CN101782624B - 固态发光元件模块规格估算的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种固态发光元件模块的规格估算的方法及系统，该系统包含一数据库，多个固态发光元件，以及决定固态发光元件系统规格的手段。而系统规格可以为控制温度、操作电流，或寿命，由数据库中要求的寿命、测量温度、与操作电流所决定的。本发明所揭示的方法不需要大量的时间及经费建立相关模型，只需利用简少的测试数据即可建立出固态发光元件寿命估算系统；另外，本发明另一目的为提供一固态发光元件应用产品寿命推估的方法及系统，利用测量针脚温度可降低固态发光元件的制作时间。

Description

固态发光元件模块规格估算的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种规格估算的方法与系统，尤其涉及固态发光元件模块规格估算的方法与系统。

背景技术

随着半导体固态发光元件(solid state light emitting device)的技术日益进步，越来越多产品的发光源均采用发光二极管(light emitting diode，LED)或激光二极管(laser diode，LD)。固态发光元件相较于传统灯泡其特点包含较长的寿命、较低的能量消耗、较低的热能产生、较少的红外光光谱产生、以及元件尺寸较小(compact)。

上述的固态发光元件的寿命通常是指固态发光元件芯片存活率，或是指发光亮度百分比为基准。其中存活率是针对多个固态发光元件芯片进行发光测试，是在一段时间内芯片发光普及百分率。例如90％存活率是指，100颗固态发光元件芯片在进行一段时间的发光测试之后，最后还有90颗芯片能持续功能。另外，发光亮度百分比是指一固态发光元件芯片在一段时间的功率维持之后，其亮度与原来亮度的百分比。例如70％的发光亮度百分比是指，一固态发光元件芯片经过一段时间的功率维持之后，亮度与原来亮度的百分比为70％。

虽然固态发光元件的寿命可达数万个小时，但是其外部封装结构与荧光粉通常会较固态发光元件的寿命来得短。因为固态发光元件所产生的热，不只造成温度的上升还会使荧光粉变性或封装结构的变质。因此，固态发光元件的光源寿命通常是由其产生的温度所决定的。

一项现有技术关于固态发光元件寿命估算，由Eugene Hong与Nadarajah Narendran等人提出一种方法，是利用方正波波长改变量(wavelength shift of square wave)与结温度(junction temperature)的关系来估算出发光二极管寿命值。如图1所示，请参照“(A method for projecting useful lifeof LED lighting systems.) Third International Conference on Solid State Lighting，Proceedings of SPIE 5187：93-99(2004)”。此方法利用电流导入发光二极管裸片，同时测量结温度的改变量，其中上述的电流为一种形态的方正波，其利用电位能的改变造成电流波长的改变。最后，再利用数学方程式导出波长改变量与结温度的线性关系。此研究方法乃针对5mm环氧树脂封装的AlGaInP发光二极管芯片，并且在测量过程中需使用不同的仪器进行波长与温度测量。上述的估算公式是利用大量的记录数据以及时间运算估算出预测值，因此，上述的方程式需长期记录的实验数据才能使其假设的预测值更接近真实的寿命。

另有一项现有技术揭示于美国专利号US 7138970B2之中，此现有技术揭示关于线性扫描摄影机(line scan camera)内部发光二极管光源的寿命预估的方法。其方法是使发光二极管光源维持一高获得控制水平(high gain controllevel)，同时下降占空比(duty cycle)，也就是使发光二极管光源输出下降而延长发光二极管寿命。如图2所示，当发光二极管光源亮度开始减少时，占空比也会开始增加直到最大值为止，此时，感测获得百分比(sensor gainpercentage，SGP)也会开始提升，直到最大值为止。当感测获得百分比在开始提升到达最大值，获得百分比和操作时间是维持一正向的线性关系。利用此线性关系可以估算出感测获得百分比(SGE)，并估算出发光二极管光源的寿命。

另外，在Lumileds Lighting Company技术中，此现有技术乃利用操作不同电流导入发光二极管芯片，测量发光二极管芯片内的结温度并记录其发光二极管寿命。而上述寿命的界定是以发光二极管芯片90％存活率及维持发光亮度百分比70％以上为标准。预测发光二极管寿命是利用威布尔分布函数(Weibull distribution function)，如下所示。

$f(x;k,\mathrm{\λ})=\frac{k}{\mathrm{\λ}}{\left(\frac{x}{\mathrm{\λ}}\right)}^{k-1}{e}^{-{(x/\mathrm{\λ})}^k}$

将结温度、所记录的发光二极管寿命、及操作电流代入方程式中，利用结温度、导入电流强度、及发光二极管寿命的关系来建立发光二极管寿命预测的方程式。

上述的现有技术乃利用大量的记录数据以及时间运算估算出预测值。因此，建立方程式的前期需长期的记录实验数据才能使假设的预测值更接近真实的寿命。此外上述的研究与发明为探讨温度与固态发光元件寿命值的关系，可利用此关系推估出固态发光元件寿命值。而固态发光元件温度通常是以正-负极结(P-N junction)的温度，即为结温度(junction temperature)代表。但结位于发光元件的芯片内部夹层，而根据现有技术所揭示的内容，结温度的测量是困难的。

另外，部分现有技术所使用的测试芯片为磷化合物的发光二极管芯片，此芯片相较于氮化物的发光二极管芯片发光效率较高。因此，导致前述的芯片所生成的结温度较低，并且发光二极管寿命时数较长。所以，上述测试结果与方程式并非均能应用在氮化物的发光二极管芯片上。此外，以往的寿命是针对发光二极管元件端，但是系统端的寿命可能不如元件端。因此，目前的元件端寿命测试方式并不能保证系统端的寿命，需要一项新的技术来针对固态发光元件寿命推估的方法及系统。

发明内容

鉴于上述的发明背景，本发明的目的为提供一固态发光元件寿命推估的方法及系统，对于固态发光元件应用产品能简单并且快速的进行寿命预估。

本发明揭示一种固态发光元件系统规格估算的方法，包含提供单一固态发光元件的寿命的一数据库，该数据库是借由测量该单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的温度环境下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依该数据建立单一固态发光元件的寿命估算模型；测量该系统最不易散热的一固态发光元件的温度；以及从该系统要求的寿命与测量的该温度依照该数据库决定该系统的每一固态发光元件的操作电流，或者从该系统的每一个固态发光元件的操作电流与测量的温度，依照该数据库决定该系统的寿命。

本发明另揭示一种固态发光元件系统规格估算的方法，包含：提供单一固态发光元件的寿命的一数据库，该数据库是借由测量该单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的温度环境下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依该数据建立单一固态发光元件的寿命估算模型；以及从该系统要求的寿命与测量的该操作电流依照该数据库决定该系统的每一固态发光元件的控制温度。

本发明另揭示一种固态发光元件系统规格估算的系统，包含：一数据库，是储存固态发光元件系统的寿命分布，该数据库是借由测量该单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的温度环境下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依该数据建立单一固态发光元件的寿命估算模型；多个固态发光元件，其中具有一个最不易散热的固态发光元件；决定该固态发光元件系统规格的手段，其中系统规格可以为控制温度、操作电流、或寿命，其中上述的控制温度是由该数据库中要求的寿命与操作电流所决定的，操作电流是由该数据库中要求的寿命与测量温度所决定的，或寿命是由该数据库中操作电流与测量温度所决定的。

上述的测量固态发光元件系统中心位置的一固态发光元件的温度，是借由测量固态发光元件系统中心位置的固态发光元件中的针脚温度。

本发明所揭示的方法不需要大量的时间及经费建立相关模型，只需利用简少的测试数据即可建立出固态发光元件寿命估算系统。

另外，在固态发光元件的应用上，依照目前产业的规范，需要针对每一个固态发光元件测量结温度。这在量产上对固态发光元件应用产品其制作时间(cycle time)是不利的。

因此，本发明另一目的为提供一固态发光元件应用产品寿命推估的方法及系统，利用测量针脚温度可降低固态发光元件的制作时间。

附图说明

图1显示现有技术的固态发光元件寿命估算方程式；

图2显示现有技术的固态发光元件寿命估算示意图；

图3显示固态发光元件亮度与时间的关系图；

图4显示本发明的固态发光元件模块的规格估算的方法示意图；

图5显示本发明的固态发光元件模块的规格估算的方法流程图；

图6A显示固态发光元件模块的示意图；

图6B显示固态发光元件模块的示意图；

图7显示固态发光元件的结构示意图；

图8显示本发明的固态发光元件模块的规格估算的方法流程图；

图9显示本发明的固态发光元件模块的示意图；

图10显示本发明的固态发光元件模块的规格估算的方法流程图；

图11显示本发明的固态发光元件模块的规格估算的系统示意图；以及

图12显示本发明的固态发光元件模块的规格估算的系统示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、101固态发光元件寿命测量数据

2、201建立固态发光元件寿命模型

3、301建立单一固态发光元件的寿命的数据库

4测量系统的单一固态发光元件的针脚温度

5、501决定系统的控制温度

6、601决定系统的操作电流

7、701决定系统的寿命

8固态发光元件

9、20固态发光元件系统

10最不易散热的固态发光元件

11固晶的针脚

12结

21数据库

22系统规格

23、212寿命

24、211操作电流

25系统温度

41、51估算规格

202测量温度

401测量系统最不易散热的元件的针脚温度

具体实施方式

本发明提供一固态发光元件应用产品寿命推估的方法及系统，为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤。显然地，本发明的施行并未限定于发光二极管的领域的技术人员所熟悉的特殊细节。另一方面，众所周知步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发明的优选实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本发明的范围不受限定，其以之后的权利要求书的范围为准。

本发明揭示一种固态发光元件系统规格估算的方法，包含提供单一固态发光元件的寿命的一数据库，该数据库是借由测量该单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的温度环境下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依该数据建立单一固态发光元件的寿命估算模型；测量该系统最不易散热的一固态发光元件的温度；以及从该系统要求的寿命与测量的该温度依照该数据库决定该系统的每一固态发光元件的操作电流，或者从该系统的每一个固态发光元件的操作电流与测量的温度，依照该数据库决定该系统的寿命。

上述的单一固态发光元件的寿命的数据库，是借由测量单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的环境温度下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依据建立单一固态发光元件的寿命估算模型。

上述的测量固态发光元件系统最不易散热的一固态发光元件的温度，是借由测量固态发光元件系统最不易散热的固态发光元件中的针脚温度。而上述的每一固态发光元件可以为发光二极管元件。并且上述的针脚指发光二极管裸片固定的针脚。

本发明另揭示一种固态发光元件模块规格估算的方法，包含提供单一固态发光元件的寿命的一数据库、测量固态发光元件系统中心位置的一固态发光元件的温度、以及从固态发光元件系统要求的寿命与测量的温度依照上述的数据库决定固态发光元件系统的每一固态发光元件的操作电流，或者从固态发光元件系统的每一个固态发光元件的操作电流与测量的温度，依照上述数据库决定固态发光元件系统的寿命。

上述的单一固态发光元件寿命的数据库，是借由测量单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的环境温度下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依据建立单一固态发光元件的寿命估算模型。

上述的测量固态发光元件系统中心位置的一固态发光元件的温度，是借由测量固态发光元件系统中心位置的固态发光元件中的针脚温度。并且每一固态发光元件可以为发光二极管元件，其中上述的针脚指发光二极管裸片固定的针脚。

本发明另揭示一种固态发光元件模块规格估算的方法，包含提供单一固态发光元件的寿命的一数据库、以及从固态发光元件系统要求的寿命与测量的操作电流依照上述的数据库决定固态发光元件系统的每一固态发光元件的控制温度。

上述的单一固态发光元件的寿命的数据库，是借由测量单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的环境温度下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依据建立单一固态发光元件的寿命估算模型。并且每一固态发光元件可以为发光二极管元件。

本发明另揭示一种固态发光元件模块规格估算的系统，包含一数据库，是储存固态发光元件系统的寿命分布。另包含多个固态发光元件，其具有一个最不易散热的固态发光元件。以及包含决定固态发光元件系统规格的手段，其中系统规格可以为控制温度、操作电流或寿命，其中上述的控制温度是由上述数据库中要求的寿命与操作电流所决定的，上述的操作电流是由上述的数据库中要求的寿命与测量温度所决定的，及上述的寿命是由上述的数据库中操作电流与测量温度所决定的。

上述的数据库，是借由测量单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的环境温度下其不同时间的输出功率数据建立而成，并且依据建立单一固态发光元件的寿命估算模型。

上述的测量温度，是借由测量固态发光元件系统最不易散热的固态发光元件中的针脚温度。并且的每一固态发光元件可以为发光二极管的元件，其中上述的针脚指发光二极管裸片固定的针脚。

本发明另揭示一种固态发光元件模块规格估算的系统，包含一数据库，是储存固态发光元件系统的寿命分布。另包含多个固态发光元件，其具有一中心位置的固态发光元件。以及包含决定固态发光元件系统规格的手段，其中系统规格可以为控制温度、操作电流或寿命，其中上述的控制温度是由上述的数据库中要求的寿命与操作电流所决定的，上述的操作电流是由上述的数据库中要求的寿命与测量温度所决定的，及上述的寿命是由上述的数据库中操作电流与测量温度所决定的。

上述的数据库，是借由测量单一个固态发光元件在不同的操作电流与不同的环境温度下其不同时间的输出功率数据建立而成，并且依据建立单一固态发光元件的寿命估算模型。

上述的测量温度，是借由测量固态发光元件系统中心位置的固态发光元件中的针脚温度。并且每一固态发光元件可以为发光二极管的元件，其中上述的针脚指发光二极管裸片固定的针脚。

下文将搭配图示与范例，详细说明本发明的技术内容与各项实施例。

请参照图3所示，其横轴为发光时间，纵轴为维持发光亮度百分比。当固态发光元件在维持一段时间的发光功率时，亮度会随着时间的增加而下降，并且其亮度与时间的关系是一对数关系。原因包含了在固态发光元件的结构中，其封装结构或荧光粉会随着温度的上升导致荧光粉变性或封装结构的变质，或者发光源本身寿命已达临界点。

因此固态发光原件系统的寿命定义通常是由固态发光元件的亮度所决定的，例如固态发光元件系统的寿命通常是借由固态发光元件芯片的存活率或是固态发光元件的亮度变化百分比为基准。承上所述，本发明所揭示的固态发光元件模块的规格估算的方法与系统，其单一个固态发光元件的寿命是利用维持单一个固态发光元件其发光亮度百分比作为界定。

上述的单一个固态发光元件其发光亮度的测量可以利用积分球(integrating sphere)进行测量，是利用光源的光线在积分球内部反射与漫射后，测量光线输出面积。接着利用光线输出面积与内部表面积的比例计算光源强度。

请参照图4所示，本发明揭示的固态发光元件模块的规格估算的方法，首先为建立单一固态发光元件的寿命的数据库3。请参照图5所示，上述的建立单一固态发光元件的寿命的数据库3是借由固态发光元件寿命测量数据1与建立固态发光元件寿命模型2的步骤所构成。即测量并且同时记录固态发光元件系统中，单一固态发光元件在不同的操作电流及不同的环境温度下的寿命分布。接着利用所记录的寿命分布，建立固态发光元件的寿命关系图。

接着下一步骤，是测量固态发光元件系统的最不易散热的固态发光元件的针脚温度。请参照图6A图6A与图6B所示，上述的固态发光元件系统9是具有多个固态发光元件8所组成，其中固态发光元件系统9可能为矩形、圆形或者其它的多边形结构。由于当固态发光元件系统9产生发光功率时，具有多个固态发光元件8同时产生热能的现象，因此固态发光元件系统9之中将具有单一温度最高的固态发光元件8，并且温度最高的固态发光元件8即为固态发光元件系统9中最不易散热的固态发光元件10。

此外本发明提供一实施例，上述的最不易散热的固态发光元件10也有可能是固态发光元件系统9最中心位置的固态发光元件8。承上述的，由于最中心位置的固态发光元件8其周遭所包围的固态发光元件8的数量是最均匀且是最多的。因此，最中心位置的固态发光元件8其散热是最不易的，以至于最中心位置的固态发光元件8也有可能是最不易散热的固态发光元件10。

承上述，其中针脚的温度是测量最不易散热的固态发光元件10的固晶的针脚(die-bonding pin)11的温度。请参照图7所示，其中固晶的针脚11的温度是从发光元件的结12所产生的热能，透过热传递到固晶的针脚11的位置。因此，通过固晶的针脚11测量发光元件的结12温度，其热能传导的过程是直接并且热阻抗最低。

最后，利用上述的单一固态发光元件的寿命的数据库，以决定固态发光元件模块的估算规格；即决定系统的控制温度、决定系统的操作电流或者决定系统的寿命。请参照图8所示，本发明提出一固态发光元件模块的估算规格41，将所测量固态发光元件系统最不易散热的元件的针脚温度401代入所建立的单一固态发光元件的寿命的数据库301，以决定固态发光元件系统的操作电流601或决定系统的寿命701。

承上述的估算规格41，本发明提供一例子，其寿命值是由发光亮度百分比50％作为界定，其步骤如下：

1.记录单一固态发光元件寿命测量数据。首先，在环境温度维持45℃时，分别以操作电流15mA、20mA及30mA通过一固态发光元件系统，导致固态发光元件系统内的固态发光元件产生发光功率。此时记录单一个固态发光元件在不同时间下其输出功率时的寿命，其中记录的时间可为一万小时。同上述步骤，在环境温度维持60℃时，分别以操作电流15mA、20mA及30mA通过相同型号的固态发光元件系统，导致固态发光元件系统内的固态发光元件产生发光功率。此时记录单一个固态发光元件在不同时间下其输出功率的寿命，其中记录的时间可为一万小时。同上述步骤，在环境温度维持85℃时，分别以操作电流15mA、20mA、及30mA通过相同型号的固态发光元件系统，导致固态发光元件系统内的固态发光元件产生发光功率。此时记录单一个固态发光元件在不同时间下其输出功率的寿命，其中记录的时间可为一万小时。

2.建立固态发光元件寿命模型，先将步骤1的固态发光元件寿命测量数据利用代数关系算出数学关系式，并且估算出单一个固态发光元件在实际测量的一万小时之后其寿命的数据库。例如单一个固态发光元件在通过操作电流15mA下其环境温度分别为45℃、60℃及85℃时，寿命估算结果分别可达四万八千小时、两万三千小时、及一万五千小时。因此，可利用上述的寿命估算结果计算出单一固态发光元件的寿命的对数关系式。同上述的步骤，单一个固态发光元件在通过操作电流20mA下其环境温度分别为45℃、60℃及85℃时，寿命估算结果分别可达四万小时、两万小时、及一万两千小时。因此，可利用上述的寿命估算结果计算出单一固态发光元件的寿命的对数关系式。同上述步骤，单一个固态发光元件在通过操作电流30mA下其环境温度分别为45℃、60℃及85℃时，寿命估算结果分别可达两万一千小时、两万小时、及一万两千小时。因此，可利用上述的寿命估算结果计算出单一固态发光元件的寿命的对数关系式。

3.由步骤2所估算出的三项对数关系式建立出单一固态发光元件的寿命的数据库，如图9所示。

4.测量系统最不易散热的单一固态发光元件的针脚温度，并借由步骤3所建立的单一固态发光元件的寿命的数据库，决定固态发光元件的操作电流或是固态发光元件的寿命。例如测量系统最不易散热的元件的针脚温度为50℃，而操作电流为20mA，根据建立单一固态发光元件的寿命的数据库可以决定系统的寿命为三万三千小时；或者测量系统最不易散热的元件的针脚温度为30℃，而决定的寿命为六万五千小时，根据建立单一固态发光元件的寿命的数据库可以决定系统的操作电流为20mA。

请参照图10所示，本发明另提出一固态发光元件模块的估算规格51，借由固态发光元件寿命测量数据101与建立固态发光元件寿命模型201的步骤构成建立单一固态发光元件的寿命的数据库301，并借由要求的寿命与操作电流决定系统的控制温度501。

承上述的估算规格51，本发明提供一例子，其寿命值是由发光亮度百分比50％作为界定，步骤如下：

1.记录单一固态发光元件寿命测量数据，首先，在环境温度维持45℃时，分别以操作电流15mA、20mA及30mA通过一固态发光元件系统，导致固态发光元件系统内的固态发光元件产生发光功率。此时记录单一个固态发光元件在不同时间下其输出功率时的寿命，其中记录的时间可为一万小时。同上述步骤，在环境温度维持60℃时，分别以操作电流15mA、20mA及30mA通过相同型号的固态发光元件系统，导致固态发光元件系统内的固态发光元件产生发光功率。此时记录单一个固态发光元件在不同时间下其输出功率的寿命，其中记录的时间可为一万小时。同上述步骤，在环境温度维持85℃时，分别以操作电流15mA、20mA及30mA通过相同型号的固态发光元件系统，导致固态发光元件系统内的固态发光元件产生发光功率。此时记录单一个固态发光元件在不同时间下其输出功率的寿命，其中记录的时间可为一万小时。

2.建立固态发光元件寿命模型，先将步骤1的固态发光元件寿命测量数据利用代数关系算出数学关系式，并且估算出单一个固态发光元件在实际测量的一万小时之后其寿命的数据库。例如单一个固态发光元件在通过操作电流15mA下其环境温度分别为45℃、60℃及85℃时，寿命估算结果分别可达四万八千小时、两万三千小时、及一万五千小时。因此，可利用上述的寿命估算结果计算出单一固态发光元件的寿命的对数关系式。同上述的步骤，单一个固态发光元件在通过操作电流20mA下其环境温度分别为45℃、60℃及85℃时，寿命估算结果分别可达四万小时、两万小时、及一万两千小时。因此，可利用上述的寿命估算结果计算出单一固态发光元件的寿命的对数关系式。同上述步骤，单一个固态发光元件在通过操作电流30mA下其环境温度分别为45℃、60℃及85℃时，寿命估算结果分别可达两万一千小时、两万小时、及一万两千小时。因此，可利用上述的寿命估算结果计算出单一固态发光元件的寿命的对数关系式。

3.由步骤2所估算出的三项对数关系式建立出单一固态发光元件的寿命的数据库，如图9所示。

4.借由要求的寿命与操作电流决定固态发光元件系统的控制温度，例如固态发光元件系统所决定的寿命为四万八千小时，而操作电流为20mA，根据建立单一固态发光元件的寿命的数据库可以决定系统的控制温度为40℃。

请参照图11所示，本发明同时提供一固态发光元件模块规格估算的系统，其主要包含一固态发光元件系统20、单一固态发光元件寿命的数据库21、与系统规格22。上述的单一固态发光元件寿命的数据库21，是借由测量并且记录单一固态发光元件在不同的操作电流及不同的环境温度下与寿命的关系图。

测量温度202是测量固态发光元件系统20中最不易散热的单一个固态发光二极管的针脚温度或者是测量固态发光元件系统20中最中心位置的单一个固态发光二极管的针脚温度。

利用上述的单一固态发光元件寿命的数据库21，配合着固态发光元件系统20中最不易散热或最中心位置的单一个固态发光二极管的针脚温度，造成系统规格22可以估算出系统寿命23、操作电流24、或系统温度25。其中系统规格22包含了估算系统寿命23、操作电流24、以及控制系统温度25的手段。上述的寿命23是由单一固态发光元件寿命的数据库21中操作电流211与测量温度202所决定的。而操作电流24是由单一固态发光元件寿命的数据库21中要求的寿命212与测量温度202所决定的。如图12所示，系统温度25是由单一固态发光元件寿命的数据库21中要求的寿命212与操作电流211所决定的。

此外在固态发光元件系统中，固态发光元件单体的密度是很重要的，例如一固态发光元件系统单位面积内的固态发光元件数量越多，其热能的产生也会越多。因此当固态发光元件执行发光功率时，固态发光元件系统的温度产生也会较高，同时导致固态发光元件系统其寿命下降速率越快。因此，增加固态发光元件寿命的方式除了降低操作电流之外，更包括了降低固态发光元件中发光元件的密度。

采用本发明的方法与系统估算规格的优点为：

1.建立固态发光元件的数据库时，固态发光元件的操作温度为环境温度，所以借由数据库可以推算整个固态发光元件系统中，最不易散热的固态发光元件的寿命为何；或是当系统的规格要求达到某一寿命时，推估所需供给的电流量为何。

2.结温度(junction temperature)的确是固态发光元件的重要参数，但是固晶针脚的温度在固态发光元件操作一段时间后达到热平衡之时，应呈现正相关的关系。也就是结温度高，固晶针脚的温度也会上升。这是因为热能从结温度到固晶针脚的热传递，是直接且热传导路径阻抗最低。本发明的优点在于不需要实际测量结温度，即可估算固态发光元件系统的规格。

本发明所揭示的固态发光元件模块规格估算的系统是借由针脚温度来估算固态发光元件系统的寿命或操作电流，因此其估算值会随着固态发光元件种类与材质的不同而决定。此外本发明所揭示的方法不需要大量的时间及经费来建立相关模型，只需利用简少的测试数据即可建立出固态发光元件寿命估算系统。

另外，在固态发光元件的应用上，依照目前产业的规范，需要针对每一个固态发光元件测量结温度。这在量产上对固态发光元件应用产品其制作时间是不利的。本发明为提供一固态发光元件应用产品寿命推估的方法及系统，因此利用测量针脚温度可降低固态发光元件的制作时间。

显然地，依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异。因此需要在其附加的权利要求项的范围内加以理解，除了上述详细的描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例中施行。上述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的专利保护范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种固态发光元件系统规格估算的方法，包含提供单一固态发光元件的寿命的一数据库；该数据库是借由测量该单一固态发光元件在不同的操作电流与不同的环境温度下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依该数据建立单一固态发光元件的寿命估算模型；测量该系统最不易散热的一固态发光元件的温度；以及从该系统要求的寿命与测量的该温度依照该数据库决定该系统的每一固态发光元件的操作电流，或者从该系统的每一个固态发光元件的操作电流与测量的温度，依照该数据库决定该系统的寿命。

2.如权利要求1所述的固态发光元件系统规格估算的方法，其中上述的固态发光元件的温度为发光二极管固晶的针脚温度。

3.如权利要求1所述的固态发光元件系统规格估算的方法，其中测量该系统最不易散热的一固态发光元件的温度是测量该系统中心位置的一发光二极管固晶的针脚温度。

4.一种固态发光元件系统规格估算的方法，包含：提供单一固态发光元件的寿命的一数据库，该数据库是借由测量该单一固态发光元件在不同的操作电流与不同的环境温度下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依该数据建立单一固态发光元件的寿命估算模型；以及从该系统要求的寿命与测量的该操作电流依照该数据库决定该系统的每一固态发光元件的控制温度。

5.一种固态发光元件系统规格估算的系统，包含：一数据库，是储存固态发光元件系统的寿命分布，该数据库是借由测量单一固态发光元件在不同的操作电流与不同的环境温度下其不同时间的输出功率的数据建立而成，并且依该数据建立单一固态发光元件的寿命估算模型；多个固态发光元件，其中具有一个最不易散热的固态发光元件；决定该固态发光元件系统规格的手段，其中系统规格为控制温度、操作电流、或寿命，其中上述的控制温度是由该数据库中要求的寿命与操作电流所决定的，操作电流是由该数据库中要求的寿命与测量温度所决定的，或寿命是由该数据库中操作电流与测量温度所决定的。

6.如权利要求5所述的固态发光元件系统规格估算的系统，其中上述的测量温度，是借由测量最不易散热的固态发光元件中的针脚温度。

7.如权利要求6所述的固态发光元件系统规格估算的系统，其中上述的最不易散热的固态发光元件是所述多个固态发光元件最中心位置的固态发光元件。

8.如权利要求7所述的固态发光元件系统规格估算的系统，其中上述的固态发光元件是为发光二极管的元件。

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