JP2005057228A - 発光ダイオードの静電気防止回路装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 発光ダイオードの静電気防止回路装置及び方法の提供。
【解決手段】 発光ダイオード、第１静電気防止素子アセンブリ、第２静電気防止素子アセンブリを具え、発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を有し、並びに回路基板に接続され、且つその回路基板内に二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極があり、該第１静電気防止素子アセンブリは、該回路基板中に内蔵され、第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されている。
【選択図】 図３
【解決手段】 発光ダイオード、第１静電気防止素子アセンブリ、第２静電気防止素子アセンブリを具え、発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を有し、並びに回路基板に接続され、且つその回路基板内に二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極があり、該第１静電気防止素子アセンブリは、該回路基板中に内蔵され、第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されている。
【選択図】 図３
Description
本発明は発光ダイオードの静電気防止回路装置及び方法に係り、特に、発光ダイオードがＲＣ回路或いは第１静電気防止素子アセンブリと第２静電気防止素子アセンブリの組合せに並列に接続されて、人体が発光ダイオードと接触することにより発生するサージを吸収消耗し、発光ダイオードの寿命を保護して損壊しにくくする、発光ダイオードの静電気防止回路装置及び方法に関する。
電子産業の進歩に伴い、ますます多くの警告表示、動画或いは広告方面で発光ダイオードが利用されるようになった。例えば動画を有する交通信号、大型ＬＥＤで組成された広告看板は、いずれも発光ダイオードの応用範囲であり、その長所は高輝度、長寿命及び大型の看板を製作可能である、等である。このため広く業者により開発、利用されている。
現在の産業傾向から言うと、次世代の発光ダイオードの輝度は大幅に増加して、高効率光源となりうる。特にパワー発光ダイオードチップは、伝統的なチップの１０倍の体積を有し、且つその利用範囲は極めて広く、このため該パワー発光ダイオードチップは将来の主要な素子となりうる。それは通常フリップチップ構造で基板上に搭載されて、良好な発光効率と熱伝導性を提供する。しかし発光ダイオードをモジュールに組み付ける時、人体との接触により発生した静電気により損壊することがあり、特に新時代の高速度半導体ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料ＩｎＧａＮは、現在ある材料技術から見て、その体積が大きくなるほど高い欠陥密度を有するという欠点があり、高温電子装置に応用される時、静電気方面の問題に格別の注意を払う必要ある。
特許文献１には発光ダイオードを一組の背中合わせの二つのツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ ｄｉｏｄｅｓ）に並列に接続し、この一組のツェナーダイオードにより発光ダイオード両端に進入する電圧を制御して発光ダイオードを保護する方法が記載されている。もう一つの類似の方法は、シリコン搭載基板内にツェナーダイオードを設置するが、ツェナーダイオードには反応時間遅延と寄生インダクタンスの問題が有り、予期できぬサージにより発光ダイオードが焼損する恐れがある。
本発明は周知の技術の欠点を解決する発光ダイオードの静電気防止回路装置及び方法を提供することを主要な目的とし、それは、発光ダイオードにＲＣ回路を並列に接続し、人体の発光ダイオードとの接触により発生するサージを吸収及び消耗し、有効に発光ダイオードの寿命を保護してそれを損壊しにくくする装置及び方法であるものとする。
請求項１の発明は、発光ダイオードの静電気防止回路装置において、抵抗、コンデンサを具え、
該抵抗は、その一端が発光ダイオードのＮ極に接続され、
該コンデンサはその一端が該抵抗の別端に接続され、該コンデンサの別端が該発光ダイオードのＰ極に接続され、該発光ダイオード、該抵抗、該コンデンサの三者が回路基板に接続され、
該発光ダイオードにＲＣ回路が並列に接続されることにより、発光ダイオードを襲撃するサージを吸収、消耗し、発光ダイオードの寿命を保護して損壊を防止することを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、前記抵抗と前記コンデンサが前記回路基板の外部に設置され、並びに該回路基板により発光ダイオードと接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、前記抵抗及び一つの等価コンデンサが前記回路基板の内部に設置され、並びに該回路基板のＰ極、Ｎ極接合により発光ダイオードに接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが第１コンデンサと第２コンデンサを直列に接続してなり、この等価コンデンサのキャパシタンスの計算公式が、
１／（等価コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第１コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第２コンデンサのキャパシタンス）
とされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項５の発明は、請求項３記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードのＰ極、Ｎ極接合と回路基板の間に金属コンタクトと絶縁層が設けられたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが３．９より高い誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項７の発明は、請求項５記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが、ＳｉＮｘ（窒化けい素）、ＳｉＯ2 （二酸化けい素）、ＴｉＯ2 （二酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＢａＴｉＯ3 のいずれかで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項８の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、抵抗の抵抗値が１ＫΩとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードが高速度半導体ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料ＩｎＧａＮで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１０の発明は、発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオード、第１静電気防止素子アセンブリ、第２静電気防止素子アセンブリを具え、
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具え、並びに回路基板に接続され、且つその回路基板内に二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極があり、
該第１静電気防止素子アセンブリは、該回路基板中に内蔵され、少なくとも第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、 該第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、少なくとも第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１１の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサのキャパシタンスが第２コンデンサのキャパシタンスより大きいことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１２の発明は、請求項１１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサのキャパシタンスが１００ｐＦから１００ｎＦとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１３の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第２コンデンサのキャパシタンスが１００ｐＦから１００ｎＦとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１４の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサが第３コンデンサに第４コンデンサを直列に接続してなり、該第１コンデンサの等価公式は、
１／（第１コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第３コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第４コンデンサのキャパシタンス）
とされることを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１５の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第２コンデンサが第５コンデンサに第６コンデンサを直列に接続してなり、該第２コンデンサの等価公式は、
１／（第２コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第５コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第６コンデンサのキャパシタンス）
とされることを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１６の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサ及び第２コンデンサが ３．９より高い誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１７の発明は、請求項１６記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサ及び第２コンデンサが、ＳｉＮｘ（窒化けい素）、ＳｉＯ2 （二酸化けい素）、ＴｉＯ2 （二酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＢａＴｉＯ3 のいずれかで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１８の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１抵抗と第２抵抗が３．９よりも低い低誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１９の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１抵抗と第２抵抗の抵抗値が１ＫΩとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項２０の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１ダイオードと第２ダイオードが回路基板中の基板Ｐ極と基板Ｎ極で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項２１の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードが高速度半導体ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料ＩｎＧａＮで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項２２の発明は、発光ダイオードの静電気防止方法において、
ａ．抵抗の一端を該発光ダイオードのＮ極に接続するステップ、
ｂ．コンデンサの一端を該抵抗の別端に接続し、該コンデンサの別端を該発光ダイオードのＰ極に接続するステップ、
以上のステップを具え、
該発光ダイオードにＲＣ回路を並列に接続することにより、発光ダイオードを襲撃するサージを吸収、消耗し、発光ダイオードの寿命を保護して損壊を防止することを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止方法としている。
請求項２３の発明は、発光ダイオードの静電気防止方法において、
発光ダイオードを提供するステップと、第１静電気防止素子アセンブリを提供するステップ、及び第２静電気防止素子アセンブリを提供するステップを具え、
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具えると共に回路基板に接続され、該回路基板は二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極を具え、
該第１静電気防止素子アセンブリは、少なくとも第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、
該第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、少なくとも第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止方法としている。
該抵抗は、その一端が発光ダイオードのＮ極に接続され、
該コンデンサはその一端が該抵抗の別端に接続され、該コンデンサの別端が該発光ダイオードのＰ極に接続され、該発光ダイオード、該抵抗、該コンデンサの三者が回路基板に接続され、
該発光ダイオードにＲＣ回路が並列に接続されることにより、発光ダイオードを襲撃するサージを吸収、消耗し、発光ダイオードの寿命を保護して損壊を防止することを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、前記抵抗と前記コンデンサが前記回路基板の外部に設置され、並びに該回路基板により発光ダイオードと接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、前記抵抗及び一つの等価コンデンサが前記回路基板の内部に設置され、並びに該回路基板のＰ極、Ｎ極接合により発光ダイオードに接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが第１コンデンサと第２コンデンサを直列に接続してなり、この等価コンデンサのキャパシタンスの計算公式が、
１／（等価コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第１コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第２コンデンサのキャパシタンス）
とされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項５の発明は、請求項３記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードのＰ極、Ｎ極接合と回路基板の間に金属コンタクトと絶縁層が設けられたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが３．９より高い誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項７の発明は、請求項５記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが、ＳｉＮｘ（窒化けい素）、ＳｉＯ2 （二酸化けい素）、ＴｉＯ2 （二酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＢａＴｉＯ3 のいずれかで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項８の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、抵抗の抵抗値が１ＫΩとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードが高速度半導体ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料ＩｎＧａＮで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１０の発明は、発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオード、第１静電気防止素子アセンブリ、第２静電気防止素子アセンブリを具え、
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具え、並びに回路基板に接続され、且つその回路基板内に二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極があり、
該第１静電気防止素子アセンブリは、該回路基板中に内蔵され、少なくとも第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、 該第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、少なくとも第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１１の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサのキャパシタンスが第２コンデンサのキャパシタンスより大きいことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１２の発明は、請求項１１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサのキャパシタンスが１００ｐＦから１００ｎＦとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１３の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第２コンデンサのキャパシタンスが１００ｐＦから１００ｎＦとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１４の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサが第３コンデンサに第４コンデンサを直列に接続してなり、該第１コンデンサの等価公式は、
１／（第１コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第３コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第４コンデンサのキャパシタンス）
とされることを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１５の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第２コンデンサが第５コンデンサに第６コンデンサを直列に接続してなり、該第２コンデンサの等価公式は、
１／（第２コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第５コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第６コンデンサのキャパシタンス）
とされることを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１６の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサ及び第２コンデンサが ３．９より高い誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１７の発明は、請求項１６記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサ及び第２コンデンサが、ＳｉＮｘ（窒化けい素）、ＳｉＯ2 （二酸化けい素）、ＴｉＯ2 （二酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＢａＴｉＯ3 のいずれかで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１８の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１抵抗と第２抵抗が３．９よりも低い低誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項１９の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１抵抗と第２抵抗の抵抗値が１ＫΩとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項２０の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１ダイオードと第２ダイオードが回路基板中の基板Ｐ極と基板Ｎ極で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項２１の発明は、請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードが高速度半導体ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料ＩｎＧａＮで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置としている。
請求項２２の発明は、発光ダイオードの静電気防止方法において、
ａ．抵抗の一端を該発光ダイオードのＮ極に接続するステップ、
ｂ．コンデンサの一端を該抵抗の別端に接続し、該コンデンサの別端を該発光ダイオードのＰ極に接続するステップ、
以上のステップを具え、
該発光ダイオードにＲＣ回路を並列に接続することにより、発光ダイオードを襲撃するサージを吸収、消耗し、発光ダイオードの寿命を保護して損壊を防止することを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止方法としている。
請求項２３の発明は、発光ダイオードの静電気防止方法において、
発光ダイオードを提供するステップと、第１静電気防止素子アセンブリを提供するステップ、及び第２静電気防止素子アセンブリを提供するステップを具え、
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具えると共に回路基板に接続され、該回路基板は二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極を具え、
該第１静電気防止素子アセンブリは、少なくとも第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、
該第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、少なくとも第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止方法としている。
本発明は周知の技術の欠点を解決する発光ダイオードの静電気防止回路装置及び方法を提供し、それは、発光ダイオードにＲＣ回路を並列に接続し、人体の発光ダイオードとの接触により発生するサージを吸収及び消耗し、有効に発光ダイオードの寿命を保護してそれを損壊しにくくする装置及び方法である。
本発明の発光ダイオードの静電気防止回路装置及び方法は、発光ダイオード、少なくとも一つのコンデンサ、抵抗及びこの三者に接続された回路基板を具え、
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具え、
該抵抗は一端が該発光ダイオードのＮ極に接続され、
該コンデンサは一端が該抵抗の別端に接続され、別端が発光ダイオードのＰ極に接続され、
該発光ダイオードに接続されたＲＣ回路により人体が発光ダイオードに接触することにより発生するサージを吸収及び消耗し、有効に発光ダイオードの寿命を保護してそれを損壊しにくくする。
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具え、
該抵抗は一端が該発光ダイオードのＮ極に接続され、
該コンデンサは一端が該抵抗の別端に接続され、別端が発光ダイオードのＰ極に接続され、
該発光ダイオードに接続されたＲＣ回路により人体が発光ダイオードに接触することにより発生するサージを吸収及び消耗し、有効に発光ダイオードの寿命を保護してそれを損壊しにくくする。
本発明はまた発光ダイオードの静電気防止回路装置を提供し、それは、発光ダイオード、第１静電気防止素子アセンブリ、第２静電気防止素子アセンブリを具え、
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具え、並びに回路基板に接続され、且つその回路基板内に二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極があり、
該第１静電気防止素子アセンブリは、該回路基板中に内蔵され、少なくとも第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、 該第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、少なくとも第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されている。
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具え、並びに回路基板に接続され、且つその回路基板内に二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極があり、
該第１静電気防止素子アセンブリは、該回路基板中に内蔵され、少なくとも第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、 該第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、少なくとも第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されている。
本発明中に記載の発光ダイオードはＬＥＤのほか、レーザーダイオード等の発光可能なダイオードを含む。
図１は本発明の発光ダイオードにＲＣ回路を並列に接続させた構造を示す。そのうち、抵抗１１とコンデンサ１２は直列に接続にされた後、さらに発光ダイオード１０と並列に接続される。該発光ダイオード１０は、高速度半導体ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料ＩｎＧａＮで構成され、人体の接触により発生する静電気で損壊しやすいが、該抵抗１１にコンデンサ１２を直列に接続した回路を並列に接続することにより、損壊を防止できる。図１中の実施構造は図２及び図３中に詳しく提示されている。
図２に示されるのは、本発明の発光ダイオードにＲＣ回路を接続した第１実施例の構造表示図であり、そのうち抵抗１１ａとコンデンサ１２ａは該回路基板１３の外部に設置され、並びに回路基板１３により発光ダイオード１０のＰ極１０１、Ｎ極１０２に接続され、該ＲＣ回路と発光ダイオードの外接式の構造を形成している。
図３は本発明の発光ダイオードにＲＣ回路を接続した第２実施例の構造表示図であり、そのうち、抵抗１１ｂ、第１コンデンサ１２ｂ及び第２コンデンサ１２ｃは回路基板１３の内部に設置され、且つ該抵抗１１ｂは第１コンデンサ１２ｂ及び第２コンデンサ１２ｃの間に介在し、該抵抗１１ｂの好ましい抵抗値は１ＫΩとされ、第２コンデンサは誘電率が３．９より高い高誘電率の材料で構成され、このような高誘電率の材料には、ＳｉＮｘ（窒化けい素）、ＳｉＯ2 （二酸化けい素）、ＴｉＯ2 （二酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＢａＴｉＯ3 等がある。この回路基板１３のＰ極、Ｎ極接合と発光ダイオード１０の接続は、正確に使用できるキャパシタンスを達成するため、第１コンデンサ１２ｂ及び第２コンデンサ１２ｃの直列接続後にそれを等価コンデンサと見なし、この等価コンデンサの計算公式は、
１／Ｃ＝１／（Ｃ１）＋１／（Ｃ２）である。
１／Ｃ＝１／（Ｃ１）＋１／（Ｃ２）である。
発光ダイオード１０のＰ極１０１、Ｎ極１０２接合と、回路基板１３の間にはさらに金属コンタクト１４と絶縁層１５が模す蹴られ、発光ダイオード１０と接続された保護回路の正常作業状態を確保し、回路の切断或いは短絡の状況を発生させない。
図１、２、３に示される構造により、発光ダイオード１０を人体静電気より保護する機能を達成する。
図４及び図５は本発明の発光ダイオード１０に第１静電気防止素子アセンブリ、第２静電気防止素子アセンブリを並列に接続した回路表示図及び構造表示図である。それは、発光ダイオード２０、第１静電気防止素子アセンブリ２１、第２静電気防止素子アセンブリ２２を具えている。
発光ダイオード２０は、Ｐ極２０１とＮ極２０２の接合を具え、並びに回路基板２３に接続され、且つその回路基板２３内に二つの基板Ｐ極２３１と一つの基板Ｎ極２３２がある。
該第１静電気防止素子アセンブリ２１は、該回路基板２３中に内蔵され、少なくとも第１抵抗２１１、第３コンデンサ２１２及び第１ダイオード２１３を具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード２０と並列に接続され、且つ第１ダイオード２１３のＰ極と発光ダイオード２０のＮ極２０２が接続され、該第３コンデンサ２１２は、第５コンデンサ２１２ａに第６コンデンサ２１２ｂを直列に接続してなり、第３コンデンサ２１２の等価公式は、
１／Ｃ212 ＝１／Ｃ212a＋１／Ｃ212b である。
１／Ｃ212 ＝１／Ｃ212a＋１／Ｃ212b である。
該第２静電気防止素子アセンブリ２２は、該回路基板２３中に内蔵され、少なくとも第２抵抗２２１、第４コンデンサ２２２及び第２ダイオード２２３を具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード２０及び第１静電気防止素子アセンブリ２１と並列に接続され、第２ダイオード２２３のＰ極と発光ダイオードのＰ極２０１が接続されている。該第４コンデンサ２２２は、第７コンデンサ２２２ａに第８コンデンサ２２２ｂを直列に接続してなり、該第４コンデンサ２２２の等価公式は、
１／Ｃ222 ＝１／Ｃ222a＋１／Ｃ222b である。
１／Ｃ222 ＝１／Ｃ222a＋１／Ｃ222b である。
上述の構造により、第３コンデンサ２１２のキャパシタンスは、第４コンデンサ２２２のキャパシタンスより大きく、且つ両者のキャパシタンスは１００ｐＦから１００ｎＦとされ、このキャパシタンスの関係により、発光ダイオード２０に順方向バイアスがかかる時、大きな静電サージを発生せず、キャパシタンスの小さいほうの第４コンデンサ２２２が小さい静電サージを吸収する。反対に、キャパシタンスの大きいほうの第３コンデンサ２１２が大きな静電サージを有効に吸収する。
上述の構造中、第１抵抗２１１及び第２抵抗２２１は低い誘電率の材料で構成される。反対に、第３コンデンサ２１２と第４コンデンサ２２２は高い誘電率の材料で構成される。第１ダイオード２１３及び第２ダイオード２２３は回路基板２３中の二つの基板Ｐ極２３１と一つの基板Ｎ極２３２で構成される。
図４、５に示される構造は、第１静電気防止素子アセンブリ２１と第２静電気防止素子アセンブリ２２の双方向の静電気除去回路を具えているため、人体の静電気により発光ダイオード２０の損壊を有効に防止できる。また図１から図３に記載の構造もまた本発明の精神に基づき完成される簡易な構造であり、低いコストで同等の目的を達成できる。
総合すると、本発明の構造の特徴及び各実施例は以上に詳細に提示され、十分の本発明の目的と機能を説明しており、これから分かるように、本発明は実施上の進歩性、産業上の利用価値を有し、且つ未だ公開されていない発明であり、ゆえに本発明は特許の要件を具備している。なお、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
１０、２０ 発光ダイオード
１０１、２０１ Ｐ極
１０２、２０２ Ｎ極
１１、１１ａ 抵抗
１２、１２ａ コンデンサ
１２ｂ 第１コンデンサ
１２ｃ 第２コンデンサ
１３、２３ 回路基板
１４ 金属コンタクト
１５ 絶縁層
２１ 第１静電気防止素子アセンブリ
２１１ 第１抵抗
２１２ 第３コンデンサ
２１２ａ 第５コンデンサ
２１２ｂ 第６コンデンサ
２１３ 第１ダイオード
２２ 第２静電気防止素子アセンブリ
２２１ 第２抵抗
２２２ 第４コンデンサ
２２２ａ 第７コンデンサ
２２２ｂ 第８コンデンサ
２２３ 基板Ｐ極
２３２ 基板Ｎ極
１０１、２０１ Ｐ極
１０２、２０２ Ｎ極
１１、１１ａ 抵抗
１２、１２ａ コンデンサ
１２ｂ 第１コンデンサ
１２ｃ 第２コンデンサ
１３、２３ 回路基板
１４ 金属コンタクト
１５ 絶縁層
２１ 第１静電気防止素子アセンブリ
２１１ 第１抵抗
２１２ 第３コンデンサ
２１２ａ 第５コンデンサ
２１２ｂ 第６コンデンサ
２１３ 第１ダイオード
２２ 第２静電気防止素子アセンブリ
２２１ 第２抵抗
２２２ 第４コンデンサ
２２２ａ 第７コンデンサ
２２２ｂ 第８コンデンサ
２２３ 基板Ｐ極
２３２ 基板Ｎ極
Claims (23)
- 発光ダイオードの静電気防止回路装置において、抵抗、コンデンサを具え、
該抵抗は、その一端が発光ダイオードのＮ極に接続され、
該コンデンサはその一端が該抵抗の別端に接続され、該コンデンサの別端が該発光ダイオードのＰ極に接続され、該発光ダイオード、該抵抗、該コンデンサの三者が回路基板に接続され、
該発光ダイオードにＲＣ回路が並列に接続されることにより、発光ダイオードを襲撃するサージを吸収、消耗し、発光ダイオードの寿命を保護して損壊を防止することを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。 - 請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、前記抵抗と前記コンデンサが前記回路基板の外部に設置され、並びに該回路基板により発光ダイオードと接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、前記抵抗及び一つの等価コンデンサが前記回路基板の内部に設置され、並びに該回路基板のＰ極、Ｎ極接合により発光ダイオードに接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項３記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが第１コンデンサと第２コンデンサを直列に接続してなり、この等価コンデンサのキャパシタンスの計算公式が、
１／（等価コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第１コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第２コンデンサのキャパシタンス）
とされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。 - 請求項３記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードのＰ極、Ｎ極接合と回路基板の間に金属コンタクトと絶縁層が設けられたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが３．９より高い誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項５記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、コンデンサが、ＳｉＮｘ（窒化けい素）、ＳｉＯ2 （二酸化けい素）、ＴｉＯ2 （二酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＢａＴｉＯ3 のいずれかで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、抵抗の抵抗値が１ＫΩとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードが高速度半導体ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料ＩｎＧａＮで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオード、第１静電気防止素子アセンブリ、第２静電気防止素子アセンブリを具え、
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具え、並びに回路基板に接続され、且つその回路基板内に二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極があり、
該第１静電気防止素子アセンブリは、該回路基板中に内蔵され、少なくとも第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、 該第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、少なくとも第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。 - 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサのキャパシタンスが第２コンデンサのキャパシタンスより大きいことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１１記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサのキャパシタンスが１００ｐＦから１００ｎＦとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第２コンデンサのキャパシタンスが１００ｐＦから１００ｎＦとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサが第３コンデンサに第４コンデンサを直列に接続してなり、該第１コンデンサの等価公式は、 １／（第１コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第３コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第４コンデンサのキャパシタンス）
とされることを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。 - 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第２コンデンサが第５コンデンサに第６コンデンサを直列に接続してなり、該第２コンデンサの等価公式は、 １／（第２コンデンサのキャパシタンス）＝１／（第５コンデンサのキャパシタンス）＋１／（第６コンデンサのキャパシタンス）
とされることを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。 - 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサ及び第２コンデンサが ３．９より高い誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１６記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１コンデンサ及び第２コンデンサが、ＳｉＮｘ（窒化けい素）、ＳｉＯ2 （二酸化けい素）、ＴｉＯ2 （二酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＢａＴｉＯ3 のいずれかで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１抵抗と第２抵抗が３．９よりも低い低誘電率の材料で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１抵抗と第２抵抗の抵抗値が１ＫΩとされたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、第１ダイオードと第２ダイオードが回路基板中の基板Ｐ極と基板Ｎ極で構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 請求項１０記載の発光ダイオードの静電気防止回路装置において、発光ダイオードが高速度半導体ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料ＩｎＧａＮで構成されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止回路装置。
- 発光ダイオードの静電気防止方法において、
ａ．抵抗の一端を該発光ダイオードのＮ極に接続するステップ、
ｂ．コンデンサの一端を該抵抗の別端に接続し、該コンデンサの別端を該発光ダイオードのＰ極に接続するステップ、
以上のステップを具え、
該発光ダイオードにＲＣ回路を並列に接続することにより、発光ダイオードを襲撃するサージを吸収、消耗し、発光ダイオードの寿命を保護して損壊を防止することを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止方法。 - 発光ダイオードの静電気防止方法において、
発光ダイオードを提供するステップと、第１静電気防止素子アセンブリを提供するステップ、及び第２静電気防止素子アセンブリを提供するステップを具え、
該発光ダイオードはＰ極とＮ極の接合を具えると共に回路基板に接続され、該回路基板は二つの基板Ｐ極と一つの基板Ｎ極を具え、
該第１静電気防止素子アセンブリは、少なくとも第１抵抗、第１コンデンサ及び第１ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオードと並列に接続され、且つ第１ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＮ極が接続され、
該第２静電気防止素子アセンブリは該回路基板中に内蔵され、少なくとも第２抵抗、第２コンデンサ及び第２ダイオードを具え、これらが直列に接続された後に該発光ダイオード及び第１静電気防止素子アセンブリと並列に接続され、第２ダイオードのＰ極と発光ダイオードのＰ極が接続されたことを特徴とする、発光ダイオードの静電気防止方法。
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