DE10164033A1

DE10164033A1 - Optoelektronisches Bauelement

Info

Publication number: DE10164033A1
Application number: DE10164033A
Authority: DE
Inventors: Simon Bluemel
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2021-12-29
Also published as: DE10164033B4

Abstract

Optoelektronisches Bauelement (10), mit einem Grundkörper bzw. Gehäuse (12), mehreren in oder an dem Gehäuse angeordneten Lichtquellen (LQ1, LQ2, LQ3) wie beispielsweise Leuchtdioden und einem in dem Gehäuse vorgesehenen Strahlungsaustrittsfenster (16). Bei dem erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelement ist in dem Gehäuse (12) weiter ein diffus streuendes Element (14) vorgesehen, auf das die von den Lichtquellen (LQ) ausgesendete Strahlung gerichtet ist und von dem diese Strahlung in Richtung auf das Strahlungsaustrittsfenster (16) aus dem Gehäuse heraus reflektiert wird. Hierdurch entsteht für den Betrachter des Bauelements trotz mehrerer Lichtquellen eine einheitliche "virtuelle" Lichtquelle am Ort des diffus streuenden Elements (14).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Derartige optoelektronische Bauelemente werden beispielsweise zur Darstellung von einzelnen Bildpunkten bzw. Pixeln auf Anzeigevorrichtungen verwendet. Durch die Verwendung mehrerer Lichtquellen in einem Bauelement erhöht sich einerseits die Strahlungsleistung eines einzelnen Bildpunktes, und durch die Verwendung mehrerer Lichtquellen in unterschiedlichen Farben lassen sich andererseits Bildpunkte mit steuerbaren Mischfarben erzeugen.
Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Bauelements ist beispielsweise in der EP-A-0 461 579 beschrieben. Diese Druckschrift offenbart eine Anzeigetafel mit mehreren, matrixartig angeordneten optoelektronischen Bauelementen zur Darstellung einzelner Bildpunkte, die jeweils mehrere rote und grüne Leuchtdioden in einem Gehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung enthalten. Hierbei sind die einzelnen Leuchtdioden eines solchen Bauelements zur Erzielung einer effektiveren Strahlungsausnutzung derart angeordnet und ausgewählt, dass sie zueinander unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken aufweisen.
Weiterhin offenbart die DE 196 08 898 A1 eine Leuchtdiodenvorrichtung, in deren Gehäuse auf einem Substrat Leuchtdioden in allen drei optischen Primärfarben (rot, grün, blau) angeordnet sind. Zum Steuern der veränderlichen Farbe dieser Leuchtdiodenvorrichtung ist eine Stromsteuerschaltung vorgesehen, die einen durch jede Leuchtdiode auf dem Substrat fließenden elektrischen Strom entsprechend der gewünschten Mischfarbe steuert.
Ferner zeigt die DE 39 17 077 C2 eine Anzeigetafel mit einer Vielzahl von matrixartig angeordneten Bildpunkten. Diese Bildpunkte werden jeweils durch mehrere Leuchtdioden mit wenigstens zwei unterschiedlichen Farben gebildet. Um eine hohe Vielfalt an Helligkeits- und Farbeindrücken ohne Störeffekte zu ermöglichen, ist in jedem Bildpunkt die Anzahl schwächer strahlender Leuchtdioden höher gewählt als die Anzahl stärker strahlender Leuchtdioden.
Schließlich sei noch auf die EP-A-0 860 805 verwiesen. Diese Druckschrift zeigt einen optischen Signalgeber mit einer Lichtquelle, die aus mehreren Leuchtdioden gebildet wird und deren Licht über einen gemeinsamen Kondensor möglichst gleichförmig gebündelt und mittels einer Streulinse in den gewünschten Abstrahlungsbereich gestrahlt wird.
Bei den bisher bekannten optoelektronischen Bauelementen und Anzeigevorrichtungen mit jeweils mehreren zu einem Bildpunkt kombinierten Lichtquellen besteht insbesondere bei verschiedenfarbigen Leuchtdioden je nach eingesetzter nachgeschalteter optischer Abbildung die Gefahr einer zumindest teilweisen Farbentmischung. Aber auch bei mehreren Leuchtdioden, die Strahlung der gleichen Wellenlänge emittieren, besteht die Möglichkeit, dass die einzelnen Leuchtdioden innerhalb des gemeinsamen Bauelements als mehrere Einzellichtquellen erkannt werden können. Die bisherigen Lösungsansätze versuchen, diese Nachteile durch geeignete optische Elemente zu vermeiden, welche den optoelektronischen Bauelementen nachgeschaltet sind.
Es besteht deshalb Bedarf an einem optoelektronischen Bauelement mit mehreren Lichtquellen, das die oben genannten Nachteile vermeidet und insbesondere auf einfache Weise eine unabhängig von nachgeschalteten optischen Elementen einheitlich erscheinende Lichtquelle zur Verfügung stellt.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 14, und vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten sind in den Ansprüchen 15 und 16 angegeben.
Das optoelektronische Bauelement gemäß der Erfindung weist einen Grundkörper bzw. ein Gehäuse, mehrere in oder an dem Gehäuse angeordnete Lichtquellen und ein in dem Gehäuse vorgesehenes Strahlungsaustrittsfenster auf. Weiter ist in dem Gehäuse ein diffus streuendes Element vorgesehen, auf das eine von den Lichtquellen emittierte Strahlung gerichtet ist und von dem diese Strahlung in Richtung auf das Strahlungsaustrittsfenster aus dem Gehäuse heraus reflektiert wird.
Durch diese Konstruktion wird erreicht, dass die von den einzelnen Lichtquellen emittierte Strahlung nicht direkt durch das Strahlungsaustrittsfenster aus dem Gehäuse herausgeführt wird, sondern zunächst in dem diffus streuenden Element gemischt bzw. vereinigt wird, und dass dieses eine einzige bzw. gemeinsame "virtuelle" Lichtquelle bildende diffus streuende Element die gemischte Strahlung durch das Strahlungsaustrittsfenster emittiert. Somit wird unabhängig von einer nachgeschalteten Optik eine Entmischung der Einzelstrahlungen vermieden, so dass der Betrachter in der durch das Strahlungsaustrittsfenster des Gehäuses emittierten Strahlung keine einzelnen Lichtquellen erkennen kann, und im Fall der Verwendung von Lichtquellen mit unterschiedlichen Wellenlängen keine Farbentmischung der durch das Strahlungsaustrittsfenster hindurch emittierten Strahlung erfolgt.
Als Lichtquellen werden vorzugsweise Leuchtdioden verwendet, die als herkömmliche Leuchtdiodenbauelemente, bevorzugt als oberflächenmontierbare Bauformen (SMT-Bauformen) ausgebildet sein können. Alternativ können die Lichtquellen auch an dem Gehäuse vorgesehene Strahlungseinkopplungselemente sein, durch welche Strahlung an verschiedenen Stellen von außen zum Beispiel über Lichtleiter in das Gehäuse einkoppelbar und auf das streuende Element richtbar ist.
Vorteilhafterweise ist zwischen den Lichtquellen und dem diffus streuenden Element jeweils eine Fokussiervorrichtung vorgesehen, um die von den Lichtquellen emittierte Strahlung auf das diffus streuende Element zu fokussieren. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass ein größerer Lichtstrom auf das diffus streuende Element trifft, was zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades des optoelektronischen Bauelements führt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist im Strahlengang zwischen den Lichtquellen und dem diffus streuenden Element jeweils ein Reflektor vorgesehen, um die von den Lichtquellen emittierte Strahlung in Richtung auf das diffus streuende Element zu reflektieren, so dass eine kompaktere Bauweise des optoelektronischen Bauelements möglich ist, in der vorzugsweise das streuende Element und die Lichtquellen auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind. Diese Anordnung mit Reflektoren kann zusätzlich mit den oben beschriebenen Fokussiervorrichtungen kombiniert werden. Ebenso können zusätzlich oder alternativ die Reflektoren selbst fokussierend ausgebildet sein, z. B. mittels einer konkaven Form.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das optoelektronische Bauelement auf der vom Strahlungsaustrittsfenster abgewandten Seite des diffus streuenden Elements einen Reflektor auf. Durch diesen Reflektor kann auch eine Strahlung, die von dem diffus streuenden Element nicht in Richtung auf das Strahlungsaustrittsfenster des Gehäuses reflektiert sondern durchgelassen wird, zu dem Strahlungsaustrittsfenster zurückreflektiert und damit der Wirkungsgrad des optoelektronischen Bauelements verbessert werden.
Vorzugsweise weist das optoelektronische Bauelement eine Blendenanordnung auf, welche bevorzugt einstückig ausgebildet ist und die die Lichtquellen nach außen abschattet, aber das diffus streuende Element frei läßt, so dass gewährleistet ist, dass ein Betrachter des Bauelements ausschließlich die durch das diffus streuende Element gebildete "virtuelle" Lichtquelle wahrnimmt.
Je nach gewünschter Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements kann in dem Strahlungsaustrittsfenster des Gehäuses außerdem eine geeignete Optik vorgesehen sein.
Das streuende Element kann weiterhin ein lumineszierendes Material, beispielsweise Leuchtstoffpulver, aufweisen, das eine von mindestens einer der Lichtquellen stammende Strahlung absorbiert und Strahlung anderer, insbesondere größerer Wellenlänge re-emittiert. Dadurch kann beispielsweise der Farbeindruck des vom Bauelement abgestrahlten Lichtes verändert werden.
Eine bevorzugte Anwendungsmöglichkeit des optoelektronischen Bauelements gemäß der Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung mit einer Vielzahl solcher optoelektronischer Bauelemente zur Darstellung einzelner Bildpunkte, die bevorzugt matrixartig angeordnet sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Darin zeigen:
Fig. 1A und 1B zwei schematische Perspektivansichten zur Erläuterung des grundlegenden Aufbaus eines optoelektronischen Bauelements gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelements;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelements; und
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelements.
In den Fig. 1 bis 4 sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile der verschiedenen Ausführungsbeispiele mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Anhand der Fig. 1A und 1B soll zunächst der prinzipielle Aufbau des optoelektronischen Bauelements gemäß der Erfindung erläutert werden. Das optoelektronische Bauelement 10 besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 12, mehreren Lichtquellen LQ1, LQ2 und LQ3, einem diffus streuenden Element 14 und einem Strahlungsaustrittsfenster 16 bzw. einer in dem Strahlungsaustrittsfenster angeordneten Optik 18.
Wie in Fig. 1B dargestellt, in der zur besseren Veranschaulichung die Optik 18 weggelassen wurde, sind die Lichtquellen LQ1, LQ2, LQ3 derart angeordnet, dass die von ihnen emittierte Strahlung in Richtung auf das diffus streuende Element 14 gerichtet ist. In der Darstellung von Fig. 1A sind drei Lichtquellen LQ vorgesehen, die vorliegende Erfindung ist aber selbstverständlich nicht nur auf Bauelemente mit drei Lichtquellen beschränkt; vielmehr können ebenso nur zwei oder mehr als drei Lichtquellen LQ in dem optoelektronischen Bauelement 10 vorgesehen sein.
Des weiteren können alle eingesetzten Lichtquellen LQ Strahlung derselben Wellenlänge emittieren, oder es können Lichtquellen verwendet werden, die Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen emittieren, um beispielsweise bei Wellenlängen im sichtbaren Bereich Mischfarben aus zwei oder allen drei optischen Primärfarben zu erzeugen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Aufbaus treten insbesondere bei der Verwendung von Lichtquellen LQ mit wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängen zu Tage, wie aus der nachfolgenden Beschreibung noch deutlicher hervorgehen wird.
Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf spezielle Wellenlängenbereiche beschränkt. Neben der Emission von Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich sind insbesondere auch Lichtquellen LQ im Infrarotbereich anwendbar.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auf keine spezielle Art von Lichtquellen LQ eingeschränkt. Wie aus den in den Fig. 2 bis 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen ersichtlich, werden aber als Lichtquellen vorzugsweise Leuchtdioden (LEDs) verwendet. Diese können entweder als herkömmliche sogenannte Radial-LEDs aufgebaut oder aber bevorzugt als oberflächenmontierbare Bauformen ausgebildet sein. Die Grundform von besonders geeigneten oberflächenmontierbaren LEDs ist beispielsweise in dem Artikel "SIEMENS SMT- TOPLED für die Oberflächenmontage" von F. Möllmer und G. Waitl, Siemens Components 29 (1991), Heft 4, Seiten 147-149, ausführlich beschrieben. Als Lichtquellen LQ können aber ebenso Strahlungseinkopplungselemente benutzt werden, durch welche Strahlung von außen in den Grundkörper bzw. das Gehäuse einkoppelbar ist, wie dies in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 der Fall ist.
Eine von den Lichtquellen LQ emittierte und auf das diffus streuende Element 14 treffende Strahlung wird von dem diffus streuenden Element 14 in Richtung auf das Strahlungsaustrittsfenster 16 bzw. die in dem Strahlungsaustrittsfenster 16 vorgesehene Optik 18 reflektiert, wie dies in Fig. 1A veranschaulicht ist. Zur vereinfachten Darstellung sind in Fig. 1A die Lichtquellen LQ weggelassen. Durch die Optik 18 kann das von dem optoelektronischen Bauelement 10 ausgesendete Licht je nach den gewünschten Anforderungen gebündelt, fokussiert, gefiltert oder sonstwie optisch abgebildet werden.
Durch den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Aufbau des optoelektronischen Bauelements 10 wird vermieden, dass die von den notwendigerweise an unterschiedlichen Positionen in dem Bauelement angeordneten einzelnen Lichtquellen LQ des Bauelements 10 emittierte Strahlung von der nachgeordneten Optik 18 entmischt und für den Betrachter des Bauelements eine Separation erkennbar wird. Dies wird erreicht, indem durch das diffus streuende Element 14 sozusagen eine gemeinsame "virtuelle" Lichtquelle gebildet wird, von welcher eine von den einzelnen Lichtquellen LQ gemischte bzw. vereinigte Strahlung gemeinsam ausgesendet wird. Da die Optik 18 folglich nur auf Strahlung nur einer einzigen Lichtquelle 14 wirkt, entsteht keine Entmischung von Einzelstrahlungen. Um gleichzeitig zu verhindern, dass die einzelnen Lichtquellen LQ dennoch für den Betrachter sichtbar sind, werden beispielsweise geeignete Blendenvorrichtung oder eine geeignete Konstruktion des Gehäuses 12 mit integrierten Blendenvorrichtungen vorgesehen.
Anhand der Fig. 2 bis 4 werden nun drei bevorzugte Ausführungsbeispiele eines optoelektronischen Bauelements gemäß der Erfindung beschrieben.

Erste Ausführungsform

In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist das optoelektronische Bauelement 10 ein im wesentlichen quader- oder zylinderförmiges Gehäuse 12 auf, in dessen Oberseite mittig ein Strahlungsaustrittsfenster 16 vorgesehen ist. In diesem Strahlungsaustrittsfenster 16 ist eine Optik 18 für je nach Anwendungszweck des Bauelements gewünschte optische Abbildungen der emittierten Strahlung, hier beispielsweise eine Sammellinse eingebaut.
Gegenüber dem Fenster 16 ist im Gehäuse 12 ein diffus streuendes Element 14 angeordnet, so dass das diffus streuende Element 14 dem Strahlungsaustrittsfenster 16 bzw. der Optik 18 gegenüberliegt. Das diffus streuende Element 14 ist beispielsweise eine Diffusorplatte, die zum Beispiel aus einem mit Diffusorpartikel gefüllten Kunststoff besteht.
An der vom Fenster 16 abgewandten Seite des diffus streuenden Elements 14, d. h. zwischen dem diffus streuenden Element 14 und der Gehäuserückseite ist ein Reflektor 20 vorgesehen. Dieser Reflektor 20 und das diffus streuende Element 14 können zum Beispiel in einer transparenten Vergussmasse 22 am Boden des Gehäuses 12 eingebettet sein. Mittels des Reflektors 20 kann eine Strahlung, die von dem diffus streuenden Element 14 durchgelassen wird, in die Optik 18 zurückreflektiert werden, so dass letztlich der Wirkungsgrad des optoelektronischen Bauelements 10 erhöht wird.
Das diffus streuende Element kann aber ebenso bereits selbst eine reflektierende Platte aufweisen, auf der sich Diffusorpartikel oder Diffusorstrukturen befinden.
Das diffus streuende Element 14 kann hier und auch in allen nachfolgenden Ausführungsformen optional einen lumineszierenden Stoff enthalten, der eine von mindestens einer der Lichtquellen LQx stammende Strahlung absorbiert und Strahlung anderer, insbesondere größerer Wellenlänge re-emittiert. Dadurch kann beispielsweise der Farbeindruck des vom Bauelement abgestrahlten Lichtes verändert werden.
Ein geeingeter lumineszierenden Stoff ist beispielsweise ein auf YAG:Ce basierendes Leuchtstoffpulver, das beispielsweise in einer Diffusörplatte oder in einem Epoxidharzmaterial eingebettet oder auf einer reflektierenden Platte aufgebracht ist. Ein solches auf YAG:Ce basierendes Material wie beispielsweise ein Material der Zusammensetzung (Y_xGd_yTb_zCe_1-x-y- _z)₃(Al_uGa_1-u)₅O₁₂ mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z ≤ 0,2, x + y + z ≤ 1 und 0 ≤ u ≤ 1 eignet sich zur Anregung mit blauem Licht einer AlInGaN-basierten Leuchtdiode.
Indem Gehäuse 12 des optoelektronischen Bauelements 10 sind mehrere, beispielsweise drei Lichtquellen LQ1 bis LQ3 angeordnet, von denen in Fig. 2 nur zwei dargestellt sind und die beispielsweise als herkömmliche LEDs ausgebildet sein können. Die Lichtquellen LQ sind derart in dem Gehäuse 12 angeordnet, dass die von ihnen emittierte Strahlung zumindest hauptsächlich in Richtung auf das diffus streuende Element 14 abgestrahlt wird. Dieser Effekt kann noch durch Reflektoren (nicht dargestellt) verstärkt werden, die auf der dem diffus streuenden Element 14 abgewandten Seite der Lichtquellen LQ vorgesehen sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind im Strahlengang zwischen den Lichtquellen LQ und dem diffus streuenden Element 14 außerdem Fokussiervorrichtungen 24 zum Beispiel in Form von geeigneten optischen Linsen vorgesehen. Aufgrund derartiger Fokussiervorrichtungen 24 kann ein größerer Anteil der von den Lichtquellen LQ emittierten Strahlung auf das diffus streuende Element 14 fokussiert und von diesem in Richtung auf die Optik 18 reflektiert werden, so dass ein höherer Wirkungsgrad des optoelektronischen Bauelements 10 erzielt wird.
Um zu verhindern, dass die einzelnen Lichtquellen LQ vom Betrachter des Bauelements 10 gesehen werden können oder zumindest ein Teil der von den Lichtquellen LQ emittierten Strahlung direkt von dem Bauelement abgestrahlt wird, sind die Lichtquellen LQ durch eine geeignete Blendenanordnung 26 abgeschattet. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist diese Blendenanordnung 26 einstückig mit dem Gehäuse 12, d. h. als Teil des Gehäuses 12 ausgebildet.

Zweite Ausführungsform

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 10 wird der Boden des im wesentlichen quader- oder zylinderförmigen Gehäuses 12 durch eine Leiterplatte 30 gebildet. Auf dieser Leiterplatte 30sind die mehreren Lichtquellen LQ in Form von oberflächenmontierbaren LEDs montiert und elektrisch angeschlossen. Diese LEDs sind optional zusammen mit dem diffus streuenden Element 14, das mittig in Bodennähe des Gehäuses 12 angeordnet ist, und dem hinter dem diffus streuenden Element 14 vorgesehenen Reflektor 20 wiederum in einer transparenten Vergussmasse 22 eingebettet.
Die transparente Vergußmasse 22 kann aber auch weggelassen sein. Das diffus streuende Element 14 und ggf. der Reflektor 20 sind dann beispielsweise durch eine transparente Platte oder unmittelbar miteinander verbunden.
Eine von den Lichtquellen LQx emittierte Strahlung wird von den Lichtquellen LQx mit ihrer Strahlachse etwa senkrecht zu der Leiterplatte 30 und der Hauptausbreitungsrichtung des diffus streuenden Elements 14 nach vorne abgestrahlt und trifft auf Reflektoren 28, von denen jeweils einer für jede Lichtquelle LQx vorhanden ist und von denen die Strahlung in Richtung auf das diffus streuende Element 14 zurückreflektiert wird. Anschließend wird diese reflektierte Strahlung wie im ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 2 von dem als "virtuelle" Lichtquelle dienenden diffus streuenden Element 14 gemeinsam in Richtung auf das Strahlungsaustrittsfenster 16 in dem Gehäuse 12 reflektiert und ggf. durch eine geeignete Optik 18 je nach Bedarf entsprechend optisch abgebildet.
Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 erfolgt bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eine indirekte Bestrahlung des diffus streuenden Elements 14. Auch hier werden die Lichtquellen LQ selbst durch als Blendenvorrichtungen 26 dienende Teile des Gehäuses 12 abgeschattet, so dass nur das diffus streuende Element 14 für den Betrachter als einzige Lichtquelle des Bauelements 10 zu erkennen ist.
Zusätzlich können aber auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel Fokussiervorrichtungen 24 verwendet werden, welche die von den Reflektoren 28 reflektierte Strahlung auf das diffus streuende Element 14 fokussieren, um den Wirkungsgrad des optoelektronischen Bauelements 10 zu erhöhen. Alternativ können zu diesem Zweck die Reflektoren 28 bereits ensprechend ausgebildet sein, beispielsweise eine parabolartige Form aufweisen.

Dritte Ausführungsform

Die dritte Auführungsform (Fig. 4) folgt dem gleichen Aufbauprinzip wie zweite Auführungsform. Es ist jedoch kein separates Gehäuse 12 vorgesehen, sondern über dem Träger 30 mit den Lichtquellen LQx und ggf. dem Reflektor 20 befindet sich ein strahlungsdurchlässiges Spritzgußteil 100, an dessen zum Träger hin gewandten Rückseite das diffus streuende Element 14 angeordnet ist, an dessen von den Lichtquellen LQx abgewandten und diesen gegenüberliegenden Seitenflächen Reflektoren 28 angeordnet sind, die eine von den Lichtquellen LQx ausgesandte Strahlung zum diffus streuenden Element hin reflektieren und die vorzugsweise gleichzeitig als Blenden 26 für die Lichtquellen LQx dienen. Mittig über dem diffus streuenden Element befindet sich eine optische Einrichtung 18, die ebenfalls einstückig mit dem Spritzgußteil ausgebildet ist.

Vierte Ausführungsform

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von Fig. 5 näher beschrieben.
Das in Fig. 5 dargestellte optoelektronische Bauelement 10 weist ebenfalls ein Gehäuse 12 auf, an dessen Oberseite mittig das Strahlungsaustrittsfenster 16 vorgesehen ist, in der eine geeignete Optik 18 eingesetzt ist. Auf der dem Strahlungsaustrittsfenster 16 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 12 ist in dem Gehäuse das diffus streuende Element 14 angeordnet.
Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen werden bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform die Lichtquellen LQ an sich nicht durch Strahlungsquellen wie Leuchtdioden oder dergleichen gebildet. Statt dessen sind in den Seitenwänden des Gehäuses 12 mehrere Strahlungseinkopplungselemente 32 vorgesehen, durch welche Strahlung von außen zum Beispiel über Lichtleiter oder direkt angekoppelte Strahlungsquellen wie LED-Bauelemente in das Gehäuse 12 einkoppelbar ist.
Die Strahlungseinkopplungselemente 32 sind als geeignete optische Linsen ausgebildet, die vorzugsweise derart ausgebildet sind, dass sie eine möglichst homogene Leuchtdichteverteilung der eingekoppelten Strahlung sowie einen hohen Transmissionsgrad aufweisen.
Die diesen Strahlungseinkopplungselementen 32 gegenüberliegenden Seitenwände des Gehäuses 12 sind jeweils als Reflektoren 28 in Form von verspiegelten Parabelflächen ausgebildet. Diese Reflektoren 28 reflektieren und fokussieren die durch die jeweiligen Strahlungseinkopplungselemente 32 eingekoppelten parallelen Strahlenbündel auf das diffus streuende Element 14 in der Mitte des Gehäuses 12, an dem sie in Richtung auf das Strahlungsaustrittsfenster 16 des Gehäuses 12 reflektiert werden.
Die Strahlungseinkoppelelemente 32 können alternativ derart ausgebildet sein, dass die Strahlung von dort aus direkt auf das diffus streuende Element 14 trifft ohne vorher von einem Reflektor umgelenkt werden zu müssen.
Die oben beispielhaft erläuterten Ausführungsbeispiele des optoelektronischen Bauelements sind beispielsweise in Anzeigevorrichtung zur Darstellung von Informationen in Form von alphanumerischen und/oder Bildzeichen einsetzbar, bei denen eine Vielzahl solcher optoelektronischer Bauelemente zur Darstellung einzelner Bildpunkte verwendet wird. In den meisten Anzeigevorrichtungen sind diese Bildpunkte und damit die optoelektronischen Bauelemente matrixartig angeordnet. Da derartige Anzeigevorrichtungen aber bereist in einer Vielzahl verschiedener Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird an dieser Stelle auf eine nähere Beschreibung einer solchen verzichtet.

Claims

1. Optoelektronisches Bauelement (10), mit einem Grundkörper bzw. Gehäuse (12), einer Mehrzahl von in oder an dem Gehäuse angeordneten Lichtquellen (LQ1, LQ2, LQ3) und einem in dem Gehäuse vorgesehenen Strahlungsaustrittsfenster (16), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (12) ein diffus streuendes Element (14) vorgesehen ist, auf das im Betrieb des Bauelements eine von den Lichtquellen (LQ1-LQ3) emittierte Strahlung gerichtet ist und von dem diese Strahlung in Richtung auf das Strahlungsaustrittsfenster (16) hin reflektiert wird.

2. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Lichtquellen (LQ) zumindest zwei Lichtquellen umfasst, die Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängen emittieren.

3. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (LQ) Leuchtdioden sind.

4. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die (LQ) von in dem Gehäuse (12) vorgesehenen Strahlungseinkopplungselementen (32) gebildet sind, durch welche Strahlung von außen in das Gehäuse einkoppelbar und auf das streuende Element (14) richtbar ist.

5. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lichtquellen (LQ) und dem diffus streuenden Element (14) jeweils eine Fokussiervorrichtung (24) zum Fokussieren der von den Lichtquellen emittierten Strahlung auf das diffus streuende Element vorgesehen ist.

6. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen den Lichtquellen (LQ) und dem diffus streuenden Element (14) jeweils ein Reflektor (28) zum Reflektieren der von den Lichtquellen emittierten Strahlung in Richtung auf das diffus streuende Element vorgesehen ist.

7. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom Strahlungsaustrittsfenster (16) abgewandten Seite des diffus streuenden Elements (14) ein Reflektor (20) vorgesehen ist, der eine durch das diffus streuende Element (14) transmittierte Strahlung zum Strahlungsaustrittsfenster (16) hin zurückreflektiert.

8. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronische Bauelement (10) eine Blendenanordnung (26) aufweist, welche die Lichtquellen (LQ) für einen Betrachter des Bauelements abschatten und im wesentlichen nur das diffus streuende Element (14) frei lassen.

9. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung (26) einstückig ausgebildet ist und das Strahlungsaustrittsfenster (16) des Gehäuses definiert.

10. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strahlungsaustrittsfenster (16) des Gehäuses (12) eine optische Einrichtung (18) zur Strahlformung vorgesehen ist.

11. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das diffus streuende Element (14) ein lumineszierendes Material, insbesondere ein Leuchtstoffpulver, aufweist, das eine von mindestens einer der Lichtquellen (LQ1-LQ3) stammende Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs absorbiert und Strahlung eines vom ersten verschiedenen zweiten Wellenlängenbereichs, insbesondere mit größeren Wellenlängen, re-emittiert.

12. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszierende Material ein auf YAG:Ce basierendes Leuchtstoffpulver ist.

13. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das diffus streuende Element eine Diffusorplatte ist, die aus einem strahlungsdurchlässigen Kunststoff gefertigt ist, in der Diffusorpartikel und/oder ggf. Leuchtstoffpartikel verteilt sind sind.

14. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das diffus streuende Element eine Reflektorplatte ist, auf der Diffusorpartikel und/oder ggf. Leuchtstoffparikel verteilt sind.

15. Anzeigevorrichtung mit einer Vielzahl optoelektronischer Bauelemente (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

16. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronischen Bauelemente (10) matrixartig angeordnet sind.