专利名称：发光二极管排列结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发光二极管排列结构，尤其是由交流电源供电并具有低耗损及平稳柔顺亮度的高度可扩展性结构。
背景技术：
目前，发光二极管(LED)是广泛应用的半导体光源，具有一正极端及一负极端。 LED主要包括PN接面，是在所供应的直流(DC)电压超过打开临界值(亦即顺向电压)时藉电子电洞复合产生光线而当作发光层用。因此，LED需要DC电源，而非传统的交流(AC)电源。对于传统的AC电源，比如市电或发电机的输出电源，通常需使用适当的整流装置以便将AC电源转换成所需的DC电源。所以导致整体制作成本增加，且整流装置的复杂度及布局会对使用上造成可靠度方面的问题。因此，需要一种LED排列结构，直接藉AC电源打开而不需任何整流装置或会消耗某些电力的其它被动组件，以克服上述现有技术的缺点。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种发光二极管(LED)排列结构，具有无损耗设计的特征。本实用新型所述的发光二极管排列结构，包括多个发光二极管、一交流电源以及多个连接线，所述LED安置在由M个虚拟横线及N个虚拟纵线所构成的一虚拟方格棋盘上， 并以所述连接线连结所述LED以及该AC电源，该M个虚拟横线及该N个虚拟纵线的交叉处形成多个横向及纵向交叉节点，而M为一正整数，N为大于2的正整数，所述LED包括(N-I) xM个横向LED及(M-I) χ (N-2)个纵向LED，该(N-1) xM个横向LED形成M个横向LED串， 每个横向LED串包括N-I个横向LED，且每个横向LED串安置于相对应的虚拟横在线，且每个横向LED位于二相邻横向交叉节点之间，每个横向LED的正极端连结至一相邻横向LED 的正极端，该横向LED的负极端连结至一另一相邻横向LED的负极端，该(M-l)x(N-2)个纵向LED形成N-2个纵向LED串，每个纵向LED串包括M-I个纵向LED，且每个纵向LED串安置于除一第一虚拟纵线及一最后虚拟纵线以外的相对应的虚拟纵在线，每个纵向LED位于二相邻纵向交叉节点之间，每个纵向LED的正极端连结至一相邻纵向LED的正极端，该纵向 LED的负极端连结至一另一相邻纵向LED的负极端，该AC电源的一端点连结至该第一虚拟纵线，以及该AC电源的一另端点连结至该最后虚拟纵线。本实用新型所述的发光二极管排列结构中，AC电源可使二横向交叉节点之间的横向LED交替打开及关闭而半亮，且二纵向交叉节点之间的纵向LED会一直打开而全亮，藉以产生平稳柔顺的亮度，而不需任何整流电路或会消耗某些电力的被动电气组件。虽然纵向LED被AC电源交替打开及关闭，但是仍可达到平稳柔顺亮度，因为纵向 LED的切换频率为AC的频率，比如50Hz或60Hz，已超过人眼的感觉范围。本实用新型的另一目的在于提供一种具可扩展性结构的LED排列，可当作模块化单元，使得LED的数目可藉连结多个模块化单元而轻易增加LED数目，藉以满足所需的亮度。
图1为本实用新型的发光二极管排列结构的示意图。图2为本实用新型的发光二极管排列结构的外部交流电源之波形图。图3为本实用新型的发光二极管排列结构在外部交流电源为正电压时打开发光二极管的示意图。图4为本实用新型的发光二极管排列结构在外部交流电源为负电压时打开发光二极管的示意图。
具体实施方式
以下配合说明书附图对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。以下将参考所附图式，详细说明依据本实用新型的实施例藉外部AC电源以打开 LED的LED排列结构。参阅图1，为本实用新型的发光二极管排列结构的示意图。如图1所示，本实用新型的发光二极管排列结构包括多个LED、AC电源Vin以及多个连接线(比如组件符号SL1、 SL_2、SLj)，其中所述LED包括多个横向LED串(比如组件符号DLS_1、DLS_2、DLS_5)及多个纵向LED串(比如组件符号DVS_1、DVS_2、DVS_4)，要注意的是，为清楚显示本实用新型的特征，图中只标识出部分的组件符号。每个横向LED串包括多个横向LED(比如组件符号DL_l、DL_2、DL_3、DL_4、DLj)，每个纵向LED串包括多个纵向LED(比如组件符号DV_1、 DV_2、DV_3、DV_4)。上述的LED排列在由M个虚拟横线及N个虚拟纵线所构成的虚拟方格棋盘上，其中M为一正整数，N为大于2的正整数，而所述连接线用以连结所述LED及AC电源 Vin。要注意的是，图1只是用以说明本实用新型的实施例的特点而已，并非用以限定本实用新型的范围，因此，在图1中选取M为5且N为6，亦即具有5虚拟横线(比如组件符号 LVL_1、LVL_2、LVL_3、LVL_4、LVLJ)及 6 虚拟纵线(比如组件符号 VVL_1、VVL_2、VVL_3、 VVL_4、VVL_5、VVL_6)的虚拟方格棋盘，以供5x5个横向LED及4x4个纵向LED的排列，进而形成本实用新型的LED排列结构。该虚拟方格棋盘在所述虚拟横线及所述虚拟纵线的交叉处形成多个横向及纵向交叉节点，比如图中的组件符号Pl及P2是二相邻的纵向交叉节点ο如图1所示，组件符号DL_1、DL_2、DL_3、DL_4及DL_5所表示的横向LED形成第一横向LED串DLS_1 (以虚线包围)，并安置在第一虚拟横线LVL_1上二相邻横向交叉节点之间。第一横向LED DL_1的正极端连结至第一虚拟纵线VVL_1。第一横向LED DL_1的负极端连结至第二横向LED DL_2的负极端。以类似方式，其它的横向LED如图1所示而连结。最后(第五)横向LED DL_5的正极端连结至第四横向LED DL_4的正极端，而最后横向LED DL_5的正极端连结至最后(第六)虚拟纵线VVL_6。[0019]相类似的，其它横向LED是使用上述的排列方式而安置在相对应的虚拟横在线， 比如图中其它的横向LED串(组件符号DLS_2、DLS_5)。要注意的是，第二虚拟横线LVL_2 中横向LED的位向是相反于第一虚拟横线LVL_1中横向LED的位向。因此，不同虚拟横线中横向LED的位向是交替改变。4个纵向LED (组件符号DV_1、DV_2、DV_3及DV_4)是安置在除第一虚拟纵线 VVL_1及最后虚拟纵线VVL_6以外的虚拟纵在线，亦即第二虚拟纵线VVL_2至第五虚拟纵线 VVL_50例如，以虚线包围多个纵向LED的纵向LED串DVS_1、DVS_2、DVS_4。此外，每个纵向LED是安置在相同虚拟纵在线的二相邻纵向交叉节点之间，比如纵向交叉节点Pl及P2。 纵向LED的正电极及负电极的连结是类似于上述横向LED的连结方式，因此不再赘述。AC电源Vin是连结至第一虚拟纵线VVL_1及最后虚拟纵线VVL_6，比如图1中AC 电源Vin的端点Vl连结至第一虚拟纵线VVL_1，而另一端点V2连结至最后虚拟纵线VVL_6。通常，依据本实用新型供应至LED的AC电源Vin的波形如图2所示。在时间Tl 及时间T2之间，AC电源Vin的电压为正，称为正电压期间，而在时间T2及时间T3之间，AC 电源Vin的电压为负，称为负电压期间。图3为依据本实用新型的AC电源为正电压期间LED被打开的示意图。以实线表示的横向及纵向LED是在正电压期间被打开的LED。可以很清楚的看出，所有16个纵向LED， 亦即4x4纵向LED，都被打开，而所有5x5个横向LED中有约一半的横向LED，亦即13个横向LED，被打开，但所有5x5个横向LED中约一半的其它横向LED，亦即12个横向LED，是关闭。所以，AC电源Vin提供电流Dl给这些LED。比较上，图4为依据本实用新型在AC电源为负电压期间LED被打开的示意图。如图4所示，所有纵向LED都被打开。在图4中被打开的横向LED在此会被关闭，而在图4中被关闭的横向LED在此会被打开。因此，AC电源Vin提供另一电流D2给这些LED。因此，本实用新型的主要优点是，可在AC电源的正电压期间及负电压期间，使得纵向LED都被打开，而且横向LED会被交替打开及关闭。所以依据本实用新型的LED排列， 可藉AC电源直接供电而不需其它任何电气组件或装置，便能展现出可接受的平稳柔顺亮度。尤其是，如果AC电源的频率，比如市电的50Hz或60Hz，高过人眼的感觉范围，则LED排列能提供不为人眼所察觉的平稳柔顺亮度。本实用新型的另一优点是，提供可扩展的结构，亦即，上述图1的实施例可当作具有(N-I) xM横向LED及(M-I) χ (Ν-2)纵向LED的LED模块，而且多个这类LED模块可轻易的组合成较大尺寸的LED装置，藉以增加LED数目而增加亮度，而不需要其它电气组件或装置。以上所述仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。
权利要求1.一种发光二极管排列结构，包括多个发光二极管、一交流电源以及多个连接线，其特征在于，所述LED安置在由M个虚拟横线及N个虚拟纵线所构成的一虚拟方格棋盘上，并以所述连接线连结所述LED以及该AC电源，该M个虚拟横线及该N个虚拟纵线的交叉处形成多个横向及纵向交叉节点，而M为一正整数，N为大于2的正整数，所述LED包括(N-I) xM个横向LED及(M-I) χ (N-2)个纵向LED，该(N_l) xM个横向LED形成M个横向LED串，每个横向LED串包括N-I个横向LED，且每个横向LED串安置于相对应的虚拟横在线，且每个横向 LED位于二相邻横向交叉节点之间，每个横向LED的正极端连结至一相邻横向LED的正极端，该横向LED的负极端连结至一另一相邻横向LED的负极端，该(M-l)x(N-2)个纵向LED 形成N-2个纵向LED串，每个纵向LED串包括M-I个纵向LED，且每个纵向LED串安置于除一第一虚拟纵线及一最后虚拟纵线以外的相对应的虚拟纵在线，每个纵向LED位于二相邻纵向交叉节点之间，每个纵向LED的正极端连结至一相邻纵向LED的正极端，该纵向LED的负极端连结至一另一相邻纵向LED的负极端，该AC电源的一端点连结至该第一虚拟纵线， 以及该AC电源的一另端点连结至该最后虚拟纵线。
2.如权利要求1所述的发光二极管排列结构，其特征在于，该AC电源为一市电，该市电具有50Hz或60Hz的频率。
3.如权利要求1所述的发光二极管排列结构，其特征在于，所述LED是藉多个连接线而连结。
4.如权利要求3所述的发光二极管排列结构，其特征在于，所述连接线是由电气导电金属或有机导电材料构成。
5.如权利要求4所述的发光二极管排列结构，其特征在于，该电气导电金属包括铜或铜合金，而该有机导电材料包括有机导电高分子。
专利摘要本实用新型公开了一种发光二极管排列结构，具无损耗设计特征，包括多个LED、交流电源以及多个连接线，其中所述LED安置在由多个虚拟横线及多个虚拟纵线所构成的虚拟方格棋盘上，藉连接线连结LED以及交流电源，所述虚拟横线及所述虚拟纵线的交叉处形成多个横向及纵向交叉节点，相邻二横向及纵向交叉节点之间具有单一LED，相邻LED的正极端及负极端相互连结，因此交流电源可使二横向交叉节点之间的LED交替打开及关闭而半亮，且二纵向交叉节点之间的LED会一直打开而全亮，藉以产生平稳柔顺的亮度，而不需任何整流电路或会消耗某些电力的被动电气组件。
文档编号F21V23/06GK202008103SQ20102066071
公开日2011年10月12日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者卓国文, 张焜杰 申请人:金德荣科技股份有限公司