(57)【要約】      （修正有）【課題】ＡＣ  ＬＥＤ表示装置における、短い発光寿命および低い信頼性という問題を軽減する。【解決手段】高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置は、ＬＥＤグループ２２、整流ダイオード・グループ２１、およびＡＣ電源２０を含む。ＬＥＤグループは直列に接続された複数のＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８を含む。整流ダイオード・グループは４つの整流ダイオード２１１〜２１４を含む。ＡＣ電源は整流ダイオード・グループに電気的に接続され、そして整流ダイオード・グループはＬＥＤグループに電気的に接続される。ＡＣ電源は正の半サイクル電圧および負の半サイクル電圧を含む。整流ダイオード・グループによって、ＬＥＤグループが高逆バイアス電圧に耐えさせないようにして、発光寿命を延ばし、そして信頼性を高めるために、ＬＥＤグループは正および負の半サイクル電圧の両方で導通することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続されて陽極および陰極を有する複数のＬＥＤマイクロ・チップから成るＬＥＤグループと、
第１整流ダイオード、第２整流ダイオード、第３整流ダイオード、および第４整流ダイオードから成る整流ダイオード・グループであって、各整流ダイオードは陽極および陰極を有し、前記第１整流ダイオードの陰極は前記第２整流ダイオードの陰極および前記ＬＥＤグループの陽極に接続し、前記第２整流ダイオードの陽極は前記第３整流ダイオードの陰極に接続し、前記第３整流ダイオードの陽極は前記第４整流ダイオードの陽極および前記ＬＥＤグループの陰極に接続し、前記第４整流ダイオードの陰極は前記第１整流ダイオードの陽極に接続している整流ダイオード・グループと、
前記整流ダイオード・グループの前記第１整流ダイオードの陽極および前記第３整流ダイオードの陰極に電気的に接続しているＡＣ電源と、
を備える高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置であって、
前記ＡＣ電源は正の半サイクル電圧および負の半サイクル電圧を供給し、かつ前記整流ダイオード・グループは、前記ＬＥＤグループを前記正の半サイクル電圧および前記負の半サイクル電圧の両方でオンにすることができる、高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤグループの前記複数のＬＥＤマイクロ・チップが１つのチップに作られている請求項１に記載の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置。
【請求項３】
前記第１整流ダイオード、前記第２整流ダイオード、前記第３整流ダイオード、および前記第４整流ダイオードがそれぞれダイオード素子である請求項１に記載の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置。
【請求項４】
前記ダイオード素子の各々が高電圧整流ダイオードである請求項３に記載の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤグループおよび前記整流ダイオード・グループがチップ・パッケージに集積化されている請求項１に記載の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置。
【請求項６】
前記ＬＥＤグループの前記複数のＬＥＤマイクロ・チップが非マトリックス・パターンに配列されている請求項５に記載の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置。
【請求項７】
前記ＬＥＤグループおよび前記整流ダイオード・グループがフレームにワイヤーボンディングされている請求項５に記載の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＡＣ  ＬＥＤ表示装置、より詳細には高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの使用が広がるにつれて、ＡＣ  ＬＥＤは、ＬＥＤがＡＣ電力によって直接給電されることができないという問題を克服するように、ＡＣ電源端子に直接接続するために開発された。しかしながら、ＡＣ  ＬＥＤ製造プロセスにおいて改善する必要がある問題がまだいくつかあり、例えば、ＡＣ  ＬＥＤの逆バイアス電圧によって、ＬＥＤは逆高電圧漏れ電流を生じることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１に示すように、従来のＡＣ  ＬＥＤは複数のＬＥＤをブリッジ整流構成に配置することによって達成される。ＡＣ電力１０が正の半サイクルにあるとき、「ａ」、「ｅ」、および「ｃ」によって示すＬＥＤブロックはオンであり、そして「ｂ」および「ｄ」によって示すＬＥＤブロックは逆バイアス電圧に耐える。ＡＣ電力１０が負の半サイクルにあるとき、「ｂ」、「ｅ」、および「ｄ」によって示すＬＥＤブロックはオンであり、そして「ａ」および「ｃ」によって示すＬＥＤブロックは逆バイアス電圧に耐える。従って、ＬＥＤブロック「ａ」および「ｃ」、ならびにＬＥＤブロック「ｂ」および「ｄ」はこの構成では逆バイアス電圧に交互に耐える。ＬＥＤブロックの逆バイアス電圧が高過ぎる場合は、それはＬＥＤチップ降伏につながる高逆バイアス電圧漏れ電流を発生して、短い発光寿命および低い信頼性をもたらす。
【０００４】
加えて、従来のＡＣ  ＬＥＤのＬＥＤブロックは同時に点灯するためにオンになることはない。ＡＣ電力１０が正の半サイクルにあるとき、ＬＥＤブロック「ａ」、「ｅ」、および「ｃ」だけが点灯するためにオンになる。ＡＣ電力１０が負の半サイクルにあるとき、ＬＥＤブロック「ｂ」、「ｅ」、および「ｄ」だけが点灯するためにオンになる。従って、従来の構成ではＡＣ  ＬＥＤブロックの３分の２未満が点灯するためにオンになる。さらに、従来のＡＣ  ＬＥＤのＬＥＤブロックが交互にオンオフするため、ＬＥＤブロックの点灯が交互に変わるとき光フラッシュを発生する可能性がある。
【０００５】
従って、上述の問題を軽減するために改良されたＡＣ  ＬＥＤ表示装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、従来のブリッジ整流構成のＡＣ  ＬＥＤ表示装置によって発生する逆バイアス高電圧漏れ電流および光フラッシュを克服するためにＡＣ  ＬＥＤ表示装置を提供することである。
【０００７】
この目的を達成するために、高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置が提供され、これは、直列に接続されて陽極および陰極を有する複数のＬＥＤマイクロ・チップから成るＬＥＤグループと、第１整流ダイオード、第２整流ダイオード、第３整流ダイオード、および第４整流ダイオードから成る整流ダイオード・グループとを備え、各整流ダイオードは陽極および陰極を有し、第１整流ダイオードの陰極は第２整流ダイオードの陰極およびＬＥＤグループの陽極に接続し、第２整流ダイオードの陽極は第３整流ダイオードの陰極に接続し、第３整流ダイオードの陽極は第４整流ダイオードの陽極およびＬＥＤグループの陰極に接続し、第４整流ダイオードの陰極は第１整流ダイオードの陽極に接続し、そしてＡＣ電源は整流ダイオード・グループの第１整流ダイオードの陽極および第３整流ダイオードの陰極に電気的に接続し、そこではＡＣ電源は正の半サイクル電圧および負の半サイクル電圧を供給し、そして整流ダイオード・グループによって、ＬＥＤグループは正の半サイクル電圧および負の半サイクル電圧の両方でオンすることができる。
【０００８】
本発明の他の目的、利点、および新規な特徴は、添付図面と併用した次の詳細な説明によって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のＡＣ  ＬＥＤ表示装置を略図的に示す。
【図２】本発明の実施形態による高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置の略図である。
【図３】本発明の実施形態による高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置のシステム・ブロック図を示す。
【図４】図４（Ａ）は、本発明の実施形態によるＬＥＤマイクロ・チップのマトリックス・パターン配列を示す。図４（Ｂ）は、本発明の実施形態によるＬＥＤマイクロ・チップの非マトリックス・パターン配列を示す。
【図５】本発明の実施形態によるワイヤーボンディングされたフレーム図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図２および３を参照すると、図２は本発明の１つの好ましい実施形態による高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置の略図であり、そして図３は本発明の１つの好ましい実施形態による高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置のシステム・ブロック図である。図２および３に示すように、本発明の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置は、整流ダイオード・グループ２１、ＬＥＤグループ２２、およびＡＣ電源２０を含む。ＬＥＤグループ２２は直列に接続している複数のＬＥＤマイクロ・チップから成る。好ましくは、ＬＥＤグループ２２の中に接続している４８個のＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８があり、そして４８個のＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８は１つのチップ５１に作られる。ＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８は、図４（Ａ）に示すように、マトリックス・パターンに配列されるか、またはＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８は、図４（Ｂ）に示すように、非マトリックス・パターンに配列される。
【００１１】
図３および図５を参照すると、図５はＡＣ  ＬＥＤ表示装置のワイヤーボンディングされたフレーム図を示し、整流ダイオード・グループ２１は、第１整流ダイオード２１１、第２整流ダイオード２１２、第３整流ダイオード２１３、および第４整流ダイオード２１４から成る。整流ダイオード２１１〜２１４の各々はダイオード素子から成る部品であり、そしてダイオード素子から成るこの部品は高電圧整流ダイオードである。好ましくは、整流ダイオード・グループ２１およびＬＥＤグループ２２は１つのチップ・パッケージ３に集積化されて、それらはフレーム３１にワイヤーボンディングされる。図３および５に示すように、整流ダイオード・グループ２１の整流ダイオード２１１〜２１４およびＬＥＤグループ２２は同じフレーム３１に配置され、そして封止用コンパウンド３２によってパッケージされて、パッケージ構造を形成する。
【００１２】
図２および３を再び参照すると、必要なＬＥＤマイクロ・チップの数がＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８のオン電圧、整流ダイオード２１１〜２１４のオン電圧、およびＡＣ電源２０の電圧から計算されるのに対して、ＬＥＤグループ２２は直列に接続している４８個のＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８から成る。この実施形態では、ＡＣ電源２０によって供給される電圧は１１０Ｖであり、これは実効値(平均二乗値の平方根)である。電圧のピーク値は２のルートを乗じた実効値、すなわち１５６Ｖである。この実施形態の整流ダイオード２１１〜２１４の各々は１Ｖのオン電圧を有し、そしてＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８の各々は３．２Ｖのオン電圧を有する。ＡＣ電源２０が正の半サイクルにあるとき、電流は第１整流ダイオード２１１、ＬＥＤグループ２２、および第３整流ダイオード２１３を通過する。ＡＣ電源２０が負の半サイクルにあるとき、電流は第２整流ダイオード２１２、ＬＥＤグループ２２、および第４整流ダイオード２１４を通過する。ＡＣ電源２０の電流が負および正の半サイクルの両方において２つの整流ダイオードを通るので、電圧降下は２Ｖである。従って、ＬＥＤグループ２２のＬＥＤマイクロ・チップの数は次式：（１５６-１*２）／３．２＝４８から計算され、すなわちＬＥＤグループ２２は４８個のＬＥＤマイクロ・チップを含む。
【００１３】
４８個のＬＥＤマイクロ・チップが直列に接続されるとき、ＬＥＤグループ２２に陽極２２ａおよび陰極２２ｂがある。整流ダイオード２１１〜２１４の各々は陽極および陰極を有する。第１整流ダイオード２１１の陰極２１１ｂは、第２整流ダイオード２１２の陰極２１２ｂおよびＬＥＤグループ２２の陽極２２ａに接続している。第２整流ダイオード２１２の陽極２１２ａは第３整流ダイオード２１３の陰極２１３ｂに接続している。第３整流ダイオード２１３の陽極２１３ａは、第４整流ダイオード２１４の陽極２１４ａおよびＬＥＤグループ２２の陰極２２ｂに接続している。第４整流ダイオード２１４の陰極２１４ｂは第１整流ダイオード２１１の陽極２１１ａに接続している。
【００１４】
本発明の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置の場合は、ＡＣ電源２０が正の半サイクルにあるとき、第１整流ダイオード２１１および第３整流ダイオード２１３は、ＬＥＤグループ２２をオンにするためにオンにされる。同様に、ＡＣ電源２０が負の半サイクルにあるとき、第２整流ダイオード２１２および第４整流ダイオード２１４は、ＬＥＤグループ２２をオンにするためにオンにされる。従って、整流ダイオード・グループ２１は、ＬＥＤグループ２２のすべてのＬＥＤマイクロ・チップ２２０１〜２２４８を点灯するために、正の半サイクルおよび負の半サイクルの両方でＬＥＤグループ２２をオンにすることができる。
【００１５】
さらに、ＡＣ電源２０が正の半サイクルにあるとき、電流は第１整流ダイオード２１１、ＬＥＤグループ２２、および第３整流ダイオード２１３を通過する。第２整流ダイオード２１２および第４整流ダイオード２１４はオフにされ、従って逆電圧にそれぞれ耐える。ＡＣ電源２０が負の半サイクルにあるとき、電流は第２整流ダイオード２１２、ＬＥＤグループ２２、および第４整流ダイオード２１４を通過する。第１整流ダイオード２１１および第３整流ダイオード２１３はオフにされ、従って逆電圧にそれぞれ耐える。
【００１６】
本発明の高信頼性および長寿命ＡＣ  ＬＥＤ表示装置は、６００〜１０００Ｖまでの逆電圧に耐えることができる整流ダイオード２１１〜２１４を備え、そして整流ダイオード２１１〜２１４の逆漏れ電流は数μＡ程度に減少する。従って、本発明による整流ダイオード２１１〜２１４の使用は、発光寿命を延ばし、そして信頼性を高めるために、従来のＡＣ  ＬＥＤ表示装置のブリッジ整流構成のＡＣ  ＬＥＤマイクロ・チップによって発生する逆バイアス高電圧漏れ電流によって発生する逆バイアス降伏漏れ電流を回避することができる。
【００１７】
本発明がその好ましい実施形態に関連して説明されたけれども、多くの他の可能な変更態様および変形例が後で請求される本発明の精神および範囲を逸脱することなしに行うことができることを理解すべきである。
【符号の説明】
【００１８】
３  チップ・パッケージ
３１  フレーム
３２  封止用コンパウンド
１０  ＡＣ電力
２０  ＡＣ電源
２１  整流ダイオード・グループ
２２  ＬＥＤグループ
２２ａ  ＬＥＤグループの陽極
２２ｂ  ＬＥＤグループの陰極
５１  チップ
２１１〜２１４  整流ダイオード
２１１ａ〜２１４ａ  整流ダイオードの陽極
２１１ｂ〜２１４ｂ  整流ダイオードの陰極
２２０１〜２２４８  ＬＥＤマイクロ・チップ
ａ、ｂ、ｃ、ｄ  ＬＥＤブロック
【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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