KR20110066947A - 복수 개의 발광 다이오드 방출체를 포함한 전조등 - Google Patents

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오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

복수 개의 발광 다이오드 방출체를 포함한 투광기가 제공된다. 발광 다이오드 방출체로부터 적어도 제1그룹은 적어도 2개의 행 및 적어도 2개의 열을 가진 매트릭스로 배치되고, 이 때 상기 제1그룹에서 열에 위치한 발광 다이오드 방출체의 제1연결형을 가진 전기적 연결부 및 행에 위치한 발광 다이오드 방출체의 제2연결형을 가진 전기적 연결부가 각각 전기적으로 서로 연결된다. 매트릭스에서 서로 다른 열들에 위치한 제1연결형의 전기적 연결부와 서로 다른 행들에 위치한 제2연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연된다.

Description

복수 개의 발광 다이오드 방출체를 포함한 전조등{HEADLIGHT HAVING A PLURALITY OF LUMINESCENT DIODE EMITTERS}
본 특허 출원은 독일 특허 출원 10 2008 049398.8의 우선권을 청구하고, 그 공개 내용은 참조로 포함된다.
본 출원은 복수 개의 발광 다이오드 방출체를 포함한 투광기에 관한 것이다.
예컨대 복수 개의 발광 다이오드 방출체를 발광 다이오드 소자의 형태로 포함하는 투광기는 공지되어 있다. 발광 다이오드 소자는 소자 하우징을 포함하고, 상기 소자 하우징에는 적어도 하나의 발광 다이오드칩이 기계적 및 전기적으로 실장되어 있다.
본 발명의 과제는 기술적으로 간단히 구현할 수 있고 다양한 투광기 기능의 구현과 관련하여 높은 가요성을 가지는, 발광 다이오드 방출체를 포함한 투광기를 제공하는 것이다. 다양한 투광기 기능은 특히 서로 다른 크기 및 형상을 가진 투광기-방출-원뿔의 형성을 포함해야 한다.
적어도 하나의 제1그룹의 발광 다이오드 방출체들이 서로 다른 연결형을 가진 적어도 2개의 전기적 연결부를 각각 포함하고, 적어도 2개의 열 및 2개의 행을 포함하는 매트릭스로 배치되는 투광기가 제공된다.
제1연결형은 예컨대 발광 다이오드 방출체의 애노드이며, 제2연결형은 예컨대 캐소드이다. 그 반대의 경우도 가능하지만, 특히 다양한 그룹의 발광 다이오드 방출체에 있어서 서로 상이할 수 있다.
매트릭스는 반드시 규칙을 가진 배열 또는 대칭 배열일 필요는 없다. 매트릭스는 기본적으로 불규칙성을 가지거나 평면도 상에서 비대칭 형태를 가질 수 있다.
제1그룹에서, 제1연결형의 전기적 연결부는 열단위로(column by column) 각각 전기적으로 서로 결합되고, 제2연결형의 전기적 연결부는 행단위로(line by line) 각각 전기적으로 서로 결합된다. 서로 다른 열에 위치한 제1연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되고, 서로 다른 행에 위치한 제2연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연된다. 일 그룹의 발광 다이오드 방출체에 있어 이러한 방식의 전기적 상호 접속을 이하에서 매트릭스 상호 접속이라고 한다.
제1그룹의 발광 다이오드 방출체는 각각 개별적으로 전기 전도 접촉되지 않으며, 완전히 독립적으로 제어될 수 있다. 복수 개의 발광 다이오드 방출체의 순차적 제어는 적어도 제1그룹에서는 제공되지 않는다. 그 대신, 제1그룹의 개별적 발광 다이오드 방출체들은 매트릭스 상호 접속으로 전기적으로 서로 결합된다.
이러한 방식의 상호 접속에 의해, 발광 다이오드 방출체의 제어를 위한 전기적 연결부의 수가 개별 제어의 경우에 비해 줄어들 수 있다. 동시에, 이와 같은 접속형태의 발광 다이오드 방출체는 다양한 투광기 기능의 구현과 관련하여 높은 가요성을 제공한다. 또한, 이러한 방식의 상호-접속은 발광 다이오드 방출체가 상호 간 매우 좁게 배열될 수 있도록 할 수 있다.
투광기는, 매트릭스로 배치되지 않으면서 다른 발광 다이오드 방출체와는 매트릭스 상호-접속으로 전기 전도 접속되는 발광 다이오드 방출체를 포함할 수 있다.
투광기의 일 실시예에 따르면, 제1그룹은 적어도 2개의 열 및 적어도 2개의 행을 갖춘 매트릭스에서의 발광 다이오드 방출체의 단일 배열이며, 이 때 발광 다이오드 방출체는 각각, 연결형이 서로 다른 2개의 전기적 연결부를 포함하고, 제1연결형의 전기적 연결부는 열단위로 각각 전기적으로 상호 결합되고, 제2연결형의 전기적 연결부는 행단위로 각각 전기적으로 상호 결합되고, 서로 다른 열에 위치한 제1연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되고, 서로 다른 행에 위치한 제2연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연된다. 이러한 실시예는 기술적으로 간단한 방식으로 구현될 수 있다.
투광기의 대안적 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제2그룹의 발광 다이오드 방출체가 포함된다. 제2그룹의 발광 다이오드 방출체는 연결형이 서로 다른 2개의 전기적 연결부를 각각 포함한다. 제2그룹에서, 제1연결형의 전기적 연결부는 열 단위로 각각 전기적으로 상호 결합되고, 제2연결형의 전기적 연결부는 행 단위로 각각 전기적으로 상호 결합되며, 서로 다른 열에 위치한 제1연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되고, 서로 다른 행에 위치한 제2연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연된다.
이 때, 제2그룹의 제1연결형은 제1그룹의 제1연결형 또는 다른 그룹의 제1연결형과 동일한 연결형이 아니어도 된다. 일반적으로, 접속 시, 행과 열은 교환될 수 있다. 중요한 것은, 어느 그룹이든 스스로 제1 전기적 연결부의 행 단위 접속 및 제2 전기적 연결부의 열 단위 접속을 가지는 매트릭스 접속을 포함하거나 그 반대의 경우를 포함한다는 것이다. 하나의 그룹 내에서 제1전기적 연결부 및 제2전기적 연결부는 서로 다른 연결형을 가져야 한다. 예컨대, 제1그룹의 제1연결형이 캐소드일 수 있는 반면, 제2그룹의 제1연결형은 애노드이다. 물론, 그 반대의 경우도 가능하다. 또한, 제1그룹의 제1연결형이 제2그룹의 제1연결형과 동일할 수 있음도 자명하다.
제1그룹의 발광 다이오드 방출체의 전기적 연결부는 제2그룹의 발광 다이오드 방출체의 전기적 연결부로부터 전기적으로 절연된다.
적어도 2개 그룹의 발광 다이오드 방출체를 포함하면서 상기 방출체가 상기 기술된 매트릭스 접속을 상호간에 각각 포함하는 투광기의 실시예는, 상호간에 매트릭스 접속을 가진 단일 그룹의 발광 다이오드 방출체를 포함하는 투광기에 비해, 구현해야 할 특정한 투광기 기능을 더욱 잘 제어할 수 있다.
제1 및 제2그룹의 발광 다이오드 방출체를 포함한 투광기의 발전예에서, 투광기는 제1 및 제2그룹의 발광 다이오드 방출체 중 적어도 일부가 동작하는 투광기 기능을 가진다. 이러한 투광기 기능에서는, 제1그룹, 제2그룹 또는 제1그룹뿐만 아니라 제2그룹의 하나 이상의 발광 다이오드 방출체가 동작하지 않는다. 또한, 이러한 처리에 의해, 발광 다이오드 방출체의 유리한 제어가 구현될 수 있다. 기본적으로, 다수의 발광 패턴이 생성될 수 있고, 이러한 발광 패턴에 의해 새로운 방식의 투광기 기능도 가능하다.
투광기의 부가적 실시예에서, 발광 다이오드 방출체의 절반을 초과한 만큼이 제 1그룹에 포함되어 있다.
투광기의 형성예에 따르면, 이러한 투광기는 투광기 원뿔의 생성을 위해 적어도 일부의 발광 다이오드 방출체를 동작시키고, 이때 동작 중인 발광 다이오드 방출체의 적어도 제1부분 및 제2부분은 순차적 펄스 동작으로 동작하는 투광기 기능을 가진다. 이러한 투광기 기능으로 인하여, 동작 중인 발광 다이오드 방출체의 제1 및 제2부분은 연속적으로 구동하지 않고, 각각 반복적으로 전원공급 및 전원차단된다.
순차적 펄스 동작을 포함한 투광기 기능에서, 다른 형성예에 따르면, 발광 다이오드 방출체의 또 다른 부분이 연속적으로 구동하는 경우도 추가적으로 고려된다.
순차적 펄스 동작을 포함한 투광기 기능을 가지는 투광기의 실시예에서, 일 발전예에 따르면, 이러한 투광기 기능에서 제1그룹 및 적어도 하나의 다른 그룹으로부터의 발광 다이오드 방출체가 동작 중인 발광 다이오드 방출체의 제1부분, 제2부분 또는 제1부분뿐만 아니라 제2부분에 포함된다. 다른 그룹의 발광 다이오드 방출체는 적어도 2개의 열 및 2개의 행을 가진 매트릭스로 배치된다. 제1그룹과 유사하게, 상기 다른 그룹에서는 발광 다이오드칩이 매트릭스 접속으로 전기적으로 상호 결합된다.
상기 다른 그룹의 전기적 연결부의 제1연결형은 제1그룹의 전기적 연결부의 제1연결형과 동일할 필요가 없다. 상기 다른 그룹은 발광 다이오드 방출체의 제2그룹이거나, 제3그룹 또는 그 외 다른 그룹일 수 있다.
적합한 실시예에서, 투광기는 이동 수단을 위한, 특히 자동차를 위한 전조등이다. 일 형성예에 따르면, 투광기는 적어도 2개의 서로 다른 투광기 기능을 가지며, 이러한 기능으로 인하여 다양한 형상의 투광기 원뿔이 방출될 수 있다.
일 형성예에 따른 투광기에서, 적어도 제1그룹에 속하면서 직접적으로 접해있는 발광 다이오드 방출체들은 상호간에 간격을 갖지 않거나, 100 ㎛이하의 간격을 가진다.
투광기의 유리한 실시예에서, 일부 또는 전체의 발광 다이오드 방출체는 하나 이상의 발광 다이오드칩으로 구성된다. 이러한 발광 다이오드 방출체는 발광 다이오드칩이 통합된 소자 하우징을 가진 소자를 가리키지 않고, 투광기에 직접적으로 통합되어 하우징을 포함하지 않은 발광 다이오드칩을 가리킨다.
투광기의 다른 형성예에는 2개 이상의 발광 다이오드 방출체를 포함하는 적어도 하나의 발광 다이오드칩이 포함된다. 2개 이상의 발광 다이오드 방출체가 발광 다이오드칩에 통합됨으로써, 발광 다이오드 방출체들 상호간의 간격이 더욱 줄어들고, 높은 휘도를 가진 투광기가 구현될 수 있다. 기본적으로, 한 그룹의 모든 발광 다이오드 방출체는 단일의 발광 다이오드칩에 통합될 수 있다.
투광기의 다른 형성예에서, 제1그룹 또는 경우에 따라 제2그룹 또는 잠재적인 다른 그룹에는 적어도 하나의 발광 다이오드 방출체가 인접한다. 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 방출체의 전기적 연결부 중 하나는 그에 대응되는 그룹의 행 또는 열에 위치하면서 전기적으로 서로 결합된 연결부들과 전기적으로 결합된다.
투광기의 적합한 실시예에서, 각각의 발광 다이오드 방출체는 0.1 A보다 큰 동작 전류, 바람직하게는 0.5 A보다 크고, 더욱 바람직하게는 0.8 A보다 큰 동작 전류로 동작한다.
발광 다이오드 방출체로 이루어진 각 그룹의 매트릭스는, 모든 행이 각각 동일한 수의 발광 다이오드 방출체를 포함하고 모든 열이 마찬가지로 각각 동일한 수의 발광 다이오드 방출체를 포함한다는 의미에서 반드시 대칭적인 매트릭스일 필요는 없다. 그 대신, 하나 이상의 행은 나머지 행에 비해 다소간의 발광 다이오드 방출체를 포함할 수 있다. 이는 한 그룹의 열에도 동일하게 적용된다.
이하, 다른 이점, 바람직한 실시예 및 발전예는 도면과 관련하여 설명된 실시예로부터 도출된다.
도 1은 제1실시예에 따른 투광기의 발광 다이오드 방출체의 배열 및 전기 접속을 개략적으로 설명하는 평면도이다.
도 2는 제2실시예에 따른 투광기의 발광 다이오드 방출체의 배열 및 전기 접속을 개략적으로 설명하는 평면도이다.
도 3은 제3실시예에 따른 투광기의 발광 다이오드 방출체의 개략적 평면도이다.
도 4는 제4실시예에 따른 투광기의 발광 다이오드 방출체의 개략적 평면도이다.
도 5는 제5실시예에 따른 투광기의 발광 다이오드 방출체의 개략적 평면도이다.
도 6은 제6실시예에 따른 투광기의 발광 다이오드 방출체의 일부분에 대한 개략적 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 다이오드 방출체 중 2개의 개략적 측면도이다.
도 8은 제7실시예에 따른 투광기의 발광 다이오드 방출체의 일부분에 대한 개략적 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 발광 다이오드 방출체 중 2개의 개략적 측면도이다.
실시예 및 도면에서 동일하거나 동일한 효과를 가진 요소는 각각 동일한 참조 번호를 가진다. 도시된 요소 및 요소들 간의 크기비는 치수가 정확한 것으로 볼 수 없다. 오히려, 도면의 일부 상세사항은 더 나은 이해를 위해 과장되어 크게 도시되어 있을 수 있다.
도면에서는 각각의 투광기의 발광 다이오드 방출체들 및 상기 발광 다이오드 방출체들간의 각각의 전기적 접속 및 배열만이 도시되어 있다.
예컨대 투광기에 있어서 발광 다이오드 방출체가 배치된 잠재적 캐리어, 방출 방향에서 발광 다이오드 방출체보다 뒤에 배치되는 잠재적 광학계, 투광기의 잠재적 하우징, 또는 투광기의 다양한 투광기 기능을 조절하고 상기 발광 다이오드 방출체를 전기적으로 제어하기 위한 잠재적 전자 제어 회로는 미도시되었다. 이러한 상세사항 중 일부 또는 그 전체는 투광기에 포함되어 있을 수 있다.
당업자에게는 이러한 종류의 투광기 상세 사항의 가능한 실시예가 일반적으로 공지되어 있다. 그러므로, 이해를 돕고 개관상의 이유로 도면에서는 이와 같은 상세사항이 생략되어 있다.
도 1에는 투광기의 제1실시예에 따른 다수의 발광 다이오드 방출체(L)가 도시되어 있다. 투광기는 제1그룹(21)의 발광 다이오드 방출체(L)를 포함한다. 모든 발광 다이오드 방출체(L)는 제1그룹(21)에 포함되어 있다. 발광 다이오드 방출체(L)은 n개의 행(x1 내지 xn) 및 m개의 열(y1 내지 ym)을 가진 매트릭스로 배치된다.
도시된 바와 같이, 행(x) 또는 열(y) 내에서 발광 다이오드 방출체(L)는 직선을 따라 배치될 수 있다. 그러나, 이러한 배치가 반드시 필요한 것은 아니다. 오히려 행 또는 열(x, y)이 예컨대 곡선 또는 꺾임을 포함한 선을 따라 배치된 발광 다이오드 방출체(L)를 포함하여 구성될 수 있다. 직선을 따른 배치의 경우, 열 및 행은 반드시 각각 서로 평행하게 정렬될 필요는 없다.
본 출원과 관련하여 행 또는 열이란 개념은 발광 다이오드 방출체(L)의 상호간 상대적인 접속과 관련되며, 발광 다이오드 방출체의 특정한 기하학적 배치와는 거의 무관하다. 투광기의 실시예에 따르면, 행 또는 열의 발광 다이오드 방출체는 공간적으로 직접적으로 연속하며, 즉, 특정한 행(x)의 발광 다이오드 방출체들(L) 사이에는 예컨대, 다른 행의 발광 다이오드 방출체(L)가 배치되지 않는다.
제1그룹(21)에는 제1연결형의 전기적 연결부가 각각의 열(y)에서 각각 전기적으로 상호 결합된다. 제2연결형의 전기적 연결부는 각각의 행(x)에서 각각 전기적으로 상호 결합된다.
제1연결형의 전기적 연결부는 행단위로 각각 전기 전도체(11)를 이용하여 전기 전도적으로 상호 결합된다. 이에 상응하여, 제2연결형의 전기적 연결부는 열단위로 각각 전기 전도체(12)를 이용하여 전기 전도적으로 상호 결합된다. 전기 전도체(11, 12)는 각각 일체형으로 형성될 수 있거나, 전기 전도체(11, 12)는 특히 공간적으로 서로 이격되어 있을 수 있는 복수 개의 부분들을 각각 포함할 수 있다.
제1그룹의 발광 다이오드 방출체(L)가 이와 같이 매트릭스 접속됨으로써 발광 다이오드 방출체(L)의 제어가 효율적으로 가능하고, 기본적으로 다수의 다양한 방출 패턴 또는 방출 원뿔이 투광기를 이용하여 구현될 수 있다.
행(x1) 및 열(ym)에 전압이 인가되면, 발광 다이오드 방출체(Llm) 하나만 발광한다. 행(xn) 및 열(y1)에 전압이 인가되면, 발광 다이오드 방출체(Ln1) 하나만 발광한다. 이 때 부가적으로 열(ym)에 전압이 인가되면 부가적으로 Ln1, Lnm이 발광한다. 모든 열(y1 내지 ym) 및 모든 행(x1 내지 xn)에 전압이 인가되면, 제1그룹(21)의 모든 발광 다이오드 방출체(L)가 발광한다.
순차적 펄스 동작하는 제1그룹(21)의 발광 다이오드 방출체(L)를 제어할 때, 투광기 원뿔은 제1그룹(21)에서 임의적으로 선택된 발광 다이오드 방출체(L)를 이용하여 구현될 수 있다. 이와 더불어, 일부 또는 전체의 발광 다이오드 방출체가 지속적으로 동작하는 것 또는 제1그룹(21)의 제어 전자 장치에서, 동작 중인 발광 다이오드 방출체(L)의 일부가 지속적으로 동작하고, 다른 부분은 펄스 동작으로 동작하는 경우의 투광기 기능도 고려될 수 있다.
특정한 방출 패턴을 구현하기 위해서는, 순차적인 펄스 동작으로 차례로 동작하는 발광 다이오드 방출체(L)의 하부 그룹의 수가 불리하게도 많을 수 있으므로, 도 2에 도시된 실시예에서는 제1그룹(21)의 발광 다이오드 방출체(L)만 매트릭스 접속으로 제공될 뿐만 아니라, 부가적으로 제2그룹(22), 제3그룹(23) 및 제4그룹(24)도 제공된다.
일반적으로, 임의의 개수의 상기 그룹이 제공될 수 있고, 상기 그룹에서 발광 다이오드 방출체(L)는 상술한 매트릭스 회로에서 전기 전도적으로 상호 결합된다. 다수그룹의 발광 다이오드 방출체에도 불구하고, 투광기의 모든 발광 다이오드 방출체는 매우 근접하여 함께 실장될 수 있고, 이때 배선 또는 그 밖의 회로를 위한 간격은 필요하지 않다.
도 2에 도시된 투광기에서, 예컨대 행과 열(x11, y11, ylm; x3n, y31, y3m, ; 및 x41, y41, y4m)을 제어함으로써 발광 다이오드 방출체(L111, L11m, L3nl, L3nm, L411, L41m)만이 동작할 수 있다. 발광 다이오드 방출체(L)의 지수에서 제1부분은 그룹 번호, 제2부분은 행, 제3부분은 열을 나타낸다.
도 3에 도시된 제3실시예에서, 발광 다이오드 방출체(L)는 다양한 투광기 기능에 따라, 제1투광기 기능을 위한 발광 다이오드 방출체(1), 제2투광기 기능을 위한 발광 다이오드 방출체(2), 및 제3투광기 기능을 위한 발광 다이오드 방출체(3), 과 같이 참조 번호로 표시된다.
제1투광기 기능에서, 발광 다이오드 방출체(1)만 동작한다. 투광기의 모든 발광 다이오드 방출체(L)가 제1그룹(21)에 포함되고, 매트릭스 접속 방식으로 상호간에 전기 전도 접속되므로, 이를 위해 순차적인 펄스 구동이 필요하다. 제1투광기 기능은, 예컨대, 방출된 투광기 원뿔의 상부 부분이 횡단면에서 약 15°의 꺾임을 포함하는 차랑용 하향등에 상응한다. 이러한 점은 도 3에서 두꺼운 검은색 선들로 표시되어 있으며, 상기 선들은 약 165°의 각을 이룬다.
제2투광기 기능에서, 발광 다이오드 방출체(1)에 대해 부가적으로 발광 다이오드 방출체(2)가 동작한다. 이 경우 또한 펄스 동작으로 이루어진다.
제3투광기 기능에서, 예컨대 모든 발광 다이오드 방출체(1, 2, 3)가 동작한다. 이는 예컨대 발광 다이오드 방출체의 연속 구동으로 이루어진다. 제3투광기 기능은 예컨대 차량용 상향등이다.
도 4에 도시된 제4실시예에서, 투광기는 제3실시예와 달리 제1그룹(21) 및 제2그룹(22)의 발광 다이오드 방출체(L)를 포함한다. 이 그룹(21, 22)은 전기적으로 상호 절연되어 있고, 이는 파선으로 표시되어 있다. 2개의 그룹(21, 22)으로 나누어 접속함으로써, 모든 3개의 투광기 기능이 구현될 때 예컨대 제1그룹(21)의 발광 다이오드 방출체는 연속 동작할 수 있다. 그에 반해, 제2그룹(22)의 발광 다이오드 방출체의 경우, 제1투광기 기능을 위해 펄스 동작을 필요로 한다.
도 5에 의거하여 설명된 제5실시예에서, 투광기는 마찬가지로 제1그룹(21) 및 제2그룹(22)의 발광 다이오드 방출체를 포함한다. 그러나, 제4실시예와 달리, 제1 및 제2그룹(21, 22)간의 경계가 다르다. 경계선은 파선으로 표시되어 있다. 그룹들은 각 그룹에 행 또는 열이 있으며, 이러한 행 또는 열이 상기 그룹의 다른 행 또는 열보다 더 많은 수의 발광 다이오드 방출체를 가지도록 형성된다.
그룹(21, 22)의 분할에 의해, 모든 3개의 투광기 기능이 발광 다이오드 방출체의 연속 구동만으로 구현될 수 있다. 보완적으로, 물론 다른 새로운 투광기 기능을 위해 예컨대, 펄스 동작이 제공될 수 있다.
바람직하게는, 발광 다이오드 방출체는 투광기에 발광 다이오드칩(40)의 형태로 통합된다. 이러한 점은 도 6 및 7에 도시되어 있다.
제1연결형의 전기적 연결부(51)는 예컨대 발광 다이오드칩(40)의 주 방출 방향에서 상기 발광 다이오드칩과 방향이 바뀐(turned) 측에 형성된다. 이러한 제1연결부(51)는 예컨대 본딩 패드의 형태로 형성될 수 있다.
전기적 연결부(51)는 예컨대 본딩 와이어(11)를 이용하여 행단위 또는 열단위로 전기 전도적으로 상호 결합된다. 본딩 와이어에 대한 대안으로, 이러한 전기 연결부(51)는 공지되어 있는 임의의 다른 전기적 결합 수단에 의해 상호 접속될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2연결형의 전기적 연결부(52)는 예컨대 발광 다이오드칩(40)의 주 방출 방향에서 상기 발광 다이오드칩과 멀어지는(averted) 측에 배치된다. 이러한 복수 개의 전기적 연결부(52)는 예컨대 도전로를 이용하여 결합될 수 있고, 상기 도전로 상에서 전기적 연결부들이 예컨대 땜납 또는 전기 전도 접착제를 이용하여 전기 전도적으로 실장된다.
각각의 발광 다이오드칩은 예컨대 에피택시얼 반도체층 시퀀스(41) 및 기판 또는 캐리어 몸체(53)를 포함한다. 에피택시얼 반도체층 시퀀스(41)는 전자기 복사를 방출하기에 적합한 활성 영역을 포함한다. 에피택시얼 반도체층 시퀀스는 예컨대 III/V-화합물-반도체물질을 함유하거나 그것으로 구성된 복수 개의 층들을 포함한다.
III/V-화합물-반도체물질은, 적어도, 예컨대 B, Al, Ga, In과 같은 제3족의 원소 및 예컨대 N, P, As와 같은 제5족의 원소를 포함한다. 특히, "III/V-화합물-반도체물질"이란 개념은 적어도 하나의 제3족 원소 및 적어도 하나의 제5족 원소를 포함하는 2성분, 3성분 또는 4성분 화합물 그룹을 포함하며, 예컨대 질화물 및 인화물 화합물 반도체가 있다.
이러한 2성분, 3성분 또는 4성분 화합물은 예컨대 하나 이상의 도펀트 및 부가 성분을 포함할 수 있다.
다른 형성예에서, 발광 다이오드칩은 박막 발광다이오드칩이다. 특히, 발광 다이오드칩은 캐리어 기판을 포함한다. 박막 발광다이오드칩은 이하의 특징 중 적어도 하나를 특징으로 한다:
- 캐리어 부재, 특히 캐리어 기판을 향해있는 에피택시얼 반도체층 시퀀스의 주요면에 반사층이 적층되거나 형성되고, 반사층은 반도체층 시퀀스에서 생성된 전자기 복사의 적어도 일부를 상기 반도체층 시퀀스에 재반사하는 특징;
- 박막 발광다이오드칩은 캐리어 부재를 포함하고, 상기 캐리어 부재가 반도체층 시퀀스가 에피택시얼 성장된 성장 기판이 아니라 차후에 반도체층 시퀀스에 고정되는 별도의 캐리어 부재를 가리키는 특징;
- 반도체층 시퀀스의 두께는 20 ㎛이하의 범위, 특히 10 ㎛이하의 범위를 가지는 특징;
- 반도체층 시퀀스는 성장 기판을 포함하지 않는다. 이때 "성장 기판을 포함하지 않음"은, 경우에 따라서 성장을 위해 사용된 성장 기판은 반도체층 시퀀스로부터 제거되거나 적어도 상당히 얇아져 있다. 특히, 상기 성장 기판은 스스로 또는 에피택시층 시퀀스와 함께 자체 지지력을 가지지 못할 만큼 얇아져 있다. 상당히 얇아진 성장 기판의 잔류한 부분은 특히 성장 기판의 기능을 하기 위한 것으로서 부적합한 특징; 그리고
- 반도체층 시퀀스는 혼합 구조를 가진 적어도 하나의 면을 구비한 적어도 하나의 반도체층을 포함하고, 상기 혼합 구조는 이상적인 경우 반도체층 시퀀스에서 광이 거의 에르고딕(ergodic)으로 분포하도록 하고, 즉 혼합 구조는 가능한한 에르고딕한 확률전 분산 거동을 가진다. 일반적으로 말하면, 혼합 구조는 전자기 복사를 편향하거나, 방향 전환하거나 분산하기에 적합한 구조를 포함하는 특징.
박막 발광다이오드칩의 기본 원리는 예컨대 문헌[I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63(16), 1993.10.18, 2174-2176쪽]에 기재되어 있고, 그 공개 내용은 참조로 포함된다. 박막 발광다이오드칩에 대한 예는 문헌[EP 0905797 A2 및 WO 02/13281 A1]에 기재되어 있고, 그 공개 내용도 마찬가지로 참조로 포함된다.
박막 발광다이오드칩은 거의 람베르시안 표면 방출기에 가깝고, 예컨대 가령 자동차 전조등과 같은 투광기에 사용되기에 적합하다.
도 8 및 9에 도시된 실시예에서, 앞서 도 6 및 7에 도시된 실시예와 달리 2개의 발광 다이오드 방출체(L)는 단일의 발광 다이오드칩(40)으로 형성된다. 예컨대, 발광 다이오드칩(40)은 에피택시얼 반도체층 시퀀스(41)의 2개 영역을 포함하고, 상기 영역은 상호간에 직접적인 전기적 연결이 없고, 예컨대 기판 또는 캐리어 몸체(40)에 의해서만 전기적으로 연결된다. 반도체층 시퀀스(41)의 이러한 각각의 2개 부분은 고유한 전기 연결부(51)를 포함하며, 효과적으로는 2개의 발광 다이오드 방출체(L)가 칩(40)의 내부에 형성되고, 상기 방출체는 서로 무관하게 제어될 수 있다.
일반적으로, 예컨대, 임의의 개수의 발광 다이오드 방출체는 단일의 발광 다이오드칩(40)에 통합될 수 있다. 예컨대, 투광기의 발광 다이오드 방출체로 이루어진 그룹의 전체 행 또는 전체 열은, 일체형으로 형성되어 길게 연장된 발광 다이오드칩 내부에 통합될 수 있다.
예컨대 투광기의 발광 다이오드 방출체로 이루어진 전체 그룹은 단일의 발광 다이오드칩의 내부에 형성될 수 있다. 이 경우, 접속은 예컨대 적어도 부분적으로 발광 다이오드칩(40)의 내부에서 보장되는데, 즉 발광 다이오드칩은 발광 다이오드 방출체(L)의 매트릭스 접속이 적어도 부분적으로 이미 발광 다이오드 방출체안에서 구현되도록 제조된다.
본 발명은 실시예에 의거해 설명된 발명이 명세서에 의하여 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각 새로운 특징 또는 특징들의 각 조합을 포함하고, 특히, 상기 특징 또는 상기 조합이 그 자체로 명백하게 특허청구범위 또는 실시예에 제공되지 않더라도 특허청구범위에서 특징들의 각 조합을 포함한다.

Claims (14)

  1. 복수 개의 발광 다이오드 방출체를 포함하고, 상기 방출체 중에서 적어도 하나의 제1그룹은 적어도 2개의 열 및 적어도 2개의 행을 포함한 매트릭스로 배치되는 투광기에 있어서,
    상기 제1그룹의 발광 다이오드 방출체는 서로 다른 연결형을 가진 2개의 전기적 연결부를 각각 포함하고, 상기 제1그룹에서 제1연결형의 전기적 연결부는 열단위로 각각 전기적으로 서로 결합되고, 제2연결형의 전기적 연결부는 행단위로 각각 전기적으로 서로 결합되며, 서로 다른 열에 위치한 제1연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되고, 서로 다른 행에 위치한 제2연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되는 것을 특징으로 하는 투광기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1그룹은 적어도 2개의 열 및 적어도 2개의 행을 포함한 매트릭스로 이루어진 발광 다이오드 방출체의 단일 배열을 포함하고, 상기 단일 배열에서 제1연결형의 전기적 연결부는 열단위로 각각 전기적으로 서로 결합되고, 제2연결형의 전기적 연결부는 행단위로 각각 전기적으로 서로 결합되고, 서로 다른 열에 위치한 제1연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되고, 서로 다른 행에 위치한 제2연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되는 것을 특징으로 하는 투광기.
  3. 제 1항에 있어서,
    적어도 하나의 제2그룹의 발광 다이오드 방출체가 포함되고, 상기 제2그룹은 적어도 2개의 열 및 적어도 2개의 행을 포함한 매트릭스로 배치되며, 이 때 상기 제2그룹의 발광 다이오드 방출체는 연결형이 서로 다른 2개의 전기적 연결부를 각각 포함하고, 상기 제2그룹에서 제1연결형의 전기적 연결부는 열단위로 각각 전기적으로 서로 결합되고, 제2연결형의 전기적 연결부는 행단위로 각각 전기적으로 서로 결합되고, 서로 다른 열에 위치한 제1연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되고, 서로 다른 행에 위치한 제2연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되는 것을 특징으로 하는 투광기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 투광기는, 상기 제1 및 제2그룹의 발광 다이오드 방출체 중 적어도 일부가 동작하고, 상기 제1그룹, 제2그룹 또는 제1그룹뿐만 아니라 제2그룹의 하나 이상의 발광 다이오드 방출체는 동작하지 않는 투광기 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 투광기.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 방출기의 절반 이상이 상기 제1그룹에서 포함되는 것을 특징으로 하는 투광기.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광기는, 투광기 원뿔의 생성을 위해 상기 발광 다이오드 방출체의 적어도 일부가 동작하고, 상기 동작중인 발광 다이오드 방출체의 적어도 제1부분 및 제2부분은 순차적 펄스 동작으로 동작하는 투광기 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 투광기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 투광기 기능에서 상기 동작 중인 발광 다이오드 방출체의 또 다른 부분은 연속 동작하는 것을 특징으로 하는 투광기.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 투광기 기능에서 상기 제1그룹 및 적어도 하나의 다른 그룹에 속하는 발광 다이오드 방출체는 상기 동작 중인 발광 다이오드 방출체의 제1부분, 제2부분 또는 제1부분뿐만 아니라 제2부분에 포함되며, 이때 상기 다른 그룹에서 발광 다이오드 방출체는 연결형이 서로 다른 2개의 전기적 연결부를 각각 포함하고, 상기 다른 그룹에서 제1연결형의 전기적 연결부는 열단위로 각각 전기적으로 상호 결합되고, 제2연결형의 전기적 연결부는 행단위로 각각 전기적으로 상호 결합되고, 서로 다른 열에 위치한 제1연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되고, 서로 다른 행에 위치한 제2연결형의 전기적 연결부는 전기적으로 서로 절연되는 것을 특징으로 하는 투광기.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광기는 이동 수단을 위한 전조등인 것을 특징으로 하는 투광기.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광기는 서로 다른 형상의 투광기 원뿔을 포함한 적어도 2개의 서로 다른 투광기 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 투광기.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 제1그룹에서 서로 직접 접해있는 발광 다이오드 방출체는 상호간 간격이 100 ㎛이하이거나, 간격이 없는 것을 특징으로 하는 투광기.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    일부 또는 모든 발광 다이오드 방출체는 발광 다이오드칩에 포함되거나, 각각 발광 다이오드칩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 투광기.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 발광 다이오드칩이 포함되고, 상기 발광 다이오드칩은 2개 이상의 발광 다이오드 방출체를 포함하는 것을 특징으로 하는 투광기.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1그룹의 발광 다이오드 방출체 전부 또는 적어도 대부분을 위해 0.1 A보다 큰 동작 전류, 바람직하게는 0.5 A보다 크고, 더욱 바람직하게는 0.8 A보다 큰 동작 전류가 제공되는 것을 특징으로 하는 투광기.
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