WO2012139882A1 - Lichtemittierende vorrichtung - Google Patents

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WO2012139882A1
WO2012139882A1 PCT/EP2012/055430 EP2012055430W WO2012139882A1 WO 2012139882 A1 WO2012139882 A1 WO 2012139882A1 EP 2012055430 W EP2012055430 W EP 2012055430W WO 2012139882 A1 WO2012139882 A1 WO 2012139882A1
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light
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optoelectronic component
electromagnetic radiation
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Wolfgang Mönch
Stefan Illek
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses

Definitions

  • a light-emitting device is specified.
  • An object to be achieved is to provide a light-emitting device which is simple and compact in construction.
  • the latter comprises at least one optoelectronic component for generating electromagnetic radiation.
  • the optoelectronic device is a light emitting diode.
  • the light emitting diode is then formed with a semiconductor body.
  • the semiconductor body comprises at least one active zone, which emits electromagnetic radiation under external electrical contacting.
  • the optoelectronic ⁇ specific component emits electromagnetic radiation in the range of ult ⁇ raviolettem to infrared light, in particular visible light.
  • the latter comprises at least one means for setting a radiation characteristic of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component.
  • emission characteristic describes an angle dependence of the light intensity of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component with respect to a main emission direction of the optoelectronic component.
  • Adjustment can in this context be a predefinable deformation and / or influencing of the optoelectronic see component emitted and incident on the means and / or passing through this electromagnetic radiation. It is possible that the means for adjusting a radiation characteristic is formed from a single component. In addition, it is also possible for the means for setting a radiation characteristic to consist of a plurality of components, each of which is capable of setting the emission characteristic individually.
  • the animal lichtemit ⁇ device comprises at least a driving device for operating the agent.
  • "Operate" in this context means that the means with electrical current, impressed by electrostatic charge in the means or in individual components of the means and / or application of electrical voltage to the means can be assigned prescribable by the driving device, so that the means the Abstrahl characterizing the emitted from the optoelectronic component electromagnetic radiation can adjust.
  • the means is arranged downstream of the optoelectronic component in a main emission direction.
  • “subordinate” means that the emitted electromagnetic radiation strikes and / or passes through the medium in chronological sequence in the main emission direction after the emission of electromagnetic radiation by the optoelectronic component.
  • a large part of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component strikes the means.
  • Majority in this context means that at least 80%, preferably more than 90%, of the electronic components emitted by the optoelectronic component magnetic radiation hits the agent. This provides si ⁇ cher, that the largest possible proportion of the light emitted from the optoe ⁇ lektronischen component electromagnetic radiation can be adjusted by the means.
  • the device can be operated in at least two operating modes.
  • the means can be preset from the outside, by the drive device, in each operating mode, for example, with regard to the operating parameters excitation height, operating current, operating voltage, operating time, operating temperature and / or embossing level of electrical charges in the means.
  • the individual operating modes differ from each other in at least one of the mentioned operating parameters.
  • the drive device serves to select between the operating modes, wherein different operating modes are assigned to different emission characteristics.
  • "Different" in this context means that the exhaust jet characteristics and / or modes of operation are not iden ⁇ table.
  • each operating mode is unambiguously, for example one-to-one, assigned to a radiation characteristic.
  • a predetermined period of operation that is a predetermined period of operation mode
  • the individual operating modes at a predetermined point in time can switch for example, by analog conversion or transition in response to a predetermined time interval, for example continuously or stepwise, inein ⁇ other. It is conceivable that the means in two, three, four or more operating modes is operable.
  • the drive device can select between the individual operating modes and operate the means as a function of the operating mode.
  • the latter comprises at least one optoelectronic component for generating electromagnetic radiation. Furthermore, the light-emitting device comprises at least one means for adjusting a radiation characteristic of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component. In addition, the light-emitting device comprises at least one drive device for operating the means, wherein a large part of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component strikes the means.
  • the means is operable in at least two modes of operation, the drive means serving to select between the modes of operation, and wherein the respective emission characteristic produced by the means is different in each of the modes of operation.
  • the light emitting device described herein is based, inter alia, on the insight that an adjustment and / or modulation of electromagnetic radiation ⁇ tables, for example, a light emitting diode, generated from an optoelectronic device, is possible only with great effort.
  • a radiation characteristic can be set by a sometimes complex downstream connection of an optical system behind a light emitting diode and / or LED area light source.
  • the erzeug ⁇ te radiation through the optical system can be determined by a design and composition, for example in terms of the geometry and optical ⁇ rule properties of the optical system. That is, in such downstream optics, the Abstrahl characterizing not or individually adjusted to the required needs only in a very limited ⁇ extent.
  • the emission characteristic can be realized by means of several downstream different optics. For example, certain LEDs could then each be assigned to an optical system. However, this requires a large number of different light-emitting diodes and / or different optical systems. In particular, this can lead to a light-emitting device which is complex in construction and expensive to manufacture.
  • ⁇ ne light emitting device makes inter alia on the idea of use, at least one optoelectronic component to Erzeu ⁇ gen electromagnetic radiation, and at least one means for adjusting a radiation characteristic of the of to provide the optoelectronic component emitted electromagnetic radiation.
  • the drive ⁇ device controls the means by which in each case the predetermined and desired emission of the light emitting device results in a function of said operating modes.
  • the predetermined and desired emission of the light emitting device results in a function of said operating modes.
  • the drive ⁇ device can be dispensed with a complex replacement and / or installation of a plurality of different optical systems for shaping the radiation characteristic.
  • This can lead to a light-emitting lead direction, which has a low height, that is, a small extent, for example, in the main emission direction of the optoelectronic device.
  • a light-emitting device be ⁇ Sonder is space-saving and compact.
  • the means comprises at least two ⁇ Strahlungsumlenkiana, which are arranged on a Monta ⁇ geology a wearer.
  • the Strahlungsumlenk ⁇ elements can be mechanically firmly connected to the carrier.
  • the radiation deflecting elements are each formed with a deflecting carrier, on whose outer surfaces at least in places at least one radiation-reflecting or radiation-scattering layer is applied.
  • the outer surfaces may comprise the entire surface area of the deflection beams.
  • the radiation deflection elements reflect or scatter electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component in at least one of the operating modes. For example, reflect or scatter the Strahlungsumlenkiana emitted from the electro-opto component ⁇ African electromagnetic radiation in the direction away from the optoelectronic component.
  • the remote to the optoelectronic device on a mounting surface of the carrier link ⁇ surface is arranged.
  • "Radiation-transmissive" means in the context ⁇ sem that the support for the optoelectronic component of the electromagnetic radiation emitted at ⁇ least 80%, preferably more than 90% transmissive.
  • electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component is guided through the carrier in the direction of the deflecting elements.
  • the radiation deflection elements are arranged essentially parallel to one main emission direction of the optoelectronic component in the operating mode.
  • “Substantially” in this context means that the Strahlungsumlenkiata, up to, arranged with a Be ⁇ operating tolerance associated angular deviations parallel to the main radiation direction and aligned. The angular deviations are then at most 5 °, preferably at most 3 ° from the main emission direction.
  • the means is switched by the Ansteu ⁇ ervoriques in the forward direction, in which no or substantially no radiation emitted by the optoelectronic component is re ⁇ flexed by the Strahlungsumlenketti or scattered.
  • the radiation deflecting elements are arranged in at least the further operating mode in a predeterminable to the main radiation angle a, wherein the angle a at least 5 ° and at most 90 ° be ⁇ contributes, wherein the drive device is provided for adjusting the angle a.
  • the An Tavernvor ⁇ direction controls the Strahlungsumlenkiano individually, that is un ⁇ dependent on each other, or collectively, that is, together, on. Controls the drive apparatus the Strahlungsumlenkele ⁇ ment individually that each Strahlungsumlenkele ⁇ ment a predefinable angle and / or angular range is conceivable clearly, for example, is uniquely associated.
  • each of the radiation deflection elements is then arranged at different angles a.
  • each of the radiation deflecting elements can assume its own angle a.
  • the radiation deflecting elements of the means are predeterminably scattering or reflecting the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component.
  • the radiation deflecting elements then scatter or reflect the electromagnetic radiation, for example in the direction away from the carrier.
  • the greater the angle a that is to say the stronger the radiation deflection elements deviate from the transmission direction, the greater the proportion of the scattered or reflected electromagnetic radiation to the electromagnetic radiation emitted primarily by the optoelectronic component.
  • the scattering or reflection effect of the agent may increase with increasing angle ⁇ .
  • the angle a is in the further operating mode, exactly 90 °, the light emitted from the optoe ⁇ lektronischen component electromagnetic radiation is diffusely scattered by the agent.
  • the means is switched in the reverse direction by means of the control device.
  • the scattering effect of the radiation deflecting elements may be highest.
  • "Diffuse scattering" in this context means Strahlungsumlenketti that the radiation emitted by the optoelectronic component and ⁇ rule independent of the direction of impinging electromag netic radiation ⁇ , that is, in all directions, scatter.
  • the Umlenk varieties the Strahlungsumlenkiano to themselves are formed at least in places permeable to radiation so that light emitted from the optoe ⁇ lektronischen component electromagnetic radiation at least partially through the Umlenka pass therethrough and impinge on the radiation-reflecting or diffusely scattering layer can not back through the Umlenkraj for example, back into Direction of the optoelectronic device is reflected.
  • the rindemit- animal device comprises a light guide having a radiation and a radiation decoupling ge ⁇ genübereaude support surface, wherein light emitted from the optoe ⁇ lektronischen component electromagnetic radiation through side surfaces of the light guide in these is coupled.
  • the side surfaces extend transversely to the radiation outcoupling surface and / or to the support surface.
  • the side surfaces connect the radiation output surface and the support surface with each other.
  • the means is arranged on the bearing surface of the light guide.
  • the means is at least in places in direct contact with the support surface. It is also conceivable that one or more radiation-permeable layers are arranged between the means and the support surface of the light guide.
  • the means for coupled into the light guide is at least in the operating mode Radiation permeable to electromagnetic radiation, and at least in the further operating mode re fl ects or scatters electromagnetic radiation coupled into the optical waveguide in the direction of the radiation outcoupling surface.
  • the means can be designed and operated as in at least one of the embodiments shown above.
  • the means of a chamber formed to minimum with to ⁇ , in a diffusely scattering material is in at least the wide ⁇ ren mode of operation of the means at least, said filters the chamber at least as ⁇ enclosed by a light guide of the light emitting device is.
  • the chamber is partially or completely filled with one or more diffusely scattering materials up to a predetermined level.
  • the chamber of the means is integrated into the light guide in ⁇ . This means that the chamber is surrounded on all sides by the light ⁇ conductor. In this case, as large as possible of the light scattered back from the diffuse scattering material into the optical waveguide can be coupled back into the optical waveguide and propagated within the optical waveguide.
  • the means is guide shape emitted at ⁇ least in the operating mode of the optoelectronic device and coupled into the light guide electromagnetic radiation ⁇ diagram radiation-permeable.
  • the chamber may be filled with a lower degree of filling than in the further operating mode with the diffusely scattering material.
  • no diffusely scattering material is left in the chamber in the operating mode.
  • the chamber is then emptied of the diffusely scattering material.
  • the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component can enter the chamber, through They pass undisturbed through and couple again in the light guide. This means that with an empty chamber, the electromagnetic radiation is not scattered diffusely.
  • the means is therefore connected in the operating mode in the forward direction.
  • At least one of shape will guide at least partially ⁇ scattered electromagnetic radiation at least in the white ⁇ direct operation mode from the diffusely scattering material back into the light guide. That is, the agent in the white ⁇ direct mode of operation can be connected in the reverse direction.
  • the Re ⁇ servoir is disposed outside of the light guide or outside of a light conductive region of the light guide.
  • the reservoir is completely filled with the diffusely scattering material.
  • the means is then switched in the forward direction. Electro ⁇ magnetic radiation is not scattered in this case by the tel ⁇ tel and / or reflected.
  • the diffusely scattering material is conducted from the reservoir into the chamber by applying an external voltage through the drive device and is held there by maintaining the voltage.
  • electrostatic Po ⁇ potentials are in the further operating mode by applying an electric field to the medium and / or on the diffusely scattering material in the composition produced and / or stamped into the central electrical charges.
  • the diffusely scattering material can, for example be pulled by the electrostatic potentials from the reservoir into the chamber, for example. Therefore, in another mode of operation the reservoir is at least partially emptied ent ⁇ and the means connected in the reverse direction.
  • the diffusing material passes after switching off the external voltage by the control device, the diffusing material without expending external ⁇ me chanical and / or electrostatic forces in the reservoir back.
  • the diffusely scattering material returns to the reservoir by means of capillary forces forming or occurring within the means.
  • the diffusely scattering material can also be returned to the reservoir by the application of external mechanical and / or electrostatic forces.
  • a reverse voltage can be applied to the means by means of which the diffusely scattering material is led out of the chamber back into the reservoir.
  • the return of the diffusely scattering material into the reservoir can be done in the same way as the introduction of the diffusely scattering material from the reservoir into the chamber.
  • Formed scattering particles which are introduced ⁇ in a matrix material ⁇ , wherein the scattering particles have a d5 Q value, measured in Qg, of at most 30 ⁇ . It is If the term “D5O” to a median diameter of the scattering particles and the term “Qo" aracei ⁇ lung sum of the scattering particles. Both terms are defined by ISO 9276-2 "Representation of results of particle-size analysis - part 2: calculation of average particle
  • the matrix material may be water, a low-viscosity oil, a silicone or another plastic. which are selected according to the required needs.
  • At least one disclosed are dimensionally in operation mode at a predetermined temperature of the radiation-scattering layer and / or the diffusely scattering material, a Bre ⁇ deviation index of the scattering particles and a refractive index of Materixmaterials emitted in a predeterminable by the optoe ⁇ lektronischen component wavelength and / or emit - Wavelength range of the electromagnetic radiation, the same or substantially the same.
  • "Substantially” in this context means that the two refractive indices and n j [ for the same wavelength or in the same wavelength range deviate from one another by less than 10%, preferably by less than 5%. For example, such allow
  • the light-emitting device can be operated in the operating mode. For example, the electromagnetic radiation is then not scattered by the diffusely scattering material arranged in the chamber. The light-emitting device may then be connected in the passage direction.
  • the means has a central region and an outer region, which encloses the central region in a direction perpendicular to a main radiation direction of the optoelectronic component at least in places.
  • the outer area completely encloses the central area in the direction perpendicular to the main emission direction of the optoelectronic component.
  • the outdoor area completely surrounds the central area.
  • the central region overlaps at least in places with the optoelectronic component in the main emission direction.
  • the optoelectronic component is partially or completely covered by the central region and / or covered.
  • the central region is in accordance with at least one disclosed embodiment, radiation-permeable at least in the loading ⁇ operating mode and the outdoor area for absorbing radiation from the electro-opto component ⁇ African emitted electromagnetic radiation.
  • the outer region may act as an optical stop for electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component.
  • the central region is radiation-absorbing at least in the wide operating mode, and the outer region is radiation-permeable to electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component.
  • the central area now fulfills the diaphragm function for the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component. For example, only from the radiation-transmissive regions of the agent from the means e- lektromagnetician radiation emerge again.
  • the means is arranged downstream of the means in a main emission direction of the optoelectronic component at least one imaging arrangement.
  • the imaging arrangement can be arranged at a distance from the means or be in direct contact with the means.
  • the Abbil ⁇ dung arrangement provides an additional individual and adapted to the respective user adjustment of the emission characteristic of the light emitting device.
  • mapping assembly is formed with guide form at least a first region and at least egg ⁇ nem second region. Both regions, with electromagnetic radiation incident on the imaging device , have different optical properties. "Different" in this context means that the optical properties of the first and second regions are not identical.
  • the optical properties are focusing or scattering. It is likewise conceivable that at least one of the regions of the imaging arrangement is At least in places, additionally or alternatively, it is designed to be radiation-absorbing.
  • the first region incident electromagnetic radiation and the second region scatters incident electromagnetic Strah ⁇ lung, wherein the first region from the second region in a direction at least in places enclosed perpendicular to the main emission direction of the optoelectronic component and in the main emission direction at least partially overlapped with the optoelectronic device.
  • the first region is completely enclosed by the second region in the direction perpendicular to the main emission direction of the light-emitting diode.
  • the second area completely borders the first area.
  • the light-emitting device described herein may be used as a room lamp, effect lighting and / or as a lithographic apparatus.
  • FIGS. 1A to 7B show schematic side views of individual embodiments of the light-emitting device described here.
  • the light-emitting device 100 has at least one optoelectronic component 1 for generating electromagnetic radiation, wherein in the present case the optoelectronic component 1 is a light-emitting diode.
  • the light-emitting device may have two, three, four or more optoelectronic components 1.
  • the light-emitting device 100 comprises at least one means 2 for setting a Abstrahlcha ⁇ characteristic 80 of the emitted from the optoelectronic component 1 electromagnetic radiation.
  • the light-emitting device 100 comprises a drive device 3 for operating the means 2, wherein a majority of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 strikes the means 2 and the means 2, in the embodiment of FIG. 1A, into two operating modes Bl and B2 is operable.
  • the means 2 is arranged downstream of the optoelectronic component 1 in a main emission direction Hl.
  • the drive device 3 is used to select between the two operating modes Bl and B2, wherein each of the operating modes Bl and B2 are assigned different emission characteristics 80.
  • the means 2 comprises at least two Strahlungsumlenk sculpture 21 which are arranged on a Mon ⁇ days surface 222 of a radiation-transmissive support 22, connecting the opto-electronic component 1 facing away from one of the mounting surface 222 of the carrier 22 surface 221 is arranged.
  • light emitted by the optoelectronic component 1 ⁇ rule electromagnetic radiation through the carrier 22 into the direction of the Strahlungsumlenk sculpture is guided 21st
  • the radiation deflecting elements 21 are each formed with a deflecting support 211, on whose outer surfaces 211A at least in places at least one radiation-scattering layer 211B is applied.
  • the radiation ⁇ deflection elements 21 are parallel to the direction Hauptabstrahl- Hl of the optoelectronic device 1 arranged in the illustrated in Figure 1A mode Bl substantially.
  • the means 2 in the first operating mode Bl is radiation-transmissive to electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1.
  • the means 2 is therefore switched in the first operating mode Bl in the forward direction. Therefore, the emission characteristic 80 of the light-emitting device 100 is essentially determined by the emission characteristic of the optoelectronic component 1.
  • the light-emitting device described in Figure 1A is 100 MU in the further operating mode B2 shows ⁇ .
  • the radiation ⁇ deflecting elements 21 are arranged at an angle of exactly 90 ° to the main ⁇ radiation direction Hl.
  • a change in the angle, which is 0 ° in FIG. 1A, to the angle of 90 ° of FIG. 1B is realized by driving the radiation deflecting elements 21 by the driving device 3.
  • the Strahlungsumlenkiana 21 may ert example, collectively or individually by means of the driving angesteu- ⁇ device 3 and are thereby actuated for example electrostatically.
  • the radiation deflection elements 21 can be opened by means of the electrostatic charges introduced into the means 2, for example is parallel to the main emission direction Hl, or be closed, that is at an angle of 90 ° to
  • the radiation deflecting elements have a surface area of (100 ⁇ ) 2 .
  • FIGS. 2A to 2C A further exemplary embodiment of a light-emitting device 100 described here is described in schematic side views in FIGS. 2A to 2C.
  • FIG. 2A shows how electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 is coupled in via side surfaces 51 of a light guide 5.
  • the light guide 5 has a radiation 52 and the radiation a 52 waivelie ⁇ constricting support surface 53rd
  • the means 2 is arranged on the support surface 53 of the light guide 5 and is in direct contact with this.
  • the means 2 is connected in the operating mode Bl, that is to say in the forward direction, in FIG. 2A.
  • This means that the means 2 is radiation-transmissive for electromagnetic radiation coupled into the light conductor 5 and also for ambient light 91 impinging on the light guide 5 and on the means 2. That is, in the first operating mode Bl, the ambient light 91 can pass through the means 2, without being reflected or backscattered by the means 2 in the direction of the radiation outcoupling surface 52 of the light guide 5.
  • FIG. 2B shows the light emitting device 100 described in the figure 2A, in turn, in the operating mode of the agent Bl 1.
  • Figure 2A is now a possible optical path within the light guide 5 of the light emitted from the optoe ⁇ lektronischen electromagnetic component 1 Radiation shown.
  • the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 occurs after the impact on the means 2 through this at least partially.
  • Another part of the electromagnetic radiation is reflected, for example, by total reflection at the contact surface 53 of the optical fiber 5 back towards the Strahlungsaus ⁇ coupling surface 52 or diffused and coupled out via the Strah ⁇ lungsauskoppel constitutional 52 from the light guide.
  • FIG. 2C shows the light-emitting device 100 described in FIGS.
  • the means 2 is connected in the blocking ⁇ direction. This means that in the further operating mode B2 Be ⁇ coupled into the optical fiber 5 and incident on the device 2, electromagnetic radiation is re ⁇ flexed or by the means 2 in the direction of the radiation 52 is scattered.
  • the imaging and / or reflection properties of the light-emitting device vary depending on the choice of the operation mode, a certain proportion of the radiation emitted by the optoelectronic component 1 electromagnetic radiation can be predetermined in the direction of the radiation are reflected 52 or ⁇ ge scatters. In this respect, the emission characteristic 80 can be adjusted easily and inexpensively.
  • FIGS. 3A to 3B show, in schematic side views, a further exemplary embodiment of a light-emitting device 100 described here.
  • FIG. 3A shows, in a schematic side view, how the plurality of optoelectronic components 1 are arranged next to one another on a common holding carrier 4 in the lateral direction L.
  • the holding carrier 4 comprises electrical contact points and electrical conductor tracks for electrical contacting of the optoelectronic components 1.
  • the means 2 is formed with a plurality of chambers 25 arranged side by side in the lateral direction L. In the present case, the chambers 25 are completely enclosed by the light guide 5 'of the light-emitting device 100 and integrated therein.
  • each chamber 25 is associated with an optoelectronic component 1 and arranged in the direction opposite to the main emission Hl below its associated chamber 25.
  • the chambers 25 and their associated optoelectronic components 1 overlap in the main emission direction H1.
  • the light emitting device 100 in FIG. 3A is in the further operating mode B2, the chambers 25 in the present case being completely filled with a diffusely scattering material 23 are. Emitted by the optoelectronic components 1 electromagnetic radiation 'are respectively returned to the chambers 25 and diffuse through the arranged in the chambers 25 diffusely scattering Ma ⁇ TERIAL 23, that is sideways, into the light guide 5', therefore, via the optical fiber 5 scattered. The diffuse scattering back into the
  • Light guide 5 ' can lead to the most homogeneous possible illumination of the light guide 5'.
  • the light-emitting device 100 shown in FIG. 3A is operated in the operating mode Bl, that is to say in the forward direction.
  • the dif ⁇ fus scattering material 23 is formed with scattering particles that are incorporated into a matrix material. Both the scattering particles and the matrix material have a certain cash vorgeb ⁇ refractive index. In particular, both the Bre ⁇ deviation index of the particles and the refractive index of the mat rix ⁇ temperature and / or wavelength-dependent may be.
  • the matrix material may be liquid or solid.
  • the matrix material is water, a low-viscosity oil, a silicone or another plastic.
  • FIG 3B there is shown, as in a vorgeb ⁇ cash temperature T, which can be set by means of the driving device 3, a refractive index of the diffusion particles and a refractive index n ⁇ of the matrix material at a predetermined emitted by the optoelectronic component 1 wavelength and / or Wavelength range of the electromagnetic radiation are equal.
  • This wavelength or this wavelength range of the electromagnetic radiation is not scattered by the diffusely scattering material 23.
  • Electr ⁇ romagnetician radiation of this wavelength can therefore pass through the chambers 25 of the means 2 and by the diffusely scattering material 23 itself, for example unscattered through it.
  • the stray own sheep ⁇ th of the material 23 may be predetermined targeted and set ⁇ the function of the temperature T of the diffusing material 23rd
  • the means 2 shown in connection with FIGS. 3A and 3B may be suitable for the spectral control of the emission characteristic 80 of the light-emitting device 100.
  • a temperature control ⁇ by means of a Peltier element or by means zusharm ⁇ Licher infrared light emitting diodes may be implemented.
  • the drive device 3 may in this case comprise the Peltier element and / or the infrared LEDs.
  • FIGS. 4A and 4B show, in schematic side views, a further exemplary embodiment of a light-emitting device 100 described here. In FIG.
  • the light-emitting device 100 is operated in the operating mode B1, that is to say in the forward direction.
  • the diffusely scattering Materi ⁇ al 23 is arranged 25 associated with reservoir 24 in a respective one chamber.
  • the diffusely scattering material 23 may be formed with scattering particles which are incorporated in a material of matter.
  • the matrix mate rial ⁇ may be liquid, for example water or an oil to be.
  • the scattering particles can have a Q value d5, gemes ⁇ sen in Qg, ⁇ of at most 30, ⁇ for example 20, have.
  • FIG. 4A also shows that the chambers 25 are arranged in the main emission direction H 1 between electrical contacts 28 and 26 of the light-emitting device 100.
  • the electrical contacts 28 and 26 are preferably formed with a radiation-transmissive, electrically conductive material, for example a transparent and conductive oxide.
  • the electrical contacts 28 and 26 can be selectively controlled by means of the control device 3 and, for example, be acted upon by electrical voltage. In the operating mode Bl, no voltage is applied to the electrical contacts 28 and 26 by the driving device 3. In other words, there is no or substantially no diffusely scattering material 23 in the chambers 25.
  • Electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 in the main emission direction H1 can therefore pass unhindered through the chambers 25 and the electrical contacts 28 and 26 out of the leak out light emitting device.
  • FIG. 4B shows the light-emitting device 100 in the operating mode B2. Is shown how the diffusely scattering material is drawn into the chambers 25 23 under application of ex ternal ⁇ voltage 27 by means of the drive device 3 to the electrical contacts 26 and 28th In this case, the chambers 25 are filled to a predefinable degree of filling with the diffusely scattering material 23. From the optoelectronic component 1 in the direction of the main radiation direction Hl emitted electromagnetic radiation will now ⁇ play diffusely scattered in the operation mode B2,.
  • the emission characteristic 80 is therefore predetermined in the operating mode B2 by the arrangement of the diffusely scattering material 23 in the chambers 25 and selectively adjusted.
  • the diffusely scattering material 23 After switching off the external voltage 27 by the driving device 3, the diffusely scattering material 23 returns to the reservoirs 24 without the application of external mechanical and electrostatic forces. In particular, this can be done by capillary forces within the means 2, which pull the diffusely scattering material 23 out of the chambers 25 ⁇ .
  • FIGS. 5A to 5C show, in schematic side views, a further exemplary embodiment of a light-emitting device 100 described here.
  • FIG. 5A shows an imaging arrangement 7, which is arranged downstream of the means 2 in the main emission direction Hl of the optoelectronic component 1.
  • the imaging assembly befin ⁇ det to 7 with the device 2 in direct contact.
  • the imaging assembly 7 is formed with a first region 71 and a second region 72, both Regions 71 and 72 have different optical properties at auftref ⁇ fender on the imaging assembly 7 fendering electromagnetic radiation.
  • the region 71 is an area with focusing properties and the area 72 is an area with scattering properties.
  • the first region 71 is completely enclosed by the second region 72 in the main emission direction H 1 in a direction perpendicular to the main emission direction H 1 of the optoelectronic component 1 and overlapped in the main emission direction H 1 with the optoelectronic component 1 in places.
  • the different optical properties of the imaging device 7 can be combined with the optical properties of the device 2 that can be predetermined and set by the drive device 3 and, for example, amplified. In this respect, a particularly flexible applicability of the light-emitting device 100 by means of the imaging arrangement 7 is ensured.
  • FIG. 5C The opposite case is shown in FIG. 5C.
  • the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 is selectively directed by the means 2 only to the first region 71, which has focusing properties in the present case.
  • FIGS. 6A and 6B show, in schematic side views, a further exemplary embodiment of a light-emitting device 100 described here.
  • the arrangement of Figure 7 of the drawings is not arranged 6A and 6B with the agent 2 in direct contact, son ⁇ countries spaced therefrom.
  • the means 2 for example, as described in connection with Figures 1A and 1B executed. That is to say, in the exemplary embodiment according to FIGS. 6A and 6B, the means 2 likewise has the radiation deflecting elements 21, which are controlled in a targeted manner for setting the emission characteristic 80 by means of the driving device 3.
  • the angle is less than 90 °.
  • FIGS. 7A and 7B show, in schematic side views, a further exemplary embodiment of a light-emitting device 100 described here.
  • the means 2 of FIGS. 7A and 7B has a central region 212 and an outer region 210 which completely completes the central region 212 in the direction perpendicular to the main emission direction Hl of the optoelectronic component 1 encloses.
  • the central area 212 overlaps in places in the main emission direction Hl with the light-emitting diode 1.
  • the central area 212 radiation-transmissive, wherein the outer region 210 is radiation-absorbing for light emitted by the light emitting diode 1 in the operating mode Be ⁇ Bl electromagnetic radiation.
  • the means 2 according to the exemplary embodiments of FIGS. 7A and 7B is a ring stop.
  • FIG. 7B shows the means 2 in the further operating mode B2.
  • the operation mode B2 of the central region 212 ⁇ is radiation-absorbing and the outer portion 211 is radiation-transmissive for light emitted by the optoelectronic component 1 electromagnetic radiation.

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Abstract

Es wird eine lichtemittierende Vorrichtung (1000) angegeben, mit - zumindest einem optoelektronischen Bauteil (1), zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung; - zumindest einem Mittel (2) zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik (80) der von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung; - zumindest einer Ansteuervorrichtung (3) zum Betreiben des Mittels (2 ), wobei - ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel (2) trifft, - das Mittel (2) in zumindest zwei Betriebsmodi (B1, B2) betreibbar ist, - die Ansteuervorrichtung (3) zur Auswahl zwischen den Betriebsmodi (B1, B2) dient, und wobei - unterschiedliche Betriebsmodi (B1, B2) unterschiedlichen Abstrahlcharakteristika zugeordnet sind.

Description

Beschreibung
Lichtemittierende Vorrichtung
Es wird eine lichtemittierende Vorrichtung angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine lichtemittierende Vorrichtung anzugeben, welche einfach und kompakt im Aufbau ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form der lichtemittierenden Vorrichtung umfasst diese zumindest ein optoelektronisches Bauteil zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung. Zum Beispiel handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauteil um eine Leuchtdiode. Zum Beispiel ist die Leuchtdiode dann mit einem Halbleiterkörper gebildet. Beispielsweise umfasst der Halbleiterkörper zumindest eine aktive Zone, welche unter externer elektrischer Kontaktierung elektromagnetische Strahlung emittiert. Beispielsweise emittiert das optoelektroni¬ sche Bauteil elektromagnetische Strahlung im Bereich von ult¬ raviolettem bis infrarotem Licht, insbesondere sichtbares Licht .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form der lichtemittierenden Vorrichtung umfasst diese zumindest ein Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung. "Abstrahlcharakteristik" beschreibt in diesem Zusammenhang eine Winkelabhängigkeit der Lichtstärke der dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung bezogen auf eine Hauptabstrahlrichtung der des optoelektronischen Bauteils. "Einstellen" kann in diesem Zusammenhang ein vorgebbares Umformen und/oder Beeinflussen von von dem optoelektroni- sehen Bauteil emittierter und auf das Mittel auftreffender und/oder durch dieses hindurch tretender elektromagnetischer Strahlung bedeuten. Dabei ist es möglich, dass das Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik aus einer einzigen Komponente gebildet ist. Es ist zudem auch möglich, dass das Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik aus mehreren Komponenten besteht, die jede für sich genommen in der Lage sind, die Abstrahlcharakteristik einzustellen.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die lichtemit¬ tierende Vorrichtung zumindest eine Ansteuervorrichtung zum Betreiben des Mittels. "Betreiben" heißt in diesem Zusammenhang, dass das Mittel mit elektrischem Strom, Einprägen von elektrostatischer Ladung in das Mittel oder in einzelne Bauteile des Mittels und/oder Anlegen von elektrischer Spannung an das Mittel vorgebbar durch die Ansteuervorrichtung belegt werden kann, sodass das Mittel die Abstrahlcharakteristik der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung einstellen kann.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Mittel in einer Hauptabstrahlrichtung dem optoelektronischen Bauteil nachgeordnet. "Nachgeordnet" heißt in diesem Zusammenhang, dass in zeitlicher Abfolge in der Hauptabstrahlrichtung nach Emission von elektromagnetischer Strahlung durch das optoelektronische Bauteil die emittierte elektromagnetische Strahlung auf das Mittel trifft und/oder durch dieses hindurch tritt.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form trifft ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel. "Großteil" heißt in diesem Zusammenhang, dass zumindest 80 %, bevorzugt mehr als 90 % der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektro- magnetischen Strahlung auf das Mittel trifft. Dies stellt si¬ cher, dass ein möglichst großer Anteil der von dem optoe¬ lektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung durch das Mittel eingestellt werden kann.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form der lichtemittierenden Vorrichtung ist das Mittel in zumindest zwei Betriebsmodi betreibbar. Das heißt, dass das Mittel von außen vorgebbar, durch die Ansteuervorrichtung, in jedem Betriebsmodus bei- spielsweise im Hinblick auf die Betriebsparameter Bestro- mungshöhe, Betriebsstrom, Betriebsspannung, Betriebsdauer, Betriebstemperatur und/oder Einprägehöhe von elektrischen Ladungen in das Mittel eingestellt werden kann. Die einzelnen Betriebsmodi unterscheiden sich voneinander in zumindest ei- nem der genannten Betriebsparameter.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form der lichtemittierenden Vorrichtung dient die Ansteuervorrichtung zur Auswahl zwischen den Betriebsmodi, wobei unterschiedliche Betriebsmodi unterschiedlichen Abstrahlcharakteristiken zugeordnet sind. "Unterschiedlich" heißt in diesem Zusammenhang, dass die Ab- strahlcharakteristika und/oder die Betriebsmodi nicht iden¬ tisch sind. Beispielsweise ist jedem Betriebsmodus eindeutig, beispielsweise eineindeutig, eine Abstrahlcharakteristik zu- geordnet. Während einer vorgebbaren Betriebsperiode, das heißt einer vorgebbaren Zeitspanne eines Betriebsmodus, kön¬ nen die Betriebsparameter, mit dem das Mittel betrieben wird, unverändert sein. Dabei können die einzelnen Betriebsmodi zu einem vorgebbaren Zeitpunkt beispielsweise durch analoges Um- schalten oder in Abhängigkeit eines vorgebbaren Zeitintervalls, zum Beispiel kontinuierlich oder schrittweise, inein¬ ander übergehen. Denkbar ist, dass das Mittel in zwei, drei, vier oder mehr Betriebsmodi betreibbar ist. Mit anderen Wor- ten kann die Ansteuervorrichtung zwischen den einzelnen Betriebsmodi wählen und in Abhängigkeit des Betriebsmodus das Mittel betreiben.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form der lichtemittierenden Vorrichtung umfasst diese zumindest ein optoelektronisches Bauteil zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung. Weiter umfasst die lichtemittierende Vorrichtung zumindest ein Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung. Zudem umfasst die lichtemittierende Vorrichtung zumindest eine Ansteuervorrichtung zum Betreiben des Mittels, wobei ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel trifft. Das Mittel ist in zumindest zwei Betriebsmodi betreibbar, wobei die Ansteuervorrichtung zur Auswahl zwischen den Betriebsmodi dient und wobei die jeweils durch das Mittel erzeugte Abstrahlcharakteristik in jedem der Betriebsmodi unterschiedlich ist.
Die hier beschriebene lichtemittierende Vorrichtung beruht dabei unter anderem auf der Erkenntnis, dass eine Einstellung und/oder Modulierung einer von einem optoelektronischen Bauteil, zum Beispiel einer Leuchtdiode, erzeugten elektromagne¬ tischen Strahlung nur mit hohem Aufwand möglich ist. Beispielsweise kann eine Abstrahlcharakteristik durch eine mitunter aufwändige Nachschaltung eines optischen Systems hinter eine Leuchtdiode und/oder LED-Flächenlichtquelle eingestellt werden. Allerdings kann die durch das optische System erzeug¬ te Abstrahlcharakteristik durch eine Auslegung und Beschaffenheit, beispielsweise in Bezug auf die Geometrie und opti¬ schen Eigenschaften, des optischen Systems festgelegt werden. Das heißt, bei derartigen nachgeschalteten Optiken kann die Abstrahlcharakteristik nicht oder nur in einem sehr begrenz¬ ten Maße individuell den erforderlichen Bedürfnissen eingestellt werden. Alternativ kann die Abstrahlcharakteristik mittels mehrerer nachgeschalteter unterschiedlicher Optiken realisiert werden. Beispielsweise könnten dann bestimmte Leuchtdioden jeweils einem optischen System zugeordnet sein. Dies erfordert jedoch eine Vielzahl von unterschiedlichen Leuchtdioden und/oder unterschiedlichen optischen Systemen. Insbesondere kann dies zu einer lichtemittierenden Vorrichtung führen, welche komplex im Aufbau und aufwändig in der Herstellung ist.
Um nun eine lichtemittierende Vorrichtung anzugeben, welche einfach und kompakt im Aufbau ist, macht die hier beschriebe¬ ne lichtemittierende Vorrichtung unter anderem von der Idee Gebrauch, zumindest ein optoelektronisches Bauteil zum Erzeu¬ gen elektromagnetischer Strahlung sowie zumindest ein Mittel zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung bereitzustellen. Mittels einer Ansteuervorrichtung, also mit minimalem Aufwand, kann die Abstrahlcharakteristik der Leuchtvorrichtung beispielsweise mittels der Bestromung des Mittels zum Einstellen der Abstrahlcharakteristik durch die Ansteuervorrichtung individuell den erforderlichen Bedürfnissen des Benutzers angepasst und eingestellt werden. In Abhängigkeit verschiedener Betriebsmodi steuert die Ansteuer¬ vorrichtung das Mittel an, wodurch sich in Abhängigkeit der genannten Betriebsmodi jeweils die vorgebbare und gewünschte Abstrahlcharakteristik der lichtemittierenden Vorrichtung ergibt. Mit anderen Worten kann auf ein aufwändiges Auswechseln und/oder Einbauen einer Mehrzahl von unterschiedlichen optischen Systemen zur Formung der Abstrahlcharakteristik verzichtet werden. Dies kann zu einer lichtemittierenden Vor- richtung führen, welche eine geringe Bauhöhe, das heißt eine geringe Ausdehnung beispielsweise in der Hauptabstrahlrichtung, des optoelektronischen Bauteils aufweist. Mit anderen Worten ist eine derartige lichtemittierende Vorrichtung be¬ sonders platzsparend und kompakt.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist das Mittel zumin¬ dest zwei Strahlungsumlenkelemente auf, die auf einer Monta¬ gefläche eines Trägers angeordnet sind. Die Strahlungsumlenk¬ elemente können mechanisch fest mit dem Träger verbunden sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind die Strahlungsumlenkelemente jeweils mit einem Umlenkträger gebildet, auf dessen Außenflächen zumindest stellenweise zumindest eine strahlungsreflektierende oder strahlungsstreuende Schicht aufgebracht ist. Dabei können die Außenflächen den gesamten Flächeninhalt der Umlenkträger umfassen. Die Strahlungsumlenkelemente reflektieren oder streuen in zumindest einem der Betriebsmodi von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. Zum Beispiel reflektieren oder streuen die Strahlungsumlenkelemente die von dem optoelektro¬ nischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung weg von dem optoelektronischen Bauteil.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Träger strahlungsdurchlässig, wobei das dem optoelektronische Bauteil auf einer der Montagefläche des Trägers abgewandten Verbindungs¬ fläche angeordnet ist. "Strahlungsdurchlässig" heißt in die¬ sem Zusammenhang, dass der Träger für von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung zumin¬ dest zu 80 %, bevorzugt zu mehr als 90 % durchlässig ist. Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung durch den Träger hindurch in Richtung der Umlenkelemente geführt wird.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind im Betriebsmodus die Strahlungsumlenkelemente im Wesentlichen parallel zu ei¬ ner Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils angeordnet. "Im Wesentlichen" heißt in diesem Zusammenhang, dass die Strahlungsumlenkelemente, bis auf mit einer Be¬ triebstoleranz verbundenen Winkelabweichungen, parallel zur Hauptabstrahlrichtung angeordnet und ausgerichtet sind. Die Winkelabweichungen betragen dann höchstens 5°, bevorzugt höchstens 3° von der Hauptabstrahlrichtung. Mit anderen Worten ist in diesem Betriebsmodus das Mittel durch die Ansteu¬ ervorrichtung in Durchlassrichtung geschaltet, in der keine oder im Wesentlichen keine von dem optoelektronischen Bauteil emittierte Strahlung durch die Strahlungsumlenkelemente re¬ flektiert oder gestreut wird.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind in zumindest dem weiteren Betriebsmodus die Strahlungsumlenkelemente in einem zu der Hauptabstrahlrichtung vorgebbaren Winkel a angeordnet, wobei der Winkel a wenigstens 5° und höchstens 90° be¬ trägt, wobei die Ansteuervorrichtung zur Einstellung des Winkels a vorgesehen ist. Zum Beispiel steuert die Ansteuervor¬ richtung die Strahlungsumlenkelemente einzeln, das heißt un¬ abhängig voneinander, oder kollektiv, das heißt gemeinsam, an. Steuert die Ansteuervorrichtung die Strahlungsumlenkele¬ ment einzeln an, ist denkbar, dass jedem Strahlungsumlenkele¬ ment ein vorgebbarer Winkel und/oder Winkelbereich eindeutig, beispielsweise eineindeutig, zugeordnet ist. Beispielsweise ist dann jedes der Strahlungsumlenkelemente in einem unter- schiedlichen Winkel a angeordnet. Mit anderen Worten kann in diesem Fall jedes der Strahlungsumlenkelemente seinen eigenen Winkel a einnehmen. Im weiteren Betriebsmodus streuen oder reflektieren die Strahlungsumlenkelemente des Mittels vorgeb- bar die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise streuen oder reflektieren die Strahlungsumlenkelemente dann die elektromagneti¬ sche Strahlung beispielweise in Richtung weg vom Träger.
Denkbar ist, dass je größer der Winkel a ist, das heißt je stärker die Strahlungsumlenkelemente von der Durchlassrichtung abweichen, desto größer ist der Anteil der gestreuten oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung zur primär von dem optoelektronischen Bauteil emittierten elektromagnetischen Strahlung. Mit anderen Worten kann der Streu- oder Reflektionseffekt des Mittels mit größer werdendem Winkel a steigen. Mittels einer derartigen durch die Ansteuervorrich- tung einstellbaren Winkelabhängigkeit des Streu- oder Refle¬ xionseffekts in den einzelnen Betriebsmodi ist ein einfaches an die jeweiligen Beleuchtungs-Bedürfnisse des Benutzers an- gepasstes Betreiben der lichtemittierenden Vorrichtung möglich. Das heißt, dass die lichtemittierende Vorrichtung bei¬ spielsweise ohne aufwendiges Auswechseln oder separates An¬ steuern zusätzlicher Optiken zur individuellen Erzeugung des Streu- oder Reflexionseffekts auskommt.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form beträgt der Winkel a im weiteren Betriebsmodus genau 90°, wobei die von dem optoe¬ lektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung von dem Mittel diffus gestreut wird. Das heißt, dass in einem derartigen Winkel das Mittel in Sperrrichtung mittels der An- steuervorrichtung geschaltet ist. In der Sperrrichtung des Mittels kann der Streueffekt der Strahlungsumlenkelemente am höchsten sein. "Diffus streuen" heißt in diesem Zusammenhang, dass die Strahlungsumlenkelemente die von dem optoelektroni¬ schen Bauteil emittierte und auf sie auftreffende elektromag¬ netische Strahlung richtungsunabhängig, das heißt in alle Richtungen, streuen. Beispielsweise sind die Umlenkträger der Strahlungsumlenkelemente dazu selbst zumindest stellenweise strahlungsdurchlässig ausgebildet, so dass von dem optoe¬ lektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durch die Umlenkträger hindurch gelangen und auf die strahlungsreflektierende oder diffus streuende Schicht treffen kann und nicht wieder durch die Umlenkträger beispielsweise zurück in Richtung des optoelektronischen Bauteils reflektiert wird.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die lichtemit- tierende Vorrichtung einen Lichtleiter, der eine Strahlungsauskoppelfläche sowie eine der Strahlungsauskoppelfläche ge¬ genüberliegende Auflagefläche aufweist, wobei von dem optoe¬ lektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung über Seitenflächen des Lichtleiters in diesen eingekoppelt wird. Beispielsweise verlaufen die Seitenflächen quer zu der Strahlungsauskoppelfläche und/oder zur Auflagefläche. Die Seitenflächen verbinden die Strahlungsauskoppelfläche und die Auflagefläche miteinander. Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Mittel auf der Auflagefläche des Lichtleiters angeordnet. Zum Beispiel ist das Mittel zumindest stellenweise in direktem Kontakt mit der Auflagefläche. Ebenso ist denkbar, dass zwischen dem Mittel und der Auflagefläche des Lichtleiters eine oder mehrere strahlungsdurchlässige Schichten angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist zumindest in dem Betriebsmodus das Mittel für in den Lichtleiter eingekoppelte elektromagnetische Strahlung strahlungsdurchlässig, und re¬ flektiert oder streut zumindest in dem weiteren Betriebsmodus in den Lichtleiter eingekoppelte elektromagnetische Strahlung in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche. Dabei kann das Mittel wie in zumindest einer der obig dargestellten Ausführungsformen ausgestaltet sein und betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Mittel mit zu¬ mindest einer Kammer gebildet, in der in zumindest dem weite¬ ren Betriebsmodus des Mittels zumindest ein diffus streuendes Material angeordnet ist, wobei die Kammer zumindest stellen¬ weise von einem Lichtleiter der lichtemittierenden Vorrichtung umschlossen ist. Zum Beispiel ist die Kammer teilweise oder vollständig mit einem oder mehreren diffus streuenden Materialien bis zu einer vorgebbaren Füllhöhe gefüllt. Beispielsweise ist die Kammer des Mittels in den Lichtleiter in¬ tegriert. Das heißt, dass die Kammer allseitig von dem Licht¬ leiter umschlossen ist. In diesem Fall kann ein möglichst großer Anteil des von dem diffus streuenden Material in den Lichtleiter zurückgestreutem Licht in den Lichtleiter wieder einkoppeln und sich innerhalb des Lichtleiters ausbreiten.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Mittel zumin¬ dest im Betriebsmodus für von dem optoelektronischen Bauteil emittierte und in den Lichtleiter eingekoppelte elektromagne¬ tische Strahlung strahlungsdurchlässig. In diesem Fall kann die Kammer mit einem geringeren Füllgrad als im weiteren Betriebsmodus mit dem diffus streuenden Material gefüllt sein. Ebenso ist denkbar, dass sich in der Kammer im Betriebsmodus kein diffus streuendes Material mehr befindet. Die Kammer ist dann von dem diffus streuenden Material entleert. In diesem Fall kann die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung in die Kammer eintreten, durch diese ungestört hindurch treten und wieder im Lichtleiter einkoppeln. Das heißt, dass bei einer entleerten Kammer die elektromagnetische Strahlung nicht diffus gestreut wird. Das Mittel ist daher im Betriebsmodus in Durchlassrichtung geschaltet .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird zumindest im wei¬ teren Betriebsmodus die elektromagnetische Strahlung zumin¬ dest teilweise von dem diffus streuenden Material zurück in den Lichtleiter gestreut. Das heißt, dass das Mittel im wei¬ teren Betriebsmodus in Sperrrichtung geschaltet sein kann.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist zumindest im Be¬ triebsmodus das diffus streuende Material in einem der Kammer zugeordneten Reservoir angeordnet. Beispielsweise ist das Re¬ servoir außerhalb des Lichtleiters oder außerhalb eines lichtleitenden Bereichs des Lichtleiters angeordnet. Zum Bei¬ spiel ist im Betriebsmodus das Reservoir vollständig mit dem diffus streuenden Material gefüllt. Beispielsweise befindet sich dann kein diffus streuendes Material mehr in der Kammer. Das Mittel ist dann in Durchlassrichtung geschaltet. Elektro¬ magnetische Strahlung wird in diesem Fall nicht von dem Mit¬ tel gestreut und/oder reflektiert.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird durch Anlegen einer externen Spannung durch die Ansteuervorrichtung das diffus streuende Material von dem Reservoir in die Kammer ge¬ führt und wird dort durch Beibehalten der Spannung gehalten. Mit anderen Worten werden im weiteren Betriebsmodus durch Anlegen eines elektrischen Feldes an das Mittel und/oder an das diffus streuende Material in dem Mittel elektrostatische Po¬ tentiale erzeugt und/oder in das Mittel elektrische Ladungen eingeprägt. Das diffus streuende Material kann beispielsweise durch diese elektrostatischen Potentiale von dem Reservoir in die Kammer beispielsweise gezogen werden. Im weiteren Betriebsmodus ist daher das Reservoir zumindest teilweise ent¬ leert und das Mittel in Sperrrichtung geschaltet.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form gelangt nach dem Abschalten der externen Spannung durch die Ansteuervorrichtung das diffus streuende Material ohne das Aufwenden externer me¬ chanischer und/oder elektrostatischer Kräfte in das Reservoir zurück. Das heißt, dass das diffus streuende Material zum Beispiel nicht mittels Flüssigkeitspumpen und/oder externer elektrischer Spannungsgeräte in das Reservoir zurückgeführt wird. Beispielsweise gelangt das diffus streuende Material nach dem Abschalten der externen Spannung mittels sich innerhalb des Mittels ausbildender oder vorhandener Kapillarkräfte in das Reservoir zurück.
Alternativ kann das diffus streuende Material auch mittels der Aufwendung externer mechanischer und/oder elektrostatischer Kräfte wieder in das Reservoir zurück gelangen. Dazu kann beispielsweise eine Umkehrspannung an das Mittel ange¬ legt werden, mittels derer das diffus streuende Material aus der Kammer zurück in das Reservoir geführt wird. Mit anderen Worten kann die Rückführung des diffus streuenden Materials in das Reservoir in der gleichen Weise erfolgen wie das Hinführen des diffus streuenden Materials von dem Reservoir in die Kammer.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind die diffus streu¬ ende Schicht und/oder das diffus streuende Material mit
Streupartikeln gebildet, die in ein Matrixmaterial einge¬ bracht sind, wobei die Streupartikel einen d5Q-Wert, in Qg gemessen, von höchstens 30 μηι aufweisen. Dabei handelt es sich bei dem Begriff "d5o" um einen Mediandurchmesser der Streupartikel und bei dem Begriff "Qo" um eine Anzahlvertei¬ lungssumme der Streupartikel. Beide Begriffe sind durch die Norm ISO 9276-2 "Representation of results of particle-size analysis - part 2: calculation of average particle
sizes/diameters and moments from particle-size distributions" definiert. Beispielsweise kann mit derartigen Streupartikeln eine besonders große Streuwirkung durch das Mittel erzielt werden. Bei dem Matrixmaterial kann es sich um Wasser, ein dünnflüssiges Öl, ein Silikon oder um einen anderen Kunststoff handeln, welche je nach den erforderlichen Bedürfnissen ausgewählt werden.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind im Betriebsmodus bei einer vorgebbaren Temperatur der strahlungsstreuenden Schicht und/oder des diffus streuenden Materials ein Bre¬ chungsindex der Streupartikel und ein Brechungsindex des Materixmaterials , bei einer vorgebbaren von dem optoe¬ lektronischen Bauteil emittierten Wellenlänge und/oder emit- tierten Wellenlängebereich der elektromagnetischen Strahlung, gleich oder im Wesentlichen gleich. "Im Wesentlichen" heißt in diesem Zusammenhang, dass die beiden Brechungsindizes und nj[ bei gleicher Wellenlänge oder im gleichem Wellenlängenbereich um weniger als 10 %, bevorzugt um weniger als 5 % voneinander abweichen. Zum Beispiel ermöglichen derartige
Streupartikel und die temperatur- und wellenlängenabhängige Brechungsindexsteuerung der Streupartikel und des Matrixmate¬ rials eine spektrale Steuerung der Abstrahlcharakteristik. Sind die Brechungsindizes gleich, kann die lichtemittierende Vorrichtung im Betriebsmodus betrieben sein. Beispielweise wird dann die elektromagnetische Strahlung durch das in der Kammer angeordnete diffus streuende Material nicht gestreut. Die lichtemittierende Vorrichtung kann dann m Durchlassrich tung geschaltet sein.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist das Mittel einen Zentralbereich und einen Außenbereich auf, der den Zentralbe reich in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptabstrahlrich tung des optoelektronischen Bauteils zumindest stellenweise umschließt. Beispielsweise umschließt der Außenbereich den Zentralbereich in der Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils vollständig. Mit an deren Worten berandet in diesem Fall der Außenbereich den Zentralbereich vollständig.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form überlappt der Zentral¬ bereich in der Hauptabstrahlrichtung zumindest stellenweise mit dem optoelektronischen Bauteil. Beispielsweise ist in ei ner Richtung ausgehend von dem Mittel in Richtung des optoelektronischen Bauteils das optoelektronische Bauteil durch den Zentralbereich teilweise oder vollständig verdeckt und/oder überdeckt.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist zumindest im Be¬ triebsmodus der Zentralbereich strahlungsdurchlässig und der Außenbereich strahlungsabsorbierend für von dem optoelektro¬ nischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. In diesem Fall kann der Außenbereich als eine optische Blende für von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromag netische Strahlung wirken.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist zumindest im weite ren Betriebsmodus der Zentralbereich strahlungsabsorbierend und der Außenbereich strahlungsdurchlässig für von dem optoe lektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strah- lung. Mit anderen Worten erfüllt nun im weiteren Betriebsmodus der Zentralbereich die Blendenfunktion für die von dem optoelektronischen Bauteil emittierte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise kann nur jeweils aus den strahlungsdurchlässigen Bereichen des Mittels aus dem Mittel e- lektromagnetische Strahlung wieder austreten.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist in einer Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils dem Mittel zumindest eine Abbildungsanordnung nachgeordnet. Dabei kann die Abbildungsanordnung zu dem Mittel beabstandet angeordnet sein oder in direktem Kontakt mit dem Mittel stehen. Die Abbil¬ dungsanordnung ermöglicht eine zusätzliche individuelle und an den jeweiligen Benutzer angepasste Einstellung der Abstrahlcharakteristik der lichtemittierenden Vorrichtung.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist die Abbildungsanordnung mit zumindest einem ersten Bereich und zumindest ei¬ nem zweiten Bereich gebildet. Beide Bereiche, bei auf die Ab¬ bildungsanordnung auftreffender elektromagnetischer Strahlung, weisen unterschiedliche optische Eigenschaften auf. "Unterschiedlich" heißt in diesem Zusammenhang, dass die optischen Eigenschaften des ersten und des zweiten Bereichs nicht identisch sind. Mittels der gezielten Ansteuerung des Mittels durch die Ansteuervorrichtung und einer damit einhergehenden gezielten Ansteuerung der einzelnen Bereiche der Abbildungsanordnung kann die jeweilige Abstrahlcharakteristik der lichtemittierenden Vorrichtung individuell eingestellt werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind die optischen Eigenschaften fokussierend oder streuend. Ebenso ist denkbar, dass zumindest einer der Bereiche der Abbildungsanordnung zu- mindest stellenweise zusätzlich oder alternativ strahlungsab- sorbierend ausgebildet ist.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form fokussiert der erste Bereich auftreffende elektromagnetische Strahlung und der zweite Bereich streut auftreffende elektromagnetische Strah¬ lung, wobei der erste Bereich von dem zweiten Bereich in einer Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauteils zumindest stellenweise umschlossen ist und in der Hauptabstrahlrichtung zumindest teilweise mit dem optoelektronischen Bauteil überlappt. Beispielsweise ist der erste Bereich von dem zweiten Bereich in der Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlungsrichtung der Leuchtdiode vollständig umschlossen. In diesem Fall berandet der zweite Bereich den ersten Bereich vollständig.
Beispielsweise kann die hier beschriebene lichtemittierende Vorrichtung als eine Raumleuchte, Effektbeleuchtung und/oder als eine lithografische Vorrichtung Verwendung finden.
Im Folgenden wird die hier beschriebene lichtemittierende Vorrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Figuren 1A bis 7B zeigen in schematischen Seitenansichten einzelne Ausführungsbeispiele der hier beschriebe- nen lichtemittierenden Vorrichtung .
In den Ausführungsbeispielen und den Figuren sind gleiche o- der gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Be¬ zugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Ele- mente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein .
Die Figur 1A zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100. Die lichtemittierende Vorrichtung 100 weist zumindest ein optoelektronisches Bauteil 1 zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung auf, wobei es sich vorliegend bei dem optoelektronischen Bauteil 1 um eine Leuchtdiode handelt. Insbesondere kann die lichtemittierende Vorrichtung zwei, drei, vier oder mehrere optoelektronische Bauteile 1 aufweisen. Zudem umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 100 zumindest ein Mittel 2 zum Einstellen einer Abstrahlcha¬ rakteristik 80 der von dem optoelektronischen Bauteil 1 emit- tierten elektromagnetischen Strahlung. Dabei umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 100 eine Ansteuervorrichtung 3 zum Betreiben des Mittels 2, wobei ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das Mittel 2 trifft und das Mittel 2, im Aus- führungsbeispiel der Figur 1A, in zwei Betriebsmodi Bl und B2 betreibbar ist. Das Mittel 2 ist dem optoelektronischen Bauteil 1 in einer Hauptabstrahlrichtung Hl nachgeordnet.
Die Ansteuervorrichtung 3 dient zur Auswahl zwischen den bei- den Betriebsmodi Bl und B2, wobei jedem der Betriebsmodi Bl und B2 unterschiedliche Abstrahlcharakteristika 80 zugeordnet sind .
Aus der Figur 1A ist erkennbar, dass das Mittel 2 zumindest zwei Strahlungsumlenkelemente 21 aufweist, die auf einer Mon¬ tagefläche 222 eines strahlungsdurchlässigen Trägers 22 angeordnet sind, wobei das optoelektronische Bauteil 1 auf einer der Montagefläche 222 des Trägers 22 abgewandten Verbindungs- fläche 221 angeordnet ist. Dabei wird von dem optoelektroni¬ schen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung durch den Träger 22 hindurch in Richtung der Strahlungsumlenkelemente 21 geführt. Die Strahlungsumlenkelemente 21 sind je- weils mit einem Umlenkträger 211 gebildet, auf dessen Außenflächen 211A zumindest stellenweise zumindest eine strah- lungsstreuende Schicht 211B aufgebracht ist. Die Strahlungs¬ umlenkelemente 21 sind im in der Figur 1A dargestellten Betriebsmodus Bl im Wesentlichen parallel zu der Hauptabstrahl- richtung Hl des optoelektronischen Bauteils 1 angeordnet. Mit anderen Worten ist das Mittel 2 im ersten Betriebsmodus Bl strahlungsdurchlässig für von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung. Das Mittel 2 ist im ersten Betriebsmodus Bl daher in Durchlassrichtung ge- schaltet. Daher ist die Abstrahlcharakteristik 80 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 im Wesentlichen durch die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauteils 1 bestimmt . In der Figur 1B ist die in der Figur 1A beschriebene lichtemittierende Vorrichtung 100 im weiteren Betriebsmodus B2 ge¬ zeigt. In dem weiteren Betriebsmodus B2 sind die Strahlungs¬ umlenkelemente 21 in einem Winkel von genau 90° zur Haupt¬ abstrahlrichtung Hl angeordnet. Eine Veränderung in dem Win- kel , der in der Figur 1A 0° beträgt, hin zu dem Winkel von 90° der Figur 1B wird durch Ansteuern der Strahlungsumlenkelemente 21 durch die Ansteuervorrichtung 3 realisiert. Dazu können die Strahlungsumlenkelemente 21 mittels der Ansteuer¬ vorrichtung 3 beispielsweise kollektiv oder einzeln angesteu- ert und dabei beispielsweise elektrostatisch aktuiert werden. Mittels der beispielsweise in das Mittel 2 eingebrachten e- lektrostatischen Ladungen können je nach Polung innerhalb des Mittels 2 die Strahlungsumlenkelemente 21 geöffnet sein, das heißt parallel zur Hauptabstrahlungsrichtung Hl stehen, oder geschlossen sein, das heißt in einem Winkel von 90° zur
Hauptabstrahlrichtung Hl ausgerichtet sein. Beispielsweise weisen die Strahlungsumlenkelemente einen Flächeninhalt von (100 μπι) 2 auf.
In den Figuren 2A bis 2C ist in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100 beschrieben.
In der Figur 2A ist dargestellt, wie von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung über Seitenflächen 51 eines Lichtleiters 5 in diesen eingekoppelt wird. Der Lichtleiter 5 weist eine Strahlungsauskoppelfläche 52 sowie eine der Strahlungsauskoppelfläche 52 gegenüberlie¬ gende Auflagefläche 53 auf. Dabei ist das Mittel 2 auf der Auflagefläche 53 des Lichtleiters 5 angeordnet und befindet sich mit diesem in direktem Kontakt. Das Mittel 2 ist in der Figur 2A im Betriebsmodus Bl, das heißt in Durchlassrichtung, geschaltet. Das heißt, dass das Mittel 2 für in den Lichtlei¬ ter 5 eingekoppelte elektromagnetische Strahlung und ebenso für auf den Lichtleiter 5 und auf das Mittel 2 auftreffendes Umgebungslicht 91 strahlungsdurchlässig ist. Das heißt, dass im ersten Betriebsmodus Bl das Umgebungslicht 91 durch das Mittel 2 hindurch treten kann, ohne von dem Mittel 2 in Richtung hin zur Strahlungsauskoppelfläche 52 des Lichtleiters 5 zurückreflektiert oder zurückgestreut zu werden.
Die Figur 2B zeigt die in der Figur 2A beschriebene licht- emittierende Vorrichtung 100 wiederum im Betriebsmodus Bl des Mittels 1. Im Unterschied zur Figur 2A ist nun ein möglicher Strahlengang innerhalb des Lichtleiters 5 der von dem optoe¬ lektronischen Bauteil 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung gezeigt. Die von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung tritt nach dem Auf¬ treffen auf das Mittel 2 durch dieses zumindest teilweise hindurch. Ein anderer Teil der elektromagnetischen Strahlung wird beispielsweise durch Totalreflexion an der Auflagefläche 53 des Lichtleiters 5 zurück in Richtung der Strahlungsaus¬ koppelfläche 52 reflektiert oder gestreut und über die Strah¬ lungsauskoppelfläche 52 aus dem Lichtleiter 5 ausgekoppelt. Die Figur 2C zeigt die in den Figuren 2A und 2B beschriebene lichtemittierende Vorrichtung 100 im weiteren Betriebsmodus B2. Im weiteren Betriebsmodus B2 ist das Mittel 2 in Sperr¬ richtung geschaltet. Das heißt, dass in dem weiteren Be¬ triebsmodus B2 die in den Lichtleiter 5 eingekoppelte und auf das Mittel 2 auftreffende elektromagnetische Strahlung durch das Mittel 2 in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche 52 re¬ flektiert oder gestreut wird.
Mit anderen Worten variieren je nach Betreiben der lichtemit- tierenden Vorrichtung 100 im Betriebsmodus Bl oder B2 die Ab- bildungs- und/oder Reflexionseigenschaften der lichtemittierenden Vorrichtung. Je nach Wahl des Betriebsmodus kann daher ein bestimmter Anteil der vom optoelektronischen Bauteil 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung vorgebbar in Rich- tung der Strahlungsauskoppelfläche 52 reflektiert oder ge¬ streut werden. Insofern kann die Abstrahlcharakteristik 80 einfach und kostengünstig eingestellt werden.
Die Figuren 3A bis 3B zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100. Die Figur 3A zeigt in einer schematischen Seitenansicht, wie die Mehrzahl der optoelektronischen Bauteile 1 auf einen gemeinsamen Halteträger 4 in lateraler Richtung L nebeneinander angeordnet sind. Zum Beispiel umfasst der Halteträger 4 e- lektrische Kontaktstellen und elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung der optoelektronischen Bauteile 1. Ferner ist der Figur 3A entnehmbar, dass das Mittel 2 mit mehreren in lateraler Richtung L nebeneinander angeordneten Kammern 25 gebildet ist. Die Kammern 25 sind vorliegend voll- ständig von dem Lichtleiter 5' der lichtemittierenden Vorrichtung 100 umschlossen und in diesem integriert. Dabei ist jeder Kammer 25 ein optoelektronisches Bauteil 1 zugeordnet und in Richtung entgegen der Hauptabstrahlrichtung Hl unterhalb der ihr zugeordneten Kammer 25 angeordnet. Das heißt, die Kammern 25 und die ihr zugeordneten optoelektronischen Bauteile 1 überlappen jeweils in der Hauptabstrahlrichtung Hl. Dabei befindet sich die lichtemittierende Vorrichtung 100 in der Figur 3A in dem weiteren Betriebsmodus B2, wobei die Kammern 25 vorliegend vollständig mit einem diffus streuenden Material 23 gefüllt sind. Von den optoelektronischen Bauteilen 1 emittierte elektromagnetische Strahlung wird daher über den Lichtleiter 5' jeweils in die Kammern 25 geführt und durch das in den Kammern 25 angeordnete diffus streuende Ma¬ terial 23 diffus zurück, das heißt auch seitlich, in den Lichtleiter 5' gestreut. Das diffuse Zurückstreuen in den
Lichtleiter 5' kann zu einer möglichst homogenen Ausleuchtung des Lichtleiters 5' führen.
In der Figur 3B ist die in der Figur 3A gezeigte lichtemit- tierende Vorrichtung 100 im Betriebsmodus Bl betrieben, das heißt in Durchlassrichtung gezeigt. Zum Beispiel ist das dif¬ fus streuende Material 23 mit Streupartikeln gebildet, die in ein Matrixmaterial eingebracht sind. Sowohl die Streupartikel als auch das Matrixmaterial weisen einen bestimmten, vorgeb¬ baren Brechungsindex auf. Insbesondere kann sowohl der Bre¬ chungsindex der Partikel als auch der Brechungsindex der Mat¬ rix temperatur- und/oder wellenlängenabhängig sein. Insbeson- dere kann das Matrixmaterial flüssig oder fest sein. Zum Bei¬ spiel handelt es sich bei dem Matrixmaterial um Wasser, ein dünnflüssiges Öl, ein Silikon oder um einen anderen Kunststoff. In der Figur 3B ist nun gezeigt, wie bei einer vorgeb¬ baren Temperatur T, welche mittels der Ansteuervorrichtung 3 eingestellt werden kann, ein Brechungsindex der Streupartikel und ein Brechungsindex n^ des Matrixmaterials bei einer vorgebbaren von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierten Wellenlänge und/oder Wellenlängebereich der elektromagnetischen Strahlung gleich sind. Diese Wellenlänge oder dieser Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung wird von dem diffus streuenden Material 23 nicht gestreut. Elekt¬ romagnetische Strahlung dieser Wellenlänge kann daher durch die Kammern 25 des Mittels 2 und durch das diffus streuende Material 23 selbst beispielsweise ungestreut hindurch treten. Mit anderen Worten können in Abhängigkeit der Temperatur T des diffus streuenden Materials 23 die streuenden Eigenschaf¬ ten des Materials 23 gezielt und vorgebbar eingestellt wer¬ den. Insbesondere kann sich das in Zusammenhang mit den Figuren 3A und 3B gezeigte Mittel 2 zur spektralen Steuerung der Abstrahlcharakteristik 80 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 eignen. Beispielsweise kann eine derartige Temperatur¬ steuerung mittels eines Peltier-Elements oder mittels zusätz¬ licher Infrarot-Leuchtdioden implementiert werden. Die Ansteuervorrichtung 3 kann in diesem Fall das Peltier-Element und/oder die Infrarot-LEDs umfassen. Die Figuren 4A und 4B zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100. Dabei ist die lichtemittierende Vorrichtung 100 in der Figur 4A im Betriebsmodus Bl, das heißt in Durchlassrichtung, betrieben. Im Betriebsmodus Bl ist das diffus streuende Materi¬ al 23 in jeweils einem einer Kammer 25 zugeordneten Reservoir 24 angeordnet. Auch hierbei kann das diffus streuende Materi- al 23 mit Streupartikel gebildet sein, die in einem Materix- material eingebracht sind. Insbesondere kann das Matrixmate¬ rial flüssig, zum Beispiel Wasser oder ein Öl, sein. Insbe¬ sondere können die Streupartikel einen d5Q-Wert, in Qg gemes¬ sen, von höchstens 30 μηι , zum Beispiel 20 μηι , aufweisen.
In der Figur 4A ist weiter dargestellt, dass die Kammern 25 in der Hauptabstrahlrichtung Hl zwischen elektrischen Kontakten 28 und 26 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die elektrischen Kontakte 28 und 26 mit einem strahlungsdurchlässigen, elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einem transparenten und leitfähigen Oxid, gebildet. Die elektrischen Kontakte 28 und 26 können mittels der Ansteuervorrichtung 3 gezielt angesteuert und beispielsweise mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden. In dem Betriebsmodus Bl ist durch die Ansteuervorrichtung 3 keine elektrische Spannung an den elektrischen Kontakten 28 und 26 angelegt. Mit anderen Worten befindet sich in den Kammern 25 kein oder im Wesentlichen kein diffus streuendes Material 23. Von dem optoelektronischen Bauteil 1 in der Haupt- abstrahlrichtung Hl emittierte elektromagnetische Strahlung kann daher ungehindert durch die Kammern 25 und die elektrischen Kontakte 28 und 26 hindurch aus der lichtemittierenden Vorrichtung austreten. Die Figur 4B zeigt die lichtemittierende Vorrichtung 100 in dem Betriebsmodus B2. Gezeigt ist, wie unter Anlegen von ex¬ terner Spannung 27 mittels der Ansteuervorrichtung 3 an den elektrischen Kontakten 26 und 28 das diffus streuende Material 23 in die Kammern 25 gezogen wird. Dabei sind die Kammern 25 bis zu einem vorgebbaren Füllgrad mit dem diffus streuenden Material 23 gefüllt. Von dem optoelektronischen Bauteil 1 in Richtung der Hauptabstrahlrichtung Hl emittierte elektro- magnetische Strahlung wird in dem Betriebsmodus B2 nun bei¬ spielsweise diffus gestreut. Die Abstrahlcharakteristik 80 wird daher im Betriebsmodus B2 durch die Anordnung des diffus streuenden Materials 23 in den Kammern 25 vorgebbar und gezielt eingestellt.
Nach Abschalten der externen Spannung 27 durch die Ansteuervorrichtung 3 gelangt das diffus streuende Material 23 ohne das Aufwenden externer mechanischer und elektrostatischer Kräfte in die Reservoire 24 zurück. Insbesondere kann dies durch Kapillarkräfte innerhalb des Mittels 2 geschehen, die das diffus streuende Material 23 aus den Kammern 25 heraus¬ ziehen .
Die Figuren 5A bis 5C zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100.
In der Figur 5A ist eine Abbildungsanordnung 7 dargestellt, welche in der Hauptabstrahlungsrichtung Hl des optoelektroni- sehen Bauteils 1 dem Mittel 2 nachgeordnet ist. Dabei befin¬ det sich die Abbildungsanordnung 7 mit dem Mittel 2 in direktem Kontakt. Die Abbildungsanordnung 7 ist mit einem ersten Bereich 71 und einem zweiten Bereich 72 gebildet, wobei beide Bereiche 71 und 72 bei auf die Abbildungsanordnung 7 auftref¬ fender elektromagnetischer Strahlung unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen. Vorliegend handelt es sich bei dem Bereich 71 um einen Bereich mit fokussierenden Eigen- schaffen und bei dem Bereich 72 um einen Bereich mit streuenden Eigenschaften. Vorliegend ist der erste Bereich 71 von dem zweiten Bereich 72 in der Hauptabstrahlungsrichtung Hl in einer Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlungsrichtung Hl des optoelektronischen Bauteils 1 vollständig umschlossen und ü- berlappt in der Hauptabstrahlungsrichtung Hl mit dem optoelektronischen Bauteil 1 stellenweise. In einer derartigen Ausgestaltung der lichtemittierenden Vorrichtung 100 können die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der Abbildungsanordnung 7 mit den durch die Ansteuervorrichtung 3 vorgebba- ren und einstellbaren optischen Eigenschaften des Mittels 2 kombiniert und beispielsweise verstärkt werden. Insofern ist eine besonders flexible Einsetzbarkeit der lichtemittierenden Vorrichtung 100 mittels der Abbildungsanordnung 7 gewährleistet .
In der schematischen Seitenansicht der Figur 5B ist gezeigt, wie von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektro¬ magnetische Strahlung durch das Mittel 2 gezielt nur auf den zweiten Bereich 72 gelenkt wird. Beispielsweise können in ei- ner derartigen Ansteuerung des Mittels 2 durch die Ansteuervorrichtung 3 gezielt die Streueigenschaften der Abbildungsanordnung 7 ausgenutzt werden.
Der umgekehrte Fall ist in der Figur 5C gezeigt. In der Figur 5C wird mittels der Ansteuervorrichtung 3 durch das Mittel 2 gezielt die von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung nur auf den ersten Bereich 71, der vorliegend fokussierende Eigenschaften aufweist, gelenkt. Die Figuren 6A und 6B zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5A bis 5C ist die Abbildungsanordnung 7 der Figuren 6A und 6B mit dem Mittel 2 nicht in direktem Kontakt angeordnet, son¬ dern von dieser beabstandet. Dabei ist das Mittel 2, zum Bei- spiel, wie in Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben ausgeführt. Das heißt, das Mittel 2 weist in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6A und 6B ebenso die Strahlungsumlenkelemente 21 auf, welche mittels der Ansteuer- vorrichtung 3 gezielt zur Einstellung der Abstrahlcharakte- ristik 80 angesteuert werden. Im Unterschied zu den Figuren 1A und 1B ist der Winkel jedoch kleiner als 90°. Mit ande¬ ren Worten wird bei einem derartigen Winkel auf die Strahlungsumlenkelemente 21 auftreffende elektromagnetische Strah¬ lung in Richtung weg von dem Mittel 2, beispielsweise vor- wärts gerichtet, gestreut.
Die Figuren 7A und 7B zeigen in schematischen Seitenansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 100.
Im Unterschied zu den in Zusammenhang mit den Figuren 6A und 6B gezeigten Mittel 2 weist das Mittel 2 der Figuren 7A und 7B einen Zentralbereich 212 und einen Außenbereich 210 auf, der den Zentralbereich 212 in der Richtung senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung Hl des optoelektronischen Bauteils 1 vollständig umschließt. Der Zentralbereich 212 überlappt stellenweise in der Hauptabstrahlrichtung Hl mit der Leuchtdiode 1. Im Betriebsmodus Bl ist der Zentralbereich 212 strahlungsdurchlässig, wobei der Außenbereich 210 im Be¬ triebsmodus Bl strahlungsabsorbierend für von der Leuchtdiode 1 emittierte elektromagnetische Strahlung ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Mittel 2 gemäß den Ausfüh- rungsbeispielen der Figur 7A und 7B um eine Ringblende.
In der Figur 7B ist das Mittel 2 in dem weiteren Betriebsmodus B2 gezeigt. Während des Betriebsmodus B2 ist der Zentral¬ bereich 212 strahlungsabsorbierend und der Außenbereich 211 strahlungsdurchlässig für von dem optoelektronischen Bauteil 1 emittierte elektromagnetische Strahlung. Das heißt, dass je nach Betriebsmodus und einer vorgebbaren Ansteuerung der lichtemittierenden Vorrichtung 100 durch die Ansteuervorrich- tung 3 die Blend- beziehungsweise Abblendeigenschaften des Mittels 2 gezielt eingestellt werden können.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr erfasst die Erfin¬ dung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder die¬ se Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102011017098.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
Lichtemittierende Vorrichtung (100), mit
- zumindest einem optoelektronischen Bauteil (1), zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung;
- zumindest einem Mittel (2) zum Einstellen einer Abstrahlcharakteristik (80) der von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung;
- zumindest einer Ansteuervorrichtung (3) zum Betreiben des Mittels (2), wobei
- ein Großteil der von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung auf das
Mittel (2) trifft,
- das Mittel (2) in zumindest zwei Betriebsmodi (Bl, B2) betreibbar ist,
- die Ansteuervorrichtung (3) zur Auswahl zwischen den Betriebsmodi (Bl, B2) dient, und wobei
- unterschiedliche Betriebsmodi (Bl, B2) unterschiedli¬ chen Abstrahlcharakteristika zugeordnet sind.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Mittel (2) mit zumindest einer Kammer (25) gebildet ist, in der in zumindest dem weiteren Betriebs¬ modus (B2) des Mittels (2) zumindest ein diffus streuen¬ des Material (23) angeordnet ist, wobei
- die Kammer (25) zumindest stellenweise von einem
Lichtleiter (5') der lichtemittierenden Vorrichtung (100) umschlossen ist, und wobei
- zumindest im Betriebsmodus (Bl) das Mittel (2) für von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte und in den Lichtleiter (5') eingekoppelte elektromagnetische Strah¬ lung strahlungsdurchlässig ist, und - zumindest im weiteren Betriebsmodus (B2) die elektro¬ magnetische Strahlung zumindest teilweise von dem diffus streuenden Material (23) zurück in den Lichtleiter gestreut wird.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorherge¬ henden Anspruch,
bei der zumindest im Betriebsmodus (Bl) das diffus streuende Material (23) in einem der Kammer (25) zugeordneten Reservoir (24) angeordnet ist, wobei
- durch Anlegen einer externen Spannung (27) durch die Ansteuervorrichtung (3) das diffus streuende Material
(23) von dem Reservoir (24) in die Kammer (25) geführt wird und dort durch Beibehalten der Spannung (27) gehalten wird, und
- nach dem Abschalten der externen Spannung (27) durch die Ansteuervorrichtung (3) das diffus streuende Material (23) ohne das Aufwenden externer mechanischer
und/oder elektrostatischer Kräfte in das Reservoir (24) zurückgelangt .
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, bei der eine strahlungsstreuende Schicht (211B) und/oder das diffus streuende Material (23) mit Streupartikeln gebildet sind, die in ein Matrixmaterial eingebracht sind, wobei die Streupartikel einen d5Q- ert, in Qg ge¬ messen, von höchstens 30 μηι aufweisen.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorherge¬ henden Anspruch,
bei dem im Betriebsmodus (Bl) bei einer vorgebbaren Temperatur (T) der diffus streuenden Schicht (211B) und/oder des diffus streuenden Materials (23) ein Bre- chungsindex (1 5) der Streupartikel und ein Brechungsin¬ dex (nj[) des Materixmaterials , bei einer vorgebbaren von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierten Wellenlänge und/oder Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung, gleich sind.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Mittel (2) zumindest zwei Strahlungsumlenk¬ elemente (21) aufweist, die auf einer Montagefläche
(222) eines Trägers (22) angeordnet sind, und die Strah¬ lungsumlenkelemente (21) jeweils mit einem Umlenkträger
(211) gebildet sind, auf dessen Außenflächen (211A) zumindest stellenweise zumindest die strahlungsreflektie- rende oder strahlungsstreuende Schicht (211B) aufge¬ bracht ist, wobei
- die Strahlungsumlenkelemente (21) in zumindest einem der Betriebsmodi (Bl, B2) von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung re¬ flektieren oder streuen.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorherge¬ henden Anspruch,
bei der der Träger (22) strahlungsdurchlässig ist, wobei
- das optoelektronische Bauteil (1) auf einer der Monta¬ gefläche (222) des Trägers (22) abgewandten Verbindungs¬ fläche (221) angeordnet ist,
- von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte e- lektromagnetische Strahlung durch den Träger (22) hindurch in Richtung der Strahlungsumlenkelemente (21) ge¬ führt wird,
- in zumindest dem Betriebsmodus (Bl) die Strahlungsum¬ lenkelemente (21) im Wesentlichen parallel zu einer Hauptabstrahlrichtung (Hl) des optoelektronischen Bauteils ( 1 ) , und
- in zumindest dem weiteren Betriebsmodus (B2) die
Strahlungsumlenkelemente (21) in einem zu der Hauptab¬ strahlrichtung (Hl) vorgebbaren Winkel (a ) angeordnet sind, wobei der Winkel (a ) wenigstens 5° und höchstens 90° beträgt, wobei die Ansteuervorrichtung (3) zur Einstellung des Winkels (a ) vorgesehen ist.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorherge¬ henden Anspruch,
bei der im weiteren Betriebsmodus (B2) der Winkel (a ) genau 90° beträgt, wobei die von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung von dem Mittel (2) diffus gestreut wird.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, umfassend einen Lichtleiter (5), der eine Strahlungsaus¬ koppelfläche (52) sowie eine der Strahlungsauskoppelflä¬ che (52) gegenüberliegende Auflagefläche (53) aufweist, wobei
- von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte e- lektromagnetische Strahlung über Seitenflächen (51) des Lichtleiters (5) in diesen eingekoppelt wird,
- das Mittel (2) auf der Auflagefläche (53) des Licht¬ leiters (5) angeordnet ist, und wobei
- zumindest in dem Betriebsmodus (Bl) das Mittel (2) für in den Lichtleiter (5) eingekoppelte elektromagnetische Strahlung strahlungsdurchlässig ist, und zumindest in dem weiteren Betriebsmodus (B2) das Mittel (2) in den Lichtleiter (5) eingekoppelte elektromagnetische Strah¬ lung in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche (52) re¬ flektiert oder streut. Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Mittel (2) einen Zentralbereich (212) und einen Außenbereich (210) aufweist, der den Zentralbereich (212) in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung (Hl) des optoelektronischen Bauteils (1) zumindest stellenweise umschließt, wobei
- der Zentralbereich (212) in der Hauptabstrahlrichtung (Hl) zumindest stellenweise mit dem optoelektronischen Bauteil (1) überlappt,
- zumindest im Betriebsmodus (Bl) der Zentralbereich (212) strahlungsdurchlässig und der Außenbereich (210) strahlungsabsorbierend für von dem optoelektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung ist, und
- zumindest im weiteren Betriebsmodus (B2) der Zentral¬ bereich (212) strahlungsabsorbierend und der Außenbe¬ reich (211) strahlungsdurchlässig für von dem optoe¬ lektronischen Bauteil (1) emittierte elektromagnetische Strahlung ist.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der in einer Hauptabstrahlrichtung (Hl) des optoelektronischen Bauteils (1) dem Mittel (2) zumindest eine Abbildungsanordnung (7) nachgeordnet ist, wobei
- die Abbildungsanordnung (7) mit zumindest einem ersten Bereich (71) und zumindest einem zweiten Bereich (72) gebildet ist und beide Bereiche (71, 72), bei auf die Abbildungsanordnung (7) auftreffender elektromagnetischer Strahlung, unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen . Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach dem vorherge henden Anspruch,
bei der die optischen Eigenschaften fokussierend oder streuend sind.
Lichtemittierende Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
bei der der erste Bereich (71) auftreffende elektromag¬ netische Strahlung fokussiert und der zweite Teilbereich auftreffende elektromagnetische Strahlung streut, wobei der erste Bereich (71) von dem zweiten Bereich (72) in einer Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlungsrichtung (Hl) des optoelektronischen Bauteils (1) zumindest stel¬ lenweise umschlossen ist und in der Hauptabstrahlrichtung (Hl) zumindest teilweise mit dem optoelektronischen Bauteil (1) überlappt.
14. Verwendung einer lichtemittierenden Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
als eine Raumleuchte, Effektbeleuchtung und/oder als ei¬ ne lithographische Vorrichtung.
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