LED-Module sind beispielsweise aus IEICE Trans. Electron., Vol. E80-C, No. 2, February 1997 bekannt. Beschrieben ist hierin ein LED-Modul mit einem Siliziumsubstrat, das eine Mehrzahl von geätzten Vertiefungen aufweist, in denen jeweils ein LED-Chip angeordnet ist. Die schrägstehenden Wände der Vertiefungen dienen dabei als Reflektor für die emittierte Strahlung.

Für viele Anwendungen werden LED-Module mit geringen Abmes- sungen und hoher Leuchtdichte benötigt. Diese Module eignen sich insbesondere als Halbleiterlichtquelle in Verbindung mit abbildenden Optiken wie beispielsweise Projektoren.

Eine Erhöhung der Leuchtdichte eines LED-Moduls kann prinzi- piell dadurch erreicht werden, daß die Packungsdichte der einzelnen Leuchtkorper erhöht wird, wobei zugleich die opti- sche Ausgangsleistung beibehalten oder vergrößert wird.

Bei fortschreitender Miniaturisierung besteht ein Problem darin, die auf immer kleiner werdendem Raum entstehende elek- trische Verlustwärme abzuführen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein LED-Modul mit hoher Leuchtdichte zu schaffen, das eine möglichst hohe Pak- kungsdichte der einzelnen LEDs aufweist und zugleich kosten- günstig herstellbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfin- dung, eine Mehrfachanordnung derartiger LED-Module anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein LED-Modul nach Patentanspruch 1 bzw. eine Mehrfachanordnung nach Patentanspruch 30 gelost.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß eine Mehrzahl von LEDs auf einem Träger aufgebracht ist, wobei der Trager mindestens eine Halbleiterschicht enthält und die LEDs auf einer ebenen Hauptfläche des Trägers angeordnet sind. Unter"LEDs"sind hierbei vor allem LED-Chips, also Leuchtdiodenhalbleiterkör- per mit Kontaktflächen, zu verstehen. Weitergehend können bei der Erfindung auch andere Strahlungsemitter verwendet werden.

Dies umfaßt unter anderem neben Leuchtdioden Lumineszenz- dioden im allgemeinen, beispielsweise Laserdioden und Super- strahler. Derartige Strahlungsemitter eignen sich insbeson- dere in Form von Halbleiterkörpern.

Zur elektrischen und thermischen Verbindung zwischen den LEDs und der Umgebung des LED-Moduls sind dabei verschiedene Strukturen vorgesehen. Die Ableitung der elektrischen Ver- lustwärme erfolgt hauptsächlich durch den Träger hindurch.

Fur die elektrische Versorgung der LEDs sind gesonderte Lei- tungsstrukturen, vorzugsweise auf der Oberfläche des Trägers, ausgebildet.

Mit Vorteil ist durch die Anordnung der LEDs auf einer ebenen Hauptfläche des Trägers eine besonders hohe Packungsdichte der LEDs möglich. Weiter ist so eine sehr dünne Ausführung des Trägers möglich, durch die der thermische Widerstand des Trägers reduziert und die Abführung der Verlustwärme erleich- tert wird.

Als Halbleitermaterial für die Halbleiterschicht im Trager wird vorzugsweise Silizium oder Galliumarsenid verwendet.

Weitergehend sind auch gut warmeleitende, keramikartige Mate- rialien wie beispielsweise Aluminiumnitrid oder Bornitrid oder Karbide wie beispielsweise Siliziumkarbid einsetzbar. Im

folgenden sind auch diese Verbindungen sowie davon abgelei- tete, bei der Herstellung von Halbleitern üblicherweise ver- wendete Materialien unter dem Begriff"Halbleiter"zu verste- hen.

Mit Vorteil weisen solche Materialien, insbesondere Silizium, eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und sind daher als Material für einen wärmeabführenden Träger sehr gut geeignet. Zudem werden die genannten Materialien häufig in der Halbleiterin- dustrie eingesetzt und sind dort leicht verfügbar.

Vorzugsweise wird der Träger auf der Seite, auf der die LEDs aufgebracht sind, von einer elektrisch isolierenden Schicht begrenzt. Dadurch wird eine Parallelschaltung der LEDs ver- hindert, so daß eine individuelle Verschaltung der LEDs mög- lich ist. Weitergehend können auch mehrere Isolationsschich- ten ausgebildet sein, zwischen denen elektrisch leitfähige Schichten angeordnet sind. In dieser Ausgestaltung sind mit Vorteil komplexe Verschaltungen der einzelnen Leuchtkörper realisierbar.

Die Isolierschicht kann beispielsweise mit Hilfe bekannter Verfahren in Form einer Siliziumoxid-oder Siliziumnitrid- schicht gebildet sein. Bevorzugt ist die Isolierschicht zwei- lagig ausgeführt, wobei auf eine Siliziumoxidschicht eine Si- liziumnitridschicht aufgebracht ist. Diese Isolierschicht kann so dünn ausgeführt werden, daS sie die Wärmeleitfähig- keit des Tragers nicht beeinträchtigt. Weiterhin zeichnet sich eine solche Isolierschicht durch einen hohen Isolations- grad und eine große Beständigkeit gegen Umgebungseinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit, aus.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind auf dem Träger einzelne, voneinander getrennte, leitfähige Berei- che ausgebildet, auf die die einzelnen LEDs direkt oder über Zwischenschichten aufgebracht sind. Besonders bevorzugt sind hierbei leitfähige Bereiche mit einem hohen Reflexionsvermö- gen, die durch Reflexion der in Richtung des Trägers abge-

strahlten Strahlungsanteile die Lichtausbeute des LED-Moduls erhöhen. Als Material für solche leitfähigen Bereiche mit ho- hem Reflexionsvermögen eignet sich beispielsweise Aluminium.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, auf den leitfähigen Bereichen gesondert Chipanschlußbereiche auszubilden, die eine dauerhafte und sichere Befestigung der Halbleiterkörper bei gleichzeitig guter Kontaktgabe gewähr- leisten. Besonders geeignet sind Chipanschlußbereiche in Form eines Stapels dünner Metallschichten, wobei die einzelnen Schichten vorzugsweise Titan oder Edelmetalle wie Gold oder Platin enthalten.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Träger mit der von den LEDs abgewandten Seite auf einen Kühl- körper aufgebracht, der vorzugsweise als Metallschicht oder Metallblock ausgebildet ist. Eine solche Metallschicht weist eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit auf und verbessert damit die Wärmeableitung aus dem LED-Modul. Zugleich wird die me- chanische Stabilität des LED-Moduls erhöht. Mit Vorteil läßt sich so ein dicht gepacktes LED-Modul mit sehr hoher Leucht- dichte und einer effizienten Wärmeabfuhr schaffen.

Als Materialien für den Kühlkörper eignen insbesondere auf- grund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit Kupfer oder Aluminium. vorzugsweise ist der Kühlkörper mit dem Trager mittels einer Lötmasse oder eines wärmeleitenden Klebstoffs verbunden, wo- durch ebenfalls ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist.

Bevorzugt werden bei der Erfindung LEDs auf einem Trager mon- tiert, die im Betrieb jeweils Licht unterschiedlicher Farbe emittieren (im folgenden auch kurz als Farbe der LED bezeich- net). Damit ist mit der Erfindung die Erzeugung von mischfar- bigem Licht möglich, wobei sich die Farbe des abgestrahlten Lichts additiv aus den Farben des von den einzelnen LEDs ab- gestrahlten Lichts ergibt.

Mit Vorteil ist dabei die Farbe des Mischlichts durch eine entsprechend unterschiedliche Bestromung der einzelnen LEDs einstellbar.

Eine andere Möglichkeit zur Festlegung der Mischfarbe besteht darin, LEDs gleicher Farbe in jeweils verschiedener Anzahl in einem LED-Modul zu verwenden. Beide Möglichkeiten können so- wohl kumulativ als auch alternativ verwendet werden, wobei letztere den Vorteil einer gleichmäßigeren Verteilung des Be- triebsstroms auf die einzelnen LEDs besitzt, während erstere im Betrieb flexibler ist und eine präzisere Einstellung des Farborts ermöglicht.

Besonders bevorzugt werden LEDs, die Licht mit einer Zentral- wellenlänge im roten, grünen, und blauen Spektralbereich emittieren, zusammen, beispielsweise zu gleichen Anteilen, bei der Erfindung eingesetzt. Damit wird ein LED-Modul ge- schaffen, das bei entsprechender Bestromung mit hoher Leucht- dichte weißes Licht emittiert. Weitergehend kann durch Varia- tion der Bestromung der einzelnen LEDs Licht von unterschied- licher Farbe emittiert werden, wobei der Farbraum zu großen Teilen abgedeckt ist. Insbesondere der Weißpunkt (Unbunt- punkt, Farbort x=y=z=0, 33) kann sehr genau eingestellt wer- den. Damit ist die Erfindung als Weißlichtquelle zur Erzeu- gung rein weißen Lichts hoher Intensität ohne störenden Farb- stich einsetzbar.

Mit großem Vorteil eignet sich dieses LED-Modul als Glühlam- penersatz und kann beispielsweise als Weißlichtquelle in Pro- jektoren verwendet werden. Hierbei sind besonders die gerin- gen Abmessungen und die hohe Leuchtdichte des erfindungsgema- ßen bED-Moduls von Vorteil.

Speziell eignet sich ein solches LED-Modul als Lichtquelle in LCD-Projektoren. Die mit der Erfindung ausgestatteten LCD- Projektoren können sehr kompakt ausgeführt werden, wobei die Lichtquelle hinsichtlich Lebensdauer, Energieverbrauch und

anfallender Verlustwärme herkömmlichen Lichtquellen mit Glüh- drähten überlegen ist. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich die Erfindung vorzugsweise im mobilen Einsatz, bei- spielsweise im Kfz-Bereich.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Dimmbarkeit des LED-Moduls, d. h. der Änderung der Leuchtdichte durch Va- riation des Betriebstroms. Im Gegensatz zu Glühdrähten tritt dabei in einem großen Leuchtdichteintervall keine wesentliche spektrale Änderung des abgestrahlten Lichts auf. Die Varia- tion des Betriebsstroms kann dabei beispielsweise durch Puls- weitenmodulation erfolgen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die LEDs in Form einer Matrix auf dem Träger angeordnet. Dies er- laubt eine hohe Packungsdichte der LEDs und erleichtert die automatisierte Herstellung des LED-Moduls.

Weitergehend sind die LEDs mit jeweils gleicher Farbe in ei- nem regelmäßigen, matrixartigen Muster auf dem Trager ange- ordnet. Unter einer regelmäßigen Anordnung ist dabei eine An- ordnung zu verstehen, die durch wiederholte Aneinanderreihung eines oder mehrerer Grundmuster entsteht. Durch eine solche Anordnung wird die Ansteuerung der LEDs vereinfacht und der Verdrahtungsaufwand bei der Herstellung reduziert.

Um eine homogene Farbmischung zu erzielen, ist es vorteil- haft, die LEDs hinsichtlich ihrer Farbe in periodisch wieder- kehrende Folge in den Matrixzeilen anzuordnen, wobei vor- zugsweise die LED-Anordnungen in den einzelnen Matrixzeilen gleich oder gleichartig sind.

Werden die Anordnungen in den einzelnen Matrixzeilen so auf- einander ausgerichtet, daß in den Matrixspalten jeweils LEDs der selben Farbe angeordnet sind, so können gleichfarbige LEDs jeweils einer Spalte sehr leicht in Serienschaltungen zusammengefaßt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, die Anordnungen in den Matrix- zeilen mit gerader Zeilennummer (bei fortlaufender Numerie- rung) um eine Spaltenbreite gegenüber den Anordnungen in den Matrixzeilen mit ungerader Zeilennummer jeweils nach links oder nach rechts zu verschieben. Dadurch werden einfarbige Spalten vermieden, die Ausbildung von Farbartefakten unter- drückt und ein besonders homogener Farbeindruck erzielt. Zu- gleich lassen sich die LEDs gleicher Farbe leicht durch zick- zackartige Verbindungen zu Serienschaltungen zusammenfassen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben aus der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausfüh- rungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4.

Es zeigen : Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfin- dungsgemäßen LED-Moduls, Figur 2a und 2b eine schematische Aufsicht und eine sche- maische Detailansicht eines zweiten Aus- führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LED-Moduls, Figur 3a bis 3e fünf Varianten einer schematischen Auf- sicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LED-Moduls, Figur 4 eine schematische Aufsicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsge- maßen LED-Moduls, Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfin- dungsgemäSen Mehrfachanordnung von LED- Modulen,

Figur 6 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfin- dungsgemäßen Mehrfachanordnung von LED- Modulen und Figur 7a und 7b eine schematische Aufsicht und eine sche- matische Schnittansicht eines Ausfüh- rungsbeispiels eines Trägers für ein er- findungsgemäßes LED-Modul.

Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind dabei mit den sel- ben Bezugszeichen versehen.

Der Träger 2 des in Figur 1 dargestellten LED-Moduls 1 weist ein entsprechend der unten beschriebenen LED-Chipanordnung strukturiertes Siliziumsubstrat 5 auf, das auf einen Kühlkör- per 3 in Form eines Kupferblocks aufgelötet ist. Als Lot 4 wird ein Gold-Zinn-Lot verwendet, so daß eine mechanisch sta- bile Verbindung und ein effizienter Wärmeübergang zwischen dem Siliziumsubstrat 5 und dem Kupferblock 3 gewährleistet ist. Alternativ kann das Siliziumsubstrat 5 auch mittels ei- nes wärmeleitfähigen Klebstoffs mit dem Kupferblock 3 verbun- den sein.

Das Siliziumsubstrat 5 ist mehrlagig gebildet. Den Substrat- korper bildet eine Schicht aus undotiertem Silizium. Darauf ist eine zweilagige Isolierschicht 6 aufgebracht, die aus ei- ner Siliziumoxidschicht 7 und einer Siliziumnitridschicht 8 besteht, wobei die Siliziumoxidschicht 7 an den Substratkor- per grenzt.

Die so gebildete, zweilagige Isolierschicht 6 ist mit den be- kannten Methoden der Siliziumtechnologie leicht herstellbar und zeichnet sich neben der elektrischen Isoliereigenschaft durch große Beständigkeit, insbesondere gegen Eindringen von Feuchtigkeit aus.

Auf die Isolierschicht 6 ist eine Mehrzahl von voneinander getrennten Metallflächen 9 aufgebracht, auf denen wiederum Chipanschlußbereiche 10 ausgebildet sind. Die Metallflächen 9 bestehen vorzugsweise aus Aluminium. Ein Chipanschlußbereich 10 weist jeweils einen Stapel aus drei dünnen Metallschichten auf, die von der Seite des Siliziumsubstrats 5 aus gesehen aus Titan, Platin und Gold bestehen.

Auf die Goldoberfläche des Chipanschlußbereichs 10 ist je- weils ein LED-Halbleiterkörper 11 mittels eines leitfähigen Klebstoffs aufgeklebt. Eine Lötverbindung zwischen Halblei- terkörper 11 und Chipanschlußbereich 10 ware ebenfalls mög- lich.

Zur weiteren Kontaktierung sind die Halbleiterkörper 11 auf der dem Träger 2 abgewandten Seite mit einer Kontaktfläche 12 versehen und mit Drahtverbindungen 13 untereinander verbun- den. Die Aluminiumflächen 9 dienen sowohl als Drahtanschluß- bereiche, die jeweils elektrisch in Verbindung mit der dem Trager 2 zugewandten Seite des aufmontierten Halbleiterkör- pers 11 stehen, als auch als Reflektoren für die im Betrieb erzeugte Strahlung.

Die Dicke des Kupferblocks 3 beträgt bei dem gezeigten Aus- führungsbeispiel 3,0 mm, die Dicke des Siliziumsubstrats 5 220 ßm und die Dicke der Isolierschicht 6 0,62 Sm. Die Alumi- niumschicht 9 ist mit einer Dicke von 1, 0 ßm, der Chipan- schlußbereich 10 mit einer Gesamtdicke von 0,3 ßm ausgebil- det. Mit einem 200 Am dicken Halbleiterkörper wird bei einem Rastermaß von 600 Hm x 600 ßm und einem Halbleiterquerschnitt von 260 ßm x 260 Am insgesamt ein thermischer Widerstand von 177 K/W, bezogen auf eine Rastereinheit, erreicht.

Unter stationären Bedingungen beträgt damit bei einer typi- schen elektrischen Verlustleistung von 50 mW pro LED der Tem- peraturunterschied zwischen Halbleiteroberfläche und Tra-

gerunterseite etwa 8,9 K (unabhängig von der Anzahl der Ra- stereinheiten).

In Figur 2a ist die flächige Anordnung der LEDs in der Auf- sicht gezeigt. Auf dem Träger sind insgesamt 180 LEDs 11 mon- tiert, je 60 LEDs mit einer Zentralwellenlänge im roten, grü- nen und blauen Spektralbereich. Die LEDs sind in Form einer Matrix angeordnet, wobei in jeder Matrixzeile 17a, b in peri- odischer Folge eine rote LED 14, eine grüne LED 15 und eine blaue LED 16 nebeneinander angeordnet sind.

Die Anordnungen in den einzelnen Matrixzeilen 17a, b sind da- bei so aufeinander ausgerichtet, daß die Matrixzeilen mit un- gerader Zeilennummer 17b jeweils dieselbe Anordnung aufweisen und so in diesen Matrixzeilen 17b jeweils gleichfarbige LEDs untereinander angeordnet sind. Unter der Zeilennummer ist da- bei die Nummer zu verstehen, die bei üblicher, fortlaufender Numerierung der Matrixzeilen von oben nach unten den einzel- nen Matrixzeilen jeweils zugewiesen ist.

Die Anordnung der LEDs in den Matrixzeilen 17a mit gerader Zeilennummer entspricht der Anordnung in den Matrixzeilen 17b mit ungerader Zeilennummer, ist jedoch gegenüber den Matrix- zeilen 17b mit ungerader Zeilennummer um eine Spaltenbreite nach links verschoben. In der linken Randspalte sind nur die ungeradzahligen Matrixzeilen 17b, in der rechten Randspalte nur die geradzahligen Matrixzeilen 17a mit LEDs bestückt, so daß jede Matrixzeile dieselbe Anzahl von LEDs enthält.

Diese Gesamtanordnung der LEDs ermöglicht eine Verdrahtung der untereinander liegenden LEDs gleicher Farbe durch eine zickzackartige Serienschaltung und damit eine einfache An- steuerung gleichfarbiger LEDs.

Gegenüber einer Anordnung, in der in den Matrixspalten nur gleichfarbige LEDs angeordnet sind, besitzt die gezeigte An- ordnung den Vorteil, daS keine durchgehenden Linien oder Dia-

gonalen gleicher Farbe auftreten. Damit wird eine homogen mischfarbige Abstrahlung erreicht und das Auftreten störender Artefakte unterdrückt.

Die Verdrahtung erfolgt in Richtung der Matrixspalten, wobei der Kontakt 12 auf dem Halbleiterkörper 11 einer jeden LED außer in der letzten Matrixzeile durch eine Drahtverbindung 13 mit der Aluminiumfläche 9 der diagonal darunterliegenden LED gleicher Farbe verbunden ist.

Die LEDs der ersten und letzten Matrixzeile sind mit Draht- verbindungen an weiter außen liegenden Kontaktfläche 18 ange- schlossen. Im Betrieb werden uber diese Kontaktflächen 18 je- weils die in zwei benachbarten Spalten angeordneten LEDs gleicher Farbe mit Strom versorgt.

Aufgrund der LED-Serienschaltung kann das Modul mit Spannun- gen versorgt werden, die einem Vielfachen der LED-Versor- gungsspannungen entsprechen und die ohne großen Aufwand aus den üblichen mobilen Bordnetzen erzeugt werden können.

Da die LED-Spalten gleicher Farbe voneinander getrennt ange- schlossen werden können, ist auch bei einem Ausfall einer Spalte das Modul mit Vorteil noch weitgehend funktionstüch- tig.

In Figur 2b ist eine Aluminiumfläche 9 vergrößert darge- stellt. Diese Fläche 9 besitzt eine rechteckige Grundform, wobei an einer Ecke eine rechteckige Ausnehmung 19 gebildet ist und an einer der Ecke gegenüberliegenden Kante ein der Ausnehmung 19 entsprechendes, etwas verkleinertes Flächen- stuck 20 angesetzt ist.

Diese Formgebung ermöglicht eine flächenfüllende und vonein- ander isolierte Anordnung der Aluminiumflächen 9. Das Flä- chenstück 20 bildet dabei den Drahtanschlußbereich zur Kon- taktierung des jeweils auf der Alumiumflache 9 aufgebrachten Halbleiterkorpers 11. Dieser Drahtanschlußbereich ist von dem

Chipanschlußbereich 10 beabstandet, da sich bei der Montage des Halbleiterkörpers 11 auf den Chipanschlußbereich 10 Lot- bzw. Klebstoffreste in der Umgebung des Chipanschlußbereichs 10 ablagern können, die eine sichere Drahtkontaktierung er- schweren.

Die in den geradzahligen Matrixzeilen 17a angeordneten Fla- chen 9 entsprechen der in Figur 2b gezeigten Form. Die Flä- chen 9 in den ungeradzahligen Matrixzeilen 17b gehen aus die- ser Form durch horizontale Spiegelung hervor. Die abwech- selnde Anordnung dieser Formen ermöglicht die gezeigte Seri- enschaltung mit Zickzackverdrahtung bei vorteilhaft kurzen Verdrahtungswegen.

Das so gebildete LED-Modul weist eine Kantenlänge von etwa 9mm x 10mm auf und erreicht für Weißlicht eine Leuchtdichte von 77 kcd/m2. Damit stellt das LED-Modul eine Lichtquelle mit einstellbarer Farbe, insbesondere eine Weißlichtquelle auf LED-Basis mit höchster Packungs-und Leuchtdichte dar.

In Figur 3 sind weitere vorteilhafte Anordnungen hinsichtlich der LED-Farbe gezeigt. Bei dem in Figur 3a dargestellten Aus- führungsbeispiel sind die LEDs in den Matrixzeilen wiederum in periodisch wiederkehrender Folge angeordnet. In den Ma- trixspalten sind jeweils LEDs gleicher Farbe angeordnet. Die Serienschaltung von LEDs gleicher Farbe ist hierbei besonders einfach.

Bei dem in Figur 3b dargestellten Ausführungsbeispiel sind die LEDs in den Matrixzeilen ebenfalls in periodisch wieder- kehrender Folge angeordnet. Die Anordnung in einer Matrix- zeile ergibt sich dabei ab der zweiten Zeile aus der darüber- liegenden Matrixzeile durch Verschiebung um eine Spalten- breite nach rechts. Auch hier können die LEDs gleicher Farbe durch Serienschaltungen entlang der Diagonalen von links oben nach rechts unten leicht zusammengefaßt werden.

Das in Figur 3c dargestellt Ausführungsbeispiel entspricht der in Figur 2a gezeigten Anordnung. Hierbei wurden durchge- hende Linien gleicher Farbe vermieden, so daß keine störenden Artefakte entstehen können und so eine besonders homogen ab- strahlende Lichtquelle gebildet ist.

Selbstverständlich können beide zyklische Dreierpermutationen der LED-Farben, die in Figur 3d dargestellt sind, verwendet werden. Ebenso können alle Matrixzeilen gegen die entspre- chenden Spalten vertauscht werden.

Bei der in Figur 3e dargestellten Anordnung sind nur die in- nerhalb eines kreisförmigen Umrisses (gestrichelt) liegenden Rasterplätze bestückt. Diese Anordnung ist vorteilhaft in Verbindung mit einer Optik mit einer entsprechenden kreisför- miger Eintrittsapertur, wie sie beispielsweise zylindersymme- trische Optiken aufweisen. Durch die gezeigte Anordnung wird die Eintrittsapertur gleichmäßig ausgeleuchtet. Zugleich wird durch die Reduktion der LED-Bestückung auf Rasterplätze, die innerhalb der Eintrittsapertur liegen, die Leistungsaufnahme des LED-Moduls vorteilhaft gesenkt, ohne damit die Ausleuch- tung der Optik zu verringern.

Hinsichtlich ihrer Farben sind die LEDs bei diesem Ausfüh- rungsbeispiel ähnlich wie in Figur 3c angeordnet, so daß LEDs gleicher Farbe durch zickzackartige Serienschaltung in Rich- tung der Matrixspalten zusammengefaßt werden können. Hingegen wurde von der periodisch wiederkehrenden Anordnung entlang der Matrixzeilen abgewichen und die Anzahl der grunen LEDs erhöht, so daß bei diesem Modul insgesamt 34 grüne, 19 rote und 16 blaue LEDs verwendet werden. Bei dieser Gewichtung der LED-Anzahl erzeugt das LED-Modul bei gleicher Bestromung al- ler LEDs weißes Mischlicht.

Je nach Anwendungsfall können auch einzelne Aspekte der in den Figuren 3a bis 3e dargestellten Anordungen kombiniert werden. Selbstverständlich können auch einfachere Schaltungen

und Anordnungen, beispielsweise eine ungeordnete Verteilung der LED-Farben oder eine reine Serienschaltung aller LEDs verwendet werden. Im letzteren Fall hängt wie bei Figur 3e der Farbort des Mischlichts von den Häufigkeiten der LEDs gleicher Farbe ab.

In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vor- montiertem Zustand gezeigt. Das LED-Modul 1 ist auf das Zen- trum einer Grundplatte 21 aus Kupfer geklebt oder gelötet.

Die Kontaktanschlüsse 18 zur Stromversorgung der LED-Matrix- spalten sind über einen Leiterrahmen 22 mit strahlenförmig nach außen verlaufenden Leiterbahnen zu vergrößerten Lötan- schlüssen 23 am Rand der Grundplatte geführt, wobei die Lötanschlüsse 23 so beabstandet und ausgeführt sind, daß sie leicht mit einer elektronischen Baugruppe zur Ansteuerung bzw. Stromversorgung des LED-Moduls 1 verbunden werden kön- nen.

Über dem Leiterrahmen ist ein Vergußrahmen 24 montiert, des- sen Innenbereich mit einer dünnen Vergußschicht, vorzugsweise aus einem transparenten Reaktionsharz wie zum Beispiel Epoxidharz, zum Schutz des LED-Moduls gefüllt ist.

In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hier eine Mehrzahl von LED-Modulen 1 auf einen gemeinsamen Kühlkörper 3 montiert, so daß eine Mehrfachanordnung von LED-Modulen 1 gebildet wird.

Der Aufbau der einzelnen LED-Module 1, umfassend einen Trager 2 mit einer Halbleiterschicht 5 und einer mehrlagigen Iso- lierschicht 6, auf dem Träger ausgebildete Metallflächen 9 mit Chipanschlußbereichen 10 sowie darauf befestigte LED- Halbleiterkörper 11, entspricht im wesentlichen dem in Figur 1 gezeigten LED-Modul.

Die Anzahl der LEDs auf den einzelnen LED-Modulen kann dabei den individuellen Bedürfnissen angepaßt werden. Beispiels- weise kann jedes LED-Modul eine rote LED, zwei grüne LEDs und eine blaue LED, also insgesamt vier LEDs enthalten. Bei ent- sprechend abgestimmen Betriebsströmen der LEDs bildet jedes LED-Modul für sich eine Weißlichtquelle. Es versteht sich, daß sich die LED-Module auch als Farblichtquellen, insbeson- dere für mischfarbiges Licht eignen, wobei vorteilhafterweise die LED-Module in allen Fällen eine hohe Packungsdichte auf- weisen und daher nahezu punktförmig sind.

Zur elektischen Versorgung der einzelnen LED-Module sind zwi- schen den LED-Modulen 1 Leiterbahnen 24 angeordnet. Über Drahtverbindungen 13 wird der Betriebsstrom in die einzelnen LEDs eingeprägt. Durch diese direkte Stromzuführung können die einzelnen LED-Module und weitergehend die einzelnen LEDs unabhängig voneinander angesteuert und geschaltet werden.

Dies schließt selbstverständlich eine Serien-und/oder Paral- lelschaltung einzelner Module oder LEDs nicht aus, falls eine unabhängige Steuerung nicht gewünscht wird.

Die Leiterbahnen 24 sind vorzugsweise auf einem geeigneten Leiterbahnentrager 25, beispielsweise eine Leiterplatte, aus- gebildet. Bevorzugt wird hierfür eine flexible Leiterplatte oder eine entsprechende Leiterplattenfolie, beispielsweise ein Flexboard, verwendet.

Die einzelnen LED-Module 1 sind bevorzugt zweidimensional und matrixartig auf dem Kühlkörper angeordnet. So können bei- spielsweise 32 LED-Module mit je vier LED-Chips auf einem ge- meinsamen Kühlkörper zusammengefaßt sein. Der Leiterbahnen- träger 25 mit den darauf aufgebrachten Leiterbahnen 24 ist hierbei zweckmäßigerweise Form eines Gitters ausgebildet, wo- bei in den Gitteröffnungen die LED-Module 1 angeordnet sind.

In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Wie bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbei-

spiel sind auf einem Kühlkörper 3 mehrere LED-Module 1 mit dazwischen angeordneten Leiterbahnen 24 montiert. Dargestellt sind bei den LED-Modulen 1 jeweils nur der Träger 2 und die LEDs 11. Im einzelnen kann ein Aufbau wie bei den bisher be- schriebenen LED-Modulen verwendet werden. Auf diese Anordnung ist im Unterschied zu dem in Figur 5 gezeigten Ausführungs- beispiel ein Reflektor 26 aufgesetzt, der zum Beispiel auf der von dem Kühlkörper 3 abgewandten Seite der Leiterbahnträ- ger 25 aufliegen kann.

Der Reflektor weist eine Mehrzahl von Durchbrüchen auf 27, deren Seitenflächen 28 zumindest teilweise angeschrägt sind und als Reflexionsflächen dienen. In der Aufsicht weist der Reflektor eine dem Leiterbahnträger 25 entsprechende, zum Beispiel gitterartige, Form auf. Durch den Reflektor wird die Lichtausbeute der LED-Module vorteilhaft erhöht.

In Figur 7a ist eine Aufsicht auf einen Träger 2 für ein LED- Modul mit vier LEDs dargestellt. Derartige LED-Module können beispielsweise bei den in Figur 5 und 6 gezeigten Ausfüh- rungsbeispielen verwendet werden. Figur 7b zeigt eine zugehö- rige Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A.

Der Übersichtlichkeit halber sind insbesondere die Schicht- dicken nicht maßstabsgetreu dargestellt.

Der Träger umfaßt wie bereits beschrieben eine Halbleiter- schicht 5, vorzugsweise Silizium oder Galliumarsenid enthal- tend, sowie eine Isolierschicht 6, die wiederum eine Siliziumoxidschicht 7 und eine Siliziumnitridschicht 8 auf- weisen kann.

Auf der Isolierschicht 6 sind vier voneinander beabstandete und elektrisch isolierte Metallflächen 9a, 9b, 9c und 9d, beispielsweise aus Aluminium angeordnet, die von einer rah- menartigen Struktur 29 eingefaßt werden. Auf den Metallflä- chen können wie bereits beschrieben Chipanschlußbereiche zur Montage der LEDs ausgebildet werden (nicht dargestellt).

Die rahmenartige Struktur 29 ist erhaben, beispielsweise mit einer Dicke bis 30 Hm, insbesondere zwischen 5 Am und 25 Am, ausgebildet und dient als Auffangreservoir für Haftmittel wie Silberleitkleber, die zur Montage der LEDs verwendet werden.

Die rahmenartige Struktur 29 bildet dabei um jede Metallfla- che bzw. jeden Chipanschlußbereich herum ein wannenförmiges Reservoir, das ein Übertreten überschüssigen Haftmittels zur benachbarten Metallfläche und damit die Entstehung eines Kurzschlusses zwischen den einzelnen LEDs verhindert.

Derartige rahmenartige Strukturen können zum Beispiel aus ei- nem Kunststoff, vorzugsweise Polyimid, hergestellt werden, indem eine entsprechende Kunststoffschicht mittels halblei- tertechnischer Prozesse aufgebracht und strukturiert wird.

Von den Ecken des Trägers ist die rahmenartige Struktur 29 weiter beabstandet und zur Trägermitte 31 hin zurückgezogen ausgebildet, so daß von der Trägermitte 31 aus gesehen au- ßerhalb der rahmenartigen Struktur 29 Teilbereiche 30a, 30b 30c und 30d der Metallschichten 9a, 9b, 9c und 9d unbedeckt sind. Diese Teilbereiche 30a, 30b 30c und 30d dienen als An- schlußstellen für externe Drahtverbindungen, beispielsweise zu den in Figur 5 und 6 gezeigten Leiterbahnen, wobei jeder Teilbereich mit der zugehörigen Metallfläche elektrisch lei- tend verbunden ist.

Die Erläuterung der Erfindung anhand der beschriebenen Aus- führungsbeispiele ist selbstverständlich nicht als Beschrän- kung der Erfindung zu verstehen.