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Die Erfindung betrifft ein Modul für eine Videowand gemäß Patentanspruch 1, eine Anordnung mit zwei Modulen gemäß Patentanspruch 7 und ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung mit wenigstens zwei Modulen gemäß Patentanspruch 13.
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Aus
US 2014/0159043 A1 ist ein aktives Matrixdisplay bekannt, wobei Leuchtdioden mithilfe von TFT-Transistorschaltungen einzeln ansteuerbar sind. Das Display weist einen mittigen Bereich auf, in dem die Leuchtdioden angeordnet sind. Zudem sind seitlich an gegenüberliegenden Seiten freie Flächen auf dem Display vorgesehen, wobei in den freien Flächen Steuerschaltungen zur Ansteuerung der TFT-Transistorschaltungen der LEDs vorgesehen sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Modul, eine verbesserte Anordnung mit wenigstens zwei Modulen und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Anordnung mit wenigstens zwei Modulen bereitzustellen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Modul gemäß Patentanspruch 1, die Anordnung gemäß Patentanspruch 7 und das Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Ausführungsformen des Moduls, der Anordnung und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein Vorteil des beschriebenen Moduls besteht darin, dass auf einem Träger lichtemittierende Bauelemente und Ansteuerschaltungen vorgesehen sind. Der Träger kann als Substrat ausgebildet sein. Die Ansteuerschaltungen sind neben den Bauelementen oder zwischen den Bauelementen und einem Träger angeordnet. Zudem weist der Träger Durchkontaktierungen auf, über die Zeilenleitungen und Spaltenleitungen des Moduls auf eine Unterseite des Trägers geführt sind. Auf diese Weise kann eine gesamte Oberfläche des Substrates mit Bauelementen versehen werden und eine Steuerschaltung zur Ansteuerung der Ansteuerschaltungen kann im oder unter dem Träger angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, möglichst viel Oberfläche zum Anordnen der Bauelemente zu verwenden.
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Dadurch kann insbesondere ein randloses Modul bereitgestellt werden, wobei im Wesentlichen die gesamte Oberfläche für die Bauelemente verwendet wird. Somit wird bei der Anordnung mehrerer Module nebeneinander eine gleichmäßig helle Oberfläche bereitgestellt. Unbeleuchtete Zwischenflächen zwischen den Modulen können dadurch vermieden werden.
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In einer Ausführung weist das Modul eine Breite und/oder Länge auf, die kleiner oder gleich der Anzahl der Bildpixel entlang der Breite bzw. der Länge multipliziert mit der Breite bzw. der Länge der Bildpixel ist. Somit kann ein randloses Modul bereitgestellt werden.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch Stromversorgungsleitungen der Bauelemente über Durchkontaktierungen auf eine Unterseite des Trägers geführt werden. Somit kann auch eine Stromversorgung der Bauelemente unterhalb des Trägers angeordnet werden. Dadurch wird Oberfläche eingespart und auf einfache Weise ein modulares Modul bereitgestellt.
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In einer Ausführungsform sind die Ansteuerschaltungen in Form von TFT-Schaltungen ausgebildet, die wenig Bauraum beanspruchen. Somit kann ein Kompaktaufbau des Moduls erreicht werden. Die TFT-Schaltungen können zwischen den Bauelementen auf der Oberseite des Moduls angeordnet sein. Zudem können die TFT-Schaltungen auf dem Träger und unter den Bauelementen angeordnet sein. Dadurch wird keine Oberfläche des Moduls auf der Abstrahlseite des Moduls benötigt. Somit steht mehr Fläche für die Bauelemente zur Verfügung.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die Bauelemente als Leuchtdiodenchips ausgebildet. Leuchtdiodenchips eignen sich für die Bereitstellung von Licht mit verschiedenen Wellenlängen mit einem hohen Lichtfluss bei einer kleinen Bauform.
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Die Anordnung weist wenigstens zwei Module auf, die auf einem weiteren Träger angeordnet sind, wobei der weitere Träger wenigstens eine Ausnehmung aufweist. Der weitere Träger stellt einen Modulträger dar. In der Ausnehmung des weiteren Trägers ist ein elektrischer Verbinder angeordnet, wobei der elektrische Verbinder Spaltenleitungen und/oder Zeilenleitungen der zwei Module miteinander verbindet. Auf diese Weise wird eine einfache elektrische Kopplung der Spaltenleitungen und/oder der Zeilenleitungen ermöglicht, ohne dass Fläche benötigt wird. Die elektrischen Verbinder können beispielsweise in Form von Steckern, in Form von elektrischen Leitungen, insbesondere in Form von flexiblen elektrischen Leitungen ausgebildet sein.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform sind eine Vielzahl von Modulen auf dem weiteren Träger angeordnet, wobei die Spaltenleitungen und die Zeilenleitungen aneinander angrenzender Module über elektrische Verbinder miteinander verbunden sind. Dadurch wird eine gesamte Leitungsmatrix aus Spaltenleitungen und Zeilenleitungen für alle Module bereitgestellt. Dadurch ist eine einfache elektrische Kontaktierung der Zeilenleitungen und der Spaltenleitungen möglich. Mithilfe der Module kann eine Anordnung, insbesondere eine Videowand mit mehreren Modulen, bereitgestellt werden, wobei die Spaltenleitungen und die Zeilenleitungen der einzelnen Module mithilfe der Steuerschaltung angesteuert werden. Somit kann beispielsweise eine Videowand mithilfe einzelner Module einfach und kostengünstig aufgebaut werden. Zudem kann bei einem Defekt eines Moduls das defekte Modul gegen ein neues Modul ausgetauscht werden. Somit ist eine einfache Reparatur der Videowand möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der weitere Träger eine weitere Ausnehmung auf, wobei in der weiteren Ausnehmung eine Steuerschaltung vorgesehen ist. Die Steuerschaltung ist ausgebildet, um die Ansteuerschaltungen der lichtemittierenden Bauelemente anzusteuern. Somit wird ein kompakter Aufbau erreicht, wobei die Steuerschaltung unterhalb des Trägers in dem weiteren Träger angeordnet ist. Mithilfe dieser Anordnung ist eine Abstrahlfläche der Anordnung allein durch die Module belegt. Es sind keine Flächenbereiche erforderlich, um die Steuerschaltung anzuordnen. Zudem wird die Bauhöhe der Anordnung dadurch reduziert, dass die Steuerschaltung in einer Ausnehmung des weiteren Trägers angeordnet ist. Sollte die Bauhöhe der Anordnung von geringerer Bedeutung sein, so kann die Steuerschaltung auch auf einer Unterseite des weiteren Trägers angeordnet werden. Somit können größere Videowände mit mehreren Quadratmetern Bildfläche hergestellt werden. Zudem können die Videowände mithilfe einer aktiven Matrix-Schaltung (TFT) gesteuert werden. Ein Multiplexing ist nicht erforderlich. Somit werden kleinere Spitzenströme erreicht. Folglich können die Bauelemente eine kleinere Chipfläche aufweisen. Dadurch sind die Module mit der Matrix-Schaltung kostengünstiger als mit einer passiven Steuermatrix.
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Mithilfe der Module kann eine Anordnung, insbesondere eine Videowand mit mehreren Modulen, bereitgestellt werden, wobei die Spaltenleitungen und die Zeilenleitungen der einzelnen Module mithilfe der Steuerschaltung angesteuert werden.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform können Durchkontaktierungen für die Stromversorgung der Bauelemente im Träger vorgesehen sein. Somit können die Bauelemente von der Unterseite des Trägers mit Strom versorgt werden. Die Durchkontaktierungen für die Stromversorgung der Bauelemente können in einem eigenen Flächenbereich oder zusammen in einem gemeinsamen Flächenbereich für die Spaltenleitungen oder Zeilenleitungen angeordnet sein.
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Der weitere Träger ist plattenförmig ausgebildet und weist im Vergleich zur zweidimensionalen Flächenausdehnung eine geringe Dicke auf. In einer Ausführungsform ragt der weitere Träger seitlich nicht über die Module hinaus, die auf dem weiteren Träger befestigt sind. Somit wird eine Anordnung erhalten, die im Wesentlichen keinen oder keinen seitlichen Rand aufweist, der über die Ränder der Module hinausragt. Dadurch wird eine Anordnung erhalten, deren Abstrahlseite durch die Module alleine vorgegeben ist. Dabei kann von Modul zu Modul der Pixelabstand von Pixeln der zwei benachbarten Module auch über den Rand hinweg konstant bleiben.
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Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung mit wenigstens zwei Modulen bereitgestellt, wobei die Module nebeneinander gelegt werden, so dass wenigstens zwei Seitenkanten der zwei Module aneinander zugeordnet sind. Der seitliche Abstand der zwei Modulen ist klein, insbesondere berühren sich die zwei Module. Der seitliche Abstand kann kleiner als 20% einer Breite eines Bildpixels sein. Die einander zugeordnete Durchkontaktierungen der zwei aneinander angrenzenden Module werden über einen elektrischen Verbinder miteinander elektrisch leitend verbunden, wobei der elektrische Verbinder über die Durchkontaktierungen Spaltenleitungen und/oder Zeilenleitungen der zwei Module elektrisch miteinander verbindet. Es wird ein weiterer Träger mit wenigstens einer Ausnehmung an einer Oberseite bereitgestellt, wobei die Module mit einer Unterseite auf die Oberseite des weiteren Trägers aufgelegt und mit dem weiteren Träger befestigt werden. Zudem wird ein elektrischer Verbinder von der Ausnehmung des weiteren Trägers aufgenommen.
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In einer Ausführung weist der weitere Träger eine weitere Ausnehmung auf, wobei in die weitere Ausnehmung eine Steuerschaltung eingebracht wird, wobei die Steuerschaltung zur Ansteuerung der Ansteuerschaltungen vorgesehen ist, und wobei die Steuerschaltung mit Spaltenleitungen und mit Zeilenleitungen wenigstens eines Moduls verbunden wird. Somit wird ein kompakter Aufbau der Anordnung ermöglicht. Zudem ist die Steuerschaltung durch den weiteren Träger geschützt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung einer Vorderseite eines Moduls,
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2 einen schematischen Querschnitt durch das Modul,
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3 eine schematische Darstellung einer Unterseite eines Moduls,
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4 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführung eines Moduls,
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5 einen Ausschnitt einer Anordnung mehrerer aneinander angrenzender Module,
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6 einen Querschnitt durch die Anordnung der 5,
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7 einen Teilausschnitt einer Unterseite des Trägers,
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8 einen Querschnitt durch den Teilausschnitt der 7,
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9 ein vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild für eine Ansteuerschaltung eines lichtemittierenden Bauelementes,
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10 eine schematische Teilansicht einer elektrischen Ersatzschaltung mit Steuerschaltung und Ansteuerschaltungen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf eine Vorderseite 2 eines Moduls 1. Das Modul 1 weist eine rechteckflächige Vorderseite 2 auf. Die Vorderseite 2 ist in Bildpixel 3 unterteilt, wobei jeder Bildpixel 3 gleich groß ist. In der dargestellten Ausführungsform sind die Bildpixel 3 rechteckflächig ausgebildet und in Reihen und Spalten angeordnet. In einer Reihe sind sechs Bildpixel 3 angeordnet. In einer Spalte sind ebenfalls sechs Bildpixel 3 angeordnet. Somit weist das Modul 1 insgesamt 36 Bildpixel auf. Jeder Bildpixel 3 weist wenigstens ein lichtemittierendes Bauelement 4, 5, 6 auf. In der dargestellten Ausführungsform weist jeder Bildpixel 3 drei lichtemittierende Bauelemente 4, 5, 6 auf. Das erste lichtemittierende Bauelement 4 ist ausgebildet, um rotes Licht bereitzustellen. Das zweite lichtemittierende Bauelement 5 ist ausgebildet, um grünes Licht bereitzustellen. Das dritte lichtemittierende Bauelement 6 ist ausgebildet, um blaues Licht bereitzustellen. Mithilfe des roten, grünen und blauen Lichtes der lichtemittierenden Bauelemente 4, 5, 6 kann jede beliebige Farbe des Farbraumes für ein Bildpixel 3 dargestellt werden. Zudem kann ein Bildpixel 3 z.B. auch nur ein lichtemittierendes Bauelement mit einer Wellenlänge aufweist.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Modul 1 weniger oder mehr Bildpixel aufweisen. Zudem ist es nicht erforderlich, dass eine gleiche Anzahl von Bildpixeln in einer Reihe und in einer Spalte angeordnet ist. Beispielsweise kann das Modul 1 auch eine rechteckförmige Fläche aufweisen, wobei die Anzahl der Bildpixel der Reihen größer ist als die Anzahl der Bildpixel der Spalten. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn alle Reihen die gleiche Anzahl von Bildpixeln aufweisen. Zudem ist es vorteilhaft, wenn alle Spalten die gleiche Anzahl von Bildpixeln aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann ein Bildpixel 3 auch mehr oder weniger lichtemittierende Bauelemente aufweisen. Zudem können die lichtemittierenden Bauelemente des Bildpixels 3 auch andere Farben emittieren. Die lichtemittierenden Bauelemente können als Leuchtdioden ausgebildet sein. Beispielsweise können die lichtemittierenden Bauelemente als Dünnfilmchips, als Volumenemitterdioden, als Saphirflipchips, als Mikro-LED-Chips, als Epichips, als OLED ausgebildet sein. Zudem können die lichtemittierenden Bauelemente 4 elektrische Kontakte zum Betreiben auf der Oberseite, der Unterseite oder auf der Oberseite und der Unterseite aufweisen.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform können Ansteuerschaltungen 7, die beispielsweise für jedes lichtemittierende Bauelement 4 vorgesehen sind, auf der Vorderseite des Moduls 1 zwischen den lichtemittierenden Bauelementen 4, 5, 6 oder unterhalb der lichtemittierenden Bauelemente 4, 5, 6 angeordnet sein. In der 1 ist schematisch nur eine Ansteuerschaltung 7 dargestellt. Für eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten der lichtemittierenden Bauelemente 4, 5, 6 und den Ansteuerschaltungen 7 sind entsprechende elektrische Leitungen ausgebildet, die in der Figur nicht dargestellt sind. Das Modul 1 weist eine Modulbreite auf, die beispielsweise kleiner oder gleich der Anzahl der Bildpixel entlang der Modulbreite, d.h. in einer Reihe, multipliziert mit der Breite eines Bildpixels ist. Zudem kann das Modul 1 eine Modullänge entlang der Spalten aufweisen, die beispielsweise kleiner oder gleich der Anzahl der Bildpixel entlang der Modullänge, d.h. in einer Spalte, multipliziert mit der Länge eines Bildpixels ist. Somit ist die Modulbreite gleich groß oder kleiner als die Summe der Bildpixelbreiten. Zudem ist die Modullänge gleich groß oder kleiner als die Summe der Modulpixellängen. Dadurch wird ein sehr kompakter Aufbau des Moduls 1 ermöglicht.
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das Modul 1 der 1, wobei die lichtemittierenden Bauelemente 4, 5, 6 in einer Bauelementschicht 10 auf der Vorderseite 2 angeordnet sind. Für eine übersichtliche Darstellung sind nur drei Bauelemente 4, 5, 6 dargestellt. Die Bauelementschicht 10 ist in dieser Ausführung auf einer Schaltungsschicht 11 angeordnet. Die Schaltungsschicht 11 weist Ansteuerschaltungen 7 für die lichtemittierenden Bauelemente 4, 5, 6 auf. In einer Ausführung ist für jedes Bauelement eine Ansteuerschaltung 7 vorgesehen, damit die Bauelemente einzeln ansteuerbar sind. Die Ansteuerschaltungen 7 weisen Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren, und abhängig von der gewählten Ausführungsform auch Kondensatoren auf. Zudem sind in der Schaltungsschicht 11 Spalten- und Zeilenleitungen vorgesehen, so dass die Ansteuerschaltungen in Form einer aktiven Matrixschaltung einzeln ansteuerbar sind. Zudem kann die Schaltungsschicht 11 auch Stromversorgungsleitungen für die Bauelemente aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Schaltungsschicht 11 Umverdrahtungsschichten zwischen den Bauelementen und den Ansteuerschaltungen und/oder zwischen den Ansteuerschaltungen und einem Träger 12 aufweisen. Der Träger 12 ist plattenförmig ausgebildet und kann die gleiche Fläche wie die Vorderseite 2 des Moduls 1 aufweisen. Der Träger 12 stellt ein Substrat dar, das aus anorganischem oder organischem Material bestehen kann. Beispielsweise kann der Träger 12 aus Glas, PMMA, Papier, Ormocer, Silikon, Keramik, Silizium, PCB, Flexmaterial (PI, PET), Metall, Stahl, Edelstahl, Kupfer, Aluminium usw. bestehen. Von der Schaltungsschicht 11 sind elektrisch leitende Durchkontaktierungen 13 durch den Träger 12 auf eine Unterseite 14 des Trägers 12 geführt. Die Durchkontaktierungen 13 sind mit den Ansteuerschaltungen 7 verbunden. Zudem können die Durchkontaktierungen 13 auch mit Stromversorgungsleitungen der Bauelemente verbunden sein. In dem dargestellten Querschnitt der 2 sind exemplarisch fünf Durchkontaktierungen 13 dargestellt. Die Durchkontaktierungen 13 weisen elektrisch leitendes Material auf. Besteht der Träger 12 aus einem elektrisch leitenden Material, so können die Durchkontaktierungen 13 mit einer elektrischen Isolationsschicht umgeben sein, um die Durchkontaktierungen 13 elektrisch von dem Träger 12 zu isolieren. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Schaltungsschicht 11 mit der wenigstens einen Ansteuerschaltung 7 auch auf der Unterseite 14 angeordnet sein. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführung sowohl auf der Vorderseite 2 als auch auf der Unterseite 14 eine Schaltungsschicht 11 mit den Ansteuerschaltungen 7 vorgesehen sein.
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3 zeigt die Unterseite 14 des Trägers 12 der 2 ohne eine weitere Schaltungsschicht 11. Auf der Unterseite 14 des Trägers 12 sind angrenzend an Seitenkanten 15, 16, 17, 18 des Trägers 12 Anordnungen von Durchkontaktierungen 13 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils mittig zu einer Seitenkante 15, 16, 17, 18 eine Anordnung 19, 20, 21, 22 von Durchkontaktierungen 13 vorgesehen. Jede Anordnung 19, 20, 21, 22 weist zwei Reihen von Durchkontaktierungen 13 auf. Jede Reihe weist fünf Durchkontaktierungen 13 auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch mehr oder weniger Anordnungen 19, 20, 21, 22 von Durchkontaktierungen 13 vorgesehen sein. Zudem kann jede Anordnung mehr oder weniger Reihen und mehr oder weniger Durchkontaktierungen 13 aufweisen. Ein zeitlicher Abstand der Durchkontaktierungen 13 zu den Seitenkanten 15, 16, 17, 18 des Trägers 12 kann gering sein, insbesondere kleiner als ein Zehntel der Seitenkante des Trägers 12. Ein Träger 12 kann beispielsweise eine Fläche im Bereich von 50 mm × 100 mm bis zu 1000 mm × 700 mm aufweisen.
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Zudem weist der Träger 12 eine fünfte Anordnung 23 von Durchkontaktierungen 13 auf, wobei die fünfte Anordnung 23 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittig auf der Unterseite 14 des Trägers 12 angeordnet ist. Die fünfte Anordnung 23 von Durchkontaktierungen kann beispielsweise optional vorgesehen sein und für die Zuführung einer elektrischen Versorgungsspannung der Bauelemente und der Ansteuerschaltungen dienen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die erste und die dritte Anordnung 19, 21 der Durchkontaktierungen 13 für die elektrische Verbindung mit Zeilenleitungen des Moduls 1. Die zweite und die vierte Anordnung 20, 22 der Durchkontaktierungen 13 dienen in dem dargestellten Beispiel für die elektrische Kontaktierung von Spaltenleitungen des Moduls 1. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Anordnungen der Durchkontaktierungen auch unterschiedlich elektrisch leitend mit den Spalten- und Zeilenleitungen der Schaltungsschicht 11 verbunden sein. Zudem können auch die erste, zweite, dritte und vierte Anordnung 19, 20, 21, 22 mit Durchkontaktierungen 13 auch einzelne Durchkontaktierungen 13 für die Spannungsversorgung aufweisen.
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4 zeigt einen schematischen vergrößerten Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Moduls 1. Auf dem Träger 12 ist eine erste Umverdrahtungsschicht 24 angeordnet. Auf der ersten Umverdrahtungsschicht 24 ist die Schaltungsschicht 11 angeordnet, wobei die Schaltungsschicht 11 aus einer Vielzahl von Schichten ausgebildet sein kann, um einen einfachen und kostengünstigen Aufbau der Feldeffekttransistoren und Kondensatoren zu ermöglichen. Auf der Schaltungsschicht 11 ist eine zweite Umverdrahtungsschicht 25 angeordnet. Auf der zweiten Umverdrahtungsschicht 25 ist die Bauelementschicht 10 mit den lichtemittierenden Bauelementen angeordnet, die nicht explizit dargestellt sind. Die erste Umverdrahtungsschicht 24 dient zur elektrischen Verbindung der Ansteuerschaltungen 7 mit den Durchkontaktierungen 13, die in dem Träger 12 angeordnet sind und zur Unterseite des Trägers 12 geführt sind. Die zweite Umverdrahtungsschicht 25 dient der elektrischen Verbindung zwischen den elektrischen Anschlüssen der lichtemittierenden Bauelemente 4, 5, 6 der Bauelementschicht 10 und den Ansteuerschaltungen 7 der Schaltungsschicht 11. Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist eine Umverdrahtungsschicht für die Umverdrahtung der Kontakte ausreichend. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführung die erste Umverdrahtungsschicht 24, die Schaltungsschicht 11 und evtl. die zweite Umverdrahtungsschicht 25 auch auf der Unterseite 14 angeordnet sein. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der Träger 12 beidseits mit wenigstens einer Umverdrahtungsschicht 24, einer Schaltungsschicht 11 und einer Bauelementschicht 10 versehen sein.
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5 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilausschnitt einer Anordnung einer Vielzahl von Modulen 1, die beispielsweise gemäß den 1 bis 4 ausgebildet sind. Die Anordnung kann z.B. eine Videowand darstellen. Die Module 1 sind quadratisch ausgebildet und in Reihen und Spalten nebeneinander angeordnet. In dem dargestellten Ausschnitt sind nur vier Spalten und zwei Reihen dargestellt. Beispielsweise kann ein Modul eine Kantenlänge von 100 mm × 100 mm aufweisen. Zudem kann ein Modul beispielsweise 5×5 Bildpixel, aber auch 50×100 Bildpixel aufweisen. Die Module 1 grenzen randlos aneinander mit zugeordneten Seitenkanten an. Der seitliche Abstand 60 zwischen zwei Modulen 1 in einer Reihe und/oder einer Spalte kann klein sein. Insbesondere kann der seitliche Abstand 60 kleiner als 20% einer Seitenlänge eines Bildpixels, insbesondere kleiner als 10% einer Seitenlänge eines Bildpixels oder kleiner.
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6 zeigt einen Querschnitt A/A durch die 5. Die Module 1 sind auf einem Modulträger 26 angeordnet, der einen weiteren Träger darstellt. Der Modulträger 26 weist Ausnehmungen 27 auf. Die Ausnehmungen 27 sind in einer Oberseite 28 des Modulträgers 26 eingebracht und weisen elektrische Verbinder 29 auf. Die elektrischen Verbinder 29 sind mit den Durchkontaktierungen 13 benachbarter Module 1 elektrisch leitend verbunden. Schematisch sind nur einzelne Durchkontaktierungen 13 dargestellt. In dem dargestellten Beispiel sind vier Module 1 dargestellt, wobei die Verbinder 29 die Zeilenleitungen der vier Module 1 elektrisch miteinander verbinden. Die elektrischen Verbinder 29 können in Form von Steckern, in Form von elektrischen Leitungen, in Form von elektrischen Drähten oder in Form von elastischen Leitungen ausgebildet sein. Dabei kann jeweils eine elektrische Durchkontaktierung 13 eines Moduls 1 mit einer elektrischen Durchkontaktierung 13 eines benachbarten Moduls 1 elektrisch leitend verbunden werden. Die Module 1 sind abhängig von der gewählten Ausführungsform identisch ausgebildet. Mithilfe der Verbinder 29 werden sowohl die Spaltenleitungen als auch die Zeilenleitungen der Module jeweils einzeln miteinander verbunden. Somit wird eine Anordnung mit einer Vielzahl von Modulen 1 bereitgestellt, wobei die Spaltenleitungen entlang der Spalten mehrerer Module und Zeilenleitungen entlang der Zeilen mehrerer Module elektrisch miteinander leitend verbunden sind. Die Ausnehmungen 27 können bis zu einer Unterseite 30 des Modulträgers 26 sich erstrecken. Durch die Anordnung der Verbinder 29 in den Ausnehmungen 27 wird eine geringe Bauhöhe der Anordnung erreicht. Die Module 1 sind auf dem Modulträger 26 befestigt, wobei die Module 1 beispielsweise über eine Klebeverbindung, eine Lötverbindung, eine Schraubverbindung oder eine Klemmverbindung mit dem Modulträger 26 verbunden sind. Weiterhin können mehrere Modulträger 26 mit Modulen zu einer größeren Videowand zusammengesetzt werden. Unter dem Begriff Videowand wird jede Art von optischer Anzeige und jede Art von Display verstanden.
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7 zeigt einen Teilausschnitt einer Unterseite 30 des Modulträgers der 5 und 6. Die von unten nicht sichtbaren Module 1 sind schematisch gestrichelt angedeutet. Der Modulträger 26 weist mehrere Ausnehmungen 27 auf, in denen jeweils elektrische Verbinder 29 angeordnet sind. Zudem sind Kanäle 31, 32 vorgesehen, die einige der Ausnehmungen 27 miteinander verbinden. In den Kanälen 31, 32 sind elektrische Leitungen 33, 34 angeordnet. Im ersten Kanal 31 sind erste elektrische Leitungen 33 vorgesehen, die vier elektrische Verbinder 29 elektrisch leitend miteinander verbinden. Weiterhin sind zweite elektrische Leitungen 34 in dem zweiten Kanal 32 angeordnet, die zwei elektrische Verbinder 29 miteinander elektrisch leitend verbinden. Zudem ist eine weitere Ausnehmung 35 vorgesehen, in der eine Steuerelektronik 36 angeordnet ist. Die Steuerelektronik 36 steht mit den zwei elektrischen Leitungen 33, 34 in Verbindung. Die Verbinder 29, die mit den ersten Leitungen 33 verbunden sind, verbinden Zeilenleitungen der Module 1. Die Verbinder 29, die mit den zweiten Leitungen 34 verbunden sind, verbinden Spaltenleitungen der Module 1. Die zweiten elektrischen Leitungen 34 weisen so viele elektrische Leitungen auf, wie die Module 1 Zeilenleitungen aufweisen. Die ersten elektrischen Leitungen 33 weisen so viele Leitungen auf, wie die Module 1 Spaltenleitungen aufweisen. Durch die Anordnung der Steuerelektronik 36 in der weiteren Ausnehmung 35 des Modulträgers 26 wird ein kompakter und niedrig bauender Aufbau der Anordnung erreicht. Dies ist insbesondere von Vorteil bei der Ausbildung einer Videowand. Die Steuerelektronik 36 und die Verbinder 29 weisen eine kleinere Höhe als die Ausnehmungen 27, 35 auf, so dass die Steuerelektronik und die Verbinder nicht über den Modulträger 26 hinausragen.
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8 zeigt einen schematischen Querschnitt A-A durch die Anordnung der 7.
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9 zeigt in einer schematischen Darstellung ein elektrisches Ersatzschaltbild für die Ansteuerschaltung 7 für ein lichtemittierendes Bauelement 4. Ein erster elektrischer Anschluss 41 des lichtemittierenden Bauelementes 4 steht mit einem zweiten Transistor 42 in Verbindung. Ein zweiter elektrischer Anschluss 43 des lichtemittierenden Bauelementes 4 steht mit einer Masseleitung 44 in Verbindung. Ein Eingang des zweiten Transistors 42 ist mit einer Versorgungsleitung 45 verbunden. Die Versorgungsleitung 45 stellt eine positive Spannung bereit. Weiterhin ist ein Kondensator 46 zwischen dem Eingang des zweiten Transistors 42 und einem Gateanschluss 47 des zweiten Transistors 42 geschaltet. Weiterhin steht der Gateanschluss 47 des zweiten Transistors über einen ersten Transistor 48 mit einer Spaltenleitung 49 in Verbindung. Zudem ist ein Gateanschluss 56 des ersten Transistors 48 an eine Zeilenleitung 50 angeschlossen. Jedes der lichtemittierenden Bauelemente der beschriebenen Module wird von einer Ansteuerschaltung 7 abhängig von der Ansteuerung der Spaltenleitung 49 und der Zeilenleitung 50 mit Strom versorgt.
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10 zeigt in einer schematischen Darstellung einen möglichen Aufbau der elektronischen Schaltung mit der Steuerelektronik 36, wobei die Steuerelektronik 36 eine Spaltenelektronik 51 und eine Zeilenelektronik 52 aufweist. Die Spaltenelektronik 51 steht mit den Spaltenleitungen 49 der Ansteuerschaltungen 7 in Verbindung. Die Zeilenelektronik 52 steht mit den Zeilenleitungen 50 der Ansteuerschaltungen 7 in Verbindung. Weiterhin sind die Masseleitungen 44 der Ansteuerschaltungen 7 miteinander verbunden und an Masse angeschlossen. Zudem sind die Versorgungsleitungen 45 der Ansteuerschaltungen 7 miteinander verbunden und an eine Spannungsversorgung angeschlossen. Die Spaltenelektronik 51 kann Digitalanalogkonverter 53 aufweisen, die über Pufferschaltungen 54 mit den Spaltenleitungen 49 verbunden sind. Die Zeilenelektronik 52 kann Schieberegister und Multiplexer aufweisen. Auf der Spaltenleitung 49 kann beispielsweise eine analoge Spannung anliegen. Auf der Zeilenleitung 50 wird über einen Spannungspuls der erste Transistor geöffnet und geschlossen, wobei der erste Transistor wiederum den zweiten Transistor öffnet. Sowohl die Spaltenelektronik als auch die Zeilenelektronik können mit einer zentralen Elektronik 55 in Verbindung stehen. Die zentrale Elektronik 55 ist beispielsweise als Graphikprozessor ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann sowohl die Spaltenelektronik 51 als auch die Zeilenelektronik 52 einen anderen Aufbau aufweisen, um die einzelnen Ansteuerschaltungen 7 der lichtemittierenden Bauelemente 4, 5, 6 einzeln ansteuern zu können.
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Die elektrischen Verbinder 29 verbinden die Zeilenleitungen benachbarter Module. Zudem verbinden die elektrischen Verbinder die Spaltenleitungen benachbarter Module. Die ersten und zweiten elektrischen Leitungen 33, 34 und die Verbindungsleitungen 37, 38 dienen als Sammelleitungen, die Steuerelektronik mit den Spaltenleitungen und den Zeilenleitungen der Module elektrisch leitend verbinden. An den Spaltenleitungen und an den Zeilenleitungen sind die Ansteuerschaltungen 7 angeschlossen, wie anhand der 9 und 10 erläutert wurde. Die Steuerelektronik 36 ist somit mit jeder einzelnen Spaltenleitung und mit jeder einzelnen Zeilenleitung der Anordnung verbunden.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform können aus Effizienzgründen bestimmte Typen von lichtemittierenden Bauelementen, beispielsweise rotes Licht emittierende Bauelemente, mit einer geringeren Versorgungsspannung versorgt werden. Dazu können separate Versorgungsleitungen für die ausgewählten Bauelemente vorgesehen sein. Die Pufferschaltungen sind beispielsweise als Spannungsfolger zur Entkopplung der Spaltenleitung vom Digitalanalogkonverter ausgebildet, um die Spannung der Digitalanalogkonverter nicht durch die Last der Spannungsleitungen zu verändern. Die Zeilenelektronik ist ausgebildet, um beispielsweise bestimmte Zeilen, insbesondere jeweils nur eine Zeile, zu adressieren.
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Mithilfe der vorgeschlagenen Ansteuerschaltungen 7 ist es möglich, die einzelnen lichtemittierenden Bauelemente dauerhaft für eine bestimmte Zeit zu bestromen. Somit kann im Gegensatz zu einem Multiplexbetrieb mit lichtschwächeren Bauelementen eine größere Lichthelligkeit bereitgestellt werden. Geringe Helligkeitsanforderungen führen somit zu geringeren Strömen. Zudem können kleinere lichtemittierende Bauelemente eingesetzt werden. Weiterhin wird ein mithilfe der Module dargestelltes Bild aufgrund des fehlenden Multiplexing ruhiger. Weiterhin können alle Kathoden der lichtemittierenden Bauelemente auf ein gemeinsames Massepotential gelegt werden. Dadurch wird der Aufbau vereinfacht, weil keine Strukturierung der Kathodenkontakte notwendig ist. Somit kann aufwändige Fototechnik eingespart werden.
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Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Modul
- 2
- Vorderseite
- 3
- Bildpixel
- 4
- erstes lichtemittierendes Bauelement
- 5
- zweites lichtemittierendes Bauelement
- 6
- drittes lichtemittierendes Bauelement
- 7
- Ansteuerschaltung
- 8
- erste elektrische Leitung
- 9
- zweite elektrische Leitung
- 10
- Bauelementschicht
- 11
- Schaltungsschicht
- 12
- Träger
- 13
- Durchkontaktierung
- 14
- Unterseite
- 15
- erste Seitenkante
- 16
- zweite Seitenkante
- 17
- dritte Seitenkante
- 18
- vierte Seitenkante
- 19
- erste Anordnung
- 20
- zweite Anordnung
- 21
- dritte Anordnung
- 22
- vierte Anordnung
- 23
- fünfte Anordnung
- 24
- erste Umverdrahtungsschicht
- 25
- zweite Umverdrahtungsschicht
- 26
- Modulträger
- 27
- Ausnehmung
- 28
- Oberseite Modulträger
- 29
- Verbinder
- 30
- Unterseite Modulträger
- 31
- erster Kanal
- 32
- zweiter Kanal
- 33
- erste elektrische Leitung
- 34
- zweite elektrische Leitung
- 35
- weitere Ausnehmung
- 36
- Steuerelektronik
- 41
- erster elektrischer Anschluss
- 42
- zweiter Transistor
- 43
- zweiter elektrischer Anschluss
- 44
- Masseleitung
- 45
- Versorgungsleitung
- 46
- Kondensator
- 47
- Gateanschluss zweiter Transistor
- 48
- erster Transistor
- 49
- Spaltenleitung
- 50
- Zeilenleitung
- 51
- Spaltenelektronik
- 52
- Zeilenelektronik
- 53
- Digitalanalogkonverter
- 54
- Pufferschaltung
- 55
- zentrale Elektronik
- 56
- Gateanschluss erster Transistor
- 60
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014/0159043 A1 [0002]
