DE102018107628B4

DE102018107628B4 - Strahlungsemittierende vorrichtung

Info

Publication number: DE102018107628B4
Application number: DE102018107628.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Brick; Hubert Halbritter; Mikko Perälä
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2022-09-29
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: CN110323255A; US11415814B2; US20190302469A1; CN110323255B; DE102018107628A1

Abstract

Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) umfassend:- eine Strahlungsquelle (5),- eine Emissionsfläche (1), durch die im Betrieb Strahlung aus der Strahlungsquelle (5) hindurchtritt,- ein optisches Element (2), das der Emissionsfläche (1) in einer Abstrahlrichtung nachgeordnet ist und das zur Umlenkung der von der Emissionsfläche (1) emittierten Strahlung eingerichtet ist, wobei- die Emissionsfläche (1) eine Mehrzahl von Pixel (10) umfasst,- jedes Pixel (10) eine Mehrzahl von Subpixeln (11, 12) umfasst,- in Draufsicht auf die Emissionsfläche (1) betrachtet jedes Pixel (10) eine Teilfläche der Emissionsfläche (1) bildet und jedes Subpixel (11, 12) einen Abschnitt einer solchen Teilfläche bildet,- bei jedem Pixel (10) zumindest erste Subpixel (11) einzeln und unabhängig voneinander betreibbar sind,- zumindest einige der Pixel (10) ein oder mehrere zweite Subpixel (12) umfassen, die unabhängig von den ersten Subpixeln (11) betreibbar sind,- alle Subpixel (11, 12) eines Pixels (10) zusammen höchstens 50 % der Fläche des Pixels (10) ausmachen, sodass im gleichzeitigen Betrieb aller Subpixel (11, 12) über höchstens 50 % der Fläche des Pixels (10) Strahlung emittiert wird,- das optische Element (2) Strahlung aus den ersten Subpixeln (11) einiger Pixel (10) ausschließlich in einen ersten Raumbereich (3) lenkt,- das optische Element (2) Strahlung aus den zweiten Subpixeln (12) einiger Pixel (10) ausschließlich in einen zweiten Raumbereich (4) lenkt,- der erste (3) und der zweite (4) Raumbereich ab einem Mindestabstand von der Emissionsfläche (1) nicht miteinander überlappen,- die strahlungsemittierende Vorrichtung (100) so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb für einen Betrachter im ersten Raumbereich (3), der auf die Emissionsfläche (1) blickt, ein Bild mit einem dreidimensionalen optischen Eindruck erzeugt,- die strahlungsemittierende Vorrichtung (100) so eingerichtet ist, dass sie für einen Betrachter im zweiten Raumbereich (4), der auf die Emissionsfläche (1) blickt, ein Bild mit einem zweidimensionalen optischen Eindruck darstellt.

Description

Es wird eine strahlungsemittierende Vorrichtung angegeben.
Aus den Dokumenten US 2006 / 0 176 245 A1 , US 2016 / 0 195 731 A1 , US 2016 / 0 050 409 A1 und US 2017 / 0 163 975 A1 sind strahlungsemittierende Vorrichtungen bekannt.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine strahlungsemittierende Vorrichtung mit einem verbesserten Kontrastverhältnis anzugeben.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Die strahlungsemittierende Vorrichtung umfasst eine Strahlungsquelle und eine Emissionsfläche. Über die Emissionsfläche tritt im Betrieb der Vorrichtung Strahlung aus der Strahlungsquelle hindurch. Bei der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung handelt es sich bevorzugt um Licht im sichtbaren Spektralbereich. Die Strahlungsquelle kann einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips oder Leuchtdioden oder eine oder mehrere organische Leuchtdioden umfassen. Die Emissionsfläche kann teilweise durch die Strahlungsquelle gebildet sein. Die Emissionsfläche kann aber auch durch ein separates Element, wie zum Beispiel ein Flüssigkristallelement, gebildet sein.
Die Emissionsfläche umfasst eine Mehrzahl von Pixeln. Unter einem Pixel wird vorliegend ein Bildpunkt oder eine Bildzelle oder ein Bildelement verstanden. Ein Pixel ist ein Emissionsfeld der Emissionsfläche. Im Bereich eines angesteuerten Pixels tritt Strahlung von der Strahlungsquelle durch die Emissionsfläche hindurch. Diese Strahlung kann dann die Vorrichtung verlassen oder in weitere Komponenten der Vorrichtung eingekoppelt werden.
Die Pixel sind bevorzugt einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar. Alle Pixel der strahlungsemittierenden Vorrichtung zusammen können beispielsweise zur Darstellung eines Bildes dienen. Bei der Vorrichtung handelt es sich also bevorzugt um ein Anzeigeelement, beispielsweise um ein Display, wie zum Beispiel ein LC-Display oder einen OLED-Display.
Die Pixel sind bevorzugt in lateraler Richtung, das heißt entlang einer Richtung parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Vorrichtung oder der Emissionsfläche, nebeneinander angeordnet. Eine Haupterstreckungsebene der Vorrichtung oder der Emissionsfläche ist eine Ausgleichsebene durch die Vorrichtung oder die Emissionsfläche.
Die Emissionsfläche umfasst beispielsweise zumindest 100 oder zumindest 1000 oder zumindest 1000000 Pixel. Die Pixel können matrixartig angeordnet sein. Zum Beispiel ist jedes Pixel an einem Gitterpunkt eines Gitters, zum Beispiel eines Rechteckgitters oder eines quadratischen Gitters oder eines hexagonalen Gitters oder eines Parallelogrammgitters, angeordnet.
Jedes Pixel umfasst eine Mehrzahl von Subpixeln. Ein Subpixel ist eine Untereinheit eines Pixels. Beispielsweise umfasst jedes Pixel zumindest zwei oder zumindest fünf oder zumindest zehn oder zumindest 50 oder zumindest 100 Subpixel. Die Pixel umfassen bevorzugt alle gleich viele Subpixel.
In Draufsicht auf die Emissionsfläche betrachtet bildet jedes Pixel eine Teilfläche, insbesondere eine einfach zusammenhängende Teilfläche, der Emissionsfläche. Diese Teilfläche kann quadratisch oder rechteckig oder parallelogrammförmig oder hexagonal oder dreieckig oder kreisförmig oder ellipsenförmig ausgebildet sein. Jedes Subpixel bildet einen Abschnitt, insbesondere einen einfach zusammenhängenden Abschnitt, einer solchen Teilfläche. Die Subpixel sind den Pixeln bevorzugt eindeutig zugeordnet. Das heißt, der durch ein Subpixel gebildete Abschnitt liegt nur in einer einzigen durch ein Pixel gebildeten Teilfläche.
Anders ausgedrückt können alle Subpixel eines Pixels mit einer Kontur einer Teilfläche, beispielsweise eines Quadrats oder Rechtecks oder Parallelogramms oder Hexagons oder Dreiecks oder Kreises oder einer Ellipse eingeschlossen werden, wobei diese Kontur den Rand des Pixels beziehungsweise der durch das Pixel gebildeten Teilfläche bildet. Diese Kontur schließt bevorzugt ausschließlich Abschnitte der dem Pixel zugeordneten Subpixel ein.
Die durch unterschiedliche Subpixel gebildeten Abschnitte überlappen nicht miteinander. Die durch die Subpixel gebildeten Abschnitte können ebenfalls rechteckig oder quadratisch oder parallelogrammförmig oder hexagonal oder dreieckig oder kreisförmig oder ellipsenförmig ausgebildet sein.
Ein Pixel hat beispielsweise eine Fläche von zumindest 0,01 mm² oder zumindest 0,1 mm² oder zumindest 0,5 mm². Alternativ oder zusätzlich kann die Fläche eines Pixels höchstens 100 mm² oder höchstens 10 mm² oder höchstens 5 mm² betragen. Die Größe eines Subpixels beträgt beispielsweise zumindest 1 µm² oder zumindest 10 µm² oder zumindest 50 µm². Alternativ oder zusätzlich kann die Größe eines Subpixels höchstens 1000 µm² oder höchstens 500 µm² oder höchstens 200 µm² betragen.
Ein lateraler Abstand zwischen zwei zueinander benachbarten Pixeln beträgt zum Beispiel maximal 50 µm, insbesondere maximal 5 µm. Insbesondere sind zueinander benachbarte Pixel direkt aneinandergrenzend zueinander angeordnet.
Bei jedem Pixel sind zumindest erste Subpixel einzeln und unabhängig voneinander betreibbar. Das heißt, bevorzugt umfasst jedes Pixel mehrere erste Subpixel, die unabhängig voneinander betreibbar sind. Beispielsweise umfasst jedes Pixel zumindest zwei oder zumindest fünf oder zumindest zehn oder zumindest 50 oder zumindest 100 erste Subpixel. Die ersten Subpixel sind eine Teilmenge der Subpixel.
Beim Betrieb eines Subpixels wird über den entsprechenden Abschnitt der Emissionsfläche Strahlung emittiert. Ein Subpixel kann über elektrische Ansteuerung an- und ausgeschaltet werden. Im ausgeschalteten Zustand wird über den dem ausgeschalteten Subpixel zugeordneten Abschnitt der Emissionsfläche bevorzugt keine Strahlung oder höchstens 5 % der Strahlungsintensität des eingeschalteten Zustands emittiert. Jedes erste Subpixel kann unabhängig von den weiteren ersten Subpixeln des Pixels an- und ausgeschaltet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert ein betriebenes Subpixel über seine gesamte Fläche Strahlung. Das heißt, der einem Subpixel zugeordnete Abschnitt der Emissionsfläche ist durch den Bereich definiert, über den im eingeschalteten Zustand des Subpixels Strahlung der Strahlungsquelle aus der Emissionsfläche austritt. Insbesondere sind alle Bereiche der Emissionsfläche, über die im Betrieb Strahlung emittiert wird, Subpixeln zugeordnet. Bereiche der Emissionsfläche, die keinen Teil eines Subpixels bilden, sind nicht zur Emission von Strahlung eingerichtet.
Alle Subpixel eines Pixels machen höchstens 50 % oder höchstens 40 % oder höchstens 30 % oder höchstens 20 % oder höchstens 10 % der Fläche des Pixels aus. Folglich wird im gleichzeitigen Betrieb aller Subpixel eines Pixels über höchstens 50 % oder höchstens 40 % oder höchstens 30 % oder höchstens 20 % oder höchstens 10 % der Fläche dieses Pixels Strahlung emittiert. Dies gilt bevorzugt für mehrere, besonders bevorzugt für alle Pixel der Emissionsfläche. Alle Subpixel eines Pixels machen zusammen zum Beispiel zumindest 5 % der Fläche des Pixels aus.
Anders ausgedrückt ist höchstens der oben genannte Flächenanteil der Fläche eines Pixels zur Emission von Strahlung eingerichtet. Das heißt, mindestens 50 % oder mindestens 60 % oder mindestens 70 % oder mindestens 80 % oder mindestens 90 % der Pixelfläche ist nicht zur Emission von Strahlung eingerichtet. Über diesen wird Bereich wird im bestimmungsgemäße Betrieb keine Strahlung emittiert.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst die strahlungsemittierende Vorrichtung eine Strahlungsquelle und eine Emissionsfläche, durch die im Betrieb Strahlung aus der Strahlungsquelle hindurchtritt. Die Emissionsfläche umfasst eine Mehrzahl von Pixeln. Jedes Pixel umfasst eine Mehrzahl von Subpixeln. In Draufsicht auf die Emissionsfläche betrachtet bildet jedes Pixel eine Teilfläche der Emissionsfläche und jedes Subpixel einen Abschnitt einer solchen Teilfläche. Bei jedem Pixel sind zumindest erste Subpixel einzeln und unabhängig voneinander betreibbar. Ein betriebenes Subpixel emittiert über seine gesamte Fläche Strahlung. Alle Subpixel eines Pixels machen höchstens 50 % der Fläche des Pixels aus, so dass im gleichzeitigen Betrieb aller Subpixel über höchstens 50 % der Fläche des Pixels Strahlung emittiert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zu Grunde, dass pixelierte Emissionsflächen, beispielsweise für Autostereoskopie-Displays, häufig schlechte Kontrastverhältnisse, insbesondere schlechte Schwarzwerte aufweisen. Durch einen Füllfaktor der Pixel von höchstens 50 %, also durch eine Belegung der Pixelfläche zu höchstens 50 % mit Subpixeln, können die nicht Subpixeln zugeordneten Bereiche des Pixels zur Verbesserung des Kontrastverhältnisses oder Schwarzwerts genutzt werden.
Die strahlungsemittierende Vorrichtung umfasst weiter ein optisches Element, das der Emissionsfläche in einer Abstrahlrichtung nachgeordnet ist und das zur Umlenkung der von der Emissionsfläche emittierten Strahlung eingerichtet ist. Das optische Element kann beispielsweise ein oder mehrere Linsen oder ein oder mehrere Prismen umfassen. Das optische Element ist beispielsweise höchstens 1 cm oder höchstens 1 mm oder höchstens 100 µm von der Emissionsfläche beabstandet. Das optische Element kann in Draufsicht auf die Emissionsfläche die Emissionsfläche vollständig oder zu zumindest 80 % überdecken.
Das optische Element lenkt im Betrieb Strahlung aus den ersten Subpixeln einiger oder aller Pixel ausschließlich in einen ersten Raumbereich. Der erste Raumbereich ist bevorzugt ein einfach zusammenhängender Raumbereich. Der erste Raumbereich deckt bezüglich eines Zentrums der Emissionsfläche zum Beispiel einen Raumwinkelbereich von zumindest 0,25·π ab. Beispielsweise eine Normale auf die Emissionsfläche und durch ein Zentrum der Emissionsfläche verläuft durch den ersten Raumbereich. Der erste Raumbereich kann symmetrisch um diese Achse angeordnet sein.
Die strahlungsemittierende Vorrichtung ist so eingerichtet, dass sie im Betrieb für einen Betrachter im ersten Raumbereich, der auf die Emissionsfläche blickt, ein Bild mit einem dreidimensionalen optischen Eindruck erzeugt. Das heißt, die ersten Subpixel der Pixel sind dazu eingerichtet, im Betrieb ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Für die Wahrnehmung des dreidimensionalen Bildeindrucks im ersten Raumbereich kann ein Hilfsmittel nötig sein, beispielsweise eine Polarisationsbrille oder eine Shutterbrille. Bevorzugt ist aber kein solches Hilfsmittel nötig. Die strahlungsemittierende Vorrichtung erzeugt einen dreidimensionalen Bildeindruck zum Beispiel über Autostereoskopie.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die strahlungsemittierende Vorrichtung so eingerichtet, dass sie im Betrieb in unterschiedliche Zonen des ersten Raumbereichs unterschiedliche Perspektiven eines Bildes abbildet. Die Zonen überlappen bevorzugt nicht miteinander ab einem Mindestabstand von der Emissionsfläche. Der Mindestabstand kann zumindest 50 cm oder zumindest 1 m oder zumindest 5 m betragen. Durch die gleichzeitige Wahrnehmung zweier Perspektiven entsteht für einen Betrachter ein dreidimensionaler Bildeindruck. Beispielsweise emittiert die strahlungsemittierende Vorrichtung in n Zonen jeweils ein Bild. n ist dabei eine Zahl ≥ 2 oder ≥ 10 oder ≥ 50. Insbesondere entspricht die Anzahl von ersten Subpixeln jedes Pixels der Anzahl an Zonen. Für einen Betrachter, der mit dem einen Auge eine m-te Zone und mit dem anderen Auge eine m+1te-Zone wahrnimmt (1 ≤ m ≤ n-1), ergibt sich dann ein dreidimensionaler Bildeindruck. Beispielsweise wird in jeder der Zonen eine andere Perspektive des Bildes dargestellt.
Zumindest einige, bevorzugt alle, Pixel umfassen ein oder mehrere zweite Subpixel. Die zweiten Subpixel sind unabhängig von den ersten Subpixeln des Pixels betreibbar. Zum Beispiel sind die zweiten Subpixel eines Pixels untereinander einzeln und unabhängig voneinander betreibbar. Alternativ sind die zweiten Subpixel eines Pixels nur gemeinsam betreibbar. Die zweiten Subpixel sind eine Teilmenge der Subpixel eines Pixels. Zum Beispiel bilden die ersten Subpixel und die zweiten Subpixel eines Pixels die Gesamtmenge aller Subpixel der Pixel.
Die zweiten Subpixel sind bevorzugt größer als die ersten Subpixel, zum Beispiel zumindest 1,5-mal so groß oder zumindest doppelt so groß. Ein Abstand zwischen jedem ersten und jedem zweiten Subpixel eines Pixels beträgt beispielsweise zumindest 10 µm oder zumindest 50 µm.
Das optische Element lenkt im Betrieb Strahlung aus den zweiten Subpixeln einiger oder aller Pixel ausschließlich in einen zweiten Raumbereich.
Der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich überlappen ab einem Mindestabstand von der Emissionsfläche nicht miteinander, sind dort also disjunkt. Der Mindestabstand beträgt zum Beispiel zumindest 50 cm oder zumindest 1 m oder zumindest 5 m. Der zweite Raumbereich deckt bezüglich des Zentrums der Emissionsfläche zum Beispiel einen Raumwinkelbereich von zumindest 0,25·π ab.
Die strahlungsemittierende Vorrichtung ist so eingerichtet, dass sie im Betrieb für einen Betrachter im zweiten Raumbereich, der auf die Emissionsfläche blickt, ein Bild mit einem zweidimensionalen optischen Eindruck darstellt. Das heißt, die zweiten Subpixel aller Pixel zusammen erzeugen ein zweidimensionales Bild. An einem beliebigen Ort im zweiten Raumbereich nimmt ein Betrachter immer nur ein zweidimensionales Bild wahr.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet in Draufsicht auf die Emissionsfläche betrachtet ein Pixel oder mehrere Pixel oder alle Pixel jeweils eine parallelogrammförmige Teilfläche der Emissionsfläche. Das heißt, alle Subpixel eines Pixels sind mit der Kontur eines Parallelogramms einschließbar, wobei diese Kontur ausschließlich die dem Pixel zugeordneten Subpixel einschließt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die durch ein Pixel gebildete parallelogrammförmige Teilfläche in zumindest zwei oder genau zwei disjunkte, parallelogrammförmige Abschnitte, bevorzugt gleich große, disjunkte, parallelogrammförmige Abschnitte, unterteilbar, so dass alle ersten Subpixel des Pixels in einem ersten parallelogrammförmigen Abschnitt und alle zweiten Subpixel des Pixels in einem oder mehreren weiteren parallelogrammförmigen Abschnitten angeordnet sind. Dabei umfasst jeder parallelogrammförmige Abschnitt eine Kante, die so lang ist wie eine Kante der durch das Pixel gebildeten parallelogrammförmigen Teilfläche. Auf diese Weise sind die ersten Subpixel und die zweiten Subpixel besonders vorteilhaft voneinander getrennt, so dass eine optische Trennung bei der Abbildung der Subpixel in unterschiedliche Raumbereiche vereinfacht ist und ein Übersprechen vermieden ist.
Bevorzugt sind die ersten Subpixel und die zweiten Subpixel so angeordnet, dass, wenn man den ersten parallelogrammförmigen Abschnitt und den oder die weiteren parallelogrammförmigen Abschnitte mit maximalem Überlapp übereinander legt, die ersten Subpixel und die zweiten Subpixel nicht miteinander überlappen.
Die Parallelogramme sind bevorzugt Rechtecke.
Alternativ oder zusätzlich kann innerhalb eines Pixels jedes zweite Subpixel von jedem ersten Subpixel durch einen Mindestabstand von zumindest 1/10 der kürzesten Kantenlänge der durch das Pixel gebildeten parallelogrammförmigen Teilfläche beabstandet sein. Dies gilt bevorzugt in mehreren oder allen Pixeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Flächenbelegungsdichte mit ersten Subpixeln im ersten rechteckigen Abschnitt größer, zum Beispiel zumindest doppelt so groß, als eine Flächenbelegungsdichte mit zweiten Subpixeln in dem oder in den weiteren rechteckigen Abschnitten. Zum Beispiel machen alle ersten Subpixel im ersten rechteckigen Abschnitt zumindest 20 % oder zumindest 30 % der Fläche des ersten rechteckigen Abschnitts aus. Alle zweiten Subpixel machen zum Beispiel höchstens 20 % oder höchstens 10 % der Fläche des oder der weiteren rechteckigen Abschnitte aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Bereiche eines Pixels, insbesondere aller Pixel, die im Betrieb keine Strahlung emittieren, zumindest bereichsweise Strahlung absorbierend ausgebildet. Anders ausgedrückt sind die Bereiche der durch ein Pixel gebildeten Emissionsfläche, die nicht einem Subpixel zugeordnet sind, zumindest teilweise Strahlung absorbierend ausgebildet. Insbesondere sind diese Bereiche absorbierend für die von der Strahlungsquelle erzeugten Strahlung und/oder für Licht im sichtbaren Spektralbereich. Für diese Strahlung liegt ein Absorptionsgrad beispielsweise bei zumindest 50 % oder zumindest 75 % oder zumindest 90 %. Der Absorptionsgrad ist dabei für die Wellenlänge angegeben, bei der die Strahlung ein globales Intensitätsmaximum aufweist. Beispielsweise ist der Absorptionsgrad für eine Wellenlänge im Bereich zwischen einschließlich 500 nm und 600 nm einer der oben genannten Mindestwerte. Zum Beispiel sind die nicht durch Subpixel gebildeten Bereiche schwarz eingefärbt. Insbesondere sind zumindest 30 % der durch ein Pixel gebildeten Teilfläche Strahlung absorbierend ausgebildet.
Durch eine solche Ausgestaltung wird der Schwarzwert der strahlungsemittierenden Vorrichtung weiter verbessert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optische Element an einer der Emissionsfläche zugewandten Seite eine Strahlung absorbierende Maskierung auf. Für die Maskierung können die im vorigen Absatz genannten Eigenschaften bezüglich des Absorptionsgrades gelten. Beispielsweise gelangen höchstens 5 % der von der Emissionsfläche kommenden Strahlung durch die Maskierung hindurch. Bei der Maskierung kann es sich um eine Beschichtung, insbesondere eine schwarze Beschichtung, auf der der Emissionsfläche zugewandten Seite des optischen Elements handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überdeckt in Draufsicht auf die Emissionsfläche betrachtet die Maskierung die Bereiche eines Pixels oder einiger Pixel oder aller Pixel zumindest teilweise, über die im Betrieb keine Strahlung emittiert wird. Anders ausgedrückt überdeckt die Maskierung also die Bereiche der Emissionsfläche, die nicht Subpixeln zugeordnet sind, zumindest teilweise. „Zumindest teilweise“ heißt zum Beispiel zu zumindest 50 % oder zu zumindest 75 % oder zu zumindest 90 %.
Die Bereiche des optischen Elements, die in Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet nicht mit der Maskierung überlappen, sind beispielsweise transparent oder klarsichtig ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optische Element eine Mehrzahl von Linsen, beispielsweise von Zylinderlinsen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist einem Pixel oder einigen Pixel oder allen Pixeln jeweils zumindest eine Linse zugeordnet, beispielsweise eindeutig zugeordnet, und zur Umlenkung der aus dem Pixel austretenden Strahlung eingerichtet. In Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet überlappt eine einem Pixel zugeordnete Linse beispielsweise mit den ersten und/oder zweiten Subpixeln des Pixels.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind einem Pixel mehrere Linsen zugeordnet, zum Beispiel eindeutig zugeordnet. Das heißt, einem Pixel sind zumindest zwei Linsen zugeordnet. Bevorzugt sind einigen oder allen Pixeln jeweils zumindest zwei Linsen zugeordnet. Zumindest eine der einem Pixel zugeordneten Linse kann auch gleichzeitig einem benachbarten Pixel zugeordnet sein und in Draufsicht mit dem benachbarten Pixel überlappen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überlappt eine dem Pixel zugeordnete Linse in Draufsicht auf die Emissionsseite nur mit den ersten, insbesondere allen ersten, Subpixeln dieses Pixels und eine oder mehrere weitere dem Pixel zugeordnete Linsen in Draufsicht nur mit den zweiten Subpixeln des Pixels. Anders ausgedrückt, ist den ersten Subpixeln eine eigene Linse zugeordnet, die zur Umlenkung der aus den ersten Subpixeln kommenden Strahlung eingerichtet ist. Den zweiten Subpixeln sind eine oder mehrere weitere Linsen zugeordnet, die zur Umlenkung der aus den zweiten Subpixeln emittierten Strahlung eingerichtet sind. Bei den Linsen kann es sich um Zylinderlinsen handeln.
In dieser Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, dass die Eigenschaften der Linsen an die mit den unterschiedlichen Subpixeln zu erzeugenden Bilder angepasst werden können. Das heißt, zur Darstellung des 3D-Bildes und des 2D-Bildes können unterschiedliche Linsen verwendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Strahlungsquelle eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind einigen Pixeln unterschiedliche optoelektronische Halbleiterchips zugeordnet. Dass einem Pixel oder einem Subpixel ein optoelektronischer Halbleiterchip zugeordnet ist, bedeutet vorliegend, dass Strahlung aus diesem optoelektronischen Halbleiterchip in der durch dieses Pixel definierten Teilfläche oder in dem durch dieses Subpixel definierten Abschnitt durch die Emissionsfläche tritt. In Draufsicht auf die Emissionsfläche überdeckt die durch das Pixel gebildete Teilfläche der Emissionsfläche oder der durch das Subpixel gebildete Abschnitt des Subpixels den zugordneten optoelektronischen Halbleiterchip dann bevorzugt teilweise oder vollständig.
Beispielsweise sind jedem Pixel genau ein oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips eindeutig zugeordnet. Es können aber auch mehrere Pixel, zum Beispiel mehrere Pixel einer Reihe oder einer Spalte, durch einen einzigen Halbleiterchip gebildet sein. In diesem Fall werden diese mehreren Pixel beispielsweise jeweils durch ein Segment oder einen Bereich des Halbleiterchips gebildet.
Ferner ist es möglich, dass mehrere erste oder zweite Subpixel verschiedener Pixel und/oder innerhalb eines Pixels demselben optoelektronische Halbleiterchip zugeordnet sind.
Den unterschiedlichen Subpixeln eines Pixels können unterschiedliche Segmente oder Bereiche eines optoelektronischen Halbleiterchips zugeordnet sein.
Beispielsweise weist dazu der optoelektronische Halbleiterchip eine segmentierte aktive Schicht auf.
Alternativ ist es aber auch möglich, dass unterschiedlichen Subpixeln eines Pixels selbst unterschiedliche optoelektronischen Halbleiterchips zugeordnet sind.
Ein optoelektronischer Halbleiterchip entsteht durch Vereinzelung aus einem Waferverbund. Insbesondere weisen Seitenflächen eines optoelektronischen Halbleiterchips zum Beispiel Spuren aus dem Vereinzelungsprozess des Waferverbunds auf. Ein Halbleiterchip umfasst bevorzugt genau einen ursprünglich zusammenhängenden Bereich der im Waferverbund gewachsenen Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips ist bevorzugt zusammenhängend ausgebildet. Die laterale Ausdehnung des Halbleiterchips, gemessen parallel zur Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schicht, ist beispielsweise höchstens 1 % oder höchstens 5 % oder höchstens 10 % größer als die laterale Ausdehnung der aktiven Schicht oder der Halbleiterschichtenfolge. Der Halbleiterchip umfasst beispielsweise noch das Aufwachssubstrat, auf dem die gesamte Halbleiterschichtenfolge gewachsen ist.
Die optoelektronischen Halbleiterchips können so genannte Volumenemitter, insbesondere Flip-Chips, sein. In diesem Fall umfassen die Halbleiterchips bevorzugt noch das Aufwachssubstrat, das beispielsweise aus Saphir gebildet ist. Alternativ können die Halbleiterchips auch Oberflächenemitter, insbesondere so genannte Dünnfilm-Chips, sein. In diesem Fall ist das Aufwachssubstrat beispielsweise abgelöst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind den ersten Subpixeln und den zweiten Subpixeln eines Pixels unterschiedliche optoelektronische Halbleiterchips zugeordnet. Beispielsweise ist den ersten Subpixeln eines Pixels allen derselbe optoelektronische Halbleiterchip zugeordnet, wobei den einzelnen ersten Subpixeln dann verschiedene Segmente dieses optoelektronischen Halbleiterchips zugeordnet sind. Den zweiten Subpixeln des Pixels können ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip oder mehrere weitere optoelektronische Halbleiterchips zugeordnet sein. Zum Beispiel kann jedes zweite Subpixel eines Pixels durch einen eigenen optoelektronischen Halbleiterchip gebildet sein.
Die Realisierung der ersten Subpixel und der zweiten Subpixel eines Pixels durch zueinander verschiedene Halbleiterchips kann zum Beispiel den Vorteil mit sich bringen, dass die unterschiedlichen Halbleiterchips dann unterschiedlich stark bestromt werden können. Dadurch können beispielsweise die Leuchtdichten der ersten Subpixel und der zweiten Subpixel auf einander abgestimmt werden, so dass beim Übergang vom ersten Raumbereich in den zweiten Raumbereich die Bildhelligkeit gleichbleibend ist.
Alternativ zur Realisierung der unterschiedlichen Pixel und Subpixel durch optoelektronische Halbleiterchips ist es auch möglich, die Pixel und Subpixel durch ein Flüssigkristallelement (LC-Element) oder eine OLED-Schichtenfolge zu realisieren. Beispielsweise sind dann den einzelnen Pixeln und einzelnen Subpixeln unterschiedliche Bereiche des Flüssigkristallelements oder der OLED-Schichtenfolge zugeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist einem Pixel ein erster integrierter Schaltkreis eindeutig zugeordnet, wobei der erste integrierte Schaltkreis zur einzelnen und unabhängig elektrischen Ansteuerung der ersten Subpixel des zugehörigen Pixels eingerichtet ist. Bevorzugt ist mehreren oder allen Pixeln jeweils ein integrierter Schaltkreis auf diese Weise eindeutig zugeordnet. Bei dem integrierten Schaltkreis kann es sich um einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (Englisch: ASIC) handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die zweiten Subpixel des Pixels im Betrieb von einer anderen elektronischen Komponente als dem ersten integrierten Schaltkreis gesteuert. Die zweiten Subpixel eines Pixels können durch Drahtkontaktierungen angesteuert sein. Es ist aber auch möglich, dass die zweiten Subpixel durch einen weiteren integrierten Schaltkreis des Pixels angesteuert werden. Ein Vorteil der Ansteuerung über unterschiedliche elektronische Komponenten liegt darin, dass dann die ersten Subpixel und die zweiten Subpixel zum Beispiel mit unterschiedlichen Stromstärken bestromt werden können, wodurch wiederum unterschiedliche Leuchtdichten der ersten Subpixel und der zweiten Subpixel erreicht werden können.
Alternativ zur Ansteuerung der ersten Subpixel und der zweiten Subpixel eines Pixels über unterschiedliche elektronische Komponenten ist es auch denkbar, die ersten Subpixel und die zweiten Subpixel über denselben integrierten Schaltkreis anzusteuern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind einige Subpixel, bevorzugt alle Subpixel, dazu eingerichtet, Licht im blauen und/oder grünen und/oder roten Spektralbereich zu emittieren.
Insbesondere ist jedes Subpixel eine RGB-Einheit. Dazu kann jedes Subpixel wiederum in zumindest drei Sub-Subpixel unterteilt sein, die im Betrieb jeweils Licht in unterschiedlichen Farben emittieren. Mittels separaten Ansteuerns unterschiedlicher Sub-Subpixel sind somit die Helligkeit und der Farbort der aus einem Subpixel austretenden Strahlung einstellbar.
Die Realisierung unterschiedlicher Farben eines Sub-Subpixels kann durch Konversionselemente oder unterschiedliche Zusammensetzungen von Halbleiterschichtenfolgen erreicht werden.
Es ist möglich, dass gleichartigen Sub-Subpixeln, das heißt gleiche Farbe emittierende Sub-Subpixel, von Subpixeln verschiedener Pixel und/oder innerhalb eines Pixels demselben optoelektronischen Halbleiterchip zugeordnet sind. Zum Beispiel sind alle roten Sub-Subpixel der ersten Subpixel oder der zweiten Subpixel einer Pixelreihe oder eines Pixels demselben Halbleiterchip zugeordnet. Entsprechendes kann für grüne und/oder blaue Sub-Subpixel gelten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die optoelektronische Vorrichtung ein autostereoskopisches Display. Das Display kann beispielsweise als Smartphone-Display oder TV-Display oder Kinoleinwand eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine hier beschriebene strahlungsemittierende Vorrichtung unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer strahlungsemittierenden Vorrichtung in Draufsicht auf die Emissionsfläche,
2A, 2B, 3A, 3B Ausschnitte aus Ausführungsbeispielen der strahlungsemittierenden Vorrichtung in Draufsicht auf die Emissionsfläche,
2C, 2B, 3C, 3D Ausschnitte aus Ausführungsbeispielen der strahlungsemittierenden Vorrichtung in Querschnittsansicht,
4 ein Ausführungsbeispiel der strahlungsemittierenden Vorrichtung in Querschnittsansicht,
5 ein Ausführungsbeispiel des optischen Elements in Querschnittsansicht.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der strahlungsemittierenden Vorrichtung 100 in Draufsicht auf eine Emissionsfläche 1 der Vorrichtung 100. Die Emissionsfläche 1 umfasst eine Mehrzahl von Pixeln 10, die einzeln und unabhängig ansteuerbar sind. Durch gezieltes Ansteuern der Pixel 10 kann ein Bild dargestellt werden. Vorliegend sind die Pixel 10 so angesteuert, dass die strahlungsemittierende Vorrichtung 100 einen Pfeil dargestellt.
Die Emissionsfläche 1 ist von einem optischen Element 2 überdeckt (als gestricheltes Rechteck dargestellt). Das optische Element 2 dient zur Umlenkung der von der Emissionsfläche 1 emittierten Strahlung.
In der 2A ist ein Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel der strahlungsemittierenden Vorrichtung 100 in Draufsicht auf die Emissionsfläche 1 dargestellt. Der Ausschnitt zeigt ein einzelnes Pixel 10. Das Pixel 10 umfasst erste Subpixel 11 und zweite Subpixel 12 (durch gestrichelte Kästchen angedeutet). Die Subpixel 11, 12 wiederum umfassen jeweils drei Sub-Subpixel 111, 121, über die rote, grüne und blaue Strahlung emittiert werden kann. Je nachdem welche der Sub-Subpixel 111, 112 angesteuert werden, kann also die Farbe der von den Subpixeln 11, 12 emittierten Strahlung eingestellt werden.
Die ersten Subpixel 11 sind unabhängig voneinander und unabhängig von den zweiten Subpixeln 12 ansteuerbar. Dazu ist den ersten Subpixeln 11 ein gemeinsamer integrierter Schaltkreis 6 zugeordnet, über die die ersten Subpixel 11 angesteuert werden. Die zweiten Subpixel 12 werden nicht über diesen integrierten Schaltkreis 6 angesteuert, sondern von einer anderen elektronischen Komponente (nicht dargestellt). Ein angesteuertes Subpixel 11, 12 emittiert über seine gesamte Fläche Strahlung. Das Pixel 10 ist dabei so gestaltet, dass die Fläche aller Subpixel 11, 12 höchstens 50 % der Fläche des gesamten Pixels 10 einnimmt.
Das Pixel 10 der 2A ist in genau zwei rechteckige Abschnitte 10a, 10b unterteilbar, wobei die ersten Subpixel 11 alle im ersten Abschnitt 10a und die zweiten Subpixel 12 alle im zweiten Abschnitt 10b angeordnet sind. Die örtliche Trennung der ersten Subpixel 11 von den zweiten Subpixeln 12 erleichtert eine unabhängige optische Abbildung dieser Subpixel 11, 12 in unterschiedliche Raumbereiche.
In der 2B ist der gleiche Ausschnitt wie in der 2A gezeigt, nur dass das Pixel 10 nun zusätzlich von einem optischen Element 2 überdeckt ist. Das optische Element 2 umfasst eine Vielzahl von Linsen 21. Jedem Pixel 10 ist eine Linse 21 eineindeutig zugeordnet. Das in der 2B dargestellte Pixel 10 ist also von genau einer Linse 21 überdeckt. Bei der Linse 21 handelt es sich zum Beispiel um eine Zylinderlinse.
Weiter ist zu erkennen, dass die Linse 21 eine Maskierung 20 aufweist, die sich beispielsweise auf der der Emissionsfläche 1 zugewandten Seite der Linse 21 befindet. Die Maskierung 20 überdeckt dabei Bereiche der Emissionsfläche 1 beziehungsweise des Pixels 10, die nicht durch erste 11 oder zweite 12 Subpixel gebildet sind. Die Maskierung 20 ist insbesondere Strahlung absorbierend ausgebildet und dient zur Verbesserung des Schwarzwertes oder des Kontrastes des Pixels 10 sowie zur optischen Trennung der ersten Subpixel 11 und der zweiten Subpixel 12.
In der 2C ist der Ausschnitt der 2B in Querschnittsansicht dargestellt. Dabei handelt es sich um die Querschnittsansicht beim Schnitt durch die in der 2B gezeigten Schnittlinien AA'. Zu erkennen ist in dieser Ansicht, dass die strahlungsemittierende Vorrichtung 100 noch eine Strahlungsquelle 5 umfasst. Strahlung aus der Strahlungsquelle 5 tritt im Betrieb durch die Emissionsfläche 1 und das optische Element 2, was zur Darstellung eines Bildes führt. Vorliegend umfasst die Strahlungsquelle 5 erste optoelektronische Halbleiterchips 51, wobei jedem Pixel 10 ein erster optoelektronischer Halbleiterchip 51 eindeutig zugeordnet ist.
Das in der 2C dargestellte Pixel 10 ist hier teilweise durch eine Oberfläche des ersten optoelektronischen Halbleiterchips 51, des integrierten Schaltkreises 6 und eines Trägers 7 gebildet ist. Der erste optoelektronische Halbleiterchip 51 ist beispielsweise ein segmentierter Halbleiterchip. Die einzelnen Segmente des ersten optoelektronischen Halbleiterchips 51 sind mittels des integrierten Schaltkreises 6 einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar. Die einzelnen Segmente bilden die Sub-Subpixel 111 und die ersten Subpixel 11.
Ferner ist in der 2C zu erkennen, dass dem Pixel 10 in einer Abstrahlrichtung eine Zylinderlinse 21 nachgeordnet und eindeutig zugeordnet ist. Die Zylinderlinse 21 umfasst an der dem ersten optoelektronischen Halbleiterchip 51 zugewandten Seite die Maskierung 20. Die Zylinderlinse 21 dient insbesondere dazu, die über die einzelnen ersten Subpixel 11 emittierte Strahlung in unterschiedliche Zonen eines ersten Raumbereiches zu lenken, so dass die strahlungsemittierende Vorrichtung 100 ein autostereoskopisches Display bildet.
In der 2D ist eine Querschnittsansicht der 2B beim Schnitt entlang der Linie BB' dargestellt. Den zweiten Subpixeln 12 sind zweite optoelektronische Halbleiterchips 52 eindeutig zugeordnet. Die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 52 sind wiederum Teil der Strahlungsquelle 5. Die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 52 können jeweils wiederum segmentiert sein, wobei jedes Segment der zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 52 dann ein Sub-Subpixel 121 des zweiten Subpixels 12 bildet. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass jedes Sub-Subpixel 121 der zweiten Subpixel 12 selbst durch einen eigenen zweiten optoelektronischen Halbleiterchip 52 gebildet ist.
Die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 52 sind auf demselben Träger 7 wie die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 51 angeordnet. Die elektrische Kontaktierung der zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 52 erfolgt durch eine andere elektronische Komponente als dem integrierten Schaltkreis 6. Vorliegend sind die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 52 über Kontaktdrähte an den Träger 7 angeschlossen. Dadurch dass die ersten Subpixel 11 und die zweiten Subpixel 12 durch unterschiedliche optoelektronische Halbleiterchips 51, 52 realisiert sind und über unterschiedliche elektronische Komponenten elektrisch kontaktiert sind, können die Leuchtdichten, die durch die ersten Subpixel 11 und die zweiten Subpixel 12 erreicht werden, individuell eingestellt werden.
Die von den zweiten Subpixeln 12 emittierte Strahlung wird mit der Zylinderlinse 21 in einen zweiten Raumbereich gelenkt. Der zweite Raumbereich umgibt dabei den ersten Raumbereich, in den die Strahlung aus den ersten Subpixeln 11 gelenkt wird. Dies ist insbesondere dadurch realisiert, dass die zweiten Halbleiterchips 52 weiter außen auf dem Träger 7 angeordnet sind als die ersten Halbleiterchips 51.
In der 3A ist ein Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungsbeispiel der strahlungsemittierenden Vorrichtung 100 dargestellt. Bei dem Ausschnitt handelt es sich wiederum um die Draufsicht auf ein einzelnes Pixel 10. Im Unterschied zur 2A sind die ersten Subpixel 11 und die zweiten Subpixel 12 auf einem gemeinsamen integrierten Schaltkreis 6 angeordnet. Das heißt, die elektrische Kontaktierung der ersten Subpixel 11 und der zweiten Subpixel 12 erfolgt über dieselbe elektronische Komponente. Außerdem sind die zweiten Subpixel 12 näher aneinander angeordnet und zur Mitte der Pixelfläche hin verschoben.
In der 3B ist im Vergleich zur 3A zusätzlich das optische Element 2 eingezeichnet, das die Emissionsfläche 1 überdeckt. Vorliegend sind einem Pixel 10 drei Linsen 21 zugeordnet. Eine erste Linse 21 überdeckt ausschließlich die ersten Subpixel 11 des Pixels 10, eine zweite und eine dritte Linse 21 überdecken ausschließlich die zweiten Subpixel 21. Die zweite und dritte Linse 21 überdecken außerdem zweite Subpixel 12 benachbarter Pixel (nicht eingezeichnet). Durch Verwendung unterschiedlicher Linsen 21 zur Abbildung der Strahlung aus den unterschiedlichen Subpixeln 11, 12 ist ein weiterer Freiheitsgrad zur Abbildung der von den Subpixeln 11, 12 emittierten Strahlung erreicht. Die Linsen 21 weisen wieder an ihrer der Emissionsfläche 1 zugewandten Seite eine Maskierung 20 zur Erhöhung des Kontrastverhältnisses beziehungsweise des Schwarzwertes auf.
In den 3C und 3D sind wiederum Querschnittsansichten beim Schnitt entlang der Linien AA' und BB' aus der 3B gezeigt.
In der 4 ist ein Ausführungsbeispiel der strahlungsemittierenden Vorrichtung 100 in Querschnittsansicht dargestellt. Die strahlungsemittierende Vorrichtung 100 emittiert im Betrieb Strahlung aus Pixeln 10 der Emissionsfläche 1. Die Emissionsfläche 1 ist einer Strahlungsquelle 5 in Abstrahlrichtung nachgeordnet. Die Strahlung aus der Strahlungsquelle 5 tritt durch die Emissionsfläche 1 hindurch. Diese Strahlung wird über das optische Element 2, umfassend mehrere Linsen 21, in unterschiedliche Raumbereiche 3, 4 gelenkt. Insbesondere ist das optische Element 2 so eingerichtet, dass Strahlung aus den ersten Subpixeln 11 überwiegend in einen ersten Raumbereich 3 gelenkt wird und Strahlung aus den zweiten Subpixeln 12 überwiegend in einen zweiten Raumbereich 4 gelenkt wird. Bei der hier erwähnten Strahlung handelt es sich insbesondere um sichtbares Licht.
Ein Betrachter, der im ersten Raumbereich 3 auf die Emissionsfläche 1 blickt, nimmt ein dreidimensionales Bild war. Dies ist dadurch realisiert, dass das optische Element 2 Licht aus unterschiedlichen ersten Subpixeln 11 in unterschiedliche Zonen 30 des ersten Raumbereichs 3 lenkt. In jeder Zone 30 wird beispielsweise eine andere Perspektive eines Bildes abgebildet. Nimmt der Betrachter mit dem einen Auge ein Bild aus einer Zone 30 und mit dem anderen Auge ein Bild aus einer dazu benachbarten Zone 30 wahr, so ergibt sich für ihn ein dreidimensionaler Bildeindruck.
Ein Betrachter, der an irgendeinem Ort im zweiten Raumbereich 4 auf die Emissionsfläche 1 blickt, nimmt dagegen immer nur ein zweidimensionales Bild wahr. Beispielsweise ist das von den zweiten Subpixeln 12 der strahlungsemittierenden Vorrichtung 100 erzeugte Bild, das mittels des optischen Elements 2 in den zweiten Raumbereich 4 gelenkt wird, überall im zweiten Raumbereich 4 gleich.
In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des optischen Elements 2 in Querschnittsansicht gezeigt. Vorliegend umfasst dieses mehrere Linsen 21, die zum Beispiel einstückig oder integral miteinander ausgebildet sind. Zwischen den Linsen 21 sind Einkerbungen, die mit der Maskierung 20 aufgefüllt sind.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Emissionsfläche
2: optisches Element
3: erster Raumbereich
4: zweiter Raumbereich
5: Strahlungsquelle
6: integrierter Schaltkreis
7: Träger
10: Pixel
10a: erster rechteckiger Abschnitt
10b: weiterer rechteckiger Abschnitt
11: erstes Subpixel
12: zweites Subpixel
20: Maskierung
21: Linse
51: erster Halbleiterchip
52: zweiter Halbleiterchip
100: strahlungsemittierende Vorrichtung
111: Sub-Sub-Pixel
121: Sub-Sub-Pixel

Claims

Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) umfassend: - eine Strahlungsquelle (5), - eine Emissionsfläche (1), durch die im Betrieb Strahlung aus der Strahlungsquelle (5) hindurchtritt, - ein optisches Element (2), das der Emissionsfläche (1) in einer Abstrahlrichtung nachgeordnet ist und das zur Umlenkung der von der Emissionsfläche (1) emittierten Strahlung eingerichtet ist, wobei - die Emissionsfläche (1) eine Mehrzahl von Pixel (10) umfasst, - jedes Pixel (10) eine Mehrzahl von Subpixeln (11, 12) umfasst, - in Draufsicht auf die Emissionsfläche (1) betrachtet jedes Pixel (10) eine Teilfläche der Emissionsfläche (1) bildet und jedes Subpixel (11, 12) einen Abschnitt einer solchen Teilfläche bildet, - bei jedem Pixel (10) zumindest erste Subpixel (11) einzeln und unabhängig voneinander betreibbar sind, - zumindest einige der Pixel (10) ein oder mehrere zweite Subpixel (12) umfassen, die unabhängig von den ersten Subpixeln (11) betreibbar sind, - alle Subpixel (11, 12) eines Pixels (10) zusammen höchstens 50 % der Fläche des Pixels (10) ausmachen, sodass im gleichzeitigen Betrieb aller Subpixel (11, 12) über höchstens 50 % der Fläche des Pixels (10) Strahlung emittiert wird, - das optische Element (2) Strahlung aus den ersten Subpixeln (11) einiger Pixel (10) ausschließlich in einen ersten Raumbereich (3) lenkt, - das optische Element (2) Strahlung aus den zweiten Subpixeln (12) einiger Pixel (10) ausschließlich in einen zweiten Raumbereich (4) lenkt, - der erste (3) und der zweite (4) Raumbereich ab einem Mindestabstand von der Emissionsfläche (1) nicht miteinander überlappen, - die strahlungsemittierende Vorrichtung (100) so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb für einen Betrachter im ersten Raumbereich (3), der auf die Emissionsfläche (1) blickt, ein Bild mit einem dreidimensionalen optischen Eindruck erzeugt, - die strahlungsemittierende Vorrichtung (100) so eingerichtet ist, dass sie für einen Betrachter im zweiten Raumbereich (4), der auf die Emissionsfläche (1) blickt, ein Bild mit einem zweidimensionalen optischen Eindruck darstellt.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, die so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb in unterschiedliche Zonen (30) des ersten Raumbereichs (3) unterschiedliche Perspektiven eines Bildes abbildet, wobei durch die gleichzeitige Wahrnehmung zweier Perspektiven für einen Betrachter ein dreidimensionaler Bildeindruck entsteht.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei - in Draufsicht auf die Emissionsfläche (1) betrachtet ein Pixel (10) eine parallelogrammförmige Teilfläche der Emissionsfläche (1) bildet, - die durch ein Pixel (10) gebildete parallelogrammförmige Teilfläche in zumindest zwei disjunkte parallelogrammförmige Abschnitte (10a, 10b) unterteilbar ist, sodass alle ersten Subpixel (11) in einem ersten parallelogrammförmigen Abschnitt (10a) und alle zweiten Subpixel (12) in einem oder mehreren weiteren parallelogrammförmigen Abschnitten (10b) angeordnet sind, wobei jeder parallelogrammförmige Abschnitt (10a, 10b) eine Kante umfasst, die so lang ist wie eine Kante der durch das Pixel (10) gebildeten parallelogrammförmigen Teilfläche.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei eine Flächenbelegungsdichte mit ersten Subpixeln (11) im ersten parallelogrammförmigen Abschnitt (10a) größer als eine Flächenbelegungsdichte mit zweiten Subpixeln (12) in dem oder in den weiteren parallelogrammförmigen Abschnitten (10b) ist.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bereiche eines Pixels (10), die im Betrieb keine Strahlung emittieren, zumindest bereichsweise Strahlung absorbierend ausgebildet sind.
Strahlungsemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das optische Element (2) an einer der Emissionsfläche (1) zugewandten Seite eine Strahlung absorbierende Maskierung (20) aufweist, - die Maskierung (20) in Draufsicht auf die Emissionsfläche (1) betrachtet die Bereiche eines Pixels (10) zumindest teilweise überdeckt, über die im Betrieb keine Strahlung emittiert wird.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das optische Element (2) eine Mehrzahl von Linsen (21) umfasst, - einem Pixel (10) zumindest eine Linse (21) zugeordnet und zur Umlenkung der aus dem Pixel (10) austretenden Strahlung eingerichtet ist.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Anspürche, wobei - einem Pixel (10) mehrere Linsen (21) zugeordnet sind, - eine dem Pixel (10) zugeordnete Linse (21) in Draufsicht auf die Emissionsfläche (1) nur mit den ersten Subpixeln (11) des Pixels (10) überlappt und eine oder mehrere weitere dem Pixel (10) zugeordneten Linsen (20) in Draufsicht nur mit den zweiten Subpixeln (12) des Pixels (10) überlappen.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Strahlungsquelle (5) eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips (51, 52) umfasst, - einigen Pixeln (10) unterschiedliche optoelektronische Halbleiterchips (51, 52) zugeordnet sind.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei den ersten Subpixeln (11) und den zweiten Subpixeln (12) eines Pixels (10) unterschiedliche optoelektronische Halbleiterchips (51, 52) zugeordnet sind.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einem Pixel (10) ein erster integrierter Schaltkreis (6) eindeutig zugeordnet ist, wobei der erste integrierte Schaltkreis (6) zur einzelnen und unabhängigen elektrischen Ansteuerung der ersten Subpixel (11) des Pixels (10) eingerichtet ist.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach Anspruch 11, wobei die zweiten Subpixel (12) des Pixels (10) im Betrieb von einer anderen elektronischen Komponente als dem ersten integrierten Schaltkreis (6) gesteuert werden.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einige Subpixel (11, 12) dazu eingerichtet sind, Licht im blauen und/oder grünen und/oder roten Spektralbereich zu emittieren.
Strahlungsemittierende Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die strahlungsemittierende Vorrichtung (100) ein autostereoskopisches Display ist.