专利名称：发光二极管封装件及其灯具的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种发光二极管封装件及其灯具，特别是一种包含定电流电路的发光二极管封装件及其灯具。
背景技术：
发光二极管(light emitting diode, LED)具有体积小、使用寿命长以及省电等优点，因此发光二极管已广泛应用于多种照明以及装饰等用途。一种现有的以直流电驱动的发光二极管模块需要整流电路或电源转换器以将交流电源转换为直流电源。由于整流电路或电源转换器都需要较大的印刷电路板，因此以直流电驱动的发光二极管模块的体积较大，不适合应用于小型灯具，例如E12灯座。另一种现有的以交流电驱动的发光二极管模块是将至少二个发光二极管以相反方向并联连接，并在发光二极管以及交流电源之间串接电阻。如此，在交流电的第一半周期时驱动同一方向的发光二极管，而在交流电的第二半周期时驱动相反方向的发光二极管。 由于电路结构简单，因此，相较于以直流电驱动的发光二极管模块，以交流电驱动的发光二极管模块的体积较小。然而，为了防止因交流电源的突波而烧毁发光二极管，需额外设置电阻、电容等电子组件，以限制电流的大小。因此，以交流电驱动的发光二极管模块的体积无法有效缩小以适用于小型灯具。此外，高阻值的电阻会有较高比例的功率转换为热而被浪费，而较低的电流使得发光二极管的发光效率较差。而且，电流的大小会随着电压的变化而改变，因此发光二极管的亮度不易作有效的控制。综上所述，如何提供体积较小且较为稳定的电流的发光二极管模块便是目前极需努力的目标。
发明内容
本发明提供一种发光二极管封装件及其灯具，其是将发光二极管晶粒与定电流电路封装在同一个封装件中，以使其体积大幅缩小。此外，定电流电路可限制施加于发光二极管的电流的最大值，以防止发光二极管烧毁，并可直接以电压源驱动。本发明一实施例的发光二极管封装件包含基座、定电流晶粒、发光二极管晶粒以及封装体。基座具有多个内导电接点以及多个外导电接点。定电流晶粒设置于基座，并且与基座的内导电接点电性连接。定电流晶粒包含定电流电路以及与定电流电路并联的保护电路，其中，定电流电路允许第一电流通过，保护电路允许第二电流通过，且第一电流以及第二电流的电流方向相反。发光二极管晶粒设置于基座，且与基座的内导电接点电性连接以及与定电流晶粒串接。封装体则包覆定电流晶粒、发光二极管晶粒以及基座的内导电接点ο本发明另一实施例的发光二极管灯具包含用以与电源电性连接的灯座以及前述的发光二极管封装件。
4
以下通过由具体实施例配合附图详加说明，将更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
驱动的发光二极管灯具。
图Ia为一示意图，显示本发明一实施例的发光二极管封装件。
图Ib为一示意图，显示本发明一实施例的发光二极管封装件的电路。
图Ic为一示意图，显示本发明另一实施例的发光二极管封装件的电路。
图2为一示意图，显示本发明一实施例的发光二极管封装件的应用例。
图3a为一示意图，显示本发明一实施例的发光二极管封装件的电路。
图北为一示意图，显示本发明另一实施例的发光二极管封装件的电路。
图如以及图4b为一示意图，显示本发明的发光二极管封装件应用于以交流电源
图5为一示意图，显示本发明-主要组件符号说明 UlaUb发光二极管封装件
II基座
III内导电接点 112 外导电接点
12、12'定电流晶粒
121定电流电路
122保护电路
13、13'发光二极管晶粒 131 134发光二极管
-实施例的发光二极管灯具。
13a、13a: 13b、13b: 14 20 21 22 23 C D
11
12 M
第一发光二极管第二发光二极管封装体
发光二极管灯具灯座
发光二极管封装件保险丝控制电路
寄生二极管第-第
金属氧化物半导体场效晶体管
电流 .电流
具体实施例方式
请参照图la，本发明的一实施例的发光二极管封装件1包含基座11、定电流晶粒 12、发光二极管晶粒13以及封装体14。基座11具有多个内导电接点111以及多个外导电
5接点112。在一实施例中，基座11可为导线架或封装基板。定电流晶粒12设置于基座11 上，且与基座11的内导电接点111电性连接，使定电流晶粒12可经由相对应的外导电接点 112与外部电性连接。定电流晶粒12可用来限制通过整个回路的电流的最大值。发光二极管晶粒13设置于基座11上，且发光二极管晶粒13与内导电接点111电性连接，使发光二极管晶粒13可经由相对应的外导电接点112与外部电性连接。发光二极管晶粒13还与定电流晶粒12串接。封装体14则包覆定电流晶粒12、发光二极管晶粒13以及基座11的内导电接点111。请参照图lb，定电流晶粒12包含定电流电路121以及保护电路122，其与定电流电路121并联。定电流电路121允许第一电流Il通过，保护电路122允许第二电流12通过，而第一电流Il以及第二电流12的电流方向相反。在一实施例中，发光二极管晶粒13 是以相同方向与定电流电路121串接，即，允许第一电流Il通过。优选的是，发光二极管晶粒13设置于定电流晶粒12的上游，但不限于此。如图Ic所示，发光二极管133、134还可设置于定电流晶粒12的下游。在一实施例中，发光二极管晶粒13可为单一发光二极管、多个串接的发光二极管或是多个并联的发光二极管。举例而言，如图Ic所示，发光二极管131、132的一电极电性连接于定电流晶粒12的上游，其另一电极与基座的内导电接点电性连接。发光二极管133、 134的一电极则电性连接于定电流晶粒12的下游，其另一电极与基座的内导电接点电性连接。请参照图3a，在一实施例中，定电流电路121可包含一金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-kmiconductor Field-EffectTransistor, M0SFET)M 以及一控制电路 C。控制电路C与金属氧化物半导体场效晶体管M的栅极(gate)电性连接，用以控制金属氧化物半导体场效晶体管M的导通或断开。金属氧化物半导体场效晶体管M的寄生二极管 D并联连接于金属氧化物半导体场效晶体管M的源极(source)以及漏极(drain)，寄生二极管D可作为保护电路。依据此结构，当节点m的电压大于节点N2的电压时，控制电路C 控制金属氧化物半导体场效晶体管M导通，而寄生二极管D处于逆向偏压，节点m以及节点N2之间可视为断路，因此电流经由金属氧化物半导体场效晶体管M流向节点N2，使发光二极管晶粒13发光。由于金属氧化物半导体场效晶体管M的组件特性，通过电流的最大值即可受到限制。需注意的是，作为保护电路的寄生二极管D还能够以二极管、静电放电保护组件、金属氧化物半导体场效晶体管或双极结晶体管(Bipolar JunctionTransistor,BJT) 等组件加以实现。请参照图北，在一实施例中，发光二极管晶粒可包含第一发光二极管13a以及第二发光二极管13b。第一发光二极管13a的电极分别与金属氧化物半导体场效晶体管M以及基座的内导电接点电性连接。第二发光二极管1 的电极则与控制电路C以及基座的内导电接点电性连接。依据此结构，第一发光二极管13a可被从节点m流向节点N2的较大电流所驱动，而第二发光二极管1 可被从节点N4流向节点m的较小电流所驱动。换言之，本发明的发光二极管封装件可同时驱动两种不同性质的第一发光二极管13a以及第二发光二极管13b。请再参照图lb，当本发明的发光二极管封装件1以直流电源驱动时，即，节点m的电压大于节点N2的电压，保护电路122处于逆向偏压，节点m以及节点N2之间可视为断
6路，电流则经由定电流电路121流向发光二极管晶粒13。由于定电流电路121限制通过电流的最大值，因此，通过整个回路的电流可得到控制，发光二极管晶粒13因而得到保护。另外，依据图Ic所示的实施例，节点Nla、Nlb连接于直流电源的正极，节点Nh、N2b连接于直流电源的负极，即可驱动发光二极管131 134发光。或者，节点Nla、Nh连接于交流电源的第一接点AC1，节点mb、N2b连接于交流电源的第二接点AC2，使发光二极管131 134 呈桥式连接，如图2所示。如此，在交流电源的任一半周期时可驱动发光二极管131、134或发光二极管132、133发光，而定电流晶粒12还能限制通过电流的最大值，以保护发光二极管131 134。需注意的是，发光二极管晶粒13可包含多个串接的发光二极管131 134， 如图2所示。此外，多个串接发光二极管131 134可为单一或多个发光二极管晶粒。需注意的是，图Ib所示的发光二极管封装件还可应用于以交流电源驱动的发光二极管灯具。举例而言，将定电流晶粒12以及发光二极管晶粒13之间的节点N3与基座的内导电接点电性连接，使节点N3可经由外导电接点与外部电性连接。请参照图4a，将第一发光二极管封装件的节点W与第二发光二极管封装件的节点N3’电性连接，而第二发光二极管封装件的节点ΝΓ与第一发光二极管封装件的节点N3电性连接。如此，第一发光二极管封装件的发光二极管晶粒13以及第二发光二极管封装件的发光二极管晶粒13’即呈反向并联。包含图如所示的结构的发光二极管灯具即能够以交流电源驱动。举例而言，当节点N2为正极性且节点N2’为负极性时，电流从节点N2流经定电流晶粒12的保护电路、发光二极管晶粒13’以及定电流晶粒12’的定电流电路，再回流至节点N2’。由于定电流晶粒 12’的定电流电路可发挥限流作用，处于顺向偏压的发光二极管晶粒13’可得到保护。当节点N2为负极性且节点N2’为正极性时，电流从节点N2’流经定电流晶粒12’的保护电路、 发光二极管晶粒13以及定电流晶粒12的定电流电路，再回流至节点N2。定电流晶粒12的定电流电路可发挥限流作用，处于顺向偏压的发光二极管晶粒13可得到保护。因此，依据上述结构，在交流电源的任一半周期时，第一或第二发光二极管封装件的定电流电路可限制通过整个回路电流的最大值，以保护处于顺向偏压的发光二极管。请参照图4b以及图北，第一发光二极管13a以及定电流晶粒12之间的节点N3可与基座的内导电接点电性连接；第二发光二极管13b以及控制电路C之间的节点N5可与基座的内导电接点电性连接，以使节点N3、N5可经由基座的外导电接点与外部电性连接。类似图如所示的连接方式，发光二极管封装件Ia的节点Ni、N4分别与另一反向连接的发光二极管封装件Ib的节点N3，、N5，电性连接，且发光二极管封装件Ib的节点m，、N4，分别与发光二极管封装件Ia的节点N3、N5电性连接，使第一发光二极管13a、13a’以及第二发光二极管13b、13b’分别呈反向并联。如此，包含上述结构的灯具即能够以交流电源驱动， 且在交流电源的任一半周期皆受到定电流晶粒12或定电流晶粒12’的限流作用，以防止发光二极管烧毁。请参照图5，本发明一实施例的发光二极管灯具20包含灯座21以及发光二极管封装件22。灯座21用以与直流或交流电源电性连接。举例而言，灯座21可为螺旋式接头或针脚式接头。发光二极管封装件22与灯座21电性连接。发光二极管封装件22的结构以及应用例已如前所述，在此不再赘述。需注意的是，定电流晶粒12以及发光二极管晶粒13 的组件方向不限于图Ib所示的实施例，亦即作为保护电路122的二极管与发光二极管晶粒 13为相同方向。在以交流电源驱动的发光二极管灯具中，由于整个回路中包含两个反向连
7接的定电流电路121，因此，作为保护电路122的二极管与发光二极管晶粒13为相同方向还可应用于本发明的发光二极管封装件中。在一实施例中，本发明的发光二极管灯具还包含保险丝23，其设置于灯座21以及发光二极管封装件22之间。保险丝23可对发光二极管封装件22提供进一步的保护作用， 以防止发光二极管晶粒烧毁。综合上述，本发明的发光二极管封装件及其灯具将发光二极管晶粒与定电流电路封装在同一个封装件中，因此其体积可大幅缩小而可适用于小型灯具，例如E12灯座，并通过定电流电路限制施加于发光二极管的电流的最大值而可防止发光二极管烧毁。此外，本发明的发光二极管封装件经简单的电路连接即可应用于以交流电源驱动的发光二极管灯具中。以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，而不能以此限定本发明，即凡是依本发明所公开的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种发光二极管封装件，包含一基座，其具有多个内导电接点以及多个外导电接点；一定电流晶粒，其设置于所述基座，且与所述内导电接点电性连接，所述定电流晶粒包含一定电流电路，其允许一第一电流通过；以及一保护电路，其与所述定电流电路并联，且允许一第二电流通过，其中，所述第一电流以及所述第二电流的电流方向相反；一发光二极管晶粒，其设置于所述基座，且与所述内导电接点电性连接以及与所述定电流晶粒串接；以及一封装体，其包覆所述定电流晶粒、所述发光二极管晶粒以及所述内导电接点。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述发光二极管晶粒允许所述第一电流通过，且设置于所述定电流晶粒的上游。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述定电流电路包含一金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-OxidelemiconductorField-Effect Transistor,M0SFET)以及一控制电路，其中所述控制电路与所述金属氧化物半导体场效晶体管的栅极电性连接，用以控制所述金属氧化物半导体场效晶体管的导通或断开；所述保护电路包含所述金属氧化物半导体场效晶体管的寄生二极管。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装件，其中，所述发光二极管晶粒包含一第一发光二极管以及一第二发光二极管，其中，所述第一发光二极管串接于所述金属氧化物半导体场效晶体管与所述内导电接点之间，所述第二发光二极管串接于所述控制电路与内导电接点之间。
5.如权利要求4所述的发光二极管封装件，其中，所述第一发光二极管与所述金属氧化物半导体场效晶体管间的一节点与所述内导电接点电性连接；所述第二发光二极管与所述控制电路间的一节点与所述内导电接点电性连接。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述定电流晶粒与所述发光二极管晶粒间的节点与所述内导电接点电性连接。
7.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述保护电路包含二极管、静电放电保护组件、金属氧化物半导体场效晶体管或双极结晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT)。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述基座包含一导线架或封装基板。
9.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，所述发光二极管晶粒包含多个串接或并联的发光二极管。
10.一种发光二极管灯具，包含 一灯座，用以与一电源电性连接；以及一发光二极管封装件，其与所述灯座电性连接，所述发光二极管封装件包含 一基座，其具有多个内导电接点以及多个外导电接点；一定电流晶粒，其设置于所述基座，且与所述内导电接点电性连接，所述定电流晶粒包含一定电流电路，其允许一第一电流通过；以及一保护电路，其与所述定电流电路并联，且允许一第二电流通过，其中，所述第一电流以及所述第二电流的电流方向相反；一发光二极管晶粒，其设置于所述基座，且与所述内导电接点电性连接以及与所述定电流晶粒串接；以及一封装体，其包覆所述定电流晶粒、所述发光二极管晶粒以及所述内导电接点。
11.如权利要求10所述的发光二极管灯具，其中，所述发光二极管晶粒允许所述第一电流通过，且设置于所述定电流晶粒的上游。
12.如权利要求10所述的发光二极管灯具，其中，所述定电流电路包含一金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-OxidelemiconductorField-Effect Transistor,M0SFET)以及一控制电路，其中所述控制电路与所述金属氧化物半导体场效晶体管的栅极电性连接，用以控制所述金属氧化物半导体场效晶体管的导通或断开；所述保护电路包含所述金属氧化物半导体场效晶体管的寄生二极管。
13.如权利要求12所述的发光二极管灯具，其中，所述发光二极管晶粒包含一第一发光二极管以及一第二发光二极管，其中，所述第一发光二极管串接于所述金属氧化物半导体场效晶体管与所述内导电接点之间，所述第二发光二极管串接于所述控制电路与所述内导电接点之间。
14.如权利要求10所述的发光二极管灯具，其中，所述定电流晶粒与所述发光二极管晶粒间的一节点与所述内导电接点电性连接。
15.如权利要求14所述的发光二极管灯具，包含两个所述发光二极管封装件，且其中的一个发光二极管封装件的所述发光二极管晶粒电性连接于另一个发光二极管封装件的所述定电流晶粒与所述发光二极管晶粒之间，使多个所述发光二极管封装件中的所述发光二极管晶粒呈反向并联。
16.如权利要求10所述的发光二极管灯具，其中，所述保护电路包含二极管、静电放电保护组件、金属氧化物半导体场效晶体管或双极结晶体管。
17.如权利要求10所述的发光二极管灯具，其中，所述基座包含一导线架或封装基板。
18.如权利要求10所述的发光二极管灯具，其中，所述发光二极管晶粒包含多个串接或并联的发光二极管。
19.如权利要求10所述的发光二极管灯具，还包含一保险丝，其设置于所述灯座与所述发光二极管封装件之间。
全文摘要
一种发光二极管封装件，包含基座、定电流晶粒、发光二极管晶粒以及封装体。基座具有多个内导电接点以及多个外导电接点。定电流晶粒与内导电接点电性连接，并包含一定电流电路以及一并联的保护电路，其中，定电流电路允许第一电流通过，保护电路允许与第一电流方向相反的第二电流通过。发光二极管晶粒与内导电接点以及定电流晶粒电性连接。封装体则包覆定电流晶粒、发光二极管晶粒以及基座的内导电接点。上述发光二极管封装件的体积小，可应用于小型灯具并防止发光二极管烧毁。同时还公开一种包含上述发光二极管封装件的灯具。
文档编号F21Y101/02GK102194812SQ20101013898
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者连慧华, 陈盈佳 申请人:陈盈佳