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DE102016122237A1 - Multipixel-LED-Bauteil und Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils - Google Patents

Multipixel-LED-Bauteil und Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils Download PDF

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DE102016122237A1
DE102016122237A1 DE102016122237.2A DE102016122237A DE102016122237A1 DE 102016122237 A1 DE102016122237 A1 DE 102016122237A1 DE 102016122237 A DE102016122237 A DE 102016122237A DE 102016122237 A1 DE102016122237 A1 DE 102016122237A1
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emission
led
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multipixel
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English (en)
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Norwin Von Malm
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Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
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Publication date
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Priority to US16/347,269 priority patent/US10925132B2/en
Priority to PCT/EP2017/079600 priority patent/WO2018091657A1/de
Priority to CN201780071277.5A priority patent/CN109937480B/zh
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Abstract

Multipixel LED-Bauteil (1) miteinem LED-Chip (10) umfassend eine Vielzahl von Emissionsbereichen (100),einer Vielzahl von Konversionselementen (40), die dazu ausgebildet sind von den Emissionsbereichen (100) emittierte Strahlung in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs zu konvertieren,einer Regelvorrichtung (20) umfassend eine Vielzahl von Stromquellen (200) und eine Übertragungseinheit (201) ausgebildet zur drahtlosen Datenübertragung, undzwei elektrischen Kontaktstrukturen (30), über die das LED-Bauteil (1) bestromt wird, wobeidie Regelvorrichtung (20) mechanisch fest mit dem LED-Chip (10) verbunden ist,jedem Emissionsbereich (100) eineindeutig eine der Stromquellen (200) zugeordnet ist,die Übertragungseinheit (201) dazu vorgesehen ist Signale (S) zur Steuerung der Stromquellen (200) zu empfangen,die Stromquellen (200) entsprechend der Signale (S) ansteuerbar sind,jede Stromquelle (200) dazu ausgebildet ist den ihr zugeordneten Emissionsbereich (100) zu betreiben, unddie Anzahl der Emissionsbereiche (100) größer ist als die Anzahl der Kontaktstrukturen (30).

Description

  • Es wird ein Multipixel-LED-Bauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils angegeben.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein Multipixel-LED-Bauteil anzugeben, welches besonders effizient und kompakt ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Multipixel-LED-Bauteils anzugeben.
  • Bei dem Multipixel-LED-Bauteil handelt es sich um ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauteil. Das Bauteil kann im Betrieb Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren. Der sichtbare Wellenlängenbereich erstreckt sich dabei zwischen den Wellenlängenbereichen von UV-Strahlung und Infrarotstrahlung.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils umfasst das LED-Bauteil einen LED-Chip mit einer Vielzahl von Emissionsbereichen. Der LED-Chip ist mit einem Halbleitermaterial, insbesondere einem Verbindungs-Halbleitermaterial, beispielsweise einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial, gebildet. Die Emissionsbereiche des LED-Chips sind beispielsweise mittels eines epitaktischen Verfahrens in einem gemeinsamen Prozess auf einem gemeinsamen Substrat hergestellt. Die Emissionsbereiche weisen dann insbesondere die selbe Materialzusammensetzung auf und erzeugen im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung eines gleichen Wellenlängenbereichs.
  • Die Emissionsbereiche umfassen beispielsweise mehrere Halbleiterschichten, von denen eine Halbleiterschicht einen aktiven Bereich bildet, in dem im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Beispielsweise stehen die aktiven Bereiche benachbarter Emissionsbereiche nicht in direktem Kontakt zueinander, sondern sind beabstandet zueinander angeordnet. Zueinander benachbarte Emissionsbereiche sind dabei Emissionsbereiche, zwischen denen kein weiterer Emissionsbereich angeordnet ist. Insbesondere können die Emissionsbereiche eine Schicht aufweisen, über die die Emissionsbereiche in direktem mechanischem Kontakt zueinander stehen.
  • Das Multipixel-LED-Bauteil umfasst eine Vielzahl von Pixeln. Beispielsweise umfasst ein einzelner Pixel des Multipixel-LED-Bauteils genau einen Emissionsbereich. Alternativ umfasst ein einzelner Pixel des Multipixel-LED-Bauteils eine Gruppe von Emissionsbereichen. Die Emissionsflächen der Pixel können dann Subpixel des Pixels bilden. Dabei ist die Emissionsfläche die Fläche, durch die im bestimmungsgemäßen Betrieb des Emissionsbereichs ein Großteil der erzeugten elektromagnetischen Strahlung emittiert wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils umfasst das LED-Bauteil eine Vielzahl von Konversionselementen, die dazu ausgebildet sind, von den Emissionsbereichen emittierte Strahlung in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Beispielsweise ist jedes der Konversionselemente einem Emissionsbereich zugeordnet. Insbesondere ist jedes Konversionselement eineindeutig einem Emissionsbereich zugeordnet. Die Konversionselemente sind jeweils auf einer Emissionsfläche des dem Konversionselement zugeordneten Emissionsbereichs angeordnet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils umfasst das LED-Bauteil eine Regelvorrichtung mit einer Vielzahl von Stromquellen und einer Übertragungseinheit, ausgebildet zur drahtlosen Datenübertragung. Die Regelvorrichtung ist beispielsweise ein Mikrocontroller mit einer Vielzahl von Stromquellen und zumindest einer Übertragungseinheit. Insbesondere sind die Stromquellen und die Übertragungseinheit Teil der Regelvorrichtung. Die Regelvorrichtung kann beispielsweise mit einem Siliziumchip gebildet sein, in den die Übertragungseinheit und die Stromquellen monolithisch integriert sind.
  • Weiter kann die Regelvorrichtung beispielsweise eine Antennenvorrichtung umfassen, mittels der drahtlos Signale, insbesondere Funk-Signale, gesendet und/oder empfangen werden. Insbesondere kann die Antennenvorrichtung monolithisch in die Regelvorrichtung integriert sein. Im bestimmungsgemäßen Betrieb werden mittels der Antennenvorrichtung Signale empfangen.
  • Die Übertragungseinheit wandelt die empfangenen Signale in Ansteuersignale um, mittels denen die Stromquellen separat angesteuert werden. Die Stromquellen bestromen die Emissionsbereiche abhängig von dem Ansteuersignal.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils weist das LED-Bauteil zwei elektrische Kontaktstrukturen auf, über die das LED-Bauteil bestromt wird. Beispielsweise weist das LED-Bauteil genau zwei elektrische Kontaktstrukturen auf, über die das LED-Bauteil bestromt wird. Insbesondere weist das LED-Bauteil keine weiteren elektrischen Kontaktstrukturen auf, über die das LED-Bauteil von außen elektrisch kontaktiert werden kann.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils ist die Regelvorrichtung mechanisch fest mit dem LED-Chip verbunden. Beispielsweise stehen die Regelvorrichtung und der LED-Chip in direktem mechanischem Kontakt zueinander oder sind über eine Kontaktmittelschicht miteinander fest verbunden. Die Regelvorrichtung und der LED-Chip können über eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise mittels einer Kontaktmittelschicht, mechanisch fest miteinander verbunden sein. Beispielsweise ist die Kontaktmittelschicht eine strukturierte Lotschicht. Alternativ kann die Regelvorrichtung mit dem LED-Chip in direktem mechanischem Kontakt stehen. Der LED-Chip und die Regelvorrichtung sind nicht als separate Module auf einem gemeinsamen Anschlussträger angeordnet, sondern bilden vielmehr eine einzige Einheit.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils ist jedem Emissionsbereich eineindeutig eine der Stromquellen zugeordnet. Jeder Emissionsbereich ist mit der dem Emissionsbereich zugeordneten Stromquelle elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise ist jeder Emissionsbereich mittels einer strukturierten Kontaktmittelschicht elektrisch leitend mit einer Stromquelle verbunden. Jeder Emissionsbereich wird über die ihm zugeordnete Stromquelle bestromt und betrieben.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils ist die Übertragungseinheit dazu vorgesehen, Signale zur Steuerung der Stromquellen zu empfangen. Insbesondere umfasst die Übertragungseinheit eine Antennenstruktur, mittels der Funksignale aussendbar und empfangbar sind. Insbesondere handelt es sich bei den Signalen um Bluetooth- oder WLAN-Signale. Die Signale umfassen dabei Daten, welche mittels der Übertragungseinheit in Ansteuersignale umgewandelt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils sind die Stromquellen entsprechend der Signale ansteuerbar. Beispielsweise wandelt die Übertragungseinheit die empfangenen Signale in Ansteuersignale um, mit denen die Stromquellen angesteuert werden. Insbesondere wird mittels der Ansteuersignale ein Strom vorgeben, der durch den Ausgang einer jeden Stromquelle fließt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils ist jede Stromquelle dazu ausgebildet, den ihr zugeordneten Emissionsbereich zu betreiben. Beispielsweise ist jede Stromquelle elektrisch leitend mit dem ihr zugeordneten Emissionsbereich verbunden und ist dabei ausreichend leistungsfähig, den Emissionsbereich entsprechend eines Ansteuersignals zu betreiben. Eine Stromquelle, welche ausreichend leistungsfähig ist, liefert an ihrem Ausgang einen ausreichend großen Stromfluss, sodass in den Emissionsbereichen bestimmungsgemäß elektromagnetische Strahlung erzeugt wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils ist die Anzahl der Emissionsbereiche größer als die Anzahl der Kontaktstrukturen. Beispielsweise umfasst das LED-Bauteil genau zwei Kontaktstrukturen, über die das LED-Bauteil elektrisch leitend kontaktiert und bestromt wird. Das LED-Bauteil umfasst somit mindestens drei Emissionsbereiche. Insbesondere umfasst das LED-Bauteil keine elektrische Kontaktstruktur, mittels der Informationen, die die Ansteuerung des LED-Bauteils betreffen, übertragen werden. Beispielsweise durchfließt die Kontaktstrukturen ausschließlich Strom, mit dem die elektrische Leistung zum Betreiben des LED-Bauteils bereitgestellt wird.
  • Das Multipixel-LED-Bauteil umfasst einen LED-Chip mit einer Vielzahl von Emissionsbereichen; einer Vielzahl von Konversionselementen, die dazu ausgebildet sind, von den Emissionsbereichen emittierte Strahlung in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs zu konvertieren; einer Regelvorrichtung, umfassend eine Vielzahl von Stromquellen, und eine Übertragungseinheit, ausgebildet zur drahtlosen Datenübertragung; und zwei elektrische Kontaktstrukturen, über die das LED-Bauteil bestromt wird, wobei die Regelvorrichtung mechanisch fest mit dem LED-Chip verbunden ist, jedem Emissionsbereich eineindeutig eine der Stromquellen zugeordnet ist, die Übertragungseinheit dazu vorgesehen ist, Signale zur Steuerung der Stromquellen zu empfangen, die Stromquellen entsprechend der Signale ansteuerbar sind, jede Stromquelle dazu ausgebildet ist, den ihr zugeordneten Emissionsbereich zu betreiben, und die Anzahl der Emissionsbereiche größer ist als die Anzahl der Kontaktstrukturen.
  • Einem hier beschriebenen Multipixel-LED-Bauteil liegt dabei unter anderem die folgende Überlegung zugrunde. Zum Bereitstellen von Lichtquellen, bei denen der Farbort des emittierten Lichts einstellbar ist, können verschiedenfarbig emittierende LEDs verwendet werden. Dabei wird das Licht der verschiedenfarbig emittierenden LEDs mittels eines Mischelements, welches den LEDs nachgeordnet ist, gemischt. Durch die Mischung kann das emittierte Licht nicht den einzelnen LEDs zugeordnet werden, sondern wird als Licht einer einzigen Lichtquelle wahrgenommen. Bei einem derartigen Aufbau einer farbsteuerbaren Lichtquelle ist der einstellbare Farbort des emittierten Lichts durch die Anzahl der LEDs und durch die Anzahl der Kontaktstrukturen, zur elektrischen Kontaktierung der LEDs, begrenzt. Weiter begrenzt das Mischelement die minimale Größe der farbsteuerbaren Lichtquelle.
  • Das hier beschriebene Multipixel-LED-Bauteil macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch, eine kompakte, und einfach zu kontaktierende, farbsteuerbare Lichtquelle bereitzustellen. Die farbsteuerbare Lichtquelle umfasst einen Multipixel-LED-Chip mit einer Vielzahl von gemeinsam hergestellten Emissionsbereichen, die separat voneinander ansteuerbar sind. Den Emissionsbereichen sind jeweils Konversionselemente nachgeordnet, um die Farbe des emittierten Lichts anzupassen. Die farbsteuerbare Lichtquelle umfasst weiter eine Regelvorrichtung zur separaten Ansteuerung und zum Betreiben der Emissionsbereiche des Multipixel-LED-Chips. Die Emissionsbereiche weisen einen besonders geringen Abstand zueinander auf.
  • Vorteilhafterweise ist die Distanz zwischen einzelnen Emissionsbereichen gering, sodass sich die emittierte Strahlung benachbarter Emissionsbereiche mischt, und ein Betrachter, beispielsweise in den Abstand von mehr als 10 cm, die emittierte Strahlung der Emissionsbereiche als das Licht einer einzigen Lichtquelle wahrnimmt, welche Mischlicht emittiert. Somit ist bei der Verwendung eines Multipixel-LED-Chips kein Mischelement notwendig, um dem Betrachter den Eindruck zu verschaffen, dass es sich bei dem Multipixel-LED-Chip um eine einzige Lichtquelle handelt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders Platz sparende und kompakte Bauweise der farbsteuerbaren Lichtquelle.
  • Weiter sind die Regelvorrichtung und der LED-Chip mechanisch fest miteinander verbunden und können in direktem Kontakt zueinander stehen. Beispielsweise handelt es sich bei der Regelvorrichtung um einen Mikrokontroller, in den die Übertragungseinheit und die Stromquellen monolithisch integriert sind. Die Regelvorrichtung und der LED-Chip sind über eine strukturierte Lötverbindung elektrisch leitend miteinander verbunden und bilden ein einziges Modul. Weiter umfasst die Regelvorrichtung eine Übertragungseinheit mit einer Antennenstruktur, ausgebildet zur drahtlosen Datenübertragung, und genau zwei Kontaktstrukturen zur Bestromung des Multipixel-LED-Bauteils. Vorteilhafterweise ermöglicht die integrierte Übertragungseinheit eine drahtlose Datenübertragung, sodass das Multipixel-LED-Bauteil Signale empfangen kann, über welche vorgegeben wird, wie die einzelnen Emissionsbereiche des LED-Chips von den Stromquellen der Regelvorrichtung zu bestromen sind. Die drahtlose Datenübertragung ermöglicht, dass das Multipixel-LED-Bauteil lediglich genau zwei Kontakte zur elektrischen Kontaktierung benötigt und so besonders vereinfacht angeschlossen werden kann.
  • Mittels der Übertragungseinheit ausgebildet zur drahtlosen Datenübertragung kann das Bauteil möglichst einfach angesteuert werden. So ist es möglich mittels einer App, die zum Beispiel auf einem Mobiltelefon betrieben wird, die Farbe des vom Bauteil emittierten Lichts einzustellen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils sind der LED-Chip und die Regelvorrichtung in einer vertikalen Richtung zueinander zumindest teilweise überlappend angeordnet. Die vertikale Richtung ist dabei eine Richtung, die senkrecht zur Haupterstreckungsebene des LED-Chips verläuft. Insbesondere sind der LED-Chip und die Regelvorrichtung vollständig überlappend angeordnet. In lateralen Richtungen, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des LED-Chips verlaufen, schließt dann die Regelvorrichtung bündig mit dem LED-Chip ab. Vorteilhafterweise ermöglicht eine derartige Anordnung der Regelvorrichtung an dem LED-Chip eine besonders kompakte Ausgestaltung des Multipixel-LED-Bauteils.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils beträgt der Abstand in lateraler Richtung zwischen zwei benachbarten Emissionsbereichen maximal 200 µm. Die laterale Richtung ist dabei eine Richtung, die parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterchips verläuft. Insbesondere beträgt der Abstand zwischen zwei benachbarten Emissionsbereichen maximal 50 µm, vorzugsweise maximal 1 µm. Vorteilhafterweise werden zwei derart zueinander beabstandete Emissionsbereiche im Fernfeld, also ab einem Abstand des Betrachters von den Emissionsbereichen von mehr als 10 cm, als eine einzige Lichtquelle wahrgenommen. Insbesondere wird im Fernfeld lediglich das Mischlicht der Summe der betriebenen Emissionsbereiche wahrgenommen. Den Emissionsbereichen ist beispielsweise in ihrem Strahlengang kein optisches Mischelement, wie beispielsweise ein Diffusor, nachgeordnet, um Mischlicht zu erhalten. Aufgrund des geringen Abstands der einzelnen Emissionsbereiche zueinander wird das von den Emissionsbereichen gleichzeitig emittierte Licht als Mischlicht wahrgenommen, ohne dass ein optisches Mischelement im Strahlengang der Emissionsbereiche nachgeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders Platz sparende Ausführungsform einer farbsteuerbaren Lichtquelle. Ferner entfällt eine Absorption von Licht durch das Mischelement, was einen besonders effizienten Betrieb ermöglicht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils ist die Regelvorrichtung mit Silizium gebildet. Beispielsweise handelt es sich bei der Regelvorrichtung um einen Siliziumchip, welcher mittels typischer Prozesse der CMOS-Technologie hergestellt ist. Insbesondere ist die Regelvorrichtung mit dem Siliziumchip eines Mikrocontrollers gebildet. Beispielsweise sind die Stromquellen und die Übertragungseinheit der Regelvorrichtung monolithisch in einem gemeinsamen Chip integriert. Insbesondere ist auch die Antennenvorrichtung der Übertragungseinheit monolithisch in den Chip integriert. Vorteilhafterweise ist die Regelvorrichtung besonders kompakt und dient beispielsweise als mechanisch tragende Struktur des Multipixel-LED-Bauteils.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils emittieren die Emissionsbereiche Licht im blauen Wellenlängenbereich und die Konversionselemente umfassen erste und zweite Konversionselemente. Mittels der ersten Konversionselemente wird das emittierte Licht mancher Emissionsbereiche in Licht im grünen Wellenlängenbereich konvertiert und mittels der zweiten Konversionselemente das emittierte Licht mancher Emissionsbereiche in Licht im roten Wellenlängenbereich konvertiert. Somit umfasst das Multipixel-LED-Bauteil einen LED-Chip, dessen Emissionsbereiche in einem gemeinsamen Verfahren hergestellt sind und in deren aktiven Bereich Licht eines gemeinsamen Wellenlängenbereichs erzeugt wird, wobei die Wellenlängen des erzeugten Lichts unterschiedlicher Emissionsbereiche um höchsten 5%, insbesondere um höchstens 2% voneinander abweichen.
  • Das erste und das zweite Konversionselement konvertieren die erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest zum Teil in Licht im grünen und/oder roten Wellenlängenbereich. Vorteilhafterweise kann mit einem derartigen Bauteil eine farbsteuerbare Lichtquelle bereitgestellt werden, mit der Licht in einem großen Bereich des RGB-Farbraums emittiert werden kann. So kann beispielsweise durch gezieltes Ansteuern der Emissionsbereiche der Farbort und die Intensität des von dem Multipixel-LED-Bauteil emittierten Mischlichts angepasst werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils ist manchen Emissionsbereichen zumindest eine optische Komponente im Strahlengang nachgeordnet. Dabei ist die zumindest eine optische Komponente dazu ausgebildet, das Abstrahlprofil der von den Emissionsbereichen emittierten Strahlung, denen die optische Komponente nachgeordnet ist, zu verändern. Beispielsweise kann die optische Komponente eine optische Linse, insbesondere eine Fresnel-Linse, sein, welche das emittierte Licht bündelt oder streut. Alternativ kann das optische Element die emittierte elektromagnetische Strahlung derart brechen, dass die elektromagnetische Strahlung nicht senkrecht zur Haupterstreckungsebene des LED-Chips emittiert wird. Insbesondere kann die optische Komponente nur manchen der Emissionsbereiche in dem Strahlengang nachgeordnet sein, sodass das Abstrahlprofil der emittierten elektromagnetischen Strahlung davon abhängt, welche Emissionsbereiche betrieben werden. Insbesondere kann ein LED-Bauteil mehrere Gruppen von Emissionsbereichen umfassen, denen jeweils eine optische Komponente nachgeordnet ist. Vorteilhafterweise ermöglicht ein derartiges Bauteil eine Lichtquelle mit einstellbaren Abstrahlcharakteristika, zwischen denen durch den Betrieb unterschiedlicher Emissionsbereiche, insbesondere Gruppen von Emissionsbereichen, gewählt werden kann. Insbesondere wird keine optische Komponente mechanisch bewegt, sondern die Änderung des Abstrahlprofils wird ausschließlich mittels des Ansteuerns unterschiedlicher Emissionsbereiche bewirkt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils sind die Kontaktstrukturen direkt auf einer Außenfläche der Regelvorrichtung angeordnet. Insbesondere sind die Kontaktstrukturen auf der den Emissionsbereichen abgewandten Seite der Regelvorrichtung angeordnet. Vorteilhafterweise ist ein derartiges LED-Bauteil oberflächenmontierbar.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils weisen die Emissionsbereiche jeweils eine Emissionsseite auf, wobei durch die Emissionsseite ein Großteil der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung emittiert wird. Weiter sind die Regelvorrichtung und der LED-Chip in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und die elektrischen Kontaktstrukturen sind an der der Emissionsseite abgewandten Seite des Gehäuses angeordnet. Beispielsweise handelt es sich bei dem Gehäuse um eine Quad-Flat-No-Lead (QFN) Package oder auch einen Micro Lead Frame. Das Gehäuse umgibt beispielsweise die Regelvorrichtung und den LED-Chip vollständig von allen Seiten. Insbesondere ist das Gehäuse auf der den Emissionsbereichen im Strahlengang nachgeordneten Seite transparent für die emittierte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise umfasst das Gehäuse einen transparenten Bereich, welcher die Emissionsseiten der Emissionsbereiche überdeckt. Vorteilhafterweise ist ein derartiges Bauteil besonders robust. Beispielsweise schützt das Gehäuse die Regelvorrichtung vor schädigenden Umwelteinflüssen. Weiter ermöglicht die Anordnung der Regelvorrichtung und der LED-Chips in einem gemeinsamen Gehäuse eine besonders kompakte Ausgestaltung des Multipixel-LED-Bauteils. Insbesondere bilden die Kontaktstrukturen die einzige elektrische Kontaktierung des Multipixel-LED-Bauteils.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Multipixel-LED-Bauteils weist das LED-Bauteil eine Antennenstruktur zum Empfangen und Senden von Signalen auf, wobei die Antennenstruktur monolithisch in das Gehäuse integriert ist und mit der Übertragungseinheit verbunden ist. Die Antennenstruktur ist beispielsweise elektrisch leitend mit der Übertragungseinheit verbunden und ermöglicht das Senden und Empfangen von Funksignalen. Vorteilhafterweise ermöglicht eine Antennenstruktur eine besonders große Reichweite zur drahtlosen Übertragung von Signalen, sodass ein Multipixel-LED-Bauteil in einem großen Abstand zu weiteren Multipixel-LED-Bauteilen angeordnet sein kann und alle Multipixel-LED-Bauteile von einer gemeinsamen Vorrichtung gesendete Signale empfangen.
  • Es wird des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils angegeben. Mit dem Verfahren kann insbesondere ein hier beschriebenes Multipixel-LED-Bauteil betrieben werden. Das heißt, sämtliche für das Multipixel-LED-Bauteil offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
  • Das Verfahren ist ein Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils, das einen LED-Chip mit einer Vielzahl von Emissionsbereichen, eine Regelvorrichtung mit einer Vielzahl von Stromquellen und einer Übertragungseinheit, ausgebildet zur drahtlosen Datenübertragung, und zwei elektrische Kontaktstrukturen umfasst.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden mittels der Übertragungseinheit Signale zur Steuerung der Emissionsbereiche empfangen. Die Signale sind beispielsweise Funksignale, die von der Übertragungseinheit beispielsweise mittels einer Antennenstruktur empfangen werden können. Die Signale können zum Beispiel von einem elektronischen Gerät wie einen Mobiltelefon oder einer fest montierten Ansteuervorrichtung erzeugt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Stromquellen abhängig von den über die Übertragungseinheit empfangenen Signalen angesteuert. Beispielsweise umfasst das empfangene Signal Daten, welche einen Sollwert für den Strom am Ausgang einer jeden Stromquelle angeben. Insbesondere werden die empfangenen Signale mittels der Übertragungseinheit in Ansteuersignale umgewandelt. Mittels der Ansteuersignale können dann die Stromquellen angesteuert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die Stromquellen dazu eingerichtet, die Emissionsbereiche separat voneinander zu betreiben. Insbesondere ist jedem Emissionsbereich eineindeutig eine Stromquelle zugeordnet. Demnach ist jede Stromquelle genau mit einem Emissionsbereich elektrisch leitend verbunden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Regelvorrichtung und der LED-Chip ausschließlich über die zwei elektrischen Kontaktstrukturen bestromt. Beispielsweise wird die gesamte elektrische Energie, die zum Betreiben des Multipixel-LED-Bauteils benötigt wird, über die zwei Kontaktstrukturen übertragen. Insbesondere weist das LED-Bauteil außer den zwei Kontaktstrukturen keine weiteren elektrischen Kontaktstrukturen zur elektrischen Kontaktierung auf. Weiter werden über die zwei Kontaktstrukturen keine Signale zur Ansteuerung der Emissionsbereiche übertragen.
  • Einem hier beschriebenen Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde. Farbsteuerbare Lichtquellen erfordern im Allgemeinen eine elektrische Kontaktstruktur mit einer Vielzahl von Kanälen, über die die einzelnen Emissionsbereiche separat voneinander angesteuert werden. Somit bedarf es einer elektrischen Kontaktierung mit einer Vielzahl von Kanälen, wobei zu einer jeden solchen farbsteuerbaren Lichtquelle eine entsprechende elektrische Kontaktierung bereitgestellt werden muss.
  • Das hier beschriebene Verfahren macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch, dass eine drahtlose Datenübertragung eine vereinfachte elektrische Kontaktierung des Multipixel-LED-Bauteils ermöglicht. Somit werden die Daten, welche vorgeben, wie die einzelnen Emissionsbereiche einer farbsteuerbaren Lichtquelle anzusteuern sind, drahtlos übertragen und lediglich die zum Betrieb des Multipixel-LED-Bauteils benötigte Leistung wird über die elektrische Kontaktierung bereitgestellt. Vorteilhafterweise ermöglicht ein solches Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils eine besonders kompakte farbsteuerbare Lichtquelle, die besonders vereinfacht elektrisch kontaktiert und angesteuert werden kann.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens betrifft das Verfahren ein Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils mit einer Vielzahl von Konversionselementen, wobei mittels der Vielzahl von Konversionselementen die emittierte Strahlung einzelner Emissionsbereiche in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs konvertiert wird. Somit wird mittels des Betriebs unterschiedlicher Emissionsbereiche der Farbort der emittierten Strahlung des LED-Bauteils verändert. Beispielsweise umfassen die Konversionselemente ein erstes Konversionselement, welches die erzeugte elektromagnetische Strahlung in Strahlung im grünen Wellenlängenbereich konvertiert, und ein zweites Konversionselement, welches im Emissionsbereich erzeugte elektromagnetische Strahlung in elektromagnetische Strahlung im roten Wellenlängenbereich konvertiert. Vorteilhafterweise kann bei einem derartigen LED-Bauteil mit einem derartigen Verfahren zum Betreiben des LED-Bauteils der Farbort der emittierten elektromagnetischen Strahlung gewählt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens betrifft das Verfahren ein Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils mit einer optischen Komponente, welche manchen Emissionsbereichen nachgeordnet ist, sodass mittels des Betriebs unterschiedlicher Emissionsbereiche das Abstrahlprofil der emittierten Strahlung des LED-Bauteils verändert wird. Insbesondere können optische Komponenten einzelnen Gruppen von Emissionsbereichen nachgeordnet sein. Beispielsweise ist manchen Emissionsbereichen eine Linse nachgeordnet, sodass die emittierte elektromagnetische Strahlung der Emissionsbereiche, denen die Linse nachgeordnet ist, gestreut oder gebündelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann den Emissionsbereichen eine optische Komponente nachgeordnet sein, mit der die emittierte Strahlung abgelenkt wird. Somit wird beim Betreiben der Emissionsbereiche, denen die optische Komponente nachgeordnet ist, die Strahlung nicht senkrecht zur Haupterstreckungsebene des LED-Chips emittiert. Vorteilhafterweise können bei einem derartigen Multipixel-LED-Bauteil mit einem entsprechenden Verfahren zum Betreiben des LED-Bauteils unterschiedliche Bereiche unterschiedlich intensiv ausgeleuchtet werden. Insbesondere ist das Abstrahlprofil ausschließlich durch das Ansteuern unterschiedlicher Emissionsbereiche veränderbar.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Multipixel-LED-Bauteils ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Multipixel-LED-Bauteils.
    • 2 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels hier beschriebenen Multipixel-LED-Bauteils mit optischen Komponenten.
    • 3 eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels hier beschriebenen Multipixel-LED-Bauteils mit einem Gehäuse.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
  • Die 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen Multipixel-LED-Bauteils 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Das Multipixel-LED-Bauteil 1 umfasst einen LED-Chip 10 und eine Regelvorrichtung 20, die mittels einer Kontaktmittelschicht 60 stoffschlüssig mechanisch fest miteinander verbunden sind. Die Kontaktmittelschicht 60 kann beispielsweise eine strukturierte Lotschicht sein, die eine mechanische und elektrisch leitende Verbindung zwischen dem LED-Chip 10 und der Regelvorrichtung 20 herstellt. Der LED-Chip 10 umfasst drei Emissionsbereiche 100, welche mit einem Halbleitermaterial, insbesondere basierend auf Galliumnitrid, gebildet sind. Beispielsweise sind die drei Emissionsbereiche 100 mit dem gleichen Halbleitermaterial in einem gemeinsamen Prozess auf einem gemeinsamen Substrat hergestellt worden. Die Emissionsbereiche 100 sind dazu eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung, insbesondere im blauen Wellenlängenbereich, zu erzeugen.
  • Weiter weist der LED-Chip 10 eine Schicht 101 auf, über die die Emissionsbereiche 100 mechanisch miteinander verbunden sind. Beispielsweise ist die Schicht 101 mit einem Halbleitermaterial gebildet. Insbesondere ist die Schicht 101 mittels eines Epitaxieverfahrens gebildet. Insbesondere stehen aktive Bereiche der Emissionsbereiche 100 nicht in direktem mechanischem Kontakt zueinander. Mit anderen Worten, der aktive Bereich eines Emissionsbereichs 100 steht nicht in direktem Kontakt zu dem aktiven Bereich eines benachbarten Emissionsbereichs 100.Beispielsweise weist der LED-Chip 10 einen p-leitenden Bereich mit einem p-dotierten Halbleitermaterial, einen n-leitenden Bereich mit einem n-dotierten Halbleitermaterial und einen aktiven Bereich auf. Der aktive Bereich ist zwischen dem p-leitenden und dem n-leitenden Bereich angeordnet und ist dazu eingerichtet, dass im aktiven Bereich im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Beispielsweise sind der p-leitende Bereich und der aktive Bereich des LED-Chips 10 vollständig durchtrennt. Die Emissionsbereiche können über den n-leitenden Bereich miteinander mechanisch verbunden sein. Die Schicht 101 ist beispielsweise mit dem n-dotierten Halbleitermaterial des n-leitenden Bereichs gebildet. Insbesondere ist die Schicht 101 ausschließlich mit dem n-leitenden Bereich gebildet.
  • Ein Abstand A in lateraler Richtung, parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Multipixel-LED-Bauteils 1, zwischen zwei benachbarten Emissionsbereichen 100 beträgt maximal 200 µm. Insbesondere beträgt der Abstand A zwischen zwei benachbarten Emissionsbereichen 100 weniger als 50 µm, bevorzugt weniger als 5 µm. Vorteilhafterweise ist der Abstand A zwischen zwei benachbarten Emissionsbereichen 100 so gering, dass ein Betrachter beim Betrieb der Emissionsbereiche 100, insbesondere benachbarter Emissionsbereiche 100, beispielsweise in einem Abstand von 10 cm lediglich das Mischlicht der emittierten elektromagnetischen Strahlung wahrnimmt. Insbesondere ist im Fernfeld die emittierte elektromagnetische Strahlung nicht den einzelnen Emissionsbereichen 100 zuzuordnen.
  • Auf der Emissionsfläche 100a eines Emissionsbereichs 100 ist ein erstes Konversionselement 41 angeordnet. Auf der Emissionsfläche 100a eines weiteren Emissionsbereichs 100 ist ein zweites Konversionselement 42 angeordnet. Insbesondere ist jedem Emissionsbereich 100 maximal ein Konversionselement zugeordnet. Das erste 41 und zweite 42 Konversionselement sind dazu eingerichtet elektromagnetische Strahlung, die in dem jeweiligen Emissionsbereich 100 erzeugt wird, in elektromagnetische Strahlung eines Wellenlängenbereichs längerer Wellenlängen umzuwandeln. Beispielsweise emittieren die Emissionsbereiche 100 ohne Konversionselement elektromagnetische Strahlung im blauen Wellenlängenbereich. Das erste Konversionselement 41 kann dazu eingerichtet sein, elektromagnetische Strahlung im blauen Wellenlängenbereich in elektromagnetische Strahlung im grünen Wellenlängenbereich umzuwandeln. Das zweite Konversionselement 42 kann dazu eingerichtet sein, elektromagnetische Strahlung im blauen Wellenlängenbereich in elektromagnetische Strahlung im roten Wellenlängenbereich umzuwandeln.
  • Die Regelvorrichtung 20 umfasst eine Antennenvorrichtung 202, eine Übertragungseinheit 201 und eine Vielzahl von Stromquellen 200. Die Regelvorrichtung 20 ist beispielsweise mit Silizium gebildet. Insbesondere handelt es sich bei der Regelvorrichtung 20 um einen Mikro-Controller-Chip, welcher beispielsweise mittels typischer Prozesse der CMOS-Technologie gebildet ist. Beispielsweise sind die Stromquellen 200 und die Übertragungseinheit 201 Teil eines gemeinsamen Chips auf Siliziumbasis. Mit anderen Worten, die Stromquellen 200 und die Übertragungseinheit 201 sind monolithisch in einem gemeinsamen Chip integriert. Insbesondere ist die Antennenstruktur 202 monolithisch in die Regelvorrichtung 20 integriert. Vorteilhafterweise führt dies zu einer besonders kompakten Regelvorrichtung 20.
  • Mittels der Regelvorrichtung 20 werden Emissionsbereiche 100 separat voneinander betrieben. Beispielsweise sind über die Kontaktmittelschicht 60 die Emissionsbereiche 100 jeweils elektrisch leitend mit einer Stromquelle 200 verbunden. Insbesondere ist mittels der Kontaktmittelschicht 60 jedem Emissionsbereich 100 genau eine Stromquelle 200 eineindeutig zugeordnet. Die Stromquelle 200 ist jeweils dazu vorgesehen, den der Stromquelle 200 zugeordneten Emissionsbereich 100 bestimmungsgemäß zu bestromen. Die Stromquellen 200 werden mittels der Übertragungseinheit 201 angesteuert. Beispielsweise verläuft jeweils ein Ansteuersignal von der Übertragungseinheit 201 zu jeder Stromquelle. Dieses Ansteuersignal gibt vor, wie hoch der Strom am Ausgang einer Stromquelle 200 ist, mit welchem der jeweilige Emissionsbereich 100 bestromt wird.
  • Die Antennenvorrichtung 202 ist dazu eingerichtet, Signale S zu senden und/oder zu empfangen. Die Signale S umfassen Daten. Die Daten geben vor, wie die einzelnen Emissionsbereiche 100 mittels der Stromquellen 200 angesteuert werden. Das Signal S kann ein Funksignal, insbesondere ein WLAN- oder Bluetooth-Signal, sein. Beispielsweise wird ausschließlich über die Signale S vorgegeben, mit welchem Strom die einzelnen Emissionsbereiche 100 bestromt werden.
  • Weiter umfasst das Multipixel-LED-Bauteil 1 zwei Kontaktstrukturen 30, über die das Multipixel-LED-Bauteil 1 bestromt wird. Insbesondere weist das Multipixel-LED-Bauteil 1 genau zwei elektrische Kontaktstrukturen 30 zur elektrischen Kontaktierung auf, die direkt auf einer Außenfläche 20a der Regelvorrichtung 20 angeordnet sind. Beispielsweise sind die Kontaktstrukturen 30 auf der der Emissionsseite 100a abgewandten Seite des Multipixel-LED-Bauteils 1 angeordnet. Die Kontaktstrukturen 30 dienen ausschließlich der Bestromung des Multipixel-LED-Bauteils 1. Durch die Kontaktstrukturen 30 werden insbesondere keine Signale zur Ansteuerung des Multipixel-LED-Bauteils 1 übertragen.
  • Im bestimmungsgemäßen Betrieb des Multipixel-LED-Bauteils 1 werden mittels der Antennenstruktur 202 Signale S zur Steuerung der Emissionsbereiche 100 empfangen. Beispielsweise umfassen die Signale S Daten, welche Sollwerte für die Bestromung der Emissionsbereiche 100 umfassen. Die Stromquellen 200 werden von der Übertragungseinheit 201 abhängig von den empfangenen Signalen S angesteuert. Insbesondere wird jede Stromquelle 200 separat angesteuert, sodass die Emissionsbereiche 100 separat voneinander betrieben werden. Die Signale S zur Ansteuerung der Emissionsbereiche 100 werden dabei ausschließlich über die Antennenstruktur 202 empfangen und die elektrische Leistung zum Betreiben des LED-Chips 10 und der Regelvorrichtung 20 wird ausschließlich durch die Kontaktstrukturen 30 übertragen. Vorteilhafterweise kann mittels einer unterschiedlichen Ansteuerung der Emissionsbereiche 100 sowohl die Intensität als auch der Farbort der von dem Multipixel-LED-Bauteil 1 emittierten Strahlung verändert werden.
  • Vorteilhafterweise weisen der LED-Chip 10 und die Regelvorrichtung 20 eine besonders kompakte Anordnung auf. Beispielsweise sind die Regelvorrichtung 20 und der LED-Chip 10 in einer vertikalen Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene des LED-Bauteils 1 zumindest teilweise überlappend angeordnet. Insbesondere schließen der LED-Chip 10 und die Regelvorrichtung 20 in lateraler Richtung bündig miteinander ab. Der LED-Chip 10 und die Regelvorrichtung 20 sind direkt, beispielsweise mittels einer Kontaktmittelschicht 60, mechanisch fest miteinander verbunden. Beispielsweise ist die Verbindung zwischen der Regelvorrichtung 20 nicht zerstörungsfrei lösbar. Insbesondere kann die Verbindung zwischen der Regelvorrichtung 20 und dem LED-Chip 10 nur mittels Zerstörung einer der Komponenten gelöst werden. Beispielsweise sind der LED-Chip 10 und die Regelvorrichtung 20 nicht separat voneinander auf einem gemeinsamen Träger angeordnet, welcher als mechanisch tragende Komponente dient.
  • Die 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen Multipixel-LED-Bauteils 1 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Analog zu dem ersten in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Regelvorrichtung 20 Stromquellen 200, eine Übertragungseinheit 201 und eine Antennenstruktur 202. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind diese Strukturen in dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel umfasst der LED-Chip 10 mehrere Gruppen 1000 von Emissionsbereichen 100, wobei in diesem Ausführungsbeispiel eine Gruppe 1000 von Emissionsbereichen 100 drei Emissionsbereiche 100 umfasst. Alternativ kann eine Gruppe 1000 von Emissionsbereichen 100 mehr oder weniger Emissionsbereiche 100 umfassen. Insbesondere kann eine Gruppe 1000 von Emissionsbereichen 100 einen Pixel des Multipixel-LED-Bauteils 1 bilden.
  • Manchen Emissionsbereichen 100 einer Gruppe 1000 ist ein erstes 41 oder zweites 42 Konversionselement nachgeordnet. Beispielsweise ist jede Gruppe 1000 von Emissionsbereichen 100 dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung im roten, grünen und blauen Wellenlängenbereich zu emittieren. Einzelnen Gruppen 1000 ist jeweils eine optische Komponente 50 nachgeordnet. Die optische Komponente 50 kann beispielsweise eine konkav gekrümmte oder konvex gekrümmte Oberfläche aufweisen und mit einem transparenten Material gebildet sein. Alternativ kann die optische Komponente 50 eine zur Emissionsfläche 100a der Emissionsbereiche 100 quer verlaufende Oberfläche aufweisen. Insbesondere kann die optische Komponente streuende oder reflektierende Materialien aufweisen. Die optischen Komponenten 50 sind den Emissionsbereichen 200 im Strahlengang nachgeordnet, wobei die optischen Komponenten dazu ausgebildet sind, das Abstrahlprofil der von den Emissionsbereichen 100 emittierten Strahlung, denen die optische Komponente nachgeordnet ist, zu verändern. Beispielsweise kann die optische Komponente 50 die von den Emissionsbereichen 100, denen die optische Komponente 50 nachgeordnet ist, emittierte elektromagnetische Strahlung bündeln, streuen und/oder ablenken. Insbesondere weisen unterschiedliche Gruppen 1000 von Emissionsbereichen 100 ein unterschiedliches Abstrahlprofil auf. Vorteilhafterweise kann mittels des Betriebs unterschiedlicher Gruppen 1000 von Emissionsbereiche 100 das Abstrahlprofil der emittierten Strahlung des Multipixel-LED-Bauteils 1 verändert werden. Insbesondere wird dabei das Abstrahlprofil des Multipixel-LED-Bauteils 1 verändert, ohne dass eine mechanische Bewegung einer optischen Komponente 50 stattfindet. Insbesondere kann das Abstrahlprofil der emittierten Strahlung des LED-Bauteils 1 ausschließlich über gezieltes Ansteuern bestimmter Emissionsbereiche 100 verändert werden.
  • Die 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen Multipixel-LED-Bauteils 1 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. Das Multipixel-LED-Bauteil 1 umfasst einen LED-Chip und eine Regelvorrichtung 20, die mechanisch fest miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind der LED-Chip 10 und die Regelvorrichtung 20 ohne ein Verbindungsmittel direkt aufeinander gebondet. Insbesondere sind in einer vertikalen Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Multipixel-LED-Bauteils 1 der LED-Chip 10 und die Regelvorrichtung 20 einander überlappend angeordnet und schließen bündig miteinander ab.
  • Die Regelvorrichtung 20 und der LED-Chip 10 sind in einem Gehäuse 70 angeordnet. Beispielsweise umgibt das Gehäuse 70 den LED-Chip und die Regelvorrichtung 20 von allen Seiten vollständig. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Antennenstruktur 202 nicht monolithisch in die Regelvorrichtung 20 integriert, sondern ist außerhalb der Regelvorrichtung 20 in das Gehäuse 70 integriert. Das Gehäuse umfasst außerdem Kontaktpads 31, mit denen die Kontaktstrukturen 30 elektrisch leitend verbunden sind. Über die Kontaktpads 31 ist das multipixel LED-Bauteil elektrisch leitend kontaktierbar. Bei dem Gehäuse 70 handelt es sich beispielsweise um ein Quad-Flat-No-Leads (QFN) Package oder einen Micro-Lead-Frame.
  • Das Gehäuse 70 weist auf der der Emissionsfläche 100a zugewandten Seite einen transparenten Bereich 72 auf. Insbesondere ist der transparente Bereich 72 für die im LED-Chip 10 erzeugte elektromagnetische Strahlung transparent. Die Kontaktpads 31 sind auf der dem transparenten Bereich 72 abgewandten Seite des Gehäuses 70 in das Gehäuse 70 integriert. Eine der Kontaktstrukturen 30 ist über einen Verbindungsdraht 75 mit einem Kontaktpad 31 verbunden. Eine weitere Kontaktstruktur 30 steht in direktem Kontakt mit dem der Kontaktstruktur 30 zugeordneten Kontaktpad 31. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die einzelnen Emissionsbereiche 100, die Konversionselemente 40 und die gemeinsame Halbleiterschicht 101 des LED-Chips 10 und die Stromquellen 200 und die Übertragungseinheit 201 der Regelvorrichtung 20 in dem dritten Ausführungsbeispiel nicht explizit dargestellt.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Multipixel LED-Bauteil
    10
    LED-Chip
    20
    Regelvorrichtung
    20a
    Außenfläche der Regelvorrichtung
    30
    Kontaktstruktur
    31
    Kontaktpad
    41
    erstes Konversionselement
    42
    zweites Konversionselement
    50
    optische Komponente
    60
    Kontaktmittelschicht
    70
    Gehäuse
    72
    Transparenter Bereich des Gehäuses
    75
    Verbindungsdraht
    100
    Emissionsbereich
    100a
    Emissionsfläche eines Emissionsbereichs
    101
    Schicht
    200
    Stromquelle
    202
    Antennenstruktur
    201
    Übertragungseinheit
    1000
    Gruppe von Emissionsbereichen
    A
    Abstand zwischen benachbarten Emissionsbereichen
    S
    Signal

Claims (12)

  1. Multipixel LED-Bauteil (1) mit - einem LED-Chip (10) umfassend eine Vielzahl von Emissionsbereichen (100), - einer Vielzahl von Konversionselementen (40), die dazu ausgebildet sind von den Emissionsbereichen (100) emittierte Strahlung in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs zu konvertieren, - einer Regelvorrichtung (20) umfassend eine Vielzahl von Stromquellen (200) und eine Übertragungseinheit (201) ausgebildet zur drahtlosen Datenübertragung, und - zwei elektrischen Kontaktstrukturen (30), über die das LED-Bauteil (1) bestromt wird, wobei - die Regelvorrichtung (20) mechanisch fest mit dem LED-Chip (10) verbunden ist, - jedem Emissionsbereich (100) eineindeutig eine der Stromquellen (200) zugeordnet ist, - die Übertragungseinheit (201) dazu vorgesehen ist Signale (S) zur Steuerung der Stromquellen (200) zu empfangen, - die Stromquellen (200) entsprechend der Signale (S) ansteuerbar sind, - jede Stromquelle (200) dazu ausgebildet ist den ihr zugeordneten Emissionsbereich (100) zu betreiben, und - die Anzahl der Emissionsbereiche (100) größer ist als die Anzahl der Kontaktstrukturen (30).
  2. Multipixel LED-Bauteil (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem der LED-Chip (10) und die Regelvorrichtung (20) in einer vertikalen Richtung zueinander zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.
  3. Multipixel LED-Bauteil (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Abstand (A) in einer lateraler Richtung zwischen zwei benachbarten Emissionsbereichen maximal 200 µm beträgt.
  4. Multipixel LED-Bauteil (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Regelvorrichtung (20) mit Silizium gebildet ist.
  5. Multipixel LED-Bauteil (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Emissionsbereiche (100) Licht im blauen Wellenlängenbereich emittieren und die Konversionselemente (40) erste (41) und zweite (42) Konversionselemente umfassen, wobei mittels der ersten Konversionselemente (41) das emittierte Licht mancher Emissionsbereiche (100) in Licht im grünen Wellenlängenbereich konvertiert wird, und mittels der zweiten Konversionselemente (42) das emittierte Licht mancher Emissionsbereiche (100) in Licht im roten Wellenlängenbereich konvertiert wird.
  6. Multipixel LED-Bauteil (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem manchen Emissionsbereichen (200) zumindest eine optische Komponente (50) im Strahlengang nachgeordnet ist, wobei die zumindest eine optische Komponente (50) dazu ausgebildet ist, das Abstrahlprofil der von den Emissionsbereichen (100) emittierten Strahlung, denen die optische Komponente nachgeordnet ist, zu verändern.
  7. Multipixel LED-Bauteil (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Kontaktstrukturen (30) direkt auf einer Außenfläche (20a) der Regelvorrichtung (20) angeordnet sind.
  8. Multipixel LED-Bauteil (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem - die Emissionsbereiche (100) jeweils eine Emissionsseite (100a) aufweisen, wobei durch die Emissionsseite (100a) ein Großteil der im Betrieb im Emissionsbereich (100) erzeugten elektromagnetischen Strahlung emittiert wird, - die Regelvorrichtung (20) und der LED-Chip (10) in einem gemeinsamen Gehäuse (70) angeordnet sind, und -die elektrischen Kontaktstrukturen (30) an der den Emissionsseiten (100a) abgewandten Seite des Gehäuses (70) angeordnet sind.
  9. Multipixel LED-Bauteil (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, mit einer Antennenstruktur (71) zum Empfangen und Senden von Signalen (S), wobei die Antennenstruktur (71) monolithisch in das Gehäuse integriert ist und mit der Übertragungseinheit (201) verbunden ist.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Multipixel LED-Bauteils (1) umfassend - einen LED-Chip (10) mit einer Vielzahl von Emissionsbereichen (100), - eine Regelvorrichtung (20) mit einer Vielzahl von Stromquellen (200) und einer Übertragungseinheit (201) ausgebildet zur drahtlosen Datenübertragung, und - zwei elektrische Kontaktstrukturen (30), bei dem - mittels der Übertragungseinheit (201) Signale (S) zur Steuerung der Emissionsbereiche (100) empfangen werden, - die Stromquellen (200) abhängig von den über die Übertragungseinheit (201) empfangenen Signale (S) angesteuert werden, - die Stromquellen (S) dazu eingerichtet sind die Emissionsbereiche (100) separat voneinander zu betreiben, und - die Regelvorrichtung (20) und der LED-Chip (10) ausschließlich über die zwei elektrischen Kontaktstrukturen (30) bestromt werden.
  11. Verfahren zum Betreiben eines multipixel LED-Bauteils (1) gemäß einem vorherigen Anspruch, mit einer Vielzahl von Konversionselementen (40), bei dem mittels der Vielzahl von Konversionselementen (40) die emittierte Strahlung einzelner Emissionsbereiche (100) in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs konvertiert wird, sodass mittels des Betriebs unterschiedlicher Emissionsbereiche (100) der Farbort der emittierten Strahlung des LED-Bauteils (1) verändert wird.
  12. Verfahren zum Betreiben eines multipixel LED-Bauteils (1) gemäß einem vorherigen Anspruch, mit zumindest einer optischen Komponente (50), welche manchen Emissionsbereichen (100) nachgeordnet ist, bei dem mittels des Betriebs unterschiedlicher Emissionsbereiche (100) das Abstrahlprofil der emittierten Strahlung des LED-Bauteils (1) verändert wird.
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