JP2015537374A - 容量性結合を備えるｌｅｄパッケージ - Google Patents

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Abstract

ＡＣ電源３０に接続された場合に発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ２であって、第１及び第２のＬＥＤパッケージ端子２４、２６と、ＬＥＤパッケージ端子２４、２６間で逆並列において接続される少なくとも一対のダイオード２０、２２とを有するＬＥＤパッケージ２において、前記ダイオードのうちの少なくとも１つは、発光ダイオードである、ＬＥＤパッケージ２である。第１のＬＥＤパッケージ端子２４は、第１の電源端子３４に着脱可能に接続可能であると共に、第１の電源端子３４と一緒に第１の容量性結合１４を形成するのに適しており、第２のＬＥＤパッケージ端子２６は、第２の電源端子３６に着脱可能に接続可能であると共に、第２の電源端子３６と一緒に第２の容量性結合１６を形成するのに適している。温度依存的な劣化の影響を受けない電気接続を提供することによって、ＬＥＤパッケージ２の寿命が増大されることができる。

Description

本発明は、逆並列において接続されているダイオードを有するＬＥＤパッケージに関する。本発明は、このようなＬＥＤパッケージを含む照明回路と、このようなＬＥＤパッケージを製造する方法とに関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、多くの異なる種類のアプリケーションのために使用されているエネルギ効率的な固体状態光（ＳＳＬ）源である。
全てのアプリケーションに対して共通するフィーチャは、ＬＥＤが光を発するために電源により駆動される必要があることである。従って、ＬＥＤは、しばしば、回路（例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ））を介して電源に接続され、ＬＥＤ配置を形成する。前記ＬＥＤは、例えば、ワイヤによって、前記回路に接続されることができるが、前記ワイヤは、発される光の少なくとも一部を妨げ得る。
一部の現在使用されているＬＥＤ配置は、前記ＬＥＤを前記回路に接続するためにハンダ付け技術を使用している。しかしながら、ハンダ接続は、高温により経時的に劣化し得る。更に、ハンダ接続をする工程は、高い温度条件と関連しており、ＬＥＤ又は前記ＬＥＤに接続されている他の構成要素を劣化させ得る又はこれらに損害を与え得る。
従来技術の上述及び他の不利な点を鑑みて、本発明の全体的な目的は、改良された発光装置を提供することであって、特に、前記発光装置の寿命を増大させる仕方を提供することにある。
本発明の第１の見地によれば、ＡＣ電源に接続された場合に発光するように配された発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージであって、第１のＬＥＤパッケージ端子及び第２のＬＥＤパッケージ端子と、第１のダイオードの陽極が第２のダイオードの陰極に接続されるように、前記ＬＥＤパッケージ端子間で逆並列に接続されている少なくとも一対ダイオードとを有するＬＥＤパッケージにおいて、前記ダイオードの少なくとも１つは発光ダイオードであり、前記第１のＬＥＤパッケージ端子は、前記第１のＬＥＤパッケージ端子は、前記第１の電源端子に着脱可能に接続可能であると共に、前記第１の電源端子と一緒に第１の容量性結合を形成するのに適しており、前記第２のＬＥＤパッケージ端子は、前記第２の電源端子に着脱可能に接続可能であると共に、前記第２の電源端子と一緒に第２の容量性結合を形成するのに適しており、この結果、前記ＬＥＤパッケージ端子が前記電源端子に接続されている場合、前記第１の期間において電流は前記第１のダイオードを流れ、前記第２の期間において電流は前記第２のダイオードを流れる、前記ＬＥＤパッケージが、提供される。
「着脱可能に接続可能」なるフレーズは、ＬＥＤパッケージが如何なる永続的な電気的接続を有することなく、かつ、ハンダ付け又は類似の技術を必要とすることなく、物理的に接続される及び接続を断たれることができることを意味するものと理解されなければならないことを理解されたい。前記ＬＥＤパッケージ端子が前記電源端子に着脱可能に接続可能であるので、前記ＬＥＤパッケージ全体が着脱可能に接続可能であると称されることができることに留意されたい。
本発明によれば、各ＬＥＤパッケージ端子は、対応する電源端子に接続された場合、容量性結合を構成し、電気的に従来のコンデンサに相当する。即ち、前記ＬＥＤパッケージ端子及び電源端子は容量性結合の電極を形成し、電荷が当該電極間で輸送されることを可能にする。
本発明は、着脱可能に容量的に電源に接続されることができるＬＥＤパッケージを提供することによって、様々なハンダ付けの技術によって設けられるような電気的接続は必要とされない。これにより、ＬＥＤパッケージは、温度依存的な劣化の影響をあまり受けない。温度依存的な劣化によりあまり影響されない電気接続を設けることによって、ＬＥＤパッケージの寿命を増大することができる。
本発明は、特定の種類のＬＥＤに限定されるものではなく、例えば、おそらく遠隔又は付近／近傍蛍光体転換と組み合わされた青色ＬＥＤ、白色変換されたもの又は赤色、緑色、青色及びＡ型ＬＥＤの組合せのような、如何なるＬＥＤも本発明によるＬＥＤパッケージにおいて使用されることができる。様々な色のＬＥＤパッケージが、（例えば、色当たり）１つのストリング上に設けられることが可能である、又はドライバ・プロトコルに従って個々に駆動されることができる。
本発明の様々な実施例によれば、前記ＬＥＤパッケージは、それぞれ、第１のＬＥＤパッケージ端子及び第２のＬＥＤパッケージ端子に設けられる誘電層を有する。これにより、前記誘電層は電源端子上には必要とされない。更に、前記誘電層は、滑らかに（即ち前記誘電層の厚の変化が小さく）ＬＥＤパッケージ端子上に配されることができ、高い誘電率を有する誘電材料が選択されることができる。前記誘電層が前記ＬＥＤパッケージ端子上に配されるようにすることで、前記ＬＥＤパッケージ端子は、前記電源端子と物理的に接触するようにされることができるが、依然として前記電源端子から電気的に絶縁されることができることを理解されたい。
好ましくは、両方のダイオードは、発光ダイオードである。このようにして、前記ＬＥＤパッケージは、印加される交流電流の両方のサイクルが光を生成するために利用できるので、より効率的な態様において駆動されることができる。即ち、電源に接続された場合、一方のＬＥＤは、第１の期間において光を発し、他方のＬＥＤは第２の期間において光を発する。
本発明の実施例において、前記第１のＬＥＤパッケージ端子は、第１の容量性結合面を有し、前記第２のＬＥＤパッケージ端子は第２の容量性結合面を有し、前記第１及び第２の容量性結合面は、同じ平面内に配される。つまり、前記第１及び第２の容量性結合面は同じ幾何学的な方向に面しており、前記１つの平面内に配される電源端子への接続を容易にする。
本発明の他の実施例において、前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤは、前記第１のＬＥＤパッケージ端子と前記第２のＬＥＤパッケージ端子との間に挟まれていても良い。これにより、前記ＬＥＤパッケージは、同じ平面内に配されているこれらの容量性結合面を持たない電源端子に接続されることもできる。好ましくは、このコンフィギュレーションにおいて、前記ＬＥＤは、前記ＬＥＤパッケージ端子によって覆われていない方向に光を発する。また、３つ以上のＬＥＤが、前記第１のＬＥＤパッケージ端子と前記第２のＬＥＤパッケージ端子との間に挟まれていても良い。
有利には、前記ＬＥＤパッケージは、様々なモジュールに嵌入する、又は液体（例えば塗料）内に分散されるのに十分なほどに小さい。ＬＥＤパッケージが液体内に分散される場合、前記液体は、電源端子に直接的に塗布されることができる。例えば、ＬＥＤパッケージは、１ｍｍ３のオーダーのボリュームを有することができる。
更に、本発明の様々な実施例による前記ＬＥＤパッケージ端子の少なくとも１つは、透明であっても良い。従って、少なくとも１つの透明なＬＥＤパッケージ端子は、前記ＬＥＤパッケージのＬＥＤの少なくとも１つから発される光を妨げない。従って、上部発光ＬＥＤと同様に側部発光ＬＥＤも、ＬＥＤパッケージにおいて使用されることができる。
更に、本発明の様々な実施例による前記ＬＥＤパッケージ端子の少なくとも１つは、反射性であっても良い。これによって、少なくとも１つの反射性のＬＥＤ電極は、所望の方向（場合によっては前記ＬＥＤの少なくとも１つにより発される光の方向と異なる）に光を反射する及び指向できる。例として、例えば第１のＬＥＤとして上部発光ＬＥＤが設けられる場合、前記上部発光ＬＥＤは反射性電極に面する光出力を有し、この反射性ＬＥＤ電極は、（前記上部発光ＬＥＤの側部に対応する）例えばＬＥＤパッケージの側部において光を他の方向に反射する。
本発明の第２の見地によれば、２つの電源端子を有するＡＣ電源と、前記電源に接続された本発明の第１の見地によるＬＥＤパッケージとを有する照明回路が、提供される。ＬＥＤパッケージが前記電源に着脱可能に接続されているので、前記ＥＤパッケージは前記電源に対して容易に再位置決めされることができる。
少なくとも１つの実施例によれば、２つ以上のＬＥＤパッケージが、前記電源に容量結合されることができる。このことは、ＬＥＤパッケージが別個のユニットであり、前記電源の前記電源端子に容量的に接続可能であるから、可能である。更に、ハンダ又は他の永久的な電気的接続がＬＥＤパッケージ端子と電源端子との間の電気接続に使用されていないので、前記電源に容量結合されるＬＥＤパッケージの数は、容易に変更されることができる。従って、様々な数のＬＥＤが、前記照明回路のレイアウトを変えずに駆動されることができる。しかしながら、様々な数のＬＥＤパッケージの駆動は、照明回路の共振周波数の変更を必要とし得る。
更に、前記ＬＥＤパッケージと前記電源との間の接続に対するハンダ付けを回避することによって、もはやハンダが必要でないため、前記ＬＥＤパッケージ及び／又は前記電源の質量が減少されることができる。また、前記ＬＥＤパッケージと前記電源との間の電気的接続の代わりに容量性結合を使用することにより、前記ＬＥＤパッケージから前記電源へ輸送される熱が減少されることができ、従って、前記電源と物理的に接触している感度が高い構成要素の温度依存的な劣化を防止することができる。
前記ＬＥＤパッケージが、電源回路（例えばプリント基板回路）のような、外部回路を介して前記電源と電気的に接触されることができることも理解されたい。更に、前記電源は、例えば、壁面コンセント又は直流電流駆動されるＡＣ電源からのような、本線電源のような、交流電力を供給する如何なる電源であっても良い。
本発明の様々な実施例によれば、当該照明回路は、それぞれ、前記第１の電源端子及び前記第２の電源端子上に配される誘電層を有する。これにより、前記誘電層は、もはやＬＥＤパッケージ端子上に必要とされない。前記電源端子上に配される誘電層を有することによって、前記電源端子は、前記ＬＥＤパッケージ端子と物理的に接触するようにされることができるが、依然として前記ＬＥＤパッケージ端子から電気的に絶縁されることができる。
当該照明回路は、更に、前記電源と前記第１の電源端子との間に接続されるインダクタを有する。これにより、前記電源端子に容量結合されるＬＥＤパッケージの数が変化され、このようなインダクタは、当該回路を調整するように当該照明回路の共振周波数を変更するのに使用されることができる。
前記電源端子は、基板上の並列トラックであっても良く、前記第１及び第２のＬＥＤパッケージ端子は、それぞれ、前記第１の電源端子及び第２の電源端子に少なくとも部分的に重なるように配されることができる。これにより、複数の前記ＬＥＤパッケージが、前記電源端子に容量結合されることができる。更に、並列トラックとして配される電源端子を有することにより、前記電源端子は、並列に接続されている、幾つかのＬＥＤパッケージにより共有されることができる。
更に、前記ＬＥＤパッケージは、前記電源端子が設けられている基板に取り付けられている固締シートによって、前記第１の電源端子及び前記第２の電源端子に対して固締されることができる。これにより、前記ＬＥＤパッケージ端子及び前記電源端子の接近を提供する効率的な仕方が達成される。前記固締シートは、電気的接続が可能であるように前記ＬＥＤパッケージ端子が前記電源端子の付近に近づけられることを提供する如何なる種類のシートであっても良い。
本発明の第３の見地によれば、ＡＣ電源に容量結合されることを目的とするＬＥＤパッケージを製造する方法であって、第１の電極層を設けるステップと；前記第１の電極層をパターニングするステップと；第１のＬＥＤの陽極及び第２のＬＥＤの陽極が同じ第１の電極層に面しているような仕方において、前記第１の電極層の上に第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを配するステップと；前記第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを少なくとも部分的に囲む誘電パッケージ材料を配するステップと；前記誘電パッケージ材料をパターニングするステップと；前記誘電パッケージ材料上に第２の電極層を配するステップと；前記第２の電極層をパターニングするステップとを有する方法において、前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤが逆並列コンフィギュレーションにおいて、電気的に接続されるような仕方において、即ち前記第１のＬＥＤの陽極が前記第２のＬＥＤの陰極に接続されるような仕方において、前記第１の電極層、前記誘電パッケージ材料及び前記第２の電極層の前記パターニングが実施される方法が、提供される。
前記ＬＥＤパッケージと前記電源端子との間の容量性結合の使用により、前記ＬＥＤパッケージ端子と前記電源端子との間の接続のためのハンダ付けを使用する工程のステップは、もはや必要とされない。更に、前記ＬＥＤパッケージと前記電源を提供する回路とは、別個に製造されることができる。
前記第１の電極、前記パッケージ材料及び前記第２の電極のうちの少なくとも１つは、透明であっても良い。これにより、光が透明なパッケージ材料及び／又は電極を通って流れることが可能にされるので、光出力は、パッケージ材料及び／又は電極の位置決めにあまり依存しない。
更に、本発明の様々な実施例による方法は、前記第１の電極上に少なくとも部分的に誘電性の層を配するステップを更に含むことができる。前記第１の電極上の前記誘電層を配することによって、前記第１及び第２のＬＥＤが少なくとも部分的に電気的に分離されることが可能になり、従って、逆並列接続においてコフィギュレーションされたＬＥＤが、本発明の第１の見地に関して記載されたように、可能になる。
本発明のこれら及び他の見地は、本発明の実施例を示している添付図面を参照して、以下で更に詳細に記載される。
本発明の様々な実施例による発光装置の例示的な回路を模式的に示している。 本発明の例示的な実施例による発光装置の分解図である。 本発明の実施例による製造方法を示しているフローチャートである。 図３の方法の対応するステップの結果を模式的に示している。
以下の記載において、本発明は、発光装置に関して、より詳細には、ＬＥＤパッケージ及び照明回路に関して記載される。更に、本発明は、このようなＬＥＤパッケージを製造する方法に関して記載される。
図１は、電源３０に接続されているＬＥＤパッケージ２の実施例のための照明回路１を示している。ＬＥＤパッケージ２は、図１において、点線の長方形４により規定されており、第１及び第２のＬＥＤ２０、２２、第１のＬＥＤパッケージ端子２４、第２のＬＥＤパッケージ端子２６、及び２つのＬＥＤ２０、２２と第１及び第２のＬＥＤパッケージ端子２４、２６とを接続しているＬＥＤパッケージ回路２８を有する。更に、図１の照明回路１は、ＡＣ電源３０と、インダクタ３２と、第１の電源端子３４と、第２の電源端子３６と、電源３０、インダクタ３２及び２つの電源端子３４、３６を接続している電源回路３８とを有する。誘電層（図２を参照）は、第１のＬＥＤパッケージ端子２４と第１の電源端子３４との間、及び第２のＬＥＤパッケージ端子２６と第２の電源端子３６との間に、それぞれ設けられることが可能である。更に、第１及び第２のＬＥＤパッケージ端子２４、２６と第１及び第２の電源端子３４、３６は、金属（例えば、金、アルミニウム、銅等）のような、如何なる伝導材料でできていても良い。
更に、２つのＬＥＤ２０、２２の各々は、陽極２０ａ、２２ａ及び陰極２０ｂ、２２ｂを有する。電流は、それぞれの陽極２０ａ、２２ａからそれぞれの陰極２０ｂ、２２ｂへとＬＥＤ２０、２２の各々を流れ、このことは、それぞれのＬＥＤ２０、２２の方向として言い表されることができる。ＬＥＤは、逆並列コンフィギュレーションにおいて接続され、即ち一方のＬＥＤの陰極が他方のＬＥＤの陽極に接続され、逆もまた同じである。
２つのダイオード（ここでは２つのＬＥＤ）の逆並列コンフィギュレーションは、ＬＥＤパッケージをＡＣ電源への接続に適したものにする。第１の期間（ＡＣ電流の正弦関数の第１の半分の期間に対応する）において、電流は第１のＬＥＤ２０を通って流れ、第２の期間（ＡＣ電流の正弦関数の第１の半分期間に対応する）において、電流は第２のＬＥＤ２２を通って流れる。
原則として、逆並列コンフィギュレーションが維持される限り、前記ＬＥＤの一方は一般的なダイオードと置き換えられることが可能であることに留意されたい。
更に、２つ以上のＬＥＤが逆並列において接続されることができる。これにより、当該ＬＥＤパッケージ２は、１つのＬＥＤが機能し終わる場合に備えて、より多くの光を発することができ、より高い信頼性を提供することができる。更に、２つのＬＥＤ２０、２２を逆並列コンフィギュレーションにおいて接続することによって、図１に示されるように、印加されている交流電流の両方のサイクルが使用されることができるので、電力は効率的に使用されることができる。
図１の点線の長方形４により示されるように、第１のＬＥＤパッケージ端子２４は第１の電源端子３４から物理的に切り離され、これに応じて、第２のＬＥＤパッケージ端子２６は第２の電源端子３６から物理的に切り離される。誘電層（図２に示される）は、ＬＥＤパッケージ端子２４、２６上に又は電源端子３４、３６上の何れにおいても配されることができる。つまり、ＬＥＤパッケージ２は、電源３０から物理的に切り離される。しかしながら、第１のＬＥＤパッケージ端子２４が第１の電源端子３４の近くに配されている場合、第１のＬＥＤパッケージ端子２４は第１の電源端子３４に電気的に接続され、即ち容量結合される。従って、電流は、電源３０からＬＥＤパッケージ２へ、そしてＬＥＤパッケージ２から電源３０へと、ＬＥＤパッケージ回路２８及び電源回路３８を介して流れることができ、即ち電源回路３８及びＬＥＤパッケージ２は、容量性結合１４によって電気的に接続されることができる。従って、第１のＬＥＤパッケージ端子２４、前記誘電層のうちの１つ、及び第１の電源端子３４は、照明回路１の第１のコンデンサ４０と称されることができる。同様に、第２のＬＥＤパッケージ端子２６が第２の電源端子３６の近くに配される場合、第２のＬＥＤパッケージ端子２６は第２の電源端子３６に電気的に接続され、即ち容量結合される。従って、電流が電源３０からＬＥＤパッケージ２へ、そしてＬＥＤパッケージ２から電源３０へと、ＬＥＤパッケージ回路２８及び電源回路３８を介して流れることを可能にされ、即ち電源回路３８及びＬＥＤパッケージ２は、容量性結合１６によって電気的に接続されることができる。従って、第２のＬＥＤパッケージ端子２６、前記誘電層の１つ、及び第２の電源端子３６は、照明回路１の第２のコンデンサ４２と称されることができる。
それぞれのＬＥＤパッケージ端子２４、２６がそれぞれの電源端子３４、３６に電気的に接続される場合、２つのコンデンサ４０、４２の各々が従来のコンデンサとして機能するが、構造的なフィーチャは、それぞれのコンデンサ４０、４２のＬＥＤパッケージ端子２４、２６及び電源端子３４、３６が上述したように物理的に分離可能であるので、従来のコンデンサと異なることを理解されたい。つまり、第１のＬＥＤパッケージ端子２４は第１の電源端子３４に着脱可能に接続可能であり、第２のＬＥＤパッケージ端子２６は第２の電源端子３６に着脱可能に接続可能であり、この結果、ＬＥＤパッケージ２は電源３０に着脱可能に接続可能であり、コンデンサ４０、４２は、ＬＥＤパッケージ２が電源から分離される場合、存在し終わり、もはや存在しない。
図２は、本発明の少なくとも１つの例示的な実施例による固体照明（ＳＳＬ）モジュール１００を示している分解図である。ＳＳＬモジュール１００は、照明回路１０１、基板１０７（例えば、プリント基板）及び固締シート１０８を有する。更に、図２においては、外部電極１０９が、ＳＳＬモジュール１００に接続されている。
図２の照明回路１０１は、図１の照明回路１と同様に構成されているが、２つのＬＥＤパッケージ１０２及び電源回路１０３を有する。ＬＥＤパッケージ１０２の各々は、分離層１２７により分離されている２つのＬＥＤ１２０、１２２と、それぞれ容量性結合面１２４ａ、１２６ａを各々有する第１及び第２のＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６とを有する。第１及び第２の誘電層１２９、１２９´は、ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６上に配される。電源回路１０３は、電源１３０と、インダクタ１３２と、それぞれ容量性結合面１３４ａ、１３６ａを各々有する２つの電源端子１３４、１３６とを有する。図２の電源端子１３４、１３６は、並列なトラック１３４、１３６として形成されている。従って、「電源端子１３４、１３６」なる語及び「並列トラック１３４、１３６」なる語は、本出願の全体にわたって置き換え可能に使用されている。誘電層１２９、１２９´は、例えば２８の誘電率を有するＴａ２Ｏ５のような、様々な材料でできていても良い。
図２に示されているように、それぞれのＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６の容量性結合表面１２４ａ、１２６ａは、同じ幾何学的な平面Ｐ１内に配されている。更に、対応する電源端子１３４、１３６の容量性結合面１３４ａ、１３６ａも、第１の平面Ｐ１と異なる共通の第２の平面Ｐ２内に配されている。ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６が電源端子１３４、１３６に容量結合される場合、容量性結合面１２４ａ、１２６ａは容量性結合面１３４ａ、１３６ａに面する。このコンフィギュレーションは、横方向コンフィギュレーションと称されることができる。
上述したように、ＬＥＤパッケージ１０２は、電源端子１３４、１３６に容量結合されるＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６によって電源回路１０３に容量結合される（即ち、上述の図１に関して記載されているように容量結合される）。従って、ＬＥＤパッケージ１０２は、電源回路１０３に着脱可能に接続可能であり、従って、ＳＳＬモジュール１００から取り外されることができる及び／又はＳＳＬモジュール１００に取り付けられることが可能である。更に、ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６及び電源端子１３４、１３６を分離させている第１及び第２の誘電層１２９、１２９´は、ＬＥＤパッケージ端子１２４上又は電源端子１３４、１３６上の何れにおいても配されることができる。
ＬＥＤパッケージ１０２が電源回路１０３に着脱可能に接続可能であるので、電源回路１０３に対する具体的なＬＥＤパッケージ１０２の位置決めは、具体的なＬＥＤパッケージ１０２のＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６が電源端子１３４、１３６に電気的に接続される、即ち容量結合される限り、変化され得る。図２に示されているように、ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６は、並列トラック１３４、１３６に重なるように配される。従って、並列トラック１３４、１３６の幅及び間隔は、ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６に重なるように設計される。重なっている電極１２４、１２６、１３４、１３６を有するこのコンフィギュレーションは、ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６の容量性結合表面１２４ａ、１２６ａが平面Ｐ１内に配され、電源端子１３４、１３６の容量性結合面１３４ａ１３６ａは先述したように第２の平面Ｐ２内に配されるので、可能である。絶対的な重なりの整合が必要であるわけではなく、十分な容量結合を可能にするために最小の重なりのみが必要である点に留意されたい。並列トラック１３４、１３６の幾何学的配列は、様々な幾何学的配列を有するＬＥＤパッケージ１０２が並列トラック１３４、１３６に容量結合されるのを可能にすることができる。
更に、ＳＳＬモジュール１００を図２に示したようにコンフィギュレーションすることにより、ＬＥＤパッケージ１０２は、様々な位置において並列トラック１３４、１３６に取り付けられることができ、電源回路１０３の設計／幾何学的配列を変更することなく、様々な数のＬＥＤパッケージ１０２を並列トラック１３４、１３６に容量結合させることも可能である。更に、ＬＥＤパッケージ１０２の数を変化させることに、ＬＥＤパッケージ１０２の異なる種類は、電源回路１０３に取り付けられることが可能である。例として、例えば異なるルーメン出力を有する及び／又は時間内において異なる性能を有する２つのＬＥＤパッケージ１０２が、同じ電源回路１０３に容量結合されることができる。ＬＥＤパッケージ１０２の数の変更は、ＳＳＬモジュール１００の全体的な容量を変化させ得て、従って（例えば、共振周波数を変化させることによる）電源回路１０３の調整を必要とし得る。
抵抗器、コンデンサ、ダイオード及び／又はコイルのような、他の電子部品／電気的要素がＳＳＬモジュール１００上に配されることができることに留意されたい。更に、他の電気的要素は、第２の基板／ＰＣＢ上に配され、ＳＳＬモジュール１００に接続されることができる。他の可能性は、電源１３０及び電源回路のインダクタ１３２を第２の基板／ＰＣＢ上に配することである。これにより、電源回路１０３の並列トラック１３４、１３６のみがＳＳＬモジュール１００上に配されるので、ＳＳＬモジュール１００はより小型化されることができる。
図２に示されている例において、固締シート１０８は、ＬＥＤパッケージ１０２を電源回路３８に接近させて配する、従って、ＬＥＤパッケージ１０２が電源回路１０３に電気的に接続される、即ち容量結合されるために、ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６を電源端子１３４、１３６に近接させて配するのに使用されることができる。固締シート１０８は、一方の端部において基板１０７上に配され、他方の端部においてＬＥＤパッケージ１０２の上に配され、この結果、照明回路１０１が固締シート１０８と基板１０７との間に配される。これによって、ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６は、ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６が電源端子１３４、１３６に電気的に接続される、即ち容量結合されるために、電源端子１３４、１３６に接近させて固締されることができる。
ＬＥＤパッケージ端子１２４、１２６及び電源端子１３４、１３６は、金属（例えば、金、アルミニウム、銅等）のような、如何なる伝導材料でできていても良いことに留意されたい。
本発明の実施例は、ここで、図３のフローチャート及び図４ａ―ｅの補足側面図を参照して説明され、図４ａ―ｅは、ＬＥＤパッケージ２０２を製造するための典型的な手順に関して模式的に示している。
第１のステップ３００において、第１の電極層２２４は、図４ａにも示されているように基板２０７上に設けられる。上述したように、第１の電極層２２４は、金属（例えば、金、アルミニウム、銅等）のような、如何なる伝導材料でできていても良い。
次のステップ３０２において、第１の電極層２２４は、電極層２２４が第１の電極層２２４ａ及び第２の電極層２２４ｂに分割されるようにパターニングされ、電極層２２４ａ、２２４ｂは、図４ａにも示されているように、互いに電気的に絶縁されている。電極層２２４のパターニングは、第１の電気的に絶縁された電極層２２４ａと第２の電気的に絶縁された電極層２２４ｂとの間に誘電トラック２２４ｃを配することにより実行されることができる。
次のステップ３０４において、誘電層２２５は、第１の電極層２２４上に配される。誘電層２２５は、図４ｂに示されるように、必要に応じて開口部２２５ａを有する。誘電層２２５は、例えば、ポリマーであっても良い。
次のステップ３０６において、ＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´は、これらが電極層２２４に電気的に接続されるように配される。図４ｃに示されているように、第１のＬＥＤ２２０、第２のＬＥＤ２２０´、第３のＬＥＤ２２２及び第４のＬＥＤ２２２´は、それぞれ陽極２２０ａ、２２０´ａ、２２２ａ、２２２´ａ及び陰極２２０ｂ、２２０´ｂ、２２２ｂ、２２２´ｂを各々有し、誘電層２２５上に配される。第１及び第２のＬＥＤ２２０、２２０´は、第１の電気的に絶縁された電極層２２４ａに電気的に接続され、従って第１及び第２のＬＥＤ２２０、２２０´の各々は、誘電層２２５の開口部２２５ａのうちの１つ上に配される。第３及び第４のＬＥＤ２２２、２２０´は、第２の電気的に絶縁された電極層２２４ｂに電気的に接続され、従って、第３及び第４のＬＥＤ２２２、２２２´の各々は、誘電層２２５の開口部２２５ａのうちの１つを通じて配される。図４ｃに示されているように、第１、第２、第３及び第４のＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´は同じ幾何学的な方向を有しており、即ち４つのＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´のそれぞれの陽極２２０ａ、２２０´ａ、２２２ａ、２２２´ａは第１の電極層２２４に面している。４つのＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´は、伝達されるピン（pin transferred）、スクリーンプリントされたＩＣＡ又はスクリーンプリントされたハンダによって、第１の電極層２２４に接続されることができる。
次のステップ３０８において、図４ｄに示されるように、誘電パッケージ材料２５０は、４つのＬＥＤ２２０、２２０、２２２、２２２を少なくとも部分的に囲むように配される。パッケージ材料２５０は、４つのＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´のうちの少なくとも１つから発される光がパッケージ材料２５０を通過できるように透明であっても良い。誘電パッケージ材料２５０が、例えば、３Ｄリソグラフィによって、全ての種類の形において作られることが可能であることに留意されたい。例えば、誘電パッケージ材料２５０の異なる形は、異なる光分布又はより効率的な光出力をもたらし得る。
次のステップ３１０において、パッケージ材料２５０は、パッケージ材料２５０内部の経路が電気伝導性である仕方において、パターニングされる。図４ｄに示されているように、第１の、第２及び第３の伝導性経路２５６ａ、２５６ｂ、２５６ｃは、４つのＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´間の平面においてパターニングされ、この結果、第１の導電性経路２５６ａが第１のＬＥＤ２２０と第３のＬＥＤ２２２との間に配され、第３の導電性経路２５６ｃが第２のＬＥＤ２２０´と第４のＬＥＤ２２２´との間に配され、第２の導電性経路２５６ｂが第１及び第２の導電性経路２５６ａ、２５６ｃ間に配される。各導電性経路２５６ａ、２５６ｂ、２５６ｃは、誘電層２２５上の開口２２５ａを通って第１の電極層２２４に接続される。即ち、電気的接続は、開口部２２５ａによって、例えば、従来の接点又はんだによって、確立されることができる。従って、接点は、ＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´が配される開口部２２５ａ上に配されることができるが、パッケージ材料が第１の電極層２２４と第２の電極２２６との間の接続を保証するようにパターニングされる開口部２２５ａ上にも配されることができる。更に、パッケージ材料２５０のパターニングは、対応するＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´上に開口部２５８及び／又は接点２５８を設ける。パッケージ材料は、例えば、ＳＵ８のような、ポリマーであっても良い。
次のステップ３１２において、第２の電極層２２６は、パッケージ材料２５０上に配される。図４ｅに示されるコンフィギュレーションは、ＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´が第１及び第２の電極層２２４、２２６間に挟まれているので、垂直ＬＥＤパッケージ２０２と称されることができる。先述したように、第２の電極層２２６は、金属（例えば、金、アルミニウム、銅等）のような、如何なる伝導材料でできていても良い。
次のステップ３１４において、それぞれ、図４ｅに示されているように、それぞれ、第１の及び第３の導電性経路２５６ａ、２５６ｃへの電気的な接続によって、第１及び第２のＬＥＤ２２０、２２０´（当該ＬＥＤ２２０、２２０´は第１の電気的に絶縁された電極層２２４ａに接続されている）のそれぞれの陰極２２０ｂ、２２０´ｂと、第２の電気的に絶縁された電極層２２４ｂとの間の電気的な接続を電極層２２６が提供するように、第２の電極層２２６がパターニングされる。更に、絶縁された電極層２２４ａは、第２の導電性経路２５６ｂによって第２の電極層２２６に電気的に接続される。第２の電極層２２６は、４つのＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´のうちの少なくとも１つから発される光が通って流れることができるように、好ましくは透明である。
図３に記載されている工程によれば、第１の電極層２２４、パッケージ材料２５０及び第２の電極層２２６のパターニングは、４つのＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´が逆並列コンフィギュレーションにおいて電気的に接続されているような仕方において実施される。即ち、図４ｅにおけるＬＥＤパッケージ２０２に関して示されているように、それぞれ、第１及び第２のＬＥＤ２２０、２２０´の陽極２２０ａ、２２０´ａは、第３及び第４のＬＥＤ２２２、２２２´の陰極２２２ｂ、２２２´ｂに接続される。
更に、図３及び図４ａ―ｅを参照して記載されている工程により製造されるＬＥＤパッケージ２０２は、第１及び第２の電極層２２４、２２６が、図１を参照して記載されている容量性結合と同様に（例えば、電源回路を介して）それぞれ前記電源に接続されている第１及び第２の電源端子に容量結合されることによって、（図１に示されているように）電源に電気的に接続されることができる。つまり、第１の電極層２２４及び第２の電極層２２６は、電源の第１及び第２の電源端子に電気的に接続された場合、対応するコンデンサの２分の１として各々機能できる。前記容量性結合が機能的であるように、付加的な誘電層が、電極層２２４、２２６と電源端子との間に配されなければならない。前記付加的な誘電層は、電極層２２４、２２６又は電源端子の一方の上に配されることができる。前記付加的な誘電層が電極層２２４、２２６上に配される場合、付加的な誘電層は、誘電性の厚さを殆ど変化させることなく、例えば、（約２８の誘電率を有する）Ｔａ２Ｏ５のような、非常に高い誘電率を有する材料の使用によって、作られることが可能である。更に、第１及び第２の電極層２２４、２２６及びパッケージ材料２５０がリソグラフィのステップによってパターニングされることができ、従ってＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´と、例えば抵抗器、トランジスタ、ダイオード、コイル等のような他の構成要素との間の電気的接続が確立されることができることに留意されたい。
誘電層２２５は、第１及び第２のＬＥＤ２２０、２２０´を第３及び第４のＬＥＤ２２２、２２２´から絶縁し、ショートが発生するのを防止するべきであることに留意されたい。前記誘電層は、ＬＥＤ２２０、２２０´、２２２、２２２´が従来の並列コンフィギュレーション（即ち図４ｅで示される逆並列コンフィギュレーションではない）において配される場合、必要ではない。
本発明の他の実施例によれば、第１の電気的に絶縁された電極層２２４ａが電源端子への第１の容量性結合を提供すると共に、電気的に絶縁された電極層２２４ｂが他の電源端子への第２の容量性結合を提供するように、第１の電極層２２４のパターニングが実施される。即ち、２の電気的に絶縁された電極層２２４ｂは、第２の電極層２２６が必要とされないように、第第２の電極層２２６と置き換わる。このコンフィギュレーションは、２つの電気的に絶縁された電極層２２４ａ、２２４ｂが同じ平面内でコンフィギュレーションされる横方向のＬＥＤパッケージと称されることができる。従って、この横方向のコンフィギュレーションは、図２を参照して記載されているコンフィギュレーションと類似している。前記横方向のコンフィギュレーションの有利な点は、光が電極層２２４ａ、２２４ｂの反対側に発されることができるので、電極層２２４ａ、２２４ｂが透明である必要がないということである。
ステップ３００に先行する任意のステップにおいて、リリース層が基板２０７上に位置されることができる。前記リリース層は、ステップ３１４に続くステップにおいて、エッチング除去されることができ、この結果、ＬＥＤパッケージ２０２はリリース層からリリースされる。前記リリース層は、例えばＢＯＥエッチングによって、エッチング除去されることもできる厚い酸化層でできていても良く、好ましくは、前記ＢＯＥエッチングはＬＥＤパッケージ２０２からの如何なる材料も劣化させない。
電極／電極層１４、１６、１２４、１２６、２２４、２２６の何れも透明であっても良いことに留意されたい。更に、電極／電極層の少なくとも１つは反射性である。更に、ＬＥＤ２０、２２、１２０、１２２、２２０、２２０´、２２２、２２２´の何れも、陽極２０ａ、２２ａ、２２０ａ、２２０´ａ、２２２ａ、２２２´ａ又は陰極２０ｂ、２２ｂ、２２０ｂ、２２０´ｂ、２２２ｂ、２２２´ｂの同じ方向において、光を発する上部発光ＬＥＤであっても良く、又は陽極２０ａ、２２ａ、２２０ａ、２２０´ａ、２２２ａ、２２２´ａ又は陰極２０ｂ、２２ｂ、２２０ｂ、２２０´ｂ、２２２ｂ、２２２´ｂに対して垂直に光を発する側部発光ＬＥＤであっても良い。例えば、上部発光ＬＥＤは、反射性の電極／電極層１４、１６、１２４、１２６、２２４、２２６を備えて使用されることができ、このことは、上部発光ＬＥＤを使用するための可能性を可能にし、他の方向における上部発光ＬＥＤから発される光も通過させる。反射性の電極／電極層１４、１６、１２４、１２６、２２４、２２６は、側部発光ＬＥＤの光効率を向上させることもできる。
当業者であれば、本発明は、決して上述の実施例に限定されるものではないことを理解するであろう。例えば、電源への電気的接続として容量性結合を使用している上述のＬＥＤパッケージの他の代替的なものも、本発明の範囲内にある。

Claims (15)

  1. ＡＣ電源に接続される場合に光を発するように配されている発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージであって、
    第１のＬＥＤパッケージ端子及び第２のＬＥＤパッケージ端子と、
    第１のダイオードの陽極が第２のダイオードの陰極に接続されるように、前記ＬＥＤパッケージ端子間で逆並列において接続されている少なくとも一対のダイオードと、
    を有するＬＥＤパッケージにおいて、
    前記ダイオードの少なくとも１つは発光ダイオードであり、
    前記第１のＬＥＤパッケージ端子は、第１の電源端子に着脱可能に接続可能であると共に、前記第１の電源端子と一緒に第１の容量性結合を形成するのに適しており、
    前記第２のＬＥＤパッケージ端子は、第２の電源端子に着脱可能に接続可能であると共に、前記第２の電源端子と一緒に第２の容量性結合を形成するのに適しており、
    この結果、前記ＬＥＤパッケージ端子が前記電源端子に接続されている場合、第１の期間において、電流が前記第１のダイオードを流れ、第２の期間において、電流は前記第２のダイオードを流れる、
    ＬＥＤパッケージ。
  2. 前記第１のＬＥＤパッケージ端子及び前記第２のＬＥＤパッケージ端子上にそれぞれ設けられる誘電層を有する、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
  3. 両方の前記ダイオードが発光ダイオードである、請求項１又は２に記載のＬＥＤパッケージ。
  4. 前記第１のＬＥＤパッケージ端子は第１の容量性結合面を有し、前記第２のＬＥＤパッケージ端子は第２の容量性結合面を有し、前記第１及び第２の容量性結合面は、共通の平面内に配されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
  5. 前記第１のダイオード及び前記第２のダイオードは、前記第１のＬＥＤパッケージ端子と前記第２のＬＥＤパッケージ端子との間に挟まれている、請求項１乃至４の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
  6. 前記ＬＥＤパッケージ端子の少なくとも１つが透明である、請求項１乃至５の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
  7. 前記ＬＥＤパッケージ端子の少なくとも１つが反射性である、請求項１乃至６の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
  8. 第１及び第２の電力側端子を持つＡＣ電源と、
    請求項１乃至７の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージと、
    を有する照明回路であって、
    前記第１のＬＥＤパッケージ端子は前記第１の電源端子に容量接続され、前記第２のＬＥＤパッケージ端子は前記第２の電源端子に容量接続される、照明回路。
  9. 前記第１の電源端子及び前記第２の電源端子上に設けられている誘電層を更に有する、請求項８に記載の照明回路。
  10. 前記電源と前記第１の電源端子との間に接続されているインダクタを更に有する、請求項８又は９に記載の照明回路。
  11. 前記第１の電源端子及び前記第２の電源端子は、並列の伝導性トラックとして配されており、前記第１のＬＥＤパッケージ端子及び前記第２のＬＥＤパッケージ端子は、それぞれ、前記第１の電源端子及び前記第２の電源端子に少なくとも部分的に重なるように配される、請求８乃至１０の何れか一項に記載の照明回路。
  12. 前記電源端子は基板上に設けられ、前記ＬＥＤパッケージは、前記基板に取り付けられた固締シートによって前記第１の電源端子及び前記第２の電源端子に対して固締される、請求項８乃至１１の何れか一項に記載の照明回路。
  13. ＡＣ電源に容量結合するためのＬＥＤパッケージを製造する方法であって、
    第１の電極層を設けるステップと、
    前記第１の電極層パターニングするステップと、
    第１のＬＥＤの陽極及び第２のＬＥＤの陽極が同じ前記第１の電極層に面するような仕方において、前記第１の電極層上に前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤを配するステップと、
    前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤを少なくとも部分的に囲んでいる誘電パッケージ材料を配するステップと、
    前記誘電パッケージ材料をパターニングするステップと、
    前記誘電パッケージ材料上に第２の電極層を配するステップと、
    前記第２の電極層をパターニングするステップと、
    を有する方法において
    前記第１の電極層、前記誘電パッケージ材料及び前記第２の電極層の前記パターニングは、前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤが、逆並列コンフィギュレーションにおいて電気的に接続される、即ち前記第１のＬＥＤの陽極が前記第２のＬＥＤの陰極に接続されるような仕方において実施される、方法。
  14. 前記第１の電極、前記パッケージ材料及び前記第２の電極のうちの少なくとも１つは、透明である、請求項１３に記載の方法。
  15. 請求項１３又は１４に記載の方法であって、前記第１の電極層上に少なくとも部分的に誘電性の層を配するステップを更に有する方法。
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