CN102478220A - 发光二极管排列方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光二极管排列方法，其包括：建立具M个虚拟横线及N个虚拟纵线的虚拟方格棋盘，形成多个横向及纵向交叉节点；安置多个横向发光二极管于虚拟横线上，且每个横向发光二极管位于两相邻横向交叉节点之间，正极端连结至相邻横向发光二极管的正极端，负极端连结至相邻另一横向发光二极管的负极端；安置多个纵向发光二极管在除第一及最后虚拟纵线以外的虚拟纵线上，且每个纵向发光二极管位于两相邻纵向交叉节点之间，正极端连结至相邻纵向发光二极管的正极端，负极端连结至相邻另一纵向发光二极管的负极端；以及连结交流电源至第一及最后虚拟纵线，可直接由交流电源供电以产生平稳柔顺的亮度。

Description

发光二极管排列方法
技术领域
本发明涉及一种发光二极管排列方法，尤其涉及直接由交流电源供电并具有低耗损设计及平稳柔顺亮度的高度可扩展性结构。
背景技术
目前，发光二极管(LED)是广泛应用的半导体光源，具有一正极端及一负极端。LED主要包括PN接面，当所供应的直流(DC)电压超过打开临界值(即顺向电压)时当作发光层用。因此，LED需要DC电源，而非传统的交流(AC)电源。对于传统的AC电源，比如市电或发电机的输出电源，通常使用适当的整流装置以便将AC电源转换成所需的DC电源，例如使用多个二极管所构成的电桥或具有电感组件的降压/升压(Buck/Boost)电路。所以不仅整体制作成本会增加，且整流装置的复杂度及布局会导致可靠度问题。
因此，需要一种LED排列方法，直接由AC电源打开LED而点亮且不需任何整流装置或会消耗某些电力的其它被动组件，以克服上述现有技术的缺点。
发明内容
本发明提供一种发光二极管排列方法，由AC电源供电并具有平稳柔顺亮度的高度可扩展性结构，本发明的步骤包括：
(1)建立具M个虚拟横线及N个虚拟纵线的虚拟方格棋盘，并在交叉处形成多个横向及纵向交叉节点；
(2)安置N-1个横向LED于每个虚拟横线上，且每个横向LED位于两相邻横向交叉节点之间，将每个横向LED的正极端连结至一相邻横向LED的正极端，并将该横向LED的负极端连结至另一相邻横向LED的负极端；
(3)安置M-1个纵向LED于每个虚拟纵线上，除了第一虚拟纵线及最后虚拟纵线以外，且每个纵向LED都位于两相邻纵向交叉节点之间，将每个纵向LED的正极端连结至一相邻纵向LED的正极端，并将该纵向LED的负极端连结至另一相邻纵向LED的负极端；以及
(4)连结AC电源至第一虚拟纵线及最后虚拟纵线。
本发明的另一特点在于提供一种无损耗的设计，可由AC电源一直打开横向LED而点亮，且不需任何整流电路或会消耗某些电力的被动电气组件。虽然纵向LED被AC电源交替打开及关闭，但是因为纵向LED的切换频率为AC的频率，比如50Hz或60Hz，所以仍可达到平稳柔顺的亮度。
本发明的另一特点在于提供一种具可扩展性结构的LED排列，以使得LED的数目可以类似连接方式而轻易增加，进而满足所需的亮度。
附图说明
图1为本发明发光二极管排列方法的流程图；
图2为本发明发光二极管排列方法的示意图；
图3为本发明发光二极管排列方法的外部交流电源的波形图；
图4为本发明发光二极管排列方法在外部交流电源为正电压时打开发光二极管的示意图；
图5为本发明发光二极管排列方法在外部交流电源为负电压时打开发光二极管的示意图。
具体实施方式
以下配合说明书附图对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。
以下将参考所附说明书附图，详细说明依据本发明实施例由外部AC电源以打开LED的LED排列方法。
参阅图1，为本发明发光二极管排列方法的流程图。如图1所示，本发明的发光二极管排列方法由步骤S10开始，以建立虚拟方格棋盘。虚拟方格棋盘是由M个虚拟横线及N个虚拟纵线所构成，且在交叉处形成多个横向及纵向交叉节点，其中M为一正整数，N为大于2的正整数。
然后，本发明的方法进入步骤S20，安置N-1个横向LED于每个虚拟横线，且每个横向LED位于两相邻横向交叉节点之间。某一横向LED的正极端由连接线而连结至相邻横向LED的正极端，且该横向LED的负极端由连接线而连结至另一相邻横向LED的负极端。连接线可由电气导电金属或有机导电材料构成，其中电气导电金属包括铜或铜合金，而有机导电材料包括有机导电高分子，比如聚乙炔或卤素掺杂聚乙炔。
在步骤S20后，执行步骤S30以安置多个纵向LED。
在步骤S30中，安置M-1个纵向LED于每个虚拟纵线上，除了第一虚拟纵线及最后虚拟纵线以外，且每个纵向LED位于两相邻纵向交叉节点之间。每个纵向LED的正极端由个别的连接线而连结至相邻纵向LED的正极端，且该纵向LED的负极端由个别的连接线而连结至另一相邻纵向LED的负极端。
最后，在步骤S40中，连结AC电源至该第一虚拟纵线及该最后虚拟纵线。
为进一步说明本发明方法的特征，请参阅图2，为依据本发明发光二极管排列方法的示意图，且图2只是用以说明本发明的实施例而已。具有5虚拟横线及6虚拟纵线的虚拟方格棋盘被用来安置5×5个横向LED及4×4个纵向LED，即选取M为5且N为6。该虚拟方格棋盘在所述虚拟横线及所述虚拟纵线的交叉处形成多个横向及纵向交叉节点，比如图中的组件符号P1及P2为两相邻的纵向交叉节点。虽然需要连接线以连结相邻的LED以及连结电源及LED，但是在此并未完全标识出所有的连接线，而只标识出连接线SL1、SL_2、SL_5。
要注意的是，上述虚拟横线及虚拟纵线的数目，以及横向LED及纵向LED的数目只是示范性实例而已，并非用以限定本发明的范围。
如图2所示，组件符号DL_1、DL_2、DL_3、DL_4及DL_5所表示的横向LED形成第一横向LED串DLS_1(以虚线包围)，并安置在第一虚拟横线LVL_1上，其中第一横向LED DL_1的正极端连结至第一虚拟纵线VVL_1，第一横向LED DL_1的负极端连结至第二横向LED DL_2的负极端，而其它的横向LED以类似方式而连结，如图2所示。最后(第五)横向LED DL_5的正极端连结至第四横向LED DL_4的正极端，而最后横向LED DL_5的正极端连结至最后(第六)虚拟纵线VVL_6。
相类似地，其它横向LED是使用上述的排列而安置在相对应的虚拟横线上。要注意的是，第二虚拟横线LVL_2中横向LED的位向是相反于第一虚拟横线LVL_1中横向LED的位向。因此，不同虚拟横线中横向LED的位向是交替改变。
对于除第一虚拟纵线VVL_1及最后虚拟纵线VVL_6以外的虚拟纵线，4个纵向LED(组件符号DV_1、DV_2、DV_3及DV_4)是安置在每个虚拟纵线上，即第二虚拟纵线VVL_2至第五虚拟纵线VVL_5。此外，每个纵向LED是安置在相同虚拟纵线上的两相邻交叉节点之间。纵向LED的正电极及负电极的连结是类似于上述横向LED的连结方式而连结，因而不再赘述。
AC电源Vin是连结至第一虚拟纵线VVL_1及最后虚拟纵线VVL_6，比如图2中AC电源Vin的端点V1连结至第一虚拟纵线VVL_1，而另一端点V2连结至最后虚拟纵线VVL_6。
通常，依据本发明供应至LED的AC电源Vin的波形如图3所示，其中在时间T1及时间T2之间，AC电源Vin的电压是正，称为正电压期间，而在时间T2及时间T3之间，AC电源Vin的电压是负，称为负电压期间。
图4为依据本发明AC电源为正电压期间LED被打开的示意图。以实线表示的横向及纵向LED是在正电压期间被打开的LED。很清楚的，所有16个LED，即4×4个纵向LED，都被打开，且所有5×5个横向LED中有约一半横向LED，即13个横向LED，被打开，但其它另一半的横向LED，即12个横向LED，是关闭。所以，AC电源Vin提供电流D1给这些LED。
比较上，图5为依据本发明在AC电源为负电压期间LED被打开的示意图。如图5所示，所有纵向LED都被打开。在图4中被打开的横向LED在此会被关闭，而在图4中被关闭的横向LED在此会被打开。因此，AC电源Vin提供另一电流D2给这些LED。
因此，在AC电源的正电压期间及负电压期间，纵向LED都会被打开，且横向LED会被交替打开及关闭，使得依据本发明的LED排列在由AC电源直接供电而不需其它任何电气组件或装置下，能展现出可被接受的平稳柔顺亮度。例如，如果AC电源的频率高过人眼的感觉范围，比如市电的50Hz或60Hz，则LED排列能提供平稳柔顺的亮度。
本发明的另一优点是提供可扩展的结构，亦即，上述图2的实施例可当作具有(N-1)×M横向LED及(M-1)×(N-2)纵向LED的LED模块，而且多个这类LED模块可轻易的组合成较大尺寸的LED装置，藉以增加LED的数目并增加亮度，而不需其它的电气组件或装置。
以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (6)

1.一种发光二极管排列方法，用以安置多个发光二极管，所述LED包括多个横向LED及多个纵向LED，且所述LED由交流电源供电，其特征在于，该发光二极管排列方法包括以下步骤：
建立具M个虚拟横线及N个虚拟纵线的一虚拟方格棋盘，并在该M个虚拟横线及该N个虚拟纵线的交叉处形成多个横向及纵向交叉节点，其中M为一正整数，N为大于2的正整数；
安置N-1个横向LED于每个虚拟横线上，且每个横向LED位于两相邻横向交叉节点之间，将每个横向LED的正极端连结至一相邻横向LED的正极端，并将该横向LED的负极端连结至一另一相邻横向LED的负极端；
安置M-1个纵向LED于除了第一虚拟纵线及最后虚拟纵线以外的每个虚拟纵线上，且每个纵向LED位于两相邻纵向交叉节点之间，将每个纵向LED的正极端连结至一相邻纵向LED的正极端，并将该纵向LED的负极端连结至一另一相邻纵向LED的负极端；以及
连结该AC电源至该第一虚拟纵线及该最后虚拟纵线。
2.如权利要求1所述的发光二极管排列方法，其特征在于，该AC电源为一市电，该市电具有50Hz或60Hz的频率。
3.如权利要求1所述的发光二极管排列方法，其特征在于，所述LED及该AC电源是由多个连接线而连结。
4.如权利要求3所述的发光二极管排列方法，其特征在于，所述连接线是由电气导电金属或有机导电材料构成。
5.如权利要求4所述的发光二极管排列方法，其特征在于，该电气导电金属包括铜或铜合金，而该有机导电材料包括有机导电高分子。
6.如权利要求5所述的发光二极管排列方法，其特征在于，该有机导电高分子包括聚乙炔或卤素掺杂聚乙炔。
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