JP3184450U - 駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造 - Google Patents

駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造 Download PDF

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Abstract

【課題】駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造を提供する。
【解決手段】駆動チップ１３を備えた発光ダイオードモジュール実装構造は主に、積載台１１の実装槽１１０内の電源入力端末１５にツェナーダイオードＺＩを接続し、並びに駆動チップの電源接続入力ポート１３１にツェナーダイオード端部からワーク電源を接続入力する。これにより、セントラルコントロールに応用した発光ダイオードモジュールのフルカラー或いは単色の光源は、積載台の実装槽内の電源入力端末に接続したツェナーダイオードが外部電源に対して降圧（調圧）を行うため、駆動チップは、デジタル信号入力端末からデジタル信号を受信した時に、ツェナーダイオード端部からマッチングしたワーク電圧を得て発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ１２を発光させる。これにより、セントラルコントロールからの長距離伝送を簡易に実現する効果を達成する。
【選択図】図１

Description

本考案は、セントラルコントロールからの遠距離伝送を簡易に実現する発光モジュール実装構造に関し、特に、駆動チップを備えた発光モジュール実装構造に係る。
発光ダイオード(Light Emitting Diode;LED)の応用は概ね表示機能と照明機能に分けられる。単色の発光ダイオード(LED)が照明用に使用されて幅広く運用されている他、多色、フルカラーの発光ダイオード(LED)が表示用に使用されて人々の視覚のニーズに応えている。そのうち、フルカラーの発光ダイオードは、各種カラーを表示するために、各フルカラーのLED実装構造の中に、赤色光 (R)LEDチップ、緑色光(G)LEDチップ、及び青色光(B)LEDチップを少なくとも含み、三色光を混合して千変万化の色彩をもつ光線を作り出す。しかし、各種光線が要求するRGB三原色光の比率が異なるため、フルカラーの発光ダイオードには駆動ユニットを係合させて、RGB三原色を混合する光線の比率を効果的に精確に制御する。
伝統的な方法は、プリント基板上にフルカラーのLED、限流抵抗、及び駆動ユニットを設け、尚且つ複数の回路板間に電気的に接続した後、セントラルコントロールから伝送されるワーク電源及び制御信号によってフルカラーのLEDを駆動し、並びに配列した多数のフルカラーLEDの光と影の変換や変化を用いてLEDディスプレイを形成する。伝統的な方法でのLEDディスプレイ技術は既に完璧なレベルに達しているが、回路板上に限流抵抗と駆動ユニットを付加する必要があるため、隣接するフルカラーLEDの間隔が広くなり細かい画像を表示できず、尚且つ駆動ユニットの露出によって無線周波妨害(RFI)及び電磁波妨害(EMI)を受け易い欠点がある。
公知の駆動ユニットを係合した発光ダイオードモジュールは、特許文献１の「駆動メカニズムを係合させた発光ダイオードの構造」に開示されている。それは主に、赤色光(R)LEDチップ、緑色光(G)LEDチップ、及び青色光(B)LEDチップを実装する際に、駆動チップと限流抵抗を一緒に積載体内に実装し、駆動チップと限流抵抗を備えた発光ダイオードモジュールを構成する。回路板上に設置し無線周波妨害(RFI)及び電磁波妨害(EMI)の問題を改善し、表示する図柄を比較的細かくできるが、セントラルコントロールがワーク電源及び制御信号を発光ダイオードモジュールに伝送する時、長距離伝送上に困難がある。即ち、多数の発光ダイオードモジュールを回路板上に順に配列すると、各発光ダイオードモジュールとセントラルコントロール端末の距離は同じではなく、時にはセントラルコントロール端末が回路板外に遠く離れることさえある。ワーク電源の昇圧は長距離伝送を実現するかもしれないが、駆動チップ(IC)は一定の電圧のもとで仕事をする必要があり(一般には5V)、もし発光ダイオードモジュールの外部電源の電圧が駆動チップ(IC)のワーク電圧を超えると、駆動チップ(IC)の正常動作に影響を及ぼし損傷を与える可能性もある。また、外部電源上に電圧レギュレータICチップを増設する方法では、駆動チップ(IC)は正常なワーク電圧を得て作業できるが、回路板の回路加工或いは電子部品の使用規格に対して元来望んでいた簡素化要求を達成できない。
台湾実用新案第M356232号明細書
前述の問題点に鑑み、本考案は、セントラルコントロールの長距離伝送を簡易に実現し、正逆方向の静電及びサージを保護する、駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造を提供する。
本考案の主な目的は、下記の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造を提供することにある。
該駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造は、発光ダイオードモジュールであり、積載台上に実装槽を設け、実装槽には光透過性のゲルを注入し、一つ以上の発光ダイオード(LED)チップと駆動チップを実装槽内に実装して構成する。各発光ダイオード(LED)チップと駆動チップは実装槽内に実装され、導電性を備えた整合片によって整合する。該整合片の側辺には、実装槽内より積載台の外部に延伸する電源入力端末、電源出力端末、少なくとも一つのデジタル信号入力端末、及び少なくとも一つのデジタル信号出力端末を配置する。各発光ダイオード(LED)チップの一つのエッジをそれぞれ駆動チップの制御ポート端末に電気的に接続し、もう一つのエッジを電源入力端末に電気的に接続し、尚且つ電源入力端末には更にツェナーダイオード(Zener Diode)を接続し、並びに駆動チップの電源接続入力ポートにツェナーダイオード端部からワーク電源を接続入力する。また、該電源出力端末を整合片に電気的に接続し、尚且つ整合片をさらに駆動チップの電源接続出力ポートに電気的に接続し、駆動チップの少なくとも一つの信号接続入力ポートと少なくとも一つの信号接続出力ポートは、デジタル入力端末とデジタル信号出力端末のそれぞれに電気的に接続する。よって、セントラルコントロールに応用した発光ダイオードモジュールのフルカラー或いは単色の光源は、積載台の実装槽内の電源入力端末に接続したツェナーダイオードによって外部電源に対する降圧(調圧)を行なう。これにより、駆動チップは、デジタル信号入力端末からデジタル信号を受信した時に、ツェナーダイオード端部からマッチングしたワーク電圧を得て発光ダイオード(LED)チップを発光させる。これにより、セントラルコントロールからの長距離伝送を簡易に実現する。
本考案の第二目的は、下記の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造を提供することにある。
該駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造の電源入力端末上には、駆動チップの電源接続入力ポートに直列接続する双方向ツェナーダイオードを電気的に接続する。該双方向ツェナーダイオードが外部電源の電圧を下げることにより、駆動チップは双方向ツェナーダイオード端部からマッチングしたワーク電圧を得て作動し、尚且つ外部電源に逆接続が起きた時、駆動チップはさらに双方向ツェナーダイオードを通して電源の逆接続時の保護作用を生じさせる。また、前記電源入力端末と整合片間には第二双方向ツェナーダイオードを直列接続し、これにより、整合片上に整合した駆動チップと発光ダイオード(LED)チップは、第二双方向ツェナーダイオードによって正逆方向の静電及びサージを保護する。
本考案の第三目的は、下記の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造を提供することにある。
該駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造の電源入力端末には、駆動チップの電源接続入力ポートに直列接続する単一方向ツェナーダイオードを接続する。該単一方向ツェナーダイオードが外部電源の電圧をさげることにより駆動チップは単一方向ツェナーダイオード端部からマッチングしたワーク電圧を得て作動する。並びに、電源入力端末と単一方向ツェナーダイオード間にはさらにダイオードを直列接続する。これにより、外部電源が逆接続を起こした時は、ダイオードが駆動チップに対する電源の逆接続時の保護効果を生じさせる。また、前記電源入力端末と整合片との間には更に第二双方向ツェナーダイオードを直列接続し、これにより、整合片上に整合した駆動チップと発光ダイオード(LED)チップは、第二双方向ツェナーダイオードによって正逆方向の静電及びサージを保護する。
本考案の第四目的は、下記の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造を提供することにある。
該駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造の電源入力端末は、電気抵抗に駆動チップに並列接続する単一方向ツェナーダイオードを直列接続して電圧レギュレータ回路を形成する。該電圧レギュレータ回路は外部電源の電圧に対する降圧と定電圧を行い、これにより、駆動チップは直列接続した単一方向ツェナーダイオードと電気抵抗間からマッチングしたワーク電圧を得て動作し、それと同時に、駆動チップと発光ダイオード(LED)チップにはサージと静電の保護効果が発揮される。
本考案の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造は、セントラルコントロールからの長距離伝送を簡易に実現し、正逆方向の静電及びサージを保護する効果を備える。
本考案の実装構造を示す図である。 図１の実装構造の等価回路を示す図である。 本考案のセントラルコントロールが単線信号である時の実装構造を示す図である。 図３の実装構造の等価回路を示す図である。 本考案の別の実施例の実装構造を示す図である。 図５の実装構造の等価回路を示す図である。 本考案のもう一つの実施例の実装構造を示す図である。 図７の実装構造の等価回路を示す図である。
駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造は、図１及び図２に示す如き発光ダイオードモジュール10であり、積載台11上に実装槽110を設け、実装槽110には光透過性のゲル(未図示)を注入し、一つ以上の発光ダイオード(LED)チップ12(赤R、緑G、青Bの3つのチップとしてもよい)と駆動チップ13(IC)を実装槽110内に実装して構成する。各発光ダイオード(LED)チップ12(赤R、緑G、青Bのチップ)と駆動チップ13は実装槽110内に実装され、導電性を備えた整合片14によって整合する。該整合片14の側辺には、実装槽110内より積載台11の外部に延伸する電源入力端末15、電源出力端末16、少なくとも一つのデジタル信号入力端末17、及び少なくとも一つのデジタル信号出力端末18を配置する。各発光ダイオード(LED)チップ12(赤R、緑G、青Bのチップ)の一つのエッジをそれぞれ駆動チップ13の制御ポート130端末にワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で電気的に接続し、もう一つのエッジを電源入力端末15にワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で電気的に接続し、尚且つ電源入力端末15には更にツェナーダイオード(Zener Diode)を接続し、並びに駆動チップ13の電源接続入力ポート131にツェナーダイオードZI端部からワーク電源VCCをワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で接続入力する。また、該電源出力端末16を整合片14にワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で電気的に接続し、尚且つ整合片14をさらに駆動チップ13の電源接続出力ポート132(駆動チップ13を整合片14上に接地完了)にワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で電気的に接続し、駆動チップ13の少なくとも一つの信号接続入力ポート133と少なくとも一つの信号接続出力ポート134は、デジタル信号入力端末17とデジタル信号出力端末18のそれぞれにワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で電気的に接続する。よって、セントラルコントロール（未図示）に応用した発光ダイオードモジュール10のフルカラー或いは単色の光源は、積載台11の実装槽110内の電源入力端末15に接続したツェナーダイオードZIによって外部電源VCCに対する降圧(調圧)を行なう。即ち、VCC≧VDD時、ZIの条件はVZI(F)=VCC(Max)-VDD(Max)である。これにより、駆動チップ13は、デジタル信号入力端末17からデジタル信号を受信した時に、ツェナーダイオードZI端部からマッチングしたワーク電圧を得て発光ダイオード(LED)チップ12(赤R、緑G、青Bのチップ)を発光させる。これにより、セントラルコントロール(未図示)の長距離伝送が、複雑な外部回路板の線路、回路、或いは部品を必要とせずに、簡易に実現できる。
前述の実施例は図１及び図２に示すとおり、セントラルコントロール(未図示)が2線式信号(シリアルデジタル信号SD、クロックデジタル信号CLK)で駆動チップ13を制御する場合、実装槽110内にはシリアルデジタル信号入力端末17(SDI)、シリアルデジタル信号出力端末18(SDO)、クロックデジタル信号入力端末17A(CLKI)、及びクロックデジタル信号出力端末18A(CLKO)を配置し、これにより、2線式制御の駆動チップ13はシリアルデジタル信号入力端末17とクロックデジタル信号入力端末17Aを介してセントラルコントロール(未図示)端末から伝送されたシリアル、クロックデジタル信号(SD、CLK)を受信し、並びに、シリアルデジタル信号出力端末18、クロックデジタル信号出力端末18Aからシリアルデジタル信号とクロックデジタル信号(SD、CLK)を送信する。また、図３及び図４に示すとおり、セントラルコントロール(未図示)が単線信号(データデジタル信号(Date))で駆動チップ13Aを制御する場合、該実装槽110内にデータデジタル信号入力端末17B(Data in)及びデータデジタル信号出力端末18B(Data out)を設けることにより、単線制御の駆動チップ13Aは、データデジタル信号入力端末17Bからセントラルコントロール(未図示)端末が伝送したデータデジタル信号(Data)を受信する。セントラルコントロール端末が駆動チップ(13或いは13A)を制御する際に、図１、図２、図３、図４に示した2線式(SD、CLK信号線)或いは単線(Data信号線)の採用にかかわらず、本考案は、システムが選択した要求に応じられ、セントラルコントロールに影響を与えずに長距離伝送を行なう目的及び効果を簡単に実現し、同等効果で実施する。
上述に基づく実施例は図１及び図２に示すとおりであり、該電源入力端末15上には、駆動チップ13の電源接続入力ポート131とワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で直列接続する双方向ツェナーダイオードZIを電気的に接続する。該双方向ツェナーダイオードZIが外部電源VCCの電圧を降圧することにより、駆動チップ13は双方向ツェナーダイオードZI端部(エッジ)からマッチングしたワーク電圧を得て作動し、尚且つ外部電源VCCに逆接続が起きた時、駆動チップ13はさらに双方向ツェナーダイオードZIの作用を通して電源VCC逆接続時の保護作用を生じさせる。また、前記電源入力端末15と整合片14間には、ワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で整合片14の表面上に電気的に貼り付けた第二双方向ツェナーダイオードZLを直列接続し、これにより、整合片14上に整合した駆動チップ13と発光ダイオード(LED)チップ12(赤R、緑G、青Bのチップ)は、第二双方向ツェナーダイオードZLによって正逆方向の静電及びサージを保護する。尚、ZLの条件はVZL(F)=VZL(R)>VCC(Max)、尚且つVZL(R)< VZI(R)である。
上述に基づく実施例は図５及び図６に示すとおりであり、電源入力端末15には、駆動チップ13の電源接続入力ポート131とワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で直列接続する単一方向ツェナーダイオードZI1を接続する。該単一方向ツェナーダイオードZI1が外部電源VCCの電圧を降圧することにより（即ち、VCC≧VDD(Max)時、ZI1はVZI1(F)＝VCC(Max)−VDD(Max)）、駆動チップ13は単一方向ツェナーダイオードZI1端部からマッチングしたワーク電圧を得て作動する。並びに、前記電源入力端末15は、第二電源入力端末15Aを電気的に傍らに分け、並びに、第二電源入力端末15Aの表面上に単一方向ツェナーダイオードZI1を電気的に貼りつけ、尚且つ電源入力端末15と単一方向ツェナーダイオードZI1間にはさらにダイオードD1(Diode)を直列接続する。例えば、ダイオードD1を第二電源入力端末15A上に電気的に貼りつけ、尚且つダイオードD1と電源入力端末15はワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で電気的に接続する。これにより、外部電源VCCが逆接続を起こした時は、ダイオードD1(Open)が駆動チップ13に対する電源VCC逆接続時の保護効果を生じさせる。また、前記電源入力端末15と整合片14との間には、ワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で整合片14の表面上に電気的に貼り付けた第二双方向ツェナーダイオードZLを接続し、これにより、整合片14上に整合した駆動チップ13と発光ダイオード(LED)チップ12(赤R、緑G、青Bのチップ)は、第二双方向ツェナーダイオードZLをによって正逆方向の静電及びサージを保護する。尚、ZLの条件はVZL1(F)＝VZL1(R)>VCC(Max)である。
上述の実施例に基づく本考案は、次の別の実施例によっても同様の効果を達成する。そのうち、図７及び図８に示すとおり、電源入力端末15は、第二電源入力端末15Aを傍らに分け、第二電源入力端末15Aの表面上に電源入力端末15とワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で電気的に接続する電気抵抗R1を電気的に貼りつけ、該電気抵抗R1に駆動チップ13に並列接続する単一方向ツェナーダイオードZI2を直列接続して電圧レギュレータ回路を形成する。例えば、単一方向ツェナーダイオードZI2を整合片14の表面上に電気的に貼りつけ、第二電源入力端末15Aと単一方向ツェナーダイオードZI2及び駆動チップ13の電源接続入力ポート131をワイヤ・ボンディング(Wire bonding)で電気的に接続することで電圧レギュレータ回路を構成する。該電圧レギュレータ回路は外部電源VCCの電圧に対する降圧と定電圧を行い、これにより、駆動チップ13は直列接続した単一方向ツェナーダイオードZI2と電気抵抗R1間からマッチングしたワーク電圧を得て動作し、それと同時に、駆動チップ13と発光ダイオード(LED)チップ12(赤R、緑G、青Bのチップ)にはサージと静電の保護効果が発揮される。
以上は、本考案に関する説明であるが、本考案に制約を加えるものではなく、本分野の一般の技術人員による理解が、説明書に限定された精髄及び範囲を逸脱せずに、多くの修正、変化、或いは同等の効果を生むことは可能である故、これらは全て本考案の保護範囲内に含まれるものとする。
10 発光ダイオードモジュール
11 積載台
110 実装槽
12 発光ダイオード(LED)チップ
13、13A 駆動チップ
130 制御ポート
131 電源接続入力ポート
132 電源接続出力ポート
133 信号接続入力ポート
134 信号接続出力ポート
14 整合片
15 電源入力端末
15A 第二電源入力端末
16 電源出力端末
17、17A、17B デジタル信号入力端末
18、18A、18B デジタル信号出力端末
ZI、ZI1、ZI2 ツェナーダイオード
ZL 第二ツェナーダイオード
VCC 電源
D1 ダイオード
R1 電気抵抗

Claims (8)

  1. 発光ダイオードモジュールである駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造は、積載台上に実装槽を設け、実装槽には光透過性のゲルを注入し、一つ以上の発光ダイオード(LED)チップと駆動チップを実装槽内に実装して構成し、
    各発光ダイオード(LED)チップと駆動チップは実装槽内に実装され、導電性を備えた整合片によって整合し、該整合片の側辺には、実装槽内より積載台の外部に延伸する電源入力端末、電源出力端末、少なくとも一つのデジタル信号入力端末、及び少なくとも一つのデジタル信号出力端末を配置し、
    各発光ダイオード(LED)チップの一つのエッジをそれぞれ駆動チップの制御ポート端末に電気的に接続し、もう一つのエッジを電源入力端末に電気的に接続し、尚且つ電源入力端末には更にツェナーダイオード(Zener Diode)を接続し、並びに駆動チップの電源接続入力ポートにツェナーダイオード端部からワーク電源を接続入力し、
    該電源出力端末を整合片に電気的に接続し、尚且つ整合片をさらに駆動チップの電源接続出力ポートに電気的に接続し、駆動チップの少なくとも一つの信号接続入力ポートと少なくとも一つの信号接続出力ポートは、デジタル入力端末とデジタル信号出力端末のそれぞれに電気的に接続することを特徴とする駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造。
  2. 前記電源入力端末には、駆動チップの電源接続入力ポートに直列接続する双方向ツェナーダイオードを直列接続することを特徴とする請求項１に記載の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造。
  3. 前記電源入力端末と整合片との間に第二双方向ツェナーダイオードを直列接続することを特徴とする請求項２に記載の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造。
  4. 前記電源入力端末には駆動チップの電源接続入力ポートに直列接続する単一方向ツェナーダイオードを連結することを特徴とする請求項１に記載の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造。
  5. 前記電源入力端末と単一方向ツェナーダイオード間にはダイオードをさらに直列接続することを特徴とする請求項４に記載の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造。
  6. 前記電源入力端末と整合片との間には第二双方向ツェナーダイオードをさらに直列接続することを特徴とする請求項４に記載の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造。
  7. 前記電源入力端末と整合片との間には第二双方向ツェナーダイオードをさらに直列接続することを特徴とする請求項５に記載の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造。
  8. 前記電源入力端末は、電気抵抗に駆動チップに並列接続する単一方向ツェナーダイオードを直列接続して電圧レギュレータ回路を形成することを特徴とする請求項１に記載の駆動チップを備えた発光ダイオードモジュール実装構造。
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