发光模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及发光模块。本发明实施方案提供了一种发光模块，其包括配置为根据外部驱动电压的电平依次接通或关断并且彼此串联连接的多个发光器件封装件。多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件包括具有至少一个发光器件的发光单元、以及配置为控制接通或关断发光单元的接通／关断控制器。
【专利说明】发光模块
【技术领域】
[0001 ] 本发明实施方案涉及发光模块。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)为通过利用化合物半导体的特性将电能转换为可见光或红外光来发射或接受信号的半导体器件或用作光源的半导体器件。
[0003]第II1-V族氮化物半导体由于其物理和化学特性正作为发光器件(例如发光二极管(LED)或激光二极管(LD))的芯材而受到关注。
[0004]这些发光二极管呈现出极好的环境友好性，原因是其不包含例如用在包括荧光灯、白炽灯等的常规照明中的对环境有害的物质，并且具有低功耗和半永久性寿命等的优点。因此，常规光源正在被发光二极管所取代。
[0005]通常，发光模块包括发光器件封装件，进而每个发光器件封装件包括发光器件例如LED。发光器件通过驱动集成电路(IC)驱动。在该情况下，发光器件布置在发光器件封装件的内部，而在该发光器件封装件的外部布置有驱动1C。因为驱动IC布置在发光器件封装件的外部而非封装件的内部，所以需要用于安装驱动IC的空间，这限制了发光模块的设计上的多样性。
[0006]另外，常规高电压发光模块包括:彼此串联连接的多个发光器件；用于对各自的发光器件进行接通或关断的开关器件；以及用于控制开关器件的切换的单个驱动1C。在该情况下，驱动IC基于从外部电源所施加的交流(AC)驱动电压的电平来控制开关器件的切换以依次对多个发光器件进行接通或关断。当单个驱动IC如上所述控制所有的发光器件的驱动时，驱动IC必须设计为耐受600伏的最大值。驱动IC的该高耐受电压增加了制造成本。
[0007]另外，这样的常规发光模块包括除发光器件之外的齐纳二极管，以防止LED由于从外部电源引入的静电而静电放电。然而，齐纳二极管较贵，而且添加安装齐纳二极管的工艺增加了发光模块的制造工艺的数目，因而增加了制造成本。
【发明内容】
[0008]实施方案提供了一种其中至少一个发光器件和接通/关断控制器两者一起设置在单位发光器件封装件中的发光模块。
[0009]在一个实施方案中，发光模块包括根据外部驱动电压的电平依次接通或关断并且彼此串联连接的多个发光器件封装件，其中多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件包括具有至少一个发光器件的发光单元，以及配置为控制所述发光单元接通或关断的接通/关断控制器。
[0010]在多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件中，接通/关断控制器可以包括配置为控制电流向发光单元的流动的电流控制集成电路(IC)。
[0011]在多个发光器件封装件中的至少一个发光器件封装件中，发光单元可以并联地连接到接通/关断控制器。在多个发光器件封装件之中的任意一个发光器件封装件中，发光单元和接通/关断控制器可以彼此串联连接。
[0012]任意一个发光器件封装件还可以包括并联地连接到接通/关断控制器的限流电阻器。
[0013]发光模块还可以包括配置为对交流型的外部驱动电压进行整流并且将经整流的外部驱动电压供给到多个发光器件封装件的整流器。
[0014]发光模块还可以包括布置在交流型外部驱动电压的电源与整流器之间的熔断器。
[0015]多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件可以为板上封装(POB)型。多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件可以包括:彼此电隔离的第一引线框和第二引线框；设置在第一引线框和第二引线框上以限定腔的壳；以及埋入腔中以覆盖发光器件和接通/关断控制器的模制构件，并且发光器件可以在腔内设置于第一引线框上，并且接通/关断控制器可以在腔内设置于第二引线框上。
[0016]壳的限定腔的内表面可以倾斜。
[0017]多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件可以为板上芯片(COB)型。多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件可以包括基板、以及布置为覆盖布置在基板上的发光器件的模制构件。
[0018]基板可以包括:金属层；设置在金属层上的绝缘层；以及设置在绝缘层上并且电连接到发光器件的接线层。
[0019]分别包括在多个发光器件封装件中的基板可以彼此集成，或者可以彼此隔开。
[0020]多个发光器件封装件中的待接通的发光单元的数目可以随外部驱动电压的电平增加而增加。
[0021]在另一实施方案中，发光模块包括:彼此串联连接的第一发光单元至第M发光单元(在此，M为2或更大的正整数)；以及配置为控制第一发光单元至第M发光单元中的每个发光单元接通或关断的并且彼此串联连接的第一接通/关断控制器至第M接通/关断控制器，其中第一接通/关断控制器至第M接通/关断控制器根据外部驱动电压的电平依次接通或关断第一发光单元至第M发光单元，并且其中第一接通/关断控制器至第M接通/关断控制器中的每个接通/关断控制器与第一发光单元至第M发光单元中的对应的一个发光单元布置在单位发光器件封装件中。
[0022]第一接通/关断控制器至第M接通/关断控制器可以根据外部驱动电压的电平控制电流向对应的第一发光单元至第M发光单元的流动。
[0023]第一发光单元至第M发光单元中的至少一个发光单元可以并联地连接到第一接通/关断控制器至第M接通/关断控制器中的至少一个对应的接通/关断控制器。
[0024]第一发光单元至第M发光单元中的一个发光单元可以串联地连接到第一接通/关断控制器至第M接通/关断控制器中的对应的接通/关断控制器。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]可以参照附图详细地描述布置和实施方案，其中相同的附图标记指代相同的元件，并且在附图中:
[0026]图1为根据一个实施方案的发光模块的电路图；[0027]图2A为根据一个实施方案的图1中所示的第k接通/关断控制器的电路图，并且图2B为示出施加到图2A中所示的第k接通/关断控制器的两端的电压和流向图2A中所示的第k接通/关断控制器的电流的特性的曲线图；
[0028]图3为示出第一接通/关断控制器至第四接通/关断控制器的电压和电流的特性的曲线图；
[0029]图4(a)为示出经整流器整流的电压的曲线图，并且图4(b)为示出流向发光模块的电流的曲线图；
[0030]图5A至图示出第一发光单元至第四发光单元的依次接通；
[0031]图6为根据一个实施方案的发光器件封装件的俯视图；
[0032]图7为沿图6的线7-7’所取的截面图；
[0033]图8为根据另一实施方案的发光器件封装件的俯视图；
[0034]图9为沿图8的线9-9’所取的截面图；
[0035]图10为图7和图9中所示的发光器件的截面图；
[0036]图11为示出包括发光模块的照明设备的一个实施方案的分解立体图；以及
[0037]图12为示出包括发光模块的显示设备的一个实施方案的分解立体图。
【具体实施方式】
[0038]在下文中，为了更好理解，将参照附图详细地描述实施方案。然而，明显的是，实施方案可以以各种方式进行修改并且实施方案的范围不应该解释为受限于以下描述。因而，提供实施方案是为了确保本领域技术人员对实施方案更完整的理解。
[0039]在对实施方案的以下描述中，应理解的是，当每个元件称作在其他元件“上”或“之下”形成时，一个元件可以直接地在其他元件“上”或“之下”，或者两个元件可以间接地形成为在其间插入有一个或更多个其他元件。此外，也将理解的是，在一个元件“上”或“之下”可以包括基于该元件向上或向下的意思。
[0040]在附图中，为了清楚和方便起见，每层的厚度或尺寸可能被放大、省略或示意性示出。另外，每个构成元件的尺寸未完全反映其实际尺寸。
[0041]图1为根据一个实施方案的发光模块的电路图。
[0042]图1中示例性示出的发光模块包括交流(AC)电源10、熔断器20、整流器30以及第一发光器件封装件40-1至第M发光器件封装件40-M。在此，M为2或更大的正整数。为了方便起见，尽管以下描述假定M=4，但是即使当M大于或小于4时也适用实施方案。
[0043]AC电源10供应外部AC驱动电压\c。在该情况下，外部驱动电压可以具有100V或200V的均方根值以及50Hz至60Hz的频率。
[0044]熔断器20用于保护图1的发光模块免受外部驱动电压的浪涌影响。即，熔断器20在接收到外部驱动电压中的浪涌时断开以保护发光模块。为此，熔断器20可以设置在AC电源10与整流器30之间。
[0045]整流器30可以通过对从AC电源10供应的外部AC驱动电压Va。进行整流来将该外部AC驱动电压\c转换为纹波信号的全波二极管桥式电路来实现。全波二极管桥式电路可以包括四个桥接二极管BD1、BD2、BD3以及BD4。全波二极管桥式电路通常是公知的，因而本文中将省略对其的详细描述。[0046]在该情况下，发光模块还可以包括使经整流器30整流的外部驱动电压平滑以将其转换为直流(DC)信号并且将经转换的DC信号)输出的平滑器(未示出)。平滑器可以设置于整流器30与第一发光器件封装件40-1至第M发光器件封装件40-M之间。
[0047]为了方便起见，尽管发光模块在下文中已经描述为不包括平滑器并且描述为将经整流器30整流的外部驱动电压供给到多个发光器件封装件40-1至40-M，但是实施方案不限于此。
[0048]多个发光器件封装件40-1至40-M基于经整流的外部驱动电压的电平依次接通或依次关断，并且彼此串联连接。多个发光器件封装件40-1至40-M分别包括接通/关断控制器42-1至42-M以及发光单元44-1至44-M。即，第一发光器件封装件40_1包括第一接通/关断控制器42-1以及第一发光单元44-1，第二发光器件封装件40-2包括第二接通/关断控制器42-2以及第二发光单元44-2，第三发光器件封装件40-3包括第三接通/关断控制器42-3以及第三发光单元44-3，第四发光器件封装件40-4包括第四接通/关断控制器42-4以及第四发光单元44-4。
[0049]在发光器件封装件40-1至40-M中的每个发光器件封装件44_m中，第m发光单元44-m包括至少一个发光器件D。在此，IM。尽管图1示出第m发光单元44_m包括多个发光器件D，但是实施方案不限于此。即，第m发光单元44-m可以包括仅一个发光器件D0发光器件D可以为例如发光二极管(LED)。LED可以包括配置为发射红光、绿光、蓝光或白光的彩色LED以及配置为发射紫外(UV)光的紫外(UV) LED。
[0050]在发光器件封装件40-1至40-M中的每个发光器件封装件40_m中，第m接通/关断控制器42-m控制接通/关断第m发光单元44-m。第m接通/关断控制器42_m可以包括电流控制集成电路(IC)以控制电流向第m发光单元44-m的流动。
[0051]在多个发光器件封装件40-1至40-M之中的至少一个发光器件封装件中，发光单元和接通/关断控制器可以并联地彼此连接。即，在图1中示例性示出的发光模块中的第二发光器件封装件40-2至第四发光器件封装件40-4中，第二发光单元44-2至第四发光单元44-4分别并联地连接到第二接通/关断控制器42-2至第四接通/关断控制器42-4。
[0052]在多个发光器件封装件40-1至40-M中的其他发光器件封装件中，发光单元和接通/关断控制器可以彼此串联连接。即，在图1中示例性示出的发光模块的第一发光器件封装件40-1中，第一发光单元44-1串联地连接到第一接通/关断控制器42-1。
[0053]另外，多个发光器件封装件40-1至40-M中的任意一个发光器件封装件还可以包括并联地连接到接通/关断控制器的限流电阻器。即，在图1中示例性示出的第一发光器件封装件40-1还可以包括并联地连接到第一接通/关断控制器42-1的限流电阻器R1。
[0054]图1简单地例示出根据一个实施方案的发光模块，并且实施方案不限于所示的构造。即，根据实施方案的发光模块可以实现为任意形状，只要其包括多个发光器件封装件并且发光器件封装件包括单个发光单元以及用于接通/关断发光单元的接通/关断控制器即可。
[0055]在下文中，将参照附图描述具有如上所述的图1中示例性示出的构造的发光模块的操作。然而，将理解的是，将在下文中描述的发光模块的操作即接通/关断控制器的操作简单地为一个示例并且发光单元的一个或多个发光器件可以以各种其他方式操作。
[0056]图2A为根据一个实施方案的图1中所示的第k接通/关断控制器42-k的电路图，并且图2B为示出施加到图2A中所示的第k接通/关断控制器的两端的电压和流向图2A中所示的第k接通/关断控制器的电流的特性的曲线图。在此，2 < k < M。
[0057]图2A中示例性示出的第k接通/关断控制器42-k包括电阻器R2、开关器件50、比较器52、参考电压发生器54以及驱动信号发生器60。
[0058]开关器件50响应于比较器52的输出来实现接通或关断的切换操作。例如，尽管开关器件50可以采取如图2A所示例性示出的场效应晶体管(FET)的形式，但是开关器件50不限于此，并且可以采取双极结型晶体管的形式。
[0059]比较器52将FET50的源极和电阻器R2之间的电压与参考电压进行相互比较，并且将比较结果施加到FET50的栅极。电阻器R2连接在FET50的源极与第二端子42B之间。
[0060]参考电压发生器54利用第一端子42A与第二端子42B之间的电压来生成参考电压。在此，假设包括在第k发光单元44-k中的发光器件为彼此串联连接的第一发光器件至第N发光器件，第一端子42A连接到第一发光二极管的正极并且第二端子42B连接到第N发光二极管的负极。在此，N为I或更大的正整数。
[0061]驱动信号发生器60包括:逻辑单元62 ;电平检测器64 ;以及比较器66、68。电平检测器64检测第一端子42A处的电压Vk的低电平和高电平，并且将检测的结果输出到逻辑单元62。比较器66将第一临界电压Vth与电压Vk进行比较，并且将比较的结果输出到逻辑单元62。比较器68将第二临界电压Vi与电压Vk进行比较，并且将比较的结果输出到逻辑单元62。第一临界电压Vth和第二临界电压Vi与发光器件D的正向电压最接近。
[0062]逻辑单元62使电平检测器64的输出与比较器66或68的输出在逻辑上合并，并且将逻辑上合并的结果输出为用于驱动比较器52的信号。
[0063]具有以上所述的构造的第k接通/关断控制器42-k如下操作。
[0064]参照图2B，第k接通/关断控制器42-k基于第k发光单元44_k的两端处的电压Vk来控制电流通过第k发光单元44-k的流动。第k-Ι发光单元44- (k_l)与第k发光单元44-k彼此串联连接，并且第k接通/关断控制器42-k并联地连接到第k发光单元44-k。
[0065]首先，在经整流器30整流的外部驱动电压的电平升高时，如果当在第k接通/关断控制器42-k的两端处的电压Vk超过启动电压时，电流Ik开始流向第k接通/关断控制器42-k,没有电流Iklj流向第k发光单元44-k(即，Ikl=O)。随着流向第k接通/关断控制器42-k的电流Ili增加，第k接通/关断控制器42-k操作为电压受控的电流源。在该情况下，来自AC电源10的电流流过第k接通/关断控制器42-k和第k-Ι发光单元44-(k-l)。
[0066]当在第k接通/关断控制器42-k的两端处的电压Vk变得大于输入输出电压差Vd并且小于第二临界电压\时，将流向第k接通/关断控制器42-k的电流Ik调节到指定幅值的电流IMX。此时，流向第k发光单元44-k的电流Ik,仍然为“零”。
[0067]当第k接通/关断控制器42-k的两端处的电压Vk超过第二临界电压V时，第k接通/关断控制器42-k关断。此时，来自AC电源10的电流流过第k发光单元44-k和第k-Ι发光单元44-(k_l)。
[0068]接下来，在经整流器30整流的外部驱动电压的电平下降时，当第k接通/关断控制器42-k的两端的电压Vk超过第一临界电压Vth时，第k接通/关断控制器42-k仍然关断。此时，来自AC电源10的电流流过第k发光单元44-k和第k_l发光单元44_(k_l)。
[0069]当第k接通/关断控制器42-k的两端处的电压Vk变得小于第一临界电压Vth并且大于输入输出电压差Vd时，第k接通/关断控制器42-k接通使得在调节到指定幅值的电流Imax的电流开始流向第k发光单元44-k之后没有电流Ili流向第k发光单元44-k。SP，流向第k发光单元44-k的电流被旁通到第k接通/关断控制器42-k，并且因而来自AC电源10的电流流过第k接通/关断控制器42-k和第k-Ι发光单元44-(k-l)。
[0070]当第k接通/关断控制器42-k的两端处的电压Vk变得小于输入输出电压差Vd时，基于电压Vk对电流Ik进行调节并且没有电流垃流向第k发光单元44-k。
[0071]在下文中将基于以上所述的第k接通/关断控制器42-k的操作来描述图1中所示例性示出的发光模块的整个操作。
[0072]图3为示出第一接通/关断控制器42-1至第四接通/关断控制器42-4的电压Vmc和电流imC的特性的曲线图。图4(a)为示出经整流器30整流的外部驱动电压的曲线图，并且图4(b)为示出流向发光模块的电流的曲线图。
[0073]如图3和图4(b)中所示例性示出的，各自的发光单元44-1至44-4具有不同的指定幅值的电流IMX1、I?AX2> Imax3> Imax4 ;不同的第一临界电压V
THl、VtH2、VtH3、VtH4 ? 以及不同的第
二临界电压 VTu、Vm、VTL3、Vm。 [0074]另外，在整流的外部驱动电压的电平升高时，指定幅值的电流Imaxi'Imax2> Imax3> Imax4之中的最小幅值的电流Imaxi流向的第一接通/关断控制器42-1开始接通，并且最先关断。另外，在整流的外部驱动电压的电平下降时，具有第一临界电压Vth1、Vth2、Vth3、Vth4之中的最大的第一临界电压Vth4的第四接通/关断控制器42-4最先接通。
[0075]图5A至图示出第一发光单元44-1至第四发光单元44-4的依次接通。在此，流向发光模块的电流用箭头表示，并且如果发光器件D被包括在位于电流的流动路径上的发光单元中，则接通发光器件D，否则关断发光器件D。
[0076]即，在I < t < &的条件下，如图5A所示例性示出的，接通第一发光单元44-1并且关断第二发光单元44-2至第四发光单元44-4。在该情况下，来自AC电源10的电流未流过第二发光单元44-2至第四发光单元44-4，而是流过第一接通/关断控制器42-1至第四接通/关断控制器42-4和第一发光单元44-1。
[0077]此后，在& ^ t ^ t2的条件下，如图5B所示例性示出的，接通第一发光单元44-1和第二发光单元44-2并且关断第三发光单元44-3和第四发光单元44-4。在该情况下，来自AC电源10的电流未流过第三发光单元44-3和第四发光单元44-4以及第二接通/关断控制器42-2，而是流过第一接通/关断控制器42-1、第三接通/关断控制器42-3和第四接通/关断控制器42-4以及第一发光单元44-1和第二发光单元44-2。
[0078]此后，在t2 < t < t3的条件下，如图5C所示例性示出的，接通第一发光单元44-1至第三发光单元44-3并且关断第四发光单元44-4。在该情况下，来自AC电源10的电流未流过第四发光单元44-4以及第二接通/关断控制器42-2和第三接通/关断控制器42-3，而是流过第一接通/关断控制器42-1和第四接通/关断控制器42-4以及第一发光单元至第三发光单元44-1、44-2、44-3。
[0079]此后，在t3 ^t^t4的条件下，如图所示例性示出的，接通所有的第一发光单元44-1至第四发光单元44-4。在该情况下，来自AC电源10的电流未流过第二接通/关断控制器42-2至第四接通/关断控制器42-4，而是流过第一接通/关断控制器42-1以及第一发光单元44-1至第四发光单元44-4。[0080]同时，为了保护发光模块免受经整流的外部驱动电压的电平上的大的变化的影响，如图1中所示例性示出的，附加地设置限流电阻器RI。参照图4(b)，将理解的是，在限流电阻器RI存在下的电流的水平80大于不存在限流电阻器RI下的电流的水平82。
[0081]在常规发光模块的情况下，用于驱动包括在发光器件封装件中的相应发光器件的驱动IC设置在发光器件封装件的外部，而非设置在封装件的内部。另一方面，在根据实施方案的发光模块的情况下，如上所述，发光单元44-1至发光单元44-4以及接通/关断控制器42-1至接通/关断控制器42-4设置在相应发光器件封装件40-1至发光器件封装件40-4的内部。因此，可以消除用于将接通/关断控制器42-1至接通/关断控制器42-4安装在发光模块中的空间并且不存在对用于驱动IC的空间的限制，由此有助于发光模块的设计上的多样化。
[0082]另外，在上述的常规发光模块的情况下，单个的驱动IC对接通或关断全部的发光器件进行控制。然而，如上所述，在根据实施方案的发光模块中，单个接通/关断控制器42-m设置在每个发光单元44-m处以控制接通或关断单个发光单元44_m。因此，在根据实施方案的发光模块中，没有必要将包括在每个发光器件封装件40-m中的每个接通/关断控制器42-m设计为高耐受电压。例如，如果包括在每个发光单元44-m中的发光器件D的数目为4，则80V足以作为接通/关断控制器42-m的耐受电压。与高耐受电压相比，这样的低耐受电压可以确保降低的制造成本、更容易的设计以及增强的电路功效。例如，如果常规驱动IC的耐受电压为600V并且根据实施方案的接通/关断控制器42-m的耐受电压为80V,则制造成本可以降低10 %至20 %并且实施方案的电流功效可以在比在80 %至85 %的范围内的常规电流功效高88%至90%的范围内。
[0083]在图1中所示例性示出的发光模块中，可以将各自的发光器件封装件40-1至40-M根据发光类型、制造方法以及所使用的基板的形状来划分为多个种类。
[0084]在下文中，尽管将以上所述的发光器件封装件40-1至40-M分别实现为板上芯片(COB)型以及板上封装(POB)型的情况已经在下面描述，但是实施方案不限于此，并且发光器件封装件可以实现为任意其他形状。
[0085]首先，将描述其中发光单元44-1至44-M中的每一个包括四个发光器件D并且基板为COB型的发光器件封装件40-m。
[0086]图6为根据一个实施方案的发光器件封装件40-m的俯视图，并且图7为沿图6的线7-7’所取的截面图。
[0087]参照图6和图7，发光器件封装件40-m包括:焊垫102、104、106、108 ;基板140 ;模制构件150 ;接线160 ;发光器件D ；以及接通/关断控制器42-m。
[0088]将来自整流器30的经整流的外部驱动电压输出施加到焊垫102至焊垫108。BP,焊垫104至焊垫108可以连接到如图2A所示例性示出的第一端子42A并且焊垫102可以连接到第二端子42B。
[0089]基板140可以包括印刷在绝缘体上的电路图案。基板140的实例可以包括印刷电路板(PCB)、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB等。
[0090]例如，基板140可以包括金属层110、绝缘层120以及接线层130。金属层110和接线层130中的每一个可以由例如银(Ag)或铝(Al)等金属中的至少一种或组合形成。绝缘层120布置在金属层110上，并且接线层130布置在绝缘层120上。绝缘层120可以由树脂形成。
[0091]尽管图7示出金属层110和绝缘层120中的每一个为单一层，但是实施方案不限于此。即，金属层Iio可以包括多个层，并且绝缘层120可以包括多个层。
[0092]接线层130包括在绝缘层120上彼此电隔离的第一接线层132和第二接线层134。每个发光器件D可以设置在第一接线层132和第二接线层134中的任意一个上，并且可以经由接线160电连接到第一接线层132和第二接线层134。尽管图7示出发光器件D通过粘结构件(未示出)设置在第一接线层132上，但是实施方案不限于此，并且发光器件D可以设置在第二接线层134上。
[0093]每个模制构件150设置在基板140上以覆盖对应的发光器件D，以便于包封并保护发光器件D。在该情况下，接通/关断控制器42-m未被模制构件150覆盖。另外，模制构件150可以包含用于改变从发光器件D发射的光的波长的荧光物质。
[0094]在上述的常规发光模块的情况下，多个发光器件设置在单个基板140上。另一方面，在根据实施方案的发光模块中，各个发光器件封装件的基板140可以彼此隔开，或者可以彼此集成。
[0095]接下来，将描述其中每个发光单元44-m包括三个发光器件D并且基板为POB型的发光器件封装件40-m。
[0096]图8为根据另一实施方案的发光器件封装件40-m的俯视图，并且图9为沿图8的线9-9’所取的截面图。
[0097]参照图8和图9，发光器件封装件40-m包括:第一引线框210和第二引线框212 ；绝缘层220 ;壳230 ;接线242、244、246 ;模制构件250 ;发光器件D ；以及接通/关断控制器42_m0
[0098]首先，壳230设置在第一引线框210和第二引线框212上以限定腔。壳230包括第一区域232和第二区域234。从第一区域232延伸的第二区域234可以倾斜。S卩，壳230可以具有倾斜的内表面230A。倾斜的内表面230A可以有利于使从发光器件发射的光朝上反射，由此增强光提取效率。壳230可以通过塑性树脂例如聚邻苯二甲酰胺(PPA)的注塑模制来形成。壳230可以通过在其中第一引线框210和第二引线框212位于模具中的状态下引入注塑模制的塑性树脂来形成。
[0099]第一引线框210和第二引线框212通过绝缘层220彼此电隔离。第一引线框210和第二引线框212可以既用于通过反射从发光器件D发射的光来增强发光效率，也用于使在发光器件D中生成的热向外散发。绝缘层220可以由Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4以及Al2O3形成，但不限于此。
[0100]发光器件D在腔236中设置于第一引线框210上，并且接通/关断控制器42_m在腔236中设置于第二引线框212上。每个发光器件D经由接线242电连接到第一引线框210，并且经由接线244电连接到第二引线框212。接通/关断控制器42_m可以经由接线246电连接到第一引线框210。
[0101]第一引线框210和第二引线框212中的每一个可以由具有极好电导率和热导率的材料形成。例如，第一引线框210和第二引线框212可以由金属例如银(Ag)或铝(Al)中的至少一个或组合形成。[0102]模制构件250埋入第一引线框210和第二引线框212之上的腔236中以覆盖发光器件D和接通/关断控制器42-m，以包封并保护发光器件D和接通/关断控制器42-m。另外，模制构件250可以包含突光物质以改变从发光器件D发射的光的波长。
[0103]图7和图9中所示例性示出的模制构件150、250可以通过利用模具的模制(例如传递模制法)形成为指定透镜形状。可替代地，参照图9，模制构件250可以通过将透光树脂注入到腔236中来形成。
[0104]同时，如图6至图9所示例性示出的接通/关断控制器42-m用于防止发光器件D由于从外部电源引入的静电而静电放电。即，接通/关断控制器42-m可以用作齐纳二极管。因此，根据实施方案的发光模块不需要单独的齐纳二极管。因此，省略昂贵的齐纳二极管可以简化制造工艺并且降低制造成本。
[0105]另外，接通/关断控制器42-m可以设置在通常安装常规齐纳二极管的位置处。在该情况下，没有必要在发光器件封装件40-m内提供用于安装接通/关断控制器42-m的附加的区域。 [0106]同时，尽管图7和图9示出水平型的发光器件D，但是实施方案不限于此。即，发光器件D可以为垂直型或倒装芯片接合型。
[0107]图10为图7和图9中所示发光器件D的截面图。
[0108]在图10中示例性示出的发光器件D包括:衬底310 ;发光结构320 ;第一欧姆接触层332和第二欧姆接触层334 ;以及第一电极342和第二电极344。
[0109]衬底310可以由导电材料或非导电材料形成。例如，衬底310可以由A1203、GaN、SiC、ZnO、GaP、InP、Ga203、GaAs 或 Si 中的至少一种形成。
[0110]还可以在衬底310与发光结构320之间插入缓冲层(未示出)来减轻晶格失配。缓冲层可以例如由选自Al、In、N以及Ga的至少一种材料形成，但是不限于此。另外，缓冲层可以具有单层或多层的形式。
[0111]发光结构320包括在衬底310之上依次逐层堆叠的第一导电半导体层322、有源层324以及第二导电半导体层326。
[0112]第一导电半导体层322可以由掺杂有第一导电掺杂剂的第II1-V族或第I1-VI族化合物半导体来形成。如果第一导电半导体层322为η型半导体层,则第一导电掺杂剂可以包括作为η型掺杂剂的S1、Ge、Sn、Se以及Te，但是不限于此。
[0113]例如，第一导电半导体层322可以由具有InxAlyGa(1_x_y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，O≤x+y≤I)的组成的半导体材料形成。第一导电半导体层322可以由GaN、InN、AIN、InGaN, AIGaN, InAIGaN, AIInN、AIGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP 或者InP中的至少一种形成。
[0114]有源层324为这样的层:经由第一导电半导体层322注入的电子(或空穴)与经由第二导电半导体层326注入的空穴(电子)在该层中彼此相遇以发射光，所发射的光具有由有源层324的构成材料的固有能带确定的能量。
[0115]有源层324可以为单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱结构、量子线结构或量子点结构中的至少一种。
[0116]有源层324 的阱层和势垒层具有 InGaN / GaN、InGaN / InGaN, GaN / AlGaN,InAlGaN / GaN、GaAs (InGaAs) / AlGaAs 以及 GaP (InGaP) / AlGaP 中的任意一种或更多种的对结构，但是不限于此。阱层可以由具有比势垒层的带隙能量低的带隙能量的材料形成。
[0117]可以在有源层324之上和/或之下形成导电覆层(未示出)。导电覆层可以由具有比有源层324的势垒层的带隙能量高的带隙能量的半导体形成。例如，导电覆层可以包括GaN、AlGaN, InAlGaN或者其超晶格结构。另外，导电覆层可以被掺杂有η型掺杂剂或ρ型掺杂剂。
[0118]第二导电半导体层326可以由半导体化合物(例如第II1-V族或第I1-VI族半导体化合物)形成。例如，第二导电半导体层326可以由具有InxAlyGa(1_x_y)N(0 ^ x ^ I,
l,0^x+y^ I)的组成的半导体材料形成。第二导电半导体层326可以被掺杂有第二导电掺杂剂。如果第二导电半导体层326为ρ型半导体层，则第二导电掺杂剂可以包含Mg、Zn、Ca、Sr以及Ba等作为ρ型掺杂剂。
[0119]第一导电半导体层322可以为η型半导体层并且第二导电半导体层326可以为ρ型半导体层。可替代地，第一导电半导体层322可以为ρ型半导体层并且第二导电半导体层326可以为η型半导体层。另外，在第二导电半导体层326之下还可以设置包括η型或P型半导体层的半导体层。由此，发光结构320可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构以及P-N-P结结构之中的任意一种结构。
[0120]同时，第一欧姆接触层332用于改善第一导电半导体层322的欧姆特性。例如，第一欧姆接触层332可以包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟铝锌(IAZO)、氧化铟 镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、IZO 氮化物(IZON)、Al-Ga ZnO (AGZO)、In-Ga ZnO(IGZO)、Zn。、IrOx、RuOx、NiO, RuOx / IT0,Ni/Ir0x / Au 或者 Ni/IrOx / Au / ITO 以及 Ag、N1、Cr、T1、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au或Hf中的至少一种,但是不限于上述材料。
[0121]第二欧姆接触层334用于改善第二导电半导体层326的欧姆特性。如果第二导电半导体层326为ρ型半导体层，则第二导电半导体层326可以由于其低杂质掺杂浓度而具有高接触电阻，从而具有差的欧姆特性。第二欧姆接触层334可以用于改善以上所述的欧姆特性。第二欧姆接触层 334 可以包括 In、Zn、Sn、Al、Ga、Sb、N、Ir、Ag、N1、Cr、T1、Rh、Pd、Ru、Mg、Pt、Au或Hf中的至少一种和氧。可替代地，第二欧姆接触层334可以包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟铝锌(IAZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、IZO氮化物(IZON)、Al-Ga ZnO (AGZO)、In-Ga ZnO (IGZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx / ΙΤ0、Ni / IrOx / Au或者 Ni / IrOx / Au / ITO 以及 Ag、N1、Cr、T1、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au或Hf中至少一种，但不限于上述材料。
[0122]第一电极342设置在第一欧姆接触层332上，并且第二电极344设置在第二欧姆接触层334上。例如，第一电极342和第二电极344可以由铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)或金(Au)中的至少一种形成，并且可以具有单层或多层结构。
[0123]第一电极342可以经由接线352连接到图7中示例性示出的第一接线层132，并且第二电极344可以经由接线354连接到第二接线层134。在该情况下，接线352和接线354对应于图7中示例性示出的接线160。
[0124]可替代地，第一电极342可以经由接线352连接到图9中所示例性示出的第一引线框210，并且可以经由接线354连接到第二引线框212。在该情况下，接线352和接线354分别对应于图9中示例性示出的接线242和接线244。
[0125]图11为示出包括发光模块的照明设备的一个实施方案的分解立体图。
[0126]根据一个实施方案的照明设备包括:用于发射光的发光模块600 ;其中设置有发光模块600的壳400 ;用于散发发光模块600的热的散热器500 ;以及用于将发光模块600和散热器500耦接到壳400的保持器700。
[0127]壳400包括耦接到电插座(未示出)的插座耦接部410以及连接到插座耦接部410的体部420。体部420可以具有贯穿于其中的空气流通孔430。
[0128]在该实施方案中，壳400的体部420可以具有拥有放射状布置的多个空气流通孔430。即，根据需要可以提供具有除所示的放射状布置之外的各种其他布置的单个空气流通孔或多个空气流通孔。
[0129]发光模块600可以包括发光器件封装件和控制器，并且可以对应于图1中所示例性不出的发光模块。发光模块600可以成型为使其插入壳400的开口，并且发光模块600可以由具有高热导率的材料形成以将热传递到下文将描述的散热器500。
[0130]保持器700可以位于发光模块600下并且可以包括框和空气流通孔。另外，尽管未不出，但是可以在发光模块600下设置光学构件以对从发光模块600发射的光进行漫射、散射或汇聚。
[0131]图12为示出包括发光模块的显示设备800的一个实施方案的分解立体图。
[0132]参照图12,根据一个实施方案的显不设备800包括:发光模块830、850 ;在底盖810上的反射器820 ;设置在反射器820前方以将从发光模块830、850发射的光朝向显不设备800的前方引导的导光板840 ;设置在导光板840前方的第一棱镜片850和第二棱镜片860 ;设置在第二棱镜片860前方的面板870 ;以及设置在面板870前方的滤色器880。
[0133]发光模块可以包括设置在电路板830上的发光器件835并且发光模块可以对应于图1的发光模块。
[0134]底盖810可以配置为容纳显示设备800的构成元件。反射器820可以为如附图中所示例性示出的单独的元件，或者可以为涂覆在导光板840的背表面或底盖810的前表面上的高反射率材料。
[0135]在此，反射器820可以由具有高反射率的材料形成并且可以形成为超薄形状。例如，反射器820可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
[0136]导光板840用于散射从发光模块发射的光以使得光能够遍及显示设备800的屏幕均匀分布。因此，导光板840由具有良好折射率和透过率的材料形成，并且可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚乙烯(PE)形成。可替代地，可以忽略导光板840以将光以空气导引方式在反射器820之上的空间中透射。
[0137]第一棱镜片850包括支承膜以及形成在支承膜的一个表面上的透光塑性聚合物材料。该聚合物材料可以形成其中重复有多个3维图案的棱镜层。在此，多个图案可以为包括如所示重复形成的脊和谷的条形图案。
[0138]形成在第二棱镜片860的支承膜的一个表面上的脊和谷的方向可以垂直于形成在第一棱镜片850的支承膜的一个表面上的脊和谷的方向。这使得从发光模块和反射器传送的光能够遍及面板870均匀分布。[0139]在本实施方案中,第一棱镜片850和第二棱镜片860用作光学片。作为光学片的其他组合的实施例，可以提供显微透镜阵列、扩散片和显微透镜阵列的组合、或者单个棱镜片和显微透镜阵列的组合。
[0140]面板870可以为液晶显示板，或者可以为需要光源的其他种类的显示器件。
[0141]面板870包括插在玻璃体之间的液晶，并且为了利用光的偏振性将偏振器设置在任一玻璃体上。在此，液晶具有介于液体和固体之间的中间特性，液晶为具有类似液体的流动性的有机分子，并且具有其中液晶规则布置为晶体的状态。因而，面板870利用液晶的规则分子布置通过外部电场改变的特性显示图像。
[0142]用在显示设备中的液晶显示板为有源矩阵型并且采用晶体管作为开关以调节待施加到每个像素的电压。
[0143]滤色器880可以设置在面板870的前表面上以基于每个像素仅透过从面板870发射的光中的红光、绿光以及蓝光，由此能够显示图像。
[0144]如从以上的描述显现的，与驱动IC(对应于用于驱动发光器件封装件中的每个发光器件的接通/关断控制器)设置在发光器件封装件的外部而非封装件的内部的常规发光模块不同，根据一个实施方案的发光模块配置为使得发光单元和接通/关断控制器两者均设置在单个发光器件封装件的内部。因此，可以从发光模块消除用于安装接通/关断控制器的空间，这有助于发光模块的设计上的多样化。此外，与单个驱动IC对接通或关断全部的发光器件进行控制的常规发光模块不同，在根据一个实施方案的发光模块中，接通/关断控制器设置为基于每个发光单元使得单个接通/关断控制器对接通/关断单个发光单元进行控制。因此，没有必要将每个接通/关断控制器设计为高耐受电压，这可以使得制造成本降低、设计更容易以及电路功效增强。此外，与需要单独的齐纳二极管的常规发光模块不同，在根据一个实施方案的发光模块中，接通/关断控制器用作齐纳二极管。因而，不再需要昂贵的齐纳二极管，这使得制造工艺简化和制造成本降低。此外，因为接通/关断控制器设置在现有齐纳二极管的位置处，所以没有必要在发光器件封装件内提供用于接通/关断控制器的单独的空间。
[0145]尽管已经参照实施方案的大量示例性实例对实施方案进行了描述，但是应该理解，本领域技术人员可以做出落在本公开内容的原则的精神和范围内的大量其他修改和实施方案。更具体地，可以进行在公开内容、附图以及所附权利要求的范围内的目标组合布置的组成部分和/或布置上的各种变化和修改。除组成部分和/或布置上的变化和修改之夕卜，替选用途对于本领域技术人员也将是明显的。
【权利要求】
1.一种发光模块，其包括多个发光器件封装件，所述多个发光器件封装件配置为根据外部驱动电压的电平依次接通或关断并且彼此串联连接， 其中所述多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件包括: 具有至少一个发光器件的发光单元；以及 配置为控制接通或关断所述发光单元的接通/关断控制器。
2.根据权利要求1所述的模块，其中在所述多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件中，所述接通/关断控制器包括配置为控制电流向所述发光单元的流动的电流控制集成电路(1C)。
3.根据权利要求1或2所述的模块，其中在所述多个发光器件封装件中的至少一个发光器件封装件中，所述发光单元并联地连接到所述接通/关断控制器。
4.根据权利要求1或2所述的模块，其中在所述多个发光器件封装件中的任一个发光器件封装件中，所述发光单元和所述接通/关断控制器彼此串联连接。
5.根据权利要求4所述的模块，其中所述任一个发光器件封装件还包括并联地连接到所述接通/关断控制器的限流电阻器。
6.根据权利要求1或2所述的模块，还包括配置为对交流型的外部驱动电压进行整流并且将经整流的外部驱动电压供给到所述多个发光器件封装件的整流器。
7.根据权利要求6所述的模块，还包括设置在所述交流型的外部驱动电压的电源与所述整流器之间的熔断器。
8.根据权利要求1或2所述的模块，其中所述多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件为板上封装(POB)型。
9.根据权利要求8所述的模块，其中所述多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件包括: 配置为彼此电隔离的第一引线框和第二引线框； 设置在所述第一引线框和所述第二引线框上以限定腔的壳；以及 埋入所述腔中以覆盖所述发光器件和所述接通/关断控制器的模制构件，并且 其中所述发光器件在所述腔内设置于所述第一引线框上，并且所述接通/关断控制器在所述腔内设置于所述第二弓丨线框上。
10.根据权利要求9所述的模块，其中所述壳的限定所述腔的内表面是倾斜的。
11.根据权利要求1或2所述的模块，其中所述多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件为板上芯片(COB)型。
12.根据权利要求11所述的模块，其中所述多个发光器件封装件中的每个发光器件封装件包括: 基板，以及 设置为覆盖设置于所述基板上的所述发光器件的模制构件。
13.根据权利要求12所述的模块，其中所述基板包括: 金属层； 设置在所述金属层上的绝缘层；以及 设置在所述绝缘层上并且配置为电连接到所述发光器件的接线层。
14.根据权利要求12所述的模块，其中分别包括在所述多个发光器件封装件中的所述基板是彼此集成的。
15.根据权利要求12所述的模块，其中分别包括在所述多个发光器件封装件中所述基板是彼此隔开的。
16.根据权利要求1或2所述的模块，其中所述多个发光器件封装件中的待被接通的所述发光单元的数目随所述外部驱动电压的电平增加而增加。
17.—种发光模块,包括: 彼此串联连接的第一发光单元至第M发光单元(在此，M为2或更大的正整数)；以及 配置为控制接通或关断所述第一发光单元至所述第M发光单元中的每个发光单元并且彼此串联连接的第一接通/关断控制器至第M接通/关断控制器， 其中所述第一接通/关断控制器至所述第M接通/关断控制器根据外部驱动电压的电平依次接通或关断所述第一发光单元至所述第M发光单元，并且 其中所述第一接通/关断控制器至所述第M接通/关断控制器中的每个接通/关断控制器、以及所述第一发光单元至所述第M发光单元中的对应的一个发光单元设置在单位发光器件封装件中。
18.根据权利要求17所述的模块，其中所述第一接通/关断控制器至所述第M接通/关断控制器根据所述外部驱动电压的电平控制电流向相应所述第一发光单元至所述第M发光单元的流动。
19.根据权利要求17或18所述的模块，其中所述第一发光单元至所述第M发光单元中的至少一个发光单元并联地连接到所述第一接通/关断控制器至所述第M接通/关断控制器中的至少一个对应的接通/关断控制器。
20.根据权利要求17或18所述的模块，其中所述第一发光单元至所述第M发光单元中的一个发光单元串联地连接到所述第一接通/关断控制器至所述第M接通/关断控制器中的对应的接通/关断控制器。
【文档编号】H01L33/62GK103974485SQ201410043484
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年2月5日
【发明者】姜日映, 权奇首, 李相勋, 朱根铎, 崔太荣 申请人:Lg伊诺特有限公司