WO2020126664A1 - Leuchtvorrichtung - Google Patents

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WO2020126664A1
WO2020126664A1 PCT/EP2019/084397 EP2019084397W WO2020126664A1 WO 2020126664 A1 WO2020126664 A1 WO 2020126664A1 EP 2019084397 W EP2019084397 W EP 2019084397W WO 2020126664 A1 WO2020126664 A1 WO 2020126664A1
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light
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carrier
pixels
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PCT/EP2019/084397
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Robert REGENSBURGER
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, comprising a pixelated light-emitting semiconductor chip and an electronic semiconductor chip.
  • the invention further relates to a method for producing a lighting device.
  • a pixelated lighting device which can be used, for example, in the automotive area in a headlamp of an adaptive lighting system (AFS, adaptive front-lighting system), can be implemented in different ways.
  • individual light-emitting components or LEDs are used, which are arranged in a matrix.
  • the light-emitting components can be controlled with individual drivers or drivers for groups of light-emitting components.
  • a pixelated light-emitting semiconductor chip is used (pAFS, micro-structured adaptive front-lighting system).
  • An electronic semiconductor chip is used for the control, which has a corresponding driver for each pixel of the light-emitting semiconductor chip.
  • the light-emitting semiconductor chip is located directly on the electronic semiconductor chip, and is bonded to this, for example, by means of soldering. Due to this structure, the electronic semiconductor chip is dimensioned from the lateral dimensions just as large as the light-emitting semiconductor chip.
  • the object of the present invention is to provide a solution for an improved pixelated lighting device.
  • a lighting device has a pixelated light-emitting semiconductor chip, an electronic semiconductor chip for driving the pixelated light-emitting semiconductor chip and a carrier.
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip are arranged side by side on the carrier.
  • the use of the carrier in the lighting device, on which the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip are placed side by side, offers one over the stacking of semiconductor chips (chip-on-chip design), as is used in a conventional lighting device Number of advantages.
  • the proposed structure makes it possible to lay out the semiconductor chips of the lighting device largely independently of one another. This applies, for example, with regard to the geometrical shape and the form factor of the semiconductor chips and of components of the semiconductor chips, and in relation to the number of components of the semiconductor chips. In this way, the lighting device can be realized inexpensively. Furthermore, a high degree of flexibility and scalability with regard to the manufacture of the lighting device can be made possible.
  • Another possible advantage is spatial decoupling of the semiconductor chips. As a result, reliable operation and a long service life of the electronic semiconductor chip, and thus the
  • Illuminating device can be achieved.
  • further possible details and design forms are described in more detail, which can be considered for the lighting device.
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip are arranged next to one another on one side of the carrier.
  • the carrier can have two opposite main sides, wherein the semiconductor chips can be located on one of the main sides of the carrier.
  • the main sides can be sides of the carrier with the greatest lateral extent.
  • the carrier can have a plate-like shape.
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip can furthermore be arranged directly on the carrier or on one side of the carrier.
  • the semiconductor chips can be attached to the carrier using a connecting material.
  • the connecting material can adjoin the carrier and one of the semiconductor chips.
  • the connection material can be electrically conductive, and for example a solder or an adhesive or an electrically conductive adhesive.
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip are arranged at a distance from one another on the carrier.
  • a reliable thermal decoupling of the semiconductor chips can be achieved by the spatial distance.
  • only a slight or negligible thermal load on the electronic semiconductor chip can occur as a result of thermal energy generated by the light-emitting semiconductor chip.
  • coupling of a light radiation emitted by the light-emitting semiconductor chip into the electronic semiconductor chip can be suppressed. This is associated with a long service life and reliable operation of the electronic semiconductor chip with low interference. risk. This applies accordingly to the
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip has a plurality of light-emitting pixels.
  • the pixels can be arranged side by side in the form of rows and columns. Furthermore, the pixels can be controlled separately from one another. As a result, the pixels can be operated individually and independently of one another to emit light radiation.
  • the light-emitting semiconductor chip can also be implemented in the form of a pixelated light-emitting diode or LED chip.
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip has a semiconductor layer sequence or a semiconductor body with light-emitting regions arranged next to one another.
  • the light-emitting areas can be formed to generate primary light radiation.
  • the light-emitting semiconductor chip can furthermore have a conversion layer for radiation conversion arranged on the semiconductor layer sequence or on the semiconductor body, with which the primary light radiation can be partially converted into a secondary light radiation.
  • a mixed radiation comprising the primary and the secondary light radiation can be emitted during operation.
  • the primary and the secondary light radiation can be a blue and a yellow light radiation so that a total of white light radiation can be emitted.
  • the pixels of the light-emitting semiconductor chip can each be formed by a light-emitting region of the semiconductor layer sequence or the semiconductor body and an operation of the relevant light-emitting region by a radiated region of the conversion layer.
  • the lateral geometric shape of the pixels can be predetermined by the late geometric shape of the light-emitting regions.
  • the electronic semiconductor chip has a plurality of driver cells which are designed to electrically drive pixels of the light-emitting semiconductor chip.
  • the driver cells can have circuit structures such as switches in the form of transistors.
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip as seen in a top view of the semiconductor chips, have different shapes or chip shapes.
  • different contours of the semiconductor chips and / or different sizes of the semiconductor chips can be considered.
  • the semiconductor chips can have different geometric shapes, such as different polygon shapes or different square shapes.
  • the semiconductor chips can have different lateral dimensions or surface dimensions.
  • the electronic semiconductor chip is made smaller in terms of the lateral dimensions than the pixelated light-emitting semiconductor chip. In this way, cost savings can be achieved. This applies, for example, in comparison to a conventional chip-on-chip arrangement of a pixelated light-emitting semiconductor chip on an electronic semiconductor chip, in which the electronic semiconductor chip is equipped with unused free areas for resizing.
  • the lighting device can also be realized in such a way that the electronic semiconductor chip is of larger dimensions than the pixellated light-emitting semiconductor chip.
  • the electronic semiconductor chip is of larger dimensions than the pixellated light-emitting semiconductor chip.
  • pixels and driver cells can have different geometric shapes.
  • pixels and driver cells can have different lateral dimensions or surface dimensions.
  • the driver cells of the electronic semiconductor chip it is possible to make the driver cells of the electronic semiconductor chip smaller from the lateral dimensions than the pixels of the light-emitting semiconductor chip. In this way, cost savings can be achieved.
  • the driver cells of the electronic semiconductor chip have a rectangular shape
  • the pixels of the light-emitting semiconductor chip have a different shape, for example a rectangular shape with a different aspect ratio, a round shape, a letter shape , or have a shape that represents an image or a symbol.
  • the driver cells of the electronic semiconductor chip have a uniform, for example rectangular, shape, and that the light-emitting semiconductor chip has pixels with different pixel shapes, ie different outline shapes and / or different lateral dimensions.
  • a possible example is pixels with distorted pixel shapes that differ from one another in a rectangular shape.
  • Another example are pixels, which are available in several different pixel shapes and / or pixel sizes.
  • the number of pixels of the light-emitting semiconductor chip deviates from the number of driver cells of the electronic semiconductor chip. Cost savings can also be achieved in this way. For example, it is possible that the number of driver cells of the electronic semiconductor chip exceeds the number of pixels of the light-emitting semiconductor chip.
  • a reverse configuration is also conceivable, in which the number of driver cells of the electronic semiconductor chip is smaller than the number of pixels of the light-emitting semiconductor chip.
  • the carrier of the lighting device can be used not only for carrying or holding the semiconductor chips, but also for providing an electrical connection between the semiconductor chips.
  • the carrier has electrical conductor structures via which the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip are electrically connected to one another.
  • Electrically conductive conductor structures can be made at least partially of metal, and can include components such as contact elements, conductor tracks and / or vertical conductive connections or vias (vertical interconnect access).
  • the carrier of the lighting device can also have at least one carrier material.
  • This can be, for example, an insulating material such as a ceramic material, silicon oxide, silicon nitride, polyimide or a semiconductor material such as silicon. It is also possible to use several of the aforementioned carrier materials.
  • the conductor structures of the carrier can be at least partially embedded in the at least one carrier material.
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip has a contact structure with contact elements on a side provided for mounting on the carrier. In this configuration, the light-emitting semiconductor chip can be implemented in the form of a flip chip.
  • the semiconductor chip can be contacted via the contact elements, and the pixels or light-emitting regions of the light-emitting semiconductor chip can be electrically controlled separately from one another.
  • the carrier of the lighting device can have matched contact elements thereon, which can be connected to the contact elements of the light-emitting semiconductor chip via an electrically conductive connecting material such as, for example, a solder or an electrically conductive adhesive.
  • the contact elements of the carrier can be part of its electrical conductor structures.
  • the electronic semiconductor chip can have a contact structure with contact elements on a side provided for mounting on the carrier.
  • the carrier can have matched contact elements, which can be connected to the contact elements of the electronic semiconductor chip via an electrically conductive connecting material such as a solder or an electrically conductive adhesive.
  • electrically conductive connecting material such as a solder or an electrically conductive adhesive.
  • driver cells of the electronic semiconductor chip are connected in parallel via electrical conductor structures of the carrier.
  • This embodiment can be used if the number of driver cells of the electronic semiconductor chip is greater than the number of pixels of the light-emitting semiconductor chip.
  • several (for example two) driver cells of the electronic semiconductor chip can be used to drive one of the pixels of the light-emitting semiconductor chip.
  • pixels of the light-emitting semiconductor chip are connected in parallel via electrical conductor structures of the carrier.
  • This embodiment can be used if the number of driver cells of the electronic semiconductor chip is smaller than the number of pixels of the light-emitting semiconductor chip.
  • By connecting pixels in parallel several (for example two) pixels of the light-emitting semiconductor chip can be electrically controlled by one of the driver cells of the electronic semiconductor chip.
  • the lighting device has at least one further carrier on which the carrier carrying the semiconductor chips is arranged.
  • the at least one other carrier can be, for example, a printed circuit board (PCB), a metal core printed circuit board (MCPCB) or a metallic carrier.
  • the at least one further carrier can i.a. be used for heat dissipation.
  • the lighting device is a headlight or part of a headlight.
  • the headlamp can be used in an adaptive lighting system of a vehicle.
  • other components such as optics for beam shaping can be used.
  • a method for producing a lighting device comprises providing a pixelated light-emitting semiconductor chip, providing an electronic semiconductor chip which is designed to drive the pixelled light-emitting semiconductor chip, and providing a carrier. Another procedural step is arranging the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip next to one another on the carrier.
  • the semiconductor chips can be spatially decoupled from one another. This enables reliable operation and a long service life of the lighting device. Furthermore, the semiconductor chips used in the method can largely be designed and provided independently of one another. In this way, the lighting device can be manufactured inexpensively, for example. In addition, a high degree of flexibility and scalability with regard to the manufacture of the lighting device can be made possible.
  • a configuration of the electronic semiconductor chip can be used, which is suitable for controlling different configurations of pixelated light-emitting semiconductor chips.
  • the light-emitting semiconductor chips can differ from one another, for example, by the size, the shape and / or the number of light-emitting pixels.
  • a carrier matched to this can be used.
  • the tuning can take place, for example, with regard to the size of the light-emitting semiconductor chip and with regard to components of the light-emitting semiconductor chip, such as light-emitting pixels and their number, and contact elements of the light-emitting semiconductor chip and their number.
  • the high level of flexibility and scalability available in this way makes it possible, for example, to react quickly to changing market or customer requirements.
  • the method can be used to produce the lighting device described above or one or more of the above-described embodiments of the lighting device. In a corresponding manner, aspects and details described above with reference to the lighting device can also be used for the production method.
  • the pixelated light-emitting semiconductor chip and the electronic semiconductor chip can be arranged and mounted directly on the carrier or on one side of the carrier using a connecting material.
  • the connecting material can adjoin the carrier and one of the semiconductor chips.
  • the connecting material can be electrically conductive, and for example a solder or an adhesive or an electrically conductive adhesive.
  • contact elements of electrical conductor structures of the carrier and contact elements of the semiconductor chips can be electrically connected.
  • Figure 1 is a perspective view of a Leuchtvorrich device comprising a pixelated light-emitting semiconductor chip, an electronic semiconductor chip and one Carrier, wherein the semiconductor chips are arranged side by side on the carrier;
  • Figure 2 is a perspective view of the Leuchtvorrich device with other carriers
  • FIG. 3 shows a side view of the lighting device, where an electrical connection of the semiconductor chips with the aid of conductor structures of the carrier is shown;
  • FIG. 4 and 5 enlarged side views of the lighting device in the area of the light-emitting semiconductor chips
  • FIGS. 6 and 7 are top views of contact structures of the semiconductor chips
  • FIG. 8 shows a side view of a further lighting device comprising a pixelated light-emitting semiconductor chip, an electronic semiconductor chip and a carrier, driver cells of the electronic semiconductor chip being connected in parallel with the aid of conductor structures of the carrier;
  • FIG. 9 shows a side view of a further lighting device comprising a pixelated light-emitting semiconductor chip, an electronic semiconductor chip and a carrier, wherein pixels of the light-emitting semiconductor chip are connected in parallel with the aid of conductor structures of the carrier;
  • Figures 10 to 12 are top views of electronic semiconductor chips and pixelated light-emitting semiconductor chips.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective illustration of a pixelated lighting device 100.
  • the lighting device 100 has a pixelated light-emitting semiconductor chip 110, an electronic semiconductor chip 150 and a carrier 170.
  • the carrier 170 which can also be referred to as a connection layer, has a plate-like shape and has two opposite main sides. The main pages are sides of the carrier 170 with the largest lateral area.
  • the semiconductor chips 110, 150 are arranged side by side on one of the main sides of the carrier 170, and fastened directly on the carrier 170 using a connecting material.
  • a solder 240 is used as the connecting material, as illustrated in FIGS. 4 and 5 for the light-emitting semiconductor chip 110.
  • the light-emitting semiconductor chip 110 has a pixel arrangement of pixels 115 arranged next to one another, which are designed to generate light radiation 250 (cf. FIG. 4). As shown in FIG. 1, the light-emitting pixels 115 are arranged next to one another in a matrix in the form of rows and columns. The pixels 115 can be controlled separately from one another, and as a result can be operated individually and independently of one another to emit the light radiation 250. As a result, different light patterns can be provided in a lighting area in a flexible manner (not shown).
  • the light-emitting semiconductor chip 110 can be implemented in the form of a microstructured pixelated LED chip (light-emitting diode).
  • the lighting device 100 shown in FIG. 1 can, for example, be part of a headlight of an automobile vehicle. richly used adaptive lighting system. Furthermore, optics for beam shaping can be arranged downstream of the lighting device 100 (not shown), for example. In relation to this application, the light radiation 250 emitted by the light-emitting semiconductor chip 110 can be white light radiation.
  • the electronic semiconductor chip 150 of the lighting device 100 which can also be referred to as a driver chip or IC chip (integrated circuit), serves to electrically control the pixelated light-emitting semiconductor chip 110.
  • the electronic semiconductor chip 150 has a plurality of driver cells 155 arranged next to one another with circuit structures 158, with the aid of which the pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110 can be electrically controlled (cf. FIG. 3).
  • the driver cells 155 can also be arranged next to one another in a matrix in the form of rows and columns (cf. FIG. 10).
  • the carrier 170 of the lighting device 100 shown in FIG. 1 serves not only to carry the semiconductor chips 110, 150, but also to provide an electrical connection between the semiconductor chips 110, 150.
  • the carrier 170 has a multiplicity of electrical conductor structures 171, 172, as indicated in FIG. 1 by means of dashed lines.
  • the conductor structures 171, 172 can be at least partially metallic. Possible metallic materials are, for example, aluminum and / or copper.
  • Components such as contact elements 181, 182, 191, 192 (see FIG. 3) described below include conductor tracks and / or vias (vertical interconnect access). About the lei
  • the driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150 and the pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110 are electrically connected to one another, so that the pixels 115 can be controlled via the driver cells 115 for light emission.
  • the ladder structures 171, 172 ensure an assignment between the pixels
  • the use of the carrier 170 in the lighting device 100 enables spatial separation of the semiconductor chips 110, 150. As shown in FIG. 1, the semiconductor chips 110, 150 are arranged at a distance from one another on the carrier 170. This configuration is associated with a thermal decoupling of the semiconductor chips 110, 150. In this way, during operation of the lighting device 100, there can only be a low or negligible thermal load on the electronic semiconductor chip 150 with thermal energy generated by the light-emitting semiconductor chip 110. The spatial distance can also be used to suppress the fact that the light radiation 250 emitted by the light-emitting semiconductor chip 110 reaches the electronic semiconductor chip 150 and is coupled into the latter.
  • the juxtaposition of the semiconductor chips 110, 150 provided in the lighting device 100 furthermore offers the possibility of designing the semiconductor chips 110, 150 largely independently of one another, for example with regard to the geometric shape and the form factor of the semiconductor chips 110, 150 and of components the semiconductor chips 110, 150 such as their pixels 115 and driver cells 155.
  • the lighting device 100 can be implemented, for example, at low cost.
  • a high degree of flexibility and scalability with regard to the manufacture of the lighting device 100 can be provided.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the semiconductor chips 110, 150 with different chip shapes.
  • the semiconductor chips 110, 150 viewed in plan view, have different outlines and different sizes.
  • the semiconductor light-emitting chip 110 has a rectangular non-square shape, whereas the electronic semiconductor chip 150 has a square shape.
  • the light-emitting semiconductor chip 110 also has larger lateral dimensions than the electronic semiconductor chip 150.
  • the carrier 170 of the lighting device 100 has a T-shaped outline, matched to this.
  • the lighting device 100 can be implemented with at least one further component, for example at least one further carrier.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective illustration of the lighting device 100 with two further carriers 201, 202.
  • the carrier 170 is located on the carrier 201, and the carrier 201 is arranged on the carrier 202.
  • the carrier 201 can be, for example, a printed circuit board (PCB, printed circuit board) or a metal core printed circuit board (MCPCB, metal core printed circuit board).
  • the other carrier 202 can, for example, be a metallic carrier.
  • the carriers 201, 202 can be used, for example, to achieve efficient heat dissipation during operation of the lighting device 100.
  • FIG. 3 shows a schematic lateral illustration of the lighting device 100, on the basis of which further details relating to the carrier 170, the semiconductor chips 110, 150 arranged thereon and their electrical connection become clear.
  • the light-emitting semiconductor chip 110 has a semiconductor layer sequence 120 for primary radiation generation and a conversion layer 130 for radiation conversion.
  • the conversion layer 130 is located on the side of the semiconductor layer sequence 120 facing away from the carrier 170.
  • the pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110 are formed by the semiconductor layer sequence 120 and the conversion layer 130.
  • the light-emitting semiconductor chip 110 also has, on a side facing the carrier 170, a contact structure connected to the semiconductor layer sequence 120, by means of which the semiconductor layer sequence 120 can be supplied with electrical energy for generating light.
  • the contact structure of the light-emitting semiconductor chip 110 comprises separate contact elements 142, which are each assigned to one of the pixels 115, and a coherent contact element 141.
  • the contact element 141 has recesses, within which the other contact elements 142 are arranged (cf. FIG. 6).
  • the contiguous contact element 141 can act as an anode, and the contact elements 142 can act as cathodes.
  • the contact elements 141, 142 can be made at least partly of metal.
  • the light-emitting semiconductor chip 110 on the side facing the carrier 170 has an insulation 147 separating the contact elements 141, 142.
  • Insulation 147 may include an electrically insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, or polyimide.
  • the carrier 170 of the lighting device 110 has, in addition to the conductor structures 171, 172 mentioned above, a carrier material 177.
  • the carrier material 177 can be an insulating material such as a ceramic material, silicon oxide, silicon nitride, polyimide or a semiconductor material such as silicon.
  • the conductor structures 171, 172 can be partially embedded in the carrier material 177 of the carrier 170.
  • the carrier 170 or its conductor structures 171, 172 comprise a contact structure matched to the contact structure of the light-emitting semiconductor chip 110. These are separate contact elements 182 and a coherent contact element 181 with recesses, within which the contact elements 182 are arranged. There is an embodiment corresponding to the contact elements 141, 142 of the light-emitting semiconductor chip 110.
  • the contact elements 182 are each with one of the contact elements 142, and the contact element 181 is electrically connected to the contact element 141. The electrical connection is made in each case via the solder 240 used for mounting the semiconductor chips 110, 150 on the carrier 170, as is shown in FIGS. 4 and 5 for the light-emitting semiconductor chip 110.
  • the electronic semiconductor chip 150 likewise has a contact structure on a side facing the carrier 170.
  • the contact structure of the electronic semiconductor chip 150 comprises separate contact elements 162 and a coherent contact element 161 with recesses, within which the contact elements 162 are arranged.
  • a configuration corresponding to the contact structure of the light-emitting semiconductor chip 110 may be present.
  • the contiguous contact element 161 can serve as anode, and the contact elements 162 can serve as cathodes.
  • the contact elements 161, 162 can be made at least partially me tallisch. To increase the reliability, the electronic semiconductor chip 150 has on the side facing the carrier 170 the contact elements 161,
  • the insulation 167 can, according to the insulation 147 of the light-emitting semiconductor chip 110, comprise an electrically insulating material such as silicon oxide, silicon nitride or polyimide.
  • the carrier 170 or the conductor structures 171, 172 of the carrier 170 have a contact structure coordinated therewith.
  • the carrier 170 has separate contact elements 192 and a coherent contact element 191 with cutouts, within which the contact elements 192 are arranged.
  • the contact elements 192 are each connected to one of the contact elements 162, and the contact element 191 is electrically connected to the contact element 161.
  • the electrical connection is also on this Place over the solder 240 used for mounting the semiconductor chips 110, 150 on the carrier 170, as illustrated in FIGS. 4 and 5 for the light-emitting semiconductor chip 110.
  • the carrier 170 has a plurality of conductor structures 172 and a continuous conductor structure 171 indicated by dashed lines.
  • the conductor structures 172 each comprise a contact element 182 and a contact element 192, so that in each case one contact element 182 and one contact element 192 are electrically connected.
  • a contact element 142 of the light-emitting semiconductor chip 110 and a contact element 162 of the electronic semiconductor chip 150 are electrically connected to one another via the conductor structures 172 of the carrier 170.
  • the other conductor structure 171 of the carrier 170 has the contact elements 181, 191 to be connected, which are thus electrically connected.
  • the continuous contact element 141 of the light-emitting semiconductor chip 110 and the continuous contact element 161 of the electronic semiconductor chip 150 are electrically connected to one another via the conductor structure 171 of the carrier 170.
  • the electronic semiconductor chip 150 has a semiconductor body made of, for example, silicon, in which the driver cells 155 mentioned above are formed.
  • Each of the driver cells 155 includes a switch 158.
  • the switches 158 can be implemented in the form of transistors.
  • the switches 158 are electrically connected to the contact elements 162 and to an externally contactable conductor structure 165 of the electronic semiconductor chip 150.
  • the contiguous contact telement 161 can be electrically connected to a further conductor structure of the electronic semiconductor chip 150, which is not shown and can be contacted externally.
  • the conductor structure 165 and the further conductor structure (not shown) can be, for example, with the aid of bond wires be contacted, as indicated in FIG. 3 with reference to the conductor structure 165.
  • the electronic semiconductor chip 150 or its Lei ter structures can be connected to a power source, not shown.
  • a power source not shown.
  • the switches 158 of the driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150 individually, several or all pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110 can be supplied with current via the conductor structures 171, 172 of the carrier 170 and, for example, supplied with constant current, and thereby be controlled for light emission.
  • FIG. 4 shows an enlarged schematic lateral representation of the lighting device 100 in the region of the light-emitting semiconductor chip 110, on the basis of which further possible details relating to the light-emitting semiconductor chip 110 become clear.
  • the semiconductor layer sequence 120 of the light-emitting semiconductor chip 110 has a structured side facing the carrier 170. At this point, there are light-emitting regions 125 protruding in the direction of the carrier 170. The light-emitting regions 125 are separated by trenches, which together form a lattice-like trench structure and enclose the regions 125.
  • the semiconductor layer sequence 120 comprises a coherent first semiconductor region 121 of a first conductivity type and, in each of the light-emitting regions 125, a second semiconductor region 123 of a second conductivity type different from the first conductivity type and one between them active zone 122 located between the first semiconductor region 121 and the second semiconductor regions 123.
  • the first semiconductor region 121 can be n-conducting and the second semiconductor regions 123 can be p-conducting.
  • the active zones 122 are designed to generate a primary light radiation 251.
  • the active zones 122 can be designed in the form of a pn junction, a single quantum well structure or a multiple quantum well structure.
  • the conversion layer 130 arranged on the semiconductor layer sequence 120 is designed to partially convert the primary light radiation 251 generated by the active zones 122 of the light-emitting regions 125 and emitted in the direction of the conversion layer 130 into a secondary light radiation.
  • the primary and the secondary light radiation which can be emitted together in the form of a superimposed mixed radiation 250 from the conversion layer 130, can be a blue and a yellow light radiation. In this way, as mentioned above, a white light radiation 250 can be emitted by the lighting device 100.
  • each pixel 115 is formed by a light-emitting region 125 of the semiconductor layer sequence 120 and an area of the conversion layer 130 that is irradiated during operation by the relevant light-emitting region 125 with the primary radiation 251.
  • the pixel shapes of the pixels 115 are predetermined by the lateral geometric shape of the light-emitting regions 125 of the semiconductor layer sequence 120.
  • the connected contact element 141 of the light-emitting semiconductor chip 110 is connected laterally to the light-emitting regions 125 and within the trench structure separating the light-emitting regions 125 to the first semiconductor region 121 of the semiconductor layer sequence 120.
  • the other contact elements 142 which can have a stepped or T-shaped cross-sectional shape, are each connected to one of the second semiconductor regions 123.
  • the light-emitting regions 125 and thus the pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110 can be controlled independently of one another via the driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150 for generating light.
  • FIG. 5 shows a further enlarged schematic lateral illustration of the lighting device 100 in the region of the light-emitting semiconductor chip 110.
  • FIG. 5 As in FIG. 3, a simplified illustration deviating from FIG. 4 is used for reasons of clarity for the semiconductor layers follow 120 and the contact structure of the light-emitting semiconductor chip 110 is shown. It is clear from FIG. 5 that the conductor structure 171 of the carrier 170, which comprises the coherent contact element 181, can in part be guided laterally (ie laterally offset from the sectional plane of FIG. 5) past the conductor structures 172 of the carrier 170 comprising the contact elements 182 .
  • FIG. 6 shows a schematic top view of a possible configuration of the contact structure of the light-emitting semiconductor chip 110.
  • the connected contact element 141 has circular cutouts, within which the other contact elements 142 are arranged.
  • the contact elements 142 have a circular outline.
  • the cutouts of the contact element 141 and the contact elements 142 are arranged in a regular periodic grid.
  • the top view of the contact structure of the carrier 170 with the contact elements 181, 182 assigned to the light-emitting semiconductor chip 110 can have a corresponding appearance as seen in plan view.
  • the contiguous contact element 181 can have circular cutouts, and the contact elements 182 arranged within the cutouts can have a circular outline (not shown).
  • the contact structure of the electronic semiconductor chip 150 viewed in plan view, has an appearance corresponding to FIG. 6, that is to say that the contiguous contact element 161 has circular recesses and the contact elements 162 arranged within the recesses have a circular outline.
  • FIG. 7 shows a schematic top view of a possible configuration of the contact structure of the electronic semiconductor chip 150, which differs from the configuration shown in FIG. 6.
  • the contiguous contact element 161 of the electronic semiconductor chip 150 has rectangular or square cutouts, within which the other contact elements 162 are arranged.
  • the contact elements 162 have a rectangular or square outline.
  • the contact structure of the carrier 170 associated with the electronic semiconductor chip 150 can, seen in plan view, have an appearance corresponding to FIG. 7 with rectangular or square recesses of the contact element 191 and a rectangular or square outline of the contact elements 192 (not shown).
  • FIG. 8 shows a schematic lateral illustration of a further lighting device 100 with a carrier 170 on which chem a pixelated light-emitting semiconductor chip 110 and an electronic semiconductor chip 150 are arranged side by side.
  • two driver cells 155 and thus switches 158 of the electronic semiconductor chip 150 are electrically short-circuited in the lighting device 100 of FIG. 8 and are therefore connected in parallel.
  • two driver cells 155 are electrically connected to the pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110, and in this respect each pixel 115 can be electrically controlled at the same time by means of two driver cells 155. In this way, an increase or a doubling of the electrical current with which a driven pixel 115 is applied can be achieved.
  • each conductor structure 172 of the carrier 170 has a contact element 182 and two contact elements 192, and thus these three contact elements 182, 192 are electrically connected via the associated conductor structure 172.
  • two contact elements 162 of the electronic semiconductor chip 150 and one contact element 142 of the light-emitting semiconductor chip 110 are realized in that each conductor structure 172 of the carrier 170 has a contact element 182 and two contact elements 192, and thus these three contact elements 182, 192 are electrically connected via the associated conductor structure 172.
  • FIG. 8 can be used if the number of driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150 is greater than or twice as large as the number of pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110.
  • Illuminating device 100 is conceivable in which a larger number of driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150 are connected in parallel and are electrically connected to one of the pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110. Furthermore, configurations are possible in which different numbers of driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150 are electrically connected to pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110, and in which pixels 115 of different applications numbers at driver cells 155 can be controlled electrically.
  • an embodiment of a lighting device 100 can be considered, in which, in the case of a group of pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110, the pixels 115 can be controlled by one driver cell 155 of the electronic semiconductor chip 150, and in which the other group of pixels 115, the pixels 115 of each of several (for example two) driver cells 155 can be controlled.
  • Such variants can be realized by a corresponding design of conductor structures 172 of the carrier 170 (not shown in each case).
  • FIG. 9 shows a schematic lateral illustration of a further lighting device 100 with semiconductor chips 110, 150 arranged on a carrier 170.
  • the lighting device 100 from FIG. 9 there are two pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110
  • a respective driver cell 155 of the electronic semiconductor chip 150 is electrically connected to two pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110, and in this respect two pixels 115 can be electrically controlled simultaneously with each of the driver cells 155.
  • each conductor structure 172 of the carrier 170 has two contact elements 182 and one contact element 192, and thus these three contact elements 182, 192 are electrically connected via the associated conductor structure 172.
  • two contact elements 142 of the light-emitting semiconductor chip 110 and one contact element 162 of the electronic semiconductor chip 150 are electrically connected to one another.
  • the embodiment shown in FIG. 9 can be used if the number of pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110 is greater than or is twice the number of driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150.
  • FIG. 9 further configurations of a lighting device 100 can be considered, in which a larger number of pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip are each connected in parallel and to one of the driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150
  • driver cells 155 of the electronic semiconductor chip are electrically connected. Furthermore, configurations are possible in which driver cells 155 of the electronic semiconductor chip are electrically connected to different numbers of pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110, and which are suitable for driving different numbers of pixels 115.
  • An example is an embodiment of a lighting device 100, in which a pixel 115 of the light-emitting semiconductor chip can only be driven in each case in a group of driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150 with the driver cells 155, and in which in another group of driver cells 155 the driver cells 155 can each be controlled by a plurality (for example two) pixels 115.
  • Such variants can be realized by a corresponding design of conductor structures 172 of the carrier 170 (each because not shown).
  • Embodiments of a light device 100 are also conceivable, which include mixed forms of the above-mentioned events.
  • Such lighting devices 100 can comprise driver cells 155 connected in parallel as well as pixels 115 connected in parallel (not shown).
  • a pixelated light-emitting semiconductor chip 110 an electronic semiconductor chip 150 suitable for driving the light-emitting semiconductor chip 110 and a carrier 170 are provided. Furthermore, the semiconductor chips 110, 150 are arranged side by side on the carrier 170. The chip assembly is carried out using a binding material or solder 240. As indicated above, this procedure offers the possibility of laying out the semiconductor chips 110, 150 largely independently of one another. Furthermore, a high degree of flexibility and scalability with regard to production can be made available.
  • a lighting device 100 can be realized in which, for example, different chip shapes of the semiconductor chips 110, 150, i.e. seen in plan view un different outlines and geometric shapes of the semiconductor chips 110, 150 and / or different sizes and area dimensions of the semiconductor chips 110, 150, are present.
  • FIG. 1 Another possible difference can exist with regard to the number of pixels 115 of the light-emitting semiconductor chip 110 and the number of driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150. With regard to such configurations, parallel connections of pixels 115 and / or driver cells 155, as was explained with reference to FIGS. 8 and 9, can be considered. Furthermore, a lighting device 100 can be realized, in which, for example, the pixels 115 and driver cells 155 of the semiconductor chips 110, 150 differ by the shapes, i. seen from above in the contours and geometrical shapes and / or in the sizes and surface dimensions.
  • FIG. 10 shows schematic top views of an electronic semiconductor chip 150 and of various configurations of a pixelated light-emitting semiconductor chip 110.
  • the electronic semiconductor chip 150 is suitable for controlling all of the light-emitting semiconductor chips 110 shown in FIG.
  • 10 electronic semiconductor chip 150 has a square outline and twenty-five driver cells 155 with a square outline.
  • the uppermost light-emitting semiconductor chip 110 shown in FIG. 10 has a square outline and twenty-five pixels 115 with a square outline.
  • the semiconductor chip 110 is larger than the semiconductor chip 150.
  • the pixels 115 are also larger than the driver cells 155.
  • the middle two light-emitting semiconductor chips 110 shown in FIG. 10 have a rectangular, non-square outline and twenty-five pixels 115 with a rectangular, non-square outline.
  • the semiconductor chips 110 are larger than the semiconductor chip 150, and the pixels 115 are larger than the driver cells 155.
  • the driver cells 155 of the electronic semiconductor chip 150 have a uniform form of supervision, and that the light-emitting semiconductor chip 110 has pixels 115 with different pixel shapes, that is to say different outline shapes and / or different lateral surfaces Dimensions of pixels 115.
  • FIG. 10 the bottom light-emitting semiconductor chip 110.
  • the semiconductor chip 110 has a shape deviating from a rectangular or square shape with outwardly curved pixel sides, and has twenty-five pixels 115 with distorted and different strongly of a rectangular or square table shape deviating pixel shapes.
  • the distortion which corresponds to a barrel distortion of a right-angled grating, increases in the direction of the edge and the corners of the semiconductor chip 110.
  • different lighting devices 100 can be produced.
  • Different carriers 170 matched to the light-emitting semiconductor chips 110 can be used here.
  • the tuning can take place with regard to the size and shape of the semiconductor chips 110 and with regard to components of the semiconductor chips 110 such as, for example, their contact elements.
  • carriers 170 can be used, which, in contrast to FIG. 1, can have a different outline, for example a rectangular or square outline (not shown in each case).
  • FIG. 10 shows a light-emitting semiconductor chip 110 with a larger number of pixels 115.
  • Possible numbers of pixels 115 and driver cells 155 can be in the three-digit to five-digit range, for example.
  • FIG. 11 shows a schematic view of an electronic semiconductor chip 150 and a light-emitting semiconductor chip 110 that can be controlled with it.
  • the semiconductor chip 150 has a square outline and twenty-five driver cells 155 with a square outline.
  • the light-emitting semiconductor chip 110 has in Differentiate this from fifty pixels 115 with a rectangular non-square outline.
  • the pixels 115 are also available in two different pixel sizes and pixel shapes.
  • the semiconductor chip 110 also has a T-shaped outline.
  • the control of the semiconductor chip 110 by the semiconductor chip 150 can be implemented, for example, with the aid of a carrier 170 designed in accordance with FIG. 9, ie two pixels 115 are connected in parallel.
  • FIG. 12 shows schematic top views of an electronic semiconductor chip 150 and of two light-emitting semiconductor chips 110 that can be controlled with the aid of the semiconductor chip 150.
  • the electronic semiconductor chip 150 has a rectangular non-square outline with five tens square driver cells 155.
  • the two light-emitting semiconductor chips 110 shown in FIG. 12 have twenty-five pixels 115.
  • the upper semiconductor chip 110 shown in FIG. 12 has a square outline and square pixels 115.
  • the lower semiconductor chip 110 shown in FIG. 12 has a rectangular non-square outline and rectangular non-square pixels 115.
  • the control of the semiconductor chip 110 by the semiconductor chip 150 can take place, for example, with the aid of a carrier 170 implemented in accordance with FIG. that two driver cells 155 are connected in parallel.
  • pixels 115 can be considered, for example, which have a round shape, a letter shape, or a shape that represents an image or a symbol.
  • Another possible modification is to use another electrically conductive connection material, such as, for example, an electrically conductive adhesive for mounting semiconductor chips 110, 150 on a carrier 170, instead of a solder 240.
  • another electrically conductive connection material such as, for example, an electrically conductive adhesive for mounting semiconductor chips 110, 150 on a carrier 170, instead of a solder 240.
  • Another possible modification is a lighting device 100, in which the electronic semiconductor chip 150 is larger in terms of the lateral dimensions than the light-emitting semiconductor chip 110.
  • a lighting device 100 constructed in accordance with the above approaches can not only be used in a headlight, but also in other ways, for example for other external or internal lighting in the automotive sector, or for general lighting.
  • a lighting device 100 constructed in accordance with the above approaches can not only be used in a headlight, but also in other ways, for example for other external or internal lighting in the automotive sector, or for general lighting.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung (100), aufweisend einen p ixe Merten (mit Pixeln 115) lichtemittierenden Halbleiterchip (110), einen elektronischen Halbleiterchip (150) zum Ansteuern des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips und einen Träger (170). Der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip (110) und der elektronische Halbleiterchip (150) sind nebeneinander auf dem Träger (170) angeordnet. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung (100).

Description

LEUCHTVORRICHTUNG
BE SCHRE IBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, aufweisend einen pixelierten lichtemittierenden Halbleiter chip und einen elektronischen Halbleiterchip. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2018 132 691.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Eine pixelierte Leuchtvorrichtung, welche zum Beispiel im Au tomobilbereich in einem Scheinwerfer eines adaptiven Beleuch tungssystems (AFS, adaptive front-lighting System) zur Anwen dung kommen kann, kann auf unterschiedliche Art und Weise verwirklicht sein. In einer bekannten Ausgestaltung werden einzelne lichtemittierende Bauelemente bzw. LEDs (light- emitting diode) eingesetzt, welche matrixartig angeordnet sind. Die lichtemittierenden Bauelemente können mit Einzel treibern oder Treibern für Gruppen von lichtemittierenden Bauelementen angesteuert werden.
In einer anderen Ausgestaltung kommt ein pixelierter licht emittierender Halbleiterchip zum Einsatz (pAFS, micro- structured adaptive front-lighting System) . Zur Ansteuerung wird ein elektronischer Halbleiterchip eingesetzt, welcher für jeden Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips einen entsprechenden Treiber aufweist. Der lichtemittierende Halb leiterchip befindet sich unmittelbar auf dem elektronischen Halbleiterchip, und ist auf diesem zum Beispiel mittels Löten aufgebondet. Bedingt durch diesen Aufbau ist der elektroni sche Halbleiterchip von den lateralen Abmessungen her genauso groß dimensioniert wie der lichtemittierende Halbleiterchip. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für eine verbesserte pixelierte Leuchtvorrichtung an zugeben .
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 eine Leuchtvorrichtung vorgeschlagen. Die Leuchtvorrichtung weist einen pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchip, einen elektronischen Halb leiterchip zum Ansteuern des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips und einen Träger auf. Der pixelierte licht emittierende Halbleiterchip und der elektronische Halbleiter chip sind nebeneinander auf dem Träger angeordnet.
Die Verwendung des Trägers bei der Leuchtvorrichtung, auf welchem der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip und der elektronische Halbleiterchip nebeneinander platziert sind, bietet gegenüber der Übereinanderanordnung von Halb leiterchips (Chip-auf-Chip Bauform) , wie sie bei einer her kömmlichen Leuchtvorrichtung zur Anwendung kommt, eine Reihe von Vorteilen. Der vorgeschlagene Aufbau macht es möglich, die Halbleiterchips der Leuchtvorrichtung weitgehend unabhän gig voneinander auszulegen. Dies gilt zum Beispiel im Hin blick auf die geometrische Gestalt und den Formfaktor der Halbleiterchips und von Bestandteilen der Halbleiterchips, sowie in Bezug auf Anzahlen von Bestandteilen der Halbleiter chips. Auf diese Weise kann die Leuchtvorrichtung kostengüns tig verwirklicht sein. Ferner können eine hohe Flexibilität und Skalierbarkeit in Bezug auf eine Herstellung der Leucht vorrichtung ermöglicht werden. Ein weiterer möglicher Vorteil ist eine räumliche Entkopplung der Halbleiterchips. Hierdurch können eine zuverlässige Betriebsweise und eine hohe Lebens dauer des elektronischen Halbleiterchips, und damit der
Leuchtvorrichtung, erreicht werden. Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungs formen näher beschrieben, welche für die Leuchtvorrichtung in Betracht kommen können.
In einer Ausführungsform sind der pixelierte lichtemittieren de Halbleiterchip und der elektronische Halbleiterchip auf einer Seite des Trägers nebeneinander angeordnet. Der Träger kann zwei entgegengesetzte Hauptseiten aufweisen, wobei sich die Halbleiterchips auf einer der Hauptseiten des Trägers be finden können. Bei den Hauptseiten kann es sich um Seiten des Trägers mit der größten lateralen Ausdehnung handeln. Der Träger kann eine plattenförmige Gestalt besitzen.
Der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip und der elektronische Halbleiterchip können des Weiteren in direkter Weise auf dem Träger bzw. auf einer Seite des Trägers ange ordnet sein. Hierbei können die Halbleiterchips unter Verwen dung eines Verbindungsmaterials auf dem Träger befestigt sein. Das Verbindungsmaterial kann jeweils an den Träger und an einen der Halbleiterchips angrenzen. Das Verbindungsmate rial kann elektrisch leitfähig sein, und zum Beispiel ein Lotmittel oder ein Klebstoff bzw. ein elektrisch leitfähiger Klebstoff sein.
In einer weiteren Ausführungsform sind der pixelierte licht emittierende Halbleiterchip und der elektronische Halbleiter chip zueinander beabstandet auf dem Träger angeordnet. Durch die räumliche Distanz kann eine zuverlässige thermische Ent kopplung der Halbleiterchips erzielt werden. Im Betrieb der Leuchtvorrichtung kann auf diese Weise eine lediglich geringe bzw. vernachlässigbare thermische Belastung des elektroni schen Halbleiterchips infolge einer von dem lichtemittieren den Halbleiterchip erzeugten Wärmeenergie auftreten. Des Wei teren kann eine Einkopplung einer von dem lichtemittierenden Halbleiterchip abgegebenen Lichtstrahlung in den elektroni schen Halbleiterchip unterdrückt werden. Hiermit verbunden sind eine hohe Lebensdauer und eine zuverlässige Betriebswei se des elektronischen Halbleiterchips mit einem geringen Stö- rungsrisiko. Dies gilt in entsprechender Weise für die
Leuchtvorrichtung .
In einer weiteren Ausführungsform weist der pixelierte licht emittierende Halbleiterchip mehrere lichtemittierende Pixel auf. Die Pixel können matrixartig in Form von Zeilen und Spalten nebeneinander angeordnet sein. Ferner können die Pi xel separat voneinander ansteuerbar sein. Hierdurch können die Pixel einzeln und unabhängig voneinander zur Emission ei ner Lichtstrahlung betrieben werden. Der lichtemittierende Halbleiterchip kann des Weiteren in Form eines pixelierten Leuchtdioden- bzw. LED-Chips verwirklicht sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist der pixelierte licht emittierende Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge bzw. einen Halbleiterkörper mit nebeneinander angeordneten lichtemittierenden Bereichen auf. Die lichtemittierenden Be reiche können zum Erzeugen einer primären Lichtstrahlung aus gebildet sein. Der lichtemittierende Halbleiterchip kann fer ner eine auf der Halbleiterschichtenfolge bzw. auf dem Halb leiterkörper angeordnete Konversionsschicht zur Strahlungs konversion aufweisen, mit welcher die primäre Lichtstrahlung teilweise in eine sekundäre Lichtstrahlung umgewandelt werden kann. Im Betrieb kann eine die primäre und die sekundäre Lichtstrahlung umfassende Mischstrahlung abgegeben werden.
Die primäre und die sekundäre Lichtstrahlung können eine blaue und eine gelbe Lichtstrahlung sein, so dass insgesamt eine weiße Lichtstrahlung emittiert werden kann.
Die Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips können je weils durch einen lichtemittierenden Bereich der Halbleiter schichtenfolge bzw. des Halbleiterkörpers und einen im Be trieb von dem betreffenden lichtemittierenden Bereich durch strahlten Bereich der Konversionsschicht gebildet sein. Die laterale geometrische Gestalt der Pixel kann durch die late rale geometrische Gestalt der lichtemittierenden Bereiche vorgegeben sein. In einer weiteren Ausführungsform weist der elektronische Halbleiterchip mehrere Treiberzellen auf, welche zum elektri schen Ansteuern von Pixeln des lichtemittierenden Halbleiter chips ausgebildet sind. Die Treiberzellen können Schaltungs strukturen wie zum Beispiel Schalter in Form von Transistoren aufweisen .
Hinsichtlich des unabhängigen Auslegens der Halbleiterchips der Leuchtvorrichtung können folgende Ausführungsformen in Betracht kommen.
In einer weiteren Ausführungsform weisen der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip und der elektronische Halb leiterchip, in Draufsicht auf die Halbleiterchips gesehen, unterschiedliche Formen bzw. Chipformen auf. In diesem Zusam menhang können unterschiedliche Umrisse der Halbleiterchips und/oder unterschiedliche Größen der Halbleiterchips in Be tracht kommen. Mit Bezug auf die erste Variante können die Halbleiterchips unterschiedliche geometrische Formen wie bei spielsweise unterschiedliche Polygonformen oder unterschied liche viereckige Formen besitzen. Mit Bezug auf die zweite Variante können die Halbleiterchips unterschiedliche laterale Abmessungen bzw. Flächenabmessungen aufweisen.
Es ist zum Beispiel möglich, dass der elektronische Halb leiterchip von den lateralen Abmessungen her kleiner ausge bildet ist als der pixelierte lichtemittierende Halbleiter chip. Auf diese Weise kann eine Kostenersparnis erzielt wer den. Dies gilt zum Beispiel im Vergleich zu einer herkömmli chen Chip-auf-Chip-Anordnung eines pixelierten lichtemittie renden Halbleiterchips auf einem elektronischen Halbleiter chip, bei welcher der elektronische Halbleiterchip mit unge nutzten Freiflächen zur Größenanpassung ausgestattet ist.
Alternativ kann die Leuchtvorrichtung auch derart verwirk licht sein, dass der elektronische Halbleiterchip von den la teralen Abmessungen her größer ausgebildet ist als der pixe lierte lichtemittierende Halbleiterchip. In einer weiteren Ausführungsform liegen unterschiedliche Formen von Pixeln des lichtemittierenden Halbleiterchips und von Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips vor.
Dies gilt in Draufsicht auf diese Bestandteile der Halb leiterchips gesehen. In diesem Zusammenhang können unter schiedliche Umrisse von Pixeln und Treiberzellen und/oder un terschiedliche Größen von Pixeln und Treiberzellen vorhanden sein. Mit Bezug auf die erste Variante können Pixel und Trei berzellen unterschiedliche geometrische Formen besitzen. Mit Bezug auf die zweite Variante können Pixel und Treiberzellen unterschiedliche laterale Abmessungen bzw. Flächenabmessungen aufweisen .
Es ist zum Beispiel möglich, die Treiberzellen des elektroni schen Halbleiterchips von den lateralen Abmessungen her klei ner auszubilden als die Pixel des lichtemittierenden Halb leiterchips. Auf diese Weise kann eine Kostenersparnis er reicht werden.
Des Weiteren besteht zum Beispiel die Möglichkeit, dass die Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips eine recht eckige Aufsichtsform besitzen, und dass die Pixel des licht emittierenden Halbleiterchips eine hiervon abweichende Form, zum Beispiel eine rechteckige Form mit einem anderen Seiten verhältnis, eine runde Form, eine Buchstabenform, oder eine ein Bild oder ein Symbol wiedergebende Form aufweisen.
Möglich ist es auch, dass in Draufsicht gesehen die Treiber zellen des elektronischen Halbleiterchips eine einheitliche, beispielsweise rechteckige Form besitzen, und dass der licht emittierende Halbleiterchip Pixel mit unterschiedlichen Pi xelformen, d.h. unterschiedlichen Umrissformen und/oder un terschiedlichen lateralen Abmessungen, aufweist. Ein mögli ches Beispiel sind Pixel mit verzerrten und unterschiedlich stark von einer rechteckigen Form abweichenden Pixelformen. Ein anderes Beispiel sind Pixel, welche in mehreren unter schiedlichen Pixelformen und/oder Pixelgrößen vorhanden sind. In einer weiteren Ausführungsform weicht die Anzahl der Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips von der Anzahl der Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips ab. Auch auf diese Weise kann eine Kostenersparnis erzielt werden. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Anzahl der Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips die Anzahl der Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips übersteigt. Auch eine um gekehrte Ausgestaltung ist denkbar, in welcher die Anzahl der Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips kleiner ist als die Anzahl der Pixel des lichtemittierenden Halbleiter chips .
Der Träger der Leuchtvorrichtung kann nicht nur zum Tragen bzw. Halten der Halbleiterchips, sondern auch zum Bereitstel len einer elektrischen Verbindung zwischen den Halbleiter chips genutzt werden. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Träger elektri sche Leiterstrukturen aufweist, über welche der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip und der elektronische Halb leiterchip elektrisch miteinander verbunden sind. Die
elektrisch leitfähigen Leiterstrukturen können wenigstens zum Teil metallisch ausgeführt sein, und können Bestandteile wie zum Beispiel Kontaktelemente, Leiterbahnen und/oder vertikale leitende Verbindungen bzw. Vias (vertical interconnect ac- cess) umfassen.
Neben den elektrischen Leiterstrukturen kann der Träger der Leuchtvorrichtung ferner wenigstens ein Trägermaterial auf weisen. Hierbei kann es sich zum Beispiel um ein isolierendes Material wie beispielsweise ein keramisches Material, Silizi umoxid, Silziumnitrid, Polyimid oder ein Halbleitermaterial wie beispielsweise Silizium handeln. Möglich ist auch die Verwendung mehrerer der vorgenannten Trägermaterialien. Die Leiterstrukturen des Trägers können wenigstens zum Teil in dem wenigstens einen Trägermaterial eingebettet sein. In einer weiteren Ausführungsform weist der pixelierte licht emittierende Halbleiterchip eine Kontaktstruktur mit Kontak telementen an einer zur Montage auf dem Träger vorgesehenen Seite auf. In dieser Ausgestaltung kann der lichtemittierende Halbleiterchip in Form eines Flip-Chips verwirklicht sein. Über die Kontaktelemente kann der Halbleiterchip kontaktiert werden, und können die Pixel bzw. lichtemittierenden Bereiche des lichtemittierenden Halbleiterchips separat voneinander elektrisch angesteuert werden. Der Träger der Leuchtvorrich tung kann hierauf abgestimmte Kontaktelemente aufweisen, wel che über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmaterial wie zum Beispiel ein Lotmittel oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff mit den Kontaktelementen des lichtemittierenden Halbleiterchips verbunden sein können. Die Kontaktelemente des Trägers können Bestandteil von dessen elektrischen Lei terstrukturen sein.
Der elektronische Halbleiterchip kann in entsprechender Weise an einer zur Montage auf dem Träger vorgesehenen Seite eine Kontaktstruktur mit Kontaktelementen aufweisen. Der Träger kann hierauf abgestimmte Kontaktelemente aufweisen, welche über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmaterial wie zum Beispiel ein Lotmittel oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff mit den Kontaktelementen des elektronischen Halb leiterchips verbunden sein können. Auch diese Kontaktelemente des Trägers können Bestandteil von dessen elektrischen Lei terstrukturen sein.
In einer weiteren Ausführungsform sind Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips über elektrische Leiterstruk turen des Träger parallel geschaltet. Diese Ausführungsform kann zur Anwendung kommen, wenn die Anzahl der Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips größer ist als die Anzahl der Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips. Hierbei können jeweils mehrere (zum Beispiel zwei) Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips zum Ansteuern von einem der Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips genutzt werden. Durch die Parallelschaltung von Treiberzellen kann eine Erhö- hung (zum Beispiel Verdoppelung) des elektrischen Stroms, mit welchem angesteuerte Pixel des lichtemittierenden Halbleiter chips beaufschlagt werden können, erzielt werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind Pixel des lichtemit tierenden Halbleiterchips über elektrische Leiterstrukturen des Träger parallel geschaltet. Diese Ausführungsform kann zur Anwendung kommen, wenn die Anzahl der Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips kleiner ist als die Anzahl der Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips. Durch die Pa rallelschaltung von Pixeln können jeweils mehrere (zum Bei spiel zwei) Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips von einer der Treiberzellen des elektronischen Halbleiterchips elektrisch angesteuert werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung wenigstens einen weiteren Träger auf, auf welchem der die Halbleiterchips tragende Träger angeordnet ist. Bei dem we nigstens einen weiteren Träger kann es sich zum Beispiel um eine Leiterplatte (PCB, printed Circuit board) , eine Metall kern-Leiterplatte (MCPCB, metal core printed Circuit board) oder einen metallischen Träger handeln. Der wenigstens eine weitere Träger kann u.a. zur Wärmeabführung genutzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Leuchtvorrichtung ein Scheinwerfer oder ein Bestandteil eines Scheinwerfers.
Der Scheinwerfer kann in einem adaptiven Beleuchtungssystem eines Fahrzeugs eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang können weitere Komponenten wie zum Beispiel eine Optik zur Strahlformung zur Anwendung kommen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines pixelierten licht emittierenden Halbleiterchips, ein Bereitstellen eines elekt ronischen Halbleiterchips, welcher zum Ansteuern des pixe lierten lichtemittierenden Halbleiterchips ausgebildet ist, und ein Bereitstellen eines Trägers. Ein weiterer Verfahrens- schritt ist ein Anordnen des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips und des elektronischen Halbleiterchips neben einander auf dem Träger.
Bei der mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Leuchtvorrich tung können die Halbleiterchips räumlich voneinander entkop pelt sein. Dies ermöglicht eine zuverlässige Betriebsweise und eine hohe Lebensdauer der Leuchtvorrichtung. Ferner kön nen die in dem Verfahren verwendeten Halbleiterchips weitge hend unabhängig voneinander ausgelegt und bereitgestellt wer den. Auf diese Weise kann die Leuchtvorrichtung zum Beispiel kostengünstig hergestellt werden. Darüber hinaus können eine hohe Flexibilität und Skalierbarkeit im Hinblick auf die Her stellung der Leuchtvorrichtung ermöglicht werden.
In Bezug auf den letztgenannten Punkt kann zum Beispiel eine Ausgestaltung des elektronischen Halbleiterchips zur Anwen dung kommen, welche sich zur Ansteuerung unterschiedlicher Ausgestaltungen von pixelierten lichtemittierenden Halb leiterchips eignet. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, mit jeweils derselben Ausgestaltung des elektronischen Halb leiterchips und unter Verwendung unterschiedlicher lichtemit tierender Halbleiterchips unterschiedliche Ausgestaltungen der Leuchtvorrichtung zu verwirklichen. Die lichtemittieren den Halbleiterchips können sich zum Beispiel durch die Größe, die Form und/oder die Anzahl von lichtemittierenden Pixeln voneinander unterscheiden. In Abhängigkeit des jeweils ver wendeten lichtemittierenden Halbleiterchips kann ein hierauf abgestimmter Träger zum Einsatz kommen. Die Abstimmung kann zum Beispiel im Hinblick auf die Größe des lichtemittierenden Halbleiterchips sowie im Hinblick auf Bestandteile des licht emittierenden Halbleiterchips wie lichtemittierende Pixel und deren Anzahl, und Kontaktelemente des lichtemittierenden Halbleiterchips und deren Anzahl, erfolgen. Die auf diese Weise zur Verfügung stehende hohe Flexibilität und Skalier barkeit macht es zum Beispiel möglich, schnell auf geänderte Markt- oder Kundenanforderungen zu reagieren. Das Verfahren kann zur Anwendung kommen, um die oben be schriebene Leuchtvorrichtung oder eine oder mehrere der oben beschriebenen Ausführungsformen der Leuchtvorrichtung herzu stellen. In entsprechender Weise können oben mit Bezug auf die Leuchtvorrichtung beschriebene Aspekte und Details auch für das Herstellungsverfahren zur Anwendung kommen.
Beispielsweise können der pixelierte lichtemittierende Halb leiterchip und der elektronische Halbleiterchip unter Verwen dung eines Verbindungsmaterials in direkter Weise auf dem Träger bzw. auf einer Seite des Trägers angeordnet und mon tiert werden. Bei der fertiggestellten Leuchtvorrichtung kann das Verbindungsmaterial jeweils an den Träger und an einen der Halbleiterchips angrenzen. Das Verbindungsmaterial kann elektrisch leitfähig, und zum Beispiel ein Lotmittel oder ein Klebstoff bzw. ein elektrisch leitfähiger Klebstoff sein.
Über das Verbindungsmaterial können jeweils Kontaktelemente von elektrischen Leiterstrukturen des Trägers und Kontaktele mente der Halbleiterchips elektrisch verbunden werden.
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 Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnun gen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Leuchtvorrich tung aufweisend einen pixelierten lichtemittierenden Halb leiterchip, einen elektronischen Halbleiterchip und einen Träger, wobei die Halbleiterchips nebeneinander auf dem Trä ger angeordnet sind;
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Leuchtvorrich tung mit weiteren Trägern;
Figur 3 eine seitliche Darstellung der Leuchtvorrichtung, wo bei eine elektrische Verschaltung der Halbleiterchips mit Hilfe von Leiterstrukturen des Trägers dargestellt ist;
Figur 4 und 5 vergrößerte seitliche Darstellungen der Leucht vorrichtung im Bereich des lichtemittierenden Halbleiter chips ;
Figuren 6 und 7 Aufsichtsdarstellungen von Kontaktstrukturen der Halbleiterchips;
Figur 8 eine seitliche Darstellung einer weiteren Leuchtvor richtung aufweisend einen pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchip, einen elektronischen Halbleiterchip und einen Träger, wobei Treiberzellen des elektronischen Halbleiter chips mit Hilfe von Leiterstrukturen des Trägers parallel ge schaltet sind;
Figur 9 eine seitliche Darstellung einer weiteren Leuchtvor richtung aufweisend einen pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchip, einen elektronischen Halbleiterchip und einen Träger, wobei Pixel des lichtemittierenden Halbleiterchips mit Hilfe von Leiterstrukturen des Trägers parallel geschal tet sind; und
Figuren 10 bis 12 Aufsichtsdarstellungen von elektronischen Halbleiterchips und pixelierten lichtemittierenden Halb leiterchips .
Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche Ausgestaltungen einer Leuchtvorrichtung 100 mit einem pixe- lierten lichtemittierenden Halbleiterchip 110, einem elektro- nischen Halbleiterchip 150 und einem Träger 170 beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die schematischen Figuren nicht maßstabsgetreu sein können. Daher können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer pixelierten Leuchtvorrichtung 100. Die Leuchtvorrich tung 100 weist einen pixelierten lichtemittierenden Halb leiterchip 110, einen elektronischen Halbleiterchip 150 und einen Träger 170 auf. Der Träger 170, welcher auch als Ver bindungslage bezeichnet werden kann, besitzt eine plattenför mige Gestalt und weist zwei entgegengesetzten Hauptseiten auf. Bei den Hauptseiten handelt es sich um Seiten des Trä gers 170 mit dem größten lateralen Flächeninhalt. Die Halb leiterchips 110, 150 sind nebeneinander auf einer der Haupt seiten des Trägers 170 angeordnet, und unter Verwendung eines Verbindungsmaterials unmittelbar auf dem Träger 170 befes tigt. Als Verbindungsmaterial kommt ein Lotmittel 240 zum Einsatz, wie es in den Figuren 4 und 5 für den lichtemittie renden Halbleiterchip 110 veranschaulicht ist.
Der lichtemittierende Halbleiterchip 110 weist eine Pixelan ordnung aus nebeneinander angeordneten Pixeln 115 auf, welche zum Erzeugen einer Lichtstrahlung 250 ausgebildet sind (vgl. Figur 4) . Wie in Figur 1 dargestellt ist, sind die lichtemit tierenden Pixel 115 matrixartig in Form von Zeilen und Spal ten nebeneinander angeordnet. Die Pixel 115 sind separat von einander ansteuerbar, und können infolgedessen einzeln und unabhängig voneinander zur Emission der Lichtstrahlung 250 betrieben werden. Hierdurch können in flexibler Weise unter schiedliche Lichtmuster in einem Ausleuchtungsbereich bereit gestellt werden (nicht dargestellt) . Der lichtemittierende Halbleiterchip 110 kann in Form eines mikrostrukturierten pi xelierten LED-Chips ( light-emitting diode) verwirklicht sein.
Die in Figur 1 gezeigte Leuchtvorrichtung 100 kann zum Bei spiel Bestandteil eines Scheinwerfers eines im Automobilbe- reich eingesetzten adaptiven Beleuchtungssystems sein. Des Weiteren kann der Leuchtvorrichtung 100 zum Beispiel eine Op tik zur Strahlformung nachgeordnet sein (nicht dargestellt) . In Bezug auf diese Anwendung kann die von dem lichtemittie renden Halbleiterchip 110 abgegebene Lichtstrahlung 250 eine weiße Lichtstrahlung sein.
Der elektronische Halbleiterchip 150 der Leuchtvorrichtung 100, welcher auch als Treiberchip oder IC-Chip (integrated Circuit) bezeichnet werden kann, dient zum elektrischen An steuern des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips 110. Zu diesem Zweck weist der elektronische Halbleiterchip 150 eine Vielzahl an nebeneinander angeordneten Treiberzellen 155 mit Schaltungsstrukturen 158 auf, mit deren Hilfe die Pi xel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 elektrisch angesteuert werden können (vgl. Figur 3) . Die Treiberzellen 155 können ebenfalls matrixartig in Form von Zeilen und Spal ten nebeneinander angeordnet sein (vgl. Figur 10) .
Der Träger 170 der in Figur 1 gezeigten Leuchtvorrichtung 100 dient nicht nur zum Tragen der Halbleiterchips 110, 150, son dern auch zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Halbleiterchips 110, 150. Zu diesem Zweck weist der Träger 170 eine Vielzahl an elektrischen Leiterstrukturen 171, 172 auf, wie in Figur 1 anhand von gestrichelten Linien angedeutet ist. Die Leiterstrukturen 171, 172 können wenigs tens zum Teil metallisch ausgeführt sein. In Betracht kommen de metallische Materialien sind zum Beispiel Aluminium und/oder Kupfer. Ferner können die Leiterstrukturen 171, 172
Bestandteile wie weiter unten beschriebene Kontaktelemente 181, 182, 191, 192 (vgl. Figur 3), Leiterbahnen und/oder Vias (vertical interconnect access) umfassen. Über die Lei
terstrukturen 171, 172 sind die Treiberzellen 155 des elekt ronischen Halbleiterchips 150 und die Pixel 115 des licht emittierenden Halbleiterchips 110 elektrisch miteinander ver bunden, so dass die Pixel 115 über die Treiberzellen 115 zur Lichtemission angesteuert werden können. Die Leiterstrukturen 171, 172 sorgen dabei für eine Zuordnung zwischen den Pixeln
115 und Treiberzellen 155.
Die Verwendung des Trägers 170 bei der Leuchtvorrichtung 100 ermöglicht eine räumliche Trennung der Halbleiterchips 110, 150. Wie in Figur 1 gezeigt ist, sind die Halbleiterchips 110, 150 in einem Abstand zueinander auf dem Träger 170 ange ordnet. Diese Ausgestaltung ist mit einer thermischen Ent kopplung der Halbleiterchips 110, 150 verbunden. Auf diese Weise kann es im Betrieb der Leuchtvorrichtung 100 lediglich zu einer geringen bzw. vernachlässigbaren thermischen Belas tung des elektronischen Halbleiterchips 150 mit einer von dem lichtemittierenden Halbleiterchip 110 erzeugten Wärmeenergie kommen. Durch die räumliche Distanz kann ferner unterdrückt werden, dass die von dem lichtemittierenden Halbleiterchip 110 abgegebene Lichtstrahlung 250 zu dem elektronischen Halb leiterchip 150 gelangt und in diesen eingekoppelt wird.
Dadurch sind eine hohe Lebensdauer und eine zuverlässige Be triebsweise des elektronischen Halbleiterchips 150 mit einem geringen Störungsrisiko möglich. Dies gilt in entsprechender Weise für die Leuchtvorrichtung 100.
Die bei der Leuchtvorrichtung 100 vorgesehene Nebeneinander anordnung der Halbleiterchips 110, 150 bietet des Weiteren die Möglichkeit, die Halbleiterchips 110, 150 weitgehend un abhängig voneinander auszulegen, zum Beispiel im Hinblick auf die geometrische Gestalt und den Formfaktor der Halbleiter chips 110, 150 und von Bestandteilen der Halbleiterchips 110, 150 wie deren Pixel 115 und Treiberzellen 155. Auf diese Wei se kann die Leuchtvorrichtung 100 zum Beispiel kostengünstig verwirklicht sein. Ferner kann eine hohe Flexibilität und Skalierbarkeit in Bezug auf eine Herstellung der Leuchtvor richtung 100 zur Verfügung gestellt werden.
Als mögliches Beispiel des unabhängigen Auslegens ist in Fi gur 1 eine Ausgestaltung der Halbleiterchips 110, 150 mit un terschiedlichen Chipformen veranschaulicht. Hierbei weisen die Halbleiterchips 110, 150, in Draufsicht gesehen, unter- schiedliche Umrisse sowie unterschiedliche Größen auf. Der lichtemittierende Halbleiterchip 110 besitzt eine rechteckige nichtquadratische Form, wohingegen der elektronische Halb leiterchip 150 eine quadratische Form besitzt. Auch besitzt der lichtemittierende Halbleiterchip 110 größere laterale Ab messungen als der elektronische Halbleiterchip 150. Der Trä ger 170 der Leuchtvorrichtung 100 weist, hierauf abgestimmt, einen T-förmigen Umriss auf.
Die Leuchtvorrichtung 100 kann zusätzlich zu den in Figur 1 gezeigten Bestandteilen mit wenigstens einem weiteren Be standteil, zum Beispiel wenigstens einem weiteren Träger, verwirklicht sein. Zur beispielhaften Veranschaulichung zeigt Figur 2 eine schematische perspektivische Darstellung der Leuchtvorrichtung 100 mit zwei weiteren Trägern 201, 202. Hierbei befindet sich der Träger 170 auf dem Träger 201, und ist der Träger 201 auf dem Träger 202 angeordnet. Der Träger 201 kann zum Beispiel eine Leiterplatte (PCB, printed Circuit board) oder eine Metallkern-Leiterplatte (MCPCB, metal core printed Circuit board) sein. Der andere Träger 202 kann bei spielsweise ein metallischer Träger sein. Die Träger 201, 202 können zum Beispiel zum Erzielen einer effizienten Wärmeab führung im Betrieb der Leuchtvorrichtung 100 genutzt werden.
Figur 3 zeigt eine schematische seitliche Darstellung der Leuchtvorrichtung 100, anhand derer weitere Details in Bezug auf den Träger 170, die hierauf angeordneten Halbleiterchips 110, 150 und deren elektrische Verbindung deutlich werden.
Der lichtemittierende Halbleiterchip 110 weist eine Halb leiterschichtenfolge 120 zur primären Strahlungserzeugung und eine Konversionsschicht 130 zur Strahlungskonversion auf. Die Konversionsschicht 130 befindet sich auf der dem Träger 170 abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge 120. Wie wei ter unten noch näher erläutert wird, sind die Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 durch die Halbleiter schichtenfolge 120 und die Konversionsschicht 130 gebildet. Der lichtemittierende Halbleiterchip 110 weist ferner an ei ner dem Träger 170 zugewandten Seite eine an die Halbleiter schichtenfolge 120 angeschlossene Kontaktstruktur auf, mit deren Hilfe die Halbleiterschichtenfolge 120 mit elektrischer Energie zur Lichterzeugung versorgt werden kann. Die Kontakt struktur des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 umfasst separate Kontaktelemente 142, welche jeweils einem der Pixel 115 zugeordnet sind, und ein zusammenhängendes Kontaktelement 141. Das Kontaktelement 141 weist Aussparungen auf, innerhalb welchem die anderen Kontaktelemente 142 angeordnet sind (vgl. Figur 6) . Das zusammenhängende Kontaktelement 141 kann als Anode, und die Kontaktelemente 142 können als Kathoden die nen. Die Kontaktelemente 141, 142 können wenigstens zum Teil metallisch ausgeführt sein. Für eine Erhöhung der Zuverläs sigkeit weist der lichtemittierende Halbleiterchip 110 an der dem Träger 170 zugewandten Seite eine die Kontaktelemente 141, 142 trennende Isolation 147 auf. Die Isolation 147 kann ein elektrisch isolierendes Material wie zum Beispiel Silizi umoxid, Siliziumnitrid oder Polyimid umfassen.
Der Träger 170 der Leuchtvorrichtung 110 weist, neben den oben erwähnten Leiterstrukturen 171, 172, ein Trägermaterial 177 auf. Das Trägermaterial 177 kann ein isolierendes Materi al wie zum Beispiel ein keramisches Material, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Polyimid oder ein Halbleitermaterial wie bei spielsweise Silizium sein. Wie in Figur 3 gezeigt ist, können die Leiterstrukturen 171, 172 zum Teil in dem Trägermaterial 177 des Trägers 170 eingebettet sein.
Der Träger 170 bzw. dessen Leiterstrukturen 171, 172 umfassen eine auf die Kontaktstruktur des lichtemittierenden Halb leiterchips 110 abgestimmte Kontaktstruktur . Hierbei handelt es sich um separate Kontaktelemente 182 und um ein zusammen hängendes Kontaktelement 181 mit Aussparungen, innerhalb wel chem die Kontaktelemente 182 angeordnet sind. Dabei liegt ei ne Ausgestaltung entsprechend den Kontaktelementen 141, 142 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 vor. Die Kontakte lemente 182 sind mit jeweils einem der Kontaktelemente 142, und das Kontaktelement 181 ist mit dem Kontaktelement 141 elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung ist jeweils über das zur Montage der Halbleiterchips 110, 150 auf dem Träger 170 verwendete Lotmittel 240 hergestellt, wie es in den Figuren 4 und 5 für den lichtemittierenden Halbleiterchip 110 dargestellt ist.
Der elektronische Halbleiterchip 150 weist ebenfalls, wie in Figur 3 gezeigt ist, an einer dem Träger 170 zugewandten Sei te eine Kontaktstruktur auf. Die Kontaktstruktur des elektro nischen Halbleiterchips 150 umfasst separate Kontaktelemente 162 und ein zusammenhängendes Kontaktelement 161 mit Ausspa rungen, innerhalb welchem die Kontaktelemente 162 angeordnet sind. Hierbei kann eine der Kontaktstruktur des lichtemittie renden Halbleiterchips 110 entsprechende Ausgestaltung vor liegen. Das zusammenhängende Kontaktelement 161 kann als Ano de, und die Kontaktelemente 162 können als Kathoden dienen. Die Kontaktelemente 161, 162 können wenigstens zum Teil me tallisch ausgeführt sein. Für eine Erhöhung der Zuverlässig keit weist der elektronische Halbleiterchip 150 an der dem Träger 170 zugewandten Seite eine die Kontaktelemente 161,
162 trennende Isolation 167 auf. Die Isolation 167 kann, ent sprechend der Isolation 147 des lichtemittierenden Halb leiterchips 110, ein elektrisch isolierendes Material wie zum Beispiel Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Polyimid umfassen.
Korrespondierend zu der Kontaktstruktur des elektronischen Halbleiterchips 150 weist der Träger 170 bzw. weisen die Lei terstrukturen 171, 172 des Trägers 170 eine hierauf abge stimmte Kontaktstruktur auf. In diesem Sinne weist der Träger 170 separate Kontaktelemente 192 und ein zusammenhängendes Kontaktelement 191 mit Aussparungen auf, innerhalb welchem die Kontaktelemente 192 angeordnet sind. Dabei liegt eine Ausgestaltung entsprechend den Kontaktelementen 161, 162 des elektronischen Halbleiterchips 150 vor. Die Kontaktelemente 192 sind mit jeweils einem der Kontaktelemente 162, und das Kontaktelement 191 ist mit dem Kontaktelement 161 elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung ist auch an dieser Stelle über das zur Montage der Halbleiterchips 110, 150 auf dem Träger 170 eingesetzte Lotmittel 240 hergestellt, wie es in den Figuren 4 und 5 für den lichtemittierenden Halbleiter chip 110 veranschaulicht ist.
Mit Bezug auf die elektrische Verbindung der Halbleiterchips 110, 150 weist der Träger 170, wie in Figur 3 dargestellt ist, mehrere Leiterstrukturen 172 und eine gestrichelt ange deutete zusammenhängende Leiterstruktur 171 auf. Die Lei terstrukturen 172 umfassen jeweils ein Kontaktelement 182 und ein Kontaktelement 192, so dass jeweils ein Kontaktelement 182 und ein Kontaktelement 192 elektrisch verbunden sind. In folgedessen sind über die Leiterstrukturen 172 des Trägers 170 jeweils ein Kontaktelement 142 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 und ein Kontaktelement 162 des elektroni schen Halbleiterchips 150 elektrisch miteinander verbunden. Die andere Leiterstruktur 171 des Trägers 170 weist die zu sammenhängenden Kontaktelemente 181, 191 auf, welche somit elektrisch verbunden sind. Infolgedessen sind über die Lei terstruktur 171 des Trägers 170 das zusammenhängende Kontak telement 141 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 und das zusammenhängende Kontaktelement 161 des elektronischen Halbleiterchips 150 elektrisch miteinander verbunden.
Anhand von Figur 3 wird weiter deutlich, dass der elektroni sche Halbleiterchip 150 einen Halbleiterkörper aus zum Bei spiel Silizium aufweist, in welchem die oben erwähnten Trei berzellen 155 ausgebildet sind. Jede der Treiberzellen 155 umfasst einen Schalter 158. Die Schalter 158 können in Form von Transistoren verwirklicht sein. Die Schalter 158 sind mit den Kontaktelementen 162, und mit einer von extern kontak tierbaren Leiterstruktur 165 des elektronischen Halbleiter chips 150 elektrisch verbunden. Das zusammenhängende Kontak telement 161 kann mit einer nicht dargestellten weiteren und von extern kontaktierbaren Leiterstruktur des elektronischen Halbleiterchips 150 elektrisch verbunden sein. Die Lei terstruktur 165 und die nicht dargestellte weitere Lei terstruktur können zum Beispiel mit Hilfe von Bonddrähten kontaktiert sein, wie es in Figur 3 mit Bezug auf die Lei terstruktur 165 angedeutet ist. Auf diese Weise kann der elektronische Halbleiterchip 150 bzw. können dessen Lei terstrukturen an eine nicht dargestellte Stromquelle ange schlossen sein. Im Betrieb der Leuchtvorrichtung 100 können infolgedessen durch selektives Schalten der Schalter 158 der Treiberzellen 155 des elektronischen Halbleiterchips 150 ein zelne, mehrere oder sämtliche Pixel 115 des lichtemittieren den Halbleiterchips 110 über die Leiterstrukturen 171, 172 des Trägers 170 bestromt und zum Beispiel mit Konstantstrom versorgt, und dadurch zur Lichtemission angesteuert werden.
Figur 4 zeigt eine vergrößerte schematische seitliche Dar stellung der Leuchtvorrichtung 100 im Bereich des lichtemit tierenden Halbleiterchips 110, anhand derer weitere mögliche Details in Bezug auf den lichtemittierenden Halbleiterchip 110 deutlich werden. Die Halbleiterschichtenfolge 120 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 weist eine dem Träger 170 zugewandte strukturierte Seite auf. An dieser Stelle lie gen in Richtung des Trägers 170 hervorstehende lichtemittie rende Bereiche 125 vor. Die lichtemittierenden Bereiche 125 sind durch Gräben getrennt, welche zusammen eine gitterförmi ge und die Bereiche 125 umschließende Grabenstruktur bilden.
Wie in Figur 4 ferner dargestellt ist, umfasst die Halb leiterschichtenfolge 120 einen zusammenhängenden ersten Halb leiterbereich 121 eines ersten Leitungstyps und, in jedem der lichtemittierenden Bereiche 125, jeweils einen zweiten Halb leiterbereich 123 eines von dem ersten Leitungstyp verschie denen zweiten Leitungstyps und eine sich zwischen dem ersten Halbleiterbereich 121 und den zweiten Halbleiterbereichen 123 befindende aktive Zone 122. Der erste Halbleiterbereich 121 kann n-leitend, und die zweiten Halbleiterbereiche 123 können p-leitend sein. Die aktiven Zonen 122 sind zur Erzeugung ei ner primären Lichtstrahlung 251 ausgebildet. Die aktiven Zo nen 122 können in Form eines p-n-Übergangs , einer Einfach quantentopfstruktur oder einer MehrfachquantentopfStruktur ausgebildet sein. Die auf der Halbleiterschichtenfolge 120 angeordnete Konver sionsschicht 130 ist dazu ausgebildet, die im Betrieb von den aktiven Zonen 122 der lichtemittierenden Bereiche 125 erzeug te und in Richtung der Konversionsschicht 130 emittierte pri märe Lichtstrahlung 251 teilweise in eine sekundäre Licht strahlung umzuwandeln. Die primäre und die sekundäre Licht strahlung, welche zusammen in Form einer überlagerten Misch strahlung 250 von der Konversionsschicht 130 emittiert werden können, können eine blaue und eine gelbe Lichtstrahlung sein. Auf diese Weise kann, wie oben erwähnt, eine weiße Licht strahlung 250 von der Leuchtvorrichtung 100 abgegeben werden.
Mit Bezug auf die Pixel 115 des lichtemittierenden Halb leiterchips 110 ist jeder Pixel 115 durch einen lichtemittie renden Bereich 125 der Halbleiterschichtenfolge 120 und einen im Betrieb von dem betreffenden lichtemittierenden Bereich 125 mit der Primärstrahlung 251 durchstrahlten Bereich der Konversionsschicht 130 gebildet. Die Pixelformen der Pixel 115 sind durch die laterale geometrische Gestalt der licht emittierenden Bereiche 125 der Halbleiterschichtenfolge 120 vorgegeben .
Anhand von Figur 4 wird weiter deutlich, dass das zusammen hängende Kontaktelement 141 des lichtemittierenden Halb leiterchips 110 seitlich der lichtemittierenden Bereiche 125 und innerhalb der die lichtemittierenden Bereiche 125 tren nenden Grabenstruktur mit dem ersten Halbleiterbereich 121 der Halbleiterschichtenfolge 120 verbunden ist. Die anderen Kontaktelemente 142, welche eine gestufte bzw. T-förmige Querschnittsform besitzen können, sind mit jeweils einem der zweiten Halbleiterbereiche 123 verbunden. Hierdurch können die lichtemittierenden Bereiche 125 und damit die Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 unabhängig vonei nander über die Treiberzellen 155 des elektronischen Halb leiterchips 150 zur Lichterzeugung angesteuert werden. Figur 5 zeigt eine weitere vergrößerte schematische seitliche Darstellung der Leuchtvorrichtung 100 im Bereich des licht emittierenden Halbleiterchips 110. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass in Figur 5, wie auch in Figur 3, aus Gründen der Übersichtlichkeit eine von Figur 4 abwei chende vereinfachte Darstellung für die Halbleiterschichten folge 120 und die Kontaktstruktur des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 gezeigt ist. Anhand von Figur 5 wird deutlich, dass die Leiterstruktur 171 des Trägers 170, welche das zusammenhängende Kontaktelement 181 umfasst, zum Teil seitlich (d.h. seitlich versetzt zur Schnittebene von Figur 5) an den die Kontaktelemente 182 umfassenden Leiterstruktu ren 172 des Trägers 170 vorbeigeführt sein kann.
Figur 6 zeigt eine schematische Aufsichtsdarstellung einer möglichen Ausgestaltung der Kontaktstruktur des lichtemittie renden Halbleiterchips 110. Das zusammenhängende Kontaktele ment 141 weist kreisförmige Aussparungen auf, innerhalb wel chen die anderen Kontaktelemente 142 angeordnet sind. Die Kontaktelemente 142 besitzen einen kreisförmigen Umriss. Die Aussparungen des Kontaktelements 141 und die Kontaktelemente 142 sind in einem regelmäßigen periodischen Raster angeord net. Die dem lichtemittierenden Halbleiterchip 110 zugeordne te Kontaktstruktur des Trägers 170 mit den Kontaktelementen 181, 182 kann, in Draufsicht gesehen, ein Figur 6 entspre chendes Aussehen besitzen. Hierbei kann das zusammenhängende Kontaktelement 181 kreisförmige Aussparungen, und können die innerhalb der Aussparungen angeordneten Kontaktelemente 182 einen kreisförmigen Umriss aufweisen (nicht dargestellt) .
In entsprechender Weise besteht die Möglichkeit, dass die Kontaktstruktur des elektronischen Halbleiterchips 150, in Draufsicht gesehen, ein Figur 6 entsprechendes Aussehen be sitzt, d.h. dass das zusammenhängende Kontaktelement 161 kreisförmige Aussparungen und die innerhalb der Aussparungen angeordneten Kontaktelemente 162 einen kreisförmigen Umriss aufweisen. Dies gilt in entsprechender Weise für die dem elektronischen Halbleiterchip 150 zugeordnete Kontaktstruktur des Trägers 170, bei welcher das zusammenhängende Kontaktele ment 191 kreisförmige Aussparungen und die innerhalb der Aus sparungen angeordneten Kontaktelemente 192 einen kreisförmi gen Umriss aufweisen können (jeweils nicht dargestellt) .
Das unabhängige Auslegen der Halbleiterchips 110, 150 der Leuchtvorrichtung 100 bietet jedoch auch die Möglichkeit, die Kontaktstrukturen der Halbleiterchips 110, 150 voneinander abweichend auszugestalten. Zur beispielhaften Veranschauli chung zeigt Figur 7 eine schematische Aufsichtsdarstellung einer möglichen Ausgestaltung der Kontaktstruktur des elekt ronischen Halbleiterchips 150, welche sich von der in Figur 6 gezeigten Ausgestaltung unterscheidet. Das zusammenhängende Kontaktelement 161 des elektronischen Halbleiterchips 150 weist hierbei rechteckige bzw. quadratische Aussparungen auf, innerhalb welchen die anderen Kontaktelemente 162 angeordnet sind. Die Kontaktelemente 162 besitzen einen rechteckigen bzw. quadratischen Umriss. Die dem elektronischen Halbleiter chip 150 zugeordnete Kontaktstruktur des Trägers 170 kann, in Draufsicht gesehen, ein Figur 7 entsprechendes Aussehen mit rechteckigen bzw. quadratischen Aussparungen des Kontaktele ment 191 und einem rechteckigen bzw. quadratischen Umriss der Kontaktelemente 192 besitzen (nicht dargestellt) .
Im Folgenden werden weitere mögliche Varianten und Ausgestal tungen beschrieben, welche in Bezug auf eine hier beschriebe ne Leuchtvorrichtung 100 in Betracht kommen können. Überein stimmende Merkmale und Details sowie gleiche und gleich wir kende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detail liert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die obige Beschreibung Bezug genommen. Ferner können Aspekte und Details, welche in Bezug auf eine Ausgestaltung genannt werden, auch in Bezug auf eine andere Ausgestaltung zur An wendung kommen und können Merkmale von zwei oder mehreren Ausgestaltungen miteinander kombiniert werden.
Figur 8 zeigt eine schematische seitliche Darstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung 100 mit einem Träger 170, auf wel- chem ein pixelierter lichtemittierender Halbleiterchip 110 und ein elektronischer Halbleiterchips 150 nebeneinander an geordnet sind. Im Unterschied zu Figur 3 sind bei der Leucht vorrichtung 100 von Figur 8 jeweils zwei Treiberzellen 155 und damit Schalter 158 des elektronischen Halbleiterchips 150 elektrisch kurzgeschlossen und dadurch parallel geschaltet. Infolgedessen sind an die Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 jeweils zwei Treiberzellen 155 elektrisch angeschlossen, und kann insofern jeder Pixel 115 mittels zweier Treiberzellen 155 gleichzeitig elektrisch angesteuert werden. Auf diese Weise kann eine Erhöhung bzw. Verdoppelung des elektrischen Stroms, mit welchem ein angesteuerter Pixel 115 beaufschlagt wird, erreicht werden.
Die in Figur 8 gezeigte Parallelschaltung von Treiberzellen 155 ist dadurch verwirklicht, dass jede Leiterstruktur 172 des Trägers 170 ein Kontaktelement 182 und zwei Kontaktele mente 192 aufweist, und somit diese drei Kontaktelemente 182, 192 über die zugehörige Leiterstruktur 172 elektrisch verbun den sind. Auf diese Weise sind jeweils zwei Kontaktelemente 162 des elektronischen Halbleiterchips 150 und ein Kontakte lement 142 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110
elektrisch miteinander verbunden. Die in Figur 8 gezeigte Ausgestaltung kann zur Anwendung kommen, wenn die Anzahl der Treiberzellen 155 des elektronischen Halbleiterchips 150 grö ßer ist als bzw. doppelt so groß ist wie die Anzahl der Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110.
Entsprechend Figur 8 sind weitere Ausgestaltungen einer
Leuchtvorrichtung 100 denkbar, bei welchen eine größere An zahl an Treiberzellen 155 des elektronischen Halbleiterchips 150 jeweils parallel geschaltet und an einen der Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 elektrisch ange schlossen sind. Ferner sind Ausgestaltungen möglich, bei wel chen an Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 unterschiedliche Anzahlen an Treiberzellen 155 des elektroni schen Halbleiterchips 150 elektrisch angeschlossen sind, und bei welchen infolgedessen Pixel 115 von unterschiedlichen An- zahlen an Treiberzellen 155 elektrisch angesteuert werden können. In diesem Sinne kann zum Beispiel eine Ausgestaltung einer Leuchtvorrichtung 100 in Betracht kommen, bei welcher bei einer Gruppe von Pixeln 115 des lichtemittierenden Halb leiterchips 110 die Pixel 115 von jeweils einer Treiberzelle 155 des elektronischen Halbleiterchips 150 ansteuerbar sind, und bei welcher bei einer anderen Gruppe von Pixeln 115 die Pixel 115 von jeweils mehreren (zum Beispiel zwei) Treiber zellen 155 ansteuerbar sind. Derartige Varianten lassen sich durch eine entsprechende Ausgestaltung von Leiterstrukturen 172 des Trägers 170 verwirklichen (jeweils nicht darge stellt) .
Figur 9 zeigt eine schematische seitliche Darstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung 100 mit auf einem Träger 170 ange ordneten Halbleiterchips 110, 150. Im Unterschied zu Figur 3 sind bei der Leuchtvorrichtung 100 von Figur 9 jeweils zwei Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110
elektrisch kurzgeschlossen und dadurch parallel geschaltet. Infolgedessen ist an jeweils zwei Pixel 115 des lichtemittie renden Halbleiterchips 110 eine entsprechende Treiberzelle 155 des elektronischen Halbleiterchips 150 elektrisch ange schlossen, und können insofern mit jeder der Treiberzellen 155 jeweils zwei Pixel 115 gleichzeitig elektrisch angesteu ert werden.
Die in Figur 9 dargestellte Parallelschaltung von Pixeln 115 ist dadurch verwirklicht, dass jede Leiterstruktur 172 des Trägers 170 zwei Kontaktelemente 182 und ein Kontaktelement 192 aufweist, und somit diese drei Kontaktelemente 182, 192 über die zugehörige Leiterstruktur 172 elektrisch verbunden sind. Hierdurch sind jeweils zwei Kontaktelemente 142 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 und ein Kontaktelement 162 des elektronischen Halbleiterchips 150 elektrisch mitei nander verbunden. Die in Figur 9 gezeigte Ausgestaltung kann zur Anwendung kommen, wenn die Anzahl der Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 größer ist als bzw. doppelt so groß ist wie die Anzahl der Treiberzellen 155 des elektronischen Halbleiterchips 150.
Entsprechend Figur 9 können weitere Ausgestaltungen einer Leuchtvorrichtung 100 in Betracht kommen, bei welchen eine größere Anzahl an Pixeln 115 des lichtemittierenden Halb leiterchips jeweils parallel geschaltet und an eine der Trei berzellen 155 des elektronischen Halbleiterchips 150
elektrisch angeschlossen sind. Ferner sind Ausgestaltungen möglich, bei welchen Treiberzellen 155 des elektronischen Halbleiterchips an unterschiedliche Anzahlen von Pixeln 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips 110 elektrisch ange schlossen sind, und welche sich insofern zum Ansteuern von unterschiedlichen Anzahlen an Pixeln 115 eignen. Ein Beispiel ist eine Ausgestaltung einer Leuchtvorrichtung 100, bei wel cher bei einer Gruppe von Treiberzellen 155 des elektroni schen Halbleiterchips 150 mit den Treiberzellen 155 nur je weils ein Pixel 115 des lichtemittierenden Halbleiterchips ansteuerbar ist, und bei welcher bei einer anderen Gruppe von Treiberzellen 155 mit den Treiberzellen 155 jeweils mehrere (zum Beispiel zwei) Pixel 115 ansteuerbar sind. Derartige Va rianten lassen sich durch eine entsprechende Ausgestaltung von Leiterstrukturen 172 des Trägers 170 verwirklichen (je weils nicht dargestellt) .
Es sind darüber hinaus Ausgestaltungen einer Leuchtvorrich tung 100 denkbar, welche Mischformen der vorgenannten Ausge staltungen umfassen. Solche Leuchtvorrichtungen 100 können sowohl parallel geschaltete Treiberzellen 155 als auch paral lel geschaltete Pixel 115 umfassen (nicht dargestellt) .
Zur Herstellung einer hier beschriebenen Leuchtvorrichtung 100 werden ein pixelierter lichtemittierender Halbleiterchip 110, ein sich zum Ansteuern des lichtemittierenden Halb leiterchips 110 eignender elektronischer Halbleiterchip 150 und ein Träger 170 bereitgestellt. Ferner werden die Halb leiterchips 110, 150 nebeneinander auf dem Träger 170 ange ordnet. Die Chipmontage erfolgt unter Verwendung eines Ver- bindungsmaterials bzw. Lotmittels 240. Wie oben angedeutet wurde, bietet dieses Vorgehen die Möglichkeit, die Halb leiterchips 110, 150 weitgehend unabhängig voneinander auszu legen. Ferner kann eine hohe Flexibilität und Skalierbarkeit hinsichtlich der Herstellung zur Verfügung gestellt werden.
In diesem Sinne kann eine Leuchtvorrichtung 100 verwirklicht werden, bei welcher zum Beispiel unterschiedliche Chipformen der Halbleiterchips 110, 150, d.h. in Draufsicht gesehen un terschiedliche Umrisse und geometrische Formen der Halb leiterchips 110, 150 und/oder unterschiedliche Größen und Flächenabmessungen der Halbleiterchips 110, 150, vorliegen.
Dies ist zum Beispiel der Fall bei der in Figur 1 gezeigten Leuchtvorrichtung 100. Ein weiterer möglicher Unterschied kann in Bezug auf die Anzahl an Pixeln 115 des lichtemittie renden Halbleiterchips 110 und die Anzahl an Treiberzellen 155 des elektronischen Halbleiterchips 150 bestehen. Hin sichtlich solcher Ausgestaltungen können Parallelschaltungen von Pixeln 115 und/oder Treiberzellen 155, wie es anhand der Figuren 8 und 9 erläutert wurde, in Betracht kommen. Ferner kann eine Leuchtvorrichtung 100 verwirklicht werden, bei wel cher sich zum Beispiel die Pixel 115 und Treiberzellen 155 der Halbleiterchips 110, 150 durch die Formen, d.h. in Drauf sicht gesehen durch die Umrisse und geometrischen Formen und/oder durch die Größen und Flächenabmessungen, voneinander unterscheiden .
Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, ein und dieselbe Aus gestaltung eines elektronischen Halbleiterchips 150 für un terschiedliche Ausgestaltungen von pixelierten lichtemittie renden Halbleiterchips 110 einzusetzen. Dies erlaubt eine Skalierbarkeit des lichtemittierenden Halbleiterchips 110, und ermöglicht es, in flexibler Weise unterschiedliche Ausge staltungen einer Leuchtvorrichtung 100 zu verwirklichen. Die lichtemittierenden Halbleiterchips 110 können sich zum Bei spiel durch die Größe, die Form und/oder die Anzahl der Pixel 115 voneinander unterscheiden. Zur beispielhaften Veranschaulichung dieses Aspekts zeigt Fi gur 10 schematische Aufsichtsdarstellungen eines elektroni schen Halbleiterchips 150 und von unterschiedlichen Ausge staltungen eines pixelierten lichtemittierenden Halbleiter chips 110. Der elektronische Halbleiterchip 150 eignet sich zur Ansteuerung sämtlicher der in Figur 10 gezeigten licht emittierenden Halbleiterchips 110. Vorliegend weist der elektronische Halbleiterchip 150 einen quadratischen Umriss und fünfundzwanzig Treiberzellen 155 mit einem quadratischen Umriss auf. Der in Figur 10 gezeigte oberste lichtemittieren de Halbleiterchip 110 weist einen quadratischen Umriss und fünfundzwanzig Pixel 115 mit einem quadratischen Umriss auf. Der Halbleiterchip 110 ist größer als der Halbleiterchip 150. Auch sind die Pixel 115 größer als die Treiberzellen 155.
Die in Figur 10 gezeigten mittleren beiden lichtemittierenden Halbleiterchips 110 weisen einen rechteckigen nichtquadrati schen Umriss sowie fünfundzwanzig Pixel 115 mit einem recht eckigen nichtquadratischen Umriss auf. Somit liegen unter schiedliche Seitenverhältnisse in Bezug auf die Umrisse der Halbleiterchips 110, 150 und in Bezug auf die Umrisse von Pi- xeln 115 und Treiberzellen 155 vor. Des Weiteren sind die Halbleiterchips 110 größer als der Halbleiterchip 150, und sind die Pixel 115 größer als die Treiberzellen 155.
Ein weiterer möglicher Unterschied zwischen den Halbleiter chips 110, 150 kann darin bestehen, dass die Treiberzellen 155 des elektronischen Halbleiterchips 150 eine einheitliche Aufsichtsform besitzen, und dass der lichtemittierende Halb leiterchip 110 Pixel 115 mit unterschiedlichen Pixelformen, also unterschiedlichen Umrissformen und/oder unterschiedli chen lateralen Abmessungen von Pixeln 115, aufweist. Ein mög liches Beispiel hierfür stellt der in Figur 10 gezeigte un terste lichtemittierende Halbleiterchip 110 dar. Der Halb leiterchip 110 besitzt eine von einer rechteckigen bzw. quad ratischen Form abweichende Form mit nach außen gekrümmten Pi xelseiten, und weist fünfundzwanzig Pixel 115 mit verzerrten und unterschiedlich stark von einer rechteckigen bzw. quadra- tischen Form abweichenden Pixelformen auf. Die Verzerrung, welche einer tonnenförmigen Verzeichnung eines rechtwinkligen Gitters entspricht, nimmt in Richtung des Randes und der Ecken des Halbleiterchips 110 zu.
Unter Verwendung der in Figur 10 gezeigten unterschiedlichen lichtemittierenden Halbleiterchips 110 und jeweils eines elektronischen Halbleiterchips 150, wie er in Figur 10 ge zeigt ist, können unterschiedliche Leuchtvorrichtungen 100 hergestellt werden. Hierbei können jeweils unterschiedliche, und auf die lichtemittierenden Halbleiterchips 110 abgestimm te Träger 170 zum Einsatz kommen. Die Abstimmung kann im Hin blick auf die Größe und Form der Halbleiterchips 110 sowie im Hinblick auf Bestandteile der Halbleiterchips 110 wie zum Beispiel deren Kontaktelemente erfolgen. Dabei können Träger 170 eingesetzt werden, welche abweichend von Figur 1 einen anderen Umriss, zum Beispiel einen rechteckigen bzw. quadra tischen Umriss, besitzen können (jeweils nicht dargestellt) .
Hinsichtlich Figur 10 (und auch der folgenden Figuren 11 und 12) wird ferner darauf hingewiesen, dass Halbleiterchips 110, 150 mit anderen bzw. (wesentlich) größeren Anzahlen an Pixeln 115 und Treiberzellen 155 zur Anwendung kommen können. Figur 1 zeigt zum Beispiel einen lichtemittierenden Halbleiterchip 110 mit einer größeren Anzahl an Pixeln 115. Mögliche Anzah len von Pixeln 115 und Treiberzellen 155 können zum Beispiel im dreistelligen bis fünfstelligen Bereich liegen.
Wie oben beschrieben wurde, können Leuchtvorrichtungen 100 verwirklicht werden, bei welchen sich die Anzahlen an Pixeln 115 und an Treiberzellen 155 der verwendeten Halbleiterchips 110, 150 voneinander unterscheiden. Zur beispielhaften Veran schaulichung zeigt Figur 11 eine schematische Aufsichtsdar stellung eines elektronischen Halbleiterchips 150 und eines mit diesem ansteuerbaren lichtemittierenden Halbleiterchips 110. Der Halbleiterchip 150 weist einen quadratischen Umriss und fünfundzwanzig Treiberzellen 155 mit einem quadratischen Umriss auf. Der lichtemittierende Halbleiterchip 110 weist im Unterschied hierzu fünfzig Pixel 115 mit einem rechteckigen nichtquadratischen Umriss auf. Die Pixel 115 liegen ferner in zwei unterschiedlichen Pixelgrößen und Pixelformen vor. Auch besitzt der Halbleiterchip 110 einen T-förmigen Umriss. Bei einer aus den Halbleiterchips 110, 150 aufgebauten Leuchtvor richtung 100 kann die Ansteuerung des Halbleiterchips 110 durch den Halbleiterchip 150 zum Beispiel mit Hilfe eines entsprechend Figur 9 ausgebildeten Trägers 170 verwirklicht werden, d.h. dass jeweils zwei Pixel 115 parallel geschaltet sind .
Weitere mögliche Ausgestaltungen werden anhand von Figur 12 deutlich, welche schematische Aufsichtsdarstellungen eines elektronischen Halbleiterchips 150 und von zwei mit Hilfe des Halbleiterchips 150 ansteuerbaren lichtemittierenden Halb leiterchips 110 zeigt. Der elektronische Halbleiterchip 150 weist einen rechteckigen nichtquadratischen Umriss mit fünf zig quadratischen Treiberzellen 155 auf. Die beiden in Figur 12 gezeigten lichtemittierenden Halbleiterchips 110 weisen im Unterschied hierzu fünfundzwanzig Pixel 115 auf. Hierbei weist der obere in Figur 12 gezeigte Halbleiterchip 110 einen quadratischen Umriss und quadratische Pixel 115 auf. Der un tere in Figur 12 gezeigte Halbleiterchip 110 weist einen rechteckigen nichtquadratischen Umriss und rechteckige nicht quadratische Pixel 115 auf. Bei einer aus dem Halbleiterchip 150 und einem der Halbleiterchips 110 aufgebauten Leuchtvor richtung 100 kann die Ansteuerung des Halbleiterchips 110 durch den Halbleiterchip 150 zum Beispiel mit Hilfe eines entsprechend Figur 8 verwirklichten Trägers 170 erfolgen, d.h. dass jeweils zwei Treiberzellen 155 parallel geschaltet sind .
Neben den vorstehend beschriebenen und in den Figuren abge bildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinatio nen von Merkmalen umfassen können. Es ist zum Beispiel möglich, anstelle der in den Figuren ge zeigten und beschriebenen Formen andere Formen für Halb leiterchips 110, 150, für Träger 170 und/oder für Bestandtei le von Halbleiterchips 110, 150 und Trägern 170 wie zum Bei spiel Pixel 115, Treiberzellen 155 und Kontaktstrukturen vor zusehen. In diesem Sinne können zum Beispiel Pixel 115 in Be tracht kommen, welche eine runde Form, eine Buchstabenform, oder eine ein Bild oder ein Symbol wiedergebende Form aufwei sen .
Des Weiteren können anstelle der oben genannten Materialien andere Materialien zum Einsatz kommen. Auch können, durch ei ne entsprechende Gestaltung eines lichtemittierenden Halb leiterchips 110 bzw. einer Halbleiterschichtenfolge 120 und eines Konversionselements 130, Lichtstrahlungen mit anderen als den oben genannten Farben erzeugt werden.
Eine weitere mögliche Abwandlung besteht darin, anstelle ei nes Lotmittels 240 ein anderes elektrisch leitfähiges Verbin dungsmaterial wie zum Beispiel einen elektrisch leitfähigen Klebstoff zur Montage von Halbleiterchips 110, 150 auf einem Träger 170 einzusetzen.
Im Hinblick auf Kontaktstrukturen von Halbleiterchips 110,
150 und Trägern 170 ist es alternativ möglich, anstelle von zusammenhängenden Kontaktelementen 141, 161, 181, 191 separa te Kontaktelemente vorzusehen.
Eine weitere mögliche Abwandlung ist eine Leuchtvorrichtung 100, bei welcher der elektronische Halbleiterchip 150 von den lateralen Abmessungen her größer ist als der lichtemittieren de Halbleiterchip 110.
Darüber hinaus kann eine gemäß den obigen Ansätzen aufgebaute Leuchtvorrichtung 100 nicht nur in einem Scheinwerfer, son dern auch anderweitig zur Anwendung kommen, zum Beispiel für eine andere externe oder auch interne Beleuchtung im Automo bilbereich, oder für die Allgemeinbeleuchtung. 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.
BEZUGSZE ICHENLISTE
100 LeuchtVorrichtung
110 lichtemittierender Halbleiterchip
115 Pixel
120 Halbleiterschichtenfolge
121 Halbleiterbereich
122 aktive Zone
123 Halbleiterbereich
125 lichtemittierender Bereich
130 KonversionsSchicht
141 Kontaktelernent
142 Kontaktelernent
147 Isolation
150 elektronischer Halbleiterchip 155 Treiberzelle
158 Schalter
161 Kontaktelernent
162 Kontaktelernent
165 LeiterStruktur
167 Isolation
170 Träger
171 LeiterStruktur
172 LeiterStruktur
177 Trägermaterial
181 Kontaktelernent
182 Kontaktelernent
191 Kontaktelernent
192 Kontaktelernent
201 Träger
202 Träger
240 Lotmittel
250 Lichtstrahlung
251 Lichtstrahlung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Leuchtvorrichtung (100), aufweisend: einen pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchip (HO) ; einen elektronischen Halbleiterchip (150) zum Ansteuern des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips (110) ; und einen Träger (170), wobei der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip (110) und der elektronische Halbleiterchip (150) neben einander auf dem Träger (170) angeordnet sind.
2. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip (110) und der elektronische Halbleiterchip (150) unter schiedliche Formen aufweisen.
3. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
wobei der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip (110) lichtemittierende Pixel (115) aufweist, wobei der elektronische Halbleiterchip (150) Treiberzellen (155) zum Ansteuern von lichtemittierenden Pixeln (115) des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips (110) aufweist, und wobei unterschiedliche Formen von licht emittierenden Pixeln (115) und Treiberzellen (155) vor liegen .
4. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
wobei der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip (110) lichtemittierende Pixel (115) aufweist, wobei der elektronische Halbleiterchip (150) Treiberzellen (155) zum Ansteuern von lichtemittierenden Pixeln (115) des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips (110) aufweist, und wobei die Anzahl der lichtemittierenden Pixel (115) von der Anzahl der Treiberzellen (155) ab weicht .
5. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
wobei der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip (110) und der elektronische Halbleiterchip (150) zuei nander beabstandet auf dem Träger (170) angeordnet sind.
6. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
wobei der Träger (170) elektrische Leiterstrukturen (171, 172) aufweist, über welche der pixelierte licht emittierende Halbleiterchip (110) und der elektronische Halbleiterchip (150) elektrisch miteinander verbunden sind .
7. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
wobei der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip (110) lichtemittierende Pixel (115) aufweist, wobei der elektronische Halbleiterchip (150) Treiberzellen (155) zum Ansteuern von lichtemittierenden Pixeln (115) des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips (110) aufweist, und wobei Treiberzellen (155) über elektrische Leiterstrukturen (172) des Trägers (170) parallel ge schaltet sind.
8. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
wobei der pixelierte lichtemittierende Halbleiterchip (110) lichtemittierende Pixel (115) aufweist, wobei der elektronische Halbleiterchip (150) Treiberzellen (155) zum Ansteuern von lichtemittierenden Pixeln (115) des pixelierten lichtemittierenden Halbleiterchips (110) aufweist, und wobei lichtemittierende Pixel (115) über elektrische Leiterstrukturen (172) des Trägers (170) pa rallel geschaltet sind. 9. Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung (100), umfassend :
Bereitstellen eines pixelierten lichtemittierenden Halb leiterchips (110);
Bereitstellen eines elektronischen Halbleiterchips
(150), welcher zum Ansteuern des pixelierten lichtemit tierenden Halbleiterchips (110) ausgebildet ist;
Bereitstellen eines Trägers (170); und
Anordnen des pixelierten lichtemittierenden Halbleiter chips (110) und des elektronischen Halbleiterchips (150) nebeneinander auf dem Träger (170) .
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