発光デバイス
【課題】交流(AC)電源を整流し変換して発光ダイオード(LED)を駆動して発光することができる発光デバイスを提供する。
【解決手段】発光デバイスは、基板と、複数の整流ダイオードと、少なくとも1つのLEDモジュールと、を含む。基板は、第1のキャビティ、第2のキャビティ及び第3のキャビティを有する。複数の整流ダイオードは、第1のキャビティ及び第3のキャビティにそれぞれ配列される。LEDモジュールは、第2のキャビティに配列される。
【解決手段】発光デバイスは、基板と、複数の整流ダイオードと、少なくとも1つのLEDモジュールと、を含む。基板は、第1のキャビティ、第2のキャビティ及び第3のキャビティを有する。複数の整流ダイオードは、第1のキャビティ及び第3のキャビティにそれぞれ配列される。LEDモジュールは、第2のキャビティに配列される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光デバイスに関するものである。特に、複数の発光ダイオード(LED)を基板に配置した少なくとも1つのLEDモジュールを有する発光デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
技術の急激な発展により電気製品も急激に発展してきた。LEDは、照明用の光源として働く照明デバイスにおいて広く適用されてきた。
【0003】
LEDは、丈夫で軽く、その上、耐用年数が長く、消費電力が少ないという利点により、照明産業及び半導体産業の主流となっている。一般的に、LEDは、照明デバイス、液晶ディスプレイ(LCD)のバックライトモジュール又は、表示灯の光源に用いることができる。
しかしながら、実際には、現行のLED光源は、直流(DC)電源が存在する条件においてのみ作動させることができる。これは、LED光源は、交流(AC)電源では用いることができないことを意味する。このような技術的問題により、LEDの有用性が制限されている。
【0004】
従って、当該産業では、AC電源を利用できるAC用LEDが開発されてきた。ブリッジ整流のアーキテクチャ設計によって、AC用LEDは、駆動用のAC電源を直接使用できるようになる。LEDは、一般的に、AC電源がプラスとマイナスの電流を有する条件において部分的に実行され、実行されないLEDは、逆バイアス電圧に耐えなければならない。
この場合、LEDは、逆バイアス電圧に交互に耐え、逆バイアス電圧が高くなりすぎると高い逆バイアス電圧のリーク電流が発生するため、LEDダイスの故障を引き起こしたり、LED全体の照明の寿命に影響したりするなどして、信頼性が低下してしまう。
【0005】
次に、上述したように、ブリッジ整流によって駆動される複数のLEDは、同時に点灯することができない。つまり、半分のLEDだけしか点灯でできず、LEDのペイロードが著しく減少するため、照明の効用に影響を及ぼしてしまう。
【0006】
従って、従来型AC用LEDの耐電圧が制限される問題を解決し、高電圧入力の商用電源に耐えることができ、高いペイロードを有する発光デバイスを提供する方法を見つけることが急務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、従来技術における問題点を解決することができる発光デバイスを開示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、基板と、複数の整流ダイオードと、少なくとも1つのLEDモジュールとを備える発光デバイスを提供するものである。前記基板は、表面を有し、当該表面に配置された第1のキャビティと、第2のキャビティと、第3のキャビティを有する。前記複数の整流ダイオードは、前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティに配置される。前記LEDモジュールは、前記第2のキャビティに配置され、複数のLEDを含む。
【0009】
本発明の一実施形態によると、前記LEDモジュールの前記複数のLEDは、直列又は並列を選択して接続してもよい。
【0010】
本発明の一実施形態によると、前記複数の整流ダイオードは、前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティに均等に配列されてもよい。
【0011】
本発明の一実施形態によると、前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティの一方は、複数のサブキャビティをさらに含み、各サブキャビティは、各整流ダイオードを収容するためのものである。各サブキャビティは、突出部によって互いに分離してもよく、各整流ダイオードを接続するための導電線が、前記突出部を貫通する。
【0012】
本発明の一実施形態によると、各サブキャビティは、2つの絶縁部によって互いに分離されてもよく、各整流ダイオードを接続するための導電線は、当該絶縁部の上を横切る。
【0013】
本発明の一実施形態によると、前記発光デバイスは、それぞれが前記複数のLEDを備え、前記第2のキャビティにマトリックス状に配置される複数のLEDモジュールを備えてもよい。
【0014】
本発明の一実施形態によると、前記複数の整流ダイオードは、第1の整流ダイオード、第2の整流ダイオード、第3の整流ダイオード及び、第4の整流ダイオードである。前記第1の整流ダイオードは、前記第2の整流ダイオードに直列に接続される。前記第3の整流ダイオードは、前記第4の整流ダイオードに直列に接続される。第1のACノードは、前記第1の整流ダイオードと前記第2の整流ダイオードとの間に画定され、第2のACノードは、前記第3の整流ダイオードと前記第4の整流ダイオードとの間に画定される。前記第1のACノード及び前記第2のACノードは、AC電源を受ける。前記第1のACノード及び前記第2のACノードで受けられた前記AC電源は、前記複数の整流ダイオードによって直流(DC)電源として整流されて、少なくとも1つのLEDモジュールを駆動して発光する。
【0015】
本発明の一実施形態によると、前記複数のLEDモジュールは、第1のLEDモジュール、第2のLEDモジュール、第3のLEDモジュール及び、第4のLEDモジュールである。前記第1のLEDモジュールは、前記第3のLEDモジュールに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュールは、前記第4のLEDモジュール、前記第2の整流ダイオード及び、前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3のLEDモジュールは、前記第1のLEDモジュール、前記第1の整流ダイオード及び、前記第3の整流ダイオードに電気的に接続される。
【0016】
本発明の一実施形態によると、少なくとも1層の底部導電線層と、少なくとも1層の上部導電線層と、少なくとも1層の中間導電線層が、前記基板中にさらに形成される。前記中間導電線層は、前記底部導電線層と前記上部導電線層との間に形成される。前記上部導電線層は、第1の上部導電線、第2の上部導電線、第3の上部導電線及び、第4の上部導電線を含む。前記中間導電線層は、第1の中間導電線及び第2の中間導電線を含む。前記第2の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードは、前記底部導電線によってそれぞれAC電源に接続される。
前記第1のLEDモジュール及び前記第2のLEDモジュールは、前記第1の上部導電線及び前記第4の上部導電線によって前記第3のLEDモジュール及び前記第4のLEDモジュールに電気的に接続される。前記第1の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードは、前記第1の中間導電線及び前記第2の中間導電線によって、前記第2の整流ダイオード及び前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュール及び前記第3のLEDモジュールは、前記第2の上部導電線層及び第3の上部導電線層によってさらに、前記第2の整流ダイオードと前記第4の整流ダイオード及び前記第1の整流ダイオードと前記第3の整流ダイオードにそれぞれ電気的に接続される。
【0017】
本発明の一実施形態によると、前記複数の整流ダイオード及び前記複数のLEDモジュールは、前記基板の同じキャビティに同時に構成してもよいし、前記基板に直接構成してもよい。
【0018】
本発明の一実施形態によると、前記基板の材料は、低温焼成セラミック(LTCC)でもよい。
【0019】
本発明の一実施形態によると、前記複数のLEDは、導電線ボンディング又はフリップチップボンディングによって前記基板に設置してもよい。
【0020】
上記を考慮して本発明の発光デバイスでは、前記AC電源は、前記複数の整流ダイオードによって整流した後でDC電源を出力して、前記複数のLEDモジュールを駆動して発光する。
【0021】
次に、本発明の前記発光デバイスでは、前記LEDモジュールは、直列又は並列に接続された複数のLEDを選択して含むことができるため、前記発光デバイスの前記耐電圧が改善され、従来型発光デバイスと比較すると、よりよいペイロードを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1A】本発明の一実施形態に係る発光デバイスの等価回路図である。
【図1B】図1Aの発光デバイスの概略的構造図である。
【図1C】図1Aの発光デバイスの概略的構造図である。
【図2A】図1Bの発光デバイスの底部導電線層の概略的レイアウト図である。
【図2B】図1Bの発光デバイスの中間導電線層の概略的レイアウト図である。
【図2C】図1Bの発光デバイスの上部導電線層の概略的レイアウト図である。
【図3A】直列に接続された複数のLEDを有する図1Bの発光デバイスの等価回路図である。
【図3B】並列に接続された複数のLEDを有する図1Bの発光デバイスの等価回路図である。
【図4A】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
【図4B】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
【図5A】図4Aの発光デバイスの底部導電線層の概略的レイアウト図である。
【図5B】図4Aの発光デバイスの中間導電線層の概略的レイアウト図である。
【図5C】図4Aの発光デバイスの上部導電線層の概略的レイアウト図である。
【図6A】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
【図6B】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
実施形態によって本発明の詳細な特徴及び利点を以下に詳細に説明する。その詳細な説明の内容は、当業者が本発明の技術内容を理解し、かつ、その内容に従って本発明を実施するために十分なものである。当業者は、本明細書の内容、請求項及び図面に基づいて、関連する本発明の目的及び利点を容易に理解することができる。
【実施例】
【0024】
図1Aは、発光デバイス10が、AC電源に適応し、整流したAC電源(すなわち、DC電源)によって駆動され発光する、本発明の一実施形態に係る発光デバイスの等価回路図であり、図1Bは、図1Aの発光デバイスの概略的構造図である。図面を簡略化するために、図1Bでは、いくつかの発明特定事項の導電線の特徴を省略し、本発明の発光デバイス10の詳細な接続及び特徴は、図2A〜図2Cを参照して詳細に説明する。
【0025】
発光デバイス10は、基板102を備え、その材料は、LTCC、シリコン、HTCC Al2O3又は、信頼できる絶縁材料を有する他の金属材料であってもよい。基板102は、その表面に開口した、第1のキャビティ201、第2のキャビティ202及び第3のキャビティ203を含む複数のキャビティを有する。第1のキャビティ201、第2のキャビティ202、第3のキャビティ203は、互いに分離されており、第2のキャビティ202は、第1のキャビティ201と第3のキャビティ203との間に形成される。
本実施形態では、第1のキャビティ201及び第3のキャビティ203は、第1の構成領域と定義され、第2のキャビティ202は、第2の構成領域と定義されて、第1の構成領域は、複数の整流ダイオードを収容するために用いられ、第2の構成領域は、複数のLEDモジュールを収容するために用いられる。
【0026】
第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c及び、第4の整流ダイオード104dは、第1のキャビティ201及び第3のキャビティ203に配置される。本発明の実施形態では、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c及び、第4の整流ダイオード104dは、第1のキャビティ201及び第3のキャビティ203に均等に配置されてもよい。
すなわち、第2の整流ダイオード104b及び第4の整流ダイオード104dは、第1のキャビティ201に位置してもよく、第1の整流ダイオード104a及び第3の整流ダイオード104cは、第3のキャビティ203に位置してもよい。
【0027】
第1のキャビティ201は、突出する突出部201cをさらに含む。突出部201cを用いて第1のキャビティ201を2つのサブキャビティ201a,201bに分割する。サブキャビティ201a及び201bは、第4の整流ダイオード104d及び第2の整流ダイオード104bをそれぞれ収容するために用いられる。本実施形態では、第1のキャビティ201、第2のキャビティ202、第3のキャビティ203及びサブキャビティ201a,201bは、エッチングプロセスを用いて基板102に形成してもよい。
すなわち、突出部201cは、サブキャビティ201a,201bのエッチング工程によって自然に形成され、材料は、基板102と同じ材料、例えば、LTCC等の絶縁材料である。本発明の他の実施形態において、複数のキャビティは、プロセスの複雑さ(以下に詳細を説明する)を低減するために基板102に絶縁部(又は、絶縁壁と称す)を構成することによって形成してもよい。導電線28は、第2の整流ダイオード104b及び第4の整流ダイオード104dに電気的に接続され、突出部201cを貫通して、図2A〜2Cの導電線に接続される。本明細書では、発光デバイス10が高電圧入力電源に電気的に接続されると、突出部201cは、耐電圧部と見なすことができると共に、第2の整流ダイオード104bと第4の整流ダイオード104dを分離するために用いられるので、本発明の発光デバイス10は、耐高電圧性能を持つことができる。
【0028】
第2のキャビティ202は、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c及び、第4のLEDモジュール106dを有する。第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c及び、第4のLEDモジュール106dは、複数のLEDによって形成される。複数のLEDは、導電線ボンディング又はフリップチップボンディングによって基板102に設置されてもよい。よって、本発明の発光デバイス10では、続くパッキングプロセスにおいて、第1のキャビティ201、第2のキャビティ202及び、第3のキャビティ203にパッケージ樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を充填して、複数の整流ダイオード及び複数のLEDの全体のパッケージ構造を完了させる。
【0029】
本発明の他の実施形態において、第2のキャビティ202は、複数のLEDをそれぞれ収容するための複数のサブキャビティをさらに形成してもよい。本実施形態では、4つのキャビティ、5つのキャビティ又はそれより多いキャビティ数の構造を形成してもよい。
【0030】
なお、本発明の発光デバイス10は、4つのLEDモジュール(第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106dを含む)を第2のキャビティ202に含み、実施形態の説明のように、この複数のLEDモジュールは、第2のキャビティ202においてマトリックス状に配列される。LEDモジュールの数は、4ヶであってもよいが限定されるものではなく、設計者は、実際の発光デバイスの耐電圧仕様に応じてその数を設計することができる。LEDモジュールの数によって本発明の範囲を制限するものではない。
【0031】
次に、一実施形態において、突出部201cの製造プロセスを簡素化するための、図1Aの発光デバイスの他の実施形態を図1Cに示す。
図1Cに示すように、発光デバイス10は、突出部201cを置き換えるために、複数の整流ダイオードと電気接点110を分離するための絶縁部108を少なくとも1つ含んでもよい。この構造では、導電線28は、絶縁部108によって分離され、絶縁部108を超えて、電気接点110を第2の整流ダイオード104b及び第4の整流ダイオード104dに接続する。
同様に、第1の整流ダイオード及び第3の整流ダイオード104cも、絶縁部108によって分離され、電気接点110に電気的に接続される。絶縁部108の材料は、シリカ(SiO2)ガラスであってもよいがそれに限定されるものではない。そのため、本実施形態に係る発光デバイス10では、図1Bの突出部201cが、追加的に構成された絶縁部108に置き換えられるので、発光デバイスが耐電圧効果を有するとともに、プロセスの複雑さが減少する。
【0032】
図2A〜2Cは、図1Bの本発明の発光デバイスの複数の層の導電線の概略的レイアウト図である。図2A〜2Cの複数の導電線は、基板102の底部とキャビティとの間にブロックで位置している。つまり、複数の導電線は、基板102の本体に埋め込まれている。特に、図2Aの導電線は、基板102の本体の底層に位置し、図2Cの導電線は、基板102の本体の最上層に位置し、図2Bの導電線は、基板102の本体の中間層に位置する。すなわち、導電線は、底層と最上層との間に存在する。
第1のビア30a、第2のビア30b、第3のビア30c、第4のビア30dは、底層、中間層、最上層を貫通するので、基板102の本体の複数の層の複数の導電線は、互いに電気的に連絡しており、それぞれ、第1のビア30aは、第2の整流ダイオード104bと第4の整流ダイオード104dを電気的に接続するために用いられ、第2のビア30bは、第1のLEDモジュール106aと第4のLEDモジュール106dを電気的に接続するために用いられ、第3のビア30c及び第4のビア30dは、第3の整流ダイオード104cと第1の整流ダイオード104aを接続するために用いられる。
【0033】
図3A及び図3Bを併せて参照すると、第1のACノード20は、第1の整流ダイオード104aと第2の整流ダイオード104bとの間に配置され、第2のACノード22は、第3の整流ダイオード104cと第4の整流ダイオード104dとの間に配置され、第1のACノード20及び第3のACノード22は、AC電源(すなわち、図3A及び3BのAC1及びAC2)を適応させるために用いられる。AC電源は、100V又は220Vであってもよいがそれに限定されるものではない。
AC電源がプラスの半サイクルを形成すると、第1の整流ダイオード104a、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106d及び、第4の整流ダイオード104dは、第1の導電性パスを形成する。AC電源がマイナスの半サイクルを形成すると、第2の整流ダイオード104b、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106d、第3の整流ダイオード104cは、第2の導電性パスを形成する。
【0034】
次に、図2B及び図2Cに示したように、中間層に位置する第1の中間導電線層24aが、第4のビア30dによって第1の整流ダイオード104a及び第2の整流ダイオード104bを接続し、第2の中間導電線層24bが、第3のビア30cによって第3の整流ダイオード104cと第4の整流ダイオード104dを接続する。
【0035】
最上層に位置する、第1の上部導電線層26a、第2の上部導電線層26b、第3の上部導電線層26c及び、第4の上部導電線層26dは、LEDモジュール同士を接続するために用いられる。特に、第1の上部導電線層26aは、第1のLEDモジュール106aと第3のLEDモジュール106cを接続し、第2の上部導電線層26bは、第3のLEDモジュール106c、第2の整流ダイオード104b及び、第4の整流ダイオード104dを接続し、第3の上部導電線層26cは、第3のLEDモジュール106c、第1の整流ダイオード104a及び、第3の整流ダイオード104cを接続し、第4の上部導電線層26dは、第2のLEDモジュール106bと第4のLEDモジュール106dを接続する。
【0036】
本発明の実施形態によると、第1の整流ダイオード104aは、第2の整流ダイオード104bに直列に接続され、第3の整流ダイオード104cは、第4の整流ダイオード104dに直列に接続される。
【0037】
図3A及び図3Bは、図1Bの発光デバイスの等価回路図であり、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c、第4の整流ダイオード104dが、AC電源をDC電源に整流するために用いられて、第1の整流ダイオード104aと第4の整流ダイオード104dとの間のLEDモジュール及び、第2の整流ダイオード104bと第3の整流ダイオード104cとの間のLEDモジュールを駆動して発光する。各LEDモジュール(第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106d)は、複数のLED301を含み、複数のLED301は、互いに直列(図3Aに示す)又は並列(図3Bに示す)を選択して接続することができる。
【0038】
第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106dのLED301は、直列又は並列に電気的に連続して接続されることに限定されない。
本発明の一実施形態によると、LED301は、発光デバイスの製造における柔軟性の利点を促進するように部分的に並列かつ部分的に直列に接続してもよい。次に、各LEDモジュールは、20〜30個のLED301を備え、各LED301は、3Vよりも高い逆バイアス電圧に耐えるために用いることができ、本発明の発光デバイス10の耐電圧を90Vよりも高くなるまで効果的に増加させることができる。従って、従来型照明デバイスと比較すると、発光デバイス10は、高いペイロードを有するため、目に見えない発光デバイスの回路の製造コストを削減する。
【0039】
図4Aは、本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
発光デバイス10’は、基板102と、第1の整流ダイオード104aと、第2の整流ダイオード104bと、第3の整流ダイオード104cと、第4の整流ダイオード104dと、第1のLEDモジュール106aと、第2のLEDモジュール106bと、第3のLEDモジュール106cと、第4のLEDモジュール106dと、を含む。導電線及び、複数の整流ダイオード(第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c、第4の整流ダイオード104d)と複数のLEDモジュール(第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106d)との間の電気的接続に関して、図5A〜図5Cを併せて参照するが、上述した実施形態において図2A〜図2Cで説明したものと同じなので、ここでは繰り返さない。
本発明の他の実施形態に係る発光デバイス10’では、複数の整流ダイオードと複数のLEDモジュールがともに基板102のキャビティ204に形成され、絶縁部108によって分離されているという点だけが異なる。よって、発光デバイス10’は、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c及び、第4の整流ダイオード104dによってAC電源をDC電源に整流して、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106dを駆動して発光し、本発明の目的を達成する。
【0040】
次に、複数の整流ダイオードと複数のLEDモジュールは、基板102の同じキャビティに配置されることに限定されるものではない。本発明の一実施形態によると、図4Bに示したように、キャビティ204は、複数の整流ダイオード及び複数のLEDモジュールをそれぞれ収容するために第1のサブキャビティ204aと第2のサブキャビティ204bに分割してもよい。すなわち、本実施形態では、第1のサブキャビティ204aは、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c及び、第4の整流ダイオード104dを収容するための第1の構成領域として定義される。
第2のサブキャビティ204bは、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c及び、第4のLEDモジュール106dを収容するための第2の構成領域として定義される。この構成によって、AC電源をDC電源に整流するために第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c、第4の整流ダイオード104dを用いて、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106dを駆動して発光する。
【0041】
図4A及び図4Bの発光デバイス10’は、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c、第4の整流ダイオード104dを分離するための絶縁部108を電気接点110に有し、接続モードに関して、図1Cを参照する。一実施形態において、絶縁部108の材料は、例えば、SiO2である。基板102で行う酸化プロセスは、当業者には公知の技術であり、発光デバイス10’の製造工程は、簡素化でき、製造コストをさらに削減することができる。
【0042】
同様に、図1B〜図1Cの発光デバイス10では、エッチング工程を通して基板102に形成されたキャビティを、単純な製造工程によって形成された絶縁部108によって置き換えることができ、その概略図に関しては、図6A及び図6Bを参照する。図6A及び図6Bにおける実施形態では、複数の整流ダイオード及び複数のLEDモジュールは、複数の絶縁部108によってのみ分離されるので、キャビティを形成するエッチング工程が省略され、本発明の目的を達成することができる。
【0043】
さらに、一般的に、整流ダイオードによって整流された後のDC出力は、一定のDC電圧ではない。そのため、他の実施形態に係る発光デバイスでは、AC電源を整流して安定したDCを発生させるために、1つ以上のフィルタ回路を構成してAC電源のリップルを低減させて出力電圧を平滑化することができる。一実施形態では、電圧安定化及び整流化後の出力を安定化させるために、一般にフィルタコンデンサ又は平滑コンデンサと呼ばれる電気エネルギーを蓄積可能なコンデンサを、フィルタ回路の整流ダイオードの出力端に選択的に追加する。
【0044】
上記を考慮して、本発明の発光デバイスでは、AC電源は、整流ダイオードによってDC電源に整流されてから出力されて、LEDモジュールを駆動して発光する。本発明の発光デバイスでは、複数の整流ダイオード及び複数のLEDは、基板上の異なるキャビティにそれぞれ配置されて発光デバイス全体の耐電圧の程度を改善する。
【0045】
次に、本発明の発光デバイスでは、複数のLEDは、直列又は並列に接続されることに限定されず、各LEDモジュールは、複数のLEDを備えてもよいため、発光デバイスの耐電圧が効果的に改善される。
【0046】
本発明の発光デバイスによると、設計者は、実際の適用においてキャビティの製造工程を選択して省略することができ、絶縁壁によって分離される整流ダイオード及びLEDモジュールを直接基板に配置することができる。そのような方法でも本発明の目的は達成することができるが、この種の実施形態において発光デバイスが、続くパッケージ化の段階に入ると、パッケージ化を完了させるための他の特定の製造工程が必要となる。
【符号の説明】
【0047】
10 発光デバイス
28 導電線
102 基板
104 整流ダイオード
106 LEDモジュール
108 絶縁部
201 第1のキャビティ
201a,201b サブキャビティ
201c 突出部
202 第2のキャビティ
203 第3のキャビティ
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光デバイスに関するものである。特に、複数の発光ダイオード(LED)を基板に配置した少なくとも1つのLEDモジュールを有する発光デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
技術の急激な発展により電気製品も急激に発展してきた。LEDは、照明用の光源として働く照明デバイスにおいて広く適用されてきた。
【0003】
LEDは、丈夫で軽く、その上、耐用年数が長く、消費電力が少ないという利点により、照明産業及び半導体産業の主流となっている。一般的に、LEDは、照明デバイス、液晶ディスプレイ(LCD)のバックライトモジュール又は、表示灯の光源に用いることができる。
しかしながら、実際には、現行のLED光源は、直流(DC)電源が存在する条件においてのみ作動させることができる。これは、LED光源は、交流(AC)電源では用いることができないことを意味する。このような技術的問題により、LEDの有用性が制限されている。
【0004】
従って、当該産業では、AC電源を利用できるAC用LEDが開発されてきた。ブリッジ整流のアーキテクチャ設計によって、AC用LEDは、駆動用のAC電源を直接使用できるようになる。LEDは、一般的に、AC電源がプラスとマイナスの電流を有する条件において部分的に実行され、実行されないLEDは、逆バイアス電圧に耐えなければならない。
この場合、LEDは、逆バイアス電圧に交互に耐え、逆バイアス電圧が高くなりすぎると高い逆バイアス電圧のリーク電流が発生するため、LEDダイスの故障を引き起こしたり、LED全体の照明の寿命に影響したりするなどして、信頼性が低下してしまう。
【0005】
次に、上述したように、ブリッジ整流によって駆動される複数のLEDは、同時に点灯することができない。つまり、半分のLEDだけしか点灯でできず、LEDのペイロードが著しく減少するため、照明の効用に影響を及ぼしてしまう。
【0006】
従って、従来型AC用LEDの耐電圧が制限される問題を解決し、高電圧入力の商用電源に耐えることができ、高いペイロードを有する発光デバイスを提供する方法を見つけることが急務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、従来技術における問題点を解決することができる発光デバイスを開示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、基板と、複数の整流ダイオードと、少なくとも1つのLEDモジュールとを備える発光デバイスを提供するものである。前記基板は、表面を有し、当該表面に配置された第1のキャビティと、第2のキャビティと、第3のキャビティを有する。前記複数の整流ダイオードは、前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティに配置される。前記LEDモジュールは、前記第2のキャビティに配置され、複数のLEDを含む。
【0009】
本発明の一実施形態によると、前記LEDモジュールの前記複数のLEDは、直列又は並列を選択して接続してもよい。
【0010】
本発明の一実施形態によると、前記複数の整流ダイオードは、前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティに均等に配列されてもよい。
【0011】
本発明の一実施形態によると、前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティの一方は、複数のサブキャビティをさらに含み、各サブキャビティは、各整流ダイオードを収容するためのものである。各サブキャビティは、突出部によって互いに分離してもよく、各整流ダイオードを接続するための導電線が、前記突出部を貫通する。
【0012】
本発明の一実施形態によると、各サブキャビティは、2つの絶縁部によって互いに分離されてもよく、各整流ダイオードを接続するための導電線は、当該絶縁部の上を横切る。
【0013】
本発明の一実施形態によると、前記発光デバイスは、それぞれが前記複数のLEDを備え、前記第2のキャビティにマトリックス状に配置される複数のLEDモジュールを備えてもよい。
【0014】
本発明の一実施形態によると、前記複数の整流ダイオードは、第1の整流ダイオード、第2の整流ダイオード、第3の整流ダイオード及び、第4の整流ダイオードである。前記第1の整流ダイオードは、前記第2の整流ダイオードに直列に接続される。前記第3の整流ダイオードは、前記第4の整流ダイオードに直列に接続される。第1のACノードは、前記第1の整流ダイオードと前記第2の整流ダイオードとの間に画定され、第2のACノードは、前記第3の整流ダイオードと前記第4の整流ダイオードとの間に画定される。前記第1のACノード及び前記第2のACノードは、AC電源を受ける。前記第1のACノード及び前記第2のACノードで受けられた前記AC電源は、前記複数の整流ダイオードによって直流(DC)電源として整流されて、少なくとも1つのLEDモジュールを駆動して発光する。
【0015】
本発明の一実施形態によると、前記複数のLEDモジュールは、第1のLEDモジュール、第2のLEDモジュール、第3のLEDモジュール及び、第4のLEDモジュールである。前記第1のLEDモジュールは、前記第3のLEDモジュールに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュールは、前記第4のLEDモジュール、前記第2の整流ダイオード及び、前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3のLEDモジュールは、前記第1のLEDモジュール、前記第1の整流ダイオード及び、前記第3の整流ダイオードに電気的に接続される。
【0016】
本発明の一実施形態によると、少なくとも1層の底部導電線層と、少なくとも1層の上部導電線層と、少なくとも1層の中間導電線層が、前記基板中にさらに形成される。前記中間導電線層は、前記底部導電線層と前記上部導電線層との間に形成される。前記上部導電線層は、第1の上部導電線、第2の上部導電線、第3の上部導電線及び、第4の上部導電線を含む。前記中間導電線層は、第1の中間導電線及び第2の中間導電線を含む。前記第2の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードは、前記底部導電線によってそれぞれAC電源に接続される。
前記第1のLEDモジュール及び前記第2のLEDモジュールは、前記第1の上部導電線及び前記第4の上部導電線によって前記第3のLEDモジュール及び前記第4のLEDモジュールに電気的に接続される。前記第1の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードは、前記第1の中間導電線及び前記第2の中間導電線によって、前記第2の整流ダイオード及び前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュール及び前記第3のLEDモジュールは、前記第2の上部導電線層及び第3の上部導電線層によってさらに、前記第2の整流ダイオードと前記第4の整流ダイオード及び前記第1の整流ダイオードと前記第3の整流ダイオードにそれぞれ電気的に接続される。
【0017】
本発明の一実施形態によると、前記複数の整流ダイオード及び前記複数のLEDモジュールは、前記基板の同じキャビティに同時に構成してもよいし、前記基板に直接構成してもよい。
【0018】
本発明の一実施形態によると、前記基板の材料は、低温焼成セラミック(LTCC)でもよい。
【0019】
本発明の一実施形態によると、前記複数のLEDは、導電線ボンディング又はフリップチップボンディングによって前記基板に設置してもよい。
【0020】
上記を考慮して本発明の発光デバイスでは、前記AC電源は、前記複数の整流ダイオードによって整流した後でDC電源を出力して、前記複数のLEDモジュールを駆動して発光する。
【0021】
次に、本発明の前記発光デバイスでは、前記LEDモジュールは、直列又は並列に接続された複数のLEDを選択して含むことができるため、前記発光デバイスの前記耐電圧が改善され、従来型発光デバイスと比較すると、よりよいペイロードを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1A】本発明の一実施形態に係る発光デバイスの等価回路図である。
【図1B】図1Aの発光デバイスの概略的構造図である。
【図1C】図1Aの発光デバイスの概略的構造図である。
【図2A】図1Bの発光デバイスの底部導電線層の概略的レイアウト図である。
【図2B】図1Bの発光デバイスの中間導電線層の概略的レイアウト図である。
【図2C】図1Bの発光デバイスの上部導電線層の概略的レイアウト図である。
【図3A】直列に接続された複数のLEDを有する図1Bの発光デバイスの等価回路図である。
【図3B】並列に接続された複数のLEDを有する図1Bの発光デバイスの等価回路図である。
【図4A】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
【図4B】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
【図5A】図4Aの発光デバイスの底部導電線層の概略的レイアウト図である。
【図5B】図4Aの発光デバイスの中間導電線層の概略的レイアウト図である。
【図5C】図4Aの発光デバイスの上部導電線層の概略的レイアウト図である。
【図6A】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
【図6B】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
実施形態によって本発明の詳細な特徴及び利点を以下に詳細に説明する。その詳細な説明の内容は、当業者が本発明の技術内容を理解し、かつ、その内容に従って本発明を実施するために十分なものである。当業者は、本明細書の内容、請求項及び図面に基づいて、関連する本発明の目的及び利点を容易に理解することができる。
【実施例】
【0024】
図1Aは、発光デバイス10が、AC電源に適応し、整流したAC電源(すなわち、DC電源)によって駆動され発光する、本発明の一実施形態に係る発光デバイスの等価回路図であり、図1Bは、図1Aの発光デバイスの概略的構造図である。図面を簡略化するために、図1Bでは、いくつかの発明特定事項の導電線の特徴を省略し、本発明の発光デバイス10の詳細な接続及び特徴は、図2A〜図2Cを参照して詳細に説明する。
【0025】
発光デバイス10は、基板102を備え、その材料は、LTCC、シリコン、HTCC Al2O3又は、信頼できる絶縁材料を有する他の金属材料であってもよい。基板102は、その表面に開口した、第1のキャビティ201、第2のキャビティ202及び第3のキャビティ203を含む複数のキャビティを有する。第1のキャビティ201、第2のキャビティ202、第3のキャビティ203は、互いに分離されており、第2のキャビティ202は、第1のキャビティ201と第3のキャビティ203との間に形成される。
本実施形態では、第1のキャビティ201及び第3のキャビティ203は、第1の構成領域と定義され、第2のキャビティ202は、第2の構成領域と定義されて、第1の構成領域は、複数の整流ダイオードを収容するために用いられ、第2の構成領域は、複数のLEDモジュールを収容するために用いられる。
【0026】
第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c及び、第4の整流ダイオード104dは、第1のキャビティ201及び第3のキャビティ203に配置される。本発明の実施形態では、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c及び、第4の整流ダイオード104dは、第1のキャビティ201及び第3のキャビティ203に均等に配置されてもよい。
すなわち、第2の整流ダイオード104b及び第4の整流ダイオード104dは、第1のキャビティ201に位置してもよく、第1の整流ダイオード104a及び第3の整流ダイオード104cは、第3のキャビティ203に位置してもよい。
【0027】
第1のキャビティ201は、突出する突出部201cをさらに含む。突出部201cを用いて第1のキャビティ201を2つのサブキャビティ201a,201bに分割する。サブキャビティ201a及び201bは、第4の整流ダイオード104d及び第2の整流ダイオード104bをそれぞれ収容するために用いられる。本実施形態では、第1のキャビティ201、第2のキャビティ202、第3のキャビティ203及びサブキャビティ201a,201bは、エッチングプロセスを用いて基板102に形成してもよい。
すなわち、突出部201cは、サブキャビティ201a,201bのエッチング工程によって自然に形成され、材料は、基板102と同じ材料、例えば、LTCC等の絶縁材料である。本発明の他の実施形態において、複数のキャビティは、プロセスの複雑さ(以下に詳細を説明する)を低減するために基板102に絶縁部(又は、絶縁壁と称す)を構成することによって形成してもよい。導電線28は、第2の整流ダイオード104b及び第4の整流ダイオード104dに電気的に接続され、突出部201cを貫通して、図2A〜2Cの導電線に接続される。本明細書では、発光デバイス10が高電圧入力電源に電気的に接続されると、突出部201cは、耐電圧部と見なすことができると共に、第2の整流ダイオード104bと第4の整流ダイオード104dを分離するために用いられるので、本発明の発光デバイス10は、耐高電圧性能を持つことができる。
【0028】
第2のキャビティ202は、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c及び、第4のLEDモジュール106dを有する。第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c及び、第4のLEDモジュール106dは、複数のLEDによって形成される。複数のLEDは、導電線ボンディング又はフリップチップボンディングによって基板102に設置されてもよい。よって、本発明の発光デバイス10では、続くパッキングプロセスにおいて、第1のキャビティ201、第2のキャビティ202及び、第3のキャビティ203にパッケージ樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を充填して、複数の整流ダイオード及び複数のLEDの全体のパッケージ構造を完了させる。
【0029】
本発明の他の実施形態において、第2のキャビティ202は、複数のLEDをそれぞれ収容するための複数のサブキャビティをさらに形成してもよい。本実施形態では、4つのキャビティ、5つのキャビティ又はそれより多いキャビティ数の構造を形成してもよい。
【0030】
なお、本発明の発光デバイス10は、4つのLEDモジュール(第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106dを含む)を第2のキャビティ202に含み、実施形態の説明のように、この複数のLEDモジュールは、第2のキャビティ202においてマトリックス状に配列される。LEDモジュールの数は、4ヶであってもよいが限定されるものではなく、設計者は、実際の発光デバイスの耐電圧仕様に応じてその数を設計することができる。LEDモジュールの数によって本発明の範囲を制限するものではない。
【0031】
次に、一実施形態において、突出部201cの製造プロセスを簡素化するための、図1Aの発光デバイスの他の実施形態を図1Cに示す。
図1Cに示すように、発光デバイス10は、突出部201cを置き換えるために、複数の整流ダイオードと電気接点110を分離するための絶縁部108を少なくとも1つ含んでもよい。この構造では、導電線28は、絶縁部108によって分離され、絶縁部108を超えて、電気接点110を第2の整流ダイオード104b及び第4の整流ダイオード104dに接続する。
同様に、第1の整流ダイオード及び第3の整流ダイオード104cも、絶縁部108によって分離され、電気接点110に電気的に接続される。絶縁部108の材料は、シリカ(SiO2)ガラスであってもよいがそれに限定されるものではない。そのため、本実施形態に係る発光デバイス10では、図1Bの突出部201cが、追加的に構成された絶縁部108に置き換えられるので、発光デバイスが耐電圧効果を有するとともに、プロセスの複雑さが減少する。
【0032】
図2A〜2Cは、図1Bの本発明の発光デバイスの複数の層の導電線の概略的レイアウト図である。図2A〜2Cの複数の導電線は、基板102の底部とキャビティとの間にブロックで位置している。つまり、複数の導電線は、基板102の本体に埋め込まれている。特に、図2Aの導電線は、基板102の本体の底層に位置し、図2Cの導電線は、基板102の本体の最上層に位置し、図2Bの導電線は、基板102の本体の中間層に位置する。すなわち、導電線は、底層と最上層との間に存在する。
第1のビア30a、第2のビア30b、第3のビア30c、第4のビア30dは、底層、中間層、最上層を貫通するので、基板102の本体の複数の層の複数の導電線は、互いに電気的に連絡しており、それぞれ、第1のビア30aは、第2の整流ダイオード104bと第4の整流ダイオード104dを電気的に接続するために用いられ、第2のビア30bは、第1のLEDモジュール106aと第4のLEDモジュール106dを電気的に接続するために用いられ、第3のビア30c及び第4のビア30dは、第3の整流ダイオード104cと第1の整流ダイオード104aを接続するために用いられる。
【0033】
図3A及び図3Bを併せて参照すると、第1のACノード20は、第1の整流ダイオード104aと第2の整流ダイオード104bとの間に配置され、第2のACノード22は、第3の整流ダイオード104cと第4の整流ダイオード104dとの間に配置され、第1のACノード20及び第3のACノード22は、AC電源(すなわち、図3A及び3BのAC1及びAC2)を適応させるために用いられる。AC電源は、100V又は220Vであってもよいがそれに限定されるものではない。
AC電源がプラスの半サイクルを形成すると、第1の整流ダイオード104a、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106d及び、第4の整流ダイオード104dは、第1の導電性パスを形成する。AC電源がマイナスの半サイクルを形成すると、第2の整流ダイオード104b、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106d、第3の整流ダイオード104cは、第2の導電性パスを形成する。
【0034】
次に、図2B及び図2Cに示したように、中間層に位置する第1の中間導電線層24aが、第4のビア30dによって第1の整流ダイオード104a及び第2の整流ダイオード104bを接続し、第2の中間導電線層24bが、第3のビア30cによって第3の整流ダイオード104cと第4の整流ダイオード104dを接続する。
【0035】
最上層に位置する、第1の上部導電線層26a、第2の上部導電線層26b、第3の上部導電線層26c及び、第4の上部導電線層26dは、LEDモジュール同士を接続するために用いられる。特に、第1の上部導電線層26aは、第1のLEDモジュール106aと第3のLEDモジュール106cを接続し、第2の上部導電線層26bは、第3のLEDモジュール106c、第2の整流ダイオード104b及び、第4の整流ダイオード104dを接続し、第3の上部導電線層26cは、第3のLEDモジュール106c、第1の整流ダイオード104a及び、第3の整流ダイオード104cを接続し、第4の上部導電線層26dは、第2のLEDモジュール106bと第4のLEDモジュール106dを接続する。
【0036】
本発明の実施形態によると、第1の整流ダイオード104aは、第2の整流ダイオード104bに直列に接続され、第3の整流ダイオード104cは、第4の整流ダイオード104dに直列に接続される。
【0037】
図3A及び図3Bは、図1Bの発光デバイスの等価回路図であり、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c、第4の整流ダイオード104dが、AC電源をDC電源に整流するために用いられて、第1の整流ダイオード104aと第4の整流ダイオード104dとの間のLEDモジュール及び、第2の整流ダイオード104bと第3の整流ダイオード104cとの間のLEDモジュールを駆動して発光する。各LEDモジュール(第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106d)は、複数のLED301を含み、複数のLED301は、互いに直列(図3Aに示す)又は並列(図3Bに示す)を選択して接続することができる。
【0038】
第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106dのLED301は、直列又は並列に電気的に連続して接続されることに限定されない。
本発明の一実施形態によると、LED301は、発光デバイスの製造における柔軟性の利点を促進するように部分的に並列かつ部分的に直列に接続してもよい。次に、各LEDモジュールは、20〜30個のLED301を備え、各LED301は、3Vよりも高い逆バイアス電圧に耐えるために用いることができ、本発明の発光デバイス10の耐電圧を90Vよりも高くなるまで効果的に増加させることができる。従って、従来型照明デバイスと比較すると、発光デバイス10は、高いペイロードを有するため、目に見えない発光デバイスの回路の製造コストを削減する。
【0039】
図4Aは、本発明の他の実施形態に係る発光デバイスの概略的構造図である。
発光デバイス10’は、基板102と、第1の整流ダイオード104aと、第2の整流ダイオード104bと、第3の整流ダイオード104cと、第4の整流ダイオード104dと、第1のLEDモジュール106aと、第2のLEDモジュール106bと、第3のLEDモジュール106cと、第4のLEDモジュール106dと、を含む。導電線及び、複数の整流ダイオード(第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c、第4の整流ダイオード104d)と複数のLEDモジュール(第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106d)との間の電気的接続に関して、図5A〜図5Cを併せて参照するが、上述した実施形態において図2A〜図2Cで説明したものと同じなので、ここでは繰り返さない。
本発明の他の実施形態に係る発光デバイス10’では、複数の整流ダイオードと複数のLEDモジュールがともに基板102のキャビティ204に形成され、絶縁部108によって分離されているという点だけが異なる。よって、発光デバイス10’は、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c及び、第4の整流ダイオード104dによってAC電源をDC電源に整流して、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106dを駆動して発光し、本発明の目的を達成する。
【0040】
次に、複数の整流ダイオードと複数のLEDモジュールは、基板102の同じキャビティに配置されることに限定されるものではない。本発明の一実施形態によると、図4Bに示したように、キャビティ204は、複数の整流ダイオード及び複数のLEDモジュールをそれぞれ収容するために第1のサブキャビティ204aと第2のサブキャビティ204bに分割してもよい。すなわち、本実施形態では、第1のサブキャビティ204aは、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c及び、第4の整流ダイオード104dを収容するための第1の構成領域として定義される。
第2のサブキャビティ204bは、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c及び、第4のLEDモジュール106dを収容するための第2の構成領域として定義される。この構成によって、AC電源をDC電源に整流するために第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c、第4の整流ダイオード104dを用いて、第1のLEDモジュール106a、第2のLEDモジュール106b、第3のLEDモジュール106c、第4のLEDモジュール106dを駆動して発光する。
【0041】
図4A及び図4Bの発光デバイス10’は、第1の整流ダイオード104a、第2の整流ダイオード104b、第3の整流ダイオード104c、第4の整流ダイオード104dを分離するための絶縁部108を電気接点110に有し、接続モードに関して、図1Cを参照する。一実施形態において、絶縁部108の材料は、例えば、SiO2である。基板102で行う酸化プロセスは、当業者には公知の技術であり、発光デバイス10’の製造工程は、簡素化でき、製造コストをさらに削減することができる。
【0042】
同様に、図1B〜図1Cの発光デバイス10では、エッチング工程を通して基板102に形成されたキャビティを、単純な製造工程によって形成された絶縁部108によって置き換えることができ、その概略図に関しては、図6A及び図6Bを参照する。図6A及び図6Bにおける実施形態では、複数の整流ダイオード及び複数のLEDモジュールは、複数の絶縁部108によってのみ分離されるので、キャビティを形成するエッチング工程が省略され、本発明の目的を達成することができる。
【0043】
さらに、一般的に、整流ダイオードによって整流された後のDC出力は、一定のDC電圧ではない。そのため、他の実施形態に係る発光デバイスでは、AC電源を整流して安定したDCを発生させるために、1つ以上のフィルタ回路を構成してAC電源のリップルを低減させて出力電圧を平滑化することができる。一実施形態では、電圧安定化及び整流化後の出力を安定化させるために、一般にフィルタコンデンサ又は平滑コンデンサと呼ばれる電気エネルギーを蓄積可能なコンデンサを、フィルタ回路の整流ダイオードの出力端に選択的に追加する。
【0044】
上記を考慮して、本発明の発光デバイスでは、AC電源は、整流ダイオードによってDC電源に整流されてから出力されて、LEDモジュールを駆動して発光する。本発明の発光デバイスでは、複数の整流ダイオード及び複数のLEDは、基板上の異なるキャビティにそれぞれ配置されて発光デバイス全体の耐電圧の程度を改善する。
【0045】
次に、本発明の発光デバイスでは、複数のLEDは、直列又は並列に接続されることに限定されず、各LEDモジュールは、複数のLEDを備えてもよいため、発光デバイスの耐電圧が効果的に改善される。
【0046】
本発明の発光デバイスによると、設計者は、実際の適用においてキャビティの製造工程を選択して省略することができ、絶縁壁によって分離される整流ダイオード及びLEDモジュールを直接基板に配置することができる。そのような方法でも本発明の目的は達成することができるが、この種の実施形態において発光デバイスが、続くパッケージ化の段階に入ると、パッケージ化を完了させるための他の特定の製造工程が必要となる。
【符号の説明】
【0047】
10 発光デバイス
28 導電線
102 基板
104 整流ダイオード
106 LEDモジュール
108 絶縁部
201 第1のキャビティ
201a,201b サブキャビティ
201c 突出部
202 第2のキャビティ
203 第3のキャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1のキャビティ、第2のキャビティ、第3のキャビティが形成された基板と、
前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティに配列された複数の整流ダイオードと、
前記第2のキャビティに配列され、複数の発光ダイオード(LED)を有する少なくとも1つのLEDモジュールと、
を備えることを特徴とする発光デバイス。
【請求項2】
前記LEDモジュールの前記複数のLEDは、選択的に直列又は並列接続されることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項3】
前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティの一方は、前記複数の整流ダイオードをそれぞれ収容する複数のサブキャビティを備えることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項4】
前記サブキャビティをそれぞれ分離するように、1つのサブキャビティともう1つのサブキャビティとは、突出部によって互いに絶縁されることを特徴とする請求項3に記載の発光デバイス。
【請求項5】
前記サブキャビティをそれぞれ分離するように、1つのサブキャビティともう1つのサブキャビティとは、2つの絶縁部によって互いに絶縁されることを特徴とする請求項3に記載の発光デバイス。
【請求項6】
各絶縁部の材料は、シリカ(SiO2)であることを特徴とする請求項5に記載の発光デバイス。
【請求項7】
前記複数のキャビティに充填して前記複数の整流ダイオード及び前記LEDモジュールをパッケージ化するパッケージ樹脂をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項8】
前記基板の材料は、低温焼成セラミック(LTCC)であることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項9】
前記複数の整流ダイオードは、相互に直列接続され且つ途中に第1の交流(AC)ノードが画定された第1の整流ダイオード及び第2の整流ダイオードと、相互に直列接続され且つ途中に第2のACノードが画定された第3の整流ダイオード及び第4の整流ダイオードとを有し、
前記第1のACノード及び前記第2のACノードに与えられたAC電源は、前記複数の整流ダイオードによって直流(DC)電源として整流されて前記少なくとも1つのLEDモジュールを駆動して発光させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項10】
前記少なくとも1つのLEDモジュールは、第1のLEDモジュール、第2のLEDモジュール、第3のLEDモジュール、及び第4のLEDモジュールであり、前記第1のLEDモジュールは、前記第3のLEDモジュールに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュールは、前記第4のLEDモジュール、前記第2の整流ダイオード、及び前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3のLEDモジュールは、前記第1のLEDモジュール、前記第1の整流ダイオード、及び前記第3の整流ダイオードに電気的に接続されることを特徴とする請求項9に記載の発光デバイス。
【請求項11】
前記基板中には、少なくとも1層の底部導電線層と、少なくとも1層の上部導電線層と、前記底部導電線層及び前記上部導電線層の間に形成された少なくとも1層の中間導電線層と、が形成され、
前記上部導電線層は、第1の上部導電線、第2の上部導電線、第3の上部導電線、及び第4の上部導電線を有し、前記第1のLEDモジュールは前記第1の上部導電線を介して前記第3のLEDモジュールに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュールは前記第4の上部導電線を介して前記第4のLEDモジュールに電気的に接続されるとともに、前記第2のLEDモジュールは前記第2の上部導電線を介して前記第2の整流ダイオード及び前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3のLEDモジュールは前記第3の上部導電線を介して前記第1の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードに電気的に接続され、
前記中間導電線層は、第1の中間導電線及び第2の中間導電線を有し、前記第1の整流ダイオードは前記第1の中間導電線を介して前記第2の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3の整流ダイオードは前記第2の中間導電線を介して前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、
前記底部導電線層を介して、前記第2の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードは前記AC電源にそれぞれ接続される、
ことを特徴とする請求項10に記載の発光デバイス。
【請求項12】
キャビティが形成された基板と、
前記キャビティに配列された第1の整流ダイオード、第2の整流ダイオード、第3の整流ダイオード、及び第4の整流ダイオードと、
前記キャビティに配列され複数の発光ダイオード(LED)を有する少なくとも1つのLEDモジュールと、を備える発光デバイスであって、
前記第1の整流ダイオードと前記第2の整流ダイオードとの間に第1の交流(AC)ノードが画定され、前記第3の整流ダイオードと前記第4の整流ダイオードとの間に第2のACノードが画定され、前記第1のACノード及び前記第2のACノードに与えられたAC電源は、前記整流ダイオードによって直流(DC)電源として整流されて前記少なくとも1つのLEDモジュールを駆動して発光させる、
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項13】
前記キャビティは、前記整流ダイオードを少なくとも1つのLEDモジュールから電気的に絶縁するための少なくとも1つの絶縁部を有することを特徴とする請求項12に記載の発光デバイス。
【請求項14】
前記絶縁部の材料は、シリカ(SiO2)であることを特徴とする請求項13に記載の発光デバイス。
【請求項15】
前記キャビティは、前記第1の整流ダイオード、前記第2の整流ダイオード、前記第3の整流ダイオード、及び前記第4の整流ダイオードを収容する第1のサブキャビティと、前記少なくとも1つのLEDモジュールを収容する第2のサブキャビティと、を備えることを特徴とする請求項12に記載の発光デバイス。
【請求項16】
前記第1のサブキャビティは、前記第1の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードを前記第2の整流ダイオード及び前記第4の整流ダイオードから電気的に絶縁するための絶縁部をさらに備えることを特徴とする請求項15に記載の発光デバイス。
【請求項17】
前記少なくとも1つのLEDモジュールは前記複数のLEDをそれぞれ備える複数のLEDモジュールであることを特徴とする請求項12に記載の発光デバイス。
【請求項18】
前記複数のLEDモジュールは、第1のLEDモジュール、第2のLEDモジュール、第3のLEDモジュール、及び第4のLEDモジュールであり、
前記第1のLEDモジュールは前記第3のLEDモジュールに電気的に接続されるとともに、前記第2のLEDモジュールは前記第4のLEDモジュールに電気的に接続され、
前記第2の整流ダイオード、前記第4の整流ダイオード、及び前記第3のLEDモジュールは、前記第1のLEDモジュール、前記第1の整流ダイオード、及び前記第3の整流ダイオードに対し電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項17に記載の発光デバイス。
【請求項19】
前記基板中には、少なくとも1層の底部導電線層と、少なくとも1層の上部導電線層と、前記底部導電線層及び前記上部導電線層の間に形成された少なくとも1層の中間導電線層と、が形成され、
前記上部導電線層には、第1の上部導電線、第2の上部導電線、第3の上部導電線、及び第4の上部導電線を有し、前記第1のLEDモジュールは前記第1の上部導電線を介して前記第3のLEDモジュールに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュールは前記第4の上部導電線を介して前記第4のLEDモジュールに電気的に接続されるとともに、前記第2のLEDモジュールは前記第2の上部導電線を介して前記第2の整流ダイオード及び前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3のLEDモジュールは前記第3の上部導電線を介して前記第1の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードに電気的に接続され、
前記中間導電線層は、第1の中間導電線及び第2の中間導電線を有し、前記第1の整流ダイオードは前記第1の中間導電線を介して前記第2の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3の整流ダイオードは前記第2の中間導電線を介して前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、
前記底部導電線層を介して、前記第2の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードは前記AC電源にそれぞれ接続される、
ことを特徴とする請求項18に記載の発光デバイス。
【請求項1】
第1のキャビティ、第2のキャビティ、第3のキャビティが形成された基板と、
前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティに配列された複数の整流ダイオードと、
前記第2のキャビティに配列され、複数の発光ダイオード(LED)を有する少なくとも1つのLEDモジュールと、
を備えることを特徴とする発光デバイス。
【請求項2】
前記LEDモジュールの前記複数のLEDは、選択的に直列又は並列接続されることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項3】
前記第1のキャビティ及び前記第3のキャビティの一方は、前記複数の整流ダイオードをそれぞれ収容する複数のサブキャビティを備えることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項4】
前記サブキャビティをそれぞれ分離するように、1つのサブキャビティともう1つのサブキャビティとは、突出部によって互いに絶縁されることを特徴とする請求項3に記載の発光デバイス。
【請求項5】
前記サブキャビティをそれぞれ分離するように、1つのサブキャビティともう1つのサブキャビティとは、2つの絶縁部によって互いに絶縁されることを特徴とする請求項3に記載の発光デバイス。
【請求項6】
各絶縁部の材料は、シリカ(SiO2)であることを特徴とする請求項5に記載の発光デバイス。
【請求項7】
前記複数のキャビティに充填して前記複数の整流ダイオード及び前記LEDモジュールをパッケージ化するパッケージ樹脂をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項8】
前記基板の材料は、低温焼成セラミック(LTCC)であることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項9】
前記複数の整流ダイオードは、相互に直列接続され且つ途中に第1の交流(AC)ノードが画定された第1の整流ダイオード及び第2の整流ダイオードと、相互に直列接続され且つ途中に第2のACノードが画定された第3の整流ダイオード及び第4の整流ダイオードとを有し、
前記第1のACノード及び前記第2のACノードに与えられたAC電源は、前記複数の整流ダイオードによって直流(DC)電源として整流されて前記少なくとも1つのLEDモジュールを駆動して発光させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項10】
前記少なくとも1つのLEDモジュールは、第1のLEDモジュール、第2のLEDモジュール、第3のLEDモジュール、及び第4のLEDモジュールであり、前記第1のLEDモジュールは、前記第3のLEDモジュールに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュールは、前記第4のLEDモジュール、前記第2の整流ダイオード、及び前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3のLEDモジュールは、前記第1のLEDモジュール、前記第1の整流ダイオード、及び前記第3の整流ダイオードに電気的に接続されることを特徴とする請求項9に記載の発光デバイス。
【請求項11】
前記基板中には、少なくとも1層の底部導電線層と、少なくとも1層の上部導電線層と、前記底部導電線層及び前記上部導電線層の間に形成された少なくとも1層の中間導電線層と、が形成され、
前記上部導電線層は、第1の上部導電線、第2の上部導電線、第3の上部導電線、及び第4の上部導電線を有し、前記第1のLEDモジュールは前記第1の上部導電線を介して前記第3のLEDモジュールに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュールは前記第4の上部導電線を介して前記第4のLEDモジュールに電気的に接続されるとともに、前記第2のLEDモジュールは前記第2の上部導電線を介して前記第2の整流ダイオード及び前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3のLEDモジュールは前記第3の上部導電線を介して前記第1の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードに電気的に接続され、
前記中間導電線層は、第1の中間導電線及び第2の中間導電線を有し、前記第1の整流ダイオードは前記第1の中間導電線を介して前記第2の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3の整流ダイオードは前記第2の中間導電線を介して前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、
前記底部導電線層を介して、前記第2の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードは前記AC電源にそれぞれ接続される、
ことを特徴とする請求項10に記載の発光デバイス。
【請求項12】
キャビティが形成された基板と、
前記キャビティに配列された第1の整流ダイオード、第2の整流ダイオード、第3の整流ダイオード、及び第4の整流ダイオードと、
前記キャビティに配列され複数の発光ダイオード(LED)を有する少なくとも1つのLEDモジュールと、を備える発光デバイスであって、
前記第1の整流ダイオードと前記第2の整流ダイオードとの間に第1の交流(AC)ノードが画定され、前記第3の整流ダイオードと前記第4の整流ダイオードとの間に第2のACノードが画定され、前記第1のACノード及び前記第2のACノードに与えられたAC電源は、前記整流ダイオードによって直流(DC)電源として整流されて前記少なくとも1つのLEDモジュールを駆動して発光させる、
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項13】
前記キャビティは、前記整流ダイオードを少なくとも1つのLEDモジュールから電気的に絶縁するための少なくとも1つの絶縁部を有することを特徴とする請求項12に記載の発光デバイス。
【請求項14】
前記絶縁部の材料は、シリカ(SiO2)であることを特徴とする請求項13に記載の発光デバイス。
【請求項15】
前記キャビティは、前記第1の整流ダイオード、前記第2の整流ダイオード、前記第3の整流ダイオード、及び前記第4の整流ダイオードを収容する第1のサブキャビティと、前記少なくとも1つのLEDモジュールを収容する第2のサブキャビティと、を備えることを特徴とする請求項12に記載の発光デバイス。
【請求項16】
前記第1のサブキャビティは、前記第1の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードを前記第2の整流ダイオード及び前記第4の整流ダイオードから電気的に絶縁するための絶縁部をさらに備えることを特徴とする請求項15に記載の発光デバイス。
【請求項17】
前記少なくとも1つのLEDモジュールは前記複数のLEDをそれぞれ備える複数のLEDモジュールであることを特徴とする請求項12に記載の発光デバイス。
【請求項18】
前記複数のLEDモジュールは、第1のLEDモジュール、第2のLEDモジュール、第3のLEDモジュール、及び第4のLEDモジュールであり、
前記第1のLEDモジュールは前記第3のLEDモジュールに電気的に接続されるとともに、前記第2のLEDモジュールは前記第4のLEDモジュールに電気的に接続され、
前記第2の整流ダイオード、前記第4の整流ダイオード、及び前記第3のLEDモジュールは、前記第1のLEDモジュール、前記第1の整流ダイオード、及び前記第3の整流ダイオードに対し電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項17に記載の発光デバイス。
【請求項19】
前記基板中には、少なくとも1層の底部導電線層と、少なくとも1層の上部導電線層と、前記底部導電線層及び前記上部導電線層の間に形成された少なくとも1層の中間導電線層と、が形成され、
前記上部導電線層には、第1の上部導電線、第2の上部導電線、第3の上部導電線、及び第4の上部導電線を有し、前記第1のLEDモジュールは前記第1の上部導電線を介して前記第3のLEDモジュールに電気的に接続され、前記第2のLEDモジュールは前記第4の上部導電線を介して前記第4のLEDモジュールに電気的に接続されるとともに、前記第2のLEDモジュールは前記第2の上部導電線を介して前記第2の整流ダイオード及び前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3のLEDモジュールは前記第3の上部導電線を介して前記第1の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードに電気的に接続され、
前記中間導電線層は、第1の中間導電線及び第2の中間導電線を有し、前記第1の整流ダイオードは前記第1の中間導電線を介して前記第2の整流ダイオードに電気的に接続され、前記第3の整流ダイオードは前記第2の中間導電線を介して前記第4の整流ダイオードに電気的に接続され、
前記底部導電線層を介して、前記第2の整流ダイオード及び前記第3の整流ダイオードは前記AC電源にそれぞれ接続される、
ことを特徴とする請求項18に記載の発光デバイス。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【公開番号】特開2012−195558(P2012−195558A)
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−249671(P2011−249671)
【出願日】平成23年11月15日(2011.11.15)
【出願人】(509128074)英特明光能股▲分▼有限公司 (6)
【氏名又は名称原語表記】INTEMATIX TECHNOLOGY CENTER CORP.
【住所又は居所原語表記】9F.,No.5−2,Cingnian Road.,Yangmei Township,Taoyuan County 326,Taiwan,R.O.C.
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年11月15日(2011.11.15)
【出願人】(509128074)英特明光能股▲分▼有限公司 (6)
【氏名又は名称原語表記】INTEMATIX TECHNOLOGY CENTER CORP.
【住所又は居所原語表記】9F.,No.5−2,Cingnian Road.,Yangmei Township,Taoyuan County 326,Taiwan,R.O.C.
【Fターム(参考)】
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