AT16541U1 - Lichtemittierende Anordnung mit lichtemittierendem Halbleiterelement - Google Patents

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AT16541U1 ATGM139/2017U AT1392017U AT16541U1 AT 16541 U1 AT16541 U1 AT 16541U1 AT 1392017 U AT1392017 U AT 1392017U AT 16541 U1 AT16541 U1 AT 16541U1
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Abstract

Eine lichtemittierende Anordnung (100) weist ein plattenförmiges Trägerelement in Form eines Wavers (10) sowie zumindest ein auf dem Waver (10) ausgebildetes lichtemittierendes Halbleiterelement (20) auf, wobei auf dem Wafer (1 0) zumindest eine weitere elektronische Komponente ausgebildet ist, welche Bestandteil einer Treiberelektronik (25) zum Betreiben des lichtemittierenden Halbleiterelements (20), einer intelligenten Schaltung (30, 70) zum Ansteuern des lichtemittierenden Halbleiterelements (20), einer Speicher-Komponente (75), einer Interface-Komponente (35) und/oder eines Sensorelements ist.

Description

LICHTEMITTIERENDEANORDNUNG MIT LICHTEMITTIERENDEM HALBLEITERELEMENT [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche ein plattenförmiges Trägerelement sowie zumindest ein auf dem Trägerelement ausgebildetes lichtemittierendes Halbleiterelement aufweist.
[0002] LEDs haben sich zwischenzeitlich in nahezu sämtlichen Gebieten der Beleuchtungstechnologie durchgesetzt. Im Vergleich zu klassischen Lichtquellen weisen LEDs sehr geringe Abmessungen auf, insbesondere handelt es sich um Elemente mit einer sehr geringen Bauhöhe, sodass der Platzbedarf im Vergleich zu den herkömmlichen Lichtquellen deutlich reduziert werden kann. Sollen größere leuchtende Flächen realisiert werden, so kommen oftmals Anordnungen zum Einsatz, die Platinen mit mehrerer verteilt angeordneten LEDs aufweisen. Hierdurch können sowohl flächige als auch längliche Lichtquellen in einfacher Art und Weise geschaffen werden.
[0003] Damit LEDs effizient betrieben werden können, ist es in der Regel erforderlich, die allgemein zur Verfügung stehende Netzversorgungsspannung in eine geeignete Betriebsspannung für die LEDs umzusetzen. Verantwortlich hierfür sind entsprechende Betriebsgeräte wie bspw. Konverter, die als separate Einheiten zur Verfügung stehen und in entsprechender Weise mit den LEDs bzw. den die LEDs tragenden Platinen gekoppelt werden. Derartige Betriebsgeräte weisen im Vergleich zu den LEDs eine deutlich größere Bauhöhe auf, sodass die Möglichkeiten, lichtemittierende Anordnungen hinsichtlich ihrer Höhe zu reduzieren, begrenzt sind. Wird der Konverter hingegen ausgelagert und damit entfernt von den LEDs bzw. der LED-Platine positioniert, so ist ein aufwendiges Verbinden zwischen beiden Komponenten erforderlich.
[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine neuartige Lösung zum Realisieren lichtemittierender Anordnungen anzugeben, die es gestattet, die Bauhöhe der Anordnung zu reduzieren.
[0005] Die Aufgabe wird durch eine lichtemittierende Anordnung, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0006] Die Herstellung von LEDs erfolgt bislang üblicherweise auf sogenannten Wafern, also scheibenförmigen Substraten, die aus Saphir bestehen. Ein derartiger Saphir-Wafer wird dann entsprechend bearbeitet, also z.B. mit Materialien beschichtet und durch teilweises Entfernen von Material in geeigneter Weise strukturiert, um individuelle LEDs zu bilden. In einem darauffolgenden Arbeitsschritt wird dann der Wafer entsprechend den einzelnen LEDs unterteilt, insbesondere zersägt, sodass die LEDs dann als separate Komponenten weiterverarbeitet werden. Diese einzelnen LEDs werden dann bspw. auf die bereits erwähnten Leiterplatten aufgebracht und diese dann mit der entsprechenden Treiberelektronik verbunden. In diesem Zusammenhang ist zwar bekannt, einzelne LED-Chips unmittelbar auf der Rückseite einer entsprechenden Treiberelektronik zu positionieren, auch in diesem Fall werden allerdings im ersten Schritt beide Komponenten, also Treiberelektronik und LED, separat hergestellt und in einem späteren Montageschritt miteinander verbunden.
[0007] Ausgangspunkt für die erfindungsgemäße Lösung ist nunmehr die Tatsache, dass es zwischenzeitlich auch möglich ist, LEDs nicht nur auf einem Saphir-Wafer zu realisieren, sondern bspw. auch auf einem Silizium-Wafer oder einem Gallium-Nitrit-Wafer. Die Verwendung dieser Materialien als Ausgangspunkt für die LED-Herstellung bringt dabei den Vorteil mit sich, dass entsprechende Wafer auch bereits jetzt vielfach zum Realisieren mikroelektronischer Komponenten, insbesondere zum Realisieren sog. integrierter Schaltkreise genutzt werden. Bspw. ist es bekannt, die Strukturen von Mikroprozessoren oder Speicherelementen auf derartigen Wafern aus Silizium oder Gallium-Nitrit aufzubauen.
[0008] Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, ein gemeinsames Trägerelement in Form /9
AT 16 541 U1 2019-12-15 österreichisches patentamt eines Wafers zu nutzen, auf dem nicht nur die LEDs aufgebaut werden, sondern gleichzeitig auch zusätzliche elektronische Komponenten, welche mit den LEDs Zusammenwirken. Bei diesen Komponenten kann es sich bspw. um Bestandteile einer Treiberelektronik zum Betreiben der LEDs, einer intelligenten Schaltung zum Ansteuern der LEDs, einer SpeicherKomponente, einer Interface-Komponente und/oder eines Sensorelements handeln.
[0009] Erfindungsgemäß wird also eine lichtemittierende Anordnung vorgeschlagen, welche ein plattenförmiges Trägerelement in Form eines Wafers sowie zumindest ein auf dem Wafer ausgebildetes lichtemittierendes Halbleiterelement auf weist, wobei auf dem Wafer zumindest eine weitere elektronische Komponente ausgebildet ist, welche Bestandteil einer Treiberelektronik zum Betreiben des lichtemittierenden Halbleiterelements, einer intelligenten Schaltung zum Ansteuern des lichtemittierenden Halbleiterelements, einer Speicher-Komponente, einer Interface-Komponente und/oder eines Sensorelements ist.
[0010] Dadurch, dass nunmehr ein gemeinsames Trägerelement bzw. ein gemeinsamer Wafer zum Realisieren sowohl des lichtemittierenden Halbleiterelements als auch zusätzlicher elektronischer Komponenten genutzt wird, kann der Platzbedarf für die lichtemittierende Anordnung deutlich reduziert werden. Insbesondere können lichtemittierende Anordnungen mit extrem geringer Bauhöhe realisiert werden, welche die Möglichkeit eröffnen, sehr flache Leuchten oder andere leuchtende Einheiten zu realisieren. Die erfindungsgemäße Integration von Licht und Elektronik führt zu einer extrem starken Miniaturisierung der beteiligten Komponenten, wobei aufgrund der Tatsache, dass diese in einem einheitlichen Arbeitsvorgang hergestellt werden, auch deren Zusammenwirken untereinander optimiert wird. Ferner ist auch kein separates Verbinden der elektronischen Komponenten mit dem lichtemittierenden Halbleiterelement zu einem späteren Zeitpunkt erforderlich. Stattdessen muss die erfindungsgemäße Anordnung lediglich an externe Stromversorgungsleitungen angeschlossen werden. Dies führt zu zusätzlichen Vorteilen hinsichtlich der Herstellung und Montage entsprechender Anordnungen.
[0011] Die Positionierung der zusätzlichen elektronischen Komponente an dem Wafer kann dabei in verschiedener Weise erfolgen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der weiteren elektronischen Komponente auf der gleichen Oberfläche des Wafers ausgebildet ist, auf der auch das lichtemittierende Halbleiterelement positioniert ist. Eine weitere zusätzliche elektronische Komponente oder ein weiterer Teil der elektronischen Komponente kann allerdings auch auf der dem lichtemittierenden Halbleiterelement gegenüberliegenden Seite des Wafers ausgebildet sein. Bei Verwendung eines entsprechenden sog. doppelseitigen Wafers kann dann eine Unterteilung hinsichtlich der Funktion der zusätzlichen elektronischen Komponenten vorgenommen werden. So sind bspw. bevorzugt diejenigen Komponenten, die unmittelbar für die Stromversorgung des lichtemittierenden Halbleiterelements verantwortlich sind, also bspw. Komponenten des Treibers auf der gleichen Seite wie auch das lichtemittierende Halbleiterelement angeordnet. Andere Komponenten hingegen, bspw. Bestandteile einer intelligenten Schaltung zum Ansteuern des Treibers bzw. des lichtemittierenden Halbleiterelements können dann auf der gegenüberliegenden Seite des Wafers positioniert werden.
[0012] Dabei kann vorgesehen sein, dass der Wafer einen erhöhten Randbereich aufweist, der das lichtemittierende Halbleiterelement sowie ggf. auf der gleichen Oberfläche des Wafers ausgebildete elektronische Komponenten seitlich umrahmt. Ein zusätzlicher Schutz der auf dieser Oberfläche des Wafers ausgebildeten Komponenten kann dann ferner dadurch erzielt werden, dass ein Glassubstrat vorgesehen ist, welches zumindest das lichtemittierende Halbleiterelement sowie ggf. auch auf der gleichen Oberfläche des Wafers ausgebildete elektronische Komponenten überdeckt. Dieses Glassubstrat dient also zunächst einmal dem Schutz der entsprechenden Einheiten, darüber hinausgehend kann es allerdings auch dazu benutzt werden, im Sinne einer Primäroptik das von dem lichtemittierenden Halbleiterelement abgegebene Licht zu beeinflussen. Hierfür kann das Glassubstrat entsprechende Strukturierungen bspw. in Form von Linsen oder dergleichen aufweisen, die das von dem lichtemittierenden Halbleiterelement üblicherweise in einen breiten Winkelbereich abgegebene Licht zunächst einmal bündeln oder anderweitig in gewünschterWeise beeinflussen.
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AT 16 541 U1 2019-12-15 österreichisches patentamt [0013] Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann ferner die lichtemittierende Anordnung ein Gehäuse aufweisen, welches die Unterseite sowie den Umfang des Wafers umrahmt. Dieses Gehäuse dient dann als zusätzlicher Schutz, insbesondere auch für diejenigen Komponenten, die an der Unterseite bzw. der dem lichtemittierenden Halbleiterelement gegenüberliegenden Seite des Wafers positioniert sind.
[0014] Vorzugsweise sind auf dem Wafer eine Vielzahl von lichtemittierenden Halbleiterelementen ausgebildet, wodurch eine flächige Lichtquelle realisiert werden kann. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die lichtemittierenden Halbleiterelemente in einem gleichmäßigen Raster verteilt auf dem Wafer ausgebildet sind, wobei dann die Zwischenräume zum Anordnen der zusätzlichen elektronischen Komponente genutzt werden können.
[0015] Insgesamt eröffnet die erfindungsgemäße Lösung also die Möglichkeit, äußerst kompakte und flache Anordnungen zum Erzeugen von Licht zu realisieren.
[0016] Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
[0017] Figur 1 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen lichtemittierenden Anordnung;
[0018] Figuren 2-5 weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen lichtemittierenden Anordnung und [0019] Figur 6 die Aufsicht auf ein lichtemittierendes System, welches erfindungsgemäß ausgeführt ist.
[0020] Die Figuren 1-5 zeigen Schnittdarstellungen unterschiedlicher Varianten einer erfindungsgemäßen lichtemittierenden Anordnung, wobei der Schnitt senkrecht zur Ebene des Wafers ausgeführt ist. In dieser Ansicht ist der strukturelle Aufbau, der dazu führt, dass lichtemittierende Anordnungen mit sehr geringen Bauhöhen realisiert werden können, gut erkennbar.
[0021] Zentrales tragendes Element der erfindungsgemäßen, allgemein mit dem Bezugszeichen 100 versehenen lichtemittierenden Anordnung ist also zunächst der Wafer 10, der üblicherweise scheibenförmig ausgebildet ist und das Ausgangselement zum Realisieren der erfindungsgemäßen Anordnung 100 bildet. Wie eingangs erwähnt, wurden LEDs bislang in erster Linie auf Wafern aus Saphir gebildet. Im vorliegenden Fall besteht der Wafer 10 allerdings bevorzugt aus Silizium oder Gallium-Nitrit. Auch derartige Materialien können zwischenzeitlich zum Realisieren von LEDs genutzt werden, bringen allerdings den Vorteil mit sich, dass sie bereits in der Vergangenheit vielfach zum Realisieren mikroelektronischer Komponenten genutzt wurden.
[0022] Im dargestellten Ausführungsbeispiel von Figur 1 ist also zunächst vorgesehen, dass an einer ersten Oberfläche 11 des Wafers 10, hier der sog. Oberseite des Wafers 10, lichtemittierende Halbleiterelemente in Form von LEDs 20 ausgebildet sind. Es ist für die vorliegende Erfindung unerheblich, um welche Art von LEDs es sich handelt. Im Rahmen der Erfindung können auf der Oberfläche 11 des Wafers 10 also sowohl Weißlicht-LEDs einer beliebigen Farbtemperatur als auch farbige LEDs vorgesehen sein, die dann ggf. zu LED-Clustern zusammengeführt sind, welche durch entsprechende Ansteuerung der jeweiligen Farbe ein Mischlicht einer nahezu beliebigen Farbe oder Farbtemperatur erzeugen können. Die LEDs 20 werden hierbei in bekannter Weise auf dem Wafer ausgebildet, indem dieser mit Materialien beschichtet oder entsprechend abtragend bearbeitet wird, um LED-Strukturen zu erzeugen. Für den Fall, dass mehrere LEDs 20 zum Einsatz kommen, sind diese vorzugsweise verteilt, insbesondere gleichmäßig - z.B. in Form eines Rasters - verteilt angeordnet.
[0023] Im Gegensatz zur bisherigen Vorgehensweise allerdings, bei der anschließend der Wafer nach dem Aufbauen der einzelnen LEDs unterteilt wurde und die hierbei resultierenden Einheiten dann separat als Einzel-LEDs weiterverarbeitet wurden, ist nunmehr vorgesehen, dass die LEDs 20 auf dem Wafer 10 verbleiben und zusätzlich zu den LEDs 20 auch weitere
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AT 16 541 U1 2019-12-15 österreichisches patentamt elektronische Komponenten auf dem Wafer 10 aufgebaut werden.
[0024] Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierbei die weiteren Komponenten ebenfalls auf der Oberseite 11 des Wafers 10, also auf der gleichen Seite wie auch die LEDs 20 ausgebildet. Es handelt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel einerseits um Bestandteile von Treibern 25, mit deren Hilfe die LEDs 20 betrieben werden. Andererseits sind auch Komponenten vorgesehen, die eine intelligente Schaltung 30 sowie ein Interface 35 bilden, welche ein Ansteuern der LEDs 20 sowie eine Kommunikation der lichtemittierenden Anordnung 100 mit externen Einheiten ermöglichen.
[0025] Hierbei ist klarzustellen, dass die auf dem Wafer 10 integriert ausgebildeten zusätzlichen elektronischen Komponenten auch lediglich einen Teil bspw. des Treibers, des Mikrokontrollers oder des Interfaces darstellen können und ggf. makroskopische Elemente dieser Komponenten auch als separate Bauteile an der sich insgesamt ergebenden Anordnung vorgesehen sein können. Dies betrifft bspw. die Treiber 25, welche oftmals passive elektronische Komponenten wie bspw. Kapazitäten oder Induktivitäten aufweisen. Derartige Elemente sind in der Regel nur schwer mit Hilfe mikroelektronischer Komponenten zu realisieren, wobei in diesem Fall durchaus vorgesehen sein kann, entsprechende passive Bauelemente zusätzlich an der Anordnung 100 anzuordnen. Andere Bestandteile der Treiberelektronik wie bspw. steuerbare Schalter oder dergleichen, die oftmals in Form von Transistoren realisiert werden, sowie Steuerkomponenten zum Ansteuern der steuerbaren Schalter können hingegen ohne Weiteres unmittelbar in der erfindungsgemäßen Weise auf dem Wafer 10 unmittelbar aufgebaut werden. Ferner sind auch Varianten von Treiberelektroniken bekannt, die keine passiven Bauelemente erfordern. Derartige Treiber können dann im Prinzip vollständig auf dem Wafer 10 aufgebaut werden.
[0026] Das zuvor gesagte gilt in gleicher Weise auch für das Interface 35. Auch dieses kann ggf. zusätzliche externe Elemente in Form von Anschlüssen aufweisen, die dann eine kabelgebundene Verbindung mit externen Einheiten ermöglichen. Die mikroelektronisch realisierbaren Bestandteile des Interfaces 35 hingegen werden dann wiederum in der erfindungsgemäßen Weise unmittelbar auf dem Wafer 10 ausgebildet.
[0027] Wie in Figur 1 ferner erkennbar ist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Wafer 10 an der Seite, an der die LEDs 20 sowie die weiteren elektronischen Komponenten 25, 30 bzw. 35 ausgebildet sind, zusätzlich mit einem umlaufenden Randbereich 13 versehen ist. Dieser umrahmt die auf dieser Oberfläche 11 des Wafers 10 ausgebildeten elektronischen Komponenten und dient dementsprechend als seitlicher Schutz.
[0028] Ein Schutz nach oben hin wird vorzugsweise durch ein zusätzliches Glassubstrat 50 erzielt, welches hinsichtlich seiner Abmessungen vorzugsweise in etwa der Abmessung des Wafers 10 entspricht. Dieses deckt dann die gesamte Anordnung 100 von der Oberseite her ab und schützt sowohl die LEDs 20 als auch die weiteren elektronischen Komponenten 25, 30, 35 vor äußeren Einflüssen. Gleichzeitig wird allerdings der Lichtdurchtritt für das von den LEDs 20 abgegebene Licht ermöglicht.
[0029] Letztendlich wird also insgesamt gesehen eine Anordnung 100 realisiert, welche eine extrem geringe Bauhöhe aufweist und trotz allem bereits integriert nahezu sämtliche Komponenten beinhaltet, die für eine komfortable Lichterzeugung erforderlich sind. Diese Anordnung 100 kann dann beispielsweise als sog. Light-Engine in Leuchten zum Einsatz kommen.
[0030] Anhand der Figuren 2-5 sollen nachfolgend denkbare Weiterbildungen der anhand von Figur 1 erläuterten erfindungsgemäßen Lösung vorgestellt werden. Gleiche Elemente wurden hierbei mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
[0031] Der wesentliche Unterschied der in Figur 2 dargestellten Variante besteht hierbei darin, dass der Wafer 10 nicht nur einseitig mit LEDs 20 und elektronischen Komponenten 25, 30, 35 versehen ist, sondern stattdessen ein doppelseitiger Wafer 10 zum Einsatz kommt. Auf der Oberseite 11 sind nunmehr lediglich die LEDs 20 sowie die zugehörigen Treiber 25 ausgebildet. Die Mikroprozessorarchitektur 30 und das Interface 35 hingegen sind an der den LEDs 20 gegenüberliegenden Unterseite 12 des Wafers 10 ausgebildet. Eine derartige Ausgestaltung
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AT 16 541 U1 2019-12-15 österreichisches patentamt kann dann sinnvoll sein, wenn die Packungsdichte der LEDs 20 auf der zur Lichtabgabe vorgesehenen Seite erhöht werden soll und dementsprechend der verbleibende Freiraum nicht zum Ausbilden aller weiteren elektronischen Komponenten genutzt werden kann. In diesem Fall sind vorzugsweise lediglich die Treiber 25 auf der gleichen Oberfläche des Wafers 10 ausgebildet, da diese unmittelbar mit den LEDs 20 Zusammenwirken. Die weiteren elektronischen Komponenten, hier also die Mikroprozessorarchitektur 30 und das Interface 35 sind hingegen dann an der gegenüberliegenden Unterseite 12 ausgebildet. Die Bauhöhe der gesamten Anordnung wird hierdurch insgesamt zwar etwas erhöht, liegt trotz allem aber nach wie vor noch deutlich unterhalb der Bauhöhen bisheriger Lösungen zum Realisieren lichtemittierender Anordnungen.
[0032] Figur 2 zeigt im Übrigen auch, dass die Verwendung eines Glassubstrats 10 als Abdeckung der Anordnung 100 nicht zwingend erforderlich ist. Sofern die Anordnung im späteren Einsatz durch andere Maßnahmen ausreichend geschützt ist, kann auf das Glassubstrat 10 ggf. auch verzichtet werden.
[0033] Bei der in Figur 3 dargestellten Variante, die hinsichtlich der Anordnung der LEDs 20 und der weiteren elektronischen Komponenten 25, 30, 35 der Variante von Figur 2 gleicht, ist an der Oberseite der LEDs 20 sowie der Treiber 25 wiederum ein Glassubstrat 50 vorgesehen. Dieses dient nunmehr allerdings nicht nur dem Schutz der entsprechenden Komponenten, sondern wird gleichzeitig auch als Primäroptik genutzt. Dies wird dadurch erreicht, dass an der Außenfläche des Glassubstrats 50 lichtbrechende Strukturen zur Beeinflussung des von den zugehörigen LEDs 20 abgegebenen Lichts vorgesehen sind. Im vorliegenden Fall sind die Strukturen in Form von Linsen 55 ausgebildet, wobei ggf. die Oberfläche des Glassubstrats 50, die also die Lichtabstrahlfläche der lichtemittierenden Anordnung 100 bildet, ggf. auch anders strukturiert sein könnte. Denkbar wäre bspw. auch die Ausbildung von Prismenstrukturen, Streustrukturen oder dergleichen. Die Nutzung der Abdeckung 50 als Primäroptik ist selbstverständlich auch bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 denkbar.
[0034] Die Varianten der Figuren 4 und 5 entsprechen denjenigen der Figuren 2 und 3, wobei nunmehr allerdings zusätzlich auch die Unterseite der lichtemittierenden Anordnung 100 geschützt ist. Dies wird durch den Einsatz eines zusätzlichen Gehäuses 60 ermöglicht, welches aus einer Bodenfläche 61 und einem umlaufenden Rand 62 besteht, sodass der Wafer 10 mit den daran ausgebildeten Komponenten in das Gehäuse 60 eingesetzt werden kann.
[0035] Figur 6 zeigt schließlich schematisch in Aufsicht eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung 100. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass auf den nunmehr rechteckig ausgeführten Wafer 10 nicht nur die entsprechenden LEDs 20 und die zugehörige Treiberelektronik 25 ausgebildet ist, sondern zusätzlich auch alle weiteren Komponenten, durch die ein intelligentes System zum Betreiben der LEDs geschaffen wird. Es ist also eine klassische CPUProzessoreinheit 70 vorgesehen, die neben entsprechenden Rechen-Kernen auch Speicherbzw. Cachespeichereinheiten, einen Systemkontroller sowie ein I/O-Interface aufweist. Diese Einheit 70 stellt den zentralen intelligenten Bestandteil der gesamten Anordnung dar 100, über welche eine Kommunikation mit externen Komponenten sowie eine geeignete Ansteuerung der Treiber 25 mit den zugehörigen LEDs 20 vorgenommen wird. Weiterhin können separat zu der CPU-Einheit 70 auch zusätzliche Speicherelemente 75 und die elektronischen Komponenten eines Interfaces 35 vorgesehen sein. Über dieses erfolgt dann die Kommunikation mit externen separaten Einheiten, wobei dies sowohl drahtgebunden (bspw. in Form eines USB-Anschlusses) als auch drahtlos (bspw. mittels WiFi) erfolgen kann. Derartige Anschlüsse sowie Anschlüsse für eine Stromversorgung sind dann in geeigneter Weise an dem Waver 10 angeordnet.
[0036] Anzumerken ist abschließend, dass zusätzlich zu den dargestellten Beispielen auch noch weitere elektronische Komponenten in erfindungsgemäßer Weise auf dem Wafer realisiert werden könnten. Dies betrifft insbesondere Komponenten einer Sensorik, über die bspw. Informationen über die Umgebungshelligkeit und/oder die Anwesenheit von Personen in einem zu beleuchtenden Bereich erhalten werden können. Auch hier kann in erfindungsgemäßer Weise der Platzbedarf derartiger Sensor-Elemente reduziert werden, indem diese zumindest teilweise integriert mit den LEDs auf dem Wafer ausgebildet sein können.

Claims (10)

1. Lichtemittierende Anordnung (100), aufweisend ein plattenförmiges Trägerelement in Form eines Wavers (10) sowie zumindest ein auf dem Waver (10) ausgebildetes lichtemittierendes Halbleiterelement (20), dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Wafer (10) zumindest eine weitere elektronische Komponente ausgebildet ist, welche Bestandteil einer Treiberelektronik (25) zum Betreiben des lichtemittierenden Halbleiterelements (20), einer intelligenten Schaltung (30, 70) zum Ansteuern des lichtemittierenden Halbleiterelements (20), einer Speicher-Komponente (75), einer InterfaceKomponente (35) und/oder eines Sensorelements ist.
2. Lichtemittierende Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der weiteren elektronischen Komponente auf der gleichen Oberfläche des Wafers (10) ausgebildet ist, auf der auch das lichtemittierende Halbleiterelement (20) positioniert ist.
3. Lichtemittierende Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der elektronischen Komponente auf der dem lichtemittierenden Halbleiterelement (20) gegenüberliegenden Seite des Wafers (10) ausgebildet ist.
4. Lichtemittierende Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wafer (10) einen erhöhten Randbereich (13) aufweist, der das lichtemittierende Halbleiterelement (20) sowie ggf. auf der gleichen Oberfläche des Wafers (10) ausgebildete elektronische Komponenten seitlich umrahmt.
5. Lichtemittierende Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Glassubstrat (50) aufweist, welches das lichtemittierende Halbleiterelement (20) sowie ggf. auf der gleichen Oberfläche des Wafers (10) ausgebildete elektronische Komponenten überdeckt.
6. Lichtemittierende Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Glassubstrat (50) zumindest im Bereich des lichtemittierenden Halbleiterelements (20) lichtbeeinflussende Strukturen aufweist.
7. Lichtemittierende Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den lichtbeeinflussenden Strukturen um Linsen (55) handelt.
8. Lichtemittierende Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Gehäuse (60) aufweist, welches die Unterseite sowie den Umfang des Wafers (10) umrahmt.
9. Lichtemittierende Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wafer (10) aus Silizium oder Gallium-Nitrit besteht.
10. Lichtemittierende Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Wafer (10) eine Vielzahl von lichtemittierenden Halbleiterelementen (20) ausgebildet ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022129058A1 (de) 2022-11-03 2024-05-08 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronische vorrichtung und verfahren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015082477A1 (de) * 2013-12-03 2015-06-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur herstellung eines deckelsubstrats und gehäustes strahlungsemittierendes bauelement
US20150169011A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 LuxVue Technology Corporation Display module and system applications

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3652945B2 (ja) * 1999-12-28 2005-05-25 松下電器産業株式会社 光情報処理装置
DE102010034665A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips
WO2012128270A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 株式会社村田製作所 発光素子用台座基板およびledデバイス
WO2013094700A1 (ja) * 2011-12-20 2013-06-27 シチズンホールディングス株式会社 Ledモジュール

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015082477A1 (de) * 2013-12-03 2015-06-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur herstellung eines deckelsubstrats und gehäustes strahlungsemittierendes bauelement
US20150169011A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 LuxVue Technology Corporation Display module and system applications

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