WO2017194682A1 - Optische anordnung und anzeigegerät - Google Patents

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WO2017194682A1
WO2017194682A1 PCT/EP2017/061345 EP2017061345W WO2017194682A1 WO 2017194682 A1 WO2017194682 A1 WO 2017194682A1 EP 2017061345 W EP2017061345 W EP 2017061345W WO 2017194682 A1 WO2017194682 A1 WO 2017194682A1
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led chips
unit cells
groups
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PCT/EP2017/061345
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Peter Brick
Matthias Sabathil
Frank Singer
Thomas Schwarz
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Ams Osram International GmbH
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to an optical arrangement.
  • Modern display devices such as displays are often based on an on ⁇ order a variety of LED chips, in a multi-chip device for use as a display, as example, a local Narrow Pixel Pitch Video Wall module are summarized.
  • the idea is, for example, pursued individual red, green, blue (RGB) -Leuchtdiodenchips by chip ⁇ groups each having a plurality of the same color emittie ⁇ leaders LED chips to replace.
  • RGB red, green, blue
  • Each of the two chip groups comprises in each case at least two identical luminescence diode chips.
  • the LED chips from a chip set are configured to emit electromagnetic radiation of the same wave length ⁇ characteristic.
  • the luminescence diode chips of different chip groups are set up to emit electromagnetic radiation of different wavelength characteristics.
  • Subunits of the optical element are arranged in openings of a mask.
  • the mask may be formed of a light absorbie ⁇ rendem material, whereby interfering Re ⁇ Flexe advantageous ver for the viewer ⁇ wrestlers on the surface.
  • the luminescence diode chips within one of the chip groups are arranged next to one another, in particular with respect to a main emission direction.
  • the LED chips may be arranged side by side within one of the chip groups.
  • the similar luminescence diode chips are, for example, of the same production type and differ only in process-related manufacturing tolerances. That is, within a group have the chip LED chips in Wesent ⁇ union the same peak or dominant wavelength on, relate hung example emit in the same spectral region. Production-related variations, such as different Abstrahlin ⁇ intensities may occur. For example, it is in the case of the luminescence diode chips, inorganic, single-crystal LEDs, or organic light-emitting diodes
  • Light-emitting diodes which are constructed in thin-film technology on a common substrate as integrated matrices (so-called OLEDs or English, organic light emitting diodes).
  • a chip ⁇ group can also be embodied as an OLED having two or more segments, which can be controlled individually.
  • the luminescence diode chips may also be laser diodes, in particular vertical-cavity surface-emitting laser diodes (VCSELs).
  • the chip groups are arranged along a regular grid of first unit cells on a main surface of a common carrier.
  • Each of the first unit cells has at least one luminescence diode chip from one of the first chip groups and a luminescence diode chip from one of the second chip groups, which are assigned to the unit cell.
  • An optical element is provided and downstream of the chip groups with respect to the main ⁇ radiation. The optical element is configured to merge light emitted by the LED chips of the chip groups into second unit cells in a decoupling plane.
  • At least one second unit cell has an area which is smaller or equal to the area of one of the first unit cells.
  • unit cell refers to the arrangement of the luminescence diode chips or of the chip groups. Within the first unit cells, in each case a plurality of chip groups are shared with at least one luminescence diode. arranged chip, wherein preferably the number and / or Anord ⁇ tion of the respective LED chips in the first unit cells is the same.
  • Picture elements are constructed, which emit in different colors.
  • a unit cell may have two LED chips of different colors.
  • the unit cells can be used for display devices and displays also Lu ⁇ mineszenzdiodenchips with any Wellenandn characteris- tika, for example, in the three basic colors red, green, blue (RGB) are assigned.
  • the Lumineszenzdio ⁇ chips of a first unit cell correspond in the Auskoppelebene a picture element or pixel.
  • planar arrangement on the carrier should be understood to mean that the LED chips can be arranged both side by side, for example in a row, and in the manner of a matrix, for example a 2x2 matrix, in a chip group of the chip groups along the grid in rows and matrices.
  • the grid is also two-dimensional.
  • the regelmä ⁇ ssige two-dimensional grating can be periodic or quasi-periodic.
  • the grating is obtained, for example, by periodic or quasi-periodic repetition of the arrangement of chip groups on the carrier defined in the first unit cells. Preferably, the repetition is defined by translation in two different directions in the surface of the carrier.
  • the configuration of the optical element is thus also a repetitive grid in the Decoupling level based on the second unit cells.
  • the unit cells may be, for example, triangular, rectangular, square, pentagonal, hexagonal, etc.
  • the chip groups corresponding to the two-dimensional grid in the form of triangles, rectangles, squares, pentagons, hexagons, etc., or in quasi-crystalline lattices.
  • corresponding curved chip arrays may be considered, such as, for example, for constructing a spherical football, a two-dimensional lattice in the manner of penta and hexagons are suitable.
  • the common carrier preferably has a printed circuit board, a substrate and / or a ceramic.
  • the carrier has at ⁇ play, via electrical connections, to connect the optical arrangement with a control unit.
  • the individual LED chips are preferably interconnected on the carrier such that they can be controlled individually or in groups by the control unit.
  • the intensity of the respectively emitted light of a driven LED chip can be adjusted by the control unit.
  • the second unit cells are defi ned in the ⁇ Auskoppelebene. They comprise the light guided by the optical element of the LED chips from the different chip groups.
  • a second unit cell is the smallest unit of LED chips in the decoupling plane, which can be used to describe the light redistribution in the decoupling plane.
  • a high resolu ⁇ solution of the entire optical arrangement is achieved, as each light of LED chips of different groups is merged into the second unit cells, even though these in the first unit cells need not be directly adjacent to each other by using the optical element.
  • the resolution is not limited by the size of the LED chips, for example by their edge length. Rather, he ⁇ available round the clock resolution depends on the size of the LED chip itself, the emitted light is redistributed through the optical element. The redistribution causes light un ⁇ ter Kunststoffaji wavelength is merged into the second unit cell and these unit cells in the area are smaller than the first unit cells, the surfaces in the essential formed by the chip groups.
  • the optical arrangement comprises a construction in which a spacing between LED chips within a chip group is smaller than a spacing between LED chips of adjacent chip groups. That is to say that in the lateral direction the luminescence diode chips within a chip group are closer than luminescence diode chips of different chip groups are.
  • the optical arrangement comprises at least one multiplicity of a further chip group of LED chips.
  • the LED chips of another chip groups are arranged to emit electromagnetic radiation with specific ⁇ ter Kunststoffaji of the first and second chip groups un wavelength characteristic.
  • the first chip groups include red emittie ⁇ Rende LED chip, the second chip groups green emitting LED chip and the other chip ⁇ groups blue-emitting LED chips.
  • the first unit cells then form a matrix such as an RGB or Bayer matrix.
  • more chip groups may, however, also mean that the third, fourth, etc. chip groups may be provided, each gleicharti ⁇ gen LED chips. It can be associated with the respective chip groups any colors by each respective LED chips are combined in these groups. Also, the number of Chipgrup pen not limited to three, but it can in principle be provided any different chip groups.
  • Each of the first unit cells is at least one LED chip of one of the first, second and one assigned to the further chip groups.
  • the optical element is set up to combine light emitted by the LED chips of the first, second and further chip groups into second unit cells in such a way that at least one second unit cell has an area that is less than or equal to the area of one of the first unit cells.
  • the chip groups on two or four LED chips Lumi ⁇ neszenzdiodenchips.
  • the chip groups are each arranged either between corner points of the first unit cells, wherein the vertices of the first unit cells themselves are free of LED chips.
  • the chip groups are arranged at the vertices of the first unit cells. Then, regions between the vertices do not have any LED chips.
  • the chip groups are arranged on the carrier in first unit cells that similar LED chips are directly or immediately adjacent, while between the individual chip groups can remain a greater distance.
  • the luminescence diode chips of a chip group directly adjoin one another.
  • the Lumineszenzdi ⁇ odenchips a chip group are monolithically together afterbil ⁇ det.
  • the optical ele ment ⁇ adapted and arranged downstream of the chip such groups, that is emitted from the Lumineszenzdio ⁇ denchips which are jointly associated with one of the first ⁇ A uniform cells, together ⁇ amount transferred by means of the optical element in a second unit cell in the Auskoppelebene each emitted light.
  • the opti ⁇ cal element does not overlap between different ⁇ union unity cells, but the light emitted from a unit cell is merged only in a second unit cell in the Auskoppelebene.
  • the optical element comprises a multiplicity of subunits. This Untereinhei ⁇ th each associated with one of the first unit cells and thus downstream of the die groups, that the subunits along the main beam direction cover at least a portion of the associated first unit cells.
  • the subunits of the optical element are arranged in openings of a mask.
  • the mask is applied by printing, gluing, laminating, casting and / or by Molden on the optical element.
  • a reflective material, an absorbing material and / or a light-scattering material are applied to surfaces of the mask and / or surfaces of the optical element.
  • the subunits are trapezoidal in the region of the openings in the mask.
  • the subunits each have an optical waveguide which is set up to combine the light emitted by the luminescence diode chips of the chip groups by total reflection at internal surfaces of the subunits in the second unit cells.
  • the Untereinhei ⁇ th at least a mirrored surface, in particular ⁇ sondere a mirror on. These are arranged to merge the light emitted by the LED chips of the chip groups by reflection into the second unit cells.
  • the auxiliary ⁇ carrier is particularly transparent to the generated in the Luminescent ⁇ zenzdiodenchips electromagnetic radiation.
  • the subcarrier can serve for a grouping of the individual chip groups to RGB chip groups carried out in advance, thereby facilitating subsequent positioning.
  • an optical device there is further provided a method of manufacturing an optical device.
  • an optical arrangement described here can be produced. That is, all features disclosed for the optical arrangement are also disclosed for the method and vice versa.
  • the method for Her ⁇ position of an optical assembly are assembled first individual chip groups to a module and to a loading arranged auxiliary carrier arranged. This can be done for example by gluing. Subsequently, a plurality of ⁇ number of modules are arranged and fixed on a support. The chip groups are facing the carrier, so that they are located between the carrier and the subcarrier. The subcarrier can completely cover several chip groups. In a next step, the optical element can be applied to the transparent subcarrier. This is the case when the subcarrier is transparent.
  • the transparent auxiliary carrier may be formed, for example, with a plastic material or with a glass.
  • Her ⁇ position of an optical arrangement of the subcarriers is achieved after mounting the chip groups on the carrier again, and the optical element may be applied directly to the chip then groups.
  • This procedure has the advantage that an opaque or radiopaque auxiliary carrier can also be used.
  • a display device includes an optical assembly as shown above.
  • the display device has a control unit for controlling the luminescence diode chips arranged on the carrier.
  • the plurality of chip groups can be arranged with LED chips.
  • the first unit cells thereby represent the smallest unit.
  • the optical arrangement can be assembled and operated to a display ⁇ device such as a screen, a TV or monitor.
  • a display ⁇ device such as a screen, a TV or monitor.
  • a display device of the proposed type having which pixelated chips and the described optical element, comparable clearly we ⁇ niger chips a Display of small single chips.
  • Figure 2 further embodiment of an optical
  • Figures 3 to 10 show further embodiments of an assembly view in a side view with an optical element
  • Figures IIA and IIB plan view of a further execution ⁇ example of an optical arrangement, and a module thereof,
  • FIG. 12 is a side sectional view of the optical arrangement of FIG.
  • Figure 13 is another side sectional view of an optical rule ⁇ arrangement
  • Figures 14A and 14B is a plan view of a further exporting ⁇ approximately example of an optical arrangement, and a module thereof.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an optical arrangement.
  • a common carrier 1 a plurality of LED chips 21, 22, 31, 32, 41, 42 in each case in chip groups 2, 3, 4 are arranged flat.
  • Each of the chip groups comprises two identical LED chips 21 and 22, 31 and 32 or 41 and 42, respectively. Similar LED chips are each arranged to emit substantially identical colors.
  • first chip groups 2 each comprise red-emitting LED chips 21, 22.
  • Second chip groups 3 each comprise green-emitting LED chips 31, 32
  • third chip groups 4 each comprise blue-emitting LED chips 41,
  • the chip groups, and thus the LED chips, are arranged along a grid in unit cells El on the carrier 1. Parallel to the grid is a coupling plane EE in which the first unit cells come to rest.
  • each unit cell El are different luminescence diode chips ⁇ each consisting of three different chip groups.
  • a unit cell El comprises a red, green and blue emitting luminescence diode chip.
  • a light-emitting diode matrix can be formed on the carrier 1.
  • this is an RGB color matrix, such as a Bayer matrix. In this sense, other color matrices can be formed based on other colors.
  • the respective remaining luminescence diode chips from the chip groups are assigned to further unit cells.
  • the chip groups are each arranged between vertices of the individual unit cells.
  • the carrier 1 and the LED chips may be a mono ⁇ lithisches component. Alternatively, the carrier 1 can be separated be manufactured and then be equipped with the individual chips be ⁇ . Not shown in the drawing are electrical wiring, as well as details of the structure and ent ⁇ speaking components, such as adhesive, solder, solder pads, bonding wires and the like.
  • the LED chips are electronically contacted and controlled.
  • the LED chips typically have a diameter in the range of 50 ⁇ and are arranged side by side, so that a chip group is about 100 ⁇ long.
  • the first unit cells have an edge length of the order of 1000 ⁇ .
  • each of the chip groups now comprises four identical LED chips 21, 22, 23 and 24, as well as 31, 32, 33 and 34 or 41, 42, 43 and 44. Similar LED chips are in turn arranged to to emit substantially the same colors.
  • 2 comprise first chip groups each red-emitting chips 21, 22, 23, 24.
  • Second chip groups 3 each comprise green emitting LED chips 31, 32, 33, 34 and third chip groups 4 each comprise blue emittie ⁇ Rende LED chips 41, 42, 43 , 44.
  • the chip groups and thus the LED chips are arranged flat on the carrier 1 along the grid in the first unit cells El. In each of the unit cells El, a LED chip is made up of three different chip groups 2, 3, 4.
  • Lumines ⁇ zenzdiodenchip comprises a single unit cell El a red, green and blue emitting Lumines ⁇ zenzdiodenchip.
  • the remaining three Lumineszenzdi ⁇ odenchips from the respective chip groups are further Ein associated with health cells. Up to the edge of the optical Anord ⁇ voltage so that all the LED chips are assigned to at least one unit cell. Again, except for the edge, all luminescence diode chips from the chip groups are assigned to further unit cells.
  • FIG. 2 shows an embodiment of an optical Anord ⁇ voltage in a side view with an optical element.
  • a top view of the optical arrangement is indicated at the top right.
  • the lower part shows a sectional drawing along a line of intersection ⁇ Sl an embodiment according to figure 1.
  • the carrier 1 are arranged on the LED chips from three chip groups.
  • an optical element 5 is arranged downstream, that is provided over the chip groups.
  • This optical element 5 comprises subunits 51, 52 and 53, which are separated from each other by regions 54.
  • the subunits 51, 52 are trapezoidal.
  • the subunits 53 can also have other geometries and, for example, be cuboid. All subunits or the optical element are for those of the Luminescence diode chips emitted electromagnetic radiation ⁇ ment (at least partially) transparent.
  • the optical element 5 or its subunits can in various ways be configured as in together ⁇ menhang explained with the following figures will. All these configurations have in common that the light emitted by the LED chips along the main emission direction is coupled into the downstream optical element 5. As a result, the emitted light is deflected within ⁇ half of the optical element and coupled out in a Auskoppel ⁇ plane AA.
  • the optical element, or its subunits is adapted to at least partially mix the emitted light, so that the light emitted by the LED chips is superimposed in the outcoupling plane AA or mixed into a mixed color. In this way, mixed colors are imaged in the decoupling plane AA.
  • the respective subunits of the optical element are arranged so that they substantially each cover a com ⁇ plette first unit cell El (see figure above right), when looking along the main direction of emission to the optical element 5.
  • the subunits define second unit cells E2 in the decoupling plane AA, which are delimited by the subunits, for example.
  • the light emitted by the LED chips which is assigned to a first unit cell E1, is mixed by the optical element 5 into these second unit cells E2.
  • different colors may be mixed and for example be used as picture elements of a pointing device on ⁇ or displays.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of an optical arrangement in a side view with an optical arrangement
  • FIG. 3 Element.
  • a top view of the optical arrangement is indicated at the top right.
  • the lower part of the drawing shows a side view along the cutting line Sl.
  • the illustrated embodiment is further shown in two alternative forms A and B.
  • a mask 6 is shown on the optical element 5.
  • the coupling-off ⁇ or coupling plane and the respective unit cells are not shown for a better representation, however, there are analogous to FIG. 3
  • Example A are gaps 11 between Lumineszenzdio ⁇ denchips 21, 22, 31, 32 with a material such as Example ⁇ as a molding material filled.
  • This material is for example opaque, for example black and the light emitted by the LED chips light does not transpar ⁇ rent.
  • the material can also be transparent and zusharm ⁇ Lich fürmengt with light diffusing particles.
  • the subunits 51, 52 of the optical element 5 are arranged on a common surface formed by the chip groups 2, 3, 4 and the filled-in spaces 11.
  • the Subunits 51, 52 are designed in this embodiment tra ⁇ pezförmig, but may also have other shapes and, for example, triangular, rectangular, etc. be.
  • the sub-units 51, 52 include a material such as Par Tikel to that effect scatters light so that the Untereinhei ⁇ th correspond to a diffuser.
  • outer surfaces 13 are covered with a reflective or specular material.
  • Gaps 61 between the subunits 51, 52 are also filled with a material, such as a molding material.
  • This material is for example opaque, for example, non-transparent and black for the light emitted by the Lumines ⁇ zenzdiodenchips light.
  • the fuel ⁇ lungs between the subunits form a mask 6, wherein the subunits form 51, 52 openings, through which the LED chips may emit light.
  • Example B is similar to Example A and, so to speak, represents an alternative embodiment.
  • the spaces 11 and the mask 6 are designed differently from Example A with a light or white molding material.
  • At least the intermediate ⁇ space 61 of the mask 6 are made of an absorbent material.
  • the padded spaces 11 may be performed with the absorbent material.
  • the mask 6 may be applied by printing, gluing, laminating, casting. The mask 6 can in principle be applied in a process on the optical arrangement or produced in a separate process and then applied.
  • the mask 6 of Examples A and B gives a good black ⁇ impression and thus increases the optical contrast of opti- see arrangement.
  • the light-scattering particles have the effect of ensuring good mixing of light through the optical element 5 or its subunits 51, 52, 55, 56.
  • Surfaces such as the outer surfaces with a reflecting or reflecting material but also bright or white molding material ensure a high efficiency of mixing.
  • Figure 5 shows another embodiment of an opti-see arrangement in a side view with an optical
  • a top view of the optical arrangement is indicated at the top right.
  • the lower part of the drawing shows a side view along the cutting line Sl.
  • the embodiment is similar to the example A of Figure 4 and can be analogously also transferred to the example B.
  • a thickness of the optical element 5 or the mask 6 is increased.
  • this layer thickness for example, a black impression can be set and thus the contrast can be influenced.
  • a high layer thickness gives a high contrast, but can also lead to a lower efficiency if less light can be extracted.
  • a surface of the optical assembly formed of a surface of the mask 6 and the optical element 5 may be at least partially roughened.
  • Such structuring ⁇ tion can be achieved about the fact that the light scattering material is applied to the surface. Examples are particles, hemispheres, grooves, prisms and similar structures. Such structures reduce reflections of ambient light at the surface and thereby also improve the blackness and contrast of the optical arrangement.
  • Figure 6 shows a further embodiment of an optical rule ⁇ arrangement in a side view with an optical element. In the drawing, a top view of the optical arrangement is indicated at the top right. The lower part of the drawing shows a side view along the line of intersection Sl.
  • the embodiment corresponds to the example A of Figure 4, wherein all mold materials are black or chosen so that they absorb a large amount of incident ambient light. In this example, no further measures such as reflective or scattering material are provided.
  • the top right illustrates the different Kontrasteindrü ⁇ blocks compared to the figures 4 to 6. In this embodiment, relatively much ambient light is absorbed.
  • Figure 7 shows a further embodiment of an optical rule ⁇ arrangement in a side view with an optical element.
  • the carrier 1 on the Lumineszenzdioden- chips are arranged from the chip groups.
  • the optical element 5 is arranged downstream, i. provided over the chip groups.
  • a spacer 7 is provided.
  • the optical element 5 comprises cuboid subunits 51, 52 and 53 which are separated from each other by regions 54.
  • the subunits 53 may also have other geometries and be trapezoidal, for example. All subunits or the optical element are (at least partially) transparent to the electromagnetic radiation emitted by the LED chips.
  • the subunits 51, 52, 53 are each arranged above the first unit cells El. You have preferably an edge length which has a 2.5 times the edge length of the Lu ⁇ mineszenzdiodeschips.
  • the subunits have a transparent material, such as PC, PMMA, silicone, epoxy or glass, and are spaced apart.
  • the light emitted by the LED chips is coupled into the associated subunits 51, 52, 53. Within the sub-units, the light is deflected by Totalrefle ⁇ xion on the walls of subunits and coupled to the AA Auskoppelebene. In addition, or alterna tively ⁇ the walls may also have a reflektives- or reflecting material.
  • the subunits thus have the function of a light guide.
  • Figure 8 shows a further embodiment of an optical rule ⁇ arrangement in a side view with an optical element. This embodiment differs from that of Figure 7 only in that the spacer 7 extends only over parts of the undersides of the subunits.
  • Figure 9 shows a further embodiment of an optical rule ⁇ arrangement in a side view with an optical element. This embodiment differs from those of Figures 7 and 8 only in that no spacer is provided on the undersides of the subunits 51, 52, 53 and the subunits rest directly on the chip groups.
  • Figure 10 shows a further embodiment of an optical rule ⁇ arrangement in a side view with an optical element.
  • the subunits are different from the figures 7 to 9 by vertical (or angled) reflectors 57th educated. Areas between the reflectors may be filled with a transparent material or may be without any material.
  • the reflectors 57 are arranged respectively on the ers ⁇ th unit cells El and limit these.
  • the reflectors 57 are arranged above the chip groups such that they come to lie in a connecting line between the LED chips of a chip group. It is advantageous if a length of the reflectors in the Vin ⁇ sentlichen the edge length of the LED chips corresponds.
  • FIGS. IIA and IIB show plan views of an exemplary embodiment of an optical arrangement described here.
  • modules 8 are arranged on edges of the first unit cells El on the carrier
  • the modules 8 each comprise a plurality of chip groups 2, 3, 4, each having different ⁇ Liche wavelength characteristics. This results in each module 8, for example, a so-called RGB pixel with LED chips that emit red, green and blue light in operation.
  • FIG IIB shows the structure of a single module 8.
  • This module 8 consists of a plurality of chip groups 2, 3, 4, which grasp around Wiedemann several LED chips 21, 22, 31, 32, 41, 42 to ⁇ .
  • FIG. 12 shows a side sectional view of the optical arrangement from FIG. 11A along the section line S2 shown.
  • the modules 8 are mounted on a subcarrier 9, for example by gluing. Subsequently, the modules 8 together with the subcarrier 9 are positioned on the carrier 1 and the subcarrier 9 is detached.
  • the optical arrangement in the exemplary embodiment of FIG. 13 has the same structure as the optical arrangement in the exemplary embodiment of FIG. 12.
  • the subcarrier 9 is not detached, but it is permeable to electromagnetic radiation.
  • An assembly of the optical subunits 51, 52 and 55, for example by gluing or direct bonding, is possible on the upper side of the transmissive subcarrier 9 facing away from the luminescence diode chips 9.
  • Figures 14A and 14B show top views of an exemplary embodiment of an optical arrangement described here.
  • the modules 8 are arranged at corners of the unit cells 1 on the carrier 1.
  • Figure 14B shows a single module 8, which is composed of a plurality of chip groups 2, 3, 4, which in turn comprise a plurality of LED chips 21, 22, 31, 32, 41, 42.
  • This patent application claims the priority of German patent application DE 10 2016 108 776.9, which is dependent Offenbarungsge ⁇ hereby incorporated by reference.

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  • Led Device Packages (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Eine optische Anordnung umfasst eine Vielzahl erster Chipgruppen (2) aus jeweils wenigstens zwei gleichartigen Lumineszenzdiodenchips (21, 22) und eine Vielzahl zweiter Chipgruppen (3) aus jeweils wenigstens zwei gleichartigen Lumineszenzdiodenchips (31, 32). Dabei sind die Chipgruppen (2, 3) entlang eines regelmäßigen Gitters aus ersten Einheitszellen (E1) auf einer Hauptfläche eines gemeinsamen Trägers (1) flächig angeordnet. Die Lumineszenzdiodenchips aus unterschiedlichen Chipgruppen sind dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängencharakteristik zu emittieren, wobei Untereinheiten (51, 52, 53, 55) eines optischen Elements (5) in Öffnungen (61) einer Maske (6) angeordnet sind. Die Lumineszenzdiodenchips innerhalb einer Chipgruppe sind nebeneinander angeordnet. Jeder der ersten Einheitszellen (E1) sind zumindest ein Lumineszenzdiodenchip aus einer der ersten und aus einer der zweiten Chipgruppen zugeordnet. Das optische Element (5) ist bezüglich der Hauptabstrahlrichtung den Chipgruppen (2, 3) nachgeordnet und dazu eingerichtet, von den Lumineszenzdiodenchips der Chipgruppen (2, 3) emittiertes Licht derart in zweiten Einheitszellen (E2) in einer Auskoppelebene (AA) zusammenzuführen, dass mindestens eine zweite Einheitszelle (E2) eine Fläche aufweist, die geringer oder gleich groß ist, als die Fläche einer der ersten Einheitszellen (E1). Ferner wird ein Anzeigegerät mit der optischen Anordnung beschrieben.

Description

Beschreibung
Optische Anordnung und Anzeigegerät Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung.
Moderne Anzeigegeräte wie Displays beruhen oft auf einer An¬ ordnung einer Vielzahl von Leuchtdiodenchips, die in einem Multichip Bauteil für den Einsatz als Display, wie beispiels- weise ein Narrow Pixel Pitch Video Wall Modul, zusammenge- fasst werden. Hierbei wird beispielsweise die Idee verfolgt, einzelne Rot, Grün, Blau (RGB) -Leuchtdiodenchips durch Chip¬ gruppen mit jeweils einer Vielzahl von gleichfarbig emittie¬ renden Leuchtdiodenchips zu ersetzen. Hierdurch können Ein- schränkungen umgangen werden, die durch das Setzen der Chips auf dem Chipträger hervorgerufen werden, und eine höhere Dichte und damit Auflösung erreicht werden.
Bei bisherigen optischen Anordnungen für Anzeigegeräte kommen beispielsweise Prismen oder Mikrolinsenarrays zum Einsatz, die zu unerwünschten Verzerrungen in der Bilddarstellung führen können. Die Strahlführung ist oftmals komplex und durch die dichte Gruppierung der Leuchtdiodenchips auf einem ge¬ meinsamen Träger begrenzt.
Es besteht Bedarf an einer optischen Anordnung und einem Anzeigegerät, das eine hohe Auflösung und bessere Bildqualität ermöglicht . Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen An¬ sprüche gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In zumindest einer Ausführungsform weist eine optische Anord¬ nung eine Vielzahl erster Chipgruppen und eine Vielzahl zweiter Chipgruppen auf. Jede der beiden Chipgruppen umfasst jeweils wenigstens zwei gleichartige Lumineszenzdiodenchips.
Die Lumineszenzdiodenchips aus einer Chipgruppe sind dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung derselben Wellen¬ längencharakteristik zu emittieren. Die Lumineszenzdiodenchips aus unterschiedlichen Chipgruppen sind hingegen dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängencharakteristik zu emittieren. Untereinheiten des optischen Elements sind in Öffnungen einer Maske angeordnet. Dadurch erhöht sich vorteilhaft die optische Trennung von be¬ nachbarten Einheitszellen und dadurch erhöht sich der Kon- trast. Weitergehend kann die Maske aus einem Licht absorbie¬ rendem Material ausgebildet sein, wodurch sich störende Re¬ flexe an der Oberfläche vorteilhaft für den Betrachter ver¬ ringern. Die Lumineszenzdiodenchips innerhalb einer der Chip¬ gruppen sind insbesondere bezüglich einer Hauptabstrahlrich- tung nebeneinander angeordnet. Das heißt, in einer lateralen Richtung, die quer oder senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung verläuft können die Lumineszenzdiodenchips innerhalb einer der Chipgruppen nebeneinander angeordnet sein. Die gleichartigen Lumineszenzdiodenchips sind beispielsweise von gleichem Fertigungstyp und unterscheiden sich lediglich durch prozessbedingte Herstellungstoleranzen. D.h. innerhalb einer Chipgruppe weisen die Lumineszenzdiodenchips im Wesent¬ lichen die gleiche Peak- oder Dominantwellenlänge auf, bezie- hungsweise emittieren im gleichen Spektralbereich. Herstellungsbedingte Abweichungen, wie unterschiedliche Abstrahlin¬ tensitäten können auftreten. Beispielsweise handelt es sich bei den Lumineszenzdiodenchips um anorganische, einkristal¬ line LEDs (engl, light emitting diodes) oder organische
Leuchtdioden, die in Dünnschichttechnik auf einem gemeinsamen Substrat als integrierte Matrizen aufgebaut sind (sogenannte OLEDs oder engl, organic light emitting diodes) . Eine Chip¬ gruppe kann auch als eine OLED mit zwei oder mehreren Segmenten ausgeführt sein, die sich einzeln ansteuern lassen. Insbesondere kann es sich bei den Lumineszenzdiodenchips auch um Laserdioden, insbesondere um „vertical-cavity surface-emit- ting" Laserdioden (VCSEL) handeln.
Die Chipgruppen sind entlang eines regelmäßigen Gitters aus ersten Einheitszellen auf einer Hauptfläche eines gemeinsamen Trägers angeordnet. Jede der ersten Einheitszellen weist zu- mindest einen Lumineszenzdiodenchip aus einer der ersten Chipgruppen und einen Lumineszenzdiodenchip aus einer der zweiten Chipgruppen auf, die der Einheitszelle zugeordnet sind . Ein optisches Element ist vorgesehen und bezüglich der Haupt¬ abstrahlrichtung den Chipgruppen nachgeordnet. Das optische Element ist dazu eingerichtet, von den Lumineszenzdiodenchips der Chipgruppen emittiertes Licht in zweiten Einheitszellen in einer Auskoppelebene zusammenzuführen: Dabei weist mindes- tens eine zweite Einheitszelle eine Fläche auf, die geringer oder gleich groß ist, wie die Fläche einer der ersten Einheitszellen .
Der Begriff „Einheitszelle" bezieht sich auf die Anordnung der Lumineszenzdiodenchips beziehungsweise der Chipgruppen. Innerhalb der ersten Einheitszellen sind jeweils mehrere Chipgruppen anteilig mit zumindest einem Lumineszenzdioden- chip angeordnet, wobei vorzugsweise die Zahl und/oder Anord¬ nung der jeweiligen Lumineszenzdiodenchips in den ersten Einheitszellen gleich ist. Durch die Zuordnung unterschiedlicher Lumineszenzdiodenchips zu ersten Einheitszellen können
Bildelemente aufgebaut werden, die in unterschiedlichen Farben emittieren. Beispielsweise kann eine Einheitszelle zwei Lumineszenzdiodenchips unterschiedlicher Farben aufweisen. Für Anzeigegeräte und Displays können jedoch auch weitere Lu¬ mineszenzdiodenchips mit beliebigen Wellenlängencharakteris- tika, beispielsweise in den drei Grundfarben Rot, Grün, Blau (RGB) Einheitszellen zugeordnet werden. Die Lumineszenzdio¬ denchips einer ersten Einheitszelle entsprechen in der Auskoppelebene einem Bildelement oder Pixel. Des Weiteren ist der Begriff „flächige Anordnung auf dem Träger" so zu verstehen, dass die Lumineszenzdiodenchips sowohl nebeneinander, beispielsweise in einer Reihe, als auch nach Art einer Matrix, z.B. eine 2x2 Matrix, in einer Chipgruppe angeordnet werden können. Ebenso kann die Anordnung der Chip- gruppen entlang des Gitters in Reihen und Matrizen erfolgen.
Mit dem Ausdruck "regelmäßiges Gitter" ist eine Gitteranord¬ nung beschrieben, bei dem eine Einheitszelle das gesamte Git¬ ter beschreiben kann. Im Zusammenhang mit dem Träger ist das Gitter zudem zweidimensional. Insbesondere kann das regelmä¬ ßige zweidimensionale Gitter periodisch oder quasi-periodisch sein. Das Gitter ergibt sich beispielsweise durch periodische oder quasi-periodische Wiederholung der in den ersten Einheitszellen definierten Anordnung von Chipgruppen auf dem Träger. Vorzugsweise ist die Wiederholung durch Translation in zwei verschiedenen Richtungen in der Fläche des Trägers definiert. In Folge der Ausgestaltung des optischen Elements ergibt sich damit auch ein sich wiederholendes Gitter in der Auskoppelebene auf Basis der zweiten Einheitszellen.
Die Einheitszellen können beispielsweise dreieckig, rechteckig, quadratisch, fünfeckig, hexagonal usw. sein. So ist es möglich, die Chipgruppen entsprechend des zweidimensionalen Gitters in Form von Dreiecken, Rechtecken, Quadraten, Fünfecken, Hexagonen usw. oder in quasi-kristallinen Gittern anzuordnen. Ist beispielsweise die Zielanwendung ein gekrümmtes, flächiges Direkt-Display, können entsprechende gekrümmte Chipanordnungen in Betracht gezogen werden, wie zum Beispiel zum Aufbau eines kugelförmigen Fußballs ein zweidimensionales Gitter nach Art von Penta- und Hexagonen geeignet sind.
Der gemeinsame Träger weist bevorzugt eine Leiterplatte, ein Substrat und/oder eine Keramik auf. Der Träger verfügt bei¬ spielsweise über elektrische Verbindungen, um die optische Anordnung mit einer Steuereinheit verbinden zu können. Bevorzugt sind dabei die einzelnen Lumineszenzdiodenchips so auf dem Träger untereinander verschaltet, dass sie durch die Steuereinheit einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sind. Insbesondere ist die Intensität des jeweils emittierten Lichtes eines angesteuerten Lumineszenzdiodenchips durch die Steuer¬ einheit einstellbar. Die zweiten Einheitszellen sind in der Auskoppelebene defi¬ niert. Sie umfassen das vom optischen Element geführte Licht der Lumineszenzdiodenchips aus den unterschiedlichen Chipgruppen. Insbesondere ist eine zweite Einheitszelle die kleinste Einheit von Lumineszenzdiodenchips in der Auskoppel- ebene, die dazu verwendet werden kann, die Lichtumverteilung in der Auskoppelebene zu beschreiben. Durch die Verwendung von Chipgruppen von gleichartigen Lumineszenzdiodenchips ist ein vereinfachtes Herstellungsverfah¬ ren möglich. So ist es ein Vorteil lediglich gleichartige Lu¬ mineszenzdiodenchips zu gruppieren, weil auf eine Filterano- rdnung mit unterschiedlichen Farbfiltern, beispielsweise nach Art einer Bayer-Matrix, oder den einzelnen Pixeln zugeordnete Konverter verzichtet werden kann. Dies macht das Herstel¬ lungsverfahren nicht nur einfacher, sondern auch kostengünstiger .
Durch Verwendung des optischen Elements wird eine hohe Auflö¬ sung der gesamten optischen Anordnung erzielt, da in den zweiten Einheitszellen jeweils Licht von Lumineszenzdiodenchips unterschiedlicher Gruppen zusammengeführt wird, obwohl diese in den ersten Einheitszellen einander nicht direkt benachbart sein müssen. Die Auflösung ist insbesondere nicht durch die Größe der Lumineszenzdiodenchips, beispielsweise durch deren Kantenlänge, begrenzt. Vielmehr hängt die er¬ reichbare Auflösung von der Größe der Lumineszenzdiodenchips selbst ab, deren emittiertes Licht durch das optische Element umverteilt wird. Die Umverteilung führt dazu, dass Licht un¬ terschiedlicher Wellenlänge in den zweiten Einheitszellen zusammengeführt wird und diese Einheitszellen in der Fläche kleiner sind, als die ersten Einheitszellen, die im Wesentli- chen durch die Chipgruppen gebildet sind. Die optische Anord¬ nung verteilt das von den Lumineszenzdiodenchips emittierte Licht so um, dass die resultierenden zweiten Einheitszellen kleiner sind als die ersten Einheitszellen. Dadurch ergeben sich Vorteile für den Aufbau von direkt emittierenden RGB- Displays. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optische Anordnung einen Aufbau bei dem ein Abstand zwischen Lumineszenzdiodenchips innerhalb einer Chipgruppe geringer ist, als ein Abstand zwischen Lumineszenzdiodenchips benachbarter Chipgruppen. Das heißt, in lateraler Richtung sind sich die Lumineszenzdiodenchips innerhalb einer Chipgruppe näher, als sich Lumineszenzdiodenchips unterschiedlicher Chipgruppen sind .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optische Anordnung wenigstens eine Vielzahl einer weiteren Chipgruppe aus Lumineszenzdiodenchips. Die Lumineszenzdiodenchips der weiteren Chipgruppen sind dazu eingerichtet, elektromagneti¬ sche Strahlung mit von den ersten und zweiten Chipgruppen un terschiedlicher Wellenlängencharakteristik zu emittieren. Beispielsweise umfassen die ersten Chipgruppen rot emittie¬ rende Lumineszenzdiodenchips, die zweiten Chipgruppen grün emittierende Lumineszenzdiodenchips und die weiteren Chip¬ gruppen blau emittierende Lumineszenzdiodenchips. Die ersten Einheitszellen bilden dann eine Matrix wie etwa eine RGB- o- der Bayer-Matrix.
Der Begriff „weitere Chipgruppen" kann jedoch auch bedeuten, dass dritte, vierte usw. Chipgruppen mit jeweils gleicharti¬ gen Lumineszenzdiodenchips vorgesehen sein können. Es können beliebige Farben den jeweiligen Chipgruppen zugeordnet sein, indem jeweils entsprechende Lumineszenzdiodenchips in diesen Gruppen zusammengefasst sind. Auch ist die Zahl von Chipgrup pen nicht auf drei beschränkt, sondern es können grundsätzlich beliebige unterschiedliche Chipgruppen vorgesehen sein.
Jeder der ersten Einheitszellen ist zumindest ein Lumineszenzdiodenchip aus einer der ersten, zweiten und aus einer der weiteren Chipgruppen zugeordnet. Das optische Element ist dabei dazu eingerichtet, von den Lumineszenzdiodenchips der ersten, zweiten und weiteren Chipgruppen emittiertes Licht derart in zweiten Einheitszellen zusammenzuführen, dass mindestens eine zweite Einheitszelle eine Fläche aufweist, die geringer oder gleich groß ist, wie die Fläche einer der ersten Einheitszellen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Chipgruppen jeweils zwei Lumineszenzdiodenchips oder jeweils vier Lumi¬ neszenzdiodenchips auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Chipgruppen jeweils entweder zwischen Eckpunkten der ersten Einheitszellen angeordnet, wobei die Eckpunkte der ersten Einheitszellen selbst frei von Lumineszenzdiodenchips sind. Alternativ sind die Chipgruppen an den Eckpunkten der ersten Einheitszellen angeordnet. Dann weisen Bereiche zwischen den Eckpunkten keine Lumineszenzdiodenchips auf. In beiden Fällen sind die Chipgruppen so auf dem Träger in ersten Einheitszellen angeordnet, dass gleichartige Lumineszenzdiodenchips direkt oder unmittelbar benachbart sind, während zwischen den einzelnen Chipgruppen ein größerer Abstand verbleiben kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform grenzen die Lumineszenzdiodenchips einer Chipgruppe direkt aneinander.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Lumineszenzdi¬ odenchips einer Chipgruppe monolithisch miteinander ausgebil¬ det .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das optische Ele¬ ment so eingerichtet und derart den Chipgruppen nachgeordnet, dass jeweils emittiertes Licht, das von den Lumineszenzdio¬ denchips emittiert wird, die gemeinsam einer der ersten Ein¬ heitszellen zugeordnet sind, mittels des optischen Elements in einer zweiten Einheitszelle in der Auskoppelebene zusam¬ mengeführt wird. Mit anderen Worten kommt es durch das opti¬ sche Element nicht zu Überschneidungen zwischen unterschied¬ lichen Einheitszellen, sondern das aus einer Einheitszelle emittierte Licht wird auch nur in eine zweite Einheitszelle in der Auskoppelebene zusammengeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optische Element eine Vielzahl von Untereinheiten. Diese Untereinhei¬ ten sind jeweils einer der ersten Einheitszellen zugeordnet und so den Chipgruppen nachgeordnet, dass die Untereinheiten entlang der Hauptstrahlrichtung zumindest einen Teil der zugeordneten ersten Einheitszellen bedecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Untereinheiten des optischen Elements in Öffnungen einer Maske angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Maske durch Aufdrucken, Verkleben, Laminieren, Gießen und/oder durch Molden auf das optische Element aufgebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind auf Oberflächen der Maske und/oder Oberflächen des optischen Elements ein re- flektives Material, ein absorbierendes Material und/oder ein lichtstreuendes Material aufgebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Untereinheiten im Bereich der Öffnungen in der Maske trapezförmig. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Untereinhei- ten jeweils einen optischen Lichtleiter auf, der eingerichtet ist, das von den Lumineszenzdiodenchips der Chipgruppen emit- tierte Licht durch Totalreflexion an internen Oberflächen der Untereinheiten in den zweiten Einheitszellen zusammenzufüh- ren .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Untereinhei¬ ten jeweils mindestens eine verspiegelte Oberfläche, insbe¬ sondere einen Spiegel, auf. Diese sind eingerichtet, dass von den Lumineszenzdiodenchips der Chipgruppen emittierte Licht durch Reflexion in den zweiten Einheitszellen zusammenzuführen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform, weist die optische An¬ ordnung einen transparenten Hilfsträger zwischen dem optischen Element und den Lumineszenzdiodenchips auf. Der Hilfs¬ träger ist insbesondere transparent für die in den Lumines¬ zenzdiodenchips erzeugte elektromagnetische Strahlung. Dabei kann der Hilfsträger zu einer vorab durchgeführten Gruppierung der einzelnen Chipgruppen zu RGB-Chipgruppen dienen und dadurch die spätere Positionierung erleichtern.
Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Anordnung angegeben. Mit dem Verfahren kann insbesondere eine hier beschriebene optische Anordnung hergestellt werden. Das heißt, alle für die optische Anordnung offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Her¬ stellung einer optischen Anordnung werden zunächst einzelne Chipgruppen zu einem Modul zusammengestellt und auf einem be- reitgestellten Hilfsträger angeordnet. Dies kann beispielsweise mittels Kleben geschehen. Anschließend wird eine Viel¬ zahl der Module auf einem Träger angeordnet und befestigt. Die Chipgruppen sind dabei dem Träger zugewandt, so dass sie sich zwischen dem Träger und dem Hilfsträger befinden. Der Hilfsträger kann dabei mehrere Chipgruppen vollständig überdecken. In einem nächsten Schritt kann das optische Element auf den transparenten Hilfsträger aufgebracht werden. Dies ist dann der Fall, wenn der Hilfsträger transparent ausgebil- det ist. Der transparente Hilfsträger kann zum Beispiel mit einem Kunststoffmaterial oder mit einem Glas gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Her¬ stellung einer optischen Anordnung wird der Hilfsträger nach dem Befestigen der Chipgruppen auf dem Träger wieder gelöst und das optische Element kann anschließend direkt auf die Chipgruppen aufgebracht werden. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass auch ein opaker oder strahlungsundurchlässiger Hilfsträger verwendet werden kann.
Es wird ferner ein Anzeigegerät mit einer hier beschriebenen optischen Anordnung angegeben. Das heißt, alle für die optische Anordnung offenbarten Merkmale sind auch für das Anzeigegerät offenbart und umgekehrt.
Nach einer Ausführungsform umfasst ein Anzeigegerät eine optische Anordnung, wie sie obenstehend gezeigt wurde. Darüber hinaus verfügt das Anzeigegerät über eine Steuereinheit zum Ansteuern der auf dem Träger angeordneten Lumineszenzdioden- chips.
Auf einem Träger einer geeigneten Größe lässt sich die Vielzahl von Chipgruppen mit Lumineszenzdiodenchips anordnen. Die ersten Einheitszellen stellen dabei die kleinste Einheit dar. Auf diese Weise kann die optische Anordnung zu einem Anzeige¬ gerät wie einem Bildschirm, einem Fernseher oder Monitor zusammengefügt und betrieben werden. Bei gegebener Auflösung, zum Beispiel für ein HDTV-Display (High Definition Televi- sion, engl, für hochauflösendes Fernsehen), benötigt ein Anzeigegerät der vorgeschlagenen Art, welches pixelierte Chips und das beschriebene optische Element aufweist, deutlich we¬ niger Chips als ein vergleichbares Anzeigegerät aus kleinen Einzelchips.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Soweit sich Teile oder Bauteile in ihrer Funktion entsprechen, wird deren Beschreibung nicht in jeder der fol- genden Figuren wiederholt.
Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäb¬ lich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente und insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung in einer Draufsicht,
Figur 2 weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen
Anordnung in einer Draufsicht, Figuren 3 bis 10 weitere Ausführungsbeispiele einer sehen Anordnung in einer Seitenansicht mit einem optischen Element, Figuren IIA und IIB Draufsicht auf ein weiteres Ausführungs¬ beispiel einer optischen Anordnung, sowie ein Modul daraus ,
Figur 12 eine seitliche Schnittansicht der optischen Anord- nung aus Figur IIA,
Figur 13 eine weitere seitliche Schnittansicht einer opti¬ schen Anordnung, und Figuren 14A und 14B eine Draufsicht auf ein weiteres Ausfüh¬ rungsbeispiel einer optischen Anordnung, sowie ein Modul daraus .
Figur 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer opti- sehen Anordnung. Auf einem gemeinsamen Träger 1 sind mehrere Lumineszenzdiodenchips 21, 22, 31, 32, 41, 42 jeweils in Chipgruppen 2, 3, 4 flächig angeordnet. Jede der Chipgruppen umfasst jeweils zwei gleichartige Lumineszenzdiodenchips 21 und 22, 31 und 32 oder 41 und 42. Gleichartige Lumineszenzdi- odenchips sind jeweils dazu eingerichtet, im Wesentlichen gleiche Farben zu emittieren. Beispielsweise umfassen erste Chipgruppen 2 jeweils rot emittierende Lumineszenzdiodenchips 21, 22. Zweite Chipgruppen 3 umfassen jeweils grün emittierende Lumineszenzdiodenchips 31, 32 und dritte Chipgruppen 4 umfassen jeweils blau emittierende Lumineszenzdiodenchips 41,
42. Die Chipgruppen, und damit die Lumineszenzdiodenchips, sind entlang eines Gitters in Einheitszellen El auf dem Träger 1 angeordnet. Parallel zum Gitter liegt eine Einkoppelebene EE in der die ersten Einheitszellen zu liegen kommen. In jeder Einheitszelle El befinden sich unterschiedliche Lumineszenz¬ diodenchips aus jeweils drei verschiedenen Chipgruppen. Bei¬ spielsweise umfasst eine Einheitszelle El einen rot, grün und blau emittierenden Lumineszenzdiodenchip. Auf diese Weise kann eine Leuchtdioden-Matrix auf dem Träger 1 gebildet wer- den. Beispielsweise ist dies eine RGB-Farb-Matrix, wie eine Bayer-Matrix. In diesem Sinne können auch andere Farb-Matri- zen auf Basis anderer Farben gebildet werden. Die jeweils verbleibenden Lumineszenzdiodenchips aus den Chipgruppen sind weiteren Einheitszellen zugeordnet. Bis auf den Rand der op- tischen Anordnung sind damit alle Lumineszenzdiodenchips zu¬ mindest einer Einheitszelle zugeordnet. Wiederum bis auf den Rand sind alle Lumineszenzdiodenchips aus den Chipgruppen auch einer weiteren Einheitszelle zugeordnet, so dass eine Chipgruppe (bis auf solche, die am Rand der Anordnung liegen) über jeweils zwei Lumineszenzdiodenchips verfügt, die unter¬ schiedlichen Einheitszellen zugeordnet sind.
Bei der Anordnung von Chipgruppen bzw. Lumineszenzdiodenchips in den Einheitszellen El des Gitters (in der Einkoppelebene EE) sind Abstände zwischen den Lumineszenzdiodenchips inner¬ halb einer der Chipgruppen stets kleiner als Abstände zwischen benachbarten Chipgruppen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Chipgruppen jeweils zwischen Eckpunkten der einzelnen Einheitszellen angeordnet.
Der Träger 1 und die Lumineszenzdiodenchips können ein mono¬ lithisches Bauteil sein. Alternativ kann der Träger 1 separat gefertigt sein und anschließend mit den einzelnen Chips be¬ stückt werden. In der Zeichnung nicht gezeigt sind elektrische Verdrahtungen, sowie Details des Aufbaus und der ent¬ sprechenden Komponenten, wie zum Beispiel Klebstoff, Lot, Lötpads, Bonddrähte und dergleichen. Die Lumineszenzdiodenchips sind elektronisch kontaktier- und steuerbar. Die Lumineszenzdiodenchips haben typischerweise einen Durchmesser im Bereich von 50 μιη und sind nebeneinander angeordnet, so dass eine Chipgruppe ca. 100 μιη lang ist. Die ersten Einheitszel- len haben eine Kantenlänge in der Größenordnung von 1000 μιη.
Figur 2 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform ei¬ ner optischen Anordnung. Diese Ausführung ähnelt derjenigen aus Figur 1. Jede der Chipgruppen umfasst nunmehr jeweils vier gleichartige Lumineszenzdiodenchips 21, 22, 23 und 24, sowie 31, 32, 33 und 34 bzw. 41, 42, 43 und 44. Gleichartige Lumineszenzdiodenchips sind wiederum dazu eingerichtet, im Wesentlichen gleiche Farben zu emittieren. Beispielsweise umfassen erste Chipgruppen 2 jeweils rot emittierende Lumines- zenzdiodenchips 21, 22, 23, 24. Zweite Chipgruppen 3 umfassen jeweils grün emittierende Lumineszenzdiodenchips 31, 32, 33, 34 und dritte Chipgruppen 4 umfassen jeweils blau emittie¬ rende Lumineszenzdiodenchips 41, 42, 43, 44. Die Chipgruppen und damit die Lumineszenzdiodenchips sind entlang des Gitters in den ersten Einheitszellen El auf dem Träger 1 flächig angeordnet. In jeder der Einheitszellen El befindet sich ein Lumineszenzdiodenchip aus drei unterschiedlichen Chipgruppen 2, 3, 4. Beispielsweise umfasst eine Ein- heitszelle El einen rot, grün und blau emittierenden Lumines¬ zenzdiodenchip. Die jeweils verbleibenden drei Lumineszenzdi¬ odenchips aus den jeweiligen Chipgruppen sind weiteren Ein- heitszellen zugeordnet. Bis auf den Rand der optischen Anord¬ nung sind damit alle Lumineszenzdiodenchips zumindest einer Einheitszelle zugeordnet. Wiederum bis auf den Rand, sind alle Lumineszenzdiodenchips aus den Chipgruppen weiteren Ein- heitszellen zugeordnet.
Wie bei der Anordnung von Chipgruppen bzw. Lumineszenzdiodenchips in Einheitszellen eines Gitters gemäß Figur 1 sind Ab¬ stände zwischen den Lumineszenzdiodenchips innerhalb einer der Chipgruppen stets kleiner als Abstände zwischen benachbarten Chipgruppen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Chipgruppen jeweils an Eckpunkten des Gitters bzw. der einzelnen Einheitszellen El angeordnet. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optischen Anord¬ nung in einer Seitenansicht mit einem optischen Element. In der Zeichnung ist oben rechts eine Draufsicht der optischen Anordnung angedeutet. Der untere Teil zeigt eine Schnitt¬ zeichnung entlang einer Schnittgeraden Sl einer Ausführungs- form gemäß Figur 1. Die folgenden Erläuterungen lassen sich jedoch analog auch auf einer Ausführungsform nach Figur 2 übertragen .
Gezeigt ist der Träger 1 auf dem Lumineszenzdiodenchips aus drei Chipgruppen angeordnet sind. Entlang einer dem Träger 1 abgewandten Hauptabstrahlrichtung ist ein optisches Element 5 nachgeordnet, d.h. über den Chipgruppen vorgesehen. Dieses optische Element 5 umfasst Untereinheiten 51, 52 und 53, die jeweils durch Bereiche 54 voneinander getrennt sind. Bei- spielsweise sind die Untereinheiten 51, 52 trapezförmig ausgeführt. Die Untereinheiten 53 können auch andere Geometrien aufweisen und beispielsweise quaderförmig sein. Alle Untereinheiten bzw. das optische Element sind für die von den Lumineszenzdiodenchips emittierte elektromagnetische Strah¬ lung (zumindest teilweise) transparent.
Das optische Element 5 bzw. dessen Untereinheiten können auf verschiedene Art und Weise ausgestaltet werden, wie im Zusam¬ menhang mit den folgenden Figuren erläutert wird. Allen diesen Ausgestaltungen gemeinsam ist es, dass das von den Lumineszenzdiodenchips entlang der Hauptabstrahlrichtung emittierte Licht in das nachgeordnete optische Element 5 einge- koppelt wird. In der Folge wird das emittierte Licht inner¬ halb des optischen Elements umgelenkt und in einer Auskoppel¬ ebene AA ausgekoppelt. Dabei ist das optische Element, bzw. sind dessen Untereinheiten, dazu eingerichtet, das emittierte Licht zumindest teilweise zu mischen, so dass sich das von den Lumineszenzdiodenchips emittierte Licht in der Auskoppel¬ ebene AA überlagert bzw. zu einer Mischfarbe gemischt wird. Auf diese Weise werden in der Auskoppelebene AA Mischfarben abgebildet . Die jeweiligen Untereinheiten des optischen Elements sind dabei so angeordnet, dass sie im Wesentlichen jeweils eine kom¬ plette erste Einheitszelle El bedecken (siehe Abbildung oben rechts) , wenn man entlang der Hauptabstrahlrichtung auf das optische Element 5 schaut. Mit anderen Worten definieren die Untereinheiten zweite Einheitszellen E2 in der Auskoppelebene AA, die beispielsweise durch die Untereinheiten begrenzt sind. In diese zweite Einheitszellen E2 wird durch das opti¬ sche Element 5 das von den Lumineszenzdiodenchips emittierte Licht, die einer ersten Einheitszelle El zugeordnet sind, ge- mischt. Je nach Ansteuerung, beispielsweise durch einen eingestellten Intensitätswert, können unterschiedliche Farben gemischt werden und beispielsweise als Bildelemente eines An¬ zeigegerätes oder Displays verwendet werden. Dabei weist eine zweite Einheitszelle E2 eine geringere oder gleich große Flä¬ che in der Auskoppelebene AA auf, als eine Fläche einer ers¬ ten Einheitszelle El in der Einkoppelebene EE . Dies hat ins¬ besondere den Vorteil, dass die Lumineszenzdiodenchips selbst größer sein können und sich mit geringerem Montageaufwand montieren lassen. Dennoch kann mit Hilfe des optischen Elements 5 eine hohe optische Auflösung erreicht werden.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer opti- sehen Anordnung in einer Seitenansicht mit einem optischen
Element. In der Zeichnung ist oben rechts eine Draufsicht der optischen Anordnung angedeutet. Der untere Teil der Zeichnung zeigt eine Seitenansicht entlang der Schnittgeraden Sl. Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist ferner in zwei alternativen Formen A und B gezeigt. In beiden Beispielen ist eine Maske 6 auf dem optischen Element 5 gezeigt. Die Einkoppel- bzw. Aus¬ koppelebene sowie die entsprechenden Einheitszellen sind für eine bessere Darstellung nicht gezeigt, ergeben sich jedoch analog zur Figur 3.
Im Beispiel A sind Zwischenräume 11 zwischen Lumineszenzdio¬ denchips 21, 22, 31, 32 mit einem Material, wie beispiels¬ weise einem Moldmaterial , aufgefüllt. Dieses Material ist beispielsweise undurchsichtig, z.B. schwarz und für das von den Lumineszenzdiodenchips emittierte Licht nicht transpa¬ rent. Das Material kann jedoch auch transparent und zusätz¬ lich mit lichtstreuenden Partikeln durchmengt sein. Wahlweise kann sich auf einer Oberfläche 12 ein reflektives- bzw. spie¬ gelndes Material befinden.
Die Untereinheiten 51, 52 des optischen Elements 5 sind auf einer gemeinsamen Oberfläche gebildet aus den Chipgruppen 2, 3, 4 und den aufgefüllten Zwischenräumen 11 angeordnet. Die Untereinheiten 51, 52 sind in diesem Ausführungsbeispiel tra¬ pezförmig ausgestaltet, können jedoch auch andere Formen aufweisen und beispielsweise dreieckig, rechteckig usw. sein. Die Untereinheiten 51, 52 weisen ein Material, wie z.B. Par- tikel auf, dass lichtstreuend wirkt, so dass die Untereinhei¬ ten einem Diffuser entsprechen. Optional sind Außenflächen 13 mit einem reflektiven- bzw. spiegelnden Material belegt.
Zwischenräume 61 zwischen den Untereinheiten 51, 52 sind ebenfalls mit einem Material, wie beispielsweise einem Mold- material, aufgefüllt. Dieses Material ist beispielsweise lichtundurchlässig, z.B. schwarz und für das von den Lumines¬ zenzdiodenchips emittierte Licht nicht transparent. Die Fül¬ lungen zwischen den Untereinheiten bilden eine Maske 6, wobei die Untereinheiten 51, 52 Öffnungen bilden, durch die die Lumineszenzdiodenchips Licht emittieren können.
Im Beispiel B ähnelt dem Beispiel A und stellt gewissermaßen eine alternative Ausgestaltung dar. Die Zwischenräume 11 und die Maske 6 sind abweichend von Beispiel A mit einem hellen oder weißen Moldmaterial ausgeführt. Zumindest die Zwischen¬ räume 61 der Maske 6 sind aus einem absorbierenden Material ausgeführt. Optional können auch die aufgefüllten Zwischenräume 11 mit dem absorbierenden Material ausgeführt sein. Die Maske 6 kann durch Aufdrucken, Verkleben, Laminieren, mit einem Gussverfahren aufgebracht werden. Die Maske 6 kann grundsätzlich in einem Prozess auf der optischen Anordnung aufgebracht werden oder in einem getrennten Prozess hergestellt und dann aufgebracht werden.
Die Maske 6 der Beispiele A und B ergibt einen guten Schwarz¬ eindruck und erhöht damit den optischen Kontrast der opti- sehen Anordnung. Die lichtstreuenden Partikel haben den Effekt, dass sie für eine gute Durchmischung von Licht durch das optische Element 5 bzw. dessen Untereinheiten 51, 52, 55, 56 sorgen. Flächen wie die Außenflächen mit einem reflek- tiven- bzw. spiegelnden Material aber auch helles bzw. weißes Moldmaterial sorgen für eine hohe Effizienz der Durchmischung .
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer opti- sehen Anordnung in einer Seitenansicht mit einem optischen
Element. In der Zeichnung ist oben rechts eine Draufsicht der optischen Anordnung angedeutet. Der untere Teil der Zeichnung zeigt eine Seitenansicht entlang der Schnittgeraden Sl. Das Ausführungsbeispiel ähnelt dem Beispiel A aus der Figur 4 und lässt sich analog auch auf das Beispiel B übertragen. Zum einen ist eine Dicke des optischen Elements 5 bzw. der Maske 6 erhöht. Durch diese Schichtdicke lässt sich beispielsweise ein Schwarzeindruck einstellen und damit der Kontrast beein- flussen. Eine hohe Schichtdicke ergibt einen hohen Kontrast, kann aber auch zu einer geringeren Effizienz führen, wenn weniger Licht ausgekoppelt werden kann.
Ferner kann eine Oberfläche der optischen Anordnung gebildet aus einer Oberfläche der Maske 6 und des optischen Elements 5 zumindest teilweise aufgeraut sein. Eine solche Strukturie¬ rung kann etwa dadurch erreicht werden, dass Licht streuendes Material auf der Oberfläche aufgebracht wird. Beispiele sind Partikel, Halbkugeln, Rillen, Prismen und ähnliche Struktu- ren. Solche Strukturen verringern Reflexionen von Umgebungslicht an der Oberfläche und verbessern dadurch ebenfalls Schwarzeindruck und Kontrast der optischen Anordnung. Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer opti¬ schen Anordnung in einer Seitenansicht mit einem optischen Element. In der Zeichnung ist oben rechts eine Draufsicht der optischen Anordnung angedeutet. Der untere Teil der Zeichnung seigt eine Seitenansicht entlang der Schnittgeraden Sl. Das Ausführungsbeispiel entspricht dem Beispiel A der Figur 4, wobei alle Moldmaterialien schwarz bzw. so gewählt sind, dass sie einen Großteil auftreffenden Umgebungslichts absorbieren. Es sind in diesem Beispiel keine weiteren Maßnahmen wie re- flektives oder streuende Material vorgesehen. Die Abbildung oben rechts illustriert die unterschiedlichen Kontrasteindrü¬ cke im Vergleich der Figuren 4 bis 6. In diesem Ausführungsbeispiel wird vergleichsweise viel Umgebungslicht absorbiert. Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer opti¬ schen Anordnung in einer Seitenansicht mit einem optischen Element .
Gezeigt ist wiederum der Träger 1 auf dem Lumineszenzdioden- chips aus den Chipgruppen angeordnet sind. Entlang einer dem Träger 1 abgewandten Hauptabstrahlrichtung ist das optisches Element 5 nachgeordnet, d.h. über den Chipgruppen vorgesehen. Dabei ist ein Abstandshalter 7 vorgesehen. Das optische Element 5 umfasst quaderförmige Untereinheiten 51, 52 und 53, die jeweils durch Bereiche 54 voneinander getrennt sind. Die Untereinheiten 53 können auch andere Geometrien aufweisen und beispielsweise trapezförmig sein. Alle Untereinheiten bzw. das optische Element sind für die von den Lumineszenzdiodenchips emittierte elektromagnetische Strahlung (zumindest teilweise) transparent.
Die Untereinheiten 51, 52, 53 sind jeweils über den ersten Einheitszellen El angeordnet. Sie haben dabei vorzugsweise eine Kantenlänge, die ein 2,5-faches der Kantenlänge der Lu¬ mineszenzdiodenchips aufweist. Die Untereinheiten weisen ein transparentes Material auf, beispielsweise PC, PMMA, Silikon, Epoxy oder Glas und sind voneinander beabstandet.
Das von den Lumineszenzdiodenchips emittierte Licht wird in die zugeordneten Untereinheiten 51, 52, 53 eingekoppelt. Innerhalb der Untereinheiten wird das Licht durch Totalrefle¬ xion an den Wänden der Untereinheiten umgelenkt und in die Auskoppelebene AA ausgekoppelt. Ergänzend oder auch alterna¬ tiv können die Wände auch ein reflektives- bzw. spiegelndes Material aufweisen. Die Untereinheiten haben so die Funktion eines Lichtleiters. Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer opti¬ schen Anordnung in einer Seitenansicht mit einem optischen Element. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem aus Figur 7 lediglich darin, dass sich der Abstandshalter 7 jeweils nur über Teile der Unterseiten der Untereinheiten erstreckt.
Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer opti¬ schen Anordnung in einer Seitenansicht mit einem optischen Element. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von denen aus den Figuren 7 und 8 lediglich darin, dass kein Abstandshalter an den Unterseiten der Untereinheiten 51, 52, 53 vorgesehen ist und die Untereinheiten direkt auf den Chipgruppen aufliegen. Figur 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer opti¬ schen Anordnung in einer Seitenansicht mit einem optischen Element. Die Untereinheiten werden abweichend von den Figuren 7 bis 9 durch vertikale (oder auch gewinkelte) Reflektoren 57 gebildet. Bereiche zwischen den Reflektoren können mit einem transparenten Material gefüllt sein oder auch ohne jegliches Material sein. Die Reflektoren 57 sind jeweils über den ers¬ ten Einheitszellen El angeordnet und begrenzen diese. Bei- spielsweise sind die Reflektoren 57 so über den Chipgruppen angeordnet, dass sie in einer Verbindungslinie zwischen den Lumineszenzdiodenchips einer Chipgruppe zu liegen kommen. Vorteilhaft ist es, wenn eine Länge der Reflektoren im We¬ sentlichen der Kantenlänge der Lumineszenzdiodenchips ent- spricht.
Die Figuren IIA und IIB zeigen Draufsichten auf ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optischen Anordnung. In der Figur IIA sind Module 8 an Kanten der ersten Einheitszellen El auf dem Träger 1 angeordnet. Die Module 8 umfassen jeweils mehrere Chipgruppen 2, 3, 4, die jeweils unterschied¬ liche Wellenlängencharakteristiken aufweisen. Dadurch entsteht in jedem Modul 8 zum Beispiel ein sogenanntes RGB-Pixel mit Lumineszenzdiodenchips, die im Betrieb rotes, grünes und blaues Licht emittieren.
Figur IIB zeigt den Aufbau eines einzelnen Moduls 8. Dieses Modul 8 besteht aus mehreren Chipgruppen 2, 3, 4, die wiede- rum mehrere Lumineszenzdiodenchips 21, 22, 31, 32, 41, 42 um¬ fassen .
Figur 12 zeigt eine seitliche Schnittansicht der optischen Anordnung aus Figur IIA entlang der eingezeichneten Schnitt- geraden S2. Die Module 8 sind auf einem Hilfsträger 9 angebracht, zum Beispiel mittels Kleben. Anschließend werden die Module 8 samt dem Hilfsträger 9 auf dem Träger 1 positioniert und der Hilfsträger 9 wird abgelöst. Die optische Anordnung im Ausführungsbeispiel der Figur 13 weist den gleichen Aufbau wie die optische Anordnung im Aus¬ führungsbeispiel der Figur 12 auf. Der Hilfsträger 9 ist nicht abgelöst, allerdings ist er für die elektromagnetische Strahlung durchlässig. Auf der den Lumineszenzdiodenchips ab¬ gewandten Oberseite des durchlässigen Hilfsträgers 9 ist eine Montage der optischen Untereinheiten 51, 52 und 55 zum Beispiel durch Kleben oder „direct bonding" möglich. Die Figuren 14A und 14B zeigen Draufsichten auf ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optischen Anordnung.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 14A sind die Module 8 dabei an Ecken der Einheitszellen 1 auf dem Träger 1 angeordnet.
Figur 14B zeigt ein einzelnes Modul 8, welches aus mehreren Chipgruppen 2, 3, 4 zusammengesetzt ist, die wiederum mehrere Lumineszenzdiodenchips 21, 22, 31, 32, 41, 42 umfassen. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 108 776.9, deren Offenbarungsge¬ halt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
1 Träger
2 Chipgruppe
3 Chipgruppe
4 Chipgruppe
5 optisches Element
6 Maske
7 Abstandshalter
8 Modul
9 Hilfsträger
11 Zwischenraum
12 Oberfläche
13 Außenfläche
21 Lumines zenzdiodenchip
22 Lumines zenzdiodenchip
23 Lumines zenzdiodenchip
24 Lumines zenzdiodenchip
31 Lumines zenzdiodenchip
32 Lumines zenzdiodenchip
33 Lumines zenzdiodenchip
34 Lumines zenzdiodenchip
41 Lumines zenzdiodenchip
42 Lumines zenzdiodenchip
43 Lumines zenzdiodenchip
44 Lumines zenzdiodenchip
51 Untereinheit
52 Untereinheit
53 Untereinheit
54 Zwischenraum
55 Untereinheit
56 Untereinheit
57 Reflektor 61 Zwischenraum
AA Auskoppelebene
EE Einkoppelebene
El erste Einheitszelle E2 zweite Einheitszelle
51 Schnittgerade
52 Schnittgerade

Claims

Patentansprüche
1. Optische Anordnung umfassend
- eine Vielzahl erster Chipgruppen (2) aus jeweils wenigs- tens zwei gleichartigen Lumineszenzdiodenchips (21, 22) und eine Vielzahl zweiter Chipgruppen (3) aus jeweils wenigstens zwei gleichartigen Lumineszenzdiodenchips (31, 32) , wobei
- die Chipgruppen (2, 3) entlang eines regelmäßigen Git- ters aus ersten Einheitszellen (El) auf einer Hauptfläche eines gemeinsamen Trägers (1) flächig angeordnet sind und die Lumineszenzdiodenchips aus unterschiedli¬ chen Chipgruppen dazu eingerichtet sind, elektromagneti¬ sche Strahlung unterschiedlicher Wellenlängencharakte- ristik zu emittieren, wobei
- Untereinheiten (51, 52, 53, 55) eines optischen Elements (5) in Öffnungen (61) einer Maske (6) angeordnet sind, wobei
- die Lumineszenzdiodenchips innerhalb einer Chipgruppe nebeneinander angeordnet sind,
- jeder der ersten Einheitszellen (El) zumindest ein Lumineszenzdiodenchip aus einer der ersten und aus einer der zweiten Chipgruppen zugeordnet sind, und wobei
- das optische Element (5) bezüglich der Hauptabstrahl- richtung den Chipgruppen nachgeordnet und dazu einge¬ richtet ist, von den Lumineszenzdiodenchips der Chip¬ gruppen emittiertes Licht derart in zweiten Einheitszel¬ len (E2) in einer Auskoppelebene (AA) zusammenzuführen, dass mindestens eine zweite Einheitszelle (E2) eine Flä- che aufweist, die geringer oder gleich groß ist, als die
Fläche einer der ersten Einheitszellen (El) .
2. Optische Anordnung nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen Lumineszenzdiodenchips innerhalb einer Chipgruppe geringer ist, als ein Abstand zwischen Lumineszenzdiodenchips benachbarter Chipgruppen.
3. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
- wenigstens eine Vielzahl einer weiteren Chipgruppe (4) aus Lumineszenzdiodenchips (41, 42), wobei die Lumines- zenzdiodenchips der weiteren Chipgruppen dazu eingerichtet sind, elektromagnetische Strahlung mit von den ers¬ ten und zweiten Chipgruppen unterschiedlicher Wellenlängencharakteristik zu emittieren, wobei
- jeder der ersten Einheitszellen (El) zumindest ein Lumi- neszenzdiodenchip aus einer der ersten, zweiten und aus einer der weiteren Chipgruppen zugeordnet sind, das optisches Element (5) dazu eingerichtet ist, von den Lumi¬ neszenzdiodenchips der ersten, zweiten und weiteren Chipgruppen emittiertes Licht derart in zweiten Ein- heitszellen (E2) zusammenzuführen, dass mindestens eine zweite Einheitszelle (E2) eine Fläche aufweist, die ge¬ ringer oder gleich groß ist, als die Fläche einer der ersten Einheitszellen (El) . 4. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chipgruppen (2, 3,
4) jeweils zwei Lumines¬ zenzdiodenchips (21, 22, 31, 32, 41, 42) oder jeweils vier Lumineszenzdiodenchips (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 44) aufweisen.
5. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Chipgruppen (2, 3, 4) jeweils entweder zwischen Eck punkten der ersten Einheitszellen (El) angeordnet sind und die Eckpunkte der ersten Einheitszellen (El) frei von Lumineszenzdiodenchips sind, oder
- die Chipgruppen (2, 3, 4) an den Eckpunkten der ersten Einheitszellen (El) angeordnet sind.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lumineszenzdiodenchips einer Chipgruppe (2, 3, 4) direkt aneinander grenzen.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lumineszenzdiodenchips einer Chipgruppe (2, 3, 4) monolithisch miteinander ausgebildet sind.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Element (5) so eingerichtet und den Chipgruppen (2, 3, 4) nachgeordnet ist, dass jeweils emittiertes Licht von den Lumineszenzdiodenchips, die ge¬ meinsam einer der ersten Einheitszellen (El) zugeordnet sind, mittels des optischen Elements (5) in einer zweiten Einheitszelle (E2) in der Auskoppelebene (AA) zusammenge¬ führt wird.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Element (5) eine Vielzahl von Un¬ tereinheiten (51, 52, 53, 55) umfasst, die jeweils einer der ersten Einheitszellen (El) zugeordnet sind und so den Chipgruppen nachgeordnet angeordnet sind, dass die Un¬ tereinheiten entlang der Hauptabstrahlrichtung zumindest einen Teil der zugeordneten ersten Einheitszellen (El) bedecken .
10. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maske (6) durch Aufdrucken, Verkleben, La- minieren, Gießen und/oder Molden auf das optische Element (5) aufgebracht wird.
11. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf Oberflächen der Maske (6) und/oder Oberflä¬ chen des optischen Elements (5) ein reflektives Material, ein absorbierendes Material und/oder ein Licht streuendes Material aufgebracht ist.
12. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Untereinheiten (51, 52, 53, 55) im Bereich der Öffnungen (61) in der Maske (6) trapezförmig sind.
13. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Untereinheiten (51, 52, 53, 55) jeweils ei¬ nen optischen Lichtleiter (57) aufweisen, der eingerichtet ist, das von den Lumineszenzdiodenchips der Chipgruppen (2, 3, 4) emittierte Licht durch Totalreflexion an internen Oberflächen der Untereinheiten (51, 52, 53, 55) in den zweiten Einheitszellen (E2) zusammenzuführen.
14. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, wobei die Untereinheiten (51, 52, 53, 55) jeweils mindestens eine verspiegelte Oberfläche, insbesondere ei¬ nen Spiegel, aufweisen, und die eingerichtet ist, das von den Lumineszenzdiodenchips der Chipgruppen (2, 3, 4) emit¬ tierte Licht durch Reflexion in den zweiten Einheitszellen (E2) zusammenzuführen.
15. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem optischen Element (5) und den Chipgruppen (2,3,4) ein transparenter Hilfsträger (9) angeordnet ist.
16. Verfahren zur Herstellung einer optischen Anordnung nach einer der vorherigen Ansprüche, umfassend die Schritte:
- Montage von mindestens zwei Chipgruppen (2,3) auf einen Hilfsträger (9) zur Erzeugung eines Moduls (8),
- Anordnen und Befestigen des Moduls (8) auf dem Träger (1), wobei die Chipgruppen (2,3) dem Träger (1) zugewandt sind.
17. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Hilfsträger (9) von den Chipgruppen (2,3) gelöst wird.
18. Anzeigegerät, umfassend:
- eine optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und
- eine Steuereinheit zum Ansteuern der Lumineszenzdiodenchips in den Chipgruppen (2, 3, 4), wobei der gemeinsame Träger (1) eine Leiterplatte, ein Substrat und/oder eine Keramik aufweist.
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