專利名稱：一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED光源，特別是一種用交流市電直接驅(qū)動(dòng)的交流LED光源。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)在全球興起，LED (發(fā)光二極管)成為萬眾矚目的焦點(diǎn)，而LED技術(shù)的發(fā)展也日新月異，特別是2008年以后，隨著LED發(fā)光效率的提升和成本的持續(xù)降低，LED開始大規(guī)模進(jìn)入照明市場，特別是光源類產(chǎn)品市場如LED球泡燈，LED蠟燭燈，LED射燈等市場。光源類產(chǎn)品如LED球泡燈主要有直流LED(如貼片5630或大功率LED)和交流LED 這兩種方式實(shí)現(xiàn)。但是由于常規(guī)直流LED的工作電壓只有2. 8^3. 3V，而且只能工作在直流模式下，因此，直流LED必須經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電源后才能和市電相連。但是由于LED光源類產(chǎn)品的 體積一般都很小，這就使得光源和驅(qū)動(dòng)電源工作在很高的溫度之下。對于驅(qū)動(dòng)而言，電容是必不可少的元器件，但高溫卻導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)電源的壽命大大縮短，從而直接導(dǎo)致LED光源類廣品壽命減少。光源類產(chǎn)品的第二種實(shí)現(xiàn)方式即直接使用交流LED，由于交流LED無需驅(qū)動(dòng)就能直接和市電相連，因此，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡單容易，而且成本更低?，F(xiàn)有的交流LED主要有兩種方式，第一種方式為反向串聯(lián)電路，主要有S公司主導(dǎo)，如圖I圖2所示，在交流電的正半周，上半串正向連接的LED開啟并處于工作狀態(tài)，而下半串LED由于反向連接從而處于關(guān)閉狀態(tài)；在交流電的負(fù)半周，上半串正向連接的LED處于關(guān)閉狀態(tài)，而下半串LED開啟并處于工作狀態(tài)，這樣一來，在整個(gè)交流電的周期都有LED處于工作狀態(tài)。第二種方式為惠斯通橋式電路，主要由E公司主導(dǎo)，工作原理如圖3圖4所示，在交流電的正半周期，橋式電路的左上臂、電橋、右下臂的LED處于工作狀態(tài)，而其他LED處于關(guān)閉狀態(tài)；在交流電的負(fù)半周期，橋式電路的左下臂、電橋、右上臂的LED處于工作狀態(tài)，而其他LED處于關(guān)閉狀態(tài)。從以上兩種交流LED結(jié)構(gòu)可知，第一種反向串聯(lián)電路結(jié)構(gòu)由34顆微直流LED組成的反向串聯(lián)交流LED電路，其中每個(gè)周期均有17顆直流LED導(dǎo)通，導(dǎo)通電壓為51疒55V，LED利用率只有50%。而第二種惠斯通橋式結(jié)構(gòu)由24顆微直流LED組成的惠斯通橋式交流LED電路，其中每個(gè)周期均有16顆直流LED導(dǎo)通，導(dǎo)通電壓為48疒51V。處于電橋上的8顆LED始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，而處于電橋臂上的16顆LED在不同的正負(fù)半周均有一般處于導(dǎo)通狀態(tài)，及電橋臂上有8顆導(dǎo)通。LED的使用率比第一種略高，總體LED使用率為67%。電路中的LED利用率越低，系統(tǒng)的效率也會(huì)越低，較低的電路效率不僅造成了能源的浪費(fèi)，LED系統(tǒng)成本的上升，也會(huì)對交流LED的可靠性造成較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，能有效提高電路中LED的利用率和發(fā)光率，成本低廉、結(jié)構(gòu)可靠，減少能源浪費(fèi)。為此，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于包括四個(gè)LED芯片，所述的四個(gè)LED芯片兩兩串聯(lián)并行設(shè)置，所述的LED芯片由多個(gè)微直流LED以三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路構(gòu)成，且三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的內(nèi)部微直流LED的電氣連接均以順時(shí)針或逆時(shí)針的方式依次連接。所述的三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的公共邊上微直流LED的數(shù)量為多個(gè)，所述四邊形環(huán)路和三角形環(huán)路的非公共邊上微直流LED的數(shù)量均為一個(gè)。所述的微直流LED的正極和相鄰微直流LED的負(fù)極相連。所述LED芯片的工作電壓為50Vac 55Vac，所述的一個(gè)LED芯片內(nèi)包括22 26個(gè)微直流LED，LED芯片包括位于兩端的兩個(gè)三角形環(huán)路和位于中部的三個(gè)四邊形環(huán)路，所 述的三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的公共邊上微直流LED的數(shù)量為2 4個(gè)。所述的的微直流LED開啟電壓為2. 4 2. 7V，正常工作電壓為2. 8V 3. 3V ;所述的LED芯片為藍(lán)光芯片，其上覆蓋著一層熒光粉，所述的熒光粉是YAG黃色銀光粉、硅酸鹽綠色熒光粉、氮化物紅綠熒光粉其中的一種或者幾種組合。本發(fā)明通過新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得在每個(gè)交流電周期內(nèi)LED的使用率從原來的50%和66%提高到77%以上。在相同光通量要求下，可使得光源成本降低54% (和第一種結(jié)構(gòu)相比)及17% (和第二種結(jié)構(gòu)相比)以上，而且系統(tǒng)的光效更高，可靠性更好。


圖I是反向串聯(lián)交流LED正半周通電不意2是反向串聯(lián)交流LED負(fù)半周通電不意3是惠斯通橋式交流LED正半周通電示意4是惠斯通橋式交流LED負(fù)半周通電示意5是本發(fā)明交流LED示意6是利用本發(fā)明交流LED產(chǎn)生的110VAC應(yīng)用示意7是利用本發(fā)明交流LED產(chǎn)生的220VAC應(yīng)用示意圖
具體實(shí)施例方式以下說明書附圖，對本發(fā)明予以進(jìn)一步地詳盡闡述。如圖5-7所示的交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括四個(gè)LED芯片，工作電壓約為5IVac 55Vac，當(dāng)兩顆交流LED串聯(lián)時(shí)，工作電壓為IOOVac I IOVac ;當(dāng)4顆交流LED串聯(lián)時(shí)，工作電壓為200Va(T220Vac ;如圖6和圖7的優(yōu)選實(shí)例中，采用4顆LED兩兩串聯(lián)并列放置組成一交流模塊，該模塊有4個(gè)引腳，然后通過外部引線實(shí)現(xiàn)IlOVac應(yīng)用或220Vac應(yīng)用。LED芯片為藍(lán)光芯片其上通過點(diǎn)膠或噴涂的方式覆蓋上一層熒光粉，該熒光粉可以是YAG黃色銀光粉，硅酸鹽綠色熒光粉，氮化物紅綠熒光粉其中的一種或者幾種組合。如圖5所示，LED芯片由多個(gè)微直流LED組成，微直流LED其電氣連接方式由三角形結(jié)構(gòu)環(huán)路和四邊形結(jié)構(gòu)環(huán)路交替構(gòu)成，包括位于兩端的兩個(gè)三角形環(huán)路I和5和三個(gè)位于中間的四邊形環(huán)路2、3和環(huán)路4，且三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的內(nèi)部微直流LED的電氣連接均以順時(shí)針或逆時(shí)針的方式依次連接，構(gòu)成一個(gè)環(huán)路。微直流LED的連接方式都是首尾相連，即任何一個(gè)LED的正極始終與該環(huán)路內(nèi)相鄰的LED的負(fù)極相連，或者任何一個(gè)LED的負(fù)極始終與該環(huán)路內(nèi)相鄰的LED的正極相連。且三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的公共邊上微直流LED的數(shù)量為多個(gè)，四邊形環(huán)路和三角形環(huán)路的非公共邊上微直流LED的數(shù)量均為一個(gè)。作為優(yōu)選，LED芯片內(nèi)包括22個(gè)微直流LED，三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的公共邊上微直流LED的數(shù)量為3顆。在每個(gè)導(dǎo)通周期，四邊形結(jié)構(gòu)公共邊上的LED始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，即有12顆LED始終處于導(dǎo)通狀態(tài)；在每個(gè)正半周期或負(fù)半周期內(nèi)，三角形結(jié)構(gòu)和四邊形結(jié)構(gòu)的非公共邊共有5顆LED處于導(dǎo)通狀態(tài)；即在每個(gè)正半周期或負(fù)半周期內(nèi)，始終有17顆LED處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通率為17/22=77%.本發(fā)明的交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，主要通過外延生長，清洗，黃光微影，蝕刻，微結(jié)構(gòu)隔離，金屬化連接，鈍化等制程形成。其尺寸范圍為50mif lOOmil，在一優(yōu)選實(shí)例中，該交流芯片尺寸為80mil。
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上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于包括四個(gè)LED芯片，所述的四個(gè)LED芯片兩兩串聯(lián)并行設(shè)置，所述的LED芯片由多個(gè)微直流LED以三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路構(gòu)成，且三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的內(nèi)部微直流LED的電氣連接均以順時(shí)針或逆時(shí)針的方式依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的公共邊上微直流LED的數(shù)量為多個(gè)，所述四邊形環(huán)路和三角形環(huán)路的非公共邊上微直流LED的數(shù)量均為一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的微直流LED的正極和相鄰微直流LED的負(fù)極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED芯片的工作電壓為50Vac 55Vac，所述的一個(gè)LED芯片內(nèi)包括22 26個(gè)微直流LED，LED芯片包括位于兩端的兩個(gè)三角形環(huán)路和位于中部的三個(gè)四邊形環(huán)路，所述的三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的公共邊上微直流LED的數(shù)量為2 4個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的的微直流LED開啟電壓為2. 4 2. 7V，正常工作電壓為2. 8V 3. 3V。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的LED芯片為藍(lán)光芯片，其上覆蓋著一層熒光粉，所述的熒光粉是YAG黃色銀光粉、硅酸鹽綠色熒光粉、氮化物紅綠熒光粉其中的一種或者幾種組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用交流市電直接驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有二極管電路中LED的利用率和發(fā)光率效率低，耗能大。本發(fā)明其特征在于包括四個(gè)LED芯片，所述的四個(gè)LED芯片兩兩串聯(lián)并行設(shè)置，所述的LED芯片由多個(gè)微直流LED以三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路構(gòu)成，且三角形環(huán)路和四邊形環(huán)路的內(nèi)部微直流LED的電氣連接均以順時(shí)針或逆時(shí)針的方式依次連接。本發(fā)明在相同光通量要求下，可使得光源成本有效降低5，而且系統(tǒng)的光效更高，可靠性更好。
文檔編號(hào)H01L25/075GK102842573SQ20121032403
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者謝驊, 吳聲 申請人:寧波市鄞州皓升半導(dǎo)體照明有限公司