwirkenden Feststoffpartikeln können hier beispielsweise Reflexionspartikel darstellen, welche auf sie treffende Strahlung reflektieren und streuen können.
Bekannte Leuchtvorrichtungen der eingangs genannten Art haben häufig einen verhältnismäßig kleinen Abstrahlwinkel zwischen 120° und 160° für das von ihnen abgegebene Licht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leuchtvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Leucht- Wirkung verbessert und insbesondere der Abstrahlwinkel erhöht ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Leuchtvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
c) die Teilchenzahldichte der Partikel sich in zumindest einer Richtung von den Leuchtmitteln weg von einer ersten Teilchenzahldichte zu einer zweiten Teilchenzahl- dichte ändert .
Es hat sich herausgestellt, dass bei einer derartigen Verteilung von mit der Primärstrahlung wechselwirkenden Partikeln um die Leuchtmittel herum eine Art Leuchtstruktur erzielt werden kann, welche ihrerseits Licht in weitgehend alle Raumrichtungen abgibt. Dadurch kann der Abstrahlwinkel der Leuchtvorrichtung erhöht werden. Zudem wird die Leuchtkraft der Leuchtvorrichtung verstärkt.
Die Teilchenzahldichte gibt die Anzahl von Partikeln pro Volumen an.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es ist vorteilhaft, wenn die Partikel Leuchtstoffpartikel, welche Primärstrahlung absorbieren und Sekundärstrahlung emittieren, und/oder Reflexionspartikel, insbesondere Bariumsulfid-, Bariumsulfit-, Bariumsulfat- oder Titandioxidpar- tikel, umfassen.
Eine besonders Intensive Leuchtwirkung wird erzielt, wenn die Änderung der Partikel-Teilchenzahldichte eine Abnahme ist, insbesondere, wenn die Abnahme der Partikel-Teilchen- zahldichte gleichmäßig erfolgt. Noch besser ist die Leuchtwirkung, wenn a) eine größte Partikel-Teilchenzahldichte in einem ersten Bereich vorliegt, welcher den Leuchtmitteln gegenüber anderen Bereichen am nächsten benachbart angeordnet ist und b) eine kleinste Partikel-Teilchenzahldichte in einem zweiten Bereich vorliegt, welcher gegenüber anderen Bereichen am weitesten von den Leuchtmitteln abliegt. In diesem Fall nimmt die Partikel-Teilchenzahldichte also mit zunehmendem Abstand von den Leuchtmitteln ab.
Gute Leuchtergebnisse werden erzielt, wenn die größte Partikel-Teilchenzahldichte das 5fache bis lOOOOfache, bevorzugt das lOfache bis lOOfache, nochmals bevorzugt das lOfache bis 20fache, der kleinsten Partikel-Teilchenzahldichte beträgt.
Dabei ist es günstig, wenn a) die größte Partikel-Teilchenzahldichte zwischen 500 und 20000 Partikel pro Kubikzentimeter, bevorzugt zwischen 1000 und 10000 Partikel pro Kubik- Zentimeter und nochmals bevorzugt zwischen 5000 und 10000 Partikel pro Kubikzentimeter beträgt und b) die kleinste Partikel-Teilchenzahldichte zwischen 2 und 5000 Partikel pro Kubikzentimeter, bevorzugt zwischen 2 und 2500 Partikel pro Kubikzentimeter und nochmals bevorzugt zwischen 2 und 1000 Partikel pro Kubikzentimeter beträgt.
Fertigungstechnisch ist es von Vorteil, wenn die Partikel durch ein Trägermedium in ihrer Lage gegenüber den Leuchtmitteln gehalten sind.
Dabei hat es sich insbesondere als günstig erwiesen, wenn das Trägermedium ein Silikonmaterial, insbesondere eine elastische Silikonmasse, oder ein Harz, insbesondere ein Epoxidharz oder ein Polyesterharz, ist. Abhängig von der Form des von dem Trägermedium eingenommenen Volumens können verschiedene Leuchtwirkungen erzielt werden. Als optisch ansprechend bei guter Leuchtwirkung hat es sich erwiesen, wenn das Trägermedium mit den Partikeln ein zy- lindrisches, kegelförmiges oder halbkugelförmiges Volumen oder ein Volumen, welches einen kegelstumpfförmigen Abschnitt umfasst, der in einen kugeligen Abschnitt übergeht, einnimmt. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn das Trägermedium mit den Partikeln ein U-förmiges Volumen einnimmt.
Für die Herstellung des Leuchtmittels ist es günstig, wenn das Trägermedium mit den Partikeln in einer Kammer der Leuchtvorrichtung angeordnet ist.
Es ist günstig, wenn die Kammerwand wenigstens bereichsweise aus Glas, Kunststoff, insbesondere einem Epoxidharz oder einem Polyesterharz, ist.
Eine vorteilhafte Leuchtwirkung kann erzielt werden, wenn in dem Trägermedium mehrere Luftblasen vorgesehen sind.
Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Konzentration der Luftblasen in dem Trägermedium einen Wert von 500 bis 20000 Luftblasen pro cm3, bevorzugt einen Wert von 1000 bis 10000 Luftblasen pro cm3 und nochmals bevorzugt einen Wert von 3000 bis 5000 Luftblasen pro cm3 hat.
Vorzugsweise weisen die Luftblasen einen Durchmesser von 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt von 0,1 mm bis 1 mm und nochmals bevorzugt von 0,2 mm bis 0,5 mm auf.
Eine besonders gute Leuchtwirkung kann erzielt werden, wenn mehrere durch das Trägermedium mit den Partikeln vorgegebene Volumina vorhanden sind, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.
Dabei hat es sich insbesondere als praktikabel erwiesen, wenn zwei oder drei durch das Trägermedium mit den Partikeln vorgegebene Volumina vorhanden sind, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.
Eine Lampe mit guten Leuchteigenschaften kann gebildet werden, wenn die Volumina in mehreren Aufnahmebereichen eines Leuchtkörpers vorgesehen sind.
Dabei ist es auch aus ästhetischen Gründen günstig, wenn der Leuchtkörper zylindrisch und die Aufnahmebereiche als dazu achsparallele Kanäle ausgebildet sind.
Wenn die Leuchtmittel wenigstens eine Halbleiterstruktur umfassen, welche bei Spannungsbeaufschlagung Licht emittiert, kann die Leuchtvorrichtung mit geringem Energieverbrauch hergestellt werden. Derartige Leuchtmittel sind in Form von als LED bezeichneten Leuchtdioden bekannt.
Wenn die wenigstens eine Licht emittierende Halbleiterstruktur bei Spannungsbeaufschlagung blaues Licht emittiert, kann auf an und für sich bekannte LED zurückgegriffen werden. Dabei sind die Partikel vorzugsweise sowohl durch Leucht- stoffpartikel gebildet, die aus der blauen Strahlung, die von der Halbleiterstruktur emittiert wird, Weißlicht erzeugen, als auch durch Reflexionspartikel gebildet, welche die auf sie treffende Strahlung weiterleiten.
Alternativ können die Leuchtmittel wenigstens eine Rotlicht- Halbleiterstruktur, wenigstens eine Grünlicht-Halbleiterstruktur und wenigstens eine Blaulicht-Halbleiterstruktur umfassen. In diesem Fall kann auf Leuchtstoffpartikel ver- ziehtet und lediglich Reflexionspartikel als mit der Primär- Strahlung wechselwirkende Partikel verwendet werden.
Um das Leuchtspektrum zu erhöhen können die Leuchtmittel wenigstens eine Infrarot-Halbleiterstruktur und/oder wenigs- tens eine UV-Halbleiterstruktur umfassen.
Um eine gute Leuchtwirkung zu erzielen, ist es günstig, wenn wenigstens drei Schichten vorhanden sind, in welchen die Feststoffpartikel, insbesondere Leuchtstoffpartikel und/oder Reflexionspartikel mit unterschiedlichen Teilchenzahldichten vorliegen .
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Figur 1 einen Teilschnitt einer Kolbenlampe, bei welcher ein mit Leuchtstoff- und Reflexionspartikeln bela- denes Trägermedium in einer zylindrischen Kammer angeordnet ist;
Figur 2 einen der Figur 1 entsprechenden Teilschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kolbenlampe, bei welchem die Kammer kegelförmig ist;
Figur 3 einen der Figur 1 entsprechenden Teilschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer Kolbenlampe, bei welchem die Kammer halbkugelförmig ist;
Figur 4 einen der Figur 1 entsprechenden Teilschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels einer Kolbenlampe, bei welchem die Kammer einen kegelstumpfförmigen Abschnitt hat, der in einen kugeligen Abschnitt übergeht;
Figur 5 einen Schnitt einer Leuchtdiode, deren Innenraum mit einem mit Leuchtstoff- und Reflexionspartikeln beladenen Trägermedium gefüllt ist;
Figur 6 eine Abwandlung der Kolbenlampe nach Figur 1, bei welcher Luftblasen in dem Trägermedium vorgesehen sind;
Figur 7 einen der Figur 1 entsprechenden Teilschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels einer Kolbenlampe;
Figur 8 einen der Figur 1 entsprechenden Teilschnitt eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Kolbenlampe, bei welcher das Trägermedium als Leuchtfinger ausgebildet ist;
Figur 9 einen der Figur 8 entsprechenden Teilschnitt eines siebten Ausführungsbeispiels einer Kolbenlampe, welche zwei Leuchtfinger umfasst;
Figur 10 einen der Figur 9 entsprechenden Teilschnitt eines achten Ausführungsbeispiels einer Kolbenlampe, bei welcher zwei Leuchtfinger zu einem Leuchtbogen verbunden sind;
Figur 11 einen der Figur 8 entsprechenden Teilschnitt eines neunten Ausführungsbeispiels einer Kolbenlampe, welche drei Leuchtfinger umfasst;
Figur 12 eine Abwandlung der Lampe nach Figur 8, bei wel- eher anstelle eines Glaskolbens ein Reflektor vorgesehen ist;
Figur 13 separat einen Leuchtfinger, wie er in den Lampen gemäß den Figuren 8, 9, 11 und 12 verwendet wird; Figur 14 ein Leuchtmittel für eine Fahrrad- oder Kraftfahrzeuglichtanlage, welches einen Leuchtfinger gemäß Figur 13 umfasst;
Figur 15 ein aus zwei sich gegenüberliegend angeordneten
Leuchtfingern gemäß Figur 13 gebildetes stabförmi- ges Leuchtelement;
Figur 16 ein zylindrisches Leuchtmittel, bei welchem Leuchtfingerstrukturen in Aufnahmekanälen eines transparenten Zylinders angeordnet sind;
Figur 17 einen Schnitt durch das Leuchtmittel von Figur 16 entlang der dortigen gewinkelten Schnittlinie XVII-XVII;
Figur 18 einen der Figur 17 entsprechenden Schnitt durch eine Abwandlung des Leuchtmittels vom Figur 18, bei welchen die Aufnahmekanäle miteinander verbun- den sind;
Figur 19 einen Schnitt durch ein Leuchtband entlang der Schnittlinie XIX-XIX in Figur 20;
Figur 20 eine Draufsicht auf das Leuchtband von Figur 19;
Figur 21 einen Schnitt durch ein Leuchtpaneel entlang der Schnittlinie XXI-XXI in Figur 22;
Figur 22 eine perspektivische Ansicht des Leuchtpaneels nach Figur 20.
In Figur 1 ist mit 10 insgesamt eine Kolbenlampe bezeichnet, welche einen standardisierten Anschlusssockel 12 umfasst. Der Anschlusssockel 12 kann beispielsweise als Edison- Schraubsockel E27 oder Ell ausgebildet sein. Auch alle anderen standardisierten Anschlusssockel, wie ein Bajonettsockel, ein Stecksockel, ein Glasquetschsockel oder dergleichen, können vorgesehen sein.
Von den Anschlussbereichen des Anschlusssockels 12 verlaufen in dessen Inneren zwei Leitungen 14, 16, welche mit gestrichelten Linien gezeigt sind. Diese führen aus dem Anschlusssockel 12 zu einem Spannungswandler 18, der im Inneren eines von dem Anschlusssockel 12 getragenen Wandlergehäuses 20 angeordnet ist. Von dem Spannungswandler 18 führt eine erste Versorgungsleitung 22 durch einen Kühlkörper 24 zu einem ersten Kontaktbereich 26 einer Leuchtchip-Anordnung 28. Eine zweite Versorgungsleitung 30 führt von dem Spannungswandler 18 durch den Kühlkörper 24 zu einem zweiten Kontaktbereich 32 der Leuchtchip-Anordnung 28.
Die Kolbenlampe 10 umfasst einen Kolben 34 aus einem lichtdurchlässigen Material, beispielsweise aus Glas oder Epoxid- harz, welcher mit dem Kühlkörper 24 einen Innenraum 36 der Kolbenlampe 10 begrenzt. Der Kolben 34 der Kolbenlampe 10 kann gegebenenfalls die Funktion einer Sammeloptik erfüllen.
Die Leuchtchip-Anordnung 28 umfasst vier zwischen den Kon- taktbereichen 26 und 32 der Leuchtchip-Anordnung 28 mittels dünner Bonddrähte 38a, 38b, 38c, 38d und 38e in Reihe geschaltete Halbleiterstrukturen 40a, 40b, 40c und 4Od, welche in Figur 1 nur schematisch gezeigt sind. Diese sind auf dem Boden 42 einer Vertiefung 44 eines Trägersubstrats 46 ange- ordnet. Das Trägersubstrat 46 ist aus Saphirglas, welches auch als Korundglas (Al2O3-GIaS) bekannt ist.
Jede Halbleiterstruktur 40 umfasst drei Schichten, welche nur bei der Halbleiterstruktur 40a mit Bezugszeichen verse- hen sind. Eine untere, an dem Trägersubstrat 46 anliegende Schicht 48 ist eine n-leitende Schicht beispielsweise aus n- GaN oder n-InGaN. Eine mittlere Schicht 50 ist eine MQW- Schicht. MQW ist die Abkürzung für "Multiple Quantum Well". Ein MQW-Material stellt ein Übergitter dar, welches eine gemäß der Übergitterstruktur veränderte elektronische Bandstruktur aufweist und entsprechend bei anderen Wellenlängen Licht emittiert. Über die Wahl der MQW-Schicht lässt sich das Spektrum der von der Halbleiterstruktur 40 abgegebenen Strahlung beeinflussen. Eine obere Schicht 52 ist aus einem p-leitenden III-V-Halbleitermaterial, wie z.B. aus p-GaN, gefertigt .
Mit seinem die Vertiefung 44 radial umgebenden Randbereich 54 trägt das Trägersubstrat 46 ein zylindrisches Gehäuse 56, welches zu den Halbleiterstrukturen 40 hin offen und auf der von dem Trägersubstrat 46 abliegenden Seite durch eine Stirnwand 58 verschlossen ist. Das Gehäuse 56 ist aus Kunststoff gefertigt und kann klar oder matt transparent sein. Das Gehäuse 56 begrenzt zusammen mit dem Trägersubstrat 46 eine Kammer 60, welche abgesehen von der Vertiefung 44 im Trägersubstrat 46 ebenfalls zylindrisch ist.
Die Kammer 60 ist mit einem Trägermedium 62 gefüllt, welches beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in Form einer elastischen Silikonmasse vorliegt. In der Silikonmasse 62 sind Leuchtstoffpartikel 64 und Reflexionspartikel 66 verteilt, die durch die Silikonmasse 62 in ihrer Lage gegenüber den Halbleiterstrukturen 40 gehalten sind.
Die Halbleiterstrukturen 40 strahlen bei Anlegen einer
Spannung ultraviolettes Licht sowie blaues Licht in einem Wellenlängenbereich von 420 nm bis 480 nm ab. Durch die die Halbleiterstrukturen 40 umhüllende Silikonmasse 62 mit den Leuchtstoffpartikeln 64 kann eine Weißlicht-Kolbenlampe 10 erhalten werden. Die Leuchtstoffpartikel 64 sind aus Färb- Zentren aufweisenden Festkörpermaterialien gefertigt. Um die ultraviolette und blaue Primärstrahlung der Halbleiterstrukturen 40 in Weißlicht umzuwandeln, werden drei Arten von Leuchtstoffpartikeln 64 verwendet, die das ultraviolette und blaue Licht teilweise absorbieren und selber im Gelben und Roten emittieren. Falls gewünscht, können zusätzlich Leucht- stoffpartikel 64 verwendet werden, welche selber im Blauen emittieren .
Als Material für die Reflexionspartikel 66 kommen insbesondere Bariumsulfid, Bariumsulfit, Bariumsulfat oder Titandioxid in Frage. Alternativ können als Material für die Reflexionspartikel 66 auch Scandiumoxid oder Zinksulfid sowie Oxide von Lanthan und der Seltenen Erdmetalle, wie z.B. Ceroxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid, Ytterbiumoxid oder Lutetiumoxid verwendet werden.
Durch die Reflexionspartikel 66 wird die von den Halbleiter- Strukturen 40 emittierte Strahlung innerhalb der Silikonmasse 62 weitergeleitet .
Die Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 ändert sich in Richtung auf die Stirn- wand 58 des Gehäuses 56, also in einer Richtung von den Halbleiterstrukturen 40 weg, und nimmt in dieser Richtung ab. Die größte Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 liegt in einer ersten Schicht 68 der Silikonmasse 62 vor, welche den Halbleiterstrukturen 40 innerhalb der Kammer 60 am nächsten angeordnet ist. Die kleinste Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 liegt einer zweiten Schicht 70 der Silikonmasse 62 vor, welche am weitesten von den Halbleiterstrukturen 40 abliegt und an der Innenfläche der Stirnwand 58 des Gehäuses 56 anliegt. Zwischen der ersten Schicht 68 und der zweiten Schicht 70 sind mit Großbuchstaben bezeichnete Zwischenschichten A bis K angeordnet, wobei die Teilchenzahldichte der Leuchtstoff- partikel 64 und der Reflexionspartikel 66 in Richtung auf die Stirnwand 58 des Gehäuses 56 von einer Schicht zur nächsten gleichmäßig abnimmt. Dies ist durch die Anzahl der in jeder Schicht dargestellten Leuchtstoffpartikel 64 und Reflexionspartikel 66 veranschaulicht. Die Grenze zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichten 68, A bis K und 70 ist jeweils durch eine punktierte Line angedeutet.
Abhängig von der Leistung, mit welcher die Halbleiterstrukturen 40 betrieben werden und welche über den Spannungswand- ler 18 vorgegeben werden kann, können durch die Verteilung der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 innerhalb der Silikonmasse 62 verschiedene Leuchtstrukturen mit unterschiedlichen Außenkonturen erzeugt werden, die beim Betrachter beispielsweise den Eindruck einer Flamme oder einer Leuchtkugel erwecken können und welche sich von den Halbleiterstrukturen 40 ausgehend ausbilden.
In Figur 1 sind die Außenkonturen einer balligen Leuchtstruktur 72a und einer flammenähnlichen Leuchtstruktur 72b als strichpunktierte Linien stilisiert angedeutet. Eine ballige Leuchtstruktur 72a bildet sich bei einer geringeren Betriebsspannung der Kolbenlampe 10 aus, wogegen die flammenähnliche Leuchtstruktur 72b bei einer höheren Betriebsspannung der Kolbenlampe 10 auftritt. Bei einer geeignet hohen Betriebsspannung leuchtet weitgehend die gesamte in der Kammer 60 befindliche Silikonmasse 62; dann hat die Leuchtstruktur die Form eines Zylinders.
Bei der Herstellung der Kolbenlampe 10 kann die Kammer 60 schichtweise mit dünnflüssigerem Silikonöl gefüllt werden, welches vorher mit einem Härter und der für die jeweils gewünschte Teilchenzahldichte notwendigen Menge Leuchtstoffpartikel 64 und Reflexionspartikel 66 vermischt wurde. Das Silikonöl härtet dann in an und für sich bekannter Weise zu einer elastischen Silikonmasse 62 aus. Nach dem Aushärten einer ersten Schicht kann jeweils entsprechend eine weitere Schicht Silikonmaterial 62 mit LeuchtstoffPartikeln 64 und Reflexionspartikeln 66 auf der ersten Schicht hergestellt werden.
Damit die Kammer 60 auf diese Weise gefüllt werden kann, kann beispielsweise ein Füllstutzen vorgesehen sein, welcher entfernt oder verschlossen wird, wenn die Kammer 60 vollständig befüllt wurde.
Es hat sich als praktikabel erwiesen, wenn die Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 jeweils so gewählt ist, dass die ausgehärtete Silikonmasse 62 für das menschliche Auge leicht milchig bis gelbtrans- parent erscheint. Dies wird unter anderem erreicht, wenn die größte Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 jeweils das 5fache bis 10000fache, vorzugsweise das lOfache bis lOOfache, weiter vorzugsweise das lOfache bis 20fache, der kleinsten Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 bzw. der Reflexionspartikel 66 beträgt .
In der Praxis kann die größte Teilchenzahldichte der Leucht- stoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 jeweils zwischen 500 und 20000 Partikel pro Kubikzentimeter, bevorzugt zwischen 1000 und 10000 Partikel pro Kubikzentimeter und nochmals bevorzugt zwischen 5000 und 10000 Partikel pro Kubikzentimeter betragen, wogegen die kleinste Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 jeweils Werte zwischen 2 und 5000 Partikel pro Kubikzen- timeter, bevorzugt zwischen 2 und 2500 Partikel pro Kubikzentimeter und nochmals bevorzugt zwischen 2 und 1000 Partikel pro Kubikzentimeter haben kann.
Bei einer Abwandlung werden nicht einzig Blaulicht- Halbleiterstrukturen 40 verwendet, sondern wird Weißlicht durch eine Kombination von jeweils wenigstens einer Rotlicht-Halbleiterstruktur 40a, einer Grünlicht-Halbleiterstruktur 40b und einer Blaulicht-Halbleiterstruktur 40c gewonnen, wobei keine vierte Halbleiterstruktur 4Od verwendet wird. In diesem Fall können die Leuchtstoffpartikel 64 in der Silikonmasse 62 weggelassen werden und lediglich Reflexionspartikel 66 mit den entsprechenden Teilchenzahldichten in der Silikonmasse 62 verteilt sein.
In einer weiteren Abwandlung kann das Trägermedium 62 aus einem im ausgehärteten Zustand lichtdurchlässigen Harz sein, beispielsweise aus einem Epoxidharz oder einem Polyesterharz. In diesem Fall können die Schichten 68, A bis K und 70 des Trägermediums 62 jeweils durch Aushärten von Schichten eines flüssig aufgetragenen Harzes gewonnen werden, welchem dazu ein Härter zugegeben wurde, wie es an und für sich bekannt ist, und welches vorher mit der für die jeweils gewünschte Teilchenzahldichte notwendigen Menge Leuchtstoff- partikel 64 und Reflexionspartikel 66 vermischt wurde.
Bei einer weiteren Abwandlung kann das Trägermedium 62 das der Kammer 60 entsprechende Volumen einnehmen, ohne dass dieses von dem Gehäuse 56 begrenzt ist. Dazu wird das Gehäu- se 56 nach vollständigem Aushärten des Trägermediums 62 entfernt und dient somit als Gießform für das Trägermedium 62.
In den Figuren 2, 3 und 4 sind weitere Ausführungsbeispiele der Kolbenlampe 10 gezeigt, welche sich von der in Figur 1 gezeigten Kolbenlampe 10 jeweils lediglich durch die Form des die Kammer 60 mitbegrenzenden Gehäuses 56 unterscheiden. Die einzelnen Schichten des Trägermediums 62 sind in den Figuren 2, 3 und 4 der Übersichtlichkeit halber nicht eigens mit Bezugszeichen versehen, auch die die Schichtgrenze andeutenden punktierten Linien wurden weggelassen. Soweit nachstehend nichts anderes erläutert wird, gilt das oben zur Kolbenlampe 10 nach Figur 1 Gesagte sinngemäß entsprechend für die Kolbenlampen 10 nach den Figuren 2 bis 4.
Bei der Kolbenlampe 10 in Figur 2 ist anstelle des Gehäuses 56 ein kegelförmiges Gehäuse 74 vorgesehen, so dass das Trägermedium 62 ein kegelförmiges Volumen innerhalb einer abgesehen von der Vertiefung 44 im Trägersubstrat 46 kegel- förmigen Kammer 76 einnimmt. Das kegelförmige Gehäuse 74 ist so angeordnet, dass seine Spitze von den Halbleiterstrukturen 40 abliegt. Bei einer geeigneten Betriebsspannung kann die hier ausgebildete Leuchtstruktur also die Form eines Kegels haben.
Bei der Kolbenlampe 10 in Figur 3 ist anstelle des Gehäuses 56 ein halbkugelförmiges Gehäuse 78 vorgesehen, so dass das Trägermedium 62 ein halbkugelförmiges Volumen innerhalb einer abgesehen von der Vertiefung 44 im Trägersubstrat 46 halbkugelförmigen Kammer 80 einnimmt. Das halbkugelförmige Gehäuse 78 ist so angeordnet, dass seine Wölbung von den Halbleiterstrukturen 40 abliegt. Bei einer geeigneten Betriebsspannung kann die hier ausgebildete Leuchtstruktur also die Form einer Halbkugel haben.
Bei der Kolbenlampe 10 in Figur 4 ist anstelle des Gehäuses 56 ein Gehäuse 82 vorgesehen, welches einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 82a umfasst, der in einen kugeligen Abschnitt 82b übergeht. Das Gehäuse 82 sitzt mit seinem kegel- stumpfförmigen Abschnitt 82a auf dem Randbereich 54 des Tragersubstrats 46. Das Tragermedium 62 nimmt somit ein entsprechendes Volumen innerhalb einer Kammer 84 ein, die abgesehen von der Vertiefung 44 im Tragersubstrat 46 einen kegelstumpfformigen Bereich und einen halbkugelformigen Bereich aufweist. Bei einer geeigneten Betriebsspannung kann die hier ausgebildete Leuchtstruktur also eine entsprechende Form haben.
In Figur 5 ist eine Leuchtdiode 86 gezeigt, welche ein kugelförmiges transparentes Gehäuse 88 mit einem abnehmbaren Deckelteil 88a umfasst. Das Gehäuse 88 begrenzt eine Kammer 90, in der ein dem Tragersubstrat 46 entsprechendes Tragersubstrat 92 angeordnet ist, welches ein Halbleiterelement 94 tragt, das den Halbleiterelementen 40 entspricht. Das Tra- gersubstrat 92 wird von einer ersten Anschlussklemme 96 gehalten, die sich durch das Deckelteil 88a hindurch nach außen erstreckt und unbeweglich mit dem Deckelteil 88a verbunden ist. Eine zweite Anschlussklemme 98 erstreckt sich ebenfalls durch das Deckelteil 88a des Gehäuses 88, mit dem sie fest verbunden ist, aus der Kammer 90 der Leuchtdiode 86 nach außen. Das Gehäuse 88 erfüllt bei der Leuchtdiode 86 die Funktion der Kammer 60 bei den Kolbenlampen 10 nach den Figuren 1 bis 4.
Das Halbleiterelement 94 ist über Bonddrahte 100 und 102 mit den Anschlussklemmen 96, 98 verbunden und kann über diese mit einer Betriebsspannung beaufschlagt werden.
Die Kammer 90 der Leuchtdiode 86 ist mit dem Tragermedium 62 gefüllt, in welchem Leuchtstoffpartikel 64 und Reflexionspartikel 66 verteilt sind, wie es oben im Zusammenhang mit den Kolbenlampen 10 nach den Figuren 1 bis 4 erläutert wurde .
Wenn als Tragermedium 62 eine elastische Silikonmasse ver- wendet werden soll, kann bei der Herstellung der Leuchtdiode 86 das Gehäuse 88 bei abgenommenen Deckelteil 88a schichtweise mit dünnflüssigerem Silikonöl gefüllt werden, welches vorher mit einem Härter und der für die jeweils gewünschte Teilchenzahldichte notwendigen Menge Leuchtstoffpartikel 64 und Reflexionspartikel 66 vermischt wurde. Das Silikonöl härtet dann in an und für sich bekannter Weise zu einer elastischen Silikonmasse 62 aus. Nach dem Aushärten einer ersten Schicht kann jeweils entsprechend eine weitere Schicht Silikonmaterial 62 mit LeuchtstoffPartikeln 64 und Reflexionspartikeln 66 auf der ersten Schicht hergestellt werden. Dazu kann das Gehäuse 88 einen Füllstutzen aufweisen, der hier nicht eigens dargestellt ist.
Mit der Leuchtdiode 86 kann Licht über einen Bereich von weitgehend 360° abgegeben werden.
In der Praxis beträgt der, gegebenenfalls gemittelte, Durchmesser der Kammern 60, 76, 80, 84 bei den Kolbenlampen 10 nach den Figuren 1 bis 4 und der Kammer 90 bei der Leuchtdiode 86 beispielsweise zwischen 1 mm und 300 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 200 mm und nochmals bevorzugt zwischen 3 mm und 30 mm. Die Höhe der Kammer 60, 76, 80, 84 oder 90 beträgt in der Praxis ausgehend von den Halbleiterstrukturen 40 bzw. der Halbleiterstruktur 94 beispielsweise zwischen 3 mm und 300 mm, bevorzugt zwischen 3 mm und 150 mm und nochmals bevorzugt zwischen 10 mm und 60 mm.
In Figur 6 ist eine weitere Kolbenlampe 10 gezeigt, welche sich von der Kolbenlampe 10 nach Figur 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass in den Zwischenschichten D bis K in der Kammer 60 neben den Leuchtstoffpartikeln 64 und den Reflexionspartikeln 66 Luftblasen 104 vorliegen, von denen in Figur 6 lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Luftblasen 104 jeder Schicht D bis K werden beispielsweise beim oben erläuterten schichtweisen Befullen der Kammer 60 erzeugt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass in dem mit einem Harter versehenen dünnflüssigerem Silikonol, welchem die jeweils für die gewünschte Teilchenzahldichten notwendigen Mengen an Leuchtstoffpartikeln 64 und Reflektionspartikeln 66 zugegeben wurde, vor Befullen der Kammer heftig verrührt und dadurch quasi verquirlt wird, so dass Luft in das Silikonol in Form der Luftblasen 104 eingearbeitet wird. Gegebenfalls können die Luftblasen 104 auch zuerst erzeugt und dem mit Luftblasen 104 versetzten Silikonol erst danach die Mengen an LeuchtstoffPartikeln 64 und Reflektionspartikeln 66 zugegeben werden, die für die gewünschten jeweiligen Teilchenzahldichten erforderlich sind.
Die Konzentration der Luftblasen 104 innerhalb jeder Schicht kann z.B. durch die Heftigkeit des Verquirlens oder die Bauart des Ruhrers oder Quirls beeinflusst werden. In der Praxis hat es sich als gunstig erwiesen, wenn die Konzentration der Luftblasen 104 einen Wert von 500 bis 20000 Luftblasen pro cm3, bevorzugt einen Wert von 1000 bis 10000 Luftblasen pro cm3 und besonders bevorzugt einen Wert von 3000 bis 5000 Luftblasen pro cm3 hat. Dabei weisen die Luftblasen 104 vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt von 0,1 mm bis 1 mm und besonders bevorzugt von 0,2 mm bis 0,5 mm auf.
Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel der Kolbenlampe 10 wird die durch die drei unteren Schichten A, B und C vorgegebene Dicke so gewählt, dass die mit Luftblasen 104 versehene Schicht D in einem Abstand von 1 mm bis 10 mm von den Halbleiterstrukturen 40 entfernt angeordnet ist.
In den Schichten 68, A, B, C und 70 sind keine Luftblasen 104 vorgesehen. Bei einer Abwandlung können jedoch auch in diese Schichten oder in einige dieser Schichten Luftblasen 104 in der oben erörterten Weise eingebracht sein.
Es hat sich gezeigt, dass eine andere Leuchtwirkung der Kolbenlampe 10 erzielt werden kann, wenn Luftblasen 104 in der Silikonmasse 62 vorhanden sind.
Wie oben erwähnt, können die Schichten 68, A bis K und 70 der Silikonmasse 62 mit den Leuchtstoffpartikel 64, den Reflexionspartikel 66 und/oder den Luftblasen 104 bei den entsprechenden Kolbenlampen 10 der Figuren 1 bis 4 und 6 auf verschiedene Weisen erzeugt werden, z.B. durch schichtweises Befüllen der jeweiligen Gehäuse 56, 74, 78 oder 82 und anschließender Installation der ausgehärteten Schichten 68, A bis K und 70 auf der Leuchtchip-Anordnung 28, wobei das jeweilige Gehäuse 56, 74, 78 oder 82 mitmontiert oder vorher entfernt werden kann. Alternativ können die Schichten 68, A bis K und 70 auch mittels eines an und für sich bekannten Spritz-Gießverfahrens direkt auf die Leuchtchip-Anordnung 28 aufgebracht und dort ausgehärtet werden. Diese Fertigungsart eignet sich besonders für die Produktion hoher Stückzahlen.
Die Außenkontur der Silikonmasse 62 in Form der Schichten 68, A bis K und 70 ist nicht auf diejenigen beschränkt, die durch die oben erläuterten Gehäuse 56, 74, 78 oder 82 vorgegeben sind. Durch die Verwendung anderer Gehäuse bzw. einer individuellen Formgebung durch das Spritz-Gießverfahren kann die Außenkontur Silikonmasse 62, die sich aus den Schichten 68, A bis K und 70 ergibt, wunschgemäß ausgebildet werden. Auch die Anzahl der Schichten zwischen den Schichten 68 und 70 kann variiert werden.
Bei der Kolbenlampe 10 in Figur 7 geht die Vertiefung 44 des Trägersubstrats 46 nicht in den Boden 42 über, sondern in einen Sockel 106. Dieser trägt auf seiner von der Vertiefung 44 des Trägersubstrats 46 abliegenden Oberseite 106a die Halbleiterelemente 40 und ist so ausgebildet, dass diese etwa mittig zwischen der ersten Schicht 68 und der zweiten Schicht 70 des Trägermediums 62 in der Kammer 60 angeordnet sind.
In einer hier nicht gezeigten Abwandlung kann die Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und/oder der Reflexi- onspartikel 66 dann auch von der Position der Halbleiterelemente 40 ausgehend in Richtung auf die erste Schicht 68 des Trägermediums 62 und in Richtung auf dessen zweite Schicht 70 gleichmäßig abnehmen.
In Figur 8 ist eine Kolbenlampe 10 gezeigt, bei welcher das Gehäuse 56 mit dem Trägersubstrat 46 und den Halbleiterelementen 40 einen etwa stabförmigen Leuchtfinger 108 bilden. Dieser ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel etwa entlang der Kolbenachse des Kolbens 34 auf einer Tragplatte 110 angeordnet, die ihrerseits auf dem Kühlkörper 24 angebracht ist. Das Trägersubstrat 46 des Leuchtfingers 108 entspricht dem Trägersubstrat 46 der Kolbenlampe 10 gemäß Figur 1, ist jedoch letzterem gegenüber in den Richtungen parallel zum Boden 42 des Trägersubstrats 46 schmaler ausgebildet. In der Vertiefung 44 des Trägersubstrats 46 des Leuchtfingers 108 sind lediglich zwei Halbleiterelemente 40a, 40b angeordnet.
Zur Unterstützung der Wärmeabfuhr von den Halbleiterelementen 40a, 40b ist in den Kühlkörper 24 ein Ventilator 112 integriert, welcher in an und für sich bekannter Weise über den Spannungswandler 18 mit Energie versorgt wird und Wärme von der Tragplatte 110 wegführt.
Ein derartiger Ventilator 112 kann bei allen hier beschrie- benen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein. Der Ventilator 112 kann mit einer konstanten Umdrehungsgeschwindigkeit betrieben werden. Alternativ kann die Umdrehungsgeschwindigkeit des Ventilators 112 auch abhängig von der an den Halbleiterelementen 40 herrschenden Temperatur verändert werden.
Bei der in Figur 9 gezeigten Kolbenlampe 10 sind zwei Leuchtfinger 108 auf der Tragplatte 110 angeordnet und werden über den Spannungswandler 18 mit Energie versorgt.
Solche zwei Leuchtfinger 108 sind bei der in Figur 10 gezeigten Abwandlung an ihrem von der Tragplatte 110 abliegenden Ende mittels eines Verbindungssteges 114 verbunden, wozu die Gehäuse 56 der beiden miteinander verbundenen Leuchtfin- ger 108 entsprechend zu einem U-förmigen Gehäuse 116 verbunden sind. Somit nimmt das Trägermedium 62 bei der Kolbenlampe 10 gemäß Figur 10 ein etwa U-förmiges Volumen ein.
Bei der in Figur 11 gezeigten Kolbenlampe 10 sind als weite- re Abwandlung drei Leuchtfinger 108 auf der Tragplatte 110 angeordnet. Die drei Leuchtfinger 108 können dabei beliebig angeordnet sein, beispielsweise in einer Reihe, wie es in Figur 11 angedeutet ist, auf den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks oder auch in einer unsymmetrischen Anordnung. Der Verlauf der Versorgungsleitungen 22 und 30 zu den jeweiligen Kontaktbereichen 26 bzw. 32 der Leuchtfinger 108 ist in Figur 11 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
Die Kolbenlampen 10 gemäß den Figuren 9 und 11 umfassen jeweils mehrere aus dem Trägermedium 62 und den darin verteilten Leuchtstoffpartikeln 64 und Reflektionspartikeln 66 gebildete Volumina, welche durch die jeweiligen Gehäuse 56 jedes Leuchtfingers 108 vorgegeben sind. Anders ausgedrückt umfassen die Kolbenlampen 10 gemäß den Figuren 9 und 11 mehrere durch das Trägermedium 62 mit den Leuchtstoff- Partikeln 64 und den Reflexionspartikeln 66 vorgegebene Volumina, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.
In Figur 12 ist eine Reflektorlampe 118 gezeigt, welche weitgehend der Kolbenlampe 10 gemäß Figur 8 entspricht, mit dem Unterschied, dass bei der Reflektorlampe 118 kein Kolben 34, sondern ein an und für sich bekannter Reflektor 120 vorgesehen ist, welcher in von der Tragplatte 110 wegweisende Richtungen offen ist und so eine Lichtaustrittsöffnung vorgibt, durch die das von dem Reflektor 120 gebündelte Licht austritt.
In Figur 13 ist ein Leuchtelement 121 gezeigt, welches aus einem einzelnen Leuchtfinger 108 gebildet ist, dessen Trä- gersubstrat 46 auf einer Tragplatte 110 angeordnet ist, deren lichte Außenkontur derjenigen des Trägersubstrats 46 entspricht. Wie in Figur 13 zu erkennen ist, sind die Kontaktbereiche 26 und 32 auf dem Trägersubstrat 46 über eine Leitung 122 mit einem Anschlussdraht 124 bzw. eine Leitung 126 mit einem Anschlussdraht 128 verbunden. Die Anschlussdrähte 124, 128 treten auf der dem Trägersubstrat 46 abliegenden Seite aus der Tragplatte 110 aus. Ein derartig ausgebildeter Leuchtfinger 108 kann wie eine herkömmliche LED auf einer entsprechenden Platine verdrahtet werden.
Eine Vielzahl von Leuchtfingern 108 oder Leuchtelementen 121 kann beispielsweise als Lichtquelle in Video-Projektionseinrichtungen eingesetzt werden. Dabei können dann jeweils mehrere der Leuchtfinger 108 oder jeder Leuchtfinger 108 separat mit einem entsprechenden Reflektor zusammenarbeiten, welcher das Licht in eine gewünschte Richtung bündelt.
In Figur 14 ist als weiteres Anwendungsbeispiel des Leuchtelements 121 oder des Leuchtfingers 108 eine Lampe 130 gezeigt, wie sie in Lichtanlagen von Fahrrädern und/oder Kraftfahrzeugen verwendet werden kann. Die Lampe 130 umfasst dazu einen entsprechenden standardisierten Anschlusssockel 132, der in Figur 14 nur schematisch gezeigt ist, und einen von diesem gehaltenen Kolben 134, welcher das Trägermedium 62 in dem Gehäuse 56 des Leuchtfingers 108 unter Einhaltung eines geringen Abstandes umgibt.
In Figur 15 ist ein stabförmiges Leuchtelement 136 gezeigt, welches aus zwei Leuchtelementen 121 gebildet ist, die an ihren dem jeweiligen Trägersubstrat 46 abliegenden Stirnseiten aneinander anliegen. Die jeweiligen Leuchtfinger 108 oder auch die Leuchtelemente 121 können in dieser Anordnung in einem hier nicht eigens gezeigten separaten Gehäuse befestigt sein. Die beiden Leuchtfinger 108 können zur Stabilisierung an sich gegenüberliegenden Stirnseiten ergänzend miteinander verklebt sein.
Das stabförmige Leuchtelement 136 kann unterschiedliche Längen aufweisen, insbesondere Längen von 1 cm bis 50 cm, vorzugsweise von 2 cm bis 10 cm.
In den Figuren 16 und 17 ist mit 138 eine zylindrische Lampe bezeichnet, welche einen transparenten Leuchtzylinder 140 umfasst, der beispielsweise aus Glas oder Acrylglas gefer- tigt sein kann. Der Leuchtzylinder 140 hat in der Praxis einen Durchmesser von 3 mm bis 100 mm, vorzugsweise 8 mm bis 30 mm und nochmals vorzugsweise 5 mm bis 15 mm, kann insgesamt jedoch beliebig groß ausgebildet sein.
Der Leuchtzylinder 140 weist einen zu seiner Längsachse koaxialen Durchgangskanal 142 und acht weitere dazu achsparallele Durchgangskanäle 144 auf, welche alle einen kreisrunden konstanten Querschnitt haben. Von den Durchgangskanälen 144 ist in den Figuren 16 und 17 nur jeweils einer mit einem Bezugszeichen versehen. Vorzugsweise umfasst der Leuchtzylinder 140 zwischen ein und zehn Durchgangskanäle 142, 144, wobei nicht immer ein zentrischer Durchgangskanal 142 vorgesehen sein muss. Auch kann der Querschnitt der Durchgangskanäle 142, 144 von einer kreisrunden Form abwei- chen .
Auf einer Stirnseite 146 trägt der Leuchtzylinder 140 eine Bodenplatte 148 mit zum Leuchtzylinder 140 komplementärer Außenkontur .
In den Durchgangskanälen 142 und 144 ist jeweils ein von der Bodenplatte 148 getragenes Trägersubstrat 46 angeordnet, welches beim vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich eine einzige Halbleiterstruktur 40 trägt. Die Durchgangskanäle 142 und 144 im Leuchtzylinder 140 begrenzen jeweils eine zylindrische Kammer 150, deren Volumen mit dem Trägermedium 62 gefüllt ist, in welchem die Leuchtstoffpartikel 64 und Reflexionspartikel 66 in den Schichten 68 und 70 und den nicht eigens mit Bezugszeichen versehenen dazwischen liegen- den Schichten mit unterschiedlicher Partikeldichte gehalten sind. Wenn in den verschiedenen Durchgangskanälen 142, 144 unterschiedliche Halbleiterstrukturen 40 verwendet werden, welche im Roten, Grünen und Blauen emittieren und zusammen Weißlicht ergeben, kann auf die Leuchtstoffpartikel 64 verzichtet werden.
In den Durchgangskanälen 142, 144 des Leuchtzylinders 140 ist somit eine dem Leuchtfinger 108 weitgehend entsprechender Leuchtfingerstruktur 152 angeordnet, die lediglich kein eigenes die Kammer 150 begrenzendes Gehäuse umfasst. Es müssen nicht alle Durchgangskanäle 142, 144 des Leuchtzylinders 140 mit einer solchen Leuchtfingerstruktur 152 versehen sein, weshalb zur Veranschaulichung der Durchgangskanal 140 in Figur 17 leer gezeigt ist. Die Kontaktbereiche 26 und 32 auf dem Trägersubstrat 46 werden über Leitungen 154 und 156 mit Energie versorgt, die über hier nicht weiter interessierende Anschlüsse in der Bodenplatte 148 mit dem Stromnetz oder einer Batterie ver- bunden werden können.
Gegebenenfalls kann der Leuchtzylinder 140 auf seiner zweiten Stirnseite 158 eine Deckplatte 160 tragen, welche beim vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel nur mit gestrichel- ten Linien gezeigt ist.
Die Durchgangskanäle 142, 144 im Leuchtzylinder 140 haben in Praxis einen Durchmesser von 0,1 mm bis 15 mm, vorzugsweise von 1 mm bis 10 mm und nochmals vorzugsweise von 2 mm bis 5 mm. Der Durchmesser der Durchgangskanäle 142, 144 im Leuchtzylinder 140 kann auch voneinander verschieden sein und hängt in der Regel von den Abmessungen des darin unterzubringenden Halbleiterelements 40 ab. Der Leuchtzylinder 140 selbst hat eine Länge von 5 mm bis 800 mm, vorzugsweise von 20 mm bis 150 mm und nochmals bevorzugt von 20 mm bis 50 mm, kann jedoch je nach Bedarf auch länger oder kürzer ausfallen .
Bei der in Figur 18 gezeigten Abwandlung der Lampe 138 sind die Durchgangskanäle 142, 144 auf der Seite 146 des Leuchtzylinders 140 miteinander verbunden, indem dort eine kreisscheibenförmige Vertiefung 161 eingearbeitet ist. In der Vertiefung 161 sind die zwei den Halbleiterstrukturen 40 am nächsten angeordneten Schichten 68 und A aus Silikonmaterial 62 vorhanden, in denen Leuchtstoffpartikel 64 und Reflexionspartikel 66 vorliegen. So kann Licht von den Halbleiterstrukturen 40 auch in benachbarte Leuchtfingerstrukturen 152 übertragen werden.
In den Figuren 19 und 20 ist ein Leuchtband 162 gezeigt, welches eine flexible Hülle 164 umfasst, die eine Kammer 165 begrenzt und auf einer Seite eine Vielzahl halbkugelförmiger Ausbuchtungen 166 aufweist, die in Längsrichtung des Leuchtbandes 162 in geringem Abstand voneinander hintereinander ausgebildet sind. Die Ausbuchtungen 166 können auch von einer Halbkugel abweichende Geometrien haben und beispielsweise konisch ausgebildet sein. Bei einer Abwandlung können auch keine Ausbuchtungen 166 vorgesehen sein.
Auf der den Ausbuchtungen 166 gegenüberliegenden Innenfläche 168 trägt die Hülle 164 ein flexibles Leiterbahnelement 170, auf welchem eine Vielzahl von Halbleiterstrukturen 40 in an und für sich bekannter Art und Weise miteinander verschaltet sind. Es können z.B. immer Sätze von mehreren Halbleiter- Strukturen 40 in Reihe geschaltet sein, wobei mehrere dieser Sätze parallel geschaltet sind.
Die Halbleiterstrukturen 40 sind so angeordnet, dass jeweils eine Halbleiterstruktur 40 etwa mittig unter einer Ausbuch- tung 166 zu liegen kommt.
Zwischen dem Leiterbahnelement 170 und der durch die Ausbuchtungen 166 vorgegebenen Innenfläche 172 der Hülle 164 sind Schichten 68, A, B und 70 aus Silikonmaterial 62 mit darin verteilten Leuchtstoffpartikeln 64 und Reflexionspartikeln 66 angeordnet. Die jeweilige Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 nimmt von der Schicht 68 zur Schicht 70 mit zunehmendem Abstand von den Halbleiterstrukturen 40 ab. Auch bei dem Leuchtband 162 kann auf die Leuchtstoffpartikel 64 verzichtet werden, wenn verschiedene Halbleiterstrukturen 40 verwendet werden, welche im Roten, Grünen und Blauen emittieren und zusammen Weißlicht ergeben.
Die Halbleiterstrukturen 40 über mittels nicht eigens ge- zeigter Anschlüsse, wie sie an und für sich bekannt sind, mit Energie versorgt, wenn diese mit einer Energiequelle verbunden sind.
Das Leuchtband 162 ist in der Praxis zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 15 mm und nochmals vorzugsweise zwischen 8 mm und 12 mm breit und zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 5 mm dick.
Wenn die Halbleiterstrukturen 40 im Inneren des Leuchtbandes 162 aktiviert werden, leuchtet das Leuchtband 162 im Wesentlichen homogen und es sind keine diskreten Lichtbereiche am Ort der Halbleiterstrukturen 40 zu erkennen. Das Lichtband 162 kann daher in Bereichen verwendet werden, in denen sonst Neonröhren oder ähnliches genutzt wurde, beispielsweise bei Leuchtreklamen. Das Leuchtband 162 kann auch dazu verwendet werden, in ein Lichtleiterelement, beispielsweise eine Lichtleiterplatte, Licht einzukoppeln . Dazu wird das Leuchtband 162 beispielsweise entlang des Umfangs einer Lichtlei- terplatte auf deren Schmalflächen aufgeklebt.
In den Figuren 21 und 22 ist ein plattenförmiges Leuchtpaneel 174 gezeigt, bei dem auf der jeweiligen Innenfläche zweier gegenüberliegender Schmalseiten 176 und 178 einer eine Kammer 175 umgebenden Ummantelung 177 eine Vielzahl Halbleiterelemente 40 auf jeweils einem Leiterbahnelement 180 und 182 verschaltet sind, wie es oben zum Leuchtband 162 erläutert wurde.
Jeweils in Richtung von den Leiterbahnelementen 180 und 182 weg sind Schichten 68, A, B und C aus Silikonmaterial 62 mit darin verteilten Leuchtstoffpartikeln 64 und Reflexionspartikeln 66 angeordnet, so dass zwei Schichten C mittig zwischen den Leiterbahnelementen 180 und 182 aneinander angren- zen. Die Teilchenzahldichten in den beiden Schichten 68 sind gleich, ebenso jeweils in den beiden Schichten A, in den beiden Schichten B bzw. in den beiden Schichten C.
Die Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 nimmt dabei von einer Schicht 68 über die ihr benachbarten Schichten A und B hin zu den Schichten C ab. Die Teilchenzahldichte der Reflexionspartikel 66 nimmt dagegen von einer Schicht 68 über die ihr benachbarten Schichten A und B hin zu den Schichten C zu. Auch bei dem Leuchtpaneel 174 kann auf die Leuchtstoffpartikel 64 verzichtet werden, wenn verschiedene Halbleiterstrukturen 40 verwendet werden, welche im Roten, Grünen und Blauen emittieren und zusammen Weißlicht ergeben.
Das Leuchtpaneel 174 ist durch das Silikonmaterial 62 flexi- bei und kann in verschiedene Formen gebracht und gegebenenfalls in diesen fixiert werden.
In der Praxis ist das Leuchtpaneel 174 zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 5 mm dick.
Das Leuchtpaneel 174 gibt bei aktiven Halbleiterstrukturen 40 Licht mit einer gleichmäßigen Lichtverteilung über seine Hauptflächen 184 ab, von denen in Figur 22 eine zu erkennen ist .
Alle oben erläuterten Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 22 wurden im Hinblick auf die Verwendung von Halbleiterstrukturen 40 erläutert, die Strahlung im UV- oder sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren. Es können alternativ auch andere Halbleiterstrukturen verwendet werden, welche Strahlung anderer Wellenlängen emittieren, insbesondere Strahlung im Infraroten.
Bei allen oben erläuterten Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 18 ist immer eine Vielzahl von Schichten 68, A bis K und 70 aus der Silikonmasse 62 vorgesehen, wobei die Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 sich in einer Richtung von den Halbleiterstrukturen 40 weg ändert und insbesondere in dieser Richtung abnimmt. Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 19 bis 22 sind auch weniger Schichten aus der Silikonmasse 62 mit unterschiedlichen Teilchenzahldichten der Leuchtstoffpartikel 64 und der Reflexionspartikel 66 vorhanden.
Um eine gute Lichtfarbe bzw. Leuchtwirkung zu erzielen, ist es jedoch grundsätzlich ausreichend, wenn wenigstens drei solche Schichten oder Bereiche vorgesehen sind, in denen die Leuchtstoffpartikel 64 und/oder die Reflexionspartikel 66 mit unterschiedlichen Teilchenzahldichten vorliegen. Die Änderung, insbesondere die Abnahme, der Teilchenzahldichte der Leuchtstoffpartikel 64 oder Reflexionspartikel 66 in einer Richtung von den Halbleiterstrukturen 40 weg kann auch ungleichmäßig, d.h. in unterschiedlich großen Schritten erfolgen, wenn auch eine gleichmäßige Änderung zu einem besseren Ergebnis führt.

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtvorrichtung mit
a) Leuchtmitteln (40; 94), welche bei Spannungsbeaufschlagung eine Primärstrahlung emittieren;
b) Feststoffpartikeln (64, 66), welche die Leuchtmit- tel (40; 94) wenigstens bereichsweise umgeben und welche mit der Primärstrahlung wechselwirken;
dadurch gekennzeichnet, dass
c) die Teilchenzahldichte der Partikel (64, 66) sich in zumindest einer Richtung von den Leuchtmitteln (40; 94) weg von einer ersten Teilchenzahldichte zu einer zweiten Teilchenzahldichte ändert.
2. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (64, 66) Leuchtstoffpartikel (64), welche Primärstrahlung absorbieren und Sekundärstrahlung emittieren, und/oder Reflexionspartikel (66), insbesondere Bariumsulfid-, Bariumsulfit-, Bariumsul- fat- oder Titandioxidpartikel, umfassen.
3. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Partikel-Teilchenzahldichte eine Abnahme ist.
4. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnahme der Partikel-Teilchenzahldichte gleichmäßig erfolgt.
5. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
a) eine größte Partikel-Teilchenzahldichte in einem ersten Bereich (68) vorliegt, welcher den Leucht- mittein (40; 94) gegenüber anderen Bereichen am nächsten benachbart angeordnet ist;
b) eine kleinste Partikel-Teilchenzahldichte in einem zweiten Bereich (70) vorliegt, welcher gegenüber anderen Bereichen am weitesten von den Leuchtmitteln (40; 94) abliegt.
6. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die größte Partikel-Teilchenzahldichte das 5fache bis 10000fache, bevorzugt das lOfache bis lOOfache, nochmals bevorzugt das lOfache bis 20fache, der kleinsten Partikel-Teilchenzahldichte beträgt.
7. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
a) die größte Partikel-Teilchenzahldichte zwischen 500 und 20000 Partikel pro Kubikzentimeter, bevorzugt zwischen 1000 und 10000 Partikel pro Kubik- Zentimeter und nochmals bevorzugt zwischen 5000 und 10000 Partikel pro Kubikzentimeter beträgt;
b) die kleinste Partikel-Teilchenzahldichte zwischen 2 und 5000 Partikel pro Kubikzentimeter, bevorzugt zwischen 2 und 2500 Partikel pro Kubikzentimeter und nochmals bevorzugt zwischen 2 und 1000 Partikel pro Kubikzentimeter beträgt.
8. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis I1 dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (64, 66) durch ein Trägermedium (62) in ihrer Lage gegenüber den Leuchtmitteln (40; 94) gehalten sind.
9. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich- net, dass das Trägermedium (62) ein Silikonmaterial, insbesondere eine elastische Silikonmasse, oder ein Harz, insbesondere einem Epoxidharz oder ein Polyesterharz, ist.
10. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium (62) mit den Partikeln (64, 66) ein zylindrisches, kegelförmiges oder halbkugelförmiges Volumen oder ein Volumen, welches einen kegelstumpfförmigen Abschnitt umfasst, der in einen kugeligen Abschnitt übergeht, oder ein etwa U-förmiges Volumen einnimmt.
11. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium (62) mit den Partikeln (64, 66) in einer Kammer (60; 76; 80; 84; 90; 150; 165; 175) der Leuchtvorrichtung (10; 86; 118; 130; 136; 138; 162; 174) angeordnet ist.
12. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kammerwand wenigstens bereichsweise aus Glas, Kunststoff, insbesondere einem Epoxidharz oder einem Polyesterharz, ist.
13. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Trägermedium (62) mehrere Luftblasen (104) vorgesehen sind.
14. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Luftblasen (104) in dem Trägermedium (62) einen Wert von 500 bis 20000 Luftblasen pro cm3, bevorzugt einen Wert von 1000 bis 10000 Luftblasen pro cm3 und nochmals bevorzugt einen Wert von 3000 bis 5000 Luftblasen pro cm3 hat.
15. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftblasen (104) einen Durchmesser von 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt von 0,1 mm bis 1 mm und nochmals bevorzugt von 0,2 mm bis 0,5 mm aufweisen .
16. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere durch das Trägermedium (62) mit den Partikeln (64, 66) vorgegebene Volumina vorhanden sind, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.
17. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei durch das Trägermedium (62) mit den Partikeln (64, 66) vorgegebene Volumina vorhanden sind, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.
18. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass drei durch das Trägermedium (62) mit den Partikeln (64, 66) vorgegebene Volumina vorhanden sind, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.
19. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumina in mehreren Aufnahmebereichen (142, 144) eines Leuchtkörpers (140) vorgesehen sind.
20. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper (140) zylindrisch und die Aufnahmebereiche (142, 144) als dazu achsparallele Kanäle ausgebildet sind.
21. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 120, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (40; 94) wenigstens eine Halbleiterstruktur (40; 94) umfassen, welche bei Spannungsbeaufschlagung Licht emittiert.
22. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Licht emittierende Halbleiterstruktur (40; 94) bei Spannungsbeauf- schlagung blaues Licht emittiert.
23. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (40) wenigstens eine Rotlicht-Halbleiterstruktur (40a), wenigstens eine Grünlicht-Halbleiterstruktur (40b) und wenigstens eine Blaulicht-Halbleiterstruktur (40c) umfassen.
24. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das die Leuchtmittel (40) wenigstens eine Infrarot-Halbleiterstruktur (40; 94) und/oder wenigstens eine UV-Halbleiterstruktur (40; 94) umfassen .
25. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Schichten (68, A bis K, 70) vorhanden sind, in welchen die Fest- stoffpartikel (64, 66), insbesondere Leuchtstoffpartikel (64) und/oder Reflexionspartikel (66) mit unterschiedlichen Teilchenzahldichten vorliegen.
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