CN102032459A - 可调整色温的发光二极管光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调整色温的发光二极管光源装置，包括：至少一发光二极管及一色温转换组件，该发光二极管前端具有一发光端，该色温转换组件设置于该发光二极管的发光端前方，该色温转换组件包含一透光基材及色温转换材料，该色温转换材料设置于该透光基材，该色温转换材料包含高折射材料及低折射材料，高折射材料为氧化钛系或氧化钽，低折射材料为氧化硅系或氟化镁，该发光二极管所发出的光束通过该色温转换组件并产生色温的改变。本发明的发光二极管光源装置的可使用色温范围较广，不仅可应用于特定色温需求的照明光源，并同时兼顾高效率及可靠度，将大幅降低生产成本。

Description

可调整色温的发光二极管光源装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管光源装置，尤其涉及一种可调整色温以符合特定照明用途的可调整色温的发光二极管光源装置。

背景技术

一般照明用光源如钠灯、省电灯泡、高压水银灯等，其色温介于1500K～7000K，而随着科技发展及节能减碳观念的提升，高发光效率及低耗能的发光二极管逐渐普及应用于照明市场。

现有技术用于照明的发光二极管光源装置，一般采用白光发光二极管，而现有白光发光二极管的色温约为2700K～7000K，但较低色温的白光发光二极管的效率较差且量产困难，因此白光发光二极管多应用于较高色温的光源，高色温光源虽然具有较明亮的照明效果，但不若低色温光源柔和，不符合某些需要低色温以营造特殊效果或气氛的照明。若白光发光二极管要达到较低色温范围，其所使用的荧光粉会具有较差的效率及可靠度，制程良率亦偏低，将造成成本的增加，限制了白光发光二极管的应用范围。

发明内容

为了改善上述问题，需要设法降低发光二极管的色温，并兼顾发光效率及可靠度，以维持合理的制程良率及生产成本。

本发明的主要目的，在于提供一种可调整色温的发光二极管光源装置，发光二极管所发出的光束穿过色温转换组件并转换成所需的色温，以达到特定色温的照明需求。

本发明提供一种可调整色温的发光二极管光源装置，该光源装置包括：

至少一发光二极管及一色温转换组件，该发光二极管前端具有一发光端，该色温转换组件设置于该发光二极管的发光端前方，该色温转换组件包含一透光基材及色温转换材料，该色温转换材料设置于该透光基材，该色温转换材料包含高折射材料及低折射材料，高折射材料为氧化钛系或氧化钽，低折射材料为氧化硅系或氟化镁。

其中，该色温转换材料进一步包含中折射材料，该中折射材料为氧化铝或氧化锆。

优选地，该发光二极管为白光发光二极管。

优选地，该色温转换材料蒸镀于该透光基材表面形成一薄膜。

优选地，该透光基材的材质为高分子聚合物。

其中，该高分子聚合物为玻璃、塑料、树酯、橡胶或硅胶。

本发明还提供一种可调整色温的发光二极管光源装置，该光源装置包括：

一灯座；

一灯壳体，该灯壳体设置于该灯座前端，该灯壳体前端具有一开口；

一灯壳盖，该灯壳盖设于该灯壳体前端的开口，该灯壳盖具有一出光口；

至少一发光二极管，该发光二极管前端具有一发光端，该发光二极管设置于该灯壳体内部，且其发光端朝向该灯壳盖的出光口；

一电路板，该电路板电性连接于该发光二极管；以及

一色温转换组件，该色温转换组件设置于该灯壳盖的出光口前端，该色温转换组件包含一透光基材及色温转换材料，该色温转换材料设置于该透光基材，该色温转换材料包含高折射材料及低折射材料，高折射材料为氧化钛系或氧化钽，低折射材料为氧化硅系或氟化镁。

其中，该色温转换材料进一步包含中折射材料，该中折射材料为氧化铝或氧化锆。

优选地，该发光二极管为白光发光二极管。

优选地，该色温转换材料蒸镀于该透光基材表面形成一薄膜。

优选地，该透光基材的材质为高分子聚合物。

其中，该高分子聚合物为玻璃、塑料、树酯、橡胶或硅胶。

藉由本发明可调整色温的发光二极管光源装置，该发光二极管朝向该色温转换组件发出一光束，当光束通过该色温转换组件后，形成特定色温的光束，得到一符合特定需求的照明光源。尤其可将高色温的白光发光二极管光束转换为低色温，使白光发光二极管可应用于更广阔的照明领域。

本发明的发光二极管光源装置的可使用色温范围较广，不仅可应用于特定色温需求的照明光源，并同时兼顾高效率及可靠度，将大幅降低生产成本。此外，除了白光发光二极管，任何颜色的发光二极管皆可利用此技术的色温转换组件达到特定需求的色温，而发光二极管本身的颜色及色温并未被改变，可提升发光二极管的一致性。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明可调整色温的发光二极管光源装置第一实施例的示意图；

图2为本发明可调整色温的发光二极管光源装置第二实施例的示意图；

图3为本发明可调整色温的发光二极管光源装置的色温转换组件示意图；

图4为本发明可调整色温的发光二极管光源装置的实验结果表；

图5为第1组光源装置的光谱图；

图6为第1组光源装置的CIE色坐标；

图7为第2组光源装置的光谱图；

图8为第2组光源装置的CIE色坐标；

图9为第3组光源装置的光谱图；

图10为第3组光源装置的CIE色坐标。

【主要组件符号说明】

1发光二极管

11发光端

2色温转换组件

21透光基材

22色温转换材料

3灯座

4灯壳体

41开口

5灯壳盖

51出光口

6电路板

具体实施方式

请参阅图1的第一实施例，本发明提供一种可调整色温的发光二极管光源装置，该光源装置包括至少一发光二极管1及一色温转换组件2，该发光二极管1前端具有一发光端11，该色温转换组件2设置于该发光二极管1的发光端11前方，该发光二极管1所发出的光束穿过该色温转换组件2并产生色温的改变。

请参阅图2的第二实施例，本发明提供另一种可调整色温的发光二极管光源装置，该光源装置包括一灯座3、一灯壳体4、一灯壳盖5、至少一发光二极管1、一电路板6及一色温转换组件2。该灯壳体4设置于该灯座3前端，该灯壳体4为中空结构并于其前端具有一开口41。该灯壳盖5盖设于该灯壳体4前端的开口41，且该灯壳盖5具有穿透其中的一出光口51。该发光二极管1前端具有一发光端11，该发光二极管1设置于该灯壳体4内部，且其发光端11朝向该灯壳盖5的出光口51。该电路板6电性连接于该发光二极管1。该色温转换组件2设置于该灯壳盖5的出光口51前端，其设置方式不限定，可将该色温转换组件2以任何方式固定于该灯壳盖5的出光口51前端，或是以可拆换的方式设置。该发光二极管1所发出的光束将穿过该出光口51前端的色温转换组件2并产生色温的改变。

在本发明的可调整色温的发光二极管光源装置中，该发光二极管1主要为适合应用于照明的白光发光二极管，该白光发光二极管可为添加黄色(yellow)荧光物质的蓝色发光二极管晶粒、添加蓝色(cyan)荧光物质的红色发光二极管晶粒、添加紫红色(purple，magenta)荧光物质的绿色发光二极管晶粒或添加蓝色(royal blue)荧光物质的黄色(amber)发光二极管晶粒，不以此为限。该发光二极管1亦可以为添加至少二种或二种以上荧光物质与红光、黄光、绿光、蓝光、紫外光其中一种或一种以上发光二极管晶粒组合而成的发光二极管1。

请参阅图3，该色温转换组件2包含一透光基材21及色温转换材料22，该色温转换材料22设置于该透光基材21。如图3所示，可以将该色温转换材料22蒸镀于该透光基材21表面形成一薄膜。上述透光基材21的材质可为玻璃、塑料、树酯、橡胶或硅胶等高分子聚合物。

并且，也可以上述的蒸镀方式将色温转换材料22设置于透镜、灯罩、反射镜或塑料膜以形成该色温转换组件2。该色温转换组件2为将该色温转换材料22薄膜蒸镀于表面的透镜、灯罩、反射镜、塑料膜。

该色温转换材料22包含高折射材料及低折射材料，高折射材料为氧化钛系(TiO2，Ti3O5)或氧化钽(Ta2O5)，低折射材料为氧化硅系(SiO2)或氟化镁(MgF2)，亦可视需要加入中折射材料的氧化铝(Al2O3)或氧化锆(ZrO2)。

该发光二极管1所发出的光束穿过该色温转换组件2后，形成特定光谱的低色温光束并传递至该光源装置的外，以下实验结果将具体呈现本发明可调整色温的发光二极管光源装置所达到的效果，请参阅图5至图10，以上三组光源装置使用相同的白光发光二极管，该三组光源装置的CIE色坐标及色温变化情形请参阅图4。

第一组光源装置为一白光发光二极管，图5为第一组光源装置所发出光线的光谱图，图6为第一组光源装置所发出光线的CIE色坐标，其CIE色坐标位于(0.312，0.323)，色温为6592K。

第二组光源装置为该白光发光二极管搭配一色温转换组件A，图7为第二组光源装置所发出光线的光谱图，图8为第二组光源装置所发出光线的CIE色坐标，其CIE色坐标位偏移至(0.428，0.500)，且色温由6592K降低至3739K。

第三组光源装置为该白光发光二极管搭配另一色温转换组件B，图9为第三组光源装置所发出光线的光谱图，图10为第三组光源装置所发出光线的CIE色坐标，其CIE色坐标偏移至(0.597，0.388)，且色温由6592K降低至1723K。

由上述实验结果可得知，利用本发明的技术，能有效地降低白光发光二极管所发出光线的色温，可应用于路灯或投光灯等光源装置，可以产生柔和的光线，除了照明亦能达到装饰及营造气氛的效果。

藉由本发明的可调整色温的发光二极管光源装置，可使白光发光二极管发出的光束通过该色温转换组件2后，形成特定光谱的低色温光束，得到一符合低色温需求的照明或装饰光源。因此，该光源装置可使用的白光色温范围较广，以满足更广泛的照明需求，且发光二极管1不需为了迁就色温而使用效率及可靠度较差的荧光粉，能兼顾色温及质量，并大幅降低生产成本。

除了白光发光二极管，本发明的技术亦可应用于其它颜色的发光二极管1。以各种颜色的发光二极管1作为光源的光源装置，皆可利用该色温转换组件2升高或降低光束的色温以达到特定需求，而发光二极管1本身的颜色及色温并不需要被改变，可提升发光二极管1的一致性。

此外，本发明可以透过选择具有不同色温转换材料22的色温转换组件2，达到不同的色温变化效果，除了降低色温，亦可升高色温，完全视需求而定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，包括：

至少一发光二极管，该发光二极管前端具有一发光端；以及

一色温转换组件，该色温转换组件设置于该发光二极管的发光端前方，该色温转换组件包含一透光基材及色温转换材料，该色温转换材料设置于该透光基材，该色温转换材料包含高折射材料及低折射材料，高折射材料为氧化钛系或氧化钽，低折射材料为氧化硅系或氟化镁。

2.根据权利要求1所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该色温转换材料进一步包含中折射材料，该中折射材料为氧化铝或氧化锆。

3.根据权利要求1所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该发光二极管为白光发光二极管。

4.根据权利要求1所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该色温转换材料蒸镀于该透光基材表面形成一薄膜。

5.根据权利要求1所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该透光基材的材质为高分子聚合物。

6.根据权利要求5所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该高分子聚合物为玻璃、塑料、树酯、橡胶或硅胶。

7.一种可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，包括：

一灯座；

一灯壳体，该灯壳体设置于该灯座前端，该灯壳体前端具有一开口；

一灯壳盖，该灯壳盖设于该灯壳体前端的开口，该灯壳盖具有一出光口；

至少一发光二极管，该发光二极管前端具有一发光端，该发光二极管设置于该灯壳体内部，且其发光端朝向该灯壳盖的出光口；

一电路板，该电路板电性连接于该发光二极管；以及

一色温转换组件，该色温转换组件设置于该灯壳盖的出光口前端，该色温转换组件包含一透光基材及色温转换材料，该色温转换材料设置于该透光基材，该色温转换材料包含高折射材料及低折射材料，高折射材料为氧化钛系或氧化钽，低折射材料为氧化硅系或氟化镁。

8.根据权利要求7所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该色温转换材料进一步包含中折射材料，该中折射材料为氧化铝或氧化锆。

9.根据权利要求7所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该发光二极管为白光发光二极管。

10.根据权利要求7所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该色温转换材料蒸镀于该透光基材表面形成一薄膜。

11.根据权利要求7所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该透光基材的材质为高分子聚合物。

12.根据权利要求11所述的可调整色温的发光二极管光源装置，其特征在于，该高分子聚合物为玻璃、塑料、树酯、橡胶或硅胶。

Images