TW201640702A - 可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置 - Google Patents

Abstract

一種可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置，包含基板、第一發光二極體、第一螢光層、第二發光二極體、第二螢光層、橋式整流單元與限流單元。基板的頂面包含第一置晶區、第二置晶區與第三置晶區。第一發光二極體設置於第一置晶區上。第一螢光層覆蓋第一發光二極體。第二發光二極體設置於第二置晶區上。第二螢光層覆蓋第二發光二極體。橋式整流單元與限流單元設置於第三置晶區上，橋式整流單元將外接之交流電轉換為直流電，限流單元用以決定第一發光二極體與第二發光二極體是否被點亮。

Description

可直接使用交流電源之發光二極體照明裝 置

本發明是有關於一種發光二極體照明裝置。

發光二極體(Light Emitting Diode，LED)由於具有高亮度、反應速度快、體積小、污染低、高可靠度、適合量產等優點，因此發光二極體在照明領域或是消費性電子產品的開發應用亦將越來越多，目前已將發光二極體廣泛地應用在大型看板、交通號誌燈、手機、掃描器、傳真機之光源以及照明裝置等。基於上述可知，發光二極體的發光效率以及亮度需求將會越來越受到重視，是故高亮度發光二極體的研究開發將是固態照明應用上的重要課題。

發光二極體已經在某些應用領域中取代螢光燈與白熾燈，而作為例如需求高速反應的掃描器燈源、投影裝置的燈源、液晶顯示器的背光源或前光源，汽車儀表板上的照明燈源，交通號誌的燈源以及一般照明裝置的燈 源等等。相較於傳統燈管，發光二極體具有例如體積較小、使用壽命較長、驅動電壓/電流較低、結構強度較高、無汞污染以及高發光效率(節能)等顯著優勢。

為了進一步改善照明裝置的各項特性，相關領域莫不費盡心思開發。如何能較佳地應用發光二極體於照明裝置，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

本發明提供一種可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置，其所發射之光線的平均色溫可依照不同需求調整而改變。

根據本發明一實施方式，一種可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置，包含基板、至少一第一發光二極體、第一螢光層、至少一第二發光二極體、第二螢光層以及控制模組。基板具有頂面，頂面包含第一置晶區、第二置晶區以及第三置晶區。第一發光二極體設置於第一置晶區上。第一螢光層設置於第一置晶區上且覆蓋第一發光二極體。第二發光二極體設置於第二置晶區上。第二螢光層設置於第二置晶區上且覆蓋第二發光二極體。控制模組設置於第三置晶區上，用以電性連接外接電源、第一發光二極體以及第二發光二極體，其中控制模組包含至少一橋式整流單元與至少一限流單元，橋式整流單元用以將外 接之交流電轉換為直流電，限流單元用以決定第一發光二極體與第二發光二極體是否被點亮。

於本發明之一或多個實施方式中，自第一螢光層射出之光線的色溫與自第二螢光層射出之光線的色溫不同。

於本發明之一或多個實施方式中，自第一螢光層射出之光線的色溫為約1000K至約4000K，自第二螢光層射出之光線的色溫為約3000K至約10000K。

於本發明之一或多個實施方式中，其中頂面更包含第四置晶區，發光二極體照明裝置更包含至少一第三發光二極體與第三螢光層。第三發光二極體設置於第四置晶區上，其中控制模組用以電性連接外接電源、第一發光二極體、第二發光二極體以及第三發光二極體，限流單元用以控制第一發光二極體、第二發光二極體以及第三發光二極體，使第一發光二極體、第二發光二極體以及第三發光二極體隨著通過控制模組的電流增加依序被點亮。第三螢光層設置於第四置晶區上且覆蓋第三發光二極體，其中自第一螢光層射出之光線的色溫與自第二螢光層射出之光線的色溫相同，且自第一螢光層射出之光線的色溫與自第三螢光層射出之光線的色溫不同。

於本發明之一或多個實施方式中，頂面更包含第五置晶區，發光二極體照明裝置更包含至少一第四發光二極體與第四螢光層。第四發光二極體設置於第五置晶區上，其中控制模組用以電性連接外接電源、第一發光二極體、第二發光二極體、第三發光二極體以及第四發光二極體，限流單元用以控 制第一發光二極體、第二發光二極體、第三發光二極體以及第四發光二極體，使第一發光二極體、第二發光二極體、第三發光二極體以及第四發光二極體隨著通過控制模組的電流增加依序被點亮。第四螢光層設置於第五置晶區上且覆蓋第四發光二極體，其中自第三螢光層射出之光線的色溫與自第四螢光層射出之光線的色溫相同。

於本發明之一或多個實施方式中，第一置晶區之形狀為圓形，第二置晶區之形狀為環繞第一置晶區之圓環。

於本發明之一或多個實施方式中，第一置晶區之形狀與第二置晶區之形狀分別為相鄰設置之長條狀。

於本發明之一或多個實施方式中，第一置晶區之形狀與第二置晶區之形狀分別為扇形。

本發明上述實施方式藉由使自不同螢光層射出之光線具有不同色溫，於是使用者僅要調整通過限流單元的電流大小以決定每個發光二極體是否要被點亮，便能使發光二極體照明裝置所發射之光線的平均色溫可依照不同需求調整而改變。在此同時，由於發光二極體照明裝置在操作時可以直接使用交流電源，因此發光二極體照明裝置將可以直接適用於家用電源，而不需要使用其他電源轉換裝置，因而使發光二極體照明裝置的適用性與便利性大增。

2‧‧‧線段

100‧‧‧發光二極體照明裝置

110‧‧‧基板

111‧‧‧頂面

112、113、114、115、119‧‧‧置晶區

120‧‧‧發光單元

122、123、124、125‧‧‧發光二極體

132、133、134、135‧‧‧螢光層

140‧‧‧控制模組

141‧‧‧橋式整流單元

142‧‧‧限流單元

200‧‧‧交流電源

第1圖繪示依照本發明一實施方式之可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置的上視示意圖。

第2圖繪示第1圖的發光二極體照明裝置的剖面示意圖，其剖面位置為沿第1圖之線段2。

第3圖繪示第1圖的發光二極體照明裝置的方塊示意圖。

第4圖繪示依照本發明一實施方式之可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置的上視示意圖。

第5圖繪示依照本發明一實施方式之可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置的上視示意圖。

第6圖繪示依照本發明一實施方式之可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置的上視示意圖。

第7圖繪示依照本發明一實施方式之可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置的上視示意圖。

第8圖繪示依照本發明一實施方式之可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置的上視示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依照本發明一實施方式之可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置100的上視示意圖。第2圖繪示第1圖的發光二極體照明裝置100的剖面示意圖，其剖面位置為沿第1圖之線段2。本發明不同實施方式提供一種發光二極體照明裝置100。發光二極體照明裝置100所發射之光線的平均色溫可依照不同需求調整而改變。

如第1圖與第2圖所繪示，發光二極體照明裝置100包含基板110、至少一發光二極體122、螢光層132、133、134、135、至少一發光二極體123、至少一發光二極體124、至少一發光二極體125以及控制模組140。基板110具有頂面111，頂面111包含置晶區112、113、114、115、119。發光二極體122設置於置晶區112上。螢光層132設置於置晶區112上且覆蓋發光二極體122。發光二極體123設置於置晶區113上。螢光層133設置於置晶區113上且覆蓋發光二極體123。發光二極體124設置於置晶區114上。螢光層134設置於置晶區114上且覆蓋發光二極體124。發光二極體125設置於置晶區115上。螢光層132設置於置晶區112上且覆蓋發光二極體122。控制模組140設置於置晶區119上，用以電性連接外接電源與發光二極體122、123、124、125，其中控制模組140包含至少一橋式整流單元141與至少一限流單元142，橋式整流單元141用以將外接之交流電轉換為直流電，限流單元142用以控制發光二極體122、123、124、125，以決定發光二極體 122、123、124、125是否被點亮。舉例來說，限流單元142使發光二極體122、123、124、125隨著通過限流單元142的電流增加依序被點亮。但本發明不以此為限，可根據需求設計不同的點亮方式，例如先點亮發光二極體122、124，或先點亮發光二極體123、125。

第3圖繪示第1圖的發光二極體照明裝置100的方塊示意圖。如第3圖所繪示，橋式整流單元141電性連接外接之交流電源200與限流單元142，在橋式整流單元141將外接之交流電轉換為直流電後，限流單元142接收由橋式整流單元141傳遞而來的直流電，依照此直流電的大小，限流單元142決定發光單元120中的發光二極體122、123、124、125是否要被點亮。

舉例來說，如第1圖與第2圖所繪示，當通過限流單元142的電流為2安培時，僅發光二極體122被點亮；接著，當通過限流單元142的電流自2安培逐漸增加至3安培時，發光二極體123亦被點亮，即發光二極體122、123皆被點亮；然後，當通過限流單元142的電流自3安培逐漸增加至4安培時，發光二極體124亦被點亮，即發光二極體122、123、124皆被點亮；最後，當通過限流單元142的電流自4安培逐漸增加至5安培時，發光二極體125亦被點亮，即發光二極體122、123、124、125皆被點亮。

需要注意的是，以上描述為本實施方式的電路配置，但並不限於此。在其他實施方式中，控制模組140的電路配置並不一定要與本實施方式相同，只要控制模組 140可以將將外接之交流電轉換為直流電，並且可以控制發光二極體122、123、124、125，使發光二極體122、123、124、125隨著通過控制模組140的電流增加依序被點亮即可。

具體而言，自螢光層132射出之光線為混合發光二極體122所發射之光線與部份發光二極體122所發射之光線在通過螢光層132時被螢光層132轉換之光線。自螢光層133射出之光線為混合發光二極體123所發射之光線與部份發光二極體123所發射之光線在通過螢光層133時被螢光層133轉換之光線。自螢光層134射出之光線為混合發光二極體124所發射之光線與部份發光二極體124所發射之光線在通過螢光層134時被螢光層134轉換之光線。自螢光層135射出之光線為混合發光二極體125所發射之光線與部份發光二極體125所發射之光線在通過螢光層135時被螢光層135轉換之光線。

在本實施方式中，自螢光層132射出之光線的色溫與自螢光層133射出之光線的色溫相同，自螢光層134射出之光線的色溫與自螢光層135射出之光線的色溫相同，自螢光層132、133射出之光線的色溫與自螢光層134、135射出之光線的色溫不同，但並不限於此。在其他實施方式中，自螢光層132、133、134、135射出之光線的色溫可以相同或不同，只要自至少其中一個螢光層射出之光線的色溫與自其他螢光層射出之光線的色溫不同即可。

因為自螢光層132、133射出之光線的色溫與自螢光層134、135射出之光線的色溫不同，因此當僅發光二極體122、123、124被點亮或當發光二極體122、123、124、125皆被點亮時具有不同色溫的光線將會混合，因而使當僅發光二極體122被點亮或當僅發光二極體122、123被點亮時發光二極體照明裝置100所發射之光線的平均色溫與當僅發光二極體122、123、124被點亮或當發光二極體122、123、124、125皆被點亮時發光二極體照明裝置100所發射之光線的平均色溫不同。於是，僅要藉由調整外接之交流電的大小，在交流電被轉換為直流電後，限流單元142便依照此直流電的大小決定發光二極體122、123、124、125是否要被點亮，因而使發光二極體照明裝置100所發射之光線的平均色溫可依照不同需求調整而改變。

在此同時，由於發光二極體照明裝置100在操作時可以直接使用交流電源，因此發光二極體照明裝置100將可以直接適用於家用電源(其提供頻率60赫茲的交流電)，而不需要使用其他電源轉換裝置，因而使發光二極體照明裝置100的適用性與便利性大增。

具體而言，自螢光層132、133射出之光線的色溫為約1000K至約4000K，自螢光層134、135射出之光線的色溫為約3000K至約10000K。更具體地說，自螢光層132、133射出之光線的色溫可為約2200K，自螢光層134、135射出之光線的色溫可為約5700K。於是，當僅發光二極體122被點亮時或當僅發光二極體122、123被 點亮時發光二極體照明裝置100所發射之光線的平均色溫為約2200K，當僅發光二極體122、123、124被點亮時發光二極體照明裝置100所發射之光線的平均色溫為約3500K至約4500K，當發光二極體122、123、124、125皆被點亮時發光二極體照明裝置100所發射之光線的平均色溫為約4000K至約5000K。應了解到，以上所舉之螢光層132、133、134、135射出之光線與其混合之光線的色溫僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇螢光層132、133、134、135射出之光線與其混合之光線的色溫。

螢光層132、133、134、135可為封裝膠體，但並不限於此。在其他實施方式中，螢光層132、133、134、135可為貼片並貼附於發光二極體122、123、124、125上。

具體而言，置晶區112之形狀為圓形，置晶區113之形狀為環繞置晶區112之圓環，置晶區114之形狀為環繞置晶區113之圓環，置晶區115之形狀為環繞置晶區114之圓環。

第4圖繪示依照本發明一實施方式之發光二極體照明裝置100的上視示意圖。本實施方式之發光二極體照明裝置100與前一實施方式之發光二極體照明裝置100大致相同，以下僅介紹其相異處。

如第4圖所繪示，置晶區115之形狀為圓形，置晶區114之形狀為環繞置晶區115之圓環，置晶區113之 形狀為環繞置晶區114之圓環，置晶區112之形狀為環繞置晶區113之圓環。

第5圖繪示依照本發明一實施方式之發光二極體照明裝置100的上視示意圖。本實施方式之發光二極體照明裝置100與前述實施方式之發光二極體照明裝置100大致相同，以下僅介紹其相異處。

如第5圖所繪示，置晶區112、113、114、115之形狀分別為扇形，且置晶區112、113、114、115形成一個圓形。置晶區112設置於此圓形的左上角，置晶區113設置於此圓形的左上角，置晶區114設置於此圓形的右下角，置晶區115設置於此圓形的左下角。

第6圖繪示依照本發明一實施方式之發光二極體照明裝置100的上視示意圖。本實施方式之發光二極體照明裝置100與第5圖的發光二極體照明裝置100大致相同，以下僅介紹其相異處。

如第6圖所繪示，置晶區112設置於此圓形的左上角，置晶區113設置於此圓形的右下角，置晶區114設置於此圓形的左下角，置晶區115設置於此圓形的右上角。

第7圖繪示依照本發明一實施方式之發光二極體照明裝置100的上視示意圖。本實施方式之發光二極體照明裝置100與前述實施方式之發光二極體照明裝置100大致相同，以下僅介紹其相異處。

如第7圖所繪示，置晶區112、113、114、115之形狀分別為相鄰設置之長條狀，且置晶區112、113、114、115形成一個矩形。置晶區112設置於此矩形的最上方，置晶區113相鄰於置晶區112且設置於置晶區112之下方，置晶區114相鄰於置晶區113且設置於置晶區113之下方，置晶區115相鄰於置晶區114且設置於置晶區114之下方。

第8圖繪示依照本發明一實施方式之發光二極體照明裝置100的上視示意圖。本實施方式之發光二極體照明裝置100與第7圖的發光二極體照明裝置100大致相同，以下僅介紹其相異處。

置晶區112設置於此矩形的最上方，置晶區114相鄰於置晶區112且設置於置晶區112之下方，置晶區113相鄰於置晶區114且設置於置晶區114之下方，置晶區115相鄰於置晶區113且設置於置晶區113之下方。

從第1圖、第4圖至第8圖可以發現，置晶區112、113、114、115的形狀與相對位置並沒有特別限制，僅要自螢光層132、133、134、135射出之光線可以適當地進行混光即可。

本發明上述實施方式藉由使自螢光層132、133、134、135射出之光線具有不同色溫，於是使用者僅要調整通過限流單元142的電流大小以決定發光二極體122、123、124、125是否要被點亮，便能使發光二極體照明裝置100所發射之光線的平均色溫可依照不同需求調 整而改變。在此同時，由於發光二極體照明裝置100在操作時可以直接使用交流電源，因此發光二極體照明裝置100將可以直接適用於家用電源，而不需要使用其他電源轉換裝置，因而使發光二極體照明裝置100的適用性與便利性大增。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧發光二極體照明裝置

110‧‧‧基板

111‧‧‧頂面

112、113、114、115、119‧‧‧置晶區

132、133、134、135‧‧‧螢光層

140‧‧‧控制模組

141‧‧‧橋式整流單元

142‧‧‧限流單元

Claims (10)

1. 一種可直接使用交流電源之發光二極體照明裝置，包含：一基板，具有一頂面，該頂面包含一第一置晶區、一第二置晶區以及一第三置晶區；至少一第一發光二極體，設置於該第一置晶區上；一第一螢光層，設置於該第一置晶區上且覆蓋該第一發光二極體；至少一第二發光二極體，設置於該第二置晶區上；一第二螢光層，設置於該第二置晶區上且覆蓋該第二發光二極體；以及一控制模組，設置於該第三置晶區上，用以電性連接外接電源、該第一發光二極體以及該第二發光二極體，其中該控制模組包含至少一橋式整流單元與至少一限流單元，該橋式整流單元用以將外接之交流電轉換為直流電，該限流單元用以決定該第一發光二極體與該第二發光二極體是否被點亮。
2. 如請求項1所述之發光二極體照明裝置，其中自該第一螢光層射出之光線的色溫與自該第二螢光層射出之光線的色溫不同。
3. 如請求項1所述之發光二極體照明裝置，其中自該第一螢光層射出之光線的色溫為約1000K至約 4000K，自該第二螢光層射出之光線的色溫為約3000K至約10000K。
4. 如請求項2所述之發光二極體照明裝置，其中該頂面更包含一第四置晶區；更包含：至少一第三發光二極體，設置於該第四置晶區上，其中該控制模組用以電性連接外接電源、該第一發光二極體、該第二發光二極體以及該第三發光二極體，該限流單元用以控制該第一發光二極體、該第二發光二極體以及該第三發光二極體，以決定該第一發光二極體、該第二發光二極體以及該第三發光二極體是否被點亮；以及一第三螢光層，設置於該第四置晶區上且覆蓋該第三發光二極體，其中自該第一螢光層射出之光線的色溫與自該第二螢光層射出之光線的色溫相同，且自該第一螢光層射出之光線的色溫與自該第三螢光層射出之光線的色溫不同。
5. 如請求項4所述之發光二極體照明裝置，其中自該第一螢光層射出之光線的色溫為約1000K至約4000K，自該第三螢光層射出之光線的色溫為約3000K至約10000K。
6. 如請求項4所述之發光二極體照明裝置，其中該頂面更包含一第五置晶區；更包含： 至少一第四發光二極體，設置於該第五置晶區上，其中該控制模組用以電性連接外接電源、該第一發光二極體、該第二發光二極體、該第三發光二極體以及該第四發光二極體，該限流單元用以控制該第一發光二極體、該第二發光二極體、該第三發光二極體以及該第四發光二極體，以決定該第一發光二極體、該第二發光二極體、該第三發光二極體以及該第四發光二極體是否被點亮；以及一第四螢光層，設置於該第五置晶區上且覆蓋該第四發光二極體，其中自該第三螢光層射出之光線的色溫與自該第四螢光層射出之光線的色溫相同。
7. 如請求項6所述之發光二極體照明裝置，其中自該第一螢光層射出之光線的色溫為約1000K至約4000K，自該第三螢光層射出之光線的色溫為約3000K至約10000K。
8. 如請求項1所述之發光二極體照明裝置，其中該第一置晶區之形狀為圓形，該第二置晶區之形狀為環繞該第一置晶區之圓環。
9. 如請求項1所述之發光二極體照明裝置，其中該第一置晶區之形狀與該第二置晶區之形狀分別為相鄰設置之長條狀。
10. 如請求項1所述之發光二極體照明裝置，其中該第一置晶區之形狀與該第二置晶區之形狀分別為扇形。