CN102797995A - 发光装置、发光模块及其制程方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种发光装置、发光模块及其制程方法。发光模块包含一底板以及设置于底板上的多个发光装置以及一电源供应器。电源供应器电性连结至各发光装置，用以供应一电源至各发光装置。各发光装置的一驱动特性值落于一变动范围内。各发光装置包含一基板以及设置于基板上的多个发光元件，其中各发光元件包含一阳极端以及一阴极端。阳极端朝向基板的一第一方向，阴极端朝向基板的一第二方向，且第一方向不同于第二方向。

Description

发光装置、发光模块及其制程方法

技术领域

本发明是关于一种发光装置、发光模块及其制程方法。具体而言，本发明是关于一种将各发光单元先行制程为一发光装置并分类重组这些发光装置的发光模块及其制程方法。

背景技术

近年来，发光二极管(Light-Emitting Diode；LED)因具有省电、环保、体积小、反应速度快及使用寿命长等优点，已成为照明市场主流。此外，由于使用LED作为照明的设计可结合各式光源特性或生活所需(例如冷光源应用、特定光源指向性及色彩变化需求等)，除了逐渐取代传统照明元件外，更替未来的照明市场开创了许多不同的商机。

依驱动方式的不同，LED发光模块可分为交流LED(alternating currentLED；AC LED)发光模块与直流LED(direct current LED；DC LED)发光模块两种，其中最主要的差异系DC LED发光模块必须使用直流电源驱动。在此情况下，DC LED发光模块的驱动电路通常必须加装一电源转换器，利用该电源转换器先行将一交流电源转换成一直流电源后，才可驱动DC LED发光模块的LED。普遍而言，AC LED发光模块具有多项优于DC LED发光模块的特性，例如使用寿命长、制程上可以实现较小的尺寸、应用于照明装置上的弹性较高、制程材料成本较低以及不需要额外电源转换器等等。

虽然AC LED发光模块的光转换效率大致上较低于DC LED发光模块的光转换效率，但DC LED发光模块经过封装制成后，尚需考虑电源转换器的转换效率，因此DC LED发光模块的光转换效率并不如预期的高。因此，近年来许多厂商纷纷投入心力至AC LED发光模块的光转换效率的研究，使得光转换效率已不再成为AC LED发光模块抢攻未来照明装置的一绊脚石。据此，不需电源转换器的AC LED发光模块，可说是具有节能环保及高使用寿命的新世代发光模块。

图1A系一已知AC LED发光模块1的一平面结构示意图，图1B系已知AC LED发光模块1的一电路示意图。如图1A-1B所示，已知AC LED发光模块1具有设置于一底板11上的多个发光单元13，并借由一交流电源供应器15以并联方式供应一交流电源至这些发光单元13，以驱动这些发光单元13发光。由于，已知AC LED发光模块1的这些发光单元13彼此间的电压(或阻抗)特性并不够相近，导致部分发光装置未能成功被驱动，而发光不完全或无法发光，进而影响到已知AC LED发光模块1发光的完整性。

另一方面，如图1B所示，已知AC LED发光模块1的各发光单元13的多个LED间存在反向连结的情况，即一LED的阳极端需电性连结至另一LED的阳极端或一LED的阴极端需电性连结至另一LED的阴极端。在此情况下，当操作设备配置这些LED时，将因LED间的反向连结，则必须转换方向以进行配置，因而增加配置上的负担(例如：时间的增长、配置成本的增加、操作装置寿命减少等问题)。

有鉴于此，如何避免AC LED发光模块因其发光单元彼此间的特性差异而发光不完全，以及如何有效地配置LED以减轻配置上的负担，即为该领域的业者亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于将已知AC LED发光模块1的各发光单元先行制程为一发光装置，再根据各发光装置的一驱动特性值，对各发光装置进行分类，以使隶属同一群组中的此些发光装置的驱动特性值皆落于一变动范围内。如此一来，借由配置同一群组中的发光装置为一发光模块，将可避免已知AC LED发光模块1的发光不完全的问题。此外，本发明的各发光装置包括一基板以及多个发光元件。于配置各基板时，借由特定的电路布局，使各发光元件的一阳极端朝向各基板的一第一方向，且一阴极端朝向各基板不同于第一方向的的一第二方向，将可使得操作设备于配置此些发光元件时，不需因各发光元件彼此间的反向连结而不停地变换方向，进而减少配置上的负担。

为达到上述目的，本发明提供一种发光模块，且发光模块包括一底板以及设置于底板上的多个发光装置以及一电源供应器。电源供应器电性连结至各发光装置，用以供应一电源至各发光装置。各发光装置的一驱动特性值落于一变动范围内。各发光装置包括一基板以及多个发光元件，其中各发光元件包含一阳极端以及一阴极端。阳极端朝向基板的一第一方向，阴极端朝向基板的一第二方向，且第一方向不同于第二方向。

为达到上述目的，本发明更提供一种发光模块的制程方法。此制程方法包括下列步骤：提供多个基板；分别于各基板设置多个发光元件，以使各基板与此些发光元件组成一发光装置，其中各发光元件的一阳极端朝向各基板的一第一方向，各发光元件的一阴极端朝向各基板的一第二方向，且第一方向不同于第二方向；界定一群组，其中群组包含部分此些发光装置，且群组的各发光装置的一驱动属性落于一变动范围内；提供一底板；设置群组的此些发光装置至底板上；以及设置一电源供应器至底板上并电性连结至此些发光装置，以供应一电源至此些发光装置。

为达到上述目的，本发明亦提供一种发光装置。发光装置包括一基板以及设置于基板上的多个发光元件。各发光元件包括一阳极端以及一阴极端。阳极端朝向基板的一第一方向，阴极端朝向基板的一第二方向，且第一方向不同于第二方向。

为达到上述目的，本发明另提供一种发光装置的制程方法。此制程方法包括下列步骤：提供多个基板；以及分别于各基板设置多个发光元件，以使各基板与此些发光元件组成一发光装置，其中各发光元件的一阳极端朝向基板的一第一方向，各发光元件的一阴极端朝向基板的一第二方向，且第一方向不同于第二方向。

在参阅附图及随后描述的实施方式后，本领域普通技术人员便可了解本发明的其他目的，以及本发明的技术手段及实施方式。

附图说明

图1A是已知AC LED发光模块的一平面结构示意图；

图1B是已知AC LED发光模块的一电路示意图；

图2A是本发明的发光模块的一示意图；

图2B是发光模块的发光装置的一平面结构示意图；以及

图3是本发明的第二实施例的一流程图，其为一发光模块的制程方法。

主要元件符号说明：

1 已知AC LED发光模块

11 底板

13 发光单元

15 交流电源供应器

3 发光模块

31 底板

33 发光装置

331 基板

333 发光元件

333A 发光元件

333B 发光元件

333C 发光元件

35 电源供应器

4 电源

D1 第一方向

D2 第二方向

X 金属导体区块

Y 金属导体区块

Z 金属导体区块

具体实施方式

以下将透过实施例来解释本发明的内容，本发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。须说明的是，以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

图2A-2B分别描绘本发明的第一实施例的一发光模块3的示意图及其发光装置33的一平面结构示意图。如图2A所示，发光模块3包含一底板31及设置于底板31上的多个发光装置33及一电源供应器35。电源供应器35以并联的方式电性连结至各发光装置33，并用以供应一电源至各发光装置33。

具体而言，请参考图2B，本实例的发光模块3包含多个发光装置，且在实际应用上，发光模块3的发光装置的个数与其欲提供的瓦数相关。举例而言，假设发光装置33提供1瓦特的发光功率，则欲提供6瓦特发光功率的发光模块3则需装载6个发光装置33。须说明的是，于本实施例中，电源供应器35是一交流电源供应器，其供应一交流电源至各发光装置33，然而，于其他实例中，电源供应器35亦可为一直流电源供应器或一包含电源转换器的交流电源供应器，用以供应一直流电源至各发光装置33。另外，于其他实施例中，发光模块3亦可仅包含单一发光装置33，其依据实务上的产品需求而决定。

本发明的此些发光装置33具有相同的电路结构。如图2B所示，发光装置33包含一基板331及设置于基板331上的多个发光元件333。各发光元件333包含一阳极端P以及一阴极端N，当设置各发光元件333于基板时，各发光元件333的阳极端P朝向基板331的一第一方向D1，阴极端N朝向基板331的一第二方向D2，且该第一方向D1不同于该第二方向D2，例如是第一方向D1相反于第二方向D2。在一实施例中，第一方向D1相对于第二方向D1形成一夹角，此夹角可以是锐角或钝角。本实施例的各发光元件333可为一红光发光二极管，但并不限于此。换言之，各发光元件333亦可为白光发光二极管、蓝光发光二极管、各种光色的发光二极管或其他发光元件。再参考图2B，于本实施例中，基板331上可包含多个金属导体区块(例如X、Y及Z等区块)，用以提供作为此些发光元件333的各发光元件彼此间电性连结的媒介。举例而言，发光元件333A的阳极端P借由金属导体区块X电性连结至发光元件333B的阴极端N，而发光元件333A的阴极端N借由金属导体区块Y电性连结至发光元件333C的阳极端P。

根据图2B的电路配置，当一操作设备配置此些发光元件333至基板331时，将无需如同已知AC LED发光模块1因任二发光元件彼此间的反向连结关系而需不停地变换方向。须说明的是，图2B所示的各发光装置33的此些发光元件333彼此间的电性连结关系与图1B所示的各发光单元13的此些发光元件彼此间的电性连结关系相同。换言之，本发明的各发光装置33与图1B所示的各发光单元13具有本质上相同的电路型态及功能，然而，本发明的发光装置33借由改变此些发光元件333于基板331上的排列位置以及布线(Layout)，得以使操作设备于配置此些发光元件333至基板331时，不因为任二发光元件间存在反向连结关系而需不停地变换方向，进而减少配置上的负担。

另一方面，本实施例的各发光装置33系选自一群组中，该群组中的各发光装置的一驱动特性值落于一变动范围内。换言之，本发明系将已知AC LED发光模块1的各发光单元13先行制程为一发光装置。随后，将大量的发光装置根据各自驱动特性值分类成多个群组，如此一来，同一群组内的发光装置的驱动特性值系落于相同的变动范围内。举例而言，该驱动特性值可为一顺向电压值(Forward Voltage)值，即各发光装置33的此些发光元件333整体的顺向电压值总合。由于各发光装置33的顺向电压值落于一变动范围内(即彼此的顺向电压值彼此差距甚小)，故当电源供应器35供应至此些发光装置33的电源时，将使得分流至各发光装置33的电流大小差异在一定程度，以避免造成部分发光装置33的发光元件333因无法被驱动而无法发光。详言之，假设一群组的全部发光装置皆落于变动范围2.9至3.0伏特内，而另一群组的全部发光装置皆落于变动范围3.0至3.1伏特内，则发光模块3的全部发光装置33系选自其中一群组的发光装置，使得发光装置33彼此间的差异得以控制。如此一来，本发明可避免发光装置33因彼此间的驱动特性值差异过大，而使得部分发光装置33无法正常发光。

需说明者，于本实施例中，系使用一顺向电压值代表各发光装置33的驱动特性值。然而，于其他实施例中，亦可使用各发光装置33所具有的一阻抗值作为各发光装置33的驱动特性值，且发光装置33系选自于一群组中的发光装置，其阻抗值系落于一变动范围内。

本发明的第二实施例为一发光模块的制程方法，其流程图如图3所示。详言之，本实施例所述的制程方法系用以制造如第一实施例所述的发光模块3。

如图3所示，于步骤S31中，首先提供多个基板。接着，于步骤S32中，分别于各基板设置多个发光元件，以使各基板与此些发光元件组成一发光装置。如同第一实施例所述，于步骤S32中，当配置此些发光元件于各基板时，基于电路布局，各发光元件的一阳极端系朝向各基板的一第一方向，各发光元件的一阴极端朝向各基板的一第二方向，且该第一方向不同于该第二方向。据此，本发明的发光装置系可依据步骤S31及步骤S32而完成，亦即步骤S31及步骤S32系为本发明的发光装置的制程方法。

于步骤S31及S32后，一定数量个发光装置系已被产生。接着，于步骤S33中，对这些发光装置进行分类，而界定一群组。该群组包含多个发光装置，且该群组中的各发光装置的一驱动特性值系落于一变动范围内。该驱动特性值可为一顺向电压值、一阻抗值或其他相关特性。随后，于步骤S34中，提供一底板，并于步骤S35中，设置该群组的此些发光装置至该底板上。接着，于步骤S36，设置一电源供应器至该底板上并电性连结至此些发光装置，其中该电源供应器用以供应一电源至此些发光装置。

需说明的是，步骤S34及步骤35的执行先后顺序系可对调，亦即可先设置一电源供应器至该底板上，然后再设置该群组的此些发光装置至该底板上，并电性连结至电源供应器。另外，除了上述步骤外，第二实施例亦能执行第一实施例所描述的所有操作及功能。且所属技术领域具有通常知识者可直接了解第二实施例如何基于上述第一实施例以执行此等操作及功能，故不赘述。

综上所述，本发明透过将已知AC LED发光模块1的发光单元13先行制程为一为发光装置，再根据各发光装置的一驱动特性值对此些发光装置进行分类，以使同一群组中的此些发光装置的驱动特性值皆落于一变动范围内。本发明的发光模块系借由选自同一群组的发光装置，以确保各发光装置彼此间的驱动特性值趋于一致，进而解决已知AC LED发光模块的发光装置因彼此驱动特性值差异甚大，而发光不完全的问题。此外，本发明于设置多个发光元件至各基板时，借由特定的电路布局，可使各发光元件的一阳极端朝向各基板的一第一方向，且一阴极端朝向各基板不同于该第一方向的一第二方向，进而使操作设备配置此些发光元件时，不因发光元件间反向连结的情况而需不停地变换方向，以减少配置上的负担。另外，由于本发明已将发光单元先行制程为发光装置，故在实际应用上，将可依发光模块所需的发光功率，决定设置于底板上的发光装置的数量，以满足客制化的需求。

上述的实施例仅用来列举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范围。本发明所属技术领域中的普通技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种发光模块，包括：

一底板；

多个发光装置，设置于该底板上，各发光装置包括：

一基板；以及

多个发光元件，设置于该基板上，各发光元件包含一阳极端以及一阴极端，该阳极端朝向该基板的一第一方向，该阴极端朝向该基板的一第二方向，且该第一方向不同于该第二方向；以及

一电源供应器，设置于该底板上，电性连结至各发光装置，用以供应一电源至各发光装置；

其中，各发光装置的一驱动特性值落于一变动范围内。

2.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该驱动特性值是一顺向电压值，该电源供应器是一交流电源供应器，该电源是一交流电源。

3.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，各发光元件是一红光发光二极管。

4.一种发光模块的制程方法，包括下列步骤：

提供多个基板；

分别于各基板设置多个发光元件，以使各基板与所述发光元件组成一发光装置，其中各发光元件的一阳极端朝向各基板的一第一方向，各发光元件的一阴极端朝向各基板的一第二方向，且该第一方向不同于该第二方向；

界定一群组，其中该群组包含部分所述发光装置，且该群组的所述发光装置的一驱动属性落于一变动范围内；

提供一底板；

设置该群组的所述发光装置至该底板上；以及

设置一电源供应器至该底板上并电性连结至所述发光装置，其中该电源供应器用以供应一电源至所述发光装置。

5.如权利要求4所述的制程方法，其特征在于，该驱动特性值是一顺向电压值，该电源供应器是一交流电源供应器，该电源是一交流电源。

6.如权利要求4所述的制程方法，其特征在于，各发光元件是一红光发光二极管。

7.一种发光装置，包括：

一基板；以及

多个发光元件，设置于该基板上，各发光元件包含一阳极端以及一阴极端，该阳极端朝向该基板的一第一方向，该阴极端朝向该基板的一第二方向，且该第一方向不同于该第二方向。

8.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，各发光元件是一红光发光二极管。

9.一种发光装置的制程方法，包括下列步骤：

提供一基板；以及

分别于各基板设置多个发光元件，以使各基板与所述发光元件组成一发光装置，其中各发光元件的一阳极端朝向该基板的一第一方向，各发光元件的一阴极端朝向该基板的一第二方向，且该第一方向不同于该第二方向。

10.如权利要求9所述的制程方法，其特征在于，各发光元件是一红光发光二极管。

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