WO2017202833A1 - Filament und leuchtvorrichtung - Google Patents

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WO2017202833A1
WO2017202833A1 PCT/EP2017/062381 EP2017062381W WO2017202833A1 WO 2017202833 A1 WO2017202833 A1 WO 2017202833A1 EP 2017062381 W EP2017062381 W EP 2017062381W WO 2017202833 A1 WO2017202833 A1 WO 2017202833A1
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contact structures
contact
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PCT/EP2017/062381
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Thomas Schlereth
Hagen Luckner
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L2924/1816—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body
    • H01L2924/18165—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body of a wire bonded chip

Definitions

  • the present invention relates to a filament with radiation-emitting semiconductor chips.
  • the invention further relates to a lighting device with such a filament.
  • a retrofit lamp may have multiple LED filaments. These are components with a plurality of radiation-emitting semiconductor chips.
  • the semiconductor chips of a filament may be disposed on a common linear substrate and electrically connected in series.
  • the semiconductor chips can also be enclosed by a conversion layer for radiation conversion.
  • the filament can have two contacts and arranged at the opposite ends (anode, cathode).
  • the luminous efficiency of the semiconductor chip-equipped filament may be comparable to that of a classic incandescent filament.
  • the LED filaments of retrofit lamps may be connected to each other in series and / or in parallel.
  • the retrofit lamps can furthermore have a driver circuit, so that operation on an AC network is possible.
  • the driver With the help of the driver, the mains voltage can be converted to ⁇ such that a suitable for the operation of the LED filaments forward voltage can be provided.
  • the Efficiency is greater, the closer that can be adjusted to the mains voltage provided before ⁇ Windate voltage.
  • Lighting operation of a predetermined luminous flux with a rea ⁇ sponding provide precision.
  • a higher priority is given as the effi ⁇ ciency. This means that in terms of reaching clamping ⁇ voltage and thus the efficiency, a compromise will be discussed.
  • the object of the present invention is to provide an improved filament with radiation-emitting semiconductor chips and a corresponding lighting device. This problem is solved by the features of the independent Pa ⁇ tentance. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
  • a filament is proposed.
  • the filament has a plurality of strands of electrically connected in series radiation-emitting semiconductor chips. Furthermore, the filament has a plurality of contact structures for electrical contacting of the strands. The contact structures are electrically connected to the semiconductor chip at the ends of the strands so that the strands can be controlled electrically via the contact ⁇ structures.
  • the configuration of the filament with the plurality i. at least two strings of serially connected semiconductor chips, wherein the strands via the contact structures
  • the filament can be electrically contacted, offers a high Flexi ⁇ bility with respect to an electrical interconnection and control of the filament.
  • the interconnection of the filament as a result, a highly optimized independently of a given lumen output, so as an efficient operation ⁇ is possible.
  • a forward voltage during operation which is as close as possible to a mains voltage (for example, with an effective value of 230V, 110V or 120V) is aligned.
  • the proposed filament can be used in a lighting device designed as a retrofit lamp. In this case, the filament may be connected to a driver, if appropriate with further filaments, if appropriate identical.
  • the radiation-emitting semiconductor chips of the strands of the filament along a ge ⁇ common phantom line, for example along a straight line are arranged.
  • This embodiment may be related to a plan view of the filament.
  • the filament may have a configuration extending along a fictitious and, for example, straight line.
  • the contact structures are electrically conductive, and formed for example of a metallic material. The width ⁇ ren the contact structures are accessible, so that the contact structures in electrical contact, and thus the strands are electrically actuated via the contact structures NEN kön-.
  • the filament may be formed such that the
  • Strands can be electrically controlled at least separately. Depending on the configuration of the filament, it is also possible to control several or all strands of the filament together. In this connection, the following configurations may also be considered.
  • the filament has a plurality of strands from the radiation-emitting semiconductor chips wel ⁇ che are electrically connected in series to a series circuit.
  • two contact structures with semiconductor chips at the ends of the series circuit are electrically connected.
  • at least one further contact structure is present, via which two strings of the series connection electrically in series are connected.
  • the at least one further contact structure can serve as an intermediate tap.
  • the filament may be realized with two electrically connected in series Fila ⁇ elements, and consequently only have a further contact structure, via which the two
  • Strands are electrically connected in series.
  • the two strands may have adjacent or opposite ends, and the further contact structure may be electrically connected to semiconductor chips at these ends.
  • the filament can also be realized with a larger number of serially connected strands and thus with a correspondingly larger number of further contact structures.
  • two adjacent lines can be electrically connected via a further contact ⁇ structure in series.
  • the two strands in question may each have adjacent or opposite ⁇ de ends, and the associated further contact ⁇ structure may be electrically connected to the semiconductor chip at these ends.
  • the filament has a plurality of strands from the radiation-emitting semiconductor chips wel ⁇ surface are electrically separated. In each of the separate strands, two contact structures with semiconductor chips are electrically connected to the ends of the respective strand.
  • This embodiment also allows a flexible electrical Ansteue ⁇ tion of the filament. In this case, optionally, only one strand or several or all severity of the filament can be supplied together, but separately from each other with electrical energy and thereby operated.
  • fol ⁇ constricting embodiments are also conceivable.
  • the filament can be realized with two or a larger number of electrically separated and thus independent strands.
  • the two strands or two adjacent strands may have opposite ⁇ de ends.
  • the semiconductor chips located on these points may be ⁇ joined their own contact structures.
  • two contact structures, which are electrically connected to semiconductor chips from opposite ends of two adjacent strands form a split tap.
  • At least two contact structures at the opposite ends of the filament are accessible and thereby contactable.
  • all the strands of the filament are ver ⁇ connected to a series circuit may be two, and further connected to the ends of the filament to ⁇ glindliche contact structures with semiconductor chips at the ends of the series circuit and thereby serve as primary mare contact structures, with their Help everyone
  • Strands can be electrically controlled in a common manner.
  • At least one contact structure is accessible in a region between the opposite ends of the filament.
  • two adjacent strands may be electrically connected via such a contact structure.
  • the contact structure can be accessible in a region between the two adjacent strands and serve as an intermediate tap.
  • it may be provided that two contact structures are accessible in a region between two adjacent strands.
  • the two contact structures may be electrically connected to semiconductor chips at the ends of the adjacent strands and serve as a split tap.
  • two contact structures are accessible at one end of the filament, which are electrically connected to semiconductor chips at the ends of a strand.
  • the strand in question can be electrically contacted and controlled by means of the contact structures accessible at the same end of the filament.
  • At this end of the filament can optionally also Wenig ⁇ least a further and be provided with a semiconductor chip to an end of another strand of electrically connected contact structure.
  • an embodiment of the filament can be realized, in which all contact structures of the filament are accessible only at its ends. In this way, the filament can have a homogeneous and symmetrical structure.
  • the radiation-emitting semiconductor chips of the filament can be light-emitting diode chips (LED chips, light-emitting diode), so that the filament is an LED filament.
  • the filament may be formed with a conversion material for radiation conversion. In this way, radiation generated by the semiconductor chips can be converted at least partially, and the filament may be one of the converted and non-converted radiation components to-combined light radiation, for example a white light ⁇ radiation, emit. In this context, further embodiments may also be considered.
  • the semiconductor chips of the strands with a conversion layer for Strahlungskon ⁇ version are covered.
  • the conversion layer which may be formed from one or more conversion materials, may surround all semiconductor chips.
  • at least two contact structures at the ends of the filament protrude from the conversion layer. As a result, the contact structures are accessible at these locations and thus contactable.
  • contact structures may serve two and at the ends of the filament from the conversion layer excellent as a primary contact structures by means of which all the strands can be jointly operated electrically.
  • At least one contact structure projects laterally out of the conversion layer, so that the relevant contact structure is accessible and can be contacted.
  • Row-connected strands can be electrically connected via such a contact structure two adjacent strands, and can serve the contact structure as an intermediate tap.
  • the filament may comprise two laterally from the conversion layer ⁇ outstanding contact structures, which are electrically connected to the semiconductor chip at the ends of two adjacent strands and therefore serve as a divided tap.
  • the semiconductor chips of the strands are each covered with a separate layer section of the conversion layer assigned to a strand.
  • the conversion layer is cut at least one contact ⁇ structure accessible.
  • the filament having two strands the filament has two layer sections, and in an embodiment with a larger number of strands, the filament has a corresponding number of layer sections of the conversion layer. Unless the
  • the filament with electrically separated strands may be accessible in an intermediate region of two adjacent layer sections of the conversion layer. These two contact structures Ren can be electrically connected to semiconductor chips at the ends of two adjacent strands and thus serve as a shared tap.
  • the carrier may be formed of a radiation-transmissive material, for example sapphire or a glass material. Also possible is a non-transparent design of the carrier of, for example, a ceramic material.
  • the carrier can have a linear shape, that is to say a shape extending along a fictitious, for example, straight line.
  • This embodiment may be related to a plan view of the filament.
  • the contact structures arranged on the carrier can be realized in the form of areal contact structures or contact areas.
  • the radiation-emitting semiconductor chips of the filament can have contacts via which contact with the semiconductor chip and supplied with electric power Kgs ⁇ NEN.
  • the contacts may be arranged on the same chip side. In this context, further embodiments may also be considered.
  • the radiation-emitting semiconductor chips have front-side contacts.
  • the semiconductor chips can be arranged on a support, and be connected to one another in series in the strands by means of bonding wires.
  • the semiconductor chips located at the ends of the strands can also be connected to the associated contact structures via bonding wires.
  • the radiation-emitting semiconductor chips have rear-side contacts.
  • the filament can have a carrier which, in addition to the contact structures provided for making electrical contact and driving the strands, has further contact structures. may have, via which the semiconductor chips in the strands can be electrically connected in series with each other. Via the rear-side contacts, the semiconductor chips can be electrically and mechanically connected to the contact structures and the further contact structures. At these points, the connection may be made via an electrically conductive connection means such as a solder or an electrically conductive adhesive. In a further embodiment, which may also be considered when using semiconductor chips with contacts on a chip side, the semiconductor chips of the strands are alternately arranged laterally reversed to one another.
  • the semiconductor chips or at least part of the semiconductor chips can be connected to one another electrically and mechanically via their contacts. At these locations, the connection may be via an electrically conductive connecting means such as a solder or a
  • a filament with alternately reversely arranged semiconductor chips may, for example, electrically connected in series verbun ⁇ dene strands. This can be two adjacent
  • Strands (each) be connected via a contact structure by contacts of semiconductor chips at the ends of the adjacent strands are connected to the contact structure.
  • the connection may be made via an electrically conductive connection means.
  • an additional electrically conductive or metallic compensation element can be arranged between a semiconductor chip connected to a contact structure and a further semiconductor chip of the same strand, to which the two semiconductor chips are connected. As a result, an enlarged distance which may be present at this point due to the contact structure can be compensated.
  • the filament with electrically separate strands of alternately reversed disposed semiconductor chip contact structures can have at which half ⁇ semiconductor chip is connected from the ends of two different adjacent strands to be mechanically interconnected, for example via a contact structures connecting insulating connecting element. It is also possible that the electrically separated strands are mechanically connected via a conversion ⁇ layer.
  • the filament has a carrier which laterally surrounds the semiconductor chips.
  • a carrier can be produced by forming the semiconductor chips and be formed from a reflective material.
  • the reflective material may include, for example
  • contact structures for example, accessible at the ends of the filament contact structural ⁇ structures may be disposed. It is also possible that at least one contact structure is at least partially surrounded laterally by the carrier. This can be considered as relating to ei ⁇ ne serving as intermediate tap contact structure.
  • bond wires can be used, on which electrically connected to the semiconductor chips in the strands with each other in series, and the semiconductor chips at the ends of the strands may be connected to the associated contact ⁇ structures.
  • the strands of the filament have a plurality, ie at least two, electrically connected in series semiconductor chips.
  • the strands of the filament have different numbers of semiconductor chips.
  • an efficient mode of operation can be promoted if a suitable driver concept is used. Due to the different numbers of semiconductor chips in the strands, the strands can be attached in such a ⁇ controls that provided forward voltage is adjusted as close as possible to a mains voltage.
  • a light ⁇ device is proposed with a filament.
  • the filament has the structure described above or a structure according to one or more of the embodiments described above.
  • the filament Due to the design of the filament with the several ⁇ ren strands of electrically connected in series radiation-emitting semiconductor chips, the strands via contact ⁇ structures are electrically contacted and controlled, the filament can be connected in the lighting device such that the filament operated with high efficiency can be.
  • the lighting device is a retrofit lamp.
  • the lighting device may comprise a piston, within which the filament is arranged.
  • Another possible component is a trained with a screw thread lamp socket for making electrical contact with the lighting device.
  • the lighting device has a driver connected to the filament, with the aid of which a mains voltage (AC voltage or mains AC voltage) can be converted into a forward voltage suitable for the operation of the filaments of the filament.
  • the driver is adapted to drive the filament strands of the ⁇ art and thus to supply such electrical energy that the forward voltage is made equal to the mains voltage.
  • the driver may be used to selectively drive one, several or all strands of the filament be educated.
  • the forward tension provided for operating the filament and applied to the filament or to its strands may have a stepped course.
  • more semiconductor chips of the filament can be electrically Betrie ⁇ ben using the driver each with increasing size of the mains voltage to ⁇ taking.
  • the area of maximum size (peak value) of the mains voltage can each be all the strands and thus SAmT ⁇ Liche semiconductor chips of the filament electrically operated advertising the.
  • increasingly fewer semiconductor chips of the filament can be electrically operated. In the area of the zero crossings of the mains voltage, it is not possible to operate all the strings and therefore all the semiconductor chips of the filament.
  • the following embodiments may also be used.
  • the lighting device comprises a multi-stage driver for driving the strands of the filament.
  • an embodiment of the filament can be used with strands connected electrically in series.
  • the multi-stage driver allows such a control of the strands that be ⁇ riding Asked forward voltage is adjusted as close as possible to an AC voltage ⁇ .
  • the strands of the filament are interconnected in separate circuits.
  • an embodiment of the filament with electrically separated strands may be used.
  • the lighting device can have the individual strands assigned and associated with these Trei ⁇ berajien.
  • the driver units can be combined in a common driver.
  • the common driver also allows a control of the strands such that a provided forward voltage is adjusted as close as possible to a mains voltage.
  • the lighting device may further be formed with a plurality of filaments of the structure described above.
  • the filaments can be designed identical. Also, the filaments can be connected in series and / or in parallel. Due to the on ⁇ superstructure of the filaments great freedom for different ⁇ Liche series and / or parallel connections are made. In this case, the interconnection can largely be optimized independently of a predetermined lumen package.
  • Figures 1 and 2 is a side view and a view of ⁇ view of a filament, which has two series ⁇ switched strands of semiconductor chips, a conversion layer and an accessible between the strands contact ⁇ structure;
  • Figures 3 and 4 is a side view and a ⁇ In view illustration of another filament which comprises a support having disposed thereon a semiconductor chip with front ⁇ side contacts;
  • Figures 5 and 6 show a lateral view and a view on ⁇ view of another filament having a protruding from a conversion layer laterally ⁇ contact structure;
  • Figures 10 and 11 a side view and a view of ⁇ view of another filament, which
  • Figures 12 and 13 a side view and a ⁇ In view illustration of another filament having three series-connected strands of the semiconductor chip;
  • Figures 14 and 15 a side view and a perspective view of a further up the filament, which has two series-connected strands of semiconductor chips with liensseiti ⁇ gen contacts;
  • Figures 16 and 17 a side view and a perspective view of a further up the filament, which has a protruding from a conversion layer laterally ⁇ contact structure;
  • Figures 18 and 19 a side view and a view-up view of another filament having strands of alternately reversed to one another arranged half ⁇ semiconductor chip;
  • FIGS. 20 and 21 show a side view and an elevational view of a further filament with semiconductor chips arranged alternately reversed in relation to one another and a contact structure projecting laterally from a conversion layer;
  • Figures 22 to 24 a side view and supervisory ⁇ representations of another filament with a semiconductor chip laterally surrounding carrier;
  • FIGS . 25 to 27 show a side view and a view of a further filament with a carrier laterally surrounding a semiconductor chip and a contact structure projecting laterally from a conversion layer;
  • Figure 28 shows a retrofit lamp with a filament
  • FIG. 29 shows an interconnection of strands of a filament with separate driver units
  • FIG. 30 shows an interconnection of strands of a filament with a multilevel driver
  • FIG. 31 shows a diagram with voltage curves
  • FIG. 32 shows an enlarged detail of the diagram of FIG. 31 with an additional illustration of an activation of strands of a filament. Based on the following schematic figures are possible
  • the filaments 100 which can be used in a lighting device in the form of a retrofit lamp 200, have such a structure that a high flexibility in relation to different electrical interconnections and modes of operation are possible.
  • FIG. 1 shows a side view
  • FIG. 2 shows a top view of a light-emitting filament 100.
  • the construction shown here can be regarded as a basic principle on which the embodiments of a filament 100 described with reference to the following figures are based and of which these embodiments can be derived.
  • the filament 100 has two strands 111, 112 of electrically series-connected radiation-emitting semiconductor chips 120.
  • the two strands 111, 112 comprise un ⁇ ter Kunststoffliche numbers of semiconductor chips 120. Further, the strands 111, 112 is itself electrically connected in series to a Rei ⁇ henscrien. All of the semiconductor chips 120 of the filament 100 are arranged along a common straight line as viewed in plan view of the filament 100.
  • the filament 100 includes a further, the semiconductor chips 120 covering conversion layer 160 for Strahlungskonversi ⁇ on. In the present case, the conversion layer 160 is in two se ⁇ ready and the individual strands 111, 112 associated
  • the semiconductor chips 120 may be light-emitting diode chips. With the aid of the conversion layer 160, a primary light ⁇ radiation generated during operation of the semiconductor chips 120 may be at least partially converted to one or more secondary light radiation. In this way, the filament can emit a light radiation which primary and rated secondary, that is unconverted and converted radiation ⁇ shares may comprise.
  • the primary light radiation is a blue light radiation which, with the aid of the conversion layer 160, is converted into a yellow light. Radiation is implemented so that a white light radiation can be discharged from the filament 100 by a superposition of these light radiations. It is also possible, for example, a partial conversion of blue light radiation in a red light radiation and in a green or yellow-green
  • the filament 100 shown in FIGS. 1, 2 has three contact structures 131, 132, 133.
  • the contact structures 131, 132, 133, wel ⁇ surface are formed from an electrically conductive or metallic material, with the semiconductor chip 120 from the opposite ends of the two strands 111, 112
  • the three contact structures are two contact structures 131, 132 electrically connectedness with the semiconductor chip 120 to the ends of the rows ⁇ circuit of the two strands 111, 112 to.
  • the two contact structures 131, 132 are located at the opposite ends of the filament 100 and are accessible at these locations.
  • Another contact structure 133 is accessible in an area between the ends of the filament 100, between the strands 111, 112 in an intermediate region between the separate layer sections of the conversion layer 160.
  • the contact structure 133 is electrically connected to semiconductor chips 120 from the opposite ends of the two strands 111, 112 so that the strands 111, 112 are electrically connected in series via the contact structure 133.
  • the construction of the filament 100 enables high flexibil ⁇ ty in respect to an electrical wiring and dently ⁇ tion.
  • the two end-side contact structures 131, 132 can be used as primary contact structures, with the aid of which the two strings 111, 112 can be supplied together with electrical energy.
  • the further contact structure 133 can be used as an intermediate tap in order to optionally diglich one of the strands 111, 112 to operate.
  • the strand 111 with the aid of the contact structures 131, 133, and the other strand 112 by means of the contact structures 132, 133 are electrically controlled.
  • Figures 3, 4 show a side sectional view and an elevational view of another filament 100 having two strands 111, 112 electrically connected in series
  • the two contact structures 131, 132, which can be used as primary contact structures, are provided with semiconductor chips
  • semiconductor chips 120 are connected from opposite ends of the strands 111, 112, so that the strands 111, 112 are connected in series via the contact structure 133.
  • the filament 100 shown in FIGS. 3, 4 furthermore has a linear carrier 150 on which the semiconductor chips 120 and the contact structures 131, 132, 133 are arranged.
  • the carrier 150 may be formed of a transparent material such as sapphire or a glass material. Also conceivable is a non-transparent design the carrier 150 of, for example, a ceramic material.
  • the contact structures 131, 132, 133 arranged on the carrier 150 can, as indicated in FIGS. 3, 4, be realized in the form of contact surfaces.
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of the semiconductor chip 120 with two front contacts is indicated ⁇ 121, to which bond wires 170 connected.
  • the semiconductor chips 120 in the strands 111, 112 are electrically connected to one another in series.
  • the semiconductor chips 120 located at the ends of the strands 111, 112 are via bonding wires 170 with the associated contact structures 131, 132, 133
  • the semiconductor chips 120 may, for example, be fastened on the carrier 150 with the aid of an adhesive (not shown).
  • the filament 100 shown in Figures 3, 4 has the Wei ⁇ direct on a conversion layer 160 which, 112 associated layer portions is divided into two strands and the 111th
  • the carrier 150 in the region of the semiconductor chips 120 and the semiconductor chips 120 arranged on the carrier 150 are enclosed together with the bonding wires 170 by the conversion layer 160.
  • the contact structures 131, 132, 133 are only partially covered by the conversion layer 160 and, in the case of the contact structures 131, 132 together with the carrier 150 at the ends of the filament 100, protrude out of the conversion layer 160, so that the contact structures 131, 132 , 133 are accessible for contacting.
  • FIGS. 5, 6 show a side sectional view and a AufSichtsdar ein another filament 100 with respect to the figures 3, 4 slightly modified construction.
  • This filament 100 also has two strands 111, 112, which are electrically connected in series, of radiation-emitting semiconductor chips 120 with front-side contacts 121 and a carrier 150 with three contact structures 131, 132, 133.
  • Another component is a conversion layer 160, which surrounds the carrier 150 in the region of the semiconductor chips 120 and the semiconductor chips 120 arranged on the carrier 150.
  • the conversion layer 160 is not subdivided into separate layer sections but has a continuous shape.
  • the contact structure 133 which is electrically connected to semiconductor chips 120 from the opposite ends of the two strands 111, 112, projects laterally out of the conversion layer 160 , In this way, the contact ⁇ structure 133 is accessible at this point for a contact, and therefore can be used as a lateral intermediate tap. It is optionally possible that the support 150 has a laterally outstand ⁇ constricting from the conversion layer 160 part portion is arranged on which the contact structural ⁇ structure 133 (not shown). FIGS.
  • FIG. 7 to 9 show a side sectional view and two top views of another filament 100 having two strands 111, 112 of semiconductor chips 120 with front contacts 121 electrically connected in series, a carrier 150 with three contact structures 131, 132, 133 and a continuous conversion layer 160, which encloses the carrier 150 in the region of the semiconductor chips 120 and the semiconductor chips 120.
  • the filament 100 without the conversion layer 160 is shown.
  • the contact structure 133 serving as an intermediate tap has a shape drawn to the side and extending to one end of the filament 100.
  • the contact structure 133 has a section 141 between the strands 111, 112, to which semiconductor chips 120 at the opposite ends of the two strands 111, 112 are electrically connected via bonding wires 170. Furthermore, the contact structure 133 has a flat section 143, which is provided at one end of the filament 100. is not covered with the conversion layer 160. The sections 141, 143 are cut from a further ⁇ 142 of the contact structure 133 connected, which up to the end portion 143 it extends ⁇ starting from the portion 141 at the side of the semiconductor chips 120 of the strand 112th The contact structure is located at this end of the filament 100, since ⁇ Lich of section 143 132. As further shown in Figure 8, the contact structure may have a shape adapted to the section 143, for example L-shaped supervisory form 132nd
  • the contact structures 132, 133 are also electrically connected to semiconductor chips 120 at the opposite ends of the strand 112, so that the strand 112 can be electrically controlled via the contact structures 132, 133.
  • the two contact structures 132, 133 are accessible at the same end of the filament 100 for contacting.
  • a filament 100 may be formed such that the contact ⁇ structure 133 deviating extending from Figure 8 to the opposite end of the filament 100, and thus the Kunststoffstruk- structures 131, 133 at the same end of the filament 100 accessible are.
  • the contact structure 131 may have an adapted, for example L-shaped, supervisory shape.
  • Figures 10, 11 show a side sectional view and a plan view of another filament 100 with two strands 111, 112 of serially connected semiconductor chip 120, a carrier 150 and a conversion ⁇ layer 160, which assigned in two separate and the strands 111, 112 layer portions is divided.
  • the strands 111, 112 are in contrast to the previously described ⁇ nen embodiments not connected in series, but
  • FIG. 10 11 is indicated, be realized in the form of contact surfaces.
  • two contact structures are electrically connected to semiconductor chips 120 at the opposite ends of the respective strand 111, 112, in the case of the strand 111 the contact structures 131, 133 and in the strand 112 the contact structures 132, 134.
  • Ducts 131, 132 are located at the ends of the filament 100, and protrude at these points together with the carrier 150 from the layer portions of the conversion layer 160, so that the contact structures 131, 132 are accessible.
  • the other contact structures 133, 134 which are electrically connected to semiconductor chips 120 at the opposite ends of the various strands 111, 112, are accessible between the strands 111, 112 in an intermediate region between the layer portions of the conversion layer 160 and protrude from the layer portions at that location the conversion layer 160 out.
  • the contact structures 133, 134 form ei ⁇ nen split tap.
  • the filament 100 has semiconductor chips 120 with front side contacts 121. Electrical connections between the semiconductor chips 120 in the strands 111, 112 and between semiconductor chips 120 at the ends of the strands 111, 112 and the contact structures 131, 132, 133, 134 are produced via bonding wires 170.
  • the filament 100 with the electrically separated strands 111, 112 of semiconductor chips 120 shown in FIGS. 10, 11 likewise offers a high degree of flexibility with regard to electrical interconnection and activation.
  • such a filament 100 can be realized with a continuous conversion layer 160, differing from FIGS. 10, 11.
  • contact structures 133, 134 that are electrically connected to semiconductor chips 120 from opposite ends of different strands 111, 112 and that are used as a split tap
  • a configuration corresponding to the filament 100 shown in FIGS. 5, 6 is possible.
  • the contact structures 133, 134 can protrude laterally out of the conversion layer 160 and thereby be accessible for contact.
  • a carrier 150 of the filament 100 may optionally have laterally protruding portions of the conversion layer 160, on which the contact structures 133, 145 are arranged (not shown).
  • a construction comparable to FIGS. 7 to 9 may also be considered.
  • the filament 100 may have a continuous conversion layer 160.
  • each contact structure 133, 134 he ⁇ stretches to one end of the filament 100 ⁇ . These may be the opposite ends of the filament 100.
  • a further contact structure 131 or 132 can be present and accessible at these locations, which is electrically connected to a semiconductor chip 120 of an opposite end of the respective strand 111 or 112.
  • the strands 111, 112 may be connected by means of each at the same end of the Filaments 100 accessible contact structures 131, 133 and
  • FIG. 12, 13 show a side sectional view and an elevational view of another filament 100 having a construction similar to that of Figures 3, 4.
  • the filament 100 includes three electrically connected in series strings 111, 112, 113 with un ⁇ teretzlichen numbers of radiation-emitting semiconductor chip 120 and four contact structures 131, 132, 133, 134, which with the semiconductor chip 120 to the ends of the strands 111, 112, 113 are electrically connected.
  • the semiconductor chips 120 and the contact structures 131, 132, 133, 134 are arranged on ei ⁇ NEM carrier 150th
  • 133, 134 may be realized in the form of contact surfaces. Electrical connections between the semiconductor chips 120 in the strands 111, 112, 113 with each other and between semiconductor chips 120 at the ends of the strands 111, 112, 113 and associated contact structures 131, 132, 133, 134 are made via bonding wires 170 which are connected to front side contacts 121 of the Semiconductor chips 120 are connected.
  • Another constituent of the filament 100 is a conversion layer 160 enclosing the carrier 150 and the semiconductor chips 120, which in the present case is subdivided into three and the strands 111, 112, 113 to ⁇ ordered layer sections.
  • two contact structures 131, 132 are electrically connected to semiconductor chips 120 at the opposite ends of the series of three strings 111, 112, 113.
  • the two contact structures 131, 132 are located at the opposite ends of the filament 100 and protrude out of the conversion layer 160 at these locations, whereby the contact structures 131, 132 are accessible for electrical contacting.
  • the others and how The contact structures 131, 132 contact structures 133, 134 that are only partially covered by the conversion layer 160 are accessible between the strands 111, 112, 113 in intermediate regions between the separate layer sections of the conversion layer 160.
  • the contact ⁇ structure 133 is between the two adjacent strands 111, 112, and is connected to the semiconductor chip 120 opposite from the ⁇ the ends of the strands 111, electrically connected to the 112th
  • the other contact structure 134 is located between the two adjacent strands 112, 113, and is connected to semiconductor chips 120 from the opposite ends of the strands 112, 113
  • the two end-side contact structures 131, 132 can be used as primary contact structures, with the aid of which all strands 111, 112, 113 of the filament 100 can be supplied together with electrical energy.
  • the further contact structures 133, 134 can be used as intermediate taps to optionally only a single strand
  • the Fila ⁇ element 100 may have a continuous conversion layer 160, and may serving as intermediate taps contact structures 133, 134, which are electrically connected to the semiconductor chip 120 of opposite ⁇ the ends of two adjacent strands 111, 112, 112, 113, laterally from the Conversion layer 160 protrude (not shown). Also possible is a comparable to the figures 7 to 9 construction. Again, the filament 100 may have a continuous conversion layer 160.
  • Contact structures 133, 134 which serve as intermediate taps, may be formed such that the contact structures 133, 134 extend to opposite ends of the filament 100. In this manner, at one end of the filament 100, two contact structures 131, 133 and at the other end of the filament 100, two clock Kon ⁇ structures 132, 134 accessible and thereby electrically contacted (not shown).
  • the filament 100 has a total of six contact structures, and each strand 111, 112, 113 associated with two contact structures, which are electrically connected to semiconductor chips 120 at the ends of the respective strand 111, 112, 113.
  • the filament 100 may have a conversion layer 160, which is subdivided into three and the strands 111, 112, 113 associated layer sections. ⁇ two contact structures may be accessible at the opposite ends of the filament 100th Between the strands 111, 112, 113, and in intermediate areas between the layer portions of the conversion layer 160 in each case two contact structural ⁇ structures may be accessible.
  • embodiments based on the other embodiments described above can also be provided, for example with a continuous conversion layer 160 and contact structures projecting laterally out of the conversion layer 160, or with contact structures extending to ends of the filament 100 (in each case not shown).
  • filaments can be implemented 100, which still show RESIZE ⁇ ßere number of strands of the semiconductor chip 120 beyond.
  • the strands can be electrically connected in series or
  • FIGS. 14, 15 show a side sectional view and an elevational view of another filament 100 having a construction similar to that of FIGS. 3, 4.
  • the filament 100 has two strands 111, 112 of electrically connected semiconductor chips 120 and three contact structures 131, 132, 133 for electrically contacting and driving the strands 111, 112, which are provided with semiconductor chips 120 at the ends of the strands 111, 112
  • the strands 111, 112 comprise different numbers of semiconductor chips 120.
  • the strands 111, 112 are themselves electrically connected in series to a Rei ⁇ henscrien.
  • the radiation-emitting semiconductor chips 120 have no front-side contacts but rear-side contacts 122. In this embodiment, the semiconductor chips 120 may be so-called flip chips.
  • Another component of the filament 100 shown in FIGS. 14, 15 is a carrier 150, which has additional contact structures 137 in addition to the contact structures 131, 132, 133 provided for contacting the strands 111, 112. Via the contact structures 137, the semiconductor chips 120 in the strands 111, 112 are electrically connected to one another in series.
  • the contact structures 137 like the contact structures 131, 132, 133, are formed from an electrically conductive or metallic material.
  • the contact structures 131, 132, 133, 137 arranged on the carrier 150 can also be realized in the form of contact surfaces.
  • the semiconductor chips 120 are electrically and mechanically connected via their rear side contacts 122 to corresponding contactors. structures 131, 132, 133, 137. At these locations, a connection may be made via an electrically conductive connection means, for example a solder or an electrically conductive adhesive (not shown).
  • an electrically conductive connection means for example a solder or an electrically conductive adhesive (not shown).
  • the filament 100 shown in FIGS. 14, 15 furthermore has a conversion layer 160, which is divided into two layer sections assigned to the strands 111, 112.
  • the carrier 150 are enclosed in the field of semi-conductor chips 120 and disposed on the support 150/2 ⁇ semiconductor chip 120 of the conversion layer 160th
  • the two contact structures 131, 132 are electrically connected to semiconductor chips 120 at the ends of the series connection of the two strands 111, 112. In this way, the
  • Contact structures 131, 132 are used as the primary contact structures by means of which the two strands 111, ge ⁇ 112 can be supplied jointly with electrical energy.
  • the two contact structures 131, 132 are located at the ends of the filament 100 and project out of the conversion layer 160 together with the carrier 150 at these locations, so that the contact structures 131, 132 are accessible for contacting.
  • the further contact structure 133 which is electrically connected to half ⁇ conductor chips 120 from the opposite ends of the two strands 111, 112, so that the strands 111, 112 are electrically connected in series via the contact structure 133 is between the strands 111, 112 in an intermediate region between the layer sections of the conversion layer 160 accessible.
  • the contact structure 133 can be used as an intermediate tap to selectively drive only one of the strands 111, 112 electrically.
  • FIGS. 16, 17 show a side sectional view and an elevational view of a further filament 100, which comprises two strands 111, 112 electrically connected in series, comprising radiation-emitting semiconductor chips 120 with rear-side contacts 122 and a carrier 150 with contact structures 131, 132, 133 , 137.
  • the filament 100 further comprises a conversion layer 160 enclosing the carrier 150 in the region of the semiconductor chips 120 and the semiconductor chips 120, which has a continuous shape.
  • a contact structure 133 which ⁇ the ends of the two strands 111, 112 is electrically connected and which can be used as the intermediate tap, is opposed to the semiconductor chip 120 by the out side of the conversion layer 160th If necessary, the carrier 150 may have a subsection projecting laterally out of the conversion layer 160, on which the contact structure 133 is arranged (not illustrated).
  • a configuration is furthermore possible in which a contact structure 133 corresponding to the structure shown in FIGS. 7 to 9 extends to one end of the filament 100, so that all the contact structures 131, 132, 133 are accessible at the opposite ends of the filament 100.
  • Another contemplated modification is a filament 100 with electrically separated strands 111, 112, which may be realized with a construction comparable to the figures 10, 11.
  • a carrier 150 with contact ⁇ structures 137 and four contact structures 131, 132, 133, 134 for contacting the strands 111, 112 are used. Via the contact structures 137, the semiconductor chips 120 in the strands 111, 112 can be electrically connected to one another.
  • two may each be electrically connected to semiconductor chips 120 from the ends of a strand 111, 112. Moreover, can occur according to the above-mentioned types, variants having a greater number of strands of semi-conductor chips 120 into consideration (each not Darge ⁇ asserted).
  • FIGS. 18, 19 show, in a side sectional representation and in a top view, a further design which may be considered for a filament 100 having radiation-emitting semiconductor chips 120 with rear-side contacts 122.
  • the filament 100 has two strands 111, 112 of electrically connected in series semiconductor chips 120 and three contact structures 131, 132, 133 for electrical contacting and control of the strands 111, 112, which with semiconductor chips 120 at the ends of the strands 111, 112th
  • the contact structures 131, 132, 133 can be realized with a flat shape.
  • the strands 111, 112 comprise different numbers of semiconductor chips 120, and are themselves electrically connected in series with a series circuit.
  • Another component is a semiconductor chip 120 enclosing conversion layer 160 which, 112 associated ⁇ layer sections is divided into two strands and the 111th
  • the semiconductor chips are electrically and mechanically connected 120 in the strands 111, arranged alternately reversed to one another with respect to the front and back sides 112 and de ⁇ ren contacts 122 together comparable.
  • a connection can be made via an electrically conductive connecting means, for example a soldering agent or an electrically conductive adhesive.
  • the semiconductor chips 120 located at the ends of the strands 111, 112 can also be connected to the contact structures 131, 132, 133 in this manner (not shown).
  • the two contact structures 131, 132 are electrically connected to semiconductor chips 120 at the ends of the series connection of the two strands 111, 112.
  • the contact structures 131, 132 can be used as primary contact structures, with the aid of which the two strings 111, 112 can be electrically driven together.
  • the contact structures 131, 132 are located out at the ends of the filament 100 and ra ⁇ gene at these points of the layer portions of the conversion layer 160 so that the contact structures 131, 132 are available for contacting.
  • the further and formed with an elongated shape contact structure 133 which is electrically connected to semiconductor chips 120 of the opposite En ⁇ the two strands 111, 112, so that the strands 111, 112 are electrically connected in series, is between the strands 111, 112 in an intermediate region between the layer portions of the conversion layer 160 accessible.
  • the contact structure 133 may serve as an intermediate tap to selectively operate only one of the strands 111, 112 electrically.
  • FIG. 18 further illustrates the possible use of an electrically conductive or metallic compensating element 139 in the strand 112 for connecting a semiconductor chip 120 connected to the contact structure 133 to another semiconductor chip 120 of the same strand 112 the contact ⁇ structure 133 existing increased distance can be compensated.
  • the respective semiconductor chips 120 or their rear side contacts 122 may be connected to the compensating element 139 via an electrically conductive connecting means (not shown).
  • FIGS. 20, 21 show a side sectional view and a top view of another filament 100 with two strands 111, 112 of semiconductor chips 120 electrically connected in series
  • Rear side contacts 122 which are mutually laterally arranged and connected to each other via the contacts 122.
  • Another component is a conversion layer 160 enclosing the semiconductor chips 120 with a continuous shape.
  • a contact structure 133 which is electrically connected to adjacent semiconductor chips 120 from the ends of the two strands 111, 112 and is located between their backside contacts 122, and which can be used as an intermediate tap, projects laterally out of the conversion layer 160.
  • the contact structure 133 can have a längli ⁇ che shape with a small width.
  • an electrically conductive compensating element 139 via which the device connected to the contact structure 133 ⁇ semiconductor chip 120 is connected to a soft direct semiconductor chip 120 of the same strand 112th
  • a filament 100 with mutually reversely arranged ⁇ th semiconductor chip 120 further embodiments may also be considered.
  • a contact structure 133 similar to the structure shown in FIGS. 7 to 9 with a shape extending to one end of the filament 100 so that all the contact structures 131, 132, 133 at the opposite ends of the filament 100 are accessible.
  • Another possible design is a filament 100 with electrically separated strands 111, 112 and four contact structures 131, 132, 133, 134, of which two are each electrically connected to semiconductor chips 120 at the ends of a strand 111, 112.
  • contact structures 133, 134 which are electrically connected to semiconductor chips 120 of adjacent ends of the various strands 111, 112 and which serve as a shared tap, for example mechanically connected to each other and electrically isolated from each other, for example wise using the contact structures 133, 134 connecting insulating connecting element. It is also possible that the strands 111, 112 are held together mechanically via a conversion layer 160. Moreover, in accordance with the embodiments explained above, variants with a larger number of strands of semiconductor chips 120 can be considered (not shown in each case).
  • FIGS. 22 to 24 show a side sectional view and two top views of another filament 100 with two strands 111, 112 of electrically connected semiconductor chips 120 and three contact structures 131, 132, 133 for electrically contacting and driving the strands 111, 112, which are electrically connected to semiconductor chips 120 at the ends of the strands 111, 112.
  • the strands 111, 112 comprise different numbers of semiconductor chips 120.
  • the strands 111, 112 themselves are electrically connected in series to a series connection.
  • Another component is a conversion layer 160, which is divided into two layer sections assigned to the strands 111, 112. In the perspective view of FIG. 23, the filament 100 without the conversion layer 160 is shown.
  • the filament 100 has a carrier 151 on which the semiconductor chips 120 surrounds since ⁇ Lich.
  • the carrier 151 and the semiconductor chip 120 be ⁇ sit matching thicknesses.
  • the contact structure 133 formed with a longitudinal shape is also laterally surrounded by the carrier 151, and for this purpose is formed with a thickness matching the semiconductor chips 120 and the carrier 151.
  • the two other contact structures 131, 132 located at the opposite ends of the filament 100 are arranged on the carrier 151 and formed in the form of contact surfaces.
  • the carrier 151 may be formed of a reflective material, for example. These may be a synthetic ⁇ material (for example, silicone or epoxy) with embedded reflective particles (for example Ti02).
  • the semiconductor chip 120 and the contact structure 133 can be reshaped with material of the support 151, for example, by performing a FormPro ⁇ zesses (molding) or by casting material of the carrier 151st
  • FIGS. 22, 23 indicate a construction of the semiconductor chips 120 with front side contacts, not shown, to which bonding wires 170 are connected. Via the bonding ⁇ wires 170 are electrical connections between the semiconductor chip 120 in the strands 111, 112 with each other and made between the semiconductor chip 120 to the ends of the strands 111, 112 and the corresponding contact structures 131, 132, 133rd
  • the carrier 151 is enclosed in the region of the semiconductor chips 120 with the layer sections of the conversion layer 160.
  • the contact structures 131, 132, 133 are only partially covered with the conversion layer 160 and extend in the case of the contact structures 131, 132 together with the carrier 150 at the ends of the filament 100 of the conversion layer 160 ago ⁇ , so that the contact structures 131, 132 , 133 are accessible for contacting.
  • the two contact structures 131, 132 are electrically connected to semiconductor chips 120 at the ends of the series connection of the two strands 111, 112, and can be used as primary contact structures for the common electrical control of the two strands 111, 112.
  • the further contact ⁇ structure 133 which is electrically connected to the semiconductor chip 120 of the counter opposite ends of the two strands 111, 112, so that the strands 111 are connected electrically, 112 in series, and which open between the separate layer portions of the conversion layer 160 is can be used as an intermediate tap to selectively drive only one of the strands 111, 112 electrically.
  • the end-side contact structures 131, 132 are laterally surrounded by the carrier 151 and the contact structures 131, 132 are formed for this purpose with a thickness that matches the semiconductor chips 120 and the carrier 151.
  • the contact structure 133 can be arranged on the support 151 and be formed in the form of a contact surface.
  • alternative and derived from the above auf attach ⁇ th designs may come into consideration.
  • FIGS 25 to 27 show a side sectional view and AufSichtsdarwolfen another filament 100 with two electrically connected in series strands 111, 112 of semiconductor chips 120, three contact ⁇ structures 131, 132, 133 and the semiconductor chips 120 laterally surrounding Carrier 151.
  • the two contact structures 131, 132 are arranged on the carrier 151, whereas the contact structure 133 is laterally surrounded in part by the carrier 151.
  • Another component is a conversion layer 160 enclosing the carrier 151 with a continuous shape, which is omitted in the top view of FIG.
  • the contact structure 133 protrudes laterally out of the conversion layer 160.
  • filament 100 with a semiconductor chip laterally surrounding carrier 151 is also a comparable to Figures 7 to 9 embodiment with a extending to one end of the filament 100 contact structure 133 is conceivable.
  • the contact structure 133 for example, on the
  • Carrier 151 may be arranged. Furthermore, a design comparable to FIGS. 10, 11 can be provided, that is to say with electrically separated strands 111, 112 and four contact strips. structures 131, 132, 133, 134, two of which are each electrically connected to semiconductor chips 120 at the ends of a strand 111, 112. In this case, contact structures 133, 134, which are electrically connected to semiconductor chips 120 of adjacent ends of the various strands 111, 112 and which serve as a split tap, can be laterally surrounded by the carrier 151. In addition, according to the embodiments explained above, variants with a larger number of strands of semiconductor chips 120 can be considered (not shown in each case).
  • a retrofit lamp 200 As indicated above, the embodiments and variants of a light-emitting filament 100 explained with reference to FIGS. 1 to 27 can be used in a retrofit lamp 200.
  • a retrofit lamp 200 is shown in Figure 28 with a filament 100 indicated by dashed lines.
  • the retrofit lamp 200 has a piston 201 within which the filament 100 is arranged.
  • the retrofit lamp 200 has a lamp base 202 with a screw thread.
  • the retrofit lamp 200 can be screwed with the lamp base 202 in a ge ⁇ suitable version (not shown).
  • the retrofit lamp 200 also has a with the
  • Filament 100 connected driver circuit, by means of which a mains voltage can be converted into a suitable for the operation of the strands of the filament 100 forward voltage.
  • the above-described embodiments of the filament 100 in this connection allow a high flexibility with respect to an electrical interconnection.
  • the interconnection can largely be optimized independently of a predetermined lumen packet in order to achieve efficient operation. Details of possible interconnections will be explained in more detail with reference to the following figures.
  • the strands of the filament 100 may be connected, for example, separa ⁇ th circuits. Such a design may, for example, with a filament 100 with electrically ge ⁇ separated strands are used. For illustration, a possible interconnection of such a filament 100 is shown in FIG. 29, the filament 100 shown by way of example having two electrically separated strands 111, 112 made of semiconductor chips.
  • the filament 100 may When ⁇ game have a structure according to the Figures 10, 11 to. As shown in FIG. 29, the strands 111, 112 are electrically connected to separate driver units 210. With the aid of the driver units 210, the strands 111, 112 can be electrically controlled separately from one another, that is to say subjected to a forward voltage.
  • the driver units 210 are connected for this purpose to the intended for contacting the strands 111, 112 contact structures.
  • the driver units 210 may be part of a common and in the retrofit lamp 200 arranged driver circuit which is connected in operation of the retrofit lamp 200 with a voltage source ⁇ (power grid) (not shown).
  • ⁇ power grid
  • Row connected strands can be used to drive the filament 100, a multi-stage driver 220, as shown in Figure 30.
  • the filament 100 exemplified here has three series-connected strands 111, 112, 113 of semiconductor chips.
  • the filament 100 may have 13 In ⁇ play a structure according to the figures 12 to.
  • the arranged in the retrofit lamp 200 driver 220 is connected to the contacting of the strands to 111, 112, 113 provided for contact structures, and during operation of the retrofit lamp 200 to a voltage source 225 (mains) verbun ⁇ .
  • the voltage source 225 may provide, for example, a removable ⁇ voltage with an effective value of 230V.
  • FIG. 31 shows a diagram with curves 231, 232 of a voltage U as a function of time t.
  • the sinusoidal voltage curve 231 be ⁇ pulls on the mains voltage.
  • the step-shaped voltage extending 232 relates to a different by driving of strands 111, 112, 113 provided (with different numbers of semiconductor chips) forward clamping ⁇ voltage.
  • the strands 111, 112, 113 are switched on and off at different times by means of the driver 220.
  • FIG. 32 shows an enlarged detail of the diagram of FIG. 31, with a possible activation of the strands 111, 112, 113 of the filament 100 additionally being illustrated in order to clarify the aforementioned mode of operation.
  • the mains voltage 231 In the area of the zero crossings of the mains voltage 231, none of the strings 111, 112, 113 is operated.
  • With increasing amount of the mains voltage 231 initially only the strand 111 is turned on and thereby supplied with electrical energy.
  • the strand 112, and then the strand 113 are switched on, so that in the region of the peak value of the mains voltage 231 all strands 111, 112, 113 are operated.
  • the filament 100 with a different number of strands other configurations with respect to electrical control of the strands of the filament 100 may be considered accordingly.
  • a forward voltage can be adjusted by a suitable control of the strands by means of a driver in a corresponding manner to a mains voltage.
  • individual, or several or all strands can be electrically controlled together, but separately from each other.
  • the common driver comprising the driver units 210 may, for example, be designed in such a way that subsequent activation of the strings 111, 112 (with different numbers of semiconductor chips) ensues. In the area of the zero crossings of the mains voltage ⁇ none of the strands 111, 112 is operated electrically.
  • a retrofit lamp 200 may be formed 100 with not only a single filament 100, but with several and optionally construction ⁇ equal executed filaments. Also in this context, which are exposed to above-described allow staltungen a filament 100, a high flexibility in loading ⁇ train to an electrical interconnection and operation.
  • the plurality of filaments 100 can serially and / or pa rallel ⁇ connected (not shown).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filament. Das Filament weist mehrere Stränge aus elektrisch in Reihe verbundenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf. Ferner weist das Filament mehrere Kontaktstrukturenzur Kontaktierung der Stränge auf. Die Kontaktstrukturen sind mit Halbleiterchips an den Enden der Stränge elektrisch verbunden, so dass die Stränge über die Kontaktstrukturen elektrisch angesteuertwerden können. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Leuchtvorrichtung.

Description

FILAMENT UND LEUCHTVORRICHTUNG
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filament mit strah- lungsemittierenden Halbleiterchips. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Leuchtvorrichtung mit einem solchen Filament . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 109 665.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Heutzutage kommen für Beleuchtungsanwendungen zunehmend LED- Lampen (Light Emitting Diode) zum Einsatz, welche Leuchtdio¬ denchips aufweisen. Hierzu gehören sogenannte Retrofit- Lampen, welche herkömmlichen Glühlampen ähnlich sehen und so eingesetzt werden können wie herkömmliche Glühlampen. Eine Retrofit-Lampe kann mehrere LED-Filamente aufweisen. Hierbei handelt es sich um Bauelemente mit einer Mehrzahl an strah- lungsemittierenden Halbleiterchips. Die Halbleiterchips eines Filaments können auf einem gemeinsamen linearen Substrat angeordnet und elektrisch in Reihe verbunden sein. Auch können die Halbleiterchips von einer Konversionsschicht zur Strah- lungskonversion umschlossen sein. Zur elektrischen Kontaktie- rung kann das Filament zwei und an den entgegengesetzten Enden angeordnete Kontakte (Anode, Kathode) aufweisen. Die Leuchtwirkung des mit Halbleiterchips ausgestatteten Filaments kann vergleichbar sein zu derjenigen eines klassischen glühenden Filaments.
Die LED-Filamente von Retrofit-Lampen können zueinander seriell und/oder parallel geschaltet sein. Neben den Filamenten können die Retrofit-Lampen ferner eine Treiberschaltung auf- weisen, so dass ein Betrieb an einem Wechselstromnetz möglich ist. Mit Hilfe des Treibers kann die Netzspannung derart um¬ gewandelt werden, dass eine für den Betrieb der LED-Filamente geeignete Vorwärtsspannung bereitgestellt werden kann. Die Effizienz ist umso größer, je näher die bereitgestellte Vor¬ wärtsspannung an die Netzspannung angeglichen werden kann.
Bei Retrofit-Lampen besteht eine Anforderung darin, im
Leuchtbetrieb ein vorgegebenes Lumenpaket mit einer hinrei¬ chenden Genauigkeit bereitzustellen. In der Regel wird dem Lumenpaket eine höhere Priorität beigemessen als der Effizi¬ enz. Dies führt dazu, dass in Bezug auf die erreichte Span¬ nung und damit die Effizienz ein Kompromiss eingegangen wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Filament mit strahlungsemittierenden Halbleiterchips und eine entsprechende Leuchtvorrichtung anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Filament vorge- schlagen. Das Filament weist mehrere Stränge aus elektrisch in Reihe verbundenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf. Ferner weist das Filament mehrere Kontaktstrukturen zur elektrischen Kontaktierung der Stränge auf. Die Kontaktstrukturen sind mit Halbleiterchips an den Enden der Stränge elektrisch verbunden, so dass die Stränge über die Kontakt¬ strukturen elektrisch angesteuert werden können.
Die Ausgestaltung des Filaments mit den mehreren, d.h. wenigstens zwei Strängen aus seriell geschalteten Halbleiter- chips, wobei die Stränge über die Kontaktstrukturen
elektrisch kontaktiert werden können, bietet eine hohe Flexi¬ bilität in Bezug auf eine elektrische Verschaltung und An- steuerung des Filaments. Die Verschaltung des Filaments kann infolgedessen weitgehend unabhängig von einem vorgegebenen Lumenpaket optimiert sein, so dass eine effiziente Betriebs¬ weise möglich ist. Je nach Ausgestaltung des Filaments ist es zum Beispiel möglich, im Betrieb eine Vorwärtsspannung bereitzustellen, welche möglichst nahe an eine Netzspannung (beispielsweise mit einem Effektivwert von 230V, 110V oder 120V) angeglichen ist. Das vorgeschlagene Filament kann in einer als Retrofit-Lampe ausgebildeten Leuchtvorrichtung zur Anwendung kommen. Hierbei kann das Filament, gegebenenfalls mit weiteren sowie gegebenenfalls baugleich ausgeführten Filamenten, an einen Treiber angeschlossen sein.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungs¬ formen näher beschrieben, welche für das Filament in Betracht kommen können.
In einer Ausführungsform sind die Strahlungsemittierenden Halbleiterchips der Stränge des Filaments entlang einer ge¬ meinsamen fiktiven Linie, zum Beispiel entlang einer geraden Linie, angeordnet. Diese Ausgestaltung kann bezogen sein auf eine Draufsicht auf das Filament. In gleicher Weise kann das Filament eine sich entlang einer fiktiven und zum Beispiel geraden Linie erstreckende Ausgestaltung besitzen. Die Kontaktstrukturen sind elektrisch leitfähig, und zum Beispiel aus einem metallischen Material ausgebildet. Des Weite¬ ren sind die Kontaktstrukturen zugänglich, so dass die Kontaktstrukturen elektrisch kontaktiert und damit die Stränge über die Kontaktstrukturen elektrisch angesteuert werden kön- nen. Das Filament kann derart ausgebildet sein, dass die
Stränge zumindest separat voneinander elektrisch angesteuert werden können. Je nach Ausgestaltung des Filaments können auch mehrere oder sämtliche Stränge des Filaments gemeinsam angesteuert werden. In diesem Zusammenhang können ferner fol- gende Ausgestaltungen in Betracht kommen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Filament mehrere Stränge aus Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf, wel¬ che elektrisch in Reihe zu einer Reihenschaltung verbunden sind. Hierbei sind zwei Kontaktstrukturen mit Halbleiterchips an den Enden der Reihenschaltung elektrisch verbunden. Ferner ist wenigstens eine weitere Kontaktstruktur vorhanden, über welche zwei Stränge der Reihenschaltung elektrisch in Reihe verbunden sind. Die wenigstens eine weitere Kontaktstruktur kann als Zwischenabgriff dienen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine flexible elektrische Ansteuerung des Filaments. Hierbei kann wahlweise lediglich ein Strang, oder können meh- rere oder sämtliche Stränge des Filaments gemeinsam mit elektrischer Energie versorgt und dadurch betrieben werden.
In Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform können des Wei¬ teren folgende Merkmale und Details zur Anwendung kommen. Das Filament kann mit zwei elektrisch in Reihe verbundenen Fila¬ menten verwirklicht sein, und infolgedessen lediglich eine weitere Kontaktstruktur aufweisen, über welche die zwei
Stränge elektrisch in Reihe verbunden sind. Die zwei Stränge können benachbarte bzw. gegenüberliegende Enden aufweisen, und die weitere Kontaktstruktur kann mit Halbleiterchips an diesen Enden elektrisch verbunden sein. Das Filament kann auch mit einer größeren Anzahl an seriell verbundenen Strängen und insofern mit einer entsprechend größeren Anzahl an weiteren Kontaktstrukturen verwirklicht sein. Hierbei können jeweils zwei benachbarte Stränge über eine weitere Kontakt¬ struktur elektrisch in Reihe verbunden sein. Die betreffenden zwei Stränge können jeweils benachbarte bzw. gegenüberliegen¬ de Enden aufweisen, und die dazugehörige weitere Kontakt¬ struktur kann mit Halbleiterchips an diesen Enden elektrisch verbunden sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Filament mehrere Stränge aus Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf, wel¬ che elektrisch getrennt sind. Bei jedem der getrennten Strän- ge sind zwei Kontaktstrukturen mit Halbleiterchips an den En¬ den des betreffenden Strangs elektrisch verbunden. Auch diese Ausgestaltung ermöglicht eine flexible elektrische Ansteue¬ rung des Filaments. Hierbei kann wahlweise lediglich ein Strang, oder können mehrere oder sämtliche Strenge des Fila- ments zusammen, allerdings separat voneinander mit elektrischer Energie versorgt und dadurch betrieben werden. In Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform sind ferner fol¬ gende Ausgestaltungen denkbar. Das Filament kann mit zwei o- der einer größeren Anzahl an elektrisch getrennten und damit unabhängigen Strängen verwirklicht sein. Die zwei Stränge bzw. jeweils zwei benachbarte Stränge können gegenüberliegen¬ de Enden aufweisen. Die an diesen Stellen befindlichen Halbleiterchips können an jeweils eigene Kontaktstrukturen ange¬ schlossen sein. Hierbei können zwei Kontaktstrukturen, welche mit Halbleiterchips von gegenüberliegenden Enden zweier be- nachbarter Stränge elektrisch verbunden sind, einen geteilten Abgriff bilden.
In einer weiteren Ausführungsform sind wenigstens zwei Kontaktstrukturen an den entgegengesetzten Enden des Filaments zugänglich und dadurch kontaktierbar . Für den Fall, dass sämtliche Stränge des Filaments zu einer Reihenschaltung ver¬ bunden sind, können zwei und an den Enden des Filaments zu¬ gängliche Kontaktstrukturen ferner mit Halbleiterchips an den Enden der Reihenschaltung verbunden sein und dadurch als pri- märe Kontaktstrukturen dienen, mit deren Hilfe sämtliche
Stränge in gemeinsamer Weise elektrisch angesteuert werden können .
In einer weiteren Ausführungsform ist in einem Bereich zwi- sehen den entgegengesetzten Enden des Filaments wenigstens eine Kontaktstruktur zugänglich. Bei einer Ausgestaltung des Filaments mit in Reihe geschalteten Strängen können über eine solche Kontaktstruktur zwei benachbarte Stränge elektrisch verbunden sein. Hierbei kann die Kontaktstruktur in einem Be- reich zwischen den zwei benachbarten Strängen zugänglich sein, und als Zwischenabgriff dienen. Bei einer Ausgestaltung des Filaments mit elektrisch getrennten Strängen kann es vorgesehen sein, dass in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Strängen zwei Kontaktstrukturen zugänglich sind. Die zwei Kontaktstrukturen können mit Halbleiterchips an den Enden der benachbarten Stränge elektrisch verbunden sein, und als geteilter Abgriff dienen. In einer weiteren Ausführungsform sind an einem Ende des Filaments zwei Kontaktstrukturen zugänglich, welche mit Halbleiterchips an den Enden eines Strangs elektrisch verbunden sind. In dieser Ausgestaltung kann der betreffende Strang mit Hilfe der an demselben Ende des Filaments zugänglichen Kontaktstrukturen elektrisch kontaktiert und angesteuert werden. An diesem Ende des Filaments kann gegebenenfalls noch wenigs¬ tens eine weitere und mit einem Halbleiterchip an einem Ende eines anderen Strangs elektrisch verbundene Kontaktstruktur vorhanden sein. Auf der Grundlage der vorgenannten Ausführungsform kann eine Ausgestaltung des Filaments verwirklicht sein, in welcher sämtliche Kontaktstrukturen des Filaments lediglich an dessen Enden zugänglich sind. Auf diese Weise kann das Filament einen homogenen und symmetrischen Aufbau besitzen.
Bei den Strahlungsemittierenden Halbleiterchips des Filaments kann es sich um Leuchtdiodenchips (LED-Chips, Light Emitting Diode) handeln, so dass das Filament ein LED-Filament ist. Weiter kann das Filament mit einem Konversionsmaterial zur Strahlungskonversion ausgebildet sein. Auf diese Weise kann eine von den Halbleiterchips erzeugte Strahlung wenigstens teilweise konvertiert werden, und kann das Filament eine aus konvertierten und nicht konvertierten Strahlungsanteilen zu- sammengesetzte Lichtstrahlung, zum Beispiel eine weiße Licht¬ strahlung, emittieren. In diesem Zusammenhang können ferner folgende Ausgestaltungen in Betracht kommen.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Halbleiterchips der Stränge mit einer Konversionsschicht zur Strahlungskon¬ version bedeckt. Die Konversionsschicht, welche aus einem o- der mehreren Konversionsmaterialien ausgebildet sein kann, kann sämtliche Halbleiterchips umschließen. In einer weiteren Ausführungsform ragen wenigstens zwei Kontaktstrukturen an den Enden des Filaments aus der Konversionsschicht heraus. Hierdurch sind die Kontaktstrukturen an diesen Stellen zugänglich und dadurch kontaktierbar . Sofern sämtliche Stränge des Filaments zu einer Reihenschaltung ver¬ bunden sind, können zwei und an den Enden des Filaments aus der Konversionsschicht herausragend Kontaktstrukturen als primäre Kontaktstrukturen dienen, mit deren Hilfe sämtliche Stränge gemeinsam elektrisch betrieben werden können.
In einer weiteren Ausführungsform ragt wenigstens eine Kontaktstruktur seitlich aus der Konversionsschicht heraus, so dass die betreffende Kontaktstruktur zugänglich und kontak- tierbar ist. Bei einer Ausgestaltung des Filaments mit in
Reihe geschalteten Strängen können über eine solche Kontaktstruktur zwei benachbarte Stränge elektrisch verbunden sein, und kann die Kontaktstruktur als Zwischenabgriff dienen. Bei einer Ausgestaltung des Filaments mit elektrisch getrennten Strängen kann das Filament zwei seitlich aus der Konversions¬ schicht herausragende Kontaktstrukturen aufweisen, welche mit Halbleiterchips an den Enden zweier benachbarter Stränge elektrisch verbunden sind und daher als geteilter Abgriff dienen .
In einer weiteren Ausführungsform sind die Halbleiterchips der Stränge jeweils mit einem separaten und einem Strang zugeordneten Schichtabschnitt der Konversionsschicht bedeckt. In einem Zwischenbereich von zwei benachbarten Schichtab- schnitten der Konversionsschicht ist wenigstens eine Kontakt¬ struktur zugänglich. Bei einer Ausgestaltung des Filaments mit zwei Strängen weist das Filament zwei Schichtabschnitte, und bei einer Ausgestaltung mit einer größeren Anzahl an Strängen weist das Filament eine entsprechende Anzahl an Schichtabschnitten der Konversionsschicht auf. Sofern die
Stränge in Reihe geschaltet sind, können über eine in einem Zwischenbereich der Konversionsschicht zugängliche Kontakt¬ struktur zwei benachbarte Stränge elektrisch verbunden sein, und kann die betreffende Kontaktstruktur als Zwischenabgriff dienen. Bei einer Ausgestaltung des Filaments mit elektrisch getrennten Strängen können in einem Zwischenbereich von zwei benachbarten Schichtabschnitten der Konversionsschicht zwei Kontaktstrukturen zugänglich sein. Diese zwei Kontaktstruktu- ren können mit Halbleiterchips an den Enden zweier benachbarter Stränge elektrisch verbunden sein und damit als geteilter Abgriff dienen. In einer weiteren Ausführungsform weist das Filament einen Träger auf, auf welchem die Halbleiterchips und die Kontakt¬ strukturen angeordnet sind. Der Träger kann aus einem strahlungsdurchlässigen Material, zum Beispiel Saphir oder einem Glasmaterial, ausgebildet sein. Möglich ist auch eine nicht transparente Ausgestaltung des Trägers aus zum Beispiel einem keramischen Material. Des Weiteren kann der Träger eine lineare, also eine sich entlang einer fiktiven, zum Beispiel geraden Linie erstreckende Form aufweisen. Diese Ausgestaltung kann bezogen sein auf eine Draufsicht auf das Filament. Die auf dem Träger angeordneten Kontaktstrukturen können in Form von flächigen Kontaktstrukturen bzw. Kontaktflächen verwirklicht sein.
Die strahlungsemittierenden Halbleiterchips des Filaments können Kontakte aufweisen, über welche die Halbleiterchips kontaktiert und mit elektrischer Energie versorgt werden kön¬ nen. Bei jedem Halbleiterchip können die Kontakte auf derselben Chipseite angeordnet sein. In diesem Zusammenhang können ferner folgende Ausgestaltungen in Betracht kommen.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die strahlungsemittierenden Halbleiterchips vorderseitige Kontakte auf. Hierbei können die Halbleiterchips auf einem Träger angeordnet sein, und in den Strängen mit Hilfe von Bonddrähten untereinander elektrisch in Reihe verbunden sein. Auch die an den Enden der Stränge befindlichen Halbleiterchips können über Bonddrähte an die dazugehörigen Kontaktstrukturen angeschlossen sein.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die strahlungsemit- tierenden Halbleiterchips rückseitige Kontakte auf. Hierbei kann das Filament einen Träger aufweisen, welcher zusätzlich zu den zur elektrischen Kontaktierung und Ansteuerung der Stränge vorgesehenen Kontaktstrukturen weitere Kontaktstruk- turen aufweisen kann, über welche die Halbleiterchips in den Strängen untereinander elektrisch in Reihe verbunden sein können. Über die Rückseitenkontakte können die Halbleiterchips mit den Kontaktstrukturen und den weiteren Kontakt- strukturen elektrisch und mechanisch verbunden sein. An diesen Stellen kann die Verbindung über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel wie zum Beispiel ein Lotmittel oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff hergestellt sein. In einer weiteren Ausführungsform, welche ebenfalls bei einer Verwendung von Halbleiterchips mit Kontakten auf einer Chipseite in Betracht kommen kann, sind die Halbleiterchips der Stränge abwechselnd seitenverkehrt zueinander angeordnet. Dies bezieht sich auf Vorder- und Rückseiten der Halbleiter- chips. Hierbei können die Halbleiterchips oder kann zumindest ein Teil der Halbleiterchips über deren Kontakte elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sein. An diesen Stellen kann die Verbindung über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel wie zum Beispiel ein Lotmittel oder ein
elektrisch leitfähiger Klebstoff hergestellt sein.
Ein Filament mit abwechselnd seitenverkehrt angeordneten Halbleiterchips kann zum Beispiel elektrisch in Reihe verbun¬ dene Stränge aufweisen. Hierbei können zwei benachbarte
Stränge (jeweils) über eine Kontaktstruktur verbunden sein, indem Kontakte von Halbleiterchips an den Enden der benachbarten Stränge an die Kontaktstruktur angeschlossen sind. An einer solchen Stelle kann die Verbindung über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel hergestellt sein. Gegebenen- falls kann zwischen einem an eine Kontaktstruktur angeschlossenen Halbleiterchip und einem weiteren Halbleiterchip desselben Strangs ein zusätzliches elektrisch leitfähiges bzw. metallisches Ausgleichselement angeordnet sein, mit welchem die beiden Halbleiterchips verbunden sind. Hierdurch kann ein an dieser Stelle aufgrund der Kontaktstruktur gegebenenfalls vorliegender vergrößerter Abstand ausgeglichen werden. Bei einer Ausgestaltung des Filaments mit elektrisch getrennten Strängen aus abwechselnd seitenverkehrt angeordneten Halbleiterchips können Kontaktstrukturen, an welche Halb¬ leiterchips von den Enden zweier verschiedener benachbarter Stränge angeschlossen sind, mechanisch miteinander verbunden sein, zum Beispiel über ein die Kontaktstrukturen verbindendes isolierendes Verbindungselement. Möglich ist es auch, dass die elektrisch getrennten Stränge über eine Konversions¬ schicht mechanisch verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Filament einen Träger auf, welcher die Halbleiterchips seitlich umgibt. Ein solcher Träger kann durch Umformen der Halbleiterchips hergestellt und aus einem reflektierenden Material ausgebildet sein. Das reflektierende Material kann zum Beispiel ein
Kunststoffmaterial mit darin eingebetteten reflektierenden Partikeln sein. Auf dem Träger können Kontaktstrukturen, zum Beispiel an den Enden des Filaments zugängliche Kontaktstruk¬ turen, angeordnet sein. Möglich ist es ferner, dass wenigs- tens eine Kontaktstruktur von dem Träger zumindest teilweise seitlich umgeben ist. Dies kann zum Beispiel in Bezug auf ei¬ ne als Zwischenabgriff dienende Kontaktstruktur in Betracht kommen. Des Weiteren können Bonddrähte zum Einsatz kommen, über welche die Halbleiterchips in den Strängen untereinander elektrisch in Reihe verbunden und die an den Enden der Stränge befindlichen Halbleiterchips an die dazugehörigen Kontakt¬ strukturen angeschlossen sein können.
Die Stränge des Filaments weisen mehrere, d.h. wenigstens zwei elektrisch in Reihe verbundene Halbleiterchips auf. In einer weiteren Ausführungsform weisen die Stränge des Filaments unterschiedliche Anzahlen an Halbleiterchips auf. Mit Hilfe dieser Ausführungsform kann, bei Anwendung eines geeigneten Treiberkonzepts, eine effiziente Betriebsweise begüns- tigt werden. Durch die unterschiedlichen Anzahlen an Halbleiterchips in den Strängen können die Stränge derart ange¬ steuert werden, dass eine bereitgestellte Vorwärtsspannung möglichst nahe an eine Netzspannung angeglichen ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Leucht¬ vorrichtung mit einem Filament vorgeschlagen. Das Filament weist den oben beschriebenen Aufbau bzw. einen Aufbau gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen auf. Aufgrund der Ausgestaltung des Filaments mit den mehre¬ ren Strängen aus elektrisch in Reihe verbundenen Strahlungsemittierenden Halbleiterchips, wobei die Stränge über Kontakt¬ strukturen elektrisch kontaktierbar und ansteuerbar sind, kann das Filament derart in der Leuchtvorrichtung verschaltet sein, dass das Filament mit einer hohen Effizienz betrieben werden kann.
In einer Ausführungsform ist die Leuchtvorrichtung eine Ret- rofit-Lampe. In dieser Ausgestaltung kann die Leuchtvorrichtung einen Kolben aufweisen, innerhalb welchem das Filament angeordnet ist. Ein weiterer möglicher Bestandteil ist ein mit einem Schraubgewinde ausgebildeter Lampensockel zur elektrischen Kontaktierung der Leuchtvorrichtung.
Die Leuchtvorrichtung weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen mit dem Filament verbundenen Treiber auf, mit dessen Hilfe eine Netzspannung (Wechselspannung bzw. Netzwechselspannung) in eine für den Betrieb der Stränge des Fila- ments geeignete Vorwärtsspannung umgewandelt werden kann. Der Treiber ist dazu ausgebildet, die Stränge des Filaments der¬ art anzusteuern und somit derart mit elektrischer Energie zu versorgen, dass die Vorwärtsspannung an die Netzspannung angeglichen ist. Wie oben angegeben wurde, ist es aufgrund des Aufbaus des Filaments möglich, die Vorwärtsspannung nahe an die Netzspannung angepasst bereitzustellen. Auf diese Weise kann eine effiziente Betriebsweise der Leuchtvorrichtung er¬ zielt werden, und können Verluste im Betrieb der Leuchtvorrichtung klein gehalten werden.
Im Hinblick auf die Anpassung der Vorwärtsspannung an die Netzspannung kann der Treiber zum wahlweisen Ansteuern von einzelnen, mehreren oder sämtlichen Strängen des Filaments ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die zum Betreiben des Filaments bereitgestellte und an das Filament bzw. an dessen Stränge angelegte Vorwärtsspannung einen stufenförmigen Verlauf aufweisen. Hierbei können mit Hilfe des Treibers jeweils mit ansteigender Größe der Netzspannung (Spannungsbetrag) zu¬ nehmend mehr Halbleiterchips des Filaments elektrisch betrie¬ ben werden. Im Bereich der maximalen Größe (Scheitelwert) der Netzspannung können jeweils sämtliche Stränge und damit sämt¬ liche Halbleiterchips des Filaments elektrisch betrieben wer- den. In entsprechender Weise können jeweils mit abnehmender Größe der Netzspannung zunehmend weniger Halbleiterchips des Filaments elektrisch betrieben werden. Im Bereich der Nulldurchgänge der Netzspannung können sämtliche Stränge und da¬ mit sämtliche Halbleiterchips des Filaments nicht betrieben werden.
Im Hinblick auf eine Ausgestaltung der Leuchtvorrichtung mit einem Treiber können ferner folgende Ausführungsformen zur Anwendung kommen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung einen mehrstufigen Treiber zum Ansteuern der Stränge des Filaments auf. In Bezug auf diese Ausführungsform kann eine Ausgestaltung des Filaments mit elektrisch in Reihe verbunde- nen Strängen zur Anwendung kommen. Der mehrstufige Treiber ermöglicht eine Ansteuerung der Stränge derart, dass eine be¬ reitgestellte Vorwärtsspannung möglichst nahe an eine Netz¬ spannung angeglichen ist. In einer weiteren Ausführungsform sind die Stränge des Filaments in separaten Schaltkreisen verschaltet. In Bezug auf diese Ausführungsform kann eine Ausgestaltung des Filaments mit elektrisch getrennten Strängen zur Anwendung kommen. Zur Ansteuerung der Stränge kann die Leuchtvorrichtung den ein- zelnen Strängen zugeordnete und mit diesen verbundene Trei¬ bereinheiten aufweisen. Die Treibereinheiten können in einem gemeinsamen Treiber zusammengefasst sein. Der gemeinsame Treiber ermöglicht ebenfalls eine Ansteuerung der Stränge derart, dass eine bereitgestellte Vorwärtsspannung möglichst nahe an eine Netzspannung angeglichen ist.
Die Leuchtvorrichtung kann ferner mit mehreren Filamenten des oben beschriebenen Aufbaus ausgebildet sein. Die Filamente können baugleich ausgeführt sein. Auch können die Filamente seriell und/oder parallel verschaltet sein. Aufgrund des Auf¬ baus der Filamente bestehen große Freiheiten für unterschied¬ liche Serien- und/oder Parallelschaltungen. Hierbei kann die Verschaltung weitestgehend unabhängig von einem vorgegebenen Lumenpaket optimiert sein.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger
Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen . Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnun- gen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 und 2 eine seitliche Darstellung und eine Auf¬ sichtsdarstellung eines Filaments, welches zwei in Reihe ge¬ schaltete Stränge aus Halbleiterchips, eine Konversions- schicht und eine zwischen den Strängen zugängliche Kontakt¬ struktur aufweist;
Figuren 3 und 4 eine seitliche Darstellung und eine Auf¬ sichtsdarstellung eines weiteren Filaments, welches einen Träger mit hierauf angeordneten Halbleiterchips mit vorder¬ seitigen Kontakten aufweist; Figuren 5 und 6 eine seitliche Darstellung und eine Auf¬ sichtsdarstellung eines weiteren Filaments, welches eine seitlich aus einer Konversionsschicht herausragende Kontakt¬ struktur aufweist;
Figuren 7 bis 9 eine seitliche Darstellung und AufSichtsdarstellungen eines weiteren Filaments, welches eine sich bis zu einem Ende des Filaments erstreckende Kontaktstruktur auf¬ weist;
Figuren 10 und 11 eine seitliche Darstellung und eine Auf¬ sichtsdarstellung eines weiteren Filaments, welches
elektrisch getrennte Stränge aus Halbleiterchips aufweist; Figuren 12 und 13 eine seitliche Darstellung und eine Auf¬ sichtsdarstellung eines weiteren Filaments, welches drei in Reihe geschaltete Stränge aus Halbleiterchips aufweist;
Figuren 14 und 15 eine seitliche Darstellung und eine Auf- Sichtsdarstellung eines weiteren Filaments, welches zwei in Reihe geschaltete Stränge aus Halbleiterchips mit rückseiti¬ gen Kontakten aufweist;
Figuren 16 und 17 eine seitliche Darstellung und eine Auf- Sichtsdarstellung eines weiteren Filaments, welches eine seitlich aus einer Konversionsschicht herausragende Kontakt¬ struktur aufweist;
Figuren 18 und 19 eine seitliche Darstellung und eine Auf- Sichtsdarstellung eines weiteren Filaments, welches Stränge aus abwechselnd seitenverkehrt zueinander angeordneten Halb¬ leiterchips aufweist;
Figuren 20 und 21 eine seitliche Darstellung und eine Auf- Sichtsdarstellung eines weiteren Filaments mit abwechselnd seitenverkehrt zueinander angeordneten Halbleiterchips und einer seitlich aus einer Konversionsschicht herausragenden Kontaktstruktur; Figuren 22 bis 24 eine seitliche Darstellung und Aufsichts¬ darstellungen eines weiteren Filaments mit einem Halbleiterchips seitlich umgebenden Träger;
Figuren 25 bis 27 eine seitliche Darstellung und Aufsichts¬ darstellungen eines weiteren Filaments mit einem Halbleiterchips seitlich umgebenden Träger und einer seitlich aus einer Konversionsschicht herausragenden Kontaktstruktur;
Figur 28 eine Retrofit-Lampe mit einem Filament;
Figur 29 eine Verschaltung von Strängen eines Filaments mit separaten Treibereinheiten;
Figur 30 eine Verschaltung von Strängen eines Filaments mit einem mehrstufigen Treiber;
Figur 31 ein Diagramm mit Spannungsverläufen; und
Figur 32 einen vergrößerten Ausschnitt des Diagramms von Figur 31 mit einer zusätzlichen Darstellung einer Ansteuerung von Strängen eines Filaments. Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche
Ausgestaltungen eines zur Emission von Lichtstrahlung ausgebildeten Filaments 100 beschrieben. Die Filamente 100, welche in einer Leuchtvorrichtung in Form einer Retrofit-Lampe 200 eingesetzt werden können, weisen einen solchen Aufbau auf, dass eine hohe Flexibilität in Bezug auf unterschiedliche elektrische Verschaltungen und Betriebsweisen möglich sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich sche- matischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. Auch können die Filamente 100 mit an¬ deren Anzahlen an gezeigten Komponenten wie zum Beispiel Halbleiterchips 120 verwirklicht sein. In gleicher Weise kön¬ nen die Filamente 100 neben gezeigten und beschriebenen Komponenten weitere Komponenten und Strukturen aufweisen. Figur 1 zeigt eine seitliche Darstellung, und Figur 2 zeigt eine AufSichtsdarstellung eines lichtemittierenden Filaments 100. Der hier gezeigte Aufbau kann als Grundprinzip aufge- fasst werden, auf welchem die anhand der nachfolgenden Figuren beschriebenen Ausgestaltungen eines Filaments 100 basie- ren und von welchem diese Ausgestaltungen abgeleitet werden können. Das Filament 100 weist zwei Stränge 111, 112 aus elektrisch in Reihe verbundenen Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 120 auf. Die beiden Stränge 111, 112 umfassen un¬ terschiedliche Anzahlen an Halbleiterchips 120. Ferner sind die Stränge 111, 112 selbst elektrisch in Reihe zu einer Rei¬ henschaltung verbunden. Sämtlich Halbleiterchips 120 des Filaments 100 sind entlang einer gemeinsamen geraden Linie, in Draufsicht auf das Filament 100 gesehen, angeordnet. Das Filament 100 weist des Weiteren eine die Halbleiterchips 120 bedeckende Konversionsschicht 160 zur Strahlungskonversi¬ on auf. Vorliegend ist die Konversionsschicht 160 in zwei se¬ parate und den einzelnen Strängen 111, 112 zugeordnete
Schichtabschnitte unterteilt, von welchen die Halbleiterchips 120 umschlossen sind. Die aufgrund der umhüllenden Konversi¬ onsschicht 160 nicht sichtbaren Halbleiterchips 120 sind in den Figuren 1, 2 gestrichelt angedeutet.
Bei den Halbleiterchips 120 kann es sich um Leuchtdiodenchips handeln. Mit Hilfe der Konversionsschicht 160 kann eine im Betrieb von den Halbleiterchips 120 erzeugte primäre Licht¬ strahlung wenigstens teilweise in eine oder mehrere sekundäre Lichtstrahlungen umgewandelt werden. Auf diese Weise kann das Filament eine Lichtstrahlung abgeben, welche primäre und se- kundäre, also nichtkonvertierte und konvertierte Strahlungs¬ anteile, umfassen kann. Es ist zum Beispiel möglich, dass die primäre Lichtstrahlung eine blaue Lichtstrahlung ist, welche mit Hilfe der Konversionsschicht 160 in eine gelbe Licht- Strahlung umgesetzt wird, so dass durch eine Überlagerung dieser Lichtstrahlungen eine weiße Lichtstrahlung von dem Filament 100 abgegeben werden kann. Möglich ist auch zum Beispiel eine teilweise Umwandlung der blauen Lichtstrahlung in eine rote Lichtstrahlung und in eine grüne oder gelbgrüne
Lichtstrahlung, so dass durch eine Überlagerung ebenfalls eine weiße Lichtstrahlung erzeugt werden kann.
Zur elektrischen Kontaktierung und Ansteuerung weist das in den Figuren 1, 2 gezeigte Filament 100 drei Kontaktstrukturen 131, 132, 133 auf. Die Kontaktstrukturen 131, 132, 133, wel¬ che aus einem elektrisch leitfähigen bzw. metallischen Material ausgebildet sind, sind mit Halbleiterchips 120 von den entgegengesetzten Enden der beiden Stränge 111, 112
elektrisch verbunden.
Von den drei Kontaktstrukturen sind zwei Kontaktstrukturen 131, 132 mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Reihen¬ schaltung aus den beiden Strängen 111, 112 elektrisch verbun- den. Die zwei Kontaktstrukturen 131, 132 befinden sich an den entgegengesetzten Enden des Filaments 100 und sind an diesen Stellen zugänglich. Eine weitere Kontaktstruktur 133 ist in einem Bereich zwischen den Enden des Filaments 100, und zwar zwischen den Strängen 111, 112 in einem Zwischenbereich zwi- sehen den separaten Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 zugänglich. Die Kontaktstruktur 133 ist mit Halbleiterchips 120 von den sich gegenüberliegenden Enden der beiden Stränge 111, 112 elektrisch verbunden, so dass die Stränge 111, 112 über die Kontaktstruktur 133 elektrisch in Reihe ge- schaltet sind.
Der Aufbau des Filaments 100 ermöglicht eine hohe Flexibili¬ tät in Bezug auf eine elektrische Verschaltung und Ansteue¬ rung. Die beiden endseitigen Kontaktstrukturen 131, 132 kön- nen als primäre Kontaktstrukturen genutzt werden, mit deren Hilfe die beiden Stränge 111, 112 gemeinsam mit elektrischer Energie versorgt werden können. Die weitere Kontaktstruktur 133 kann als Zwischenabgriff genutzt werden, um wahlweise le- diglich einen der Stränge 111, 112 zu betreiben. Hierbei kann der Strang 111 mit Hilfe der Kontaktstrukturen 131, 133, und kann der andere Strang 112 mit Hilfe der Kontaktstrukturen 132, 133 elektrisch angesteuert werden.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausgestaltungen und Varianten beschrieben, welche für ein lichtemittierendes Fila¬ ment 100 in Betracht kommen können. Übereinstimmende Merkmale und Vorteile sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschrei¬ bung Bezug genommen. Des Weiteren können Aspekte und Details, welche in Bezug auf eine Ausgestaltung eines Filaments 100 genannt werden, auch in Bezug auf eine andere Ausgestaltung zur Anwendung kommen und können Merkmale von zwei oder mehreren Ausgestaltungen miteinander kombiniert werden.
Die Figuren 3, 4 zeigen eine seitliche Schnittdarstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Filaments 100 mit zwei elektrisch in Reihe verbundenen Strängen 111, 112 aus
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 120 und drei Kontakt¬ strukturen 131, 132, 133, welche mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Stränge 111, 112 elektrisch verbunden sind. Die zwei Kontaktstrukturen 131, 132, welche als primäre Kontakt- strukturen genutzt werden können, sind mit Halbleiterchips
120 an den Enden der Reihenschaltung aus den beiden Strängen 111, 112 elektrisch verbunden. An die Kontaktstruktur 133, welche als Zwischenabgriff genutzt werden kann, sind Halbleiterchips 120 von gegenüberliegenden Enden der Stränge 111, 112 angeschlossen, so dass die Stränge 111, 112 über die Kontaktstruktur 133 in Reihe verbunden sind.
Das in den Figuren 3, 4 gezeigte Filament 100 weist ferner einen linearen Träger 150 auf, auf welchem die Halbleiter- chips 120 und die Kontaktstrukturen 131, 132, 133 angeordnet sind. Der Träger 150 kann aus einem transparenten Material wie zum Beispiel Saphir oder einem Glasmaterial ausgebildet sein. Denkbar ist auch eine nicht transparente Ausgestaltung des Trägers 150 aus zum Beispiel einem keramischen Material. Die auf dem Träger 150 angeordneten Kontaktstrukturen 131, 132, 133 können, wie in den Figuren 3, 4 angedeutet ist, in Form von Kontaktflächen verwirklicht sein.
In Figur 3 ist eine mögliche Ausgestaltung der Halbleiterchips 120 mit jeweils zwei vorderseitigen Kontakten 121 ange¬ deutet, an welche Bonddrähte 170 angeschlossen sind. Mit Hil¬ fe der Bonddrähte 170 sind die Halbleiterchips 120 in den Strängen 111, 112 untereinander elektrisch in Reihe verbunden. In gleicher Weise sind die sich an den Enden der Stränge 111, 112 befindenden Halbleiterchips 120 über Bonddrähte 170 mit den dazugehörigen Kontaktstrukturen 131, 132, 133
elektrisch verbunden. Die Halbleiterchips 120 können zum Bei- spiel mit Hilfe eines nicht dargestellten Klebstoffs auf dem Träger 150 befestigt sein.
Das in den Figuren 3, 4 gezeigte Filament 100 weist des Wei¬ teren eine Konversionsschicht 160 auf, welche in zwei und den Strängen 111, 112 zugeordnete Schichtabschnitte unterteilt ist. Hierbei sind der Träger 150 im Bereich der Halbleiterchips 120 und die auf dem Träger 150 angeordneten Halbleiterchips 120 nebst Bonddrähten 170 von der Konversionsschicht 160 umschlossen. Die Kontaktstrukturen 131, 132, 133 sind le- diglich teilweise mit der Konversionsschicht 160 bedeckt und ragen im Falle der Kontaktstrukturen 131, 132 zusammen mit dem Träger 150 an den Enden des Filaments 100 aus der Konversionsschicht 160 heraus, so dass die Kontaktstrukturen 131, 132, 133 für eine Kontaktierung zugänglich sind.
Die Figuren 5, 6 zeigen eine seitliche Schnittdarstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Filaments 100 mit einem gegenüber den Figuren 3, 4 leicht abgewandelten Aufbau. Auch dieses Filament 100 weist zwei elektrisch in Reihe ver- bundene Stränge 111, 112 aus Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 120 mit Vorderseitenkontakten 121 und einen Träger 150 mit drei Kontaktstrukturen 131, 132, 133 auf. Ein weiterer Bestandteil ist eine Konversionsschicht 160, welche den Träger 150 im Bereich der Halbleiterchips 120 und die auf dem Träger 150 angeordneten Halbleiterchips 120 umschließt. In der in den Figuren 5, 6 gezeigten Ausgestaltung ist die Konversionsschicht 160 nicht in separate Schichtabschnitte unterteilt, sondern besitzt eine durchgehende Form.
Ein weiterer Unterschied des in den Figuren 5, 6 gezeigten Filaments 100 besteht in der Ausgestaltung der Kontaktstruktur 133. Die Kontaktstruktur 133, welche mit Halbleiterchips 120 von den gegenüberliegenden Enden der beiden Stränge 111, 112 elektrisch verbunden ist, steht seitlich aus der Konversionsschicht 160 heraus. Auf diese Weise ist die Kontakt¬ struktur 133 an dieser Stelle für eine Kontaktierung zugänglich, und kann daher als seitlicher Zwischenabgriff verwendet werden. Es ist gegebenenfalls möglich, dass auch der Träger 150 einen aus der Konversionsschicht 160 seitlich herausra¬ genden Teilabschnitt aufweist, auf welchem die Kontaktstruk¬ tur 133 angeordnet ist (nicht dargestellt) . Die Figuren 7 bis 9 zeigen eine seitliche Schnittdarstellung und zwei AufSichtsdarstellungen eines weiteren Filaments 100 mit zwei elektrisch in Reihe verbundenen Strängen 111, 112 aus Halbleiterchips 120 mit Vorderseitenkontakten 121, einem Träger 150 mit drei Kontaktstrukturen 131, 132, 133 und einer durchgehenden Konversionsschicht 160, welche den Träger 150 im Bereich der Halbleiterchips 120 und die Halbleiterchips 120 umschließt. In der AufSichtsdarstellung von Figur 8 ist das Filament 100 ohne die Konversionsschicht 160 gezeigt. Hierdurch wird deutlich, dass die als Zwischenabgriff dienen- den Kontaktstruktur 133 eine zur Seite gezogene und sich zu einem Ende des Filaments 100 erstreckende Form aufweist.
Hierbei weist die Kontaktstruktur 133 einen Abschnitt 141 zwischen den Strängen 111, 112 auf, an welchen Halbleiter- chips 120 an den gegenüberliegenden Enden der beiden Stränge 111, 112 über Bonddrähte 170 elektrisch angeschlossen sind. Weiter weist die Kontaktstruktur 133 einen flächigen Abschnitt 143 auf, welcher an einem Ende des Filaments 100 zu- gänglich ist und nicht mit der Konversionsschicht 160 bedeckt ist. Die Abschnitte 141, 143 sind über einen weiteren Ab¬ schnitt 142 der Kontaktstruktur 133 verbunden, welcher sich ausgehend von dem Abschnitt 141 seitlich der Halbleiterchips 120 des Strangs 112 bis zu dem endseitigen Abschnitt 143 er¬ streckt. An diesem Ende des Filaments 100 befindet sich seit¬ lich des Abschnitts 143 ferner die Kontaktstruktur 132. Wie in Figur 8 dargestellt ist, kann die Kontaktstruktur 132 eine an den Abschnitt 143 angepasste, zum Beispiel L-förmige Auf- sichtsform aufweisen.
Auch bei dem in den Figuren 7 bis 9 gezeigten Filament 100 sind die Kontaktstrukturen 132, 133 mit Halbleiterchips 120 an den entgegengesetzten Enden des Strangs 112 elektrisch verbunden, so dass der Strang 112 über die Kontaktstrukturen 132, 133 elektrisch angesteuert werden kann. Im Unterschied zu den vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen sind die beiden Kontaktstrukturen 132, 133 jedoch an demselben Ende des Filaments 100 zugänglich für eine Kontaktierung .
In einer nicht dargestellten möglichen Abwandlung kann ein Filament 100 derart ausgebildet sein, dass sich die Kontakt¬ struktur 133 abweichend von Figur 8 zu dem entgegengesetzten Ende des Filaments 100 erstreckt, und somit die Kontaktstruk- turen 131, 133 an demselben Ende des Filaments 100 zugänglich sind. Hierbei kann die Kontaktstruktur 131 eine angepasste, zum Beispiel L-förmige Aufsichtsform aufweisen.
Die Figuren 10, 11 zeigen eine seitliche Schnittdarstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Filaments 100 mit zwei Strängen 111, 112 aus seriell verbundenen Halbleiterchips 120, einem Träger 150 und einer Konversions¬ schicht 160, welche in zwei separate und den Strängen 111, 112 zugeordnete Schichtabschnitte unterteilt ist. Die Stränge 111, 112 sind im Unterschied zu den vorhergehend beschriebe¬ nen Ausgestaltungen nicht in Reihe verbunden, sondern
elektrisch voneinander getrennt. Daher sind auf dem Träger 150 vier elektrisch leitfähige bzw. metallische Kontaktstruk- turen 131, 132, 133, 134 angeordnet. Diese können, wie in den
Figuren 10, 11 angedeutet ist, in Form von Kontaktflächen verwirklicht sein. Bei jedem Strang 111, 112 sind zwei Kontaktstrukturen mit Halbleiterchips 120 an den entgegengesetzten Enden des betreffenden Strangs 111, 112 elektrisch verbunden, und zwar bei dem Strang 111 die Kontaktstrukturen 131, 133 und bei dem Strang 112 die Kontaktstrukturen 132, 134. Die Kontaktstruk- turen 131, 132 befinden sich an den Enden des Filaments 100, und ragen an diesen Stellen zusammen mit dem Träger 150 aus den Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 heraus, so dass die Kontaktstrukturen 131, 132 zugänglich sind. Die anderen Kontaktstrukturen 133, 134, welche mit Halbleiterchips 120 an den gegenüberliegenden Enden der verschiedenen Stränge 111, 112 elektrisch verbunden sind, sind zwischen den Strängen 111, 112 in einem Zwischenbereich zwischen den Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 zugänglich und ragen an dieser Stelle aus den Schichtabschnitten der Konversions- schicht 160 heraus. Die Kontaktstrukturen 133, 134 bilden ei¬ nen geteilten Abgriff.
Das Filament 100 weist erneut, wie in Figur 10 gezeigt ist, Halbleiterchips 120 mit Vorderseitenkontakten 121 auf. Elekt- rische Verbindungen zwischen den Halbleiterchips 120 in den Strängen 111, 112 sowie zwischen Halbleiterchips 120 an den Enden der Stränge 111, 112 und den Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 134 sind über Bonddrähte 170 hergestellt. Das in den Figuren 10, 11 abgebildete Filament 100 mit den elektrisch getrennten Strängen 111, 112 aus Halbleiterchips 120 bietet ebenfalls eine hohe Flexibilität in Bezug auf eine elektrische Verschaltung und Ansteuerung. Es ist wahlweise möglich, lediglich einen Strang 111, 112 mit Hilfe der dazu- gehörigen Kontaktstrukturen, d.h. den Strang 111 mit Hilfe der Kontaktstrukturen 131, 133 oder den Strang 112 mit Hilfe der Kontaktstrukturen 132, 134, elektrisch anzusteuern und zu betreiben. Es können auch beide Stränge 111, 112 zusammen, allerdings separat voneinander über die dazugehörigen Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 134 angesteuert werden.
Für ein Filament 100 mit elektrisch getrennten Strängen 111, 112 sind alternative Ausgestaltungen denkbar, bei welchen
Merkmale der vorhergehend beschriebenen Bauformen zur Anwendung kommen können. Beispielsweise kann ein solches Filament 100, abweichend von den Figuren 10, 11, mit einer durchgehenden Konversionsschicht 160 verwirklicht sein. In Bezug auf Kontaktstrukturen 133, 134, welche mit Halbleiterchips 120 von gegenüberliegenden Enden verschiedener Stränge 111, 112 elektrisch verbunden sind und welche als geteilter Abgriff genutzt werden, ist eine Ausgestaltung entsprechend des in den Figuren 5, 6 gezeigten Filaments 100 möglich. Hierbei können die Kontaktstrukturen 133, 134 seitlich aus der Konversionsschicht 160 herausragen und dadurch für eine Kontak- tierung zugänglich sein. Ein Träger 150 des Filaments 100 kann gegebenenfalls seitlich aus der Konversionsschicht 160 herausragende Teilabschnitte aufweist, auf welchen die Kon- taktstrukturen 133, 145 angeordnet sind (nicht dargestellt) .
Für ein Filament 100 mit elektrisch getrennten Strängen 111, 112 kann ferner ein zu den Figuren 7 bis 9 vergleichbarer Aufbau in Betracht kommen. Auch hierbei kann das Filament 100 eine durchgehende Konversionsschicht 160 aufweisen. Kontakt¬ strukturen 133, 134, welche mit Halbleiterchips 120 von ge¬ genüberliegenden Enden verschiedener Stränge 111, 112
elektrisch verbunden sind und welche als geteilter Abgriff dienen, können derart ausgebildet sein, dass sich jede Kon- taktstruktur 133, 134 zu einem Ende des Filaments 100 er¬ streckt. Hierbei kann es sich um die entgegengesetzten Enden des Filaments 100 handeln. An diesen Stellen kann jeweils eine weitere Kontaktstruktur 131 bzw. 132 vorhanden und zugänglich sein, welche mit einem Halbleiterchip 120 eines entge- gengesetzten Endes des betreffenden Strangs 111 bzw. 112 elektrisch verbunden ist. In dieser Ausgestaltung können die Stränge 111, 112 mit Hilfe von jeweils an demselben Ende des Filaments 100 zugänglichen Kontaktstrukturen 131, 133 bzw.
132, 134 elektrisch angesteuert werden (nicht dargestellt).
Es ist des Weiteren möglich, ein Filament 100 nicht nur mit zwei, sondern mit einer größeren Anzahl an Strängen aus Halbleiterchips 120 und infolgedessen mit mehrfachen Zwischenab¬ griffen oder geteilten Abgriffen zu verwirklichen. Zur beispielhaften Veranschaulichung zeigen die Figuren 12, 13 eine seitliche Schnittdarstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Filaments 100, welches einen zu den Figuren 3, 4 vergleichbaren Aufbau besitzt. Das Filament 100 weist drei elektrisch in Reihe verbundene Stränge 111, 112, 113 mit un¬ terschiedlichen Anzahlen an Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 120 und vier Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 134 auf, welche mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Stränge 111, 112, 113 elektrisch verbunden sind. Die Halbleiterchips 120 und die Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 134 sind auf ei¬ nem Träger 150 angeordnet. Die Kontaktstrukturen 131, 132,
133, 134 können in Form von Kontaktflächen verwirklicht sein. Elektrische Verbindungen zwischen den Halbleiterchips 120 in den Strängen 111, 112, 113 untereinander sowie zwischen Halbleiterchips 120 an den Enden der Stränge 111, 112, 113 und dazugehörigen Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 134 sind über Bonddrähte 170 hergestellt, welche an Vorderseitenkontakte 121 der Halbleiterchips 120 angeschlossen sind. Ein weiterer Bestandteil des Filaments 100 ist eine den Träger 150 und die Halbleiterchips 120 umschließende Konversionsschicht 160, welche vorliegend in drei und den Strängen 111, 112, 113 zu¬ geordnete Schichtabschnitte unterteilt ist.
Wie in Figur 12 gezeigt ist, sind zwei Kontaktstrukturen 131, 132 mit Halbleiterchips 120 an den entgegengesetzten Enden der Reihenschaltung aus den drei Strängen 111, 112, 113 elektrisch verbunden. Die zwei Kontaktstrukturen 131, 132 be- finden sich an den entgegengesetzten Enden des Filaments 100 und ragen an diesen Stellen aus der Konversionsschicht 160 heraus, wodurch die Kontaktstrukturen 131, 132 zugänglich sind für eine elektrische Kontaktierung . Die weiteren und wie die Kontaktstrukturen 131, 132 lediglich teilweise mit der Konversionsschicht 160 bedeckten Kontaktstrukturen 133, 134 sind zwischen den Strängen 111, 112, 113 in Zwischenbereichen zwischen den separaten Schichtabschnitten der Konversions- schicht 160 zugänglich. Hierbei befindet sich die Kontakt¬ struktur 133 zwischen den zwei benachbarten Strängen 111, 112, und ist mit Halbleiterchips 120 von den gegenüberliegen¬ den Enden der Stränge 111, 112 elektrisch verbunden. Die andere Kontaktstruktur 134 befindet sich zwischen den zwei be- nachbarten Strängen 112, 113, und ist mit Halbleiterchips 120 von den gegenüberliegenden Enden der Stränge 112, 113
elektrisch verbunden. Auf diese Weise sind die jeweils be¬ nachbarten Stränge 111, 112 und 112, 113, und damit sämtliche Stränge 111, 112, 113, über die Kontaktstrukturen 133, 134 elektrisch in Reihe geschaltet.
Die beiden endseitigen Kontaktstrukturen 131, 132 können als primäre Kontaktstrukturen genutzt werden, mit deren Hilfe sämtliche Stränge 111, 112, 113 des Filaments 100 gemeinsam mit elektrischer Energie versorgt werden können. Die weiteren Kontaktstrukturen 133, 134 können als Zwischenabgriffe ge¬ nutzt werden, um wahlweise lediglich einen einzelnen Strang
111, 112, 113, oder einen Teil, d.h. zwei der Stränge 111,
112, 113 elektrisch anzusteuern.
Auch im Hinblick auf das in den Figuren 12, 13 gezeigte Filament 100 mit drei Strängen 111, 112, 113 aus Halbleiterchips 120 können alternative Ausgestaltungen in Betracht kommen. Denkbar ist zum Beispiel eine Ausgestaltung entsprechend des in den Figuren 5, 6 gezeigten Aufbaus. Hierbei kann das Fila¬ ment 100 eine durchgehende Konversionsschicht 160 aufweisen, und können als Zwischenabgriffe dienende Kontaktstrukturen 133, 134, welche mit Halbleiterchips 120 von gegenüberliegen¬ den Enden zweier benachbarter Stränge 111, 112 bzw. 112, 113 elektrisch verbunden sind, seitlich aus der Konversionsschicht 160 herausragen (nicht dargestellt). Möglich ist ferner ein zu den Figuren 7 bis 9 vergleichbarer Aufbau. Auch hierbei kann das Filament 100 eine durchgehende Konversionsschicht 160 aufweisen. Kontaktstrukturen 133, 134, welche als Zwischenabgriffe dienen, können derart ausgebildet sein, dass sich die Kontaktstrukturen 133, 134 zu entgegengesetzten Enden des Filaments 100 erstrecken. Auf diese Weise können an einem Ende des Filaments 100 zwei Kontaktstrukturen 131, 133 und an dem anderen Ende des Filaments 100 zwei Kon¬ taktstrukturen 132, 134 zugänglich und dadurch elektrisch kontaktierbar sein (nicht dargestellt) .
Des Weiteren kann auch ein zu den Figuren 10, 11 vergleichbarer Aufbau eines Filaments 100 mit drei elektrisch getrennten Strängen 111, 112, 113 in Betracht kommen. Hierbei weist das Filament 100 insgesamt sechs Kontaktstrukturen auf, und sind jedem Strang 111, 112, 113 zwei Kontaktstrukturen zugeordnet, welche mit Halbleiterchips 120 an den Enden des betreffenden Strangs 111, 112, 113 elektrisch verbunden sind. In dieser Bauform kann das Filament 100 eine Konversionsschicht 160 aufweisen, welche in drei und den Strängen 111, 112, 113 zugeordnete Schichtabschnitte unterteilt ist. Zwei Kontakt¬ strukturen können an den entgegengesetzten Enden des Filaments 100 zugänglich sein. Zwischen den Strängen 111, 112, 113 und in Zwischenbereichen zwischen den Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 können jeweils zwei Kontaktstruk¬ turen zugänglich sein. Abweichend von dieser Ausprägung können auch auf den anderen der oben erläuterten Bauformen basierende Ausgestaltungen vorgesehen sein, zum Beispiel mit einer durchgehenden Konversionsschicht 160 und mit seitlich aus der Konversionsschicht 160 herausragenden Kontaktstruktu¬ ren, oder mit sich zu Enden des Filaments 100 erstreckenden Kontaktstrukturen (jeweils nicht dargestellt).
Basierend auf den oben aufgezeigten Ansätzen können darüber hinaus Filamente 100 verwirklicht sein, welche eine noch grö¬ ßere Anzahl an Strängen aus Halbleiterchips 120 aufweisen. Die Stränge können elektrisch in Reihe verbunden oder
elektrisch getrennt sein. Möglich sind ferner zum Beispiel Ausgestaltungen, in welchen ein Filament 100 mehrere seriell verbundene Stränge und wenigstens einen hiervon elektrisch getrennten Strang aufweist (jeweils nicht dargestellt). Weitere mögliche Abwandlungen bestehen darin, andere Bauformen von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips bzw. Leuchtdiodenchips 120 einzusetzen. Zur beispielhaften Veranschaulichung zeigen die Figuren 14, 15 eine seitliche Schnittdarstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Fila- ments 100, welches einen zu den Figuren 3, 4 vergleichbaren Aufbau besitzt. Das Filament 100 weist zwei Stränge 111, 112 aus elektrisch in Reihe verbundenen Halbleiterchips 120 und drei Kontaktstrukturen 131, 132, 133 zur elektrischen Kontak- tierung und Ansteuerung der Stränge 111, 112 auf, welche mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Stränge 111, 112
elektrisch verbunden sind. Die Stränge 111, 112 umfassen unterschiedliche Anzahlen an Halbleiterchips 120. Ferner sind die Stränge 111, 112 selbst elektrisch in Reihe zu einer Rei¬ henschaltung verbunden. Die Strahlungsemittierenden Halb- leiterchips 120 weisen keine vorderseitigen Kontakte, sondern rückseitige Kontakte 122 auf. In dieser Ausgestaltung kann es sich bei den Halbleiterchips 120 um sogenannte Flip-Chips handeln . Ein weiterer Bestandteil des in den Figuren 14, 15 gezeigten Filaments 100 ist ein Träger 150, welcher zusätzlich zu den zur Kontaktierung der Stränge 111, 112 vorgesehenen Kontaktstrukturen 131, 132, 133 weitere Kontaktstrukturen 137 aufweist. Über die Kontaktstrukturen 137 sind die Halbleiter- chips 120 in den Strängen 111, 112 untereinander elektrisch in Reihe verbunden. Die Kontaktstrukturen 137 sind wie die Kontaktstrukturen 131, 132, 133 aus einem elektrisch leitfähigen bzw. metallischen Material ausgebildet. Auch können die auf dem Träger 150 angeordneten Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 137 in Form von Kontaktflächen verwirklicht sein.
Die Halbleiterchips 120 sind über deren Rückseitenkontakte 122 elektrisch und mechanisch mit entsprechenden Kontakt- strukturen 131, 132, 133, 137 verbunden. An diesen Stellen kann eine Verbindung über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Lotmittel oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, hergestellt sein (nicht dargestellt) .
Das in den Figuren 14, 15 gezeigte Filament 100 weist des Weiteren eine Konversionsschicht 160 auf, welche in zwei und den Strängen 111, 112 zugeordnete Schichtabschnitte unter¬ teilt ist. Hierbei sind der Träger 150 im Bereich der Halb- leiterchips 120 und die auf dem Träger 150 angeordneten Halb¬ leiterchips 120 von der Konversionsschicht 160 umschlossen.
Die zwei Kontaktstrukturen 131, 132 sind mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Reihenschaltung aus den beiden Strängen 111, 112 elektrisch verbunden. Auf diese Weise können die
Kontaktstrukturen 131, 132 als primäre Kontaktstrukturen genutzt werden, mit deren Hilfe die beiden Stränge 111, 112 ge¬ meinsam mit elektrischer Energie versorgt werden können. Die zwei Kontaktstrukturen 131, 132 befinden sich an den Enden des Filaments 100 und ragen an diesen Stellen zusammen mit dem Träger 150 aus der Konversionsschicht 160 heraus, so dass die Kontaktstrukturen 131, 132 für eine Kontaktierung zugänglich sind. Die weitere Kontaktstruktur 133, welche mit Halb¬ leiterchips 120 von den gegenüberliegenden Enden der beiden Stränge 111, 112 elektrisch verbunden ist, so dass die Stränge 111, 112 über die Kontaktstruktur 133 elektrisch in Reihe geschaltet sind, ist zwischen den Strängen 111, 112 in einem Zwischenbereich zwischen den Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 zugänglich. Die Kontaktstruktur 133 kann als Zwischenabgriff genutzt werden, um wahlweise lediglich einen der Stränge 111, 112 elektrisch anzusteuern.
Für das in den Figuren 14, 15 gezeigte Filament 100 mit den Halbleiterchips 120 mit Rückseitenkontakten 122 und dem zu- sätzlich mit Kontaktstrukturen 137 ausgestatteten Träger 150, über welche die Halbleiterchips 120 in den Strängen 111, 112 untereinander elektrisch verbunden sind, können in gleicher Weise alternative und von den oben aufgezeigten Bauformen abgeleitete Ausgestaltungen in Betracht kommen.
Denkbar ist zum Beispiel eine Ausgestaltung entsprechend des in den Figuren 5, 6 gezeigten Aufbaus. In diesem Sinne zeigen die Figuren 16, 17 eine seitliche Schnittdarstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Filaments 100, welches zwei elektrisch in Reihe verbundene Stränge 111, 112 aus Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 120 mit Rückseiten- kontakten 122 und einen Träger 150 mit Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 137 aufweist. Das Filament 100 weist ferner eine den Träger 150 im Bereich der Halbleiterchips 120 und die Halbleiterchips 120 umschließende Konversionsschicht 160 auf, welche eine durchgehende Form besitzt. Eine Kontaktstruktur 133, welche mit Halbleiterchips 120 von den gegenüberliegen¬ den Enden der beiden Stränge 111, 112 elektrisch verbunden ist und welche als Zwischenabgriff eingesetzt werden kann, steht seitlich aus der Konversionsschicht 160 heraus. Der Träger 150 kann gegebenenfalls einen aus der Konversions- schicht 160 seitlich herausragenden Teilabschnitt aufweisen, auf welchem die Kontaktstruktur 133 angeordnet ist (nicht dargestellt) .
Für ein Filament 100 mit Halbleiterchips 120 mit Rückseiten- kontakten 122 ist ferner eine Ausgestaltung möglich, bei welcher sich eine Kontaktstruktur 133 entsprechend des in den Figuren 7 bis 9 gezeigten Aufbaus zu einem Ende des Filaments 100 erstreckt, so dass sämtliche Kontaktstrukturen 131, 132, 133 an den entgegengesetzten Enden des Filaments 100 zugäng- lieh sind. Eine weitere in Betracht kommende Abwandlung ist ein Filament 100 mit elektrisch getrennten Strängen 111, 112, was mit einem Aufbau vergleichbar zu den Figuren 10, 11 verwirklicht sein kann. Hierbei kann ein Träger 150 mit Kontakt¬ strukturen 137 und mit vier Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 134 zur Kontaktierung der Stränge 111, 112 zum Einsatz kommen. Über die Kontaktstrukturen 137 können die Halbleiterchips 120 in den Strängen 111, 112 untereinander elektrisch verbunden sein. Von den vier Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 134 können jeweils zwei mit Halbleiterchips 120 von den Enden eines Strangs 111, 112 elektrisch verbunden sein. Darüber hinaus können, entsprechend den oben erläuterten Bauformen, Varianten mit einer größeren Anzahl an Strängen aus Halb- leiterchips 120 in Betracht kommen (jeweils nicht darge¬ stellt) .
Die Figuren 18, 19 zeigen in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer AufSichtsdarstellung eine weitere Bauform, welche für ein Filament 100 mit strahlungsemittierenden Halbleiterchips 120 mit rückseitigen Kontakten 122 in Betracht kommen kann. Das Filament 100 weist zwei Stränge 111, 112 aus elektrisch in Reihe verbundenen Halbleiterchips 120 und drei Kontaktstrukturen 131, 132, 133 zur elektrischen Kontaktie- rung und Ansteuerung der Stränge 111, 112 auf, welche mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Stränge 111, 112
elektrisch verbunden sind. Die Kontaktstrukturen 131, 132, 133 können mit einer flächigen Form verwirklicht sein. Die Stränge 111, 112 umfassen unterschiedliche Anzahlen an Halb- leiterchips 120, und sind selbst elektrisch in Reihe zu einer Reihenschaltung verbunden. Ein weiterer Bestandteil ist eine die Halbleiterchips 120 umschließende Konversionsschicht 160, welche in zwei und den Strängen 111, 112 zugeordnete Schicht¬ abschnitte unterteilt ist.
Wie in Figur 18 gezeigt ist, sind die Halbleiterchips 120 in den Strängen 111, 112 in Bezug auf die Vorder- und Rückseiten abwechselnd seitenverkehrt zueinander angeordnet und über de¬ ren Kontakte 122 elektrisch und mechanisch miteinander ver- bunden. An diesen Stellen kann eine Verbindung über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Lotmittel oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, hergestellt sein. Auch die sich an den Enden der Stränge 111, 112 befindenden Halbleiterchips 120 können in dieser Art und Wei- se an die Kontaktstrukturen 131, 132, 133 angeschlossen sein (nicht dargestellt) . Die zwei Kontaktstrukturen 131, 132 sind mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Reihenschaltung aus den beiden Strängen 111, 112 elektrisch verbunden. Hierdurch können die Kontaktstrukturen 131, 132 als primäre Kontaktstrukturen genutzt werden, mit deren Hilfe die beiden Stränge 111, 112 gemeinsam elektrisch angesteuert werden können. Die Kontaktstrukturen 131, 132 befinden sich an den Enden des Filaments 100 und ra¬ gen an diesen Stellen aus den Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 heraus, so dass die Kontaktstrukturen 131, 132 für eine Kontaktierung zugänglich sind. Die weitere und mit einer länglichen Form ausgebildete Kontaktstruktur 133, welche mit Halbleiterchips 120 von den gegenüberliegenden En¬ den der beiden Stränge 111, 112 elektrisch verbunden ist, so dass die Stränge 111, 112 elektrisch in Reihe geschaltet sind, ist zwischen den Strängen 111, 112 in einem Zwischenbereich zwischen den Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 zugänglich. Die Kontaktstruktur 133 kann als Zwischenabgriff dienen, um wahlweise lediglich einen der Stränge 111, 112 elektrisch zu betreiben.
Figur 18 veranschaulicht des Weiteren die mögliche Verwendung eines elektrisch leitfähigen bzw. metallischen Ausgleichselements 139 in dem Strang 112 zur Verbindung eines an die Kontaktstruktur 133 angeschlossenen Halbleiterchips 120 mit ei- nem weiteren Halbleiterchip 120 desselben Strangs 112. Auf diese Weise kann ein an dieser Stelle aufgrund der Kontakt¬ struktur 133 vorliegender vergrößerter Abstand ausgeglichen werden. Die betreffenden Halbleiterchips 120 bzw. deren Rückseitenkontakte 122 können über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel mit dem Ausgleichselement 139 verbunden sein (nicht dargestellt) .
Für das in den Figuren 18, 19 gezeigte Filament 100 mit den zueinander seitenverkehrt angeordneten Halbleiterchips 120 können in gleicher Weise abgewandelte und von den oben aufge¬ zeigten Bauformen abgeleitete Ausgestaltungen in Betracht kommen . Möglich ist zum Beispiel ein zu den Figuren 5, 6 vergleichba¬ rer Aufbau. In diesem Sinne zeigen die Figuren 20, 21 eine seitliche Schnittdarstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Filaments 100 mit zwei elektrisch in Reihe verbundenen Strängen 111, 112 aus Halbleiterchips 120 mit
Rückseitenkontakten 122, welche zueinander seitenverkehrt angeordnet und über die Kontakte 122 miteinander verbunden sind. Ein weiterer Bestandteil ist eine die Halbleiterchips 120 umschließende Konversionsschicht 160 mit einer durchge- henden Form. Eine Kontaktstruktur 133, welche mit benachbarten Halbleiterchips 120 von den Enden der beiden Stränge 111, 112 elektrisch verbunden ist und sich zwischen deren Rückseitenkontakten 122 befindet, und welche als Zwischenabgriff eingesetzt werden kann, steht seitlich aus der Konversions- schicht 160 heraus. Die Kontaktstruktur 133 kann eine längli¬ che Form mit einer geringen Breite besitzen. In dem Strang 112 ist des Weiteren ein elektrisch leitfähiges Ausgleichselement 139 vorgesehen, über welches der an die Kontakt¬ struktur 133 angeschlossene Halbleiterchip 120 mit einem wei- teren Halbleiterchip 120 desselben Strangs 112 verbunden ist.
Für ein Filament 100 mit zueinander seitenverkehrt angeordne¬ ten Halbleiterchips 120 können ferner weitere Ausgestaltungen in Betracht kommen. Es ist zum Beispiel möglich, eine Kon- taktstruktur 133 ähnlich zu dem in den Figuren 7 bis 9 gezeigten Aufbau mit einer sich zu einem Ende des Filaments 100 erstreckenden Form auszubilden, so dass sämtliche Kontaktstrukturen 131, 132, 133 an den entgegengesetzten Enden des Filaments 100 zugänglich sind. Eine weitere mögliche Bauform ist ein Filament 100 mit elektrisch getrennten Strängen 111, 112 und vier Kontaktstrukturen 131, 132, 133, 134, von welchen jeweils zwei mit Halbleiterchips 120 an den Enden eines Strangs 111, 112 elektrisch verbunden sind. Hierbei können Kontaktstrukturen 133, 134, welche mit Halbleiterchips 120 von benachbarten Enden der verschiedenen Stränge 111, 112 elektrisch verbunden sind und welche als geteilter Abgriff dienen, zum Beispiel mechanisch miteinander verbunden und elektrisch voneinander isoliert ausgeführt sein, beispiels- weise unter Verwendung eines die Kontaktstrukturen 133, 134 verbindenden isolierenden Verbindungselements. Möglich ist es auch, dass die Stränge 111, 112 über eine Konversionsschicht 160 mechanisch zusammengehalten werden. Darüber hinaus kön- nen, entsprechend den oben erläuterten Ausgestaltungen, Varianten mit einer größeren Anzahl an Strängen aus Halbleiterchips 120 in Betracht kommen (jeweils nicht dargestellt) .
Weitere mögliche Abwandlungen bestehen darin, andere Baufor- men eines Trägers einzusetzen. In diesem Sinne zeigen die Figuren 22 bis 24 zeigen eine seitliche Schnittdarstellung und zwei AufSichtsdarstellungen eines weiteren Filaments 100 mit zwei Strängen 111, 112 aus elektrisch in Reihe verbundenen Halbleiterchips 120 und drei Kontaktstrukturen 131, 132, 133 zur elektrischen Kontaktierung und Ansteuerung der Stränge 111, 112, welche mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Stränge 111, 112 elektrisch verbunden sind. Die Stränge 111, 112 umfassen unterschiedliche Anzahlen an Halbleiterchips 120. Ferner sind die Stränge 111, 112 selbst elektrisch in Reihe zu einer Reihenschaltung verbunden. Ein weiterer Bestandteil ist eine Konversionsschicht 160, welche in zwei und den Strängen 111, 112 zugeordnete Schichtabschnitte unter¬ teilt ist. In der AufSichtsdarstellung von Figur 23 ist das Filament 100 ohne die Konversionsschicht 160 gezeigt.
Wie in den Figuren 22, 23 gezeigt ist, weist das Filament 100 einen Träger 151 auf, welcher die Halbleiterchips 120 seit¬ lich umgibt. Der Träger 151 und die Halbleiterchips 120 be¬ sitzen übereinstimmenden Dicken. Auch die mit einer längli- chen Form ausgebildete Kontaktstruktur 133 ist von dem Träger 151 seitlich umgeben, und zu diesem Zweck mit einer mit den Halbleiterchips 120 und dem Träger 151 übereinstimmenden Dicke ausgebildet. Die zwei anderen Kontaktstrukturen 131, 132, welche sich an den entgegengesetzten Enden des Filaments 100 befinden, sind auf dem Träger 151 angeordnet und in Form von Kontaktflächen ausgebildet. Der Träger 151 kann zum Beispiel aus einem reflektierenden Material ausgebildet sein. Hierbei kann es sich um ein Kunst¬ stoffmaterial (beispielsweise Silikon oder Epoxid) mit darin eingebetteten reflektierenden Partikeln (beispielsweise Ti02) handeln. Im Rahmen der Herstellung können die Halbleiterchips 120 und die Kontaktstruktur 133 mit Material des Trägers 151 umformt werden, zum Beispiel durch Durchführen eines Formpro¬ zesses (Molding) oder durch Vergießen von Material des Trägers 151.
In den Figuren 22, 23 ist eine Bauform der Halbleiterchips 120 mit nicht dargestellten Vorderseitenkontakten angedeutet, an welche Bonddrähte 170 angeschlossen sind. Über die Bond¬ drähte 170 sind elektrische Verbindungen zwischen den Halb- leiterchips 120 in den Strängen 111, 112 untereinander sowie zwischen Halbleiterchips 120 an den Enden der Stränge 111, 112 und den dazugehörigen Kontaktstrukturen 131, 132, 133 hergestellt . Der Träger 151 ist im Bereich der Halbleiterchips 120 mit den Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 umschlossen. Die Kontaktstrukturen 131, 132, 133 sind lediglich teilweise mit der Konversionsschicht 160 bedeckt und ragen im Falle der Kontaktstrukturen 131, 132 zusammen mit dem Träger 150 an den Enden des Filaments 100 aus der Konversionsschicht 160 her¬ aus, so dass die Kontaktstrukturen 131, 132, 133 für eine Kontaktierung zugänglich sind.
Die zwei Kontaktstrukturen 131, 132 sind mit Halbleiterchips 120 an den Enden der Reihenschaltung aus den beiden Strängen 111, 112 elektrisch verbunden, und können als primäre Kontaktstrukturen zur gemeinsamen elektrischen Ansteuerung der beiden Stränge 111, 112 genutzt werden. Die weitere Kontakt¬ struktur 133, welche mit Halbleiterchips 120 von den gegen- überliegenden Enden der beiden Stränge 111, 112 elektrisch verbunden ist, so dass die Stränge 111, 112 elektrisch in Reihe geschaltet sind, und welche zwischen den separaten Schichtabschnitten der Konversionsschicht 160 zugänglich ist, kann als Zwischenabgriff genutzt werden, um wahlweise lediglich einen der Stränge 111, 112 elektrisch anzusteuern.
Für das in den Figuren 22 bis 24 gezeigte Filament 100 mit dem umformten Träger 151 sind alternative Ausgestaltungen denkbar. Es ist zum Beispiel möglich, dass auch die endseiti- gen Kontaktstrukturen 131, 132 von dem Träger 151 seitlich umgeben sind und die Kontaktstrukturen 131, 132 zu diesem Zweck mit einer mit den Halbleiterchips 120 und dem Träger 151 übereinstimmenden Dicke ausgebildet sind. In entsprechender Weise kann die Kontaktstruktur 133 auf dem Träger 151 angeordnet und in Form einer Kontaktfläche ausgebildet sein. Darüber hinaus können alternative und von den oben aufgezeig¬ ten Bauformen abgeleitete Ausgestaltungen in Betracht kommen.
Möglich ist zum Beispiel ein zu den Figuren 5, 6 vergleichba¬ rer Aufbau. In diesem Sinne zeigen die Figuren 25 bis 27 eine seitliche Schnittdarstellung und AufSichtsdarstellungen eines weiteren Filaments 100 mit zwei elektrisch in Reihe verbunde- nen Strängen 111, 112 aus Halbleiterchips 120, drei Kontakt¬ strukturen 131, 132, 133 und einem die Halbleiterchips 120 seitlich umgebenden Träger 151. Die zwei Kontaktstrukturen 131, 132 sind auf dem Träger 151 angeordnet, wohingegen die Kontaktstruktur 133 zu einem Teil von dem Träger 151 seitlich umgeben ist. Ein weiterer Bestandteil ist eine den Träger 151 umschließende Konversionsschicht 160 mit einer durchgehenden Form, welche in der AufSichtsdarstellung von Figur 26 weggelassen ist. Die Kontaktstruktur 133 steht seitlich aus der Konversionsschicht 160 heraus.
Für ein Filament 100 mit einem Halbleiterchips 120 seitlich umgebenden Träger 151 ist ferner eine zu den Figuren 7 bis 9 vergleichbare Ausgestaltung mit einer sich zu einem Ende des Filaments 100 erstreckenden Kontaktstruktur 133 denkbar.
Hierbei kann die Kontaktstruktur 133 zum Beispiel auf dem
Träger 151 angeordnet sein. Des Weiteren kann eine zu den Figuren 10, 11 vergleichbare Bauform vorgesehen sein, also mit elektrisch getrennten Strängen 111, 112 und vier Kontakt- strukturen 131, 132, 133, 134, von welchen jeweils zwei mit Halbleiterchips 120 an den Enden eines Strangs 111, 112 elektrisch verbunden sind. Hierbei können Kontaktstrukturen 133, 134, welche mit Halbleiterchips 120 von benachbarten En- den der verschiedenen Stränge 111, 112 elektrisch verbunden sind und welche als geteilter Abgriff dienen, von dem Träger 151 seitlich umgeben sein. Darüber hinaus können, entsprechend den oben erläuterten Ausgestaltungen, Varianten mit einer größeren Anzahl an Strängen aus Halbleiterchips 120 in Betracht kommen (jeweils nicht dargestellt).
Wie oben angedeutet wurde, können die anhand der Figuren 1 bis 27 erläuterten Ausgestaltungen und Varianten eines lichtemittierenden Filaments 100 in einer Retrofit-Lampe 200 zum Einsatz kommen. Zur Veranschaulichung ist in Figur 28 eine solche Retrofit-Lampe 200 mit einem gestrichelt angedeuteten Filament 100 dargestellt. Die Retrofit-Lampe 200 weist einen Kolben 201 auf, innerhalb welchem das Filament 100 angeordnet ist. Des Weiteren weist die Retrofit-Lampe 200 einen Lam- pensockel 202 mit einem Schraubgewinde auf. Zur elektrischen Kontaktierung und damit Verbindung mit einem Stromnetz kann die Retrofit-Lampe 200 mit dem Lampensockel 202 in eine ge¬ eignete Fassung eingeschraubt werden (nicht dargestellt) . Die Retrofit-Lampe 200 weist darüber hinaus eine mit dem
Filament 100 verbundene Treiberschaltung auf, mit deren Hilfe eine Netzspannung in eine für den Betrieb der Stränge des Filaments 100 geeignete Vorwärtsspannung umgewandelt werden kann. Die oben beschriebenen Ausgestaltungen des Filaments 100 ermöglichen in diesem Zusammenhang eine hohe Flexibilität in Bezug auf eine elektrische Verschaltung . Hierbei kann die Verschaltung weitestgehend unabhängig von einem vorgegebenen Lumenpaket optimiert sein, um eine effiziente Betriebsweise zu erzielen. Details zu möglichen Verschaltungen werden an- hand der folgenden Figuren näher erläutert.
Die Stränge des Filaments 100 können zum Beispiel in separa¬ ten Schaltkreisen verschaltet sein. Eine solche Ausgestaltung kann zum Beispiel bei einem Filament 100 mit elektrisch ge¬ trennten Strängen zur Anwendung kommen. Zur Veranschaulichung ist in Figur 29 eine mögliche Verschaltung eines solchen Filaments 100 dargestellt, wobei das beispielhaft dargestell- te Filament 100 zwei elektrisch getrennte Stränge 111, 112 aus Halbleiterchips aufweist. Das Filament 100 kann zum Bei¬ spiel einen Aufbau entsprechend der Figuren 10, 11 besitzen. Wie in Figur 29 dargestellt ist, sind die Stränge 111, 112 mit separaten Treibereinheiten 210 elektrisch verbunden. Mit Hilfe der Treibereinheiten 210 können die Stränge 111, 112 separat voneinander elektrisch angesteuert, also mit einer Vorwärtsspannung beaufschlagt werden. Die Treibereinheiten 210 sind zu diesem Zweck an die zur Kontaktierung der Stränge 111, 112 vorgesehenen Kontaktstrukturen angeschlossen. Die Treibereinheiten 210 können Bestandteil einer gemeinsamen und in der Retrofit-Lampe 200 angeordneten Treiberschaltung sein, welche im Betrieb der Retrofit-Lampe 200 mit einer Spannungs¬ quelle (Stromnetz) verbunden ist (nicht dargestellt) . Bei einer Ausgestaltung des Filaments 100 mit elektrisch in
Reihe verbundenen Strängen kann zur Ansteuerung des Filaments 100 ein mehrstufiger Treiber 220 eingesetzt werden, wie in Figur 30 gezeigt ist. Das hier beispielhaft dargestellte Filament 100 weist drei seriell verbundene Stränge 111, 112, 113 aus Halbleiterchips auf. Das Filament 100 kann zum Bei¬ spiel einen Aufbau entsprechend der Figuren 12, 13 besitzen. Der in der Retrofit-Lampe 200 angeordnete Treiber 220 ist an die zur Kontaktierung der Stränge 111, 112, 113 vorgesehenen Kontaktstrukturen angeschlossen, und im Betrieb der Retrofit- Lampe 200 mit einer Spannungsquelle 225 (Stromnetz) verbun¬ den. Die Spannungsquelle 225 kann zum Beispiel eine Wechsel¬ spannung mit einem Effektivwert von 230V bereitstellen. Mit Hilfe des Treibers 220 können einzelne, mehrere oder auch sämtliche Stränge 111, 112, 113 des Filaments 100 elektrisch angesteuert werden. Hierbei kann der Treiber 220 eine an das Filament 100 angelegte Vorwärtsspannung bereitstellen, welche möglichst nahe an die Netzspannung angeglichen ist. Zur Veranschaulichung dieses Aspekts ist in Figur 31 ein Diagramm mit Verläufen 231, 232 einer Spannung U in Abhängigkeit der Zeit t gezeigt. Der sinusförmige Spannungsverlauf 231 be¬ zieht sich auf die Netzspannung. Der stufenförmige Spannungs- verlauf 232 bezieht sich auf eine durch eine unterschiedliche Ansteuerung von Strängen 111, 112, 113 (mit unterschiedlichen Anzahlen an Halbleiterchips) bereitgestellte Vorwärtsspan¬ nung. Hierbei werden die Stränge 111, 112, 113 mit Hilfe des Treibers 220 zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu- und abge- schaltet.
Im Bereich der Nulldurchgänge der Netzspannung wird keiner der Stränge 111, 112, 113 und damit kein Halbleiterchip des Filaments 100 angesteuert und mit elektrischer Energie ver- sorgt. Mit ansteigendem Betrag der Netzspannung 231 werden jeweils zunehmend mehr Halbleiterchips des Filaments 100 elektrisch betrieben. Im Bereich des maximalen Betrags des Netzspannung 231 werden sämtliche Stränge 111, 112, 113 und damit sämtliche Halbleiterchips des Filaments 100 betrieben. In entsprechender Weise werden jeweils mit abnehmendem Betrag der Netzspannung 231 zunehmend weniger Halbleiterchips des Filaments 100 betrieben. Es wird deutlich, dass der stufenförmige Spannungsverlauf 232 der Vorwärtsspannung bei dieser Betriebsweise nahe an den Spannungsverlauf 231 der Netzspan- nung angepasst ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist ei¬ ne Spannungsgleichrichtung, wie sie in dem Treiber 220 für den Betrieb des Filaments 100 vorgenommen wird, und welche ein Vorliegen von lediglich positiven Halbwellen zur Folge hat, in Bezug auf den Spannungsverlauf 232 weggelassen.
Figur 32 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Diagramms von Figur 31, wobei zur Verdeutlichung der vorgenannten Betriebsweise zusätzlich eine mögliche Ansteuerung der Stränge 111, 112, 113 des Filaments 100 veranschaulicht ist. Im Be- reich der Nulldurchgänge der Netzspannung 231 wird keiner der Stränge 111, 112, 113 betrieben. Mit ansteigendem Betrag der Netzspannung 231 wird zunächst lediglich der Strang 111 eingeschaltet und dadurch mit elektrischer Energie versorgt. Mit weiter ansteigendem Betrag der Netzspannung 231 werden erst der Strang 112, und anschließend der Strang 113 zugeschaltet, so dass im Bereich des Scheitelwerts der Netzspannung 231 sämtliche Stränge 111, 112, 113 betrieben werden. Korrespon- dierend hierzu werden mit abnehmendem Betrag der Netzspannung 231 erst der Strang 113, anschließend der Strang 112 und schließlich der Strang 111 abgeschaltet, so dass im Bereich des nun folgenden Nulldurchgangs der Netzspannung 231 wiederum keines der Filamente 111, 112, 113 betrieben wird. An- schließend bzw. mit erneutem Ansteigen des Spannungsbetrags der Netzspannung 231 wird dieses Vorgehen wiederholt.
Es wird darauf hingewiesen, dass das anhand von Figur 32 er¬ läuterte Ansteuern der Stränge 111, 112, 113 des Filaments 100 lediglich als beispielhafte Ausgestaltung anzusehen ist, und dass hiervon abweichend andere Ausgestaltungen in Bezug eine Ansteuerung des Filaments 100 mit Hilfe des Treibers 220 vorgesehen werden können. Es ist zum Beispiel möglich, mit ansteigendem Betrag der Netzspannung 231 zunächst lediglich den Strang 111, anschließend die beiden Stränge 112, 113, nachfolgend die beiden Stränge 111, 112, und anschließend sämtliche drei Stränge 111, 112, 113 zu betreiben. Mit abneh¬ mendem Betrag der Netzspannung 231 kann eine hierzu korres¬ pondierende Bestromung des Filaments 100 erfolgen.
Bei einer Ausgestaltung des Filaments 100 mit einer anderen Anzahl an Strängen können in entsprechender Weise andere Ausgestaltungen in Bezug auf eine elektrische Ansteuerung der Stränge des Filaments 100 in Betracht kommen.
Bei einer Verschaltung von Strängen eines Filaments 100 in separaten Schaltkreisen, wie sie anhand von Figur 29 erläutert wurde, kann eine Vorwärtsspannung durch eine geeignete Ansteuerung der Stränge mit Hilfe eines Treibers in entspre- chender Weise an eine Netzspannung angeglichen werden. Auch hierbei können einzelne, oder mehrere oder sämtliche Stränge zusammen, allerdings separat voneinander, elektrisch angesteuert werden. Mit Bezug auf die in Figur 29 gezeigte Ausgestaltung kann der die Treibereinheiten 210 umfassende gemeinsame Treiber zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass folgende Ansteuerung der Stränge 111, 112 (mit unterschiedlichen Anzahlen an Halbleiterchips) erfolgt. Im Bereich der Nulldurchgänge der Netz¬ spannung wird keiner der Stränge 111, 112 elektrisch betrieben. Mit ansteigendem Betrag der Netzspannung 231 können jeweils zunächst lediglich der Strang 112, anschließend ledig- lieh der Strang 111, und nachfolgend beide Stränge 111, 112 zusammen, jedoch separat voneinander, elektrisch betrieben werden. Mit abnehmendem Betrag der Netzspannung kann jeweils eine hierzu korrespondierende Bestromung der Stränge 111, 112 erfolgen .
Eine Retrofit-Lampe 200 kann nicht nur mit einem einzelnen Filament 100, sondern mit mehreren sowie gegebenenfalls bau¬ gleich ausgeführten Filamenten 100 ausgebildet sein. Auch in diesem Zusammenhang ermöglichen die oben beschriebenen Ausge- staltungen eines Filaments 100 eine hohe Flexibilität in Be¬ zug auf eine elektrische Verschaltung und Betriebsweise.
Hierbei können in entsprechender Weise separate Treiber bzw. Treibereinheiten, oder auch ein oder mehrere mehrstufige Treiber zur Ansteuerung der Filamente 100 zur Anwendung kom- men. Die mehreren Filamente 100 können seriell und/oder pa¬ rallel verschaltet sein (nicht dargestellt) .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. BEZUGSZEICHENLISTE
100 Filament
111 Strang
112 Strang
113 Strang
120 Halbleiterchip
121 Kontakt
122 Kontakt
131 Kontaktstruktur
132 Kontaktstruktur
133 Kontaktstruktur
134 Kontaktstruktur
137 Kontaktstruktur
139 Ausgleichselement
141 Abschnitt
142 Abschnitt
143 Abschnitt
150 Träger
151 Träger
160 KonversionsSchicht
170 Bonddraht
200 Retrofit-Lampe
201 Kolben
202 Lampensockel
210 Treibereinheit
220 Treiber
225 Spannungsquelle
231 Spannungsverlauf
232 Spannungsverlauf

Claims

PATENTA S PRUCHE
Filament (100), aufweisend: mehrere Stränge (111, 112, 113) aus elektrisch in Reihe verbundenen Strahlungsemittierenden Halbleiterchips (120) ; und mehrere Kontaktstrukturen (131, 132, 133, 134) zur Kon- taktierung der Stränge (111, 112, 113), wobei die Kon¬ taktstrukturen (111, 112, 113) mit Halbleiterchips (120) an den Enden der Stränge (111, 112, 113) elektrisch verbunden sind, so dass die Stränge (111, 112, 113) über die Kontaktstrukturen (131, 132, 133, 134) elektrisch ansteuerbar sind, und wobei das Filament (100) derart ausgebildet ist, dass die Stränge (111, 112, 113) über die Kontaktstruk¬ turen (131, 132, 133, 134) zumindest separat voneinander elektrisch ansteuerbar sind.
Filament nach Anspruch 1,
wobei mehrere Stränge (111, 112, 113) elektrisch in Rei¬ he zu einer Reihenschaltung verbunden sind,
wobei zwei Kontaktstrukturen (131, 132) mit Halbleiterchips (120) an den Enden der Reihenschaltung elektrisch verbunden sind,
und wobei wenigstens eine weitere Kontaktstruktur (133, 134) vorhanden ist, über welche zwei Stränge der Reihenschaltung elektrisch in Reihe verbunden sind.
Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Stränge (111, 112, 113) elektrisch ge¬ trennt sind,
und wobei bei den getrennten Strängen jeweils zwei Kontaktstrukturen (131, 132, 133, 134) mit Halbleiterchips (120) an den Enden der Stränge elektrisch verbunden sind .
4. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Halbleiterchips (120) der Stränge (111, 112, 113) entlang einer gemeinsamen Linie angeordnet sind.
5. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei wenigstens zwei Kontaktstrukturen (131, 132, 133) an den Enden des Filaments zugänglich sind.
6. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in einem Bereich zwischen den Enden des Filaments wenigstens eine Kontaktstruktur (133, 134) zugänglich ist .
7. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei an einem Ende des Filaments zwei Kontaktstrukturen (132, 133) zugänglich sind, welche mit Halbleiterchips (120) an den Enden eines Strangs (112) elektrisch verbunden sind.
8. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Halbleiterchips (120) der Stränge (111, 112, 113) mit einer Konversionsschicht (160) zur Strahlungs¬ konversion bedeckt sind.
9. Filament nach Anspruch 8,
wobei wenigstens zwei Kontaktstrukturen (131, 132, 133) an den Enden des Filaments aus der Konversionsschicht (160) herausragen.
10. Filament nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
wobei wenigstens eine Kontaktstruktur (133) seitlich aus der Konversionsschicht (160) herausragt.
11. Filament nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
wobei die Halbleiterchips (120) der Stränge (111, 112, 113) jeweils mit einem separaten Schichtabschnitt der Konversionsschicht (160) bedeckt sind,
und wobei in einem Zwischenbereich von zwei benachbarten Schichtabschnitten der Konversionsschicht (160) wenigs¬ tens eine Kontaktstruktur (133, 134) zugänglich ist.
12. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
aufweisend einen Träger (150), auf welchem die Halb¬ leiterchips (120) und die Kontaktstrukturen (131, 132, 133, 134) angeordnet sind.
13. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Halbleiterchips (120) der Stränge abwechselnd seitenverkehrt zueinander angeordnet sind. 14. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
aufweisend einen Träger (151), welcher die Halbleiterchips (120) seitlich umgibt.
15. Filament nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Stränge unterschiedliche Anzahlen an Halb¬ leiterchips (120) aufweisen.
16. Leuchtvorrichtung (200), aufweisend ein Filament (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
17. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 16,
aufweisend einen mehrstufigen Treiber (220) zum Ansteuern der Stränge des Filaments. 18. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 16,
wobei die Stränge des Filaments in separaten Schaltkrei¬ sen verschaltet sind.
19. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, aufweisend einen mit dem Filament (100) verbundenen
Treiber (210, 220) zum Umwandeln einer Netzspannung in eine Vorwärtsspannung, wobei der Treiber (210, 220) ausgebildet ist, die Stränge (111, 112, 113) des Filaments (100) derart anzusteuern, dass die Vorwärtsspannung an ie Netzspannung angeglichen ist.
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