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1、(10)申请公布号 CN 103974506 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103974506 A (21)申请号 201410044257.7 (22)申请日 2014.01.30 13/759,735 2013.02.05 US 13/957,139 2013.08.01 US H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 晶元光电股份有限公司 地址 中国台湾新竹市 (72)发明人 王健源 谢明勋 陈宗熙 刘欣茂 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 史新宏 (54) 发明名称 具温度补偿元件的发光装置 (57) 摘要 本发明提供一。
2、种具温度补偿元件的发光装 置， 该发光装置包含 ： 一第一发光二极管群组 ； 一 第二发光二极管群组， 并联连接至第一发光二极 管群组 ； 一温度补偿元件， 串联连接至第二发光 二极管群组 ； 及一第一开关元件， 连接在第二发 光二极管群组及温度补偿元件间。通过控制温度 补偿元件的电阻， 以减少第二发光二极管群组的 光输出功率因其热冷系数在温度上升时所产生的 衰减， 达到温度补偿的功能。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 11 页 附图 20 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书11页 附图20页 (10)。
3、申请公布号 CN 103974506 A CN 103974506 A 1/1 页 2 1. 一发光装置， 包含 ： 一第一发光二极管群组 ； 一第二发光二极管群组， 并联连接至该第一发光二极管群组 ； 一温度补偿元件， 串联连接至该第二发光二极管群组 ； 及 一第一开关元件， 连接在该第二发光二极管群组及该温度补偿元件。 2. 如权利要求 1 所述的发光装置， 其中， 该温度补偿元件包含一具有负温度系数的热 敏电阻。 3. 如权利要求 1 所述的发光装置， 其中， 该第一发光二极管群组被配置以发出具有 一波峰值为 450nm 490nm 的光且该第二发光二极管群组被配置以发出具有一波峰值为 。
4、600nm 650nm 的光， 或该第二发光二极管群组具有一小于该第一发光二极管群组的热冷 系数。 4. 如权利要求 1 所述的发光装置， 还包含一电压调制装置， 电连接至该温度补偿元件 及该第一开关元件。 5. 如权利要求 1 所述的发光装置， 还包含一载板， 其中该第一发光二极管群组、 该第二 发光二极管群组及该温度补偿元件形成在该载板上。 6. 如权利要求 1 所述的发光装置， 还包含一电阻电连接至该第一发光二极管群组， 其 中， 该温度补偿元件具有一第一电阻温度系数及该电阻具有一第二电阻温度系数 ； 该第一 电阻温度系数的绝对值比该第二电阻温度系数的绝对值大十倍以上。 7. 如权利要求。
5、 1 所述的发光装置， 还包含一电阻、 一第二开关元件及一电压调制装置， 其中该电压调制装置电连接至该电阻及该第二开关元件。 8. 如权利要求 1 所述的发光装置， 其中， 该发光装置操作在一定电压。 9. 如权利要求 1 所述的发光装置， 其中， 一流经该第二发光二极管群组的电流实质上 等于一流经该温度补偿元件的电流。 10. 如权利要求 1 所述的发光装置， 其中， 一第一电压在一第一温度施加于该第一开关 元件及一第二电压在一第二温度施加于该第一开关元件， 其中， 该第一温度大于该第二温 度且该第一电压大于该第二电压。 权 利 要 求 书 CN 103974506 A 2 1/11 页 3。
6、 具温度补偿元件的发光装置 技术领域 0001 本发明涉及一种发光装置， 尤其包含一开关元件连接在温度补偿元件及一发光二 极管群组之间。 背景技术 0002 白炽灯因热而发光。相反地， 发光二极管 （light-emitting diode， LED） 的发光机 制为电子与电洞的结合， 因此发光二极管被称为冷光源。 0003 此外， 发光二极管具有高耐久性、 寿命长、 轻巧、 耗电量低等优点， 因此现今的照明 市场对于发光二极管寄予厚望， 将其视为新一代的照明工具， 已逐渐取代传统光源， 并且应 用于各种领域， 如交通号志、 背光模块、 路灯照明、 医疗设备等。 0004 在照明领域的应用上，。
7、 一般需使发光二极管产生近日光 （白光） 的光谱以配合人眼 视觉习惯。 前述白光应用可由红、 蓝、 绿三原色发光二极管， 藉由电路设计调配操作电流， 依 不同比例混成白光。由于电路模块成本高且电路设计复杂， 目前此应用并不普遍。另外可 藉由紫外光谱发光二极管 （UV-LED） 激发红、 绿、 蓝色萤光粉使发出红光、 绿光、 蓝光， 再混成 白光。但因目前 UV-LED 的发光效率仍待改善， 在产品应用上尚未普遍。 0005 然而， 当电流输入发光二极管时， 除了电能 - 光能的转换机制外， 还有一部分的 电能会转变成热能， 进而造成诸多光电特性的改变。图 1 显示当发光二极管的接面温度 （ju。
8、nction temperature ； Tj） 由 20上升至 80时， 蓝光与红光发光二极管的光电特性的 曲线图 ； 其中， 纵轴显示当发光装置在各接面温度时的光电特征值与接面温度为 20时的 相对值， 例如图中所示包括光输出功率 （Po ； 菱形符号） 、 波长偏移量 （Wd ； 三角形符号） 、 及 顺向电压值 （Vf ； 正方形符号） ； 图中的实线代表蓝光发光二极管的特征曲线， 虚线则代表红 光发光二极管的特征曲线。当接面温度由 20升高至 80时， 蓝光发光二极管的光输出功 率下降约 12%， 亦即其热冷系数 （Hot/Cold Factor） 约为 0.88 ； 对于红光发光二。
9、极管的光输 出功率则下降约 37%， 亦即其热冷系数约为 0.63。 此外， 在波长的偏移方面， 蓝光与红光发 光二极管并无太大差别， 仅随 Tj 变化而些微变化 ； 在顺向电压的变化方面， 当 Tj 由 20升 高至 80时， 蓝光与红光发光二极管则各下降约 7 8% 的幅度， 亦即， 在定电流操作下， 蓝 光与红光发光二极管的等效电阻下降约 7 8% 的幅度。综上所述， 因为红光及蓝光发光二 极管的光电特性对温度的依存度不同， 从操作初始至到达稳定状态的这段期间红 / 蓝光输 出功率比例变动的不良现象便会发生。 当发光装置由红光及蓝光发光二极管所组成的暖白 光发光装置应用在照明领域上时， 。
10、亦因红光及及蓝光发光二极管的热冷系数不同， 使照明 系统于点亮初始至稳定时出现光的颜色不稳定， 造成使用上的不便。 发明内容 0006 因此， 本发明涉及一中发光装置。 0007 发光装置， 包含 ： 一第一发光二极管群组 ； 一第二发光二极管群组， 并联连接至第 一发光二极管群组 ； 一温度补偿元件， 串联连接至第二发光二极管群组 ； 及一第一开关元 说 明 书 CN 103974506 A 3 2/11 页 4 件， 连接在第二发光二极管群组及温度补偿元件间。 0008 为让本发明的上述和其他目的、 特征和优点能更明显易懂， 下文特举优选实施例， 并配合附图， 作详细说明如下 附图说明 0。
11、009 图 1 为接面温度对发光装置的光电特性的影响曲线图。 0010 图 2A 为本发明的第一实施例中发光装置的示意图。 0011 图 2B 为本发明的第二实施例中发光装置的示意图。 0012 图 3 为本发明的第三实施例中发光装置的示意图。 0013 图 4 为本发明的第四实施例中发光装置的示意图。 0014 图 5 为本发明的第五实施例中发光装置的示意图。 0015 图 6 为本发明的第六实施例中发光装置的示意图。 0016 图 6A 为本发明的另一实施例中发光装置的示意图。 0017 图 6B 为本发明的另一实施例中发光装置的示意图。 0018 图 7 为上述实施例中发光装置的发光二极。
12、管群组的结构示意图。 0019 图 8 为本发明的第五实施例或第六实施例中发光装置的结构示意图。 0020 图 9 为本发明的第七实施例中发光装置的示意图。 0021 图10A图10D为本发明的第七实施例中发光装置于不同温度操作下的示意图。 0022 图 11A 图 11D 为本发明的第八实施例中发光装置的示意图。 0023 图 12A、 图 12B 为本发明的第九实施例中发光装置的示意图。 0024 图 13 为本发明的第十实施例中发光装置的示意图。 0025 图 14 为本发明的第十一实施例中发光装置的示意图。 0026 【符号说明】 0027 200、 400、 600、 601、 60。
13、2、 800、 900 发光装置 0028 202、 502、 802 第一发光二极管群组 0029 204、 503、 804 第二发光二极管群组 0030 206、 405、 506、 605 热敏电阻 0031 208、 408、 507、 508、 808、 810、 902、 904、 906 发光二极管单元 0032 206 第一电阻 0033 207 第二电阻 0034 201 第一机构件 0035 402、 700 发光二极管群组 0036 501 载板 0037 504 第三发光二极管群组 0038 509 电极 0039 510 第一发光二极管模块 0040 511 电压调。
14、制装置 0041 520 第二发光二极管模块 0042 607、 608 开关元件 说 明 书 CN 103974506 A 4 3/11 页 5 0043 609 电阻 0044 711 沟渠 0045 720 n 型接触层 0046 730 n 型束缚层 0047 740 活性层 0048 750 p 型束缚层 0049 760 p 型接触层 0050 770 连接导线 0051 780 绝缘层 0052 82、 82、 82、 92 温度补偿元件 0053 821 电阻组件 0054 8211、 923 电阻 0055 8212、 921 形状记忆合金 0056 830 开关电路 005。
15、7 831 温度检测电路 0058 832 温度感测单元 0059 840 电流检测电路 0060 841 电流检测单元 0061 9211 接点 0062 922 导电弹簧 具体实施方式 0063 以下实施例将伴随着附图说明本发明的概念， 在附图或说明中， 相似或相同的部 分使用相同的标号， 并且在附图中， 元件的形状或厚度可扩大或缩小。需特别注意的是， 图 中未绘示或描述的元件， 可以是本领域技术人员所知的形式。 0064 图2A显示本发明的发光装置的第一实施例电路示意图， 发光装置200包含一第一 发光二极管群组 202、 一第二发光二极管群组 204、 以及一温度补偿元件。温度补偿元件。
16、包 含一第一电阻， 例如具有正温度系数的热敏电阻206。 第一发光二极管群组202包含一具第 一数量彼此串联的发光二极管单元 208， 第二发光二极管群组 204 包含一具第二数量彼此 串联的发光二极管单元208， 且第一发光二极管群组202与第二发光二极管群组204电性串 联 ； 其中， 第一发光二极管群组202及第二发光二极管群组204中的发光二极管单元208具 有一热冷系数不大于 0.9、 或优选地不大于 0.85、 或更佳地不大于 0.8， 并且包含可发出波 长范围位于可见光或不可见光范围的发光二极管， 例如包含红光、 蓝光、 或紫外光波长范围 的发光二极管， 或由 AlGaInP 系。
17、列材料或 GaN 系列材料为主的发光二极管。热冷系数是指 发光二极管于一第一温度 （例如 ： T=80） 的光输出功率与发光二极管于一第二温度 （例如 ： T=20） 的光输出功率的比值。第二温度小于第一温度。光输出功率被标准化且发光二极 管 在 T=20的光输出功率定为 100（或 1） 。 0065 本实施例中， 第二发光二极管群组204与热敏电阻206间为电性并联， 第一发光二 极管群组 202 具有一等效内建电阻值 R1， 第二发光二极管群组 204 具有一等效内建电阻值 说 明 书 CN 103974506 A 5 4/11 页 6 R2， 及热敏电阻 206 具有一电阻值 RPTC。
18、， 其中 R1及 R2约随温度上升而减小。如图 1 所示， 当 发光二极管单元 208 为红光或蓝光发光二极管时， 且 T 由 20上升至 80， R1及 R2各自约 减少 7 8%。具有正温度系数的热敏电阻 206 的电阻值 RPTC与温度有一关系式， 亦即， 当温 度上升时， RPTC会以一线性或非线性关系上升。在发光装置 200 的操作期间， 一约介于 20 1000 毫安培 （mA） 的电流 I1， 流过第一发光二极管群组 202， 且分流为流经第二发光二极管 群组 204 的电流 I2以及流经热敏电阻 206 的电流 I3， 其中 I1=I2+I3。此外， 第二发光二极管 群组204。
19、二端的电位差等于热敏电阻206二端的电位差， 即I3*RPTC=I2*R2， 因此， 从以上二关 系式可得知， 流经第二发光二极管群组 204 的电流 I2约与 RPTC/（R2+RPTC） 呈正相关， 即 I2分 别与 RPTC呈正相关且与 R2呈负相关。本实施例中， 在操作时， 发光装置 200 的温度会上升。 例如 ： 当温度由 20的起始操作温度 （第二温度） 上升至 80的稳定温度 （第一温度） 时， 热 敏电阻 206 的电阻值 RPTC因温度上升而随之上升， 而第二发光二极管群组 204 的电阻值 R2 因温度上升而随之减小， 因此， 在固定电流 （I1为固定值） 的情形下， 通。
20、过第二发光二极管群 组 204 的电流 I2因而增加， 且第二发光二极管群组 204 的光输出功率亦随 I2增加而提高。 换句话说， 第二发光二极管群组 204 的光输出功率可利用 RPTC加以控制， 以减少第二发光二 极管群组 204 的光输出功率因其热冷系数在温度上升时所产生的衰减， 达到温度补偿的功 能。 此外， 通过调整第一及第二发光二极管群组所具有的发光二极管单元数量， 或挑选适合 的温度系数的热敏电阻， 也可抵消或控制发光装置其热冷系数受温度上升所造成的光输出 功率的衰减。 须注意的是， 温度可为接面温度或环境温度， 且在稳态时接面温度等于环境温 度。 0066 在一实施例中， 第。
21、一发光二极管群组 202 可发出具有 450nm 490nm 波长的蓝光 且第二发光二极管群组 204 可发出具有 610nm 650nm 波长的红光。第一发光二极管群组 202中的发光二极管单元208包含大于0.85的热冷系数且第二发光二极管群组204中的发 光二极管单元 208 包含小于 0.85 的热冷系数。 0067 图 2B 显示本发明的发光装置的第二实施例电路示意图。第一发光二极管 群组 202可发出具有450nm490nm波长的蓝光且第二发光二极管群组204可发出具有610nm 650nm 波长的红光。温度补偿元件包含一第一电阻 206 及一第二电阻 207。在本实施例中， 第一。
22、电阻 206 与第二发光二极管群组 204 并联连接。第二电阻 207 与第一电阻 206 串联连 接且与第二发光二极管群组204并联连接。 在本实施例中， 第一电阻206， 例如热敏电阻， 具 有一第一电阻温度系数， 且第二电阻 207 具有一第二电阻温度系数。第一电阻温度系数的 绝对值比第二电阻温度系数的绝对值大十倍以上。此外， 第一电阻温度系数及第二电阻温 度系数皆为正值。在一实施例中， 第一电阻 206 具有一第一电阻值且第二电阻 207 具有一 第二电阻值。第一电阻值小于第二电阻值。根据实际的需求， 第一电阻值也可大于或等于 第二电阻值。 0068 须注意的是， 发光装置 200 在。
23、第一温度具有一第一色温且在第二温度具有一第二 色温。第二色温小于第一色温。当发光装置 200 的亮度大于 800 流明时， 第一色温与第二 色温的差值小于 300K。第一色温大于第二色温。第一温度与第二温度的差值大于 20。 0069 如图 3 所示， 本发明的第三实施例所公开的具有正温度系数的热敏电阻 206， 可同 时与第一发光二极管群组202以及第二发光二极管群组204电性并联。 因此， 发光装置300 的温度上升时， 通过第一发光二极管群组 202 以及第二发光二极管群组 204 的电流较起始 说 明 书 CN 103974506 A 6 5/11 页 7 温度时为高。 0070 图 。
24、4 为显示本发明的发光装置的第四实施例电路示意图， 发光装置 400 包含一发 光二极管群组 402 以及一具有负温度系数的热敏电阻 405。发光二极管群组 402 包含彼此 串联的多个发光二极管单元 408， 发光二极管群组 402 包含可发出波长范围位于可见光或 不可见光范围的发光二极管， 例如包含红光、 蓝光、 或紫外光波长范围的发光二极管， 或由 AlGaInP 系列材料或 GaN 系列材料为主的发光二极管。 0071 本实施例中， 发光二极管群组402与热敏电阻405间为电性串联， 发光二极管群组 402 具有一等效内建电阻值 R1， 热敏电阻 406 具有一电阻值 RNTC； 其中。
25、 R1约随温度上升而减 小。 如图1所示， 当发光二极管单元408为红光或蓝光发光二极管时， T由20上升至80， R1约减少78%。 具有负温度系数的热敏电阻405的电阻值RNTC与温度有一关系式， 例如当 温度上升时， RNTC会以一线性或非线性关系下降。发光装置 400 于定电压操作时， 在输入值 Vin的定电压下， 流过发光二极管群组 402 的电流 I1约介于 20 1000 毫安培。依 据欧姆 定律， 电流I1与发光二极管群组402与热敏电阻405的总电阻成反比， 亦即I1=Vin/(R1+RNTC)。 换句话说， 通过发光二极管群组 402 的电流 I1与 RNTC及 R1呈负相。
26、关。本实施例中， 操作时， 发光装置 400 的温度会上升。例如 ： 当温度由 20的起始操作温度 （第二温度） 上升至 80 的稳定温度 （第一温度） 时， 热敏电阻 405 的电阻值 RNTC及发光二极管群组 402 的电阻值 R1 如前述均随温度上升而下降， 因此， I1随之上升， 使得发光二极管群组 402 的光输出功率随 I1上升而提高。换句话说， 发光二极管群组 402 的光输出功率可利用 RNTC加以控制， 以减少 发光二极管群组 402 的光输出功率因其热冷系数于温度上升时所产生的衰减， 达到温度补 偿的功能。此外， 通过调整发光二极管群组 402 所具有的发光二极管单元数量，。
27、 和 / 或挑选 适合的温度系数的热敏电阻， 也可减少发光装置因其热冷系数受温度上升所造成的光输出 功率衰减。 0072 图 5 为显示本发明的发光装置 500 的第五实施例电路示意图。发光装置 500 包含 一第一发光模块 510、 一与第一发光模块 510 并联连接的第二发光模块 520、 以及一与第二 发光模块 520 电性连接且具有正温度系数的热敏电阻 506。第一发光模块 510 包含一第一 发光二极管群组 502， 第二发光模块 520 包含一第二发光二极管群组 503 及一第三发光二 极管群组 504。第一发光二极管群组 502 包含一具第一数量彼此串联的第一发光二极管单 元 5。
28、07， 第二发光二极管群组 503 包含一具第二数量彼此串联的第二发光二极管单元 508， 第三发光二极管群组 504 包含一具第三数量彼此串联的第二发光二极管单元 508 ； 其中， 热 敏电阻 506 与第三发光二极管群组 504 电性并联， 并且与第二发光二极管群组 503 电性串 联。第一发光模块 510 或第一发光二极管单元 507 具有一热冷系数约大于 0.85 ； 第二发光 模块 520 或第二发光二极管单元 508 具有一热冷系数小于第一发光模块 510 或第一发光二 极管单元507， 例如热冷系数小于0.85， 或优选地小于0.8。 在本实施例中， 第一发光二极管 单元 50。
29、7 包含热冷系数约为 0.88 且可发出具有 450nm 490nm 波长的蓝光发光二极管 ； 第 二发光二极管单元 508 包含热冷系数约为 0.63 且可发出具有 610nm 650nm 波长的红光 发光二极管， 但并不以此为限， 也可包含其他可发出可见光波长或不可见光波长范围的发 光二极管， 例如绿光、 黄光、 或紫外光波长范围的发光二极管， 或由 AlGaInP 系列材料或 GaN 系列材料为主的发光二极管。 0073 本实施例中， 第三发光二极管群组504与热敏电阻506间为电性并联， 第二发光二 说 明 书 CN 103974506 A 7 6/11 页 8 极管群组 503 具有。
30、一等效内建电阻值 R1， 第三发光二极管群组 504 具有一等效内建电阻值 R2， 热敏电阻 506 具有一电阻值 RPTC， 其中 R1及 R2约随温度上升而减小。如图 1 所示， 当第 二发光二极管单元为红光或蓝光发光二极管时， R1及 R2各自约减少 7 8% ； 而具有正温度 系数的热敏电阻 506 其电阻值 RPTC与温度有一关系式， 例如当温度上升时， RPTC会以一线性 或非线性关系上升。在发光装置 500 的操作期间， 一电流 I0分流为流过第一发光模块 510 的 I1以及流过第二发光模块 520 的 I2。经过第二发光模块 520 的第三发光二极管群组 504 与热敏电阻 。
31、506 时， I2分流为流经第三发光二极管群组 504 的 I3以及流经热敏电阻 506 的 I4， 其中 I2=I3+I4。又， 第三发光二极管群组 504 二端的电位差等于热敏电阻 506 二端的电 位差， 即 I4*RPTC=I3*R2。因此， 从以上二关系式可得知， 流经第三发光二极管群组 504 的电流 I3与 RPTC/(R2+RPTC) 呈正相关， 即 I3分别与 RPTC呈正相关， 以及与 R2呈负相关。本实施例中， 在操作时， 发光装置 500 的温度会上升， 例如 ： 当温度由 20的起始操作温度 （第二温度） 上 升至80的稳定温度 （第一温度） 时， 热敏电阻506的电。
32、阻值RPTC因温度上升而随之上升， 且 第三发光二极管群组 504 的电阻值 R2因温度上升而随之减小， 因此， I3随温度上升而上升， 使得第三发光二极管群组 504 的光输出功率随 I3上升而提高。于本实施例中， 因为第一发 光模块 510 的热冷系数较第二发光模块 520 大， 因此第二发光模块 520 的光输出功率随温 度上升而衰退的幅度大于第一发光模块510， 造成第一发光模块510与第二发光模块520发 出的混合光色随温度上升而往第一发光模块 510 的光色偏移。然而藉由控制热敏电阻 506 的 RPTC， 可以减少第二发光模块 520 的光输出功率因其热冷系数于温度上升时所产生的。
33、衰 减， 达到温度补偿的功能。 此外， 通过调整第二及第三发光二极管群组所具有的发光二极管 单元数量， 或挑选适合的温度系数的热敏电阻， 也可抵消或控制第二发光模块因其热冷系 数受温度上升所造成的光输出功率的衰减。再者， 本实施例中所公开的热敏电阻 506 可同 时与第二发光二极管群组503以及第三发光二极管群组504电性并联， 因此， 当发光装置的 温度升高时， 通过第二发光二极管群组 503 以及第三发光二极管群组 504 的电流较起始温 度时为高。 0074 本发明的第六实施的发光装置 600 如图 6 所示。第六实施例与第五实施例的差异 在于第二发光模块520与一具有负温度系数的热敏电。
34、阻605串联连 接， 并且基于类似于第 四实施例及第五实施例， 达到本发明的温度补偿功用。 此外， 前述第五及第六实施例的第一 发光模块及第二发光模块并不限于并联连接， 也可以各自连接至一独立控制的电流源或电 压源， 仍属于本发明的一部分。 0075 图6A为显示本发明的发光装置601的另一实施例电路示意图。 发光装置601包含 一第一发光模块 510、 一第二发光模块 520、 一热敏电阻 605（温度补偿元件） 以及一开关元 件 607。在本实施例中， 第一发光模块 510 包含一第一发光二极管群组 502， 第二发光模块 520 包含一第二发光二极管群组 504。第一发光二极管单元 50。
35、2 可发出具有一波峰波长为 450nm490nm波长的蓝光 ； 第二发光二极管单元可发出具有一波峰波长为610nm650nm 波长的红光。 第二发光模块520的热冷系数小于第一发光模块510的热冷系数。 换句话说， 第二发光模块 520 的温度系数大于第一发光模块 510 的温度系数 （第二发光模块 520 光输 出效率受温度的影响大于第一发光模块510） 。 第一发光模块510与第二发光模块520并联 连接。第二发光模块 520 串联连接至热敏电阻 605。热敏电阻 605 为一具有负温度系数的 电阻 （R_NTC） 。开关元件 607 电连接在第二发光模块 520 与热敏电阻 605 之间。
36、。在此实施 说 明 书 CN 103974506 A 8 7/11 页 9 例中， 开关元件607为一双载子接面晶体管 （BJT） ， 因此， 流经第二发光二极管群组504的电 流 （IC） 实质上等于流经热敏电阻 605 的电流 （IE） 。详言之， 双载子接面晶体管具三个节点 （node） ： 射极 （emitter， 节点E） 、 集极 （collector， 节点C） 、 及基极 （base， 节点B） 。 节点C连 接至第二发光二极管群组 504 且节点 E 连接至热敏电阻 605。一电压调制装置 511 连接在 节点 M 及节点 N 之间。节点 M 的电压等于节点 B 的电压。需注。
37、意的是， 施加于电压调制装置 511 的节点 M 及节点 N 间的电压 （VMN） 等于节点 B 及节点 N 间的电压 （VBN） 。节点 B 及节点 N 间的电压 （VBN） 包含节点 B 及节点 E 间的接面电压 （VBE） 及跨过热敏电阻 605 的电压 （VR_NTC） ， 因此， VMN=VBE+VR_NTC。例如 ： 电压调制装置 511 包含两硅基材质的二极管， 因此 VMN=1.4V， 且 当双载子接面晶体管为一硅晶体管时， 接面电压 VBE=0.7V ； 即 VR_NTC=1.4V-0.7V=0.7V。根据 欧姆定律 VR_NTC=IE*R_NTC， 电流 IE可由 VR_N。
38、TC及 R_NTC 所调整或决定。同样地， 因为 IC IE， 流经第二发光二极管群组 504 的电流 （IC） 也可由 VR_NTC及 R_NTC 所决定。另一实施例中， 开 关元件 607 可包含功率双载子接面晶体管、 双载子接面晶体管、 异质接面双载子晶体管、 金 属 - 氧化物 - 半导体场效 晶体管、 功率金属 - 氧化物 - 半导体场效晶体管、 高电子迁移率 晶体管 （HEMT） 、 硅控整流器 （SCR） 、 绝缘栅双极晶体管 （IGBT） 、 或及其组合。 0076 参考图 6A， 例如 ： 发光装置 601 在一定电压下操作。发光装置 601 在温度 20的 操作期间， 流经。
39、第一发光二极管群组 502 的电流 I1(20 )在固定输入电压 Vin约为 20 1000 毫安培 （mA） ， 以及流经第二发光二极管群组 504 与热敏电阻 605 的电流 Ic(20 )（ I E(20 )） 在固定输入电压 Vin约为 20 1000 毫安培 （mA） 。因第二发光二极管群组 504 与开关元件 607 及热敏电阻 605 串联连接， 固定输入电压 Vin为第二发光二极管群组 504 的顺向电压 （VLED） 、 节点 C 及节点 E 的电压 （VCE） 以及热敏电阻 605 电压 （VR_NTC） 的总和， 即 Vin=VLED+VCE+VR_ NTC。 0077 。
40、值得注意的是， 因为热敏电阻 605 为一具有负温度系数的电阻 （R_NTC） ， 热敏电阻 的电阻值 RNTC会随着温度上升而降低。虽然电压调制装置 511 的电压也会随着温度上升而 降低， 然其变异性比热敏电阻 605 要小的多。因此， 在温度 80下， 流经热敏电阻 605 净电 流是增加的， 即流经热敏电阻 605 的电流在温度 80比在温度 20要大。更者， 因为流经 第二发光二极管群组 504 的电流 （IC） 实质上等于电流 （IE） ， 电流 （IC） 也跟着增加， 亦即， 流 经第二发光二极管群组 504 的电流在温度 80比在温度 20要大。藉此， 第二发光二极管 群组 5。
41、04 的光输出功率因其较小的热冷系数 （或较大的温度系数） 于温度上升时所产生的 衰减可被减缓， 进而使第二发光二极管群组 504 的红光光输出功率与第一发光二极管群组 502的蓝光光输出功率间的相对稳态比例可于不同温度下维持一定值。 因此， 在不同温度下 发光装置 601 仍具有一稳定的色温。 0078 在本实施例中， 开关元件 607 的功能在操作期间调节 （regulate） 流经第二发光二 极管群组 504 的电流。即， 当电压偏离一预定范围时， 电流仍可控制在一预设范围。具体而 言， 在制造过程中， 第二发光二极管群组 504 的顺向电压 （VLED） 也许与一预设值有所偏差。 然而。
42、， 由于开关元件 607 的存在， 可施加一偏移电压 （off voltage） 在开关元件 607 上。因 此， 不需因发光二极管群组彼此间的顺向电压差异而个别地调整热敏电阻 605（例如 ： 具有 不同顺向电压的两发光二极管群组可个别连接至完全相同的热敏电阻） ， 且藉由开关元件 607 即可使流经发光二极管群组的操作电流维持在同一电流值。此外， 当温度从 20上升 至80， 因为第二发光二极管群组504的顺向电压 （VLED） 会降低， 第二发光二极管群组504 说 明 书 CN 103974506 A 9 8/11 页 10 的额外电压变异 （V=V LED(20 )-VLED(80 。
43、)） 也可施加于开关元件 607 上， 而不影响跨过热敏 电阻 605 的电压。进一步而言， 因为此电路配置， 流经第二发光二极管群组 504 的电流 （IC） 主要由电压调制装置 511 所决定， 因此， 藉由开关元件 607， 在不同温度下， 电流仍可保持在 一预定值。图 6B 显示本发明的发光装置 602 的另一实施例电路示意图。发光装置 602 具 有一类似发光装置 601 的电路图。一开关元件 608 及一电阻 609 电连接至第一发光二极管 群组 502。开关元件 608 放置在第一发光二极管群组 502 及电阻 609 间。同样地， 由于此电 路配置， 流经第一发光二极管群组 5。
44、02 的电流以及流经第二发光二极管群组 504 的电流主 要由电压调制装置 511 所决定。此外， 藉由开关元件 608， 当第一发光二极管群组 502 的顺 向电压 （VLED） 随着温度上升而降低时， 第一发光二极管群组 502 顺向电压的额外电压变异 （V=VLED(20 )-VLED(80 )） 也可施加于开关元件 608 上， 且电流仍维持在一预定值。开关元 件 608 包含功率双载子接面晶体管、 双载子接面晶体管、 异质接面双载子晶体管、 金属 - 氧 化物 - 半导体场效晶体管、 功率金属 - 氧化物 - 半导体场效晶体管、 高电子迁移率晶体管 （HEMT） 、 硅控整流器 （S。
45、CR） 、 绝缘栅双极晶体管 （IGBT） 、 或及其组合。 热敏电阻605具有一第 一电阻温度系数且电阻 609 具有一第二电阻温度系数 ； 第一电阻温度系数的绝对值比第二 电阻温度系数的绝对值大十倍以上。 0079 图 7 显示本发明前述各实施例所揭示的发光二极管群组的结构示意图。发光二极 管群组700包括一基板710以及多个发光二极管单元共同地以一阵列形式成长或接合于基 板 710 上， 并以沟渠 711 隔开。各多个发光二极管单元包括一 n 型接触层 720 形成于基板 710 之上、 一 n 型束缚层 （cladding layer） 730 形成于接触层 720 之上、 一活性层 。
46、（active layer） 740 形成于 n 型束缚层 730 之上、 一 p 型束缚层 750 形成于活性层 740 之上、 一 p 型 接触层 760 形成于 p 型束缚层 750 之上、 一连接导线 770 电性连接各发光二极管单元的 n 型接触层 720 至另一发光二极管单元的 p 型接触层 760 以形成一串联结构、 以及一絶缘层 780 形成于沟渠 711 与连接导线 770 之间， 以防止不避要的短路路径。n 型束缚层 730 及 p 型束缚层 750 分别提供电子及电洞， 使电子、 电洞在活性层 740 中结合以发光。接触层提 供一欧姆接触接口于一电极及束缚层之间。在本发明。
47、的一实施例， 发光二极管群组 700 包 含多个发光二极管单元共同形成于单一基板的高压阵列单芯片， 例如为发出蓝光且操作电 压在 60 120V 的蓝光高压阵列单芯片或发出红光且操作电压在 30 50V 的红光高压阵 列单芯片。操作电压取决于串联的发光二极管单元的数量。其中， 所述的 n 型或 p 型接触 层、 n 型或 p 型束缚层、 或活性层的材料包含 III-V 族化合物， 例如包含 AlxInyGa（1-x-y）N 或 AlxInyGa（1-x-y）P， 其中， 0 x， y 1;（x+y） 1。 0080 图8为本发明发光装置第五或第六实施例的结构示意图， 其中发光装置500或600。
48、 的第一发光模块 510 包含如图 7 所揭示的蓝光高压阵列单芯片， 以及第二发光模块 520 包 含如图7所揭示的红光高压阵列单芯片电性连接于一热敏电阻506或605 ； 二个电极509电 性连接至第一发光模块510及第二发光模块520并用以接收一电源信号 ； 其中， 第一发光模 块 510、 第二发光模块 520、 温度补偿元件 （热敏电阻 506、 605） 、 以及电极 509 共同形成于一 载板 501 上。 0081 图 9 为显示本发明的发光装置 800 的第七实施例电路示意图。发光装置 800 包 含一第一发光二极管群组 802 及一第二发光二极管群组 804。第一发光二极管群。
49、组 802 包含一具第一数量彼此串联的第一发光二极管单元 808， 第二发光二极管群组 804 包含一 说 明 书 CN 103974506 A 10 9/11 页 11 具第二数量彼此串联的第二发光二极管单元 810， 第一发光二极管群组 802 与第二发光二 极管群组 804 彼此串联连接。发光二极管单元 808、 810 包含可发出波长范围位于可见光 或不可见光范围的发光二极管， 例如包含红光、 蓝光、 或紫外光波长范围的发光二极管， 或 由 AlGaInP 系列材料或 GaN 系列材料为主的发光二极管。在此实施例中， 第一发光二极管 群组 802 可发出具有 450nm 490nm 波长的蓝光且第二发光二极管群组 804 可发出具有 610nm 650nm 波长的红光。发光。