CN104521324A - Led电路 - Google Patents

Abstract

一种LED电路（40）包括每一个安装在相应LED控制电路（42）之上的集成电路LED（50）。LED控制电路（42）通过集成电路电气连接在一起以定义LED控制电路串，每一个LED控制电路具有引向电路的至少一个控制线（44）。这提供具有LED的单独控制的多个LED的紧凑电路。

Description

LED电路

技术领域

本发明涉及例如被形成为连接到相关联的电路系统的分立LED封装的LED电路。

背景技术

已知各种LED封装。例如，已知可直接焊接在适当衬底上的晶片级芯片规模LED封装。这样的封装典型地具有到二极管的p-n结的两个接触件。LED封装可以例如安装到衬底，该衬底承载用于LED的例如ESD二极管或控制晶体管的控制电路系统。

通过示例的方式，LED管芯可以安装在硅衬底上，其中衬底包含嵌入式ESD保护二极管。衬底顶部上的接触件做出与LED管芯端子的电气连接，并且衬底在LED管芯所安装在的区域外部的相同顶面上具有另外的外部接触件。

还已知的是，除ESD保护之外，通过将LED与控制晶体管相关联，驱动和控制LED串成为可能。例如，可以通过连接与每一个LED并联的各个FET晶体管来单独地控制串联的多个LED。通过闭合晶体管开关，对应LED被短接并且将被关断。

仍有对于用于LED和相关联的控制器件的成本划算且紧凑的封装解决方案的需求。

发明内容

根据本发明，提供了如在独立权利中限定的装置。

根据一方面，提供了一种LED电路，包括多个集成电路LED封装，和包括一组LED控制电路的集成电路，每一个LED控制电路形成在电路的相应区域中，并且具有引向每一个单独的LED控制电路的至少一个控制线，其中每一个LED封装在相应LED控制电路之上接合使得LED做出与LED控制电路的电气连接，并且LED控制电路通过集成电路电气连接在一起以定义LED控制电路串。

该布置提供在相关联的控制电路的顶部之上的LED封装，使得更紧凑的设计是可能的并且如果期望的话，LED可以更紧密地间隔。

每一个LED控制电路可以包括晶体管，并且至少一个控制线包括晶体管栅极线。该控制线因而可以是薄线，因为它仅需要承载栅极电流，并且控制线也可以以紧凑的方式来布置。

晶体管可以与LED并联，以提供用于LED的旁路路径。这对于串联LED串是所感兴趣的，以允许断开各个LED。当然，在一组并联LED的情况下，串联晶体管也可以用于每一个LED。

每一个LED封装可以包括两个端子，它们连接到（例如并联开关的）晶体管源极和漏极。

LED控制电路串的端可以包括电力线连接垫。该串因而可以包括LED的串联布置。该串优选地沿直线布置，并且控制线从每一个LED控制电路延伸到一侧并且然后沿串线的方向延伸到控制电路串的一端或另一端。这使得控制电路在它们被形成为分离的器件时能够容易地拼贴在一起。

控制线的一半可以延伸到控制电路串的一端并且控制线的另一半可以延伸到控制电路串的另一端。这意味着总宽度可以保持为最小。

本发明还提供了包括本发明的多个LED电路的LED电路布置，其中不同电路的电力线连接垫连接在一起以形成在每一端处具有电力线连接垫的LED控制电路串的串联连接。

这提供用于多个LED电路的拼贴方案，其中电路呈菊花链状连接在一起，并且例如能够由单个电流源供电。LED电路可以并排布置。

附图说明

现在将参照附图详细地描述本发明的示例，在附图中：

图1示出安装在基板上的已知LED封装；

图2示出提供用于串中的每一个LED的开关的已知电路；

图3示出实现图2的电路的已知方式；

图4示出在本发明的LED电路中使用的控制电路；

图5示出本发明的LED电路的示例；

图6示出如何在LED封装与电路之间做出连接；

图7示出本发明的电路布置的示例的分解视图；

图8示出具有连接到电路的LED封装的图7的布置；以及

图9更清楚地示出形成电路布置的电路之间的电气连接；以及

图10示出可以被形成为单个电路的阵列。

所有图都是示意性的，未必按比例，并且一般仅示出为了阐明本发明而必要的部分，其中可以略去或仅暗示其它部分。

具体实施方式

本发明提供包括集成电路LED的LED电路，每一个集成电路LED安装在相应LED控制电路之上。LED控制电路电气连接在一起以定义LED控制电路串，每一个LED控制电路具有引向电路的至少一个控制线。这提供了具有LED的单独控制的多个LED的紧凑电路。

图1示出已知LED封装。LED 10被形成为例如通过焊料球安装在硅基板12上的分立封装。到LED封装的连接通过焊料球做出，并且从基板的外部连接通过引线接合14做出。如图1中示意性地示出的，基板12可以实现ESD保护二极管对。因而，ESD保护是使附加组件与每一个LED相关联的一个原因。

使附加组件与每一个LED相关联的另一原因是提供开关功能性。图2示出提供用于LED串LED1至LED4中的每一个LED的并联开关M1至M4的已知电路。通过接通开关，提供旁路路径使得单独的LED被断开。

图3示出实现图2的电路的已知方式。数个分立的LED封装30安装在PCB 32上的迹线（track）之上。两个迹线31连接到两个电力线。各个LED封装30之间的附加迹线提供LED封装之间的串联连接。另外的迹线连接到同样安装在PCB上的晶体管34，并且晶体管具有形成连接到它们的栅极的控制线36的PCB迹线。图3还以分解形式示出一个LED封装。该布置占据大量空间。

本发明还提供安装在承载用于每一个LED的控制电路（诸如晶体管）的衬底上的分立的LED封装，但是其中LED封装安装在它们相应的控制电路之上。

图4示出在本发明的LED电路中使用的控制电路。电路40被形成为包括一组LED控制电路42的集成电路，每一个LED控制电路42形成在电路的相应区域中。每一个集成电路在该示例中可以包括单个晶体管。控制线44引向每一个LED控制电路，并且连接到晶体管的栅极。

如图5中以分解视图示出的，LED封装50在每一个相应LED控制电路42之上接合使得LED做出与控制电路的电气连接。

可以使用常规晶片接合，诸如典型地用于单个管芯附接方法的超声接合。可以使用其它晶片接合方案，包括冷互连方法，诸如导电胶合。

为此目的，晶体管电路42的顶部具有连接到源极和漏极的两个接触垫，并且LED封装的底部具有连接到LED的阳极和阴极（即p和n结）的两个接触垫。控制电路42通过集成电路电气连接在一起以定义LED控制电路串。

在一个示例中，晶体管与LED并联，并且串是串联连接，以定义图2中所示的电路。然而，晶体管可以改为与LED串联并且串可以定义控制电路的并联组群。

LED控制电路串的端包括电力线连接垫。

如图4和5中所示，控制电路串沿直线布置。控制线44从每一个LED控制电路延伸到一侧（即垂直于串线方向）并且然后沿串线的方向延伸到控制电路串的一端或另一端。控制线可以是薄的，因为它们仅承载栅极电流，并且这意味着它们不需要显著增加电路的宽度。在所示出的示例中，控制线44的一半延伸到控制电路串的一端并且控制线的另一半延伸到控制电路串的另一端。这意味着并排控制线的数目保持为最小以限制所要求的横向空间。控制线当然可以都延伸到一端。

控制电路串的端是做出到电力线以及到控制器的外部连接的地方，该控制器向控制线44提供控制信号。

图6示出如何在LED封装50与电路42之间做出连接，并且示出LED封装的基部处的阳极和阴极端子52a，52b，它们通过集成电路之上的顶接触件54a，54b与源极和漏极端子连接。顶部部分示出单个LED封装及其电路，并且底部部分示出每一个具有其相关联的LED封装的电路的行。电路电气连接在一起以形成电路链。

图7示出本发明的电路布置的示例的分解视图。并排提供多个LED电路40以定义控制电路和LED封装的阵列。阵列可以由多个电路形成，或者所有控制电路可以形成为一个电路。阵列的两个相对边缘用于提供电力连接和控制连接，并且如果使用分离电路，提供电路之间的互连（如以下所解释的那样）。

本发明因而可以应用于以矩阵阵列形式的电路布置，例如一般地n x m阵列，其中n和m大于或等于2。

图7示出分解视图，并且图8示出具有连接到电路的LED封装的图7的布置。

如果使用分离电路，则它们连接在一起以形成在每一端处具有电力线连接垫的LED控制电路串的串联连接。图9示出在电路串的串联连接的每一端处具有电力线接触垫90a，90b的该布置，并且示出提供于电路之间以形成电路布置的连接桥92。

如以上所提及的，可以利用形成为一个电路的所有控制电路来形成阵列。出于完整性而在图10中示出示例。这对应于图8，但是多个电路40被单个电路40'替代。

在以上示例中，向每一个LED添加并联开关。当然，也可以以相同方式针对LED的并联组添加串联开关，以隔离所选LED。

电路被示出为单个晶体管。当然可以在第二衬底中提供更复杂的电路。例如，ESD二极管以及晶体管可以集成到封装中。此外，可以在每一个封装中实现更复杂的晶体管控制电路，例如以用于局部调光控制。

本发明一般地可以用于形成LED电路。特别感兴趣的是用于要求各个LED的控制的LED阵列的封装。特别地，在机动车应用中，动态LED矩阵阵列已知用于提供光引导的动态控制。

本发明提供直接在LED之下的用于每一个LED封装的开关。这允许紧凑的驱动器设计并且简化LED串的控制。

用于形成LED封装和集成电路的过程并未详细描述，因为它们是常规的。实际上，可以使用任何二极管技术和任何晶体管技术。此外，不同衬底可以使用不同材料和制造过程，因为它们独立地形成。

在以上示例中，电力线连接和控制线连接处于控制电路阵列的行的两个相对边缘处。如果期望的话，所有连接可以改为被路由到仅一个边缘。

本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和随附权利要求，可以理解和实现所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅有事实并不指示不能使用这些措施的组合来获益。权利要求中的任何参考标记不应解释为限制范围。

Claims (9)

1.一种LED电路（40），包括：

-多个集成电路LED封装（50）；以及

-包括一组LED控制电路（42）的集成电路，每一个LED控制电路（42）形成在电路的相应区域中，并且具有引向每一个单独的LED控制电路（42）的至少一个控制线（44），

其中每一个LED封装（50）在相应LED控制电路（42）之上接合使得LED做出与LED控制电路的电气连接，并且LED控制电路通过集成电路电气连接在一起以定义LED控制电路串。

2.如权利要求1中要求保护的电路，其中每一个LED控制电路（42）包括晶体管，并且至少一个控制线（44）包括晶体管栅极线。

3.如权利要求2中要求保护的电路，其中晶体管（42）与LED并联。

4.如权利要求3中要求保护的电路，其中每一个LED封装（50）包括连接到晶体管源极和漏极的两个端子（52a，52b）。

5.如权利要求1中要求保护的电路，其中LED控制电路串的端包括电力线连接垫。

6.如权利要求5中要求保护的电路，其中串沿直线布置，并且其中控制线（44）从每一个LED控制电路（42）延伸到一侧并且然后沿串的方向延伸到控制电路串的一端或另一端。

7.如权利要求6中要求保护的电路，其中控制线（44）的一半延伸到控制电路串的一端并且控制线的另一半延伸到控制电路串的另一端。

8.一种LED电路布置，包括每一个如权利要求6或7中要求保护的多个LED电路（40），其中不同电路（40）的电力线连接垫连接在一起以形成在每一端处具有电力线连接垫（90a，90b）的LED控制电路（42）串的串联连接。

9.如权利要求8中要求保护的布置，其中LED电路（40）并排布置。