[发明专利]具有一次辐射源和发光转换元件的半导体光源

说明书

本专利申请要求德国专利申请102007046608.2和102008012316.1的优先权，所述专利申请的公开内容通过回引结合于此。

技术领域

本申请涉及一种具有一次辐射源和发光转换元件的半导体光源。

背景技术

例如从文献US 6,066,861中公知一种具有一次辐射源和发光转换元件(Lumineszenzkonversionselement)的半导体光源。这样的半导体光源常常具有不能令人满意的将损耗热从发光转换元件中的排出。在这样的半导体光源的情况下，因此通过具有高能量密度的一次辐射源对发光转换元件的照射通常导致发光转换元件的较剧烈的温度上升，由此发光转换元件的波长转换的效率受到影响。

在文献EP 1 734 302 A1中公开了一种半导体光源，其中发光转换元件配备有导热元件。

发明内容

本申请的任务是，说明一种具有一次辐射源和发光转换模块的半导体光源，其中通过所述发光转换元件的波长转换(尤其是在由所述一次辐射源发出的一次辐射的高能量密度情况下)特别有效。

该任务通过根据权利要求1所述的半导体光源来解决。所述半导体光源的有利的扩展方案和改进方案在从属权利要求中予以说明。本权利要求书的公开内容在此明确地通过回引结合到本说明书中。

说明一种半导体光源，其具有一次辐射源，所述一次辐射源在运行所述半导体光源时发出电磁一次辐射。该一次辐射源尤其是含有被设置用于发出一次辐射的光电子半导体芯片。在改进方案中，该光电子半导体芯片被包含在光电子半导体组件中。例如，该光电子半导体芯片被布置在半导体组件的外壳中。在适宜的扩展方案中，光电子半导体芯片或半导体组件是发光二极管或激光二极管。在扩展方案中，该一次辐射源具有在运行中发出蓝色和/或紫外光谱范围中的一次辐射的发光二极管或激光二极管。例如，该一次辐射源具有UV发光二极管。

另外，该半导体光源还具有发光转换模块，其中从该一次辐射源发出的一次辐射的至少一部分被耦合输入到所述发光转换模块中。优选地，由该一次辐射源发出的一次辐射的大部分、尤其是实际上全部被耦合输入到该发光转换模块中。

该发光转换模块包含发光转换元件，所述发光转换元件借助于至少一种发光材料、例如借助于无机发光材料将一次辐射波长转换成电磁二次辐射。该发光转换元件尤其是吸收一次辐射并且由此例如借助于荧光或磷光被激发用以发出二次辐射。

一次辐射例如含有第一波长范围的电磁辐射，并且二次辐射例如含有与第一波长范围不同的第二波长范围的电磁辐射。换言之，第一和第二波长范围不重叠或者仅仅部分重叠。

该发光转换模块与一次辐射源间隔开，并且被布置在冷却体上。适宜地，该发光转换元件以导热的方式与该冷却体相连接。在扩展方案中，该冷却体是发光转换模块的载体。

有利地，该冷却体构成在将一次辐射转换成二次辐射时产生的损耗热的热沉该冷却体例如是发光转换模块固定在的或构造在的金属冷却体。例如，该冷却体具有金属板。

有利地，由于将发光转换模块以同一次辐射源相距地布置在该冷却体处，因此包含在发光转换元件中的发光材料在用一次辐射照射时的温度上升特别低。通常，发光材料温度的升高导致发光材料将一次辐射波长转换成二次辐射的效率降低。因此，半导体光源有利地具有特别高的效率。

在一个改进方案中，给冷却体、尤其是在背离该发光转换模块的侧配备有凸起。在另一改进方案中，冷却体具有有源的冷却装置。例如，该冷却体是微通道冷却器，和/或该冷却体具有珀尔贴元件(Peltier-Element)。通过这种方式，有利地进一步改善发光转换元件的散热。

在半导体光源的一个扩展方案中，一次辐射源配备有单独的冷却体。通过这种方式，该发光转换模块的冷却不依赖于一次辐射源的冷却。

在另一扩展方案中，一次辐射源和发光转换模块被布置在相同的冷却体处、即尤其是以机械方式固定在该冷却体上并且以导热的方式与该冷却体相连接。借助于该一次辐射源和该发光转换模块的共同的冷却体有利地获得半导体光源的特别紧凑的构造。

在优选的扩展方案中，发光转换模块具有反射面，所述反射面例如将穿过发光转换元件的未被该发光转换元件吸收的一次辐射反射回到该发光转换元件中。因此，一次辐射的特别大的分量在该发光转换模块中被波长转换成二次辐射。

可替代或附加地，所述反射面可以被设置用于将二次辐射向发光转换模块的光耦合输出面的方向反射。通过这种方式，有利地获得特别高的光密度。通过这种方式，发光转换模块具有特别高的效率。