專(zhuān)利名稱(chēng)：可降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管封裝模塊，尤其涉及一種可降低操作溫度的 發(fā)光二極管封裝模塊。
背景技術(shù)：
近年來(lái)由于發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)制造技術(shù)的突破， 使得發(fā)光二極管的發(fā)光亮度及發(fā)光效率大幅提升，因而發(fā)光二極管逐漸取代 傳統(tǒng)的燈管而成為新的照明元件，廣泛地應(yīng)用于例如汽車(chē)照明裝置、手持照 明裝置、液晶面板背光源、交通號(hào)志指示燈、指示看板等照明應(yīng)用。
請(qǐng)參閱圖1，其為傳統(tǒng)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，傳統(tǒng)發(fā) 光二極管l包括至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片ll、基板12以及封裝體13，其中 發(fā)光二極管芯片11設(shè)置于基板12上，且與基板12導(dǎo)接。封裝體13封裝發(fā) 光二極管芯片11以及基板12，借此構(gòu)成可發(fā)出特定顏色光的發(fā)光二極管。 發(fā)光二極管1的運(yùn)行受外部驅(qū)動(dòng)電路2的驅(qū)動(dòng)與控制，因此發(fā)光二極管1在 應(yīng)用時(shí)需與具有該驅(qū)動(dòng)電路2的載體3導(dǎo)接，以進(jìn)行操作。
發(fā)光二極管在受外部驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)與控制而運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生散熱問(wèn)題，因 此必須有效地處理發(fā)光二極管散熱的問(wèn)題，才能提升發(fā)光效率以及降低散熱 處理的成本。傳統(tǒng)解決發(fā)光二極管散熱問(wèn)題的方法可粗略地區(qū)分為兩種，其 中一種為發(fā)光二極管內(nèi)部的散熱機(jī)制，另外一種則為發(fā)光二極管外部的輔助 散熱機(jī)制。發(fā)光二極管內(nèi)部的散熱機(jī)制一般是在封裝體內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)熱元件， 以將內(nèi)部發(fā)光二極管芯片在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至封裝體外部，而發(fā)光 二極管外部的輔助散熱機(jī)制則通?？衫蒙崞骰蝻L(fēng)扇的設(shè)置來(lái)輔助發(fā)光二 極管進(jìn)行散熱。
雖然傳統(tǒng)的發(fā)光二極管可利用內(nèi)部散熱機(jī)制及/或外部輔助散熱機(jī)制來(lái) 對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行散熱，但這些散熱機(jī)制所能處理的熱能有限，且無(wú)法有效 地降低發(fā)光二極管的操作溫度，因而影響發(fā)光二極管的發(fā)光效率，且增加散熱處理的成本。此外，由于發(fā)光二極管需利用外部散熱機(jī)制來(lái)輔助散熱，因 此不利于發(fā)光二極管與具有驅(qū)動(dòng)電路的載體間的連接、配置以及應(yīng)用。
因此，如何發(fā)展一種可改善上述現(xiàn)有技術(shù)缺陷且可以降低發(fā)光二極管操 作溫度以及提升應(yīng)用性的機(jī)制，實(shí)為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域目前所迫切需要解決的問(wèn) 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種可降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模 塊，該封裝模塊將多個(gè)發(fā)光二極管芯片、基板以及具有驅(qū)動(dòng)電路的載體整合 封裝，如此不只能夠便于應(yīng)用與配置于電路板，而且可以通過(guò)不同于傳統(tǒng)發(fā) 光二極管散熱機(jī)制的方式，在不降低整體發(fā)光亮度的條件下，降低發(fā)光二極 管芯片的操作時(shí)間，以使得發(fā)光二極管芯片的操作溫度不會(huì)持續(xù)提升至高溫， 借以解決發(fā)光二極管散熱問(wèn)題，增加發(fā)光效率以及減少散熱處理的成本。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實(shí)施方案為提供一種降低操作溫度的 發(fā)光二極管封裝模塊，至少包含基板；多個(gè)發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基
板上與該基板導(dǎo)接，且至少包括第一組發(fā)光二極管芯片以及第二組發(fā)光二極
管芯片；載體，連接于該基板，且具有驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路與該多個(gè)發(fā)光 二極管芯片連接，用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)發(fā)光二極管芯片運(yùn)行，使該第一組發(fā)光二 極管芯片以及該第二組發(fā)光二極管芯片交替輪流地或部分時(shí)間重疊地進(jìn)行發(fā) 光或停止發(fā)光，以降低該發(fā)光二極管封裝模塊的操作溫度；以及封裝體，封 裝該多個(gè)發(fā)光二極管芯片、該基板以及具有該驅(qū)動(dòng)電路的該載體。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該多個(gè)發(fā)光二極管芯片可 為能發(fā)出相同顏色光的單色發(fā)光二極管芯片。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路可至少包含 電源轉(zhuǎn)換電路，連接于該第一組發(fā)光二極管芯片與該第二組發(fā)光二極管芯片， 用以接收電源且轉(zhuǎn)換該電源以提供給該第一組發(fā)光二極管芯片與該第二組發(fā) 光二極管芯片使用；多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，每一個(gè)開(kāi)關(guān)元件與該第一組發(fā)光二極管 芯片和第二組發(fā)光二極管芯片的其中一組以及該電源轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)，用以使 得對(duì)應(yīng)連接的該組發(fā)光二極管芯片進(jìn)行發(fā)光或停止發(fā)光；以及控制器，連接 于該多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，用以控制該多個(gè)開(kāi)關(guān)元件交錯(cuò)輪替地或部分時(shí)間重疊地導(dǎo)通與截止，以使得該第一組發(fā)光二極管芯片與該第二組發(fā)光二極管芯片交 錯(cuò)輪替地或部分時(shí)間重疊地進(jìn)行發(fā)光或停止發(fā)光。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該第一組發(fā)光二極管芯片 與該第二組發(fā)光二極管芯片可分別包括至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路還可包括至少 一個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件以及第二開(kāi)關(guān)元件，該第一開(kāi)關(guān)元件連接于該第一組發(fā)光 二極管芯片以及該電源轉(zhuǎn)換電路，該第二開(kāi)關(guān)元件連接于該第二組發(fā)光二極 管芯片以及該電源轉(zhuǎn)換電路。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路的該控制器可 控制該第一開(kāi)關(guān)元件與該第二開(kāi)關(guān)元件的工作周期相同或不同。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路還可包含第一 阻抗元件及第二阻抗元件，該第一阻抗元件與該第一組發(fā)光二極管芯片串聯(lián)， 該第二阻抗元件與該第二組發(fā)光二極管芯片串聯(lián)。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路的該電源轉(zhuǎn)換 電路可包含濾波單元，連接于該電源轉(zhuǎn)換電路的輸入端，用以將輸入電源 進(jìn)行濾波；功率因數(shù)校正單元，連接于該濾波單元，用以校正該電源轉(zhuǎn)換電 路的功率因數(shù)，并轉(zhuǎn)換該輸入電源；直流-直流變流單元，連接于該功率因數(shù)
校正單元與該電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端，用以將該功率因數(shù)校正單元處理后的
輸入電源轉(zhuǎn)換為該多個(gè)發(fā)光二極管芯片使用的電壓或電流；以及PWM控制 器，連接于該功率因數(shù)校正單元與該直流-直流變流單元之間，用以控制該功 率因數(shù)校正單元運(yùn)行。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路的該電源轉(zhuǎn)換 電路可包括直流-直流變流單元，用以直接接收輸入電源，并將該輸入電源轉(zhuǎn) 換為該多個(gè)發(fā)光二極管芯片使用的電壓或電流。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該第一組發(fā)光二極管芯片 以及該第二組發(fā)光二極管芯片可連接于該驅(qū)動(dòng)電路，且該驅(qū)動(dòng)電路至少包括 電源轉(zhuǎn)換電路，具有輸入端，用以接收輸入電源且轉(zhuǎn)換該輸入電源以提供給 該多個(gè)發(fā)光二極管芯片使用；以及波形產(chǎn)生電路，連接于該電源轉(zhuǎn)換電路以 及該多個(gè)發(fā)光二極管芯片，用以產(chǎn)生具有正負(fù)電壓的控制波，以交錯(cuò)輪替地 驅(qū)動(dòng)該第一組發(fā)光二極管芯片以及該第二組發(fā)光二極管芯片發(fā)光或停止發(fā)光。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路的該波形產(chǎn)生 電路可持續(xù)產(chǎn)生具有正負(fù)電壓的矩形波，以通過(guò)正負(fù)電壓分別驅(qū)動(dòng)該第一組 發(fā)光二極管芯片及該第二組發(fā)光二極管芯片交替輪流地發(fā)光。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路還可包含第一 阻抗元件及第二阻抗元件，該第一阻抗元件與該第一組發(fā)光二極管芯片串聯(lián)， 該第二阻抗元件與該第二組發(fā)光二極管芯片串聯(lián)。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該驅(qū)動(dòng)電路的該電源轉(zhuǎn)換 電路可包含整流電路以及輸入電容，該整流電路用以接收該輸入電源并將該 輸入電源整流，該輸入電容用以濾波且產(chǎn)生該波形產(chǎn)生電路使用的電壓或電 流。
上述降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊中，該波形產(chǎn)生電路可包含多 個(gè)開(kāi)關(guān)元件，該多個(gè)開(kāi)關(guān)元件交錯(cuò)輪替地導(dǎo)通，以交錯(cuò)輪替地驅(qū)動(dòng)該第一組 發(fā)光二極管芯片以及該第二組發(fā)光二極管芯片。
本發(fā)明能夠在不降低整體的發(fā)光亮度前提下，降低發(fā)光二極管芯片的操 作時(shí)間，使得發(fā)光二極管芯片的操作溫度不會(huì)持續(xù)提升至高溫，從而解決發(fā) 光二極管散熱問(wèn)題，增加發(fā)光效率并減少散熱處理的成本。


圖1為傳統(tǒng)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的可降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊的結(jié) 構(gòu)示意圖。
圖3為圖2所示驅(qū)動(dòng)電路的示范性架構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。
圖5示出單一發(fā)光二極管芯片在操作時(shí)的發(fā)光亮度以及操作溫度隨操作 時(shí)間變化的特性曲線關(guān)系圖。
圖6為圖3與圖4中第一組、第二組發(fā)光二極管芯片的操作溫度及操作 亮度相對(duì)于時(shí)間的示意圖。
圖7示出第一開(kāi)關(guān)元件與第二開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通或截止相對(duì)于時(shí)間的關(guān)系圖。圖8為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的馬 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下 1:發(fā)光二極管 12:基板 2:驅(qū)動(dòng)電路 4:發(fā)光二極管封裝模塊 42:基板
41a:第一組發(fā)光二極管芯片
5:驅(qū)動(dòng)電路 51:電源轉(zhuǎn)換電路 51b:電源轉(zhuǎn)換電路的輸入端 512:功率因數(shù)校正單元 514: PWM控制器
52:控制器 54:第二開(kāi)關(guān)元件 58:第二阻抗元件
cin:輸入電容 cb:第二電容 s1:第一繞組 s3:第三繞組
R3~R4:第三 第四電阻
g動(dòng)電路的示意圖。
11:發(fā)光二極管芯片 13:封裝體 3:載體
41:發(fā)光二極管芯片 43:封裝體
41b:第二組發(fā)光二極管芯片 6:載體
51a:電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端
511:濾波單元 513:直流-直流變流單元 515:整流電路 53:第一開(kāi)關(guān)元件 57:第一阻抗元件 59:波形產(chǎn)生電路 C。輸出電容
Q3~Q4:第三 第四開(kāi)關(guān)元件 s2:第二繞組
T:周期 Ta:變壓器
具體實(shí)施例方式
體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。 應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的方案中具有各種的變化，其均不脫離本發(fā)明 的范圍，且其中的說(shuō)明及附圖在本質(zhì)上當(dāng)作說(shuō)明之用，而非用以限制本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的可降低操作溫度的發(fā)光二極管封 裝模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明可降低操作溫度的發(fā)光二極管封 裝模塊4至少包括多個(gè)發(fā)光二極管芯片41、基板42、具有驅(qū)動(dòng)電路5的載體
96以及封裝體43，其中多個(gè)發(fā)光二極管芯片41至少包含第一組發(fā)光二極管芯 片41a以及第二組發(fā)光二極管芯片41b，且該第一組發(fā)光二極管芯片41a與 該第二組發(fā)光二極管芯片41b設(shè)置于基板42上，且與基板42導(dǎo)接。多個(gè)發(fā) 光二極管芯片41為例如可發(fā)出相同顏色光的單色發(fā)光二極管芯片，且不以此 為限。此外，該第一組發(fā)光二極管芯片41a與第二組發(fā)光二極管芯片41b分 別包括至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片。載體6以及驅(qū)動(dòng)電路5與基板42連接，且 通過(guò)基板42進(jìn)一步地與多個(gè)發(fā)光二極管芯片41導(dǎo)接。驅(qū)動(dòng)電路5用于驅(qū)動(dòng) 與控制多個(gè)發(fā)光二極管芯片41運(yùn)行，以使得該多個(gè)發(fā)光二極管芯片41的第 一組發(fā)光二極管芯片41a以及第二組發(fā)光二極管芯片41b交替輪流地或部分 時(shí)間重疊地進(jìn)行發(fā)光或停止發(fā)光，以降低整個(gè)發(fā)光二極管封裝模塊4的操作 溫度。封裝體43封裝多個(gè)發(fā)光二極管芯片41、基板42以及具有驅(qū)動(dòng)電路5 的載體6，借以構(gòu)成可發(fā)出特定顏色光的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該特定 顏色光可以是但不限于藍(lán)光或紅光。
在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路5用于降低整體發(fā)光二極管封裝模塊4的操作 溫度，其驅(qū)動(dòng)架構(gòu)、方法與原理示范性地說(shuō)明如下。請(qǐng)參閱圖3，其為圖2 所示的驅(qū)動(dòng)電路的示范性架構(gòu)圖。如圖2與圖3所示，驅(qū)動(dòng)電路5用以驅(qū)動(dòng) 多個(gè)發(fā)光二極管芯片41，例如包括第一組發(fā)光二極管芯片41a以及第二組發(fā) 光二極管芯片41b，且該驅(qū)動(dòng)電路5包含但不限于電源轉(zhuǎn)換電路51、控制器 52、多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，例如第一開(kāi)關(guān)元件53以及第二開(kāi)關(guān)元件54。其中，電 源轉(zhuǎn)換電路51的輸出端51a連接于多個(gè)發(fā)光二極管芯片41，例如第一組發(fā) 光二極管芯片41a與第二組發(fā)光二極管芯片41b，用以接收輸入電源Vin且轉(zhuǎn) 換該輸入電源Vin，以提供電量給第一組發(fā)光二極管芯片41a以及第二組發(fā)光 二極管芯片41b使用。在本實(shí)施例中，輸入電源Vin可為交流電，而電源轉(zhuǎn) 換電路51可為交流-直流轉(zhuǎn)換器，用以將輸入電源Vin的交流電轉(zhuǎn)換為多個(gè)發(fā) 光二極管芯片41所需規(guī)格的直流電?？刂破?2連接于電源轉(zhuǎn)換電路51、第 一開(kāi)關(guān)元件53以及第二開(kāi)關(guān)元件54，以控制第一開(kāi)關(guān)元件53及第二開(kāi)關(guān)元 件54的導(dǎo)通與否，在一些實(shí)施例中，控制器52還可以控制電源轉(zhuǎn)換電路51 的輸出電壓或電流值，以調(diào)整該多個(gè)發(fā)光二極管芯片41的發(fā)光亮度。在此實(shí) 施例中，第一開(kāi)關(guān)元件43與第一組發(fā)光二極管芯片41a及電源轉(zhuǎn)換電路51 的輸出端51a串聯(lián)，第二開(kāi)關(guān)元件54與第二組發(fā)光二極管芯片41b及電源轉(zhuǎn)
10換電路51的輸出端51a串聯(lián)。
在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路5還可包含第一阻抗元件57及第二阻抗元件 58，例如第一電阻器以及第二電阻器，其中，第一阻抗元件57與第一組發(fā)光 二極管芯片41a串聯(lián)，而第二阻抗元件58與第二組發(fā)光二極管芯片41b串聯(lián)， 用以減低第一組與第二組發(fā)光二極管芯片41a、41b因?yàn)楸旧頊囟茸兓斐?的發(fā)光強(qiáng)度不穩(wěn)定的問(wèn)題。
在一些實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換電路51可包含但不限于例如濾波單元511、 功率因數(shù)校正單元512、直流-直流變流單元513(DC-DC converter)以及PWM 控制器514。其中，濾波單元511連接于電源轉(zhuǎn)換電路51的輸入端51b與功 率因數(shù)校正單元512，用以將輸入電源Vin的交流電壓進(jìn)行濾波。功率因數(shù)校 正單元512連接于濾波單元511與直流-直流變流單元513之間，用以校正電
源轉(zhuǎn)換電路51的功率因數(shù)，并將輸入電源Vin的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓給
直流-直流變流單元513。直流-直流變流單元513連接于功率因數(shù)校正單元 512與電源轉(zhuǎn)換電路51的輸出端51a之間，用以將直流電壓轉(zhuǎn)換為第一組發(fā) 光二極管芯片41a與第二組發(fā)光二極管芯片41b所需規(guī)格的電壓或電流，以 使得第一組發(fā)光二極管芯片41a與第二組發(fā)光二極管芯片41b進(jìn)行發(fā)光。 PWM控制器514連接于功率因數(shù)校正單元512與直流-直流變流單元513， 用以控制功率因數(shù)校正單元512的運(yùn)行。
請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。在此實(shí) 施例中，輸入電源Vin為直流電壓，因此，電源轉(zhuǎn)換電路51可包括直流-直流 變流單元513，以直接接收輸入電源Vin的直流電壓，并將此直流電壓轉(zhuǎn)換為 第一組發(fā)光二極管芯片41a與第二組發(fā)光二極管芯片41b所需規(guī)格的電壓或 電流，以使得第一組發(fā)光二極管芯片41a與第二組發(fā)光二極管芯片41b進(jìn)行 發(fā)光。
圖5示出單一發(fā)光二極管在操作時(shí)的發(fā)光亮度以及操作溫度隨操作時(shí)間 變化的特性曲線關(guān)系圖。如圖5所示，通常單一發(fā)光二極管在操作時(shí)的操作 溫度與操作時(shí)間大體上成正比，若經(jīng)由外部的散熱機(jī)制處理，則在一段特定 的操作時(shí)間后，發(fā)光二極管可維持在特定高溫，其特性曲線如虛線線段所示。 另外，單一發(fā)光二極管的操作亮度會(huì)在相對(duì)較短的操作時(shí)間即達(dá)到飽和亮度， 且在持續(xù)操作后，發(fā)光二極管的發(fā)光亮度會(huì)在略為降低后維持在特定的亮度，
ii其特性曲線如實(shí)線線段所示。本發(fā)明可降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊 的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方式主要是利用發(fā)光二極管的特性，利用至少兩組以上的 發(fā)光二極管芯片，采用例如交替輪流地使各組發(fā)光二極管芯片導(dǎo)通發(fā)光的方 式，減少個(gè)別發(fā)光二極管芯片的操作時(shí)間，降低個(gè)別發(fā)光二極管芯片在操作 時(shí)的結(jié)溫度，使其不會(huì)升溫至該特定高溫，并可維持整體發(fā)光二極管封裝模 塊的發(fā)光亮度。舉例而言，第一組發(fā)光二極管芯片可在進(jìn)行發(fā)光一段特定時(shí)
間X后，例如10ms后，即關(guān)閉而改由另一組發(fā)光二極管芯片導(dǎo)通發(fā)光，借
此交替輪流地導(dǎo)通發(fā)光的方式，可減少個(gè)別發(fā)光二極管芯片的操作時(shí)間，降 低個(gè)別發(fā)光二極管芯片操作時(shí)的結(jié)溫度，并可維持整體的發(fā)光亮度。
請(qǐng)參閱圖6，其為圖3與圖4中第一組、第二組發(fā)光二極管芯片在運(yùn)行 時(shí)的操作溫度及操作亮度相對(duì)于時(shí)間的示意圖。如圖3、圖4以及圖6所示， 驅(qū)動(dòng)電路5開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，例如在時(shí)刻t。時(shí)，控制器52會(huì)傳送使能(enable) 信號(hào)，例如高電位信號(hào)，至第一開(kāi)關(guān)元件53，使得第一開(kāi)關(guān)元件53導(dǎo)通， 進(jìn)而使得電源轉(zhuǎn)換電路51可以輸出電量到第一組發(fā)光二極管芯片41a，此時(shí) 第一組發(fā)光二極管芯片41a會(huì)進(jìn)行發(fā)光，且隨著時(shí)間增加，第一組發(fā)光二極 管芯片41a發(fā)光的亮度也會(huì)增加，直到發(fā)光亮度增加到飽和亮度值左右。由 于發(fā)光二極管芯片的溫升與時(shí)間成正比，因此在時(shí)刻to與時(shí)刻t,之間，第一 組發(fā)光二極管芯片41a的溫度會(huì)隨著時(shí)間增加。
接著，在時(shí)刻^與時(shí)刻t2之間時(shí)，控制器52會(huì)傳送使能信號(hào)至第二開(kāi) 關(guān)元件54，使得第二開(kāi)關(guān)元件54導(dǎo)通，進(jìn)而使得電源轉(zhuǎn)換電路51可以輸出 電量到第二組發(fā)光二極管芯片41b，使得第二組發(fā)光二極管芯片41b進(jìn)行發(fā) 光，控制器52同時(shí)會(huì)傳送失能(disenable)信號(hào)，例如低電位信號(hào)，至第一 開(kāi)關(guān)元件53，以截止第一開(kāi)關(guān)元件53并使第一組發(fā)光二極管芯片41a停止 發(fā)光。此時(shí)第一組發(fā)光二極管芯片41a的發(fā)光亮度會(huì)隨著時(shí)間減少，而第二 組發(fā)光二極管芯片41b的發(fā)光亮度會(huì)隨著時(shí)間增加到飽和亮度值左右，所以 整體發(fā)光二極管封裝模塊4的發(fā)光亮度可以維持在飽和亮度值左右。此時(shí)， 由于第二組發(fā)光二極管芯片41b的操作溫度會(huì)隨著時(shí)間增加而增加，而第一 組發(fā)光二極管芯片41a的操作溫度會(huì)隨著時(shí)間增加而降低，因此整體發(fā)光二 極管封裝模塊4的操作溫度不會(huì)持續(xù)增加。
依據(jù)相似的驅(qū)動(dòng)方式與原理，在時(shí)刻t2與時(shí)刻t3之間，控制器52會(huì)控制第一組發(fā)光二極管芯片41a進(jìn)行發(fā)光，第二組發(fā)光二極管芯片41b停止發(fā) 光；在時(shí)刻t3與時(shí)刻14之間，控制器52會(huì)控制第一組發(fā)光二極管芯片41a 停止發(fā)光，第二組發(fā)光二極管芯片41b進(jìn)行發(fā)光；而在時(shí)刻t4與時(shí)刻ts之間， 控制器52會(huì)控制第一組發(fā)光二極管芯片41a進(jìn)行發(fā)光，第二組發(fā)光二極管芯 片41b停止發(fā)光，因此，通過(guò)第一組發(fā)光二極管芯片41a及第二組發(fā)光二極 管芯片41b交錯(cuò)輪替的驅(qū)動(dòng)發(fā)光，可使得整體發(fā)光二極管封裝模塊4的發(fā)光 亮度維持在相當(dāng)于單一發(fā)光二極管封裝模塊的發(fā)光亮度，但是整體發(fā)光二極 管封裝模塊4的操作溫度可以降低為單一發(fā)光二極管封裝模塊的例如1/2的 操作溫度。
在一些實(shí)施例中，控制器52控制第一開(kāi)關(guān)元件53與第二開(kāi)關(guān)元件54 的導(dǎo)通與截止的時(shí)間除了可交錯(cuò)輪替外，也可控制使得第一開(kāi)關(guān)元件53與第 二開(kāi)關(guān)元件54的導(dǎo)通與截止時(shí)間部分重疊，如此也可達(dá)到相同的目的。請(qǐng)參 閱圖7，此圖示出第一開(kāi)關(guān)元件與第二開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通或截止相對(duì)于時(shí)間的關(guān) 系圖。如圖7所示，在周期T內(nèi)，第一開(kāi)關(guān)元件53的導(dǎo)通時(shí)間為時(shí)間&， 第二開(kāi)關(guān)元件54的導(dǎo)通時(shí)間為時(shí)間t62，其中，第一開(kāi)關(guān)元件53與第二開(kāi)關(guān) 元件54會(huì)有部分時(shí)間同時(shí)導(dǎo)通或截止，而在其他時(shí)間第一開(kāi)關(guān)元件53與第 二開(kāi)關(guān)元件54則是交錯(cuò)輪替導(dǎo)通與截止，使得第一組發(fā)光二極管芯片41a 及第二組發(fā)光二極管芯片41b交錯(cuò)輪替發(fā)光。此外，第一組發(fā)光二極管芯片 41a的工作周期為t61/T，第二組發(fā)光二極管芯片41b的工作周期為t62/T，控 制器52可以采用相同的工作周期，或是依據(jù)每一組發(fā)光二極管芯片的特性分 別選用不同的工作周期，并不以此為限。另外，多個(gè)發(fā)光二極管芯片也可以 是三組發(fā)光二極管芯片，同樣地可采用輪流交替發(fā)光或停止發(fā)光驅(qū)動(dòng)方式達(dá) 到相同目的。
本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路5除了利用例如上述數(shù)字式的電路來(lái)達(dá)成外，也可以 利用模擬式的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)降低發(fā)光二極管操作溫度的驅(qū)動(dòng)電路。請(qǐng)參閱圖8， 其為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。如圖8所示，該驅(qū)動(dòng)電路 5包含但不限于電源轉(zhuǎn)換電路51以及波形產(chǎn)生電路59，其中，電源轉(zhuǎn)換電路 51連接于波形產(chǎn)生電路59與輸入端之間，用以接收輸入電源Vin且轉(zhuǎn)換該輸 入電源Vin以提供電量給波形產(chǎn)生電路59，而波形產(chǎn)生電路59的輸出端分別 與第一組發(fā)光二極管芯片41a及第二組發(fā)光二極管芯片41b連接，用以產(chǎn)生
13具有正負(fù)電壓的控制波，例如矩形波、方波，以正負(fù)電壓分別驅(qū)動(dòng)第一組發(fā)
光二極管芯片41a及第二組發(fā)光二極管芯片41b。
由于第一組發(fā)光二極管芯片41a及第二組發(fā)光二極管芯片41b的連接方 向相反，所以同一時(shí)間內(nèi)第一組發(fā)光二極管芯片41a與第二組發(fā)光二極管芯 片41b只有其中一組會(huì)導(dǎo)通發(fā)光，在本實(shí)施例中，當(dāng)波形產(chǎn)生電路59輸出波 形為正電壓時(shí)，第一組發(fā)光二極管芯片41a導(dǎo)通發(fā)光，當(dāng)波形產(chǎn)生電路59 輸出波形為負(fù)電壓時(shí)，第二組發(fā)光二極管芯片41b導(dǎo)通發(fā)光。因此只要波形 產(chǎn)生電路59持續(xù)輸出具有正負(fù)電壓的矩形波就可以使第一組發(fā)光二極管芯 片41a及第二組發(fā)光二極管芯片41b交替輪流地發(fā)光，此正負(fù)電壓的矩形波 之間可以有短暫的零電壓，使第一組發(fā)光二極管芯片41a及第二組發(fā)光二極 管芯片41b短暫地同時(shí)停止發(fā)光。此外，該矩形波的正電壓時(shí)間及負(fù)電壓時(shí) 間可以相同，也可以依據(jù)每一組發(fā)光二極管芯片的特性分別選用不同的時(shí)間。
本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路5還可包含第一阻抗元件57及第二阻抗元件58，其 中，第一阻抗元件57與第一組發(fā)光二極管芯片41a串聯(lián)，而第二阻抗元件 58與第二組發(fā)光二極管芯片41b串聯(lián)，用以減低第一組發(fā)光二極管芯片41a 與第二組發(fā)光二極管芯片41b因?yàn)楸旧頊囟茸兓斐傻陌l(fā)光強(qiáng)度不穩(wěn)定的問(wèn) 題。
在本實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換電路51包含但不限于整流電路515及輸入電容
Cin，其中整流電路515與輸入電容Cin用以接收輸入電源Vin并將輸入電源 Vin整流為直流電，再通過(guò)輸入電容Cin濾除不必要的噪聲，以產(chǎn)生波形產(chǎn)生
電路59所需要的電壓或電流。
此外，在本實(shí)施例中，波形產(chǎn)生電路59包含但不限于第三開(kāi)關(guān)元件Q3、
第四開(kāi)關(guān)元件Q4、變壓器Ta、第三電阻R"第四電阻R4、輸出電感L。、輸
出電容C。以及第二電容Cb。其中，第三開(kāi)關(guān)元件Q3的發(fā)射極(Emitter)與
第四電阻R4、變壓器Ta的第一繞組Si及第三繞組S3連接，第三開(kāi)關(guān)元件
Q3的基極(base)與第三電阻R3以及變壓器Ta的第一繞組Si連接，第三開(kāi) 關(guān)元件Q3的集電極(collector)連接于電源轉(zhuǎn)換電路51的正輸出端。第四開(kāi) 關(guān)元件Q4的發(fā)射極與電源轉(zhuǎn)換電路51的負(fù)輸出端連接，第四開(kāi)關(guān)元件Q4 的基極與變壓器Tj勺第二繞組S2連接，第四開(kāi)關(guān)元件Q4的集電極與第四電 阻R4連接。輸出電容C。連接于波形產(chǎn)生電路59的輸出端，且與輸出電感
14L。、第二電容Cb以及變壓器Ta的第三繞組S3串聯(lián)。
在此實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谌_(kāi)關(guān)元件Q3導(dǎo)通、第四開(kāi)關(guān)元件Q4截止時(shí)，第
三開(kāi)關(guān)元件Q3、變壓器TJ勺第三繞組S3、輸出電感L。、輸出電容C。以及第 二電容Cb會(huì)構(gòu)成導(dǎo)通回路，使得波形產(chǎn)生電路59輸出正電壓，以提供電量 給第一組發(fā)光二極管芯片41a。當(dāng)?shù)谌_(kāi)關(guān)元件Q3截止、第四開(kāi)關(guān)元件Q4
導(dǎo)通時(shí)，第四開(kāi)關(guān)元件Q4、第四電阻R4、變壓器TJ勺第三繞組S3、輸出電
感L。、輸出電容C。以及第二電容Cb會(huì)構(gòu)成導(dǎo)通回路，使得波形產(chǎn)生電路59 輸出負(fù)電壓，以提供電量給第二組發(fā)光二極管芯片41b。借此操作方式便可 使得第一組發(fā)光二極管芯片41a以及第二組發(fā)光二極管芯片41b交錯(cuò)輪替導(dǎo) 通發(fā)光，以達(dá)到降低整體發(fā)光二極管封裝模塊4操作溫度的目的。
當(dāng)然，在一些實(shí)施例中，設(shè)置于載體6上的驅(qū)動(dòng)電路5并不限于圖3、 圖4以及圖8所示的全部架構(gòu)單元，也可將部分單元或元件設(shè)置于載體6上， 其余部分的單元或元件則設(shè)置于要安置的電路板上(圖中未示)，同樣地可 以達(dá)到相同的目的與功能。
綜上所述，本發(fā)明可降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊將多個(gè)發(fā)光二 極管芯片、基板以及具有驅(qū)動(dòng)電路的載體整合封裝，如此不只可以便于應(yīng)用， 而且可以通過(guò)不同于傳統(tǒng)發(fā)光二極管散熱機(jī)制的方式，在不降低整體的發(fā)光 亮度下，降低發(fā)光二極管芯片的操作時(shí)間，以使得發(fā)光二極管芯片的操作溫 度不會(huì)持續(xù)提升至高溫，借以解決發(fā)光二極管散熱問(wèn)題，增加發(fā)光效率以及 減少散熱處理的成本。
本發(fā)明可由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行各種修改，然而均不脫所附權(quán)利要求的 保護(hù)范圍。
1權(quán)利要求
1. 一種降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，至少包含基板；多個(gè)發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基板上并與該基板導(dǎo)接，且至少包括第一組發(fā)光二極管芯片以及第二組發(fā)光二極管芯片；載體，連接于該基板，且具有驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路與該多個(gè)發(fā)光二極管芯片連接，用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)發(fā)光二極管芯片運(yùn)行，使得該第一組發(fā)光二極管芯片以及該第二組發(fā)光二極管芯片交替輪流地或部分時(shí)間重疊地進(jìn)行發(fā)光或停止發(fā)光，以降低該發(fā)光二極管封裝模塊的操作溫度；以及封裝體，封裝該多個(gè)發(fā)光二極管芯片、該基板以及具有該驅(qū)動(dòng)電路的該載體。
2. 如權(quán)利要求1所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該多個(gè)發(fā)光二極管芯片為能發(fā)出相同顏色光的單色發(fā)光二極管芯片。
3. 如權(quán)利要求l所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該驅(qū)動(dòng)電路至少包含電源轉(zhuǎn)換電路，連接于該第一組發(fā)光二極管芯片與該第二組發(fā)光二極管芯片，用以接收電源且轉(zhuǎn)換該電源以提供給該第一組發(fā)光二極管芯片與該第二組發(fā)光二極管芯片使用；多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，每一個(gè)開(kāi)關(guān)元件與該第一組發(fā)光二極管芯片和該第二組發(fā)光二極管芯片的其中一組以及該電源轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)，用以使得對(duì)應(yīng)連接的該組發(fā)光二極管芯片進(jìn)行發(fā)光或停止發(fā)光；以及控制器，連接于該多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，用以控制該多個(gè)開(kāi)關(guān)元件交錯(cuò)輪替地或部分時(shí)間重疊地導(dǎo)通與截止，以使得該第一組發(fā)光二極管芯片與該第二組發(fā)光二極管芯片交錯(cuò)輪替地或部分時(shí)間重疊地進(jìn)行發(fā)光或停止發(fā)光。
4. 如權(quán)利要求3所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該第一組發(fā)光二極管芯片與該第二組發(fā)光二極管芯片分別包括至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片。
5. 如權(quán)利要求3所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該驅(qū)動(dòng)電路還包括至少一個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件以及第二開(kāi)關(guān)元件，該第一開(kāi)關(guān)元件連接于該第一組發(fā)光二極管芯片以及該電源轉(zhuǎn)換電路，該第二開(kāi)關(guān)元件連接于 該第二組發(fā)光二極管芯片以及該電源轉(zhuǎn)換電路。
6. 如權(quán)利要求5所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該驅(qū) 動(dòng)電路的該控制器控制該第一開(kāi)關(guān)元件與該第二開(kāi)關(guān)元件的工作周期相同或 不同。
7. 如權(quán)利要求5所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該驅(qū) 動(dòng)電路還包含第一阻抗元件及第二阻抗元件，該第一阻抗元件與該第一組發(fā) 光二極管芯片串聯(lián)，該第二阻抗元件與該第二組發(fā)光二極管芯片串聯(lián)。
8. 如權(quán)利要求5所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該驅(qū)動(dòng)電路的該電源轉(zhuǎn)換電路包含濾波單元，連接于該電源轉(zhuǎn)換電路的輸入端，用以將輸入電源進(jìn)行濾波；功率因數(shù)校正單元，連接于該濾波單元，用以校正該電源轉(zhuǎn)換電路的功 率因數(shù)，并轉(zhuǎn)換該輸入電源；直流-直流變流單元，連接于該功率因數(shù)校正單元與該電源轉(zhuǎn)換電路的輸 出端，用以將該功率因數(shù)校正單元處理后的輸入電源轉(zhuǎn)換為該多個(gè)發(fā)光二極 管芯片使用的電壓或電流；以及PWM控制器，連接于該功率因數(shù)校正單元與該直流-直流變流單元之間， 用以控制該功率因數(shù)校正單元運(yùn)行。
9. 如權(quán)利要求5所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該驅(qū) 動(dòng)電路的該電源轉(zhuǎn)換電路包括直流-直流變流單元，用以直接接收輸入電源， 并將該輸入電源轉(zhuǎn)換為該多個(gè)發(fā)光二極管芯片使用的電壓或電流。
10. 如權(quán)利要求1所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該 第一組發(fā)光二極管芯片以及該第二組發(fā)光二極管芯片連接于該驅(qū)動(dòng)電路，且 該驅(qū)動(dòng)電路至少包括電源轉(zhuǎn)換電路，具有輸入端，用以接收輸入電源且轉(zhuǎn)換該輸入電源以提 供給該多個(gè)發(fā)光二極管芯片使用；以及波形產(chǎn)生電路，連接于該電源轉(zhuǎn)換電路以及該多個(gè)發(fā)光二極管芯片，用 以產(chǎn)生具有正負(fù)電壓的控制波，以交錯(cuò)輪替地驅(qū)動(dòng)該第一組發(fā)光二極管芯片 以及該第二組發(fā)光二極管芯片發(fā)光或停止發(fā)光。
11. 如權(quán)利要求10所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該驅(qū)動(dòng)電路的該波形產(chǎn)生電路持續(xù)產(chǎn)生具有正負(fù)電壓的矩形波，以通過(guò)正負(fù)電 壓分別驅(qū)動(dòng)該第一組發(fā)光二極管芯片及該第二組發(fā)光二極管芯片交替輪流地 發(fā)光。
12. 如權(quán)利要求10所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該 驅(qū)動(dòng)電路還包含第一阻抗元件及第二阻抗元件，該第一阻抗元件與該第一組 發(fā)光二極管芯片串聯(lián)，該第二阻抗元件與該第二組發(fā)光二極管芯片串聯(lián)。
13. 如權(quán)利要求10所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該 驅(qū)動(dòng)電路的該電源轉(zhuǎn)換電路包含整流電路以及輸入電容，該整流電路用以接 收該輸入電源并將該輸入電源整流，該輸入電容用以濾波且產(chǎn)生該波形產(chǎn)生 電路使用的電壓或電流。
14. 如權(quán)利要求10所述的降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，其中該 波形產(chǎn)生電路包含多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，該多個(gè)開(kāi)關(guān)元件交錯(cuò)輪替地導(dǎo)通，以交錯(cuò) 輪替地驅(qū)動(dòng)該第一組發(fā)光二極管芯片以及該第二組發(fā)光二極管芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低操作溫度的發(fā)光二極管封裝模塊，至少包含基板；多個(gè)發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基板上與該基板導(dǎo)接，且至少包括第一組發(fā)光二極管芯片以及第二組發(fā)光二極管芯片；載體，連接于該基板，且具有驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路與該多個(gè)發(fā)光二極管芯片連接，用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)發(fā)光二極管芯片運(yùn)行，使該第一組發(fā)光二極管芯片以及第二組發(fā)光二極管芯片交替輪流地或部分時(shí)間重疊地進(jìn)行發(fā)光或停止發(fā)光，以降低該發(fā)光二極管封裝模塊的操作溫度；以及封裝體，封裝該多個(gè)發(fā)光二極管芯片、該基板以及具有該驅(qū)動(dòng)電路的該載體。本發(fā)明能夠解決發(fā)光二極管散熱問(wèn)題，增加發(fā)光效率并減少散熱處理的成本。
文檔編號(hào)H01L25/16GK101465348SQ200710160339
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者李柏毅, 鄭清奇, 顏上進(jìn), 黃仲才 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司