專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光裝置，且特別是有關(guān)于一種以發(fā)光二極管作為光源的發(fā) 光裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)具有體積小、省電且耐用的特性，而且 隨著制程技術(shù)的提高，致使發(fā)光二極管的價(jià)格下降，致使發(fā)光二極管作為光源之產(chǎn)品越來(lái) 越普遍。此外，發(fā)光二極管工作電壓低(僅1.5-3V)、能主動(dòng)發(fā)光且有一定發(fā)光強(qiáng)度。并 且，發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度可用電壓或電流調(diào)節(jié)，同時(shí)具備耐沖擊、抗振動(dòng)、壽命長(zhǎng)(10萬(wàn) 小時(shí))之特點(diǎn)。因此，發(fā)光二極管在各種終端設(shè)備中被廣泛使用，從汽車(chē)前照燈、交通信號(hào) 燈、文字顯示器、看板及大屏幕視頻顯示器，到一般照明及建筑照明和LCD背光等領(lǐng)域。在發(fā)光二極管作為光源的應(yīng)用上，通常將多個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)，因此流經(jīng)各發(fā)光 二極管的電流會(huì)一致，進(jìn)而使各發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度一致。但是，當(dāng)其中一個(gè)發(fā)光二極管 開(kāi)路時(shí)，全部的發(fā)光二極管會(huì)因電流無(wú)法通過(guò)而不能發(fā)光。另一方面，亦可將多個(gè)發(fā)光二極 管并聯(lián)，但是，當(dāng)其中一個(gè)發(fā)光二極管短路時(shí)，幾乎所有電流皆通過(guò)短路的發(fā)光二極管，而 其他的發(fā)光二極管會(huì)因電流過(guò)低而無(wú)法發(fā)光。圖1為一傳統(tǒng)發(fā)光裝置的電路圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，發(fā)光裝置100包括電壓源110及多 個(gè)發(fā)光二極管120，其中這些發(fā)光二極管120呈現(xiàn)串并聯(lián)的組合。電壓源110提供操作電壓 Vcc以驅(qū)動(dòng)這些發(fā)光二極管120發(fā)光。當(dāng)其中一個(gè)發(fā)光二極管120開(kāi)路時(shí)，電流可通過(guò)其他 并聯(lián)的發(fā)光二極管120流過(guò)，因此其他發(fā)光二極管120仍可繼續(xù)發(fā)光。當(dāng)其中一個(gè)發(fā)光二 極管120短路時(shí)，會(huì)影響到并聯(lián)的發(fā)光二極管120，而其他串聯(lián)的發(fā)光二極管120仍可繼續(xù) 發(fā)光。其中，發(fā)光裝置100的相似結(jié)構(gòu)在美國(guó)專(zhuān)利第5，490，049號(hào)及美國(guó)專(zhuān)利第6，095，661 號(hào)中被提及，其應(yīng)用的細(xì)節(jié)可參照其專(zhuān)利說(shuō)明。雖然，發(fā)光裝置100在其中一個(gè)發(fā)光二極管120產(chǎn)生缺陷(如短路或開(kāi)路)時(shí)，仍 可繼續(xù)發(fā)光。但是，由于缺陷的發(fā)生所造成的電路結(jié)構(gòu)的變化，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)光裝置100的 電氣特性(如電流或電壓)亦產(chǎn)生變化。換言之，當(dāng)其中一個(gè)發(fā)光二極管120產(chǎn)生缺陷時(shí)， 發(fā)光裝置100的整體發(fā)光強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生變化。尤其，當(dāng)其中一個(gè)發(fā)光二極管120短路時(shí)，會(huì)影 響到所有并聯(lián)的發(fā)光二極管120，亦即一整排的發(fā)光二極管120皆無(wú)法發(fā)光，因此發(fā)光二極 管120短路的影響會(huì)更甚于發(fā)光二極管120開(kāi)路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，可容許部分發(fā)光元件產(chǎn)生缺陷，并在發(fā)光元件產(chǎn)生缺 陷時(shí)仍可正常發(fā)光，并且可維持發(fā)光裝置整體的發(fā)光強(qiáng)度。本發(fā)明提出一種發(fā)光裝置，其包括電壓源、發(fā)光單元及電流源。發(fā)光單元耦接電壓 源。發(fā)光單元包括η個(gè)發(fā)光二極管及η個(gè)電流控制開(kāi)關(guān)，其中η大于或等于3。這些發(fā)光 二極管分別串聯(lián)耦接這些電流控制開(kāi)關(guān)。這些電流控制開(kāi)關(guān)依據(jù)一電流臨界值決定導(dǎo)通與否。電流源耦接發(fā)光單元，用以提供固定電流。本發(fā)明另提出一種發(fā)光裝置，其包括電壓源、多個(gè)發(fā)光單元串列及多個(gè)電流源。這 些發(fā)光單元串列耦接電壓源，并且每一發(fā)光單元串列分別具有多個(gè)發(fā)光單元。每一發(fā)光單 元包括η個(gè)發(fā)光二極管及η個(gè)電流控制開(kāi)關(guān)，其中η大于或等于3。這些發(fā)光二極管分別串 聯(lián)耦接這些電流控制開(kāi)關(guān)。這些電流控制開(kāi)關(guān)依據(jù)一電流臨界值決定導(dǎo)通與否。多個(gè)電流 源，分別耦接這些發(fā)光單元串列，用以提供多個(gè)固定電流。在本發(fā)明之一實(shí)施例中，上述之些電流控制開(kāi)關(guān)為熔絲開(kāi)關(guān)。在本發(fā)明之一實(shí)施例中，上述之每一發(fā)光單元的電流臨界值小于或等于每一發(fā)光 單元所對(duì)應(yīng)的固定電流，且大于每一發(fā)光單元所對(duì)應(yīng)的固定電流的一半。在本發(fā)明之一實(shí)施例中，上述之每一發(fā)光單元的缺陷容許率為[(η-2)/η]。在本發(fā)明之一實(shí)施例中，上述之這些固定電流為相同或不同?；谏鲜?，本發(fā)明的發(fā)光裝置在發(fā)光二極管短路時(shí)，會(huì)使電流控制開(kāi)關(guān)呈現(xiàn)不導(dǎo) 通，以防止短路的發(fā)光二極管影響至發(fā)光單元中其他的發(fā)光二極管。并且，由于電流源提供 固定的電流，因此不論發(fā)光二極管是否發(fā)生缺陷，在每一個(gè)發(fā)光單元在可發(fā)光時(shí)，其發(fā)光強(qiáng) 度皆可維持相同，因此可延長(zhǎng)發(fā)光裝置的使用壽命。為讓本發(fā)明之上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為一傳統(tǒng)發(fā)光裝置的電路圖。圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的電路圖。圖3為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光裝置的電路圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明100、200、300 發(fā)光裝置110、210、310 電壓源120、221_1 221_n 發(fā)光二極管220、Dll Dmk 發(fā)光單元230、320_1 320_m 電流源Ll Lm 發(fā)光單元串列I、Il Lu:電流Vcc、Vdd:操作電壓
具體實(shí)施例方式由于傳統(tǒng)發(fā)光裝置雖可容許發(fā)光二極管產(chǎn)生缺陷，但是在缺陷發(fā)生后會(huì)改變發(fā)光 裝置的發(fā)光強(qiáng)度，造成發(fā)光裝置的發(fā)光強(qiáng)度無(wú)法維持固定，并且在發(fā)光二極管短路時(shí)，會(huì)影 響到并聯(lián)的發(fā)光二極管無(wú)法發(fā)光，故提出一種發(fā)光裝置，以解決上述問(wèn)題。為了使本發(fā)明之 內(nèi)容更為明了，以下特舉實(shí)施例作為本發(fā)明確實(shí)能夠據(jù)以實(shí)施的范例。圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的電路圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，發(fā)光裝置200包 括電壓源210、發(fā)光單元220及電流源230。電壓源210輸出操作電壓Vdd，其中電壓源210可以由驅(qū)動(dòng)電路或驅(qū)動(dòng)芯片所提供。發(fā)光單元220包括發(fā)光二極管221_1 221_n及電流 控制開(kāi)關(guān)222_1 222_n，其中η彡3，并且電流控制開(kāi)關(guān)222_1 222_η在此是以熔絲開(kāi) 關(guān)為例。電流源230提供一固定電流I至發(fā)光單元220，并且電流源230的產(chǎn)生方式則不作 限制，例如以電流鏡方式產(chǎn)生。在本實(shí)施例中，發(fā)光二極管221_1 221_η的陽(yáng)極接收操作 電壓Vdd，并受到操作電壓Vdd的驅(qū)動(dòng)而發(fā)光。并且，受到固定電流I的影響，每一個(gè)發(fā)光二 極管的電流約為I/n。其中，發(fā)光單元220的發(fā)光強(qiáng)度受控于固定電流I。當(dāng)部分的發(fā)光二極管221_1 221_n產(chǎn)生缺陷(如短路或開(kāi)路)時(shí)，電流控制開(kāi) 關(guān)222_1 222_n則會(huì)分別依據(jù)流經(jīng)的電流是否大于電流臨界值決定導(dǎo)通與否，其中電流 臨界值小于或等于固定電流I，且大于固定電流I的1/2。簡(jiǎn)言之，當(dāng)發(fā)光二極管221_1短路 時(shí)，會(huì)導(dǎo)致所有電流皆流經(jīng)發(fā)光二極管221_1，亦即流經(jīng)發(fā)光二極管221_1的電流會(huì)等于固 定電流I。此時(shí)，由于發(fā)光二極管221_1的電流大于電流臨界值，所以電流控制開(kāi)關(guān)222_1 會(huì)呈現(xiàn)不導(dǎo)通，亦即熔絲開(kāi)關(guān)會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而燒斷。因此，發(fā)光二極管221_1不會(huì)再有電 流流過(guò)，并且發(fā)光單元220的電流會(huì)平均流過(guò)發(fā)光二極管221_2 221_n。另一方面，當(dāng)發(fā) 光二極管221_1開(kāi)路時(shí)，由于電流不會(huì)流過(guò)電流控制開(kāi)關(guān)222_1，所以電流控制開(kāi)關(guān)222_1 仍會(huì)保持導(dǎo)通。此時(shí)，發(fā)光單元220的電流仍會(huì)平均流過(guò)發(fā)光二極管221_2 221_n。依據(jù)上述，在發(fā)光二極管221_1產(chǎn)生缺陷的情況下，發(fā)光二極管221_2 221_n乃 會(huì)有電流流過(guò)，亦即發(fā)光二極管221_2 221_n乃可正常發(fā)光而不受發(fā)光二極管221_1缺 陷的影響。此外，由于發(fā)光單元220的電流受電流源230的控制而保持于固定電流I，并且 發(fā)光單元220的電流會(huì)流過(guò)發(fā)光二極管221_2 221_n。換言之，發(fā)光單元220的發(fā)光強(qiáng)度 在發(fā)光二極管221_1產(chǎn)生缺陷后仍維持相同。而發(fā)光二極管221_2 221_n產(chǎn)生缺陷的情 況可參照發(fā)光二極管221_1的說(shuō)明，在此則不再贅述。并且，當(dāng)部分的發(fā)光二極管221_1 221_11產(chǎn)生缺陷時(shí)，發(fā)光單元220的電流仍可流經(jīng)未產(chǎn)生缺陷的發(fā)光二極管，而此發(fā)光單元 220因受固定電流I的控制，因此發(fā)光強(qiáng)度不會(huì)受到影響而維持相同，因此可延長(zhǎng)發(fā)光裝置 200的使用壽命。此外，由于電流臨界值的關(guān)系，發(fā)光單元220至少要有兩個(gè)好的發(fā)光二極管，才能 正常發(fā)光。因此，當(dāng)η = 3時(shí)，發(fā)光單元220容許一個(gè)發(fā)光二極管產(chǎn)生缺陷，其缺陷容許率 為1/3。當(dāng)n = 4時(shí)，發(fā)光單元220容許二個(gè)發(fā)光二極管產(chǎn)生缺陷，其缺陷容許率為2/4，其 余則以此類(lèi)推，缺陷容許率為[(η-2)/η]。依據(jù)上述，當(dāng)η越大時(shí)，發(fā)光單元220的缺陷容許 率會(huì)越高。值得一提的是，電流控制開(kāi)關(guān)222_1 222_η不僅可以熔絲開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，并且可利用 依據(jù)電流決定導(dǎo)通與否的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，同樣可防止短路的發(fā)光二極管影響并聯(lián)的其他發(fā)光 二極管。并且，電流控制開(kāi)關(guān)222_1 222_η與發(fā)光二極管221_1 221_η的配置位置可 以上下互換。圖3為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光裝置的電路圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2及圖3，其不同 之處在于發(fā)光裝置300具有多個(gè)發(fā)光單元串列Ll Lm，其中m大于或等于1。發(fā)光單元串 列Ll具有發(fā)光單元Dll Dlk，其中發(fā)光單元Dll Dlk為串聯(lián)耦接，并且k大于或等于 1。發(fā)光單元串列L2具有發(fā)光單元D21 D2k，其中發(fā)光單元D21 D2k為串聯(lián)耦接，其余 發(fā)光單元串列L3 Lm則可依此類(lèi)推得知。并且，每一個(gè)發(fā)光單元(如Dll Dmk)相似于 發(fā)光單元220，并且可參照發(fā)光單元220的說(shuō)明而理解，在此則不再贅述。
在發(fā)光單元串列Ll中，發(fā)光單元Dll Dlk的發(fā)光強(qiáng)度受控于電流源320_1所 提供的固定電流II。在發(fā)光單元串列L2中，發(fā)光單元D21 D2k的發(fā)光強(qiáng)度受控于電流 源320_2所提供的固定電流12。據(jù)此，發(fā)光單元D31 Dmk則分別受控于電流源320_3 320_m所提供的固定電流13 Lii。值得一提的是，依據(jù)發(fā)光單元220的說(shuō)明，每一個(gè)發(fā)光 單元(如Dll Dmk)在部分發(fā)光二極管產(chǎn)生缺陷時(shí)仍可維持其發(fā)光強(qiáng)度，連帶的發(fā)光裝置 300整體的發(fā)光強(qiáng)度也會(huì)維持穩(wěn)定。因此，發(fā)光裝置300可應(yīng)用于對(duì)發(fā)光強(qiáng)度較敏感的裝置 (例如液晶顯示器、投影機(jī)或手術(shù)燈)，相對(duì)的亦可應(yīng)用于對(duì)發(fā)光強(qiáng)度不敏感的裝置(例如 紅綠燈)。此外，依據(jù)電路需求的不同，固定電流Il Lii可設(shè)計(jì)為相同或不相同，藉此可使 發(fā)光單元串列Ll Lm的發(fā)光強(qiáng)度為相同或不同。并且，發(fā)光裝置300整體的缺陷容許率 為發(fā)光單元Dll Dmk的缺陷容許率的總和。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光裝置，在發(fā)光二極管短路時(shí)，電流控制開(kāi)關(guān)會(huì)由于 電流過(guò)大而呈現(xiàn)不導(dǎo)通，以防止短路的發(fā)光二極管影響至發(fā)光單元中其他的發(fā)光二極管， 藉此可延長(zhǎng)發(fā)光裝置的使用壽命。并且，由于電流源提供固定的電流，因此不論發(fā)光二極管 是否發(fā)生缺陷，在每一個(gè)發(fā)光單元在可發(fā)光時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度皆可維持相同。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明 之保護(hù)范圍當(dāng)視后附之申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，包括 一電壓源；一發(fā)光單元，耦接該電壓源，該發(fā)光單元包括 η個(gè)發(fā)光二極管，其中η大于或等于3 ；以及η個(gè)電流控制開(kāi)關(guān)，分別與所述發(fā)光二極管串聯(lián)耦接，并依據(jù)一電流臨界值決定導(dǎo)通與 否；以及一電流源，耦接該發(fā)光單元，用以提供一固定電流。
2.如權(quán)利要求1所述之發(fā)光裝置，其中所述電流控制開(kāi)關(guān)為一熔絲開(kāi)關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述之發(fā)光裝置，其中該電流臨界值小于或等于該固定電流，且大于 該固定電流的一半。
4.如權(quán)利要求1所述之發(fā)光裝置，其中該發(fā)光單元的缺陷容許率為[(η-2)/η]。
5.一種發(fā)光裝置，包括 一電壓源；多個(gè)發(fā)光單元串列，耦接該電壓源，并且每一所述發(fā)光單元串列分別具有多個(gè)發(fā)光單 元，其中每一所述發(fā)光單元包括η個(gè)發(fā)光二極管，其中η大于或等于3 ；以及η個(gè)電流控制開(kāi)關(guān)，分別與所述發(fā)光二極管串聯(lián)耦接，并依據(jù)一電流臨界值決定導(dǎo)通與 否；以及多個(gè)電流源，分別耦接所述發(fā)光單元串列，用以提供多個(gè)固定電流。
6.如權(quán)利要求5所述之發(fā)光裝置，其中所述電流控制開(kāi)關(guān)為一熔絲開(kāi)關(guān)。
7.如權(quán)利要求5所述之發(fā)光裝置，其中每一所述發(fā)光單元的電流臨界值小于或等于每 一所述發(fā)光單元所對(duì)應(yīng)的固定電流，且大于每一所述發(fā)光單元所對(duì)應(yīng)的固定電流的一半。
8.如權(quán)利要求5所述之發(fā)光裝置，其中每一所述發(fā)光單元的缺陷容許率為[(η-2)/η]。
9.如權(quán)利要求5所述之發(fā)光裝置，其中所述多個(gè)固定電流為相同或不同。
全文摘要
一種發(fā)光裝置，其包括電壓源、發(fā)光單元及電流源。電壓源耦接發(fā)光單元，用以提供電壓。發(fā)光單元包括n個(gè)發(fā)光二極管及n個(gè)電流控制開(kāi)關(guān)，其中n大于或等于3。這些發(fā)光二極管分別串聯(lián)耦接這些電流控制開(kāi)關(guān)。這些電流控制開(kāi)關(guān)依據(jù)一電流臨界值決定導(dǎo)通與否。電流源耦接發(fā)光單元，用以提供固定電流。藉此，發(fā)光裝置可容許部分的發(fā)光二極管產(chǎn)生缺陷及維持其發(fā)光的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102098823SQ20101011318
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者王佳祥 申請(qǐng)人:點(diǎn)晶科技股份有限公司