专利名称：具有多个发光二极管发射器的大灯的制作方法
具有多个发光二极管发射器的大灯本专利申请要求德国专利申请10 2008 049 398. 8的优先权，其公开内容通过引
用结合于此。本申请涉及一种带有多个发光二极管发射器的大灯。公开了一种大灯，其例如具有发光二极管器件形式的多个发光二极管发射器。发光二极管器件包含器件壳体，在该器件壳体中以机械方式和电学方式安装有至少一个发光二极管芯片。本发明的任务是提出一种带有发光二极管发射器的大灯，其在技术上可以以简单方式实现，并且其提供了关于实现不同的大灯功能方面的大的灵活性。不同的大灯功能尤其应包括不同大小和不同地成形的大灯发射锥体的构建。提出了一种大灯，其中发光二极管发射器的至少一个第一组分别具有不同连接类型的两个电端子并且以具有至少两列和至少两行的矩阵地布置。第一连接类型例如是发光二极管发射器的阳极，而第二连接类型例如是阴极。然而，也可以相反，并且尤其是针对不同组的发光二极管发射器可以是不同的。矩阵不必一定是有序的或者对称的布置。其原则上也可以具有不规则性或在俯视图中具有不对称的形状。在第一组中，第一连接类型的电端子成列地分别彼此电连接并且第二连接类型的电端子成行地分别彼此电连接。不同列的第一连接类型的电端子彼此电绝缘，并且不同行的第二连接类型的电端子彼此电绝缘。一组的发光二极管发射器的电学互连的这种方式在下文中称作矩阵互连。第一组的发光二极管发射器于是并非分别单独地导电接触并且完全可以彼此独立地激励。至少在第一组的情况下，也并未设计多个发光二极管发射器的串行激励。代替此，第一组的各个发光二极管发射器在矩阵互连中彼此电连接。与单独激励相比，通过互连的方式可以降低用于激励发光二极管发射器的电端子的数目。同时，发光二极管发射器的这种布线提供了关于实现不同的大灯功能方面的高度灵活性。此外，这种互连的方式可以实现发光二极管发射器彼此间特别紧密的布置。大灯也可以具有如下发光二极管发射器这些发光二极管发射器并非矩阵地布置并且在矩阵互连中与其他发光二极管发射器导电连接。根据大灯的一个实施形式，第一组是发光二极管发射器以具有至少两列和至少两行的矩阵的唯一布置，其中发光二极管发射器分别具有不同连接类型的两个电端子并且第一连接类型的电端子成列地分别彼此电连接，第二连接类型的电端子成行地分别彼此电连接，不同列的第一连接类型的电端子彼此电绝缘而不同行的第二连接类型的电端子彼此电绝缘。该实施形式可以以技术上简单的方式来实现。大灯的一个可替选的实施形式设计为包含发光二极管发射器的至少一个第二组。 第二组的发光二极管发射器分别具有不同的连接类型的两个电端子。在第二组中，第一连接类型的电端子成列地分别彼此电连接，第二连接类型的电端子成行地分别彼此电连接， 不同列的第一连接类型的电端子彼此电绝缘，而不同行的第二连接类型的电端子彼此电绝
4缘。在此，第二组的第一连接类型不必是与第一组或者其他组的第一连接类型相同的连接类型。通常在布线时也可以将行与列交换。重要的是，每个组本身具有矩阵布线，具有第一电端子的成行的布线和第二电端子的成列的布线，或者相反。在一组内的第一电端子和第二电端子必须具有不同的连接类型。例如，在第一组中的第一连接类型可以是阴极，而在第二组中的第一连接类型可以是阳极。当然也可以相反。也应理解的是，第一组的第一连接类型可以与第二组的第一连接类型相同。第一组的发光二极管发射器的电端子与第二组的发光二极管发射器的电端子电绝缘。与带有唯一一组的、彼此之间具有一个矩阵布线的发光二极管发射器的大灯相比，具有至少两组的、彼此之间分别具有所说明的矩阵布线的发光二极管发射器的大灯的实施形式可以针对要实现的确定的大灯功能提供更好的可激励性。在具有第一组和第二组的发光二极管发射器的大灯的一个改进方案中，该大灯具有如下大灯功能其中第一组和第二组的发光二极管发射器中的至少一些被驱动。第一组、 第二组或者不仅第一组而且第一组的一个或多个发光二极管发射器在该大灯功能的情况下并不被驱动。也可以通过该措施实现对发光二极管发射器的有利的激励。原则上，可以产生多种发光图案，通过所述发光图案也可能实现新型的大灯功能。在大灯的一个附加的实施形式中，多于一半的发光二极管发射器包含在第一组中。大灯的一个扩展方案设计为，其具有如下大灯功能其中至少一部分的发光二极管发射器被驱动用于产生大灯锥体，并且被驱动的发光二极管发射器的至少第一部分和第二部分在串行的脉冲工作方式中被驱动。在该大灯功能中，于是被驱动的发光二极管发射器的第一部分和第二部分并非连续地被驱动，而是分别一直反复接通和关断。在另一实施形式中，在具有串行的脉冲工作方式的大灯功能情况下附加地设计了，另一部分的发光二极管发射器被连续地驱动。在具有带串行的脉冲工作方式的大灯功能的大灯的实施形式中，在一个改进方案中设计了 在大灯功能的情况下，来自第一组和至少一个另外的组的发光二极管发射器包含在被驱动的发光二极管发射器的第一部分、第二部分或者不仅包含在第一部分而且包含在第二部分中。在另外的组中的发光二极管发射器设置在具有至少两列和至少两行的矩阵中。在另外的组中，类似于第一组地将发光二极管芯片以矩阵布线彼此电连接。另外的组的电端子的第一连接类型不必与第一组的电端子的第一连接类型相同。 另外的组可以是发光二极管发射器的第二组，或者也可以是第三组或其他的另外的组。在一个合乎目的的实施形式中，大灯是用于运输装置的前大灯，尤其是用于机动车的前大灯。根据一个扩展方案，大灯具有至少两个不同的大灯功能，借助其可以发射不同成形的大灯锥体。在该大灯中，至少第一组的直接相邻的发光二极管发射器根据一个扩展方案彼此间具有小于或等于100 μ m的距离或者不具有距离。在大灯的一个有利的实施形式中，一些或者所有发光二极管发射器由一个发光二极管芯片构成或者由多个发光二极管芯片构成。这种发光二极管发射器于是并不是带有其中集成有发光二极管芯片的器件壳体的器件，而是这种无壳体的发光二极管芯片直接集成在大灯中。在大灯的进一步的扩展方案中，包含至少一个发光二极管芯片，其具有两个或更多个发光二极管发射器。通过将两个或更多个发光二极管发射器集成到发光二极管芯片中，可以进一步减小发光二极管发射器彼此间的距离并且实现具有高的发光密度的大灯。 原则上，一组的所有发光二极管发射器可以集成在唯一的发光二极管芯片中。在大灯的另一扩展方案中，与第一组、或者(如果存在则)与第二组或可能的另外的组邻接有至少一个发光二极管发射器。所述至少一个发光二极管发射器的电端子之一与相应组的一列或一行的彼此电连接的端子电连接。在大灯的一个合乎目的的实施形式中，发光二极管发射器的每个都以大于0. 1A、 优选大于0. 5A并且特别优选大于0. 8A的工作电流驱动。发光二极管发射器的相应组的矩阵不必一定是如下意义中的对称矩阵所有行分别具有相同数目的发光二极管发射器，并且所有列同样分别具有相同数目的发光二极管发射器。代替这，可能的是，一个或多个行具有比其余行更多或更少的发光二极管发射器。相应地适用于组的列。其他优点、优选实施形式和改进方案从下文中结合附图所阐述的实施例中得到。 其中
图1在俯视图中示出了根据第一实施例的大灯的发光二极管发射器的布置和电布线的示意性图解；图2在俯视图中示出了根据第二实施例的大灯的发光二极管发射器的布置和电布线的示意性图解；图3示出了根据第三实施例的大灯的发光二极管发射器的示意性俯视图；图4示出了根据第四实施例的大灯的发光二极管发射器的示意性俯视图；图5示出了根据第五实施例的大灯的发光二极管发射器的示意性俯视图；图6示出了根据第六实施例的大灯的发光二极管发射器的一部分的示意性俯视图；图7示出了两个图6中所示的发光二极管发射器的示意性侧视图；图8示出了根据第七实施例的大灯的发光二极管发射器的一部分的示意性俯视图；以及图9示出了两个图8中所示的发光二极管发射器的示意性侧视图。在这些实施例和附图中，相同或作用相同的组成部分分别设置有相同的附图标记。所示的组成部分以及组成部分彼此间的大小关系并不能视为合乎比例的。更确切说， 附图中的一些细节为了更好的理解而可以夸大地示出。在附图中仅仅示出了相应大灯的发光二极管发射器及其彼此之间相应的电布线和布置。例如，并未示出大灯的可能的支承体，发光二极管发射器设置在该支承体上；可能的光学装置，其在发射方向上设置在发光二极管发射器之后；大灯的可能的壳体或者用于电激励发光二极管发射器以及调节大灯的不同大灯功能的可能的电子激励电路。这些细节的一些或者所有可以包含在大灯中。对于本领域技术人员而言，普遍已知了大灯的这种细节的可能实施形式。所以出于清楚的原因并且为了更好理解而在附图中对这些细节予以忽略。在图1中示出了大灯的第一实施例的多个发光二极管发射器L。大灯具有发光二极管发射器L的第一组21。所有发光二极管发射器L包含在第一组21中。发光二极管发射器L以具有η行X1至ι和m列yi至ym的矩阵布置。发光二极管发射器L在χ行或y列内的布置可以如所示地沿着直线。然而这并非一定是必需的。更确切地说，行或者列x、y也可以通过如下发光二极管发射器L构成它们例如沿着弯曲的线或者沿着具有弯折的线布置。在沿着直线布置的情况下，列和行并不一定必须分别彼此平行地定向。术语行或者列在本申请的上下文中涉及发光二极管发射器L彼此之间的相对布线并且很大程度上与发光二极管发射器的特殊的几何布置无关。一行或者一列的发光二极管发射器根据大灯的一个实施形式分别在空间上直接相继，也就是说在例如确定行X的发光二极管发射器L之间并未设置其他行的发光二极管发射器L。在第一组21中，第一连接类型的电端子在每个列y中分别彼此电连接。第二连接类型的电端子在每个行X中分别彼此电连接。第一连接类型的电端子成行地分别以电导体11彼此导电连接。相应地，第二连接类型的电端子成列地分别借助电导体12彼此电连接。电导体11、12可以分别一件式地构建。可替选地，电导体11、12也可以分别具有多个部分件，它们尤其是也可以在空间上彼此间隔。通过第一组的发光二极管发射器L的矩阵布线，可以有效地激励发光二极管发射器L，并且原则上借助该大灯可以实现多个不同的发射图案或者发射锥体。当将电压施加到行X1和列ym上时，仅仅发光二极管发射器Llm发光。当将电压施加到行^和列I1时，仅仅发光二极管发射器Lnl发光。在此情况下，当将电压附加地施加到列ym时，除Lnl外Lnm发光。当将电压施加到所有列yi至ym和所有行X1至^上时，第一组 21的所有发光二极管发射器L发光。在借助串行的脉冲工作方式激励第一组21的发光二极管发射器L时，可以通过用任意选择的第一组21的发光二极管发射器L实现大灯锥体。此外，当然也可能的是，持久地驱动一些或者全部发光二极管发射器，或者在第一组21的激励电子装置中设置如下大灯功能其中一部分的被驱动的发光二极管发射器L持久地被驱动，并且另一部分以脉冲工作方式被驱动。由于为了实现确定的发射图案，以脉冲工作方式顺序相继工作的发光二极管发射器L的子组的数目会不利地是大的，所以在图2中所示出的实施例中不仅将发光二极管发射器L的第一组21设置成矩阵布线，而且附加地将第二组22、第三组23和第四组M设置成矩阵布线。原则上，可以给定任意大小数目的这样的组，其中发光二极管发射器L以前面所描述的矩阵电路彼此导电连接。尽管有发光二极管发射器的多个组，然而大灯的所有发光二极管发射器可以非常近地安装在一起，而无需间隔用于接线或其他布线。在图2所示出的大灯中，例如可以通过激励行和列xn，yn, ylffl ；x3n, y31，y3m ；以及
7X41, Y4I和y4m来仅仅将发光二极管发射器Lm，Lllm，L3nl，L411和L41m投入运行。在发光二极管发射器L的索引中，第一位表示组的编号，第二位表示行而第三位表示列。在图3所示出的第三实施例中，针对不同的大灯功能的发光二极管发射器L借助附图标记来表征。发光二极管发射器1用于第一大灯功能，发光二极管发射器2用于第二大灯功能，而发光二极管发射器3用于第三大灯功能。在第一大灯功能中，仅仅发光二极管发射器1投入运行。由于大灯的所有发光二极管发射器L包含在第一组21中并且借助矩阵布线彼此导电连接，为此需要串行的脉冲工作方式。第一大灯功能例如对应于用于机动车的近光，其中所发射的大灯锥体的上部分在横截面上具有大约15°的弯折。这通过图3中的粗黑线表示，其相应地形成大约165°的角度。在第二大灯功能中，除了发光二极管发射器1之外将发光二极管发射器2投入运行。这也以脉冲工作方式实现。在第三大灯功能中，例如所有发光二极管发射器1、2、3都投入运行。这例如在发光二极管发射器的持续工作中实现。第三大灯功能例如是用于机动车的远光。在图4所示出的第四实施例中，与第三实施例不同，大灯具有发光二极管发射器L 的第一组21和第二组22。这些组21、22彼此电绝缘，这通过虚线来表明。通过在两个组 2U22中的划分和布线，例如可以在所有三个大灯功能的情况下持续地驱动第一组21的发光二极管发射器。而在第二组22的发光二极管发射器的情况下，对第一大灯功能需要脉冲工作方式。在参照图5所示出的第五实施例中，大灯同样具有发光二极管发射器L的第一组 21和第二组22。然而与第四实施例不同，在第一组和第二组21、22之间的边界不同走向。 边界通过虚线来表明。这些组形成为使得在每个组中存在行或列，其具有比该组的其他行或列更多的发光二极管发射器。通过这样划分组21、22可能的是，所有三个大灯功能可以仅借助发光二极管发射器的持续工作方式来实现。补充地，自然也可以设计脉冲工作方式，例如针对其他的新大灯功能。发光二极管发射器优选以发光二极管芯片40的形式集成到大灯中。这在图6和 7中示出。第一连接类型的电端子51例如构建在发光二极管芯片的朝向发光二极管芯片40 的主发射方向的侧上。这些电端子51例如可以以接合垫的形式构建。电端子51例如借助接合线11成行地或者成列地彼此导电连接。对于接合线可替选地，电端子51可以通过任意的其他已知的电连接装置彼此连接。第二连接类型的电端子52例如设置在发光二极管芯片40的背离该发光二极管芯片的主发射方向的侧上，参见图7。电端子52中的多个例如可以借助印制导线连接，电端子导电地安装到印制导线上，例如借助焊料或者导电的粘合剂来安装。每个发光二极管芯片例如具有外延的半导体层序列41和衬底或者支承体本体 53。外延的半导体层序列41包括有源区，其适于发射电磁辐射。外延的半导体层序列例如具有多个层，这些层具有ΠI/V化合物半导体材料或者由其构成。III/V化合物半导体材料具有来自第三主族的至少一种元素，譬如B、Al、Ga、L·!和
8来自第五主族的元素，譬如N、P、As。尤其是，术语“III/V化合物半导体材料”包括二元、三元或四元化合物的组，其包含来自第三主族的至少一种元素和来自第五主族的至少一种元素，例如氮化物化合物半导体和磷化物化合物半导体。此外，这种二元、三元或者四元化合物例如可以具有一种或者多种掺杂材料以及附加的组成部分。在另一扩展方案中，发光二极管芯片是薄膜发光二极管芯片。尤其是，其具有支承衬底。薄膜发光二极管芯片的特征在于以下典型的特征之一-在外延半导体层序列的朝着支承元件、尤其是支承衬底的主面上施加或构建有反射层，其将半导体层序列中产生的电磁辐射的至少一部分向回反射到半导体层序列中；-薄膜发光二极管芯片具有支承元件，支承元件并不是其上外延生长半导体层序列的生长衬底，而是单独的支承元件，其事后固定在半导体层序列上；-半导体层序列具有在20μ m或者更小的范围中、尤其是在10 μ m或者更小的范围中的厚度；-半导体层序列没有生长衬底。在此，“没有生长衬底”表示，必要时用于生长的生长衬底从半导体层序列去除或者至少强烈地薄化。尤其是，其被薄化使得其本身或者与外延层序列一起单独地并非自支承的(freitragend)。强烈薄化的生长衬底的残留的剩余物尤其是不适于生长衬底的功能；以及-半导体层序列包含至少一个如下半导体层其具有至少一个面，所述面具有混勻结构，其在理想情况下引起光在半导体层序列中的近似各态历经的分布，也就是说，其具有尽可能各态历经的随机散射特性。一般而言，混勻结构具有适于使电磁辐射转向、偏转或散射的结构。薄膜发光二极管的基本原理例如在I. Schnitzer等人所著的出版物Appl. Phys. Lett. 63 (16) 1993年10月18日，第2174-2176页中予以描述，其公开内容通过引用结合于此。薄膜发光二极管的例子在出版物EP 0905797 A2和WO 02/13281 Al中予以描述，其就此而言的公开内容通过引用结合于此。薄膜发光二极管芯片良好近似于朗博特表面辐射器并且因此例如良好地适于应用于大灯中，例如机动车大灯中。在图8和9所示出的实施例中，与前面参照图6和7所示出的实施例不同，两个发光二极管发射器L通过唯一的发光二极管芯片40形成。例如，发光二极管芯片40具有外延的半导体层序列41的两个区域，它们并非直接彼此电连接，而是例如仅仅通过衬底或者支承体本体40来连接。半导体层序列41的这两个部分的每个具有自己的电端子51，使得在芯片40内有效地形成两个发光二极管发射器L，它们可以彼此独立地激励。原则上，例如也可能的是，任意多的发光二极管发射器集成到唯一的发光二极管芯片40中。例如，大灯的一组的发光二极管发射器的整行或者整列可以集成在单件构建的、长形伸展的发光二极管芯片内。例如，大灯的发光二极管发射器的整个组也可以构建在唯一的发光二极管芯片内。在此情况下，例如至少部分在发光二极管芯片40内保证布线，也就是说，发光二极管芯片被制造为使得发光二极管发射器L的矩阵布线至少部分已经在其内被实现。本发明并未通过借助实施例的描述而局限于此。更确切地说，本发明包括任意新的特征和特征的任意组合，尤其是包含在权利要求中的特征的任意组合，即使该特征或者该组合本身并未明确地在权利要求或者实施例中说明。
权利要求
1.一种大灯，其具有多个发光二极管发射器，其中至少一个第一组以具有至少两列和至少两行的矩阵布置，其中所述第一组的发光二极管发射器分别具有不同连接类型的两个电端子，并且在所述第一组中第一连接类型的电端子成列地分别彼此电连接，第二连接类型的电端子成行地分别彼此电连接，不同列的第一连接类型的电端子彼此电绝缘，并且不同行的第二连接类型的电端子彼此电绝缘。
2.根据权利要求1所述的大灯，其中所述第一组是发光二极管发射器以具有至少两列和至少两行的矩阵的唯一布置，其中第一连接类型的电端子成列地分别彼此电连接，第二连接类型的电端子成行地分别彼此电连接，不同列的第一连接类型的电端子彼此电绝缘， 以及不同行的第二连接类型的电端子彼此电绝缘。
3.根据权利要求1所述的大灯，其中包含发光二极管发射器的至少一个第二组，所述第二组以具有至少两列和至少两行的矩阵布置，其中第二组的发光二极管发射器分别具有不同连接类型的两个电端子，并且在第二组中第一连接类型的电端子成列地分别彼此电连接，第二连接类型的电端子成行地分别彼此电连接，不同列的第一连接类型的电端子彼此电绝缘，并且不同行的第二连接类型的电端子彼此电绝缘。
4.根据权利要求3所述的大灯，其具有如下大灯功能其中所述第一组和所述第二组的发光二极管发射器的至少一些被驱动，并且所述第一组、所述第二组或者不仅所述第一组而且所述第二组的一个或多个发光二极管发射器并未被驱动。
5.根据上述权利要求之一所述的大灯，其中多于一半的发光二极管发射器包含在第一组中。
6.根据上述权利要求之一所述的大灯，其具有如下大灯功能其中至少一部分的发光二极管发射器被驱动用于产生大灯锥体，并且至少第一部分和第二部分的被驱动的发光二极管发射器以串行的脉冲工作方式被驱动。
7.根据权利要求6所述的大灯，其中在所述大灯功能中另一部分的被驱动的发光二极管发射器被连续地驱动。
8.根据权利要求6或7所述的大灯，其中在所述大灯功能中来自所述第一组和来自至少一个另外的组的发光二极管发射器包含在所述第一部分、所述第二部分或者不仅包含在所述第一部分而且包含在所述第二部分的被驱动的发光二极管发射器中，其中在所述另外的组中的发光二极管发射器分别具有不同连接类型的两个电端子，并且在所述另外的组中第一连接类型的电端子成列地分别彼此电连接，第二连接类型的电端子成行地分别彼此电连接，不同列的第一连接类型的电端子彼此电绝缘，并且不同行的第二连接类型的电端子彼此电绝缘。
9.根据上述权利要求之一所述的大灯，其是用于运输装置的前大灯。
10.根据上述权利要求之一所述的大灯，其具有至少两个不同的大灯功能，所述大灯功能带有不同成形的大灯锥体。
11.根据上述权利要求之一所述的大灯，其中至少所述第一组的直接相邻的发光二极管发射器具有小于或者等于100 μ m的距离或者彼此间不具有距离。
12.根据上述权利要求之一所述的大灯，其中一些或者所有发光二极管发射器包含在一个发光二极管芯片中或分别由一个发光二极管芯片构成。
13.根据上述权利要求之一所述的大灯，其中包含至少一个发光二极管芯片，所述发光二极管芯片具有两个或更多个发光二极管发射器。
14.根据上述权利要求之一所述的大灯，其中针对所述第一组的所有发光二极管发射器或者针对所述第一组的大部分发光二极管发射器设置有大于0. 1A、优选大于0. 5A、特别优选大于0. 8A的工作电流。
全文摘要
本发明提出了一种大灯，其具有多个发光二极管发射器。在发光二极管发射器中至少一个第一组以具有至少两列和至少两行的矩阵布置，其中在第一组中一列的发光二极管发射器的第一连接类型的电端子和一行的发光二极管发射器的第二连接类型的电端子分别彼此电连接。矩阵的不同列的第一连接类型的电端子以及不同行的第二连接类型的电端子彼此电绝缘。
文档编号B60Q1/10GK102164775SQ200980138532
公开日2011年8月24日 申请日期2009年8月12日 优先权日2008年9月29日
发明者托马斯·蔡勒, 格奥尔格·博格勒, 约阿希姆·赖尔 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司