專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管的電路設(shè)計(jì)，且特別是有關(guān)于一種發(fā)光二極管裝置的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近來(lái),隨著發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)的制造技術(shù)提升,相關(guān)的發(fā)光亮度與發(fā)光效率持續(xù)地增加，并且發(fā)光二極管的應(yīng)用范圍越來(lái)越普及。傳統(tǒng)上為了順利且穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，會(huì)在電路設(shè)計(jì)上使用限流電阻，用來(lái)提供定電流以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光。然而，在傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)下，所搭配的發(fā)光二極管在溫度改變時(shí)，會(huì)使發(fā)光二極管在色溫的表現(xiàn)上有偏移的現(xiàn)象。舉例而言，藍(lán)光LED隨溫度變化的發(fā)光強(qiáng)度改變最小，基本上不受溫度變化的任何影響。綠光LED在溫度由20°C上升至80°C時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度大約下降15%。紅光LED在溫度由20°C上升至40°C時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度大約下降15%。所以，紅光LED的發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度變化而改變的程度比藍(lán)光LED的發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度變化而改變的程度還要大。也就是說(shuō)，紅光LED的光衰特性比藍(lán)光LED的光衰特性還要嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管裝置，借以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例提出一種發(fā)光二極管裝置，其包括第一調(diào)整模塊以及第二調(diào)整模塊。第一調(diào)整模塊包括具有第一內(nèi)阻的至少一第一發(fā)光二極管，用以接收一第一電流，而第一內(nèi)阻與第一電流之間具有第一特性曲線(xiàn)，第一特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括第一非完全導(dǎo)通區(qū)與第一導(dǎo)通區(qū)，且第一內(nèi)阻隨著第一電流由零值往上增加時(shí)在第一非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在第一導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。第二調(diào)整模塊包括串聯(lián)的阻抗提供元件及電子元件，而第二調(diào)整模塊與第一調(diào)整模塊電性并聯(lián)，用以接收一第二電流，且第二調(diào)整模塊具有第二內(nèi)阻，而第二內(nèi)阻與第二電流之間具有第二特性曲線(xiàn)，第二特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括第二非完全導(dǎo)通區(qū)與第二導(dǎo)通區(qū)，且第二內(nèi)阻隨著第二電流由零值往上增加時(shí)在第二非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在第二導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。其中第一特性曲線(xiàn)與第二特性曲線(xiàn)相互匹配。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，阻抗提供元件為正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件或熱敏電阻。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，電子元件為二極管、齊納二極管、發(fā)光二極管、二極管陣列、齊納二極管陣列或發(fā)光二極管陣列。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置還包括第三調(diào)整模塊。第三調(diào)整模塊包括至少一第二發(fā)光二極管。第三調(diào)整模塊分別與第一調(diào)整模塊、第二調(diào)整模塊串聯(lián)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一發(fā)光二極管能激發(fā)出具有第一波長(zhǎng)的第一光線(xiàn)，而第二發(fā)光二極管能激發(fā)出具有第二波長(zhǎng)的第二光線(xiàn)，且第一波長(zhǎng)與第二波長(zhǎng)相異。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一發(fā)光二極管與第二發(fā)光二極管分別為紅光發(fā)光二極管與藍(lán)光發(fā)光二極管。從另一觀點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明實(shí)施例提出一種發(fā)光二極管裝置，其包括第一二極管陣列、以及串聯(lián)的第二二極管陣列與阻抗提供元件。第一二極管陣列包括具有第一內(nèi)阻的多個(gè)個(gè)第一發(fā)光二極管，用以接收一第一電流，而第一內(nèi)阻與第一電流之間具有第一特性曲線(xiàn)，第一特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括第一非完全導(dǎo)通區(qū)與第一導(dǎo)通區(qū)，且第一內(nèi)阻隨著第一電流由零值往上增加時(shí)在第一非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在第一導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。串聯(lián)的第二二極管陣列與阻抗提供元件用來(lái)與第一二極管陣列電性并聯(lián)，用以接收一第二電流，而串聯(lián)的第二二極管陣列與阻抗提供元件具有第二內(nèi)阻，而第二內(nèi)阻與第二電流之間具有第二特性曲線(xiàn)，第二特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括第二非完全導(dǎo)通區(qū)與第二導(dǎo)通區(qū)，且第二內(nèi)阻隨著第二電流由零值往上增加時(shí)在第二非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在第二導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。其中第一特性曲線(xiàn)與第二特性曲線(xiàn)相互匹配。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第二二極管陣列為二極管、齊納二極管或發(fā)光二極管所形成的陣列。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置更包括第三二極管陣列。第三二極管陣列包括多個(gè)個(gè)第二發(fā)光二極管，第三二極管陣列分別與第一二極管陣列、串聯(lián)的第二二極管陣列與阻抗提供元件串聯(lián)?；谏鲜觯景l(fā)明的發(fā)光二極管裝置的結(jié)構(gòu)因采用第一調(diào)整模塊與第二調(diào)整模塊的電性并聯(lián)，第一調(diào)整模塊具有至少一發(fā)光二極管，而第二調(diào)整模塊包括串聯(lián)的阻抗提供元件及電子元件。利用第一調(diào)整模塊的第一特性曲線(xiàn)與第二調(diào)整模塊的第二特性曲線(xiàn)相互匹配，使得發(fā)光二極管裝置可以動(dòng)態(tài)地調(diào)光而減少色溫偏移的范圍，且可在高溫時(shí)進(jìn)行發(fā)光亮度補(bǔ)償，從而避免高溫?zé)崴サ膯?wèn)題?；谏鲜?，本發(fā)明還提出一種發(fā)光二極管裝置，包括一第一發(fā)光二極管陣列、串聯(lián)的一第二發(fā)光二極管陣列與一阻抗提供元件。第一發(fā)光二極管陣列包括一第一內(nèi)阻，用以接收一第一電流，而第一內(nèi)阻與第一電流之間具有一第一特性曲線(xiàn)。串聯(lián)的一第二發(fā)光二極管陣列與一阻抗提供元件與第一發(fā)光二極管陣列電性并聯(lián)，用以接收一第二電流。而串聯(lián)的第二發(fā)光二極管陣列與阻抗提供元件具有一第二內(nèi)阻，而第二內(nèi)阻與第二電流之間具有一第二特性曲線(xiàn)。其中第一特性曲線(xiàn)與第二特性曲線(xiàn)相互匹配。其中第一特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括一第一非完全導(dǎo)通區(qū)與一第一導(dǎo)通區(qū)，且第一內(nèi)阻隨著第一電流由零值往上增加時(shí)在第一非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在第一導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。第二特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括一第二非完全導(dǎo)通區(qū)與一第二導(dǎo)通區(qū)，且第二內(nèi)阻隨著第二電流由零值往上增加時(shí)在第二非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在第二導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。其中第一發(fā)光二極管陣列及第二發(fā)光二極管陣列分別為多個(gè)個(gè)紅光發(fā)光二極管所形成的陣列，第一內(nèi)阻與第二發(fā)光二極管陣列的內(nèi)阻實(shí)質(zhì)上相等。其中阻抗提供元件為正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件或熱敏電阻。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說(shuō)明如下。


下面的所附圖式是本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)的一部分，繪示了本發(fā)明的示例實(shí)施例，所附圖式與說(shuō)明書(shū)的描述一起說(shuō)明本發(fā)明的原理。圖1A是依照本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。圖1B是繪示本發(fā)明一實(shí)施例的內(nèi)阻對(duì)應(yīng)電流的關(guān)系圖。圖2A是依照本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。圖2B是依照本發(fā)明一實(shí)施例的內(nèi)阻對(duì)應(yīng)電流的關(guān)系圖。圖2C是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的內(nèi)阻對(duì)應(yīng)電流的關(guān)系圖。圖3是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。圖4A是依照本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。圖4B是依照本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明:100、200、300、400A、400B:發(fā)光二極管裝置110、350:發(fā)光二極管陣列110AU20AU50_1 1δ0_4:特性曲線(xiàn)120、422:阻抗提供元件130Α、230Α:非完全導(dǎo)通區(qū)130Β.230Β:導(dǎo)通區(qū)140:發(fā)光二極管陣列150:調(diào)整模塊351 355:發(fā)光二極管410:第一調(diào)整模塊412:第一發(fā)光二極管420:第二調(diào)整模塊424:電子元件430:第三調(diào)整模塊432:第二發(fā)光二極管ID、ID1、ID2、ID3:驅(qū)動(dòng)電流RD、RD1、RD2:內(nèi)阻
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，并在附圖中說(shuō)明所述實(shí)施例的實(shí)例。另外，凡可能之處，在圖式及實(shí)施方式中使用相同標(biāo)號(hào)的元件/構(gòu)件代表相同或類(lèi)似部分。圖1A是依照本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。請(qǐng)參閱圖1A。發(fā)光二極管裝置100包括發(fā)光二極管陣列110以及阻抗提供元件120。發(fā)光二極管陣列110包括多個(gè)個(gè)發(fā)光二極管。阻抗提供元件120與發(fā)光二極管陣列110相互電性并聯(lián)。阻抗提供元件120會(huì)依據(jù)環(huán)境溫度來(lái)調(diào)整所提供的內(nèi)阻RD，而阻抗提供元件120可為正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件或熱敏電阻，例如是正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient7PTC)的半導(dǎo)體元件或熱敏電阻，用來(lái)補(bǔ)償發(fā)光二極管因溫度變化的發(fā)光亮度。也就是說(shuō)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流ID時(shí),依據(jù)克希荷夫電流定律(Kirchhoff' s circuit laws),驅(qū)動(dòng)電流ID會(huì)分成兩驅(qū)動(dòng)電流IDl及ID2。驅(qū)動(dòng)電流IDl則分流至發(fā)光二極管陣列110的此些發(fā)光二極管，驅(qū)動(dòng)電流ID2則流至阻抗提供元件120。并且，驅(qū)動(dòng)電流ID的電流值大小恰等于驅(qū)動(dòng)電流IDl及ID2的電流值大小的和。其中，發(fā)光二極管陣列110兩端的跨壓以及阻抗提供元件120兩端的跨壓為相同。在此，驅(qū)動(dòng)電流IDl及ID2的電流值大小是由阻抗提供元件120所提供的內(nèi)阻RD以及發(fā)光二極管陣列110的內(nèi)阻RD I的比例來(lái)決定的。請(qǐng)?zhí)貏e注意，在本實(shí)施例中，阻抗提供元件120所提供的內(nèi)阻RD是與環(huán)境溫度的高低成正比的。在本實(shí)施例中，當(dāng)阻抗提供元件120例如是正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件或熱敏電阻時(shí)，其內(nèi)阻RD與環(huán)境溫度成反比。也就是說(shuō)，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，阻抗提供元件120的內(nèi)阻RD減少。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，阻抗提供元件120的內(nèi)阻RD增加。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)阻抗提供元件120所提供的內(nèi)阻RD大于發(fā)光二極管陣列110的內(nèi)阻RDl時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流IDl的電流值會(huì)大于驅(qū)動(dòng)電流ID2的電流值。相反的，若是當(dāng)阻抗提供元件120所提供的內(nèi)阻RD小于發(fā)光二極管陣列110的內(nèi)阻RDl時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流IDl的電流值會(huì)小于驅(qū)動(dòng)電流ID2的電流值。當(dāng)然，當(dāng)阻抗提供元件120所提供的內(nèi)阻RD與發(fā)光二極管陣列110的內(nèi)阻RDl相等時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流ID被平均分配至驅(qū)動(dòng)電流IDl及ID2。由上述的說(shuō)明可以清楚的得知，在發(fā)光二極管裝置100進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的操作時(shí)，阻抗提供元件120對(duì)應(yīng)著隨時(shí)間升高的環(huán)境溫度來(lái)調(diào)高其所提供的內(nèi)阻RD。而隨著內(nèi)阻RD的上升，分流至發(fā)光二極管陣列110的驅(qū)動(dòng)電流IDl也會(huì)隨著增加。這個(gè)隨環(huán)境溫度上升的驅(qū)動(dòng)電流ID1，則可以有效地補(bǔ)償因環(huán)境溫度上升而導(dǎo)致原先(未補(bǔ)償前)應(yīng)該下降的發(fā)光二極管陣列110的發(fā)光亮度，從而彌補(bǔ)發(fā)光二極管的光衰特性。圖1B是繪示本發(fā)明一實(shí)施例的內(nèi)阻對(duì)應(yīng)電流的關(guān)系圖。請(qǐng)合并參閱圖1A和圖1B0當(dāng)發(fā)光二極管陣列110以多個(gè)紅光發(fā)光二極管來(lái)實(shí)施時(shí)，其等效的內(nèi)阻RDl經(jīng)實(shí)際量測(cè)為特性曲線(xiàn)110A，而阻抗提供元件120的內(nèi)阻RD經(jīng)實(shí)際量測(cè)為特性曲線(xiàn)120A，且特性曲線(xiàn)120A在電流O 46mA的范圍呈現(xiàn)直線(xiàn)，而在大于46mA的范圍呈現(xiàn)上揚(yáng)彎曲的曲線(xiàn)。特性曲線(xiàn)120A在于表示阻抗提供元件120的內(nèi)阻RD于小電流區(qū)段中大約維持為較小的固定值，但于大電流區(qū)段中大約維持較大的上揚(yáng)值。在圖1B的繪示中，特性曲線(xiàn)IlOA是量自于以三串紅光發(fā)光二極管串且每一串作并聯(lián)的阻值變化，且特性曲線(xiàn)IlOA所涵蓋的區(qū)域包括非完全導(dǎo)通區(qū)130A與導(dǎo)通區(qū)130B，其中非完全導(dǎo)通區(qū)130A介于電流O 23mA的區(qū)域，而導(dǎo)通區(qū)130B介于電流23 80mA或23mA以上的區(qū)域。在非完全導(dǎo)通區(qū)130A，發(fā)光二極管陣列110的內(nèi)阻RDl隨著電流減小而呈現(xiàn)指數(shù)遞增的變化，越來(lái)越接近阻抗提供元件120的內(nèi)阻RD2,甚至超越過(guò)阻抗提供元件120的內(nèi)阻RD2很多，產(chǎn)生阻值不匹配的問(wèn)題；而在導(dǎo)通區(qū)130B，內(nèi)阻RDl隨著電流增加而呈現(xiàn)線(xiàn)性，大約維持為固定值，但比阻抗提供元件120的內(nèi)阻RD2還要小。另一方面，特性曲線(xiàn)120A的內(nèi)阻相對(duì)電流O 46mA的范圍呈現(xiàn)線(xiàn)性關(guān)系，大約維持為較小的固定值。由于發(fā)光二極管陣列110的內(nèi)阻RD I在不同電流條件下的阻值不一樣，這會(huì)造成發(fā)光二極管陣列110與阻抗提供元件120的阻值不匹配，在低電流(例如，低于或等于15mA)的情況下，大部分的電流分流至阻抗提供元件120，但剩余小部分的電流分至發(fā)光二極管陣列110。因此，造成了發(fā)光二極管陣列110在電流15mA至80mA，甚至到200mA的區(qū)間無(wú)法發(fā)揮實(shí)質(zhì)發(fā)光效率而衍生出大約2000K的色溫偏移，其中K為凱氏(Kelvins)溫標(biāo)。請(qǐng)需要注意的是，本發(fā)明的發(fā)光二極管陣列110并不限于以紅光發(fā)光二極管來(lái)實(shí)施，且特性曲線(xiàn)所相應(yīng)的直軸的電流數(shù)值與橫軸歐姆數(shù)值不限于本實(shí)例所列出的數(shù)值。一切端視實(shí)際設(shè)計(jì)需求而論。圖2A是依照本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。圖2B是依照本發(fā)明一實(shí)施例的內(nèi)阻對(duì)應(yīng)電流的關(guān)系圖。請(qǐng)合并參閱圖2A和圖2B。為了進(jìn)一步改進(jìn)色溫偏移的問(wèn)題，發(fā)光二極管裝置200包括發(fā)光二極管陣列110以及調(diào)整模塊150，其中調(diào)整模塊150包括串聯(lián)的阻抗提供元件120與二極管陣列140。而調(diào)整模塊150用來(lái)與發(fā)光二極管陣列110電性并聯(lián)。在本實(shí)施例中，調(diào)整模塊150可以提供電阻變化的角色，實(shí)際上不貢獻(xiàn)亮度。在另一實(shí)施例中，調(diào)整模塊150不僅可以提供電阻變化的角色，也可以貢獻(xiàn)亮度。發(fā)光二極管陣列110包括具有內(nèi)阻RDl的多個(gè)第一發(fā)光二極管，而經(jīng)實(shí)際量測(cè)內(nèi)阻RD1，其具有特性曲線(xiàn)110A，特性曲線(xiàn)IlOA可參見(jiàn)前述實(shí)施例的說(shuō)明，在此不多詳述。二極管陣列140可使用二極管、齊納二極管或發(fā)光二極管所形成的陣列，用以與發(fā)光二極管陣列110的電阻及電流變化特性有相似或相同的變化。在本實(shí)施例中，二極管陣列140的內(nèi)阻大約與發(fā)光二極管陣列110的內(nèi)阻RDl相等。而調(diào)整模塊150具有等效的內(nèi)阻RD2。此內(nèi)阻RD2經(jīng)實(shí)際量測(cè)而具有呈現(xiàn)出類(lèi)似或等同于特性曲線(xiàn)150_1 150_4的變化，阻抗提供元件120例如是PTC。其中特性曲線(xiàn)150_1是量自于以紅光發(fā)光二極管串接PTC (15歐姆)的阻值變化，特性曲線(xiàn)150_2是量自于以紅光發(fā)光二極管串接PTC (150歐姆)的阻值變化，特性曲線(xiàn)150_3是量自于以紅光發(fā)光二極管串接PTC(300歐姆)的阻值變化，并且特性曲線(xiàn)150_4是量自于以紅光發(fā)光二極管串接PTC(450歐姆)的阻值變化。在小電流區(qū)段，特性曲線(xiàn)150_4、150_3、150_2、150_1相對(duì)于特性曲線(xiàn)IlOA而言，其電阻隨著電流減小而呈現(xiàn)指數(shù)遞增的一致性趨勢(shì)。在大電流區(qū)段，特性曲線(xiàn)150_4、150_3、150_2、150_1呈現(xiàn)線(xiàn)性關(guān)系，每一者大約維持固定值。這些特性曲線(xiàn)在數(shù)值關(guān)系上，特性曲線(xiàn)150_4、150_3、150_2、150_1依序遞減。特性曲線(xiàn)150_4、150_3、150_2相對(duì)于特性曲線(xiàn)IlOA存在明顯的間隔(差距)，而特性曲線(xiàn)IlOA與特性曲線(xiàn)150_1在內(nèi)阻與電流的關(guān)系曲線(xiàn)呈現(xiàn)重疊現(xiàn)象。特性曲線(xiàn)150_4、150_3、150_2、150_1、IlOA所涵蓋的區(qū)域包括非完全導(dǎo)通區(qū)230A與導(dǎo)通區(qū)230B，其中非完全導(dǎo)通區(qū)230A介于電流O 23mA的區(qū)域，而導(dǎo)通區(qū)230B介于電流23 80mA或23mA以上的區(qū)域。圖2C是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的內(nèi)阻對(duì)應(yīng)電流的關(guān)系圖。請(qǐng)參閱圖2C。有鑒于圖2B的特性曲線(xiàn)150_4、150_3、150_2相對(duì)于特性曲線(xiàn)IlOA存在間隔(差距)。理想狀況下，在常溫(攝氏25度)下，PTC的內(nèi)阻大約趨近為O。在本實(shí)施例中，在常溫(攝氏25度)下，阻抗提供元件120的設(shè)計(jì)可依實(shí)際情況來(lái)選擇，用以減小兩條特性曲線(xiàn)之間的間隔，例如阻抗提供元件120在常溫為15歐姆時(shí)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了特性曲線(xiàn)IlOA與150_1會(huì)重疊且呈現(xiàn)一致性，即電阻及電流的變化特性重疊且呈現(xiàn)一致性，從而可以應(yīng)用在非完全導(dǎo)通區(qū)與導(dǎo)通區(qū)都能相互匹配，亦即內(nèi)阻RD2可相似比例于內(nèi)阻RDl作變化。本實(shí)施例雖以15歐姆為PTC的最小內(nèi)阻作說(shuō)明，但本實(shí)施例并不局限在此。再者，驅(qū)動(dòng)電流ID分成兩驅(qū)動(dòng)電流IDl及ID3。驅(qū)動(dòng)電流IDl及ID3則分別流至發(fā)光二極管陣列110以及調(diào)整模塊150。由于兩條特性曲線(xiàn)的阻值在隨著電流變大而呈現(xiàn)指數(shù)衰減變化，或者是維持線(xiàn)性部分皆為相似的比例，使得內(nèi)阻RD2與內(nèi)阻RDl從小電流(接近零電流)至大電流(正常工作的驅(qū)動(dòng)電流)而可以一直維持相似比例，因此驅(qū)動(dòng)電流ID3也具有比例于驅(qū)動(dòng)電流IDl的穩(wěn)定效果。如此一來(lái)，即使驅(qū)動(dòng)電流IDl和ID3是位在非完全導(dǎo)通區(qū)，而內(nèi)阻RDl與RD2仍可以相似比例作變化，因此驅(qū)動(dòng)電流ID3不會(huì)遠(yuǎn)大于驅(qū)動(dòng)電流ID1，故本實(shí)施例可用來(lái)確保通過(guò)發(fā)光二極管陣列110與調(diào)整模塊150的電流比例是固定的，確保發(fā)光二極管陣列110實(shí)質(zhì)上發(fā)揮亮度，從而減少色溫偏移的范圍。因此，發(fā)光二極管裝置200除了可以動(dòng)態(tài)地調(diào)光而減少色溫偏移的范圍，且可在高溫時(shí)進(jìn)行發(fā)光亮度補(bǔ)償，從而避免高溫?zé)崴サ膯?wèn)題。另一方面，若使用元件的特性曲線(xiàn)IlOA與特性曲線(xiàn)150_1在內(nèi)阻與電流的關(guān)系曲線(xiàn)非常相似而重疊時(shí)，則可進(jìn)一步將色溫偏移的范圍降到最小?；谏鲜觯詧D1A的電路架構(gòu)為例，雖可彌補(bǔ)發(fā)光二極管的光衰特性，但是發(fā)光二極管陣列110在電流15mA至200mA的區(qū)間會(huì)有2000K的色溫偏移；而以圖2A的電路架構(gòu)為例，當(dāng)特性曲線(xiàn)IlOA與150A重疊時(shí)，可將色溫偏移2000K收斂至200K，甚至更小。所以，本實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置200可以有效地解決傳統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管時(shí)因溫度改變或驅(qū)動(dòng)電流調(diào)變所衍生的亮度與色溫偏移的問(wèn)題。圖3是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。請(qǐng)參閱圖3。在本實(shí)施方式中，相較于圖2A的繪示，發(fā)光二極管裝置300更可包括發(fā)光二極管陣列350。發(fā)光二極管陣列350分別與發(fā)光二極管陣列110、調(diào)整模塊150串接，并接收驅(qū)動(dòng)電流ID來(lái)進(jìn)行發(fā)光。發(fā)光二極管陣列110可包括多個(gè)紅光發(fā)光二極管，而發(fā)光二極管陣列350可包括多個(gè)非紅光發(fā)光二極管351 355，發(fā)光二極管351 355依序串接。其中，發(fā)光二極管351的電流輸入端與紅光發(fā)光二極管的電流輸出端電性連接，發(fā)光二極管351的電流輸入端分別與阻抗提供元件120的電流輸出端電性連接。在增加如發(fā)光二極管陣列350的設(shè)置后，可以改變發(fā)光二極管裝置300所發(fā)送出的光的顏色。發(fā)光二極管陣列350的發(fā)光二極管可以是并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)混合。當(dāng)然，發(fā)光二極管陣列350中所包括的非紅光發(fā)光二極管的數(shù)量并不僅限于五顆，可依實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)。發(fā)光二極管陣列350也可改為至少一顆的非紅光發(fā)光二極管即可來(lái)實(shí)施。此外，紅光發(fā)光二極管的光衰特性比非紅光發(fā)光二極管的光衰特性還要嚴(yán)重且大。于本實(shí)施例中，紅光發(fā)光二極管能激發(fā)出具有第一波長(zhǎng)的第一光線(xiàn)，而非紅光發(fā)光二極管能激發(fā)出具有第二波長(zhǎng)的第二光線(xiàn)，且第一波長(zhǎng)相異于第二波長(zhǎng)。例如，發(fā)光二極管陣列350中所包括的非紅光發(fā)光二極管可以為藍(lán)光發(fā)光二極管，或是可發(fā)出其他顏色光線(xiàn)的發(fā)光二極管，例如是綠光發(fā)光二極管、黃光發(fā)光二極管、橘光發(fā)光二極管、紫外光發(fā)光二極管、近藍(lán)光發(fā)光二極管或白光發(fā)光二極管?；谏鲜鰧?shí)施例所揭示的內(nèi)容，可以匯整出一種通用的發(fā)光二極管裝置。更清楚來(lái)說(shuō)，圖4A是依照本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。請(qǐng)參閱圖4A，發(fā)光二極管裝置400A包括第一調(diào)整模塊410以及第二調(diào)整模塊420。第一調(diào)整模塊410包括至少一第一發(fā)光二極管412，第二調(diào)整模塊420包括串聯(lián)的阻抗提供元件422及電子元件424，而第二調(diào)整模塊410與第一調(diào)整模塊420電性并聯(lián)。其中阻抗提供元件422可為正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件或熱敏電阻，電子元件424可為二極管、齊納二極管、發(fā)光二極管、二極管陣列、齊納二極管陣列或發(fā)光二極管陣列，但不限于所列舉的元件種類(lèi)，只要是能與第一發(fā)光二極管412的元件特性產(chǎn)生具有相似或相同變化的特性曲線(xiàn)即可。以下更詳細(xì)說(shuō)明特性曲線(xiàn)。
在操作原理上，第一調(diào)整模塊410具有第一內(nèi)阻，第二調(diào)整模塊420具有第二內(nèi)阻。第一內(nèi)阻具有第一特性曲線(xiàn)(如圖2B或圖2C所繪示的特性曲線(xiàn)110A)，第一特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括第一非完全導(dǎo)通區(qū)(如圖2B所繪示的230A)與第一導(dǎo)通區(qū)(如圖2B所繪示的230B)，且第一內(nèi)阻隨著電流由零值往上增加時(shí)在第一非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在第一導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。而第二內(nèi)阻具有第二特性曲線(xiàn)(如圖2B或圖2C所繪示的特性曲線(xiàn)150A)，第二特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括第二非完全導(dǎo)通區(qū)(如圖2B所繪示的230A)與第二導(dǎo)通區(qū)(如圖2B所繪示的230B)，且第二內(nèi)阻隨著電流由零值往上增加時(shí)在第二非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在第二導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。其中第一特性曲線(xiàn)與第二特性曲線(xiàn)在非完全導(dǎo)通區(qū)與導(dǎo)通區(qū)都能相互匹配。驅(qū)動(dòng)電流ID分成兩驅(qū)動(dòng)電流IDl及ID3，并且驅(qū)動(dòng)電流ID的電流值大小恰等于驅(qū)動(dòng)電流IDl及ID3的電流值大小的和。由于第一特性曲線(xiàn)與第二特性曲線(xiàn)相互匹配，因此當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流ID變化時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流ID3也會(huì)與驅(qū)動(dòng)電流IDl成比例作變化，因此本實(shí)施例可進(jìn)一步減少色溫偏移的范圍。圖4B是依照本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意圖。請(qǐng)參閱圖4B，在本實(shí)施方式中，相較于圖4A的繪示，發(fā)光二極管裝置400B更可包括第三調(diào)整模塊430。第三調(diào)整模塊430包括至少一第二發(fā)光二極管432。第一發(fā)光二極管412能激發(fā)出具有第一波長(zhǎng)的第一光線(xiàn)，而第二發(fā)光二極管432能激發(fā)出具有第二波長(zhǎng)的第二光線(xiàn),且第一波長(zhǎng)與第二波長(zhǎng)相異。第三調(diào)整模塊430分別與第一調(diào)整模塊410、第二調(diào)整模塊420串聯(lián)，并接收驅(qū)動(dòng)電流ID來(lái)進(jìn)行發(fā)光。在增加如第三調(diào)整模塊430的設(shè)置后，可以改變發(fā)光二極管裝置400B所發(fā)送出的光的顏色。例如，第一發(fā)光二極管412與第二發(fā)光二極管432可分別為紅光發(fā)光二極管與藍(lán)光發(fā)光二極管，但本發(fā)明并不限制于此。上述實(shí)施例所述的電阻、內(nèi)阻、阻值及阻抗的意思都是一樣，其單位都是歐姆。上述實(shí)施例所述的環(huán)境溫度，可以是發(fā)光二極管裝置、發(fā)光二極管陣列、發(fā)光二極管、發(fā)光二極管芯片、調(diào)整模塊、二極管陣列或阻抗提供元件的環(huán)境溫度。在上述實(shí)施例所述的發(fā)光二極管陣列中，此些發(fā)光二極管可以并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)。此外，發(fā)光二極管陣列Iio的此些發(fā)光二極管可以是發(fā)光二極管芯片(chip)、發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)(package)或以上任意組合。上述實(shí)施例所述的發(fā)光二極管可以是紅光、綠光、藍(lán)光、白光或以上任意組合的發(fā)光二極管，而白光發(fā)光二極管可以包含藍(lán)光發(fā)光二極管芯片及黃色螢光粉，還可包含紅光發(fā)光二極管芯片或紅色螢光粉。此外，上述白光發(fā)光二極管可以包含紅光、綠光及藍(lán)光發(fā)光二極管芯片，還可包含黃色螢光粉，更進(jìn)一步可包含紅色螢光粉。另外，上述螢光粉以均勻、不均勻或濃度梯度變化的方式分布于上述發(fā)光二極管的透光膠體中。綜上所述，本發(fā)明的發(fā)光二極管裝置的結(jié)構(gòu)因采用第一調(diào)整模塊與第二調(diào)整模塊的電性并聯(lián)，第一調(diào)整模塊具有至少一發(fā)光二極管，而第二調(diào)整模塊包括串聯(lián)的阻抗提供元件及電子元件。利用第一調(diào)整模塊的第一特性曲線(xiàn)與第二調(diào)整模塊的第二特性曲線(xiàn)相互匹配，使得發(fā)光二極管裝置可以動(dòng)態(tài)地調(diào)光而減少色溫偏移的范圍，且可在高溫時(shí)進(jìn)行發(fā)光亮度補(bǔ)償，從而避免高溫?zé)崴サ膯?wèn)題。另一方面，本發(fā)明的發(fā)光二極管裝置亦可應(yīng)用于室內(nèi)照明裝置、室外照明裝置、背光裝置或指示裝置中。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管裝置，包括: 一第一調(diào)整模塊，包括具有一第一內(nèi)阻的至少一第一發(fā)光二極管，用以接收一第一電流，而該第一內(nèi)阻與該第一電流之間具有一第一特性曲線(xiàn)，該第一特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括一第一非完全導(dǎo)通區(qū)與一第一導(dǎo)通區(qū)，且該第一內(nèi)阻隨著該第一電流由零值往上增加時(shí)在該第一非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在該第一導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性；以及 一第二調(diào)整模塊，包括串聯(lián)的一阻抗提供元件及一電子元件，而該第二調(diào)整模塊與該第一調(diào)整模塊電性并聯(lián)，用以接收一第二電流，且該第二調(diào)整模塊具有一第二內(nèi)阻，而該第二內(nèi)阻與該第二電流之間具有一第二特性曲線(xiàn)，該第二特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括一第二非完全導(dǎo)通區(qū)與一第二導(dǎo)通區(qū)，且該第二內(nèi)阻隨著該第二電流由零值往上增加時(shí)在該第二非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在該第二導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性； 其中該第一特性曲線(xiàn)與該第二特性曲線(xiàn)相互匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該阻抗提供元件為正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件或熱敏電阻。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該電子元件為二極管、齊納二極管、發(fā)光二極管、二極管陣列、齊納二極管陣列或發(fā)光二極管陣列。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，還包括: 一第三調(diào)整模塊，包括至少一第二發(fā)光二極管，該第三調(diào)整模塊分別與該第一調(diào)整模塊、該第二調(diào)整模塊串聯(lián)。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該第一發(fā)光二極管能激發(fā)出一具有一第一波長(zhǎng)的第一光線(xiàn)，而該第二發(fā)光二極管能激發(fā)出一具有一第二波長(zhǎng)的第二光線(xiàn)，且該第一波長(zhǎng)與該第二波長(zhǎng)相異。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管分別為紅光發(fā)光二極管與藍(lán)光發(fā)光二極管。
7.一種發(fā)光二極管裝置，包括: 一第一發(fā)光二極管陣列，包括一第一內(nèi)阻，用以接收一第一電流，而該第一內(nèi)阻與該第一電流之間具有一第一特性曲線(xiàn)；以及 串聯(lián)的一第二發(fā)光二極管陣列與一阻抗提供元件，與該第一發(fā)光二極管陣列電性并聯(lián)，用以接收一第二電流，而串聯(lián)的該第二發(fā)光二極管陣列與該阻抗提供元件具有一第二內(nèi)阻，而該第二內(nèi)阻與該第二電流之間具有一第二特性曲線(xiàn)； 其中該第一特性曲線(xiàn)與該第二特性曲線(xiàn)相互匹配。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該第一特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括一第一非完全導(dǎo)通區(qū)與一第一導(dǎo)通區(qū)，且該第一內(nèi)阻隨著該第一電流由零值往上增加時(shí)在該第一非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在該第一導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性:以及 該第二特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括一第二非完全導(dǎo)通區(qū)與一第二導(dǎo)通區(qū)，且該第二內(nèi)阻隨著該第二電流由零值往上增加時(shí)在該第二非完全導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)指數(shù)衰減，而在該第二導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。
9.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該第一發(fā)光二極管陣列及該第二發(fā)光二極管陣列分別為多個(gè) 個(gè)紅光發(fā)光二極管所形成的陣列，該第一內(nèi)阻與該第二發(fā)光二極管陣列的內(nèi)阻實(shí)質(zhì)上相等。
10.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該阻抗提供元件為正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件或熱敏電 阻。
全文摘要
一種發(fā)光二極管裝置，其包括第一調(diào)整模塊以及第二調(diào)整模塊。第一調(diào)整模塊包括具有第一內(nèi)阻的至少一第一發(fā)光二極管，而第一內(nèi)阻具有第一特性曲線(xiàn)。此第一特性曲線(xiàn)所涵蓋的區(qū)域包括第一非完全導(dǎo)通區(qū)與第一導(dǎo)通區(qū)，且第一內(nèi)阻隨著電流由零值往上增加時(shí)在第一非完全導(dǎo)通區(qū)指數(shù)衰減，而在第一導(dǎo)通區(qū)呈現(xiàn)線(xiàn)性。第二調(diào)整模塊包括串聯(lián)的阻抗提供元件及電子元件，而第二調(diào)整模塊與第一調(diào)整模塊電性并聯(lián)。第二調(diào)整模塊具有第二內(nèi)阻，且第二內(nèi)阻具有第二特性曲線(xiàn)，其中第一特性曲線(xiàn)與第二特性曲線(xiàn)相互匹配。
文檔編號(hào)H01L25/075GK103178055SQ20111043035
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者張忠凱, 李順昌, 洪誠(chéng)禧 申請(qǐng)人:億光電子工業(yè)股份有限公司