DE3320953A1 - Optoelektronisches bauelement - Google Patents

Optoelektronisches bauelement

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DE3320953A1 DE19833320953 DE3320953A DE3320953A1 DE 3320953 A1 DE3320953 A1 DE 3320953A1 DE 19833320953 DE19833320953 DE 19833320953 DE 3320953 A DE3320953 A DE 3320953A DE 3320953 A1 DE3320953 A1 DE 3320953A1
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Description

TELEFUIMKEIM electronic G.m.b.H. Theresienstr. 2, 7100 Heilbro'nn
Heilbrann, den 2^.5.1983 PTL-ES - Dr.Wf/Sch HN 81/5Q
Optoelektronisches Bauelement
Gegenstand der Erfindung ist ein np.tacilektrnninchiis Bauelement, bei welchem der elektrische Teil auf einem Anschlußfüße aufweisenden Träger befestigte und kontaktierte lichtemittierende Elemente umfaßt und der optische Teil aus die :Symbale ausbildenden Diffus-Reflektoren besteht, die Bestandteil eines" auf : den Träger aufsteckbaren und mit diesem vergießbaren Gehäuses, sind.
Bei derartigen Bauelementen (LED-Displays) sollen einerseits die Lichtausbeute und die mechanische Stabilität möglichst hoch sein und andererseits die Fertigungs- und Materialkosten, vor allem auch im Falle der Herstellung kundenspezifischer .·. Bauelemente; möglichst gering sein.
Insbesondere hinsichtlich einer Reduzierung der Fertigungsund Materialkasten sind bei den herkömmlichen Herstellungsmethoden die Möglichkeiten äußerst begrenzt, uieil jedes Bauelement ein für'sich abgeschlossenes System bzw. eine speziell für den jeweiligen Anwender konzipierte Baueinheit darstellt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, in erster Linie die Voraussetzungen für ei'ne kostengünstigere, autamatisierbare und materialsparendere Herstellung von optoelektronischen Bauelementen durch eine Modifikation der Systematik bei der- Bauelementen-Herstellung zu schaffen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektrische und der optische Teil des Bauelements jeweils ein 'separates Modul verkörpern, wobei das optische Modul wenigstens einen ' _:
^D Lichtleitkanal enthält, der geneigt zur Hauptstrahlungsachse :
>—^ ■ :
BAD ORIGINAL COPY
■ des- oder der dem Lichtleitkanal zugeordneten lichtemittierend den'Elemente verläuft. f .' ' . ·
Das elektrische Modul, das für alle Displays eine ähnliche Farm hat, kann dabei mit einer Maschine automatisch verarbeitet' werden (elektrischer Anschluß,. LED-Träger, LED und eventuell Ansteuer-IC).
Das optische Madul-i stellt die l/erbindung nach außen dar (Gehäuse, Lichtleitkanäle) und ist je nach Display-Typ .verschieden. . ' ·
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele veranschaulicht, erläutert. ....
Es zeigen: Fig. 1a eine Ausführungsform de.s elektrischen
Teils'des Bauelements mit einem, geätzten Cu-Träger, der beidseitig mit ■ Halbleiterleuchtelementen: bestückt ; ist und in dieser Form in den npti-
■ sehen teil einbaubar ist, ■Fig. 1b eine Ansicht des Cu-Trägers gemäß ' ■·
Fig. 2a einen ' geätztes Cü-.TpSger-rin abgeain- ·· . kelter.iForraj.-.bei ^dem die. öalblaiter*^
• leuchtelBräente-ifeED-Chips) auf den
r .'■ ."" .[J/ ■· " abgeujinkel^ten Segmenten der AnschluB
fahnen angebracht sind,
Fig. 2b eine Ansicht des Trägers nach Fig. 2a in Richtung B,
Fig. 3 eine Ausführungsvariante eines Cu-Trägers gemäß Fig. 2, - Fig. h einen Querschnitt durch ein Bauelement,
Fig. 5 ein Bauelement mit Lichtleitkanälen in " 7 Segment-Konstellation-,
Fig. 6 die Anschlußseite eines Bauelements, Fig.7,8a und 8b einige kundenspezifische Displays,
Fig. 9 ein aus mehreren Displays zusammengesetztes Groß display,
Fig.10 eine Leiterplatte für mehrere im Multi-1a plexverfahren betriebene Bauelemente
mit kr im ζ unn.;; Γ im; ί u r Ι., ι · i t. r; rnriu rrinunn,.
Das elektrische Modul gemäß den Figuren 1a und 1b besteht aus einem ebenen, AnschlußfüßeiMi aufweisenden und geätzten Träger 2 aus Hupfer, der beidseitig mit Halbleiterleuchtelementen 3 (LED-Chips) bestückt ist und vertikal bzw. stehend, also ohne vorher abgebogen zu uerden, in das optische Modul eingebaut uird. Die unter den Winkeln </ und ψ', uobei ψ auch = <f sein kann, geneigt zu den gestrichelt angedeuteten Hauptstrahlungsachsen 31 und 3" der Halbleiterleuchtelemente 3 verlaufenden Lichtleitkanäle sind hier mit 4 und 5 bezeichnet.
Die Figuren 2a und 2b zeigen einen geätzten Cu-Träger Z', . . der abgebogen ist und auf den abgebogenen Schenkeln 6 in gleicher Richtung.und im gleichen Abstand voneinander angeordnete Halbleiterleuchtelemente 3 enthält, die automatisch aufgebracht uerden können. Der Träger kann auch mit LED-Chips bestückt werden, bei denen sich beide Kontakte auf einer Seite befinden. Mit ^1 und 51 sind zuei geneigt zur Hauptstrahlungs-
^0 chse 31" des Leuchtelements 3 verlaufende Lichtleitkanäle des optischen Moduls bezeichnet.
Der gegenüber dem Träger gemäß Fig. 2 modifizierte Träger 2" nach Fig. 3 enthält in seinen abgebogenen 'Teilen 7 eingeprägte Vertiefungen 8, in welche die einzelnen Leuchtdioden 3 eingesetzt sind. Die von den Halbleiterleuchtelementen ausgesandten Lichtstrahlen werden dann teilweise an der Innenwandung der Vertiefungen reflektiert und in den Lichtleitkanal bzw. · den Lichtleiter abgelenkt.
BADORIQiNAL
Bei dem im Querschnitt dargestellten Bauelement· nach Fig.,A besteh.t das elektrische Modul aus einem geätzten Cu-Träger 2'. gemäß Fig. 2 mit den Halbloiterleuchtelementen 3 und den Anschlußfüßen 1, mit dem./aus dem Gehäuse 9 mit den Lichtleitkanälen h und 5 bestehende . optische Modul vereinigt ist, wobei die schräg verlaufenden Lichtleitkanäle der einzelnen Symbole 10 (Segmente) den einzelnen Halbleiterleuchtelementen 3 zugeordnet sind. Die durch die Symbole definierten Lichtaustrittsöffnungen befinden sich infolge 1ü. der schrägen Lichtleitkanäle U und 5 nicht senkrecht über den lichtemittierenden Elementen 3- Die elektrischen Module können jeuieils in verschiedene optische Module eingebaut üjerden.
Ein Ausführungsbeispiel eines Bauelements mit einer Lichtleitkanalkonzeption, bei welcher sieben plattenfö-rmige Fortsätze 1D als Lichtleiter vorgesehen sind, deren Stirnflächen in der Draufsicht etwa eine Doppelrechteckform mit gemeinsamem Mittelsteg bilden (7-Segmentanzeige|-f ), ist in Fig. 5 veranschaulicht. Das elektrische Modul entspricht dabei der Ausführungsform nach Fig. 3.
Eine Grundausführungsform eines elektrischen Moduls kann nunmehr für Gehäuse mit verschiedenen Lichtleitkanälen (Displays) und unterschiedlicher Größe verwendet werden.
Insbesondere können., kundenspezifische Displays mit einem - ;· Geringstmaß an Aufwand hergestellt werden.
i-
Aus der in Fig. 6 dargestellten Anschlußseite eines Bauelements ist ersichtlich, daß durch die an den Ecken vorhandenen Gehäu-3a seauflageflächen 11 und die in der Mittenebene befindlichen elektrischen Anschlüsse (Anschlußfüßs 1), die auf der CU-kaschierten Platine 'verlötet werden, eine gute mechanische Stabilität und eine exakte plane Ausrichtung des'Bauelements gewährleistet ist. "
Die Figuren 7, 8a und Sb veranschaulichen je einen. Baustein in moduler Bauweise' mit einem kundenspezifischen Display, Fig. 9 zeigt ein aus vier Bauelementen zusammengesetztes
Bauelement mit einer dadurch gewonnenen Großanzeige. 5
Die Einfachheit der Verschaltung einer Leiterplatte 12 für mehrere im Multiplexverfahren betriebene Bauelemente und kreuzungsfreier Leiteranordnung ist aus Fig. 1o ersichtlich. Eine solche Leiterplatte kann mit de_n verschiedensten Gehäuseformen bestückt werden.
Die module Bauweise nach der Erfindung bietet neben dem Vorteil der Verwendung des elektrischen Teils für verschiedene optische Teile auch unterschiedlicher Größe die weiteren Vorzüge, daß der Materialeinsatz beim Cu-Träger vergleichsweise geringer
wild, daß das Bestücken, Bonden und Funktionsprüfen des" elek- : irischen' Teils vor der Endmontage ohne Schwierigkeiten automatisierbar ist, daß lediglich ein einmaliges Stanzen und gegebenenfalls ein einmaliges Biegen erforderlich ist und daß die Verdrahtung auf der Cu-kaschierten Leiterbahnplatte sehr einfach ist.
Schließlich sind die mechanische Stabilität und das genaue plane Ausrichten der Bauelemente bzw. Displays durch die Eckpunktauflage des Gehäuses auf der Leiterbahnplatte vergleichsweise verbessert. Gegebenenfalls können die Lichtleitkanäle beispielsweise durch das Aufbringen einer dünnen reflektierenden · . ■ Schicht verspiegelt werden, oder es können lichtleitende Elemente verwendet werden, durch welche das Licht an die Lichtaustrittsöffnungen gelangt.
Es ist o'hne weiteres auch möglich, den zu beleuchtenden Symbolen (Segmenten) verschiedene Lichtleitkanäle zuzuordnen.
COPY

Claims (8)

  1. TELEFUNKEW".eletftiWnit G~iü:ti.:H.
    Theresienstr. 2, 7100 Heilbrann 3320953
    Patentansprüche
    Heilbronn, den 24.5.1983 PTL-ES - Dr.Uf/Sch HN 81/50
    Optoelektronisches Bauelement, bei welchem der elektrische Teil auf einem Anschlußfüße aufweisenden Träger befestigte und kontaktierte lichtemittierende Elemente umfaßt und der optische Teil aus die Symbole ausbildenden Diffus-Re- · flektoren be.steht, die Bestandteil eines auf den Träger aufsteckbaren und mit diesem vergießbaren Gehäuses sind, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische und der optische Teil des Bauelements jeweils ein separates Modul verkörpern, wobei das optische Modul wenigstens einen Lichten · leitkanal enthält, der geneigt zur Hauptstrahlungsachse des oder der dem Lichtleitkanal zugeordneten lichtemittierenden Elemente verläuft.
  2. 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das emittierte Licht durch am Lichtleitkanal vorgesehene spiegelnde und/oder lichtleitende Elemente zur Lichtaustrittsöffnung . gelangt .
  3. 3. Bauelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente durch Halbleiterleuchtelemente verkörpert sind.
  4. 4. Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente in einer-Reihe · (fluchtend) auf dem Träger des elektrischen Moduls angeordnet sind.
    - 2 COPY
  5. 5. Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis k, .dadurch gekenn- -zeichnet, daß die aus dein Gehäuse herausragenden Anschlußfüße des Trägers des elektrischen Moduls in einer Reihe liegen.
  6. 6. Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine in einem Chip integrierte LED-Zeile auf dem Träger angebracht ist.
  7. 7. Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich-1cnet, daß den zu beleuchtenden Symbolen verschiedene Lichtleitkanäle zugeordnet sind.
  8. 8. Bauelement nach den Ansprüchen V bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beleuchteten Symbole eine 7-Segmentanzeige bilden.
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