DE102021108514A1 - Lichtemittierende Vorrichtung und Lichtquellenmodul, das diese enthält - Google Patents

Lichtemittierende Vorrichtung und Lichtquellenmodul, das diese enthält Download PDF

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Yongmin Kwon
Geunwoo Ko
Jaeyoon Kim
Jonghyun Lee
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Abstract

Ein Lichtquellenmodul (10) ist vorgesehen. Das Lichtquellenmodul (10) enthält eine Platine (PCB) ; eine lichtemittierende Vorrichtung (100), die auf der Platine (PCB) angebracht ist, wobei die lichtemittierende Vorrichtung (100) eine Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) enthält, von denen jeder eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen (111) enthält; und eine Mehrzahl an Controllern (210_1-210_9), die auf der Platine (PCB) angebracht sind, von denen jeder dazu konfiguriert ist, einen ihm entsprechenden Zellblock (BLK1; BLK2) aus der Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) anzusteuern. Die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) sind voneinander elektrisch isoliert, die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) enthalten einen ersten Zellblock (BLK1) und einen zweiten Zellblock (BLK2), und eine Anzahl von ersten lichtemittierenden Zellen (111_1), die in dem ersten Zellblock (BLK1) enthalten sind, ist geringer als eine Anzahl von zweiten lichtemittierenden Zellen (111_2), die in dem zweiten Zellblock (BLK2) enthalten sind.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität von der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2020-0063276 , die am 26. Mai 2020 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Verweis in vollem Umfang aufgenommen ist.
  • HINTERGRUND
  • 1. Gebiet
  • Vorrichtungen und Verfahren gemäß beispielhaften Ausführungsformen beziehen sich auf eine lichtemittierende Vorrichtung und ein Lichtquellenmodul, das diese enthält, und insbesondere auf eine lichtemittierende Vorrichtung, die eine Mehrzahl an Blöcken mit einer Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen enthält, und ein Lichtquellenmodul, das die lichtemittierende Vorrichtung enthält.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Lichtemittierende Halbleitervorrichtungen enthalten Elemente wie beispielsweise lichtemittierende Dioden (LEDs) und werden zunehmend als Lichtquellen verwendet, weil die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen viele Vorteile haben, wie beispielsweise geringen Leistungsverbrauch, hohe Helligkeit und lange Lebensdauern. In den letzten Jahren gab es ein wachsendes Interesse an lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen als Einheiten, die in der Lage sind, die bestehenden Halogen- oder Xenonlampen zu ersetzen, die als Lichtquellen für Scheinwerfer oder Rückleuchten für Fahrzeuge verwendet werden.
  • Wenn eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung als Lichtquelle für eine Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird, kann es notwendig sein, eine Helligkeit, einen Lichtausrichtungswinkel und einen Lichtabstrahlungswinkel der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung auf gewünschte Werte einzustellen. Insbesondere ein Scheinwerfer oder eine Rückleuchte für ein Fahrzeug erfordert eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist, die Helligkeit des Lichts gemäß den Umgebungsbedingungen einzustellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen sehen eine lichtemittierende Vorrichtung vor, die verbesserte optische Eigenschaften und Zuverlässigkeit aufweist, und ein Lichtquellenmodul, das die lichtemittierende Vorrichtung enthält.
  • Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein Lichtquellenmodul eine Platine; eine lichtemittierende Vorrichtung, die auf der Platine angebracht ist, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine Mehrzahl an Zellblöcken enthält, von denen jeder eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen enthält; und eine Mehrzahl an Controllern, die auf der Platine angebracht sind, von denen jeder so konfiguriert ist, dass er einen ihm entsprechenden Zellblock aus der Mehrzahl an Zellblöcken ansteuert. Die Mehrzahl an Zellblöcken sind elektrisch voneinander isoliert, die Mehrzahl an Zellblöcken enthalten einen ersten Zellblock und einen zweiten Zellblock, und eine Anzahl von ersten lichtemittierenden Zellen, die in dem ersten Zellblock enthalten sind, ist geringer als eine Anzahl von zweiten lichtemittierenden Zellen, die in dem zweiten Zellblock enthalten sind.
  • Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform enthält eine lichtemittierende Vorrichtung: eine Mehrzahl an Zellblöcken, die elektrisch voneinander isoliert sind und von denen jeder eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen enthält; und eine Mehrzahl an Kontaktstellen, die konfiguriert sind, um die Mehrzahl an Zellblöcken mit einer externen Vorrichtung elektrisch zu verbinden. Die Mehrzahl an Zellblöcken enthalten einen ersten Zellblock und einen zweiten Zellblock, und eine Anzahl von ersten lichtemittierenden Zellen, die in dem ersten Zellblock enthalten sind, ist geringer als eine Anzahl von zweiten lichtemittierenden Zellen, die in dem zweiten Zellblock enthalten sind.
  • Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein Lichtquellenmodul: eine Platine; eine lichtemittierende Vorrichtung, die auf der Platine angebracht ist, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine Mehrzahl an Zellblöcken enthält, von denen jeder eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen enthält; und eine Mehrzahl an Controllern, die auf der Platine angebracht sind, von denen jeder so konfiguriert ist, dass er einen ihm entsprechenden Zellblock aus der Mehrzahl an Zellblöcken ansteuert. Die Mehrzahl an Zellblöcken sind elektrisch voneinander isoliert, und die Mehrzahl an Zellblöcken sind in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet, und eine Anzahl von lichtemittierenden Zellen, die in Zellblöcken enthalten sind, die in der ersten Reihe angeordnet sind, ist geringer als eine Anzahl von lichtemittierenden Zellen, die in Zellblöcken enthalten sind, die in der zweiten Reihe angeordnet sind.
  • Figurenliste
  • Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen:
    • 1 ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Lichtquellenmoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
    • 2 eine Perspektivansicht einer Konfiguration eines Lichtquellenmoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
    • 3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Anschlusses von Controllern an eine lichtemittierende Vorrichtung in einem Lichtquellenmodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
    • 4 eine Perspektivansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
    • 5 und 6 Schaltpläne zur Erläuterung von Anschlussbeziehungen zwischen lichtemittierenden Zellen in einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind;
    • 7 bis 9 Diagramme einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen sind;
    • 10 und 11 Schaltpläne sind zur Erläuterung einer Anschlussbeziehung zwischen lichtemittierenden Zellen, die in einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthalten sind;
    • 12 und 13 Diagramme von lichtemittierenden Vorrichtungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen sind;
    • 14 und 15 Querschnittsansichten von Lichtquellenmodulen gemäß beispielhaften Ausführungsformen sind;
    • 16 eine schematische Perspektivansicht einer Beleuchtungsvorrichtung ist, die eine lichtemittierende Vorrichtung enthält, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
    • 17 eine schematische Perspektivansicht einer Flachbildschirm-Beleuchtungsvorrichtung ist, die eine lichtemittierende Vorrichtung enthält, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
    • 18 eine perspektivische Explosionsansicht einer Beleuchtungsvorrichtung ist, die eine lichtemittierende Vorrichtung enthält, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die obigen und andere Aspekte und Merkmale werden anhand der detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher werden. Es versteht sich, dass, wenn ein Element oder eine Schicht als „über“, „oberhalb“, „auf”, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, es direkt über, oberhalb, auf, verbunden oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein kann, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn ein Element dagegen als „direkt über“, „direkt oberhalb“, „direkt auf“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden. In den Zeichnungen werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und wiederholte Beschreibungen derselben werden weggelassen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Lichtquellenmoduls 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 1 kann das Lichtquellenmodul 10 eine lichtemittierende Vorrichtung 100 und eine Treiberschaltung 200 enthalten.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 100 kann eine Zellanordnung CA (engl. cell array) enthalten, die eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen enthält. Die in der lichtemittierenden Vorrichtung 100 enthaltene Zellanordnung CA kann eine Mehrzahl an Zellblöcken BLK (engl. cell blocks) enthalten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Mehrzahl an Zellblöcken BLK elektrisch voneinander isoliert sein.
  • Die Treiberschaltung 200 kann mit einer Leistungsversorgung verbunden sein. Die Leistungsversorgung kann eine Eingangsspannung erzeugen, die für einen Betrieb der lichtemittierenden Vorrichtung 100 erforderlich ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform, wenn es sich bei dem Lichtquellenmodul 10 um einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug handelt, kann die Leistungsversorgung eine in dem Fahrzeug angebrachte Batterie enthalten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform, wenn es sich bei dem Lichtquellenmodul 10 um eine Haushalts- oder Industrieleuchte handelt, kann das Lichtquellenmodul 10 ferner eine Wechselstrom (AC)-Leistungsversorgung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Wechselspannung erzeugt, eine Gleichrichterschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie die Wechselspannung gleichrichtet und eine Gleichspannung (DC) erzeugt, und eine Spannungsregelschaltung, enthalten.
  • Die Treiberschaltung 200 kann eine Mehrzahl an Controllern 210 enthalten. Jeder von der Mehrzahl an Controllern 210 kann eine integrierte Schaltung (IC) enthalten.
  • Die Mehrzahl an Controllern 210 kann die in der lichtemittierenden Vorrichtung 100 enthaltene Zellanordnung CA ansteuern. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann jeder der Controller 210 elektrisch mit einem entsprechenden der Mehrzahl an Zellblöcken BLK verbunden sein und einen Betrieb der lichtemittierenden Zellen steuern, die in dem entsprechenden Zellblock BLK enthalten sind. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzahl der Controller 210 gleich der Anzahl der in der lichtemittierenden Vorrichtung 100 enthaltenen Zellblöcken BLK sein. Die beispielhaften Ausführungsformen sind j edoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Anzahl der Controller 210 von der Anzahl der Zellblöcke BLK abweichen.
  • 2 ist eine Perspektivansicht einer Konfiguration eines Lichtquellenmoduls 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 2 kann das Lichtquellenmodul 10 eine lichtemittierende Vorrichtung 100 und eine Mehrzahl an Controllern (z.B. erste bis neunte Controller 210_1 bis 210_9) enthalten, die auf einer Platine PCB angebracht sind. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die lichtemittierende Vorrichtung 100 einen Chip enthalten, und das Lichtquellenmodul 10 kann die lichtemittierende Vorrichtung 100, die einen Chip enthält, enthalten.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 100 kann eine Zellanordnung CA enthalten, in der eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen in einer Matrixform angeordnet ist. Die Zellanordnung CA kann eine Mehrzahl an Zellblöcken enthalten (z.B. erste bis neunte Zellblöcke BLK1 bis BLK9). Obwohl in 2 neun Zellblöcke BLK1 bis BLK9 dargestellt sind, sind beispielhafte Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, und die Anzahl und Anordnung der Zellblöcke (z. B. BLK1 bis BLK9) kann geändert werden.
  • Die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 können voneinander elektrisch isoliert sein. Das heißt, dass lichtemittierende Zellen, die in verschiedenen Zellblöcken enthalten sind, voneinander elektrisch isoliert sein können.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die lichtemittierende Vorrichtung 100 eine rechteckige Form aufweisen mit kürzeren Seiten in einer zweiten Richtung Y als in einer ersten Richtung X. Die erste Richtung X und die zweite Richtung Y können parallel zu einer Hauptoberfläche einer Platine PCB und senkrecht zueinander sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können in der lichtemittierenden Vorrichtung 100 die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sein. In diesem Fall kann sich jede von der ersten Reihe und der zweiten Reihe auf Zellblöcke beziehen, die in der ersten Richtung X parallel angeordnet sind. Da die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 in zwei Reihen angeordnet sind, kann es strukturell einfach sein, eine Mehrzahl an Kontaktstellen (engl. pads) zu bilden, die dazu konfiguriert sind, die lichtemittierende Vorrichtung 100 mit den ersten bis neunten Controllern 210_1 bis 210_9 zu verbinden.
  • Die lichtemittierenden Zellen können unter Berücksichtigung einer für das Lichtquellenmodul 10 erforderlichen Art der Lichtverteilung angeordnet werden. Die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in Zellblöcken enthalten sind, die in der ersten Reihe (z.B. BLK1 bis BLK4) angeordnet sind, kann geringer sein als die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in Zellblöcken enthalten sind, die in der zweiten Reihe (z.B. BLK5 bis BLK9) angeordnet sind. Die Anzahl der in der ersten Reihe angeordneten Zellblöcke kann sich von der Anzahl der in der zweiten Reihe angeordneten Zellblöcke unterscheiden. Beispielsweise können die ersten bis vierten Zellblöcke BLK1 bis BLK4 aufeinanderfolgend in der ersten Reihe in der ersten Richtung X angeordnet sein, und die fünften bis neunten Zellblöcke BLK5 bis BLK9 können aufeinanderfolgend in der zweiten Reihe in einer zur ersten Richtung X entgegengesetzten Richtung angeordnet sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in dem ersten Zellblock BLK1 enthalten sind, der an einem Ende der ersten Reihe angeordnet ist, geringer sein als die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in einem anderen der ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 enthalten sind. Beispielsweise kann die Anzahl der lichtemittierenden Zellen in dem ersten Zellblock BLK1 geringer sein als die Anzahl der lichtemittierenden Zellen in dem zweiten Zellblock BLK2, der dem ersten Zellblock BLK1 benachbart ist.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in dem siebten Zellblock BLK7 in der Mitte der zweiten Reihe enthalten sind, geringer sein als die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in einem anderen der ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 enthalten sind. Beispielsweise kann die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in dem siebten Zellblock BLK7 enthalten sind, geringer sein als die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in dem sechsten Zellblock BLK6 enthalten sind, der dem siebten Zellblock BLK7 benachbart ist, oder geringer sein als die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in dem achten Zellblock BLK8 enthalten sind, der dem siebten Zellblock BLK7 benachbart ist.
  • In dem Lichtquellenmodul 10 können die lichtemittierenden Zellen unter Berücksichtigung eines für das Lichtquellenmodul 10 erforderlichen Lichtverteilungstyps angeordnet sein. Wenn das Lichtquellenmodul 10 beispielsweise als Scheinwerfer für ein Fahrzeug verwendet wird, kann es relativ unnötig sein, Licht auf einen oberen äußeren Bereich vor einem Benutzer in einer Richtung abzustrahlen, in der der Benutzer fährt. Der erste Zellblock BLK1 und der vierte Zellblock BLK4, die sich an den beiden Enden der ersten Reihe befinden, können eine geringere Anzahl von lichtemittierenden Zellen enthalten als andere Zellblöcke, und somit kann das Lichtquellenmodul 10 nicht separat Licht in unnötige Bereiche abstrahlen.
  • Zusätzlich, wenn das Lichtquellenmodul 10 beispielsweise als Scheinwerfer für das Fahrzeug verwendet wird, muss das Lichtquellenmodul 10 möglicherweise Licht mit einer relativ hohen Lichtintensität auf einen Mittelbereich einer Straße vor dem Benutzer in der Richtung, in der der Benutzer fährt, abstrahlen. Der siebte Zellblock BLK7 in der Mitte der zweiten Reihe kann eine relativ geringe Anzahl von lichtemittierenden Zellen enthalten. Selbst wenn das Lichtquellenmodul 10 so gesteuert wird, dass es Licht mit einer hohen Intensität abstrahlt, indem ein relativ großer Strom an den siebten Zellblock BLK7 angelegt wird, kann der Leistungsverbrauch des siebten Zellblocks BLK7 reduziert werden, weil der siebte Zellblock BLK7 weniger lichtemittierende Zellen enthält.
  • Jeder der ersten bis neunten Controllern 210_1 bis 210_9 kann einen Betrieb lichtemittierender Zellen, die in einem entsprechenden Zellblock aus den ersten bis neunten Zellblöcken BLK1 bis BLK9 enthalten sind, steuern. Beispielsweise kann der erste Controller 210_1 elektrisch mit dem ersten Zellblock BLK1 verbunden sein und einen Betrieb des ersten Zellblocks BLK1 steuern. Der zweite Controller 210_2 kann elektrisch mit dem zweiten Zellblock BLK2 verbunden sein und einen Betrieb des zweiten Zellblocks BLK2 steuern. Die Beschreibung der ersten und zweiten Controller 210_1 und 210_2 kann gleichermaßen auf die dritten bis neunten Controller 210_3 bis 210_9 angewendet werden.
  • In der lichtemittierenden Vorrichtung 100 kann die Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen in der Zellanordnung CA in die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 unterteilt sein, und ein Betrieb der ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 kann jeweils von unterschiedlichen Controllern gesteuert werden. Auf diese Weise kann es einfach werden, einen lichtemittierenden Betrieb der lichtemittierenden Vorrichtung 100 zu steuern. Die Steuerung der Helligkeit der lichtemittierenden Vorrichtung 100 kann unterteilt werden, und eine Helligkeitseinstellgeschwindigkeit kann erhöht werden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 in einer Reihenfolge angeordnet sein, in der Zellblöcke, die den ersten bis neunten Controllern 210_1 bis 210_9 entsprechen, angeordnet sind. Beispielsweise können in der lichtemittierenden Vorrichtung 100 die ersten bis vierten Zellblöcke BLK1 bis BLK4 aufeinanderfolgend in der ersten Richtung X angeordnet sein, und die ersten bis vierten Controller 210_1 bis 210_4, die den ersten bis vierten Zellblöcken BLK1 bis BLK4 entsprechen, können ebenfalls aufeinanderfolgend in der ersten Richtung X angeordnet sein. Zudem können in der lichtemittierenden Vorrichtung 100 die fünften bis neunten Zellblöcke BLK5 bis BLK9 aufeinanderfolgend in einer zur ersten Richtung X entgegengesetzten Richtung angeordnet sein, und die fünften bis neunten Controller 210_5 bis 210_9, die den fünften bis neunten Zellblöcken BLK5 bis BLK9 entsprechen, können ebenfalls aufeinanderfolgend in der zur ersten Richtung X entgegengesetzten Richtung angeordnet sein. Im Lichtquellenmodul 10 können die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 und die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 so angeordnet sein, dass die Reihenfolge, in der die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 angeordnet sind, der Reihenfolge entspricht, in der die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 angeordnet sind. Dadurch kann es einfach werden, Verdrahtungen oder Drähte zu bilden, die dazu konfiguriert sind, die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 mit den ersten bis neunten Zellblöcken BLK1 bis BLK9 elektrisch zu verbinden.
  • Die Anordnung der Mehrzahl an Controllern 210_1 bis 210_9 ist jedoch nicht darauf beschränkt, und nur einige der ersten bis vierten Controllern 210_1 bis 210_4 können aufeinanderfolgend in der ersten Richtung X angeordnet sein, und nur einige der fünften bis neunten Controllern 210_5 bis 210_9 können aufeinanderfolgend in einer zur ersten Richtung X entgegengesetzten Richtung angeordnet sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzahl von Controllern (z.B. 210_1 bis 210_9) gleich der Anzahl von Zellblöcken (z. B. BLK1 bis BLK9) sein. Die beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt. Mindestens zwei verschiedene Controller können mit einem Zellblock verbunden sein und diesen steuern. Alternativ kann ein Controller mindestens zwei verschiedene Zellblöcke steuern.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 100 kann auf einem Mittelbereich CA_P der Platine angebracht sein, und die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 können sich in ersten und zweiten Peripheriebereichen PA_P1 und PA_P2 der Platine befinden, welche benachbart zu der lichtemittierenden Vorrichtung 100 sind. Beispielsweise können sich die ersten bis vierten Controller 210_1 bis 210_4 in dem ersten Peripheriebereich PA_P1 und die fünften bis neunten Controller 210_5 bis 210_9 in dem zweiten Peripheriebereich PA_P2 befinden. Da die lichtemittierende Vorrichtung 100 zwischen den ersten bis neunten Controllern 210_1 bis 210_9 in den ersten und zweiten Peripheriebereichen PA_P1 und PA_P2 der Platine PCB angeordnet ist, kann es einfach sein, Verdrahtungen oder Drähte zu bilden, die dazu konfiguriert sind, die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 mit den ersten bis neunten Zellblöcken BLK1 bis BLK9 elektrisch zu verbinden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die lichtemittierende Vorrichtung 100 die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 in einer Richtung (z.B. der ersten Richtung X oder der zweiten Richtung Y) parallel zur Hauptfläche der Platine PCB überlappen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können der zweite Peripheriebereich PA_P2, der Mittelbereich CA_P und der erste Peripheriebereich PA_P1 aufeinanderfolgend in der zweiten Richtung Y angeordnet sein.
  • In dem Lichtquellenmodul 10 kann sich eine lichtemittierende Vorrichtung 100, die lichtemittierende Zellen enthält, die so konfiguriert sind, dass sie Licht emittieren, in dem Mittelbereich CA_P der Platine befinden, und die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9, die so konfiguriert sind, dass sie die lichtemittierende Vorrichtung 100 ansteuern und jeweils separate Chips enthalten, können sich in den ersten und zweiten Peripheriebereichen PA_P1 und PA_P2 befinden. Da die lichtemittierende Vorrichtung 100, die die Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen enthält, und die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 als separate Chips implementiert sind, kann ein Entwerfen der ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 nicht durch die Strukturen der Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen beeinflusst sein. Entsprechend kann die Entwurfseffizienz der ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 erhöht werden.
  • Darüber hinaus kann die lichtemittierende Vorrichtung 100 als ein LED-Chip implementiert und in dem Mittelbereich CA_P der Platine PCB angeordnet sein, und somit kann das von dem Lichtquellenmodul 10 emittierte Licht in dem Mittelbereich CA_P konzentriert werden. Da das emittierte Licht in dem Mittelbereich CA_P konzentriert ist, kann die Anzahl von zusätzlichen Komponenten (z. B. Linsen), die zur Bündelung des emittierten Lichts konfiguriert sind, reduziert werden. Beispielsweise kann das Lichtquellenmodul 10 keine Linsen enthalten. Je mehr Linsen das Lichtquellenmodul 10 enthält, desto größer kann der Lichtverlust durch die Linsen sein. Somit kann sich die Lichtausbeute des Lichtquellenmoduls 10 erhöhen.
  • Das Lichtquellenmodul 10 kann ferner eine Eingabeeinheit enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie Signale, die für den Betrieb des Lichtquellenmoduls 10 erforderlich sind, von außen empfängt. Die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 können Steuersignale von der Eingabeeinheit empfangen, und die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 können deren Betrieb in Reaktion auf die Steuersignale steuern.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 in sequenzieller Reihenfolge elektrisch miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann der erste Controller 210_1 elektrisch mit dem zweiten Controller 210_2 verbunden sein, der zweite Controller 210_2 kann elektrisch mit dem ersten Controller 210_1 und dem dritten Controller 210_3 verbunden sein, und der dritte Controller 210_3 kann elektrisch mit dem zweiten Controller 210_2 und dem vierten Controller 210_4 verbunden sein. Der erste Controller 210_1 kann ein Steuersignal von der Eingabeeinheit empfangen und das Steuersignal an den zweiten Controller 210_2 übertragen, und der zweite Controller 210_2 kann ein Steuersignal von dem ersten Controller 210_1 empfangen und das Steuersignal an den dritten Controller 210_3 übertragen. Die Beschreibung der ersten und zweiten Controller 210_1 und 210_2 kann gleichermaßen auf die dritten bis neunten Controller 210_3 bis 210_9 angewendet werden.
  • Die Platine PCB kann ein Metall und eine Metallverbindung enthalten. Die Platine kann eine Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) sein, die z.B. Kupfer (Cu) enthält.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Platine PCB eine flexible Leiterplatte (FPCB) sein, die flexibel ist und leicht in verschiedene Formen verändert werden kann. Außerdem kann die Platine eine FR4-Leiterplatte sein und ein Harzmaterial enthalten, das Epoxid, Triazin, Silizium und Polyimid oder ein keramisches Material, wie beispielsweise Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid (AlN) und Aluminiumoxid (Al2O3), enthält.
  • 3 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Anschlusses von Controllern an eine lichtemittierende Vorrichtung 100 in einem Lichtquellenmodul 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der Kürze halber sind in 3 nur ein erster Zellblock und ein zweiter Zellblock dargestellt, die mit einem ersten Controller und einem zweiten Controller verbunden sind, wobei die gleiche Beschreibung auch auf andere Controller (z.B. die dritten bis neunten 210_3 bis 210_9) und andere Zellblöcke (z.B. die dritten bis neunten BLK3 bis BLK9) angewendet werden kann.
  • Bezugnehmend auf 3 kann die lichtemittierende Vorrichtung 100 einen ersten Zellblock BLK1 enthalten, der eine Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen enthält, und einen zweiten Zellblock BLK2, der eine Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen enthält. Die lichtemittierende Vorrichtung 100 kann eine Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1 enthalten, die mit dem ersten Zellblock BLK1 verbunden sind, und eine Mehrzahl an zweiten Kontaktstellen PAD2, die mit dem zweiten Zellblock BLK2 verbunden sind.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzahl der ersten lichtemittierenden Zellen in dem ersten Zellblock BLK1 geringer sein als die Anzahl der zweiten lichtemittierenden Zellen in dem zweiten Zellblock BLK2. Die Anzahl der ersten Kontaktstellen PAD1, die mit dem ersten Zellblock BLK1 verbunden sind, kann geringer sein als die Anzahl der zweiten Kontaktstellen PAD2, die mit dem zweiten Zellblock BLK2 verbunden sind. Obwohl 3 einen Fall illustriert, in dem die Anzahl der ersten Kontaktstellen PAD1 um eins geringer ist als die Anzahl der zweiten Kontaktstellen PAD2, sind beispielhafte Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, und die Anzahl der ersten Kontaktstellen PAD1 kann um mindestens zwei geringer sein als die Anzahl der zweiten Kontaktstellen PAD2.
  • Ein erster Controller 210_1 kann mit einer Mehrzahl an ersten Kanälen CH11 bis CHln verbunden sein und den ersten Zellblock BLK1, der ein Zellblock ist, der dem ersten Controller 210_1 entspricht, durch mindestens einige (z.B. CH11 bis CH1n-1) der Mehrzahl an ersten Kanälen CH11 bis CH1n ansteuern. Der erste Controller 210_1 kann eine Spannung an den entsprechenden ersten Zellblock BLK1 durch die mindestens einige ersten Kanäle CH11 bis CH1n-1 anlegen und die Intensität des von dem ersten Zellblock BLK1 emittierten Lichts einstellen.
  • Ein zweiter Controller 210_2 kann mit einer Mehrzahl an zweiten Kanälen CH21 bis CH2n verbunden sein und einen zweiten Zellblock BLK2, der ein dem zweiten Controller 210_2 entsprechender Zellblock ist, durch mindestens einige von der Mehrzahl an zweiten Kanälen CH21 bis CH2n ansteuern. Der zweite Controller 210_2 kann eine Spannung an den zweiten Zellblock BLK2, der diesem entspricht, durch die mindestens einige der zweiten Kanäle CH21 bis CH2n anlegen und die Intensität des von dem zweiten Zellblock BLK2 emittierten Lichts einstellen.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Mehrzahl an ersten Kanälen CH11 bis CH1n, die mit dem ersten Controller 210_1 verbunden sind, andere Kanäle sein als die Mehrzahl an zweiten Kanäle CH21 bis CH2n, die mit der zweiten Controller 210_2 verbunden sind. Dementsprechend können der erste Controller 210_1 und der zweite Controller 210_2, bei denen es sich um unterschiedliche Controller handelt, jeweils entsprechende Zellblöcke individuell steuern.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können der erste Controller 210_1 und der zweite Controller 210_2 mit der gleichen Anzahl von Kanälen verbunden sein. Beispielsweise kann der erste Controller 210_1 mit n ersten Kanälen CH11 bis CHln verbunden sein und eine Spannung an jeden der ersten Kanäle CH11 bis CHln anlegen. Der zweite Controller 210_2 kann mit n zweiten Kanälen CH21 bis CH2n verbunden sein und eine Spannung an jeden der zweiten Kanäle CH21 bis CH2n anlegen.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzahl (z.B. (n-1)) der ersten Kontaktstellen PAD1 kleiner sein als die Anzahl (z.B. n) der ersten Kanäle CH11 bis CH1n, die mit dem ersten Controller 210_1 verbunden sind. Mindestens ein Kanal (z.B. CH1n) von der Mehrzahl an ersten Kanälen CH11 bis CHln kann nicht mit der Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1 verbunden sein, sondern elektrisch von dem ersten Zellblock BLK1 isoliert sein. Dementsprechend kann die Anzahl der Kanäle, die mit den ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 des Lichtquellenmoduls 10 von 2 verbunden sind, nicht der Anzahl der in der lichtemittierenden Vorrichtung 100 ausgebildeten Kontaktstellen entsprechen.
  • Beispielhafte Ausführungsformen sind jedoch nicht auf die Darstellung von 3 beschränkt. Da die Anzahl der ersten lichtemittierenden Zellen, die in dem ersten Zellblock BLK1 enthalten sind, geringer ist als die Anzahl der zweiten lichtemittierenden Zellen, die in dem zweiten Zellblock BLK2 enthalten sind, kann die Anzahl der ersten Kanäle CH11 bis CH1n, die mit dem ersten Controller 210_1 verbunden sind, der konfiguriert ist, um einen Betrieb des ersten Zellblocks BLK1 zu steuern, geringer sein als die Anzahl der zweiten Kanäle CH21 bis CH2n, die mit dem zweiten Controller 210_2 verbunden sind, der konfiguriert ist, um einen Betrieb des zweiten Zellblocks BLK2 zu steuern.
  • 4 ist eine Perspektivansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 4 kann die lichtemittierende Vorrichtung 100 einen Zellanordnungsbereich PXR enthalten, in dem ein Zellanordnung CA ausgebildet ist, sowie erste und zweite Kontaktstellebereiche PDR1 und PDR2, in denen eine Mehrzahl an Kontaktstellen PAD ausgebildet sind. Der Zellanordnungsbereich PXR kann sich in einem Mittelbereich der lichtemittierenden Vorrichtung 100 befinden, und die ersten und zweiten Kontaktstellenbereiche PDR1 und PDR2 können sich in einem Peripheriebereich befinden, der den Mittelbereich umgibt. Beispielsweise können der zweite Kontaktstellenbereich PDR2, der Zellanordnungsbereich PXR und der erste Kontaktstellenbereich PDR1 in einer zweiten Richtung Y aufeinanderfolgend angeordnet sein.
  • Die Zellanordnung CA kann eine Mehrzahl an Zellblöcken enthalten (z. B. erste bis neunte Zellblöcke BLK1 bis BLK9). In diesem Fall können die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 elektrisch voneinander isoliert sein. Obwohl in 4 insgesamt neun Zellblöcke BLK1 bis BLK9 dargestellt sind, ist die lichtemittierende Vorrichtung 100 nicht darauf beschränkt, und die Anzahl und Anordnung der Zellblöcke (z. B. BLK1 bis BLK9) kann geändert werden.
  • Die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 können in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sein, die in der zweiten Richtung Y parallel zueinander angeordnet sind. Beispielsweise können die ersten bis vierten Zellblöcke BLK1 bis BLK4 in der ersten Reihe und die fünften bis neunten Zellblöcke BLK5 bis BLK9 in einer zweiten Reihe angeordnet sein. Mindestens einer von der Mehrzahl an Zellblöcken BLK1 bis BLK9 kann eine andere Anzahl von lichtemittierenden Zellen 111 enthalten als die anderen Zellblöcke. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können der erste Zellblock BLK1 und der vierte Zellblock BLK4 an beiden Enden der ersten Reihe eine geringere Anzahl lichtemittierender Zellen 111 enthalten als mindestens einer der anderen Zellblöcke. Beispielsweise können der erste Zellblock BLK1 und der vierte Zellblock BLK4, die sich an beiden Enden der Zellanordnung CA befinden, eine geringere Anzahl von lichtemittierenden Zellen 111 enthalten als andere Zellblöcke, die benachbart dazu angeordnet sind. Der erste Zellblock BLK1 kann eine geringere Anzahl von lichtemittierenden Zellen 111 enthalten als der zweite Zellblock BLK2, der dem ersten Zellblock BLK1 in einer ersten Richtung X benachbart ist. Alternativ kann der erste Zellblock BLK1 eine geringere Anzahl von lichtemittierenden Zellen 111 enthalten als der neunte Zellblock BLK9, der dem ersten Zellblock BLK1 in einer zur zweiten Richtung Y entgegengesetzten Richtung benachbart ist. Der vierte Zellblock BLK4 kann eine kleinere Anzahl von lichtemittierenden Zellen 111 enthalten als der dritte Zellblock BLK3, der dem vierten Zellblock BLK4 in einer zur ersten Richtung X entgegengesetzten Richtung benachbart ist. Alternativ kann der vierte Zellblock BLK4 eine kleinere Anzahl von lichtemittierenden Zellen 111 enthalten als der fünfte Zellblock BLK5, der dem vierten Zellblock BLK4 in einer zur zweiten Richtung Y entgegengesetzten Richtung benachbart ist.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der siebte Zellblock BLK7 in der Mitte der Zellanordnung CA eine geringere Anzahl von lichtemittierenden Zellen 111 enthalten als mindestens einer der anderen Zellblöcke. Beispielsweise kann der siebte Zellblock BLK7 die kleinste Anzahl von lichtemittierenden Zellen 111 von den ersten bis neunten Zellblöcken BLK1 bis BLK9 enthalten.
  • 4 zeigt ein Beispiel, bei dem jeder der zweiten, dritten, fünften, sechsten, achten und neunten Zellblöcke BLK2, BLK3, BLK5, BLK6, BLK8 und BLK9 zwölf lichtemittierende Zellen 111 enthält, jeder der ersten und vierten Zellblöcke BLK1 und BLK4 elf lichtemittierende Zellen enthält und der siebte Zellblock BLK7 acht lichtemittierende Zellen enthält, wobei beispielhafte Ausführungsformen jedoch nicht darauf beschränkt sind. In dieser Hinsicht kann die Anzahl der lichtemittierenden Zellen 111, die in jedem der ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 enthalten sind, unterschiedlich gewählt werden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können von den lichtemittierenden Zellen, die in den in der ersten Reihe angeordneten Zellblöcken enthalten sind, die in der zweiten Richtung Y benachbart angeordneten lichtemittierenden Zellen gleichzeitig angesteuert (oder eingeschaltet) oder nicht angesteuert (oder ausgeschaltet) werden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können möglicherweise keine Trennwände ausgebildet sein zwischen den in der zweiten Richtung Y benachbart angeordneten lichtemittierenden Zellen aus den lichtemittierenden Zellen, die in den in der ersten Reihe angeordneten Zellblöcken enthalten sind. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 in einer rechteckigen Form angeordnet sein, so dass die Länge L1 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 in der ersten Richtung X größer ist als eine Länge L2 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 in der zweiten Richtung Y. Beispielsweise können die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 in insgesamt zwei Reihen angeordnet sein, beispielsweise in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Länge L1 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 in der ersten Richtung X etwa das 1,1-fache oder mehr der Länge L2 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 in der zweiten Richtung Y betragen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Dicke der lichtemittierenden Vorrichtung 100 (d.h. eine Länge der lichtemittierenden Vorrichtung 100 in einer dritten Richtung Z) mehrere zehn µm bis mehrere hundert µm betragen und kleiner oder gleich etwa 1/10 der Länge L1 der lichtemittierenden Vorrichtung 100 in der ersten Richtung X sein. Da die lichtemittierende Vorrichtung 100 mit den oben beschriebenen Abmessungen, Abmessungen aufweist, die für eine Beständigkeit gegen physikalische Beanspruchung optimiert sind, kann der Verzug der lichtemittierenden Vorrichtung 100 minimiert werden.
  • Die ersten bis vierten Zellblöcke BLK1 bis BLK4 können aufeinanderfolgend in der ersten Reihe in der ersten Richtung X angeordnet sein, und die fünften bis neunten Zellblöcke BLK5 bis BLK9 können aufeinanderfolgend in der zweiten Reihe in einer zur ersten Richtung X entgegengesetzten Richtung angeordnet sein. Obwohl 4 die ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 in zwei Reihen angeordnet zeigt, sind beispielhafte Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, und die Zellanordnung CA kann erste bis neunte Zellblöcke BLK1 bis BLK9 enthalten, die in mindestens drei Reihen angeordnet sind.
  • Die ersten bis vierten Zellblöcke BLK1 bis BLK4, die in der ersten Reihe angeordnet sind, können über die Mehrzahl an Kontaktstellen PAD, die in dem ersten Kontaktstellebereich PDR1 angeordnet sind, elektrisch mit den ersten bis vierten Controllern (z.B. 210_1 bis 210_4 von 2) verbunden sein. Die in der zweiten Reihe angeordneten fünften bis neunten Zellblöcke BLK5 bis BLK9 können über die Mehrzahl an Kontaktstellen PAD, die im zweiten Kontaktstellenbereich PDR2 angeordnet sind, mit fünften bis neunten Controllern (z. B. 210_5 bis 210_9 von 2) elektrisch verbunden sein.
  • In der lichtemittierenden Vorrichtung 100 befinden sich die ersten und zweiten Kontaktstellebereiche PDR1 und PDR2 möglicherweise nicht in dem Zellanordnungsbereich PXR, sondern sind parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich in der zweiten Richtung Y. Das heißt, die ersten und zweiten Kontaktstellenbereiche PDR1 und PDR2, in denen die Mehrzahl an Kontaktstellen PAD angeordnet sind, überlappen den Zellanordnungsbereich PXR in der dritten Richtung Z, die senkrecht zu einer Hauptoberfläche eines Substrats ist, möglicherweise nicht. Da die lichtemittierende Vorrichtung 100 die ersten und zweiten Kontaktstellenbereiche PDR1 und PDR2 getrennt von dem Zellanordnungsbereich PXR enthält, kann die Dichte der lichtemittierenden Zellen 111 in dem Zellanordnungsbereich PXR erhöht werden. Darüber hinaus kann sich eine Mehrzahl an Kontaktstellen PAD in dem Peripheriebereich der lichtemittierenden Vorrichtung 100 befinden, und daher kann es einfach sein, Komponenten (z.B. Bonddrähte) zu bilden, die dazu konfiguriert sind Chips mit der Mehrzahl an Kontaktstellen PAD zu verbinden.
  • Bei beispielhaften Ausführungsformen kann in einer Ansicht von oben eine Fläche des Zellanordnungsbereichs PXR in einem Bereich von etwa 50 % bis etwa 90 % einer Gesamtfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 100 liegen, und eine Fläche des ersten und zweiten Kontaktstellebereichs PDR1 und PDR2 kann in einem Bereich von etwa 10 % bis etwa 50 % der Gesamtfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 100 liegen, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • 5 und 6 sind Schaltdiagramme zur Erläuterung von Anschlussbeziehungen zwischen lichtemittierenden Zellen in einer lichtemittierenden Vorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 5 und 6 sind Ersatzschaltbilder des ersten Zellblocks BLK1 und des zweiten Zellblocks BLK2 von 4. In 5 und 6 kann eine lichtemittierende Zelle einer Diode entsprechen. Die Beschreibung der ersten und zweiten Zellblöcke BLK1 und BLK2 von 5 und 6 kann gleichermaßen auf die dritten bis neunten Zellblöcke BLK3 bis BLK9 von 4 angewendet werden.
  • Bezugnehmend auf 4 und 5 kann der erste Zellblock BLK1 eine Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 enthalten, von denen jede als LED implementiert ist, und der zweite Zellblock BLK2 kann eine Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 enthalten, von denen jede als LED implementiert ist. Die Anzahl der ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 kann geringer sein als die Anzahl der zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2. Der erste Zellblock BLK1 und der zweite Zellblock BLK2 können voneinander elektrisch isoliert sein, und ein Betrieb des ersten Zellblocks BLK1 und ein Betrieb des zweiten Zellblocks BLK2 kann von verschiedenen Controllern gesteuert werden.
  • Kathoden oder Anoden der lichtemittierenden Zellen (siehe 111 in 4), die in jedem der ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 enthalten sind, können miteinander elektrisch verbunden sein. Beispielsweise können die Kathoden oder Anoden der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1, die im ersten Zellblock BLK1 enthalten sind, miteinander elektrisch verbunden sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die lichtemittierenden Zellen 111, die in jedem der ersten bis neunten Zellblöcke BLK1 bis BLK9 enthalten sind, in Reihe mit anderen lichtemittierenden Zellen 111 innerhalb desselben Blocks verbunden sein. Beispielsweise kann die Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 im ersten Zellblock BLK1 miteinander in Reihe verbunden sein, und die Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 im zweiten Zellblock BLK2 kann miteinander in Reihe verbunden sein. Die Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 im ersten Zellblock BLK1 kann von der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 im zweiten Zellblock BLK2 elektrisch isoliert sein. Die beiden Enden jeder von der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 und der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 können jeweils mit verschiedenen Kontaktstellen verbunden sein.
  • Da die Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 in Reihe miteinander verbunden sind und die Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 in Reihe miteinander verbunden sind, kann ein Betrieb der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 und der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 gesteuert werden, wenn Spannungen an Knoten, an denen die Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 miteinander verbunden sind, und an Knoten, an denen die Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 miteinander verbunden sind, angelegt werden. Dementsprechend kann die Anzahl der ersten Kontaktstellen PAD1, die mit der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 verbunden sind, kleiner als die doppelte Anzahl der ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 sein, und die Anzahl der zweiten Kontaktstellen PAD2, die mit der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 verbunden sind, kann kleiner als die doppelte Anzahl der zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 sein.
  • Ein erster Controller 210_1 kann elektrisch mit einer Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1 verbunden sein. Der erste Controller 210_1 kann Spannungen einstellen, die an zwei verschiedenen Kontaktstellen aus der Mehrzahl an ersten Kontaktstelle PAD1 angelegt sind, und somit kann eine lichtemittierende Zelle, von der eine Kathode und eine Anode jeweilig mit den beiden Kontaktstellen verbunden sind, angesteuert werden. Beispielsweise kann der erste Controller 210_1 eine Helligkeit jeder der ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 unter Verwendung eines Pulsweitenmodulationsschemas (PWM) einstellen. Das heißt, der erste Controller 210_1 kann die Helligkeit jeder der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 einstellen, indem er eine Pulsbreite einer Spannung moduliert, die an jeder der Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1 angelegt ist.
  • Ein zweiter Controller 210_2 kann mit einer Mehrzahl an zweiten Kontaktstellen PAD2 elektrisch verbunden sein. Der zweite Controller 210_2 kann Spannungen einstellen, die an zwei verschiedenen Kontaktstellen aus der Mehrzahl an zweiten Kontaktstellen PAD2 angelegt sind, und somit kann eine lichtemittierende Zelle, von der eine Kathode und eine Anode jeweilig mit den beiden Kontaktstellen verbunden sind, angesteuert werden.
  • Gemäß einer Reihenfolge, in der der erste Zellblock BLK1 und der zweite Zellblock BLK2 angeordnet sind, können die Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1 und die Mehrzahl an zweiten Kontaktstellen PAD2, die dem ersten Zellblock BLK1 beziehungsweise dem zweiten Zellblock BLK2 entsprechen, in aufeinanderfolgender Reihenfolge angeordnet sein. Der erste Zellblock BLK1 und die Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1 können parallel angeordnet sein und sich entlang einer zweiten Richtung Y erstrecken, und der zweite Zellblock BLK2 und die Mehrzahl an zweiten Kontaktstellen PAD2 können parallel angeordnet sein und sich entlang der zweiten Richtung Y erstrecken.
  • Bezugnehmend auf 6 kann ein erster Zellblock BLK1' ferner eine Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 und eine Dummy-lichtemittierende Zelle 111_1' enthalten, von denen jede als LED implementiert ist. Die Dummy-lichtemittierende Zelle 111_1' kann möglicherweise nicht mit der Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1 verbunden sein und kann möglicherweise im Wesentlichen nicht in Betrieb sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzahl der in dem ersten Zellblock BLK1' enthaltenen ersten lichtemittierenden Zellen 111_1 und der Dummy-lichtemittierende Zelle 111_1' gleich der Anzahl der in dem zweiten Zellblock BLK2 enthaltenen zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2 sein.
  • 7 bis 9 sind Diagramme einer lichtemittierenden Vorrichtung 100 gemäß beispielhaften Ausführungsformen. 7 ist eine vergrößerte Draufsicht auf den Bereich BX von 4. 7 veranschaulicht ein Beispiel der lichtemittierenden Vorrichtung 100, bei der ein erster Zellblock keine Dummy-lichtemittierende Zelle enthält, wie in 5 gezeigt. 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie II-II' von 7 von Konfigurationen einiger Komponenten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 9 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs CX2 von 8.
  • Bezugnehmend auf die 7 bis 9 kann sich eine Trennwandstruktur WS auf einer Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 befinden. Wie in 7 gezeigt, kann die Trennwandstruktur WS eine Mehrzahl an Trennwänden WSI und eine äußere Trennwand WSO enthalten. Die Mehrzahl an Trennwänden WSI kann eine Mehrzahl an Zellräumen PXS in einem Zellanordnungsbereich PXR definieren, und die äußere Trennwand WSO kann sich an den äußersten Kanten der Mehrzahl an Trennwänden WSI befinden. Lichtemittierende Zellen können jeweils in der Mehrzahl an Zellräume PXS angeordnet sein.
  • Die Trennwandstruktur WS kann rund-eckige Seitenwandeinheiten PWC enthalten, die der Mehrzahl an Zellräumen PXS zugewandt sind. Die Mehrzahl an Zellräume PXS, deren Ecken durch die rund-eckigen Seitenwandeinheiten PWC der Trennwandstruktur WS abgerundet sind, kann jeweils definiert sein.
  • Jede von der Mehrzahl an Trennwänden WSI kann eine erste Breite w11 von etwa 10 µm bis etwa 100 µm in einer seitlichen Richtung (d.h. einer zweiten Richtung Y) aufweisen. Die äußere Trennwand WSO kann eine zweite Breite w12 von etwa 10 µm bis etwa 1 mm in der seitlichen Richtung (d. h. der zweiten Richtung Y) aufweisen. Die Trennwandstruktur WS kann so ausgebildet sein, dass die äußere Trennwand WSO so ausgebildet ist, dass die zweite Breite w12 größer ist als die erste Breite w11 der Mehrzahl an Trennwände WSI. Dadurch kann die strukturelle Stabilität der lichtemittierenden Vorrichtung 100 verbessert werden. Beispielsweise kann die Zuverlässigkeit der lichtemittierenden Vorrichtung 100 selbst bei wiederholten Vibrationen und Stößen, die auf die lichtemittierende Vorrichtung 100 einwirken, wenn die lichtemittierende Vorrichtung 100 als Scheinwerfer für ein Fahrzeug verwendet wird, durch eine ausgezeichnete strukturelle Stabilität zwischen den Trennwandstrukturen WS und der fluoreszierenden Schicht 160, die innerhalb der Trennwandstrukturen WS angeordnet ist, verbessert werden.
  • Jede der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 kann eine erste leitfähige Halbleiterschicht 122, eine aktive Schicht 124 und eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 126 enthalten. Eine isolierende Auskleidung 132 (engl. insulating liner), ein erster Kontakt 134A, ein zweiter Kontakt 134B und eine Verdrahtungsstruktur 140 können sich auf einer Unterseite von jeder von der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 befinden.
  • Der Kürze halber kann, wie in 9 gezeigt, eine Oberfläche der lichtemittierenden Struktur 120, die der Mehrzahl an Trennwänden WSI zugewandt ist, als eine Oberseite der lichtemittierenden Struktur 120 bezeichnet werden, während eine Oberfläche der lichtemittierenden Struktur 120, die der Oberseite der lichtemittierenden Struktur 120 gegenüberliegt (d.h. eine Oberfläche der lichtemittierenden Struktur 120, die weit von der Mehrzahl an Trennwänden WSI entfernt angeordnet ist), als eine Unterseite der lichtemittierenden Struktur 120 bezeichnet werden kann. Beispielsweise können die erste leitfähige Halbleiterschicht 122, die aktive Schicht 124 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 126 in vertikaler Richtung (d.h. in einer dritten Richtung Z) von der Oberseite der lichtemittierenden Struktur 120 zu ihrer Unterseite gestapelt sein. Somit kann die Oberseite der lichtemittierenden Struktur 120 einer Oberseite der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 122 entsprechen, und die Unterseite der lichtemittierenden Struktur 120 kann einer Unterseite der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 126 entsprechen.
  • Die erste leitfähige Halbleiterschicht 122 kann ein Nitrid-Halbleiter mit einer Zusammensetzung von n-Typ InxAlyGa(1-x-y)N sein (mit 0≤x<1, 0≤y<1 und 0≤x+y<1). Die n-Typ-Störstellen können z. B. Silizium (Si) sein. Beispielsweise kann die erste leitfähige Halbleiterschicht 122 GaN enthalten, das n-Typ-Störstellen enthält.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die erste leitfähige Halbleiterschicht 122 eine erste leitfähige Halbleiterkontaktschicht und eine Stromdiffusionsschicht enthalten. Eine Störstellenkonzentration der ersten leitfähigen Halbleiterkontaktschicht kann in einem Bereich von 2 × 1018 cm-3 bis 9 × 1019 cm-3 liegen. Eine Dicke der ersten leitfähigen Halbleiterkontaktschicht kann etwa 1 µm bis etwa 5 µm betragen. Die Stromdiffusionsschicht kann eine Struktur aufweisen, in der eine Mehrzahl an InxAlyGa(1-x-y)N -Schichten (mit 0≤x, y≤1 und 0≤x+y≤1) mit unterschiedlichen Zusammensetzungen oder unterschiedlichen Störstellengehalten abwechselnd gestapelt sind. Beispielsweise kann die Stromdiffusionsschicht eine n-Typ-Übergitterstruktur aufweisen, in der n-Typ-GaN-Schichten und/oder AlxInyGazN -Schichten (mit 0≤x,y,z≤1 und x+y+z≠0) mit jeweils einer Dicke von jeweils etwa 1 nm bis etwa 500 nm abwechselnd gestapelt sind. Eine Störstellenkonzentration der Stromdiffusionsschicht kann im Bereich von 2 × 1018 cm-3 bis 9 × 1019 cm-3liegen.
  • Die aktive Schicht 124 kann zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 122 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 126 angeordnet sein. Die aktive Schicht 124 kann Licht mit einer gewissen Energie durch Rekombination von Elektronen und Löchern während dem Ansteuern der lichtemittierenden Vorrichtung 100 abgeben. Die aktive Schicht 124 kann eine Mehrfach-Quantentopf-Struktur (MQW) aufweisen, in der Quantentopfschichten und Quantenbarriereschichten abwechselnd gestapelt sind. Beispielsweise kann jede der Quantentopfschichten und jede der Quantenbarriereschichten InxAlyGa(1–x-y)l)N -Schichten (mit 0≤x, y≤1 und 0≤x+y≤1) mit unterschiedlichen Zusammensetzungen enthalten. Beispielsweise kann die Quantentopfschicht InxGa1-xN (mit 0≤x≤1) enthalten, und die Quantenbarriereschicht kann GaN oder AlGaN enthalten. Dicken der Quantentopfschicht und der Quantenbarriereschicht können im Bereich von etwa 1 nm bis etwa 50 nm liegen. Die aktive Schicht 124 ist nicht darauf beschränkt, die MQW-Struktur aufzuweisen, und kann eine einzelne Quantentopfstruktur aufweisen.
  • Die zweite leitfähige Halbleiterschicht 126 kann eine Nitrid-Halbleiterschicht mit einer Zusammensetzung aus p-Typ InxAlyGa(1-x-y)N (mit 0≤x<1, 0≤y<1 und 0≤x+y<1) enthalten. Die p-Typ-Störstellen können beispielsweise Magnesium (Mg) sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die zweite leitfähige Halbleiterschicht 126 eine Elektronensperrschicht, eine p-Typ-GaN-Schicht mit niedriger Konzentration und eine p-Typ-GaN-Schicht mit hoher Konzentration enthalten, die in vertikaler Richtung gestapelt sind. Beispielsweise kann die Elektronensperrschicht eine Struktur aufweisen, in der eine Mehrzahl an InxAlyGa(1-x-y)N -Schichten (mit 0≤x, y≤1 und 0≤x+y≤1) mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 100 nm und mit unterschiedlichen Zusammensetzungen abwechselnd gestapelt sind, oder sie kann eine Einzelschicht enthalten, die AlyGa(1-y)N (mit 0<y≤1) enthält. Eine Energiebandlücke der Elektronensperrschicht kann in einer Richtung weg von der aktiven Schicht 124 verringert sein. Beispielsweise kann der Aluminium (Al)-Gehalt in der Elektronensperrschicht in der Richtung weg von der aktiven Schicht 124 reduziert sein.
  • Jede von der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 kann von den dazu benachbarten lichtemittierenden Strukturen 120 beabstandet sein, wobei ein Vorrichtungsisolationsbereich IA dazwischen angeordnet ist. Ein Abstand s11 zwischen der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 kann kleiner als die erste Breite w11 jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Die isolierende Auskleidung 132 kann so angeordnet sein, dass sie eine Innenwand des Vorrichtungsisolationsbereichs IA und eine Seitenfläche von jeder der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 konform abdeckt. Außerdem kann sich die isolierende Auskleidung 132 an einer Innenwand der Öffnung E befinden, die vollständig durch die aktive Schicht 124 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 126 hindurch verläuft. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die isolierende Auskleidung 132 Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid oder Siliziumnitrid enthalten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die isolierende Auskleidung 132 eine Struktur aufweisen, bei der eine Mehrzahl an isolierenden Schichten gestapelt sind.
  • Der erste Kontakt 134A kann mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 122 in der Öffnung E verbunden sein, die die aktive Schicht 124 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 126 durchdringt. Der zweite Kontakt 134B kann sich auf der Unterseite der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 126 befinden. Die isolierende Auskleidung 132 kann den ersten Kontakt 134A von der aktiven Schicht 124 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 126 elektrisch isolieren. Die isolierende Auskleidung 132 kann zwischen dem ersten Kontakt 134A und dem zweiten Kontakt 134B auf der Unterseite der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 126 angeordnet sein und den ersten Kontakt 134A von dem zweiten Kontakt 134B elektrisch isolieren. Jeder von dem ersten Kontakt 134A und dem zweiten Kontakt 234B kann Silber (Ag), Aluminium (Al), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Gold (Au), Platin (Pt), Palladium (Pd), Zinn (Sn), Wolfram (W), Rhodium (Rh), Iridium (Ir), Ruthenium (Ru), Magnesium (Mg), Zink (Zn), Titan (Ti), Kupfer (Cu) oder eine Kombination davon enthalten. Sowohl der erste Kontakt 134A als auch der zweite Kontakt 134B können ein Metallmaterial mit hohem Reflexionsvermögen enthalten.
  • Eine untere reflektierende Schicht 136 kann sich auf der isolierenden Auskleidung 132 befinden, die an der Innenwand des Vorrichtungsisolationsbereichs IA angeordnet ist. Die untere reflektierende Schicht 136 kann Licht reflektieren, das von den Seitenwänden der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 emittiert wird, und das reflektierte Licht in die Mehrzahl an Zellräumen PXS lenken.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die untere reflektierende Schicht 136 Ag, Al, Ni, Cr, Au, Pt, Pd, Sn, W, Rh, Ir, Ru, Mg, Zn, Ti, Cu oder eine Kombination davon enthalten. Die untere reflektierende Schicht 136 kann ein Metallmaterial mit hohem Reflexionsvermögen enthalten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die untere reflektierende Schicht 136 einen verteilten Bragg-Reflektor (DBR) enthalten. Beispielsweise kann der DBR eine Struktur aufweisen, in der eine Mehrzahl an isolierenden Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes wiederholt gestapelt sind. Jede der isolierenden Schichten im DBR kann ein Oxid, ein Nitrid oder eine Kombination davon enthalten, beispielsweise SiO2, SiN, SiOxNy, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN oder TiSiN.
  • Eine Verdrahtungsstruktur 140 kann sich auf der isolierenden Auskleidung 132, dem ersten Kontakt 134A, dem zweiten Kontakt 134B und der unteren reflektierenden Schicht 136 befinden. Die Verdrahtungsstruktur 140 kann eine Mehrzahl an Isolierschichten 142 und eine Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 enthalten. Die Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 können jeden von dem ersten Kontakt 134A und dem zweiten Kontakt 134B mit der Kontaktstelle PAD elektrisch verbinden. Einige von der Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 können sich an der Innenwand des Vorrichtungsisolationsbereichs IA befinden, und die Mehrzahl an Isolierschichten 142 können jeweils die Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 abdecken und den Vorrichtungsisolationsbereich IA ausfüllen. Wie in 9 gezeigt, können die Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 mindestens zwei Verdrahtungsschichten 144 enthalten, die sich in vertikaler Richtung auf unterschiedlichen Niveaus befinden, aber beispielhafte Ausführungsformen sind darauf nicht beschränkt. Jede von der Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 kann Ag, Al, Ni, Cr, Au, Pt, Pd, Sn, W, Rh, Ir, Ru, Mg, Zn, Ti, Cu oder eine Kombination davon enthalten.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 den ersten Kontakt 134A einer lichtemittierenden Struktur 120 mit dem zweiten Kontakt 134B einer anderen lichtemittierenden Struktur 120, die mit der einen lichtemittierenden Struktur 120 in Reihe verbunden ist, elektrisch verbinden, so dass die Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen, die in einem Zellblock enthalten sind, in Reihe miteinander verbunden werden können.
  • Alternativ, können bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform im Gegensatz zur Darstellung in 8, die Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 den ersten Kontakt 134A einer lichtemittierenden Struktur 120 mit dem ersten Kontakt 134A einer anderen lichtemittierenden Struktur 120 elektrisch verbinden, die parallel zu der einen lichtemittierenden Struktur 120 verbunden ist, so dass die Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen, die in einem Zellblock enthalten sind, parallel zueinander verbunden werden können.
  • Die Kontaktstelle PAD kann sich im Kontaktstellenbereich PDR befinden und mit der Mehrzahl an Verdrahtungsschichten 144 verbunden sein. Die Kontaktstelle PAD kann sich auf einem niedrigeren Niveau befinden als die Trennwandstruktur WS. Bei beispielhaften Ausführungsformen können eine Seitenwand und eine Unterseite der Kontaktstelle PAD von der Mehrzahl an Isolierschichten 142 bedeckt sein, und eine Oberseite der Kontaktstelle PAD kann sich auf einem niedrigeren Niveau befinden als die Oberseiten der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120. Bei anderen beispielhaften Ausführungsformen können sich, im Gegensatz zu der Darstellung in 8, einige der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 im Kontaktstellenbereich PDR befinden, und die Kontaktstelle PAD kann in Öffnungen liegen, die in der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 ausgebildet sind. In diesem Fall kann die Oberseite der Kontaktstelle PAD auf demselben Niveau liegen wie die Oberseiten der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120. Verbindungselemente (z. B. Bonddrähte) zur elektrischen Verbindung mit einem Controller können sich auf der Kontaktstelle PAD befinden.
  • Die Trennwandstrukturen WS können sich auf den Oberseiten der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 befinden. Die Trennwandstrukturen WS können Silizium (Si), Siliziumkarbid (SiC), Saphir (Al2O3) oder Galliumnitrid (GaN) enthalten. Bei einem beispielhaften Verfahren können, nachdem die Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 auf einem Substrat (siehe 110 in 18A) gebildet wurden, die Trennwandstrukturen WS durch Entfernen von Teilen des Substrats 110 gebildet werden. In diesem Fall können die Trennwandstrukturen WS Abschnitte des Substrats 110 sein, die als Wachstumssubstrat zum Bilden der lichtemittierenden Strukturen 120 dienen.
  • Die Mehrzahl an Trennwänden WSI können in einer Draufsicht in einer Matrixform angeordnet sein, und die Mehrzahl an Zellräumen PXS können durch die Mehrzahl an Trennwänden WSI definiert sein. Jede von der Mehrzahl an Trennwänden WSI kann einen Aussparungsbereich RS enthalten, der sich an einem Boden von jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI befindet, um den Vorrichtungsisolationsbereich IA vertikal zu überlappen. Der Aussparungsbereich RS kann durch Entfernen eines Teils des Substrats 110 während eines Ätzprozesses zum Trennen eines lichtemittierenden Stapels in die Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 gebildet werden. Die isolierende Auskleidung 132 kann so angeordnet sein, dass sie den Aussparungsbereich RS auf einer Unterseite von jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI berührt.
  • Die Oberseiten der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 können an Böden der Mehrzahl an Zellräumen PXS freigelegt sein. Beispielsweise können konkave/konvexe Abschnitte 120P in den Oberseiten der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120, die an den Böden der Mehrzahl an Zellräumen PXS angeordnet sind, gebildet werden. Eine Lichtextraktionseffizienz der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 kann durch die konkaven/konvexen Abschnitte 120P verbessert werden, aber beispielhafte Ausführungsformen sind darauf nicht beschränkt.
  • Eine Passivierungsstruktur 150 kann sich auf einer Oberseite WST und einer Seitenwand WSS jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI befinden. Die Passivierungsstruktur 150 kann eine erste Passivierungsschicht 152 und eine zweite Passivierungsschicht 154 enthalten, die sich konform auf der Oberseite WST und der Seitenwand WSS jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI befinden. Die Passivierungsstruktur 150 kann auch konform auf den Oberseiten der lichtemittierenden Strukturen 120 (z.B. auf den konkaven/konvexen Abschnitten 120P) sein, die an den Böden der Mehrzahl an Zellräumen PXS angeordnet sind. Obwohl 8 zwei Passivierungsschichten (z.B. 152 und 154) zeigt, sind beispielhafte Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, und die Passivierungsstruktur 150 kann drei oder mehr Passivierungsschichten enthalten.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die erste Passivierungsschicht 152 ein erstes Isoliermaterial enthalten, und die zweite Passivierungsschicht 154 kann ein zweites Isoliermaterial enthalten, das sich von dem ersten Isoliermaterial unterscheidet. Jedes von dem ersten Isoliermaterial und dem zweiten Isoliermaterials kann mindestens eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid enthalten.
  • Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die Passivierungsstruktur 150 einen ersten Abschnitt 150P1 enthalten, der auf der Oberseite WST von jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI angeordnet ist, einen zweiten Abschnitt 150P2, der auf der Seitenwand WSS von jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI angeordnet ist, und einen dritten Abschnitt 150P3, der auf den Oberseiten von der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 angeordnet ist. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann eine erste Dicke t11 des ersten Abschnitts 150P1 geringer als oder gleich einer zweiten Dicke t12 des zweiten Abschnitts 150P2 sein. Ebenso kann eine dritte Dicke t13 des dritten Abschnitts 150P3 geringer oder gleich der zweiten Dicke t12 des zweiten Abschnitts 150P2 sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die erste Dicke t11 des ersten Abschnitts 150P 1 in einem Bereich von etwa 0,1 µm bis etwa 2 µm liegen, und die zweite Dicke t12 des zweiten Abschnitts 150P2 kann in einem Bereich von etwa 0,5 µm bis etwa 5 µm liegen.
  • Wie in 9 gezeigt, können Abschnitte der ersten Passivierungsschicht 152, die in dem ersten Abschnitt 150P1 enthalten sind (d.h. Abschnitte der ersten Passivierungsschicht 152 auf den Oberseiten WST der Mehrzahl an Trennwandstrukturen WS) eine Dicke aufweisen, die geringer ist als eine Dicke von Abschnitten der ersten Passivierungsschicht 152, die in dem zweiten Abschnitt 150P2 enthalten sind (d.h. Abschnitte der ersten Passivierungsschicht 152 auf den Seitenwänden WSS der Mehrzahl an Trennwandstrukturen WS). In ähnlicher Weise können Abschnitte der zweiten Passivierungsschicht 154, die in dem ersten Abschnitt 150P1 enthalten sind (d.h. Abschnitte der zweiten Passivierungsschicht 154 auf den Oberseiten WST der Mehrzahl an Trennwandstrukturen WS) eine Dicke aufweisen die geringer ist als eine Dicke von Abschnitten der zweiten Passivierungsschicht 154, die in dem zweiten Abschnitt 150P2 enthalten sind (d.h. Abschnitte der zweiten Passivierungsschicht 154 auf den Seitenwänden WSS der Mehrzahl an Trennwandstrukturen WS).
  • Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 152 eine relativ gleichmäßige Dicke auf der Seitenwand WSS von jeder von der Mehrzahl an Trennwänden WSI aufweisen. Hier kann der Ausdruck „relativ gleichmäßige Dicke“ bedeuten, dass eine minimale Dicke der ersten Passivierungsschicht 152, die auf der Seitenwand WSS von jeder von der Mehrzahl an Trennwänden WSI angeordnet ist, innerhalb von etwa 10 % einer maximalen Dicke derselben liegt. Auch die zweite Passivierungsschicht 154 kann eine relativ gleichmäßige Dicke auf der Seitenwand WSS von jeder von der Mehrzahl an Trennwänden WSI haben. Bei einem beispielhaften Herstellungsverfahren können die erste und zweiten Passivierungsschichten 152 und 154 unter Verwendung eines Materials mit ausgezeichneten Stufenbedeckungseigenschaften gebildet werden oder eines Herstellungsverfahrens (z. B. eines Atomschichtabscheidungsverfahrens (ALD)), was bei der Bildung von Materialien mit ausgezeichneten Stufenbedeckungseigenschaften vorteilhaft ist.
  • Beispielsweise kann die erste Dicke t11 geringer sein als eine kritische Dicke, damit die Passivierungsstruktur 150 als Lichtleiter wirkt. Wenn beispielsweise die erste Dicke t11 des ersten Abschnitts 150P1 der Passivierungsstruktur 150, der auf der oberen Oberfläche WST jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI angeordnet ist, größer als die kritische Dicke ist, kann Licht, das von einer lichtemittierenden Zelle emittiert wird, durch den ersten Abschnitt 150P1 der Passivierungsstruktur 150 in eine benachbarte lichtemittierende Zelle geleitet werden. Dementsprechend kann, wenn eine lichtemittierende Zelle eingeschaltet wird, Licht absorbiert werden oder in eine dazu benachbarten lichtemittierende Zelle eindringen, und somit kann es schwierig sein, die benachbarte lichtemittierende Zelle in einen vollständig ausgeschalteten Zustand zu versetzen. Wenn die erste Dicke t11 des ersten Abschnitts 150P1 kleiner als die kritische Dicke ist, kann das von einer lichtemittierenden Zelle emittierte Licht von einer benachbarten lichtemittierenden Zelle durch den ersten Abschnitt 150P1 der Passivierungsstruktur 150 blockiert werden. Die erste Dicke t11 des ersten Abschnitts 150P1 kann kleiner als oder gleich der zweiten Dicke t12 des zweiten Abschnitts 150P2 sein. Insbesondere kann die erste Dicke t11 des ersten Abschnitts 150P1 geringer sein als die kritische Dicke, damit die Passivierungsstruktur 150 als Lichtleiter wirkt. Dementsprechend kann der zweite Abschnitt 150P2 der Passivierungsstruktur 150 eine ausreichende Dicke vorsehen, um eine Kontamination der fluoreszierenden Schicht 160 zu verhindern, während ein unerwünschtes Übersprechen des Lichts zwischen benachbarten Pixeln PX aufgrund des ersten Abschnitts 150P1 der Passivierungsstruktur 150 verhindert werden kann.
  • Eine fluoreszierende Schicht 160 kann sich innerhalb der Mehrzahl an Zellräumen PXS auf den Oberseiten der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 befinden. Wie in 8 gezeigt, kann die fluoreszierende Schicht 160 im Wesentlichen den gesamten Raum von der Mehrzahl an Zellräumen PXS auf der Passivierungsstruktur 150 ausfüllen. Eine Oberseite der fluoreszierenden Schicht 160 kann sich auf der gleichen Höhe wie die Oberseite WST jeder der Mehrzahl an Trennwänden WSI befinden, aber beispielhafte Ausführungsformen sind darauf nicht beschränkt.
  • Die fluoreszierende Schicht 160 kann ein Einzelmaterial enthalten, das in der Lage ist, die Farbe des von der lichtemittierenden Struktur 120 emittierten Lichts in eine gewünschte Farbe umzuwandeln. Das heißt, eine fluoreszierende Schicht 160, die der gleichen Farbe zugeordnet ist, kann sich in der Mehrzahl an Zellräumen PXS befinden. Beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Farbe einer fluoreszierenden Schicht 160 in einigen der Mehrzahl an Zellräumen PXS kann sich von der Farbe einer fluoreszierenden Schicht 160 in den übrigen Zellräumen PXS unterscheiden.
  • Die fluoreszierende Schicht 160 kann ein Harz enthalten, in dem ein fluoreszierendes Material dispergiert ist, oder einen Film, der ein fluoreszierendes Material enthält. Beispielsweise kann die fluoreszierende Schicht 160 einen Film aus fluoreszierenden Material enthalten, in dem fluoreszierende Materialteilchen gleichmäßig in einer bestimmten Konzentration dispergiert sind. Die fluoreszierenden Materialteilchen können ein Wellenlängenumwandlungsmaterial sein, das die Wellenlänge des von der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 emittierten Lichts verändert. Die fluoreszierende Schicht 160 kann mindestens zwei Arten von fluoreszierenden Materialteilchen mit unterschiedlichen Größenverteilungen enthalten, um die Dichte und Farbgleichmäßigkeit der fluoreszierenden Materialteilchen zu verbessern.
  • Bei beispielhaften Ausführungsformen kann das fluoreszierende Material verschiedene Farben und verschiedene Zusammensetzungen haben, wie beispielsweise eine Zusammensetzung auf Oxidbasis, eine Zusammensetzung auf Silikatbasis, eine Zusammensetzung auf Nitridbasis und eine Zusammensetzung auf Fluoridbasis. Beispielsweise β-SiAlON:Eu2+(grün), (Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+ (rot), La3Si6N11:Ce3+ (gelb), K2SiF6:Mn4 + (rot), SrLiAl3N4:Eu (rot), Ln4-x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) (rot), K2TiF6:Mn4 + (rot), NaYF4:Mn4 + (rot), NaGdF4:Mn4 + (rot) und dergleichen können als fluoreszierendes Material verwendet werden. Die Art des fluoreszierenden Materials ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Bei anderen beispielhaften Ausführungsformen kann ferner ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, wie beispielsweise ein Quantenpunkt, über der fluoreszierenden Schicht 160 angeordnet sein. Der Quantenpunkt kann eine Kern-Schalen-Struktur unter Verwendung eines III-V- oder II-VI-Verbindungshalbleiters aufweisen. Beispielsweise kann der Quantenpunkt einen Kern wie beispielsweise CdSe und InP und eine Schale wie beispielsweise ZnS und ZnSe aufweisen. Darüber hinaus kann der Quantenpunkt einen Liganden zur Stabilisierung des Kerns und der Schale enthalten.
  • Ein Trägersubstrat 170 kann sich auf der Verdrahtungsstruktur 140 befinden, und eine Klebeschicht 172 kann zwischen dem Trägersubstrat 170 und der Verdrahtungsstruktur 140 eingefügt sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Klebeschicht 172 ein elektrisch isolierendes Material enthalten, z. B. Siliziumoxid, Siliziumnitrid, ein Polymermaterial, wie z. B. ein ultraviolett (UV)-härtbares Material, oder Harz. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Klebeschicht 172 ein eutektisches Klebematerial enthalten, wie z. B. AuSn oder NiSi. Das Trägersubstrat 170 kann ein Saphirsubstrat, ein Glassubstrat, ein transparentes leitfähiges Substrat, ein Siliziumsubstrat oder ein Siliziumkarbidsubstrat enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Im Allgemeinen kann ein Lichtquellenmodul, das eine Mehrzahl an lichtemittierenden Vorrichtungs-Chips enthält, für ein intelligentes Beleuchtungssystem (z.B. einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug) verwendet werden, und jeder der lichtemittierenden Vorrichtungs-Chips kann individuell gesteuert werden, um verschiedene Beleuchtungsmodi abhängig von den Umgebungsbedingungen zu implementieren. Wenn eine Mehrzahl an lichtemittierenden Vorrichtungen verwendet wird, die in einer Matrixform angeordnet sind, kann Licht, das von jeder der Mehrzahl an lichtemittierenden Vorrichtungen emittiert wird, in einer dazu benachbarten lichtemittierenden Vorrichtung absorbiert werden oder in sie eindringen. Daher können die Kontrasteigenschaften des Lichtquellenmoduls schlecht sein. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann jedoch durch Ausbilden der Trennwandstrukturen WS auf der Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 die Absorption oder das Eindringen von Licht, das von einer lichtemittierenden Zelle in eine benachbarte lichtemittierende Zelle emittiert wird, reduziert oder verhindert werden.
  • Während eines Prozesses zum Bilden einer Passivierungsschicht, die die Trennwandstruktur WS bedeckt, kann eine Dicke eines Abschnitts der Passivierungsschicht, die auf der oberen Oberfläche der Trennwandstruktur WS gebildet wird, größer sein als eine Dicke eines Abschnitts der Passivierungsschicht, die auf einer Seitenwand der Trennwandstruktur WS gebildet wird. In diesem Fall kann der Abschnitt der Passivierungsschicht, der auf der Oberseite der Trennwandstruktur WS gebildet wird, als Lichtleiter wirken, und somit kann Licht, das von einer lichtemittierenden Zelle emittiert wird, in einer benachbarten lichtemittierenden Zelle absorbiert werden oder in diese eindringen. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann der erste Abschnitt 150P1 der Passivierungsstruktur 150 jedoch mit einer Dicke gebildet werden, die kleiner oder gleich der Dicke des zweiten Abschnitts 150P2 ist. Dadurch kann die Absorption oder das Eindringen von Licht, das von einer lichtemittierenden Zelle in eine benachbarte lichtemittierende Zelle emittiert wird, durch den ersten Abschnitt 150P1 der Passivierungsstruktur 150 verhindert oder reduziert werden. Dementsprechend können die Kontrasteigenschaften der lichtemittierenden Vorrichtung 100 ausgezeichnet sein.
  • Zudem kann die fluoreszierende Schicht 160 in jedem der Zellräume PXS durch die Trennwandstruktur WS fest fixiert sein. Selbst wenn wiederholte Vibrationen und Stöße auf die lichtemittierende Vorrichtung 100 einwirken, wenn die lichtemittierende Vorrichtung 100 als Scheinwerfer für ein Fahrzeug verwendet wird, kann die Zuverlässigkeit der lichtemittierenden Vorrichtung 100 verbessert werden.
  • 10 und 11 sind Schaltpläne zur Erläuterung einer Anschlussbeziehung zwischen lichtemittierenden Zellen, die in einer lichtemittierenden Vorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthalten sind. 10 und 11 sind Ersatzschaltbilder des ersten Zellblocks BLK1 und des zweiten Zellblocks BLK2 von 4 gemäß beispielhaften Ausführungsformen. In den 10 und 11 kann eine lichtemittierende Zelle einer Diode entsprechen. Die Beschreibung der ersten und zweiten Zellblöcke BLK1 und BLK2 von 10 und 11 kann gleichermaßen auf die dritten bis neunten Zellblöcke BLK3 bis BLK9 von 4 angewendet werden.
  • Bezugnehmend auf 4 und 10 kann ein erster Zellblock BLK1A eine Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A enthalten, von denen jede als LED implementiert ist, und ein zweiter Zellblock BLK2A kann eine Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A enthalten, von denen jede als LED implementiert ist. Die Anzahl der ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A kann geringer sein als die Anzahl der zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A. Der erste Zellblock BLK1A und der zweite Zellblock BLK2A können elektrisch voneinander isoliert sein, und ein Betrieb des ersten Zellblocks BLK1A und des zweiten Zellblocks BLK2A können von verschiedenen Controllern gesteuert werden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die lichtemittierenden Zellen 111, die in jedem der ersten bis neunten Zellblöcke BLK1A bis BLK9 enthalten sind, mit anderen lichtemittierenden Zellen 111 innerhalb desselben Blocks parallel verbunden sein. Beispielsweise können die Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A, die in dem ersten Zellblock BLK1A enthalten sind, parallel miteinander verbunden sein, und die Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A, die in dem zweiten Zellblock BLK2A enthalten sind, können parallel miteinander verbunden sein. Ein Ende von jeder von der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A und der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A kann j eweils mit verschiedenen Kontaktstellen verbunden sein, und ein anderes Ende von jedem von der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A und von der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A kann mit einer gemeinsamen Kontaktstelle verbunden sein.
  • Anoden der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A können miteinander verbunden sein, und Anoden der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A können miteinander verbunden sein. Im Gegensatz zur Darstellung in 10 können die Kathoden der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A miteinander verbunden sein, und die Kathoden der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A können miteinander verbunden sein. Die Anzahl der ersten Kontaktstellen PAD1A, die mit der Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A verbunden sind, kann weniger als das Doppelte der Anzahl der ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A betragen. Die Anzahl der zweiten Kontaktstellen PAD2A, die mit der Mehrzahl an zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A verbunden sind, kann weniger als das Doppelte der Anzahl der zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A betragen.
  • Ein erster Controller kann mit der Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1A elektrisch verbunden sein. Der erste Controller kann Spannungen einstellen, die an zwei verschiedene Kontaktstellen aus der Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1A angelegt sind, und eine lichtemittierende Zelle ansteuern, von der eine Kathode und eine Anode jeweils mit den beiden Kontaktstellen verbunden sind. Ein zweiter Controller kann Spannungen einstellen, die an zwei verschiedene Kontaktstellen aus der Mehrzahl an zweiten Kontaktstellen PAD2A angelegt sind, und eine lichtemittierende Zelle ansteuern, deren Kathode und Anode jeweils mit den beiden Kontaktstellen verbunden sind.
  • Bezugnehmend auf 11 kann ein erster Zellblock BLK1A' ferner eine Mehrzahl an ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A und eine Dummy-lichtemittierende Zelle 111_1A' enthalten, von denen jede als eine LED implementiert ist. Die Dummy-lichtemittierende Zelle 111_1A' kann möglicherweise nicht mit einer Mehrzahl an ersten Kontaktstellen PAD1A verbunden sein und kann möglicherweise im Wesentlichen nicht in Betrieb sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzahl der im ersten Zellblock BLK1A1 enthaltenen ersten lichtemittierenden Zellen 111_1A und der Dummylichtemittierenden Zelle 111_1A' gleich der Anzahl der im zweiten Zellblock BLK2 enthaltenen zweiten lichtemittierenden Zellen 111_2A sein.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung 300 gemäß beispielhaften Ausführungsformen. 13 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs CX4 von 12. 12 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie II-II' von 7 einiger Komponenten der lichtemittierenden Vorrichtung 300, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform auf eine Platine 370 geklebt ist. In den Beschreibungen von 12 und 13 werden wiederholte Beschreibungen der gleichen Bezugszeichen, wie sie in Bezug auf 8 und 9 gemacht wurden, weggelassen.
  • Bezugnehmend auf 12 und 1 kann die lichtemittierende Vorrichtung 300 ferner eine Pufferstruktur BS enthalten, die zwischen einer ersten leitfähigen Halbleiterschicht 122 und einer Trennwandstruktur WS vorgesehen ist. Die Pufferstruktur BS kann eine Keimbildungsschicht 310, eine versetzungsentfernende Struktur 320 (engl. dislocation-removing structure) und eine Pufferschicht 330 enthalten, die aufeinanderfolgender auf einer Unterseite der Trennwandstruktur WS in Richtung der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 122 angeordnet sind. Die versetzungsentfernende Struktur 320 kann eine erste versetzungsentfernende Materialschicht 322 und eine zweite versetzungsentfernende Materialschicht 324 enthalten.
  • Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die Keimbildungsschicht 310 eine Schicht zur Bildung von Keimen für das Kristallwachstum oder zur Unterstützung der Benetzung der versetzungsentfernenden Strukturen 320 sein. Beispielsweise kann die Keimbildungsschicht 310 Aluminiumnitrid (AlN) enthalten. Die erste versetzungsentfernende Materialschicht 322 kann BxAlyInzGa1-x-y-zN enthalten (mit 0≤x<1, 0<y<1, 0≤z<1, und 0≤x+y+z<1). Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der Aluminium (Al)-Gehalt der ersten versetzungsentfernenden Materialschicht 322 etwa 25 Atom-% (at%) bis etwa 75 at% betragen. Die zweite versetzungsentfernende Materialschicht 324 kann eine andere Gitterkonstante als die erste versetzungsentfernende Materialschicht 322 aufweisen und z. B. Aluminiumnitrid (AlN) enthalten. An einer Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten versetzungsentfernenden Materialschicht 322 und 324 kann eine Versetzung (engl. dislocation) gebogen werden oder eine Versetzungshalbschleife (engl. dislocation half-loop) kann aufgrund eines Unterschieds in der Gitterkonstante zwischen den ersten und der zweiten versetzungsentfernenden Materialschichten 322 und 324 gebildet werden, um die Versetzung zu reduzieren. Die Dicke der zweiten versetzungsentfernenden Materialschicht 324 kann geringer sein als die Dicke der Keimbildungsschicht 310. Somit kann die in der zweiten versetzungsentfernenden Materialschicht 324 erzeugte Zugspannung reduziert werden, um das Auftreten von Rissen zu verhindern.
  • Die Pufferschicht 330 kann Unterschiede in der Gitterkonstante und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) zwischen einer auf der Pufferstruktur BS gebildeten Schicht (z. B. der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 122) und der zweiten versetzungsentfernenden Materialschicht 324 reduzieren. Beispielsweise kann die Pufferschicht 330 BxAlyInzGa1-x-y-zN enthalten (mit 0≤x<1, 0<y<1, 0≤z<1 und 0≤x+y+z<1).
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann die Pufferstruktur BS nicht nur das Auftreten von Rissen in einer Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 verhindern, sondern auch die Ausbreitung von Versetzungen in die Mehrzahl an lichtemittierenden Strukturen 120 verhindern. Dadurch kann die Kristallqualität der lichtemittierenden Strukturen 120 verbessert werden.
  • Bei beispielhaften Ausführungsformen kann eine Verdrahtungsstruktur 140 über einer Oberseite einer Trägerstruktur 360 mit einer ersten Klebeschicht 352 dazwischen angeordnet sein, und eine Platine (PCB) 370 kann auf einer Unterseite der Trägerstruktur 360 mit einer zweiten Klebeschicht 354 dazwischen angeordnet sein. Die Trägerstruktur 360 kann ein Trägersubstrat 362, eine erste Isolierschicht 364 und eine zweite Isolierschicht 366 enthalten. Die erste Isolierschicht 364 kann in Kontakt mit der ersten Klebeschicht 352 sein, und die zweite Isolierschicht 366 kann in Kontakt mit der zweiten Klebeschicht 354 sein.
  • Das Trägersubstrat 362 kann ein isolierendes Substrat oder ein leitfähiges Substrat enthalten. Das Trägersubstrat 362 kann einen elektrischen Widerstand von mindestens einigen MΩ, beispielsweise mindestens 50 MΩ, aufweisen. Das Trägersubstrat 362 kann z. B. dotiertes Silizium, undotiertes Silizium, Al2O3, Wolfram (W), Kupfer (Cu), ein Bismaleimidtriazin (BT)-Harz, ein Epoxidharz, Polyimid, ein Flüssigkristall (LC)-Polymer, ein kupferkaschiertes Laminat oder eine Kombination davon enthalten. Das Trägersubstrat 362 kann eine Dicke von mindestens 150 µm (z. B. etwa 200 µm bis etwa 400 µm) in vertikaler Richtung (d. h. in Z-Richtung) aufweisen.
  • Jede der ersten Isolierschicht 364 und der zweiten Isolierschicht 366 kann einen elektrischen Widerstand von mindestens einigen zehn MΩ, beispielsweise mindestens 50 MΩ, aufweisen. Beispielsweise kann jede der ersten Isolierschicht 364 und der zweiten Isolierschicht 366 mindestens eines von SiO2, Si3N4, Al2O3, HfSiO4, Y2O3, ZrSiO4, HfO2, ZrO2, Ta2O5 und La2O3 enthalten.
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann, da die Trägerstruktur 360 einen relativ hohen elektrischen Widerstand aufweist, das Auftreten von Fehlern aufgrund der Bildung eines unerwünschten Leitungspfades von der Verdrahtungsstruktur 140 durch die Trägerstruktur 360 zur Platine 370 in vertikaler Richtung verhindert werden.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Baugruppe1000 (engl. package), das eine lichtemittierende Vorrichtung 100 enthält, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. In 14 werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Elemente wie in 1 bis 13 zu bezeichnen.
  • Bezugnehmend auf 14 kann die lichtemittierende Baugruppe 1000 die lichtemittierende Vorrichtung 100 und einen Halbleiter-Ansteuerchip 210 enthalten, die auf einem Baugruppensubstrat 410 angebracht sind. Der Halbleiter-Ansteuerchip 210 kann einer von den ersten bis neunten Controller 210_1 bis 210_9 von 2 sein, und das Baugruppensubstrat 410 kann eine Platine PCB von 2 sein.
  • Eine untere Isolierschicht 412, eine innere leitfähiges-Muster-Schicht 413 und eine obere Isolierschicht 414 können aufeinanderfolgend auf einem Teilbereich einer Grundplatte 411 gestapelt sein, und mindestens ein Ansteuer-Halbleiterchip 210 kann auf einem leitfähigen Muster angebracht sein, das auf der oberen Isolierschicht 414 angeordnet ist.
  • Ein Zwischenträger 450 (engl. Interposer) kann sich auf einem anderen Bereich der Grundplatte 411 mit einer dazwischenliegenden Klebeschicht 440 befinden, und die lichtemittierende Vorrichtung 100 kann auf dem Zwischenträger 450 angebracht sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Zwischenträger 450 derselbe sein wie das in der lichtemittierenden Vorrichtung 100 enthaltene Trägersubstrat (siehe 170 in 8), ist aber nicht darauf beschränkt. Der mindestens eine Halbleiter-Ansteuerchip 210 kann elektrisch mit einer Kontaktstelle PAD der lichtemittierenden Vorrichtung 100 über einen Bonddraht 480 verbunden sein, der mit einer Kontaktstelle 470 verbunden ist. Der mindestens eine Halbleiter-Ansteuerchip 210 kann eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen der lichtemittierenden Vorrichtung 100 einzeln oder zusammen ansteuern.
  • Der Bonddraht 480 kann mit einem Gießharz 460 eingekapselt sein. Das Gießharz 460 kann z.B. eine Epoxid-Gießmasse (EMC) enthalten, ist aber nicht speziell beschränkt. Das Gießharz 460 kann die lichtemittierende Vorrichtung 100 teilweise einkapseln, um das von der Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen der lichtemittierenden Vorrichtung 100 emittierte Licht nicht zu stören.
  • Ein Kühlkörper 420 kann auf eine Unterseite der Grundplatte 411 geklebt sein, und eine TIM-Schicht 430 kann ferner selektiv zwischen dem Kühlkörper 420 und der Grundplatte 411 angeordnet sein.
  • Die lichtemittierenden Vorrichtungen und/oder das Lichtquellenmodul, die mit Bezug auf 1 bis 13 beschrieben sind, können allein oder in Kombination in der lichtemittierenden Baugruppe 1000 angebracht sein.
  • 15 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Baugruppe 1000A, die eine lichtemittierende Vorrichtung 100A enthält, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 15 kann eine leitfähige Leitung CL einen ersten Kontakt 134A einer lichtemittierenden Struktur (z.B. die lichtemittierende Struktur 120 der 8, 9, 12) mit einem zweiten Kontakt 134B einer anderen lichtemittierenden Struktur 120, die in Reihe mit einer spezifischen lichtemittierenden Struktur verbunden ist, elektrisch verbinden, so dass eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen, die in einem Zellblock enthalten sind, in Reihe miteinander verbunden sind. Alternativ kann bei einer beispielhaften Ausführungsform die leitfähige Leitung CL den ersten Kontakt 134A einer lichtemittierenden Struktur 120 mit dem ersten Kontakt 134A einer anderen lichtemittierenden Struktur 120, die parallel mit der einen lichtemittierenden Struktur 120 verbunden ist, elektrisch verbinden, so dass eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen, die in einem Zellblock enthalten sind, parallel miteinander verbunden sind.
  • Die leitfähige Leitung CL kann möglicherweise nicht nur in der lichtemittierenden Vorrichtung 100A ausgebildet sein. Beispielsweise kann die leitfähige Leitung CL ein leitfähiges Muster enthalten, das in einem Baugruppensubstrat 410 ausgebildet ist. Die leitfähige Leitung CL kann ein leitfähiges Muster enthalten, das in einem Zwischenträger 450 ausgebildet ist.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die lichtemittierende Vorrichtung 100A möglicherweise keine Mehrzahl an Kontaktstellen enthalten, die auf einer Emissionsfläche (z. B. einer in einer dritten Richtung (Z) ausgebildeten Fläche) ausgebildet sind. Die lichtemittierende Vorrichtung 100A kann über die im Baugruppensubstrat 410 ausgebildete Leiterbahn CL mit einem Halbleiter-Ansteuerchip 210 verbunden sein.
  • 16 ist eine schematische Perspektivansicht einer Beleuchtungsvorrichtung, die eine lichtemittierende Vorrichtung enthält, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 16 kann ein Scheinwerfermodul 2020 in einer Scheinwerfereinheit 2010 eines Fahrzeugs installiert sein. Ein Seitenspiegellampenmodul 2040 kann in einer Außenspiegeleinheit 2030 installiert sein, und ein Rücklichtmodul 2060 kann in einer Rücklichteinheit 2050 installiert sein. Mindestens eines von dem Scheinwerfermodul 2020, dem Seitenspiegellampenmodul 2040 und dem Rücklichtmodul 2060 kann eines der Lichtquellenmodule 10 und 10A enthalten, das mindestens eine der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungen 100 und 100A enthält.
  • 17 ist eine schematische Perspektivansicht einer Flachbildschirm-Beleuchtungsvorrichtung 2100, die eine lichtemittierende Vorrichtung enthält, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 17 kann die Flachbildschirm-Beleuchtungsvorrichtung 2100 ein Lichtquellenmodul 2110, eine Leistungsversorgung 2120 und ein Gehäuse 2130 enthalten.
  • Das Lichtquellenmodul 2110 kann eine Anordnung lichtemittierender Vorrichtungen als Lichtquelle enthalten. Das Lichtquellenmodul 2110 kann eines der Lichtquellenmodule 10 und 10A sein, das als Lichtquelle mindestens eine der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungen 100 und 100A enthält. Das Lichtquellenmodul 2110 kann als Ganzes eine flache Form haben.
  • Die Leistungsversorgung 2120 kann so konfiguriert sein, dass sie das Lichtquellenmodul 2110 mit Leistung versorgt. Das Gehäuse 2130 kann einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Lichtquellenmoduls 2110 und der Leistungsversorgung 2120 bilden. Das Gehäuse 2130 kann so geformt sein, dass es eine hexaedrische Form mit einer offenen Seite hat, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Lichtquellenmodul 2110 kann so angeordnet sein, dass es Licht in Richtung der geöffneten Seite des Gehäuses 2130 emittiert.
  • 18 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Beleuchtungsvorrichtung 2200, die eine lichtemittierende Vorrichtung enthält, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 18 kann die Beleuchtungsvorrichtung 2200 eine Fassung 2210 (bzw. Sockel), eine Leistungsversorgung 2220, einen Kühlkörper 2230, ein Lichtquellenmodul 2240 und eine optische Einheit 2250 enthalten.
  • Die Fassung 2210 kann so konfiguriert sein, dass sie gegen eine vorhandene Beleuchtungsvorrichtung ausgetauscht werden kann. Die Beleuchtungsvorrichtung 2200 kann über die Fassung 2210 mit Leistung versorgt werden. Die Leistungsversorgung 2220 kann in eine erste Leistungsversorgung 2221 und eine zweite Leistungsversorgung 2222 zerlegt sein. Der Kühlkörper 2230 kann einen internen Kühlkörper 2231 und einen externen Kühlkörper 2232 enthalten. Der interne Kühlkörper 2231 kann direkt mit dem Lichtquellenmodul 2240 und/oder der Leistungsversorgung 2220 verbunden sein und die Wärme über das Lichtquellenmodul 2240 und/oder die Leistungsversorgung 2220 an den externen Kühlkörper 2232 übertragen. Die optische Einheit 2250 kann eine interne optische Einheit und eine externe optische Einheit enthalten. Die optische Einheit 2250 kann so konfiguriert sein, dass sie das von dem Lichtquellenmodul 2240 emittierte Licht gleichmäßig streut.
  • Das Lichtquellenmodul 2240 kann Leistung von der Leistungsversorgung 2220 erhalten und Licht an die optische Einheit 2250 emittieren. Das Lichtquellenmodul 2240 kann mindestens eine lichtemittierende Baugruppe 2241, eine Leiterplatte 2242 und einen Controller 2243 enthalten. Der Controller 2243 kann Ansteuerungsinformationen der lichtemittierenden Baugruppe 2241 speichern. Die lichtemittierende Baugruppe 2241 kann mindestens eine der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtungen 100 und 100A enthalten, und das Lichtquellenmodul 2240 kann eines der oben beschriebenen Lichtquellenmodule 10 und 10A sein.
  • Während beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden sind, wird angenommen, dass verschiedene Änderungen in Form und Details davon gemacht werden können, ohne vom Grundgedanken und Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020200063276 [0001]

Claims (20)

  1. Lichtquellenmodul aufweisend: eine Platine (PCB; 370); eine auf der Platine (PCB; 370) angebrachte lichtemittierende Vorrichtung (100, 100A), wobei die lichtemittierende Vorrichtung (100, 100A) eine Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 bis BLK9) aufweist, von denen jeder eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen (111) aufweist; und eine Mehrzahl an Controllern (210_1 - 210_9), die auf der Platine (370) angebracht sind und von denen jeder (210_1; 210_2) dazu konfiguriert ist, einen ihm entsprechenden Zellblock (BLK1; BLK2) aus der Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 bis BLK9) anzusteuern, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) voneinander elektrisch isoliert sind, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) einen ersten Zellblock (BLK1) und einen zweiten Zellblock (BLK2) aufweisen, und wobei eine Anzahl von ersten lichtemittierenden Zellen (111_1), die in dem ersten Zellblock (BLK1) enthalten sind, geringer ist als eine Anzahl von zweiten lichtemittierenden Zellen (111_2), die in dem zweiten Zellblock (BLK2) enthalten sind.
  2. Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl an Controllern (210_1 bis 210_9) einen ersten Controller (210_1) und einen zweiten Controller (210_2) aufweisen, wobei der erste Controller (210_1) dazu konfiguriert ist, den ersten Zellblock (BLK1) über erste Kanäle (CH11 - CH1n) anzusteuern, wobei der zweite Controller (210_2) dazu konfiguriert ist, den zweiten Zellblock (BLK2) über zweite Kanäle (CH21 - CH2n) anzusteuern, die sich von den ersten Kanälen (CH11 - CH1n) unterscheiden, und wobei eine Anzahl von ersten Kanälen (CH11 - CH1n), die mit dem ersten Controller (210_1) verbunden sind, gleich einer Anzahl von zweiten Kanälen (CH21 - CH2n) ist, die mit dem zweiten Controller (210_2) verbunden sind.
  3. Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei die lichtemittierende Vorrichtung (100) in einem Mittelbereich (CA_P) der Platine (PCB; 370) angeordnet ist, und wobei die Mehrzahl an Controllern (210_1 - 210_9) in einem Peripheriebereich (PA_P1, PA_P2) der Platine (PCB; 370), der den Mittelbereich (CA_P) umgibt, angeordnet sind.
  4. Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei die in dem ersten Zellblock (BLK1) enthaltenen ersten lichtemittierenden Zellen (111_1) miteinander elektrisch verbunden sind.
  5. Lichtquellenmodul nach Anspruch 4, wobei die ersten lichtemittierenden Zellen (111_1) in der lichtemittierenden Vorrichtung (100; 100A) miteinander elektrisch verbunden sind.
  6. Lichtquellenmodul nach Anspruch 4, wobei die ersten lichtemittierenden Zellen (111_1) durch auf der Platine (PCB, 370) ausgebildete leitfähige Leitungen elektrisch miteinander verbunden sind.
  7. Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sind, und wobei der erste Zellblock (BLK1) an einem Ende der ersten Reihe angeordnet ist.
  8. Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sind, und wobei sich der erste Zellblock (BLK7) in einer Mitte der zweiten Reihe befindet.
  9. Lichtquellenmodul nach Anspruch 8, wobei der erste Zellblock (BLK7) eine kleinste Anzahl von lichtemittierenden Zellen (111) aus der Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) aufweist.
  10. Lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend: eine Mehrzahl an voneinander elektrisch isolierten Zellblöcken (BLK1 - BLK9), von denen jeder eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen (111) aufweist; und eine Mehrzahl an Kontaktstellen (PAD; PAD1; PAD2), die dazu konfiguriert sind, die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) mit einer externen Vorrichtung (200) elektrisch zu verbinden, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) einen ersten Zellblock (BLK1) und einen zweiten Zellblock (BLK2) aufweisen, und wobei eine Anzahl von ersten lichtemittierenden Zellen (111_1), die in dem ersten Zellblock (BLK1) enthalten sind, geringer ist als eine Anzahl von zweiten lichtemittierenden Zellen (111_2), die in dem zweiten Zellblock (BLK2) enthalten sind.
  11. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die ersten lichtemittierenden Zellen (111_1) in Reihe miteinander verbunden sind, und wobei die zweiten lichtemittierenden Zellen (111_2) in Reihe miteinander verbunden sind.
  12. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die ersten lichtemittierenden Zellen (111_1) ferner eine Dummy-lichtemittierende Zelle (111_1') aufweisen, die von der Mehrzahl an Kontaktstellen (PAD1) elektrisch isoliert ist.
  13. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sind, und wobei eine Gesamtzahl von lichtemittierenden Zellen (111), die in Zellblöcken (BLK1 - BLK4) enthalten sind, die in der ersten Reihe angeordnet sind, geringer ist als eine Gesamtzahl von lichtemittierenden Zellen (111), die in Zellblöcken (BLK5 - BLK9) enthalten sind, die in der zweiten Reihe angeordnet sind.
  14. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sind, und wobei der erste Zellblock (BLK1) an einem Ende der ersten Reihe angeordnet ist.
  15. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sind, und wobei sich der erste Zellblock (BLK7) in einer Mitte der zweiten Reihe befindet.
  16. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) in einem Mittelbereich (PXR) der lichtemittierenden Vorrichtung (100; 100A) angeordnet sind, und wobei die Mehrzahl an Kontaktstellen (PAD; PAD1; PAD2) in einem Peripheriebereich (PDR1; PDR2) der lichtemittierenden Vorrichtung (100; 100A), der den Mittelbereich (PXR) umgibt, angeordnet sind.
  17. Lichtquellenmodul aufweisend: eine Platine (PCB; 370); eine lichtemittierende Vorrichtung (100; 100A), die auf der Platine (PCB; 370) angebracht ist, wobei die lichtemittierende Vorrichtung (100; 100A) eine Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) aufweist, von denen jeder eine Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen (111) aufweist; und eine Mehrzahl an Controllern (210_1 - 210_9), die auf der Platine (PCB; 370) angebracht sind und von denen jeder dazu konfiguriert ist, einen ihm entsprechenden Zellblock (BLK1; BLK2) aus der Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) anzusteuern, wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) voneinander elektrisch isoliert sind, und wobei die Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) in einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe angeordnet sind und eine Anzahl von lichtemittierenden Zellen, die in Zellblöcken (BLK1 - BLK4) enthalten sind, die in der ersten Reihe angeordnet sind, geringer ist als eine Anzahl von lichtemittierenden Zellen, die in Zellblöcken (BLK5 - BLK9) enthalten sind, die in der zweiten Reihe angeordnet sind.
  18. Lichtquellenmodul nach Anspruch 17, wobei zwei Zellblöcke (BLK1, BLK4), die an zwei Enden der ersten Reihe angeordnet sind, eine geringere Anzahl von lichtemittierenden Zellen aufweisen als andere Zellblöcke (BLK2, BLK3), die benachbart zu diesen angeordnet sind.
  19. Lichtquellenmodul nach Anspruch 17, wobei ein in der Mitte der zweiten Reihe angeordneter Zellblock (BLK7) eine geringere Anzahl von lichtemittierenden Zellen aufweist als andere Zellblöcke (BLK6, BLK8), die benachbart dazu angeordnet sind.
  20. Lichtquellenmodul nach Anspruch 17, wobei die Mehrzahl an lichtemittierenden Zellen (111), die in einem Zellblock aus der Mehrzahl an Zellblöcken (BLK1 - BLK9) enthalten sind, durch auf der Platine (PCB; 370) ausgebildete leitfähige Leitungen miteinander elektrisch verbunden sind.
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