DE102008051050A1

DE102008051050A1 - Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen

Info

Publication number: DE102008051050A1
Application number: DE102008051050A
Authority: DE
Inventors: Norwin Von Dr. Malm; Klaus Dr. Streubel
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-15

Abstract

In einem Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1, 2, 3) umfasst jedes optoelektronische Halbleiterelement des Moduls (1, 2, 3) in Reihe geschaltete zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung geeignete Halbleitersegmente (5, 6, 7), von denen jedes Halbleitersegment (5, 6, 7) durch eine Segmentbetriebsspannung charakterisiert ist. Die Segmentbetriebsspannungen der in Reihe geschalteten Halbleitersegmente (5, 6, 7) bestimmen im Wesentlichen eine Betriebsspannung des optoelektronischen Halbleiterelements (1, 2, 3). Die Betriebsspannungen der optoelektronischen Halbleiterelemente (1, 2, 3) liegen innerhalb eines Spannungsbereichs oder innerhalb eines Spannungsbereichs einer Gruppe von vorgegebenen Spannungsbereichen, wobei einer der Spannungsbereiche die Summe der mit natürlichen Zahlen gewichteten anderen Spannungsbereiche umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen.
Optoelektronische Halbleiterelemente werden für eine Vielzahl verschiedener Lichtanwendungen verwendet. Sie bieten sich vor allem an, wenn eine hohe Lichtausbeute auf einem geringen Raum erforderlich ist. Beispiele für die Verwendung von optoelektronischen Halbleiterelementen finden sich in Projektionsanwendungen und auch im Automotivbereich, dort unter anderem in der Verwendung von Frontscheinwerfern.
Bei Schaltungen mit optoelektronischen Halbleiterelementen, die in verschiedenen Farben abstrahlen, werden die verschiedenfarbigen Halbleiterelemente mit separaten Treiberkomponenten angesteuert. Die Treiberkomponenten stellen die verschiedenen Betriebsspannungen und Leistungen für die verschiedenfarbigen Halbleiterelemente bereit.
Erfindungsgemäß ist ein Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen vorgesehen, wobei jedes optoelektronisches Halbleiterelement des Moduls in Reihe geschaltete zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung geeignete Halbleitersegmente umfasst. Jedes Halbleitersegment ist durch eine Segmentbetriebsspannung charakterisiert. Die Segmentbetriebsspannung der in Reihe geschalteten Halbleitersegmente bestimmt im Wesentlichen eine Betriebsspannung des optoelektronischen Halbleiterelements. Die Betriebsspannungen der optoelektronischen Halbleiterelemente liegen innerhalb eines Spannungsbereichs oder innerhalb eines Spannungsbereichs einer Gruppe von vorgegebenen Spannungsbereichen, wobei einer der Spannungsbereiche die Summe der mit natürlichen Zahlen gewichteten anderen Spannungsbereiche umfasst.
Bei der ersten Alternative sind die Betriebspannungen der Halbleiterelemente gleich oder derart in einem einzigen Spannungsbereich liegend, dass die Halbleiterelemente in einer Spaltungsanordnung parallel schaltbar sind.
Bei der zweiten Alternative sind die Betriebsspannungen der Halbleiterelemente derart verteilt, dass eine Reihenschaltung von Halbleiterelementen parallel zu einem weiteren Halbleiterelement schaltbar ist. Die Summe der Betriebspannungen der in Reihe geschalteten Halbleiterelemente ist gleich der Betriebsspannung des weiteren Halbleiterelements. Die Betriebsspannung des weiteren Halbleiterelements ist gleich der mit natürlichen Zahlen gewichteten anderen Betriebsspannungen. Die natürlichen Zahlen sind 0, 1, 2, 3, 4, ....
Folgendes Beispiel mag die zweite Alternative verdeutlichen. Ein Ausführungsbeispiel umfasst ein erstes Halbleiterelement mit einer Betriebspannung von ungefähr 2 Volt, ein zweites Halbleiterelement mit einer Betriebsspannung von ungefähr 4 Volt und ein drittes Halbleiterelement mit einer Betriebspannung von ungefähr 6 Volt. Eine Reihenschaltung des ersten und des zweiten Halbleiterelements ließe sich parallel zum dritten Halbleiterelement schalten. Die Betriebsspannung des dritten Halbleiterelements ist die Summe der Betriebsspannungen der anderen Halbleiterelemente. Dabei sind die Summanden jeweils mit 1 gewichtet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst ein erstes Halbleiterelement mit einer Betriebspannung von ungefähr 2 Volt, ein zweites Halbleiterelement mit einer Betriebspannung von ungefähr 8 Volt und ein drittes Halbleiterelement mit einer Betriebspannung von ungefähr 12 Volt. Die Reihenschaltung von zwei ersten Halbleiterelementen und einem zweiten Halbleiterelement ließe sich parallel zum dritten Halbleiterelement schalten. Dessen Betriebsspannung ist die Summe der Betriebsspannungen der anderen Halbleiterelemente. Bei der Summenbildung wird die Betriebsspannung des ersten Halbleiterelements mit 2 gewichtet und die Betriebsspannung des zweiten Halbleiterelements mit 1 gewichtet.
Ein derartiger spannungsangepasster Satz optoelektronischer Halbleiterelemente erlaubt es Schaltungsanordnungen aufzubauen, sodass sie mit einer selben Versorgungsspannung betreibbar sind, was Platz, Aufwand und Kosten sparend ist.
Ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterelements ist ein Chip mit einem Halbleiterkörper. Ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterelements ist ein Halbleiterbauelement. In einem Ausführungsbeispiel sind als Halbleitersegmente Chips oder Halbleiterkörper vorgesehen.
In einer Ausgestaltung unterscheiden sich die optoelektronischen Halbleiterelemente hinsichtlich ihrer abstrahlbaren elektromagnetischen Strahlung, sodass durch eine Kombination der Halbleiterelemente deren emittierte Strahlungen überlagert werden.
In einer Ausgestaltung haben die Halbleitersegmente eines Halbleiterelements gleiche Segmentbetriebsspannungen, sodass die Betriebsspannung des Halbleiterelements ein Vielfaches der Segmentbetriebsspannung ist.
In einer Ausgestaltung mit einem ersten optoelektronischen Halbleiterelement, dessen in Reihe geschaltete Halbleitersegmente jeweils eine erste Segmentbetriebsspannung haben, und einem zweiten optoelektronischen Halbleiterelement, dessen in Reihe geschaltete Halbleitersegmente jeweils eine zweite Segmentbetriebsspannung haben, umfasst der vorgegebene Spannungsbereich ein gemeinsames Vielfaches der ersten und zweiten Segmentbetriebsspannung. Die gemeinsame Betriebsspannung beider Halbleiterelemente wird durch die unterschiedliche Anzahl der Halbleitersegmente bestimmt. Die Betriebsspannung geteilt durch die Segmentbetriebsspannung ist die Anzahl der für die Betriebsspannung benötigten Segmente.
Vorteilhafterweise unterscheiden sich die Halbleiterelemente hinsichtlich der Farbe des Lichts, das sie abstrahlen. Die Halbleiterelemente lassen sich kombinieren, um eine Mischfarbe zu generieren.
Um weißes Licht zu mischen, werden vorteilhafterweise optoelektronische Halbleiterelemente in den Farben rot, grün und blau kombiniert. Alternativ können auch optoelektronische Halbleiterelemente in den Farben weiß-grün und rot, insbesondere tiefrot, verwendet werden, um warm-weißes Licht zu mischen. Weiße Lichtquellen können für eine Allgemeinbeleuchtung oder eine Display-Hinterleuchtung verwendet werden.
Die Halbleitersegmente umfassen in einer Ausführung eine aktive Schicht, die geeignet ist elektromagnetische Strahlung zu emittieren. In einer Ausgestaltung unterscheiden sich die Halbleitersegmente verschiedener Halbleiterelemente und/oder die Halbleitersegmente eines Halbleiterelements hinsichtlich ihrer Art und/oder ihrer Dimensionierung.
Durch die Dimensionierung der Halbleitersegmente lässt sich auch bei unterschiedlicher Stromeffizienz der verschiedenen Segmenttypen ein gewünschter Gesamtfarbton einstellen, wie im Folgenden verdeutlicht. Ein erstes Halbleitersegment, das eine erste Farbe abstrahlt, jedoch eine geringere Stromeffizienz hat als ein zweites Halbleitersegment, welches eine zweite Farbe abstrahlt, strahlt in einer Ausgestaltung, bei der das erste und das zweite Halbleitersegment gleich dimensioniert sind, mit geringerer Intensität ab. Wenn das erste Halbleitersegment jedoch größer dimensioniert ist als das zweite, lässt sich der Intensitätsunterschied ausgleichen.
Halbleitersegmente unterschiedlicher Art unterscheiden sich beispielsweise durch das verwendete Materialsystem oder die Art, Dicke oder Struktur von Wellenlängenkonversionsschichten, die über der aktiven, emittierenden Schicht angeordnet sind. Die Wellenlängenkonversionsschicht beeinflusst das Spektrum des von der aktiven Schicht abgestrahlten Lichts.
Somit ist die Gestaltung der Halbleitersegmente ein geeignetes Mittel, um die abgestrahlte Strahlung hinsichtlich ihres Spektrums, aber auch hinsichtlich ihrer Intensität zu beeinflussen.
Eine Ausführung des Moduls mit den optoelektronischen Halbleiterelementen umfasst vorteilhafterweise ein erstes optoelektronisches Halbleiterelement und ein zweites optoelektronisches Halbleiterelement, welche parallel geschaltet sind. Auf Grund der gleichen Betriebsspannungen der Halbleiterelemente ist diese Art der Verschaltung möglich.
In einer alternativen Ausgestaltung ist ein erstes optoelektronisches Halbleiterelement parallel zu einer Reihenschaltung von Halbleiterelementen mit zumindest einem zweiten Halbleiterelement geschaltet. Die Reihenschaltung kann beispielsweise zwei Halbleiterelemente verschiedenen oder gleichen Typs umfassen. Die optoelektronischen Halbleiterelemente haben verschiedene Betriebsspannungen, die derart gewählt sind, dass die Parallelschaltung mit der Reihenschaltung kombinierbar ist.
Bei einer platz- und kosteneffizienten Ausgestaltung sind die Halbleiterelemente in einem Gehäuse oder auf einer Trägerplatte, einem so genannten Board, angeordnet.
Vorteilhafterweise ist eine gemeinsame Treiberkomponente für die Halbleiterelemente vorgesehen, die es erlaubt, die parallel angeordneten Halbleiterelemente gleichzeitig anzusteuern. Es ist nicht mehr erforderlich, dass verschiedene Treiberkomponenten für die verschiedenen Halbleiterelemente vorgesehen sind.
In einer Ausgestaltung sind die Halbleiterelemente der Schaltungsanordnung derart dimensioniert und angeordnet, dass die Mischung des abgestrahlten Lichts der optoelektronischen Halbleiterelemente weiß ist.
Damit sich die Farbe, die durch die Kombination der Halbleiterelemente abgestrahlt wird, auch während des Alterungsprozesses der Halbleiterelemente oder unter Temperatureinfluss nicht verändert, haben die optoelektronischen Halbleiterelemente ein ähnliches Alterungs- beziehungsweise Temperaturverhalten.
In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Reihenschaltung der Halbleitersegmente durch leitende Verbindungen auf der von einer Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite der optoelektronischen Halbleitersegmente. Die Kontaktierung der Halbleitsegmente erfolgt auf der von der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite durch Kontaktschichten, die zumindest teilweise überlappen. Die Kontaktelemente zur Kontaktierung der Elemente sind auf der von der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite der Halbleitersegmente vorgesehen, dabei kann die Kontaktierung auf der Rückseite oder im Seitenbereich der Halbleitersegmente erfolgen. Die Kontaktelemente sind mit den Kontaktschichten verbunden oder zugängliche Bereiche der Kontaktschichten. Somit wird die Reihenschaltung der Halbleitersegmente innerhalb der Halbleiterelemente durch eine leitende Verbindung der Kontaktelemente realisiert, die sich auf der der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite der Strahlung emittierenden Schicht befinden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Satzes von optoelektronischen Halbleiterelementen,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Satzes von optoelektronischen Halbleiterelementen,
3 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung mit optoelektronischen Halbleiterelementen,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung mit optoelektronischen Halbleiterelementen,
5 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung mit optoelektronischen Halbleiterelementen,
6A, 6B jeweils eine schematische Schnittdarstellung gemäß eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Halbleiterelements,
6C, 6D jeweils Ersatzschaltbilder der Ausführungsbeispiele in den 6A beziehungsweise 6B,
6E, 6F jeweils Draufsichten auf einen optoelektronischen Halbleiterkörper geteilt in vier Teilbereiche korrespondierend zu der Schnittdarstellung und den Ersatzschaltbildern der 6A bis 6D und
7 eine Schnittdarstellung eines optoelektronischen Halbleiterelements gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Satzes mit optoelektronischen Halbleiterelementen 1, 2, 3.
Ein erstes optoelektronische Halbleiterelement 1 ist als LED-Chip ausgeführt. Der erste Chip 1 umfasst zwei in Reihe geschaltete Halbleitersegmente 5, die eine aktive Schicht zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Der erste Chip 1 ist ausgebildet, grünes Licht zu emittieren.
Des Weiteren sind zwei Kontakte 4 zur Kontaktierung des Chips 1 vorgesehen.
Ein zweites optoelektronisches Halbleiterelement 2 ist als LED-Chip ausgeführt. Der Chip 2 umfasst zwei in Reihe geschaltete Halbleitersegmente 6, die eine aktive Schicht zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Der zweite Chip 2 ist ausgebildet, blaues Licht zu emittieren. Zur Kontaktierung des Chips 2 sind Kontakte 4 vorgesehen.
Ein drittes optoelektronisches Halbleiterelement 3 ist als LED-Chip ausgeführt. Der Chip 3 umfasst drei in Reihe geschaltete Halbleitersegmente 7, die eine aktive Schicht zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Der dritte Chip 3 ist ausgebildet, rotes Licht zu emittieren. Zur Kontaktierung des Chips 3 sind Kontakte 4 vorgesehen.
Die Kombination von grünem, blauem und rotem Licht ergibt weißes Licht, sodass der dargestellte Chipsatz 1, 2, 3 geeignet ist, weißes Licht zu emittieren.
Die optoelektronischen Halbleiterelemente 1, 2, 3 des Satzes unterscheiden sich hinsichtlich der Anzahl ihrer Halbleitersegmente 5, 6, 7. Die zum Betrieb der Halbleiterelemente 1, 2, 3 erforderliche Betriebsspannung ist gleich. Sie liegt innerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs, sodass die Bauelemente mit der gleichen Spannung, beispielsweise in einer Parallelschaltung, betrieben werden können.
Die Betriebsspannung jedes Chips 1, 2, 3 wird im Wesentlichen durch die Segmentbetriebsspannungen bestimmt. Die Segmentbetriebsspannung eines Halbleitersegments fällt beim Betrieb des Chips über dem entsprechenden Halbleitersegment ab. Die Verwendung verschiedener Materialsysteme in den optoelektronischen Halbleiterelementen 1, 2, 3 bedingt, dass über deren Halbleitersegmente 5, 6, 7 verschiedene Segmentbetriebsspannungen abfallen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel fällt, bei gleichen Halbleitersegmenten in einem Chip, die Hälfte der Betriebsspannung über den Halbleitersegmenten 5, 6 des ersten und des zweiten Chips 1, 2 ab. Ein Drittel der Betriebsspannung fällt über den Halbleitersegmenten 7 des dritten Chips 3 ab. Es sei bemerkt, dass beispielsweise Fertigungstoleranzen dazu führen können, dass diese Spannungsverteilungen geringfügig variieren.
Wegen der Reihenschaltung der Halbleitersegmente 5, 6, 7 in den Chips 1, 2, 3 addieren sich die jeweiligen Segmentbetriebsspannungen zur Betriebsspannung des Chips. Somit hängt die Betriebsspannung von der Anzahl der Halbleitersegmente 5, 6, 7 ab.
Wenn beispielsweise über den grünen und blauen Halbleitersegmenten 5, 6 ungefähr 3 Volt abfallen, so beträgt die Betriebsspannung ungefähr 6 Volt.
Bei den roten Halbleitersegmenten 7 beträgt die Segmentbetriebsspannung beispielsweise ungefähr 2 Volt, sodass die Betriebsspannung des Chips 3, mit drei roten Halbleitersegmenten 7, ebenfalls ungefähr 6 Volt beträgt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Betriebsspannung das kleinste gemeinsame Vielfache der Segmentbetriebsspannungen der Halbleitersegmente 5, 6, 7 in den Chips 1, 2, 3 des Satzes.
Die emittierenden Halbleitersegmente 5, 6, 7 der Chips 1, 2, 3 unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Form und Fläche.
Derartig Dimensionsunterschiede sind geeignet, bei unterschiedlicher Stromeffizienz der Halbleitersegmente Helligkeitsunterschiede auszugleichen und einen gewünschten Farbton einzustellen, der durch eine Kombination der Chips erreicht werden soll.
Bei gleichem Stromfluss durch die Segmente ist das abgestrahlte Licht pro Flächeneinheit der Halbleitersegmente 6 beim zweiten Chip 2 weniger als beim ersten Chip 1. Durch die größere Fläche der Halbleitersegmente im zweiten Chip 2 wird diese geringere Stromeffizienz ausgeglichen, sodass der erste und der zweite Chip 1, 2 mit gleicher Helligkeit abstrahlen.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Satzes mit optoelektronischen Halbleiterelementen 1', 2', 3'.
Ein erstes optoelektronische Halbleiterelement 1' ist als LED-Chip ausgeführt. Der erste Chip 1' umfasst vier in Reihe geschaltete Halbleitersegmente 5, die eine Schicht zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Der erste Chip 1' ist ausgebildet, grünes Licht zu emittieren.
Des Weiteren sind zwei Kontakte 4 zur Kontaktierung des ersten Chips 1 vorgesehen.
Ein zweites optoelektronische Halbleiterelement 2' ist als LED-Chip ausgeführt. Der zweite Chip 2' umfasst vier in Reihe geschaltete Halbleitersegmente 6, 6', die eine Schicht zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Die Halbleitersegmente 6, 6' im zweiten Chip 2' sind unterschiedlich dimensioniert. Der zweite Chip 2' ist ausgebildet, blaues Licht zu emittieren. Zur Kontaktierung des zweiten Chips 2' sind Kontakte 4 vorgesehen.
Ein drittes optoelektronische Halbleiterelement 3' ist als LED-Chip ausgeführt. Der dritte Chip 3' umfasst sechs in Reihe geschaltete Halbleitersegmente 7, die eine Schicht zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Der dritte Chip 3' ist ausgebildet, rotes Licht zu emittieren. Zur Kontaktierung des dritten Chips 3' sind Kontakte 4 vorgesehen.
Der dargestellte Chipsatz 1', 2', 3' ist geeignet, als Mischung von blauem, grünem und rotem Licht weißes Licht zu emittieren.
Die zum Betrieb der Halbleiterelemente 1', 2', 3' erforderliche Betriebsspannung ist gleich.
Ausgehend von den in 1 beispielhaft gewählten Segmentbetriebsspannungen, ungefähr 3 Volt für die Halbleitersegmente 5, 6, 6' des ersten und zweiten Chips 1', 2' sowie ungefähr 2 Volt für die Halbleitersegmente 7 des dritten Chips 3', ist die Betriebsspannung der Chips 1', 2', 3' ungefähr 12 Volt. Dies ist ein Vielfaches der Segmentbetriebsspannungen, jedoch nicht das kleinste gemeinsame Vielfache.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung mit optoelektronischen Halbleiterelementen.
Die Schaltungsanordnung, die als Modul ausgebildet sein kann, umfasst einen Satz mit zwei optoelektronischen Halbleiterelementen 3, 8, bei denen es sich um LED-Chips handelt. Ein erster Chip 8 umfasst zwei in Reihe geschaltete Halbleitersegmente 9, welche durch geeignete Wellenlängenkonversion grün-weißes Licht emittieren. Des Weiteren sind Kontakte 4 zur Kontaktierung des ersten Chips 8 vorgesehen. Die Kontakte sind auf der Strahlung emittierenden Seite des Chips 8 angeordnet. In alternativen Ausführungsbeispielen des Chips sind beide Kontakte oder nur einer von beiden auf der von der Strahlung emittierenden Seite abgewandten Seite des Chips angeordnet.
Ausführungsbeispiele grün-weißes Licht emittierender Halbleitersegmente haben eine aktive Schicht, die blaues Licht emittiert und eine darüber angeordnete Wellenlängenkonversationsschicht. Die Wellenlängenkonversationsschicht bewirkt, dass das Spektrum des Lichts verändert wird und das Segment grün-weißes Licht abstrahlt.
Des Weiteren ist ein zweiter Chip 3 vorgesehen, der drei Halbleitersegmente 4 zur Emission von tiefrotem Licht umfasst, welche in Reihe geschaltet sind. Ferner sind Kontakte 4 zur Kontaktierung des zweiten Chips 3 vorgesehen. Die Kontakte sind auf Strahlung emittierenden Seite des Chips 3 angeordnet.
Die Betriebsspannung beider Chips 8, 3 ist gleich.
Der erste und der zweite Chip 8, 3 sind in einem Gehäuse 10 angeordnet, welches Schaltungskontakte 11 umfasst, über die die Schaltungsanordnung mit den Chips 8, 3 gespeist werden kann.
Die Schaltungskontakte 11 sowie der erste und der zweite Chip 3, 8 sind mittels Bondverbindungen 12 parallel geschaltet.
Zum Betrieb der Schaltungsanordnung wird die Betriebsspannung an die Schaltungskontakte 11 angelegt. Durch die Parallelschaltung der Chips 8, 3 liegt die Betriebsspannung auch an den Chips 8, 3 an.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung, die als Modul ausgebildet sein kann, mit einem Satz optoelektronischer Halbleiterelemente 1, 2, 3, die als LED-Chips ausgeführt sind.
Auf einem Board 14 sind die Chips 1, 2, 3 nebeneinander angeordnet.
Der erste Chip 1 umfasst zwei Halbleitersegmente 5, welche blaues Licht emittieren. Der zweite Chip 2 umfasst zwei Halbleitersegmente 6, welches grünes Licht emittieren, und der dritte Chip 3 umfasst drei Halbleitersegmente 7, welche rotes Licht emittieren. Die Mischung dieser drei Farben ist weißes Licht.
Auch rotes, grünes, gelbes und blaues Licht emittierende Chips sind in Kombination geeignet, weißes Licht zu emittieren.
Natürlich ist das Prinzip nicht auf solche Kombinationen von Chips beschränkt, die weißes Licht emittieren. Durch geeignete Kombination verschiedene Farben emittierender Chips kann auch farbiges Licht emittiert werden.
Im in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Chips 1, 2, 3 durch Leiterbahnen 13 parallel geschaltet.
Ferner sind Kontaktbereiche 120 zur Kontaktierung der Schaltungsanordnung vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel kontaktieren die Leiterbahnen die Chips auf der von der Strahlung emittierenden Seite abgewandten Seite. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kontaktieren die Leiterbahnen die Chips auf Strahlung emittierenden Seite.
Zur Kontaktierung der Chips sind neben Bonddrähten oder Leiterbahnen auch andere Kontaktierungsmöglichkeiten denkbar, beispielsweise Folienverbindung (CPHF).
Die Kombination verschiedenfarbiger spannungsangepasster Chips auf engem Raum bietet die Möglichkeit, eine homogene Farbmischung bereits im geringen Abstand zur Lichtquelle zu erreichen.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung mit optoelektronischen Halbleiterelementen.
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Chipsatz zwei verschiedene Chips, 8, 3'. Einer der beiden Chiptypen ist in der Schaltungsanordnung zweimal vorgesehen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei erste Chips 8 und ein zweiter Chip 3' auf einem Board 14, oder Träger, vorgesehen.
Die ersten Chips 8 umfassen jeweils zwei in Reihe geschaltete Halbleitersegmente 9, die grün-weißes Licht emittieren. Der zweite Chip 3' umfasst sechs tiefrotes Licht emittierende Halbleitersegmente 7.
Die ersten Chips 8 sind in Reihe geschaltet, und diese Reihenschaltung ist parallel zum zweiten Chip 3' geschaltet. Die Verbindung der Chips 6, 3' erfolgt durch Leiterbahnen 13.
Zur Kontaktierung des Boards 14 sind zwei Kontaktbereiche 120 vorgesehen. Eine Treiberkomponente 15 stellt an den Kontaktbereichen 120 eine Versorgungsspannung bereit. Als Treiberkomponenten kommen beispielsweise Spannungsquellen, Konstantstromquellen oder pulsweitenmodulierte Stromquellen in Betracht.
Es sei bemerkt, dass auch die in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiele von einer gemeinsamen Treiberkomponente gespeist werden können, die die Betriebsspannung an den Schaltungskontakten 11 beziehungsweise Kontaktbereichen 120 bereitstellt.
Die Versorgungsspannung für die in 5 gezeigte Schaltungsanordnung beträgt beispielsweise 12 Volt. Dieses ist auch die Betriebsspannung für den zweiten Chip 3', dessen sechs Halbleitersegmente 7 jeweils eine Segmentbetriebsspannung von 2 Volt haben.
Die ersten Chips 8 haben jeweils eine Betriebsspannung von 6 Volt. An den Halbleitersegmenten 9 fällt eine Segmentbetriebsspannung von jeweils 3 Volt ab. Durch die Reihenschaltung liegt an beiden Chips 8 ihre Betriebsspannung an.
Bei der Verwendung mehrerer Chips einer Farbe in einem Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung können die Chips derart anordnet werden, dass Farbhomogenität verbessert wird, beispielsweise indem grün-weiß emittierenden Chips zu beiden Seiten eines rot emittierenden Chips angeordnet werden. Auch die erforderliche Spannung für den Betrieb der Schaltung kann geringer sein, als wenn lediglich parallel geschaltete Chips verwendet werden.
Es sei bemerkt, dass die gezeigten Schaltungsanordnungen nur beispielhaft sind. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele sind kombinierbar.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele optoelektronischer Halbleiterelemente beschrieben.
Eine Ausführungsform eines optoelektronischen Halbleiterelements umfasst eine im Wesentlichen flächig angeordnete Halbleiterschichtfolge mit einer ersten und einer zweiten Hauptseite sowie eine zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung geeignete aktive Schicht.
Die aktive Schicht kann hierbei einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, einen Einfachquantentopf (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung aufweisen. Die Bezeichnung Quantentopfstruktur entfaltet keinerlei Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst im Allgemeinen unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte sowie jede Kombination dieser Strukturen.
In einer Ausgestaltung ist die erste Hauptseite zur Emission elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Des Weiteren ist zumindest die aktive Schicht der Halbleiterschichtenfolge durch einen die aktive Schicht durchdringenden Graben in wenigstens zwei elektrisch voneinander isolierte aktive Teilschichten unterteilt. Mit anderen Worten durchtrennt der Graben die aktive Schicht der Halbleiterschichtenfolge, wodurch elektrisch voneinander isolierte aktive Teilschichten in der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet sind.
Das optoelektronische Halbleiterelement umfasst weiterhin jeweils eine auf der zweiten Hauptseite angeordnete erste und zweite Anschlussschicht zur Kontaktierung der aktiven Teilschichten. Dabei bedeutet der Begriff einer auf der zweiten Hauptseite angeordneten Anschlussschicht, dass zumindest ein Teil der ersten beziehungsweise zweiten Anschlussschicht der Halbleiterschichtfolge in Richtung von der Vorderseite zur Rückseite hin nachfolgt. Es ist dabei jedoch nicht notwendig, dass die erste beziehungsweise zweite Anschlussschicht direkt auf der zweiten Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist. Auch muss die erste und zweite Anschlussschicht die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge nicht vollständig überdecken. Vielmehr sind die erste und zweite Anschlussschicht zur Kontaktierung der aktiven Teilschichten zumindest teilweise auf der zweiten Hauptseite angeordnet. Sie sind somit der zweiten Hauptseite näher als der ersten Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge.
Erfindungsgemäß sind die ersten und zweiten Anschlussschichten, welche jeweils die wenigstens zwei elektrisch isolierten aktiven Teilschichten kontaktieren, derart miteinander elektrisch leitend verbunden, dass die aktiven Teilschichten eine Serienschaltung bilden.
Mit anderen Worten sind die beiden Anschlussschichten der aktiven Teilschichten so miteinander verbunden, dass die aktiven Teilschichten eine Serienschaltung bilden.
Das optoelektronische Halbleiterelement ist somit in Teilbereiche aufgeteilt, die elektrisch miteinander unter Bildung einer Serienschaltung durch die verschiedenen Anschlussschichten verbunden sind. Das optoelektronische Halbleiterelement kann somit spannungsgetrieben bei gleichzeitig niedrigen Strömen gespeist werden. Dadurch lassen sich beispielsweise teure Treiberstufen sowie Hochstromquellen durch entsprechende Hochspannungsquellen ersetzen, welche leichter zu fertigen sind. Durch die Unterteilung in Teilbereiche kann das optoelektronische Halbleiterelement somit mit verschiedenen abhängig von der Unterteilung wählbaren Spannungen betrieben werden.
In einer Ausgestaltung ist das Halbleiterelement ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip.
Die 6A bis 6F zeigen eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Halbleiterelements.
In den Ausführungsbeispielen sind die Größenverhältnisse der dargestellten Elemente grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente etwa Schichten zum besseren Verständnis und/oder zur besseren Darstellbarkeit übertrieben groß beziehungsweise dick dargestellt sein.
6A ist eine Schnittdarstellung durch ein optoelektronisches Halbleiterelement entlang der in 6E gezeigten Richtung.
Zwischen unterschiedlich dotierten Schichten 21 und 23 einer Halbleiterschichtenfolge 20 bildet sich ein pn-Übergang 22 aus, in der die im Betrieb injizierten Ladungsträger rekombinieren und elektromagnetische Strahlung emittieren.
Die Halbleiterschichtenfolge 20 basiert auf einem Halbleitermaterialsystem, welches je nach Anwendung unterschiedlich dotiert sein kann. Beispielsweise können so genannte III/V-Verbindungs-Halbleiter oder auch II/VI- Verbindungs-Halbleiter verwendet werden. Die Halbleiterschichtenfolge 21, 22, 23 hat vorliegend eine Dicke zwischen einem Mikrometer und sieben Mikrometer.
Ein III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe, wie beispielsweise Al, Ga, In, und ein Element aus der V-Hauptgruppe, wie beispielsweise B, N, P, As, auf. Insbesondere umfasst der Begriff ”III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial” die Gruppe der binären, ternären oder quaternären Verbindungen, die wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, insbesondere Nitrid- und Phosphid-Verbindungs-Halbleiter. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Zu den III/V-Verbindungs-Halbleitermaterialen gehören beispielsweise Nitrid-III-Verbindungs-Halbleitermaterial und Phosphid-III-Verbindungs-Halbleitermaterial, etwa GaN, GaAs, und InGaAlP. Ebenso wird das Materialsystem AlGaN/GaN zu den oben genannten Verbindungshalbleitern gezählt.
Entsprechend weist ein II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterial wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe, wie beispielsweise Be, Mg, Ca, Sr, und ein Element aus der sechsten Hauptgruppe, wie beispielsweise O, S, Se, auf. Insbesondere umfasst ein II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterial eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung, die wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der sechsten Hauptgruppe umfasst. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Zu den II/VI-Verbindungs- Halbleitermaterialen gehören zum Beispiel ZnO, ZnMgO, CdS, CnCdS, MgBeO.
Abhängig von der gewünschten Wellenlänge oder dem gewünschten Wellenlängenspektrum können eine oder auch mehrere der oben genannten Verbindungen als Materialsystem für ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden.
Eine Kontaktierung des Halbleiterkörpers erfolgt jeweils im Randbereich durch die Kontaktelemente 410 beziehungsweise 411. Das Kontaktelement 410 ist mit Durchbrüchen 446 elektrisch leitend verbunden, welche die Schicht 21 der Halbleiterschichtenfolge 20 kontaktieren.
Auf die Schicht 23 ist zudem eine laterale Stromverteilungsschicht 450 angeordnet, die aus dem gleichen Material besteht wie die Kontaktschicht 411 des zweiten Teilbereichs des elektronischen Halbleiterkörpers. Diese leitende Schicht kann zudem reflektierend sein, sodass bei einem späteren Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung auf die elektrisch leitende Schicht von dieser reflektiert und in die gewünschte Richtung abgestrahlt wird. Das leitende Material kann beispielsweise Silber oder ein anderes reflektierendes Metall umfassen. Die erste beziehungsweise die zweite elektrische Anschlussschicht 460, 410 kann mit einer leitenden Spiegelschicht ausgestaltet sein, sodass elektromagnetische Strahlung reflektiert wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist zwischen der Halbleiterschichtenfolge und/oder der zweiten elektrischen Anschlussschicht wenigstens stellenweise eine Spiegelschicht angeordnet.
Die leitende Schicht 450 ist durch Gräben 442 in vier Teilbereiche unterteilt. Diese Gräben 442 erstrecken sich durch die Halbleiterschichtenfolge 20 inklusive der aktiven Schicht 22 hindurch und unterteilen die Halbleiterschichtenfolge 20 in vier Teilbereiche. Durch die Erzeugung mehrerer Durchbrüche in den verschiedenen Teilbereichen des optoelektronischen Halbleiterkörpers kann zudem eine homogene laterale Stromverteilung in der n-dotierten Schicht 21 erzielt werden.
Eine nichtleitende Schicht 447 ist an den Wänden der Durchbrüche 446 vorhanden. Optional können auch die Gräben 442 mit einem nichtleitenden Material ausgefüllt sein. Die isolierenden Seitenwände in den Durchbrüchen verhindern einen Kurzschluss mit den einzelnen Schichten der Halbleiterschichtenfolge 20.
Eine zweite Anschlussschicht 460 kontaktiert die Stromverteilungsschicht 450 des rechten Teilbereichs des optoelektronischen Halbleiterkörpers und bildet die Durchbruchskontaktierung für die Schicht 21 der Halbleiterschichtenfolge im linken Teilbereich des optoelektronischen Halbleiterelements. Die einzelnen Durchbrüche 446 gehen durch den pn-Übergang 22 der Halbleiterschichtenfolge 20 hindurch und kontaktieren somit die n-dotierte Schicht 21. Die p-dotierte Schicht 23 des rechten aktiven Teilbereichs ist durch die Anschlussschicht 460 mit einem n-dotierten Bereich des linken aktiven Teilbereichs elektrisch leitend verbunden. Dadurch bildet sich eine Serienschaltung aus den beiden aktiven Teilschichten aus.
Die zweite Anschlussschicht 410 ist mit der zweiten Schicht 23 der Halbleiterschichtenfolge 20 verbunden.
Zwischen dem linken und dem rechten Teilbereich des optoelektronischen Halbleiterkörpers ist, wie in der Schnittfigur 6A sowie in der Draufsicht der 6E dargestellt, ein isolierender Graben 442 vorgesehen. Dadurch werden die Teilbereiche elektrisch voneinander getrennt. Im Ersatzschaltbild gemäß 6C sind somit jeweils zwei Dioden in Serie geschaltet. Die Diodenwirkung ergibt sich dabei aus dem dargestellten pn-Übergang der Halbleiterschichtenfolge 20.
Zur Verbesserung der Emission kann die obere Hauptseite der Schichtenfolge strukturiert sein. Ebenso ist es möglich, auf die obere Hauptseite ein Konversionsmaterial aufzubringen, um so die emittierte elektromagnetische Strahlung in eine zweite Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge zu verwandeln. Bei einem entsprechend geeigneten Konversionsmaterial sowie bestimmten Materialsystemen für die aktive Schicht kann dadurch weißes Licht beispielsweise für Frontscheinwerfer oder Projektionssysteme erzeugt werden.
6B zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der anstelle eines einfachen pn-Übergangs mehrere pn-Übergänge vorgesehen sind. Diese Übergänge wirken wie zwei hintereinander geschaltete Dioden, wie sich aus dem Ersatzschaltbild nach 6D ergibt.
Die Darstellung des Schnitts gemäß 6B erfolgt entlang der Achsen I, wie in 6F gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das optoelektronische Halbleiterelement in vier Teilbereiche unterteilt, die jeweils von einem Graben 442 isolierend getrennt sind. Die verschiedenen Anschlussschichten 410, 411, 460 und 450 kontaktieren jeweils die Halbleiterschichtenfolgen der verschiedenen Teilbereiche und die darin befindlichen pn-Übergänge. Die Anschlussschichten 410, 411, 450 bis 470 sind dabei derart ausgestaltet, dass sie die vier Teilbereiche, wie in dem Ersatzschaltbild gemäß 6D erläutert, verschalten.
Dadurch wird bei dem optoelektronischen Halbleiterelement nach dem vorgeschlagenen Prinzip eine Serienschaltung aus vier jeweils zwei hintereinander geschalteten Dioden realisiert. Im Betrieb der Anordnung wird demzufolge eine höhere Betriebsspannung notwendig.
Durch die Unterteilung in vier Teilbereiche wird der für den Betrieb notwendige Strom des optoelektronischen Halbleiterelements verringert, dafür jedoch aufgrund der Serienschaltung die für den Betrieb notwendige Spannung erhöht. In diesem Ausführungsbeispiel ist das optoelektronische Bauelement in vier Teilbereiche 41, 42, 43, 44 unterteilt, wodurch die Einsatzspannung um den Faktor vier erhöht und gleichzeitig der Stromverbrauch um den entsprechenden Faktor gesenkt wird. Durch eine meist höhere Leuchteffizienz bei niedrigen Strömen ergibt sich dadurch eine verbesserte Gesamteffizienz des Bauteils.
Durch die elegante Kombination aus mehreren Serienschaltungen in der Epitaxieschicht können teure Treiberstufen und Hochstromquellen eingespart werden, da die Leistungen nunmehr spannungsgetrieben bei niedrigen Strömen in den optoelektronischen Halbleiterelement gespeist wird. Zudem ergibt sich eine optimierte Flächennutzung durch Vermeidung von absorbierenden Kontakten, da alle Licht erzeugenden Bestandteile Strom sparend auf einem einzelnen Halbleiterkörper realisierbar sind. Zudem lässt sich eine Serienschaltung von Chips auch nur mit nur einem Topkontakt und einem leitenden Träger ausführen.
Ein derartiges Beispiel ist in 7 dargestellt. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist der Durchbruch 403 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 durch die aktive Zone als ein über die gesamte Dicke der Halbleiterschichtenfolge 20 verlaufender Durchbruch ausgeführt. Der Durchbruch 403 erstreckt sich also vorliegend von der ersten Hauptfläche an der Oberseite bis hinunter zur zweiten Hauptfläche 402 der Halbleiterschichtenfolge 20. Er bildet ein Loch in der Halbleiterschichtenfolge 20.
Auf der strukturierten Oberseite 425 der Halbleiterschichtenfolge 20 ist eine weitere Stromaufweitungsschicht 409 aufgebracht. Diese ist zusätzlich zu der an der Rückseite der Halbleiterschichtenfolge vorgesehenen Stromaufweitungsschicht angeordnet. Beide Stromaufweitungsschichten dienen dazu, eine möglichst gute laterale Stromverteilung und Stromeinkopplung in die Halbleiterschichtenfolge zu gewährleisten. Dadurch wird die Effizienz des Bauelementes erhöht und andererseits eine lokale Erwärmung durch einen zu großen Stromfluss in die Halbleiterschichtenfolge vermieden. Hierzu weisen die Stromaufweitungsschichten einen möglichst geringen lateralen Flächenwiderstand auf.
Daneben kann die Stromaufweitungsschicht 409 zusätzlich als transparentes Material, beispielsweise in Form eines transparenten leitfähigen Oxids wie ITO, ausgeführt sein. Die Stromaufweitungsschicht 409 auf der der Emissionsrichtung abgewandten Seite kann bevorzugt reflektierend, jedoch auch transparent ausgeführt sein. Im letzteren Fall weist wie dargestellt der optoelektronische Halbleiterkörper eine zusätzliche Spiegelschicht 412 auf. Diese ist bevorzugt nichtleitend ausgeführt, sofern nicht eine zusätzliche isolierende Passivierungsschicht zwischen der Spiegelschicht 412 und dem Material der Anschlussschicht 406 vorgesehen ist. In einer Ausführungsform kann die Spiegelschicht 412 das gleiche Material wie die Trennschichten 405 umfassen. Dadurch werden die Reflexionseigenschaften auch bei einer Abstrahlung parallel zur aktiven Schicht der Halbleiterschichtenfolge durch Reflexionen an den Seitenwänden verbessert.
Zur Kontaktierung ist die Stromaufweitungsschicht über Zuführungsdurchbrüche 410a mit der elektrischen Anschlussschicht 404 verbunden. Diese ist über eine elektrische Zwischenschicht 408 mit einem Kontaktelement 407 auf der Rückseite gekoppelt. Das Kontaktelement 407 bildet gleichzeitig auch das Ersatzträgersubstrat für den optoelektronischen Halbleiterkörper.
In dem Ausführungsbeispiel nach 7 ist lediglich ein erster Teilbereich des Halbleiterkörpers gezeigt. Ein weiterer Teilbereich des Halbleiterkörpers schließt sich linksseitig an den hier dargestellten ersten Teilbereich an. Dieser ist so ausgeführt, dass die zweite Anschlussschicht 404 mit einem nicht gezeigten Durchbruch in der Halbleiterschichtenfolge elektrisch leitend verbunden ist. Dieses kontaktiert die erste Schicht 421 der Halbleiterschichtenfolge des zweiten Teilbereichs und bildet so eine Serienschaltung. Gleichzeitig bildet das linksseitig angeordnete isolierende Material 405 und 413 den die Halbleiterschichtenfolge in Teilbereiche auftrennenden Graben.
In den bisherigen Ausführungsbeispielen wurde eine Serienschaltung vor allem durch eine entsprechende Anordnung der Anschlussschichten innerhalb des Halbleiterkörpers realisiert. Darüber hinaus ist es jedoch auch denkbar, einen Teil der Serienschaltung beziehungsweise Verschaltungsvarianten extern auszubilden, um so sowohl Serien- als auch Parallelschaltung und Kombinationen davon zu realisieren. Dadurch kann durch eine entsprechende Ansteuerelektronik charakteristische Eigenschaften des Halbleiterkörpers je nach Anwendung verändert werden. Beispielsweise ist es denkbar, im Fall von Lichtscheinwerfern durch ein entsprechendes hinzu- beziehungsweise wegschalten einzelner Teilbereiche des Halbleiterkörpers die Lichtstärke zu variieren.
Ferner kann das Fernfeld der emittierten Gesamtstrahlung durch die Anwesenheit von diftraktiven und streuenden Strahlungsdurchtrittsflächen homogenisiert oder anderweitig beeinflusst werden. Diese können auf der Außenseite des Moduls oder Boards befestigt sein.
Auch die Winkelverteilung der Gesamtstrahlung kann durch die Form des Modulkörpers oder zusätzliche Reflektoren variiert werden.

Claims

Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1, 2, 3; 8, 3'), wobei jedes optoelektronische Halbleiterelement des Moduls (1, 2, 3; 8, 3') in Reihe geschaltete zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung geeignete Halbleitersegmente (5, 6, 7, 9) aufweist, von denen jedes Halbleitersegment (5, 6, 7, 9) durch eine Segmentbetriebsspannung charakterisiert ist, und die Segmentbetriebsspannungen der in Reihe geschalteten Halbleitersegmente (5, 6, 7, 9) im Wesentlichen eine Betriebsspannung des optoelektronischen Halbleiterelements (1, 2, 3; 8, 3') bestimmen, und wobei die Betriebsspannungen der optoelektronischen Halbleiterelemente (1, 2, 3; 8, 3') innerhalb eines Spannungsbereichs liegen oder innerhalb eines Spannungsbereichs einer Gruppe von vorgegebenen Spannungsbereichen liegen, wobei einer der Spannungsbereiche die Summe der mit natürlichen Zahlen gewichteten anderen Spannungsbereiche umfasst.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1, 2, 3; 8, 3') nach Anspruch 1, wobei sich die optoelektronischen Halbleiterelemente (1, 2, 3; 8, 3') des Moduls hinsichtlich ihrer abstrahlbaren elektromagnetischen Strahlung unterscheiden.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1, 2, 3; 8, 3') nach Anspruch 1 oder 2, wobei die in Reihe geschalteten Halbleitersegmente (5, 6, 7, 9) eines der optoelektronischen Halbleiterelemente (1, 2, 3; 8, 3') die im Wesentlichen gleiche Segmentbetriebsspannung haben.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1, 2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in Reihe geschaltete Halbleitersegmente (5) eines ersten optoelektronischen Halbleiterelements (1) jeweils eine gleiche erste Segmentbetriebsspannung haben und in Reihe geschaltete Halbleitersegmente (7) eines zweiten optoelektronischen Halbleiterelements (3) jeweils eine gleiche zweite Segmentbetriebsspannung haben, und wobei der vorgegebene Spannungsbereich ein gemeinsames Vielfaches der ersten und zweiten Segmentbetriebsspannung umfasst.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1, 2, 3) nach Anspruch 4, wobei der vorgegebene Spannungsbereich das kleinste gemeinsame Vielfache der ersten und zweiten Segmentbetriebsspannung umfasst.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1, 2, 3; 8, 3') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich die optoelektronischen Halbleiterelemente (1, 2, 3; 8, 3') des Moduls in der Farbe des abstrahlbaren Lichts unterscheiden.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1, 2, 3) nach Anspruch 6, wobei eines der optoelektronischen Halbleiterelemente (1, 2, 3) des Moduls geeignet ist, eine der Farben aus der Gruppe rot, grün, blau abzustrahlen oder wobei eines der optoelektronischen Halbleiterelemente (8, 3') des Moduls geeignet ist, eine der Farben aus der Gruppe weiß-grün und rot abzustrahlen.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen (1', 2', 3') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein erstes Halbleitersegment (6), das eine aktive Schicht zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung umfasst, in einem ersten optoelektronischen Halbleiterelement (2') und ein zweites Halbleitersegment (6'; 7), das eine aktive Schicht zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung umfasst, in dem ersten oder in einem zweiten optoelektronischen Halbleiterelement (2'; 3') sich hinsichtlich ihrer Art und/oder ihrer Dimensionierung unterscheiden.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein erstes optoelektronisches Halbleiterelement (1) und ein zweites optoelektronisches Halbleiterelemente (2) parallel geschaltet sind.
Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein erstes optoelektronisches Halbleiterelement (3') parallel zu einer Reihenschaltung (8, 13) von Halbleiterelementen mit zumindest einem zweiten geschalteten Halbleiterelement (8) geschaltet ist.
Modul nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei die Halbleiterelemente in einem Gehäuse (10) oder auf einem Träger (14) angeordnet sind.
Modul nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die optoelektronischen Halbleiterelemente (8, 3') mit einer gemeinsamen Treiberkomponente (15) angesteuert werden.
Modul nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Mischung des abgestrahlten Lichts der optoelektronischen Halbleiterelemente (1, 2, 3; 8, 3') weiß ist.
Modul nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die optoelektronisches Halbleiterelemente (1, 2, 3; 8, 3') ein ähnliches Alterungs- und/oder Temperaturverhalten haben.
Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Reihenschaltung der Halbleitersegmente durch leitende Verbindungen (410, 411, 460) auf der von einer Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite der optoelektronischen Halbleitersegmente erfolgt.