(57)【要約】  本発明は、基板から突出する１ミリメートル未満サイズの発光ロッドであって、複数の同一のグループに分配される発光ロッドを備えるエレクトロルミネセント光源を提供する。光源には、発光ロッドの温度を測定するための手段が組み込まれる。本発明の規定を利用することにより、ロッドの正確且つ局所的な測定を得ることが可能となる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
‐第１基板（１１０、２１０、３１０、４１０）と、
‐当該基板から突出する１ミリメートル未満のサイズの複数の発光ロッド（１２０、２２０、３２０、４２０）と、
を備える半導体光源（１０１、２０１、３０１、４０１）において、
前記光源は、前記発光ロッドの温度を測定するための手段（１３０、２３０、３３０、４３０）を備える、
ことを特徴とする光源。
【請求項２】
前記第１基板は、シリコンを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記温度測定手段（３３０、４３０）は、第２基板（３４０、４４０）に配設され、
前記第２基板は、前記第１基板（３１０、４１０）に、前記ロッド（３２０、４２０）が突出する面と反対側の面において接着される、
ことを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の光源。
【請求項４】
前記第２基板は、シリコンを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の光源。
【請求項５】
前記２つの基板は、金錫はんだによって互いに接着される、
ことを特徴とする請求項３及び４のいずれかに記載の光源。
【請求項６】
前記温度測定手段（１３０、２３０）は、前記第１基板（１１０、２１０）に組み込まれる、
ことを特徴とする請求項２に記載の光源。
【請求項７】
前記温度測定手段（１３０、２３０）は、前記ロッド（２２０）の間に配設される、
ことを特徴とする請求項６に記載の光源。
【請求項８】
前記ロッド（２２０、４２０）は、複数のグループ（２２２、２２４、２２６、４２２、４２４、４２６）に分配され、
各グループの前記ロッドは、特定の光を発光可能であり、且つ、
前記光源は、前記グループのそれぞれについて温度測定手段（２３０、４３０）を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至７の一項に記載の光源。
【請求項９】
前記グループのそれぞれは、特定の輝度及び／又は色の光を発光可能である、
請求項８に記載の光源。
【請求項１０】
前記温度測定手段（１３０、２３０、３３０、４３０）は、バイポーラダイオードを備える、
ことを特徴とする請求項１乃至９の一項に記載の光源。
【請求項１１】
前記温度測定手段（１３０、２３０、３３０、４３０）は、前記光源の発光ロッド（１２０、２２０、３２０、４２０）のグループを備える、
ことを特徴とする請求項１乃至９の一項に記載の光源。
【請求項１２】
前記温度測定手段（１３０、２３０、３３０、４３０）は、電子測定回路を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１１の一項に記載の光源。
【請求項１３】
前記測定回路は、前記光源の前記第１基板（１１０、２１０）に組み込まれる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の光源。
【請求項１４】
‐光線を発光可能な少なくとも１つの光源（１０１、２０１、３０１、４０１）と、
‐前記光線を受けて光ビームを生成することが可能な光学装置と、
を備え、
前記単数又は複数の光源が、請求項１乃至１３の一項に記載されるものである、
ことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車両用の照明及び光信号の分野に関する。
【０００２】
自動車両用の照明及び光信号の分野において、発光ダイオード、すなわちＬＥＤ等の発光半導体部品に基づく光源を使用することが、いっそう一般的になっている。ＬＥＤ部品は、その端子に、直流電圧と称される少なくとも閾値に等しい値を有する電圧が印加されると、発光する。
【０００３】
公知の態様において、自動車両用の光モジュールの単数又は複数のＬＥＤが、コンバータ回路を備える給電制御手段を介して給電される。給電制御手段は、例えば、バッテリ等の自動車両の電流源により供給される第１の大きさの電流を、この第１のものとは異なる第２の大きさを有する負荷電流に変換するように構成されている。
【０００４】
ＬＥＤの動作は、そのｐ‐ｎ接合部の温度に依存する。閾値温度を超えると、ＬＥＤ部品が永久的に破損する惧れがある。ＬＥＤが発光する光の色及びその輝度も、接合部の温度に依存する。一般に、接合部の温度は、これを流れる電流の大きさ、及び光モジュールの周囲温度に依存する。所望の発光を得るように、且つＬＥＤ部品の寿命を確保するように、単数又は複数のＬＥＤの温度を示す温度測定手段を使用することが公知である。この情報は、ＬＥＤへの給電を制御するための回路により利用される。印刷回路基板（ＰＣＢ）に埋設されたチップの形態にあるＬＥＤでは、サーミスタ等の表面実装デバイス（ＳＭＤ）温度手段が利用を行う。サーミスタの抵抗は、その温度に依存する。サーミスタの端子での電圧降下を測定することにより、サーミスタの温度を推定することができる。サーミスタがＰＣＢ上のＬＥＤ付近に配置されている場合、測定された温度が当該ＬＥＤの接合部の温度に近いものであると判断できる。この方法を利用して、接合部の実際の温度を測定することはできない。とりわけ、電子部品に対してスペースの制約がある自動車両用の光モジュールの分野において、一般に、ＰＣＢ上に複数のＬＥＤが存在していても、スペース不足のために限定された個数のサーミスタしか使用されない。結果として、個々のＬＥＤの温度の近似値の質が明白に損なわれる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の１つの目的は、上述の問題を克服する解決策を提案することである。より詳細には、本発明の１つの目的は、温度測定手段が組み込まれたミクロワイヤ又はナノワイヤＬＥＤ光源を提案することである。
【０００６】
本発明の１つの主題は、第１基板と、当該基板から突出する１ミリメートル未満のサイズの複数の発光ロッドと、を備えるエレクトロルミネセント光源である。前記光源は、これが前記発光ロッドの温度を測定するための手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
好適には、ロッドはマトリックス状に配設され得る。好適には、マトリックスは、所定のアライメントの２つの連続するロッド間に一定の間隔が存在するように、又はロッドが五点形において配設されるように、規則的であり得る。
【０００８】
好適には、ロッドの高さは、１乃至１０マイクロメートルであり得る。
【０００９】
好適には、端面の最大寸法は、２マイクロメートル未満であり得る。
【００１０】
好適には、２つの直接隣接するロッド同士の最小距離は、１０マイクロメートルに等しくてもよい。
【００１１】
好適には、光源の照明面の面積は、最大で８ｍｍ２であり得る。
【００１２】
複数の発光ロッドにより達成される輝度は、例えば少なくとも６０Ｃｄ／ｍｍ２であり得る。
【００１３】
好適には、前記温度測定手段は、前記発光ロッドの温度を直接的に測定する手段であり得る。
【００１４】
好適には、前記第１基板は、シリコンを含み得る。有利には、前記第１基板は、シリコン製である。
【００１５】
好適には、前記温度測定手段は、第２基板に配設され、前記第２基板は、前記第１基板に、前記ロッドが突出する面と反対側の面において接着され得る。
【００１６】
好適には、前記第１及び第２基板、前記発光ロッド、及び前記測定手段は、特に単独部品を形成するように、同一のハウジングに包含され得る。
【００１７】
好適には、前記第２基板は、シリコンを含み得る。有利には、前記第２基板は、シリコン製である。
【００１８】
好適には、前記２つの基板は、金錫はんだによって互いに接着され得る。
【００１９】
好適には、前記温度測定手段は、前記第１基板に組み込まれ得る。
【００２０】
好適には、前記温度測定手段は、前記ロッドの間に配設され得る。
【００２１】
好適には、前記ロッドは、複数のグループに分配され得るとともに、各グループの前記ロッドは、特定の光を発光可能であり、且つ、前記光源は、前記グループのそれぞれについて温度測定手段を備える。
【００２２】
好適には、前記光源は、各グループを、他のグループから独立して、且つ当該グループの温度測定に基づいて制御可能な制御手段を備え得る。
【００２３】
好適には、前記グループのそれぞれは、特定の輝度の光を発光可能であり得る。前記グループのそれぞれは、特定の色の光を発光可能であり得る。
【００２４】
好適には、前記温度測定手段は、バイポーラダイオードを備え得る。
【００２５】
好適には、前記温度測定手段は、電子回路を備え得る。電子回路は、その動作が、特定の電流の影響の下で、バイポーラダイオードの直流電圧における変化の測定に基づくとともに、電子回路は、トランジスタ及び／又は定電流源の配置を備える。好適には、この電子回路は、前記光源の前記基板に直接的に埋設され得る。好適には、回路は、前記光源とともに給電され得るため、専用の電流源に対する追加の接続部は一切必要ない。
【００２６】
好適には、前記温度測定手段は、前記光源の発光ロッドのグループを備え得る。
【００２７】
好適には、前記ロッドの前記グループは、周期的に、この周期より短い時間において前記特定の電流により電力の供給を受け、周期の残りの時間において所定の電流により電力の供給を受け、それにより、このグループは照明機能に寄与する。
【００２８】
好適には、前記温度測定手段は、電子測定回路を備え得る。有利には、前記測定回路は、前記光源の前記第１基板に組み込まれ得る。
【００２９】
本発明の他の主題は、光線を発光可能な少なくとも１つの光源と、前記光線を受けて光ビームを生成することが可能な光学装置と、を備える光モジュールである。前記モジュールは、前記単数又は複数の光源が、本発明によるものであるということを特徴とする。
【００３０】
本発明の規定は、エレクトロルミネセント・ナノワイヤ又はミクロワイヤ光源の温度を呈示する手段を得ることができるという点において有益である。これらのワイヤは、発光ロッドとも記載される。温度手段は、光源の基板に直接的に埋設されるか又はこれに接着されるため、測定された温度は、ロッドの半導体接合部の有効温度を正しく示す。好適な一実施形態によれば、複数の温度測定手段が、光源の基板の特定位置に埋設され、これにより、光源及び／又は光源の種々のグループのロッドの着実な取扱いが可能とされる。
【００３１】
本発明の他の特徴及び利点は、詳細な説明及び図面を用いてより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の好適な一実施形態において実現される光源の図。
【図２】本発明の好適な一実施形態による光源の上方からの概略図。
【図３】本発明の好適な一実施形態による光源の上方からの概略図。
【図４】本発明の好適な一実施形態による光源の概略横断面図。
【図５】本発明の好適な一実施形態による光源の概略横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の説明において、同様の参照符号は、一般に、本発明の種々の実施形態を通して同様の概念に使用されるものとする。したがって、符号００１、１０１、２０１、３０１、４０１は、本発明の別の実施形態による光源を指す。
【００３４】
特に断らない限り、所定の１つの実施形態に関して詳細に説明される技術的特徴は、非制限的な例として説明される他の実施形態の文脈において説明される技術的特徴と組み合わせられ得る。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施形態によるエレクトロルミネンセント光源００１を示す。図１は、光源の基本原理を示している。光源００１は、シリコン製の基板０１０と、これに配設された、当該基板から突出するワイヤ又はロッド０２０の形態にある一連の発光ダイオードと、を備える。各ロッド０２０のコア０２２はｎ型半導体材料からなり、すなわち電子でドーピングされている。これに対し、エンベロープ０２４はｐ型半導体材料からなり、すなわちホールでドーピングされている。再結合領域０２６が、ｎ型半導体材料とｐ型半導体材料との間に設けられている。しかしながら、選択された技術に応じて、半導体材料を逆にすることも想定され得る。
【００３６】
有利には、基板はシリコン製であり、ロッドは１マイクロメートル未満の直径を有する。変形例として、基板は、ホールでドーピングされた半導体材料の層を備え、ワイヤは、１００乃至５００ｎｍの直径を有する。ダイオードを形成する、電子及びホールでドーピングされた半導体材料は、有利には、窒化ガリウム（ＧａＮ）又は窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）であり得る。典型的には、ロッドの高さは１乃至１０マイクロメートルであり、端面の最大寸法は２マイクロメートル未満である。好適な一実施形態によれば、ロッドは、マトリックス上に規則的に分散配置される。２つのロッド間の距離は一定であり、少なくとも１０マイクロメートルに等しい。ロッドは、五点形において配設され得る。このような光源の照明面の面積は、最大で８ｍｍ２である。光源は、少なくとも６０Ｃｄ／ｍｍ２の輝度を生成可能である。
【００３７】
図１を参照すると、基板０１０は、有利にはシリコン製の主層０３０と、ロッド０２０と反対側の主層の面に配設された第１電極すなわちカソード０４０と、ロッド０２０を備える面に配設された第２電極すなわちアノード０５０と、を備えている。アノード０５０は、ロッド０２０のエンベロープ０２４を形成するｐ型半導体材料と接触し、基板０１０の対応する面上に延在して、前記エンベロープ０２４とアノード０５０との間に導電層を形成している。一方、ロッドのコア又は中心部０２２は、主半導体層０３０と接触し、これによりカソード０４０と電気的に接触している。
【００３８】
アノードとカソードとの間に電圧が印加されると、ｎ型半導体材料の電子がｐ型半導体材料のホールと再結合して光子を発する。再結合の大半は、発光性である。ロッドの出射面はｐゾーンである。なぜならば、これは最も発光性であるからである。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、光源００１は、異なるアノードに連結される複数のグループの発光ロッドを備える。したがって、各グループは、他から独立して給電され得る。有利には、各グループのダイオード、すなわちロッドは、全て同じタイプである。すなわち、同一のスペクトラムにおいて発光し、共通の輝度で発光する。有利には、グループ同士は同一であり、共通の直流電圧を呈する。したがって、各グループは、好適には、略同数の半導体ワイヤを備える。本発明の原理によれば、温度測定手段は、光源００１に組み込まれる。
【００４０】
このような組み込みが、好適な例示的実施形態において図２乃至５により示される。図２は、基板１１０と、当該基板から突出するワイヤの形態にある複数の発光ロッド１２０と、を備えるエレクトロルミネセント光源１０１を示す。光源は、更に、ロッドの温度を測定するための手段１３０を備えている。有利には、基板１１０はシリコン製であり、これにより、当該基板１１０内に直接的に温度測定手段１３０を組み込むことができる。測定手段１３０をダイオード１２０の中央に直接的に埋設することにより、温度の測定が望まれる半導体接合部に物理的に非常に近接した測定点を得ることができる。光源内に組み込むことにより、公知の解決手段に比較して、温度測定手段を配設するために必要なスペースを制限することができる。好適には、測定手段は、バイポーラダイオードを備え得る。有利には、そのような電子回路が、光源の基板１１０に直接的に埋設され得る。電子回路は、その動作が、特定の電流の影響の下で、バイポーラダイオードの直流電圧における変化の測定に基づくとともに、電子回路は、トランジスタ及び／又は定電流源の配置を備える。回路は、光源１０１とともに給電されるため、専用の電流源に対する追加の接続部は一切必要ない。専用のバイポーラダイオードを使用する代替例として、光源１１０のロッド１２０の１つのグループが、温度の測定を得るために使用され得る。この場合、当該グループは、前記特定の電流により電力の供給を受ける。有利には、ロッド１２０の前記グループは、周期的に、この周期より短い時間において前記特定の電流により電力の供給を受け、周期の残りの時間において所定の電流により電力の供給を受け、それにより、このグループは照明機能に寄与する。
【００４１】
図３の実施形態は、図２の特徴を取り込む。エレクトロルミネセント光源２０１は、基板２１０と、当該基板から突出する複数の発光ロッド２２０と、を備える。本実施形態において、ロッド２２０は、３つの別箇のグループ、２２２、２２４、２２６に分配されている。当然ながら、所定の光源について、意図される適用に応じて更に多くのグループが設けられ得る。グループはストリップの形態において示されているが、それらの幾何学的形状は任意であり得る。各グループは、同様の特徴を有する発光ロッド２２０を備えるとともに、独立して給電され得る。これにより、各グループは、特定の輝度及び／又は色を有する光を発光する。光源は、更に、グループ２２２、２２４、２２６のそれぞれについてダイオードの温度を測定するための手段２３０を備える。有利には、基板２１０はシリコン製であり、これにより、温度測定手段２３０を直接的に基板２１０内に組み込むことができる。
【００４２】
図４に示す実施形態において、エレクトロルミネセント光源３０１は、第１基板３１０と、当該基板から突出する複数の発光ロッド３２０と、を備えている。本実施形態において、ロッドの温度を測定するための手段は、２つの基板同士の良好な熱的連結を確保するように第１基板３１０に接着された第２基板３４０に埋設されている。これら２つの基板は、例えば金錫はんだによって互いに接着される。第２基板３４０は、第１基板３１０に、ダイオード３２０が突出している面と反対側の面において接着される。温度測定手段３３０の位置は、ロッド３２０の温度を示す測定を得るように選択される。この組付けから得られる部品は、「マルチチップ・パッケージ」タイプである。第２基板に、追加の機能、すなわち、光源の第１の機能である発光機能に対して、温度測定機能が組み込まれる。
【００４３】
図５の実施形態は、図３の特徴を取り込む。エレクトロルミネンセント光源４０１は、基板４１０と、当該基板から突出する複数の発光ロッド４２０と、を備える。本実施形態において、ロッド４２０は、３つの別箇のグループ４２２、４２４、４２６に分配されている。本発明の範囲から逸脱せずに、所定の光源について、意図される適用に応じて更に多くのグループが設けられ得る。
【００４４】
グループはストリップの形態において示されているが、それらの幾何学的形状は任意であり得る。各グループは、同様の特徴を有する発光ロッド４２０を備えるとともに、独立して給電され得る。これにより、各グループは、特定の輝度及び／又は色を有する光を発光する。光源は、更に、グループ４２２、４２４、４２６のそれぞれについてロッドの温度を測定するための手段４３０を備える。測定手段４３０は、全ての測定手段と共通して第２基板４４０に埋設され得る。代替例として、各手段４３０につき１つの専用の基板を設けることも可能である。単数又は複数の基板４３０は、上述の図４の実施形態と同様の態様において、第１基板に接着される。手段４３０の位置は、ロッドのグループ４２２、４２４、４２６のそれぞれについて、当該ロッドの代表的な温度を測定可能であるように選択される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2018530153.tif 000008
2018530153.tif 000009
2018530153.tif 000010
2018530153.tif 000011
2018530153.tif 000012
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