发光二极管开关装置及阵列制造方法及图纸

本发明专利技术公开了LED开关装置及其矩阵。提供了一种具有第一极性触点和第二极性触点的电致发光半导体元件。还提供了第一极性LED引线框，电致发光半导体元件安装至该第一极性LED引线框。电致发光半导体元件的第一极性触点电连接至该第一极性LED引线框。LED开关装置具有被电连接到电致发光半导体元件的第二极性触点的第二极性LED引线框。LED开关装置还具有电连接至触摸传感器引线的触摸传感器引线框。

【技术实现步骤摘要】
本申请是基于申请日为2012年1月4日、申请号为201280014457.7(国际申请号为PCT/US2012/020222)、专利技术创造名称为“发光二极管开关装置及阵列”的中国专利申请的分案申请。对相关申请的交叉引用不适用关于联邦政府资助的研究/开发的声明不适用
本公开总体涉及触摸感应电子元件和发光二极管(LED)，更具体地涉及LED开关装置和阵列。
技术介绍
LED是无处不在的输出装置，除了其他优点之外,其能够在跨越各种领域的许多应用中提供高效率、快速开关和延长的寿命。一种最常见的应用是用作电子装置的指示器，这样LED可以用于不同形状和尺寸的封装中以适应特定的应用。另外，可以提供覆盖可见光谱的不同照明颜色或辐射波长，从低波长的红色到高波长的紫色。数个LED可以被组合成阵列，每个LED被独立地驱动以产生代表文字和图形的可见图案。但是，还存在能够发射超越可见光谱范围的通常用于装置间通信的红外波的LED。也可以将光谱另一端的紫外波用于杀菌、卫生和消毒的目的。虽然典型的微型LED指示灯的工作电流为约20mA并具有小于1流明的输出，但最新的一些高功率LED能够操作几百mA的电流和过千流明的输出，其能够在照明应用中作为白炽灯泡的替代品。LED装置的操作原理是众所周知的，其中心部分是被掺杂来创建一个P-N结的半导体材料。阳极或P-N结的P侧连接到电源的正极端子，而阴极或P-N结的N侧连接到电源的负极或公共端。随着电流流过P-N结，光子形式的能量被释放。无论是用作微缩型、低功率指示器还是用作高强度的照明器，LED均以这种方式操作。在一些应用中，LED可以被用作光电检测器，其中落在PN结上的光子被转换为电信号。代替连接到电源，LED可被连接到检测电路以在从该检测电路接收到信号时产生响应。除了上述作为光电检测器的应用，封装好的LED装置一般被看作基本输出装置。如上文提到的，LED阵列可以被设计为对每个LED进行单独控制，以产生相干的视觉图案。已经设想了用户与这种显示阵列上的视觉输出进行直接交互，但这些装置包含了重叠在输出装置上的单独的输入装置。一个示例是用于诸如各制造商的平板电脑以及加州库比提诺的苹果公司的之类的平板计算装置中的电容性触摸屏。这些装置已知利用了由电介质的相对两侧的迹线行和列构成的透明或半透明的传感器面板。这些迹线是由铟锡氧化物或锑锡氧化物构成的，其中列迹线蚀刻在顶部玻璃面板上，行迹线蚀刻在底部玻璃面板上。对于透明的触摸传感器面板，蚀刻的迹线约为30微米。分离顶部玻璃面板和底部玻璃面板的可以是透明聚合物的隔片，其用作列迹线和行迹线之间的电介质。然后将传感器面板以重叠的关系安装到液晶显示器(LCD)上。在显示器中并入能同时输入和输出的功能的另一个例子是具有靠近LED的开关的LED矩阵(虽然规模稍大)。在Furuya等人的美国专利第5638052号中公开了一种已知的装置，其中公开了一种LED阵列，用于接通或关闭各个LED的开关被设置在与LED对应或接近的位置处。由纽约布鲁克林的Sensacell公司制造的Sensacell装置与Furuya等人的装置类似，除了前者装置中使用了布置在LED矩阵中的并且各自形成可互连单元的装置的电容式传感器之外。在这些早期系统中，输出装置或显示装置被构造为与输入装置独立。因此，对于集成的LED开关装置和阵列的技术存在需求。
技术实现思路
在根据本公开的各种实施例中，设想了一种LED开关装置。可以提供具有第一极性触点和第二极性触点的电致发光半导体元件。LED开关装置可以具有第一极性引线框，其中电致发光半导体元件安装至该第一极性引线框。电致发光半导体元件的第一极性触点可以电连接至该第一极性引线框。此外，也可以提供可被电连接至电致发光半导体元件的第二极性触点的第二极性引线框。还可以提供可被电连接至触摸传感器引线的触摸传感器引线框。本公开的另一个实施例可以是发光二极管开关装置。该装置可以包括第一极性引线。此外，可以提供至少一个电致发光半导体元件，其具有第一极性触点和第二极性触点。该装置可以进一步包括第一极性LED引线框，所述至少一个电致发光半导体元件安装至该第一极性LED引线框上。该装置的第一极性触点可以被电连接至第一极性引线。还可以提供第二极性引线、以及电连接至该第二极性引线的第二极性LED引线框。第二极性LED引线框可被电连接至电致发光半导体元件的第二极性触点。还可以提供第一触摸传感器引线、以及电连接至该第一触摸传感器引线的触摸传感器引线框。该第二极性引线可连接至发光二极管驱动源。触摸传感器引线可连接至触摸传感器控制器输入端。根据本公开的又一实施例，提供了一种组合输入和输出装置。该装置可包括发光二极管驱动器集成电路，其具有多个独立的输出线。此外，可以提供一种触摸传感器控制器集成电路，其具有多个独立的输入线。该装置还可以包括发光二极管开关装置的阵列。转而，发光二极管开关装置可包括第一电致发光半导体元件，其电连接至所述发光二极管驱动器集成电路的多个独立输出线中的一条。发光二极管开关装置还可以包括第一集成触摸传感器引线，其电连接至所述触摸传感器控制器的多个独立输入线中的一条。第一电致发光半导体元件和第一集成触摸传感器引线可以封装在一个壳体中。通过参考下面结合附图进行的详细描述能够最佳地理解本专利技术。附图说明参照下面的说明和附图来更好地理解本文所公开的各种实施例的上述及其他特征及优点，附图中：图1是根据本公开的各种实施例的LED开关装置的透视图；图2是安装到引线框上的电致发光半导体芯片的剖视图；图3A是第二实施例的具有额外的电致发光半导体芯片的LED开关装置的侧视图；图3B是图3A所示的第二实施例的LED开关的顶视图；图4A是第三实施例的包括一对触摸传感器感应点的LED开关装置的侧视图；图4B是图4A所示的第三实施例的LED开关装置的顶视图；图5A是第四实施例的包括一对触摸传感器感应点和多个电致发光半导体芯片的LED开关装置的侧视图；图5B是图5A所示的第四实施例的LED开关装置的主视图；图5C是图5A和5B所示的第四实施例的LED开关装置的顶视图；图6A是第五实施例的具有表面贴装器件(SMD)封装的LED开关装置的顶视图；图6B是图6A所示的SMD封装的LED开关装置的透视图，其中的抠图视图示出了所选择的内部部分；图7是示出利用了与LED输出驱动器和触摸传感器控制器连接的LED开关装置的基本应用的框图；图8A是第六实施例的其中嵌入了触摸传感器控制器的LED开关装置的分解透视图；图8B是图8A所示的第六实施例的LED开关装置的透视图；图9是控制开关以及受其控制的吊扇灯具的透视图，其中利用了图8A和图8B所示的第六实施例的LED开关装置的控制开关被放大；图10是示出了被构造来控制如图9所示的吊扇灯具的第六实施例的LED开关装置的框图；图11示出了一种LED开关装置阵列在交互式贺卡中的示例性使用；图12示出了另一种多个LED开关装置在遥控器中的示例性使用，其中示出了遥控器的顶视图；图13A和13B是图12所示的遥控器的电路的详细示意图；图14示出了包括交互式LED显示面板的LED开关装置的大阵列；图15示出了由用在绘图界面中的LED开关装置的大阵列构成的LED显示面板；图16示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管开关装置，包括：第一极性引线；至少一个电致发光半导体元件，其具有第一极性触点和第二极性触点；第一极性LED引线框，所述至少一个电致发光半导体元件安装至所述第一极性LED引线框上，所述至少一个电致发光半导体元件的第一极性触点被电连接至第一极性引线；第二极性引线；第二极性LED引线框，其电连接至所述第二极性引线，所述第二极性引线电连接至电致发光半导体元件的第二极性触点；第一触摸传感器引线；第一触摸传感器引线框，其电连接至所述第一触摸传感器引线；至少部分半透明的壳体，其封装所述电致发光半导体元件、所述第一极性LED引线框、所述第二极性LED引线框以及所述第一触摸传感器引线框；第一触摸传感器感应点，其电连接至所述第一触摸传感器引线框和触摸传感器控制器的输入端，所述第一触摸传感器感应点接受触摸输入；其中所述第一触摸传感器引线框和所述第一触摸传感器感应点设置为至少不遮挡所述至少一个电致发光半导体元件发出并从所述壳体的顶端出射的部分的光。

【技术特征摘要】
2011.01.21 US 13/011,7451.一种发光二极管开关装置，包括：第一极性引线；至少一个电致发光半导体元件，其具有第一极性触点和第二极性触点；第一极性LED引线框，所述至少一个电致发光半导体元件安装至所述第一极性LED引线框上，所述至少一个电致发光半导体元件的第一极性触点被电连接至第一极性引线；第二极性引线；第二极性LED引线框，其电连接至所述第二极性引线，所述第二极性引线电连接至电致发光半导体元件的第二极性触点；第一触摸传感器引线；第一触摸传感器引线框，其电连接至所述第一触摸传感器引线；至少部分半透明的壳体，其封装所述电致发光半导体元件、所述第一极性LED引线框、所述第二极性LED引线框以及所述第一触摸传感器引线框；第一触摸传感器感应点，其电连接至所述第一触摸传感器引线框和触摸传感器控制器的输入端，所述第一触摸传感器感应点接受触摸输入；其中所述第一触摸传感器引线框和所述第一触摸传感器感应点设置为至少不遮挡所述至少一个电致发光半导体元件发出并从所述壳体的顶端出射的部分的光。2.如权利要求1所述的发光二极管开关装置，其中所述第一触摸传感器感应点部分地沿着所述壳体的部分周边延伸。3.如权利要求1所述的发光二极管开关装置，还包括：第二触摸传感器引线；第二触摸传感器感应点；和第二触摸传感器引线框，其电连接至所述第二触摸传感器引线。4.如权利要求3所述的发光二极管开关装置，其中所述第一触摸传感器感应点部分地沿着所述壳体的第一分段的部分周边延伸，所述第二触摸传感器感应点部分地沿着所述壳体的第二分段的部分周边延伸。5.如权利要求1所述的发光二极管开关装置，其中所述壳体被设置为表面贴装器件(SMD)封装。6.如权利要求1所述的发光二极管开关装置，其中所述壳体是通孔封装。7.如权利要求1所述的发光二极管开关装置，其中所述第一触摸传感器引线框与所述电致发光半导体元件分开并且没有电连接在一起。8.如权利要求1所述的发光二极管开关装置，其中第一个电致发光半导体元件对应于第一可见光谱波长发光，第二个电致发光半导体元件对应于第二可见光谱波长发光，所述第一可见光谱波长发光不同于所述第二可见光谱波长发光。9.如权利要求1所述的发光二极管开关装置，其中：第一极性引线是能够连接至负极公共端的阴极；以及第二极性引线是阳极。10.如权利要求1所述的发光二极管开关装置，其中：第一极性引线是能够连接至正极公共端的阳极；以及第二极性引线是阴极。11.一种组合输入输出装置，包括：发光二极管驱动器集成电路，其包括多个独立的输出线；触摸传感器控制器集成电路，其包括多个独立的输入线；和发光二极管开关装置的阵列，其中每个发光二极管开关装...

【专利技术属性】
技术研发人员：方瑞麟，
申请(专利权)人：方瑞麟，
类型：发明
国别省市：美国;US