KR20180008617A - 다수의 반도체 소자들을 포함하는 광원 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 반도체 소자들을 포함하는 광원에 관한 것이고, 여기서 반도체 소자는 다수의 발광 다이오드들을 갖고, 다이오드들은 반도체 소자 상에 적어도 하나의 열의 미리 결정된 그리드 내에 배열되고, 개별 다이오드들을 제어하기 위한 제어 회로가 반도체 소자 상에 배열된다. 본 발명은 또한 다수의 발광 다이오드들을 갖는 반도체 소자에 관한 것이고, 여기서 다이오드들은 반도체 소자 상에 적어도 하나의 열의 미리 결정된 그리드 내에 배열되고, 개별 다이오드들을 제어하기 위한 제어 회로가 반도체 소자 상에 배열되고, 제어 회로는 다이오드들을 개별적으로 제어하도록 설계된다.

Description

다수의 반도체 소자들을 포함하는 광원
본 발명은 특허 청구항 1에 따른 복수의 발광 반도체 소자들을 포함하는 광원, 및 특허 청구항 15에 따른 발광 반도체 소자에 관한 것이다.
본 특허 출원은 그 개시내용이 본원에 참조로 포함된 독일 특허 출원 DE 10 2015 107 739.6호를 우선권 주장한다.
DE 10 2013 104 046 A1은 광학 배열 및 디스플레이 디바이스를 개시한다. 이 광학 배열은 캐리어 상에 다수의 발광 칩들을 포함한다. 그 경우에, 제1 발광 칩들은 각각 제1 그룹의 화소들을 포함하고 제2 발광 칩들은 각각 제2 그룹의 화소들을 포함한다. 제1 발광 칩들 중 하나 및 제2 발광 칩들 중 하나는 각각 캐리어 상에 평탄한 방식으로 제1 유닛 셀들 내에 배열된다. 또한, 방출 방향의 발광 칩들의 다운스트림에 배치된 광학 요소가 제공된다. 광학 요소는, 제2 유닛 셀들이 각각 제1 유닛 셀들 중 각각의 하나의 면적보다 작은 면적을 포함하는 방식으로 제1 그룹의 제1 화소들의 광 및 제2 그룹의 제2 화소들의 광이 커플링-아웃 평면에서 제2 유닛 셀들 내에 재분배되도록, 제1 및 제2 그룹들의 화소들에 의해 방출된 광을 안내하도록 구성된다. 이 경우에, 커플링-아웃 평면 내의 각각의 화소는 발광 칩들의 대응하는 화소의 활성화에 의해 개별적으로 어드레스가능하다.
본 발명의 목적은 복수의 발광 반도체 소자들로 구성된 개별적으로 구동가능한 광 점들로 광원의 간소화된 전자 구동, 및 개선된 발광 반도체 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 특허 청구항 1에 따른 광원 및 특허 청구항 15에 따른 발광 반도체 소자에 의해 달성된다. 광원의 추가 실시예들은 종속 청구항들에서 명시된다.
설명된 광원의 한 장점은 특히 화소별 구동을 위한 개선된 광 특성들을 포함하는 광원이 비용 효과적인 방식으로 제공된다는 점에 있다.
한 실시예에서, 다이오드들은 인접한 다이오드들이 동일한 간격을 포함하도록 반도체 소자 상에 또는 내에 열들의 미리 정해진 그리드 내에 배열되고, 복수의 반도체 소자들은 인접한 반도체 소자들의 다이오드들이 반도체 소자의 인접한 다이오드들과 동일한 간격을 포함하도록 배열된다. 결과적으로, 광원의 광 빔의 균일성이 개선된다.
추가 실시예에서, 각각의 반도체 소자는 다이오드들의 수에 독립하여 단지 4개의 전기 접점들을 포함하고, 제1 접점이 접지용으로 제공되고, 제2 접점이 전원용으로 제공되고, 제3 접점이 신호 입력용으로 제공되고, 제4 접점이 신호 출력용으로 제공된다. 이것은 제어 회로와 발광 다이오드들의 전기 공급을 제공하는 반도체 소자의 간단한 구조를 제공한다.
추가 실시예에서, 제어 회로들은 데이지-체인 프로토콜의 형태로 정보를 획득하고 처리하도록 구성된다. 이 방식으로, 복수의 반도체 소자들에 간단한 방식으로 대응하는 제어 회로들에 의해 발광 다이오드들의 개별 구동을 위한 제어 신호들이 공급될 수 있다.
추가 실시예에서, 제어 회로는 다이오드들의 2개의 열들 사이에 배열된다. 다이오드들의 균일한 분포를 동시에 갖는 조밀한 구성이 결과적으로 가능하게 된다.
추가 실시예에서, 다이오드들의 2개의 열들은 제어 회로와 추가 제어 회로 사이에 배열된다. 반도체 소자 상의 다이오드들 및 2개의 제어 회로들의 조밀한 배열이 이 방식으로 달성된다.
추가 실시예에서, 반도체 소자는 다이오드들의 2개의 열들을 포함하고, 2개의 열들은 제어 회로의 대향 측들 상에 배열되고, 2개의 열들은 적어도 2개, 특히 3개 이상의 다이오드들을 포함한다. 이 수단에 의해 역시 다수의 다이오드들을 포함하는 조밀한 배열이 제공된다.
추가 실시예에서, 반도체 소자들의 적어도 2개의 열들이 제공되고, 각각의 경우에 하나의 열의 2개의 인접하는 반도체 소자들은 서로에 대해 동일한 간격을 포함하고, 제2 열의 반도체 소자들은 제1 열의 반도체 소자들에 대해 측방향으로 어긋나게 배열되고, 특히 제2 열의 반도체 소자들은 제1 열의 2개의 반도체 소자들 사이의 중간에 배열된다. 개별 반도체 소자들의 발광 다이오드들의 균일한 분포가 이 방식으로 달성된다.
추가 실시예에서, 적어도 하나의 광학 디바이스가 연속적이고 균일한 광 영역을 형성하도록 반도체 소자들의 개별 다이오드들의 빔들을 조합하기 위해 제공된다. 광 영역의 광 분포의 적응적 구성이 개별 다이오드들의 목표로 하는 구동에 의해 실현될 수 있다.
추가 실시예에서, 복수의 다이오드들이 적어도 2개의 열들 및 복수의 행들에 배열되고, 행의 다이오드들(3)은 직선 상에 배열되고, 열의 다이오드들(3)은 직선 상에 배열되고, 다이오드들은 인접한 다이오드들 사이에 동일한 크기의 간격들을 포함하는 그리드 내에 배열되고, 제1 행과 제1 열의 제1 다이오드용의 제1 접촉 트랙은 다이오드에 측방향으로 연결되고, 제2 열과 제1 행의 제2 다이오드의 제2 접촉 트랙은 다이오드들의 2개의 행들 사이에서 제2 열과 제1 행의 제2 다이오드에 측방향으로 연결된다. 다이오드들과의 접촉 트랙들의 간단한 공간 절약 배열이 이 방식으로 가능하게 된다.
추가 실시예에서, 다이오드들이 적어도 3개의 열들 및 복수의 행들에 배열되고, 제1 행과 제1 열의 제1 다이오드용의 제1 접촉 트랙은 다이오드에 측방향으로 연결되고, 제2 열과 제1 행의 제2 다이오드의 제2 접촉 트랙은 다이오드들의 2개의 행들 사이에서 제2 열과 제1 행의 제2 다이오드에 측방향으로 연결되고, 제3 접촉 트랙은 다이오드들의 2개의 행들 사이에서 제3 열과 제1 행의 제3 다이오드에 연결된다.
추가 실시예에서, 다이오드들의 제1 어레이 및 다이오드들의 제2 어레이가 제공된다. 제1과 제2 어레이들은 미러 축에 대해 미러 대칭으로 배열된다. 대응하는 접촉 트랙들은 각각의 경우에 외부로부터 개별 다이오드들에 측방향으로 연결된다. 다이오드들과 접촉 트랙들의 조밀한 배열이 이 방식으로 가능하게 된다.
추가 실시예에서, 제어 회로들은 중심 축에 대해 대칭으로 배열되고, 신호를 공급하기 위한 제1 접촉 패드와 신호를 전달하기 위한 제2 접촉 패드는 반도체 소자의 중심 축에 대해 미러 대칭으로 배열되고, 적어도 하나의 제어 회로의 전원용의 제3 접촉 패드는 중심 축에 대해 미러 대칭으로 배열된다. 제조하기가 간단한 반도체 소자의 조밀한 구성이 이 방식으로 제공된다.
또한, 본 특허 출원은 대응하여 구성된 반도체 칩들에 관한 것이다.
본 발명의 위에 설명된 특성들, 특징들 및 장점들 및 그들의 달성되는 방식이 도면과 관련하여 더 상세히 설명된 예시적인 실시예들의 다음의 설명을 참조한다면 더욱 더 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 복수의 반도체 소자들을 포함하는 하이브리드 소자의 제1 실시예의 개략 평면도를 도시하고,
도 2는 도 1의 배열의 아래에서 본 하면도를 도시하고,
도 3은 캐리어 웨이퍼를 포함하는 소자 조립체의 후면으로부터의 발췌 부분의 개략도를 도시하고,
도 4는 도 1에 따른 복수의 반도체 소자들을 포함하는 광원을 도시하고,
도 5는 반도체 소자의 추가 실시예의 개략 평면도를 도시하고,
도 6은 반도체 소자의 추가 실시예의 평면도를 도시하고,
도 7은 도 6에 따른 복수의 반도체 소자들을 포함하는 광원의 개략도를 도시하고,
도 8은 3개의 반도체 소자들의 배열 및 반도체 소자들의 발광 다이오드들의 방사의 광학 시프트의 개략도를 도시하고;
도 9는 복수의 반도체 소자들의 광 빔들을 비추기 위한 광학 요소들을 포함하는 광원의 개략 단면도를 도시하고,
도 10은 복수의 개별적으로 구동가능한 발광 다이오드들을 포함하는 화소로 된 반도체 칩의 개략도를 도시하고,
도 11은 반도체 소자 상의 발광 다이오드들의 추가 배열의 개략도를 도시하고,
도 12는 다이오드들의 전기적 접촉이 있는 발광 다이오드들의 추가 배열로부터의 발췌 부분을 도시하고,
도 13은 반도체 칩의 추가 실시예의 개략 평면도를 도시하고,
도 14는 반도체 소자의 추가 실시예를 도시하고,
도 15는 도 14에 따른 다수의 반도체 소자들을 포함하는 광원을 도시한다.
도 1은 제어 회로(2) 및 6개의 발광 다이오드들(3)을 포함하는 반도체 칩(1)의 평면도를 개략도로 도시한다. 반도체 소자(1)는 그 위에 다이오드들(3) 및 제어 회로(2)가 도포되거나 다이오드들(3) 및 제어 회로(2)가 집적된 캐리어(17)를 포함한다. 캐리어 대신에, 다이오드들(3) 및 제어 회로(2)가 플라스틱 재료 내에 매립되고 반도체 소자(1)를 형성하는 배열이 또한 제공될 수 있다. 6개의 다이오드들(3)은 각각의 경우에 2개의 인접한 다이오드들이 서로에 대해 동일한 크기의 간격을 포함하도록 배열된다. 다이오드들(3)은 2개의 열들(4, 5)과 3개의 행들(6, 7, 8)에 배열된다. 제1 및 제2 열들(4, 5)은 서로에 대해 행들(6, 7, 8)과 동일한 간격을 갖는다. 제어 회로(2)는 제1과 제2 열들(4, 5) 사이의 중심에 배열된다. 제어 회로(2)는 각각의 경우에 전기 라인(9)을 통해 각각의 다이오드(3)의 제1 전기 접점(10)에 접속된다. 그 목적을 위해, 제어 회로(2)는 제1 접촉 패드들(11)을 포함한다. 또한, 제어 회로(2)는 그를 통해 제어 회로가 공급 전압에 접속되는 제2 접촉 패드(12)를 포함한다. 또한, 제어 회로(2)는 제3 및 제4 접촉 패드(13, 14)를 포함한다. 제3 접촉 패드(13)는 제어 신호를 공급하기 위해 제공된다. 제4 접촉 패드(14)는 제어 신호를 전달하기 위해 제공된다.
제어 회로(2)의 도시된 실시예에서, 개별 접촉 패드들(11 내지 14)은 중심 축(26)에 대해 미러 대칭으로 배열된다. 또한, 도 1의 도시된 실시예에서, 다이오드들(3)은 또한 반도체 소자(1)의 중심 축(26)에 대해 미러 대칭으로 배열된다.
제어 신호를 공급하기 위해 제1 제어 라인(15) 및 제어 신호를 전달하기 위해 제2 제어 라인(16)은 각각 대응하는 제3 및 제4 접촉 패드들(13, 14)에 접속된다.
제어 회로(2)는 예를 들어, 데이지-체인 프로토콜에 따라 제어 신호들을 획득하고, 처리하고 대응하여 전달하도록 구성된다. 또한, 제어 회로(2)는 개별적으로 그리고 서로 독립적으로 개별 다이오드들(3)을 구동시키도록 구성된다.
도 2는 반도체 소자(1)의 후면(18)을 개략도로 도시한다.
접지 전위를 위한 전기 단자를 구성하는 제1 전기 전도 영역(19)이 캐리어(17)의 후면(18) 상에 제공된다. 또한, 후면(18)은 공급 전압에 접속될 수 있는 제2 전기 전도 영역(20)을 포함한다. 또한, 제어 신호를 공급하기 위한 제3 전기 전도 영역(21)이 제공된다. 또한, 제어 신호를 출력하고 전송하기 위한 제4 전기 전도 영역(22)이 제공된다. 전기 전도 영역들(19, 20, 21, 22)은 대응하는 절연 영역들(23)을 통해 서로 전기적으로 절연된다.
또한, 도 2에서 제2 전기 전도 영역(20)과 제3 및 제4 전기 전도 영역들(21, 22) 둘 다는 중심 축(26)에 대해 미러 대칭으로 배열된다.
단지 4개의 외부 전기 접점들만이 반도체 소자(1)를 위해 요구되기 때문에, 간단한 레이아웃이 반도체 소자(1)의 구성을 위해 충분하다. 또한, 양호한 방열이 다이오드들의 대칭 배열로 인해 달성될 수 있다.
도 3은 캐리어 표면(24)을 포함하는 캐리어 테이프(50)를 개략도로 도시한다. 캐리어 표면(24)은 대응하는 싱귤레이션에 의해 개별 캐리어들(17)로 나누어질 수 있다. 개별 캐리어들(17)은 도 3에 파선의 형태로 서로 분리된 방식으로 도시된다.
이 구성에 기초하여, 간단한 레이아웃이 연속적인 캐리어 표면(24)으로부터 도 2에 따른 대응하는 캐리어 유닛들을 포함하는 복수의 캐리어들(17)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우에, 접촉 트랙(51)은 대응하는 분리에 의해 제3 전기 전도 영역(21)과 제4 전기 전도 영역(22)으로 나누어질 수 있다.
도 4는 광원(27)의 개략도를 도시하는데, 여기서 도 1의 실시예에 따른 8개의 반도체 소자들(1)이 2개의 열들에 배열된다. 도시한 예에서, 반도체 소자는 각각의 경우에 한 열에 3개의 발광 다이오드들(3)을 포함한다. 또한, 2개의 열들의 다이오드들(3)은 각각의 경우에 반도체 소자(1) 상에 3개의 행들에 배열된다. 결과적으로, 도시된 예에서, 반도체 소자(1)의 모든 행들의 인접한 다이오드들은 서로에 대해 동일한 간격을 포함한다. 마찬가지로 반도체 소자(1)의 모든 열들의 인접한 다이오드들은 각각의 경우에 동일한 간격을 포함한다. 제어 회로(2)가 다이오드들(3) 사이에 배열되지만, 반도체 소자(1)의 행의 다이오드들과 열의 다이오드들 사이의 간격들은 도시한 예에서와 같이 동일한 크기로 될 수 있다. 선택된 실시예에 따라, 행을 따르는 인접한 다이오드들의 간격들은 열을 따르는 다이오드들의 간격과 비교하여 상이한 크기로 될 수 있다.
반도체 소자(1)는 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 도시된 예에서, 반도체 소자(1)는 반도체 소자(1) 상에서 행을 따르는 2개의 상이한 인접한 반도체 소자들(1)의 인접한 다이오드들(3)의 간격들이 행을 따르는 다이오드들(3)의 간격들과 정확히 동일한 크기로 되도록 배열된다. 또한, 도시된 예에서, 반도체 소자(1)는 반도체 소자 상에서 열을 따르는 2개의 상이한 인접한 반도체 소자들(1)의 인접한 다이오드들(3)의 간격들이 열을 따르는 다이오드들의 간격들과 정확히 동일한 크기로 되도록 배열된다.
행을 따르는 2개의 인접한 반도체 소자들(1)의 인접한 다이오드들(3)의 간격들은 2개의 인접한 반도체 소자들의 열의 인접한 다이오드들의 간격들에 대해 동일한 크기 또는 상이한 크기로 될 수 있다. 또한, 반도체 소자들은 또한 다이오드들(3)의 2개 보다 많거나 적은 수의 열들을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 소자들은 또한 다이오드들(3)의 3개 보다 많거나 적은 수의 행들을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 소자들(1)은 또한 하나보다 많은 제어 회로를 포함할 수 있다. 이들 상이한 실시예들에서도, 반도체 소자들(1)은 인접한 반도체 소자들(1)의 다이오드들(3)이 반도체 소자 상에 배열된 다이오드들(3)과 행을 따라 동일한 간격을 포함하도록 배열 또는 구성될 수 있다. 또한, 이들 상이한 실시예들에서도, 반도체 소자들(1)은 인접한 반도체 소자들(1)의 다이오드들(3)이 반도체 소자(1) 상에 배열된 다이오드들(3)과 열을 따라 동일한 간격을 포함하도록 배열 또는 구성될 수 있다. 광원 내의 다이오드들의 균일한 분포가 이 방식으로 달성된다.
더 많거나 적은 수의 반도체 소자들(1)이 선택된 실시예에 따라 또한 배열될 수 있다. 또한, 반도체 소자들(1)은 또한 복수의 열들 및/또는 행들을 포함하는 상이한 배열로 배열될 수 있다. 300개의 화소들을 포함하는 광원(27)의 실현을 위해, 50개의 반도체 소자들(1)이 제공될 수 있는데, 여기서 각각 25개의 반도체 소자들(1)을 포함하는 2개의 열들이 각각 배열된다. 광원(27)의 다이오드들(3)의 광 방사를 균일화하고/하거나 균일하게 분포시키기 위한 광학 요소들이 선택된 실시예에 따라 제공될 수 있다.
도 5는 반도체 소자(1)의 추가 실시예를 도시하는데, 여기서 반도체 소자(1)는 그 위에 제어 회로(2) 및 7개의 다이오드들(3)이 배열된 캐리어(17)를 포함한다. 제어 회로(2)는 각각의 경우에 전기 라인(9)을 통해 다이오드(3)의 제1 접점(10)에 접속된 제1 접촉 패드들(11)을 포함한다. 또한, 제어 회로(2)는 공급 전압을 공급하기 위한 제2 접촉 패드(12)를 포함한다. 또한, 제어 회로(2)는 제3 및 제4 접촉 패드(13, 14)를 포함한다. 제3 접촉 패드(13)는 제어 신호를 공급하기 위해 제공된다. 제4 접촉 패드(14)는 제어 신호를 전달하기 위해 제공된다.
도시된 실시예에서, 다이오드들(3)은 서로에 대해 동일한 간격들로 열에 배열된다. 제어 회로(2)는 캐리어(17) 상에 다이오드들(3)의 열을 따라 그리고 다이오드들(3)의 열의 축에 평행한 세로 축을 따라 배열된다.
도 6은 반도체 소자(1)의 추가 실시예를 도시하는데, 여기서 배열은 도 5에 따라 구성되지만, 다이오드들(3)의 제2 열 및 제2 제어 회로(28)를 포함한다. 다이오드들(3)의 제2 열은 다이오드들의 제1 열과 관련하여 반도체 소자(1)의 중심 축(26)에 대해 미러 대칭으로 배열된다. 마찬가지로, 제2 제어 회로(28)는 중심 축(26) 및 제1 제어 회로(2)에 대해 미러 대칭으로 배열된다. 마찬가지로, 제3 및 제4 접촉 패드들(13, 14) 외에도, 제2 제어 회로(28)의 접촉 패드들은 제어 회로(2)의 접촉 패드들에 대해 미러 대칭으로 제공된다. 제2 제어 회로(28)는 제2 제어 회로(28)에 접속된 개별 다이오드들(3)을 개별적으로 구동시키기 위해 제1 제어 회로(2)와 마찬가지로 구성된다. 선택된 실시예에 따라, 제어 회로(2)와 제2 제어 회로(28)는 동일하게 구성될 수 있다. 제어 회로(2)의 제4 접촉 패드(14)는 전기 라인을 통해 제2 제어 회로(28)의 제3 접촉 패드(13)에 접속된다.
도 7은 도 6에 따라 구성된 20개의 반도체 소자들(1)을 포함하는 광원(27)을 개략도로 도시한다. 반도체 소자들(1)은 2개의 열들에 배열되고, 여기서 10개의 반도체 소자들(1)이 각각의 열에 배열된다. 반도체 소자들(1)은 열들의 축에 수직인 세로 크기로 배열된다. 2개의 열들의 반도체 소자들(1)은 서로에 대해 상호적으로 어긋난 방식으로 배열되어, 제2 열의 반도체 소자는 제1 열의 2개의 인접한 반도체 소자들 사이의 중간에 배열된다. 광원(27)의 개별 LED들의 보다 균일한 배열이 결과적으로 가능하게 된다. 열 당 더 많거나 적은 수의 반도체 소자들을 포함하는 반도체 소자들의 복수의 열들이 또한 선택된 실시예에 따라 배열될 수 있다.
도 8은 도 6과 유사하게 구성된 3개의 반도체 소자들(1)을 개략도로 도시한다. 이 경우에, 3개의 반도체 소자들(1)을 포함하는 광원(27)으로부터의 발췌 부분만이 도시된다. 광학 요소(29)가 반도체 소자들(1) 사이에 개략적으로 도시되고, 상기 광학 요소는 비추는 평면 내에 광 빔들을 균일화하기 위해 제공된다. 이 경우에, 재분포된 화소들(30)이 비추는 평면 내에 도시되고, 상기 화소들은 도시된 3개의 반도체 소자들의 개별 다이오드들의 광 빔들에 기초하여 광학 요소(29)에 의해 발생된다. 3개의 반도체 소자들(1)의 다이오드들(3)의 광 빔들은 그러므로 24개의 재분포된 화소들(30) 상으로 비추어진다.
도 9는 복수의 다이오드들(3)을 각각 포함하는 복수의 반도체 소자들(1)을 포함하는 광원(27)을 개략 단면도로 도시한다. 광학 요소(29)가 균일한 또는 연속적인 광 영역(31)을 발생하기 위해 제공된다. 프리즘 어레이(33)가 뒤따르는 마이크로렌즈들(32)의 어레이가 다이오드들(3)의 방출 방향에 제공된다. 또한, 추가 프리즘 어레이(34) 및 추가 마이크로렌즈 어레이(35)가 방출 방향에 배열된다. 이들 광학 소자들은 반도체 소자들(1)의 다이오드들(3)에 의해 방출된 광을 시준하고 지향하기 위한 광학 요소(29)를 형성한다. 대안적으로 또는 보충적으로, 격자들, 홀로그래픽 요소들, 프레넬 렌즈들 및 바이너리 회절 요소들이 또한 마이크로렌즈들 및/또는 프리즘들 대신에 사용될 수 있다. 균일하게 조명되는 광 영역(31)의 평면에서, 연속적인 광 영역이 이 방식으로 발생된다. 연속적인 광 영역은 개별 다이오드들의 광 빔들의 광 혼합에 의해서가 아니라, 개별 다이오드들(화소들)의 광 빔들의 특정한 매끄러운 재분포에 의해 발생된다. 또한, 광 영역(31)에서 각각의 개별 화소는 "칩(Chip)" 어레이 내의 대응하는 화소의 구동에 의해 개별적으로 구동될 수 있다.
도 10은 화소로 된 LED 반도체 칩의 제1 어레이(38)로부터의 부분적 발췌 부분을 개략도로 도시하는데, 여기서 제1 어레이(38)는 6개의 다이오드들(3)을 포함한다. 다이오드들(3)은 2개의 열들(4, 5)과 3개의 행들(6, 7, 8)에 배열된다. 제1 열(4)의 다이오드들은 각각의 경우에 제1 접촉 트랙(36)을 통해 전기적으로 접촉되고, 접촉 트랙들(36)은 다이오드들(3)에 측방향으로 연결된다. 제1 접촉 트랙들(36)은 다이오드들(3)의 제1 전기 접점(10)에 접속된다. 다이오드들(3)의 제2 전기 단자들은 후면을 통해 접지 전위에 접속된다.
또한, 제2 열(5)의 다이오드들(3)과 전기적으로 접촉하기 위해 제공된 제2 접촉 트랙들(37)이 제공된다. 제2 접촉 트랙들(37)은 제1 열(4)과 2개의 인접한 행들(6, 7, 8)의 2개의 다이오드들 사이에서 제2 열(5)의 다이오드들(3)에 연결된다. 제2 접촉 트랙들(37)은 제2 열(5)의 인접한 다이오드에 접하는 측 상에서 제2 열(5)의 다이오드들(3)과 접촉한다. 반도체 소자(1) 상의 다이오드들과 접촉 트랙들(36, 37)의 공간 절약 배열이 이 방식으로 가능하게 된다.
도 11은 반도체 소자(1)의 추가 실시예를 도시하는데, 여기서 다이오드들(3)의 제1 어레이(38)가 제공된다. 제1 어레이(38)는 다이오드들(3)의 2개의 열들(4, 5) 및 6개의 행들을 포함한다. 다이오드들의 접촉은 도 10의 접촉에 대응하는 방식으로 실시된다. 또한, 중심 축(26)에 대해 미러 대칭으로 배열되고 제1 어레이(38)와 마찬가지로 구성된 제2 어레이(39)가 제공된다. 제2 어레이(39)에서도 역시, 접촉 트랙들(36, 37)에 접촉된 다이오드들(3)의 2개의 열들(4, 5) 및 6개의 행들이 제공되고 여기서 접촉 트랙들(36, 37)은 세로 측으로부터 나와 다이오드들(3)에 측방향으로 연결된다.
도 12는 다이오드들(3)의 추가 배열을 포함하는 반도체 소자(1)로부터의 발췌 부분을 도시한다. 이 배열에서, 다이오드들(3)의 3개의 열들(4, 5, 40)이 제공된다. 행의 다이오드들(3)은 제1, 제2 및 제3 접촉 트랙(36, 37, 41)을 통해 전기적으로 접촉된다. 제3 열(40)의 다이오드들(3)은 다이오드들의 2개의 행들 사이에서 세로 측으로부터 나와 대응하는 다이오드(3)에 마찬가지로 연결되는 제3 접촉 트랙(41)을 통해 접촉된다. 결과적으로, 각각의 경우에 제2 및 제3 접촉 트랙(37, 41)은 다이오드들의 2개의 행들 사이에 배열된다. 이 방식으로, 다이오드들(3)과 접촉 트랙들(36, 37, 41)의 조밀한 배열이 3개의 열들 및 복수의 행들에 대해서도 가용하게 된다.
도 13은 도 10의 제1 어레이(38)를 포함하는 반도체 소자(1)를 도시하는데, 여기서 제어 회로(2)가 다이오드들(3)에 부가하여 제공된다. 제어 회로(2)는 전기 라인들(9), 예를 들어 본드 와이어들을 통해 접촉 트랙들(36, 37)에 접속된 제1 접촉 패드들(11)을 포함한다. 접촉 트랙들(36, 37)은 다이오드들(3)의 제1 접점들(10)에 접속된다. 또한, 제어 회로(2)는 전기 전압을 공급하기 위한 제2 접촉 패드(12), 제어 신호를 공급하고 제어 신호를 전달하기 위한 제3 및 제4 접촉 패드(13, 14)를 포함한다. 제어 회로(2)는 도 5의 실시예에 따라 실질적으로 구성된다.
도 14는 도 11에 따른 배열에서 발광 다이오드들(3)을 포함하는 추가 반도체 소자(1)의 개략도를 도시하는데, 여기서 추가적으로 각각의 경우에 제어 회로(2, 28)가 어레이들(38, 39)의 양측 상에 배열된다. 또한, 반도체 소자(1)가 그 위에 배열되는 캐리어(17)는 제1, 제2, 제3 및 제4 전기 접점(42, 43, 44, 45)을 포함한다. 제1 전기 접점(42)은 가늘고 긴 스트립의 형태로 구성되고 제1 제어 회로(2)로부터 제2 제어 회로(28)까지 연장한다. 제1 전기 접점(42)은 제어 회로(2)에 의해 수신되고, 데이지-체인 프로토콜의 형태로 처리되고 제2 제어 회로(28)로 전달되는 제어 신호를 전송하는 역할을 한다. 제2 전기 접점(43)은 마찬가지로 가늘고 긴 스트립의 형태로 구성되고 제어 회로(2)와 제2 제어 회로(28) 둘 다에 전압을 공급하는 역할을 한다. 제3 및 제4 전기 접점들(44, 45)은 각각 제어 신호, 예를 들어, 데이지-체인 프로토콜의 제어 신호를 공급하고 전달하는 역할을 한다.
도 15는 2개의 행들의 반도체 소자들(1)을 포함하는 광원(27)을 개략도로 도시하는데, 여기서 각각의 반도체 소자는 도 14에 따라 구성된다. 2개의 행들의 반도체 소자들(1)은 하나의 행의 반도체 소자(1)가 다른 행의 2개의 반도체 소자들과 관련하여 중심에 배열되도록 배열된다. 가능한 한 균일한 발광 다이오드들의 분포가 이 방식으로 달성된다. 광 영역을 균일하게 발생하기 위해, 광학 요소(29)가 위에 설명된 바와 같이 제공된다. 도 15는 단지 광원(27)으로부터의 부분적 발췌 부분을 도시한다. 광원(27)은 다수의 열들 및 행들을 포함한다.
본 발명이 양호한 예시적인 실시예에 의해 보다 구체적으로 상세히 도시되고 설명되었지만, 그럼에도 불구하고 본 발명은 개시된 예들로 제한되지 않고 다른 변형들이 본 발명의 보호 범위에서 벗어나지 않고서, 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 그로부터 도출될 수 있다.
1 발광 반도체 소자
2 제어 회로
3 다이오드
4 제1 열
5 제2 열
6 제1 행
7 제2 행
8 제3 행
9 전기 라인
10 제1 접점
11 제1 접촉 패드
12 제2 접촉 패드
13 제3 접촉 패드
14 제4 접촉 패드
15 제1 제어 라인
16 제2 제어 라인
17 캐리어
18 후면
19 제1 전기 전도 영역
20 제2 전기 전도 영역
21 제3 전기 전도 영역
22 제4 전기 전도 영역
23 분리 영역
24 캐리어 표면
26 중심 축
27 광원
28 제2 제어 회로
29 광학 요소
30 재분포된 화소
31 광 영역
32 마이크로렌즈들
33 프리즘 어레이
34 추가 프리즘 어레이
35 추가 마이크로렌즈 어레이
36 제1 접촉 트랙
37 제2 접촉 트랙
38 제1 어레이
39 제1 어레이
40 제3 열
41 제3 접촉 트랙
42 제1 전기 접점
43 제2 전기 접점
44 제3 전기 접점
45 제4 전기 접점
50 캐리어 테이프
51 접촉 트랙

Claims (24)

  1. 복수의 반도체 소자들(1)을 포함하는 광원(27)으로서,
    반도체 소자(1)는 복수의 발광 다이오드들(3)을 포함하고, 상기 다이오드들(3)은 상기 반도체 소자(1) 내에 또는 상에 적어도 하나의 열(4, 5)의 미리 정해진 그리드 내에 배열되고, 상기 개별 다이오드들(3)을 구동시키기 위한 제어 회로(2, 28)가 상기 반도체 소자(1) 상에 배열되는 광원(27).
  2. 제1항에 있어서, 상기 다이오드들(3)은 인접한 다이오드들(3)이 동일한 간격을 포함하도록 상기 반도체 소자 상에 열들(4, 5)의 미리 정해진 그리드 내에 배열되고, 복수의 반도체 소자들(1)은 인접한 반도체 소자들(1)의 상기 다이오드들(3)이 반도체 소자(1)의 인접한 다이오드들(3)과 동일한 간격을 포함하도록 배열되는 광원.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 반도체 소자(1)는 4개의 전기 접점들을 포함하고, 제1 접점이 접지용으로 제공되고, 제2 접점(12)이 전원용으로 제공되고, 제3 접점이 신호 입력(13)용으로 제공되고, 제4 접점(14)이 신호 출력용으로 제공되는 광원.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로들(2, 28)은 데이지-체인 프로토콜의 형태로 정보를 획득하고, 처리하고 전달하도록 구성된 광원.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로(2, 28)는 다이오드들(3)의 2개의 열들(4, 5) 사이에 배열되는 광원.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 다이오드들의 상기 2개의 열들(4, 5)은 상기 제어 회로(2)와 추가 제어 회로(28) 사이에 배열되는 광원.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 소자(1)는 다이오드들(3)의 2개의 열들(4, 5)을 포함하고, 상기 2개의 열들(4, 5)은 상기 제어 회로(2)의 대향 측들 상에 배열되고, 상기 2개의 열들(4, 5)은 적어도 2개, 특히 3개 이상의 다이오드들(3)을 포함하는 광원.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 소자들(1)의 적어도 2개의 열들(4, 5)이 제공되고, 각각의 경우에 하나의 열(4)의 2개의 인접하는 반도체 소자들(1)은 서로에 대해 동일한 간격을 포함하고, 상기 제2 열(5)의 상기 반도체 소자들(1)은 상기 제1 열(4)의 상기 반도체 소자들(1)에 대해 측방향으로 어긋나게 배열되고, 특히 상기 제2 열(5)의 상기 반도체 소자들(1)은 상기 제1 열의 2개의 반도체 소자들(1) 사이의 중간에 배열되는 광원.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 광학 디바이스(29, 32, 33, 34, 35)가 상기 반도체 소자들(1)의 상기 다이오드들(3)의 방사들을 연속적인 광 영역(31)에 재분포시키기 위해 제공되는 광원.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 다이오드들(3)이 적어도 2개의 열들(4, 5) 및 복수의 행들(6, 7, 8)에 배열되고, 행(6)의 상기 다이오드들(3)은 직선 상에 배열되고, 열(4, 5)의 상기 다이오드들(3)은 직선 상에 배열되고, 상기 다이오드들(3)은 인접한 다이오드들(3) 사이에 동일한 크기의 간격들을 포함하는 그리드 내에 배열되고, 상기 제1 행(6)과 상기 제1 열(4)의 제1 다이오드(3)용의 제1 접촉 트랙(36)은 상기 다이오드(3)에 측방향으로 연결되고, 상기 제2 열(5)과 상기 제1 행(6)의 제2 다이오드(3)의 제2 접촉 트랙(37)은 다이오드들(3)의 2개의 행들(6, 7) 사이에서 상기 제2 다이오드(3)에 측방향으로 연결되는 광원.
  11. 제9항에 있어서, 상기 다이오드들(3)이 적어도 3개의 열들(4, 5, 40) 및 복수의 행들(6, 7, 8)에 배열되고, 상기 제1 행(6)과 상기 제1 열(4)의 제1 다이오드(3)용의 제1 접촉 트랙(36)은 상기 다이오드(3)에 측방향으로 연결되고, 상기 제2 열(5)과 상기 제1 행(6)의 제2 다이오드의 제2 접촉 트랙(37)은 다이오드들(3)의 2개의 행들(6, 7) 사이에서 상기 제2 다이오드에 측방향으로 연결되고, 제3 접촉 트랙(41)은 다이오드들(3)의 2개의 행들(7, 8) 사이에서 상기 제3 열(40)과 상기 제1 행(6)의 제3 다이오드에 연결되는 광원.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 적어도 2개의 열들(4, 5)을 포함하고 복수의 행들(6, 7, 8)을 포함하고 상기 접촉 트랙들(36, 37, 40)을 포함하는 다이오드들(3)의 제1 어레이(38)가 제공되고, 적어도 2개의 열들(4, 5)을 포함하고 다이오드들(3)의 복수의 행들(6, 7, 8) 및 대응하는 접촉 트랙들(36, 37, 40)을 포함하는 제2 어레이(39)가 제공되고, 상기 2개의 어레이들(38, 39)은 미러 축(26)과 관련하여 미러 대칭으로 구성 및 배열되고, 상기 미러 축(26)은 상기 제1 어레이(38)의 열(4, 5)과 평행하게 배열되어, 상기 접촉 트랙들(36, 37, 41)은 각각의 경우에 외부로부터 어레이들(38, 39)에 측방향으로 연결되는 광원.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로들(2, 28)은 중심 축(26)에 대해 대칭으로 배열되고, 신호를 공급하기 위한 제3 접촉 패드(13)와 신호를 전달하기 위한 제4 접촉 패드(14)는 상기 반도체 소자(1)의 상기 중심 축(26)에 대해 미러 대칭으로 배열되고, 상기 적어도 하나의 제어 회로의 전원용의 제1 접촉 패드(12)는 상기 중심 축에 대해 미러 대칭으로 배열되는 광원.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 반도체 소자들은 동일하게 구성되는 광원.
  15. 복수의 발광 다이오드들(3)을 포함하는 반도체 소자(1)로서,
    상기 다이오드들(3)은 상기 반도체 소자(1) 상에 적어도 하나의 열(4, 5)의 미리 정해진 그리드 내에 배열되고, 상기 개별 다이오드들(3)을 구동시키기 위한 제어 회로(2, 28)가 상기 반도체 소자(1) 상에 배열되고, 상기 제어 회로(2, 28)는 상기 다이오드들(3)을 개별적으로 구동시키도록 구성된 반도체 소자.
  16. 제15항에 있어서, 상기 다이오드들(3)은 인접한 다이오드들(3)이 동일한 간격을 포함하도록 상기 반도체 소자 상에 열들(4, 5)의 미리 정해진 그리드 내에 배열되는 반도체 소자.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 각각의 반도체 소자(1)는 4개의 전기 접점들을 포함하고, 제1 접점이 접지용으로 제공되고, 제2 접점(12)이 전원용으로 제공되고, 제3 접점(13)이 신호 입력용으로 제공되고, 제4 접점(14)이 신호 출력용으로 제공되어, 상기 반도체 소자들(1)은 데이지-체인 제어의 형태로 구동될 수 있는 반도체 소자.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 소자(1)는 화소로 된 LED 반도체 칩으로서 구성되는 반도체 소자.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로(2, 28)는 다이오드들(3)의 2개의 열들(4, 5) 사이에 배열되는 반도체 소자.
  20. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 다이오드들의 상기 2개의 열들(4, 5)은 상기 제어 회로(2)와 추가 제어 회로(28) 사이에 배열되는 반도체 소자.
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 다이오드들(3)이 적어도 2개의 열들(4, 5) 및 복수의 행들(6, 7, 8)에 배열되고, 행(6, 7, 8)의 상기 다이오드들(3)은 직선 상에 배열되고, 열(4, 5)의 상기 다이오드들(3)은 직선 상에 배열되고, 상기 다이오드들(3)은 인접한 다이오드들(3) 사이에 동일한 크기의 간격들을 포함하는 그리드 내에 배열되고, 상기 제1 행(6)과 상기 제1 열(4)의 제1 다이오드(3)용의 제1 접촉 트랙(36)은 상기 제1 다이오드(3)에 측방향으로 연결되고, 상기 제2 열(5)과 상기 제1 행(6)의 제2 다이오드(3)의 제2 접촉 트랙(37)은 다이오드들(3)의 2개의 행들(6, 7) 사이에서 상기 제2 다이오드(3)에 측방향으로 연결되는 반도체 소자.
  22. 제21항에 있어서, 상기 다이오드들(3)이 적어도 3개의 열들(4, 5, 40) 및 복수의 행들(6, 7, 8)에 배열되고, 상기 제1 행(6)과 상기 제1 열(4)의 제1 다이오드(3)용의 제1 접촉 트랙(36)은 상기 제1 다이오드(3)에 측방향으로 연결되고, 상기 제2 열(5)과 상기 제1 행(6)의 제2 다이오드의 제2 접촉 트랙(37)은 다이오드들(3)의 2개의 행들(6, 7) 사이에서 상기 제2 다이오드(3)에 측방향으로 연결되고, 제3 접촉 트랙(41)은 다이오드들(3)의 2개의 행들(7, 8) 사이에서 제3 다이오드(3)에 연결되는 반도체 소자.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 적어도 2개의 열들(4, 5)을 포함하고 복수의 행들(6, 7, 8)을 포함하고 상기 접촉 트랙들(36, 37, 41)을 포함하는 다이오드들(3)의 제1 어레이(38)가 제공되고, 적어도 2개의 열들(4, 5)을 포함하고 다이오드들(3)의 복수의 행들(6, 7, 8) 및 대응하는 접촉 트랙들(36, 37, 41)을 포함하는 제2 어레이(39)가 제공되고, 상기 2개의 어레이들(38, 39)은 미러 축(26)과 관련하여 상호 미러 대칭으로 배열되고, 상기 미러 축(26)은 상기 제1 어레이(38)의 열(4, 5)과 평행하게 배열되어, 상기 접촉 트랙들(36, 37, 41)은 각각의 경우에 외부로부터 상기 어레이들(38, 39)에 측방향으로 연결되는 반도체 소자.
  24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로들(2, 28)은 상기 반도체 소자(1)의 중심 축(26)에 대해 대칭으로 배열되고, 신호를 공급하기 위한 접촉 패드(13)와 신호를 전달하기 위한 추가 접촉 패드(14)는 상기 반도체 소자(1)의 상기 중심 축(26)에 대해 미러 대칭으로 배열되고, 상기 적어도 하나의 제어 회로(2, 28)의 전원용의 추가 접촉 패드(12)는 상기 중심 축(26)에 대해 미러 대칭으로 배열되는 반도체 소자.
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