高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置的製作方法
2023-06-26 10:42:01
專利名稱：高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置的製作方法
技術領域：
本發明關於一種發光二極體裝置，尤指一種適用於交流電源的高可靠度及長使用 期的交流發光二極體裝置。
背景技術：
隨著發光二極體應用的日趨普及，目前業界已發展出適合交流電源使用的交流發 光二極體(AC LED)。交流發光二極體可直接使用市電所提供的交流電源，已有效解決發光 二極體無法直接在交流電源下使用的問題。然而，目前交流發光二極體於工藝中仍存在有 需要改進的課題。例如，交流發光二極體的逆向偏壓，將造成發光二極體產生逆向高壓漏電 流。現有的交流發光二極體，主要是採用橋式整流的架構進行設計，例如圖1所示的 交流發光二極體。如圖所示，當交流電源10處於正周期時，發光二極體區段a、e、C將被導 通，此時發光二極體區段b、d是承受逆向偏壓；當交流電源10處於負周期時，發光二極體區 段b、e、d將被導通，此時發光二極體區段a、c是承受逆向偏壓。因此，在此一架構中，發光 二極體區段a、c、b、d是交替承受逆向偏壓。當發光二極體所承受的逆向偏壓過大時，便會 產生高逆向偏壓漏電流，此一現象將導致發光二極體晶片的擊穿現象，或使整體發光壽命、 可靠度產生不穩定的影響。其次，現有交流發光二極體的發光二極體區段並非同時點亮，例如交流電源10處 於正周期時，僅發光二極體區段a、e、c導通點亮，交流電源10處於負周期時，僅發光二極體 區段b、e、d導通點亮。因此，現有交流發光二極體的架構只能有2/3的發光二極體區段被 點亮，且由於現有交流發光二極體的發光二極體區段為交替導通，而將有明暗的變化而產 生光源閃爍的現象。是故，確實有必要針對這些問題進行改善。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種交流發光二極體裝置，以克服橋式架構的發光二極體 晶片所產生的逆偏高壓崩潰漏電流現象及光源閃爍的現象。本發明所提供的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置包括一發光二極體 組，由多個串接的發光二極體微晶片所組成，包含有一陽極及一陰極；一整流二極體組，包 括第一、第二、第三及第四整流二極體，該第一整流二極體的陰極連接該第二整流二極體的 陰極及該發光二極體組的陽極，該第二整流二極體的陽極連接該第三整流二極體的陰極， 該第三整流二極體的陽極連接該第四整流二極體的陽極及該發光二極體組的陰極，該第四 整流二極體的陰極連接該第一整流二極體的陽極；以及一交流電源，其電性連接至該整流 二極體組的該第一整流二極體的陽極及該第三整流二極體的陰極；其中，該交流電源包含 有一正周期電源及一負周期電源，該整流二極體組為致使該發光二極體組於該正周期電源 及該負周期電源均被導通。
圖1為現有交流發光二極體架構圖。 圖2為本發明一較佳實施例的示意圖, -較佳實施例的架構圖< 一較佳實施例的發光二 一較佳實施例的發光二
圖3為本發明一 圖4A為本發明-圖4B為本發明-圖5為本發明一
.極管微晶片的非矩陣排列示意圖。 .極管微晶片的矩陣排列示意圖。
較佳實施例的支架固晶打線示意圖<
主要元件符號說明
10,20 交流電源a e
21 整流二極體組22
211 214 整流二極體211a
211b 214b整流二極體陰極2201
22a 發光二極體組陽極2
3 封裝晶片31
32 封膠51
214a 2248
發光二極體區段 發光二極體組 整流二極體陽極 發光二極體微晶片 發光二極體組陰極 支架
-H-* LL
心片
具體實施例方式請一併參考圖2及圖3，圖2是本發明一較佳實施例的示意圖，圖3是本發明一較 佳實施例的系統架構圖。如圖所示，本發明的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置 包括一整流二極體組21、一發光二極體組22、及一交流電源20。發光二極體組22由多個串 接的發光二極體微晶片所組成，其較佳地包含48個串接的發光二極體微晶片2201 2248， 該48個發光二極體微晶片2201 2248製作在一晶片51內。如圖4所示，該這些發光二 極管微晶片2201 2248的布局為非矩陣式排列(圖4A)、或矩陣式排列(圖4B)。接著，請參考圖3及圖5，前述整流二極體組21包括有四個整流二極體，分別為第 一、第二、第三及第四整流二極體211 214，該整流二極體組21的第一至第四整流二極體 211 214為各別的二極體元件，此二極體元件為高壓整流二極體。較佳地，該整流二極體 組21及發光二極體組22共同整合於一封裝晶片3中，並由同一支架31進行固晶打線。如 圖所示，整流二極體組21的第一、第二、第三、第四整流二極體211 214以及發光二極體 組22設置於同一支架31上，並且由一封膠32進行封裝，以共同形成一封裝結構。請繼續參考圖2及圖3，本發明的發光二極體組22由48個發光二極體微晶片 2201 2248串接組成，其計算方式由發光二極體微晶片2201 2248的啟動電壓、整流二 極管211 214的啟動電壓、及交流電源20的電壓計算而成。於本實施例中，交流電源20所提供電壓為110伏特，為均方根值，其峰值為均方根 值乘以根號二，亦即156伏特。本實施例所提供的整流二極體其啟動電壓為1伏特，發光二 極管微晶片其啟動電壓為3. 2伏特。當交流電源20處於正周期時，電流流經第一整流二極 管211、發光二極體組22、及第三整流二極體213 ；交流電源20處於負半周時，電流流經第 二整流二極體212、發光二極體組22、及第四整流二極體214。交流電源20於正、負周期其 電流均流經兩個整流二極體，故有2伏特的壓降，由此，可計算出發光二極體組22所能包含 的發光二極體微晶片數目為(156-1*2) /3. 2 = 48，亦即可包含有48個發光二極體微晶片。
48個發光二極體微晶片2201 2248串接後，具有一陽極2 及一陰極22b。第 一整流二極體211的陰極211b連接第二整流二極體212的陰極212b及發光二極體組22 的陽極22a，第二整流二極體212的陽極21 連接第三整流二極體213的陰極213b，第三 整流二極體213的陽極213a連接第四整流二極體214的陽極21 及發光二極體組22的 陰極22b，第四整流二極體214的陰極214b連接第一整流二極體211的陽極a。交流電源 20則電性連接至第一整流二極體211的陽極211a及第三整流二極體213的陰極21北。經由本發明所提供的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，交流電源20 處於正周期時，第一整流二極體211及第三整流二極體213將被導通，故可使發光二極體 組22亦導通。同樣地，交流電源20處於負周期時，第二整流二極體212及第四整流二極體 214被導通，故亦可使發光二極體組22導通。是故，整流二極體組21致使發光二極體組22 於正周期電源及負周期電源均能導通，以使發光二極體組22的發光二極體微晶片2201 2248全數點亮。其次，當交流電源20處於正周期時，電流流經第一整流二極體211、發光二極體組 22、及第三整流二極體213，此時第二整流二極體212、第四整流二極體214並未導通，將承 受有逆向偏壓；交流電源20處於負半周時，電流流經第二整流二極體212、發光二極體組 22、及第四整流二極體214，此時第一整流二極體211、第三整流二極體213並未導通，將承 受有逆向偏壓。本發明所提供的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，其整流二極體 211 214能承受逆向偏壓達600-1000伏特以上，同時其逆向漏電流可降低至數個μ A等 級。是故，經由本發明所提供的整流二極體211 214，可避免原交流發光二極體上橋式排 列的發光二極體微晶片於逆偏高壓的情況下所產生的逆偏高壓崩潰漏電流現象，故可延長 整體的發光壽命並提升其可靠度。然而，上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利範圍自應 以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
權利要求
1.一種高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，其特徵在於，包括一發光二極體組，是由多個串接的發光二極體微晶片所組成，包含有一陽極及一陰極；一整流二極體組，包括第一、第二、第三及第四整流二極體，該第一整流二極體的陰極 連接該第二整流二極體的陰極及該發光二極體組的陽極，該第二整流二極體的陽極連接該 第三整流二極體的陰極，該第三整流二極體的陽極連接該第四整流二極體的陽極及該發光 二極體組的陰極，該第四整流二極體的陰極連接該第一整流二極體的陽極；以及一交流電源，其電性連接至該整流二極體組的該第一整流二極體的陽極及該第三整流 二極體的陰極；其中，該交流電源包含有一正周期電源及一負周期電源，該整流二極體組致使該發光 二極體組於該正周期電源及該負周期電源均被導通。
2.如權利要求1所述的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，其特徵在於，該 發光二極體組的多個發光二極體微晶片製作在一晶片上。
3.如權利要求1所述的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，其特徵在於，該 整流二極體組的第一至第四整流二極體為各別的二極體元件。
4.如權利要求3所述的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，其特徵在於，該 各別的二極體元件為高壓整流二極體。
5.如權利要求1所述的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，其特徵在於，該 發光二極體組及該整流二極體組整合於一封裝晶片中。
6.如權利要求5所述的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，其特徵在於，該 發光二極體組的多個發光二極體微晶片為非矩陣式排列。
7.如權利要求5所述的高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，其特徵在於，該 發光二極體組及該整流二極體組於一支架上進行固晶打線。
全文摘要
本發明公開一種高可靠度及長使用期的交流發光二極體裝置，包括一發光二極體組、一整流二極體組、及一交流電源。發光二極體組是由多個串接的發光二極體微晶片所組成，整流二極體組包括有四個整流二極體。交流電源電性連接至整流二極體組，整流二極體組再電性連接至發光二極體組。交流電源包含有一正周期電壓及一負周期電壓，整流二極體組致使發光二極體組於正周期電壓及負周期電壓均能導通，以避免發光二極體承受高逆向偏壓，進而延長發光壽命、提升可靠度。
文檔編號H01L25/075GK102072418SQ20091022591
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月23日 優先權日2009年11月23日
發明者楊仁華, 藍培軒 申請人:福華電子股份有限公司