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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der bildgebenden Einheiten, wie etwa der Farbbildschirme. Sie betrifft insbesondere den Aufbau der einzelnen Bildpunkte oder Pixel einer solchen bildgebenden Einheit.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine Leuchtzelle zum Einsatz als Bildpunkt in einer bildgebenden Einheit, wie z.B. einem Farbbildschirm, ist aus dem Dokument
US 2014/0036536 A1 bekannt. Diese ist in dessen
9 dargestellt. Diese bekannte Leuchtzelle ist eingerichtet, um die drei Primärfarben rot, grün und blau zu erzeugen und um mit den drei erzeugten Primärfarben unterschiedliche Farbtöne zu bilden und auszugeben. Die Leuchtzelle umfasst folgendes:
- - Eine lichtausgebende Vorderseite, eine der Vorderseite abgewandte Rückseite und ein zwischen der Vorder- und Rückseite angeordnetes Substrat;
- - Eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht, die vom Substrat getragen wird;
- - Drei räumlich getrennte Leuchtabschnitte, mit einem ersten blauen Leuchtabschnitt, einem zweiten roten Leuchtabschnitt, der das Licht der Lichtquelle in die Primärfarbe rot konvertiert und einem dritten grünen Leuchtabschnitt, der das Licht der Lichtquelle in die Primärfarbe grün konvertiert, wobei sich die drei Leuchtabschnitte zwischen der Lichtquelle und der Vorderseite befinden; und
- - Eine Primärfarbenauswähleinrichtung, welche zwischen der Vorderseite und der Lichtquelle angeordnet ist, wobei die Primärfarbenauswähleinrichtung eine sich wiederholende Bewegung mit einer bestimmten Frequenz ausführen kann, sodass bei dieser Bewegung abwechselnd einer der Leuchtabschnitte als potentieller Lichtabgabeabschnitt ausgewählt wird. Bei dieser Leuchtzelle werden eine weiße Hintergundbeleuchtung, drei separate Blenden sowie drei Quantenpunkte eingesetzt, um unterschiedliche Farbtöne zu erzeugen.
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Diese Leuchtzelle hat jedoch einen komplexen und daher kostspieligen sowie raumgreifenden Aufbau.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Leuchtzelle der eingangs definierten Art derart fortzubilden, dass ihr Aufbau vereinfacht und verkleinert wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Primärfarbenauswähleinrichtung als ein einzelnes mechanisches Bauteil ausgebildet ist, dass zur Auswahl aller drei Leuchtabschnitte dient.
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Durch das Vorsehen eines einzelnen mechanischen Bauteils zur Auswahl aller drei Leuchtabschnitte erhält man eine besonders kompakte Leuchtzelle, die auch einen einfachen Aufbau hat. Im Gegensatz dazu werden bei dem oben erwähnten Stand der Technik drei separate Blenden benötigt, die koordiniert werden müssen und Platz beanspruchen.
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Bevorzugt kann die Lichtquelle aus einer blauen LED zur Erzeugung der blauen Primärfarbe bestehen. Durch den Einsatz einer blauen LED hat man bereits eine Primärfarbe. Außerdem lässt sich das blaue Licht gut in die zwei anderen Primärfarben rot und grün umwandeln.
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In diesem Fall kann der blaue Leuchtabschnitt für das Licht der LED in der blauen Primärfarbe durchlässig sein, wobei der blaue Leuchtabschnitt dann vorzugsweise eine Aussparung ist. Der blaue Leuchtabschnitt lässt sich also besonders einfach verwirklichen.
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In einer Ausführungsform kann das einzelne mechanische Bauteil derart in Schwingung versetzt werden, dass es zwecks abwechselnder Auswahl der Leuchtabschnitte eine Bewegung im Wesentlichen senkrecht zur Hauptlichtausgaberichtung der Leuchtzelle vollführt. Dies trägt zur Kompaktheit der Leuchtzelle bei.
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Das einzelne mechanische Bauteil kann eine bewegliche Schicht sein, insbesondere eine Silikonlage. So lässt sich das Bauteil einfacher herstellen.
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In diesem Fall können die Leuchtabschnitte in der beweglichen Schicht ausgebildet sein.
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Das einzelne mechanische Bauteil kann auch alternativ eine Blende sein. Eine Blende lässt sich kontrolliert und sicher bewegen.
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Dabei können die Leuchtabschnitte in der Blende ausgebildet sein. Dies verringert die Bauhöhe der Leuchtzelle.
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Alternativ können die Leuchtabschnitte in Form einer gemeinsamen Schicht zwischen der Lichtquelle und der Blende angeordnet sein. Dies vereinfacht die Herstellung der Blende.
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Die Bewegung des mechanischen Bauteils kann eine translatorische Hin- und Her-Bewegung sein. Eine solche Bewegung lässt sich leicht herstellen, z.B. mittels piezoelektrischer Elemente.
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In einer Variante können die Leuchtabschnitte im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sein. Eine solche Form ist besonders praktisch in der Herstellung.
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Die Blende kann zwecks abwechselnder Auswahl der Leuchtabschnitte in eine Drehbewegung versetzt werden, vorzugsweise durch Oszillation entlang zweier zueinander senkrechter Richtungen. Eine sich drehende Blende beansprucht in ihrer Drehbewegung keinen zusätzlichen Raum.
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In diesem Fall können die Leuchtabschnitte im Wesentlichen die Form von Tortenstücken haben. Diese Form ist am besten für die Drehbewegung geeignet.
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Die vorliegende Erfindung umfasst ebenfalls eine Leuchtmatrix mit einer Mehrzahl von weiter oben definierten bevorzugten Leuchtzellen, die in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind, wobei die beweglichen Schichten der einzelnen Leuchtzellen zu einer beweglichen Gesamtschicht zusammengefasst sind.
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Die vorliegende Erfindung umfasst ebenso einen Farbbildschirm mit einer Vielzahl von oben definierten Leuchtzellen oder mindestens einer im vorigen Absatz definierten Leuchtmatrix.
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Figurenliste
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Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:
- 1a eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Leuchtzelle in Seitenansicht darstellt;
- 1b eine Draufsicht auf eine Blende der Leuchtzelle aus 1a ist;
- 1c zwei Kurven zeigt, welche die Funktionsweise der Leuchtzelle aus 1a veranschaulichen;
- 2 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Leuchtzelle darstellt;
- 3 eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen Leuchtzelle darstellt; und
- 4 eine vierte Variante einer erfindungsgemäßen Leuchtzelle zeigt.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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In der folgenden Beschreibung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Zeichnungen sind dabei nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, sondern sollen die jeweiligen Merkmale lediglich schematisch illustrieren.
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Dabei ist zu beachten, dass die nachstehend beschriebenen Merkmale und Komponenten jeweils miteinander kombiniert werden können, unabhängig davon, ob sie in Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben worden sind. Die Kombination von Merkmalen in den jeweiligen Ausführungsformen dient lediglich der Veranschaulichung des grundsätzlichen Aufbaus und der Funktionsweise der beanspruchten Vorrichtung.
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Bei den in den Figuren dargestellten vier verschiedenen Ausführungsformen handelt es sich jeweils um eine Leuchtzelle. Derartige Leuchtzellen sind dafür gedacht, die Funktion eines Bildpunkts in einer bildgebenden Einheit zu übernehmen. Bei der bildgebenden Einheit kann sich zum Beispiel um einen Farbbildschirm handeln. Farbbildschirme werden als Teile von Computersystemen, Fernsehern, Handys oder anderen elektronischen Geräten eingesetzt, um Bilder und Videos o. ä. darzustellen. Dabei werden eine große Vielzahl von Leuchtzellen in Reihen und Spalten angeordnet, um so eine Leuchtmatrix zu bilden.
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Die in den Figuren dargestellten erfindungsgemäßen Leuchtzellen sind farbige Leuchtzellen. D. h., dass sie dazu eingerichtet sind, um die drei Primärfarben rot, grün und blau zu erzeugen und um mit den drei erzeugten Primärfarben unterschiedliche Farbtöne zu bilden und auszugeben.
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Mit Bezug auf 1a sieht man eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform 100 einer erfindungsgemäßen Leuchtzelle.
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Diese Leuchtzelle 100 besitzt eine Licht ausgebende Vorderseite 102 und eine von der Vorderseite abgewandte Rückseite 104. Die Leuchtzelle 100 besitzt eine Hauptlichtausgaberichtung R. Das von der Leuchtzelle 100 erzeugte Licht wird hauptsächlich in die Richtung R ausgesandt.
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Die Leuchtzelle 100 umfasst die folgenden Bauteile: ein Substrat 106, eine Lichtquelle 108, die vom Substrat 106 getragen wird, eine Primärfarbenauswähleinrichtung 110, sowie einen die Primärfarbenauswähleinrichtung 110 tragenden Träger 112.
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Das Substrat 106 trägt sämtliche anderen Bauteile 108, 110 und 112. Man kann das Substrat 106 also auch als Basis bezeichnen. Eine Seite des Substrat 106 bildet die Rückseite 104 der Leuchtzelle 100. Das Substrat 106 besteht vorzugsweise aus einem Material, aus dem typischerweise auch Leiterplatten (PCBs) hergestellt sind. Um eine ebene/plane Oberfläche für die Anbringung des Trägers 112 auf dem Substrat 106 bereitzustellen, kann auf der Vorderseite des Substrats 106 und über der Lichtquelle 108 eine Planarisierungsschicht (nicht dargestellt) z.B. aus Epoxidharz oder Silikon vorhanden sein.
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In dem Substrat 106 ist die Lichtquelle 108 aufgenommen. Genauer gesagt sitzt die Lichtquelle 108 in einer Vertiefung 114 des Substrats 106. Die Lichtquelle 108 besitzt ein Gehäuse 116. Wie in der 1a dargestellt, kann das Gehäuse 116 bündig mit dem Substrat 106 abschließen. Mit anderen Worten ist das Gehäuse 116 der Lichtquelle 108 weder in das Innere des Substrats 106 zurückgesetzt, noch ragt es über das Substrat 106 hinaus.
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Die Lichtquelle 108 umfasst vorzugsweise eine Leuchtdiode oder auch LED. Die Lichtquelle 108 präsentiert sich dann vorzugsweise als LED Chip. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der LED Chip 108 eine blaue LED zur Erzeugung der blauen Primärfarbe.
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Auf dem Substrat 106 und über dem blauen LED Chip 108 befindet sich der Träger 112. Der Träger 112 ist in Form einer Schicht ausgebildet. Über dem LED Chip 108 hat die Trägerschicht 112 einen Lichtauslass 118. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Loch 118, das ungefähr mittig in der Trägerschicht 112 ausgebildet ist. Über das Loch 118 kann das vom LED Chip 108 erzeugte Blaulicht die Trägerschicht 112 durchqueren.
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Die Primärfarbenauswähleinrichtung 110 ist hier als Blende ausgebildet. Eine Draufsicht der Blende 110 ist der 1b zu entnehmen. Die Blende 110 wird von der Trägerschicht 112 getragen.
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Man erkennt, dass die Primärfarbenauswähleinrichtung 110 oder auch Blende 110 ein einzelnes mechanisches Bauteil ist. Mit anderen Worten bildet die Primärfarbenauswähleinrichtung 110 eine in sich abgeschlossene Einheit. Es handelt sich also nicht um eine Baugruppe, die mehrere diskrete Elemente umfasst. Vielmehr hat dieses einzelne mechanische Bauteile 110 ein in sich abgeschlossenen Grundkörper 111. Dieser Grundkörper 111 hat eine festgelegte Ausdehnung und festgelegte Abmessungen. Die Abmessungen und die Ausdehnung des Grundkörpers 111 bestimmen die Abmessungen und die Ausdehnung der Primärfarbenauswähleinrichtung 110. Die Primärfarbenauswähleinrichtung 110 besitzt also einen einzigen stofflich zusammenhängenden Grundkörper 111.
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Die Blende 110 hat in Draufsicht im Wesentlichen eine rechteckige Form. Die Blende 110 ist mit drei Schlitzen 120, 122 und 124 versehen. Jeder dieser Schlitze 120,122 und 124 hat eine im wesentlichen rechteckige Form. Die Schlitze 120,122 und 124 haben bevorzugt die gleiche Ausrichtung. Im vorliegenden Beispiel sind sie in der Blende 110 in einer Reihe hintereinander angeordnet. In den Schlitzen 120, 122 und 124 sind drei räumlich getrennte Leuchtabschnitte 126, 128 und 130 vorhanden. Dabei gibt es einen ersten blauen Leuchtabschnitt 126, einen zweiten roten Leuchtabschnitt 128 und einen dritten grünen Leuchtabschnitt 130. Der rote Leuchtabschnitt 128 ist dazu vorgesehen, dass von dem blauen LED Chip 108 ausgesandte Blaulicht in die Primärfarbe Rot zu konvertieren. Der grüne Leuchtabschnitt 130 ist dazu eingerichtet, das Licht des blauen LED Chips 108 in die Primärfarbe Grün umzuwandeln.
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Durch ihre Anordnung innerhalb der Blende 110 befinden sich die drei Leuchtabschnitte 126, 128 und 130 zwischen dem blauen LED Chip 108 und der Vorderseite 102 der Leuchtzelle 100. Im vorliegenden Beispiel haben die Leuchtabschnitte 126, 128 und 130 im Wesentlichen eine Quaderform.
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Der rote Leuchtabschnitt 128 liegt im vorliegenden Fall im Zentrum der Blende 110. Er wird auf der einen Seite vom blauen Leuchtabschnitt 126 und auf der anderen Seite vom grünen Leuchtabschnitt 130 flankiert. Die drei Leuchtabschnitte 126, 128, 130 könnten natürlich auch in einer anderen Reihenfolge in der Blende 110 verwirklicht sein. Es gibt in dieser Ausführungsform in jedem Fall einen zentralen Leuchtabschnitt und zwei seitliche Leuchtabschnitte.
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Die Leuchtabschnitte 128 und 130 sind beide als Lichtkonversionsschichten ausgestaltet. Der blaue Leuchtabschnitt 126 hingegen ist einfach nur für das Licht des LED Chips 108 in der blauen Primärfarbe durchlässig. Im blauen Leuchtabschnitt 126 findet also keine Lichtkonversion statt. Vorzugsweise ist der blaue Leuchtabschnitt 126 ein Loch oder eine Aussparung, das/die in der Blende 110 ausgebildet ist.
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Bei dem roten Leuchtabschnitt 128 und dem grünen Leuchtabschnitt 130 kann es sich um Silikonschichten handeln, in denen Lichtkonversionsmittel wie etwa Leuchtstoffe oder sogenannte Quantenpunkte verteilt sind. Beim roten Leuchtabschnitt 128 sind Lichtkonversionsmittel eingebettet, die dazu geeignet sind, das vom blauen LED Chip 108 ausgesandte Blaulicht in rotes Licht zu konvertieren. Die Lichtkonversionsmittel absorbieren das Blaulicht, werden durch dieses angeregt und fallen dann durch Aussendung von rotes Licht in ihren vorherigen Zustand zurück. In der 1a ist die Konversion des blauen Lichts durch ein Kreuz in der roten Lichtkonversionsschicht 128 angedeutet.
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Analoges gilt für den grünen Leuchtabschnitt 130. Hier sind die Leuchtstoffe oder Quantenpunkte derart ausgewählt, dass sie das Blaulicht in grünes Licht umwandeln.
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Die Blende 110 ist derart auf der Trägerschicht 112 gelagert, dass sie im Verhältnis zu der Trägerschicht 112 eine sich wiederholende translatorische Hin- und Her-Bewegung mit einer bestimmten Frequenz ausführen kann. Dies ist durch den Doppelpfeil B in den 1a und 1b angedeutet. Die Bewegung B ist hier im Wesentlichen senkrecht zur Hauptlichtausgaberichtung R der Leuchtzelle 100.
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Die Blende 110 und die Trägerschicht 112 sind im Verhältnis zueinander derart abgemessen, dass sich beim Ausführen der Bewegung B durch die Blende 110 nie mehr als einer der drei Leuchtabschnitte 126, 128 und 130 vollständig über dem Lichtauslass 118 in der Trägerschicht 112 befindet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Größe des Lichtauslasses 118 in der Trägerschicht 112 zwischen dem einfachen und dem doppelten der Größe der Leuchtabschnitte 126, 128 und 130 liegt. Die Leuchtabschnitte 126, 128 und 130 haben bevorzugt die gleiche Größe. Dabei überdeckt die Blende 110 stets den Lichtauslass 118. Die Blende 110 ist vorzugsweise als Plättchen ausgebildet.
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Es wird nun die Funktionsweise der Leuchtzelle 100 gemäß 1 beschrieben. Hierbei wird auch auf die in der 1c gezeigten Kurven verwiesen.
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Durch eine angepasste Steuerung der Oszillationsbewegung B der Blende 110 und eine passende Bestromung des LED Chips 108 können mit der Leuchtzelle 100 die Primärfarben blau, rot und grün unterschiedlich gemischt und so beliebige Farbtöne erzeugt werden. Dabei oszilliert die Blende 110 um eine in der 1a dargestellte zentrale Position. In der zentralen Position liegt der rote Leuchtabschnitt 128 über dem Lichtauslass 118 der Trägerschicht 112.
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Während der Oszillation erfährt die Blende 110 eine maximale Auslenkung in eine Richtung, in welcher der blaue Leuchtabschnitt 126 vollständig über dem Lichtauslass 118 der Trägerschicht 112 liegt, sowie eine maximale Auslenkung in die entgegengesetzte Richtung, in welcher der grüne Leuchtabschnitt 130 vollständig über dem Lichtauslass 118 der Trägerschicht 112 liegt.
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Mit Verweis auf die 1c wird ein Beispiel einer möglichen Steuerung der Oszillation der Blende 110 und einer zugehörigen Steuerung der Bestromung des blauen LED Chips 108 erläutert.
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Wie man es der mit dem Großbuchstaben A gekennzeichneten Kurve entnehmen kann, führt die Blende 110 eine Oszillation mit einer Periode T (d. h. mit einer Frequenz F = 1/T) durch. Während einer Periode T befinden sich nacheinander der blaue Leuchtabschnitt 126, der rote Leuchtabschnitt 128, der grüne Leuchtabschnitt 130 und wieder der rote Leuchtabschnitt 128 über dem Lichtauslass 118 der Trägerschicht 112. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder. Die Rechteckform der Kurve A macht deutlich, dass jeder der drei Leuchtabschnitte 126, 128, 130 über einen gleichen Zeitraum q über dem LED Chip 108 verweilt und anschließend durch eine ruckartige Verschiebung der Blende 110 ein anderer Leuchtabschnitt mit dem LED Chip 108 in Überdeckung gebracht wird. So befindet sich regelmäßig jeder der drei Leuchtabschnitte 126, 128 und 130 über dem LED Chip 108.
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Die Erzeugung eines bestimmten Farbtons wird nun dadurch erreicht, dass der LED Chip 108 nur innerhalb von bestimmten Intervallen bestromt wird, in denen sich der für den Farbton nötige Leuchtabschnitt 126, 128, 130 über dem LED Chip 108 befindet. Wenn man zum Beispiel einen reinen Blauton erzeugen will, wird der LED Chip 108 nur in den Intervallen mit Strom versorgt, in denen sich der blaue Leuchtabschnitt 126 über dem Lichtauslass 118 befindet. Zu allen anderen Zeiten bleibt der LED Chip 108 stromlos und erzeugt also kein Licht.
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Die Erzeugung einer Farbmischung ist mit der Kurve in 1c veranschaulicht, die mit dem Großbuchstaben B bezeichnet ist. Durch eine Bestromung des LED Chips 108 gemäß Kurve B erhält man eine Farbmischung aus rot, grün und blau. Bei dieser Farbmischung wird dem rot etwas grün und ein wenig blau beigemischt. In der Tat wird der blaue LED Chip 108 immer über das gesamte Intervall mit Strom versorgt, in welchem sich der rote Leuchtabschnitt 128 über dem LED Chip 108 befindet. Der LED Chip 108 wird aber nur über etwas mehr als die Hälfte des Intervalls bestromt, in dem sich der grüne Leuchtabschnitt 130 über dem LED Chip 108 befindet. In den Intervallen, in denen sich der blaue Leuchtabschnitt 126 über dem blauen LED Chip 108 befindet, erfolgt eine Bestromung des LED Chips 108 über einen geringen Bruchteil des Intervalls.
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Man könnte auch sagen, dass ein Leuchtabschnitt 126, 128, 130 durch die Bewegung B der Primärfarbenauswähleinrichtung als potentieller Lichtabgabeabschnitt ausgewählt wird. Der ausgewählte Leuchtabschnitt ist nur potentiell ein Lichtabgabeabschnitt, da eine Lichtabgabe durch diesen nur erfolgt, wenn im Moment der Auswahl der LED-Chip 108 bestromt wird. Bei dieser ersten Ausführungsform erfolgt die Auswahl, indem der Leuchtabschnitt über dem LED Chip 108 in Position gebracht wird. Man stellt fest, dass mittels der einen einzigen Blende 110 alle drei Leuchtabschnitte 126, 128, 130 für eine potentielle Lichtabgabe ausgewählt werden können.
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Selbstverständlich sind andere Arten der Steuerung der Blende 110 und des LED Chips 108 denkbar.
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Mit Verweis auf die 2-4 werden nun drei Varianten erfindungsgemäßer Leuchtzellen beschrieben. Dabei wird nur auf die Unterschiede gegenüber der Leuchtzelle 100 aus den 1 eingegangen. Für die Bestandteile, die gleich sind, gilt das oben zu den 1 Gesagte.
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Bei der Variante 200 gemäß der 2 ist der Hauptunterschied, dass die Blende 210 einfacher ausgeführt ist. Diese verfügt lediglich über einen mittigen Schlitz 201. Die Leuchtabschnitte 226, 228 und 230 sind bei dieser Variante in Form einer gemeinsamen Schicht zwischen dem LED Chip 208 und der Blende 210 angeordnet. Diese gemeinsame Schicht sitzt auf der Lichtaustrittsseite des LED Chips 208. Im vorliegenden Beispiel besteht der blaue Leuchtabschnitt 226 aus einem Freiraum, durch den das Blaulicht des LED Chips 208 zur Blende 210 gelangt. Der rote Leuchtabschnitt 228 und der grüne Leuchtabschnitt 230 bestehen z.B. aus mit entsprechenden Lichtkonversionsmitteln versetzten Silikonschichten. Diese sind auf der Lichtaustrittsfläche des LED Chips 108 aufgebracht. Der rote Leuchtabschnitt 228 sitzt dabei mittig auf dem LED Chip 208. Der grüne Leuchtabschnitt 230 sitzt an der Peripherie desselben. Natürlich können die drei Leuchtabschnitte 226, 228 und 230 auch in anderer Weise auf dem LED Chip 208 angeordnet sein.
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Der Blendenschlitz 201 hat im Wesentlichen die gleiche Größe wie einer der Leuchtabschnitte 226, 228 und 230. Die Leuchtabschnitte 226, 228 und 230 sind dabei gleich groß ausgebildet.
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Die Schwingung der Blende 210 und die Bestromung des LED Chips 208 kann gemäß den Kurven A und B der 1c erfolgen. Bei der Leuchtzelle 200 der 2 erfolgt die Lichtkonversion bereits bevor das Licht die Blende passiert. Im Gegensatz dazu erfolgt die Lichtkonversion bei der Leuchtzelle 100 der 1a beim Passieren der Blende.
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Mit Verweis auf die 3 wird nun eine dritte Ausführungsform 300 einer erfindungsgemäßen Leuchtzelle beschrieben. Bei dieser Leuchtzelle 300 ist die Primärfarbenauswähleinrichtung 310 als bewegliche Schicht ausgebildet. Diese Schicht 310 besteht aus einem homogenen Trägermaterial, welches in Teilbereichen mit Lichtkonversionsmitteln versetzt ist. Es kann sich zum Beispiel um eine Silikonlage handeln. Diese Silikonlage 310 sitzt oberhalb der Lichtaustrittsöffnung des LED Chips 308. Jeder Leuchtabschnitt 326, 328 und 330 bildet einen Teilbereich der Schicht 310. Dabei ist jeder Teilbereich vorzugsweise gleich groß ausgebildet. Jeder Teilbereich 326, 328, 330 hat mindestens die Größe des LED Chips 308. Dadurch ist sichergestellt, dass, wenn ein Teilbereich in Position über dem LED Chip 308 gebracht wird, dieser im Wesentlichen das gesamte von dem LED Chip 308 ausgesandte Blaulicht auffängt. Im Gegensatz zu dem roten Leuchtabschnitt 328 und dem grünen Leuchtabschnitt 330, die aus mit Lichtkonversionsmitteln versetztem Material bestehen, besteht der blaue Leuchtabschnitt 326 aus dem gleichen Material, aber ohne Zugabe von Lichtkonversionsmitteln. Dieses Grundmaterial muss natürlich lichtdurchlässig sein. Die drei Leuchtabschnitte 326, 328, 330 sind hintereinander in einer Reihe angeordnet. Im Gegensatz zu den ersten zwei Varianten befindet sich hier der blaue Leuchtabschnitt 326 in der Mitte und der rote Leuchtabschnitt 328 und der grüne Leuchtabschnitt 330 an der Seite der Primärfarbenauswähleinrichtung 310. Die Leuchtabschnitte können natürlich auch anders aufgereiht sein.
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Die Leuchtzelle 300 verfügt zusätzlich über einen Aktuator 332. Mit diesem kann die bewegliche Schicht 310 derart in Schwingung versetzt werden, das abwechselnd einer ihrer Leuchtabschnitte über dem LED Chip 108 in Stellung gebracht wird. Bei dem Aktuator 332 kann es sich zum Beispiel um ein piezoelektrisches Element handeln.
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Die 3 zeigt ebenfalls eine erfindungsgemäße Leuchtmatrix 50. Diese umfasst eine Mehrzahl von Leuchtzellen 300, die in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind. Die beweglichen Schichten 310 der Leuchtzellen 300 sind in diesem Fall zu einer beweglichen Gesamtschicht 52 zusammengefasst. Bei einer solchen Leuchtmatrix 50 wird die Gesamtschicht 52 zentral durch einen Aktuator 332 in Schwingung versetzt. Diese Gesamtschicht 52 bewegt sich dann in einer Hin- und Her- Bewegung über sämtliche LED Chips 308 der Leuchtmatrix 50 hinweg. Diese erfindungsgemäße Leuchtmatrix 50 hat den Vorteil, dass zur Bildung der Farbtöne mehrerer Bildpunkte nur eine einzige Schicht 52 in Schwingung versetzt werden muss. Man benötigt also nicht für jeden einzelnen Pixel einen separaten Aktuator und eine separate bewegliche Schicht. So können Bauteile eingespart werden.
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Die 4 zeigt eine vierte Ausführungsform 400 einer erfindungsgemäßen Leuchtzelle. Die Leuchtzelle 400 ist hier in einer Draufsicht dargestellt, in welcher man lediglich ihre Blende 410 sieht. Die Blende 410 ist vorzugsweise quadratisch ausgebildet. Im Zentrum der Blende 410 befindet sich ein kreisförmiger Bereich 415. Der kreisförmige Bereich 415 ist in drei Kreissektoren unterteilt. Die drei Kreissektoren entsprechen den drei Leuchtabschnitten 426, 428 und 430. Hier sind die Leuchtabschnitte also im Wesentlichen als Tortenstücke ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist der rote Leuchtabschnitt 428 größer als der grüne Leuchtabschnitt 430, und dieser ist wiederum größer als der blaue Leuchtabschnitt 426. Zur abwechselnden Auswahl der Leuchtabschnitte kann die Blende 410 in eine Drehbewegung versetzt werden, wie es durch den Pfeil B angedeutet ist. Dies kann vorzugsweise durch Oszillation der Blende 410 in zwei zueinander senkrechte Richtungen X und Y erfolgen.
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Zusammenfassend bieten die erfindungsgemäßen Leuchtzellen insbesondere die folgenden Vorteile:
- - die LED einer Leuchtzelle leuchtet nur, wenn sie wirklich gebraucht wird. Das steigert die Energieeffizienz im Vergleich zu bekannten Rückbeleuchtungslösungen mit einer weißen LED;
- - jede Leuchtzelle benötigt nur eine LED. Bei anderen aus dem Stand der Technik bekannten Leuchtzellen werden drei LEDs eingesetzt, was deutlich teurer ist;
- - beim erfindungsgemäßen Einsatz von Blenden kann ein hohes Kontrastverhältnis auch zwischen den einzelnen Farben erreicht werden;
- - das Emissionszentrum der unterschieden Farben ist gleich bei den drei Primärfarben. Daraus ergibt sich eine sehr gut empfundene Farbmischung.
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Man könnte die erfindungsgemäßen Leuchtzellen auch als sogenannte Micro Electro Mechanical Systems oder MEMS bezeichnen.
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Bezugszeichenliste
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- 50
- LEUCHTMATRIX
- 52
- BEWEGLICHE GESAMTSCHICHT
- 100, 200, 300, 400
- LEUCHTZELLE
- 102
- VORDERSEITE
- 104
- RÜCKSEITE
- 106
- SUBSTRAT
- 108, 208, 308
- LED CHIP
- 110, 210, 310, 410
- PRIMÄRFARBENAUSWÄHLEINRICHTUNG
- 112
- TRÄGERSCHICHT
- 114
- VERTIEFUNG
- 116
- GEHÄUSE
- 118
- LICHTAUSLASS
- 120, 122, 124
- SCHLITZ
- 126, 128, 130
- LEUCHTABSCHNITTE
- 226, 228, 230
- LEUCHTABSCHNITTE
- 326, 328, 330
- LEUCHTABSCHNITTE
- 426, 428, 430
- LEUCHTABSCHNITTE
- 111
- GRUNDKÖRPER
- 201
- SCHLITZ
- 332
- AKTUATOR
- 415
- KREISFÖRMIGER BEREICH
- B
- BEWEGUNGSRICHTUNG
- R
- HAUPTLICHTAUSGABERICHTUNG
- T
- PERIODE
- q
- ZEITINTERVALL
- I
- STROMSTÄRKE
- X, Y
- OSZILLATIONSRICHTUNG
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014/0036536 A1 [0002]
