DE10234102A1 - Light emitting diode arrangement has many diodes which are directly interconnected by both housings and electrodes - Google Patents

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Abstract

An LED arrangement (1) comprises many LEDs (2) which are directly interconnected. Preferably. the housings are glued together and electrodes are soldered together.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtdiodenanordnung aus mehreren Leuchtdioden.The present invention relates to a light-emitting diode arrangement from several light-emitting diodes.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 199 22 176 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine auf einem Schaltungsträger, beispielsweise einem Flexboard, montierte Leuchtdiodenanordnung, die auf einem Kühlkörper aufgebracht ist, so dass die Wärme optimal abgeführt wird. Der Kühlkörper kann dabei jede gewünschte Form aufweisen, so dass Kraftfahrzeugleuchten wie z. B. Fahrtrichtungsanzeiger oder dergleichen konstruiert werden können, die der Außenkontur des Fahrzeugs angepasst sind. Weiterer Stand der Technik ist in den Druckschriften DE 198 15 868 C2 , DE 199 09 399 C1 , DE 199 16 238 A1 und Patent Abstract of Japan 11266703 A offenbart.Such an arrangement is for example from the publication DE 199 22 176 A1 known. This publication discloses a light-emitting diode arrangement mounted on a circuit carrier, for example a flexboard, which is applied to a heat sink, so that the heat is optimally dissipated. The heat sink can have any desired shape, so that automotive lights such. B. Direction indicators or the like can be constructed that are adapted to the outer contour of the vehicle. Further state of the art is in the publications DE 198 15 868 C2 . DE 199 09 399 C1 . DE 199 16 238 A1 and Patent Abstract of Japan 11266703A.

Ein Nachteil der in der eingangs genannten Druckschrift DE 199 22 176 A1 offenbarten Leuchtenanordnung liegt unter anderem darin, dass sie eine relativ geringe Lichtstärke haben. Dieses liegt daran, dass die Leuchtdioden beabstandet voneinander auf der Platine angeordnet sind. Der Abstand zwischen den einzelnen Leuchtdioden ist notwendig, damit die Platine, d. h. der Schaltungsträger mittels eines Bestückungsautomaten automatisch bestückt werden kann. Die Abstände zwischen den einzelnen Leuchtdioden führen zu einer Lichtstärke der Leuchtdiodenanordnung, die geringer ist als die Lichtstärke einer Leuchtdiodenanordnung mit gleichen Leuchtdioden bei denen jedoch die Leuchtdioden dichter gepackt sind. Mit anderen Worten heißt dies, dass die Lichtstärke der Leuchtdiodenanordnung proportional zu der Packungsdichte der Leuchtdiodenanordnung ist.A disadvantage of the publication mentioned in the introduction DE 199 22 176 A1 disclosed luminaire arrangement is, inter alia, that they have a relatively low light intensity. This is because the light-emitting diodes are arranged on the circuit board at a distance from one another. The distance between the individual light-emitting diodes is necessary so that the circuit board, ie the circuit carrier, can be automatically equipped by means of an automatic placement machine. The distances between the individual light-emitting diodes lead to a light intensity of the light-emitting diode arrangement which is less than the light intensity of a light-emitting diode arrangement with the same light-emitting diodes, but in which the light-emitting diodes are packed more densely. In other words, this means that the light intensity of the light-emitting diode arrangement is proportional to the packing density of the light-emitting diode arrangement.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtdiodenanordnung vorzuschlagen, bei welcher die Packungsdichte im Vergleich zu den bekannten Leuchtdiodenanordnungen größer ist, um so eine höhere Lichtstärke zu erreichen.The invention is therefore the object based on proposing a light-emitting diode arrangement in which the packing density in comparison to the known light-emitting diode arrangements is bigger so much the higher luminous intensity to reach.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Leuchtdioden der Leuchtendiodenanordnung unmittelbar miteinander verbunden sind.This object is achieved according to the invention solved, that the light emitting diodes of the light emitting diode arrangement are connected directly to one another are connected.

Im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen für Leuchtdiodenanordnungen ist bei einer Leuchtdiodenanordnung gemäß der Erfindung kein Schaltungsträger vorgesehen, auf welchem die Leuchtdioden angebracht sind, um gegeneinander räumlich festgelegt zu sein. Bei einer Leuchtdiodenanordnung gemäß der Erfindung werden die Leuchtdioden vielmehr unmittelbar, d. h. mit möglichst geringem Abstand oder abstandslos, aneinander befestigt, um so räumlich gegeneinander festgelegt zu sein. Ein Schaltungsträger kann hierdurch entfallen. Eine erfindungsgemäße Leuchtdiodenanordnung kann vielmehr als einheitliches Bauelement wie z. B. Widerstände, Kondensatoren oder dergleichen betrachtet werden, wodurch die erfindungsgemäße Leuchtdiodenanordnung in beliebigen Schaltungen als Bauelement eingesetzt werden kann. Die Verbindung der Leuchtdioden kann gemäß der Erfindung über die Gehäuse der Leuchtdioden erfolgen, welche miteinander verklebt sind. Ebenso ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Elektroden verschiedener benachbarter Leuchtdioden miteinander verlötet sind.Compared to the previously known solutions for LED arrangements no circuit carrier is provided in a light-emitting diode arrangement according to the invention, on which the light emitting diodes are attached in order to spatially fixed against each other to be. In a light-emitting diode arrangement according to the invention, the Rather, LEDs directly, i. H. with the smallest possible distance or spaced, attached to each other, so spatially fixed against each other to be. A circuit carrier can be omitted. A light-emitting diode arrangement according to the invention can rather as a unitary component such. B. resistors, capacitors or the like can be considered, whereby the light-emitting diode arrangement according to the invention can be used as a component in any circuit. The connection of the light emitting diodes can be according to the invention via the casing of the LEDs, which are glued together. As well is it alternative or additional possible, that the electrodes of different neighboring light-emitting diodes are soldered together.

Die Leuchtdioden nach einer erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnung können gruppiert sein. Vorteilhaft sind dann die Leuchtdioden einer Gruppe in Reihe geschaltet. Die Leuchtdioden einer Gruppe können zueinander benachbart insbesondere in Vektorform angeordnet sein. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die Leuchtdioden in bestimmten Mustern angeordnet sind, wodurch beispielsweise Leuchtzeichen erzeugt werden können.The light emitting diodes according to a light emitting diode arrangement according to the invention can be grouped. The LEDs of a group are then advantageous connected in series. The light emitting diodes of a group can be connected to each other be arranged adjacent in particular in vector form. However, it is equally possible that the LEDs are arranged in certain patterns, whereby for example, illuminated signs can be generated.

Vorteilhaft können die Leuchtdioden einer erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnung in einer Matrix angeordnet sein, wobei dann die Leuchtdioden einer Gruppe einer Zeile der Matrix zugeordnet sein können. Die einzelnen Zeilen, d. h. Gruppen der Matrix sind vorteilhaft parallel geschaltet, wozu die Elektroden der jeweils ersten und letzten Leuchtdiode Zeilen miteinander verlötet sein können.The LEDs can advantageously be one LED arrangement according to the invention be arranged in a matrix, in which case the light-emitting diodes Group can be assigned to a row of the matrix. The individual lines, d. H. Groups of the matrix are advantageously connected in parallel, for what the electrodes of the first and last light-emitting diode rows soldered together could be.

Die Verbindungen zwischen den Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung sind vorteilhaft flexibel, so dass die Leuchtdiodenanordnung formbar ist und auf einer dreidimensional geformten Oberfläche angebracht werden kann.The connections between the LEDs the LED arrangement are advantageously flexible, so that the Light-emitting diode arrangement is formable and on a three-dimensional molded surface attached can be.

Zum Abführen der in den Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung entstehenden Wärme kann die Leuchtdiodenanordnung einen Kühlkörper aufweisen. Die Leuchtdioden können dabei unter Zwischenschaltung eines Isolators auf dem Kühlkörper angebracht sein.For removing the in the LEDs The heat generated by the light-emitting diode arrangement can be the light-emitting diode arrangement have a heat sink. The LEDs can attached to the heat sink with the interposition of an insulator his.

Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnung kann folgendermaßen erfolgen. Zunächst werden die Leuchtdioden vorteilhaft mit abwärts gerichtetem Gehäuse auf einem Träger angeordnet. Dazu werden die Leuchtdioden im Normalfall als Schüttgut angeliefert, weshalb zunächst die Leuchtdioden vereinzelt und die Polarität der Leuchtdioden festgestellt werden muss. Die vereinzelten Leuchtdioden werden automatisch in dem gewünschten Muster, beispielsweise einer Matrix, auf dem planaren oder räumlich ausgeführten Träger angeordnet.The manufacture of a light-emitting diode arrangement according to the invention can be as follows respectively. First the LEDs are advantageously on with the housing facing downwards arranged a carrier. For this purpose, the LEDs are normally delivered as bulk goods, which is why the Light emitting diodes isolated and the polarity of the light emitting diodes determined must become. The isolated light emitting diodes are automatically switched on the desired one Patterns, for example a matrix, are arranged on the planar or spatially designed carrier.

In einem zweiten Schritt wird auf der nach oben weisenden Unterseite der Leuchtdioden ein vorzugsweise hochschmelzendes Lot aufgetragen, um die Elektroden benachbarter Leuchtdioden seriell miteinander zu verbinden. Ebenso können Klebstoffe aufgetragen werden, um die Gehäuse der Leuchtdioden miteinander zu verkleben. Das Auftragen des Klebstoffes bzw. des Lotes kann dabei mittels Sieb- oder Schablonendruck oder Dispensen mit nachfolgendem Aushärten bzw. Aufschmelzen erfolgen.The second step is on the upward-facing underside of the light emitting diodes is a preferred high melting solder applied to the electrodes adjacent To connect LEDs with each other in series. Adhesives can also be applied to the housing to glue the LEDs together. Applying the glue or the solder can be by means of screen or stencil printing or Dispense with subsequent curing or melting.

In einem dritten Schritt können die beim Verlöten der Elektroden entstandenen Lotdepots durch Schleifen eingeebnet werden. Damit ist eine weiterverarbeitungsfähige Leuchtdiodenanordnung hergestellt. Diese Leuchtdiodenanordnung wird nun vom Träger gelöst und kann beispielsweise unter Zwischenschaltung eines isolierenden Werkstoffes auf einem Schaltungsträger oder einem Kühlkörper befestigt werden, wobei der Schaltungsträger oder aber der Kühlkörper eine beliebige dreidimensionale Form haben kann.In a third step, the Ver soldering the electrodes resulting solder deposits can be leveled by grinding. A light-emitting diode arrangement capable of further processing is thus produced. This light-emitting diode arrangement is now detached from the carrier and can be fastened, for example, with the interposition of an insulating material on a circuit carrier or a heat sink, wherein the circuit carrier or the heat sink can have any three-dimensional shape.

Vorteile der erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnungen liegen beispielsweise darin, dass es nicht notwendig ist, die Leuchtdioden auf einem bei herkömmlichen Leuchtdiodenanordnungen erforderlichen Schaltungsträger anzuordnen, wodurch die Materialkosten für den Schaltungsträger entfallen. Ebenso werden dadurch, dass z. B. eine aufwendige SMD-Bestückung der Leuchtdioden auf einem Schaltungsträger entfällt, Kosten reduziert. Durch die kompakte Anordnung der Leuchtdioden in der Leuchtdiodenanordnung, werden hohe Lichtstärken erreicht. Ebenso ist wegen der kompakten Anordnung der Leuchtdioden eine verbesserte Farbmischung möglich. Durch die Biegsamkeit der Leuchtdiodenanordnungen gemäß der Erfindung ist der Aufbau dreidimensional geformter Leuchtdiodenanordnungen möglich. Durch den Wegfall des Schaltungsträgers ist es ebenfalls möglich, Leuchtdiodenanordnungen geringerer Bauhöhe zu erhalten. Durch die Möglichkeit in einer erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnung unmittelbar unter den Leuchtdioden einen Kühlkörper vorzusehen, können die thermischen Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnung über das bisher Bekannte verbessert werden. Die Anbringung des Kühlkörpers kann beispielsweise durch ein Hinterspritzen mit einem wärmeleitenden Werkstoff erfolgen.Advantages of the light emitting diode arrangements according to the invention are, for example, that the LEDs are not necessary on a conventional one Arrange the necessary circuit carriers for LED arrangements reducing the cost of materials for the circuit carrier omitted. Likewise, that z. B. a complex SMD assembly of the There is no need for LEDs on a circuit board, costs are reduced. By the compact arrangement of the light-emitting diodes in the light-emitting diode arrangement, become high light intensities reached. Likewise, because of the compact arrangement of the LEDs improved color mixing possible. Due to the flexibility of the light emitting diode arrangements according to the invention the construction of three-dimensionally shaped LED arrangements is possible. By is the elimination of the circuit carrier it is also possible to reduce the number of light emitting diodes height to obtain. By the possibility in a light-emitting diode arrangement according to the invention Providing a heat sink directly under the LEDs can thermal properties of a light emitting diode arrangement according to the invention via the previously known are improved. The heat sink can be attached for example by back injection with a thermally conductive Material.

Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Leuchtdiodenanordnungen werden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigtEmbodiments for light emitting diode arrangements according to the invention will be closer to the drawing described. In it shows

1 eine Leuchtdiodenanordnung in Vektorform, 1 a light-emitting diode arrangement in vector form,

2 eine Leuchtdiodenanordnung in einer ersten Matrixform, 2 a light-emitting diode arrangement in a first matrix form,

3 eine Leuchtdiodenanordnung in einer zweiten Matrixform, 3 a light-emitting diode arrangement in a second matrix form,

4 eine Leuchtdiodenanordnung in Seitenansicht. 4 a light emitting diode arrangement in side view.

Die in 1 dargestellte Leuchtdiodenanordnung 1a ist als Vektor ausgeführt, d. h., dass die einzelnen Leuchtdioden 2 – im vorliegenden Fall handelt es sich um acht Leuchtdioden 2 – räumlich in einer Linie hintereinander angeordnet sind. Die in 1 dargestellte Leuchtdiodenanordnung 1a in Vektorform ist so ausgestaltet, dass die einzelnen Leuchtdioden 2 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die mechanische wie auch die elektrische Verbindung der einzelnen Leuchtdioden 2 erfolgt dabei über ein direktes Verlöten der Elektroden 21 der einzelnen benachbarten Leuchtdioden 2.In the 1 illustrated LED arrangement 1a is designed as a vector, meaning that the individual light emitting diodes 2 - In the present case there are eight light emitting diodes 2 - Are arranged spatially in a line one behind the other. In the 1 illustrated LED arrangement 1a is designed in vector form so that the individual light emitting diodes 2 are electrically connected in series. The mechanical as well as the electrical connection of the individual LEDs 2 is done by directly soldering the electrodes 21 of the individual neighboring LEDs 2 ,

Ein Vektor von Leuchtdioden 2, wie er in 1 dargestellt ist, lässt sich mit weiteren Vektoren von Leuchtdioden 2 kombinieren. Dadurch kann man eine Matrix erhalten. Beispiele für solche Matrizen sind in 2 und 3 dargestellt.A vector of light emitting diodes 2 as he is in 1 is shown, can be used with other vectors of light emitting diodes 2 combine. This way you can get a matrix. Examples of such matrices are in 2 and 3 shown.

Bei der in 2 dargestellten Leuchtdiodenanordnung 1b in Matrixform handelt es sich um eine 6 × 2-Matrix wobei zwei Vektoren aus sechs Leuchtdioden 2 zu einer Leuchtdiodenanordnung 1b in Matrixform zusammengefügt sind. Jeweils die erste und die letzte Leuchtdiode 2 der beiden Vektoren sind dabei elektrisch und mechanisch miteinander verbunden, so dass die beiden Vektoren elektrisch zueinander parallel geschaltet sind.At the in 2 illustrated LED array 1b in matrix form it is a 6 × 2 matrix with two vectors from six light emitting diodes 2 to a light emitting diode arrangement 1b are put together in matrix form. The first and the last light emitting diode 2 the two vectors are electrically and mechanically connected to one another, so that the two vectors are electrically connected in parallel with one another.

Bei der in 3 dargestellten Leuchtdiodenanordnung 1c sind die Leuchtdioden 2 in einer 4 × 4-Matrix angeordnet. Dazu sind vier Leuchtdiodenvektoren räumlich parallel zueinander angeordnet. Jeweils die ersten und die letzten Leuchtdioden 2 eines jeden Vektors sind mechanisch durch Verlöten mit einander verbunden, so dass die einzelnen Vektoren an den Anfangs- und Endpunkten auch mechanisch miteinander verbunden sind. Gleichzeitig sind dadurch die Vektoren der Matrix auch elektrisch miteinander verbunden. Durch das Verlöten der ersten und letzten Leuchtdioden 2 ergibt sich, dass die Vektoren parallel zueinander geschaltet sind.At the in 3 illustrated LED array 1c are the light emitting diodes 2 arranged in a 4 × 4 matrix. For this purpose, four light-emitting diode vectors are arranged spatially parallel to one another. The first and last LEDs each 2 of each vector are mechanically connected to each other by soldering, so that the individual vectors are also mechanically connected to each other at the start and end points. At the same time, the vectors of the matrix are also electrically connected to one another. By soldering the first and last LEDs 2 it follows that the vectors are connected in parallel to one another.

Die Leuchtdiodenanordnungen 1a, 1b, 1c gemäß der 1 bis 3 sind so mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, dass die Leuchtdiodenanordnung 1a, 1b, 1c flexibel ist und daher in verschiedene geometrische Formen gebogen werden können. Die in der 4 dargestellte Leuchtdiodenanordnung 1d in seitlicher Ansicht ist beispielsweise bogenförmig gebogen und liegt auf einem Schaltungsträger 3 auf.The light emitting diode arrangements 1a . 1b . 1c according to the 1 to 3 are so mechanically and electrically connected to each other that the light emitting diode arrangement 1a . 1b . 1c is flexible and can therefore be bent into different geometric shapes. The in the 4 illustrated LED arrangement 1d in a side view, for example, is curved in an arc and lies on a circuit carrier 3 on.

Claims (12)

Leuchtdiodenanordnung (1) aus mehreren Leuchtdioden (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) unmittelbar miteinander verbunden sind.LED arrangement ( 1 ) from several LEDs ( 2 ), characterized in that the light emitting diodes ( 2 ) are directly connected to each other. Leuchtdiodenanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) Gehäuse (22) aufweisen, die miteinander verklebt sind.Light-emitting diode arrangement according to the preceding claim, characterized in that the light-emitting diodes ( 2 ) Casing ( 22 ) that are glued together. Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) Elektroden (21) aufweisen und das Elektroden (21) verschiedener Leuchtdioden (2) miteinander verlötet sind.Light-emitting diode arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light-emitting diodes ( 2 ) Electrodes ( 21 ) and the electrodes ( 21 ) different light emitting diodes ( 2 ) are soldered together. Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) in Gruppen angeordnet sind.Light-emitting diode arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light-emitting diodes ( 2 ) are arranged in groups. Leuchtdiodenanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) einer Gruppe in Reihe geschaltet sind.Light-emitting diode arrangement according to the preceding claim, characterized in that the light-emitting diodes ( 2 ) a group is connected in series. Leuchtdiodenanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen parallel geschaltet sind.LED arrangement according to the preceding claim, characterized characterized that the groups are connected in parallel. Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) in einem Vektor angeordnet sindLight-emitting diode arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light-emitting diodes ( 2 ) are arranged in a vector Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) in einer Matrix angeordnet sind.Light-emitting diode arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light-emitting diodes ( 2 ) are arranged in a matrix. Leuchtdiodenanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) einer Zeile der Matrix einer Gruppe von Leuchtdioden (2) zugeordnet sind.Light-emitting diode arrangement according to the preceding claim, characterized in that the light-emitting diodes ( 2 ) a row of the matrix of a group of light-emitting diodes ( 2 ) assigned. Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiodenanordnung (1) formbar ist.Light-emitting diode arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light-emitting diode arrangement ( 1 ) is malleable. Leuchtdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiodenanordnung (1) einen Kühlkörper aufweist.Light-emitting diode arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light-emitting diode arrangement ( 1 ) has a heat sink. Leuchtdiodenanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2) unter Zwischenschaltung eines Isolators auf dem Kühlkörper angebracht sind.Light-emitting diode arrangement according to the preceding claim, characterized in that the light-emitting diodes ( 2 ) are mounted on the heat sink with the interposition of an insulator.
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