Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2018 132 542.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Leuchtvorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung der optoelektronische Leuchtvorrichtung .

Halbleiterlichtquellen mit Kantenlängen kleiner als 100 pm und typischerweise kleiner als 25 pm sind beispielsweise aus US 6410940 Bl bekannt und werden in der Ausführung als p-n- Leuchtdioden als MikroLEDs (pLEDs) bezeichnet. Die meist auf Indiumgalliumnitrid (InGaN) basierenden, mindestens einen Quan tentopf aufweisenden MikroLEDs, weisen gegenüber Leuchtdioden konventioneller Größe oder auf Kohlenstoff basierten Leuchtdi oden (OLEDs) eine höhere Energieeffizienz auf und sind zugleich langlebig. Entsprechend vorteilhaft ist deren Anwendung für hochauflösende Displays von Mobilgeräten und für großformatige, optoelektronische Leuchtvorrichtungen .

Zur spektralen Anpassung der Lichtemission können MikroLEDs mit Wellenlängenkonvertern zu Packages verbunden werden.

Aus US 8 928 021 Bl ist eine Anordnung mit mindestens einer

MikroLED, eine diese überdeckende Lichtleitstruktur und eine Ummantelung mit einem Quantentöpfe aufweisenden Phosphormate rial als Wellenlängenkonverter bekannt.

WO 2011/082497 Al offenbart ein optoelektronisches Package mit zumindest einer bodenseitig emittierenden LED als Leuchtquelle, die auf einer Seite eines transparenten Trägersubstrats ange ordnet ist. Auf der der Leuchtquelle gegenüberliegenden Sub- stratseite befindet sich eine Phosphorschicht zur spektralen Anpassung des für den Betrachter sichtbaren Lichts. Ferner wer den Ausführungsalternativen beschrieben, für die die von der LED ausgehende elektromagnetische Strahlung vor dem Eintritt in die Phosphorschicht zunächst auf einen rückseitigen Reflektor trifft.

Des Weiteren sind Primäroptiken an LEDs, an diese unmittelbar anschließende Lichtleitelemente sowie reflektierende Strahlfüh rungen, die mit LEDs Halbleiterleuchtanordnungen bilden, be- kannt . Beispielhaft wird auf US 2016/0149 101 Al, DE 10 2017 104 871 Al, DE 10 2011 003 988 Al, DE 10 2009 033 287 Al, DE 10 2010 009 717 Al, DE 10 2011 015 726 Al, DE 10 2016 106 494 Al und DE 10 2013 218 268 Al verwiesen. Die kleinflächige aktive Schicht von MikroLEDs führt bei typi schen Anwendungen mit einer niedrigen Packungsdichte zu deut lichen Unterschieden zwischen punktuell ausgeleuchteten und dunklen Bereichen bei der Betrachtung einer einzelnen Pixelflä che. Dieser sogenannte Türschatteneffekt ( Screen-Door-Effekt ) zeigt sich besonders deutlich bei einem geringen Betrachtungs abstand und damit insbesondere bei Anwendungen wie VR-Brillen oder Videowänden mit einem großen Pixelpitch. Sub-Pixelstruk- turen werden meist dann wahrgenommen und als störend empfunden, wenn sich der Ausleuchtungsunterschied innerhalb eines Pixels periodisch über die Matrixanordnung des Displays fortsetzt.

Zur Lösung dieser Problematik wurde durch US 2017/0062674 Al vorgeschlagen, vertikal emittierende MikroLEDs mit Lichtleit körpern einzufassen, die in Betrachtungsrichtung als Diffusoren und Strahlaufweitungslinsen wirken. Dabei erstrecken sich die Lichtleitkörper zwischen optischen Isolatoren, die die Aus leuchtung benachbarter Pixel voneinander trennt . Des Weiteren beschreibt US 2016/0178907 Al ein Halbleiterdis play für das das von einer kleinflächigen Lichtquelle in Rich tung des Betrachters abgestrahlte Licht über einen sich aufwei tenden Diffusor einer pixelfüllenden Linse zugeführt wird, die im weiteren Strahlverlauf eine im Wesentlichen parallele Strahl führung erzeugt. Ein weiterer Vorschlag zur Verringerung des Türschatteneffekts mit Hilfe einer Anordnung aus Mikrolinsen und zugeordneten Blenden in Betrachtungsrichtung vor den Halb leiterlichtquellen ist aus EP 3 240 037 Al zu entnehmen.

Ferner schlägt EP 3 396 434 Al vor, zur Vergrößerung der Aus leuchtungsfläche über den die Pixelfläche nur teilweise ausfül lenden Lichtquellen Brechungsgitter anzuordnen. Weitere refrak- tive Optiken zur Verbesserung des Pixelausleuchtungsgrads wer- den durch WO 2017/139245 Al beschrieben. Alternativen benennen WO 2018/026851 Al und WO 2013/059489 Al, wobei WO 2018/026851 Al die Anwendung von phasenoptischen Komponenten offenbart. WO 2013/059489 A schlägt vor, ein plattenförmiges, transluzentes Diffusorelement in Betrachtungsrichtung in einem an den Öffnungswinkel der Lichterzeugung angepassten Abstand vor einer kleinflächigen Lichtquelle so anzuordnen, dass Pixel ausgeleuchtet aber noch optisch von den Nachbarpixein getrennt erscheinen. Dies führt zu einem in Hauptstrahlrichtung großbau enden Display und zu Intensitätsverlusten. Des Weiteren erfor- dern die voranstehend genannten Maßnahmen zur Verringerung des Türschatteneffekts separat zu positionierende optische Zusatz komponenten, die die Fertigung von MikroLEDs umfassenden opto elektronischen Leuchtvorrichtungen erschweren. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung mit mindestens einer eine Pixelteilfläche einnehmenden MikroLED den Türschatteneffekt durch möglichst we nige einzeln zu handhabende Komponenten pro Pixel zu verringern. Dabei soll die Gesamtanordnung eine geringe Bautiefe in Be trachtungsrichtung aufweisen. Zusätzlich ist ein Verfahren zur Herstellung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 bzw. durch die Merkmale von Anspruch 14, soweit dieser als unabhängiger Anspruch angesehen wird, gelöst. Die Aufgabe bzgl. des Herstel lungsverfahrens wird durch die Merkmale des Anspruch 15 gelöst. Eine erfindungsgemäße optoelektronische Leuchtvorrichtung um fasst wenigstens ein Pixel mit einem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat, auf dem optional eine Pixelmik rosteuereinheit und eine Halbleiterleuchtanordnung mit mindes tens einer MikroLED, die sich über eine Teilfläche des Pixels erstreckt, angeordnet sind, wobei eine Hauptabstrahlrichtung der Halbleiterleuchtanordnung auf ein in Betrachtungsrichtung hinter dem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat an geordnetes, rückstreuendes Flächenelement gerichtet ist, und wobei die Halbleiterleuchtanordnung ein Strahlumformelement um- fasst.

Bei der erfindungsgemäße optoelektronische Leuchtvorrichtung kann eine homogene und großflächige Ausleuchtung eines Pixels mit elektromagnetischer Strahlung, die von einer kleinformati- gen MikroLED ausgeht, dadurch erreicht werden, dass der Be trachter anstatt der Lichtquelle ein ausgeleuchtetes rückstreu endes Flächenelement betrachtet. Der Betrachter blickt dabei durch das transparente oder transluzente Trägersubstrat und so mit durch die Ebene des oder der Pixel gewissermaßen hindurch.

Bei der erfindungsgemäße optoelektronische Leuchtvorrichtung umfasst ein Pixel ein transparentes Trägersubstrat, das auch teiltransparent, d. h. transluzent, ausgebildet sein kann und beispielsweise aus Glas, Saphir oder einem transparenten Poly- mer hergestellt werden kann. Auf dem durchscheinenden Trägersub strat sind vorzugsweise eine Pixelmikrosteuereinheit und eine Halbleiterleuchtanordnung mit mindestens einer MikroLED, die sich über eine Teilfläche des Pixels erstreckt, so angeordnet, dass die Hauptabstrahlrichtung der Halbleiterleuchtanordnung auf ein in Betrachtungsrichtung hinter dem transparenten Trä gersubstrat angeordnetes, rückstreuendes Flächenelement gerich tet ist. Unter der Betrachtungsrichtung wird vorliegend die Sichtrichtung ausgehend vom Auge eines Betrachters auf die aus- geleuchtete Pixelfläche verstanden. Der Betrachter befindet sich dabei vor der Pixelfläche, die somit zwischen dem Betrach ter und dem Flächenelement liegt.

Von der Halbleiterleuchtanordnung mit mindestens einer MikroLED gelangt bevorzugt keine direkte Lichtemission zum Betrachter auge, sodass nur die vom ausgeleuchteten, rückstreuenden Flä chenelement ausgehende und durch das transparente oder transluzente Trägersubstrat hindurchtretende elektromagnetische Strahlung sichtbar ist. Demnach erzeugt die Halbleiterleuchtan- _O rdnung einen Schattenwurf, der aber aufgrund der begrenzten Flächenerstreckung der verwendeten MikroLED als klein gegenüber der ausgeleuchteten Pixelfläche vorausgesetzt wird und für den Betrachter nicht wahrnehmbar ist. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die weiteren, zur Ansteuerung der MikroLED auf dem transparenten oder transluzen ten Trägersubstrat angeordneten Komponenten aus zumindest teil lichtdurchlässigen Materialien ausgebildet. Dies betrifft ins besondere die Steuerleitungen zwischen der optionalen Pixelmik- rosteuereinheit und der MikroLED, die vorteilhafterweise aus einem Lagenverbund elektrisch leitfähiger Materialien besteht, die zugleich einen hohen optischen Transmissionsgrad aufweisen. Zu diesem Zweck können zum Beispiel strukturierte Schichten mit Kohlenstoffnanoröhrchen und durchsichtigen, elektrisch leitfä- higen Polymeren verwendet werden. Alternativ können zum Beispiel transparente, leitfähige Oxide (TCO) , wie Indiumzinnoxid, In diumzinkoxid oder In2Ü3, zu diesem Zweck ausgewählt werden.

In einer weiteren Ausführungsvariante umfassen die Leiterbahnen eine zum Beispiel opake Metallschicht. Die nur wenige Mikrometer breiten Strukturen können die Lichtdurchlässigkeit des trans parenten oder transluzenten Trägersubstrats nur geringfügig herabsetzen und für einen Betrachter nicht sichtbar sein. Zur weiteren Verringerung des Schattenwurfs kann die Pixelmik rosteuereinheit der MikroLED in einem Pixelrandbereich über den optischen Isolatoren zwischen benachbarten Pixeln angeordnet sein . Zur Verringerung der Bautiefe in Betrachtungsrichtung kann der Abstand zwischen der Halbleiterleuchtanordnung und dem rück streuenden Flächenelement in Hauptstrahlrichtung bevorzugt höchstens ein Drittel, besonders bevorzugt höchstens ein Vier tel der Pixeldiagonale, betragen. Damit können flach angelegte Abstandshalter mit entsprechend schmalen Basisflächen zwischen dem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat und dem rückstreuenden Flächenelement verwendet werden, die die Her stellung der optoelektronische Leuchtvorrichtung vereinfachen und die zusätzlich als optische Isolatoren zwischen benachbar- ten Pixeln dienen.

Ein fertigungstechnischer Vorteil kann darin bestehen, dass mikroskopisch kleine Abstandhalter in einem separaten Mikro strukturierungsprozess hergestellt und entsprechend der Halb- leiterleuchtanordnung mittels einer automatisierten Mikrohand habungseinrichtung ortsgenau auf dem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat aufgesetzt und mit diesem stoff schlüssig verbunden werden. In einem nachfolgenden Fertigungs- schritt erfolgt dann das Aufsetzen des bestückten, transparen ten oder transluzenten Trägersubstrats auf das rückstreuende Flächenelement . Zur Bereitstellung eines kleinen Abstands zwischen der Halb leiterleuchtanordnung und dem rückstreuenden Flächenelement in Verbindung mit einer großflächigen, homogenen Ausleuchtung des rückstreuenden Flächenelements, für die bevorzugt im Betrieb mindestens 80 % der Fläche des Pixels mit mindestens 50 % der Maximalstrahlungsstärke emittiert, umfasst die Halbleiter leuchtanordnung erfindungsgemäß ein Strahlumformelement .

Für eine beispielhafte Ausführung wird eine vertikal emittie rende MikroLED verwendet und das Strahlumformelement umfasst eine die Divergenz der Halbleiterleuchtanordnung vergrößernde Mikrooptik. Beispielsweise kann die Mikrooptik ein Prisma-Pro fil aufweisen und/oder ein Freiformkegel und/oder ein Lenslet- Array umfassen. Vorliegend wird unter einem Lenslet-Array eine Matrixanordnung aus Mikrolinsen (oder von zumindest kleinen Linsen) übereinstimmender Fokuslänge verstanden. Alternativ kann das Strahlumformelement eine nanooptische Komponente auf weisen, beispielsweise einen als photonischen Kristall ausge bildeten Wellenleiter. Für ein weiteres beispielhaftes Ausfüh rungsbeispiel wird eine seitlich emittierende MikroLED verwen- det und das Strahlumformelement umfasst eine kombinierte re- fraktive-reflektive Mikrooptik zur Vergrößerung und Vergleich mäßigung der Ausleuchtungsfläche auf dem rückstreuenden Flä chenelement . Gemäß einer Weitergestaltung der Erfindung weist die Oberfläche des Strahlumformelements Streupartikel auf. Alternativ oder zu sätzlich kann in die Halbleiterleuchtanordnung ein Diffusor in tegriert sein, dessen Anordnung so an die Abstrahlcharakteris tik der verwendeten MikroLED angepasst ist, dass die Lichtaus- breitung verbreitert und bevorzugt für eine nicht-zirkulare Ausleuchtung einer beispielsweise rechteckigen Fläche auf dem rückstreuenden Flächenelement angepasst ist. Ferner können strahlungsabsorbierende Komponenten in der Halbleiterleuchtan ordnung vorgesehen ein, die die Ausbildung lokaler Ausleuch- tungsmaxima abschwächen.

Möglich ist auch die Aufnahme eines Wellenlängenkonverters in Halbleiterleuchtanordnung, die zur Bildung einer vereinfacht handhabbaren Mikrobaueinheit führt. Ein solche Ausführung ist insbesondere vorteilhaft, wenn innerhalb der Halbleiter leuchtanordnung mehrere MikroLEDs mit unterschiedlichen Emis sionsspektren vorliegen. Damit ergibt sich eine alternative Ausführung für die farblich unterschiedlichen Lichtquellen, beispielsweise eine RGB-Anordnung, die durch die Zuordnung spektral unterschiedlicher Wellenlängenkonverter für einen Teil der MikroLEDs realisiert werden.

Liegen innerhalb der Halbleiterleuchtanordnung mehrere Mikro LEDs vor, können diese in einem gemeinsamen Strahlumformelement eingefasst sein. Als Alternative zu dieser vereinfachten Aus führung kann für jede MikroLED der Halbleiterleuchtanordnung ein separates Strahlumformelement vorgesehen sein, sodass die Ausleuchtungsanpassung feiner angepasst werden kann. Für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist das mindestens ei ner MikroLED zugeordnete Strahlumformelement vom rückstreuenden Flächenelement beabstandet . Die für diese Ausgestaltung vorlie gende Kavität zwischen dem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat und dem rückstreuenden Flächenelement eines Pi- xels kann vakuumiert oder luftgefüllt angelegt sein. Denkbar ist auch eine teilweise oder vollständige Ausfüllung des Be reichs zwischen dem transparenten oder transluzenten Trägersub strat und dem rückstreuenden Flächenelement mit einem optisch durchlässigen Material, das für eine vorteilhafte Weiterbildung optische Streumaterialen umfasst. Diese Ausfüllung bildet einen Lichtleiter und kann eine Immersionsflüssigkeit, ein Folienele ment, beispielsweise aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) o- der thermoplastischem Polyurethan (TPU) , oder eine Material schicht aus Silikon umfassen.

Für eine vorteilhafte Ausführung des rückstreuenden Flächenele ments weist dieses zumindest im pixelweise ausgeleuchteten Be reich eine planare Oberfläche auf. Diese wird für eine bevor zugte Ausführung diffus streuend angelegt, wobei für eine mög- liehe Realisierung eine Beschichtung mit Titanoxidpartikeln (TiOx) in einem Material mit kleinem Brechungsindex, wie bei spielsweise Epoxidharz, Silikon, Polyacrylat oder niedrigbre chendes Glas, vorliegt. Alternativ können Aluminiumoxid, Zir konoxid und Magnesiumfluorid oder organische Partikel, wie Me- thylmethacrylat , insbesondere in einer hochbrechenden Matrix, verwendet werden.

Ein gerichtet reflektierend ausgebildetes, rückstreuendes Flä chenelement, das beispielsweise durch eine Metallbeschichtung erzielt werden kann, kann dann vorteilhaft sein, wenn eine im Nichtbetrieb schwarz erscheinende optoelektronische Leuchtvor richtung, die zu einem hohen Hell-Dunkel-Kontrast führt, rea lisiert werden soll. Zu diesem oder anderen Zwecken kann auf dem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat ein Schichtaufbau mit einem Pola risator und einem l/4-Plättchen angeordnet werden, der Streu licht von außen zunächst linear polarisiert und in eine zirkular polarisierte Strahlung umwandelt. Mit der gerichteten Reflek- tion tritt eine Umkehr der zirkularen Polarisierung ein, sodass die Rückreflektion durch den Schichtaufbau nach dem Durchlaufen des l/4-Plättchens am Polarisator unterbunden wird. Nach einer Weiterbildung der Erfindung, die hierin auch in einem unabhängigen Anspruch beansprucht wird, sind zwischen dem trans parenten oder transluzenten Trägersubstrat und dem rückstreu enden Flächenelement Abstandshalter angeordnet, die zusätzlich als optische Isolatoren gegenüber benachbarten Pixeln dienen. Alle hierin genannten Merkmale können einzeln oder in Kombina tion auch bei dieser Weiterbildung vorgesehen sein.

Die Abstandhalter können somit nicht nur zur Einstellung eines definierten Abstands zwischen Trägersubstrat und rückstreuendem Flächenelement vorgesehen sein, sondern sie dienen außerdem noch als optische Isolatoren zwischen benachbarten Pixeln. Ein „Cross-Talk" zwischen benachbarten Pixeln kann dadurch redu ziert oder vermieden werden. Es kann eine diffus streuende Oberflächengestaltung der Ab standhalter vorgesehen sein, sodass diese zusätzlich zur Homo genisierung der Ausleuchtung auf dem rückstreuenden Flächenele ment beitragen. Für eine bevorzugte Ausgestaltung kann das rückstreuende Flä chenelement innerhalb eines Pixels eine örtlich angepasste Re- flektivität aufweisen. Liegen mehrere Mikro-LEDs unterschied licher Farbcharakteristik in einem Pixel vor, kann durch die Wahl der Beschichtung des rückstreuenden Flächenelements ein hoher Reflexionsgrad nur auf jene Teilbereiche beschränkt sein, für die eine farblich gleichmäßige Ausleuchtung vorliegt. Die Wahrnehmbarkeit spektral inhomogen ausgeleuchteter Teilbereiche innerhalb eines Pixels kann durch eine Beschichtung oder Ober flächengestaltung dieser Abschnitte des rückstreuenden Flächen- elements mit verringerter Reflektivität unterdrückt werden. Ferner kann der Reflexionsgrad des rückstreuenden Flächenele ments eines Pixels graduiert angepasst sein. Eine solche Aus führung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zusätzlich eine örtlich ungleichmäßige Ausleuchtungsintensität ausgeglichen werden soll. Nachfolgend werden beispielhafte Ausgestaltungsvarianten der

Erfindung im Zusammenhang mit Figurendarstellungen erläutert.

Diese zeigen, jeweils schematisch, Folgendes:

Fig . 1 zeigt eine erste Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvorrichtung .

Fig. 2 zeigt eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvorrichtung .

Fig. 3 zeigt einen Teilausschnitt einer dritten Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvor richtung in Seitenansicht.

Fig. 4 zeigt einen Teilausschnitt der dritten Variante der erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvorrichtung in Frontansicht.

Fig. 5 zeigt einen Teilausschnitt einer vierten Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvor richtung in Seitenansicht.

Fig. 6 zeigt einen Teilausschnitt einer fünften Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvor richtung in Seitenansicht.

Die Darstellung der ersten Ausführungsvariante der erfindungs- gemäßen optoelektronischen Leuchtvorrichtung 1 gemäß Figur 1 ist schematisch vereinfacht. Die optoelektronische Leuchtvor richtung 1 umfasst ein Pixel 2 mit

einem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat 3, auf dem eine Halbleiterleuchtanordnung 4 mit mindestens einer Mik- roLED 5.1, 5.2, 5.3, die sich über eine Teilfläche des Pixels

2 erstreckt, angeordnet ist. Im Einzelnen nicht dargestellt ist eine optionale Pixelmikrosteuereinheit, wobei die Funktiona lität der Pixelsteuerung auch in einer übergeordneten Einrich tung bereitgestellt sein kann. Im dargestellten Beispiel sind drei MikroLEDs gezeigt, wobei mittels der MikroLED 5.1 rotes Licht, mittels der MikroLED 5.2 grünes Licht, und mittels der MikroLED 5.3 blaues Licht erzeug bar ist. Es handelt sich bei dem Bespiel somit um ein RGB Pixel mit drei MikroLEDs. Durch entsprechende Ansteuerung der Mikro LEDs 5.1, 5.2, 5.3 kann eine große Vielfalt an Farben entspre chend dem RGB Farbmodell hergestellt werden.

Eine Hauptabstrahlrichtung 6 der Halbleiterleuchtanordnung 4 ist auf ein in Betrachtungsrichtung 7 hinter dem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat 3 angeordnetes, rückstreuen des Flächenelement 14 gerichtet ist. Die Hauptabstrahlrichtung 6 verläuft damit zumindest im Wesentlichen parallel zur Be trachtungsrichtung 7.

Für ein dargestelltes Pixel 2 befindet sich somit in Betrach tungsrichtung 7 eine Halbleiterleuchtanordnung 4 mit drei Mik roLEDs 5.1, 5.2, 5.3 auf der Rückseite eines transparenten oder transluzenten Trägersubstrats 3. Dabei erstreckt sich die Halb- leiterleuchtanordnung 4 nur über eine Teilfläche des Pixels 2, sodass ein durch die Halbleiterleuchtanordnung 4 mit der Haupt abstrahlrichtung 6 ausgeleuchtetes, rückstreuendes Flächenele ment 14 durch das transparente oder transluzente Trägersubstrat 3 hindurch großflächige elektromagnetische Strahlung zum Be- trachter emittiert.

Das rückstreuende Flächenelement 14 weist eine planare Oberflä che mit einer reflektierenden Schicht 15 auf, die für eine erste, im Einzelnen nicht dargestellte Ausführung diffus re- flektierend ausgebildet sein kann und insbesondere aus einem Materialverbund aus einem Schichtmaterial mit niedrigem Bre chungsindex, wie beispielsweise Epoxidharz, Silikon, Polyac- rylat oder einem niedrigbrechenden Glas, und Titanoxidpartikeln besteht. Für eine zweite dargestellte Ausführung liegt eine gerichtet reflektierende, durch eine Metallisierung gebildete Schicht 15 vor, die zur Verbesserung des Dunkelkontrasts in Verbindung mit einem Schichtaufbau aus Polarisator und l/4- Plättchen 22 auf dem transparenten oder transluzenten Trägersub strat 3 den Wiederaustritt des von außen einfallenden Lichts unterbindet .

Zur homogenen Ausleuchtung des rückstreuenden Flächenelements 14 umfasst die Halbleiterleuchtanordnung 4 ein Strahlumformele- ment 8, das die drei vertikal, also in Hauptabstrahlrichtung 6, emittierenden MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3 mittels einer die Diver genz der Halbleiterleuchtanordnung 4 vergrößernden Mikrooptik 9.1, 9.2 umschließt. Durch die Verstärkung der seitlichen Ab strahlung der Halbleiterleuchtanordnung 4 kann auch für einen geringen Abstand zwischen dem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat 3 und dem rückstreuenden Flächenelement 14 eine großformatige und gleichmäßige Ausleuchtung der sichtbaren Leuchtfläche erzielt werden, sodass als Mikroelemente ausgebil dete Abstandshalter 23.1, 23.2 zwischen dem transparenten oder transluzenten Trägersubstrat 3 und dem rückstreuenden Flächen- element 14 verwendet werden können. Diese werden zusätzlich als optische Isolatoren zu im Einzelnen nicht dargestellten Nach- barpixeln verwendet.

Die Abstandshalter 23.1, 23.2 können zum Beispiel für eine ver- einfachte Fertigung der erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvorrichtung 1 entsprechend zur Halbleiterleuchtanordnung 4 mit den MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3 als Mikrobaueinheiten mittels eines separaten Strukturierungsprozesses hergestellt, sodann positionsgenau auf dem transparenten oder transluzenten Trä- gersubstrat 3 angeordnet und mit diesem stoffschlüssig verbun den werden.

Das Strahlumformelement 8 ermöglicht einen verringerten Abstand zwischen der Halbleiterleuchtanordnung 4 und dem rückstreuenden Flächenelement 14 in Hauptstrahlrichtung 6, der bevorzugt höchs tens ein Drittel, besonders bevorzugt höchstens ein Viertel, der Pixeldiagonale beträgt, bei einer gleichzeitig großflächi gen, homogenen Ausleuchtung des rückstreuenden Flächenelements 14, für die bevorzugt im Betrieb mindestens 80 % der Fläche des

Pixels mit mindestens 50 % der Maximalstrahlungsstärke emit tiert. Zur Vergleichmäßigung der spektralen Emission wird be vorzugt eine Beschichtung mit niedriger Reflektivität 24.1, 24.2 auf den Teilbereichen des rückstreuenden Flächenelements 14 vorgesehen, für die eine spektral inhomogene Ausleuchtung vor liegt. Diese Teilbereiche sind in der schematisch vereinfachten Darstellung zur Verdeutlichung überdimensioniert dargestellt, wobei deren Ausdehnung mittels des Strahlumformelements 8 und einer konzentrierten Anordnung der MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3 auf eine kleine Fläche beschränkt werden kann.

Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der erfindungs gemäßen optoelektronischen Leuchtvorrichtung 1 in schematischer Vereinfachung, wobei die mit der ersten Ausführungsvariante übereinstimmenden Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Bereich zwischen dem transparenten oder transluzenten Trä gersubstrat 3, das rückseitig die Halbleiterleuchtanordnung 4 mit den MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3 und dem Strahlumformelement 8 trägt, und dem rückstreuenden Flächenelement 14 mit einem Licht leitelement 25 ausgefüllt. Zu diesem Zweck kann eine Immersi onsflüssigkeit, ein Folienelement, beispielsweise aus Ethylen- Vinylacetat-Copolymer (EVA) oder thermoplastischem Polyurethan (TPU) , oder eine Materialschicht aus Silikon verwendet werden.

Des Weiteren umfasst die in Figur 2 gezeigte Ausführungsvariante einen Abstandshalter 23.3, der auf das rückstreuende Flächen element 14 aufgesetzt oder auf diesem abgeschieden und/oder strukturiert wird. Der Abstandshalter 23.3 dient als Tragkom- ponente und zur optischen Abgrenzung zu einem Nachbarpixel. Dabei muss sich der Abstandshalter 23.3 nicht über den gesamten Pixelumfang erstrecken. Stattdessen liegt zusätzlich mindestens ein optischer Isolator 26 auf dem rückstreuenden Flächenelement 14 vor, wobei der optische Isolator 26 eine für die Barriere- funktion optisch wirksame Höhenerstreckung aufweist aber nicht bis zum transparenten oder transluzenten Trägersubstrat 3 reicht. Für eine mögliche Ausführung werden der Abstandshalter 23.3 und/oder der optische Isolator 26 durch eine lichtgesteu erte elektrophoretische Abscheidung (EPD) oder durch 3D-Druck auf dem rückstreuenden Flächenelement 14 gebildet.

Eine vorteilhaft ausgestaltete Mikrooptik 9.1 der Halbleiter leuchtanordnung 4 für MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3 in Reihenanordnung ist in den Figuren 3 und 4 als schematisch vereinfachte Seiten- und Frontansicht dargestellt. Ersichtlich ist ein strahlaufwei- tendes Prisma-Profil 10 bei Betrachtung in Richtung der seri ellen Anordnung der MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3.

Zusätzlich umfasst die Halbleiterleuchtanordnung 4 einen Dif- fusor 13, wobei die Mikrobaueinheit aus MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3, Diffusor 13 und prismatisch geformter Mikrooptik 9.1 mittels einer reflektierenden Klebstoff _S chicht 12 am transparenten oder transluzenten Trägersubstrat 3 befestigt ist. Zur Illustration der vierten Variante zeigt Fig. 5 eine Halb leiterleuchtanordnung 4 mit drei verschiedenfarbigen MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3 in Dreiecksanordnung, die von einer Mikrooptik

9.2 abgedeckt sind, welche als Freiformkegel 11 mit Streupar tikeln 16. n auf der Oberfläche oder im Volumen ausgebildet ist. Für eine im Einzelnen nicht dargestellte Ausführung liegen Streupartikel im Volumen der Mikrooptik 9,2 vor.

Fig. 6 zeigt schematisch vereinfacht eine fünfte Variante der Halbleiterleuchtanordnung 4 mit drei verschiedenfarbigen Mik- roLEDs 5.1, 5.2, 5.3, die als Seitenemitter ausgebildet sind. Das Strahlumformelement 8, das das von den MikroLEDs 5.1, 5.2, 5.3 ausgesandte Licht aufnimmt, umfasst einen nanooptischen Wellenleiter 28 und eine an diesen lateral anschließende, kom binierte refraktive-reflektive Mikrooptik 27.1, 27.2.

Für im eine Einzelnen nicht dargestellte Weiterbildung der Halb leiterleuchtanordnung 4 kann diese einen Wellenlängenkonverter umfassen. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den nachfol genden Ansprüchen.

Bezugszeichenliste

1 optoelektronische LeuchtVorrichtung

2 Pixel

3 transparentes oder transluzentes Trägersubstrat

4 Halbleiterleuchtanordnung

5.1 - 5.3 MikroLED

6 Hauptabstrahlrichtung

7 Betrachtungsrichtung

8 Strahlumformelement

9.1, 9.2 Mikrooptik

10 Prisma-Profil

11 Freiformkegel

12 Klebstoff _S chicht

13 Diffusor

14 rückstreuendes Flächenelement

15 reflektierende Schicht

16. n Streupartikel

20 gemeinsames Strahlumformelement

22 Schichtaufbau aus Polarisator und l/4-Plättchen

23.1, 23.2 Abstandshalter

23.3 Abstandshalter

24.1, 24.2 Beschichtung mit niedriger Reflektivität

25 Lichtleitelement

26 optischer Isolator

27.1, 27.2 kombinierte refraktive-reflektive Mikrooptik

28 nanooptische Wellenleiter