CN100547283C - 发光二极管组件和发光设备 - Google Patents

Abstract

一种发光设备，包括一个二极管组件，该二极管组件包括与阳极侧公共电极和阴极侧公共电极并联连接的多个LED芯片，设置多个LED芯片使得一个电压正向施加到每个LED芯片。

Description

发光二极管组件和发光设备

技术领域

本发明涉及一种使用发光二极管(LED)芯片的发光设备，尤其涉及主要用于小型照相机的闪光灯等的发光设备。

背景技术

近年来，高容量LED得到发展，其可以发出用于液晶显示器的均匀而强烈的光，尤其是高容量无色功率二极管由于其在颜色上没有表现出变化，已经开始用于小型照相机的闪光灯等。

在形成高容量功率二极管时，从单个LED芯片发出的光量是不够的，通常通过使用多个LED芯片来实现光量的增加。

通过使用多个LED芯片作为发光设备带来的光量的增加可以通过使用LED芯片并联连接的结构和LED芯片串联连接的结构来实现。

图4表示传统的LED芯片串联连接的串联型发光设备300的连接图。

串联型发光设备300包括一个限流电阻301和连接到限流电阻301的多个串联连接的LED芯片302a、302b......302n。

阳极侧电极303连接到限流电阻301，阴极侧电极304连接到LED芯片302a、302b......302n。此外，输出比LED芯片的正向电压的总和高的电压的电压源的正极端子连接到阳极侧电极303，电压源的负极端子连接到阴极侧电极304。通过由电压源给串联连接的LED芯片302a、302b......302n施加电压，由限流电阻301限制的相同的电流施加到每个串联连接的LED芯片302a、302b......302n，并且所有的LED芯片302a、302b......302n被同时点亮。

图5表示传统的具有发光控制的串联型发光设备400的连接图，其中LED芯片串联连接并且电子控制发光。

具有发光控制的串联型发光设备400包括限流电阻401和多个连接到限流电阻401的串联连接的LED芯片402a、402b......402n，阳极和阴极侧电极403和404与图4中所示的结构相同。发光控制晶体管405连接在LED芯片402n的阴极和阴极侧电极404之间。这里，附图标记406表示发光控制晶体管405的控制端子。

与图4中所示的结构相同，通过由电压源向LED芯片施加比LED芯片的正向电压的总和高的电压，并且向发光控制晶体管405的控制端子406施加传导信号，由限流电阻401限制的相同的电流施加到每个串联连接的LED芯片402a、402b......402n，并且所有的LED芯片402a、402b......402n被同时点亮。

然而，在上述通过串联连接多个LED芯片实现光量增加的传统发光设备中，如果串联连接的LED芯片中仅有一个由于误连接而没有点亮，则由于LED芯片是串联连接的，存在所有串联连接的LED芯片都因此不能点亮的问题。

图6表示多个LED芯片并联连接的并联型发光设备500的连接图。

并联型发光设备500包括限流电阻501a、501b、501c......501n，分别与限流电阻501a、501b、501c......501n相连的LED芯片502a、502b、502c......502n，阳极侧电极503和阴极侧电极504。

这里，由于LED芯片502a、502b、502c......502n具有不同的正向电压VF，n个限流电阻和n个LED芯片分别独立串联连接，并且通过向阳极侧电极503施加正电压和向阴极侧电极504施加负电压来施加由它们的限流电阻限制的电流给它们的LED芯片，从而所有的LED芯片被同时点亮。这里单独的“n”表示件数。

在该发光设备中，通常通过焊线或使用凸起的倒装片压焊来连接LED芯片，由于至少一个焊线或者凸起断开从而造成至少一个LED芯片发生故障的情形是很偶然的。

通过图4说明这种情况，如果多个LED芯片302a、302b......302n中的LED芯片302b发生故障，因为LED芯片302a、302b......302n是串联连接的，所以由于LED芯片302b发生故障，没有电流施加到每个LED芯片302a、302b......302n，所以所有的LED芯片302a、302b......302n都未点亮。

或者，在通过并联连接多个LED芯片而实现光量增加的发光设备中，存在必须将限流电阻501a、501b、501c......501n分别连接到每个LED芯片502a、502b、502c......502n这样麻烦的问题，这需要大量的电阻。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种发光设备，其中多个LED芯片并联连接以实现发光设备的光量增加，在这里即使一个或更多LED芯片发生故障，该发光设备仍然可以点亮，并且只需要最少数量的限流电阻来实现发光设备的有效功能，从而降低零件成本。

为了实现上述目的，根据本发明一个实施例的发光设备包括一个二极管组件。该一个二极管组件包括并联连接到阳极侧公共电极和阴极侧公共电极的多个LED芯片。

施加到一个组件中的每个LED芯片的正向电压可选择性地进行调整。也就是说，LED芯片被预先选择。

此外，可预先选择性地将一个组件中的LED芯片的正向电压的变化设定在0.1V或更小的范围内。

附图说明

图1是表示根据本发明的第一实施例的发光设备的平面图，其包括在其中多个LED芯片并联连接的二极管组件。

图2是图1中所示的二极管组件的内部连接图。

图3是表示根据本发明的第二实施例的发光设备的结构图。

图4是传统发光设备的连接图，其中LED芯片串联连接。

图5是传统的发光设备的连接图，其中LED芯片串联连接并且二极管芯片的发光被电子地控制。

图6是传统的发光设备的连接图，其中多个LED芯片和多个限流电阻并联连接。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的优选实施例。

图1和2表示根据本发明的第一实施例的发光设备。该发光设备包括一个如图1和2所示的二极管组件100。该二极管组件100具有基片102和多个安装在基片102上的LED芯片101a、101b、101c......101n(见图1)。LED芯片101a、101b、101c......101n并联连接到阳极侧公共电极103和阴极侧公共电极104(见图2)。

更详细地说，每个LED芯片101a、101b、101c......101n具有分别通过焊线107连接到阳极侧公共电极103的阳极105和连接到阴极侧电极104的阴极106(见图1)。当然，除了使用焊线107，还可以使用凸起来进行电连接。

因此，二极管组件100设置成形成一个二极管组件，在该二极管组件中LED芯片101a、101b、101c......101n并联连接在基片102上。

多个LED芯片101a、101b、101c......101n中的每一个都并联连接在基片102上，从而使一个二极管组件预先设置，这样电压在正向进行施加。当多个LED芯片用于一个发光设备时，可以通过选择性地调整施加给LED芯片的正向电压来避免LED芯片亮度的变化。

也就是说，根据需要的正向电压来选择多个LED芯片。通常，多个LED芯片作为组件被同时制造，例如，每个LED芯片的正向电压VF可以在划片晶片组件之后在晶片级测量。这里，公知的，划片是用来表示将晶片组件划分为单个的LED芯片的处理的术语。

在为多个LED芯片中的每一个施加选择性的正向电压的情况下，如果正向电压VF的变化范围划分在0.01V以内，安装在相同基片上的多个LED芯片之间的电流变化为1mA或更少，其可以忽略不计，但是这造成了产量低而且不切实际。

同样，已经发现，在制造过程的一个例子中，即使每个LED芯片的正向电压VF选择的变化范围降低到0.1V，一个二极管组件中的每个LED芯片的电流变化为3mA或更少。这一结果在这里规定的情况之下；二极管组件具有八个LED芯片并联连接并且通过施加350mA的电流来驱动的结构，此时通过给构成二极管组件的每个LED芯片的每个元件施加10毫秒脉冲宽度的大约44mA的驱动电流，对每个正向电压VF进行选择。

还可以知道，包括八个LED芯片的二极管组件在40,000小时之后(与原始光亮度相比)的光强度损耗率可以限制在50％或更少，在包括八个LED芯片的二极管组件中，二极管芯片的正向电压VF的变化范围预先选定在0.1V或更小的分类条件。同样已知，这种二极管组件和正向电压VF的变化预先设定成0.01V或更小的更严格分类条件的二极管组件之间在效果上没有出现显著的差异。因此，产量方面的增加带来的有益效果可以通过放松分类条件获得，并且正向电压VF的分类条件可以设置成0.1V的应用级别。

如上所述，如果由调整正向电压的LED芯片形成的二极管组件100的正向电压是VF1，那么二极管组件100可以包括多个(这里是n个)LED芯片，但是可以将二极管组件100视为一个LED芯片。

此外，即使一个或更多个并联连接的LED芯片101a、101b、101c......101n在焊线或者LED芯片的连接部分断开，由于其他连接的LED芯片保持点亮，保持相对于阳极和阴极侧公共电极的经调整的正向电压VF1。

也就是说，通过将二极管组件100构建成一个其中多个LED芯片并联连接的组件，即使在并联连接的LED芯片中有一个或多个发生误连接，剩余的没有缺陷的LED芯片的正向电压VF1允许二极管组件100继续用做发光设备。因此，可以提供具有高可靠性、制造简单并且其中具有防止LED芯片故障造成点亮失败的良好设计，从而保持发光设备的发光功能和导电路线的发光设备。

图3表示根据本发明第二实施例的发光设备。

如第二实施例所示的发光设备200包括串联连接的二极管组件202a、202b......202n，一个与二极管组件202a、202b......202n串联连接的限流电阻201，与二极管组件202a、202b......202n和限流电阻201的组件串联连接的阳极和阴极侧公共电极203和204。

每个二极管组件202a、202b......202n具有与在图1和2中详细说明的二极管组件100类似的结构。特别地，每个二极管组件202a、202b......202n具有一个基片和安装在每个基片上的每个二极管组件中的多个LED芯片。在这种情况下，预先准备单独的二极管组件，并且将准备的二极管组件电连接。

在图3中，选择并设置LED芯片，使得消除每个二极管组件中的LED芯片的正向电压VF的变化。

也就是说，二极管组件202a、202b......202n的正向电压具有不同的值VF1、VF2、VF3......VFn，而预先选择并如上所述在芯片级调整每个二极管组件中的LED芯片的正向电压VF。

换句话说，通过将输出电压高于二极管组件202a、202b......202n的正向电压VF1、VF2、VF3......VFn的总和的电压源(未示出)的正极和负极端子分别与阳极和阴极侧公共电极203和204连接，并且将电压施加到二极管组件，由限流电阻201限制的相同的电流施加到串联连接的每个二极管组件202a、202b......202n，并且全部二极管组件202a、202b......202n被同时点亮。

因此，即使一个或更多的LED芯片断开，例如，在焊线部分或LED芯片的连接部分断开，剩余的无缺陷的LED芯片继续点亮，并且每个二极管组件202a、202b......202n继续作为LED组件发挥作用，其中LED芯片并联连接并且设置在组成用于照明的发光设备200并且串联连接的每个二极管组件202a、202b......202n中。因此，由于相对于阳极和阴极侧公共电极203和204，正向电压VF没有变化，可以提供具有高可靠性、制造简单并且其中具有防止由于LED芯片故障造成点亮失败的良好设计从而保持发光设备的发光功能和导电路线的发光设备。

此外，由于多个LED芯片可以被视为一个二极管组件或单元，它们可以与传统的串联型和并联型发光设备兼容。

如上所述，本发明可以提供一种发光设备，其中可以防止作为发光设备的点亮失败，从而确保即使在一个或更多LED芯片故障的情况下仍具有高可靠性。

尽管已经叙述了本发明的优选实施例，但本发明不局限于这些实施例，并且可以对这些实施例做出各种修改和变化。

相关申请的交叉引用

本申请基于2005年1月17日提交的Nos.2005-8892和2005年11月30日提交的Nos.2005-346598日本专利申请并要求其优先权，它们通过参考其全部内容在这里结合。

Claims (3)

1、一种发光二极管组件，包括：

基片，

布置在所述基片上的阳极侧公共电极和阴极侧公共电极，

多个发光二极管芯片，每个发光二极管芯片电连接到所述基片上的阳极侧公共电极和阴极侧公共电极，其特征在于，

所述多个发光二极管芯片的正向电压的变化被预先选定在0.1V或更小的范围内，并且所述发光二极管芯片被布置在所述基片上，每个发光二极管芯片并联电连接到所述阳极侧公共电极和阴极侧公共电极。

2、一种发光设备，包括：

多个根据权利要求1的发光二极管组件，

所述多个发光二极管组件串联连接，

串联连接到多个发光二极管组件的一个限流电阻。

3、根据权利要求2的发光设备，

其中，所述多个发光二极管组件中的每一个具有相同数量的发光二极管芯片。

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