专利名称：一种使发光二极管的亮度增加的方法
技术领域：
本发明涉及一种在不增加耗电量的情况下，能使一个包含至少一个发光二极管的发光二极管电路单元中的发光二极管的亮度增加的方法。
背景技术：
近年来，以发光二极管取代现有发光源作为电子装置、照明设备等等的发光源已越来越普及。然而，要完全以发光二极管取代现有发光源，则必须进一步提升现有发光二极管的亮度。
目前各大发光二极管晶粒制造厂商皆在晶粒制程上着手，以改进亮度。然而，在技术上却不容易突破，以致于目前发光二极管尚无法取代目前市面上所有的发光源。
有鉴于此，本案发明人以其从事该行业的多年经验，本着精益求精的精神，积极研究改良，遂有本发明“一种在不增加耗电量的情况下能使一个包含至少一个发光二极管的发光二极管电路单元中的发光二极管的亮度增加的方法”的产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种在不增加耗电量的情况下，能使一发光二极管的亮度增加的方法。
根据本发明的特征，一种在不增加耗电量的情况下，能使一个包含至少一个发光二极管的发光二极管电路单元中的发光二极管的亮度增加的方法，该至少一个发光二极管在一个预定电压V下以一个具有预定固定电流值I的定电流驱动，以致于其在一单位时间T的消耗功率为P＝V×I，该方法包含如下步骤在该预定电压V下，向该发光二极管电路单元的该至少一个发光二极管供应周期为该单位时间T的脉冲驱动电流信号，该等脉冲驱动电流信号中的每一个都具有一个峰值(I×n)及一个脉冲持续时间(T/n’)，其中，n和n’都为不包括0和1的正整数且(n/n’)≤1，由此该至少一个发光二极管的亮度在该脉冲持续时间(T/n)期间，能够在每一单位时间T的消耗功率最多是为P(＝V×(I×n)×1/n’)的情况下被提升n倍。
为达上述目的、特征所采用的技术手段及其功效，通过优选实施例并参考附图对本发明进行说明。其中图1是一个描述供应发光二极管的熟知驱动电流信号的时序示意图；图2是一个描述一特定发光二极管的相对亮度与电流之间关系的图示；图3是一个描述在本发明的优选实施例的方法中所使用的脉冲驱动电流信号的时序示意图；图4是一个描述在一示例中所使用的脉冲驱动电流信号的时序示意图；图5是一个描述当本发明的方法用于驱动两个发光二极管时，脉冲驱动电流信号的时序示意图；图6是一个描述当本发明的方法用于驱动两个发光二极管时，脉冲驱动电流信号的另一时序示意图；图7是一个显示一个在其发光表面上涂覆有一层由具有吸光、蓄光及发光功能的材料形成的绝缘层的发光二极管的部分剖视示意图；图8是一个描述该绝缘层的作用的时序图；图9是一个描述发光二极管的电流特性的示意图；图10是一个用于说明两个发光二极管应用本发明的方法时，其亮度的提升的图示；图11是一个用于说明两个发光二极管应用本发明的方法时，其亮度的提升的另一个图示；及图12是一个用于说明两个发光二极管应用本发明的方法时，其亮度的提升的又一个图示。
发明详述请参阅图1所示，目前，发光二极管是在一个预定固定驱动电压V下，以一个具有固定电流值I的定电流DS来被驱动。因此，该发光二极管在一单位时间T内的消耗功率P是为V×I。以一个功率P为1瓦特且驱动电压V为1伏特的发光二极管为例，其是以一个350mA的驱动电流信号DS来驱动，而其亮度为30lx。若要增加其亮度的话，依据如图2中所示的一特定发光二极管的相对亮度与电流之间的关系得知，可把该定电流DS的电流值I增加。例如，若以电流值I为原来电流值的两倍，即，700mA(＝350mA×2)的定电流DS来驱动上述发光二极管的话，则其亮度可以增加为60lx。然而，该发光二极管在该单位时间T内的消耗功率P亦会变成2倍，即，2瓦特(＝3.5V×700mA)，以致于耗电量增加。应该注意的是，具有由图2所表示的特性的特定发光二极管是为目前市面上可得到的驱动电流为800mA的蓝色发光二极管。
参阅图3所示，本发明的实施例的一种在不增加耗电量情况下能使一个包含至少一个发光二极管的发光二极管电路单元中的发光二极管的亮度增加的方法，主要是以脉冲驱动电流信号PS取代具有如在图1中所示的固定电流值I的驱动电流信号DS来驱动一发光二极管。
依据图2中所示的发光二极管的亮度的特性图，发光二极管的亮度是随着驱动电流信号的电流值的增加而增加。借着这原理，本发明是在该驱动电压V下，向发光二极管供应周期为该单位时间T的脉冲驱动电流信号PS。该等脉冲驱动电流信号PS中的每一个都具有一个为该定电流DS的固定电流值n倍的峰值(I×n)及一个脉冲持续时间(T/n’)，其中，n和n’都是不包括0和1的正整数且(n/n’)≤1，由此，在该脉冲持续时间(T/n’)期间，由于功率因电流提升n倍而提升了n倍(＝nP＝V×I×n)，该发光二极管的亮度得以提升n倍(30×nlx)。然而，该至少一个发光二极管在该单位时间T的消耗功率P依然为V×I(＝V×(I×n)×1/n’)，因此耗电量并无增加。
结合参阅图4所示，以如上所述的一个功率P为1W的发光二极管为例，如果在3.5V下以一个峰值为1400mA(350mA×4，原来固定电流值的4倍)的脉冲驱动电流信号PS来驱动，则该发光二极管的亮度在该脉冲持续时间(T/4)期间被提升4倍(4W＝3.5V×1400mA＝120lx)，然而，该发光二极管在该单位时间T的消耗功率P依然为1瓦特(＝3.5V×1400mA×1/4)。因此，利用本发明的方法，一个发光二极管的亮度在一脉冲持续时间(T/n’)期间能够在每一单位时间T的消耗功率依然为P(＝V×(I×n)×1/n’)的情况下被提升n倍。
应该注意的是，虽然本发明是利用发光二极管的亮度随电流的增加而增加的原理，然而，结合参阅图9所示，电流增加的倍数不是没有限制的，当电流增加到某一程度时，发光二极管即进入崩溃状态。此时，电流再增加对亮度亦没有帮助，反而可能会有相反的效果。因此，本发明的电流倍数n的选择是与脉冲持续时间(T/n’)有直接关系，而该脉冲持续时间(T/n’)的最佳选择是依据该发光二极管的电流的有效斜率来选择。在图9中，如由粗体虚线所示，公知以固定电流值350mA来驱动发光二极管，其仅利用了发光二极管电流的有效斜率的一部分(A)，然而，本发明则利用了发光二极管电流的有效斜率的全部(A+B)。因此，利用本发明的方法，发光二极管的亮度确实得到有效提升。
应该注意的是，在图9中所示的电流值仅为举例说明而已，并非本发明的限制。另一方面，箭头是表示由脉冲的起动时间、持续时间与关闭时间所形成的一个回路，即，选择脉冲峰值与持续时间的依据。
如上所述，参阅图10所示，当本发明的方法用于驱动两个或更多个串联连接的发光二极管时，该等发光二极管是相当于由两个相同的脉冲驱动电流信号PS1，PS2驱动，因此，与图1的公知方式相比较，其总亮度在脉冲持续时间(T/n’)将被提升n×m倍，其中，m是发光二极管的数目且在图10的例子中为2。
参阅图5和图12所示，当本发明的方法用于驱动两个或更多个并联连接的发光二极管时，若由每个发光二极管所接收的脉冲驱动电流信号PS1，PS2的相位相同，即，该等脉冲驱动电流信号PS1，PS2是同步地施加到对应的发光二极管，与图1的公知方式相比较，在该脉冲持续时间(T/n’)期间，该等发光二极管的总亮度亦将被提升n×m倍。
参阅图6和图11所示，当本发明的方法用于驱动两个或更多个并联连接的发光二极管时，该等发光二极管亦可以分别由不同相位但峰值与周期相同的脉冲驱动电流信号PS1，PS2’来驱动。每个脉冲驱动电流信号PS1，PS2’的相位与另一个脉冲驱动电流信号PS2’，PS1的相位之间的相位差diff可以视需要而定来分别被选择。
以n＝4且n’＝8为例， 因此，PS1在单位时间T的消耗功率0.5W，且PS2’的消耗功率0.5W。因此，两个1400mA电流强度并联瞬间提升8W斜率与亮度，但在单位时间T的消耗功率依然1W。
参阅图7和图8所示，为了防止发光二极管1由于脉冲间隔时间(T-(T/4))而在肉眼观察上发现闪烁现象的可能性，在该发光二极管1的发光表面上涂覆一层由具有吸光、蓄光及发光功能的材料形成的绝缘层10，以致于在该脉冲间隔时间(T-(T/4))期间，该绝缘层10通过释放在该脉冲持续时间(T/4)期间所吸收及储蓄的光能而能够自行发光。因此，如在图8中画有斜线的部分所示，在该脉冲间隔时间(T-(T/4))期间由该绝缘层10自行发光的亮度平均可以达到发光二极管1亮度的80％。
应该注意的是，形成该绝缘层10的材料可以是掺杂有荧光粉或者磷光粉的材料。另一方面，在图7中所示的发光二极管1仅作为例证而已，该绝缘层10是可以施加到以任何封装方法封装的发光二极管的发光表面上。
此外，为了进一步防止闪烁现象被发现，该等脉冲驱动电流信号的频率亦可以被设定为32kHz以上。
综上所述，本发明的“一种在不增加耗电量情况下能使一个包含至少一个发光二极管的发光二极管电路单元中的发光二极管的亮度增加的方法”，确能利用上述所公开的构造、装置，达到预期目的与功效，且申请前未见于刊物亦未公开使用，符合发明专利的新颖、创造性。
另外，上述所公开的附图及说明，仅为本发明的实施例而已，非为限定本发明的实施例；对于本领域技术人员，其依据本发明的特征范畴所作的其它等效变化或修饰，皆应涵盖在所附的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种在不增加耗电量情况下，能使一个包含至少一个发光二极管的发光二极管电路单元中的发光二极管的亮度增加的方法，该至少一个发光二极管在一个预定电压V下，以一个具有固定电流值I的驱动电流信号驱动，以致于其在一单位时间T的消耗功率为P＝V×I，该方法包含如下步骤在该预定电压V下，向该发光二极管电路单元的该至少一个发光二极管供应周期为该单位时间T的脉冲驱动电流信号，该等脉冲驱动电流信号中的每一个具有一个为该固定电流值n倍的峰值(I×n)及一个脉冲持续时间(T/n’)，其中，n和n’都为不包括0和1的正整数且(n/n’)≤1，由此，该至少一个发光二极管的亮度在该脉冲持续时间(T/n’)期间能够在每一单位时间T的消耗功率依然为P(＝V×(I×n)×1/n’)的情况下被提升n倍。
2.如权利要求1所述的方法，还包含如下步骤在该发光二极管的发光表面上涂覆一层由具有吸光、蓄光及发光功能的材料形成的绝缘层，以致于在该脉冲间隔时间(T-(T/4))期间，该绝缘层通过释放在该脉冲持续时间(T/4)期间所吸收及储蓄的光能而能够自行发光。
3.如权利要求2所述的方法，在涂覆绝缘层的步骤中，形成该绝缘层的材料是掺杂有磷光粉的绝缘材料。
4.如权利要求2所述的方法，在涂覆绝缘层的步骤中，形成该绝缘层的材料是掺杂有荧光粉的绝缘材料。
5.如权利要求1项所述的方法，在供应脉冲驱动电流信号的步骤中，该等发光二极管串联连接，以致于在该脉冲持续时间(T/n’)期间，该等发光二极管的总亮度被提升n×m倍，其中，m是发光二极管的数目且是不包括0的正整数。
6.如权利要求1所述的方法，在供应脉冲驱动电流信号的步骤中，该等发光二极管并联连接，而且由每个发光二极管所接收的脉冲驱动电流信号的相位不相同。
7.如权利要求1所述的方法，在供应脉冲驱动电流信号的步骤中，该等发光二极管并联连接，而且由每个发光二极管所接收的脉冲驱动电流信号的相位相同，以致于在该脉冲持续时间(T/n’)期间，该等发光二极管的总亮度被提升n×m倍，其中，m是发光二极管的数目且是不包括0的正整数。
8.如权利要求1所述的方法，在供应脉冲驱动电流信号的步骤中，该脉冲驱动电流信号的频率至少为32kHz。
全文摘要
提供一种在不增加耗电量的情况下，能使一个包含至少一个发光二极管的发光二极管电路单元中的发光二极管的亮度增加的方法，该至少一个发光二极管在一个预定电压V下，以一个具预定固定电流值I的定电流驱动，以致于其在一单位时间T的消耗功率为P＝V×I，该方法包含如下步骤在该预定电压V下，向该发光二极管电路单元的该至少一个发光二极管供应周期为该单位时间T的脉冲驱动电流信号，该等脉冲驱动电流信号中的每一个具有一个峰值(I×n)及一个脉冲持续时间(T/n’)，其中，n和n’皆是不包括0和1的正整数且(n/n’)≤1，由此，该至少一个发光二极管的亮度在该脉冲持续时间(T/n)期间，能够在每一单位时间T的消耗功率最多是为P(＝V×(I×n)×1/n’)的情况下被提升n倍。
文档编号H05B37/00GK1835250SQ20051005276
公开日2006年9月20日 申请日期2005年3月14日 优先权日2005年3月14日
发明者沈育浓 申请人:沈育浓