WO2014001068A1 - Beleuchtungsvorrichtung, beleuchtungsanordnung mit beleuchtungsvorrichtung und verfahren zum betreiben einer beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung, beleuchtungsanordnung mit beleuchtungsvorrichtung und verfahren zum betreiben einer beleuchtungsvorrichtung Download PDF

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Jürgen Holz
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    • H10W90/00—Package configurations

Definitions

  • Lighting device lighting arrangement with
  • the present application relates to a
  • Lighting device a lighting arrangement with a lighting device and a method for operating a lighting device.
  • LED modules for use as a spotlight
  • two leads for external contacting can be provided for each LED.
  • this requires a large number of supply lines, which may increase the distance required between the individual LEDs.
  • One object is to provide a lighting device in which individual components in a compact and
  • Lighting device has these a plurality of devices provided for generating radiation.
  • the devices can be used to generate incoherent,
  • the components can be provided partially coherent or coherent radiation.
  • the components can be designed as light-emitting diodes (LEDs).
  • the components can be considered unhoused Semiconductor chips or as components in which the semiconductor chips are arranged in a housing may be formed. According to at least one embodiment of the
  • Lighting device the lighting device, a plurality of row lines and a plurality of
  • the components are each electrically connected to a row line and a column line.
  • the components are preferably arranged in the form of a matrix, wherein the row lines are respectively assigned to one row of the matrix and the column lines are each assigned to one column of the matrix. A crossing point of a
  • Row line with a column line can also be assigned to a group of components.
  • the components belonging to a group can each be controlled only together.
  • crossing point in this context does not mean that the row lines and the column lines need to overlap at the crossing point, rather the term crossing point defines which
  • the row wirings and the column wirings are identical to components. Assigned to components.
  • the row wirings and the column wirings are identical to components.
  • each electrically connected to the same pole of the components preferably each electrically connected to the same pole of the components.
  • Lighting device has this between including two and including five row lines.
  • the lighting device can have exactly two row lines.
  • Lighting device includes the lighting device between two inclusive and eight inclusive
  • Lighting device this is provided for the simultaneous operation of at least two components.
  • at least two components that are different from each other are different from each other
  • Lighting device operated simultaneously.
  • Lighting device is assigned to at least one component an ESD (Electro-Static Discharge) protective element.
  • An ESD protection element is intended to be connected to a
  • each component is associated with an ESD protection element.
  • an ESD protection element is connected in parallel to each component. In this case, the number of ESD protection elements equals the number of components.
  • each column line is thus provided in each case an ESD protection element.
  • the ESD protection element may be formed as a unidirectionally blocking element, for example as an ESD diode.
  • the ESD protection element may be bidirectionally blocking with a breakdown characteristic.
  • the ESD protection element may be formed as a varistor, a thyristor or as a diode arrangement with two diodes connected in series with mutually opposite transmission directions.
  • An active ESD protection element for example a so-called “gated diode”, can also be used.
  • the carrier may for example contain a ceramic or consist of a ceramic. Also one
  • the PCB can be used for the carrier application.
  • the ESD protection element or the ESD protection elements can be arranged on the carrier.
  • the ESD protection element or the ESD protection elements can a circuit board provided in addition to the carrier
  • Lighting device for a headlamp in particular for a headlight of a motor vehicle, formed.
  • the lighting device for a headlamp in particular for a headlight of a motor vehicle, formed.
  • AFS adaptive front-lighting system
  • a lighting arrangement has according to at least one
  • Embodiment such a lighting device and a drive circuit.
  • an operating potential of the row lines can be varied in each case between at least two states, and the column lines are each electrically conductively connected to a current driver.
  • the current can thus be set independently of each other for the column lines.
  • row line and “column line” are interchangeable in that the current drivers can also be connected to the row lines and the operating potential of the column lines can be varied between at least two states.
  • the column lines with three potential states are operable.
  • the column line can therefore be operated with an intermediate voltage which is between the two
  • Lighting arrangement is a state of the row lines a high-impedance state. Such a state can be provided by a so-called tristate structure.
  • a lighting arrangement in which the column lines with three potential states and the row lines are operable in a high-resistance state is particularly suitable for a lighting device in which the individual
  • Components each having a unidirectionally blocking ESD protection element is connected in parallel.
  • the lighting device comprises a plurality of
  • one of at least two states is set for an operating potential of the row lines.
  • a power supply of the column lines is set in each case by means of a current driver.
  • the column lines are thus by means of the respective associated current driver
  • the individual current drivers can each be designed as outputs of a common current source or as separate current sources.
  • components provided for the generation of radiation pass through
  • a current strength provided by the current driver becomes
  • Amperage is preferably n times the nominal current for a single device.
  • the row lines are operated with a duty cycle of 100%. That is, the activated row lines are activated continuously and can each be used for
  • Radiation generation provided components are energized throughout. Only entire rows and / or entire columns are deactivated.
  • At least two row lines are alternated with one
  • Duty cycle operated at 100%, so that at least one component is disabled and at least one more
  • the duty cycle is 100% divided by the number of
  • the current can be increased, in particular according to the inverse duty cycle.
  • the current At a duty cycle of 50%, the current
  • radiated radiant power of a device can so the radiant power of the device in operation with a
  • an ESD protection element is in each case associated with the components
  • a row line is operated in an activated state. Another row line is preferably operated in a high-impedance state. A column line is further preferably operated in an activated state and another
  • Row line and the voltage of the activated state of the column line is such that the device which is connected to the activated row line and the column line with the intermediate voltage is disabled. In this way, even with a lighting device in which the components each have an ESD protection element
  • the illumination device and the illumination arrangement described above are particularly suitable for the method. Therefore, features described in connection with the lighting arrangement and the lighting device can also be used for the method and
  • Figure 1 shows an embodiment of a
  • FIG. 2E and different operating modes of the illumination arrangement in FIGS. 2B to
  • FIGS. 3A to 3D show a circuit for a
  • Figure 4 shows a circuit for a lighting arrangement
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of a lighting device 1 is shown schematically in plan view in FIG. The
  • Lighting device has a plurality of
  • the carrier can
  • a ceramic carrier or a printed circuit board in particular a metal core printed circuit board be.
  • the rows and columns of the lighting device 1 are each a row line ZI, Z2 or a
  • Lighting device two rows and four columns.
  • the lighting device can also have more than two lines and correspondingly more
  • the lighting device 1 may also be one of four
  • a headlight such as for a motor vehicle
  • an arrangement with exactly two row lines is particularly suitable for the lighting device, an arrangement with exactly two row lines.
  • the row lines ZI, Z2 and the column lines Sl to S4 are as intersecting continuous tracks
  • Conductor tracks for the column lines to be formed an insulating layer (not explicitly shown).
  • the row wirings and column wirings do not necessarily have to intersect.
  • Row lines are connected to each other via connecting lines such as bonding wires.
  • Crossing point but also be assigned a group with a plurality of components. The components of a group can then only be controlled together.
  • the components 2 are designed as unhoused LED semiconductor chips. The distance between the semiconductor chips
  • the components are preferably designed as LEDs. It is also possible to use superluminescent diodes. Also, the use of more coherent
  • Radiation sources such as laser diodes is conceivable.
  • the semiconductor chips of the components 2 each have a reference to a main emission direction of the
  • Lighting device 1 back contact which is electrically connected to the row lines ZI, Z2, for example via a solder layer or an electrically conductive adhesive layer.
  • An electrically conductive connection with the associated column lines S 1 to S 4 takes place via a connecting line 3, for example a bonding wire, between an upper-side contact of the semiconductor chip 2 and the associated column line.
  • the semiconductor chip can be electrically connected via two front-side contacts by means of two connection lines.
  • the back side of the semiconductor chip may in this case be electrically isolated from the row lines and the column lines.
  • Semiconductor chips in so-called flip-chip geometry can also be used. On a connecting line can be omitted in this case.
  • the components may be laterally of the row lines ZI, Z2.
  • the components may be laterally of the row lines ZI, Z2.
  • the components 2 can also be arranged on the column lines S1 to S4.
  • III-V compound semiconductor materials are for ultraviolet radiation generation
  • Al x In y Ga x - y P in particular for yellow to red radiation
  • Al x In y Ga x - y As infrared
  • spectral range are particularly suitable.
  • Components 2 also find applications in which the intended for generating radiation semiconductor chips are arranged in a housing. Although such components require more space on the carrier, but may for example be characterized by a higher mechanical robustness.
  • FIG. 2A A circuit for a lighting arrangement 11 with a lighting device 1 and a drive circuit 10 is shown in FIG. 2A.
  • the lighting device can be designed in particular as described in connection with FIG. In this embodiment, ten components are arranged in a matrix and with two
  • the row lines are respectively connected to the anodes of the components 2 and
  • the lighting device 1 thus has a total of seven connections to the
  • the column lines Sl to S5 are each assigned a separate current driver II to 15. To reduce the
  • averaged radiant power can be at all
  • Embodiments find a pulse width modulation application, with which the components 2 can be dimmed.
  • An “x" in the tables each means a device in the radiation-emitting state.
  • both row lines Z1 and Z2 are located in FIG High state. Consequently, all devices except those associated with the column line S2 emit
  • Lighting device 1 are operated with a duty cycle of 100%. All activated components emit radiation simultaneously.
  • two power elements II to 15 each assigned to the column lines S1 to S5 are each assigned two components 2 which
  • the current drivers II to 15 preferably each supply the nominally twice the operating current in relation to the nominal operating current for a component 2. In the case of more than two row lines, that of the
  • FIG. 2D shows an operating mode in which a single component 2 is deactivated, in contrast to the operating modes shown in FIGS. 2B and 2C, without the entire associated row or the entire associated column having to be deactivated.
  • the row lines ZI and Z2 are activated alternately, each with a duty cycle of 50%.
  • the column lines Sl and S3 to S5 are each assigned a low state, so that this
  • Each column lines associated components emit radiation each with a duty cycle of 50%.
  • Column line S2 is set to the high state at the times when the row line ZI is activated, so that the row line ZI and the column line S2 assigned component no radiation emitted. At the times in which the row line Z2 is activated, the column line S2 is set to the low state, so that the component assigned to the row line Z2 and the column line S2 emits radiation.
  • Duty cycle compared to the state shown in Figure 2B can be compensated by doubling the operating current, so that the individual activated
  • the components 2 can all individually and
  • Such a lighting device or such a method for operating a lighting device is therefore particularly suitable for use in one
  • Headlamp in particular an adaptive
  • the components 2 each associated with an ESD protection element 4, wherein the ESD protection element is formed in both directions blocking with breakthrough characteristic.
  • the ESD protection element a thyristor, a varistor or a diode circuit with two series-connected diodes with each other
  • An active ESD protection element such as a gated diode can also be used.
  • Component 2 from damage due to a
  • Such a lighting arrangement is characterized by a particularly high robustness and a reduced associated
  • the ESD protective elements 4 can be arranged on the same carrier 5 as the optoelectronic components 2. Furthermore, the ESD protective element can also be arranged in the component 2, in particular in the semiconductor chip.
  • the ESD protection elements 4 can also be arranged on a circuit board provided in addition to the carrier 5.
  • FIG. 3A a circuit for a third embodiment of a lighting arrangement is shown in Figure 3A, in which the ESD protection elements 4 each as
  • ESD diodes unidirectionally blocking components, in particular as ESD diodes are formed.
  • the forward direction of the ESD protection diodes is oriented antiparallel to the forward direction of the associated component 2.
  • FIGS. 3B to 3D Various operating modes of the lighting device are illustrated by the tables in FIGS. 3B to 3D, the pattern of the activated components 2 corresponding to the tables according to FIGS. 2B to 2D.
  • the states of the row lines ZI, Z2 can be switched between a high state and a high-resistance state (Z state).
  • Z state Such a condition may be provided by, for example, a tristate circuit.
  • Column line S2 is assigned a mean voltage M of +1.9 V. This voltage is therefore between the high state and the low state.
  • the intermediate voltage M is selected such that the component 2 assigned to the row line ZI and the column line S2 is connected to the resulting
  • a deactivation of an entire column can, as shown in FIG. 3C by way of example for the column S2, thereby achieved be that the column voltage M is assigned the intermediate voltage.
  • a deactivation of a single component 2 can, as shown in Figure 3D, by an activation of
  • Row lines ZI, Z2 are achieved with a correspondingly reduced duty cycle (ie 50% for two row lines) if the M state is assigned to the column line associated with the component to be deactivated during activation of the associated row line.
  • a correspondingly reduced duty cycle ie 50% for two row lines
  • Optoelectronic component 2 is associated with an ESD protection element with unidirectional blocking behavior, each
  • Component 2 can be controlled individually. While such operation requires driving the row lines with a high resistance state and a suitable intermediate voltage for the column lines, the complexity of the
  • running control can still be beneficial because it is more tolerant of any occurring leakage currents

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Abstract

Es wird eine Beleuchtungsvorrichtung einer Mehrzahl von zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen Bauelementen (2), einer Mehrzahl von Zeilenleitungen (Z1, Z2) und einer Mehrzahl von Spaltenleitungen (S1, S2,.., S5) angegeben, wobei die Bauelemente jeweils mit einer Zeilenleitung und mit einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbunden sind und die Beleuchtungsvorrichtung zum gleichzeitigen Betrieb von zumindest zwei Bauelementen vorgesehen ist. Weiterhin werden eine Beleuchtungsanordnung mit einer solchen Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung angegeben.

Description

Beschreibung
Beleuchtungsvorrichtung, Beleuchtungsanordnung mit
Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine
Beleuchtungsvorrichtung, eine Beleuchtungsanordnung mit einer Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung.
Bei Beleuchtungsvorrichtungen, beispielsweise LED-Modulen für die Anwendung als Scheinwerfer, finden oftmals viele LED- Chips Anwendung, die im Betrieb einzeln oder in Gruppen angesteuert werden müssen. Hierfür können für jede LED zwei Zuleitungen zur externen Kontaktierung vorgesehen werden. Dies erfordert jedoch eine Vielzahl von Zuleitungen, wodurch sich der zwischen den einzelnen LEDs erforderliche Abstand erhöhen kann.
Eine Aufgabe ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung anzugeben, bei der einzelne Bauelemente in einer kompakten und
kostengünstigen Ausgestaltung einzeln kontaktierbar sind. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem eine Beleuchtungsvorrichtung effizient angesteuert werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung weist diese eine Mehrzahl von zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen Bauelementen auf. Die Bauelemente können zur Erzeugung von inkohärenter,
teilkohärenter oder kohärenter Strahlung vorgesehen sein. Insbesondere können die Bauelemente als Leuchtdioden (LEDs) ausgebildet sein. Die Bauelemente können als ungehäuste Halbleiterchips oder als Bauelemente, bei denen die Halbleiterchips in einem Gehäuse angeordnet sind, ausgebildet sein . Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung weist die Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl von Zeilenleitungen und eine Mehrzahl von
Spaltenleitungen auf. Die Bauelemente sind jeweils mit einer Zeilenleitung und mit einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise sind die Bauelemente matrixförmig angeordnet, wobei die Zeilenleitungen jeweils einer Zeile der Matrix und die Spaltenleitungen jeweils einer Spalte der Matrix zugeordnet sind. Einem Kreuzungspunkt einer
Zeilenleitung mit einer Spaltenleitung kann aber auch eine Gruppe von Bauelementen zugeordnet sein. In diesem Fall sind die zu einer Gruppe gehörenden Bauelemente jeweils nur gemeinsam ansteuerbar. Der Begriff „Kreuzungspunkt" bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, dass die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen an dem Kreuzungspunkt überlappen müssen. Vielmehr definiert der Begriff Kreuzungspunkt, welche
Zeilenleitung und welche Spaltenleitung dem jeweiligen
Bauelement beziehungsweise der jeweiligen Gruppe von
Bauelementen zugeordnet ist. Die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen sind
vorzugsweise jeweils mit demselben Pol der Bauelemente elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise können die
Zeilenleitungen jeweils mit der Anode und die
Spaltenleitungen mit der Kathode elektrisch leitend verbunden sein oder umgekehrt. Vorzugsweise ist die Anzahl der
Zeilenleitungen geringer als die Anzahl der Spaltenleitungen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung weist diese zwischen einschließlich zwei und einschließlich fünf Zeilenleitungen auf.
Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung genau zwei Zeilenleitungen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung weist die Beleuchtungsvorrichtung zwischen einschließlich zwei und einschließlich acht
Spaltenleitungen auf. Insbesondere kann die
Beleuchtungsvorrichtung zwischen einschließlich vier und einschließlich sechs Spaltenleitungen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung ist diese zum gleichzeitigen Betrieb von zumindest zwei Bauelementen vorgesehen. Insbesondere werden zumindest zwei Bauelemente, die voneinander
verschiedenen Spaltenleitungen und voneinander verschiedenen Spaltenleitungen zugeordnet sind, gleichzeitig betrieben. Bevorzugt werden mindestens 10 % der Bauelemente der
Beleuchtungsvorrichtung gleichzeitig betrieben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung ist zumindest einem Bauelement ein ESD (Electro-Static Discharge) -Schutzelement zugeordnet. Ein ESD-Schutzelement ist dafür vorgesehen, eine an ein
Bauelement aufgrund von elektrostatischer Aufladung
anliegende Spannung, die im Fall einer Entladung zur
Schädigung des Bauelementes führen könnte, abfließen zu lassen. Vorzugsweise ist jedem Bauelement ein ESD- Schutzelement zugeordnet. In einer Ausgestaltung ist zu jedem Bauelement ein ESD- Schutzelement parallel geschaltet. In diesem Fall entspricht die Anzahl der ESD-Schutzelemente der Anzahl der Bauelemente. In einer alternativen Ausgestaltung ist den Bauelementen, die mit einer Zeilenleitung elektrisch leitend verbunden sind und/oder den Bauelementen, die mit einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbunden sind, jeweils ein gemeinsames ESD-Schutzelement zugeordnet. Zu jeder Zeilenleitung
beziehungsweise jeder Spaltenleitung ist also jeweils ein ESD-Schutzelement vorgesehen.
Das ESD-Schutzelement kann als ein unidirektional sperrendes Element, beispielsweise als eine ESD-Diode, ausgebildet sein. Alternativ kann das ESD-Schutzelement bidirektional sperrend mit einer Durchbruchcharakteristik ausgebildet sein.
Beispielsweise kann das ESD-Schutzelement als ein Varistor, ein Thyristor oder als eine Dioden-Anordnung mit zwei in Serie verschalteten Dioden mit zueinander entgegengesetzten Durchlassrichtungen ausgebildet sein. Auch ein aktives ESD- Schutzelement , beispielsweise eine so genannte „gated diode" kann Anwendung finden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die
Beleuchtungsvorrichtung einen Träger auf, auf dem die
Zeilenleitungen, die Spaltenleitungen und die Bauelemente angeordnet sind. Der Träger kann beispielsweise eine Keramik enthalten oder aus einer Keramik bestehen. Auch eine
Leiterplatte kann für den Träger Anwendung finden. Das ESD- Schutzelement beziehungsweise die ESD-Schutzelemente können auf dem Träger angeordnet sein. Alternativ können das ESD- Schutzelement beziehungsweise die ESD-Schutzelemente auf einer zusätzlich zum Träger vorgesehenen Leiterplatte
angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die
Beleuchtungsvorrichtung für einen Scheinwerfer, insbesondere für einen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung für ein
adaptives Frontbeleuchtungs-System (adaptive front-lighting System, AFS) ausgebildet sein. Für ein AFS ist eine
Beleuchtungsvorrichtung mit genau zwei Zeilenleitungen besonders geeignet.
Eine Beleuchtungsanordnung weist gemäß zumindest einer
Ausführungsform eine solche Beleuchtungsvorrichtung und eine Ansteuerschaltung auf. Mittels der Ansteuerschaltung ist ein Betriebspotenzial der Zeilenleitungen jeweils zwischen zumindest zwei Zuständen variierbar und die Spaltenleitungen sind jeweils mit einem Stromtreiber elektrisch leitend verbunden. Der Strom ist für die Spaltenleitungen also jeweils unabhängig voneinander einstellbar.
Selbstverständlich sind die Begriffe „Zeilenleitung" und „Spaltenleitung" insofern austauschbar, dass die Stromtreiber auch mit den Zeilenleitungen verbunden sein können und das Betriebspotenzial der Spaltenleitungen jeweils zwischen zumindest zwei Zuständen variierbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsanordnung sind die Spaltenleitungen mit drei Potenzialzuständen betreibbar. Zusätzlich zu einem Zustand mit einem hohen Potenzial („High") und einem Zustand mit niedrigem Potenzial („Low") ist die Spaltenleitung also mit einer Zwischenspannung betreibbar, die zwischen den
vorgenannten Spannungswerten liegt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsanordnung ist ein Zustand der Zeilenleitungen ein hochohmiger Zustand. Ein solcher Zustand kann durch eine so genannte Tristate-Struktur bereitgestellt werden.
Eine Beleuchtungsanordnung, bei der die Spaltenleitungen mit drei Potenzialzuständen und die Zeilenleitungen in einem hochohmigen Zustand betreibbar sind, eignet sich besonders für eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der den einzelnen
Bauelementen jeweils ein unidirektional sperrendes ESD- Schutzelement parallel geschaltet ist.
Bei einem Verfahren zum Betreiben einer
Beleuchtungsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl von zur
Erzeugung von Strahlung vorgesehenen Bauelementen, eine
Mehrzahl von Zeilenleitungen und eine Mehrzahl von
Spaltenleitungen auf, wobei die Bauelemente jeweils mit einer Zeilenleitung und mit einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbunden sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird für ein Betriebspotenzial der Zeilenleitungen jeweils einer von zumindest zwei Zuständen eingestellt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Stromversorgung der Spaltenleitungen jeweils mittels eines Stromtreibers eingestellt. Die Spaltenleitungen werden also mittels des jeweils zugeordneten Stromtreibers
unabhängig voneinander bestromt. Die einzelnen Stromtreiber können jeweils als Ausgänge einer gemeinsamen Stromquelle oder als voneinander getrennte Stromquellen ausgeführt sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zur Strahlungserzeugung vorgesehene Bauelemente durch
Einstellen eines aktivierten Zustands für die zugeordneten Zeilenleitungen vorselektiert. Das heißt, zu dem jeweiligen Zeitpunkt emittieren alle Bauelemente, die einer
Zeilenleitung mit einem nicht aktivierten Zustand zugeordnet sind, keine Strahlung. Die Bezeichnung „vorselektiert" impliziert hierbei keine zeitliche Reihenfolge des
Einstellens der Zustände für die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen. Von den den aktivierten Zeilenleitungen zugeordneten Bauelementen emittieren diejenigen Bauelemente zu dem genannten Zeitpunkt Strahlung, deren zugeordnete
Spaltenleitung aktiviert wird. Im einfachsten Fall erfolgt eine Aktivierung eines Bauelements durch Einstellen eines „High"-Zustands für die zugeordnete Zeilenleitung in
Verbindung mit einem „Low"-Zustand an der zugeordneten
Spaltenleitung oder umgekehrt. Eine Spannungsdifferenz zwischen dem „High"-Zustand und dem „Low-Zustand" ist
betragsmäßig zweckmäßigerweise mindestens so hoch wie die nominelle Betriebsspannung der angesteuerten Bauelemente.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine von dem Stromtreiber bereitgestellte Stromstärke
abhängig von der Anzahl der im aktivierten Zustand
befindlichen Zeilenleitungen eingestellt. Je höher die Anzahl der im aktivierten Zustand befindlichen Zeilenleitungen ist, desto größer ist die Anzahl der Bauelemente, die bei
Bestromung der dem Stromtreiber zugeordneten Spaltenleitung elektrisch zueinander parallel geschaltet sind. Bei einer Anzahl von n aktivierten Zeilenleitungen beträgt die
Stromstärke vorzugsweise das n-Fache des Nominalstroms für ein einzelnes Bauelement. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Zeilenleitungen mit einem Tastverhältnis (duty cycle) von 100 % betrieben. Das heißt, die aktivierten Zeilenleitungen sind durchgängig aktiviert und können jeweils zur
Strahlungserzeugung vorgesehenen Bauelemente durchgängig bestromt werden. Es werden jeweils nur ganze Reihen und/oder ganze Spalten deaktiviert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zumindest zwei Zeilenleitungen abwechselnd mit einem
Tastverhältnis unter 100 % betrieben, so dass zumindest ein Bauelement deaktiviert ist und zumindest ein weiteres
Bauelement in der dem deaktivierten Bauelement zugehörigen Spalte und ein weiteres Bauelement in der dem deaktivierten Bauelement zugehörigen Zeile gleichzeitig aktiviert ist.
Mittels der Einstellung des Tastverhältnisses können also einzelne Bauelemente deaktiviert werden, ohne dass die dem Bauelement zugeordnete gesamte Spalte oder die zugeordnete gesamte Zeile deaktiviert werden muss. Vorzugsweise beträgt das Tastverhältnis 100 % dividiert durch die Anzahl der
Zeilenleitungen. Bei zwei Zeilenleitungen beträgt das
Tastverhältnis demnach 50 %.
Zur Kompensation der aufgrund des reduzierten
Tastverhältnisses geringeren insgesamt abgestrahlten
Strahlungsenergie kann die Stromstärke erhöht werden, insbesondere entsprechend dem inversen Tastverhältnis. Bei einem Tastverhältnis von 50 % kann die Stromstärke
beispielsweise 200 % betragen. Die zeitlich gemittelt
abgestrahlte Strahlungsleistung eines Bauelements kann so der Strahlungsleistung des Bauelements im Betrieb mit einem
Tastverhältnis von 100 % entsprechen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist zu den Bauelementen jeweils ein ESD-Schutzelement mit
unidirektionalem Sperrverhalten bezüglich der
Durchlassrichtung antiparallel geschaltet. Eine Zeilenleitung wird in einem aktivierten Zustand betrieben. Eine weitere Zeilenleitung wird bevorzugt in einem hochohmigen Zustand betrieben. Eine Spaltenleitung wird weiterhin bevorzugt in einem aktivierten Zustand betrieben und eine weitere
Spaltenleitung wird mit einer Zwischenspannung betrieben, die zwischen der Spannung des aktivierten Zustands der
Zeilenleitung und der Spannung des aktivierten Zustands der Spaltenleitung liegt, so dass das Bauelement, das mit der aktivierten Zeilenleitung und mit der Spaltenleitung mit der Zwischenspannung verbunden ist, deaktiviert ist. Auf diese Weise können auch bei einer Beleuchtungsvorrichtung, bei der den Bauelementen jeweils ein ESD-Schutzelement mit
undirektionalem Sperrverhalten zugeordnet ist, elektrisch kontaktiert werden. Die Zahl der nach außen zu führenden Verbindungsleitungen beträgt bei den vorstehend beschriebenen
Beleuchtungsvorrichtungen bei n Zeilen und m Spalten n + m, während bei einer einzelnen Kontaktierung der Bauelemente insgesamt 2*n*m Leitungen erforderlich wären.
Die vorstehend beschriebene Beleuchtungsvorrichtung und die Beleuchtungsanordnung sind für das Verfahren besonders geeignet. Im Zusammenhang mit der Beleuchtungsanordnung und der Beleuchtungsvorrichtung beschriebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und
umgekehrt . Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren. Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für eine
Beleuchtungsvorrichtung in schematischer Aufsicht; Figuren 2A bis 2E jeweils eine Schaltung für eine
Beleuchtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und einem zweiten
Ausführungsbeispiel in den Figuren 2A
beziehungsweise 2E und verschiedene Betriebsmodi der Beleuchtungsanordnung in den Figuren 2B bis
2D;
Figuren 3A bis 3D eine Schaltung für eine
Beleuchtungsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in Figur 3A und verschiedene
Betriebsmodi der Beleuchtungsanordnung in den Figuren 3B bis 3D; und
Figur 4 eine Schaltung für eine Beleuchtungsanordnung
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Beleuchtungsvorrichtung 1 ist in Figur 1 schematisch in Aufsicht dargestellt. Die
Beleuchtungsvorrichtung weist eine Mehrzahl von
optoelektronischen Bauelementen 2 auf, die matrixförmig auf einem Träger 5 angeordnet sind. Der Träger kann
beispielsweise ein Keramik-Träger oder eine Leiterplatte, insbesondere eine Metallkern-Leiterplatte, sein.
Den Zeilen und Spalten der Beleuchtungsvorrichtung 1 ist jeweils eine Zeilenleitung ZI, Z2 beziehungsweise eine
Spaltenleitung Sl, S2, S3, S4 zugeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die
Beleuchtungsvorrichtung zwei Zeilen und vier Spalten auf. Selbstverständlich kann die Beleuchtungsvorrichtung jedoch auch mehr als zwei Zeilen und entsprechend mehr
Zeilenleitungen, beispielsweise zwischen einschließlich zwei und einschließlich fünf Zeilenleitungen aufweisen. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 auch eine von vier
abweichende Spaltenzahl aufweisen, beispielsweise zwischen einschließlich zwei und einschließlich acht Spaltenleitungen.
Für einen Scheinwerfer, etwa für ein Kraftfahrzeug, eignet sich für die Beleuchtungsvorrichtung besonders eine Anordnung mit genau zwei Zeilenleitungen. Mittels der separaten
Ansteuerbarkeit der beiden Zeilenleitungen kann die Funktion eines Fernlichts als adaptives Frontscheinwerfersystem und eines Abblendlichts vereinfacht realisiert werden. Die Zeilenleitungen ZI, Z2 und die Spaltenleitungen Sl bis S4 sind als sich kreuzende durchgängige Leiterbahnen
ausgebildet. Zwischen den Leiterbahnen besteht keine
unmittelbare elektrische Verbindung. Beispielsweise kann zwischen den Leiterbahnen für die Zeilenleitungen und den
Leiterbahnen für die Spaltenleitungen eine Isolationsschicht ausgebildet sein (nicht explizit dargestellt) .
Die Zeilenleitungen und Spaltenleitungen müssen sich nicht notwendigerweise kreuzen. Beispielsweise ist auch denkbar, dass nur die Zeilenleitungen oder nur die Spaltenleitungen durchgängig ausgebildet sind und einzelne Segmente der nicht durchgängigen Spaltenleitungen beziehungsweise
Zeilenleitungen über Anschlussleitungen wie Bonddrähte miteinander verbunden sind.
Den Kreuzungspunkten der Zeilenleitungen ZI, Z2 und
Spaltenleitungen Sl bis S4 ist jeweils genau ein Bauelement 2 zugeordnet. Davon abweichend kann zumindest einem
Kreuzungspunkt aber auch eine Gruppe mit einer Mehrzahl von Bauelementen zugeordnet sein. Die Bauelemente einer Gruppen sind dann nur gemeinsam ansteuerbar.
Die Bauelemente 2 sind als ungehäuste LED-Halbleiterchips ausgebildet. Der Abstand zwischen den Halbleiterchips
benachbarter Bauelemente kann so minimiert werden. Eine besonders kompakte Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung 1 wird dadurch vereinfacht. Die Bauelemente sind vorzugsweise als LEDs ausgebildet. Es können auch Superlumineszenzdioden Anwendung finden. Auch die Verwendung kohärenter
Strahlungsquellen, beispielsweise Laserdioden ist denkbar. Die Halbleiterchips der Bauelemente 2 weisen jeweils einen bezogen auf eine Hauptabstrahlungsrichtung der
Beleuchtungsvorrichtung 1 rückseitigen Kontakt auf, der mit den Zeilenleitungen ZI, Z2 elektrisch leitend verbunden ist, beispielsweise über eine Lotschicht oder eine elektrisch leitfähige Klebeschicht. Eine elektrisch leitende Verbindung mit den zugehörigen Spaltenleitungen Sl bis S4 erfolgt über eine Anschlussleitung 3, beispielsweise einen Bonddraht, zwischen einem oberseitigen Kontakt des Halbleiterchips 2 und der zugehörigen Spaltenleitung. Die Anschlussleitung
erstreckt sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Öffnung 35 bis zur jeweiligen Spaltenleitung.
Bezüglich der Anordnung der Kontakte können aber auch andere Halbleiterchip-Geometrien Anwendung finden. Beispielsweise kann der Halbleiterchip über zwei vorderseitige Kontakte mittels zweier Anschlussleitungen elektrisch angeschlossen sein. Die Rückseite des Halbleiterchips kann in diesem Fall von den Zeilenleitungen und den Spaltenleitungen elektrisch isoliert sein. Auch Halbleiterchips in so genannter Flipchip- Geometrie können Anwendung finden. Auf eine Anschlussleitung kann in diesem Fall verzichtet werden.
Weiterhin müssen die Bauelemente 2 in Aufsicht nicht
notwendigerweise mit den Zeilenleitungen ZI, Z2 überlappen. Beispielsweise können die Bauelemente lateral von den
Zeilenleitungen beabstandet angeordnet und über eine
Anschlussleitung mit den Zeilenleitungen elektrisch leitend verbunden sein. Selbstverständlich können die Bauelemente 2 auch auf den Spaltenleitungen Sl bis S4 angeordnet sein.
Die Halbleiterchips der optoelektronischen Bauelemente 2 basieren vorzugsweise auf einem III-V-Verbindungs- Halbleitermaterial . III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten
(Alx Iny Gai-x-y N ) über den sichtbaren (Alx Iny Gai-x-y N ,
insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder
Alx Iny Gai-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Alx Iny Gai-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils O ^ x ^ l, O ^ y ^ l und x + y < 1, insbesondere mit x ¥= 1 , y ¥= 1, x ^ O und/oder y + 0. Mit III-V- Verbindungs-Halbleitermaterialien,
insbesondere aus den genannten Materialsystemen, können weiterhin bei der Strahlungserzeugung hohe interne
Quanteneffizienzen erzielt werden.
Anstelle von ungehäusten Halbleiterchips können für die
Bauelemente 2 auch Bauformen Anwendung finden, bei denen die zur Strahlungserzeugung vorgesehenen Halbleiterchips in einem Gehäuse angeordnet sind. Solche Bauelemente benötigen zwar mehr Platz auf dem Träger, können sich jedoch beispielsweise durch eine höhere mechanische Robustheit auszeichnen.
Eine Schaltung für eine Beleuchtungsanordnung 11 mit einer Beleuchtungsvorrichtung 1 und einer Ansteuerschaltung 10 ist in Figur 2A dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung kann insbesondere wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben ausgebildet sein. In diesem Ausführungsbeispiel sind zehn Bauelemente matrixförmig angeordnet und mit zwei
Zeilenleitungen ZI, Z2 und fünf Spaltenleitungen Sl bis S5 elektrisch leitend verbunden. Die Zeilenleitungen sind jeweils mit den Anoden der Bauelemente 2 und die
Spaltenleitungen mit den Kathoden der Bauelemente 2
elektrisch leitend verbunden. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist insgesamt also sieben Anschlüsse zu der
Ansteuerschaltung 10 auf. Den Spaltenleitungen Sl bis S5 ist jeweils ein separater Stromtreiber II bis 15 zugeordnet. Zur Reduktion der
gemittelten Strahlungsleistung kann bei allen
Ausführungsbeispielen eine Pulsweitenmodulation Anwendung finden, mit der die Bauelemente 2 gedimmt werden können.
Verschiedene Betriebsmodi der Beleuchtungsanordnung im
Betrieb sind in den Tabellen der Figuren 2B bis 2D
dargestellt. Hier sind jeweils die Zustände der
Zeilenleitungen ZI, Z2 und der Spaltenleitungen Sl bis S5 und das daraus resultierende Beleuchtungsmuster gezeigt. Ein „x" in den Tabellen bedeutet jeweils ein Bauelement im Strahlung emittierenden Zustand.
Bei der in Figur 2B dargestellten Konfiguration befindet sich die Zeilenleitung ZI in einem High- (H- ) Zustand und die
Zeilenleitung Z2 in einem Low- (L- ) Zustand . In dieser
Konfiguration sind alle der Zeilenleitung Z2 zugeordneten Bauelemente deaktiviert. Von den der Zeilenleitung ZI
zugeordneten Bauelementen emittieren diejenigen Strahlung, die sich in einem Low-Zustand befinden, also die den
Spaltenleitungen Sl und S3 bis S5 zugeordneten Bauelemente. Wie exemplarisch anhand der Spaltenleitung S2 gezeigt, kann also durch Zuordnen eines High-Zustands für eine
Spaltenleitung ein einzelnes Bauelement einer aktivierten Zeilenleitung, hier der Zeilenleitung ZI, deaktiviert werden. Selbstverständlich können durch geeignete Einstellung der Zustände auch andere oder mehr als ein Bauelement der der Zeilenleitung ZI zugeordneten Bauelemente deaktiviert werden.
Bei der in Figur 2C dargestellten Konfiguration befinden sich im Unterschied hierzu beide Zeilenleitungen ZI und Z2 im High-Zustand . Folglich emittieren alle Bauelemente außer denjenigen, die der Spaltenleitung S2 zugeordnet sind,
Strahlung. Für die Umsetzung der in den Figuren 2B und 2C dargestellten Zustände können die einzelnen Zeilenleitungen ZI und Z2 und somit sämtliche Bauelemente 2 der
Beleuchtungsvorrichtung 1 mit einem Tastverhältnis von 100 % betrieben werden. Alle aktivierten Bauelemente emittieren somit gleichzeitig Strahlung. Bei der in Figur 2C dargestellten Konfiguration sind den den Spaltenleitungen Sl bis S5 jeweils zugeordneten Stromtreibern II bis 15 jeweils zwei Bauelemente 2 zugeordnet, die
elektrisch zueinander parallel verschaltet sind. Für eine Bestromung der Bauelemente liefern die Stromtreiber II bis 15 vorzugsweise jeweils den nominell zweifachen Betriebsstrom bezogen auf den nominellen Betriebsstrom für ein Bauelement 2. Bei mehr als zwei Zeilenleitungen wird der von dem
Stromtreiber bereitgestellte Betriebsstrom entsprechend der Anzahl n der aktivierten Zeilenleitungen multipliziert.
Figur 2D zeigt einen Betriebsmodus, bei dem im Unterschied zu den in den Figuren 2B und 2C gezeigten Betriebsmodi ein einzelnes Bauelement 2 deaktiviert wird, ohne dass die gesamte zugehörige Zeile oder die gesamte zugehörige Spalte deaktiviert werden muss. Hierfür werden die Zeilenleitungen ZI und Z2 abwechselnd jeweils mit einem Tastverhältnis von 50 % aktiviert. Den Spaltenleitungen Sl und S3 bis S5 ist jeweils ein Low-Zustand zugeordnet, so dass die diesen
Spaltenleitungen zugeordneten Bauelemente jeweils mit einem Tastverhältnis von 50 % Strahlung emittieren. Die
Spaltenleitung S2 wird dagegen zu den Zeiten, in denen die Zeilenleitung ZI aktiviert ist, in den High-Zustand versetzt, so dass das der Zeilenleitung ZI und der Spaltenleitung S2 zugeordnete Bauelement keine Strahlung emittiert. Zu den Zeiten, in denen die Zeilenleitung Z2 aktiviert ist, wird die Spaltenleitung S2 in den Low-Zustand versetzt, so dass das der Zeilenleitung Z2 und der Spaltenleitung S2 zugeordnete Bauelement Strahlung emittiert. Die Reduzierung der
abgestrahlten Lichtenergie aufgrund des reduzierten
Tastverhältnisses gegenüber dem in Figur 2B dargestellten Zustand kann durch eine Verdopplung des Betriebsstroms kompensiert werden, so dass die einzelnen aktivierten
Bauelemente 2 auch in dem in Figur 2D dargestellten
Betriebsmodus zeitlich gemittelt mit derselben oder zumindest im Wesentlichen derselben Strahlungsleistung emittieren.
Obwohl die Beleuchtungsvorrichtung zur Ansteuerschaltung 10 lediglich 2 + 5 = 7 Anschlüsse anstelle von 2 x 10 = 20
Anschlüssen im Fall einer Einzelkontaktierung der Bauelemente aufweist, können die Bauelemente 2 alle einzeln und
unabhängig voneinander aktiviert und deaktiviert werden, ohne dass sich dadurch die gemittelte Ausgangsleistung verringert. Eine solche Beleuchtungsvorrichtung beziehungsweise ein solches Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung eignet sich daher besonders für die Verwendung in einem
Scheinwerfer, insbesondere einem adaptiven
ScheinwerferSystem. Anstelle der in Figur 2E dargestellten Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung eignet sich auch eine
Beleuchtungsanordnung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel, deren Schaltung in Figur 2E dargestellt ist. Im Unterschied zum in Figur 2A dargestellten
Ausführungsbeispiel ist den Bauelementen 2 jeweils ein ESD- Schutzelement 4 zugeordnet, wobei das ESD-Schutzelement in beiden Richtungen sperrend mit Durchbruchcharakteristik ausgebildet ist. Beispielsweise kann das ESD-Schutzelement ein Thyristor, ein Varistor oder eine Diodenschaltung mit zwei in Serie verschalteten Dioden mit zueinander
entgegengesetzten Durchlassrichtungen sein. Auch ein aktives ESD-Schutzelement wie eine gated diode kann Anwendung finden.
Mittels der ESD-Schutzelemente 4 kann jedes einzelne
Bauelement 2 vor einer Schädigung aufgrund einer
elektrostatischen Entladung geschützt werden. Eine solche Beleuchtungsanordnung zeichnet sich durch eine besonders hohe Robustheit und einem damit verbundenen reduzierten
Ausfallrisiko aus. Die ESD-Schutzelemente 4 können auf demselben Träger 5 angeordnet sein wie die optoelektronischen Bauelemente 2. Weiterhin kann das ESD-Schutzelement auch in das Bauelement 2, insbesondere in den Halbleiterchip,
integriert sein. Alternativ können die ESD-Schutzelemente 4 aber auch auf einer zusätzlich zu dem Träger 5 vorgesehenen Leiterplatte angeordnet sein.
Durch die Verwendung bidirektional sperrender ESD- Schutzelemente kann ein ESD-Schutz für die Bauelemente integriert werden, ohne dass hierfür die Ansteuerschaltung 10 modifiziert werden muss.
Im Unterschied hierzu ist in Figur 3A eine Schaltung für ein drittes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsanordnung gezeigt, bei dem die ESD-Schutzelemente 4 jeweils als
unidirektional sperrende Bauelemente, insbesondere als ESD- Dioden, ausgebildet sind. Die Durchlassrichtung der ESD- Schutzdioden ist antiparallel zu der Durchlassrichtung des zugehörigen Bauelements 2 orientiert.
Verschiedene Betriebsmodi der Beleuchtungsvorrichtung sind anhand der Tabellen in den Figuren 3B bis 3D dargestellt, wobei das Muster der aktivierten Bauelemente 2 den Tabellen gemäß den Figuren 2B bis 2D entspricht.
Im Unterschied zu der Beschreibung der Figuren 2A bis 2E sind die Zustände der Zeilenleitungen ZI, Z2 zwischen einem High- Zustand und einem hochohmigen Zustand (Z-Zustand) schaltbar. Ein solcher Zustand kann beispielsweise durch eine genannte Tristate-Schaltung bereitgestellt werden. Die in Figur 3B eingetragenen Zustände der Zeilenleitungen und
Spaltenleitungen entspricht der in Figur 3A gezeigten
Darstellung, wobei ein Wert von +3,3 V den High-Zustand und eine Spannung von 0 V den Low-Zustand darstellt. Der
Spaltenleitung S2 ist eine Mittelspannung M von +1,9 V zugeordnet. Diese Spannung liegt also zwischen dem High- Zustand und dem Low-Zustand. Die Zwischenspannung M ist so gewählt, dass das der Zeilenleitung ZI und der Spaltenleitung S2 zugeordnete Bauelement 2 bei der resultierenden
Differenzspannung (in dem Ausführungsbeispiel 3,3 V - 1,9 V = 1,4 V) keine Strahlung emittiert. Dadurch kann dieses
Bauelement deaktiviert werden.
An der Zeilenleitung Z2, der der hochohmige Zustand Z zugeordnet ist, stellt sich ein Potenzial von 1,9 V - 0,7 V = 1,2 V ein, da die zu dem der Zeile Z2 und der Spalte S2 zugeordneten Bauelement 2 antiparallel verschaltete
Schutzdiode 4 für die anliegende Zwischenspannung M in
Durchlassrichtung orientiert ist. Diese resultierende
Spannung von 1,2 V bewirkt jedoch keine Strahlungsemission der der Zeilenleitung Z2 zugeordneten Bauelemente 2.
Eine Deaktivierung einer ganzen Spalte kann, wie in Figur 3C exemplarisch für die Spalte S2 dargestellt, dadurch erzielt werden, dass dieser Spaltenleitung die Zwischenspannung M zugeordnet wird.
Eine Deaktivierung eines einzelnen Bauelements 2 kann, wie in Figur 3D dargestellt, durch eine Aktivierung der
Zeilenleitungen ZI, Z2 mit einem entsprechend reduzierten Tastverhältnis (also 50 % für zwei Zeilenleitungen) erzielt werden, wenn für die dem zu deaktivierenden Bauelement zugehörige Spaltenleitung während der Aktivierung der zugeordneten Zeilenleitung der M-Zustand zugeordnet wird. Mit dem beschriebenen Verfahren der Ansteuerung kann also auch für eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der jedem
optoelektronischen Bauelement 2 ein ESD-Schutzelement mit unidirektionalem Sperrverhalten zugeordnet ist, jedes
Bauelement 2 einzeln angesteuert werden. Ein solcher Betrieb erfordert zwar eine Ansteuerung der Zeilenleitungen mit einem hochohmigen Zustand und eine geeignete Zwischenspannung für die Spaltenleitungen, wodurch die Komplexität der
Ansteuerschaltung 10 erhöht wird. Eine solchermaßen
ausgeführte Ansteuerung kann jedoch dennoch günstig sein, da sie toleranter für etwaig auftretende Leckströme,
beispielsweise in den LEDs, ist.
Die Schaltung des in Figur 4 dargestellten fünften
Ausführungsbeispiels für eine Beleuchtungsanordnung
entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit Figur 2E beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist nicht jedem Bauelement 2 einzeln ein ESD-Schutzelement zugeordnet, sondern jede Zeilenleitung ZI, Z2 und jede
Spaltenleitung Sl bis S5 ist jeweils mit einem ESD- Schutzelement 4 versehen. Gegenüber einer Ausgestaltung, bei der jedem Bauelement 2 einzeln ein ESD-Schutzelement zugeordnet ist, kann die Anzahl der erforderlichen Schutzelemente verringert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel eignet sich für das ESD- Schutzelement beispielsweise eine Zener-Diode oder eine
Dioden-Anordnung mit zwei bezüglich ihrer Durchlassrichtung entgegengesetzt orientierten, in Serie verschalteten Dioden, ein Thyristor oder ein Varistor. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 105 630.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung einer Mehrzahl von zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen Bauelementen (2), einer Mehrzahl von Zeilenleitungen (ZI, Z2) und einer Mehrzahl von
Spaltenleitungen (Sl, S2,.., S5) , wobei die Bauelemente jeweils mit einer Zeilenleitung und mit einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbunden sind und die
Beleuchtungsvorrichtung zum gleichzeitigen Betrieb von zumindest zwei Bauelementen vorgesehen ist.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei zumindest einem Bauelement ein ESD-Schutzelement (4) zugeordnet ist.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei den Bauelementen, die mit einer Zeilenleitung
elektrisch leitend verbunden sind, und/oder den Bauelementen, die mit einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbunden sind, jeweils ein gemeinsames ESD-Schutzelement (4)
zugeordnet ist.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei zu jedem Bauelement ein ESD-Schutzelement (4) parallel geschaltet ist.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Beleuchtungsvorrichtung zwischen einschließlich zwei und einschließlich acht Zeilenleitungen und zwischen einschließlich zwei und einschließlich acht Spaltenleitungen aufweist .
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Beleuchtungsvorrichtung genau zwei Zeilenleitungen aufweist .
7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Beleuchtungsvorrichtung für einen Scheinwerfer ausgebildet ist.
8. Beleuchtungsanordnung (11) mit einer
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einer Ansteuerschaltung (10), bei der ein
Betriebspotenzial der Zeilenleitungen jeweils zwischen zumindest zwei Zuständen variierbar ist und bei der die
Spaltenleitungen jeweils mit einem Stromtreiber verbunden sind .
9. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 8,
wobei die Spaltenleitungen mit drei Potenzialzuständen betreibbar sind und ein Zustand der Zeilenleitungen ein hochohmiger Zustand (Z) ist.
10. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen
Bauelementen (2), einer Mehrzahl von Zeilenleitungen (ZI, Z2) und einer Mehrzahl von Spaltenleitungen (Sl, S2,.., S5) , wobei die Bauelemente jeweils mit einer Zeilenleitung und mit einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbunden sind, wobei für ein Betriebspotenzial der Zeilenleitungen jeweils einer von zumindest zwei Zuständen (L, H, Z) eingestellt wird und eine Stromversorgung der Spaltenleitungen jeweils mittels eines Stromtreibers (II, 12,.., 15) eingestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
wobei zur Strahlungserzeugung vorgesehene Bauelemente durch Einstellen eines aktivierten Zustands für die zugeordneten Zeilenleitungen vorselektiert werden und durch Aktivierung des Stromtreibers der zugeordneten Spaltenleitung betrieben werden .
12. Verfahren nach Anspruch 11,
wobei eine von dem Stromtreiber bereitgestellte Stromstärke abhängig von der Anzahl der im aktivierten Zustand
befindlichen Zeilenleitungen eingestellt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
wobei die Zeilenleitungen mit einem Tastverhältnis von 100 % betrieben werden und jeweils nur ganze Reihen und/oder ganze Spalten deaktiviert werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
wobei zumindest zwei Zeilenleitungen abwechselnd mit einem Tastverhältnis von unter 100 % betrieben werden, so dass zumindest ein Bauelement deaktiviert ist und zumindest ein weiteres Bauelement in der dem deaktivierten Bauelement zugehörigen Spalte und ein weiteres Bauelement in der dem deaktivierten Bauelement zugehörigen Zeile gleichzeitig aktiviert ist.
15. Verfahren nach Anspruch 10,
wobei
- zu den Bauelementen jeweils ein ESD-Schutzelement (4) mit unidirektionalem Sperrverhalten bezüglich der
Durchlassrichtung antiparallel geschaltet ist,
- eine Zeilenleitung in einem aktivierten Zustand betrieben wird, - eine weitere Zeilenleitung in einem hochohmigen Zustand betrieben wird,
- eine Spaltenleitung in einem aktivierten Zustand betrieben wird,
- und eine weitere Spaltenleitung mit einer Zwischenspannung (M) betrieben wird, die zwischen der Spannung des aktivierten Zustands der Zeilenleitung und der Spannung des aktivierten Zustands der Spaltenleitung liegt, so dass das Bauelement, das mit der aktivierten Zeilenleitung und mit der
Spaltenleitung mit der Zwischenspannung verbunden ist, deaktiviert ist.
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