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Title:
ASSEMBLY FOR OPERATING RADIATION-EMITTING COMPONENTS, METHOD FOR PRODUCING SAID ASSEMBLY AND COMPENSATION STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/162579
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an assembly (200) comprising a plurality of radiation-emitting components (212a, 212b, 212c, 212n), each having a predefined first capacitance (214a, 214b, 214c, 214n). The assembly also comprises a driver circuit (230) for supplying the individual components with electrical energy, and a compensation structure (220) which has a respective variable second capacitance (224a, 224b, 224c, 224n) adapted to each component and means for adjusting the respective second capacitance. The compensation structure and the components are interconnected such that a total capacitance associated with a component and dependent on the first capacitance can be adjusted by means of the second capacitance. Also disclosed is a method for producing the assembly and a compensation structure.

Inventors:
BAUMHEINRICH, Thorsten Frank (Höfenstr. 7a, Altdorf, 84032, DE)
Application Number:
EP2018/055647
Publication Date:
September 13, 2018
Filing Date:
March 07, 2018
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (Leibnizstr. 4, Regensburg, 93055, DE)
International Classes:
H05B33/08; G09G3/22; H01G7/00; H05B37/02
Domestic Patent References:
WO2008019487A12008-02-21
WO2016128716A12016-08-18
WO2011085927A22011-07-21
WO2009108391A12009-09-03
Foreign References:
US20080309594A12008-12-18
US20060118700A12006-06-08
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ZUSAMMENSCHLUSS NR. 175 - EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (Schloßschmidstr. 5, München, 80639, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Anordnung (200) zum Betreiben strahlungsemittierender Bauelemente, umfassend

- eine Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente (212a, 212b, 212c, 212n) , wobei die Bauelemente jeweils eine erste Kapazität (214a, 214b, 214c, 214n) aufweisen,

- eine Treiberschaltung (230) zur Versorgung der einzelnen Bauelemente mit elektrischer Energie, und

- eine Ausgleichsstruktur (220), die korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils eine variable zweite Kapazität

(224a, 224b, 224c, 224n) sowie Mittel zur Einstellung der jeweiligen zweiten Kapazität aufweist, wobei die

Ausgleichsstruktur derart mit den Bauelementen verschaltet ist, dass eine einem Bauelement zugeordnete und von der ersten Kapazität abhängige Gesamtkapazität mittels der zweiten Kapazität einstellbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei

zumindest bei einigen der Bauelemente, vorzugsweise bei jedem der Bauelemente die Gesamtkapazität derart einstellbar ist, dass eine Abweichung der Gesamtkapazitäten von einem

vorgegebenen Sollwert verringert ist. 3. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei

- die Ausgleichsstruktur korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils ein Ausgleichselement mit der jeweiligen variablen zweiten Kapazität sowie Mittel zur Einstellung der jeweiligen zweiten Kapazität aufweist, und

- das Ausgleichselement mit dem korrespondierenden Bauelement parallel geschaltet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei

- die Treiberschaltung korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils einen Ausgang (212a, 212b, 212c, 212n) zur Versorgung des jeweiligen Bauelements mit einem vorgegebenen Strom und/oder mit einer vorgegebenen Spannung aufweist, und

- das Ausgleichselement mit dem korrespondierenden Ausgang der Treiberschaltung parallel geschaltet ist.

5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente mit der Ausgleichsstruktur eine Baueinheit bildet.

6. Verfahren zur Herstellung der Anordnung (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, bei dem

a) eine Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente (212a, 212b, 212c, 212n) bereitgestellt wird, wobei die Bauelemente jeweils eine erste Kapazität (214a, 214b, 214c, 214n) aufweisen,

b) die jeweilige erste Kapazität der Bauelemente gemessen wird,

c) eine Ausgleichsstruktur (220) bereitgestellt wird, die korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils eine variable zweite Kapazität (224a, 224b, 224c, 224n) sowie Mittel zur Einstellung der jeweiligen zweiten Kapazität aufweist, und d) die Ausgleichsstruktur angesteuert wird, die jeweilige zweite Kapazität abhängig von der jeweiligen gemessenen ersten Kapazität einzustellen, derart, dass zumindest bei einigen der Bauelemente, vorzugsweise bei jedem der

Bauelemente eine Abweichung einer dem jeweiligen Bauelement zugeordneten Gesamtkapazität von einem Sollwert verringert wird .

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die

Ausgleichsstruktur derart angesteuert wird, dass die den Bauelementen zugeordnete jeweilige Gesamtkapazität für jedes Bauelement einen selben vorgegebenen Wert oder einen im

Wesentlichen selben vorgegebenen Wert aufweist.

8. Ausgleichsstruktur (220), umfassend

- eine Mehrzahl von Ausgleichselementen (222a, 222b, 222c, 222n) , die jeweils eine variable Kapazität (224a, 224b, 224c, 224n) sowie Mittel zur Einstellung der jeweiligen Kapazität aufweisen,

- eine Kommunikationsschnittstelle zum Empfang eines

Stellsignals zur Einstellung der Kapazitäten, sowie

- je Ausgleichselement einen Eingang und einen Ausgang zur Kopplung der jeweiligen Kapazität mit einer externen

Schaltung .

9. Ausgleichsstruktur nach Anspruch 8, wobei jedes der Ausgleichselemente zumindest einen ersten Schalter (226-1, 226-2, 226-3), sowie zumindest einen Kondensator (222-1, 222- 2, 222-3) mit einer ersten Elektrode (222-1-1, 222-2-1, 222- 3-1) und einer zweiten Elektrode (222-1-2, 222-2-2, 222-3-2) umfasst, wobei je Ausgleichselement

- die jeweilige erste Elektrode des zumindest einen

Kondensators mit dem zumindest einen ersten Schalter

gekoppelt ist, und

- der zumindest eine erste Schalter zur Kopplung der

jeweiligen Kapazität des zumindest einen Kondensators mit der externen Schaltung ausgebildet ist, den jeweiligen zumindest einen Kondensator abhängig von dem Stellsignal mit dem

Eingang und/oder Ausgang des jeweiligen Ausgleichselements zu koppeln .

10. Ausgleichsstruktur nach Anspruch 9, wobei jedes der Ausgleichselemente zumindest einen zweiten Schalter umfasst, wobei je Ausgleichselement

- die jeweilige zweite Elektrode des zumindest einen

Kondensators mit dem zumindest einen zweiten Schalter

gekoppelt ist, und

- der zumindest eine zweite Schalter zur Kopplung der

jeweiligen Kapazität des zumindest einen Kondensators mit der externen Schaltung ausgebildet ist, den jeweiligen zumindest einen Kondensator abhängig von dem Stellsignal mit dem

Eingang und/oder Ausgang des jeweiligen Ausgleichselements zu koppeln, wobei der zumindest eine erste Schalter mit dem zumindest einen zweiten Schalter jeweils ein

Transmissionsgatter bildet.

11. Ausgleichsstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 10, wobei die Ausgleichselemente matrixartig angeordnet sind . 12. Ausgleichsstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 11, wobei die Ausgleichselemente als digital

einstellbare, variable Kondensatoren ausgebildet sind.

13. Ausgleichsstruktur nach Anspruch 12, wobei die digital einstellbaren variablen Kondensatoren jeweils mehrere Metall-

Isolator-Metall-Kondensatoren umfassen, welche jeweils eine erste und zweite Elektrode nach Anspruch 9 aufweisen.

14. Ausgleichsstruktur nach Anspruch 13, wobei die Metall- Isolator-Metall-Kondensatoren zwischen dem zumindest einen ersten und zweiten Schalter angeordnet sind, wobei die erste und zweite Elektrode der Metall-Isolator-Metall-Kondensatoren jeweils mittels eines Vias (28) mit dem zumindest ersten bzw. zweiten Schalter gekoppelt ist.

Description:
Beschreibung

ANORDNUNG ZUM BETREIBEN S RAHLUNGSEMI IERENDER BAUELEMENTE,

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DER ANORDNUNG UND AUSGLEICHSSTRUKTUR

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betreiben

strahlungsemittierender Bauelemente, ein korrespondierendes Herstellungsverfahren der Anordnung, sowie eine

Ausgleichsstruktur für eine solche Anordnung.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102017104908.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Strahlungsemittierende Bauelemente wie LEDs können

fertigungsbedingt parasitäre Kapazitäten aufweisen, welche sich beispielsweise Lot-zu-Lot oder auch innerhalb eines Lots stark unterscheiden. Dies kann sowohl das Zeitverhalten der einzelnen LEDs sowie das Ansteuerverhalten korrespondierender Treiber beeinflussen, so dass insbesondere bei größeren

Anordnungen verschiedenfarbiger LEDs Abgleiche wie

Weißabgleich oder Farbabweichungen erschwert sind, und

Artefakte bei schnellen Kontrastwechseln auftreten.

Um dieses Problem zu umgehen können LEDs beispielsweise nach Kapazität sortiert verbaut werden (sog. „Binning") .

Alternativ kann eine Anpassung der Treiberleistung oder der Ansteuerrate (sog. „Refresh-rates" ) vorgenommen werden, hierbei müssen jedoch eine Kontrastverschiebung bzw. langsame Ansteuerraten hingenommen werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zum Betreiben strahlungsemittierender Bauelemente, ein

korrespondierendes Herstellungsverfahren der Anordnung, sowie eine Ausgleichsstruktur für eine solche Anordnung zu

schaffen, die einen unbeeinträchtigten Betrieb der

Bauelemente ermöglichen und ohne aufwendige Sortierverfahren auskommen .

Diese Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen

Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine

Anordnung zum Betreiben strahlungsemittierender Bauelemente, welche eine Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente umfasst. Bei den Bauelementen handelt es sich beispielsweise um lichtemittierende Dioden (LED) . Die Bauelemente können zur Emission verschiedenfarbigen Lichts ausgebildet sein, so zum Beispiel als rote (R) LED, blaue (B) LED, grüne (G) LED oder weiße (W) LED.

Die Bauelemente können beispielsweise zeilen- bzw.

spaltenartig (als sog. „1D Array") oder matrixartig (als sog. „2D Array") angeordnet sein. Insbesondere können mehrere verschiedenfarbig Strahlungsemittierende Bauelemente zu

Einheiten zusammengefasst sein, so zum Beispiel als RGB- Element oder als RGBW-Element . Die Anordnung ist beispielhaft ausgelegt für einen Einsatz in einer Anzeigevorrichtung wie einem Aktiv-Matrix-Display oder einem Passiv-Matrix-Display. Die zusammengefassten Einheiten können dann beispielsweise einzelne Bildpunkte der Anzeigevorrichtung bilden. Die Bauelemente weisen jeweils eine erste Kapazität auf. Die ersten Kapazitäten können insbesondere parasitäre Kapazitäten der Bauelemente sein. Die erste Kapazität kann beispielsweise herstellungsbedingt von Bauelement zu Bauelement stark schwanken.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt umfasst die Anordnung eine Treiberschaltung zur Versorgung der einzelnen Bauelemente mit elektrischer Energie. Bei der Treiberschaltung handelt es sich beispielsweise um einen integrierten Schaltkreis, der mit den Strahlungsemittierenden Bauelementen elektrisch gekoppelt ist. Die Treiberschaltung umfasst zumindest eine Stromquelle und/oder zumindest eine Spannungsquelle. Die Treiberschaltung ist insbesondere ausgelegt, einen Strahlungsemittierenden Betrieb der

einzelnen Bauelemente zu steuern.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt umfasst die Anordnung eine Ausgleichsstruktur, die

korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils eine variable zweite Kapazität sowie Mittel zur Einstellung der jeweiligen zweiten Kapazität aufweist. Die Ausgleichsstruktur ist dabei derart mit den Bauelementen verschaltet, dass eine einem Bauelement zugeordnete und von der ersten Kapazität abhängige Gesamtkapazität mittels der zweiten Kapazität einstellbar ist .

„Korrespondierend zu jedem Bauelement" ist hier und im

Folgenden nicht als Einschränkung zu verstehen, dass die Anordnung ausschließlich Bauelemente mit einer

korrespondierenden variablen zweiten Kapazität aufweist. Mit anderen Worten kann die Anordnung auch als Untereinheit einer Vorrichtung ausgebildet sein, die weitere, nicht mit einer korrespondierenden variablen Kapazität verbundene Bauelemente aufweist .

Bei der Ausgleichsstruktur kann es sich insbesondere um eine nachfolgend beschriebene Ausgleichsstruktur gemäß dem dritten Aspekt handeln.

Unter der variablen zweiten Kapazität wird hier und im

Folgenden eine jeweilige Kapazität der Ausgleichsstruktur verstanden, die im Betrieb der Anordnung oder vor

Inbetriebnahme aber nach der physischen Fertigstellung der

Anordnung jeweils veränderbar einstellbar ist. Beispielsweise umfasst die Anordnung in diesem Zusammenhang eine

Kommunikationsschnittstelle zum Empfang eines Stellsignals zur Einstellung der jeweiligen Kapazität.

Unter der einem jeweiligen Bauelement zugeordneten

Gesamtkapazität wird hier und im Folgenden eine jeweilige Kapazität der Anordnung verstanden, welche den

Strahlungsemittierenden Betrieb des jeweiligen Bauelements beeinflusst. Dies schließt insbesondere eine Kapazität verbauter Kondensatoren, die mit dem jeweiligen Bauelement gekoppelt sind, sowie parasitäre Kapazitäten ein. Die dem jeweiligen Bauelement zugeordnete Gesamtkapazität kann auch als an dem Bauelement anliegende Gesamtkapazität bezeichnet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt umfasst die Anordnung eine Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente, die jeweils eine erste Kapazität aufweisen, eine Treiberschaltung zur Versorgung der einzelnen Bauelemente mit elektrischer Energie, und eine Ausgleichsstruktur, die korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils eine variable zweite Kapazität sowie Mittel zur Einstellung der jeweiligen zweiten Kapazität aufweist. Die Ausgleichsstruktur ist derart mit den Bauelementen verschaltet, dass eine einem Bauelement zugeordnete und von der ersten Kapazität abhängige

Gesamtkapazität mittels der zweiten Kapazität einstellbar ist .

In vorteilhafter Weise ermöglicht dies eine Angleichung der einem jeweiligen Bauelement zugeordneten Gesamtkapazität. Mit Vorteil kann so auf ein nach Kapazität sortiertes Verbauen der Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente verzichtet werden. Stattdessen kann ein Toleranzbereich bezüglich der jeweiligen ersten Kapazität der Bauelemente besonders hoch gewählt werden, so dass ein Ausschuss an in einer Anordnung zu verbauenden, gefertigten Bauelementen gering gehalten werden kann. Angleichung kann für sowohl eine dem Bauelement inne wohnende Kapazität als auch für durch Verdrahtung des Bauelements herrührende kapazitive Effekte erfolgen.

Durch Angleichung der einem jeweiligen Bauelement

zugeordneten Gesamtkapazität wird überdies ermöglicht, eine an der Treiberschaltung je Bauelement anliegende Impedanz anzugleichen. In vorteilhafter Weise kann so auf eine

Anpassung der Treiberleistung verzichtet werden, so dass ein einfacher Weißabgleich erzielt werden kann. Darüber hinaus erübrigt sich auch ein Herabsetzen der Ansteuerrate. Die vorgenannten Maßnahmen können als lediglich optional

betrachtet werden. Weil die Anpassung der Treiberstrukturen, die üblicherweise mit aufwändigerer Dynamik- und

Temperaturanpassung einhergehen, nicht mehr erforderlich ist, können einfachere Treiberstrukturen eingesetzt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist die Ausgleichsstruktur derart mit den Bauelementen verschaltet, dass sich die jeweilige erste

Kapazität und die jeweilige zweite Kapazität zu einer

jeweiligen an dem Bauelement anliegenden Gesamtkapazität addieren .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist zumindest bei einigen der Bauelemente die Gesamtkapazität derart einstellbar, dass eine Abweichung der Gesamtkapazitäten von einem vorgegebenen Sollwert verringert ist. Vorzugsweise ist die Gesamtkapazität bei jedem der

Bauelemente derart einstellbar.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die Ausgleichsstruktur korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils ein Ausgleichselement mit der jeweiligen variablen zweiten Kapazität sowie Mittel zur

Einstellung der jeweiligen zweiten Kapazität auf. Das

Ausgleichselement ist mit dem korrespondierenden Bauelement parallel geschaltet.

Durch Parallelschalten des jeweiligen Ausgleichselements mit dem jeweiligen Bauelement ergibt sich die dem jeweiligen Bauelement zugeordnete Gesamtkapazität aus der Summe aus der ersten Kapazität des jeweiligen Bauelements sowie der

variablen zweiten Kapazität des jeweiligen

Ausgleichselements. Je Bauelement kann so durch das

Parallelschalten ein einfacher Ausgleich der ersten Kapazität des jeweiligen Bauelements vorgenommen werden. Das jeweilige Ausgleichselement ist bevorzugt derart

ausgebildet, dass ein Wertebereich der variablen, zweiten Kapazität einen zu erwartenden Wertebereich der ersten

Kapazität des jeweiligen Bauelements abdeckt. In anderen Worten ist das jeweilige Ausgleichselement ausgelegt, eine erste Kapazität eines jeweiligen Bauelements, welche

innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, mittels der jeweiligen variablen, zweiten Kapazität auf eine

Gesamtkapazität bezüglich des jeweiligen Bauelements

auszugleichen, wobei die variable, zweite Kapazität

insbesondere so ausgelegt ist, dass ein vordefinierter Wert der Gesamtkapazität durch alle Bauelemente mit einer ersten Kapazität innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs erreicht werden kann. Beispielsweise weist der Wertebereich der variablen, zweiten Kapazität in diesem Zusammenhang eine selbe untere Grenze wie der Toleranzbereich sowie einen doppelt so hohen Wert als obere Grenze wie der

Toleranzbereich auf. Der Toleranzbereich entspricht

beispielhaft dem zu erwartenden Wertebereich der ersten

Kapazität. Der zu erwartende Wertebereich der ersten

Kapazität beträgt beispielsweise zwischen OnF und lOOOnF.

Das Ausgleichselement umfasst beispielsweise einen digital einstellbaren, variablen Kondensator. Solch ein Kondensator kann an jedes Strahlungsemittierende Bauelement, insbesondere LED, angepasst werden. Das Ausgleichselement ist insbesondere ausgebildet, die variable zweite Kapazität abhängig von einem Stellsignal einzustellen. Das Ausgleichselement ist bevorzugt eingerichtet, eine derart eingestellte, zweite Kapazität auch für einen Betriebszustand der Anordnung zu halten, in dem kein Stellsignal empfangen wird bzw. anliegt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die Treiberschaltung korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils einen Ausgang zur Versorgung des jeweiligen Bauelements mit einem vorgegebenen Strom und/oder mit einer vorgegebenen Spannung auf. Das Ausgleichselement ist mit dem korrespondierenden Ausgang der Treiberschaltung parallel geschaltet.

Der Ausgang der Treiberschaltung kann auch als Treiberkanal bezeichnet werden. Die Treiberschaltung ist insbesondere ausgebildet, den jeweiligen Ausgang separat von anderen

Ausgängen der Treiberschaltung mit elektrischer Energie zu versorgen, so dass ein strahlungsemittierender Betrieb der Bauelemente individuell gesteuert werden kann. Der Ausgang kann je Bauelement auch als individuelle Strom- bzw.

Spannungsquelle betrachtet werden. Bei solch einer direkten Ansteuerung mit dem Treiber verfügt jeder Stromtreiberausgang über eine anpassbare, konfigurierbare Lastkapazität. Insbesondere bilden das jeweilige Ausgleichselement, das jeweilige Bauelement und der jeweilige Ausgang eine

Parallelschaltung .

Die Erfindung erlaubt, die parasitäre Kapazität in jedem strahlungsemittierendem Bauelement, insbesondere in einer jeden einzelnen LED, etwa in LED Pixel-Arrays oder linearen eindimensionalen Anordnungen, individuell anzugleichen. Die dazu verwendeten Schaltungen liegen parallel zu jeweils einer LED. Dies erlaubt eine Angleichung der Schaltzeiten

(beispielsweise für an/aus oder erster Kontrast/zweiter

Kontrast) vorzunehmen. Durch Harmonisierung der gesamten parasitären Kapazitäten, die beispielsweise u.a. aus der Summe der LED-Kapazität, der Zuleitungen und der schaltbaren Kapazität bestehen, werden keine weiteren Maßnahmen in den ansteuernden Stromtreibern erforderlich, wie etwa dynamisch angepasste Treiberströme. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt bildet die Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente mit der Ausgleichsstruktur eine Baueinheit. In diesem Integrationskonzept sind in solch einer Baueinheit mehrere Komponenten, die jeweils eine Teilfunktionalität der Baueinheit bereitstellen, integriert. Beispiele einer

Baueinheit sind gestapelte Chip, die auch mit dem

englischsprachigen Ausdruck „Die Stacking" gezeichnet werden, mehrere LED-Chips montiert auf einem Treiberchip oder mehrere LED-Chips auf einem Wafer. Die Komponenten können

übereinander angeordnet sein, aber auch nebeneinander, beispielsweise ein Treiberchip neben einem LED-Chip.

Letztgenannte Anordnungsweise kann auch mit dem

englischsprachigen Ausdruck „Side by Side" bezeichnet werden.

Es ist aus denkbar verschiedene Ausführungsbeispiele zu fertigen, die die gleiche Komponente ausweise, beispielsweise kann der gleiche Treiberchip mit verschiedenen LED-Chiptypen montiert werden, sodass ein Ausführungsbeispiel rote, grüne und blaue LEDs (RGB-Elemente) aufweist und ein anderes

Ausführungsbeispiel rote, grüne, blaue und weiße LEDs (RGBW- Elemente) und noch ein anderes Ausführungsbeispiel mehrere LED-Chips desselben Typs aufweist. So kann die Vielzahl von Treiberkanälen auf dem Treiberchip für verschiedene Chiptypen verwendet werden.

In vorteilhafter Weise ermöglicht dies den Einsatz der

Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente ohne zusätzliche Maßnahmen zum Betreiben der Bauelemente vorsehen zu müssen. Die Baueinheit kann beispielsweise ein abgeschlossenes System bilden, welches anpassungsfrei verbaut werden kann. Die

Anordnung kann insbesondere ohne vorgenannte Anpassung der Treiberschaltung verbaut werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt bildet die Treiberschaltung mit der

Ausgleichsstruktur eine Baueinheit.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein

Verfahren zur Herstellung der Anordnung gemäß dem ersten Aspekt. Bei dem Verfahren wird

a) eine Mehrzahl strahlungsemittierender Bauelemente

bereitgestellt, wobei die Bauelemente jeweils eine erste Kapazität aufweisen;

b) die jeweilige erste Kapazität der Bauelemente gemessen; c) eine Ausgleichsstruktur bereitgestellt, die

korrespondierend zu jedem Bauelement jeweils eine variable zweite Kapazität sowie Mittel zur Einstellung der jeweiligen zweiten Kapazität aufweist; und

d) die Ausgleichsstruktur angesteuert, die jeweilige zweite Kapazität abhängig von der jeweiligen gemessenen ersten Kapazität einzustellen, derart, dass zumindest bei einigen der Bauelemente, vorzugsweise bei jedem der Bauelemente eine Abweichung einer dem jeweiligen Bauelement zugeordneten Gesamtkapazität von einem Sollwert verringert wird.

Die in Schritt a) bereitgestellte Mehrzahl

strahlungsemittierender Bauelemente kann in dem Schritt b) beispielsweise einzeln vermessen werden. Alternativ können die in Schritt b) vermessenen Bauelemente bereits in einem Verbund, z.B. matrixartig angeordnet sein und zumindest teilweise parallel vermessen werden.

Der vorgegebene Wert kann beispielhaft von einem Maximalwert der ersten Kapazität eines Bauelements der Anordnung abhängen. Die Ansteuerung der Ausgleichsstruktur kann

insbesondere durch ein externes Stellsignal erfolgen.

Die Ansteuerung der Ausgleichsstruktur kann beispielsweise das Zu- oder Abschalten von Sub-Kondensatoren beinhalten, welche einem jeweiligen Ausgleichselement zugeordnet sind. Beispielhaft erfolgt das Zu- oder Abschalten binär

gestaffelt: So können dem jeweiligen Ausgleichselement mehrere Gruppen an Sub-Kondensatoren derselben Kapazität oder aber Sub-Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität zugeordnet sein, wobei die Kapazität der Gruppen bzw. der

unterschiedlichen Sub-Kondensatoren in der Form

Grundkapazität mal {2°, 2 1 , 2 2 , 2 3 , ...} gestaffelt ist. Das jeweilige Ausgleichselement ist bevorzugt derart ausgebildet, dass eine auf diese Weise abgestuft einstellbare variable, zweite Kapazität maximal 5% von einem einzustellenden Wert abweicht .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt wird die Ausgleichsstruktur derart angesteuert, dass die den Bauelementen zugeordnete jeweilige Gesamtkapazität für jedes Bauelement einen selben vorgegebenen Wert oder einen im

Wesentlichen selben vorgegebenen Wert aufweist. Hier und im Folgenden wird davon ausgegangen, dass ein Wert der einem Bauelement zugeordneten jeweiligen Gesamtkapazität im Wesentlichen demselben vorgegebenen Wert entspricht, wenn er weniger als 5% von diesem abweicht. Bei dem vorgegebenen Wert handelt es sich insbesondere um den Sollwert.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine

Ausgleichsstruktur. Die Ausgleichsstruktur umfasst eine

Mehrzahl von Ausgleichselementen, die jeweils eine variable Kapazität sowie Mittel zur Einstellung der jeweiligen

Kapazität aufweisen. Überdies umfasst die Ausgleichsstruktur eine Kommunikationsschnittstelle zum Empfang eines

Stellsignals zur Einstellung der jeweiligen Kapazität, sowie einen Ein- und einen Ausgang je Ausgleichselement zur

Kopplung der jeweiligen Kapazität mit einer externen

Schaltung .

Die Ausgleichselemente sind beispielsweise auf einer

integrierten Schaltung integriert. Insbesondere ist die

Ausgleichsstruktur eingerichtet, selektiv eine

konfigurierbare Kapazität an dem jeweiligen Ein- und Ausgang der Ausgleichselemente bereitzustellen. Die

Ausgleichsstruktur ist besonders geeignet für einen Einsatz in der Anordnung gemäß dem ersten Aspekt; alle im

Zusammenhang mit dem ersten oder zweiten Aspekt offenbarten Merkmale gelten damit auch für den dritten Aspekt und

umgekehrt . In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt umfasst jedes der Ausgleichselemente zumindest einen ersten Schalter, sowie zumindest einen Kondensator mit einer ersten und einer zweiten Elektrode. Je Ausgleichselement ist die jeweilige erste Elektrode des zumindest einen Kondensators mit dem zumindest einen ersten Schalter gekoppelt. Darüber hinaus ist je Ausgleichselement der zumindest eine erste Schalter zur Kopplung der jeweiligen Kapazität des zumindest einen Kondensators mit der externen Schaltung ausgebildet, den jeweiligen zumindest einen Kondensator abhängig von dem Stellsignal mit dem Ein- und/oder Ausgang des jeweiligen Ausgleichselements zu koppeln. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt umfasst jedes der Ausgleichselemente zumindest einen zweiten Schalter. Je Ausgleichselement ist die

jeweilige zweite Elektrode des zumindest einen Kondensators mit dem zumindest einen zweiten Schalter gekoppelt. Darüber hinaus ist je Ausgleichselement der zumindest eine zweite Schalter zur Kopplung der jeweiligen Kapazität des zumindest einen Kondensators mit der externen Schaltung ausgebildet, den jeweiligen zumindest einen Kondensator abhängig von dem Stellsignal mit dem Ein- und/oder Ausgang des jeweiligen Ausgleichselements zu koppeln. Der zumindest eine erste

Schalter bildet dabei zusammen mit dem zumindest einen zweiten Schalter jeweils ein Transmissionsgatter. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt sind die Ausgleichselemente matrixartig angeordnet .

Insbesondere können die Ausgleichselemente korrespondierend zu der externen Schaltung angeordnet sein, so dass der Ein- und Ausgang des jeweiligen Ausgleichselements jeweils korrespondierend zu einzelnen, mit dem jeweiligen

Ausgleichselement zu koppelnden Elementen der externen

Schaltung angeordnet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt sind die Ausgleichselemente als digital einstellbare, variable Kondensatoren ausgebildet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt umfassen die digital einstellbaren variablen Kondensatoren jeweils mehrere Metall-Isolator-Metall- Kondensatoren, welche jeweils eine vorgenannte erste und zweite Elektrode aufweisen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt sind die Metall-Isolator-Metall-Kondensatoren zwischen dem zumindest einen ersten und zweiten Schalter angeordnet, wobei die erste und zweite Elektrode der Metall- Isolator-Metall-Kondensatoren jeweils mittels eines Vias mit dem zumindest einen ersten bzw. zweiten Schalter gekoppelt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Anordnung zum Betreiben

strahlungsemittierender Bauelemente, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer weiteren Anordnung zum Betreiben strahlungsemittierender Bauelemente,

Figur 3 eine Detailansicht eines Ausgleichselements der

Anordnung gemäß Fig. 2,

Figur 4 ein Ablaufdiagramm zur Herstellung der Anordnung gemäß Fig. 2,

Figur 5 eine Ausführungsvariante eines Ausgleichselements der Anordnung gemäß Fig. 2,

Figur 6 eine beispielhafte Schalteranordnung eines

Ausgleichselements der Anordnung gemäß Fig. 2, und Figur 7 ein beispielhafter Aufbau eines Ausgleichselements der Anordnung gemäß Fig. 2. Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind

figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Anhand der Figuren 1 bis 3 sind schematische Schaltbilder dargestellt, die als nicht vollständig zu betrachten sind. Figur 1 zeigt eine Anordnung 100 zum Betreiben

strahlungsemittierender Bauelemente. Bei den Bauelementen kann es sich um LEDs 112a, 112b, 112c, und 112n handeln, die beispielsweise in einem oder mehreren Arrays angeordnet sind und für einen lichtemittierenden Einsatz in einem aktiven oder passiven Matrix Display ausgebildet sind. Beispielhaft ist jede der LEDs 112a...112n hierzu einem Farbbereich sowie einem Bildpunkt des Displays zugeordnet. Vorliegend sind beispielsweise LED 112a einem roten Farbbereich eines

Bildpunkts, LED 112b einem grünen Farbbereich desselben

Bildpunkts, LED 112c einem blauen Farbbereich desselben

Bildpunkts, und LED 112n einem weißen Farbbereich desselben Bildpunkts zugeordnet. Die LEDs 112a...112n weisen

beispielsweise fertigungsbedingt eine zwischen den LEDs

112a...112n stark streuende parasitäre Kapazität 114a, 114b, 114c bzw. 114n auf (hier schematisch als Kondensator

dargestellt) .

Um daraus resultierende Unterschiede im Zeitverhalten der einzelnen Farben des Bildpunkts zu umgehen, sind mit den LEDs 112a...112n gekoppelte Stromquellen 132a, 132b, 132c, 132n einer Treiberschaltung 130 dazu eingerichtet, jeweils eine Anpassung der Leistung und/oder der Ansteuerrate vorzunehmen. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer weiteren

Anordnung 200 zum Betreiben von LEDs 212a, 212b, 212c, 212n mit parasitären Kapazitäten 214a, 214b, 214c, bzw. 214n und Stromquellen 232a, 232b, 232c, bzw. 232n einer

Treiberschaltung 230, die sich von der Anordnung 100 durch eine zusätzliche Ausgleichsstruktur 220 unterscheidet.

Die Ausgleichsstruktur 220 weist je LED 212a...212n ein

Ausgleichselement 222a, 222b, 222c, 222n mit einer jeweils variabel einstellbaren Kapazität 224a, 224b, 224c, 224n auf, die parallel zu der jeweiligen parasitären Kapazität

214a...214n geschaltet ist.

Durch Parallelschalten der Kapazitäten 214a...214n und

224a...224n ergibt sich eine jeweilige Gesamtkapazität, die an den einzelnen LEDs 212a...212n anliegt, jeweils aus der Summe der Kapazitäten 214a und 224a, 214b und 224b, 214c und 224c, bzw. 214n und 224n. Im Resultat kann durch die selektive Hinzuschaltung von konfigurierbaren Kapazitäten 224a...224n in den einzelnen

Treiberkanälen eine Angleichung der an einer jeweiligen

Anode/Kathode anliegenden Gesamtkapazität jeder der LEDs 212a...212n erreicht werden. Damit entfällt die Notwendigkeit, die LEDs 212a...212n nach Kapazität 214a...214n zu binnen und es kann ein breiter Bereich an gefertigten LEDs 212a...212n verbaut werden. Elektrisch werden dadurch die für die

einzelnen Treiber 232a...232n anzusteuernden Lasten

angeglichen. Damit lassen sich deutlich höhere Refresh-Rates erzielen, sowie ein verbesserter Weißabgleich .

Figur 3 zeigt ein beispielhaftes Ausgleichselement 222 der Anordnung 200 gemäß Figur 2, welches einer LED 212 zugeordnet ist. Die LED 212 weist eine parasitäre Kapazität 214 auf und ist elektrisch mit einer Stromquelle 232 gekoppelt.

Das Ausgleichselement 222 umfasst mehrere Kondensatoren 222- 1, 222-2, 222-3, 222-4, 222-5, welche jeweils über einen Schalter 226-1, 226-2, 226-3, 226-4, 226-5 dem

Ausgleichselement 222 zugeschaltet bzw. von diesem entkoppelt werden können. Bei geöffneten Schaltern 226-1...226-4 und geschlossenem Schalter 226-5 ergibt sich so beispielhaft die an der LED 212 anliegende Gesamtkapazität als Summe aus den Kapazitäten 214 und 222-5.

Durch geeignete Dimensionierung der einzelnen Kondensatoren 222-1...222-5 und geeigneter Ansteuerung der einzelnen Schalter 226-1...226-5 kann damit je LED 212a...212n eine Gesamtkapazität erreicht werden, die LED-übergreifend jeweils einen im

Wesentlichen selben Wert aufweist. Insbesondere sind die Kondensatoren 222-1...222-5 und die Ansteuerung in diesem

Zusammenhang ausgelegt, eine Abweichung von einem

vorgegebenen Wert der Gesamtkapazität je LED 212 zu

minimieren .

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Anordnung 200 gemäß Figur 2.

In einem Schritt a) werden die LEDs 212a...212n bereitgestellt und in einem Schritt b) ihre jeweilige parasitäre Kapazität 214a...214n gemessen. Die Verteilung der Kapazitäten 214a...214n wird dabei durch geeignete Maßnahmen derart gemessen, sodass die Werte der parasitären Kapazitäten 214a...214n aller

einzelnen LEDs 212a...212n bekannt sind, also für RGB und ggf. W pro Bildpunkt. In einem anschließenden Schritt c) wird die

Ausgleichsstruktur 220 bereitgestellt, die korrespondierend zu jeder LED 212a...212n jeweils die variable Kapazität

224a...224n aufweist, welche in einem Schritt d) durch

Ansteuerung der Ausgleichsstruktur 220 als Funktion der jeweiligen gemessenen parasitären Kapazität 214a...214n derart eingestellt wird, dass jede LED 212a...212n einen im

Wesentlichen selben Wert der Gesamtkapazität aufweist, sodass eine Verteilung der parasitären Kapazität 214a...214n

abgeglichen wird.

Eine mechanische und elektrische Kopplung der

Ausgleichsstruktur 220 mit den LEDs 212a...212n kann

beispielsweise in dem Schritt c) durchgeführt werden.

Beispielsweise werden die Kondensatoren 226-1...226-5 der

Ausgleichselemente 222a...222n parallel zu den Stromquellen 232a...232n auf einer integrierten Schaltung integriert und bilden zusammen mit den LEDs 212a...212n eine Baueinheit. Die Ansteuerung der Ausgleichsstruktur 220 kann dabei vor oder nach dem Schritt c) durchgeführt werden.

Beispielsweise wird hierzu ein Stellsignal an einer

Kommunikationsschnittstelle (nicht dargestellt) der Anordnung 200, insbesondere der Ausgleichsstruktur 220, wie z.B. einem SPI- oder I2C-BUS, angelegt. Das Stellsignal weist

beispielhaft einen Binärcode mit einem Zeichen für zumindest jeden der Schalter 226-1...226-5 auf.

Die Kondensatoren 222-1...222-5 können in einer ersten

Ausführungsvariante beispielsweise eine jeweils gleiche

Grundkapazität 224 aufweisen. Figur 5 zeigt alternativ hierzu eine zweite Ausführungsvariante des Ausgleichselements 222 gemäß Figur 2, bei dem die Kapazität der Kondensatoren 222- 1...222-4 jeweils ein 2 x -faches der Grundkapazität 224 beträgt, also 2° * Grundkapazität 224 für den Kondensator 222-1, 2 1 * Grundkapazität 224 für den Kondensator 222-2, 2 2 *

Grundkapazität 224 für den Kondensator 222-3, und 2 3 *

Grundkapazität 224 für den Kondensator 222-4. Die

Kondensatoren 222-1...222-4 sind wiederum mit einem Schalter 226-1...226-4 gekoppelt. In einer nicht dargestellten dritten Ausführungsvariante des Ausgleichselements 222 gemäß Figur 2 ist auch denkbar, mehrere Kondensatoren 222-1...222-5 derselben Grundkapazität 224 parallel in Gruppen analog zu der in Figur 5 dargestellten Ausführungsvariante zu verschalten und lediglich die Gruppen mit den Schaltern 226-1...226-4 zu schalten . In vorteilhafter Weise ermöglicht ein derartiger Aufbau gemäß der zweiten und dritten Ausführungsvariante einen

hochauflösenden und zugleich großen Bereich, der durch das Ausgleichselement 222 abgedeckt werden kann.

Die in Figur 5 dargestellte zweite Ausführungsvariante des Ausgleichselements 222 kann alternativ oder ergänzend zu den Schaltern 226-1...226-4 jeweils einen weiteren Schalter 226-1 226-2 226-3 226-4 λ aufweisen, welcher steuerbar ist, eine bzgl. den Schaltern 226-1...226-4 weitere Elektrode der

Kondensatoren 222-1...222-4 dem Ausgleichselement 222

zuzuschalten bzw. von dem Ausgleichselement 222 zu

entkoppeln .

Die Schalter 226-1...226-4 , 226-1 \..226-4 λ können beispielsweise jeweils einen n-Kanal-MOSFET und/oder einen p-Kanal-MOSFET aufweisen. Insbesondere können die Schalter 226-1 und 226-1 226-2 und 226-2 \ 226-3 und 226-3 \ sowie 226-4 und 226-4 λ als Transmissionsgatter ausgebildet sein. Eine beispielhafte Schalteranordnung ist in diesem Zusammenhang anhand Figur 6 dargestellt, wobei die Kondensatoren 222-1...222-4 jeweils mit einer Elektrode an einen gemeinsamen Knoten angeschlossen sind, z.B. mit Masse. Figur 7 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines

Ausgleichselements 222 der Ausgleichsstruktur 220 gemäß Figur 2. Das Ausgleichselement 222 weist beispielhaft drei Metall- Isolator-Metall-Kondensatoren als Kondensatoren 222-1, 222-2, 222-3 auf, die vertikal übereinander gestapelt sind und jeweils eine erste Elektrode 222-1-1, 222-2-1, bzw. 222-3-1 sowie eine zweite Elektrode 222-1-2, 222-2-2, bzw. 222-3-2 umfassen. Die erste Elektrode 222-1-1...222-3-1 der

Kondensatoren 222-1...222-3 ist jeweils separat mittels eines Vias 228 an einen jeweiligen der Schalter 226-1...2226-3 gekoppelt.

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.

Bezugs zeichenliste :

100, 200 Anordnung 212,

112a...ll2n,

212a...212n lichtemittierendes Bauelement

214,

114a...ll4n,

214c...214n erste Kapazität

230,

130, 230 Treiberschaltung 232,

132a...132n,

232a...232n Stromquelle 220 Ausgleichsstruktur

222,

222a...222n Ausgleichselement

222-1...222-5 Kondensator

222-1-1,

222-1-2 Elektroden 224

224a...224n zweite Kapazität 226-1...226-5

226-1 \..226-4 λ Schalter

240 Masse

228 Via