[发明专利]可应用于交流回路的发光二极管结构及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管结构，特别是一种可应用于交流回路的发光二极管结构。

背景技术

发光二极管(LED)是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子(电子-空穴对)在扩散过程中复合发光。发光二极管的发光原理与白炽灯发热的发光原理不同，所以发光二极管被称为冷光源。使用发光二极管照明具有以下优点：1.LED在结构上没有玻璃外壳，不需要像白炽灯或者荧光灯那样在灯管内抽真空或者充入特定气体，因此LED抗震、抗冲击性良好，给生产、运输、使用各个环节带来便利。2.LED元件的体积可以做的非常小，更加便于各种设备的布置和设计。3.LED的发出的光线能量集中度很高，集中在较小的波长窗口内，纯度高。4.LED元件的寿命非常长，普遍在5万-10万小时之间，即使是频繁的开关，也不会影响到使用寿命。5.LED响应时间非常快，在微秒级别。6.LED的发光指向性非常强，亮度衰减比传统光源低很多。7.LED在生产过程中不要添加“汞”，非常环保。由于发光二极管具有以上众多优点，发光二极管的应用也日益广泛。

但是由于发光二极管一些自身存在的特点令其在应用上会受到限制。发光二极管因为先天物理特性的影响，使其于应用上受到的限制主要为：必须接收低压(＜6V)的直流电(DC)。在这种情况下，由于市用交流电特性为高压(110V or 220V)，而不论在顺向或逆向电压的操作下，都可能损坏发光二极管，所以使用市用交流电时都必须配合直流转换电路才能采用市电系统。关于这点，目前的作法不外乎以下：1.必须将发光二极管组件串联数十个使用，2.将交流电利用转换器(AC--DC)转换为直流电并降压。3.把发光二极管组件并联其它整流器组件一起使用。但若使用多颗发光二极管串联的问题在于：一旦串联电路上只要有一颗发光二极管组件失效或损坏后，将会严重影响其它在串联线路上的发光二极管组件；要减少此状况，则必须尽量降低串联的发光二极管组件数量，可是一旦减少数量，又必须增加其它组件(如电阻)来消耗电压。

发明内容

为解决发光二极管在交流回路中存在的问题，本发明提供一种可应用于交流回路的发光二极管结构。

为了达到以上目的，本发明提供的发光二极管结构包括：一衬底；一缓冲层，设置于该衬底上方；一第一发光单元，包括一第一n型层与一第一p型层，位于该基板上方；一隧道结，位于第一发光单元与第二发光单元之间；一第二发光单元，包括一第二n型层与一第二p型层，位于该隧道结上方；一第一电极，与该第一发光单元的第一n型层以及该第二发光单元的第二p型层进行电性连接；以及一第二电极，连接该隧道结进行电性连接。

本发明提供的可应用于交流回路的二极管结构具有第一发光单元与第二发光单元，可在交流电正半周和负半周依次发光，由于该发光二极管结构在交流电的正负半周皆可发光具有正向导通特性，因而该发光二极管不仅可直接与交流电连接使用，同时具有耐高压及静电击穿保护的功能。

附图说明

图1a为可应用于交流回路的发光二极管结构示意图。

图1b为图1a的等效电路图。

图2a为可应用于交流回路的发光二极管结构经荧光粉涂布后的示意图。

图2b为图2a的输出光结果。

图3为可应用于交流回路的发光二极管结构经另一荧光粉涂布后的示意图。

图4a为多个发光二极管结构串接示意图。

图4b为图4a等效电路图。

具体实施方式

请参阅图1a与图1b，图1a为可应用于交流回路的发光二极管结构示意图，其等效电路图如图1b所示，由第一发光单元20和第二发光单元30进行反向并联。在图1a中，该发光二极管的结构100包括：一衬底102；一缓冲层126，设置于该衬底102上方；一第一发光单元20，包括一第一n型层104、一第一p型层108以及第一发光层106，并位于该衬底102上方；一隧道结110，大致位于第一发光单元20与第二发光单元30之间；一第二发光单元30，包括一第二n型层124、一第二p型层120以及一第二发光层122，并位于该隧道结110上方；一第一电极118，与该第一发光单元20的第一n型层104以及该第二发光单元30的第二p型层120进行电性连接；一第二电极112，与该隧道结110进行电性连接；一氧化层114，隔离第一电极118对其他层的接触；以及抗氧化层116，防止该二极管内部结构氧化。