专利名称：光发射单元、光发射单元组件和由多个光发射单元组装的发光设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光发射单元、光发射单元组件和由多个光发射单元组装的发光设备。
背景技术：
由于时尚和消费者品味的多样性，各种产品(包括可移动的和不可移动的)的设计近年来在多样性方面都有所发展。发光设备也不例外。脱离传统形状的吸引人的和功能性的设计正为大家所接收。通过把多个光发射单元连接起来组装成一发光设备就是一个例子。这种发光设备按照多个光发射单元的不同组合而呈现几种不同的形状。
然而，由于设计的自由度的度数很低，这种发光设备所实现的形状的数量仍然是有限的。
发明综述本发明的第一个目的是提供一种新颖的光发射单元，它能够以平面(二维)和立体(三维)形式的多种形状实现装配。
本发明的第二个目的是提供一种光发射单元组件，它实现以平面和立体形式的多种形状装配。
本发明的第三个目的是提供一种新颖的发光设备，该发光设备是由多个光发射单元组装起来的。
实现第一个目的的光发射单元包括圆形扁平件；设置在所述扁平件的主表面上的光发射件；设置在所述扁平件的周边上彼此分开的至少三组端子；和一布线图，其设置在此扁平件上，连接每组端子与光发射件。
所述“设置在此圆形扁平件的周边的至少三组端子”，并不意味必须将这些端子组设置在所述圆形扁平件的最周边，这些端子组可以设置在离所述圆形扁平件的最周边的里面一预先设定的距离。
实现第二个目的的光发射单元组件包括至少两个光发射单元，每个光发射单元包括一圆形扁平件；一设置在所述扁平件的主表面上的光发射件；设置在所述扁平件的周边上彼此分开的至少三组端子；和一布线图，其设置在所述扁平件上，连接每组端子与光发射件；其中，光发射单元的一组端子被设置成面对另一光发射单元的一组端子，并且除面对的端子之外的对应端子用电连接。
实现第三个目的的发光设备包括多个光发射单元；和一连接到外部电源上的馈电线单元；其中，每一光发射单元包括一圆形扁平件；一设置在所述扁平件的主表面上的光发射件；设置在所述扁平件的周边上彼此分开的至少三组端子；和一布线图，其设置在所述扁平件上，连接每组端子与光发射件；所述馈电线单元包括一圆形扁平基板；和至少三组馈电线端子，其设置在所述扁平基板的周边彼此分开，所述至少三组馈电线端子以外的相应馈电线端子并联连接；多个光发射单元和馈电线单元按预定的区域结合以形成一多面体构造，每个预定的区域是这样的光发射单元的一组端子置于面对另一光发射单元的一组端子上或置于馈电线单元的一组馈电线端子上，所述面对的光发射单元端子组以外的相应端子相互电连接，并且多个光发射单元的每一个都与馈电线单元并联电连接。
第三个目的还可以被一从外部电源供给电路接收功率的发光设备所实现，该发光设备包括多个光发射单元，每一光发射单元包括一圆形扁平件；一设置在所述扁平件的主表面上的光发射件；至少设置在所述扁平件的周边上彼此分开的三组端子；和一布线图，其设置在是扁平件上，连接每组端子与光发射件；其中，所述多个光发射单元按预定的区域结合以形成一多面体构造，所述每个预定的区域是这样的光发射单元的一组端子置于面对另一光发射单元的一组端子上，所述面对的光发射单元端子组以外的相应端子相互电连接，并且多个光发射单元的每一个都并联连接到外部电源供给电路。
附图的简要描述从下面结合发明实施例的附图的描述中，本发明的这些和其它目的、优点和特征将会变的非常清楚。
附图中
图1A是本发明的第一个实施例的光发射单元的透视图；图1B示出图1A的光发射单元中的光发射基板；图2是光发射单元的截面图；
图3A是光发射单元的布线图；图3B是光发射单元的另一布线图；图4A是光发射单元的红色LED结构；图4B是光发射单元的绿色LED和蓝色LED结构；图5A是举例的馈电线端子；图5B示出图5A的馈电线端子组装的状态；图6A是举例的馈电线端子；图6B是图6A所示馈电线端子的扩展图；图6C示出图6B的馈电线端子组装的状态；图7A是举例的馈电线端子；图7B示出用于连接图7A所示馈电线端子的连接板；图8A-图8C示出利用图7B所示连接板连接图7A所示馈电线端子连接板的连接方法；图9A和9B示出采用馈电线端子的板式扣接件的例子；图10A示出举例的馈电线端子；图10B示出图10A所示馈电线端子；图10C示出用于连接图10B所示馈电线端子的连接板；图11A示出举例的馈电线端子；图11B示出图11A所示馈电线端子的侧视图；图11C和11D示出连接图11A和11B所示馈电线端子的连接方法；图12A是本发明立体形式第二实施例的发光设备的透视图，该发光设备是利用多个光发射单元组装起来的；图12B是图12A所述发光设备中块型基础单元的透视图；图13是图12所述基础单元中的驱动电路的框图；图14用于将光发射单元装配成立体形式的模具的顶视图；图15A-15D示出利用连接板连接光发射单元的过程；图16是本发明第三实施例的发光设备的透视图，该发光设备具有一电源缆线做为馈给装置并充以氦气等以便在空气中浮动。
优选实施例的说明(光发射单元的结构)图1A是本发明的光发射单元1的透视图。图2是光发射单元1的截面图。
如图1A所示，光发射单元1基本由辐射板2、光发射基板3和树脂层4组成。
应当注意到除了稍向外突出的端子组31-34(稍后描述)这4个部分外，光发射基板3的形状实际上象个圆，如图1B所示。由于下面的描述主要集中于端子组，所以这些端子组在图中如图1A一样密集示出。因此，在这些图中，光发射基板3不是圆形。此外，辐射板2和树脂板4实际上是如光发射基板3的圆形，但是，在这些图中，也没有像图1A那样以圆形出现，以便和光发射板3的变形一致。还应当注意到，在图1B中忽略了发光二极管芯片。
在图1A中，光发射基板3包括多层柔性基板30，红、绿、及兰发光二极管芯片(以后称LED芯片)LR1-LRn、LG1-LGm、及LB1-LBk，和四组端子31-34。柔性基板30由聚酰亚胺树脂制成。LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk沉积在柔性基板30上。端子组31-34安置在柔性基板30的周边，例如以规则的间隔设置。
LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk按照颜色串连连接。在本说明书中一组串连连接的LED芯片称为“LED芯片列”。电极R0、G0、B0、Rn、Gm和Bk是位于“LED芯片列”LR、LG、LB两端的各LED芯片LR1、LG1、LB1、LRn、LGm及LBk开放侧电极(见图3，这种电极以后称为馈电电极)。这些电极R0、G0、B0、Rn、Gm和Bk经过设置在多层柔性基板30的预定层的表面的上的布线图连接到端子组31-34。在这里，每个端子组31-34被串连连接到LED芯片列，这样，当电源通过端子组31-34中的任何一个供电时，所有红绿蓝LED芯片列的LED芯片都能够被点亮(如图3A所示)。在本说明书中，与红色LED芯片的电源相关的部件都标有“R”。类似地，与绿色LED芯片的电源相关的部件都标有“G”。与蓝色LED芯片的电源相关的部件都标有“B”。与所有红绿蓝色LED芯片的电源都相关的部件标有“E”。
LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk按规则设置在柔性基板30上，作为一个例子，可以以红绿蓝交替的顺序。安装在柔性基板30上的LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk的数目取决于光发射单元1和所需要的照明强度等因素。然而，它们至少需要设定在当LED芯片被照明时，其通常间隔能使人区分光的发射强度。另一方面，红色LED芯片LR1-LRn的数目、绿色LED芯片LG1-LGm的数目和蓝色LED芯片LB1-LBk的数目可以相同(n＝m＝k)或不同(n≠m≠k)。
端子组31具有8个馈电线端子R11、R12、G11、G12、B11、B12、E11和E12。红色馈电线端子对R11、R12被连接到红色LED芯片列LR。绿色馈电线端子对G11、G12被连接到绿色LED芯片列LG。蓝色馈电线端子对B11、B12被连接到蓝色LED芯片列LB。公共馈电线端子对E11、E12被连接到所有红绿蓝色LED芯片列LR、LG、和LB。如图5A所示，在柔性基板30的周边设置端子组31的部分形成4个突起。当突起按这种方式以预定间隔形成时，相邻突起间的间隙被认为是凹陷。就是说，8个馈电线端子以这些交替的突起和凹陷形式被设置，R11、G11、B11、E11、E12、B12、G12和R12是逆时针的。详细地，公共馈电线端子对E11、E12被置于中间，红色馈电线端子对R11、R12、绿色馈电线端子对G11、G12和蓝色馈电线端子对B11、B12每一个都相对于公共馈电线端子对E11、E12被对称设置。即，除每对红绿蓝和公共馈电线端子而外的一个馈电线端子位于突起处，而另一个馈电线端子位于凹陷处。这种结构使得光发射单元1的端子组31很容易和另一个光发射单元1的端子组31连接起来，如后所描述的。其它端子组32-34的馈电线端子的设置方式和端子31一样。
树脂层4由半透明的环氧树脂等形成。树脂层部分4形成了一菲涅尔透镜。如图2所示，氧化铝粉末42混于树脂层4中。氧化铝粉末42的作用是均匀地散射LED芯片发射的光。这使得不同颜色的红绿蓝光在树脂层4中相互混合，结果，混合光从菲涅尔透镜41有方向性地射出。除了这个颜色混合作用外，氧化铝粉末42还在正前方向弥散LED芯片产生的热，从而，有效地将热从树脂层散到外面。
辐射板的结构如散热片，用于把光发射基板30产生的热散到外面。散热片的表面具有突起和凹陷，提供良好的制冷效果。辐射板2利用热固性粘接剂粘等到光发射基板3的背面。
图2的结构中，LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk和馈电线端子R11、...、G11、...、B11、...和E11、...连接到布线图。为说明方便起见，在图中对每种颜色只示出一个LED芯片和只一个馈电线端子。
如所示，柔性基板30有三片板P1-P3叠成。导体布线图形成于板P1-P3及最下面的板P3的底部。
电极层37设置在板P1上，LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk设置于其上。串连连接红色LED芯片LR1-LRn的布线图CR形成于板P1上。串连连接绿色LED芯片LG1-LGm的布线图CG形成于板P2上。串连连接蓝色LED芯片LB1-LBk的布线图CB形成于板P 3上。连接到红绿蓝LED芯片列LR、LG、LB的每一个的低压端的的布线图CE形成于板P3的底部。
图2示出了LED芯片LRn、LGm及LBk，它们分别处于红绿蓝LED芯片列的低压端。在LED芯片LRn低压侧的一个电极通过电极层37和VE2连接到电路板CE，而其它电极通过粘接线WR连接到电路板CR。在LED芯片LGm低压侧的一个电极通过电极层37和VE3连接到电路板CE，而其它电极通过粘接线WG和VG连接到电路板CG。在LED芯片LBk低压侧的一个电极通过电极层37和VE1连接到电路板CE，而其它电极通过粘接线WB和VB连接到电路板CB。
形成于柔性基板30的周边的馈电线端子R11、...，G11、...，B11、...分别在高压端连接到红绿蓝LED芯片列。同时，形成于柔性基板30的周边的馈电线端子E11、...在低压端连接到所有LED芯片列。
具有这种布线图和通路的柔性基板30可以利用所构成的方法制造。在该方法中，布线图的形成是通过把铜箔加到聚酰亚胺层，然后进行蚀刻等工序。此外，通道的制作是利用激光等手段在聚酰亚胺层上打孔(通道)，并用铜糊填充。这样加工过的层叠起来形成多层柔性基板30。
图3表示提供给片P1-P3的布线图QR、QG、QB和CE。LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk与馈电线端子R11、...，G11、...，B11、...及E11、...参照此图解释。注意，与图1A、1B和图2中相同的部件被给予相同的标号。这一点也适用于后续的其它图。
如从图3A了解到的，LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk根据颜色串连连接。馈电线电极Rn、Gm及Bk在各LED芯片列LR、LG和LB的低压端被连接到布线图CE。布线图CE在图2中以环形形成于片P3的底部。此外，布线图QR、QG和QB分别以环形形成于片P1、P2和P3上。馈电线电极R0、G0和B0分别在LED芯片列LR、LG和LB的高压端被连接到布线图QR、QG和QB上。
这里，优选地是在每个LED芯片列LR、LG和LB中串连入一限流二极管，以防止LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk因大电流而损坏。
在端子组31中，馈电线端子R11和R12通过布线图QR连接到红LED芯片列LR的高压端。馈电线端子G11和G12通过布线图QG连接到绿LED芯片列LG的高压端。馈电线端子B11和B12通过布线图QB连接到蓝LED芯片列LB的高压端。馈电线端子E11和E12通过布线图CE连接到每个LED芯片列LR、LG和LB的低压端。以同样的方式，在端子组32-34，馈电线端子R21、...、G21、...、B21、...和E21的每一个都连接到相应的LED芯片列LR的高压端或连接到每个LED芯片列的低压端。
虽然在上面的例子中LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk按照颜色串连连接，但它们也可以串-并连接，如图3B所示。这样做时，即使串连连接的线39断开，只有与断开线39对应的LED芯片L39不能照明，其它LED芯片不受影响。还有，即使LED芯片L40受到损坏，LED芯片L40不能照明，但其它LED芯片不受影响。因此就可以避免红绿蓝三种颜色中的任一种不能发光的问题。
图4A和4B示出在本实施例中采用的LED芯片LR1-LRn、LG1-LGm及LB1-LBk的结构。
每个红色LED芯片LR1-LRn用AllnGaP化合物半导体形成。如图4A所示，N型AlInGaP层204、激活层206和P型AlInGaP层208叠加到导电的N型GaAs衬底202上。高压阳极210设置在P型层208上，而低压阴极212设置在衬底202的底面。
每个绿色LED芯片LG1-LGn和蓝色LED芯片LB1-LBn用AlInGaN化合物半导体形成。如图4B所示，N型AllnGaN层216、激活层218和P型AlInGaN层220叠加到绝缘的蓝宝石衬底214上。高压阳极222设置在P型层220上，而低压阴极224设置在N型层216上。
具有上面结构的光发射单元1与另一光发射单元1连接，以产生平的或立体的效果。这种连接可以通过连接设置在光发射单元1的光发射基板3上的端子组来完成。连接端子组的方法下面参考图5说明。
如图5A所示，两个光发射基板50和51的每一个都具有交替的突起和凹陷。由8个馈电线端子R11、G11、B11、E11、E12、B12、G12和R12组成的端子组31以这个顺序形成于这些突起和凹陷上。这样，当光发射基板50的突起和光发射基板51的凹陷配合在一起时，红色馈电线端子R11和R12，绿色馈电线端子G11和G12，蓝色馈电线端子B11和B12以及公共馈电线端子E11和E12相互叠加，如图5B所示。这些馈电线端子以焊接等手段连接。结果，光发射基板50的LED芯片列LR、LG及LB与光发射基板51的各LED芯片列LR、LG及LB并联连接。这样，电源通过光发射基板50和51的任一个供电，而它并没有和这两个光发射基板连接，但这两个光发射基板50和51都会点亮。利用施加一个不大于点亮一个光发射单元的LED芯片的电压就可以做到这一点。
(对端子组结构的改进和光发射单元间的连接)设置在柔性基板30上的端子组31-34的结构和光发射单元间的连接结构和连接手段并不限于上述，现举例修改如下。
(1)在图5中，形成4对突起和凹陷，馈电线端子以预定顺序设置在这些突起和凹陷上。做为一个替换，可以形成一对突起和凹陷，同时，馈电线端子以预定顺序安排在突起和凹陷上，如图6A所示。
如所示，宽突起62和宽凹陷61形成在柔性基板30的每一个设置有端子组的周边部分上。端子组60具有7个馈电线端子R11、G11、B11、E11、B12、G12和R12，它们以逆时针顺序安排在柔性基板30的周边上。
更详细地，公共馈电线端子E11跨过凹陷61和突起62产生的高度差。红色馈电线端子对R11、R12、绿色馈电线端子对G11、G12和蓝色馈电线端子对B11、B12每一个安排在凹陷61和突起62处，相对于公共馈电线端子对E11对称设置。
图6B示出了光发射基板63和64的结构。这些光发射基板63和64的连接如下。当光发射基板63突起和光发射基板64的凹陷配合在一起，相同类型的馈电线端子R11和R12、G11和G12、B11和B12以及E11和E11以图5B的方式相互叠起来，如图6C所示。这些馈电线端子利用焊接等手段连接起来。
采用这种结构，光发射基板能够更容易更快地连接起来，因为一对突起和凹陷配合起来要比图5中4对突起和凹陷配合起来容易。
(2)在改进(1)中，光发射单元利用柔性基板30的周边形成的突起和凹陷，并将一个光发射单元的突起与另一光发射单元的凹陷配合到一起而连接起来。然而，突起和凹陷可以不在柔性基板30周边的每个端子组设置的区域形成。如图7A所示，具有这种结构的光发射单元可以利用图7B的连接板72连接起来。
如图7A所示，一直的部分78形成于柔性基板30周边上设置有端子组的每个区域。端子组70具有7个馈电线端子R11、G11、B11、E11、B12、G12和R12，它们以逆时针顺序安排在直的部分78上。此外，凸起84和凸起85形成于每个馈电线端子上，如图8A所示。还有，凹陷71形成于公共端子E11的中心，如图7A所示。
图7B示出了连接板72。连接板72具有一矩形柔性板73。相应于端子组70的馈电线端子R11、G11、B11、E11、B12、G12和R12的7个馈电线端子R1、G1、B1、E1、B2、G2和R2沿柔性板73的长边上形成。相同类型的馈电线端子R1和R1、G1和G1、B1和B1...用线连接起来。此外，凸起76形成于馈电线端子R1、G1、B1、E1、B2、G2和R2的每一个上，如图8A所示。还有，突起74形成于馈电线端子E1的中心，如图7B所示。当馈电线端子E1配合进两个端子组70的馈电线端子E11的凹陷71时，连接板72和端子组70间相同类型的馈电线端子，即R1和R11、G1和G11、B1和B11...，互相吻合。
图8示出利用连接板72如何连接两个端子组70。
在图8A中，两个光发射单元80和81与连接板72对直。在图8B中，连接板72的馈电线端子75用环氧热固粘合剂77(例如OMRON公司制造的OMBOND)。然后，馈电线端子75置于光发射单元80和81的馈电线端子82和83上。结果，凸起76就与凸起84和85相互挤压并结合在一起。因此，馈电线端子82和83通过连接板72相互连接在一起。如图8C所示。
通过这种连接板方式，与焊接等方式比较，减少了馈电线端子的连接工作量。
(3)在改进(2)中，凸起形成于馈电线端子上，而馈电线端子利用粘合剂经连接板相互连接在一起。作为一种替换，端子组的馈电线端子90、91和92与连接板73可以利用称为Multilockd(Multilockd是Kuraray有限责任公司的商标)的片状扣接件形成。如图9A所示。这种馈电线端子能够把它们配合到一起而连接起来，如图9B所示。
这里馈电线端子90、91和92是蘑菇形部件，由树脂(例如聚酰亚胺)形成，其表面敷有高电导金属(例如金和铜)。
以这种方法，馈电线端子仅把它们配合到一起就能够被连接起来，而不需要使用粘合剂。这使馈电线端子能自由地附着和移动。
(4)在上面的实施例中，每个端子组设置有一对红色馈电线端子、一对绿色馈电线端子、一对蓝色馈电线端子和一对公共馈电线端子。然而，馈电线端子的数目可以减少一半，如图10C所示。
如图10A所示，一直的部分105形成于柔性基板30周边上设置有端子组的每个区域。端子组100具有4个不同的馈电线端子R11、G11、B11和E11，它们以逆时针顺序安排在该直的部分。
假定具有这种结构的光发射基板101、102以上面同样的方法连接。在这种情况下，不同类型的馈电线端子将会互相匹配。这就是说，馈电线端子R11配合馈电线端子E11，馈电线端子G11配合馈电线端子B11，如图10B所示。
图10C示出连接板103。连接板103具有一矩形的柔性板104。四个馈电线端子E、B、G和R以这个顺序沿柔性板104的一个长边形成，以相反顺序沿柔性板104的另一个一个长边形成。相同类型的馈电线端子E和E、B和B...经过各通道(未示出)等连接起来。
采用这种连接板103的措施，光发射基板101、102的相同类型的馈电线端子E11和E11、B11和B11...能够相互连接起来。
因此，每个端子组由4个馈电线端子组成，两个光发射单元也能够连接到一起。当一个光发射单元中的馈电线端子的数目以这种方式减少时，用布线图QR、QG、QB、CE的连接馈电线端子的导线的数目也能够减少。
(5)在改进(4)中，馈电线端子设置在揉性基板30的一个表面。作为一个替换，馈电线端子可以设置在柔性基板30的两个表面，如图11A-11D所示。
如图11A所示，柔性基板30的各预定部分稍微向外突出，端子组设置在这些突起111的每一个上。
端子组112具有4个不同的馈电线端子，它们设置在柔性基板30的突起111的两个表面上。这里，设置在前表面的馈电线端子的排列顺序与设置在背面的馈电线端子的排列顺序是相反的。这就是说，4个馈电线端子R11、G11、B11和E11以这种顺序安排在前表面，而4个馈电线端子E11、B11、G11和R11以这种顺序安排在背表面(从前表面方向看)。相同类型的馈电线端子R11和R12、G11和G12...能够通过通道(未示出)等夹层相互连接起来。
具有这种结构的光发射基板110、113的连接如下。如图11C所示，光发射基板110的前表面上的馈电线端子与光发射基板113的前表面上的馈电线端子的顺序相反。换句话说，在光发射基板110的前表面上的馈电线端子与光发射基板113的背表面上的馈电线端子的顺序相同(即红、绿、蓝、公共的顺序)。在这种情况下，光发射基板110的前表面上的馈电线端子R11、G11、B11和E11敷有导电粘接剂等，并分别粘到光发射基板113的背表面上的各馈电线端子R12、G12、B12和E12。因此，相同类型的馈电线端子R11和R12、G11和G12...被相互连接，如图11D所示。
因此，通过将馈电线端子安排在柔性基板30的两个表面，使一个表面上的安排顺序与另一表面的安排顺序相反，从而使两个光发射单元能够连接起来，而不必采用连接板等。
第二实施例第一个实施例涉及光发射单元的结构和连接两个光发射单元的方法。第二个实施例涉及将多个这种光发射单元组合形成的立体发光设备。
图12A是多个光发射单元组合成发光设备的透视图，其中，每个发光设备具有4个端子组。
在该图中，发光设备120具有如下结构。5个光发射单元121a-121e和一个球形基座单元123连接到一起形成一立体构形，所述5个光发射单元的每一个都具有4个端子组(下面称具有4个端子组的光发射单元为“4-连接单元”)，所述球形基座单元具有一驱动电路。这一立体构形被例如透明球形盖124所覆盖。这里，前面描述的任何方法都可以用于连接光发射单元121a-121e。
基座单元123装设有一圆形柔性基板125、驱动电路126和球形基座127，如图12B所示。注意，柔性基板125的圆性在图中并不太圆，因为端子组(稍后描述)是紧密示出的。
端子组1231-1234以规定的间隔设置在柔性基板125的周边。端子组1231-1234的每一个都由R11...、G11...、B11...和E11...组成，就像第一实施例中光发射基板的端子组31-34一样。这里，相同类型的馈电线端子连接到一起，具有相同的电势。这种结构能够使柔性基板125与所述4-连接单元121a-121e中的任何一个连接，并把功率通过端子组1231-1234的任意一个加到4-连接单元。
基座127连接到外部电源。通过基座127，外部电源的功率被加到驱动电路126。基座127设置在柔性基板125的背面。
驱动电路126包括一把AC功率转换成DC功率的功率供给电路128和一控制电路129，如图13所示。驱动电路126安装在柔性基板125的前表面。
控制电路129包括脉冲宽度调制电路129a、微电脑129b和DIP转换包(switchpack)129c。
脉冲宽度调制电路129a由微电脑129b控制，向每个红绿蓝LED芯片LR1...、LG1...和LB1...提供确定量的电流，使每种颜色的LED芯片发射的光稳定。更详细的，脉冲宽度调制电路129a将脉冲提供给8个馈电线端子R11、R12、G11、G12、B11、B12、E11和E12，从而红绿蓝LED芯片交替照明。脉冲宽度调制电路129a还在微电脑129b的控制下执行脉冲宽度调制。这使得红绿蓝LED芯片的照度改变，从而产生色温的强度变化。在本实施例中，脉冲频率设置为45kHz。因而，对人的眼睛来说，红绿蓝LED芯片的照明是同时的。
微电脑129b中存有相应于色温的脉冲宽度条件。DIP转换包129c用于色温条件。这里，DIP转换包129c可以用有线或无线通信装置替换，以实现外部操作。
下面，参照图14和15说明装配立体发光设备120的方法。
图14是用于装配发光设备120的光发射单元定位模具180的顶视图。
模具180如下得到。由扁平的圆形平面形成的立体图形成为平面图形，凹陷180a...形成于基座与圆形平面相应。恰好能把光发射单元一个一个的配入凹陷180a...，使得光发射单元定位中要被测定的平面图形中。
图15示出了利用模具180自动连接光发射单元的方法。这里使用的光发射单元基本与图7所示的相同，只是用超声焊接代替了粘接。
在图15a中，光发射单元被附着于机器手上的真空卡具夹持，送到模具180的凹陷。
一旦光发射单元送入全部凹陷(图15B)，就利用真空卡具把连接板72放入相邻的光发射单元之间(图15C)。
一旦放入连接板72，就利用超声振荡器喇叭口192将连接板72压到相邻的光发射单元的柔性基板30上，施加超声振荡，连接连接板72和柔性基板30，如图15D所示。
在所有连接板72连接到柔性基板30后，连接的光发射单元从模具180中提出，在连接板72上弯折，形成希望的立体形状。
当形成这样的立体形状时，在其两端的两个光发射单元的连接及光发射单元和基座单元间的连接可以利用适当的连接板用手工焊接等手段完成。
按照上面的装配方法，绝大部分工作可以自动化完成，从而可以节约人力。
因此，通过把多个光发射单元的端子组平面地连接起来并弯折连接部分，可以装配成各种立体和其他形状。
第三实施例第三实施例以如下方式修改了图12A示出的第二实施例的发光设备12。
图16示出了发光设备160。该发光设备160不同于发光设备120，其中，球形盖124已经除去，基座单元123为具有导线161的光发射单元所取代，一气球放在里面。除了这些不同之外，发光设备160与发光设备120具有相同的结构，所以，在此略去解释它们共同的部分。注意，导线161是用于向光发射单元供电的导体。
装有前述控制电路129的设备(未示出)提供于导线161和外部电源之间。导线161是由相应于光发射单元中的一个端子组的8个馈电线端子的导线铰合制成。每条线都被焊接到一条不同的馈电线端子上。
发光设备160内的气球是充有轻气体(例如氦)的球，使发光设备160可以漂浮中空中。
这里，可以使用太阳能电池取代外部电源，这样，可能在发光设备160的使用位置受到限制。
然而，太阳能电池可以直接连接到发光设备160，而会舍弃导线161。例如，发光设备160可以包括一个4-连接单元，在该连接单元的前表面有太阳能电池，在其后表面有充电器。如果太阳能电池在白天充电，发光设备160就可以在晚上发光。
改型尽管在上述实施例的基础上阐述了本发明的光发射单元和发光设备，但本发明不限于此。在不脱离本发明的技术范围的情况下可做出显而易见的改型。下面阐述几个改型的实施例。
(1)在所述的第一个实施例中，光发射单元是圆形状的，但是，也可以用椭圆形状的光发射单元替代。
(2)第一个实施例用多个LED作为光发射元件，但是，也可以用一个EL(场致发光)器件替代。在这种情况下，EL器件形状类似于圆形，并且将其粘结在四周围有馈电线端子的一基板上。因此，一个单个的EL(场致发光)器件能够替代多个LED。
(3)在所述的第一个实施例中，端子组以规则的间隔设置在柔性基板的周边。但是，端子组也可不以规则的间隔设置，只要它们可彼此分离开。虽然在第一个实施例中端子组数是四组，但是只要围绕柔性基板的周边设置至少三组端子组就能实现本发明。
(4)所述的第一个实施例中，连接板连接具有同样长度的两个光发射单元的端子组。但是，连接板可以做成梯形，它能够连接具有不同长度的两个光发射单元的端子组。
(5)所述的第二个实施例中，用多个光发射单元组装立体发光设备，但是，其可以做如下改进。多个光发射单元平面地排列并且它们的端子组互相连接，由此形成平面发光设备。
(6)所述的第二个实施例中，用多个光发射单元形成立体发光设备，其每一光发射单元有四个端子组。但是，本发明不限于此，其它的例如圆形或椭圆形组合而成的手鼓形状不同大小的至少有三个端子组的光发射单元也能够实现本发明。
(7)第一个实施例中，利用红绿兰三颜色的LED芯片，但是，LED芯片的颜色及颜色数目不限于此。例如，可以用白色或用多色。如果只用一种颜色，就能够用单层基板替换多层基板。
(8)在第一个实施例中，把在不同色LED芯片列的低电位端LED芯片的阴极连接到公共馈电线端子上(馈电线端子用“E”表示)，把在不同色LED芯片列的高电位端LED芯片的阳极连接到相应颜色的馈电线端子上(馈电线端子用“R”、“G”、和“B”、表示)。但是，可以把布线图等设计得颠倒这种连接关系。就是说，能够把在不同色LED芯片列的高电位端LED芯片的阳极连接到公共馈电线端子上，把在不同色LED芯片系列的低电位端LED芯片的阴极连接到相应颜色的馈电线端子上。甚至用这种设计结构，通过为不同颜色的馈电线端子设置不同的电位，使光发射量随颜色变化。
虽然通过举例参照附图已经充分阐述了本发明，但是对于本领域的技术人员做出各种变化和改进是显见的。因此，除非做出的变化和改进脱离本发明的基本技术范围，否则应当都包含在本发明中。
权利要求
1.一光发射单元包括一扁平件，其具有圆形；一光发射件，其设置在此扁平件的主表面上；至少三组端子，其设置在此扁平件的周边上彼此分开；和一布线图，其设置在此扁平件上，连接每组端子与光发射件。
2.如权利要求1所述的光发射单元，其中，其中，光发射件有一第一电极和一第二电极，并且当通过此第一电极和第二电极提供电功率时，发射光；每组端子包括第一端子和第二端子，及布线图把第一端子连接到第一电极，把第二端子连接到第二电极。
3.如权利要求2的所述光发射单元，其中，每组端子还包括第三端子，布线图把此第三端子连接到第二电极，并且每组端子被设置成第二和第三端子相对于第一端子对称分布。
4.如权利要求1所述的光发射单元，其中，光发射件由发射不同颜色光的多个光发射元件组成；所述多个光发射元件按通常间隔设置在扁平件的主表面上，每个光发射元件和与其发射同一颜色光的其它多个光发射元件串接连接；每组端子包括一公共端子和多个对应于不同的颜色的端子，并且，布线图把每组串接的光发射元件的低电位端和高电位端中的一端的电极连接到公共端子上，把每组串接光发射元件的另一端的电极连接到对应于此组同一颜色的颜色端子对上。
5.如权利要求1所述的光发射单元，其中，光发射件由发射不同颜色光的多个光发射元件组成；多个光发射元件按通常间隔设置在扁平件的主表面上，每个光发射元件和与其发射同一颜色光的其它多个光发射元件串接；每组端子包括一公共端子和对应于不同颜色的多对颜色端子；布线图把每组串接的光发射元件的低电位端和高电位端中的一端的电极连接到公共端子上，把每组串接光发射元件的另一端的电极连接到对应于此组同一颜色的颜色端子对上，并且，每组端子设置为组成每对颜色端子的两个颜色端子相对于公共端子对称发分布。
6.如权利要求5所述的光发射单元，其中，在扁平件的周边上设置有每组端子的部分，至少具有一个突起及至少一个凹陷且相互交替；并且；公共端子和颜色端子对设置在所述突起和凹陷上。
7.如权利要求1所述的光发射单元，其中，光发射件由按通常间隔设置在扁平件的主表面上的多个发光二极管组成；光发射单元还包括一光散射体，其散射从多个发光二极管发射的光。
8.如权利要求7所述的光发射单元还包括一树脂层，其半透明并且盖住多个发光二极管；其中，光散射体是由混合在树脂层中的金属粉末制成的。
9.一光发射单元组件包括至少两个光发射单元，每个光发射单元包括一扁平件，其具有圆形；一光发射件，其设置在此扁平件的主表面上；至少三组端子，其设置在此扁平件的周边上彼此分开；和一布线图，其设置在此扁平件上，连接每组端子与光发射件；其中，光发射单元的一组端子被设置成面对另一光发射单元的一组端子，并且除面对的端子组外的对应的端子用电连接。
10.如权利要求9所述的光发射单元组件还包括一连接件，其电连接对应的端子，其中，在每个光发射单元中(a)光发射件由发射不同颜色光的多个光发射元件组成；(b)所述多个光发射元件按通常间隔设置在扁平件的主表面上，每个光发射元件和与其发射同一颜色光的其它多个光发射元件串接；(c)每组端子包括一公共端子和对应于不同的颜色的多对颜色端子；(d)布线图把每组串接的光发射元件的低电位端和高电位端中的一端的电极连接到公共端子上，把每组串接光发射元件的另一端的电极连接到对应于此组同一颜色的颜色端子对上，并且，(e)每组端子设置为组成每对颜色端子的两个颜色端子相对于公共端子对称分布，并且其中，除面对的端子组外的位于相应位置的相应端子利用结合件电连接。
11.如权利要求10所述的光发射单元组件，其中，所述结合件包括一绝缘的柔性基板；和多个接触电极，其形成在绝缘基板的主表面上，并且每一接触电极都接触除面对的端子组外的一个不同的端子。
12.如权利要求9所述的光发射单元组件，其中，在每一光发射单元中(a)光发射件由发射不同颜色光的多个光发射元件组成；(b)多个光发射元件按通常间隔设置在扁平件的主表面上，每个光发射元件和与其发射同一颜色光的其它多个光发射元件串接；(c)设置有每组端子的扁平件的周边部分，具有至少一个突起及至少一个凹陷相互交替；(d)每组端子包括一公共端子和对对应于不同颜色的多对颜色端子；(e)公共端子和多对颜色端子设置在所述突起及凹陷上；(f)布线图把每组串接的光发射元件的低电位端和高电位端中的一端的电极连接到公共端子上，把每组串接光发射元件的另一端的电极连接到对应于此组同一颜色的颜色端子对上，并且，(g)每组端子设置为组成每对颜色端子的两个颜色端子相对于公共端子对称分布，并且面对的端子组利用光发射单元的突起和凹陷装配在一起，除面对的端子组外的位于相应位置的对应的端子利用电连接起来。
13.发光设备包括多个光发射单元；和一馈电线单元，其被连接到外部电源上；其特征在于每一光发射单元包括一扁平件，其具有圆形；一光发射件，其设置在此扁平件的主表面上；至少三组端子，其设置在此扁平件的周边上彼此分开；和一布线图，其设置在此扁平件上，连接每组端子与光发射件；所述馈电线单元包括一扁平基板，其具有圆形；和至少三组馈电线端子，其设置在此扁平基板的周边上彼此分开，除此至少三组馈电线端子外的相应馈电线端子并联连接；多个光发射单元和馈电线单元按预定的区域结合以形成一多面体图，预定的区域是这样的光发射单元的一组端子置于面对另一光发射单元的一组端子上或置于馈电线单元的一组馈电线端子上，除面对的端子组外的位于相应位置的对应的端子利用电相互连接起来；并且多个光发射单元与馈电线单元并联电连接。
14.如权利要求13所述的发光设备，其中，多个光发射单元利用焊接连接相应的端子。
15.如权利要求13所述的发光设备还包括多个结合件，其具有连接多个光发射单元的端子的连接电极；其中，用多个结合件连接多个光发射单元。
16.一发光设备，其接收外部电源供给电路提供的电源，该发光设备包括多个光发射单元，每个光发射单元包括一扁平件，其具有圆形；一光发射件，其设置在此扁平件的主表面上；至少三组端子，其设置在此扁平件的周边上彼此分开；和一布线图，其设置在此扁平件上，连接每组端子与光发射件；所述多个光发射单元按预定的区域结合以形成一多面体图，所述预定的区域是这样的光发射单元的一组端子置于面对另一光发射单元的一组端子，除面对的端子组外的相应端子相互电连接，并且多个光发射单元并联连接到外部电源供给电路。
17.如权利要求16所述的发光设备其中，多个光发射单元利用焊接连接相应的端子。
18.如权利要求16所述的发光设备还包括多个结合件，其具有连接多个光发射单元的端子的连接电极；其中，用多个结合件连接多个光发射单元。
全文摘要
多个红绿蓝LED安装于具有圆平面图形的多层柔性基板。LED按颜色串连连接。至少三组端子设置在柔性基板的周边，该每组端子由红绿蓝馈电线端子组成。一布线图设置在柔性基板上，用于把已串连连接的红绿蓝LED的高压端分别连接到红绿蓝馈电线端子。还有一布线图设置在柔性基板上，用于把已串连连接的红绿蓝LED的低压端全部连接到公共端子。
文档编号F21Y101/02GK1409415SQ02143610
公开日2003年4月9日 申请日期2002年9月20日 优先权日2001年9月20日
发明者永井秀男, 松井伸幸, 田村哲志 申请人:松下电器产业株式会社