TWI571170B - 發光二極體切換裝置及陣列 - Google Patents

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TWI571170B TW101102482A TW101102482A TWI571170B TW I571170 B TWI571170 B TW I571170B TW 101102482 A TW101102482 A TW 101102482A TW 101102482 A TW101102482 A TW 101102482A TW I571170 B TWI571170 B TW I571170B
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Description

發光二極體切換裝置及陣列
無相關申請案之交互參考。
未申請聯邦贊助研發。
本發明大體上關於觸控感應電子元件及發光二極體(LED)，且更特別地，關於一種發光二極體切換裝置及陣列。
發光二極體係普遍存在的輸出裝置，除了其它優勢外，還因它們的高效率、快速切換及延長壽命而可見於橫跨各類領域的許多應用。最常用之用途之一係做為電子裝置的指示器，如此，發光二極體係可用於不同外形及尺寸封裝中以配合特定應用。此外，橫跨可見光譜之有效不同照明顏色或輻射波長係從低波長紅光至高波長紫光。一些發光二極體可被結合成陣列，每一個發光二極體係獨立驅動以產生代表文字及圖形之可見圖案。然而，超過該可見光譜，具有可發射紅外線光波之發光二極體，其典型地係利用於裝置間通訊。在該光譜相對側，紫外線光波可基於無菌化、消毒及殺菌目的而被利用。儘管一典型小型發光二極體指示光具有小於1流明輸出之大約20毫安培操作電流，一些最近高功率發光二極體係為可超過一千流明輸出之幾百毫安培操作電流，其可充當白熱燈泡發光應用之代用品來使用。
該些發光二極體裝置之操作原理係熟知的，中間部分係為了產生一PN接面而摻雜之半導體材料。該陽極或該接面之P型側係連接至一電源供應器之正極端，而該陰極或該接面之N型側係連接至該電源供應器之負極或共同端。在電力流動於該PN接面之間時，光子形式之能量被釋放。不論是做為一小型、低功率指示器或做為一高強度照明器來使用，發光二極體之操作以本方式進行。在一些應用中，一發光二極體可做為一光偵測器來使用，其中，落在該PN接面上之光子被轉換成一電訊號。替代連接至一電源供應器者係將該發光二極體連接至一偵測電路以依據其中所接收之訊號來產生一反應。
除了做為光偵測器之前述應用外，還有封裝發光二極體裝置大體上係考慮基本輸出裝置。如所述地，一發光二極體陣列可被設計為彼此間係獨立控制，用以產生一致可見圖案。透過顯示陣列與這類可見輸出之直接使用者互動雖已被考慮，但是這類裝置涉及覆蓋在該輸出裝置上面之獨立輸入裝置。一範例係使用於例如來自各種製造商之平板電腦及來自加州庫伯蒂諾市蘋果公司的商品iPad之候選計算裝置中之電容式觸控螢幕。
所知這些裝置係使用由位在一介電質相對側上之行與列導線所構成之透明或半透明感測器面板。該些導線係由銦錫氧化物或銻錫氧化物所構成，具有蝕刻著該些行導線之頂部玻璃面板及蝕刻著該些列導線之底部玻璃面板。對於透明觸控感測器面板而言，該些蝕刻導線係大約30微米。隔開該頂部玻璃面板及該底部玻璃面板者可為一透明聚合物間隔子，其充當該些行導線及該些列導線間之介電質。該些感測器面板接著以重疊方式安裝至該液晶顯示器(LCD)。
儘管稍微大型，但在顯示器內整合同時存在的輸入及輸出能力之另一範例係具有接近該些發光二極體之切換裝置之發光二極體矩陣。一已知裝置係揭示於Furuya等人所屬之美國專利第5,638,052號中，其揭示一發光二極體陣列，具有切換裝置以導通或關閉在對應或接近該些發光二極體之位置處所提供之個別發光二極體。由紐約布魯克林區的金永陞公司所製造之金永陞裝置係類似於Furuya等人的裝置，除了使用電容式感測器來放置於一發光二極體矩陣中，每一個發光二極體形成一可互連細胞單位。
在這些較早期系統中，該輸出或顯示裝置係獨立架構自該輸入裝置中。因此，在習知技術中需要一整合發光二極體切換裝置及陣列。
根據本揭示各種實施例，一發光二極體切換裝置被考慮。該裝置可具有內含一第一極性接觸件及一第二極性接觸件之電致發光半導體構件。該發光二極體切換裝置可具有一第一極性發光二極體導線架，該電致發光半導體構件安裝至其上。該電致發光半導體構件之第一極性接觸件可電性連接至該第一極性導線架。此外，該發光二極體切換裝置可具有一第二極性發光二極體導線架，其可電性連接至該電致發光半導體構件之第二極性接觸件。該發光二極體切換裝置也可具有一觸控感測器導線架，其可電性連接至一觸控感測器導線。
本揭示另一實施例可為一發光二極體切換裝置。該裝置可包含一第一極性導線。此外，該裝置可具有內含一第一極性接觸件及一第二極性接觸件之至少一電致發光半導體構件。該裝置可進一步包含具有該至少一電致發光半導體構件安裝至其上之第一極性發光二極體導線架。其第一極性接觸件可電性連接至該第一極性導線。該裝置也可具有一第二極性導線及電性連接至該第二極性導線之第二極性發光二極體導線架。該第二極性發光二極體導線架可電性連接至該電致發光半導體構件之第二極性接觸件。該裝置也可具有一第一觸控感測器導線及它所電性連接之觸控感測器導線架。該第二極性導線可連接至一發光二極體驅動源。該觸控感測器導線可連接至一觸控感測器控制器輸入。
根據本揭示再一實施例，具有一結合輸入及輸出裝置。該裝置可包含一發光二極體驅動器積體電路，其具有複數個獨立輸出線。此外，該裝置可具有內含複數個獨立輸入線之觸控感測器控制器積體電路。該裝置也可包含一發光二極體切換裝置陣列。接著，該發光二極體切換裝置可包含一第一電致發光半導體構件，電性連接至該發光二極體驅動器積體電路之複數個獨立輸出線之一。該發光二極體切換裝置可進一步包含一第一整合觸控感測器導線， 電性連接至該觸控感測器控制器積體電路之複數個獨立輸入線之一。該第一電致發光半導體構件及該第一整合觸控感測器導線可被密封至一機殼內。
本發明經由在結合該些附圖進行讀取時參考至下列詳細說明而會有最佳了解。
本揭示考慮一發光二極體(LED)切換裝置及陣列。下列所提出關於附圖之詳細說明係要做為這些裝置之一些目前考慮實施例之說明，並不是要代表該揭示發明可被發展或使用之唯一形式。該說明提出所示實施例之功能及特徵。然而，相同或等效功能可藉由也要包括於本揭示範圍內之不同實施例來完成。進一步了解到例如第一和第二與雷同者之關聯用語用法只是要區分彼此，並不需要或隱含這類實體間之任何實質這類關係或次序。
第1圖說明一目前考慮之發光二極體切換裝置10之實施例，其包含一第一極性導線12、一第二極性導線14及一觸控感測器導線15。一般性發光二極體及特定性發光二極體切換裝置10可具有一共同陰極或一共同陽極架構。在一共同陰極架構中，該第一極性導線12對應至一陰極，而該第二極性導線14對應至一陽極。在一共同陽極架構中，該第一極性導線12對應至一陽極，而該第二極性導線14對應至一陰極。
儘管在此所揭示實施例具有一共同陰極架構，但那些具有此項一般技術之人士會理解到該考慮特徵也可應用於一共同陽極架構中。沿著這些線，雖將各種特徵描述成一陽極或一陰極特有，但這些用語用法係基於與所示範例一致性為目的。例如，在一共同陰極架構中，該些第一極性導線12係稱之為陰極導線，但是在一共同陽極架構中，該些第一極性導線12可適當地稱之為陽極導線。進一步，將該陽極或陰極用語充當各種元件之修飾語用法同樣不是限制用，尤其是關於這類用語用法所建議之電流流動方向。因此，該陽極用語可參考至電流經其進入該發光二極體切換裝置10之電極以及電流經其離開該發光二極體切換裝置10之電極。
該第一極性/陰極導線12係在結構上接觸著一第一極性/陰極導線架鐵砧16，兩者係導電的。該陰極導線架鐵砧16係嵌入一機殼18內，其具有一大體上圓柱形架構，內含一底端19及一相對頂端21。在進一步細節中，該陰極導線架鐵砧16可被放大，也就是相較於該陰極導線12係較厚及/或較寬以提供堅固性及支撐。一部分陰極導線12也被嵌入該機殼18內，而其它部分延伸自該機殼18之底端19。
同時嵌入於該機殼18內者係一第二極性/陽極導線架柱子20，其在結構上係接觸著該第二極性/陽極導線14。像該陰極導線12及該陰極導線架鐵砧16一樣地，該陽極導線14及該陽極導線架柱子20係導電的。該陰極導線架鐵砧16係在結構上獨立於該陽極導線架柱子20，並具有一可變大小及外形之傾斜間隙22定義於其間。儘管該些用語“鐵砧”及“柱子”係用於參考該發光二極體切換裝置10內之某些導線架特徵，但應理解到這是基於一些特徵間之鑑別方便為目的，並非任何限制意圖。例如，該鐵砧也可被稱為一第一極性發光二極體導線架，且該柱子也可被稱為一第二極性發光二極體導線架。在一些例子中，術語對應關係可被反轉。那些具有此項一般技術之人士會了解到不管稱之為鐵砧、柱子或任何其它用語，類似特徵參考至在此所述之相同基本結構。
嵌入於該機殼18內之另一元件係一觸控感測器導線架23，其在結構上係接觸著該觸控感測器導線15。又，像上述其它導線、導線架柱子及導線架鐵砧一樣地，該觸控感測器導線15及該觸控感測器導線架23係導電的。該陽極導線14及該觸控感測器導線15也延伸自該機殼18之底端19。在一些考慮實施例中，排除其更完整描述於下之有關特徵外，所架構之觸控感測器導線15可類似於該陽極導線14。所架構之觸控感測器導線架23可類似於該陽極導線架柱子20，因為沒有電致發光半導體晶粒28安裝於其上。實質上，在這些實施例中，這些元件可以是一重設用途之陽極導線14及陽極導線架柱子20。
另外參考至第2圖，面對該機殼18之頂端21之陰極導線架鐵砧16之頂部24定義一晶粒安裝坑26。根據該發光二極體切換裝置10之各種實施例，一電致發光半導體晶粒28係附接至該陰極導線架鐵砧16，尤指放置於該晶粒安裝坑26內。在一些架構中，該晶粒安裝坑26具有一反射表面，即使這個是選擇性的亦然。該電致發光半導體晶粒28具有一第一極性/陰極接觸件30及一第二極性/陽極接觸件32。如上所述地，該電致發光半導體晶粒28具有一PN接面，在該能量降低而電子流過其中之電洞時，光子自其中以一特定波長射出。因此，該陰極接觸件30係該負極，而該陽極接觸件32係該正極。了解到該射出波長或顏色可藉由改變該PN接面材料而有所改變，特別是依據它的帶隙能量而定。
第2圖說明直接安裝在該陰極導線架鐵砧16上之電致發光半導體晶粒28。然而，至該PN接面之N側電極之電性連線係透過該陰極接觸件30及一第一接線34來產生。直接連接該陰極接觸件30至該陰極導線架鐵砧16也是已知。
如上所示地，根據各種實施例之發光二極體切換裝置10包含多個第二極性/陽極導線架柱子20。因為它的功能而另外稱之為一發光二極體導線架柱子之第一陽極導線架柱子20a係電性連接至該電致發光半導體晶粒28之陽極接觸件32，並因此透過一第二接線36接至該PN接面之P側電極。因此，自該陽極導線14及該陽極導線架柱子20至該電致發光半導體晶粒、至該陰極導線架鐵砧16及該陰極導線12之電路被完成。
該電致發光半導體晶粒28之安裝方位及表面可被最佳化以在一或更多合適方向上反射最大光量。這此點而言，因為該機殼28之頂端21係該典型射出方向，該電致發光 半導體晶粒28因而被定向。為了額外聚焦該射出光，該機殼18可包含一聚焦該射出光之透鏡。在進一步細節中，考慮到該機殼18係由可被上色以匹配該射出光顏色之透明或至少半透明環氧化物材料所構成。
儘管射出一顏色之單一電致發光半導體晶粒28被顯示於第1圖及第2圖，但應理解到任意數量的額外晶粒可被包含於該發光二極體切換裝置10內。大體上，該些電致發光半導體晶粒28中之第一者可對應至一第一可見光譜波長發光，且該些電致發光半導體晶粒28中之第二者可對應至一第二可見光譜波長發光，其中，該第一發光波長係不同於該第二發光波長。在一示範性實施例中，提供紅色、綠色、藍色之電致發光半導體晶粒可被整合至該發光二極體切換裝置10中，以產生這些原色組合之光顏色。
再參考至第1圖，該發光二極體切換裝置10包含該觸控感測器導線架23，其在結構上係獨立於該陽極導線架柱子並與之電性隔離。更進一步，該觸控感測器導線架23可連接至該觸控感測器導線15。該觸控感測器導線架23與該電致發光半導體晶粒28可以不連接。在安裝一電致發光半導體晶粒28至該觸控感測器導線架23係可行時，只要為此之電路未完成，也就是，未連接至一電源及/或接地，就可了解到這類電致發光半導體晶粒大部分仍會維持無功能性。
該觸控感測器導線架23係連接至考慮充當用於測量身體電容之電極之觸控感測器接觸件39。大體了解該人體，且特別是其例如手指之類之附屬肢體典型地具有大約22微微法拉電容。如下所進一步詳述地，該觸控感測器接觸件39因此所偵測到之電容可使用習知技術中所知之每一個各種形式之額外輸入控制電路來確定。因此，在一手指下壓或移動至該機殼18之表面附近時，該觸控感測器接觸件39上所偵測到之電容變化，本輸入可使用於觸發額外功能。根據第1圖所示發光二極體切換裝置10之實施例，該觸控感測器導線架23係進一步往該機殼18之頂端21來延伸。該觸控感測器接觸件39係嵌入該機殼18內且實質上繞著該機殼四周來延伸，並連接至該觸控感測器導線架23。如此，想像置於該透鏡38任何部分附近之上或之中之手指係可偵測到的。
該發光二極體切換裝置10之一些不同變化被考慮。參考至第3A圖及第3B圖，該發光二極體切換裝置10b之第二實施例包含替代性外形之陰極導線架鐵砧16，其在結構上係接觸著該陰極導線12。附接至該晶粒安裝坑26者係一第一電致發光半導體晶粒28a及一第二電致發光半導體晶粒28b。如上所簡示地，藉由增加另一發光二極體構件而可自該單一發光二極體切換裝置10發出多個不同顏色/波長。在本特定範例中，該第一電致發光半導體晶粒28a可射出一紅色波長光，而該第二電致發光半導體晶粒28b不是可射出一綠色波長光就是可射出一藍色波長光。為了分別控制這些電致發光半導體晶粒28a、28b，在該第一陽極導線架柱子20一子集中，具有透過一接線來電性連接至該第一電致發光半導體晶粒28a之第一者20a及也透過一接線來電性連接至該第二電致發光半導體晶粒28b之第一者20b。該第一陽極導線架柱子20a係在結構上接觸著該第一陽極導線14a，而該第二陽極導線架柱子20b係在結構上接觸著一相對應第二陽極導線14b。
如上述發光二極體切換裝置10之第一實施例般，該第二實施例10b包含連接至這個觸控感測器接觸件39之觸控感測器導線架23。又，該觸控感測器導線架23係在結構上接觸著該觸控感測器導線15。該觸控感測器接觸件39係朝該機殼18之頂端21放置，並定義環繞在它周圍之部分迴路。更進一步，前述元件中之每一個係嵌入一透明或至少半透明機殼18內。
該發光二極體切換裝置10c之第三實施例係示於第4A圖及第4B圖。類似於前述實施例，具有在結構上接觸著該陰極導線12之陰極導線架鐵砧16。又，附接至該陰極導線架鐵砧16之晶粒安裝坑者係該電致發光半導體晶粒28。既然只有一個電致發光半導體晶粒28，那麼只有單一顏色波長被射出，並由傳送至在結構上接觸著該陽極導線14之單一陽極導線架柱子20之電流所驅動。
用以替代單一觸控感測器接觸件39，該發光二極體切換裝置10c之第三實施例考慮替代性架構之二獨立件。在進一步細節中，一第一觸控感測器接觸件42具有一半圓形架構並向內朝著該機殼18之中心軸來延伸。此外，一第二觸控感測器接觸件44係側向對著該第一觸控感測器接觸件42，卻具有相同半圓形架構並向內朝著該機殼18之中心軸來延伸。該第一觸控感測器接觸件42係在結構上接觸著一第一觸控感測器導線架23a及一第一觸控感測器導線15a。接著，該第二觸控感測器接觸件44係在結構上接觸著該第二觸控感測器導線架23b及該第二觸控感測器導線15b。由於其係兩個獨立觸控感測器接觸件42、44，可以理解到任何觸控輸入可被分別或同時登錄，藉此提供一額外精確度。
參考至第5A圖、第5B圖及第5C圖，該發光二極體切換裝置10d之第四實施例包含該陰極導線架鐵砧16，其上安裝一第一電致發光半導體晶粒28a、一第二電致發光半導體晶粒28b及一第三電致發光半導體晶粒28c。在本實施例中，考慮該全色彩光譜係可使用紅、綠及藍原色來重現，因此這三個電致發光半導體晶粒28a-c對應至其上。該陰極導線架鐵砧16係結構上接觸著該陰極導線12。該些電致發光半導體晶粒28a-c係可如下所述地進行獨立控制。
如最佳示於第5A圖中地，具有在結構上接觸著該第一陽極導線14a之第一陽極導線架柱子20a。此外，具有在結構上接觸著該第二陽極導線14b之第二陽極導線架柱子20b，以及在結構上接觸著該第三陽極導線14c之第三陽極導線架柱子20c。應了解到該第一陽極導線架柱子20a、該第二陽極導線架柱子20b及該第三陽極導線架柱子20c係透過各自接線分別電性連接至該第一電致發光半導體晶粒28a、該第二電致發光半導體晶粒28b及該第三電致發光半導體晶粒28c。該些陽極導線架柱子20係沿著單一側軸來 定向。
第5B圖及第5C圖最佳地說明一第一觸控感測器導線架23a及一第二觸控感測器導線架23b，其係以垂直於上述陽極導線架柱子20之關係來定向。然而，這些觸控感測器導線架23可沿著做為該些陽極導線架柱子20之單一側軸來定向。該第一觸控感測器導線架23a係在結構上接觸著一第一觸控感測器導線15a以及該第一觸控感測器接觸件42。該第二觸控感測器導線架23b係在結構上接觸著一第二觸控感測器導線15b及該第二觸控感測器接觸件44。像上述發光二極體切換裝置10c之第三實施例一樣地，該第一觸控感測器接觸件42具有一半圓形架構，其係相對於也具有一半圓形架構之第二觸控感測器接觸件44。該第一觸控感測器導線架23a具有擴展該第一觸控感測器接觸件42之涵蓋區域之彎曲部分43。類似地，該第二觸控感測器導線架23b具有一相對應彎曲部分45，用於將該第二觸控感測器接觸件44往該機殼18之外部擴展。
如同自前述範例中所見地，該發光二極體切換裝置10可以許多方式進行架構，尤指關於架構電致發光半導體晶粒28及該觸控感測器接觸件39或觸控感測器接觸件42、44。這些範例不是意在限制，而是依據對本揭示之正確了解，那些具有此項一般技術之人士會有能力發展進一步替代例。前述範例全被架構成適合配置於傳統印刷電路板上之穿孔型圓柱形封裝。再參考至第1圖，該些導線12、14包含中止片46，其限定插入該印刷電路板上之孔洞內之範 圍。然而，會理解到該發光二極體切換裝置10之特徵可被整合至任何封裝外形，包含圓拱頂、圓平頂、矩形平面頂、三角形或正方形平面頂及諸如此類。在這些不同外形中，各種尺寸也是可行的。同樣地，該些觸控感測器接觸件42、44及包含該第一極性導線12、該第二極性導線14與該觸控感測器導線15之各種導線之方位可以例如自側邊、以一角度等等之各種方向自該機殼18進行延伸。那些具有此項一般技術之人士會理解到所示特定形式因素係舉例說明，且依據這類特定形式因素內文中所揭示之特徵，該些特徵可被輕易地配置於替代形式因素中，不管目前是已知或未知。
如最佳示於第6A圖及第6B圖中，該發光二極體切換裝置10e之另一實施例考慮使用一表面黏著(SMD)型封裝。更特別地，具有一載體48，內含延伸自其中之導線50a-50f以連接至外部元件。在所示實施例中，具有內含一第一顏色光照明之第一電致發光半導體晶粒28a、內含一第二顏色光照明之第二電致發光半導體晶粒28b及內含一第三顏色光照明之第三電致發光半導體晶粒28c。該第六導線50f係結構上接觸並共電性著一第六導線架51f，其上安裝該第一電致發光半導體晶粒28a，且該第一電致發光半導體晶粒係電性連接至該第六導線架。該第五導線50e係結構上接觸並共電性著一第五導線架51e，其上安裝該第二電致發光半導體晶粒28b，且該第二電致發光半導體晶粒係電性連接至該第五導線架。更進一步，該第四導線50d係結構上接觸並 共電性著一第四導線架51d，其上安裝該第三電致發光半導體晶粒28c，且該第三電致發光半導體晶粒係電性連接至該第四導線架。該第二導線50b係結構上接觸並共電性著一第二導線架51b，其充當該些電致發光半導體晶粒28a-c之共同陽極。該些電致發光半導體晶粒28a-c中之每一個之陽極係透過各自接線34a-c來電性連接至該第二導線架51b，而分別具有導線架51d、51e及51f之接觸件係利用一導電黏膠來黏貼於該些電致發光半導體晶粒28a-c之陰極上。
該發光二極體切換裝置10e也包含該第一觸控感測器接觸件54a，其係安裝至並共電性著也稱之為一第一觸控感測器導線架47a之第一導線架51a。所知第三導線50c係在結構上接觸著該第三導線架51c。此外，該第二觸控感測器接觸件54b係安裝至並共電性著也稱之為一第二觸控感測器導線架47b之第三導線架51c。該第三導線51c係在結構上接觸著該第三導線50c。所示該發光二極體切換裝置10e所運用之觸控感測器接觸件54及觸控感測器導線架47之尺寸、外形和大體架構或形式因素只是舉例說明，可進行與第6B圖中所示者不同之架構。
該載體48可密封各種導線架51a-f中之部分，且該些電致發光半導體晶粒28a-28c係放置於該些部分內。然而，該載體48定義一開口55，以露出該些觸控感測器接觸件54及/或該些電致發光半導體晶粒28。具有密封這類元件之透明或部分半透明機殼52。在一些表面黏著型封裝實施例中，該些觸控感測器接觸件54中之部分或全部可被密封於 該載體48內，且可不透過該機殼52而被露出。會理解到儘管一特定表面黏著型封裝之結構設計及形式因素已被顯示並說明，其它表面黏著型封裝之結構設計及形式因素可被使用。
已考慮該發光二極體切換裝置10之一些實施例基本部分，現在要說明其一示範性用法。參考至第7圖方塊圖，該發光二極體切換裝置10係連接至一發光二極體驅動器56及一觸控感測器控制器58。在一實施例中，該觸控感測器控制器58係來自台灣新竹市之義隆電子公司之eKT2101電容性觸控板控制器積體電路。應了解到該發光二極體驅動器56在一輸出線57上產生一電訊號，其係透過該陽極導線14及該陽極導線架柱子20來傳送，以根據傳統技術來啟動該電致發光半導體晶粒28。此外，應了解到該觸控感測器控制器58之輸入線59係連接至該觸控感測器導線15及該觸控感測器導線架23，以偵測到該觸控輸入，也就是，在該觸控感測器接觸件39上相對應之電容變化。即使進一步細節隨後將至，然而來自該發光二極體驅動器56之輸出可由一資料處理裝置60或控制器進行初始化。更進一步，該觸控感測器控制器58可在偵測時產生一資料訊號以表示一觸控輸入，且該資料訊號可被傳送至該資料處理裝置60。依據這類觸控輸入及可行其它輸出類型，對該發光二極體驅動器56之適當反應可被產生。
在上述實施例中，所了解之觸控感測器控制器58係獨立於該發光二極體切換裝置10。然而，如第8A圖及第8B 圖所示地，該發光二極體切換裝置10f之又一實施例包含一內嵌印刷電路板62，具有一發光二極體切換裝置控制器積體電路64安裝至其上。考慮該發光二極體切換裝置控制器積體電路64整合該發光二極體驅動器56、該觸控感測器控制器58及該資料處理裝置60之功能至單一封裝中。像其它變化一樣地，該第一電致發光半導體晶粒28a及該第二電致發光半導體晶粒28b係嵌入該機殼18內，即使它們被安裝至該印刷電路板62上亦然。
一電源導線180及該接地導線182係附接至該印刷電路板62，且所知的供應電源/接地至該發光二極體切換裝置10f。尤其，該發光二極體切換裝置控制器積體電路64之電源及接地連接係電性連通著該電源導線180及該接地導線182。所知用以驅動該觸控感測器控制器58、該發光二極體驅動器56及該資料處理裝置60之電源係由此所供應。
如上所示，該第一觸控感測器接觸件42及該第二觸控感測器接觸件44係用以偵測電容變化所使用之電極，且它們本身不會產生典型的用於該資料處理裝置60之資料傳輸之訊號。所知該發光二極體切換裝置控制器積體電路64係偵測該電容變化。在該發光二極體切換裝置10f中，所知為二電極，即該第一觸控感測器接觸件42及該第二觸控感測器接觸件44，其係連接至該發光二極體切換裝置控制器積體電路64之獨立輸入。
該發光二極體切換裝置10f具有二輸出，也就是一第一輸出導線168及一第二輸出導線169。指示著啟動該第一觸 控感測器接觸件42之訊號可產生於該第一輸出導線168上，而指示著啟動該第二觸控感測器接觸件44之訊號可產生於該第二輸出導線169上。利用嵌入該發光二極體切換裝置10f內之資料處理裝置60之功能，除了將這類簡單指示器直接連結至該觸控感測器控制器58外，寒可產生其它輸出。換言之，在該些輸出導線168、169處所產生之輸出可獨立於該些觸控感測器接觸件42、44所偵測到之輸入。如將於下面進一步詳述地，該觸控感測器控制器58所偵測到之觸控輸入可被進一步處理以控制各種外部裝置。因此，提供額外輸出導線被明確地考慮。
除了該二輸出外，該發光二極體切換裝置10f也具有可連接各種外部輸入之輸入導線170。所接收之輸入可被利用以控制該些電致發光半導體裝置28a、28b之發光，即使再來一次，因為該資料處理裝置60之功能整合之故，除了一啟動或一解除啟動外，還可產生更複雜反應，例如，變暗淡、混色、閃光等等。
因為該第一觸控感測器接觸件42或第二觸控感測器接觸件44之一之觸控產生來自該發光二極體切換裝置控制器積體電路64之不同反應，故考慮到其額外視覺隔離。該機殼18之頂端21具有分割成一第一段172及一第二段174之橢圓輪廓之凹面。因此，所知教示該第一段172係翻轉該第一觸控感測器接觸件42以導致在該第一輸出導線168上產生一輸出之結果，而教示該第二段174係翻轉該第二觸控感測器接觸件44以具有在該第二輸出導線169上產生 一輸出。同時教示該第一段172及該第二段174兩者可導致在該第一輸出導線168及該第二輸出導線169兩者上產生一輸出之結果。對於大部分而言，在來自該二電致發光半導體晶粒28之輸出分別由一資料處理裝置60所控制以回應該觸控輸入時，它們係獨立於任何觸控輸入。
儘管簡單開/關功能在此被描述，然而那些具有此項一般技術之人士應理解到對觸控輸入之更細微感受度係可行的，例如，部分配置、自一者滑動至另一者等等。所知將多個功能整合至該發光二極體切換裝置10之單一封裝中之變化係落在那些具有此項一般技術之人士之範圍內。
如會變得顯而易見地，該發光二極體切換裝置10及它的不同架構可被使用於廣大範圍之各式各樣應用中。參考至第9圖，該前述發光二極體切換裝置10f可被充當一壁掛式控制切換裝置220使用，以控制一天花板風扇燈具222之各種功能。另參考至第10圖方塊圖，該天花板風扇燈具222包含由一電動馬達226所旋轉之風扇片224。因為用以驅動該電動馬達226之高電流要求，具有一風扇驅動器電路228以獨立地取得來自一外部電源之功率。由此，該天花板風扇燈具222包含在啟動時照明該房間之燈具230。像該電動馬達226一樣地，該些燈具230具有較該發光二極體切換裝置10f所供應那個更高之電流/功率要求，因此具有燈具驅動器電路232以取得來自一外部電源之功率。該風扇驅動器電路228及該燈具驅動器電路232係由該發光二極體切換裝置10f依據其上所接收到之輸入來控制之，並 可包含該些風扇片224之轉速變化(快速、中速、慢速)以及該些燈具230之強度/暗淡程度。指示該些燈具230之實質發光程度之回饋也可由該燈具驅動器電路232產生回送至該發光二極體切換裝置10f。該些風扇片224、該電動馬達226及該風扇驅動器電路228全體被稱之為一風扇單元229，而該些燈具230及該燈具驅動器電路232全體被稱之為一燈具單元233。然而，應理解到該風扇單元229及該燈具單元233可進一步包含附加元件。
該控制切換裝置220包含一傳統壁式面板234，其內定義一插座236。一發光二極體切換組件238被安裝至該壁式面板234。該壁式面板234先前已被栓緊至一壁上結構239，因此，該發光二極體切換組件238被考慮對於機械式切換裝置及也許已設置於其中之雷同者係一簡單替代品/改造物。
該發光二極體切換組件238包含該居中安裝之發光二極體切換裝置10f以及一背光狀態指示器240。如上所述地，該發光二極體切換裝置10f可包含具有一紅色照明之第一電致發光半導體晶粒28a。進一步，該第二電致發光半導體晶粒28b可具有一綠色照明。舉例來說，該二顏色可充當是該些風扇或該些燈具中之那一個在那個狀態下受到該發光二極體切換裝置上所接收到之任何輸入所控制之顯示器來使用。例如，一紅色照明可顯示該些燈具230會受到控制，而一綠色照明可顯示該風扇單元229會受到控制。一手指自該第一段172擦碰至該第二段174係代表降低功 率，其在該燈具單元233受到控制之例子中調暗其照明程度。在該風扇單元229受到控制之例子中，該電動馬達226之轉速被降低。該觸控留在該第二段174上越久，該發光被調暗/轉速被降低更多。該手指以反向自該第二段174擦碰至該第一段172可引起亮度/速度增加。快速輕拍該第一段172及該第二段174兩者可產生該燈具單元233或該風扇單元229馬上導通或關閉之結果。保持下壓該第一段172及該第二段174兩者可將該控制模式自該燈具單元233切換至該風扇單元229，且反之亦然。這些控制順序可在該資料處理裝置60上程式化成為一偵測輸入並產生反應之可執行指令組。儘管已描述一特定控制順序，會理解到任何其它控制順序可被配置成由該資料處理裝置60來執行之不同指令。
該發光二極體切換裝置10之另一應用係示於第11圖，其係包含具有蠟燭之蛋糕列印說明之問候卡70。該問候卡70定義圖案花樣72，藉此顯示該些發光二極體切換裝置10，並對應至所述蠟燭火燄位置。因此，所示發光二極體切換裝置10係要模擬發光蠟燭之表現。替代性顏色可被使用於不同發光二極體切換裝置10。起初，全部發光二極體切換裝置10可在打開該問候卡70時透過一接觸件切換裝置74進行照明。該接受者的手指可通過該些發光二極體切換裝置10以解除啟動，藉此吹熄該些蠟燭。大體上，這個實施例說明一發光二極體切換裝置10陣列78之使用及基本架構，其每一個受到該發光二極體驅動器來源依據該 觸控感測器控制器58所接收到之輸入所控制。
隨該問候卡70而變之操作圖案係可行的。考慮到該些發光二極體切換裝置10具有至少二電致發光半導體晶粒28，一者提供該紅色且另一者不是提供一藍色就是一綠色。當該問候卡70第一次被打開時，全部發光二極體切換裝置10可隨著該紅色而導通，並選擇性地閃光。一簡單音樂分數可被產生，且該接收者的手指可通過該些發光二極體切換裝置10以啟動該電致發光半導體晶粒28之第二顏色光。因此，隨著該紅色光及該藍色光被啟動，具有一粉紅色光合成輸出，而隨著該紅色光及綠色光被啟動，具有一黃色光合成輸出。可在播放該音樂時記錄該啟動順序，且可在延遲或該音樂分數結束時重新播放那個順序。沒有該記錄功能時，觸控該發光二極體切換裝置10可被操作以啟動該第二顏色光。
第12圖顯示在一遙控器80內之發光二極體切換裝置10之另一應用，其大體上具有對應至一向前方向82、一相對向後方向84、一向左方向86及一向右方向88之輸入。該遙控器80係由持於該使用者手部92內之機殼90所構成。該機殼90具有一大體上平坦正面91，包含重疊在該些發光二極體切換裝置10上之透明或半透明Mylar薄板或薄膜93。該薄板93可具有各自代表功能之各種符號及字壓印於其上，該功能可由下方發光二極體切換裝置10所引出。也應理解到該薄板93可具有透明或半透明部分及對應至該壓印符號和字之不透明部份。一具有圖案花樣之下方不透 明底板可被提供。
對於該向前方向82而言，具有單一向前方向發光二極體切換裝置94，且對於該向後方向84而言，具有單一向後方向發光二極體切換裝置96，其兩者係安裝於該機殼90之薄板93下方。藉由該些手指停放於該些發光二極體切換裝置94、96上，其代表訊號可被產生並透過射頻來傳送至底部接收器。
對於向旁邊的方向86、88而言，具有由一第一發光二極體切換裝置100a、一第二發光二極體切換裝置100b、一第三發光二極體切換裝置100c、一第四發光二極體切換裝置100d及一第五發光二極體切換裝置100e所構成之陣列98。這些發光二極體切換裝置100中之每一個被安裝於該薄板93下方，並可發出不同的顏色光。該轉向度係可變的，視該五個發光二極體切換裝置100中之那一些藉由該些手指停放於其上而被啟動來決定之。替代性地，該手指自左邊掃至右邊或諸如此類之速率可決定該接收裝置所展示之轉向度。
該遙控器80可充當包含無線控制車輛及玩具、電動遊戲等等之一些互動式系統之控制形式來使用。如上所示地，所提供之輸入可為簡單開/關，且各種輸入程度可藉由使用多個發光二極體切換裝置10之陣列來提供之。
關於它的功能，所知該遙控器80係具有上述參考至第7圖方塊圖之類似基本架構。參考至第13A、13A-1及13A-2圖及第13B、13B-1及13B-2圖之示意圖，具有一微控制器 或資料處理裝置60。如上所簡示地，該資料處理裝置60被架構以執行一系列預先程式化指令以依據所提供之輸入來產生某些輸出。所知該資料處理裝置60具有一算術邏輯單元、各種暫存器、一指令解碼器及一控制單元，就如典型的資料處理裝置一般。一內部隨機存取記憶體也被納入，用以預先儲存例如語音及動作順序之常用資料之唯讀記憶體也一樣被納入。舉例來說，該可程式資料處理裝置60係16位元數位訊號處理(DSP)積體電路。一市售選項係來自台灣新竹之義隆電子公司之eSL系列積體電路，然而任何其它合適積體電路裝置可輕易地替代之。
在進一步細節中，該資料處理裝置60具有至少一輸入埠201及多個輸出埠202。該些輸出埠202係如下所述地連接至該發光二極體切換裝置10及該觸控感測器控制器58。在所示實施例中，該電致發光半導體裝置之陽極係連接至電源，而它的陰極係連接至一電晶體之集極。該電晶體之基極係連接至該資料處理裝置60之輸出埠202；因此，當該電晶體受到在該輸入埠202上所產生之高壓所施加之偏壓而導通時，該電致發光半導體(及所致之發光二極體)係導通。另一方面，當該電晶體受到在該輸入埠202上所產生之低壓所施加之偏壓而關閉時，該發光二極體係關閉。
該發光二極體切換裝置10之觸控感測器導線15係連接至如上示般地偵測電容變化之觸控感測器控制器58。在偵測時產生一相對應訊號做為一輸出，其係傳送至標示為PA7之資料處理裝置60之輸入埠201。在進一步細節中， 該資料處理裝置60與該觸控感測器控制器58透過該串列匯流排介面(SPI)裝置間通訊形式來進行通訊。因此，一串列通訊系統係使用單一資料輸入埠201。用於該晶片選擇線(TPreg)之第一輸出埠202a係連接至該觸控感測器控制器58(尤指其接腳4)以指示該資料處理裝置60已準備好要接收資料至該觸控感測器控制器58。更進一步，指定用於該串列時脈線(SCK)之第二輸出埠202b也是連接至該觸控感測器控制器58(尤指其接腳21及24)以提供一時脈同步訊號。用於該串列資料輸出線(SDO)之第三輸出埠202c係連接至該觸控感測器控制器58之接腳20，且所知這個係如該串列匯流排介面標準所規定地遵守著該主從配置目的。至指定為串列資料輸入線(SDI)之輸入埠201之訊號係連接至觸控感測器控制器58之接腳22，並被考慮依據偵測到之輸入包含關於該發光二極體切換裝置10之身份資料等等。關於該觸控感測器控制器58作用之其它資料也可進行通訊。
考慮到該資料處理裝置60係利用產生特定輸入至該些輸出埠202之可執行指令進行程式化，並反映在與之相接之發光二極體切換裝置10中，以回應來自該觸控感測器控制器58之輸入，其係依據該些發光二極體切換裝置10之偵測觸控而生。因此，某些發光二極體可在觸控時導通或關閉，就如上面關於問候卡70所述者。更進一步，該遙控器80所提供關於該些在板上之發光二極體之啟動及解除啟動功能係藉由該資料處理裝置60來配置之。
該遙控器80之各種其它功能被考慮。如上所簡述地， 該遙控器80可傳送指令至一底部接收器。這類資料傳輸功能係藉由一射頻收發器積體電路204來處理之。所知其操作頻率係大約2.4千兆赫，然任何其它操作頻率可替代之。由此，不一定需要射頻傳輸，可為其它無線或有線傳輸形式替代之。除了資料傳輸外，該遙控器80還包含由也連接至該資料處理裝置60之馬達206所致能之力回饋特徵。類似地，第二輸出係透過一壓電蜂鳴器208及/或一揚聲器210所產生。若想要，聲音輸入可透過該壓電蜂鳴器208及/或一麥克風212來提供至該資料處理裝置60。
所知該發光二極體切換裝置10之應用數量係可擴展的。參考至第14圖，一壁掛式發光二極體顯示面板102係由可射出橫跨可見光譜中之大範圍顏色之發光二極體切換裝置10之各行列所構成。該發光二極體顯示面板102被架構以藉由啟動及解除啟動之具有特定顏色光及強度之發光二極體切換裝置10來顯示影像。舉例來說，該發光二極體顯示面板102上所示之介面係分離成一左行104及一右行106，其分別包含圖標108、110。
所知選擇在該左行104中之圖標108之一係選擇在該發光二極體顯示面板102上所顯示角色112之特徵之特定動畫。如在此所使用地，所知該些圖標108之一之選擇或觸控係指引至將一身體部分放置於該發光二極體顯示面板102中之一或更多發光二極體切換裝置10上或非常接近處，對應至輸出該些圖標108中之那個特定者之那些。在一考慮順序中，觸控一第一左行圖標108a啟動嘴巴114之 動畫，而觸控一第二左行圖標108b啟動耳朵116之動畫。觸控一第三左行圖標108c啟動腿部118之動畫，且選擇一第四左行圖標108d啟動尾巴120之動畫。在觸控該些圖標108中任一者時，藉由放置例如反白之強調於其上來提供視覺回饋。
另一方面，所知觸控在該右行106中之圖標110之一係選擇一特定輸出聲音訊號。所知觸控一第一右行圖標110a係產生一喇叭聲音，且觸控一第二右行圖標110b產生“彈簧”或“蹦”型聲音。更進一步，觸控一第三行圖標110c產生一單車號角揚聲器聲音，而觸控一第四行圖標110d產生一鼓聲音。
在第15圖所示另一實施例中，該發光二極體顯示面板102可被架構成繪圖介面250。如上所述，該發光二極體顯示面板102係以行列安排之發光二極體切換裝置10陣列，並可射出橫跨該可見光譜中之大範圍顏色光。又，各種影像可藉由啟動及解除啟動之某些發光二極體切換裝置10而被顯示。在該考慮繪圖介面250中，該螢幕區域係分離成一上繪圖板部分252及一下調色盤部分254，其顯示各具一不同顏色之一系列圖標256。因此，考慮到該下調色盤部分254類似一傳統藝術家的調色盤。所知選擇該些圖標256之一係如下所進一步詳述地選擇那個相對應顏色來使用。
觸控一第一顏色圖標256a允許使用者以所選顏色“畫”在該繪圖板部分252。也就是，當該使用者觸控或非常接近一特定發光二極體切換裝置時，則那一者會圖示所選顏 色。考慮到選擇一第二顏色圖標256b會以新選顏色來改變該繪圖顏色。又，在該使用者觸控或非常接近一特定發光二極體切換裝置時，它會圖示這類顏色。此外，可以是一橡皮擦圖標258以在選擇時改變該些觸控發光二極體切換裝置10之反應，以在一顏色圖標256另被選擇或啟動時，解除啟動而非啟動所選顏色。標準觸控輸入上的改變如上所述地係可行，且在該繪圖介面250本文中，持住該橡皮擦圖標258一預定時間長度可解除啟動之整體發光二極體顯示面板102。該發光二極體顯示面板102可進一步被小型化以增強可攜性。
在第16圖所示特定示範性實施例中，一教師260可使用教室內之發光二極體顯示面板102做為一互動式教學介面251以在視覺上指導一學生262各式各樣不同主題。例如，外形及顏色觀念可藉由導引該學生262以包含第一顏色畫出一矩形264、第二顏色畫出一三角形266及第三顏色畫出一圓形268之各種顏色畫出不同外形來教導之。
此外，可藉由畫出該顯示面板102上之這類角色來教導該學生262有關字、字母及數量。對於進一步功能而言，可連接該發光二極體顯示面板102至一資料處理裝置，使得能夠進行角色辨識之軟體應用程式可藉此執行。依據在該發光二極體顯示面板102上之輸入，某些輸入順序所代表之字母及字可產生反應性輸出。只是舉例說明並非限定用途，這類輸出可以是輸入及辨識字母和字之發音。在數學教學例子中，畫在該發光二極體顯示面板102上之數字 及/或公式270可以一正確或不正確輸入時所產生之適當聲音及視覺輸出來進行驗證或改正。這類聲音輸出可包含正確時之“歡樂”聲音或不正確時之“嗯-哦”感歎語。因此，該互動式教學介面251結合該教師及該學生兩者而大大地增強教學效果及學習樂趣。
應理解到許多教育性及娛樂性應用係可行。
儘管只有一人體層次之中型尺寸發光二極體顯示面板102係示於第14圖、第15圖及第16圖中，跨越整個牆壁及雷同者之較大型面板也被想像。應了解到這類面板102上所產生之圖形可被大量改變，就如同產生這類圖形以回應各種使用者輸入類型方式一般地。更進一步，該發光二極體顯示面板102可充當較大型傳統發光二極體顯示面板之遙控器或介面來使用，其中，在該發光二極體顯示面板102上所產生之輸入及反應被傳送至較大型顯示面板來顯示。
使用該發光二極體切換裝置10之其它更多複雜播放圖案也被想像。參考至第17A圖，一擬人化互動式熊玩偶122具有一身體部分124、一對腿126、一對手臂128及一頭部130。如所理解地，該互動式玩偶122可扮演人類、除了一隻熊外之例如狗、貓、兔子、鳥及雷同者之其它動物或任何其它真實或想像角色。由此，前述互動式玩偶122之特徵係只是舉例呈現，而不構成限制。
該玩偶之身體部分124包含具有個別發光二極體切換裝置10之矩陣組件132。在第18圖進一步詳述中，該矩陣 組件132包含一印刷電路板136，其上以一串列136及行138方式安裝該些發光二極體切換裝置10。如所示地，來自該矩陣之四個角落中之每一個之一發光二極體切換裝置10被省略，故總數為77。該些置中發光二極體切換裝置10之高度可高於放置於周邊的那些，用以定義一大體上球體輪廓。類似地定義對應至該些發光二極體切換裝置10之位置之孔洞列142及行144之光導140係安裝於該印刷電路板上。應了解到該光導140導引該光射出。安裝至該光導140及發光二極體切換裝置10之矩陣上者係一配合輪廓之球體頂蓋145。
架構該矩陣組件132之其它方式亦是已知。一低成本技術涉及將各自之陰極導線架鐵砧16、陽極導線架柱子20、觸控感測器導線架23、電致發光半導體晶粒28及該些觸控感測器接觸件39以前述矩陣圖案來安裝及/或蝕刻至該印刷電路板134各側及各層上。之後，該些電致發光半導體晶粒28被引線鍵合以使得各自之陰極導線架鐵砧16及陽極導線架柱子20係電性連接至各自之電致發光半導體晶粒28之陰極接觸件30及陽極接觸件32。該整個矩陣接著可被密封成單一機殼。本方法細節及其它會被那些具有此項一般技術之人士所理解。
參考至第17A圖及第17B圖，具有該互動式玩偶122之許多可行顯示圖案之一現在會被考慮。如同特別示於第17A圖中，該圖案始於在該發光二極體切換裝置矩陣上產生一字母、一數字、一外形或一物件之繪線148。對於本相位 而言，該照明可為單一顏色。之後，揚聲器可依據出現在該矩陣上之順序來射出以信令該播放器來追蹤隨著他或她的手指移動之圖案線條之聲音或另一電容性元件。
特別參考至第17B圖，該使用者可沿著這些線條進行描繪，且在該手指描繪或涵蓋原先所點亮之特定發光二極體切換裝置10時，那些可如該些變化發光二極體切換裝置150所述地改變至一不同顏色光。在該使用者前進時，進一步產生聽覺刺激以鼓勵完成該圖案。成功地檢測到該圖案描繪完成時，該揚聲器可發出一祝賀訊息並為此產生各種發光效果。又，應理解到本舉例只是舉例呈現並不構成限制。其它播放圖案也被認為包括在那些具有此項一般技術之人士能設想到的範圍內。
所知該互動式玩偶122係具有類似於上述之基本架構。更特別地，如第19A、19A-1及19A-2圖、第19B、19B-1及19B-2圖及第19C圖之示意圖所示地，該互動式玩偶122包含具有多個輸入埠201及多個輸出埠202之微控制器或資料處理裝置60。該些輸出埠202係連接至該些發光二極體切換裝置10，其係安排成一9x9(-4)或77個裝置之矩陣214。
一第一組觸控感測器導線215a，其係該矩陣214中之每一個發光二極體切換裝置10之部分，連接至一第一觸控感測器控制器58a，而一第二組觸控感測器導線215b，其也是該矩陣214中之每一個發光二極體切換裝置10之部分，連接至一第二觸控感測器控制器58b。如上所示地，該觸控 感測器控制器58偵測在各自觸控感測器接觸件39上之電容變化。一代表性訊號係在檢測時產生做為連接至該資料處理裝置60之輸入埠201之輸出。然而，在一些實施例中，該觸控感測器控制器58可被整合至該資料處理裝置60中。在進一步細節中，該資料處理裝置60係利用依據某些輸入，尤指配置上述播放圖案來產生特定輸出至該些輸出埠202之可執行指令進行編程。
該互動式玩偶122所產生之聽覺輸出係透過該壓電蜂鳴器208及/或該揚聲器210。一或更多馬達206可機械性地連結至該些腿部126、手臂128或該頭部130以使上述連結者動作。除了前述外，還有該互動式玩偶122具有例如資料傳輸之額外功能，該資料傳輸例如係由包含一發送器216a及一接收器216b之紅外線收發器216所處理。
上述發光二極體切換裝置10之應用已涉及來自其中之可見光譜波長發光。然而，它不需受到限定，且即使是在該紫外線光譜內之波長發光也可被考慮。參考至第20圖，一紫外線發光二極體切換裝置陣列282另一實施例具有一消毒裝置280。如所認知地，紫外線輻射可被使用以無菌化、消毒及殺菌各式各樣表面，且本考慮消毒裝置280對此係適用的。
基於上下文目的，其表面具有細菌、病毒及雷同者例如係一沖水式馬桶284。更具體地，該沖水式馬桶284包含沉積各種排泄物之碗狀物286。該沖水式馬桶284可包含裝配在該碗狀物286上之座位285以使一獨立接觸表面可供 使用。留於一水槽288之水被使用以在一沖水把手289下壓後將該碗狀物286內之排泄物沖入該污水系統中。不幸地，做為該沖水過程一部分，包含細菌及病毒之小水滴也許會從該碗狀物向上並向外噴出，從而污染馬桶284外表面以及該座位285。結果，該座位285可充當將污染物傳染給它的使用者之一渠道。
該座位285具有一平坦邊緣部分290，內含定義於其中心部分內之孔洞292。該平坦邊緣部分290之內部周圍294具有埋頭洞孔架構，其內安裝著該些紫外線發光二極體切換裝置陣列282。在進一步細節中，該些紫外線發光二極體切換裝置陣列282中之每一個可包含安裝在半圓形印刷電路板296上之一或更多發光二極體切換裝置10。所知其中之發光二極體切換裝置10係具有能夠射出紫外線波長之一或更多電致發光半導體晶粒28。一環狀蓋298被固定至該座位285，藉此包圍該些紫外線發光二極體切換裝置陣列282。考慮到該環狀蓋298係由一透明環氧化物或聚合樹脂所構成，然可使用任何其它合適耐用材料。一側部300包含一控制面板302及包含用於驅動該些紫外線發光二極體切換裝置陣列282之能源之電池箱304。
各種自動化特徵可由該控制面板302所配置。隨著一電容性來源觸控或接近著該環狀蓋298及該些紫外線發光二極體切換裝置陣列282，那個輸入可由該控制面板302所接收並處理，其接著可啟動該紫外線輻射。更進一步，隨著該電容性來源(該使用者離開)遺失，該控制面板可信令一 沖水把手自動單元306來制動該沖水把手289而不用使用者介入。本信令可利用與該沖水把手自動單元306及該控制面板302中之一相對者相關之一對互補型紅外線(IR)收發器模組308a及308b來實現。
如最佳示於第21A-21C圖及特別地示於第21A圖，一電容性來源310接近該沖水式馬桶284及其座位285。就本點而言，該些發光二極體切換裝置10未被啟動以射出一紫外線輻射，且該控制面板302沒有獲得經由該電容性觸控感測技術所產生的輸入。第21B圖顯示在該座位285上之電容性來源310。因此，該些發光二極體切換裝置10之觸控感測器接觸件會展現電容變化並將電容變化顯示給該控制面板302。作為回應，該些發光二極體切換裝置10可被啟動以射出該紫外線輻射312，將該電容性來源310消毒。隨著第21C圖所示之電容性來源310離開，該些發光二極體切換裝置10之觸控感測器接觸件不再顯示一輸入給該控制面板302，並可停止該些紫外線射出。同時，該沖水把手自動單元306可觸發該沖水把手289對馬桶284沖水而排出也許已沉積於該碗狀物286內之任何物質。
替代性地，制動該沖水把手289可啟動至該控制面板302之傳輸以導通該些發光二極體切換裝置10。如上所示地，該沖水動作也許已將污染物傳播至該座位285表面上。
應認知到儘管第21A-21C圖所示之電容性來源310被描述成一寵物貓，然例如人類之任何其它電容性來源可代用之。由此，儘管使用該發光二極體切換裝置陣列之消毒 裝置280特定實施例已被說明，然它可採用任何其它合適形式。
該考慮發光二極體切換裝置10之各種應用已被揭示，包含該室內調光器切換裝置220、該互動式賀卡70、該遙控器80、該發光二極體顯示面板102、該互動式玩偶122及該消毒裝置280。已示這些只是舉例說明，且應理解到許多其它應用係可行的。
在此所示特點只是舉例說明及基於本揭示實施例說明討論之目的，並為了提供據信最有用且最易於了解該原理及概念性關點說明而呈現。就這一點而言，並不是要顯示較需求更特別性之本發明細節，配合該些圖式所做說明使那些熟知此項技術之人士如何在實務上具體實現本發明一些形式變得顯而易見。
10、10b-10f‧‧‧發光二極體切換裝置
12‧‧‧第一極性/陰極導線
14‧‧‧第二極性/陽極導線
14a-14c‧‧‧陽極導線
15、15a-15b‧‧‧觸控感測器導線
16‧‧‧第一極性/陰極導線架鐵砧
18‧‧‧機殼
19‧‧‧底端
20、20a-20c‧‧‧第二極性/陽極導線架柱子
21‧‧‧頂端
22‧‧‧傾斜間隙
23、23a-23b‧‧‧觸控感測器導線架
24‧‧‧頂部
26‧‧‧晶粒安裝坑
28、28a-28c‧‧‧電致發光半導體晶粒
30‧‧‧第一極性/陰極接觸件
32‧‧‧第二極性/陽極接觸件
34、34a-34c‧‧‧接線
36‧‧‧接線
38‧‧‧透鏡
39、42‧‧‧觸控感測器接觸件
43‧‧‧彎曲部分
44‧‧‧觸控感測器接觸件
45‧‧‧對應彎曲部分
46‧‧‧中止片
47、47a-47b‧‧‧觸控感測器導線架
48‧‧‧載體
50a-50f‧‧‧導線
51a-51f‧‧‧導線架
52‧‧‧透明或半透明機殼
54、54a-54b‧‧‧觸控感測器接觸件
55‧‧‧開口
56‧‧‧發光二極體驅動器
57‧‧‧輸出線
58、58a-58b‧‧‧觸控感測器控制器
59‧‧‧輸入線
60‧‧‧資料處理裝置
62‧‧‧內嵌印刷電路板
64‧‧‧發光二極體切換裝置控制器積體電路
70‧‧‧賀卡
72‧‧‧圖案花樣
74‧‧‧接觸件切換裝置
78‧‧‧矩陣
80‧‧‧遙控器
82‧‧‧向前方向
84‧‧‧向後方向
86‧‧‧向左方向或向旁方向
88‧‧‧向右方向或向旁方向
90‧‧‧機殼
91‧‧‧大體上平坦正面
92‧‧‧手部
93‧‧‧透明或半透明麥拉(Mylar)片或薄板
94‧‧‧向前方向發光二極體切換裝置
96‧‧‧向後方向發光二極體切換裝置
98‧‧‧陣列
100、100a-100e‧‧‧發光二極體切換裝置
102‧‧‧壁掛式發光二極體顯示面板
104‧‧‧左行
106‧‧‧右行
108、108a-108d‧‧‧圖標
110、110a-110d‧‧‧圖標
112‧‧‧角色
114‧‧‧嘴巴
116‧‧‧耳朵
118‧‧‧腿部
120‧‧‧尾巴
122‧‧‧擬人化互動式熊玩偶
124‧‧‧身體部分
126‧‧‧腿部
128‧‧‧手臂
130‧‧‧頭部
132‧‧‧矩陣組件
134‧‧‧印刷電路板
136‧‧‧列
138‧‧‧行
140‧‧‧光導
142‧‧‧列
144‧‧‧行
145‧‧‧球體頂蓋
148‧‧‧繪線
168‧‧‧第一輸出導線
169‧‧‧第二輸出導線
170‧‧‧輸入導線
172‧‧‧第一段
174‧‧‧第二段
180‧‧‧電源導線
182‧‧‧接地導線
201‧‧‧輸入埠
202、202a-202c‧‧‧輸出埠
204‧‧‧射頻收發器積體電路
206‧‧‧馬達
208．．．壓電蜂鳴器
210．．．揚聲器
212．．．麥克風
214．．．矩陣
215a-215b．．．觸控感測器導線
216．．．紅外線收發器
216a．．．發送器
216b．．．接收器
220．．．壁掛式控制切換裝置或室內調光器切換裝置
222．．．天花板風扇燈具
224．．．風扇片
226．．．電動馬達
228．．．風扇驅動器電路
229．．．風扇單元
230．．．燈具
232．．．燈具驅動器電路
233．．．燈具單元
234．．．壁式面板
236．．．插座
238．．．發光二極體切換組件
239．．．壁上結構
240．．．背光狀態指示器
250．．．繪圖介面
251．．．互動式教學介面
252．．．上繪圖板部分
254．．．下調色盤部分
256．．．圖標
256a-256b．．．顏色圖標
258．．．橡皮擦圖標
260．．．教師
262．．．學生
264．．．矩形
266．．．三角形
268．．．圓形
270．．．數字及/或公式
280．．．消毒裝置
282．．．紫外線發光二極體切換裝置陣列
284．．．沖水式馬桶
285．．．座位
286．．．碗狀物
288．．．水槽
289．．．沖水把手
290．．．平坦邊緣部分
292．．．孔洞
294．．．內部周圍
296．．．印刷電路板
298．．．環狀蓋
300．．．側部
302‧‧‧控制面板
304‧‧‧電池箱
306‧‧‧沖水把手自動單元
308‧‧‧互補型紅外線(IR)收發器模組
310‧‧‧電容性來源
312‧‧‧紫外線輻射
在此所揭示關於上列說明及下列圖式之各種實施例之這些及其它特徵與優勢會被更佳了解。
第1圖係根據本揭示各種實施例之發光二極體切換裝置透視圖。
第2圖係安裝至一導線架之電致發光半導體晶粒剖面圖。
第3A圖係具有一額外電致發光半導體晶粒之發光二極體切換裝置第二實施例之側視圖。
第3B圖係第3A圖所述發光二極體切換裝置第二實施 例之俯視圖。
第4A圖係包含一對觸控感測器接觸件之發光二極體切換裝置第三實施例之側視圖。
第4B圖係第4A圖所示發光二極體切換裝置第三實施例之俯視圖。
第5A圖係包含一對觸控感測器接觸件及多個電致發光半導體晶粒之發光二極體切換裝置第四實施例之側視圖。
第5B圖係第5A圖所述發光二極體切換裝置第四實施例之正視圖。
第5C圖係第5A圖及第5B圖所述發光二極體切換裝置第四實施例之俯視平面圖。
第6A圖係具有表面黏著(SMD)型封裝之發光二極體切換裝置第五實施例之俯視平面圖。
第6B圖係示於第6A圖中顯示其所選內部部分剖開圖之表面黏著型封裝式發光二極體切換裝置透視圖。
第7圖係說明使用該發光二極體切換裝置連接一發光二極體輸出驅動器與一觸控感測器控制器之基本應用方塊圖。
第8A圖係內嵌觸控感測器控制器之發光二極體切換裝置第六實施例之分解透視圖。
第8B圖係第8A圖所示發光二極體切換裝置第六實施例之透視圖。
第9圖係一控制切換裝置及藉此控制之天花板風扇燈具之透視圖，該控制切換裝置使用第8A圖及第8B圖所示 之放大發光二極體切換裝置第六實施例。
第10圖係顯示被架構來控制第9圖所示天花板風扇燈具之發光二極體切換裝置第六實施例之方塊圖。
第11圖顯示在一互動式賀卡內之發光二極體切換裝置陣列之一示範性用法。
第12圖顯示在其俯視圖所示之遙控器內之多個發光二極體切換裝置之另一示範性用法。
第13A、13A-1及13A-2圖及第13B、13B-1及13B-2圖係第12圖所述之遙控器電路之詳細示意圖。
第14圖顯示包括一互動式發光二極體顯示面板之大型發光二極體切換裝置陣列。
第15圖顯示由使用於一繪圖介面中之大型發光二極體切換裝置陣列所構成之發光二極體顯示面板。
第16圖顯示使用於一互動式教學介面中之發光二極體顯示面板。
第17A圖及第17B圖顯示包含一發光二極體切換裝置陣列之互動式玩偶。
第18圖係使用於第17A圖及第17B圖所示之本揭示互動式玩偶中之陣列組件之分解透視圖。
第19A、19A-1及19A-2圖、第19B、19B-1及19B-2圖及第19C圖係該互動式玩偶電路之詳細示意圖。
第20圖係使用一發光二極體切換裝置陣列之殺菌裝置之分解圖。
第21A圖、第21B圖及第21C圖顯示第20圖所示殺菌 裝置之各種使用狀態。
共同參考號係使用於該些圖式及該詳細說明各處以指示相同構件。
10．．．發光二極體切換裝置
12．．．第一極性/陰極導線
14．．．第二極性/陽極導線
15．．．觸控感測器導線
16．．．第一極性/陰極導線架鐵砧
18．．．機殼
19．．．底端
20．．．第二極性/陽極導線架柱子
21．．．頂端
22．．．傾斜間隙
23．．．觸控感測器導線架
28．．．電致發光半導體晶粒
36．．．接線
38．．．透鏡
39．．．觸控感測器接觸件
46．．．中止片

Claims (18)

  1. 一種發光二極體切換裝置，包括：第一極性導線；至少一電致發光半導體構件，具有第一極性接觸件及第二極性接觸件；第一極性發光二極體導線架，具有該至少一電致發光半導體構件安裝至其上，該至少一電致發光半導體構件之第一極性接觸件電性連接至該第一極性導線；第二極性導線；第二極性發光二極體導線架，電性連接至該第二極性導線，該第二極性導線係電性連接至該電致發光半導體構件之該第二極性接觸件；第一觸控感測器導線；第一觸控感測器導線架，電性連接至該第一觸控感測器導線；至少部分半透明機殼，密封該電致發光半導體構件、該第一極性發光二極體導線架、該第二極性發光二極體導線架及該第一觸控感測器導線架；第一觸控感測器接觸件，其電性連接至該第一觸控感測器導線架，以及觸控感測器控制器輸入，該第一觸控感測器接觸件係接受觸控輸入；其中，該第二極性導線係可連接至發光二極體驅動器積體電路，且該第一觸控感測器導線係可連接至觸控感測器控制器輸入； 其中，自該至少一電致發光半導體構件所發射的光係至少部份地不受該第一觸控感測器導線架及該第一觸控感測器接觸件所阻礙。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體切換裝置，其中，該第一觸控感測器接觸件部分地環繞該機殼的部分周圍進行延伸。
  3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體切換裝置，進一步包括：第二觸控感測器導線；第二觸控感測器接觸件；及第二觸控感測器導線架，電性連接至該第二觸控感測器導線。
  4. 如申請專利範圍第3項之發光二極體切換裝置，其中，該第一觸控感測器接觸件部分地繞著該機殼之第一小部分的部分周圍進行延伸，且該第二觸控感測器接觸件部分地繞著該機殼之第二小部分的部分周圍進行延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項之發光二極體切換裝置，其中，該機殼係以表面黏著裝置(SMD)型封裝的形式提供。
  6. 如申請專利範圍第1項之發光二極體切換裝置，其中，該機殼係一穿孔型封裝。
  7. 如申請專利範圍第1項之發光二極體切換裝置，其中，該第一觸控感測器導線架並未物理性且電性連接該電致發光半導體構件。
  8. 如申請專利範圍第1項之發光二極體切換裝置，其 中，該些電致發光半導體構件中之第一者對應至第一可見光譜波長發光，且該些電致發光半導體構件中之第二者對應至不同於該第一可見光譜波長射出之第二可見光譜波長發光。
  9. 如申請專利範圍第1項之發光二極體切換裝置，其中：該第一極性導線係可連接至負極共同端之陰極；及該第二極性導線係陽極。
  10. 如申請專利範圍第1項之發光二極體切換裝置，其中：該第一極性導線係可連接至正極共同端之陽極；及該第二極性導線係陰極。
  11. 一種結合觸控輸入及輸出驅動器裝置，包括：發光二極體驅動器積體電路，包含複數個獨立輸出線；觸控感測器控制器積體電路，包含複數個獨立輸入線；及發光二極體切換裝置陣列，每一個包含：第一極性導線；至少一電致發光半導體構件，具有第一極性接觸件及第二極性接觸件；第一極性發光二極體導線架，具有該至少一電致發光半導體構件安裝至其上，該至少一電致發光半導體構件之第一極性接觸件電性連接至該第一極性導線； 第二極性導線；第二極性發光二極體導線架，電性連接至該第二極性導線，該第二極性導線係電性連接至該電致發光半導體構件之該第二極性接觸件；第一觸控感測器導線；第一觸控感測器導線架，電性連接至該第一觸控感測器導線；至少部分半透明機殼，密封該電致發光半導體構件、該第一極性發光二極體導線架、該第二極性發光二極體導線架及該第一觸控感測器導線架；第一觸控感測器接觸件，其電性連接至該第一觸控感測器導線架，以及觸控感測器控制器輸入，該第一觸控感測器接觸件係接受觸控輸入；其中，該第二極性導線係可連接至發光二極體驅動器積體電路，且該第一觸控感測器導線係可連接至觸控感測器控制器輸入，其中，該第一觸控感測器導線架及該第一觸控感測器接觸件係未阻隔自該至少一電致發光半導體構件所發射且經過該機殼之上表面的至少一部份的光而設置。
  12. 如申請專利範圍第11項之結合觸控輸入及輸出驅動器裝置，其中，該發光二極體切換裝置陣列中之每一個包含：複數個第二極性發光二極體導線架，該複數個第二極 性發光二極體導線架中之第一子集之一係電性連接至該發光二極體驅動器積體電路中之該複數個獨立輸出線之該其中之一者。
  13. 如申請專利範圍第11項之結合觸控輸入及輸出驅動器裝置，進一步包括：第二電致發光半導體構件，安裝至該第一極性發光二極體導線架上。
  14. 如申請專利範圍第11項之結合觸控輸入及輸出驅動器裝置，進一步包括：第二觸控感測器導線，電性連接至該觸控感測器控制器積體電路中之該複數個獨立輸入線之另一者。
  15. 如申請專利範圍第11項之結合觸控輸入及輸出驅動器裝置，其中，觸控輸入對應至由該觸控感測器控制器積體電路所偵測到之該第一觸控感測器導線之變化電容值。
  16. 如申請專利範圍第11項之結合觸控輸入及輸出驅動器裝置，進一步包括：資料處理裝置，電性連接至該觸控感測器控制器積體電路及該發光二極體驅動器積體電路，該資料處理裝置係以可執行指令進行程式化，用以產生輸出至該發光二極體驅動器積體電路以回應來自該觸控感測器控制器積體電路之輸入。
  17. 一種發光二極體切換裝置，包括： 電致發光半導體構件，具有第一極性接觸件及第二極性接觸件；第一極性發光二極體導線架，具有該電致發光半導體構件安裝至其上，該電致發光半導體構件之該第一極性接觸件電性連接至該第一極性發光二極體導線架；第二極性發光二極體導線架，電性連接至該電致發光半導體構件之該第二極性接觸件；觸控感測器導線架；及觸控感測器接觸件，其電性連接至該觸控感測器導線架，以及觸控感測器控制器輸入，該觸控感測器接觸件係接受觸控輸入；至少部分半透明機殼，密封該電致發光半導體構件、該第一極性發光二極體導線架、該第二極性發光二極體導線架及該觸控感測器導線架；其中，該觸控感測器導線架及該觸控感測器接觸件係未阻隔自該電致發光半導體構件所發射且經過該機殼之上表面的至少一部份的光而設置。
  18. 如申請專利範圍第17項之發光二極體切換裝置，其中：該第二極性發光二極體導線架係可連接至發光二極體驅動器積體電路；及該觸控感測器導線架係可連接至觸控感測器控制器輸入。
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