TWI590704B - 照明裝置 - Google Patents

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TWI590704B
TWI590704B TW102134309A TW102134309A TWI590704B TW I590704 B TWI590704 B TW I590704B TW 102134309 A TW102134309 A TW 102134309A TW 102134309 A TW102134309 A TW 102134309A TW I590704 B TWI590704 B TW I590704B
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李奉振
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Description

照明裝置 【相關申請案的交叉參考】
本申請案主張2012年9月24日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2012-0106041號以及2013年3月27日申請的韓國專利申請案第10-2013-0032811號的優先權及權益，所述專利申請案的全部揭露內容以引用的方式併入本文中。
本發明概念是關於照明裝置。
發光二極體(light emitting diode，LED)由直流(direct current，DC)電力驅動，因此，為了可替代地將LED照明裝置(其使用LED作為光源)用於供選擇的由交流(alternating current，AC)電力驅動的燈中，故需要驅動元件。特定言之，用於螢光燈的安定器(ballast stabilizer)具有輸出適用於驅動螢光燈的量的電力的特性，因此若使用展現與螢光燈的電特性不同的電特性的LED照明裝置，則LED照明裝置可能不正常操作，或元件組件可 能損壞。作為其解決方案，移除螢光燈中所安裝的安定器，且取代為安裝用於LED照明裝置的電力供應器。因此，需要一種光源驅動元件，所述光源驅動元件實現用於螢光燈的安定器與LED照明裝置之間的相容性。
本發明概念的態樣提供一種與用於螢光燈的安定器相容的光源驅動元件。
本發明概念的態樣提供一種使用前述光源驅動元件的照明裝置。
根據本發明概念的態樣，提供一種照明裝置，包含：光源驅動元件；以及光源單元，具有至少一個發光二極體(LED)，所述LED自光源驅動元件接收光源驅動電力，其中光源驅動元件包含：變壓器單元，包含初級繞組部分以及次級繞組部分，所述初級繞組部分包含自安定器接收外部電力的第一外部輸入端子及第二外部輸入端子，以及設定以允許安定器輸出正常量電力之阻抗位準的線圈，且所述次級繞組部分電磁耦接至初級繞組部分以變換所施加的外部電力；整流二極體，對來自變壓器單元的次級繞組部分的輸出電力進行整流；濾波器單元，具有輸入端子以及輸出光源驅動電力的輸出端子，將經整流電力遞送至濾波器單元的輸出端子，且儲存部分量的經整流電力，所述經整流電力是當所述整流二極體接通時自整流二極體施加至濾波器單元的輸入端 子；以及開迴路防止單元，將閉迴路提供給濾波器單元，以使得當整流二極體關閉時，濾波器單元中所儲存的電力施加至輸出端子。
可藉由使用方程式1而獲得經設定以允許所述安定器輸出正常量電力的線圈的阻抗位準。
[方程式1]
，其中V lamp 為當安定器處於正常電力輸出狀態中時輸出的電壓，且I lamp 為當安定器處於正常電力輸出狀態中時輸出的電流。
所述線圈的阻抗的範圍可為約700歐姆至約800歐姆。
所述濾波器單元可為低通濾波器(LPF)。
所述開迴路防止單元可包含飛輪二極體。
所述LED可包含：發光層壓體，包含第一導電型半導體層、主動層、第二導電型半導體層；以及第一電極及第二電極，分別電性連接至第一導電型半導體層以及第二導電型半導體層，其中第一電極包含至少一個導電穿孔，導電穿孔穿透第二導電型半導體層以及主動層而連接至第一導電型半導體層。
所述LED可包含：基板；基底層，安置於基板上；多個奈米發光結構，安置於基底層上且包含第一導電類型奈米核心、主動層以及第二導電型半導體層；以及填料材料，填充多個奈米發光結構之間的空間。
所述LED可包含：第一導電型半導體層、第二導電型半導體層以及安置於第一導電型半導體層與第二導電型半導體層之間的主動層；以及第一電極及第二電極，分別電性連接至第一導電型半導體層以及第二導電型半導體層，其中第一電極以及第二電極中的至少一者可包含含有不同元素的多個層壓金屬層。
所述光源單元可包含：至少一個藍光LED，發射藍光；以及波長轉換單元，包含波長轉換材料，所述波長轉換材料發射由自藍光LED發射的光所激發的經波長轉換的光，其中波長轉換材料為黃色磷光體、紅色磷光體以及綠色磷光體中的至少一者，且所述磷光體為選自由以下各者組成的群組的至少一種類型的磷光體：基於氧化物的磷光體、基於矽化物的磷光體、基於氮化物的磷光體以及基於硫化物的磷光體。
所述光源單元可發射白光，白光可具有兩個或兩個以上的峰值波長，且白光的色溫的範圍可為約2000K(克爾文)至約20000K。
所述裝置可更包含：至少一感測單元，包含溫度感測器、濕度感測器、運動感測器以及照度感測器中的至少其中之一；通信模組，自外部無線地接收關於照明裝置的驅動而提供的訊號；以及控制器，在自感測單元以及通信模組中的至少一者接收到訊號後，控制自光源驅動元件施加至光源單元的電力。
所述光源單元可包含：第一光源群組，發射具有第一色溫的白光；以及第二光源群組，發射具有第二色溫的白光。
根據本發明概念的態樣，提供一種照明裝置，包含：插座，包含自安定器接收外部電力的輸入端子；外殼，耦接至插座；板，安裝於外殼內且包含光源驅動元件；以及光源單元，安裝於板上且包含自光源驅動元件接收光源驅動電力的至少一個LED，其中光源驅動元件包含：變壓器單元，包含初級繞組部分以及次級繞組部分，所述初級繞組部分包含自插座接收外部電力的第一外部輸入端子及第二外部輸入端子，以及設定以允許安定器輸出正常量電力之阻抗位準的線圈，且所述次級繞組部分電磁耦接至初級繞組部分以變換所施加的外部電力；整流二極體，對來自變壓器單元的次級繞組部分的輸出電力進行整流；濾波器單元，具有輸入端子以及輸出光源驅動電力的輸出端子，將電力遞送至濾波器單元的輸出端子，且儲存部分量的電力，所述電力是當整流二極體接通時自變壓器單元的次級繞組部分施加至濾波器單元的輸入端子；以及開迴路防止單元，將閉迴路提供給濾波器單元，以使得當整流二極體關閉時，濾波器單元中所儲存的電力施加至輸出端子。
所述板可包含：絕緣層，安置於金屬支撐基板上；以及導電圖案或樹脂塗佈的銅(resin coated copper,RCC)，安置於絕緣層上。
所述插座可包含兩個輸入端子且安置於照明裝置的兩個末端部分中。
根據本發明概念的態樣，提供一種光源驅動元件，包含： 變壓器單元，包含初級繞組部分以及次級繞組部分，所述初級繞組部分包含自安定器接收外部電力的第一外部輸入端子及第二外部輸入端子，以及經設定以允許安定器輸出正常量電力之阻抗位準的線圈，且所述次級繞組部分電磁耦接至初級繞組部分以變換所施加的外部電力；整流二極體，對來自變壓器單元的次級繞組部分的輸出電力進行整流；濾波器單元，具有輸入端子以及輸出光源驅動電力的輸出端子，將經整流電力遞送至濾波器單元的輸出端子，且儲存部分量的經整流電力，所述經整流電力是當整流二極體接通時自整流二極體施加至濾波器單元的輸入端子；以及開迴路防止單元，將閉迴路提供給濾波器單元，以使得當整流二極體關閉時，濾波器單元中所儲存的電力施加至輸出端子。
可藉由使用方程式1而獲得經設定以允許所述安定器輸出正常量電力的線圈的阻抗位準。
[方程式1]
，其中V lamp 為當安定器處於正常電力輸出狀態中時輸出的電壓，且I lamp 為當安定器處於正常電力輸出狀態中時輸出的電流。
所述線圈的阻抗的範圍可為約700歐姆至約800歐姆。
所述濾波器單元可為低通濾波器(LPF)。
所述開迴路防止單元可包含飛輪二極體。
所述光源驅動元件可更包含：熱敏電阻器，串聯連接至 初級繞組部分的第一外部輸入端子以及第二外部輸入端子中的至少一者。
所述光源驅動元件可更包含：開關單元，並聯連接至熱敏電阻器。
所述光源驅動元件可更包含：串聯連接至初級繞組部分的外部輸入端子的電阻器單元以及並聯連接至電阻器單元的開關單元，其中電阻器單元的阻抗可經設定以允許安定器輸出點燃電力(ignition power)。
所述初級繞組部分可更包含：第三外部輸入端子及第四外部輸入端子；以及第一電位差產生單元及第二電位差產生單元，在第一外部輸入端子與第三外部輸入端子之間且在第二外部輸入端子與第四外部輸入端子之間產生電位差。
所述第一電位差產生單元以及所述第二電位差產生單元可分別為第一子線圈及第二子線圈。
所述光源驅動元件可更包含：DC/DC轉換器，自濾波器單元的輸出端子接收光源驅動電力且輸出經調節的光源驅動電力。
所述DC/DC轉換器可根據升壓方案、降壓方案、升壓-降壓方案以及返馳方案中的任一者而組態。
所述光源驅動元件可更包含：線性調節器，自濾波器單元的輸出端子接收光源驅動電力且輸出經調節的光源驅動電力。
前述技術解決方案並未完全列舉本發明概念的所有特 徵。結合附圖，自本發明概念的以下詳細描述，本發明概念的上述及其他目標、特徵、態樣以及優點將變得更顯而易見。
10‧‧‧外部電力
20‧‧‧安定器
30‧‧‧外部光源
100‧‧‧光源驅動元件
110‧‧‧變壓器單元
111‧‧‧初級繞組部分
111a‧‧‧第一外部輸入端子
111b‧‧‧第二外部輸入端子
111c‧‧‧第三外部輸入端子
111d‧‧‧第四外部輸入端子
112‧‧‧次級繞組部分
113‧‧‧熱敏電阻器
114‧‧‧開關單元
115‧‧‧電阻器單元
116‧‧‧開關單元
120‧‧‧整流二極體
130‧‧‧開迴路防止單元
140‧‧‧濾波器單元
140c、711、712‧‧‧輸入端子
140d‧‧‧輸出端子
141‧‧‧電感器
142‧‧‧電容器
150‧‧‧DC/DC轉換器
160‧‧‧線性調節器
200、300、400、500、600‧‧‧光源驅動元件
700‧‧‧照明裝置
710‧‧‧插座
720、720-1、720-2-1、720-2-2、720-3、720-4、720-5、720-6‧‧‧板
730‧‧‧外殼
740‧‧‧光源單元
740-1‧‧‧第一光源群組
740-2‧‧‧第二光源群組
741、741-1、741-2、741-3、741-4、741-5‧‧‧發光二極體(LED)
745‧‧‧波長轉換單元
780‧‧‧控制器
790‧‧‧感測單元
791‧‧‧溫度感測器
792‧‧‧濕度感測器
793‧‧‧運動感測器
794‧‧‧照度感測器
795‧‧‧通信模組
1101、1201、1301、1401‧‧‧基板
1102‧‧‧緩衝層
1110、1210、1410、1510‧‧‧第一導電型半導體層
1110a、1310a、1410c、1510a‧‧‧第一電極
1120、1220、1320、1420、1520‧‧‧第二導電型半導體層
1120a、1320a、1420c、1520a‧‧‧第二電極
1120b、1320b‧‧‧歐姆接觸層
1130、1230、1330、1430、1530‧‧‧主動層
1210a‧‧‧第一電極層
1220b‧‧‧第二電極層
1250、1450、1550、2550、3220-1、3220-2、3321‧‧‧絕緣層
1310‧‧‧第一導電類型奈米核心
1310'‧‧‧基底層
1350‧‧‧罩幕層
1370‧‧‧填料材料
1410d‧‧‧第一電性連接單元
1410e‧‧‧第一電極墊
1420d‧‧‧第二電性連接單元
1420e‧‧‧第二電極墊
1451‧‧‧絕緣材料層
1540‧‧‧波長轉換層
2100‧‧‧本體
2210‧‧‧第一電極結構
2210a、2220a‧‧‧表面電極
2210b、2220b‧‧‧後電極
2210c、2220c‧‧‧電鍍帶電單元
2220‧‧‧第二電極結構
2400‧‧‧透鏡
3110‧‧‧絕緣基板
3111、3112、3530‧‧‧電路圖案
3130‧‧‧絕緣薄膜
3140‧‧‧上方熱擴散板
3150、3611‧‧‧通孔
3160‧‧‧下方熱擴散板
3210-1、3210-2‧‧‧第一金屬層
3230-1、3230-2‧‧‧第二金屬層
3310‧‧‧金屬支撐基板
3320‧‧‧樹脂塗佈的銅(RCC)
3322‧‧‧導電圖案或銅箔片
3330‧‧‧保護層
3340、3341‧‧‧焊料
3410‧‧‧金屬板
3420‧‧‧陽極氧化膜
3430‧‧‧金屬配線
3510‧‧‧金屬基板
3520‧‧‧絕緣樹脂
3610‧‧‧可撓性電路板
3620‧‧‧支撐基板
3630‧‧‧電路配線
3640‧‧‧散熱黏著劑
7000、8000‧‧‧照明系統
A‧‧‧第一輸出端子
A1‧‧‧階梯區域
B‧‧‧第二輸出端子
B1、B2‧‧‧結合層
C‧‧‧第三輸出端子
C1、C2、C3、V‧‧‧穿孔
Co1、Co2‧‧‧線圈
Co3‧‧‧第一子線圈
Co4‧‧‧第二子線圈
D‧‧‧第四輸出端子
D1‧‧‧直徑
H‧‧‧接觸孔
h‧‧‧深度
h1、h2‧‧‧厚度
I‧‧‧絕緣長度
K、L‧‧‧電壓
M‧‧‧電流
P‧‧‧凹陷及突起圖案
S‧‧‧發光層壓體
S1、S2‧‧‧晶種層
Sn‧‧‧奈米發光結構
t1‧‧‧區段
W1‧‧‧暴露寬度
W2‧‧‧寬度
θ1‧‧‧預定斜角
S10~S60、S110~S140、S210~S230、S240-1、S240-2、S240-2、S310~S350‧‧‧步驟
結合附圖，自以下詳細描述，將更清楚地理解本發明概念的上述及其他態樣、特徵以及其他優點。其中：圖1為根據本發明概念的實施例的光源驅動元件的電路圖。
圖2A至圖2C為說明根據本發明概念的實施例的光源驅動元件的操作狀態的電路圖。
圖3至圖7為說明根據本發明概念的不同實施例的光源驅動元件的電路圖。
圖8A及圖8B為展示根據圖1的實施例的光源驅動元件的操作的曲線圖。
圖9A及圖9B為展示根據圖3的實施例的光源驅動元件的操作的曲線圖。
圖10為說明根據本發明概念的實施例的照明裝置的視圖。
圖11為說明圖10的照明裝置的組裝狀態的透視圖。
圖12A及圖12B為說明根據本發明概念的實施例的可用於照明裝置中的外殼的各種形狀的視圖。
圖13至圖17為說明根據本發明概念的實施例的可用於照明裝置中的LED的各種實例的視圖。
圖18至圖23為說明根據本發明概念的實施例的可用於照明 裝置中的板的各種實例的視圖。
圖24為說明色溫譜圖的CIE 1931色彩空間坐標。
圖25為說明量子點的結構的視圖。
圖26至圖33為說明根據本發明概念的實施例的藉由應用照明裝置而實施的照明系統的視圖。
現將參看附圖來詳細描述本發明概念的實施例。
然而，本發明可按照許多不同形式來體現且不應解釋為限於本文所闡述的實施例。實情為，提供此等實施例，以使得本揭露將為全面且完整的，且將向熟習此項技術者完全傳達本發明之範疇。在附圖中，為了清楚起見，可能誇示了部件的形狀及尺寸，且相同標號將在全文用於表示相同或類似組件。
圖1為根據本發明概念的實施例的光源驅動元件的電路圖。
參看圖1，根據本發明概念的實施例的光源驅動元件100包含：變壓器單元110，包含初級繞組部分111及次級繞組部分112；整流二極體120，對來自變壓器單元110的次級繞組部分112的輸出電力進行整流；濾波器單元140，具有輸入端子140c及輸出端子140d；以及開迴路防止單元130，當整流二極體120關閉時，將閉迴路提供給濾波器單元140。
變壓器單元110的初級繞組部分111可包含第一外部輸 入端子111a及第二外部輸入端子111b，第一外部輸入端子111a及第二外部輸入端子111b自安定器20接收外部電力10。安定器20具有第一至第四輸出端子A、B、C及D，且外部輸入端子111a及111b可自安定器20的第一輸出端子A及第二輸出端子B的短路以及第三輸出端子C及第四輸出端子D的短路接收外部電力10。
為了穩定地驅動用於螢光燈的照明設備的螢光燈，安定器20考慮到一般螢光燈的電特性而接收外部電力10，轉換所接收的外部電力10，且輸出所轉換的電力。安定器20可安裝於用於螢光燈的一般照明設備中。下文中，將詳細描述安定器20。然而，描述安定器20是為了幫助清楚地理解本發明概念，且本實施例所述的安定器20不限於此。
一般而言，根據螢光燈是否放電，螢光燈可具有高阻抗及低阻抗。詳言之，在點亮之前的狀態中，螢光燈呈現絕緣特性，且在此狀況下，螢光燈具有高阻抗，例如，範圍為數十千歐姆至數百千歐姆的極高阻抗。在此狀況下，當高電壓施加至螢光燈以使螢光燈放電而藉此允許螢光燈達到點亮狀態時，形成電流所流經的通道的螢光燈展現低阻抗。舉例而言，低阻抗的範圍可為約700歐姆至約800歐姆。
考慮到螢光燈的此種電特性，安定器20可輸出點燃電力以及正常電力。詳言之，安定器20可為電子安定器，且可包含功率因素校正電路(power factor correction circuit)以及反流器 (inverter)。且，反流器可實施為LLC諧振式反流器、全橋式反流器或半橋式反流器。當輸入阻抗對應於螢光燈的高阻抗值時，安定器20可辨識出螢光燈處於點亮之前的狀態中且輸出具有用於初始放電的高電壓的點燃電力。點燃電力的電壓值的範圍可為約500伏特至1千伏特。相比而言，當安定器的阻抗輸入對應於螢光燈的低阻抗值時，安定器20可辨識出螢光燈處於點亮狀態中且輸出正常量電力。此處，舉例而言，正常電力的電壓值的範圍可為約100伏特至300伏特。
當使用LED作為光源的光源驅動元件連接至安定器20時，由安定器20辨識的現有螢光燈的阻抗以及光源驅動元件的阻抗不同，因此，安定器20可能出現故障。舉例而言，安定器20可能不輸出電力或可能持續輸出點燃電力。在此狀況下，光源驅動元件可能未被正常驅動或可能損壞。
因此，根據本發明概念的實施例，在點亮狀態中，初級繞組部分111的線圈Co1可具有與現有螢光燈的阻抗匹配的阻抗。即，線圈Co1可經設定而具有經設定以允許安定器20辨識出處於點亮狀態中的螢光燈已被連接的阻抗，且輸出正常量電力。
當安定器20處於輸出正常電力的狀態中時輸出的電壓及電流分別定義為Vlamp及Ilamp，此時，可如方程式1所表達而獲得經設定以允許安定器20輸出正常量電力的阻抗Zx。
[方程式1]
舉例而言，阻抗Zx可具有範圍為約700歐姆至約800歐姆的值，但本發明概念不限於此。
因此，初級繞組部分111的線圈Co1可經設定以具有由方程式2計算的電感Lx。
[方程式2]
(此處，Zx為經設定以允許安定器20輸出正常量電力的阻抗，且f a 為在調變後自安定器20輸出的外部電力10的頻率)
變壓器單元110可包含電磁耦接至初級繞組部分111的次級繞組部分112。次級繞組部分112可變換經由初級繞組部分111的外部輸入端子111a及111b而自安定器20施加的外部電力10。即，自安定器20施加的外部電力10可具有不適用於驅動使用LED的光源的量值的電壓，且此處，次級繞組部分111可將外部電力10變換為具有適用於可用於根據本發明概念的實施例的光源驅動元件100中的光源(下文中，稱為「外部光源30」)的量值的電力。且，次級繞組部分112防止外部電源10被直接連接，以保護光源驅動元件100。
整流二極體120可對來自變壓器單元110的次級繞組部分112的所變換的輸出電力進行半波式整流，且將經半波式整流的電力傳遞至濾波器單元140的輸入端子。
濾波器單元140藉由其輸入端子140c而自整流二極體120接收經整流電力，且將用於驅動外部光源30的光源驅動電壓傳遞至濾波器單元140的輸出端子140d，且此處，濾波器單元140可有助於減小光源驅動電力的雜訊及漣波電壓(ripple voltage)。
舉例而言，濾波器單元140可包含電感器141及電容器142以將光源驅動電力傳遞至輸出端子140d，而光源驅動電力的電流及電壓波動已有效緩衝。即，濾波器單元140將已在整流二極體120接通時施加至輸入端子140c的電力傳遞至輸出端子140d，且在此狀況下，濾波器單元140儲存部分量的施加至輸入端子140c的電力，且當整流二極體120關閉時，濾波器單元140可將其中所儲存的電力施加至輸出端子140d。將結合開迴路防止單元130來描述濾波器單元140的詳細操作。同時，參考圖1的實施例，濾波器單元140實施為低通濾波器(LPF)，但本發明概念不限於此。
當整流二極體120關閉時，開迴路防止單元130在濾波器單元140中提供閉迴路。開迴路防止單元130可包含飛輪二極體。將參看圖2A至圖2C來描述開迴路防止單元130的操作。
圖2A至圖2C為說明根據本發明概念的實施例的光源驅動元件的操作狀態的電路圖。具體言之，圖2A至圖2C為說明根據整流二極體120的接通/關閉的操作狀態的電路圖。
參看圖2A，當來自次級繞組部分112的輸出電力的電壓的方向為順時針方向時，整流二極體120接通，且濾波器單元140 與次級繞組部分112形成閉迴路，以將光源驅動電力供應至外部光源30。
同時，當來自次級繞組部分112的輸出電力的電壓的方向為逆時針方向時，整流二極體120被關閉。在此狀況下，如圖2C所說明，濾波器單元140與次級繞組部分112電分離，且無法自用於將光源驅動電力施加至外部光源30的次級繞組部分112接收輸出電力。且，因為形成了開迴路，所以當整流二極體120接通時，難以將濾波器單元140中所儲存的光源驅動電力供應至外部光源30。
因此，在本發明概念的實施例中，設置了開迴路防止單元130。參看圖2B，當整流二極體120接通時，開迴路防止單元130在濾波器單元140中提供閉迴路，且因此，當整流二極體120關閉時，濾波器單元140可將其中所充電的電力供應至外部光源。
根據本實施例，提供直接與安定器相容的光源驅動元件。
圖3及圖4為說明根據本發明概念的不同實施例的光源驅動元件的電路圖。
可能需要安定器20根據自身的類型而支援具有高阻抗(諸如，在螢光燈點亮之前的阻抗)的輸入。詳言之，安定器20可偵測安定器20的輸出端子的電壓，且當在初始驅動時未偵測到點燃電力時，安定器20可辨識出螢光燈具有錯誤且可能不輸出電力或可能持續輸出點燃電力。為與安定器20相容，光源驅動元件可具有針對安定器20而設定以在初始驅動時輸出點燃電力的阻 抗。即，光源驅動元件可具有此種高阻抗(諸如，在螢光燈點亮之前的阻抗)。
參看圖3，光源驅動元件200更包含熱敏電阻器113，熱敏電阻器113串聯連接至初級繞組部分111的第一外部輸入端子111a及第二外部輸入端子111b中的至少一者。
作為熱敏電阻器113，可應用負溫度係數(Negative Temperature Coefficient,NTC)熱敏電阻器。NTC熱敏電阻器在低溫條件下具有高阻抗，且所述阻抗根據溫度的升高而減小。因此，在初始驅動時，初級繞組部分111的線圈Co1的阻抗以及NTC熱敏電阻器的阻抗的總和可經調整以與螢光燈點亮之前的高阻抗匹配，以因此允許安定器20輸出點燃電力。
此處，點燃電力的高電壓的大部分根據電壓分佈原則而施加至熱敏電阻器113，因此，雖然點燃電力施加至光源驅動元件200，但光源驅動元件200及外部光源30可受保護而免受高電壓影響。
在使用NTC熱敏電阻器的狀況下，隨著驅動開始，熱敏電阻器113的溫度升高以減小阻抗，且因此，初級繞組部分111的線圈Co1的阻抗以及熱敏電阻器113的阻抗的總和可達到針對安定器20而設定以輸出正常量電力的值。此處，安定器20輸出正常電力。
同時，根據本實施例的光源驅動元件可更包含開關單元114，開關單元114並聯連接至熱敏電阻器113。雖然熱敏電阻器 113的阻抗逐漸減小以達到安定器20輸出正常電力的狀態，但熱敏電阻器113仍具有某程度的阻抗，從而不必要地消耗電力。因此，可進一步設置並聯連接至熱敏電阻器113的開關單元114。當安定器20輸出正常電力時，開關單元114可開啟，以移除熱敏電阻器113中所消耗的電力。
詳言之，當熱敏電阻器113的兩端之間的電位差大於預先設定值時，開關單元114可關斷，且當熱敏電阻器113的兩端之間的電位差小於預先設定值時，開關單元114可開啟。或者，開關單元114可在預先設定的時段期間關斷或可在預先設定的時段已逝去之後開啟。然而，本發明概念不限於此。
圖4說明熱敏電阻器113替換為電阻器單元115以及並聯連接至電阻器單元115的開關單元116的實施例。參看圖4，光源驅動元件300可更包含電阻器單元115及開關單元116，電阻器單元115串聯連接至初級繞組部分111的外部輸入端子111a及外部輸入端子111b，而開關單元116並聯連接至電阻器單元115。
電阻器單元115的阻抗可經設定以允許安定器20輸出點燃電力。舉例而言，電阻器單元115可具有範圍為數十千歐姆至數百千歐姆的阻抗。當電阻器單元115的兩端之間的電位差大於預先設定值時，開關單元116可關斷，且當電阻器單元115的兩端之間的電位差小於預先設定值時，開關單元116可開啟。或者，開關單元116可在預先設定的時段期間關斷或可在預先設定的時段已逝去之後開啟。
圖5為說明根據本發明概念的不同實施例的光源驅動元件400的電路圖。
安定器20可偵測第一輸出端子A與第二輸出端子B之間以及第三輸出端子C與第四輸出端子D之間的電壓，且可根據類型而偵測預定電位差，例如，約10伏特的電位差。即，此種組態是基於安裝於螢光燈的電極中的燈絲的考量，且當在第一輸出端子A與第二輸出端子B之間以及第三輸出端子C與第四輸出端子D之間未偵測到預定電位差時，安定器20可辨識出螢光燈的燈絲具有錯誤，且可能出現故障(諸如，不輸出電力)。
因此，參看圖5，根據本實施例的光源驅動元件400的初級繞組部分111更包含第三外部輸入端子111c及第四外部輸入端子111d，且可更包含第一電位差產生單元及第二電位差產生單元，所述第一電位差產生單元及所述第二電位差產生單元在第一外部輸入端子111a與第三外部輸入端子111c之間且在第二外部輸入端子111b與第四外部輸入端子111d之間產生電位差。在本實施例中，第一電位差產生單元及第二電位差產生單元可分別組態為線圈(下文中，稱為「第一子線圈Co3及第二子線圈Co4」)。然而，本發明概念不限於此，且任何構件可對應於根據本實施例的電位差產生單元，只要可在第一外部輸入端子111a與第三外部輸入端子111c之間且在第二外部輸入端子111b與第四外部輸入端子111d之間產生電位差即可。
第一外部輸入端子111a、第二外部輸入端子111b、第三 外部輸入端子111c及第四外部輸入端子111d可連接至第二輸出端子B、第三輸出端子C、第一輸出端子A及第四輸出端子D，且形成於第一外部輸入端子111a與第三外部輸入端子111c之間的第一子線圈Co3可在安定器20的第一輸出端子A與第二輸出端子B之間產生電位差。且，形成於第二外部輸入端子111b與第四外部輸入端子111d之間的第二子線圈Co4可在安定器20的第三輸出端子C與第四輸出端子D之間產生電位差，以使得安定器20可不出現故障。
且，當電位差產生單元根據本實施例而實施為子線圈時，形成於變壓器單元110的次級繞組部分112中的線圈Co2可電磁耦接至第一子線圈Co3、第二子線圈Co4及具有經設定以允許安定器20輸出正常量電力的阻抗位準的線圈Co1，以變換所施加的外部電力10，且在此狀況下，變換效率可提高。
圖6及圖7為說明根據本發明概念的不同實施例的光源驅動元件的電路圖。
參看圖6，光源驅動元件500更包含DC/DC轉換器150，DC/DC轉換器150自濾波器單元140的輸出端子140d接收光源驅動電力且輸出經調節的光源驅動電力。DC/DC轉換器150可根據諸如升壓方案、降壓方案、升壓-降壓方案以及返馳方案的方案中的任一者而組態，但本發明概念不限於此。
參看圖7，光源驅動元件600更包含線性調節器160，線性調節器160自濾波器單元140的輸出端子140d接收光源驅動電 力且輸出經調節的光源驅動電力。
根據圖6及圖7的實施例的光源驅動元件可能夠輸出經調節的光源驅動電力，而外部光源30可由所述經調節的光源驅動電力有效驅動。
圖8A、圖8B、圖9A及圖9B為展示根據本發明概念的實施例的光源驅動元件的操作的曲線圖。
在圖8A、圖8B、圖9A及圖9B中，K表示由安定器輸出的電壓，L表示由光源驅動元件輸出的光源驅動電力的電壓，且M表示由光源驅動元件輸出的光源驅動電力的電流。
首先，圖8A及圖8B為展示根據圖1的實施例的光源驅動元件100的操作的曲線圖。
參看圖8A，可見，安定器20輸出具有最大約250伏特的電壓的正常電力。因此，如圖8B所示而量測由光源驅動元件100輸出的光源驅動電力。根據圖8B，量測光源驅動電力的電壓為約45伏特，但此可為透過藉由設定初級繞組部分與次級繞組部分之間的繞組比率的設計可容易來改變的特徵。
圖9A及圖9B為展示根據圖3的實施例的光源驅動元件200的操作的曲線圖。然而，在此狀況下，在圖3的實施例中排除與開關單元114並聯連接至熱敏電阻器113的狀況對應的操作。
參看圖9A，可見，安定器20在初始驅動時輸出點燃電力(t1區段)，且隨著熱敏電阻器113的阻抗減小，安定器20隨後輸出正常電力。因此，如圖9B所示而量測由光源驅動元件200輸出的光源驅 動電力。參看圖9B，可見，雖然輸入點燃電力，但輸出穩定的光源驅動電力。
圖10為說明根據本發明概念的實施例的照明裝置的視圖，且圖11為說明圖10的照明裝置的組裝狀態的透視圖。
參看圖10，根據本發明概念的實施例的照明裝置700包含：插座710，包含用於自安定器20接收外部電力10的輸入端子；外殼730，耦接至插座710；板720，安裝於外殼730內且包含光源驅動元件；以及光源單元740，安裝於板720上。
插座710包含兩個輸入端子711及712且可形成於照明裝置700的兩個末端部分中。在此狀況下，總計四個輸入端子711及712設置於插座710中且電性連接而分別對應於第一至第四輸出端子A、B、C及D。然而，本發明概念不限於此，且插座710的組態可按照各種方式修改。
用於保護光源單元740及光源驅動元件100免受外部影響的外殼730可由透明或半透明材料製成以允許自光源單元740輸出的光向外發射。且，外殼730可具有桿狀形狀，以提供類似於一般螢光燈的外觀的外觀。然而，本發明概念不限於此，且外殼730可具有各種其他形狀，諸如，環形(圓形)形狀或半圓形(U狀)形狀，如圖12A及圖12B分別說明。
光源單元740可包含至少一個發光二極體(LED)741，LED 741自光源驅動元件100接收光源驅動電力。LED可為發射藍光的藍光LED，但本發明概念不限於此。且，光源單元740可 更包含波長轉換單元745，波長轉換單元745安置於LED 741上。波長轉換單元745可包含波長轉換材料，所述波長轉換材料由自LED 741輸出的光激發以發射具有所轉換的波長的光。
在此應用的LED 741，即，在被施加電訊號時發射具有預定波長的光的半導體元件，可包含(例如)根據圖13至圖17所說明的實施例的LED 741-1至741-5。
<LED 741的第一實施例>
首先，參看圖13，根據本發明概念的實施例的LED 741可設置為LED晶片741-1，LED晶片741-1包含形成於半導體基板1101上的發光層壓體S。
作為基板1101，必要時，可使用絕緣基板、導電基板或半導體基板。舉例而言，基板1101可由藍寶石、SiC、Si、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN、AlN、AlGaN製成。其中，藍寶石基板、碳化矽(SiC)基板或其類似者通常用作異質基板。在藍寶石基板的狀況下，藍寶石為具有六角菱形(Hexa-Rhombo)R3c對稱性的晶體，其在c軸方向及a軸方向上的晶格常數分別為約13.001埃及4.758埃，且具有C平面(0001)、A平面(1120)及R平面(1102)及其類似者。在此狀況下，氮化物薄膜可相對容易生長在藍寶石晶體的C平面上，且因為藍寶石晶體在高溫下穩定，所以藍寶石基板通常用作氮化物生長基板。
矽(Si)基板亦可用作異質基板。因為矽(Si)基板較適用於增大直徑且價格相對低，所以Si基板可用於促進大量生產。 需要一種在具有(111)平面作為基板表面的矽基板與GaN之間誘發晶格常數的差異達17%的程度以藉此抑制因晶格常數之間的差異而產生晶體缺陷的技術。且，矽與GaN的熱膨脹係數之間的差異為約56%，因而，需要一種抑制因熱膨脹係數之間的差異而產生的晶圓的彎曲(bowing)的技術。彎曲的晶圓可能在GaN薄膜中導致裂紋且使得難以控制製程，而增大同一晶圓或其類似者中的光的發射波長的分散。矽基板吸收在基於GaN的半導體中產生的光，因而，降低LED 741-1的外部量子產率(quantum yield)。因此，必要時，可移除基板1101，且可額外形成包含反射層的支撐基板(諸如，矽基板、鍺基板、SiAl基板、陶瓷基板、金屬基板或其類似者)以加以使用。
當然，用於本實施例中的LED 741-1的基板1101不限於異質基板，因此，亦可使用GaN基板、同質基板。GaN基板的晶格常數及熱膨脹係數與用於形成發光層壓體S的GaN材料的晶格常數及熱膨脹係數不具有大的失配，因此，GaN基板允許高品質的半導體薄膜生長於所述GaN基板上。
同時，在使用異質基板的狀況下，由於基板材料與薄膜材料之間的晶格常數的差異，缺陷(諸如，錯位)可能增加。且，基板材料與薄膜材料之間的熱膨脹係數的差異在溫度改變時導致基板的彎曲，且基板中的彎曲可能在薄膜中導致裂紋。此等問題可藉由使用在基板1101與基於GaN的發光層壓體S之間形成的緩衝層1102來減少。
因此，在本實施例中，LED 741-1更包含緩衝層1102，緩衝層1102形成於基板1101與發光層壓體S之間。緩衝層1102可用於在主動層1130生長時調整基板的彎曲的程度，以減小晶圓的波長分佈。
雖然根據基板類型而不同，但緩衝層1102可由AlxInyGa1-x-yN(0x1,0y1)製成，特定言之，由GaN、AlN、AlGaN、InGaN或InGaNAlN製成，且必要時，亦可使用諸如ZrB2、HfB2、ZrN、HfN、TiN或其類似者的材料。且，緩衝層1102可藉由組合多個層或藉由逐漸改變組成來形成。
且，在使用矽基板作為基板1101的狀況下，矽具有與GaN的熱膨脹係數顯著不同(約56%)的熱膨脹係數。因此，在矽基板上生長基於GaN的薄膜的狀況下，當在高溫下生長GaN薄膜且隨後冷卻至室溫時，由於矽基板與GaN薄膜的熱膨脹係數之間的差異，拉伸應力(tensile stress)施加至GaN薄膜，從而產生裂紋。在此狀況下，為了防止裂紋的產生，一種使GaN薄膜生長以使得壓縮應力(compress stress)在GaN薄膜生長的同時施加至GaN薄膜的方法用於補償拉伸應力。此外，為了抑制因晶格常數的差異而產生缺陷，可使用具有複合結構的緩衝層1102。在此狀況下，緩衝層1102可用於控制用於抑制翹曲(warpage)且控制缺陷的應力。
舉例而言，首先，在基板1101上形成AlN層作為緩衝層1102。在此狀況下，可使用不包含鎵(Ga)的材料以便防止矽(Si) 與鎵(Ga)之間的反應。藉由使用鋁(Al)源及氮(N)源而在範圍為400℃至1,300℃的溫度下生長AlN層。此處，必要時，可將AlGaN中間層插入至多個AlN層之間的GaN的中央以控制應力，以形成具有複合結構的緩衝層1102。
同時，可在製造程序期間將基板1101完全地或部分地移除或圖案化以便在發光層壓體S結構生長之前或之後增強LED的光學性質或電特性。舉例而言，在藍寶石基板的狀況下，可藉由將雷射照射在基板1101與緩衝層1102之間的界面上或基板1101與發光層壓體S之間的界面上來分離基板，且在矽基板或碳化矽基板的狀況下，可經由拋光/蝕刻或其類似者的方法來移除基板。
且，在移除基板1101的過程中，可使用不同支撐基板，且在此狀況下，支撐基板可藉由使用反射性金屬而附著至原始生長基板的相對側，或反射結構可插入至結合層的中間部分中以增強LED 741-1的光效率。
參考基板圖案化，在發光層壓體S的生長之前或之後，不平整表面或傾斜表面可形成於基板1101的主表面(一個表面或兩個表面)上或側表面上，以增強光提取效率。圖案的大小可選自5奈米至500微米的範圍，且任何圖案可得以使用，只要所述圖案可作為規則圖案或不規則圖案增強光提取效率。圖案可具有各種形狀，諸如，柱狀形狀、尖峰形狀、半球狀形狀、多邊形形狀及其類似者。
發光層壓體S包含第一導電型半導體層1110及第二導電 型半導體層1120以及介於第一導電型半導體層1110與第二導電型半導體層1120之間的主動層1130。第一導電型半導體層1110及第二導電型半導體層1120可具有單層結構，或者，必要時，第一導電型半導體層1110及第二導電型半導體層1120可具有多層結構，所述多層結構包含具有不同組成、厚度及其類似者的層。舉例而言，第一導電型半導體層1110及第二導電型半導體層1120可具有用於改善電子及電洞注入效率的載流子注入層，或可分別具有各種類型的超晶格結構。
第一導電型半導體層1110可在鄰近於主動層1130的區域中更包含電流擴散層。電流擴散層可具有不同組成或不同雜質含量的多個InxAlyGa(1-x-y)N層反覆層壓的結構或可具有部分形成於其中的絕緣材料層。
第二導電型半導體層1120可在鄰近於主動層1130的區域中更包含電子阻擋層。電子阻擋層可具有不同組成的多個InxAlyGa(1-x-y)N層層壓的結構或可具有包含AlyGa(1-y)N的一或多個層。電子阻擋層具有比主動層1130的能帶間隙寬的能帶間隙，因此防止電子在第二導電類型(例如，p型)半導體層1120上轉移。
發光層壓體S可藉由使用金屬有機化學氣相沉積(metal-organic chemical vapor deposition,MOCVD)來形成。為了製造發光層壓體S，將有機金屬化合物氣體(例如，三甲基鎵(TMG)、三甲基鋁(TMA))及含氮氣體(氨氣(NH3)或其類 似者)作為反應氣體供應至安裝了基板1101的反應容器，將基板1101維持於範圍為900℃至1,100℃的高溫下，且在生長基於氮化鎵的化合物半導體的同時，必要時，供應雜質氣體以層壓作為未摻雜n型或p型半導體的基於氮化鎵的化合物半導體。矽(Si)為熟知的n型雜質，且p型雜質包含鋅(Zn)、鎘(Cd)、鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鋇(Ba)及其類似者。其中，通常使用鎂(Mg)及鋅(Zn)。
且，安置於第一導電型半導體層1110與第二導電型半導體層1120之間的主動層1130可具有多量子阱(MQW)結構，其中量子阱層及量子阻障層交替層壓。舉例而言，在氮化物半導體的狀況下，可使用GaN/InGaN結構，或亦可使用單量子阱(SQW)結構。
在本實施例中，歐姆接觸層1120b可形成於第二導電型半導體層1120上。歐姆接觸層1120b可具有相對高的雜質濃度以具有低歐姆接觸電阻，從而降低部件的操作電壓且增強部件特性。歐姆接觸層1120b可由GaN層、InGaN層、ZnO層或石墨烯層形成。
分別電性連接至第一導電型半導體層1110及第二導電型半導體層1120的第一電極1110a或第二電極1120a可由諸如銀(Ag)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銥(Ir)、釕(Ru)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鉑(Pt)、金(Au)或其類似者的材料製成，且可具有包含諸如Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、 Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt或其類似者的兩層或兩層以上的結構。
舉例而言，圖13所說明的LED晶片741-1可具有第一電極1110a及第二電極1120a面向與光提取表面相同的方向的結構。然而，相反地，第一電極1110a及第二電極1120a亦可在覆晶結構中安裝為面向與光提取表面相反的方向。
<LED 741的第二實施例>
圖14說明根據本發明概念的實施例的可用作LED 741的不同類型的LED 741-2。
在根據本發明概念的實施例的LED 741-2的狀況下，可增強根據本實施例的照明裝置的晶片單元中的電流擴散效率及散熱效率，且因為獲得高輸出的大型LED 741-2，所以考慮到根據本實施例的照明裝置700的應用的目的，可適當地使用LED 741-2。
參看圖14，根據本實施例的LED 741-2可包含依序層壓的第一導電型半導體層1210、主動層1230、第二導電型半導體層1220、第二電極層1220b、絕緣層1250、第一電極層1210a及基板1201。此處，為了電性連接至第一導電型半導體層1210，第一電極層1210a包含一或多個接觸孔H，所述接觸孔H自第一電極層1210a的一個表面延伸至第一導電型半導體層1210的至少部分區域，且與第二導電型半導體層1220及主動層1230電絕緣。然而，第一電極層1210a並非本實施例中的基本部件。
接觸孔H自第一電極層1210a的界面延伸，穿過第二電 極層1220b、第二導電型半導體層1220及主動層1230，直至第一導電型半導體層1210的內部。接觸孔H至少延伸至主動層1230與第一導電型半導體層1210之間的界面，且較佳延伸至第一導電型半導體層1210的一部分。然而，接觸孔H是為了第一導電型半導體層1210的電性連接性及電流擴散而形成，因此當接觸孔H與第一導電型半導體層1210接觸時，可達成接觸孔H的存在的目的。因此，不需要接觸孔H延伸至第一導電型半導體層1210的外表面。
考慮到光反射功能及歐姆接觸功能與第二導電型半導體層1220，形成於第二導電型半導體層1220上的第二電極層1220b可選擇性地由銀(Ag)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銥(Ir)、釕(Ru)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鉑(Pt)、金(Au)及其類似者中的一種材料製成且可藉由使用諸如濺鍍、沉積或其類似者的製程形成。
接觸孔H可具有穿透第二電極層1220b、第二導電型半導體層1220及主動層1230的形式以便連接至第一導電型半導體層1210。接觸孔H可經由蝕刻製程(例如，感應耦合電漿反應性離子蝕刻(inductively coupled plasma-reactive ion etching,ICP-RIE))或其類似者而形成。
絕緣層1250形成為覆蓋接觸孔H的側壁及第二導電型半導體層1220的表面。在此狀況下，可暴露對應於接觸孔H的下表面的第一導電型半導體層1210的至少一部分。絕緣層1250可藉 由沉積諸如SiO2、SiOxNy或SixNy的絕緣材料而形成。
包含藉由填充導電材料而形成的導電穿孔的第一電極層1210a形成於接觸孔H內。隨後，在第二電極層1210a上形成基板1201。在此結構中，基板1201可藉由連接至第一導電型半導體層1210的導電穿孔而電性連接。
基板1201可由包含Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、GaAs、SiAl、Ge、SiC、AlN、Al2O3、GaN、AlGaN中的任一者的材料製成，且可經由諸如電鍍、濺鍍、沉積、結合或其類似者的製程而形成。但本發明概念不限於此。
為了減小接觸電阻，可適當地調節接觸孔H的量、形狀及間距、接觸孔H與第一導電型半導體層1210的接觸面積，及其類似者。接觸孔H可按照列及行配置為具有各種形狀以改善電流流動。在此狀況下，導電穿孔可由絕緣層1250圍繞以便與主動層1230及第二導電型半導體層1220電分離。
<LED 741的第三實施例>
同時，一般而言，當LED 741受到驅動時，部分量的能量作為熱能及光能而發射。因此，因為照明裝置700使用LED 741，所以應考慮散熱。照明裝置700包含散熱單元(諸如，散熱器或其類似者)，且加熱問題可藉由使用具有低熱值的LED 741來較有效地改善。作為滿足此等要求的LED 741，例如可使用包含奈米結構的LED(下文中，稱為「奈米LED」)。
參看圖15，LED 741-3包含形成於基板1301上的多個奈 米發光結構Sn。在此實例中，說明奈米發光結構Sn具有作為桿狀結構的核殼結構，但本發明概念不限於此，且奈米發光結構可具有諸如稜錐結構的不同結構。
LED 741-3包含形成於基板1301上的基底層1310'。基底層1310'為提供奈米發光結構Sn的生長表面的層，其可為第一導電型半導體層。具有用於奈米發光結構(特定言之，核心)的生長的開放區域的罩幕層1350可形成於基底層1310'上。罩幕層1350可由諸如SiO2或SiNx的介電材料製成。
在奈米發光結構Sn中，第一導電類型奈米核心1310是藉由使用具有開放區域的罩幕層1350來選擇性地使第一導電類型半導體生長而形成，且主動層1330及第二導電型半導體層1320作為外殼層而形成於奈米核心1310的表面上。因此，奈米發光結構Sn可具有核殼結構，其中第一導電類型半導體為奈米核心，且封閉奈米核心的主動層1330及第二導電型半導體層1320為外殼層。
LED 741-3包含填充奈米發光結構Sn之間的空間的填料材料1370。填料材料1370可在結構上使奈米發光結構Sn穩定。填料材料1370可由透明材料(諸如，SiO2、SiN或矽酮樹脂)或反射性材料(諸如，聚合物(尼龍)、PPA、PCE、銀(Ag)或鋁(Al))製成，但本發明概念不限於此。歐姆接觸層1320b可形成於奈米發光結構Sn上，且連接至第二導電型半導體層1320。LED 741-3包含分別連接至由第一導電類型半導體形成的基底層1310' 及歐姆接觸層1320b的第一電極1310a及第二電極1320a。
藉由形成奈米發光結構Sn以使得其具有不同直徑、組件及摻雜密度，兩種或兩種以上不同波長的光可自單個部件發射。藉由適當地調整具有不同波長的光，可在單個部件中在不使用磷光體的情況下實施白光，且可藉由將不同LED與前述元件組合或組合諸如磷光體的波長轉換材料來實施具有各種所要顏色的光或具有不同色溫的白光。
使用奈米發光結構Sn的LED 741-3藉由利用奈米結構來增大發光面積而具有提高的發光效率，且藉由獲得非極化主動層而防止因極化而引起的效率的降級，因此改善下降特性。
同時，對於用於根據本實施例的照明裝置700中的LED 741-3，可使用除前述LED之外的具有各種結構的LED。舉例而言，亦可有利地使用一種LED，其中表面電漿極化子(surface-plasmon polaritons,SPP)形成於金屬-介電質邊界中以與量子阱激子(quantum well exciton)交互作用，因此具有顯著改善的光提取效率。
<LED 741的第四實施例>
圖16說明以不同於前述實例的形式使用的LED 741的實施例。
參看圖16，LED 741-4包含：發光層壓體S，安置於基板1401的一個表面上；以及第一電極1410c及第二電極1420c，基於發光層壓體S而安置於基板1401的相對側上。且，LED 741-4 包含覆蓋第一電極1410c及第二電極1420c的絕緣單元1450。第一電極1410c及第二電極1420c可由電性連接單元1410d及1420d電性連接至第一電極墊1410e及第二電極墊1420e。
發光層壓體S可包含依序安置於基板1401上的第一導電型半導體層1410、主動層1430及第二導電型半導體層1420。第一電極1410c可設置為經由第二導電型半導體層1420及主動層1430而連接至第一導電型半導體層1410的導電穿孔。第二電極1420c可連接至第二導電型半導體層1420。
絕緣層1450具有暴露第一電極1410c及第二電極1420c的至少部分的開放區域，且第一電極墊1410e及第二電極墊1420e可連接至第一電極1410c及第二電極1420c。
第一電極1410c及第二電極1420c可由相對於第一導電型半導體層1410及第二導電型半導體層1420具有歐姆特性的導電材料製成，且可分別具有單層或多層結構。舉例而言，第一電極1410c及第二電極1420c可藉由沉積或濺鍍銀(Ag)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、透明導電氧化物(transparent conductive oxide,TCO)及其類似者中的一或多者而形成。第一電極1410c及第二電極1420c可安置於相同方向上，且可如下所述按照所謂的覆晶安裝於引線框架或其類似者上。在此狀況下，第一電極1410c及第二電極1420c可安置為面向相同方向。
特定言之，第一電極1410c可具有在發光層壓體S內經由第二導電型半導體層1420及主動層1430而連接至第一導電型 半導體層1410的導電穿孔V，且可電性連接至第一電性連接單元1410d。
可適當地調節導電穿孔V的量、形狀、間距、與第一導電型半導體層1410的接觸面積及其類似者以及第一電性連接單元1410d以便降低接觸電阻，且導電穿孔V及第一電性連接單元1410d可配置成列及行以改善電流流動。
穿孔V的量及其接觸面積可經調整以使得成列及行的多個穿孔V在其與第一導電類型半導體接觸的區域的平面上佔據的面積的範圍為發光元件區域的平面面積(發光層壓體S的平面面積)的1%至5%。舉例而言，穿孔V的半徑(直徑D1的一半(1/2))的範圍可為5微米至50微米，且穿孔V的數目根據發光區域的寬度可為每一發光元件區域1至50個。雖然根據發光元件區域的寬度而不同，但可設置兩個或兩個以上穿孔V。穿孔V之間的距離的範圍可為100微米至500微米，且穿孔V可具有包含列及行的矩陣結構。較佳地，穿孔之間的距離的範圍可為150微米至450微米。若穿孔之間的距離小於100微米，則穿孔V的量增加而相對減小發光面積，而降低發光效率，且若穿孔V之間的距離大於500微米，則電流擴散受損害而使發光效率降級。導電穿孔V的深度的範圍可為0.5微米至5.0微米，然而導電穿孔V的深度可根據第二導電型半導體層1420及主動層1430的厚度而變化。
另一電極結構可包含：第二電極1420c，直接形成於第二導電型半導體層1420上；以及第二電性連接單元1420d，形成於 第二電極1420c上。除了具有形成與第二導電型半導體層1420的電歐姆連接的功能之外，第二電極1420c可由光反射性材料製成，進而，如圖16所說明，在LED 741-4安裝為所謂的覆晶結構的狀態中，自主動層1430發射的光可朝向基板1401有效地發射。當然，第二電極1420c可根據主發光方向而由透光導電材料(諸如，透明導電氧化物)製成。
對於第一電極及第二電極中的第二電極1420c，例如，基於第二導電型半導體層1420，Ag層的歐姆電極層壓為第二電極1420c。Ag歐姆電極亦充當光反射層。鎳(NI)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鎢(W)的單層或其合金層可交替層壓於Ag層上。詳言之，Ni/Ti層、TiW/Pt層或Ti/W層可層壓，或此等層可交替層壓於Ag層上。
對於第一電極1410c，基於第一導電型半導體層1410，鉻(Cr)層可層壓，且Au/Pt層可依序層壓於Cr層上，或基於第一導電型半導體層1410，Al層可層壓，且Ti/Ni/Au層可依序層壓於Al層上。
為了增強歐姆特性或反射特性，第一電極1410c及第二電極1420c可使用除前述實施例的材料或層壓結構之外的各種材料或層壓結構。
如上所述的2個電極結構可由絕緣層1450電分離。絕緣層1450可由任何材料製成，只要所述材料具有電絕緣性質。較佳地，使用具有低光吸收度的材料。舉例而言，可使用氧化矽或氮化矽，諸如，SiO2、SiOxNy、SixNy或其類似者。必要時，光反射 填料可分散於透光材料中以形成光反射結構。
第一電極墊1410e及第二電極墊1420e可連接至第一電性連接單元1410d及第二電性連接單元1420d以分別充當LED 741-4的外部端子。此處，絕緣材料層1451可安置於第一電性連接單元1410d及第二電性連接單元1420d與第一電極墊1410e及第二電極墊1420e之間的部分區域中。
第一電極墊1410e及第二電極墊1420e可由金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鎢(W)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、NiSn、TiW、AuSn或其共熔金屬製成。在此狀況下，當LED安裝於封裝本體2100上時，第一電極墊1410e及第二電極墊1420e可藉由使用共熔金屬而結合，因此可不使用覆晶結合一般所需的焊料凸塊。與使用焊料凸塊的狀況相比，使用共熔金屬在安裝方法中有利地獲得優良散熱效果。在此狀況下，為了獲得優良散熱效果，第一電極墊1410e及第二電極墊1420e可形成為佔用相對大的面積。
且，緩衝層可形成於發光層壓片S與基板1401之間。緩衝層可用作由氮化物或其類似者製成的未摻雜的半導體層，以減輕生長於緩衝層上的發光結構中的晶格缺陷。
在本實施例中，基板1401可具有彼此相對的第一主表面及第二主表面，且不平整結構(亦即，凹陷及突起圖案)可形成於第一主表面及第二主表面中的至少一者上。形成於基板1401的一個表面上的不平整結構可藉由蝕刻基板1401的一部分而形成以 便由與基板1401的材料相同的材料製成。或者，不平整結構可由與基板1401的材料不同的異質材料製成。
在本實施例中，因為不平整結構形成於基板1401與第一導電型半導體層1410之間的界面上，所以自主動層1430發射的光的路徑可多樣性，且因此，半導體層內吸收的光的光吸收比可減小，且光散射比可增大，從而提高光提取效率。
詳言之，不平整結構可形成為具有規則或不規則形狀。用於形成不平整結構的異質材料可為透明導體、透明絕緣體或具有優良反射比的材料。此處，作為透明絕緣體，可使用諸如SiO2、SiNx、Al2O3、HfO、TiO2或ZrO的材料。作為透明導體，可使用諸如ZnO的透明導電氧化物(TCO)、含有添加劑(例如，Mg、Ag、Zn、Sc、Hf、Zr、Te、Se、Ta、W、Nb、Cu、Si、Ni、Co、Mo、Cr、Sn)的氧化銦或其類似者。作為反射性材料，可使用銀(Ag)、鋁(Al)或包含具有不同折射率的多層的分散式布瑞格反射器(distributed Bragg reflector,DBR)。然而，本發明概念不限於此。
同時，可自第一導電型半導體層1410移除基板1401。為移除基板1401，可使用以雷射進行的雷射剝離(laser lift-off,LLO)製程、蝕刻或拋光製程。且，在移除基板1401之後，可在第一導電型半導體層1410的表面上形成凹陷部及突起部。
如圖16所說明，LED 741-4安裝於封裝本體2100上。封裝本體2100可為半導體基板(諸如，矽(Si)基板)、絕緣基板 或導電基板。表面電極2210a及表面電極2220a以及後電極2210b及後電極2220b形成於封裝本體2100的上表面及下表面上，且導電穿孔C1及C2形成為穿透封裝本體2100以連接表面電極2210a及表面電極2220a與後電極2210b及後電極2220b。
在本實施例中，LED 741-4可均勻地擴散電流，且在晶片單元中獲得優良散熱效果，此是因為LED與封裝本體之間的接觸面積增大。
<LED 741的第五實施例>
圖17說明根據本發明概念的另一實施例的LED 741-5，例如，實施為所謂的晶片級封裝(chip scale package,CSP)的LED。
詳言之，參看圖17，根據本實施例的LED 741-5可包含發光層壓體S。波長轉換層1540可形成於發光層壓體S上。根據本實施例的LED 741-5封裝包含：封裝本體2100，包含第一電極結構2210及第二電極結構2220；以及LED 741-5及透鏡2400，安置於封裝本體2100上。
封裝本體2100可為矽(Si)基板、導電支撐基板或具有兩個或兩個以上導電穿孔的絕緣支撐基板。導電穿孔連接至發光層壓體S的第一電極1510a及第二電極1520a。
發光層壓體S具有層壓結構，包含第一導電型半導體層1510及第二導電型半導體層1520以及安置於第一導電型半導體層1510與第二導電型半導體層1520之間的主動層1530。在本實施例中，第一導電型半導體層1510及第二導電型半導體層1520 可分別為p型半導體層及n型半導體層，且可由氮化物半導體(例如，AlxInyGa(1-x-y)N(0x1,0y1,0x+y1))製成。然而，除氮化物半導體之外，亦可使用基於GaAs的半導體或基於GaP的半導體。
且，形成於第一導電型半導體層1510與第二導電型半導體層1520之間的主動層1530可根據電子-電洞重組而發射具有預定能階的光，且可具有多量子阱(MQW)結構，其中量子阱層及量子阻障層交替層壓。舉例而言，在MQW結構的狀況下，可使用InGaN/GaN或AlGaN/GaN結構。
同時，第一導電型半導體層1510及第二導電型半導體層1520以及主動層1530可藉由使用半導體生長製程(諸如，金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)、分子束磊晶法(molecular beam epitaxy,MBE)、氫化物氣相磊晶法(hydride vapor phase epitaxy,HVPE)或其類似者)而形成。
圖17所說明的LED 741-5處於生長基板已被自LED 741-5移除的狀態中，且凹陷及突起圖案P可形成於已被移除生長基板的表面上。
具有磷光體的波長轉換膜1540可形成於凹陷及突起圖案上。
LED 741-5包含分別連接至第一導電型半導體層1510及第二導電型半導體層1520的第一電極1510a及第二電極1520a。第一電極1510a包含經由第二導電型半導體層1520及主動層1530 而連接至第一導電型半導體層1510的導電穿孔C3。絕緣層1550形成於導電穿孔C3與主動層1530及第二導電型半導體層1520之間以防止短路。
雖然說明了單一導電穿孔C3，但可設置兩個或兩個以上導電穿孔C3且可按照列及行的各種形式來配置以促進電流擴散。
對於形成列及行的多個穿孔C3，類似於本發明概念的其他實施例，穿孔C3的量及其接觸面積可經調整以使得穿孔C3在與第一導電型半導體層1510接觸的區域的平面上佔據的面積的範圍為發光元件區域的平面面積(發光層壓體S的平面面積)的1%至5%。舉例而言，穿孔C3的半徑(直徑D1的一半)的範圍可為5微米至50微米，且穿孔C3的數目根據發光元件區域的寬度可為每一發光元件區域1至50個。較佳地，可設置兩個或兩個以上穿孔C3，然而穿孔C3的數目可根據發光元件區域的寬度而變化，且穿孔C3可具有包含列及行的矩陣結構，其中穿孔C3之間的距離的範圍為100微米至500微米。更佳地，穿孔C3之間的距離的範圍可為150微米至450微米。若導電穿孔C3之間的距離小於100微米，則穿孔C3的數目可增加而相對減小發光面積，而降低發光效率，且若導電穿孔C3之間的距離大於500微米，則電流擴散受損害，而使發光效率降級。導電穿孔C3的深度的範圍可為0.5微米至5.0微米，然而導電穿孔C3的深度可根據第二導電型半導體層1520及主動層1530的厚度而變化。
類似於圖16的實施例，在第一電極1510a及第二電極 1520a中，基於第二導電型半導體層1520，Ag層的歐姆電極層壓為第二電極1520a。Ag歐姆電極亦充當光反射層。鎳(NI)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鎢(W)的單層或其合金層可交替層壓於Ag層上。詳言之，Ni/Ti層、TiW/Pt層或Ti/W層可層壓，或此等層可交替層壓於Ag層上。
對於第一電極1510a，基於第一導電型半導體層1510，鉻(Cr)層可層壓，且Au/Pt層可依序層壓於Cr層上，或基於第一導電型半導體層1510，Al層可層壓，且Ti/Ni/Au層可依序層壓於Al層上。
為了增強歐姆特性或反射特性，第一電極1510a及第二電極1520a可使用除前述實施例的材料或層壓結構之外的各種材料或層壓結構。
此實例中所使用的封裝本體2100可包含樹脂作為其基本材料，且可包含分散於樹脂中的奈米纖維及光反射粉末。此處，封裝本體2100及LED 741-5可由結合層B1及結合層B2結合。結合層B1及結合層B2可由電絕緣材料製成。舉例而言，電絕緣材料可包含樹脂材料，諸如，氧化物或矽酮樹脂(諸如，SiO2、SiN或其類似者)、環氧樹脂及其類似者。此製程可藉由以下方式來實施：將結合層B1及結合層B2塗覆至LED 741-5及封裝本體2100的各別結合表面；以及隨後使LED 741-5及封裝本體2100結合。
接觸孔自封裝本體2100的下表面形成，以便連接至所結 合的LED 741-5的第一電極1510a及第二電極1520a。絕緣層2550可形成於接觸孔的側表面上及封裝本體2100的下表面上。在封裝本體2100為矽基板的狀況下，絕緣層2550可經由熱氧化而設置為氧化矽膜。接觸孔填充有導電材料以形成第一電極結構2210及第二電極結構2220，以使得第一電極結構2210及第二電極結構2220連接至第一電極1510a及第二電極1520a。第一電極結構2210及第二電極結構2220可包含晶種層S1及晶種層S2以及藉由使用晶種層S1及S2經由電鍍製程而形成的電鍍帶電單元2210c及電鍍帶電單元2220c。
如上所述且如圖17所說明的晶片級封裝(CSP)不需要額外封裝，因此減小了封裝的大小且簡化了製造程序，而適用於大量生產。且，因為可整體製造諸如透鏡的光學結構，所以CSP可適當地用於根據本實施例的照明裝置中。
現將返回參看圖10來詳細描述根據本實施例的板。
板720設置於安裝了光源單元740的區域中，且可包含具有光源驅動元件100所需的配線圖案的電路板。此處，電路板可由具有優良散熱功能及優良光反射率的材料製成。舉例而言，電路板可包含FR4型印刷電路板(PCB)，且可由含有環氧樹脂、三嗪、聚矽氧、聚亞醯胺或其類似者的有機樹脂材料以及任何其他有機樹脂材料製成。電路板亦可由陶瓷材料(諸如，氮化矽、AlN、Al2O3或其類似者)或金屬及金屬化合物製成。亦可使用可自由地改變其形式的MOCVD或可撓性PCB(FPCB)。
<板720的第一實施例>
如圖18所說明，板720-1可包含：絕緣基板3110，包含形成於其一個表面上的預定的電路圖案3111及預定電路圖案3112；上方熱擴散板3140，形成於絕緣基板3110上，以使得上方熱擴散板3140與電路圖案3111及電路圖案3112接觸，且耗散由LED 741產生的熱；以及下方熱擴散板3160，形成於絕緣基板3110的另一表面上，且向外傳遞自上方熱擴散板3140傳遞的熱。
上方熱擴散板3140及下方熱擴散板3160可由穿透絕緣基板3110且具有電鍍內壁的至少一個通孔3150連接，以便彼此熱傳導。
在絕緣基板3110中，電路圖案3111及電路圖案3112可藉由以銅包覆陶瓷或基於環氧樹脂的FR4的核心且對所得結構執行蝕刻製程而形成。絕緣薄膜3130可藉由在基板3110的下表面上塗覆絕緣材料而形成。
<板720的第二實施例>
圖19A說明板的另一實例。如圖19A所說明，板720-2-1包含：第一金屬層3210-1；絕緣層3220-1，形成於第一金屬層3210-1上；以及第二金屬層3230-1，形成於絕緣層3220-1上。允許絕緣層3220-1暴露的階梯區域Al可形成於板720-2-1的至少一個末端部分中。
第一金屬層3210-1可由具有優良放熱特性的材料製成。舉例而言，第一金屬層3210-1可由諸如鋁(Al)、鐵(Fe)或其 類似者的金屬或其合金製成。第一金屬層3210-1可具有單層結構或多層結構。絕緣層3220-1可基本上由具有絕緣性質的材料製成，且可由無機材料或有機材料形成。舉例而言，絕緣層3220-1可由基於環氧樹脂的絕緣樹脂製成，且可包含諸如鋁(Al)粉末或其類似者的金屬粉末，以便增強熱導率。第二金屬層3230-1可大體上由銅(Cu)薄膜形成。
如圖19A所說明，在根據本實施例的板720-2-1中，絕緣層3220-1的一個末端部分處的暴露區域的長度(例如，絕緣長度)可大於絕緣層3220-1的厚度。此處，絕緣長度指第一金屬層3210-1與第二金屬層3230-1之間的絕緣層3220-1的暴露區域的長度。當俯視時，絕緣層3220-1的暴露區域的寬度為暴露寬度W1。圖19A中的區域「A」在板720-2-1的製造程序期間經由研磨製程或其類似者而移除。自第二金屬層3230-1的表面向下深達深度「h」的區域經移除以暴露絕緣層3220-1達暴露寬度W1，從而形成階梯結構。若板720-2-1的末端部分未被移除，則絕緣長度可等於絕緣層3220-1的厚度(h1+h2)，且藉由移除板720-2-1的末端部分的一部分，可另外確保等於約W1的絕緣長度。因此，當測試板720-2-1的耐受電壓時，板720-2-1的末端部分中的兩個金屬層3210-1與金屬層3230-1之間接觸的可能性被最小化。
圖19B為示意性地說明根據圖19A的修改的板720-2-2的結構的視圖。參看圖19B，板720-2-2包含：第一金屬層3210-2；絕緣層3220-2，形成於第一金屬層3210-2上；以及第二金屬層 3230-2，形成於絕緣層3220-2上。絕緣層3220-2及第二金屬層3230-2包含以預定斜角θ1移除的區域，且第一金屬層3210-2亦可包含以預定斜角θ1移除的區域。
此處，斜角θ1可為絕緣層3220-2與第二金屬層3230-2之間的界面與絕緣層3220-2的末端部分之間的角度。斜角θ1可經選擇以在考慮到絕緣層3220-2的厚度的情況下確保所要絕緣長度I。斜角θ1可選自0<θ1<90(度)的範圍。隨著斜角θ1增大，絕緣層3220-2的暴露區域的絕緣長度I及寬度W2增大，因此為了確保較大絕緣長度，斜角θ1可選擇為較小。舉例而言，斜角可選自0<θ145(度)的範圍。
<板720的第三實施例>
圖20示意性地說明基板的另一實例。參看圖20，板720-3包含：金屬支撐基板3310；以及樹脂塗佈的銅(RCC)3320，形成於金屬支撐基板3310上。RCC 3320可包含：絕緣層3321；以及導電圖案或銅箔片3322，層壓於絕緣層3321上。RCC 3320的一部分可經移除以形成至少一個凹處，而LED 741可安裝於所述凹處中。板720-3具有RCC 3320自LED 741或LED封裝的下方區域移除且LED封裝與金屬支撐基板3310直接接觸的結構。因此，由LED 741或LED封裝產生的熱直接傳遞至金屬支撐基板3310，從而增強散熱效能。LED 741或LED封裝可經由焊料3340及焊料3341而電性連接或固定。由液體光阻焊劑(photo solder resist,PSR)製成的保護層3330可形成於銅箔片3322的上方部分 上。
<板720的第四實施例>
圖21A及圖21B示意性地說明板的另一實例。根據本實施例的板720-4包含陽極處理金屬基板，其具有優良的散熱特性且導致低製造成本。圖21A為板720-4的剖面圖，且圖21B為板720-4的俯視圖。
參看圖21A及圖21B，板(陽極處理金屬基板)720-4可包含：金屬板3410；陽極氧化膜3420，形成於金屬板3410上；以及金屬配線3430，形成於陽極氧化膜3420上。
金屬板3410可由可容易在低成本下獲得的鋁(Al)或Al合金製成。此外，金屬板3410可由任何其他可陽極處理的金屬(例如，諸如鈦(Ti)、鎂(Mg)或其類似者的材料)製成。
藉由對鋁進行陽極處理而獲得的氧化鋁膜(Al2O3)3420具有相對高的熱傳遞特性，範圍為約10瓦特/公尺克爾文(W/mK)至30瓦特/公尺克爾文。因此，與習知聚合物基板的PCB、MCPCB或其類似者的散熱特性相比，板(陽極處理金屬基板)720-4具有優良的散熱特性。
<板720的第五實施例>
圖22示意性地說明基板的另一實例。如圖22所說明，板720-5可包含：金屬基板3510；絕緣樹脂3520，塗佈於金屬基板3510上；以及電路圖案3530，形成於絕緣樹脂3520上。此處，絕緣樹脂3520可具有等於或小於200微米的厚度。絕緣樹脂3520 可按照固體膜的形式層壓於金屬基板3510上或可使用旋塗或刮刀而按照液體形式來塗佈。且，電路圖案3530可藉由將金屬(諸如，銅(Cu)或其類似者)填充於絕緣層3520上所凹版印刷的電路圖案中而形成。LED 741可安裝為電性連接至電路圖案3530。
<板720的第六實施例>
同時，板720-6可包含可自由變形的可撓性PCB(FPCB)。詳言之，如圖23所說明，板720-6包含：可撓性電路板3610，具有一或多個通孔3611；以及支撐基板3620，可撓性電路板3610安裝於支撐基板3620上。散熱黏著劑3640可設置於通孔3611中以將LED 741的下表面及支撐基板3620的上表面彼此耦接。此處，LED 741的下表面可為晶片封裝的下表面、具有安裝有晶片的上表面的引線框架的下表面或金屬塊。電路配線3630形成於可撓性電路板3610上且電性連接至LED 741。
以此方式，因為使用了可撓性電路板3610，所以可減小厚度及重量，從而獲得減小的厚度及重量並降低製造成本，且因為LED 741藉由散熱黏著劑3640直接結合至支撐基板3620，所以耗散由LED 741產生的熱的散熱效率可提高。
下文中，將返回參看圖10來描述光源驅動元件100，即，根據本實施例的照明裝置的不同組件。
光源驅動元件100包含：變壓器單元110，包含初級繞組部分111及次級繞組部分112，次級繞組部分112電磁耦接至初級繞組部分111且變換所施加的外部電力；整流二極體120，對來自 變壓器單元110的次級繞組部分112的輸出電力進行整流；濾波器單元140，具有輸入端子以及輸出光源驅動電力的輸出端子，將經整流電力遞送至輸出端子，且儲存部分量的經整流電力，所述經整流電力是當整流二極體120接通時自整流二極體120施加至輸入端子；以及開迴路防止單元130，將閉迴路提供給濾波器單元140，以使得濾波器單元140中所儲存的電力可施加至輸出端子。
此處，初級繞組部分111包含自插座710接收外部電力10的外部輸入端子111a及外部輸入端子111b，且可具有經設定以允許安定器20輸出正常量電力的阻抗。即，本實施例可理解為包含圖1的光源驅動元件100的照明裝置700。
根據本實施例，可獲得使用直接與安定器相容的光源驅動元件的照明裝置。
同時，最後或最終由照明裝置700產生的光可為與現有螢光燈的白光類似的白光。然而，本發明概念不限於此，且根據本實施例的照明裝置700可出於除發射白光外亦發射可見光、紅外光或紫外光的目的而提供。
<白光實施方案的第一實施例：磷光體的組合>
為了使照明裝置700發射白光，舉例而言，照明裝置700可經實施以使得根據本實施例的光源單元包含：藍光LED；以及波長轉換單元，具有波長轉換材料，所述波長轉換材料在由來自藍光LED的輸出光直接或間接激發後發射經波長轉換的光。此處，白光可為來自藍光LED的光以及來自波長轉換單元的光的混 合色。舉例而言，白光可藉由組合黃色磷光體至藍光LED或藉由組合黃色磷光體、紅色磷光體及綠色磷光體中的至少一者至藍光LED來實施。且，波長轉換單元可以LED晶片為單位來設置。舉例而言，圖17所說明的波長轉換層1540可理解為本文所述的波長轉換單元。
同時，照明裝置700中所使用的磷光體可具有以下實驗式及顏色。
在基於氧化物的磷光體的狀況下，黃色及綠色磷光體可包含組成(Y,Lu,Se,La,Gd,Sm)3(Ga,Al)5O12：Ce。藍色磷光體可包含組成BaMgAl10O17：Eu、3Sr3(PO4)2．CaCl：Eu。
在基於矽酸鹽的磷光體的狀況下，黃色及綠色磷光體可包含組成(Ba,Sr)2SiO4：Eu，且黃色及橙色磷光體可包含組成(Ba,Sr)3SiO5：Eu。
在基於氮化物的磷光體的狀況下，綠色磷光體可包含組成β-SiAlON：Eu，黃色磷光體可包含組成(La,Gd,Lu,Y,Sc)3Si6N11：Ce，且橙色磷光體可包含組成α-SiAlON：Eu。紅色磷光體可包含組成(Sr,Ca)AlSiN3：Eu、(Sr,Ca)AlSi(ON)3：Eu、(Sr,Ca)2Si5N8：Eu、(Sr,Ca)2Si5(ON)8：Eu、基於氟化物的磷光體(K2SiF6：Mn4)以及(Sr,Ba)SiAl4N7：Eu中的至少一者。
在基於硫化物的磷光體的狀況下，紅色磷光體可包含組成(Sr,Ca)S：Eu以及(Y,Gd)2O2S：Eu中的至少一者，且綠色磷光體可包含組成SrGa2S4：Eu。
下文表1展示使用藍光LED(440奈米至460奈米)的白光發光元件的應用領域中的磷光體的類型。
磷光體組成應基本上符合化學計量，且各別元素可取代為元素周期表的各別族的不同元素。舉例而言，鍶(Sr)可取代為鹼土金屬中的鋇(Ba)、鈣(Ca)、鎂(Mg)或其類似者，且釔(Y)可取代為鋱(Tb)、鑥(Lu)、鈧(Sc)、釓(Gd)或其類似者。且，銪(EU)(即，活化劑)可根據所要能階而取代為鈰(Ce)、鋱(Tb)、鐠(Pr)、鉺(Er)、鐿(Yb)或其類似者，且活化劑可獨立應用，或為共活化劑或其類似者可另外應用以改變特性。
且，在實施白光時，LED未必發射可見光。舉例而言，LED可產生UV光，且藍色、紅色、綠色及黃色磷光體中的至少一者可與LED組合以實施白光。
<白光實施方案的第二實施例：LED晶片的組合>
且，當照明裝置包含多個LED時，多個LED可發射具有不同波長的光。舉例而言，白光可藉由組合(例如)紅光LED、綠光LED以及藍光LED來實施。
藉由將黃色、綠色、紅色磷光體塗覆至藍光LED晶片且將綠光LED晶片及紅光LED晶片中的至少一者組合至此而產生的白光可具有兩個或兩個以上峰值波長，且可定位於連接CIE 1931色度圖的(x,y)坐標(0.4476,0.4074)、(0.3484,0.3516)、(0.3101,0.3162)、(0.3128,0.3292)、(0.3333,0.3333)的區段中。或者，白光可定位於由黑體輻射的光譜及所述區段圍繞的區域中。白光的色溫對應於約2000K至約20000K的範圍。圖24說明普朗克光譜。
在此狀況下，光源元件可藉由調整磷光體與LED的混合而控制調整為範圍為鈉汽燈至太陽光等級100的演色指數(color rendering index,CRI)，且控制範圍為燭光(1500K)至藍天(12000K)等級的色溫以產生各種白光。
必要時，光源元件可產生具有紫色、藍色、綠色、紅色、橙色的可見光或紅外光以根據周圍氛圍或情境而控制照明色。且，光源元件可應用於產生具有刺激植物生長的特殊波長的光。
<白光實施方案的第三實施例：量子點>
且，諸如量子點或其類似者的材料可作為替換磷光體的材料來應用，且磷光體及量子點可組合地或獨立地用於LED中。
量子點可具有包含諸如CdSe、InP或其類似者的核心(3至10奈米)、諸如ZnS、ZnSe或其類似者的外殼(0.5至2奈米)及使核心與外殼穩定的配位子(ligand)的結構，且可根據大小來實施各種顏色。圖25為說明如上所述的量子點(QD)的結構的視圖。
磷光體或量子點可藉由使用以下方法中的至少一者來塗覆：將其噴灑於LED晶片或發光模組上的方法、作為膜來覆蓋的方法及作為陶瓷磷光體薄片來附著的方法，或其類似者。
作為噴灑方法，通常使用分配(dispensing)、噴塗或其類似者，且分配包含氣動方法及機械方法，諸如，螺旋、線性類型或其類似者。經由噴射方法，可經由極少量的排放來控制點(dotting)的量，且可藉此控制色坐標。在晶圓級或在安裝了LED的光源單元上集體地塗覆磷光體的方法的狀況下，可提高生產率且可容易控制厚度。
直接以磷光體或量子點的膜來覆蓋發光模組或LED晶片的方法可包含電泳、絲網印刷或磷光體成型方法，且此等方法可根據是否需要塗佈LED的側表面而具有差異。
同時，為了在具有不同發光波長的兩種類型的磷光體中控制長波長發光磷光體再吸收以短波長發射的光的效率，可設置具有不同發光波長的兩種類型的磷光體層，且為了將晶片及兩種或兩種以上波長的再吸收及干擾減到最少，可在各別層之間包含DBR(ODR)層。
為了形成均勻塗佈的膜，將磷光體製造為膜或陶瓷形式，隨後且附著至LED。
為了區別光效率及光分佈特性，光轉換材料可按照遠端形式來定位，且在此狀況下，光轉換材料可根據耐久性及耐熱性而與諸如透光聚合物、玻璃或其類似者的材料一起定位。
磷光體塗覆技術對判定照明裝置的光特性起極其重要的作用，因此已按照各種方式研究控制磷光體塗覆層的厚度、均勻磷光體分佈及其類似者的技術。量子點亦可按照與磷光體相同的方式而定位於LED中，且可定位於玻璃或透光聚合物材料中以執行光學轉換。
同時，為了保護LED免受外部環境的影響或為了改善發射至LED的外部的光的光提取效率，透光材料可作為填料而定位於LED上。
在此狀況下，諸如環氧樹脂、矽酮、環氧樹脂與矽酮的混合物或其類似者的透明有機溶劑用作透光材料，且透光材料可根據加熱、光照射、時間逝去方法或其類似者而固化。
在矽酮的狀況下，聚二甲基矽氧烷分類為基於甲基的矽酮，且聚甲基苯基矽氧烷分類為基於苯基的矽酮。基於甲基的矽酮以及基於苯基的矽酮具有折射率、水蒸汽穿透率、透光量、耐光性品質以及熱穩定性的差異。且，基於甲基的矽酮以及基於苯基的矽酮根據交聯劑及觸媒而具有固化速度的差異，從而影響磷光體分佈。
光提取效率根據填料的折射率而變化，且為了將發射藍光的最外部介質的折射率與外部(空氣)的折射率之間的間隙最小化，具有不同折射率的兩種或兩種以上類型的矽酮可依序層壓。
通常，基於甲基的矽酮具有最高等級的熱穩定性，且溫度升高的變化按照基於苯基的矽酮、混合矽酮以及環氧矽酮的次 序而減小。矽酮根據其硬度可分類為凝膠型矽酮、彈性體型矽酮以及樹脂型矽酮。
且，LED可更包含用於徑向導引自光源照射的光的透鏡。在此狀況下，可使用將預先形成的透鏡附著至LED的方法、將具有流動性的有機溶劑注射至LED或模具且使所述有機溶劑凝固的方法及其類似者。
透鏡附著方法包含直接將透鏡附著至LED的上方部分中的填料、結合LED的僅外部部分以及透鏡的僅外部部分而與填料間隔開及其類似者。作為注射至模具中的方法，可使用射出成型、轉移成型、壓縮成型或其類似者。
透光特性可根據透鏡的形狀(凸出結構、凹入結構、不平整結構、圓錐結構及幾何結構)而改變，且透鏡可根據效率及光分佈特性而變形。
下文中，將參看圖26至圖33來描述藉由應用根據本實施例的照明裝置而實施的照明系統。
<照明裝置700於照明系統中的第一應用實例>
圖26至圖29所說明的根據本實施例的照明系統可根據周圍環境(例如，溫度及濕度)來自動地調節色溫，且將照明裝置作為符合人體感光度的感光度照明來提供，而不是充當簡單照明。
圖26為示意性地說明根據本發明概念的實施例的照明系統7000的方塊圖。
參看圖26，根據本發明概念的實施例的照明系統7000包含：外部電源10；安定器20，連接至外部電源10；以及照明裝置700，在接收到自安定器20施加的電力後得以驅動。
照明裝置700包含光源單元740以及光源驅動元件100。此處，光源驅動元件100可連接至安定器20以將光源驅動電力施加至光源單元740。
根據本實施例，照明裝置700可更包含感測單元790及控制器780。感測單元790可安裝於室內或室外區域中，且可具有溫度感測器791及濕度感測器792以量測周圍溫度及濕度中的至少一個空氣條件。感測單元790將所量測的空氣條件(例如，溫度及濕度)遞送至電性連接至感測單元790的控制器780。
在自感測單元790接收到訊號後，控制器780可控制光源單元740的操作。舉例而言，控制器780比較所量測的空氣溫度及濕度與使用者預先設定的空氣條件(溫度及濕度範圍)，且判定對應於所述空氣條件的光源單元740的色溫。因此，控制器780可電性連接至光源驅動元件100，且控制自光源驅動元件100施加至光源單元740的電力(例如，電流的量)，以使得光源單元740可在所判定的色溫下驅動。
如上所述，光源單元740可藉由自光源驅動元件100供應的電力來操作。此處，如圖27所說明，光源單元740可包含第一光源群組740-1及第二光源群組740-2，第一光源群組740-1及第二光源群組740-2包含具有不同色溫的大量LED。此處，第一 光源群組740-1及第二光源群組740-2可經設計以整體發射同樣的白光。
舉例而言，第一光源群組740-1可發射具有第一色溫的白光，且第二光源群組740-2可發射具有第二色溫的白光，且此處，第一色溫可低於第二色溫。相反地，第一色溫可高於第二色溫。
此處，具有相對低的色溫的白色對應於暖白色，且具有相對高的色溫的白色對應於冷白色。當電力供應至第一光源群組740-1及第二光源群組740-2時，第一光源群組740-1及第二光源群組740-2分別發射具有第一色溫及第二色溫的白光，且各別白光可經混合以實施具有由控制器780判定的色溫的白光。
詳言之，在第一色溫低於第二色溫的狀況下，若由控制器780判定的色溫相對高，則來自第一光源群組740-1的光的量可減少且來自第二光源群組740-2的光的量可增加以實施具有所判定的色溫的混合白光。相反地，當所判定的色溫相對低時，來自第一光源群組740-1的光的量可增加且來自第二光源群組740-2的光的量可減少以實施具有所判定的色溫的混合白光。此處，來自光源群組740-1及740-2中的每一者的光的量可藉由不同地調節自光源驅動元件100施加的電流的量來實施或可藉由調節點亮的LED的數目來實施。
圖28為說明用於控制圖26所說明的照明系統7000的方法的流程圖。參看圖28，首先，使用者經由控制器780根據溫度及濕度範圍而設定色溫(S10)。所設定的溫度及濕度資料儲存於 控制器780中。
一般而言，當色溫等於或大於6000K時，可產生提供冷感覺的顏色(諸如，藍色)，且當色溫小於4000K時，可產生提供暖感覺的顏色(諸如，紅色)。因此，在本實施例中，當溫度及濕度分別超過20℃及60%時，使用者可經由控制器780將光源單元740設定為接通的以具有高於6000K的色溫，當溫度及濕度的範圍分別為10℃至20℃及40%至60%時，使用者可經由控制器780將光源單元740設定為接通的以具有範圍為4000K至6000K的色溫，且當溫度及濕度分別低於10℃及40%時，使用者可經由控制器780將光源單元740設定為接通的以具有低於4000K的色溫。
接著，感測單元790量測周圍溫度及濕度條件中的至少一者(S20)。由感測單元790量測的溫度及濕度被遞送至控制器780。
隨後，控制器780分別比較自感測單元790遞送的量測值與預先設定值(S30)。此處，量測值為由感測單元790量測的溫度及濕度資料，且預先設定值為已預先由使用者設定且儲存於控制器780中的溫度及濕度資料。即，控制器780比較所量測的溫度及濕度與預先設定的溫度及濕度。
根據比較結果，控制器780判定量測值是否滿足預先設定的範圍(S40)。當量測值滿足預先設定值時，控制器780維持當前色溫，且再次量測溫度及濕度(S20)。同時，當量測值不滿足預先設定值時，控制器780偵測對應於量測值的預先設定值且 判定對應的色溫(S50)。控制器780控制自光源驅動元件100施加至光源單元740的電力，以使得光源單元740可在所判定的色溫下驅動。因此，控制器780可包含設置於光源驅動元件100與光源單元740之間的熟知的電力控制器，諸如，開關、電阻器、直流/直流(DC/DC)轉換器及其類似者。
接著，光源單元740可受到驅動以具有所判定的色溫(S60)。因此，光源單元740可具有經調整以對應於由使用者根據周圍溫度及濕度預先設定的溫度及濕度的色溫。
以此方式，照明系統7000能夠根據周圍溫度及濕度的改變而自動地調節室內照明的色溫，藉此滿足根據周圍自然環境的改變而變化的人類情緒且提供心理穩定性。
圖29示意性地說明圖26所說明的照明系統7000的實施實例。如圖29所說明，照明裝置700可安裝於天花板上作為室內燈具。此處，感測單元790可安置於適用於量測周圍溫度及濕度的位置中。
在本實施例中，感測單元790被描述為感測溫度及濕度以控制色溫，但本發明概念不限於此。舉例而言，感測單元790可包含運動感測器及照度感測器，以感測使用者的運動及照明強度。此處，照明系統可經設定以在預先設定的時段內未感測到使用者的運動的情況下執行關閉光源單元的控制操作。且，照明系統7000可比較由照度感測器感測的值與預先設定的照度值，且執行控制操作以輸出所要的照明強度。
將參看圖30至圖33來詳細描述可如所述般加以控制的照明系統的另一實例。
<照明裝置於照明系統中的第二應用實例>
圖30為示意性地說明根據本發明概念的實施例的照明系統8000的方塊圖，且圖31為說明用於控制圖30所說明的照明系統8000的方法的流程圖。
首先，參看圖30，根據本實施例的照明系統8000包含：外部電源10；安定器20，連接至外部電源10；以及照明裝置700，在自安定器20接收到電力後得以驅動。
照明裝置700包含光源單元740以及光源驅動元件100。此處，光源驅動元件100可連接至安定器20，以使得光源驅動元件100可將光源驅動電力施加至光源單元740。
根據本實施例，照明裝置700可更包含感測單元790及控制器780。此處，感測單元790可包含運動感測器793及/或照度感測器794。
下文中，將參看圖31來描述用於控制照明系統8000的方法。
首先，運動感測器793感測使用者的運動或照明裝置的移動，且輸出操作訊號(S110)。操作訊號可為用於啟動總電力的訊號。即，當感測到使用者或照明裝置的運動時，運動感測器793將操作訊號輸出至控制器780。
接著，基於操作訊號，量測周圍環境的照明強度且輸出 照明強度值(S120)。當操作訊號施加至控制器780時，控制器780輸出訊號至照度感測器794，且照度感測器794接著量測周圍環境的照明強度。照度感測器794將周圍環境的所量測的照明強度值輸出至控制器780。此後，是否接通照明裝置是根據照明強度值而判定，且照明裝置根據所述判定而發射光。
首先，照明強度值與預先設定值比較以用於判定(S130)。當照明強度值輸入至控制器780時，控制器780比較所接收的照明強度值與所儲存的預先設定值且判定所接收的照明強度值是否低於所儲存的預先設定值。此處，預先設定值為用於判定是否接通照明裝置的值。舉例而言，預先設定值可為使用者可能難以用裸眼辨識物件或可能在某情形(例如，開始日落的情形)下犯錯時的照明強度值。
當由照度感測器794量測的照明強度值高於預先設定值時，照明為不需要的，因此控制器780使整個系統停機。
同時，當由照度感測器794量測的照明強度值低於預先設定值時，照明為需要的，因此控制器780將訊號輸出至光源單元740且光源單元740發射光(S140)。
圖32為說明根據本發明概念的另一例示性實施例的用於控制照明系統8000的方法的流程圖。下文中，將描述根據本發明概念的另一例示性實施例的用於控制照明系統8000的方法。然而，將省略與如上文參看圖31所述的用於控制照明系統的方法的程序相同的程序。
如圖32所說明，在根據本實施例的用於控制照明系統8000的方法的狀況下，照明的光發射的強度可根據周圍環境的照明強度值而調節。
如上所述，照度感測器794將照明強度值輸出至控制器780(S220)。當照明強度值低於預先設定值(S230)時，控制器780判定照明強度值的範圍(S240-1)。控制器780具有細分的照明強度值的範圍，基於此，控制器780判定所量測的照明強度值的範圍。
接著，當照明強度值的範圍得以判定時，控制器780判定光源單元的光發射的強度(S240-2)，且據此，光源單元740發射光(S240-3)。光發射的強度可根據照明強度值而劃分，且此處，照明強度值根據天氣、時間及周圍環境而變化，因此照明的強度亦可被調節。藉由根據照明強度值的範圍而調節光發射的強度，可防止電力浪費且可將使用者的注意力吸引至其周圍環境。
圖33為說明根據本發明概念的另一實施例的用於控制照明系統8000的方法的流程圖。下文中，將描述根據本發明概念的另一實施例的用於控制照明系統8000的方法。然而，將省略與如上文參看圖31及圖32所述的用於控制照明系統的方法的程序相同的程序。
根據本實施例的用於控制照明系統8000的方法更包含判定當光源單元740發射光時使用者或照明裝置的運動是否維持的操作S350，及判定是否維持光發射。
首先，當光源單元740開始發射光時，可基於使用者是否移動而判定光發射的終止。此處，當超過預先設定的時段而未感測到使用者的運動時，可判定使用者運動為使用者正在睡眠、離開或其類似者，且因此，照明功能並無必要。
是否維持光發射是由運動感測器793根據是否偵測到使用者或照明裝置的運動來判定。當使用者的運動由運動感測器793連續地感測到時，再次量測照明強度且判定是否維持光發射。同時，當未感測到運動時，系統終止。
根據本實施例的照明系統，雖然使用者不執行開/關(ON/OFF)操作，但是否接通光源單元可藉由與使用者交換互動式資訊來控制。
根據實施例，通信模組可與感測單元整體模組化。返回參看圖30，根據本實施例的照明系統8000包含通信模組795。通信模組795可接收關於照明裝置的驅動而提供的無線電訊號。此處，控制器780可在自通信模組795接收到訊號後控制光源單元740的操作。
通信模組795可與感測單元790整體模組化，但本發明概念不限於此，且通信模組795可與感測單元790分開實施。
舉例而言，通信模組795可為ZigBee模組。對於家用無線通信而言，來自照明裝置700的訊號可經由閘道集線器而傳輸至家用元件，諸如，車庫門開關元件、門鎖、家用電器、手機、電視(TV)、路由器、一般照明開關及其類似者，藉此，家用元件 可受到控制。且，照明裝置700可由來自家用元件的訊號控制。因此，家用元件亦可包含用於無線通信(諸如，ZigBee及/或Wi-Fi)的通信模組。根據實施例，通信可在無閘道集線器的情況下直接與家用元件執行。
且，照明裝置700可偵測電視上正播出(當前正播送或廣播)的頻道或節目的類型，或偵測電視的螢幕的亮度，且照明裝置700的亮度可因此自動地受到控制。舉例而言，當廣播電視節目或其類似者且需要昏暗氛圍時，照明裝置700的照明色感經控制以使得色溫根據氛圍而降低至低於12000K。相反地，在明亮氛圍(諸如，明亮娛樂電視節目)的狀況下，照明裝置700的照明色溫亦提高至高於12000K，以提供基於藍色的白色照明。
如上所述，根據本發明概念的實施例，可獲得藉由具有與螢光燈的電特性類似的電特性而直接與安定器相容的光源驅動元件。
且，可獲得具有前述光源驅動元件的照明裝置。
本發明概念的優點及效果不限於前述內容，且本文未述的任何其他技術效應可容易由本領域的技術人員自前述描述來理解。
儘管已結合實施例展示且描述了本發明概念，但對於本領域的技術人員將顯而易見的是，在不脫離如由隨附的申請專利範圍界定的本發明的精神及範疇的情況下，可進行修改及變化。
10‧‧‧外部電力
20‧‧‧安定器
100‧‧‧光源驅動元件
110‧‧‧變壓器單元
111a‧‧‧第一外部輸入端子
111b‧‧‧第二外部輸入端子
120‧‧‧整流二極體
130‧‧‧開迴路防止單元
140‧‧‧濾波器單元
141‧‧‧電感器
142‧‧‧電容器
700‧‧‧照明裝置
710‧‧‧插座
711、712‧‧‧輸入端子
720‧‧‧板
730‧‧‧外殼
740‧‧‧光源單元
741‧‧‧發光二極體(LED)
745‧‧‧波長轉換單元
A‧‧‧第一輸出端子
B‧‧‧第二輸出端子
C‧‧‧第三輸出端子
Co1、Co2‧‧‧線圈
D‧‧‧第四輸出端子

Claims (10)

  1. 一種照明裝置，包括：光源驅動元件；以及光源單元，具有至少一個發光二極體(LED)，所述LED自所述光源驅動元件接收光源驅動電力，其中所述光源驅動元件包括：變壓器單元，包含初級繞組部分以及次級繞組部分，所述初級繞組部分包含直接連接安定器且自所述安定器接收外部電力的第一外部輸入端子及第二外部輸入端子，以及設定以允許所述安定器輸出正常量電力之阻抗位準的線圈，且所述次級繞組部分電磁耦接至所述初級繞組部分以變換所施加的外部電力；整流二極體，對來自所述變壓器單元的所述次級繞組部分的輸出電力進行整流；濾波器單元，具有輸入端子以及輸出光源驅動電力的輸出端子，將經整流電力遞送至所述濾波器單元的所述輸出端子，且儲存部分量的所述經整流電力，所述經整流電力是當所述整流二極體接通時自所述整流二極體施加至所述濾波器單元的所述輸入端子；以及開迴路防止單元，將閉迴路提供給所述濾波器單元，以使得當所述整流二極體關閉時，所述濾波器單元中所儲存的電力施加至所述輸出端子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中經設定以 允許所述安定器輸出正常量電力的所述線圈的阻抗位準是藉由使用方程式1而獲得， 其中V lamp 為當所述安定器處於輸出正常電力的狀態中時輸出的電壓，且I lamp 為當所述安定器處於輸出正常電力的狀態中時輸出的電流，且Zx為當所述安定器處於輸出正常量電力的狀態中時的阻抗。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中所述線圈的阻抗的範圍為約700歐姆至約800歐姆。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中所述濾波器單元為低通濾波器(LPF)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中所述開迴路防止單元包含飛輪二極體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中所述LED包括：發光層壓體，包含第一導電型半導體層、主動層、第二導電型半導體層；以及第一電極及第二電極，分別電性連接至所述第一導電型半導體層以及所述第二導電型半導體層，其中所述第一電極包含至少一個導電穿孔，所述導電穿孔穿 透所述第二導電型半導體層以及所述主動層，而連接至所述第一導電型半導體層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中所述LED包括：第一導電型半導體層、第二導電型半導體層以及配置於所述第一導電型半導體層與所述第二導電型半導體層之間的主動層；以及第一電極及第二電極，分別電性連接至所述第一導電型半導體層以及所述第二導電型半導體層，其中所述第一電極以及所述第二電極中的至少一者可包括含有不同元素的多個層壓金屬層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，其中所述光源單元發射白光，所述白光具有兩個或兩個以上的峰值波長，且所述白光的色溫的範圍為約2000K至約20000K。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的照明裝置，更包括：至少一感測單元，所述至少一感測單元包含溫度感測器、濕度感測器、運動感測器以及照度感測器中的至少其中之一；通信模組，自外部無線地接收關於所述照明裝置的驅動而提供的訊號；以及控制器，在自所述感測單元以及所述通信模組中的至少一者接收到訊號後，控制自所述光源驅動元件施加至所述光源單元的 電力。
  10. 一種照明裝置，包括：插座，包含自安定器接收外部電力的輸入端子；外殼，耦接至所述插座；板，安裝於所述外殼內且包含光源驅動元件；以及光源單元，安裝於所述板上且包含自所述光源驅動元件接收光源驅動電力的至少一個LED，其中所述光源驅動元件包括：變壓器單元，包含初級繞組部分以及次級繞組部分，所述初級繞組部分包含直接連接所述插座且自所述插座接收外部電力的第一外部輸入端子及第二外部輸入端子，以及設定以允許所述安定器輸出正常量電力之阻抗位準的線圈，且所述次級繞組部分電磁耦接至所述初級繞組部分以變換所施加的外部電力；整流二極體，對來自所述變壓器單元的所述次級繞組部分的輸出電力進行整流；濾波器單元，具有輸入端子以及輸出光源驅動電力的輸出端子，將電力遞送至所述濾波器單元的所述輸出端子，且儲存部分量的所述電力，所述電力是當所述整流二極體接通時自所述變壓器單元的所述次級繞組部分施加至所述濾波器單元的所述輸入端子；以及開迴路防止單元，將閉迴路提供給所述濾波器單元，以使得當所述整流二極體關閉時，所述濾波器單元中所儲存的電力 施加至所述輸出端子。
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