技术领域
[0001] 本发明涉及照明领域,尤其涉及用于固化封装的发光二极管灯板的调光控制装置,以及控制方法。
相关背景技术
[0002] 使用照光方式以固化封装胶为现行的已知技术,已广泛应用于美甲或显示器封装等领域中。现行显示器封装方式为于显示有效区外涂布一圈封装胶,因显示器越做越大,通常必须组装多根灯管来照射显示器,才能涵盖封装胶涂布区。然而,这样的作法不但造成能源的浪费(只有封装胶涂布区才需要照光,显示有效区不需要被照射),由于灯管只有ON与OFF两段式开关,无法调整单一灯管的亮度,当每个灯管衰退程度不一的情况下,可能造成固化不均或不完全的风险。
[0003] 再者,现行的灯管也无法因应不同尺寸的显示器封装,而调整其照明范围,使显示器产品的客制化失去弹性。且当显示器越做越大的同时,灯管模块难以负荷近万瓦的高功率以提供固化封装功能。
[0004] 鉴于现有灯管固化装置的诸多缺失与不甚完善之处,本发明人构思并提出一种发光二极管灯板(LED light board)的调光控制装置以及发光二极管灯板的调光控制装置的控制方法,可通过发光二极管灯板的调光控制装置单独调整每一颗发光二极管单元的功率,其中每一颗发光二极管单元皆为高功率发光二极管单元,期待可提供更优异且便利的固化封装方案,并能在低驱动电压的条件下,提供高功率大面积的显示装置封装。
具体实施方式
[0064] 应当理解的是,组件被称为「连接」或「设置」于另一组件时,可以表示组件是直接位于另一组件上,或者可以也存在中间组件,通过中间组件连接组件与另一组件。相反地,当组件被称为「直接在另一组件上」或「直接连接到另一组件」时,可以理解的是,此时明确定义了不存在中间组件。
[0065] 另外,术语「第一」、「第二」、「第三」这些术语仅用于将一个组件、部件、区域、或部分与另一个组件、部件、区域、层或部分区分开,而非表示其必然的先后顺序。此外,诸如「下」和「上」的相对术语可在本文中用于描述一个组件与另一组件的关系,应当理解,相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如,如果一个附图中的装置翻转,则被描述为在其他组件的「下」侧的组件将被定向在其他组件的「上」侧。此仅表示相对的方位关系,而非绝对的方位关系。
[0066] 图1为第一实施例的发光二极管灯板的调光控制装置及其控制方法的方块示意图。图2为第一实施例的发光二极管灯板的电路示意图。图3为第一实施例的发光二极管模块示意图。图4为本发明第一实施例的发光二极管灯板的散热装置示意图。请先参考图1,本实施例的发光二极管灯板的调光控制装置100包含发光二极管灯板110、微控制单元120、多通道控制单元130与电源140。发光二极管灯板110包含以M*N个矩阵设置的发光二极管模块111,M和N皆大于1,第一实施例中为以4*2个矩阵设置的发光二极管模块111,本发明不以此为限,相邻的发光二极管模块111互相连接。其中,每一发光二极管模块111包含多个发光二极管单元112。每一发光二极管单元112为高功率发光二极管单元(high powered LED),且每一发光二极管单元112接收对应的开关控制信号S4与脉冲调光控制信号S3而被控制其亮度。以下将针对信号传递至发光二极管灯板110的流程进行说明。
[0067] 多通道控制单元130为一多任务模块,其包含依次串接的调光单元131、隔离转换单元132和开关控制单元133,调光单元131输出第一信号S21至隔离转换单元132,隔离转换单元132可用来作为与发光二极管灯板110之间的电路隔离之用,隔离转换单元132接收第一信号S21后决定是否提供脉冲调光控制信号S3至发光二极管灯板110,且隔离转换单元132提供第二信号S22至开关控制单元133,开关控制单元133提供开关控制信号S4至发光二极管灯板110。
[0068] 请同时参考图1与图2,图2为本实施例的发光二极管灯板110的电路示意图。电力驱动单元195可产生对应每一个发光二极管单元112的PWM信号,图2的发光二极管灯板110包含以2*2矩阵设置的发光二极管模块111,每一发光二极管模块111包含以3*4矩阵设置的发光二极管单元112,因此图2的发光二极管灯板110共有48个发光二极管单元112,每一发光二极管单元112都有其对应的编号或地址,图1的发光二极管灯板110的电力驱动单元195接收脉冲调光控制信号S3和开关控制信号S4后,电力驱动单元195决定每一发光二极管单元112的点亮功率。以其中一个发光二极管单元112为例,其一端与开关SW1连接,一端与电压源连接,开关控制信号S4经由开关SW1控制该发光二极管单元112的开或关,而电力驱动单元195接收脉冲调光控制信号S3后,决定该发光二极管单元112的功率大小,因此决定该发光二极管单元112的亮度,更详细地说,电力驱动单元195决定电源140该提供多少的功率给对应的发光二极管单元112,每一个发光二极管单元112所接收的驱动电压值小于等于12V,可达到本发明在低驱动电压的条件下,可对高功率大面积显示装置进行封装的功效。
于其他实施例中,更佳地,每一个发光二极管单元112的驱动电压值小于等于5V。需说明的是,为了精简图式,图1仅示意地绘示电力驱动单元195与四组发光二极管模块111连接,实际上电力驱动单元195与每一组发光二极管模块111连接,因此可决定提供给每一个发光二极管单元112的功率,但本发明并不限制电力驱动单元195和发光二极管模块111的个数及对应关系,可以是一对多,也可以是一组发光二极管模块111对应一组电力驱动单元195设置。
[0069] 请同时参考图1与图3,本实施例的发光二极管灯板的调光控制装置100可进一步包含侦测单元150、外部逻辑控制单元160、记忆单元170和同步信号单元180。侦测单元150与发光二极管灯板110连接,侦测发光二极管灯板110的参数信号S5,并将参数信号S5提供给微控制单元120,因此微控制单元120可接收此参数信号的回馈,进而单独调整发光二极管单元112,提高发光二极管灯板的调光控制装置100的可靠性。具体实施方式如图3所示,图3为本实施例的发光二极管模块111示意图,图中的侦测单元150分别为设置于发光二极管模块111上的侦测器T1与侦测器T2,可侦测发光二极管模块111不同位置的温度,并回馈至微控制单元120。本实施例不限于侦测温度,也可以是亮度、功率等参数,另外,本实施例不限制侦测器个数,且侦测器也可以是侦测单一个或多个发光二极管单元112的参数。
[0070] 本实施例的外部逻辑控制单元160与微控制单元120连接,用于接收调光信号S2,外部逻辑控制单元160可作为发光二极管灯板的调光控制装置100与外部装置间的数据传输或收集之用,外部逻辑控制单元160位于外部装置内,以本发明为例,外部装置可以是乘载显示装置的工作机台,微控制单元120提供发光二极管灯板100的调光信号信息给工作机台的外部逻辑控制单元160,可作为工艺调整或对位之用。本实施例的记忆单元170与微控制单元120连接以储存调光信号S2,记忆单元170可储存多组不同的调光信号S2,因此即使是尺寸大小不同的生产线,也可以利用记忆单元170中所储存多组调光信号信息S2进行生产。需说明的是,本实施例中的记忆单元170设置在外部装置,以储存调光信号S2,因为内容较多需求容量较大,但于发光二极管灯板110也可以设置参数记忆单元(未绘示),用于纪录相关设备参数,例如风扇转速。本实施例的同步信号单元180与微控制单元120及多通道控制单元130连接,微控制单元120传输调光信号S2至多通道控制单元130时,也提供同步信号给同步信号单元180,同步信号单元180接收同步信号后,输出高频的震荡频率信号S8至多通道控制单元130,以驱动多通道控制单元130作动。于其他实施例中,同步信号单元180也可以被外部装置驱动而输出高频的震荡频率信号S8至多通道控制单元130,以驱动多通道控制单元130作动,因此同步信号单元180不需与微控制单元120连接。在另一实施例中,微控制单元120还可连接LED 121与警报器(Buzzer)122,用于告知微控制单元120的工作状态。
[0071] 本实施例的发光二极管灯板的调光控制装置100可包含散热模块190,图4为散热模块190示意图。散热模块190包括多个散热单元191、冷却机192、第一流道193与第二流道194。散热单元191可为水冷板,每一散热单元191对应多个发光二极管灯板110设置,例如一个散热单元191对应3个发光二极管灯板110设置,散热单元191通过第一流道193及第二流道194与冷却机194连接以进行热交换,详细地说,散热单元191将吸收的热能通过第一流道
193中的液体传导至冷却机192,而冷却机将温度较低的液体通过第二流道194传导至散热单元191以进行热交换,因此能有效地降低发光二极管灯板110的温度。
[0072] 综上所述,本发明的发光二极管灯板的调光控制装置100可单独调控每一发光二极管单元,且本发明的发光二极管灯板作为封装胶固化装置之用,因此该些发光二极管单元为高功率发光二极管单元,当封装胶为UV胶时,发光二极管单元可以是波长范围为305到405纳米之间的紫外光发光二极管单元,以作为固化UV胶之用,举例来说,当发光二极管单元为UV‑A紫外光发光二极管单元时,其波长范围为305到325纳米之间,或特定为315纳米、
320纳米或325纳米,当发光二极管单元为其他紫外光发光二极管单元时,其波长范围为325到405纳米之间。但于其他实施例中,发光二极管单元也可以是色温为3000K到6000K之间的可见光发光二极管单元。本发明可以在固化工艺时,只点亮对应封装胶固化区的发光二极管单元,并关闭其他对应显示有效区的发光二极管单元,以达到节省能源的效果。
[0073] 图7为本发明控制方法的流程方块图。如图7所示,本实施例的发光二极管灯板的调光控制装置100的控制方法包括以下步骤:ST1:提供一种发光二极管灯板的调光控制装置100,包含发光二极管灯板110、微控制单元120、多通道控制单元130和电源140。发光二极管灯板110包含以M*N个矩阵设置的发光二极管模块111,M和N皆大于1,每一发光二极管模块111包含多个发光二极管单元112,每一发光二极管单元112为高功率发光二极管单元,每一发光二极管单元112接收对应的开关控制信号S4与脉冲调光控制信号S3而被单独控制,发光二极管灯板110与电源140及多通道控制单元130连接,微控制单元120与多通道控制单元130连接;ST2:接收来自用户界面200的输入数据S1至微控制单元120,以运算对应每一发光二极管单元112的调光信号S2;ST3:传输调光信号112至多通道控制单元130,以提供对应的脉冲调光控制信号S3和开关控制信号S4至发光二极管灯板110;ST4:提供驱动电力P1至发光二极管灯板110;ST5:根据脉冲调光控制信号S3和开关控制信号S4,决定提供给每一个发光二极管单元112的功率;ST6:侦测单元150侦测每一个发光二极管单元112的功率,并将侦测结果回馈至微控制单元120,因此微控制单元120可对每一个发光二极管单元112的功率进行微调。侦测单元150可以是多通道切换侦测每一个发光二极管单元112的功率。
[0074] 图5为本发明控制方法的用户界面200示意图。用户界面200包含发光二极管灯板图形210、参数输入栏位220、状态显示栏位230与动作键240。参数输入栏位220可供使用者设定条件,包含使用者栏位221、调光参数输入栏位222和照射时间输入栏位223。状态显示栏位230可提供发光二极管灯板110信息,包括灯板状态栏位224、信息栏位225和温度栏位226。动作键240包含启动键241与停止键242。以下对用户界面200的控制方法进行说明。
[0075] 发光二极管灯板图形210包括多个格点,其格点位置对应于发光二极管灯板110中发光二极管单元112的实际位置,实际应用上可以是一对一或一对多(发光二极管灯板图形210上的一格点对应多个发光二极管单元112)。使用者可于使用者栏位221输入姓名或工号。调光参数输入栏位222包含多个调光参数,例如0%、15%、50%、100%等,100%代表单颗发光二极管单元112所能开启的最大亮度,50%代表单颗发光二极管单元112所能开启的最大亮度的一半,0%代表关闭单颗发光二极管单元112,用户先选择一个调光参数后(例如按下调光参数为75%的按钮,将其拖拉至发光二极管灯板图形210,并在发光二极管灯板图形210拖曳出一区块,该区块中的所有发光二极管单元112将被设定成调光参数皆为75%。
同理,当使用者在选择另一个调光参数后(例如按下调光参数为25%的按钮,将其拖拉至发光二极管灯板图形210,并在发光二极管灯板图形210拖曳出另一区块,则该区块中的所有发光二极管单元112将被设定成调光参数皆为25%。当设定完成后,使用者可按下动作键
240中的启动键241,用户界面200根据用户设定的条件,提供输出图像S1至微控制单元120,微控制单元根据此输出图像S1计算出对应对应每一发光二极管单元112的调光信号S2,并将此调光信号S2传递至多通道控制单元130,接下来的步骤已于上述实施例描述,在此不再重复赘述。
[0076] 可选地,于本发明的第二实施例中,用户界面200可进一步于参数输入栏位220中新增照射模式栏位227,其包含面积模式2271与边框模式2272。用户界面200默认为面积模式2271,因此当用户设定一调光参数(例如75%)并拖曳至发光二极管灯板图形210上的一区域时,该区域中对应的「所有」发光二极管单元112将被设定成相同的调光参数(75%),如上所述。于另一使用情境,当用户先选择边框模式2272,设定一调光参数(50%)并拖曳至发光二极管灯板图形210上的一区域时,仅有与用户所拖曳的「框线」重迭区域对应的发光二极管单元112才会被设定为该调光参数(50%),其余发光二极管单元112不会被设定为该调光参数(50%)。
[0077] 为了更进一步说明不同照射模式栏位227的使用情境,请同时参考图5与图6A。图6A为本发明第二实施例的发光二极管灯板和显示装置示意图。本实施例进一步包括显示装置300,涂布封闭形状的封装胶320于显示装置300,封装胶接收该发光二极管灯板110发出的光而被固化。显示装置300包括至少一封装胶涂布区311与至少一显示有效区312,封装胶涂布区311为封闭形状,并且环绕显示有效区312,目的在于防止显示装置中的显示媒介(例如液晶)外漏,并具有防水防尘的功能。当显示装置300不需切割时,仅有一封装胶涂布区
311与一显示有效区312;当显示装置300需切割时,显示装置300可包括多个子区域310,如图6A所示,显示装置300包括4个子区域310,每一子区域310具有一封装胶涂布区311与一显示有效区312,发光二极管灯板110包括第一区1111与第二区1112,第一区1111包括多个发光二极管单元112且对应封装胶涂布区311,第二区1112包括多个发光二极管单元112且对应显示有效区312。用户可利用图5用户界面200的边框模式2272,先点选较高的调光参数(例如75%),并于发光二极管灯板图形210上拖曳出第一四边形,第一四边形对应发光二极管灯板100的第一区1111的区域,因此仅有与第一四边形「框线」重迭区域对应的发光二极管单元112才会被设定为该调光参数(75%),接着点选面积模式2271,再点选较低的调光参数(例如10%),并于发光二极管灯板图形210上拖曳出第二四边形,第二四边形对应发光二极管灯板100上的第二区1112的区域,且第二四边形小于第一四边形,在面积模式2271的情境下,与第二四边形面积对应的「所有」发光二极管单元112将被设定成相同的调光参数(10%)。由于用户界面200将用户设定的图形转成输入数据后S1提供给微控制单元120,微控制单元120运算出对应每一该发光二极管单元112的调光信号S2后传送给多通道控制单元130,多通道控制单元130根据每一发光二极管单元112的编号或地址,提供对应的脉冲调光控制信号S3和开关控制信号S4至发光二极管灯板110,因此在本实施例中,将使发光二极管灯板110的第一区1111的每一发光二极管单元112接收的脉冲调光控制信号S3大于第二区1112的每一发光二极管单元112接收的脉冲调光控制信号S3。因此于本实施例中,发光二极管灯板的调光控制装置应用于固化封装的用途时,可针对显示装置的封装胶涂布区进行固化封装,提高固化封装的可靠性,并节省能源。在其他实施例中,使用者也可以只选择边框模式,仅设定对应发光二极管灯板100的第一区1111的发光二极管单元1112的调光参数,则不与使用者拖曳出的框线重迭的格点,其调光参数将为0%。
[0078] 图6B至图6E为第三到第六实施例的发光二极管灯板示意图。图6B示例为只点亮单一颗发光二极管单元112作为一个发亮点701。图6C示意为当所需亮度更强时,可以点亮四个相近的发光二极管单元112,作为一个发亮点702。图6D示意为需要强亮度,但亮度并不需像图6C那么强时,可以点亮类似X型的邻近五个发光二极管单元112,由于五个发光二极管单元相互靠近,在视觉上可形成一个亮度较强且面积较大的发亮点703,使用者更可进一步的设定使这五个发光二极管单元112的中心部分功率较高,周围部分功率较低。若需要再更强的亮度时,可以如图6E所示,可以点亮九个相近的发光二极管单元112,作为一个发亮点704,或甚至十六个、二十五个(或以上)邻近的发光二极管单元作为一个发亮点,本发明并不限于此。
[0079] 综上所述,本发明的发光二极管灯板的调光控制装置,通过单独调控每一发光二极管单元,可以只点亮对应封装胶固化区的发光二极管单元,并关闭其他对应显示有效区的发光二极管单元,以达到节省能源的效果,因此可依使用者需求达成点/线/面的照明区域设计,本发明还使用高功率发光二极管单元,因此能在低驱动电压下提供高功率大面积显示装置的封装。同时,根据本发明的发光二极管灯板的调光控制装置的控制方法,操作人员利用用户界面上的发光二极管灯板图形,可单独设定发光二极管灯板上每一发光二极管单元的调光亮度,以针对显示装置的特定区域进行固化封装,提高固化封装的可靠性。更详细地说,本发明的发光二极管灯板的调光控制装置的控制方法,可仅使用一套固化设备来固化多种不同封装尺寸的显示装置,使工艺具有弹性,用户更可套用储存装置内的模板,不需要每次重新设定发光二极管灯板图形。
[0080] 虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上,然其并非用于限定本发明,本领域技术人员在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰,皆应涵盖于本发明的范畴内,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书为准。