[发明专利]有源发光二极管模块

说明书

本申请涉及有源发光二极管模块。本发明揭示LED模块，其具有与LED串联的控制MOSFET或其它晶体管。在一个实施例中，MOSFET晶片接合到LED晶片且经单件化以形成具有与单个LED相同的占据面积的数千个有源三端子LED模块。尽管红光、绿光及蓝光LED具有不同的正向电压，RGB模块可并联连接且其控制电压以60Hz或更大Hz交错以产生单一感知色彩，例如白色。所述RGB模块可连接于面板中以用于通用照明或彩色显示器。面板中的单个电介质层可囊封所有所述RGB模块，以形成紧凑且价廉的面板。描述用于彩色显示器及照明面板两者的各种寻址技术。描述用于减小所述LED对输入电压的变化的敏感度的各种电路。

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2013年1月25日、申请号为201380008594.4、发明名称为“有源发光二极管模块”的发明专利申请案。

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)且特定来说涉及一种含有与LED串联以控制穿过LED的电流的有源电路的单裸片。

背景技术

LED通常形成为具有阳极端子及阴极端子的裸片。LED裸片通常安装在较大衬底上用于散热及封装。衬底可含有额外电路，例如无源静电放电装置。随后通常对LED裸片及任选的衬底进行封装，其中封装具有稳固阳极及阴极引线以焊接到印刷电路板(PCB)。

LED可由电流源控制以实现所要亮度。电流源可为形成在单独裸片中的MOSFET或双极晶体管。电流源及LED通常由导线或PCB连接在一起。

提供与LED裸片分开的电流源需要额外空间及互连，从而增加成本。存在其它缺点，所述缺点包含与组件不匹配的可能性。需要提供一种具有集成电流源驱动器电路的非常紧凑的LED模块。

当驱动多色彩LED时出现额外问题，例如在彩色显示器中或为了形成白光源。LED为具有非线性电压对电流特性的两端子电装置。在特定电压阈值之下，LED具有高阻抗。在所述阈值之上，LED的阻抗低得多。此阈值主要取决于半导体LED的带隙。带隙是针对特定峰值发射波长而选择。红光LED具有2eV的量级的带隙，蓝光LED具有3eV的量级的带隙且绿光LED具有介于2eV到3eV之间的带隙。由于正向电压与带隙能量直接相关，所以红光、绿光及蓝光LED无法简单并联连接以输出所要色彩或光；每一色彩的LED必须具有其自身的驱动器电路。用于形成不同色彩的LED的不同材料(例如，GaAs、GaN等)也影响正向电压。此外，即使在输出相同波长的LED内，其正向电压也归因于工艺变化而变化，因此甚至连并联连接相同色彩的LED也存在问题。提供每一LED的单独驱动器电路并将其互连到LED增加了空间及成本。这在试图使显示器中的RGB像素的大小最小化时特别有问题。

LED可组织为无源矩阵可寻址阵列。举例来说，一组LED可与其连接到行选择驱动器的阴极及其连接到列数据总线的阳极连接。数个这些行可用于形成可通过行及列寻址的较大阵列。通过经寻址行-列提供受控电流将在经寻址位置上给LED通电以例如针对显示器中的彩色像素发射所要色彩及强度的光。由于LED之间的互连为非零阻抗，所以遍及互连网络的电压降可无意地使未寻址LED组正向偏压。此偶然正向偏压将在未寻址段中导致过量光，此减小阵列的亮暗对比度。

此问题因面朝下印刷LED的放置而恶化，其中面朝下LED用于反向偏压瞬时电压抑制。向下LED与面朝上LED反平行。在简单寻址方案中，仅向上LED旨在发射光。当行未被选择时，相关联LED以亚阈值电压偏压或可能反向偏压。反平行向下LED在未选定行被反向偏压的情况下是有问题的，其使向下LED正向偏压，从而导致其发射光而减小阵列的亮-暗对比度。

可能需要创建在连接为可寻址阵列时避免上述问题的集成LED模块。

还可能需要创建集成LED模块，其中不同色彩的LED可并联连接以形成高密度的紧凑RGB像素。