CN101236961A - 发光二极管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发光二极管装置，其包含一基体及排布于该基体上的红光、绿光及蓝光的发光二极管，红光及蓝光发光二极管为侧发光型的发光二极管，而绿光发光二极管为朗伯型的发光二极管。由于侧发光型与朗伯型的发光二极管的发光特性有较大差异，本发明将两种发光二极管混合排布，这样可避免单纯的采用朗伯型的发光二极管所产生的混光均匀性差的缺点，以及解决单纯的采用侧发光型的发光二极管所产生的辉度不够的问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种发光二极管装置，尤指一种可通过三原色混光而产生白光的发光二极管装置。
【背景技术】
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)以低供电电压、低功耗、长寿命及无辐射等特点，在许多场合得到应用，随着近年来其亮度的不断提高，特别是超高亮度发光二极管的出现，使其得到了广泛的应用。例如，用发光二极管作为背光光源取代手持装置原有的电激发光片(Electroluminescence，EL)及冷阴极萤光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)，不仅电路设计更简洁容易，且有较高的外力抗受性。而在液晶电视应用上，也朝向用发光二极管作为背光光源来取代原有的冷阴极萤光管，以达到更环保而且显示更逼真亮丽。
目前，利用发光二极管作为光源产生白光的方法主要有两种，其一是在封装发光二极管时，利用萤光物质，在蓝或紫外发光二极管的管芯上涂敷萤光粉，间接产生宽带光谱，合成白光；其二是将红(Red，R)、绿(Green，G)及蓝(Blue，B)三原色发光二极管以一定形式排布，以透过三原色光的混合构成白光。
上述通过三原色发光二极管所产生的三原色光混合形成白光的方法，由于绿光对辉度的影响比较大，所以这些三原色发光二极管多数采用红绿绿蓝(RGGB)的形式排布而混合成白光。此外，依据单颗发光二极管的形式不同而产生的混光效果也不尽相同，例如：当每一颗三原色发光二极管均为朗伯(Lambertian)型时，如图1A、图1B及图1C所示，由于朗伯型发光二极管90的亮度集中在中轴(即Z轴)方向上的小角度范围内，因此在排布这些三原色发光二极管90时，RGGB发光二极管90之间的间距需要缩短或者是加大混光距离，才能提高混光效果，但是过度缩短发光二极管90之间的间距则必然增加发光二极管的使用数目；而若加大混光距离，则必须要加大混光空间，当将这种型式排布的现有发光二极管装置9应用于背光光源时，会导致背光光源的厚度加大，而不适应液晶显示器或液晶显示电视薄型化的发展需求。而当每一颗三原色发光二极管均为侧发光(Side Emitting)型时，如图2A、图2B及图2C所示，由于侧发光型的发光二极管80的光线主要是从其侧边射出，当这些三原色发光二极管80以RGGB的型式排布时，其混光效果会比较好。但是，侧发光型的发光二极管80的光线是在其封装结构内部经过多次反射后才会有大部分光线从侧边射出，在多次反射光线的过程中，光能量必定会有所损失，而且在其中轴(即Z轴)方向上的光利用率也比较低，从而导致整个发光二极管装置8的光利用率不高，进而导致背光光源的辉度较低。
可见，现有发光二极管装置采用三原色发光二极管混合成白光的方式具有增加发光二极管数目、加厚背光光源厚度及辉度较低等缺点。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种发光二极管装置，其可以提高混光均匀性和辉度。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：一种发光二极管装置包括一基体及至少一组排布在基体上的三原色发光二极管，这组三原色发光二极管包括有一红光发光二极管、一绿光发光二极管及一蓝光发光二极管，每组三原色发光二极管中至少包含一侧发光型发光二极管及一朗伯型发光二极管。
上述红光发光二极管与蓝光发光二极管是侧发光型发光二极管，绿光发光二极管是朗伯型发光二极管，且该绿光发光二极管设置于蓝光发光二极管与红光发光二极管之间。
相较于现有技术，本发明发光二极管装置采用侧发光型的发光二极管与朗伯型发光二极管的混合配置，其兼具良好的混光均匀性和高辉度，不但可以避免单纯的采用朗伯型的发光二极管所产生的混光均匀性差的缺点，还可以解决单纯的采用侧发光型的发光二极管所产生的辉度不够的问题。此外，本发明在仅使用三颗发光二极管的基础上取得良好的混光均匀性和较好的辉度，从而有助于降低成本及减少发热量。
【附图说明】
图1A为现有朗伯型发光二极管的光路示意图。
图1B为现有朗伯型发光二极管的光能量分布图。
图1C为现有单纯采用朗伯型发光二极管的发光二极管装置配置示意图。
图2A为现有侧发光型发光二极管的光路示意图。
图2B为现有侧发光型发光二极管的光能量分布图。
图2C为现有单纯采用侧发光型发光二极管的发光二极管装置配置示意图。
图3为本发明发光二极管装置的其中一实施例的平面配置示意图。
图4为本发明发光二极管装置的三原色发光二极管的配置示意图。
图5为本发明发光二极管装置的另一实施例的平面配置示意图。
图6为在对采用本发明发光二极管装置的平面显示装置进行光学性能测试时，被选取的位于平面显示装置的面板上的9个测试点的位置示意图。
【具体实施方式】
请参照图3与图4所示，本发明一实施例的发光二极管装置1可用作背光光源，其包括一基体10及一组三原色发光二极管20。在本发明的其它实施例中，如图5所示，本发明发光二极管装置1可以根据需要采用多组(如三组)三原色发光二极管20，该多组三原色发光二极管20均安装在基体10上，并能够组装于背光模组(未图示)内，用作背光光源。
请继续参照图3与图4所示，这组三原色发光二极管20包括有一红光(R)发光二极管21、一绿光(G)发光二极管22及一蓝光(B)发光二极管23。这些发光二极管21、22及23安装并排布在该基体10上，通过红绿蓝三原色混光而产生白光。通常在进行混光时，三种颜色的光所需的能量比例不同，由于绿光对辉度的影响最大，因此对于绿光的能量要求比较高。而由于侧发光型与朗伯型的发光二极管的发光特性有较大差异，侧发光型发光二极管所发射的光多向侧面发射，其混光均匀性较好，而朗伯型发光二极管所发射的光集中在中轴(即Z轴)附近。因此，在本发明中，用来产生这些不同颜色的发光二极管所采用的封装形式并不相同，在这组三原色发光二极管20中至少包含一侧发光型发光二极管及一朗伯型发光二极管。在本实施例中，如红光发光二极管21为侧发光型发光二极管，绿光发光二极管22为朗伯型发光二极管，蓝光发光二极管23为侧发光型发光二极管，并且绿光发光二极管22设置于蓝光发光二极管23与红光发光二极管21之间。因为绿光发光二极管22采用朗伯型，从而使得光的正面辉度较高，而侧发光型的红光发光二极管21和蓝光发光二极管23则具有较好的混光均匀性。本发明将两种封装形式不同的发光二极管混合排布，既比单纯使用侧发光型发光二极管的正面辉度高，又比单纯使用朗伯型发光二极管的混光均匀性要好。因此，将朗伯型和侧发光型发光二极管混合使用，不但可以避免现有技术中单纯的采用朗伯型的发光二极管所产生的混光均匀性差的缺点，还可以解决现有技术中单纯的采用侧发光型的发光二极管所产生的辉度不足的问题。
本发明发光二极管装置1采用侧发光型的红光发光二极管21、朗伯型的绿光发光二极管22及侧发光型的蓝光发光二极管23，并将绿光发光二极管22设置于蓝光发光二极管23与红光发光二极管21之间，当将该发光二极管装置1用作背光光源时，其混光均匀性及辉度均可满足需求。
下面列出本发明发光二极管装置1的光学测试实验资料，其是在以图3与图4所示的发光二极管装置1作为光源的平面显示装置的面板100上选取9个测试点，如图6所示，9个测试点包括有面板100的中心点，及位于面板100的四个边缘上的8个点，且8个点是以高宽各10％去定义，由一个光检测器以垂直待测面板100的方向进行量测，得到各点的辉度值及色度值。并将本实施例的实验资料与现有的单纯采用同一种封装外形的发光二极管装置8及9作比较，如表一所示：
表一
根据上述实验结果，可以得出结论：在同等条件下测试，采用本实施例发光二极管装置1的平面显示装置的辉度明显高于单纯采用侧发光型发光二极管80的平面显示装置的辉度。而采用本实施例发光二极管装置1的平面显示装置的各测试点的X、Y的色度值之间的差值，相较于单纯采用朗伯型发光二极管90的平面显示装置要小，即采用本实施例发光二极管装置1的平面显示装置的混光均匀性较好。况且，在利用三原色发光二极管20所发射出的三原色光混合形成白光时，本发明发光二极管装置1利用三颗发光二极管(即一红光发光二极管21、一绿光发光二极管22及一蓝光发光二极管23)就可以达到良好的混光效果，而现有发光二极管装置8及9为求较好的混光效果一般都使用了四颗三原色发光二极管。可见，本发明发光二极管装置1在使用三颗发光二极管的基础上同时具有良好的混光效果好及较高的辉度，对采用该光源的产品组件的整体散热效果亦有相当的益处。
此外，本发明发光二极管装置1作为背光光源时，可以通过调节一些参数来改善其色均度。若出现非正常白光，可以考虑根据CIE1930中的色品图，通过(x，y)坐标确定背光光源偏光范围及方向，然后通过调整不同发光二极管的电流，改变各发光二极管21、22及23的亮度，以达到良好的混光效果。还可以进一步通过调节各发光二极管21、22及23之间的间距，以改善可能出现的色度不均匀的现象。
Claims (3)
1. 一种发光二极管装置，其包括有一基体及至少一组排布在该基体上的三原色发光二极管，每组三原色发光二极管包括有一红光发光二极管、一绿光发光二极管及一蓝光发光二极管，其特征在于：每组三原色发光二极管中至少包含一侧发光型发光二极管及一朗伯型发光二极管。
2. 如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述红光发光二极管与所述蓝光发光二极管为侧发光型发光二极管，而所述绿光发光二极管为朗伯型发光二极管。
3. 如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于：所述绿光发光二极管设置于蓝光发光二极管与红光发光二极管之间，且所述绿光发光二极管为朗伯型发光二极管。
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2007
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