CN103912806A - 发光模块以及包括该发光模块的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光模块。该发光模块包括：本体；在本体上布置为彼此间隔开的第一发光器件至第M发光器件，其中M为2或更大的整数；以及控制第一发光器件至第M发光器件接通的接通控制器，其中在第一发光器件至第M发光器件中的第m（1≤m≤M）发光器件包括彼此串联连接的第一发光单元至第N发光单元，其中N为2或更大的整数，其中在第一发光单元至第N发光单元中的第n（1≤n≤N）发光单元包括至少一个发光结构，以及接通控制器同时接通或者断开第一发光器件至第M发光器件中的第n发光单元。

Description

发光模块以及包括该发光模块的照明装置
技术领域
本发明的实施方案涉及一种发光模块以及包括该发光模块的照明装置。
背景技术
得益于薄膜生长技术和器件材料的发展，发光器件（如使用III-V族或II-VI族化合物半导体材料的发光二极管或激光二极管）可以产生各种颜色，如红光、绿光、蓝光和紫外光。此外，这些发光器件可以使用荧光材料或通过颜色混合产生高效率白光，并且与常规光源如荧光灯和白炽灯相比，这些发光器件具有如低功耗、半永久性的使用寿命、快速响应时间、稳定和环境友好等优点。
因此，这样的发光器件越来越多地应用于光学通信装置的传输模块、取代冷阴极荧光灯（CCFL）的发光二极管背光装置构成液晶显示（LCD）器件的背光装置、取代荧光灯或白炽灯的使用白光发光二极管的照明装置、车辆的前灯和交通灯。
图1是常规发光模块10的示意性平面图。
图1的发光模块10包括多个发光器件32、34、36、38、42、44、46和48以及控制电路20。发光器件32、34、36、38、42、44、46和48中的每个发光器件均包括串联连接的多个发光结构。在这方面方面，控制电路20根据从外部施加的驱动电压的水平来控制发光器件32、34、36、38、42、44、46和48的接通和断开。即，当驱动电压的水平低时，发光器件32和42接通，随着驱动电压的水平逐渐升高，发光器件32、34、42和44接通，随着驱动电压的水平进一步升高，发光器件32、34、36、42、44和46接通，当驱动电压的水平达到某一水平时，发光器件32、34、36、38、42、44、46和48全部接通。
虽然发光器件如上所述顺序地接通，但是由于如图1所示的发光器件的布置导致常规发光模块10的发光器件32、34、36、38、42、44、46和48的照度均匀度比（uniformity ratio of illumination）和功率消耗不恒定。发明内容
实施方案提供了具有恒定的照度均匀度比和功率消耗的发光模块以及包括该发光模块的照明装置。
在一个实施方案中，发光模块包括：本体；在本体上布置为彼此间隔开的第一发光器件至第M发光器件（其中M为2或更大的整数）；以及控制第一发光器件至第M发光器件的接通的接通控制器，其中在第一发光器件至第M发光器件中的第m（1≤m≤M）发光器件包括彼此串联连接的第一发光单元至第N发光单元（其中N为2或更大的整数），其中在第一发光单元至第N发光单元中的第n（1≤n≤N）发光单元包括至少一个发光结构，以及接通控制器同时接通或者断开第一发光器件至第M发光器件中的第n发光单元。
接通控制器可以根据从外部施加的驱动电压的水平来控制第一发光器件至第M发光器件的接通和断开。
接通控制器可以根据驱动电压的水平顺序地接通或者断开第一发光单元至第N发光单元。
第一发光器件至第M发光器件中的第n发光单元可以彼此并联连接。
第一发光器件至第M发光器件可以在本体上布置为彼此间隔开相等距离。
第一发光器件至第M发光器件可以在本体上布置为彼此间隔开不同距离。
在第一发光器件至第M发光器件之间的间隔距离可以为72°至120°之间，例如，72°、90°或120°。
第一发光器件至第M发光器件可以径向地布置在本体上。
第一发光器件至第M发光器件可以以接通控制器作为中心进行布置。
接通控制器可以包括：第一开关至第M开关，所述第一开关至第M开关布置在第一发光单元至第N发光单元中相邻发光单元之间，从而在相邻发光单元中形成电流流动通过的路径；以及开关控制器，所述开关控制器根据驱动电压的水平控制第一开关至第M开关的开关。
M=N=4。
第一发光器件至第M发光器件中的每个发光器件的第一发光单元至第N发光单元可以布置成彼此接触。
第一发光器件至第M发光器件中的每个发光器件的第一发光单元至第N发光单元可以彼此等距离布置。
接通控制器可以布置在本体的中心或边缘部分处。
第一发光器件至第M发光器件中的第n发光单元的发光结构的发光区域可以具有相同面积。
在另一实施方案中，发光模块包括:本体；在本体上布置为彼此间隔开的第一发光器件至第M发光器件（其中M为2或更大的整数）；将从外部施加的交流信号进行整流以将交流信号转换成纹波信号的整流器；以及根据纹波信号的水平来控制第一发光器件至第M发光器件的接通的接通控制器，其中在第一发光器件至第M发光器件中的第m（1≤m≤M）发光器件包括彼此串联连接的第一发光单元至第N发光单元（其中N为2或更大的整数），以及接通控制器同时接通或者断开第一发光器件至第M发光器件中的第n发光单元。
在另一实施方案中，照明装置包括：壳体；安装在壳体处并且接收电力的连接端子；以及安装在壳体处的发光模块。
附图说明
可以参照如下附图对布置和实施方案进行详细描述，在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，其中：
图1是常规发光模块的示意性平面图；
图2是根据实施方案的发光模块的平面图；
图3是图2的发光模块的电路图；
图4是用于说明图3的接通控制器的操作的波纹电压和波纹电流的波形图，所述图3的接通控制器用以控制包括在第一发光器件、第二发光器件、第三发光器件和第四发光器件的每个发光器件中的第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元和第四发光单元；
图5是根据实施方案的发光器件的平面图；
图6是沿着图5的线A-A’截取的截面图；
图7是沿着图5的线B-B’截取的截面图；
图8是根据另一实施方案的发光器件的平面图；
图9是沿着图8的线C-C’截取的截面图；
图10是图5或图8的发光器件的电路图；以及
图11是根据实施方案的照明装置的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述实施方案。然而，本公开内容可以以多种不同形式来实施并且不应当被解释为受限于本文所阐述的实施方案。而是，提供这些实施方案使得本公开内容是全面且完整的，并且将本公开内容的范围充分传达给本领域技术人员。
应理解当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，其可以直接在该元件“上”或“下”，或者还可以存在一个或更多个中间元件。当元件被称为在“上”或“下”时，基于该元件，可以包括“在元件下”以及“在元件上”。
为了清楚起见以及便于说明，在附图中，可以放大、忽略或示意性地示出每个层的厚度或者尺寸。另外，每个元件的尺寸不完全反映其实际尺寸。
图2是根据实施方案的发光模块100的平面图。
参照图2，发光模块100包括本体110、第一发光器件至第M发光器件（例如，第一发光器件120至第四发光器件150）、接通控制器160和外部功率输入端子172和174。在此，M为2或更大的自然数。
在下文中，为了便于说明，将描述如图2所示的M=4的情况，但是实施方案不限于此。即，下面的描述可以同样适用于M超过4或小于4的情况。
本体110可以由硅氧烷、合成树脂或金属形成。如果本体110由导电材料（如，金属）形成，则本体110的表面可以涂覆有绝缘层（尽管未示出）以防止第一引线框与第二引线框之间的电短路。
第一发光器件120至第四发光器件150在本体110上布置为彼此间隔开。第一发光器件120至第四发光器件150中的每个发光器件均包括彼此串联连接的第一发光单元至第N发光单元。在此，N为2或更大的整数。
在下文中，为了便于说明，将通过示例的方式描述如图2所示的N=4的情况，但是实施方案不限于此。即，下面的描述可以同样适用于N超过4或小于4的情况。
参照图2，第一发光器件120包括彼此串联连接的第一发光单元122、第二发光单元124、第三发光单元126和第四发光单元128；第二发光器件130包括彼此串联连接的第一发光单元132、第二发光单元134、第三发光单元136和第四发光单元138；第三发光器件140包括彼此串联连接的第一发光单元142、第二发光单元144、第三发光单元146和第四发光单元148；第四发光器件150包括彼此串联连接的第一发光单元152、第二发光单元154、第三发光单元156和第四发光单元158。
分别包括在第一发光器件120至第四发光器件150中的第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158中的每个发光单元均包括至少一个发光结构。例如，第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148、158中的每个发光单元均可以包括彼此串联连接的多个发光结构。发光结构可以实施为例如发光二极管LED。LED可以包括配置成发射红光、绿光、蓝光或白光的彩色LED和配置成发射紫外（UV）光的紫外（UV）LED。这些发光器件、发光单元和发光结构的形状将在下面参照图5至图9详细描述。
参照图2，第一发光器件120至第四发光器件150可以在本体110上布置成彼此间隔开相等距离θ1、θ2、θ3和θ4。第一发光器件120至第四发光器件150之间的间隔距离可以在72°至120°之间。如图2所示，如果M=4，则第四发光器件150与第一发光器件120之间的间隔距离θ1、第一发光器件120与第二发光器件130之间的间隔距离θ2、第二发光器件130与第三发光器件140之间的间隔距离θ3、以及第三发光器件140与第四发光器件150之间的间隔距离θ4可以为90°。在另一实施方案中，如果M=3，则在第一发光器件至第三发光器件之间的间隔距离可以为120°，如果M=5，则在第一发光器件至第五发光器件之间的间隔距离可以为72°。
此外，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140与第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158可以彼此等距离布置。例如，如图2所示，具有四方平面形状的第一发光器件120的第一发光单元122、第二发光单元124、第三发光单元126和第四发光单元128可以通过彼此接触以恒定形式布置，第二发光器件130的第一发光单元132、第二发光单元134、第三发光单元136和第四发光单元138可以通过彼此接触以恒定形式布置，第三发光器件140的第一发光单元142、第二发光单元144、第三发光单元146和第四发光单元148可以通过彼此接触以恒定形式布置，第四发光器件150的第一发光单元152、第二发光单元154、第三发光单元156和第四发光单元158可以通过彼此接触以恒定形式布置.
第一发光器件120至第四发光器件150彼此可以以不同的距离（不相等的距离）布置在本体110上。即，间隔距离θ1、θ2、θ3和θ4可以彼此不同。
此外，如图2所示，第一发光器件120至第四发光器件150可以关于接通控制器160沿着径向方向彼此等距离布置，但是实施方案不限于此。
接通控制器160控制第一发光器件120与第四发光器件150接通。在这方面在这方面，接通控制器160可以同时控制第一发光器件120至第四发光器件150中的每个发光器件的第n发光单元接通和断开。在此，1≤n≤N。接通控制器160根据经由外部功率输入端子172和174从外部施加的驱动电压的水平来控制第一发光器件120至第四发光器件150的接通或者断开。
参照图2，接通控制器160布置在本体110的中心处，但是实施方案不限于此。即，接通控制器160可以布置在本体110的边缘部分处，而未布置在本体110的中心处。
在下文中，将参照图3和图4描述接通控制器160的控制操作。
图3是根据实施方案的图2的发光模块100的电路图。尽管图3示出了第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158中的每个发光单元均包括彼此串联连接的四个发光结构D，但是实施方案不限于此。即，下面的描述可以同样适用于发光结构D的数目小于4或超过4的情况。
参照图3，发光模块100包括第一发光器件120至第四发光器件150、接通控制器160、外部驱动电源170、保险丝176和整流器178。在图2的发光模块100中，未示出在接通控制器160与外部功率输入端子172和174之间的导线连接、接通控制器160与第一发光器件120至第四发光器件150之间的导线连接，以及第一发光器件120至第四发光器件150之间的导线连接，但在图3中示出了这样的导线连接。
外部驱动电源170供给交流（AC）信号作为驱动电压。在这方面，AC信号可以是具有100V或200V的有效值和50Hz至60Hz的频率的AC电压Vac。
保险丝176用于保护图2的发光模块100免受从外部驱动电源170供给的瞬时高AC信号的损害。即，当输入瞬时高AC信号时，保险丝176断开以保护发光器件100。对于该操作，保险丝176可以布置在外部驱动电源170与整流器178之间。
整流器178可以为全波二极管桥式电路，该全波二极管桥式电路对从外部驱动电源170供给的AC信号进行整流并且将经整流的AC信号转换成纹波信号。全波二极管桥式电路可以包括四个桥式二极管BD1、BD2、BD3和BD4。全波二极管桥式电路是众所周知的，因此在本文中省略其详细描述。
在这方面，发光模块100还可以包括平滑器（未示出），该平滑器实现对从整流器178输出的纹波信号进行平滑以将纹波信号转换成直流（DC）信号并且输出所得到的DC信号。平滑器可以布置在整流器178与接通控制器160之间，以及布置在整流器178与第一发光器件120至第四发光器件150中的每个发光器件之间。
在纹波信号的水平从低值增加到高值的相位区间内，随着纹波信号的水平增加，接通控制器160增加了相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158中接通的数目。此外，在纹波信号的水平从高值降低到低值的相位区间内，随着纹波信号的水平降低，接通控制器160减少了相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158中接通的数目。
对于该操作，接通控制器160可以包括第一开关S1至第N开关SN，（例如，第一开关S1至第四开关S4）和开关控制器162。提供图3的接通控制器160仅用于说明的目的。即，接通控制器160可以具有多种电路构造，只要接通控制器160可以根据波纹电压的水平变化来控制第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158的接通或者断开。
第一开关S1至第四开关S4中的每个开关均布置在相邻发光单元之间以在相邻发光单元中形成电流流动通过的路径。这将在下面详细描述。
第一开关S1连接在共同参比电位179（例如，接地电压）与通道CH1之间，所述通道CH1在相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的相邻的第一发光单元与第二发光单元122与124、132与134、142与144、以及152与154之间，并且第一开关S1在开关控制器162的控制下进行开关以形成电流从第一发光单元122、132、142和152到第二发光单元124、134、144和154流动通过的路径。
第二开关S2连接在共同参比电位179与通道CH2之间，所述通道CH2在相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的相邻的第二发光单元与第三发光单元124与126、134与136、144与146，以及154与156之间，并且第二开关S2在开关控制器162的控制下进行开关以形成电流从第二发光单元124、134、144和154到第三发光单元126、136、146和156流动通过的路径。
第三开关S3连接在共同参比电位179与通道CH3之间，所述通道CH3在相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的相邻的第三发光单元与第四发光单元126与128、136与138、146与148、以及156与158之间，并且第三开关S3在开关控制器162的控制下进行开关以形成电流从第三发光单元126、136、146和156到第四发光单元128、138、148和158流动通过的路径。
第四开关S4连接在共同参比电位179与相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第四发光单元128、138、148和158的通道CH4之间，并且第四开关S4在开关控制器162的控制下进行开关以形成电流从第四发光单元128、138、148和158到共同参比电位179流动通过的路径。
对于该操作，第一开关S1至第四开关S4中的每个开关均可以为双极晶体管或场效应晶体管等。当第一开关S1至第四开关S4中的每个开关均实施为双极晶体管时，双极晶体管的基极（base）可以连接到从开关控制器162输出的开关控制信号。在另一实施方案中，当第一开关S1至第四开关S4中的每个开关均实施为场效应晶体管时，场效应晶体管的栅极可以连接到从开关控制器162输出的开关控制信号。
开关控制器162根据纹波信号的水平产生开关控制信号来控制第一开关S1至第四开关S4的开关（即，断开/闭合）。
尽管未示出，但是发光模块100还可以包括限流电阻器、电压调节器、时钟发生器、复位器和计数器。
限流电阻器可以布置在开关控制器162与第一开关S1至第四开关S4中的每个开关之间，电压调节器可以对纹波信号的水平进行调节以将经调节的纹波信号输出到开关控制器162，而且电压调节器也可以布置在整流器178与开关控制器162之间。此外，时钟发生器用于向开关控制器162供给时钟信号，复位器用于当功率切断或输入时对开关控制器162的操作进行复位。计数器对通过时钟发生器产生的时钟的数目进行计数。通过计数器计数的时钟的数目与波纹电压的瞬时值彼此匹配并且（以查表的形式）存储在包括在开关控制器162中的存储装置（未示出）中。当通过电压调节器调节的电压的瞬时值达到最小水平MIN时的时刻为计数器开始计数操作的时刻。这用于使得开关控制器162能够产生信号以根据通过计数器计数的时钟的数目来断开第一开关S1至第四开关S4中的相应开关。
在下文中，将参照附图描述具有图3所示的构造的发光模块100的接通控制器160的操作。在这方面，虽然描述了以上所述的纹波信号为波纹电压，但是实施方案不限于此。
图4是用于说明接通控制器160的操作的波纹电压V和波纹电流I的波形图，所述接通控制器160用来控制分别包括在第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158。在此，在波纹电压V与波纹电流I的曲线图之下示出的波形表示从开关控制器162输出到相应开关的开关控制信号。即，如果开关控制信号为“ON（接通）”，则相应开关接通，如果开关控制信号为“OFF（断开）”，则相应开关断开。
参照图3和图4，第一发光器件120至第四发光器件150可以以如下方式设置：当波纹电压为V1至小于V2时，则相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的第一发光单元122、132、142和152接通；当波纹电压为V2至小于V3时，则除第一发光单元122、132、142和152之外，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的第二发光单元124、134、144和154也接通；当波纹电压为V3至小于V4时，则除第一发光单元122、132、142和152以及第二发光单元124、134、144和154之外，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的第三发光单元126、136、146和156也接通；当波纹电压为V4或更大时，则相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158全部接通。
如此，开关控制器162响应于开关控制信号而开关第一开关S1至第四开关S4，使得在波纹电压从低水平增加到高水平的相位区间内，根据波纹电压的水平变化来增加第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158的接通的数目。
此外，开关控制器162响应于开关控制信号而开关第一开关S1至第四开关S4，使得在波纹电压从高水平降低到低水平的相位范围内，根据波纹电压的水平变化来减少第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158的接通的数目。
首先，在其中开关控制器162通过复位器被复位的状态下，从整流器178输出的波纹电压被输出到开关控制器162以及相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的第一发光单元122、132、142和152。在该复位期间，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158全部断开。下面将描述通过开关控制器162根据波纹电压的水平来开关第一开关S1至第四开关S4。
在复位之后，当波纹电压达到驱动启动值（时间t1）时，接通控制器160的开关控制器162断开第一开关S1至第四开关S4的全部。
之后，当波纹电压达到V1（时间t2）时，开关控制器162仅接通第一开关S1并且断开第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4的全部。因此，波纹电压被施加到相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152，从而在其中形成电流路径，因此相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的仅第一发光单元122、132、142和152的接通被启动。
之后，当波纹电压达到V2（时间t3）时，开关控制器162仅接通第二开关S2并且断开第一开关S1、第三开关S3和第四开关S4的全部。因此，波纹电压被施加到相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152和第二发光单元124、134、144和154，从而在其中形成电流路径，因此相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152和第二发光单元124、134、144和154全部被接通。
之后，当波纹电压达到V3（时间t4）时，开关控制器162仅接通第三开关S3并且断开第一开关S1、第二开关S2和第四开关S4。因此，波纹电压被施加到相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152至第三发光单元126、136、146和156，从而在其中形成电流路径，因此相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152至第三发光单元126、136、146和156全部被接通。
之后，当波纹电压达到V4（时间t5）时，开关控制器162仅接通第四开关S4并且断开第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3。因此，波纹电压被施加到相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152至第四发光单元128、138、148和158，从而其中形成电流路径，因此相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152至第四发光单元128、138、148和158全部被接通。
之后，当波纹电压达到最大水平MAX，然后降低至V4（时间t6）时，开关控制器162接通第三开关S3并且断开第一开关S1、第二开关S2和第四开关S4。因为波纹电压的水平低于V4，所以相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第四发光单元128、138、148和158断开，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的仅第一发光单元122、132、142和152至第三发光单元126、136、146和156保持接通。
之后，当波纹电压再次达到V3（时间t7）时，开关控制器162仅接通第二开关S2并且断开第一开关S1、第三开关S3和第四开关S4。因为波纹电压的水平低于V3，所以相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158断开，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的仅第一发光单元122、132、142和152以及第二发光单元124、134、144和154保持接通。
之后，当波纹电压再次达到V2（时间t8）时，开关控制器162仅接通第一开关S1并且断开第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4。因为波纹电压的水平低于V2，所以相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第二发光单元124、134、144和154至第四发光单元128、138、148和158断开，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的仅第一发光单元122、132、142和152保持接通。
之后，当波纹电压再次达到V1（时间t9）时，波纹电压的水平低于V1，因此相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152至第四发光单元128、138、148和158全部断开。
如上所述，接通控制器160根据波纹电压的水平顺序地接通或者断开相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158。
这样，根据实施方案，假设M=N=4，第一发光器件120至第四发光器件150分别被划分成第一发光单元122、132、142和152至第四发光单元128、138、148和158，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第n发光单元122、132、142和152，124、134、144和154，126、136、146和156，128、138、148和158彼此并联连接，从而被同时接通或者断开。因此，当波纹电压的水平增加或者降低时，在图2中示出的第一发光器件120至第四发光器件150可以呈现出相同的亮度。即，相应第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150的第一发光单元122、132、142和152、第二发光单元124、134、144和154、第三发光单元126、136、146和156以及第四发光单元128、138、148和158被同时接通或者断开。因此，根据实施方案的发光模块100可以具有增强的照度均匀度比，并且发光模块100的第一发光器件120至第四发光器件150可以消耗恒定功率。
在下文中，将参照附图描述图2和图3中示出的第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150。在这方面，如上所述，假设包括在第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中每一个的发光结构D的数目为16，第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中每个发光器件中的发光单元的数目为4，并且每个发光单元包括四个发光结构D。
图5是根据实施方案的发光器件200A的平面图。图6是沿着图5的线A-A’截取的截面图。图7是沿着图5的线B-B’截取的截面图。
图5的发光器件200A对应于图2和图3中示出的第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的每个发光器件。
参照图5至图7，发光器件200A包括第一电极部210、至少一个中间焊盘（pad）（例如，212A、214A和216A）、第二电极部218、连接电极220-1至220-I（其中I为1或更大的自然数（I≥1））、衬底230、缓冲层240、绝缘层250、限定为多个发光区域P1至PJ（其中，J>1并且J=I+1（在此，J为自然数））的多个发光结构260以及导电层270。
衬底230可以由适于生长半导体材料的材料（例如，载体晶片）形成。此外，衬底230可以由具有极好的热导率的材料形成，并且衬底230可以为导电衬底或绝缘衬底。例如，衬底230可以由选自蓝宝石（Al2O3）、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3和GaAs中的至少一种材料制成。衬底230可以在其上表面处设置有不平坦图案化部分（未示出）。
缓冲层240布置在衬底230与发光结构260之间，并且可以使用III-V族化合物半导体形成。缓冲层240减小衬底230与发光结构260之间的晶格常数差。
发光结构260可以为发光的半导体层，每个发光结构260可以包括第一导电型半导体层262、有源层264和第二导电型半导体层266。发光结构260可以具有如下结构：其中在衬底230上顺序地堆叠有第一导电型半导体层262、有源层264、和第二导电型半导体层266。
第一导电型半导体层262可以由半导体化合物形成。第一导电型半导体层262可以由III-V族或II-VI族化合物半导体形成，并且可以掺杂有第一导电型掺杂剂。
例如，第一导电型半导体层262可以包括具有式InxAlyGa(1-x-y)N（其中0≤x≤1，0≤y≤1并且0≤x+y≤1）的半导体。例如，第一导电型半导体层262可以包括InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任意一种并且可以掺杂有n型掺杂剂（例如，Si、Ge或Sn等）。
有源层264可以布置在第一导电型半导体层262与第二导电型半导体层266之间，并且可以通过分别从第一导电型半导体层262和第二导电型半导体层266供给的电子和空穴的复合产生的能量来生成光。
有源层264可以由半导体化合物（例如，III-V族或II-VI族化合物半导体）形成，并且可以包括双异质结构、单阱结构、多阱结构、量子线结构或量子点结构等。
当有源层264具有量子阱结构时，例如，有源层264可以具有包括由式为InxAlyGa(1-x-y)N（其中0≤x≤1，0≤y≤1并且0≤x+y≤1）的化合物形成的阱层和由式InaAlbGa(1-a-b)N（其中0≤a≤1，0≤b≤1并且0≤a+b≤1）的化合物形成的势垒层的单量子阱结构或多量子阱结构。阱层可以由具有比势垒层的能带隙低的能带隙的材料形成。
第二导电型半导体层266可以由半导体化合物形成。第二导电型半导体层266可以由III-V族化合物半导体或II-VI族化合物半导体等形成，并且可以掺杂有第二导电型掺杂剂。
例如，第二导电型半导体层266可以包括具有式为InxAlyGa(1-x-y)N（其中0≤x≤1，0≤y≤1并且0≤x+y≤1）的半导体材料。例如，第二导电型半导体层266可以包括GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP中的任意一种，并且可以掺杂有p型掺杂剂（例如，Mg、Zn、Ca、Sr或Ba）。
发光结构260的第一导电型半导体层262可以部分露出。即，第二导电型半导体层266、有源层264、第一导电型半导体层262可以被部分蚀刻以露出第一导电型半导体层262的一部分。在这方面，通过台面蚀刻露出的第一导电型半导体层262的露出表面可以布置成低于有源层264的下表面。
在有源层264与第一导电型半导体层262之间或者在有源层264与第二导电型半导体层266之间可以布置有导电包覆层（未示出），并且导电包覆层可以由氮化半导体形成（例如，AlGaN）。
发光结构260还可以包括在第二导电型半导体层266下方的第三导电型半导体层（未示出），并且第三导电型半导体层可以具有与第二导电型半导体层266的导电类型相反的导电类型。
第一导电型半导体层262可以为n型，并且第二导电型半导体层266可以为p型，并且在另一实施方案中，第一导电型半导体层262可以为p型，并且第二导电型半导体层266可以为n型。因此，发光结构260可以包括n-p结结构、p-n结结构、n-p-n结结构或p-n-p结结构中的至少一种。
发光结构260可以包括彼此间隔开的多个发光区域P1至PJ和边界区域S。在这方面，边界区域S可以为布置在发光区域P1至PJ之间的区域。在另一实施方案中，边界区域S可以为布置在相应发光区域P1至PJ周围的区域。边界区域S可以包括为了将发光结构260限定为发光区域P1至PJ而通过台面蚀刻发光结构260从而部分露出第一导电型半导体层262的区域。
形成为单个芯片的发光结构260分别对应于通过边界区域S限定的发光区域P1至PJ。例如，图5的第一发光区域P1至第十六发光区域P16可以对应于包括在图3的第一发光器件120、第二发光器件130、第三发光器件140和第四发光器件150中的16个发光结构。
导电层270布置在第二导电型半导体层266上。导电层270可以降低总反射并且为高度光学透射的，从而可以增加从有源层264向第二导电型半导体层266发射的光的提取效率。导电层270可以使用相对于发光波长具有高透光率且透明的氧化物基材料（例如，铟锡氧化物（ITO）、锡氧化物（TO）、铟锌氧化物（IZO）、铟锌锡氧化物（IZTO）、铟铝锌氧化物（IAZO）、铟镓锌氧化物（IGZO）、铟镓锡氧化物（IGTO）、铝锌氧化物（AZO）、铝锡氧化物（ATO）、镓锌氧化物（GZO）、IrOX、RuOX、RuOX/ITO、Ni、Ag、Ni/IrOX/Au或Ni/IrOX/Au/ITO）的至少一种形成为单层或多层。
绝缘层250布置在发光区域P1至PJ和边界区域S上。绝缘层250可以由光学透射和绝缘材料（例如，SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4或Al2O3）形成。例如，绝缘层250可以覆盖发光区域P1至PJ和边界区域S的上表面和侧表面。
第一电极部210布置在发光区域P1至PJ中的任意一个发光区域（例如，第一发光区域P1）的第二导电型半导体层266或导电层270上。
第一电极部210可以接触第二导电型半导体层266或导电层270。例如，第一电极部210可以接触彼此串联连接的发光区域（例如，第一发光区域P1至第十二发光区域P12）中的第一发光区域P1的导电层270。
第一电极部210可以包括与用于供给第一功率的导线（未示出）接合的第一焊盘。例如，第一电极部210可以布置在绝缘层250上，并且具有通过穿透绝缘层250接触导电层270的部分。
第二电极部218可以布置在发光区域P1至PJ中的任意一个发光区域（例如，第十六发光区域P16）的第一导电型半导体层262上并且接触第一导电型半导体层262。第二电极部218可以包括与用于供给第二功率的导线（未示出）接合的第二焊盘。在图5中示出的实施方案中，第二电极部218可以用作第二焊盘。
发光器件200A的串联连接的发光区域P1至PJ按升序排列称为第一发光区域至第J发光区域。即，第一电极部210位于的发光区域称为第一发光区域P1，第二电极部218位于的发光区域称为第J发光区域PJ。
连接电极220-1至220-I布置在绝缘层250上，并且将第一发光区域P1至第J发光区域PJ串联电连接。例如，连接电极220-1至220-I可以从布置有第一电极部210的第一发光区域P1开始到布置有第二电极部218的第J发光区域PJ结束而将第一发光区域P1至第J发光区域PJ串联连接。
例如，第i连接电极220-i（其中1≤i≤I）可以将相邻的第i发光区域Pi与第i+1发光区域Pi+1，具体为第i发光区域Pi的第一导电型半导体层262与第i+1发光区域Pi+1的导电层270电连接。在省略导电层270的另一实施方案中，第i连接电极220-I可以将第i发光区域Pi的第一导电型半导体层262电连接到第i+1发光区域Pi+1的第二导电型半导体层266。
参照图5至图7，第i连接电极220-i可以布置在第i发光区域Pi、第i+1发光区域Pi+1和在第i发光区域Pi与第i+1发光区域Pi+1之间的边界区域S上。此外，第i连接电极220-i可以具有通过穿透绝缘层250而接触第i+1发光区域Pi+1的导电层270（或第二导电型半导体层266）的至少一个第一部分220A。在图5中示出的通过实线表示的圆圈表示连接电极220-1至220-I的第一部分220A。绝缘层250可以布置在发光结构260与边界区域S中的连接电极220-1至220-I之间。
此外，第i连接电极220-i可以具有通过穿透第i发光区域Pi的绝缘层250、导电层270、第二导电型半导体层266和有源层264而接触第一导电型半导体层262的至少一个第二部分220B。在图5中示出的通过虚线表示的圆圈表示连接电极220-1至220-I的第二部分220B。
在这方面，绝缘层250可以布置在连接电极220-1至220-I与导电层270之间、连接电极220-1至220-I的第二部分220B与第二导电型半导体层266之间、以及连接电极220-1至220-I的第二部分220B与有源层264之间。
绝缘层250可以将第i连接电极220-i与第i发光区域Pi的导电层270、第二导电型半导体层266和有源层164电隔离。例如，参照图7，绝缘层250可以用于将第六连接电极220-6与第六发光区域P6的导电层270、第二导电型半导体层266和有源层164电隔离。
第i连接电极220-i的第二部分220B的下表面220C可以布置成低于有源层264的下表面264A。第二部分220B可以采用填充有电极材料的孔或沟槽的形式。
同时，假设包括在发光单元中的发光结构的数目为k（在图3中k=4），中间焊盘212A、214A和216A可以布置在第k+1发光区域、第2K+1发光区域，…，以及第(N-1)k+1发光区域中。在这方面，N表示包括在每个发光器件中的发光单元的数量。参照图3和图5，因为N=k=4，所以中间焊盘212A、214A和216A可以分别布置在第五发光区域P5、第九发光区域P9和第十三发光区域P13中。中间焊盘212A、214A和216A可以布置在绝缘层250上并且电连接到第二导电型半导体层266或导电层270。中间焊盘212A、214A和216A可以为分别连接到图3中示出的通道CH1、CH2和CH3的区域。
此外，绝缘层250可以布置在中间焊盘212A、214A和216A与导电层270之间，并且中间焊盘212A、214A和216A可以连接到布置在相同发光区域（例如，第五发光区域P5、第九发光区域P9和第十三发光区域P13）中的连接电极220-4、220-8和220-12。例如，参照图6，布置在第十三发光区域P13的绝缘层250上的第一中间焊盘216A可以连接到布置在相同发光区域（例如，第十三发光区域P13）中的第十二连接电极220-12的端部。
图8是根据另一实施方案的发光器件200B的平面图。图9是沿着图8的线C-C’截取的截面图。
根据另一实施方案，中间焊盘212B、214B和216B的一部分可以通过穿透绝缘层250而直接连接到导电层270。在这方面，布置在相同发光区域中的中间焊盘和连接电极可以通过导电层270而间接地彼此电连接。例如，参照图8，中间焊盘212B和连接电极220-4经由导电层270而间接地彼此电连接。中间焊盘214B和连接电极220-8经由导电层270而间接地彼此电连接。中间焊盘216B和连接电极220-12经由导电层270而间接地彼此电连接。参照图9，中间焊盘216B的一部分通过穿透绝缘层250而直接电连接到导电层270。正因如此，布置在相同发光区域（即，第十三发光区域P13）中的中间焊盘216B与第十二连接电极220-12可以经由导电层270而间接地彼此电连接。除了这些差异之外，图8的发光器件200B包括与图5的发光器件200A相同的元件，图9的发光器件200B包括与图6的发光器件200A相同的元件，从而贯穿附图相同的附图标记表示相同的元件。因此，本文中将省略其详细描述。
图10是图5的发光器件200A或图8的发光器件200B的电路图。参照图5、图8和图10，发光器件200A和200B中的每个发光器件可以具有共用的（－）端子（例如一个第二焊盘218），可以具有至少两个（+）端子（例如，中间焊盘212、214或216中的至少一个和第一焊盘210）。在这方面，中间焊盘212对应于图5和图8中示出的中间焊盘212A和212B，中间焊盘214对应于图5和图8中示出的中间焊盘214A和214B，以及中间焊盘216对应于图5和图8中示出的中间焊盘216A和216B。
第一焊盘210连接到图3的整流器178，中间焊盘212、214和216分别连接到通道CH1、CH2和CH3，并且第二焊盘218连接到通道CH4。
第一发光区域P1至第J发光区域PJ通过第一连接电极220-1至第I连接电极220-I顺序地串联连接。即，第一发光区域P1至第J发光区域PJ可以从布置有第一电极部210的第一发光区域P1开始到布置有第二电极部218的第J发光区域PJ顺序地串联连接。
顺序地串联连接的第一发光区域P1至第J发光区域PJ可以限定作为第一发光单元至第N发光单元的发光区域。在这方面，第一发光区域P1至第J发光区域PJ可以包括在不同发光单元中。参照图3，在发光器件120、130、140和150中的每个发光器件中，发光区域（例如，第一发光区域P1至第四发光区域P4）可以包括在第一发光单元122、132、142和152中，发光区域（例如，第五发光区域P5至第八发光区域P8）可以包括在第二发光单元124、134、144和154中，发光区域（例如，第九发光区域P9至第十二发光区域P12）可以包括在第三发光单元126、136、146和156中，以及发光区域（例如，第十三发光区域P13至第十六发光区域P16）可以包括在第四发光单元128、138、148和158中。
分别包括在发光单元122、132、142和152至128、138、148和158中的发光区域可以通过连接电极220-1至220-I或中间焊盘212、214和216彼此串联连接。
包括在相同发光单元中的发光区域同时被驱动，或者同时不被驱动，因此，当发光单元中的任意一个发光单元被驱动时，在相应驱动发光单元的发光区域中形成均匀电流分布。因此，为了增加发光效能，发光单元的发光区域可以具有相同面积。
可以在从根据实施方案的发光模块发射的光的光学路径上布置光学构件，例如，导光板、棱镜片、扩散片或荧光片等。发光模块和光学构件可以起到背光装置或照明装置的作用。例如，照明系统可以包括背光装置、照明装置、指示装置、灯和街灯等。
图11是示出根据实施方案的照明装置400的透视图。给出图11的照明装置400作为照明系统的一个实施例，但实施方案不限于此。
在该实施方案中，照明装置400可以包括壳体410、安装在壳体410处用于从外部电源接收电力的连接端子420、以及安装在壳体410处的发光模块装置430。
壳体410可以由具有良好散热特性的材料形成。例如，壳体410可以由金属或树脂形成。
发光模块装置430可以包括板432、和安装在板432上的至少一个发光器件300。
板432可以由通过在绝缘体上印刷电路图案形成。例如，板432可以包括一般印刷电路板（PCB）、金属芯PCB、柔性PCB和陶瓷PCB等。
此外，板432可以由有效反光的材料形成，或者板432可以具有有效反光的着色表面，例如，白色表面或银色表面。
至少一个发光器件300可以安装在板432上。发光模块装置430可以对应于图2或图3的发光模块100，板432可以对应于图2的本体110，发光器件300可以对应于在图2和图5至图9中示出的发光器件120、130、140、150、200A和200B之一。
发光模块装置430可以是各种发光器件300的组合以获得期望的颜色和亮度。例如，为了获得高显色指数（CRI），可以将白色发光二极管、红色发光二极管和绿色发光二极管组合布置。
连接端子420可以电连接到发光模块装置430以供给功率。在该实施方案中，连接端子420被螺旋安装并且以插座耦接方式耦接到外部电源，但是实施方案不限于此。例如，连接端子420可以采用插销的形式以被插入外部电源中，或者可以经由导线连接到外部电源。
如根据以上描述所清楚看到的，根据根据实施方案的发光模块，第一发光器件至第M（其中M为2或更大的整数）发光器件中的每个发光器件被划分成第一发光单元至第N（其中N为2或更大的整数，1≤n≤N）发光单元以同时接通或者断开每个发光器件中的第n发光单元。从而，所有发光器件呈现出恒定水平的亮度，与从外部供给的功率的水平无关，因此增强了照度均匀度比，并且每个发光器件具有恒定的功率消耗。
虽然已经参照大量示例性实施方案对实施方案进行了描述，但是应当理解，本领域技术人员可以在本公开内容的原理的精神和范围内设计出大量其他的修改和实施方案。更具体地，可以在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内对主题组合布置的组成部件和/或布置进行各种变化和修改。除了组成部件和/或布置方面的变化和修改之外，替代性用途对于本领域技术人员来说也是明显的。

Claims (18)

1.一种发光模块，包括：
本体；
在所述本体上布置为彼此间隔开的第一发光器件至第M发光器件，其中M为2或更大的整数；以及
控制所述第一发光器件至所述第M发光器件的接通的接通控制器，
其中在所述第一发光器件至所述第M发光器件中的第m（1≤m≤M）发光器件包括彼此串联连接的第一发光单元至第N发光单元，其中N为2或更大的整数，
其中在所述第一发光单元至所述第N发光单元中的第n（1≤n≤N）发光单元包括至少一个发光结构，以及
所述接通控制器同时接通或者断开所述第一发光器件至所述第M发光器件中的第n发光单元。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其中所述接通控制器根据从外部施加的驱动电压的水平来控制所述第一发光器件至所述第M发光器件的接通和断开。
3.根据权利要求2所述的发光模块，其中所述接通控制器根据所述驱动电压的水平顺序地接通或者断开所述第一发光单元至所述第N发光单元。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中所述第一发光器件至所述第M发光器件中的所述第n发光单元彼此并联连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中所述第一发光器件至所述第M发光器件在所述本体上布置为彼此间隔开相等距离。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中所述第一发光器件至所述第M发光器件在所述本体上布置为彼此间隔开不同距离。
7.根据权利要求5所述的发光模块，其中在所述第一发光器件至所述第M发光器件之间的间隔距离为72°至120°。
8.根据权利要求5所述的发光模块，其中所述第一发光器件至所述第M发光器件径向地布置在所述本体上。
9.根据权利要求8所述的发光模块，其中所述第一发光器件至所述第M发光器件以所述接通控制器作为中心进行布置。
10.根据权利要求2和3中任一项所述的发光模块，其中所述接通控制器包括：
第一开关至第M开关，所述第一开关至所述第M开关布置在所述第一发光单元至所述第N发光单元中相邻发光单元之间，从而在所述相邻发光单元中形成电流流动通过的路径；以及
开关控制器，所述开关控制器根据所述驱动电压的水平控制所述第一开关至所述第M开关的开关。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中M=N=4。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中所述第一发光器件至所述第M发光器件中的每个发光器件的所述第一发光单元至所述第N发光单元布置成彼此接触。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中所述第一发光器件至所述第M发光器件中的每个发光器件的所述第一发光单元至所述第N发光单元彼此等距离布置。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中所述接通控制器布置在所述本体的中心处。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中所述接通控制器布置在所述本体的边缘部分处。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中所述第一发光器件至所述第M发光器件中的所述第n发光单元的所述发光结构的发光区域具有相同面积。
17.一种发光模块，包括：
本体；
在所述本体上布置为彼此间隔开的第一发光器件至第M发光器件，其中M为2或更大的整数；
将从外部施加的交流信号进行整流以将所述交流信号转换成纹波信号的整流器；以及
根据所述纹波信号的水平来控制所述第一发光器件至所述第M发光器件的接通的接通控制器，
其中在所述第一发光器件至所述第M发光器件中的第m（1≤m≤M）发光器件包括彼此串联连接的第一发光单元至第N发光单元，其中N为2或更大的整数，以及
所述接通控制器同时接通或者断开所述第一发光器件至所述第M发光器件中的第n发光单元。
18.一种照明装置，包括：
壳体；
安装至所述壳体并且接收电力的连接端子；以及
安装至所述壳体的根据权利要求1所述的发光模块。
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