DE3132594A1

DE3132594A1 - Leuchtdioden-baustein und damit ausgeruestet signalleuchten.

Info

Publication number: DE3132594A1
Application number: DE3132594A
Authority: DE
Inventors: Herbert 8000 München Krautwald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-08-18
Filing date: 1981-08-18
Publication date: 1983-03-10
Also published as: DE3132594C2

Description

SIEMENTS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen: .Berlinund München VPA , _{p R} q 3 5

Leuchtdioden-Baustein und damit ausgerüstete Signalleuchten

Die Erfindung betrifft einen Leuchtdioden-Baustein mit einer Mehrzahl von elektrolumineszierenden Dioden und einer gemeinsamen transparenten Abdeckkappe, die Jeweils den einzelnen Dioden zugeordnete gekrümmte Bereiche aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung Signalleuchtenj die mit derartigen Leuchtdioden-Bausteinen ausgerüstet sind.

Signalanlagen, beispielsweise für den Straßenverkehr, besitzen sehr häufig beleuchtete Signalvorrichtungen, die.im wesentlichen ein farbiges Glas oder eine farbige Kunststoff platte, die in die Öffnung eines Gehäuses eingesetzt ist, und dahinter eine Lichtquelle, meistens eine. Glühlampe, aufweisen. Demgegenüber haben Signalleuchten mit einer Vielzahl von Leuchtdioden verschiedene Vorteile, beispielsweise lange Lebensduaer, geringen Stromverbrauch, der Ausfall einer Diode bewirkt keinen Ausfall der gesamten Signalleuchte und geringe Bautiefe bei Anordnung auf einer gedruckten Schaltung.

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Auf deje PE-OS 27 02 823 ist eine elektrisch beleuchtete Signalvorrichtung, die mindestens ein Feld mit einer Vielzahl von elektrisch gespeisten, elektrolumineszenten Dioden und eine durchscheinende oder durchsichtige 2-5 Abdeckung-aufweist, bekannt. Dabei ist die Abdeckung mit Erhebungen versehen, die individuell jeder Diode

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zugeordnet sind und die eine Bündelung oder Abweichung und bzw. oder Ausrichtung der von den Dioden abgesandten Lichtstrahlen sichern, wobei jede Erhebung eine Linse vorzugsweise eine sphärische Linse bildet.

Bisher sind aber derartige Signalleuchten in größerem Umfang noch nicht eingesetzt worden, weil noch kein wirtschaftlicher Lösungsweg für Signalleuchten aufgezeigt worden ist, der die Normvorschriften in Bezug auf Lichtstärkeverteilung erfüllt und bei dem sich gleichzeitig auf einfache Weise eine unvermeidliche Störung, z.B. durch Ausfall mehrerer Leuchtdioden, leicht und schnell beseitigen läßt. Der Ausfall einer oder einiger wenige Leuchtdioden hat noch keinen Einfluß auf die sichere Erkennbarkeit der Signalanzeige einer Signalleuchte. Bei einer Serienschaltung einer gewissen Anzahl von Leuchtdioden kann der Ausfall einer Leuchtdiode die Anzeige störend beeinträchtigen. Deshalb wurde auch schon vorgeschlagen, die einzelnen Dioden teilweise in Reihe und teilweise parallel zu schalten. Dies erfordert auf der Yerdrahtungsseite einen erheblichen schaltungstechnischen Aufwand, der auch in gedruckter Schaltungstechnik noch nicht wirtschaftlich befriedigend gelöst wurde. Zudem bewirkt der Ausfall mehrerer Leuchtdioden, wenn die Anzeige zu Störungen führt, das Auswechseln der gesamten Leuchtdiodenanordnung inklusive der gedruckten Schaltung, da die Dioden üblicherweise in der gedruckten Schaltung eingelötet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Leuchtdioden-Anordnung zu schaffen, die sich mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand herstellen läßt. Dabei sollen Signalleuchten mit Leuchtdioden preisgünstig gefertigt werden können.

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Die verschiedensten Signalleuchten, v/ie runde verschiedenfarbige Signalgeber mit einem Durchmesser von beispielsweise 200 oder 300 mm sollen ebenso einfach gefertigt werden können wie Sinnbilder und Symbolanzeigen. Dabei sollen die einzelnen Leuchtpunkte eine hohe Leuchtdichte und eine optimale Ausleuchtung ermöglichen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die lichtemittierenden Kristalle der einzelnen Dioden jeweils in zur Abstrahlrichtung offenen Ausnehmungen eines gemeinsamen Träger mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet und mit ihren Anschlußpunkten untereinander elektrisch verbunden und an zwei Anschlußstifte angeschaltet sind, und daß die gemeinsame Abdeckkappe unmittelbar über den einzelnen Kristallen angeordnet und mit dem gemeinsamen Träger verbunden ist.

Der Leuchtdioden-Baustein weist einen Körper als Träger auf, der eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, und in dem eine vorgebbare Anzahl Ausnehmungen angeordnet sind, die jeweils einen lichtemittierenden Halbleiterkristall aufweisen. Die elektrischen Anschlüsse der Kristalle sind untereinander auf isoliert aufgebrachtem Leiterbahnen durch Bonden verbunden, wobei eine bestimmte Anzahl der Kristalle in Reihe und diese wiederum miteinander parallel geschaltet sein können. Die derartig kontaktierten Kristalle sind elektrisch an zwei Anschlußstifte angeschlossen, von denen zumindest ©in©r isoliert im Trägar eingebettet ist und beide Stifte beispielsweise auf der Rückseite des Leuchtdioden-Bausteins angeordnet sein können.

Zweckmäßigerweise werden die Anschlußstifte so ausgeführt, daß sie in Federsteckverbinder, die in eine gedruckte Schaltung eingelötet sind, eingesteckt werden können. Unmittelbar auf den Träger ist eine sämtlichen Kristallen gemeinsame transparente Abdeckkappe vorgesehen, die mit dem Träger fest verbunden ist.

BADORIGSNAL

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Ein derartig aufgebauter Leuchtdioden-Baustein ist für eine wirtschaftliche Fertigung gut geeignet. Gegenüber einer Anordnung mit einer Mehrzahl von Leuchtdioden wird eine engere Packungsdichte der einzelnen Leuchtkristalle eine bessere Wärmeableitung, ein einziges Steckerstiftpaar für eine Vielzahl von Leuchtkristallen erzielt. Darüber hinaus ist nur eine einmalige transparente Abdeckung der Kristalle erforderlich. Signalleuchten mit einer Vielzahl von einzelnen Leuchtdioden erfordern das einzelne Einstecken der Dioden bzw. das Bestücken einer dafür geeigneten gedruckten Schaltung und damit eine unwirtschaftliche Fertigungsmethode, zumal dafür auch noch besondere Spiegelelemente vorzusehen sind. Ferner ist ein komplizierter schaltungstechnischer Aufwand für die Verdrahtung der einzelnen Leuchtdioden notwendig. Zusätzlich zur lichtdurchlässigen Umhüllung der jeweiligen Dioden ist bei einem solchermaßen aufgebauten Signalgeber eine zusätzliche Abdeckung erforderlich, die im Bereich der jeweiligen Dioden linsenartig ausgebildet ist. Diese zusätzliche Abdeckung entfällt bei dem erfindungsgemäßen Leuchtdiodenbaustein.

Zweckmäßigerweise wird man den gemeinsamen Träger der lichtemittierenden Kristalle des Leuchtdioden-Bausteins als Metall-Träger ausbilden, der hohe Wärmeleitfähigkeit hat und für die Verdrahtung aufgebrachte isolierte Leiterbahnen aufweist.

Um eine intensivere Lichtabstrahlung zu erreichen, sind in vorteilhafter Weise die Ausnehmungen im Träger für die lichtemittierenden Kristalle als oberflächenverspiegelte Reflektoren ausgebildet, die z.B. parabelförmig gekrümmte Seitenflächen und plane Bodenflächen aufweisen. Dabei können die einzelnen Kristalle in den jeweiligen Ausnehmungen mit einem transparenten, elektrisch leitenden Kleber befestigt sein. Der Leuchtdioden-Baustein ist mit

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einer allen Kristallen des Leuchtdioden-Bausteins gemeinsam transparenten Abdeckung versehen, die entweder mit dem Träger vergossen oder mit angeformten Rastnasen in dafür, vorgesehenen Ausnehmungen des Trägers, z.B. an den Seiten, fest verankert ist, wobei die Abdeckung zwischen den jeweiligen Ausnehmungen für die Kristalle flächig auf den Träger aufliegt. Dabei ist für diese Rastverbindung im Bereich der Kristalle zwischen dem Träger und der Abdeckkappe eine lichtdurchlässige Vergußmasse eingebracht. Diese bewirkt eine gewünschte Lichtbrechung und einen zusätzlichen Feuchtigkeitsschutz.

Um das emittierte Licht bevorzugt in einem bestimmten Winkel austreten zu lassen, sind die jeweiligen, den einzelnen Kristallen zugeordneten gekrümmten Bereiche der Abdeckkappe entsprechend ausgeformt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Abdeckkappe in diesem Bereich, also die Abdeckfläche, in horizontaler Richtung symmetrisch zur Mittelachse der Ausnehmung mit einer konkaven Oberfläche zu versehen, derart, daß das emittierte und reflektierte Licht bevorzugt in jeweils einem Winkelbereich von beispielsweise £ 11° austritt. Damit wird eine intensivere Ausleuchtung, wie sie in der DIN 67 521 gefordert ist, erreicht. Dabei ist im Randbereich, also bei - 11°, die Lichtstärke noch größer als die geforderten 50 % der axialen Lichtstärke. Der nicht mehr genormte Wert von z.B. - 25° liegt in der Praxis bei einer Lichtstärke von etwa 5 cd. · '■

In vorteilhafter Weise erreicht man in vertikaler Richtung ebenfalls eine optimale Lichtausbeute, wie sie entsprechend in der DIN 67 521 gefordert ist, indem die gekrümmten Bereiche der Abdeckkappe asymmetrisch zur Mittelachse als konkave Oberfläche, die zur Mittelachse geneigt sein kann, ausgebildet ist. Damit wird ein bevorzugter Lichtaustritt in einem Winkel von 0° in der

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Austrittsachse bis beispielsweise 7° nach unten erreicht, wobei bei 7 die Lichtstärke noch mehr als 50 % dar Axiallichtstärke beträgt. Der ebenfalls nicht mehr genormte Wert von z.B. -15° liegt in der Praxis bei einer Lichtstärke von etwa 3 cd. Für die Fertigung dieser unterschiedlich ausgebildeten konkaven Flächen sind relativ einfache Werkzeugkonturen notwendig.

Ein Lsuchtdioden-Baustein kann alternierend die verschieden gekrümmten linsenartigen Abdeckflächen aufweisen, so daß ein Leuchtpunkt bevorzugt den vertikalen, ein anderer Leuchtpunkt den horizontalen Bereich ausleuchtet. Sind beispielsweise 18 Kristalle mit alternierend zugeordneten horizontalen und vertikalen Lichtaustritts-Vorzugsrichtungen in einem Leuchtdioden-Baustein angeordnet, so erscheint aus dem üblichen Betrachtungsabstand dar Leuchtdioden-Baustein gleichmäßig mit der geforderten Lichtverteilung ausgeleuchtet»

In einer weiteren Ausführungsform können au.den jeweiligen Kristallen die gekrümmten Bereiche der Abdeckkappe sowohl die unterschiedlichen Krümmungen in Horizontal- und Vertikalrichtung als auch unterschiedliche Oberflächen-i~

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gungen aufweisen, so daß jeder Leuchtpunkt des Bausteins den gleichen bevorzugten Lichtaustritt aufweist. Bei .,...,._ beiden Anordnungen ergeben die Leuchtpunkte eines Leuchtdiodsnbausteins, z.B. 18 lichtemittierende Kristalle, in der Summe mindestens einen.doppelt so hohen Axial-., wert in der Lichtstärke gegenüber den Halbwertswinkeln (ZoB, horizontal - 11°, vertikal 7°), weil jeder Leuchtpunkt nahezu den gleichen Lichtstärkeanteil im Zentrum aufweist. Nach oben erfolgt erfindungsgemäß bei beiden Anordnungen nahezu keine Abstrahlung.

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Weitere Merkmale und Ausführungsformen des Leuchtdioden-Bausteins und damit aufgebauter Signalleuchten, wie ....·- in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind, werden ar. · ^ι~ schiedenen Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen und Diagrammen im einzelnen näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. Ta bis 1d einen erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Baustein in Vorderansicht, Seitenansicht, im Schnitt und im Detail,

Fig. 2 verschiedene Ausführungsformen der Leuchtdiodsn-Bausteine mit in Reihen angeordneten lichtemittierenden Kristallen,

Fig. 3a und 3b Diagramme der Lichtstärkenverteilung gemäß DIN 67 521,

Fig. K und 5 eine erfindungsgemäße Ausbildung der den Kristallen zugeordnete gekrümmten Bereiche der Abdeckkappe (Abdeckfläche),

Fig. 6 einen Leuchtdioden-Baustein mit alternierend angeordneten Abdeckflächen, Fig. 7 Diagramme der Lichtstärkenverteilung nach dem

erfindungsgemäßen Leuchtdioden=Baustein, Fig. 8 und 9 verschiedene Symbolanzeigen für Signalleuchten kombiniert aus den verschiedenförmigen Leuchtdioden-Bausteinen und

Fig. 10 eine runde Signalleuchte mit quadratförmigen Leuchtdioden-Bausteinen,.

In Fig.1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Bausteins dargestellt. Dabei zeigt Figo 1a die Vorderansicht des Leuchtdioden-Bausteins in quadrati= scher Form mit 9 lichtemittierenden Kristallen, die in drei Horizontalreihen mit jeweils drei Leuchtpunkten vertikal untereinander angeordnet sind« Fig. 1b zeigt die Seitenansicht des Leuchtdioden-Bausteins, Gemäß der Schnittlinie C-C in Figo 1a ist in Fig.1c der Leucht-

BAD ORfGIMAL

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dioden-Baustein im Schnitt dargestellt. Fig.id zeigt im Detail die Ausnehmung 3 gemäß Fig.1c. Der Metall-Träger 2 weist, hier in der unteren Reihe dargestellt, eine Ausnehmung 3 auf, in der der lichtemittierende Halbleiterkristall 1 angeordnet ist. Werden die HL-Kristalle eines Leuchtdioden-Bausteins parallel angeschlossen, so kann jeweils ein elektrischer Kristallanschlußpunkt 1a mittels eines transparenten Leitklebers 3c mit dem Metall-Träger 2 elektrisch und mechanisch verbunden sein. Im Falle der Parallelschaltung sind dann sämtliche ersten Kristallanschlüsse 1a mit dem Metall-Träger 2 und einem Steckerstift 4, der dann direkt im Metall-Träger 2 angebracht ist, verbunden. Die zweiten elektrischen Kristallanschlußpunkte 1b sind durch Bondendrähte 1c mit einer auf dem Träger 2 isoliert 2a aufgebrachten Leiterbahn 4a verbunden, die mit dem zweiten Steckerstift 4 verbunden ist. Dieser ist isoliert im Metallträger 2 eingebettet.

Bei einer kombinierten Serien-Parallel-Anschaltung der einzelnen Kristalle eines Leuchtdioden-Bausteins sind mehrere voneinander isolierte Leiterbahnen vorgesehen und der Kristall isoliert in der Ausnehmung angeordnet, z.B. mit einem transparenten Isolierkleber. Die elektrischen Kristall-Anschlußpunkte 1a und 1b sind dann jeweils mit isoliert aufgebrachten Leiterbahnen verbunden, die an dem Steckerstiftpaar 4 angeschlossen sind.

, Das Steckerstiftpaar 4 ist am Träger 2 nach hinten heraus geführt (in der Zeichnung nach links dargestellt). Die Ausnehmung 3 besitzt parabelförmige Seitenflächen 3a und eine plane Bodenfläche 3b, die oberflächenverspiegelt sind und somit

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einen Lichtreflektor bilden. Der Kristall 1 ist mit einem transparentem Kleber 3c in der Ausnehmung 3 befestigt. Unmittelbar auf dem Träger 2 und über den einzelnen Kristallen 1 ist eine transparente gegossene Abdeckkappe 6 angeordnet, die mit dem Träger 2 fest verbunden ist. Die Abdeckkappe 6 ist seitlich über den Träger 2 geführt und mit angeformten Nasen 8 in dafür vorgesehene Ausnehmungen 7 des Trägers 2 spielfrei angeschlossen. Es kann aber auch die Abdeckkappe 6 auf dem Träger 2 aufgeklebt sein»

. Jedem lichtemittierenden Kristall 1 ist ein linsenartig ausgebildeter Bereich 9 der Abdeckkappe 6 zur Ausrichtung der Lichtstrahlen zugeordnet» Gemäß Figo 1c sind Erhebungen dargestellt, die eine sphärische Linse bilden. Bevorzugte Ausführungsformen der den Kristallen zugeordneten linsenartigen Abdeckflächen sind in den Fig.. 4 und 5 dargestellt und werden später erläutert»

Die Fig.2a bis 2e zeigen verschiedene Formen eines Leuchtdioden-Bausteins,bei dem die Leuchtpunkte in horizontalen und vertikalen Reihen unterschiedlich angeordnet sind. So.lassen sich Leuchtdioden-Bausteine herstellen, die die verschiedensten Formen aufweisen können, z.B. in Fig.2a eine quadratische, in Fig.2b eine viereckige, in Fig.2e eine kreisförmige Form» Dabei weist ein Leuchtdioden-Baustein 10 bis 20 Leuchtpunkte auf, die vorzugsweise in Horizontal- und Vertikalrichtung angeordnet sind. Je nach Anwendung weisen die LeuchtdiOden-Bausteine Kristalle auf, die Licht in der gewünschten Farbe emittieren»

In Fig.3 ist ein Diagramm für die Lichtstärkenverteilung Ιτν™dargestellt, wie sie für Signalleuchten gemäß DIN 67 521 gefordert wird. Dabei zeigt 3a die Horizontal- und 3b die Vertikal-Verteilung der Lichtstärke I bezogen

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auf die Winkelbereiche. Eine Signalleuchte muß symmetrisch zur Mittelachse (O⁰) in horizontaler Richtung bei jeweils einem Winkel von - 11° 50 % der Lichtstärke Ijyr_N gegenüber dem Axialwert der Lichtstärke (1^,,) bei 0 besitzen.

In vertikaler Richtung ist in einem Winkel von -7° bei der Signalleuchte nach unten eine Lichtstärke Ι^™ von 50 % gegenüber der Axiallichtstärke bei 0° erforderlich. Eine Lichtabstrahlung nach oben (+11°). ist nicht not- ■ · lowendig. Vielmehr soll das normalerweise nach oben (+11°)., in Fig.3b mit It_ED gestrichelt dargestellt ,.abgestrahlte Licht gemäß der Erfindung nach unten, innerhalb eines Halbwertswinkels von -7° abgestrahlt werden. Eine normale Leuchtdiode weist eine zirkumpolare Lichtstärkenverteilung Irgns wd-^e in Fig.3a und 3b gestrichelt dargestellt , auf ο

In Figo4a ist in Vorderansicht und in Fig„4b in Draufsicht eine erfindungsgemäße Abdeckfläche 9a des gekrümmten Bereichs der Abdeckkappe 6 dargestellt, um einen bevorzugten Lichtaustritt in horizontaler Richtung, gemäß DIN 67 521, zu erzielen,, Im Gegensatz zu den bekannten linsenförmigen Erhebungen (9 in Fig.. 1.) sind._. symmetrisch zur Mittelachse A der Ausnehmung 3 bzw« des Kristalls 1 horizontale konkave Flächen 10 und 11. un-., mittelbar dem Kristall 1 vorgesetzt. Das emittierte und reflektierte Licht tritt bevorzugt im Winkelbereich von ί 11° aus der Abdeekflache 9a aus« Die Lichtstärken teilen sich kontinuierlich fallend von der Mitte Ö° seitlich bis ί 11°.

In Fig«5a ist in Vorderansicht und in Fig„5 b in Seitanansicht eine erfindungsgemäße Abdeckfläche, 9b.. , des gekrümmten Bereichs der Abdeckkappe 6 dargestelltj 35

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um einen bevorzugten Lichtaustritt in vertikaler Richtung, gemäß DIN 67 521, zu erzielen. Eine asymmetric zur Mittelachse A konkave 12, dem Kristall 11 unmit/.... bar vorgesetzte Abdeckfläche 9b läßt das emittierte v> reflektierte Licht bevorzugt im Winkelbereich von 0° bis 7° austreten. Di© konkave Fläche 12 ist gegenüber der Mittelachse A entsprechend geneigt. Die fällt kontinuierlich von der oberen Kante der Ausnehmung 3 bei einem Winkel von 0° nach unten auf eir ο Winkel von -7° ab„

Ein Leuchtdioden-Baustein, bei dem die Lichtstärke der Halbwertswinkeln (-11° und -7°) mindestens 50 % beträgt, kann auf diese Weise je zur Hälfte alternierend mit Abdeckflächen 9a für die horizontale Vorzugsrichtung und mit Abdeckflächen 9b für die.vertikale Vorzugs= richtung aufgebaut sein, wie in den Fig.6a bis 6d dargestellt· Hier gelten dieselben Bezugszeichen wie in den Fig.1,4 und 5. Dabei bedeutet Io den Axialwert

2ο der Lichtstärke I.

In Fig.7a ist das Diagramm für die Lichtstärke I_LED eines Leuchtpunktes des Leuchtdioden-Bausteins mit konkaver Abdeckfläche 9a in horizontaler Richtung und in Fig.7b mit konkaver Abdeckfläche 9b in vertikaler Richtung dargestellt, ähnlich der Fig.3ο In Fig„7a liegt die Axiallichtstärke eines Leuchtpunktes des erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Bausteins bei 0° (Ited) über den geforderten Axialwert Io nach DIN 67 521 (Ijyrjr gestrichelt dargestellt). Ebenso liegt die Lichtstärke des Halbwertswinkels bei ± 11° über dem geforderten DIN-Wert. Nach der erfindungsgemäßen Anordnung ist eine Lichtabstrahlung eines Leuchtdiodenbausteins nach oben nahezu unterbunden, was in Fig.Tb veranschaulicht ist. Die Lichtstärke Ij-cyn ^ei-^nes Leuchtdiodenbausteins fällt von 0° (Axialwert) nach oben, also in Richtung +7°, sehr

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rasch auf den Wert 0 ab.

In den Fig.8 und 9 sind verschiedene Beispiele für unterschiedliche Symbolanzeigen dargestellt. Dabei werden Leuchtdioden-Bausteine der verschiedensten Formgebungen mit jeweils entsprechenden Farben kombiniert. In Fig.8a ist ein nach rechts weisender Pfeil dargestellt, der als Rechts-Abbiege-Pfeil aus grünleuchtenden Leuchtdioden-Bausteinen gemäß Fig.2a gebildet ist. Fig. 4b zeigt einen nach oben weisenden Pfeil aus Leuchtdioden-Bausteinen gemäß Fig.2b. Fig.8c ist aus Leuchtdioden-Bausteinen gemäß Fig.2c kombiniert. Eine kreisförmige Signalanzeige, z.B. eine rote Signalampel, ist aus dichtgepackten Leuchtdioden-Bausteinen gemäß Fig.2c in der Fig.8d dargestellt, wobei der Halbleiterkristall rotes Licht emittiert.

In Fig.9a ist eine Symbolanzeige für eine Fußgänger-• ampel für "Gehen" dargestellt. Dabei ist das grünleuchtende, gehende Männlein aus verschiedenförmigen Leuchtdioden-Bausteinen gemäß Fig.2 gebildet. Ebenso ist das stehende, rotleuchtende Männlein aus den erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Bausteinen gebildet und stellt das Fußgängersignal "Halt" dar.

In Fig.10 ist eine kreisförmige Signalleuchte mit 200mm Durchmesser dargestellt, die aus einer Mehrzahl von quadratförmigen Leuchtdioden-Bausteinen, gemäß Fig.2a, gebildet ist. Dabei treten im Randbereich kleine Flächen 1 auf, die nicht mit Leuchtpunkten der Leuchtdiodenbausteine erfaßt sind. Ebenso können kleine Lücken 2 zwischen jeweiligen Leuchtdiodenbausteinen auftreten. Wenn diese Flächen 1 bzw. der Abstand 2 zwischen zwei Leuchtdioden-Bausteinen hinreichend klein gegenüber der Fläche bzw. der Länge der Oberfläche eines Leuchtdioden-Sfeusteins ist, tritt für einen Betrachter aus

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einer praktischen Entfern-ung von 3 oder mehr Metern Abstand keine Beeinträchtigung der Signalanzeige auf. Aus dieser Entfernung sind diese nicht ausgeleuchteten Flachen 1 und 2 nicht zu erkennen. Wenn bei einer Symboldarstellung mit gleichen oder gemischten Leuchtdioder: Bausteinen ein gefordertes Symbol nicht konturengerecht? wie z.B. die Leuchtflächen 3₉ dargestellt werden kann, so kann in bekannter Weise eine Lackabdeckung auf der bombierten Abschlußscheibe oder eine eingelegte Maske diesem abhelfen. Im allgemeinen läßt sich aber aus der Kombination der verschiedenförmigen Leuchtdioden-Bausteine jedes gewünschte Symbol darstellen.=

21 Patentansprüche . ·
10 Figuren

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Claims

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Patentansprüche;

ßjL Leuchtdioden-Baustein mit einer Mehrzahl von elekt^\,-lumineszierenden Dioden und einer gemeinsamen transparenten Abdeckkappe, die jeweils den einzelnen Diode zugeordnete gekrümmte Bereiche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die livht emittierenden Kristalle (1) der einzelnen Dioden jewer'l-* in zur Abstrahlrichtung offenen Ausnehmungen (3) eines gemeinsamen Trägers (2) mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet und mit ihren Anschlußpunkten untereinander elektrisch verbunden und an zwei Anschlußstifte (4) angeschaltet sind, und daß die gemeinsame Abdeckkappe (6) unmittelbar über den einzelnen Kristallen (1) angeordnet und mit dem gemeinsamen Träger (2) verbunden ist.

2. Leuchtdioden-Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) im Träger (2) parabelförmig gekrümmte Seitenflächen (3a) und plane Bodenflächen (3b) mit jeweils verspiegelten Oberflächen besitzen.

3. Leuchtdioden-Baustein nach Anspruch 1 oder Z₉ dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Träger (2) ein Metallträger ist, daß die Kristalle (1) in den Aus= nehmungen (3) mit einem Kontaktpunkt (1a) mittels eines transparenten Leitklebers (3c) auf dem Träger (2) angeordnet sind, und daß der zweite Kontaktpunkt (1b) der Kristalle (1) mittels eines Bonden-Drahtes (1c) mit einer auf dein Träger (2) isoliert (2c) angebrachten Leiterbahn (4a) verbunden ist.

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4. Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 3p dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kristalle (1) mit transparentem Klebstoff in den Ausnehmungen (3) mechanisch befestigt und die jeweiligen Kontaktpunkte (1a, 1b) mit Leiterbahnen verbunden sind.

5c Leuchtdioden=Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus transparentem Kunststoff bestehende Abdeckkappe (6) die Kristalle(1) dicht abschließend mittels angeformter Nasen (8) in entsprechenden Ausnehmungen (7) des Trägers (2) befestigt ist.

β ο Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 5j, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Abdeckkappe (6) jeweils in den Bereichen zwischen den Ausnehmungen (3) und dem Kristall (1) flächig auf dem Träger (2) aufliegt»

7c Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 6₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (6) mit dem Träger (2) verklebt ist.

8ο Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 7s dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Träger (2) und der Abdeckkappe (6) zumindest im Bereich der Kristalle (1) eine Vergußmasse eingebracht ist.

9 ο Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen lichtemittierenden Kristallen (1) zugeordneten gekrümmten Bereiche (9) der Abdeckkappe (6) jeweils konvexe Konturen aufweisen.

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1ο. Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche ^! bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den lichtemirt. renden Kristallen (1) zugeordneten vorgesetzten gekrfv : . -r-Bereiche (9a') jeweils symmetrisch zur Mittelachse (Λ,· de Ausnehmung (3) konkave Oberflächen (10,11) besitzen-

11. Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche ' bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den lichtemi"t ^%-renden Kristallen (1) zugeordneten vorgesetzten gekr.^ Bereiche (9b) jeweils asymmetrisch zur Mittelachse (A) vertikal oder horizontal geneigte konkave Oberfläche; (12) besitzen.

12. Leuchtdioden-Bausteinnach. Anspruch 10 oder 11₉ "dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen lichtemittierenden Kristallen (1) des Trägers (2) jeweils gekrümmte Bereiche (9a, 9b) der Abdeckkappe (6) mit unterschiedlicher Krümmung (10,11) und/oder unterschiedlicher Oberflächenneigung (12) zugeordnet sind,

13. Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Kristalle (1) in Reihen angeordnet sind.

14. Leuchtdioden-Baustöb, nach einem, der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet_p daß die Kristalle (1) in Form eines Vielecks angeordnet sind (Fig„2a=>d)„

15· Leuchtdioden-Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristalle (1) in Kreisform angeordnet sind (Figo2e)<.

16. Signalleuchte, bestehend aus Leuchtdioden-Bausteinen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bausteine zur Bildung verschiedener Symbolanzeigen zueinander unterschiedlich angeordnet sind (Fig.8-10).

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17. Signalleuchte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, da3 gleichförmige Bausteine zu unterschiedlichen Symbolanzeigen angeordnet sind (Fig.8).

18. Signalleuchte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedenförmige Bauieine zu vorgebbaren Symbolanzeigen angeordnet sind (Fig.9).

19. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 16 bis 1θ, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Oberfläche der Bausteine abgedeckt (3) ist (Fig.10).

20. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl der Bausteine nahezu lückenlos zueinander angeordnet ist.

21. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß einige Bausteine mit kleinem Abstand (2) zueinander angeordnet sind, wobei der Abstand (2) gegenüber dem Längenmaß der Bausteineoberfläche gering ist (Fig.10).