(57)【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、
耐電圧部としての突出部が前記第１のキャビティ及び前記第３のキャビティの一方に突出して、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を、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に分離し、
前記複数の整流ダイオードに電気的に接続された導電線が、前記突出部を貫通して基板本体内の導電線に接続す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４】
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５】
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６】
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５に記載の発光デバイス。
【請求項７】
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６に記載の発光デバイス。
【請求項８】
キャビティが形成された基板であって、前記キャビティは、前記キャビティを第１のキャビティ、第２のキャビティ、第３のキャビティに分離する複数の絶縁部を備える基板と、
前記第１のキャビティに配列された第１の整流ダイオード、及び第２の整流ダイオードと、
前記第３のキャビティに配列された第３の整流ダイオード、及び第４の整流ダイオードと、
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、を備える発光デバイスであって、
耐電圧部としての突出部が前記第１のキャビティに突出して、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位置し、
前記複数の整流ダイオードに電気的に接続された導電線が、前記突出部を貫通して基板本体内の導電線に接続し、
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９】
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８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８に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
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１０に記載の発光デバイス。
【請求項１２】
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１１に記載の発光デバイス。
【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
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
0005357237.tif 000008
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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