專利名稱：一種發(fā)光二極管模組及其亮度測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管模組中的無(wú)機(jī)發(fā)光二極管模塊，特別是可通過模塊 中的器件的反饋信號(hào)對(duì)發(fā)光二極管模塊進(jìn)行光衰補(bǔ)償?shù)囊环N發(fā)光二極管模組及 其亮度測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的固體發(fā)光器件，因其具有壽 命長(zhǎng)、體積小、耐震性好、節(jié)電、高效、響應(yīng)時(shí)間快、驅(qū)動(dòng)電壓低及環(huán)保等優(yōu) 點(diǎn)，而在指示、顯示、裝飾、照明等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)RGB三基色疊加原理，利用發(fā)光二極管芯片所發(fā)出的不同顏色光疊加 即可模擬出自然界中的各種顏色，該原理最重要的應(yīng)用為l.由紅(R)綠(G)藍(lán) (B)三色LED形成白光發(fā)光模塊，多個(gè)模塊組合形成模組作為L(zhǎng)CD背光源；2. 由RGB三色LED動(dòng)態(tài)變換亮度形成特定顏色和亮度的顯示模塊，顯示模塊組合 成二維矩陣用于發(fā)光二極管顯示屏；3 .由RGB三色LED混色顯示模塊分布形成 的模組用于氛圍裝飾照明。這些應(yīng)用要求控制發(fā)光二極管模塊的亮度及顏色并 保持其穩(wěn)定，同時(shí)也要求組成模組的模塊之間的亮度和顏色能夠匹配。因制成 發(fā)光二極管的芯片材料性質(zhì)不同、用于封裝發(fā)光二極管的材料在不同顏色光波 段的衰減性質(zhì)差異造成RGB發(fā)光二極管模塊的亮度及顏色隨時(shí)間變化。例如 紅光發(fā)光二極管芯片由生長(zhǎng)在GaAs襯底上的AlGalnP (磷化銦鎵鋁)半導(dǎo)體材 料制成，由于其外延材料與襯底晶格匹配、晶體缺陷少，所以紅光發(fā)光二極管芯片工作可靠、衰減很小；然而當(dāng)應(yīng)用所需的藍(lán)光和綠光發(fā)光二極管芯片由生長(zhǎng)在藍(lán)寶石或碳化硅襯底上的AlGalnN (氮化銦鎵鋁)材料制成，它們的外延材料 與襯底晶格失配較大，外延晶體缺陷多，導(dǎo)致藍(lán)光和綠光發(fā)光二極管芯片亮度 在使用過程中的衰減顯著大于紅光LED。除了芯片材料性質(zhì)的差異外，封裝用環(huán) 氧樹脂在短波光照射下或高工作溫度環(huán)境中會(huì)逐漸發(fā)黃(環(huán)氧樹脂黃化)從而 影響光透過率。黃化環(huán)氧樹脂對(duì)藍(lán)光的吸收大于對(duì)綠光的吸收，更大于對(duì)紅光 的吸收。此效應(yīng)使得藍(lán)光LED亮度隨時(shí)間衰減較紅光和綠光LED更大。Narendran 等人的研究(SPIE Proc. 4776， 61 (2002))表明在相同的工作條件下，綠光 LED衰減較紅光LED大一倍，而藍(lán)光LED衰減較紅光LED大五倍。構(gòu)成發(fā)光模組的RGB發(fā)光二極管模塊衰減特性不同，會(huì)導(dǎo)致模組的亮度及 顏色的均勻性隨時(shí)間變化，此現(xiàn)象是由于同一顏色發(fā)光二極管由于工藝的波動(dòng) 和缺陷分布的變化造成衰減特性有所不同；封裝在模塊中的LED，由于模塊封裝 條件和器件工作條件不同，衰減特性也會(huì)有所不同；模塊之間的衰減特性的不 同最終導(dǎo)致由模塊構(gòu)成的模組的亮度和顏色不均勻，影響應(yīng)用性能。為了克服不同顏色LED的衰減特性的差異，現(xiàn)有技術(shù)可以采用假設(shè)LED的 衰減規(guī)律，通過隨時(shí)間補(bǔ)償?shù)姆椒ㄐ拚炼?，此方法非常不?zhǔn)確且不能解決由 于構(gòu)成模組的模塊衰減特性的不同導(dǎo)致的模組均勻度衰減問題，因?yàn)榧词雇?顏色的LED，器件之間衰減率差別可超過100%;克服衰減問題的另一技術(shù)方法 是工作一段時(shí)間后對(duì)每一模塊重新調(diào)校，但此方法耗時(shí)耗財(cái)，不很實(shí)用。美國(guó) 專利申請(qǐng)US2006/0227085A1 (簡(jiǎn)稱美085)提出在每一發(fā)光二極管模塊中加 裝一個(gè)探測(cè)器件來(lái)監(jiān)測(cè)每一個(gè)發(fā)光二極管的亮度，用光探測(cè)器來(lái)控制發(fā)光器件 亮度己廣泛用于工業(yè)界，并非新方法或技術(shù)，目前可行的低成本探測(cè)器為硅探 測(cè)器，其結(jié)構(gòu)決定硅探測(cè)器工作在正面接受光模式，根據(jù)美085，探測(cè)器接受的信號(hào)為發(fā)光二極管發(fā)射光從模塊表面反射到探測(cè)器的光。此反射光信號(hào)相當(dāng)弱， 環(huán)境光的波動(dòng)足以影響探測(cè)器檢測(cè)靈敏度，如不增加復(fù)雜的交流信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，調(diào)整只能在環(huán)境光弱的情況下進(jìn)行。美國(guó)專利US6320325B1 (簡(jiǎn)稱美,325)公 布了有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示屏的亮度控制方法，OLED顯示采用在同一基 板上制作多個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，因而不同器件在同一平面上，且緊靠在一 起(微米級(jí))，可以應(yīng)用器件間的光耦合或垂直光耦合到一個(gè)探測(cè)器來(lái)控制光亮 度。無(wú)機(jī)發(fā)光二極管(LED)模塊由于由多個(gè)獨(dú)立器件封裝在一起組成，器件間 距大(毫米級(jí))，且常不在同一平面上(紅光芯片厚度為綠光芯片的兩倍)，光 的側(cè)向耦合效率要低得多，因此對(duì)無(wú)機(jī)發(fā)光二極管模塊中器件亮度進(jìn)行內(nèi)部測(cè) 量并通過其外圍補(bǔ)償電路處理將有利于解決發(fā)光二極管模塊的光衰補(bǔ)償問題。發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本發(fā)明旨在提出利用發(fā)光二極管模組內(nèi)的發(fā)光二極管或 發(fā)光芯片作為光亮度探測(cè)器對(duì)模組內(nèi)部的其他發(fā)光二極管或發(fā)光芯片進(jìn)行亮度 測(cè)量，以測(cè)量的光亮度衰減信號(hào)通過探測(cè)補(bǔ)償電路對(duì)發(fā)光二極管模組進(jìn)行光衰 補(bǔ)償?shù)囊环N發(fā)光二極管模組及其亮度測(cè)量方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種發(fā)光二極管模組及其亮度測(cè)量方法，模組中的 LED模塊由若干個(gè)發(fā)光二極管芯片和/或二極管單燈封裝而成，其特征在于模 塊中有一個(gè)或一個(gè)以上的發(fā)光二極管芯片或二極管單燈作為光亮度探測(cè)器，光 亮度探測(cè)器也作為電致發(fā)光器件，但同一器件電致發(fā)光與光亮度探測(cè)不同時(shí)發(fā) 生；作為獨(dú)立控制元件的光亮度探測(cè)器時(shí)，與模塊中被檢測(cè)的用于非光亮度探 測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管芯片至少有一端不直接連接；在LED模塊中， 作為光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管芯片的管腳兩端連接上電流表或電流探測(cè)電路；給非光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管芯片通電，非光 亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管或二極管芯片的輻射光被光亮度探測(cè)器所吸收，在電 流表或電流探測(cè)電路中產(chǎn)生光電流，此光電流值正比于所接收到的輻射光強(qiáng)度。LED模塊中，發(fā)光二極管芯片含AlGalnN或AlGalnP材料；與非光亮度探測(cè) 器的發(fā)光二極管或二極管芯片的發(fā)光波長(zhǎng)相比，光亮度探測(cè)器的發(fā)光波長(zhǎng)較長(zhǎng) 或與其相近。相對(duì)于背景技術(shù)所述的發(fā)光二極管模塊亮度檢測(cè)方法而言，本發(fā)明利用模 塊本身中的發(fā)光二極管或發(fā)光芯片作為光亮度探測(cè)器元件，則在不增加如背景 技術(shù)所言的硅探測(cè)器即可對(duì)發(fā)光二極管模塊進(jìn)行亮度測(cè)量；其主要的效果有四 個(gè)方面l.本發(fā)明主要應(yīng)用目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管模塊亮度衰減的補(bǔ)償。如 背景技術(shù)部分所述，由于構(gòu)成LED材料的穩(wěn)定性不同，紅光發(fā)光二極管光衰極 小，特別是發(fā)光模塊經(jīng)過72小時(shí)燒機(jī)后，紅光衰減可以忽略。因此，亮度補(bǔ)償 發(fā)光二極管模塊衰減的關(guān)鍵在于補(bǔ)償藍(lán)光和綠光發(fā)光二極管的亮度衰減，要補(bǔ) 償首先要知道亮度衰減量，不同于美085提出在每一發(fā)光二極管模塊中加裝一 個(gè)探測(cè)器件來(lái)監(jiān)測(cè)每一個(gè)發(fā)光二極管的亮度，本發(fā)明利用模塊自身的紅光發(fā)光 二極管作為光亮度監(jiān)測(cè)器件來(lái)監(jiān)測(cè)綠光發(fā)光二極管的亮度。用綠光發(fā)光二極管 作為監(jiān)測(cè)器件來(lái)監(jiān)測(cè)藍(lán)光發(fā)光二極管的亮度。紅光發(fā)光二極管也可以用于監(jiān)測(cè) 藍(lán)光發(fā)光二極管的亮度，但其信號(hào)強(qiáng)度要低得多。本發(fā)明在不另加任何探測(cè)器 的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)藍(lán)/綠發(fā)光二極管亮度的監(jiān)測(cè)。 2.本發(fā)明可取得好的監(jiān) 測(cè)信號(hào)。發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)決定了它作為探測(cè)器有很好的收光效率。發(fā)光二極管 具有非常高的出光效率，也意味著很好的收光效率，特別是藍(lán)/綠發(fā)光二極管， 具有對(duì)可見光透明的藍(lán)寶石或炭化硅襯底，光接收能力更強(qiáng)；硅探測(cè)器只能工 作在正面接受光模式接受到從模塊表面反射到探測(cè)器的光；因此，發(fā)光二極管用作探測(cè)器比硅探測(cè)器要優(yōu)越得多，用發(fā)光二極管探測(cè)的另一探測(cè)信號(hào)優(yōu)勢(shì)在 于用于探測(cè)的發(fā)光二極管的光學(xué)吸收邊與被檢測(cè)的發(fā)光二極管光子發(fā)射能量接 近，在光電量子轉(zhuǎn)換效率相似的條件下，光子量子損耗小，信號(hào)強(qiáng)度高，因?yàn)榫G光LED吸收邊比紅光LED更接近藍(lán)光的光子能量，用綠光發(fā)光二極管監(jiān)測(cè)藍(lán) 光亮度較用紅光發(fā)光二極管好得多。 3 .本發(fā)明的探測(cè)信號(hào)受環(huán)境光影響較 小。環(huán)境光包括太陽(yáng)光及周圍模塊的散射光。由于發(fā)光二極管不是設(shè)計(jì)來(lái)接受 光信號(hào)，探測(cè)信號(hào)在非直射光環(huán)境中非常低，只有在探測(cè)發(fā)光二極管距離被檢 測(cè)發(fā)光二極管很近時(shí)才有穩(wěn)定的檢測(cè)信號(hào)，這樣，周圍模塊的散射光對(duì)探測(cè)發(fā) 光二極管影響很小；另一方面，用綠光發(fā)光二極管監(jiān)測(cè)藍(lán)光發(fā)光二極管亮度時(shí)， 由于綠光二極管只能接受能量大于其吸收邊(530nm)的光，也就是只能探測(cè)綠色致藍(lán)色的光輻射；太陽(yáng)光主要為紅外到紅色光譜，短波部分受大氣散射和臭氧 吸收，強(qiáng)度不高；因此，綠光發(fā)光二極管光探測(cè)信號(hào)受太陽(yáng)光影響小，相比之 下，硅探測(cè)器對(duì)太陽(yáng)光有很強(qiáng)的檢測(cè)信號(hào)。4.在較低成本的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā) 光二極管模塊衰減的補(bǔ)償。由于不增加探測(cè)器，封裝成本與原來(lái)相同，探測(cè)補(bǔ) 償電路有所增加成本，但由于此方法受環(huán)境光影響小，探測(cè)補(bǔ)償電路較使用硅 探測(cè)器可大大簡(jiǎn)化，成本較使用硅探測(cè)器要低很多。


圖1為本發(fā)明模組用于發(fā)光二極管顯示的RGB發(fā)光二極管模塊的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖2為圖1發(fā)光二極管模塊中器件以及對(duì)應(yīng)光線的截面示范圖；圖3為圖1應(yīng)用本發(fā)明方法監(jiān)測(cè)藍(lán)光發(fā)光二極管亮度隨發(fā)光二極管工作電流變化關(guān)系、同時(shí)顯示出傳統(tǒng)用外接硅探測(cè)器的測(cè)量結(jié)果圖。圖4為本發(fā)明模組由四個(gè)紅色LED組成的模塊結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖5用本發(fā)明方法檢測(cè)相似顏色發(fā)光二極管的實(shí)例，圖5為圖4中紅光發(fā)光二極管發(fā)光，另一顆紅光發(fā)光二極管作為探測(cè)器檢測(cè)到的光電流信號(hào)。圖6為本發(fā)明模組用發(fā)光二極管顯示的RRGB發(fā)光二極管模塊的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。 圖7為兩個(gè)分立LED時(shí)使用本發(fā)明方法檢測(cè)示意圖；圖8用本發(fā)明方法檢測(cè)分立LED的實(shí)例結(jié)果，藍(lán)光發(fā)光二極管發(fā)光，另一顆綠 光發(fā)光二極管作為探測(cè)器檢測(cè)到的光電流信號(hào)；圖9為應(yīng)用本發(fā)明方法，用分立的綠光LED探測(cè)另一個(gè)分立的藍(lán)光LED發(fā)光信 號(hào)，信號(hào)強(qiáng)度與兩個(gè)器件間距的關(guān)系。圖10為用本發(fā)明方法通過檢測(cè)從屏表面反射的光信號(hào)的設(shè)置原理簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 實(shí)施例一圖1為一個(gè)用于發(fā)光二極管顯示的RGB發(fā)光二極管模塊100的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 此模塊包括一個(gè)紅光發(fā)光二極管101， 一個(gè)綠光發(fā)光二極管102和一個(gè)藍(lán)光發(fā)光 二極管103，發(fā)光二極管尺度約0.2X0. 2至0.4X0. 4rnm2，芯片間距約O. l至1 mm。每個(gè)發(fā)光二極管的亮度隨電流增加。圖2為發(fā)光二極管模塊沿圖1中104 線器件及光線的截面圖，圖2中藍(lán)光LED103發(fā)光，通過綠光LED102作為光亮 度探測(cè)器探測(cè)，藍(lán)光正面光105全部由正面輻射，部分側(cè)面光106經(jīng)過模塊反 射后由正面輻射，但靠綠光發(fā)光二極管一側(cè)的光107被綠光吸收，在綠光LED102 中產(chǎn)生光電流。藍(lán)光輻射光105及106被模塊正上方的硅探測(cè)器108接受，產(chǎn)生外部監(jiān)測(cè)電流信號(hào)。光電流信號(hào)的主要檢測(cè)方法為探測(cè)器短路電流(簡(jiǎn)稱光 電流)法，本發(fā)明選用探測(cè)方法是直接將微安電流表連到探測(cè)器兩端，探測(cè)到 的電流即為光電流，也可以在探測(cè)器兩端連接一個(gè)電阻(如1000歐姆)，相應(yīng)的電阻兩端的電壓除以電阻即為光電流。圖3為藍(lán)光發(fā)光二極管103亮度隨發(fā)光二極管工作電流變化關(guān)系以及按照本發(fā)明方法以綠光發(fā)光二極管為探測(cè)器得到的光電流信號(hào)。橫軸為藍(lán)光發(fā)光二極管工作電流，右側(cè)縱軸為硅探測(cè)器108 的光監(jiān)測(cè)電流，左側(cè)縱軸為綠光發(fā)光二極管102用做探測(cè)器測(cè)到的側(cè)向光107 的光檢測(cè)電流信號(hào)，其中實(shí)方點(diǎn)為通過硅探測(cè)器108直接探測(cè)藍(lán)光發(fā)光二極管 103正面發(fā)光105、 106的光電流信號(hào)，實(shí)線為綠光發(fā)光二極管用做探測(cè)器測(cè)到 的側(cè)向光107的光電流信號(hào)。用綠光探測(cè)藍(lán)光亮度，在藍(lán)光芯片靠綠光芯片近 時(shí)，探測(cè)光電流較硅探測(cè)器高一個(gè)數(shù)量級(jí)，兩個(gè)信號(hào)具有很好的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系， 因此可以用綠光發(fā)光二極管用做探測(cè)器監(jiān)測(cè)藍(lán)光發(fā)光二極管的亮度，光電探測(cè) 是能量大于半導(dǎo)體材料吸收能量的光子被半導(dǎo)體材料吸收產(chǎn)生電子的過程，--個(gè)被吸收光子最多產(chǎn)生一個(gè)電子，被吸收光子能量大于半導(dǎo)體材料吸收能量部 分變成熱能損失掉了 。通常半導(dǎo)體材料吸收能量越接近光子能量吸收效率越高， 這是為何綠光LED探測(cè)藍(lán)光時(shí)光電流較硅探測(cè)器高的原因，盡管綠光LED不具 備典型探測(cè)器結(jié)構(gòu)，但按照本發(fā)明的方法，效果不亞于使用標(biāo)準(zhǔn)光探測(cè)器，根 據(jù)相似的原理，也可以用紅光LED探測(cè)藍(lán)光或綠光LED的發(fā)光強(qiáng)度，但是由于 本實(shí)施例采用的紅光LED為非透明襯底結(jié)構(gòu)，收光面高于藍(lán)光或綠光LED約 lOOum，同時(shí)考慮到吸收與發(fā)射能量的差別，紅光信號(hào)要弱得多。實(shí)施例二本發(fā)明也可以應(yīng)用于相似顏色的發(fā)光二極管模塊。圖4為一個(gè)有四個(gè)紅色 LED201 (20卜a、 201-b、 201_c和201-d)封裝成的模塊200的結(jié)構(gòu)示意圖，可以使用任何一顆不發(fā)光的LED作為光亮度探測(cè)器來(lái)探測(cè)其他發(fā)光LED的光強(qiáng)；圖5為圖4中紅光發(fā)光二極管201-a發(fā)光，另一顆紅光發(fā)光二極管201-b作為 探測(cè)器檢測(cè)到的光電流信號(hào)。橫軸為紅光發(fā)光二極管201-a工作電流，縱軸為 另一顆紅光發(fā)光二極管201-b作為探測(cè)器檢測(cè)到的光電流信號(hào)。圖5中的實(shí)線 為在室內(nèi)白天環(huán)境探測(cè)到的信號(hào)，虛線為在室內(nèi)白天環(huán)境開臺(tái)燈時(shí)的信號(hào)，由 圖中可見，環(huán)境光的作用相當(dāng)于在原有LED光電流信號(hào)的基礎(chǔ)上，疊加了一個(gè) 環(huán)境光產(chǎn)生的光電流。此現(xiàn)象可以簡(jiǎn)化LED亮度校正，只要環(huán)境光相對(duì)穩(wěn)定， 可以在亮度校正時(shí)將環(huán)境光光電流看作一個(gè)直流背景電流，此方法只有在信號(hào) 光電流與環(huán)境光電流相差不大時(shí)可以使用，如信號(hào)光電流與環(huán)境光電流相差大 時(shí)誤差會(huì)很大。實(shí)施例三用于顯示的發(fā)光二極管模塊也常采用RRGB (紅紅綠藍(lán))結(jié)構(gòu)，如圖6為一個(gè) 用于發(fā)光二極管顯示的RRGB發(fā)光二極管模塊300的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；此模塊包括兩個(gè) 紅光發(fā)光二極管301a、 301b， 一個(gè)綠光發(fā)光二極管302和一個(gè)藍(lán)光發(fā)光二極管 303。發(fā)光二極管尺度約O. 2X0. 2至0.4X0.4咖2，芯片間距約0. 1至1 mm， 每個(gè)發(fā)光二極管的亮度隨電流增加。RRGB結(jié)構(gòu)在顯示時(shí)可以共享G綠、B藍(lán)發(fā) 光二極管使得顯示屏在只增加一個(gè)紅光LED的情況下實(shí)現(xiàn)4倍的分辨率。RRGB 發(fā)光二極管模塊的每一個(gè)器件的亮度都可以按本發(fā)明的方法監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償。具體 方法是藍(lán)光LED303的亮度可以通過綠光LED302檢測(cè)，綠光LED302的亮度可 以通過紅光LED301a、 301b檢測(cè)；紅光LED301a的亮度可以通過紅光LED301b 檢測(cè)，同樣紅光LED301b的亮度可以通過紅光LED301a檢測(cè)。除了封裝在一個(gè)模塊內(nèi)的器件可以相互檢測(cè)亮度，分立器件如靠得很近， 也可以用本發(fā)明的方法檢測(cè)器件亮度。圖7為兩個(gè)分立LED時(shí)使用本發(fā)明方法示意圖。藍(lán)光芯片403和綠光芯片402分別裝在有反射杯鐵支架404上。兩個(gè) 器件分別被用環(huán)氧樹脂405密封形成兩個(gè)獨(dú)立的LED燈；燈的尺寸為4. 25皿X 1.53mm平頭結(jié)構(gòu)，這種形式的RGB LED燈目前用于亞表貼顯示屏。按照本發(fā)明， 可以用綠光402芯片來(lái)檢測(cè)藍(lán)光403的亮度變化。圖7中兩個(gè)分立藍(lán)綠LED并 排放置，藍(lán)光芯片距離綠光芯片約2mm。在兩個(gè)LED頂上放置一個(gè)硅探測(cè)器408 來(lái)按常規(guī)方法，檢測(cè)LED頂部發(fā)光的光強(qiáng)度。圖8為藍(lán)光發(fā)光二極管403亮度 隨藍(lán)光發(fā)光二極管工作電流變化關(guān)系，橫軸為藍(lán)光發(fā)光二極管工作電流，左側(cè) 縱軸為硅探測(cè)器408的光監(jiān)測(cè)電流，右側(cè)縱軸為綠光發(fā)光二極管402用做探測(cè) 器測(cè)到的光檢測(cè)電流信號(hào)，其中實(shí)線為通過硅探測(cè)器408直接探測(cè)藍(lán)光發(fā)光二 極管403正面發(fā)光的光電流信號(hào)，實(shí)菱形點(diǎn)為綠光發(fā)光二極管用做探測(cè)器測(cè)到 的光電流信號(hào)，由于綠光探測(cè)器件靠藍(lán)光發(fā)光芯片遠(yuǎn)，探測(cè)光電流較硅探測(cè)器 低一個(gè)數(shù)量級(jí)，兩個(gè)信號(hào)具有很好的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此可以用綠光發(fā)光二極 管用做探測(cè)器監(jiān)測(cè)藍(lán)光發(fā)光二極管的亮度。用本專利方法探測(cè)光強(qiáng)的效果，與 探測(cè)與被探測(cè)器件的距離關(guān)系密切。按照?qǐng)D7的設(shè)置，用綠光LED探測(cè)藍(lán)光LED 發(fā)光信號(hào)，信號(hào)強(qiáng)度與兩個(gè)器件間距的關(guān)系如圖9所示，可以看到在距離3. 5mm 時(shí)光電流信號(hào)減少到兩器件貼在一起(距離1.53mm)時(shí)的十分之一，探測(cè)信號(hào) 與間距很敏感。根據(jù)相似的原理，我們也可以用分立的紅光LED探測(cè)分立的藍(lán) 光或綠光LED的發(fā)光強(qiáng)度。實(shí)施例四室外發(fā)光二極管顯示屏通常將發(fā)光二極管嵌埋在不透明的黑色硅橡膠中， 這種情況無(wú)法側(cè)向檢測(cè)LED發(fā)光強(qiáng)度，可以通過檢測(cè)從屏表面反射的光信號(hào)。 圖10為這種檢測(cè)方法的設(shè)置簡(jiǎn)圖。藍(lán)光發(fā)光二極管單燈501a和綠光發(fā)光二極 管單燈501b分別被焊接在印刷線路板502上，并被鑲嵌在硅橡膠503中。由于硅橡膠不透光，圖io設(shè)置無(wú)法通過側(cè)光檢測(cè)，只能在發(fā)光二極管模組表面加 一個(gè)反射結(jié)構(gòu)504;由藍(lán)光LED501a發(fā)射的光505a， b， c均無(wú)法反射到綠光 LED501b;發(fā)射光506經(jīng)過反射結(jié)構(gòu)504反射后可以被綠光LED501b接收，產(chǎn)生 探測(cè)光電流；為了提高檢測(cè)強(qiáng)度，反射結(jié)構(gòu)在藍(lán)光LED501a與綠光LED501b中 間加了一個(gè)反射鏡508。上述各實(shí)施例揭示了用本發(fā)明的測(cè)量方法對(duì)發(fā)光二極管模塊內(nèi)芯片亮度進(jìn) 行檢測(cè)的方法，根據(jù)光亮度探測(cè)器所產(chǎn)生的光電流，測(cè)得的光電流越大，表明 被測(cè)LED的光亮度衰減越大，可通過其外部連接的探測(cè)補(bǔ)償電路對(duì)被測(cè)LED進(jìn) 行光亮度衰減補(bǔ)償；據(jù)本發(fā)明的精神，從事發(fā)光二極管光電行業(yè)的普通工程技 術(shù)人員可以衍生出其他應(yīng)用實(shí)例。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管模組，模組中的LED模塊由若干個(gè)發(fā)光二極管芯片和/或二極管單燈封裝而成，其特征在于模塊中有一個(gè)或一個(gè)以上的發(fā)光二極管芯片或二極管單燈作為光亮度探測(cè)器，光亮度探測(cè)器也作為電致發(fā)光器件，但同一器件電致發(fā)光與光亮度探測(cè)不同時(shí)發(fā)生；作為獨(dú)立控制元件的光亮度探測(cè)器時(shí)，與模塊中被檢測(cè)的用于非光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管芯片至少有一端不直接連接。
2. —種發(fā)光二極管模組亮度測(cè)量方法，其特征在于① 在LED模塊中，作為光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管芯片的管腳 兩端連接上電流表或電流探測(cè)電路；② 給非光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管芯片通電，非光亮度探測(cè)器 的發(fā)光二極管或二極管芯片的輻射光被光亮度探測(cè)器所吸收，在電流表或 電流探測(cè)電路中產(chǎn)生光電流，此光電流值正比于所接收到的輻射光強(qiáng)度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)光二極管模組，其特征在于LED模塊中,發(fā)光 二極管芯片含AlGalnN或AlGalnP材料；與非光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管或 二極管芯片的發(fā)光波長(zhǎng)相比，作為光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管 芯片的發(fā)光波長(zhǎng)較長(zhǎng)或與其相近。
全文摘要
一種發(fā)光二極管模組及其亮度測(cè)量方法，組成模級(jí)的LED模塊中有一個(gè)或一個(gè)以上的發(fā)光二極管芯片或二極管單燈作為光亮度探測(cè)器和電致發(fā)光器件，但同一器件電致發(fā)光與光亮度探測(cè)不同時(shí)發(fā)生；作為光亮度探測(cè)器時(shí)，與模塊中被檢測(cè)的用于非光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管芯片至少有一端不直接連接；光亮度探測(cè)器兩端連接上電流表或電流探測(cè)電路；給非光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管單燈或二極管芯片通電，非光亮度探測(cè)器的發(fā)光二極管或二極管芯片的輻射光被光亮度探測(cè)器所吸收，電流表或電流探測(cè)電路中產(chǎn)生光電流，此光電流值正比于所接收到的輻射光強(qiáng)度；因此在不增加額外探測(cè)器即可實(shí)現(xiàn)光電流檢測(cè)而測(cè)得光強(qiáng)，利于解決模組LED的光衰補(bǔ)償。
文檔編號(hào)F21V19/00GK101324323SQ200710014939
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者玲 林 申請(qǐng)人:玲 林