CN102916114B - 发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管，包括基座、位于基座上的发光二极管光源、以及设置在该发光二极管光源的出光路径上的滤光片层。该发光二极管光源发出白光。该滤光片层包括多个红色滤光片区域、多个绿色滤光片区域及多个蓝色滤光片区域，该多个红色滤光片区域、绿色滤光片区域及蓝色滤光片区域分别沿相互垂直的第一、第二方向交替排列并呈矩阵形。该发光二极管具有演色性高且配光简单的优点。

Description

发光二极管
技术领域
本发明涉及一种发光二极管，尤其涉及一种白光发光二极管。
背景技术
目前市场上的部分白光发光二极管将发蓝光的发光二极管芯片与黄光荧光粉相互配合使用，利用黄光荧光粉受蓝光激发而产生的黄光与未被黄光荧光粉吸收的蓝光相混合得到白光。然而，该种方式得到的白光演色性不足，不能满足特定的出光要求。
为提高发光二极管的演色性，还有部分白光发光二极管将红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片以及蓝光发光二极管芯片设置在同一封装结构中，利用红、绿、蓝三色光混成白光。该种包含三色发光二极管芯片的发光二极管具有较好的演色性，然而，该种发光二极管采用红、绿、蓝三色光混成白光时，需要分别控制各色发光二极管芯片的工作电流，从而调节各色光的分配比例来混成白光，导致该种发光二极管的配色较为复杂。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出光均匀且演色性高的发光二极管。
一种发光二极管，包括基座、位于基座上的发光二极管光源、以及设置在该发光二极管光源的出光路径上的滤光片层。该发光二极管光源发出白光。该滤光片层包括多个红色滤光片区域、多个绿色滤光片区域及多个蓝色滤光片区域，该多个红色滤光片区域、绿色滤光片区域及蓝色滤光片区域分别沿相互垂直的第一、第二方向交替排列并呈矩阵形。
所述发光二极管的发光二极管光源发出的光分别激发红、绿、蓝三色滤光片产生红光、绿光、蓝光进而混成白光，使得该种发光二极管不仅出光均匀，而且演色性好，并且该发光二极管的混光简单而无需额外的电流控制达成配色目的。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的发光二极管的结构示意图。
图2是图1所示发光二极管的滤光片区域排布结构示意图。
图3是本发明第二实施例提供的发光二极管的结构示意图。
图4是图3所示发光二极管的滤光片区域排布结构示意图。
主要元件符号说明
发光二极管 10、20
基座 11
发光二极管光源 12、22
蓝光发光二极管芯片 121、221
红光发光二极管芯片 222
绿光发光二极管芯片 223
黄光荧光粉 123
封装体 122
滤光片层 14、24
红色滤光片区域 140、240
绿色滤光片区域 142、242
蓝色滤光片区域 144、244
基底 110
反射杯 112
第一电极 114
第二电极 116
接触段 1140、1160
接线段 1142、1162
连接段 1144、1164
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明第一实施例的发光二极管10包括基座11、发光二极管光源12以及滤光片层14。
该基座11包括基底110、设置在基底110上的反射杯112以及位于基底110两侧的第一电极114、第二电极116。
该基底110及反射杯112可以由LCP(LiquidCrystalPolymer，即液晶高分子)材料一体制成，也可以为不同材料分开制造，比如反射杯112由LCP材料制成，而基底110为硅基板、塑料基板或陶瓷基板。
该第一电极114及第二电极116由金属材料制成，并弯折成U型，且相对设置在基座11的两侧。该第一电极114与第二电极116相互隔开以避免短路。该第一电极114及第二电极116均包括位于基底110底部的接触段1140、1160，位于基底110顶面且暴露于反射杯112底部的接线段1142、1162，以及连接接触段1140、1160及接线段1142、1162的连接段1144、1164。该接触段1140、1160用于与外部的电路(图未示)连接以将电能经由连接段1144、1164传导至接线段1142、1162。该接线段1142、1162与该发光二极管光源12电连接，以供给该发光二极管光源12发光所需的电能。本实施例中，该接线段1142、1162平行于接触段1140、1160且垂直于连接段1144、1164。
该发光二极管光源12发出白光，在本实施例中，该发光二极管光源12包括蓝光发光二极管芯片121、覆盖该蓝光发光二极管芯片121的透光封装体122、以及设置在封装体122内的黄光荧光粉123。该黄光荧光粉123受该蓝光发光二极管芯片121发出的蓝光激发而产生黄光，该黄光与未被该黄光荧光粉123吸收的蓝光相混合得到白光。
该蓝光发光二极管芯片121容置于所述基座11的反射杯112内，并固定于第一电极114的接线段1142的表面上。该蓝光发光二极管芯片121的两个电极通过金属线15分别连接至第一电极114及第二电极116的接线段1142、1162以实现电性连接。当然，该蓝光发光二极管芯片121也可采用覆晶封装(flip-chip)的方式直接固定于第一电极114及第二电极116的接线段1142、1162表面，而无需使用金属线15。
该封装体122可由聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料所制成。该封装体122填充在反射杯112内并覆盖该蓝光发光二极管芯片121以及基底110上未被第一电极114、第二电极116覆盖的部分。在本实施例中，该黄光荧光粉123均匀设置在该封装体122中。
所述滤光片层14设置在该封装体122的远离该发光二极管光源12的表面上。该滤光片层14包括多个红色滤光片区域140、多个绿色滤光片区域142以及多个蓝色滤光片区域144。该多个红色滤光片区域140、绿色滤光片区域142及蓝色滤光片区域144呈矩阵形排列。
本实施例中，所述红色滤光片区域140、绿色滤光片区域142及蓝色滤光片区域144以马赛克(mosaic)形图案排列成矩阵。如图2所示，红色滤光片区域140、绿色滤光片区域142及蓝色滤光片区域144分别沿X、Y方向交替排列，该X方向与Y方向相互垂直。在本实施例中，该滤光片层14包括的多个红色滤光片区域140、多个绿色滤光片区域142及多个蓝色滤光片区域144的比例为1：1：1。具体的：
自左向右，X方向上第N(N=2n+1，n为整数)行的首个滤光片区域为红色滤光片区域140且排列次序为“红绿蓝(RGB)，红绿蓝(RGB)”；X方向上第N+1行的首个滤光片区域为蓝色滤光片区域144且排列次序为“蓝红绿(BRG)，蓝红绿(BRG)”；
Y方向上第N(N=3n+1，n为整数)行的首个滤光片区域为红色滤光片区域140且以“红蓝(RB)，红蓝(RB)…”的次序排列,Y方向上第N+1行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域142且以“绿红(GR)，绿红(GR)…”的次序排列；Y方向上第N+2行的首个滤光片区域为蓝色滤光片区域144且以“蓝绿(BG)，蓝绿(BG)…”的次序排列。
如此方式设置的滤光片层14，其X方向上的任意两个同色滤光片区域互不相邻，且Y方向上的任意两个同色滤光片区域也互不相邻，从而使得各色滤光片区域均匀分布，以达成更均匀的混光效果。该发光二极管10的演色性高且配光简单。本实施例中，该发光二极管10发出的为偏冷白光，其出光均匀。
请参阅图3，本发明第二实施例的发光二极管20，其与第一实施例提供的发光二极管10的不同之处在于：该发光二极管光源22包括依次串联的蓝光发光二极管芯片221、红光发光二极管芯片222以及绿光发光二极管芯片223；设置在该发光二极管光源22出光面的滤光片层24包括的红色滤光片区域240、绿色滤光片区域242及蓝色滤光片区域244分别沿X、Y方向交替排列，该X方向与Y方向相互垂直，且该红色滤光片区域240、绿色滤光片区域242及蓝色滤光片区域244比例设置为3：6：1，其排布方式请参见图4所示，具体地：
自左向右，X方向上第N(N=4n+1，n为整数)行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且排列次序为“绿绿红红绿绿红绿蓝绿红(GGRGGRGBGR)，绿绿红红绿绿红绿蓝绿红(GGRGGRGBGR)…”；X方向上第N+1行的首个滤光片区域为红色滤光片区域240且排列次序为“红绿蓝绿红绿绿红绿绿(RGBGRGGRGG)，红绿蓝绿红绿绿红绿绿(RGBGRGGRGG)…”；X方向上第N+2行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且排列次序为“绿红蓝红绿绿绿红绿绿(GRBRGGGRGG)，绿红蓝红绿绿绿红绿绿(GRBRGGGRGG)…”；X方向上第N+3行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且排列次序为“绿绿红绿绿绿红蓝红绿(GGRGGGRBRG)，绿绿红绿绿绿红蓝红绿(GGRGGGRBRG)…”；
对应地，Y方向上第N(N=10n+1，n为整数)行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且以“绿红绿绿(GRGG)，绿红绿绿(GRGG)…”的次序排列,Y方向上第N+1行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且以“绿绿红绿(GGRG)，绿绿红绿(GGRG…”的次序排列；Y方向上第N+2行的首个滤光片区域为红色滤光片区域240且以“红蓝蓝红(RBBR)，红蓝蓝红(RBBR)…”的次序排列；Y方向上第N+3行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且以“绿绿红绿(GGRG)，绿绿红绿(GGRG)…”的次序排列；Y方向上第N+4行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且以“绿红绿绿(GRGG)，绿红绿绿(GRGG)…”的次序排列；Y方向上第N+5行的首个滤光片区域为红色滤光片区域240且以“红绿绿绿(RGGG)，红绿绿绿(RGGG)…”的次序排列；Y方向上第N+6行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且以“绿绿绿红(GGGR)，绿绿绿红(GGGR)…”的次序排列；Y方向上第N+7行的首个滤光片区域为蓝色滤光片区域244且以“蓝红红蓝(BRRB)，蓝红红蓝(BRRB)…”的次序排列；Y方向上第N+8行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域242且以“绿绿绿红(GGGR)，绿绿绿红(GGGR)…”的次序排列；Y方向上第N+9行的首个滤光片区域为红色滤光片区域240且以“红绿绿绿(RGGG)，红绿绿绿(RGGG)…”的次序排列。
当然，滤光片层24的设置位置还可以在发光二极管光源22的出光路径上适当变更，红、绿、蓝色滤光片区域的分布也还可以有其他多种变形方式，在此不再一一赘述。进一步地，该发光二极管光源12、22也可以为其他形式，如蓝光发光二极管芯片发出的光激发黄光荧光粉以及绿光荧光粉发出白光，或者利用紫外光发光二极管芯片发出的光激发红光、绿光、蓝光荧光粉发出白光等。
可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种发光二极管，包括基座、位于基座上的发光二极管光源，该发光二极管光源发出白光，其特征在于：该发光二极管光源的出光路径上设置有一个滤光片层，该滤光片层包括多个红色滤光片区域、多个绿色滤光片区域及多个蓝色滤光片区域，该多个红色滤光片区域、绿色滤光片区域及蓝色滤光片区域分别沿相互垂直的X、Y方向交替排列并呈矩阵形，X方向上第N行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域，X方向上第N+1行的首个滤光片区域为红色滤光片区域,X方向上第N+2行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域,X方向上第N+3行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域,其中N＝4n+1，n为整数；Y方向上第N行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域,Y方向上第N+1行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域,Y方向上第N+2行的首个滤光片区域为红色滤光片区域,Y方向上第N+3行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域,Y方向上第N+4行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域,Y方向上第N+5行的首个滤光片区域为红色滤光片区域,Y方向上第N+6行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域,Y方向上第N+7行的首个滤光片区域为蓝色滤光片区域,Y方向上第N+8行的首个滤光片区域为绿色滤光片区域,Y方向上第N+9行的首个滤光片区域为红色滤光片区域，其中N＝10n+1，n为整数。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该基座包括基底及形成于该基底上的反射杯，所述发光二极管光源设置于基底上且位于反射杯内。
3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该发光二极管光源包括设置在基座上的蓝光发光二极管芯片、覆盖该蓝光发光二极管芯片的透光封装体、以及设置在封装体内的黄光荧光粉，该滤光片层设置在该黄光荧光粉的远离该蓝光发光二极管芯片的一侧。
4.如权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，该基座包括基底及形成于该基底上的反射杯，所述发光二极管光源设置于基底上且位于反射杯内，该封装体填充在反射杯内，且该封装体覆盖该发光二极管光源以及基底上未被第一电极、第二电极覆盖的部分，该滤光片层设置在该反射杯的远离该蓝光发光二极管芯片的一侧。
5.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该发光二极管光源包括设置在基座上的蓝光发光二极管芯片、红光发光二极管芯片以及绿光发光二极管芯片。
6.如权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，该发光二极管光源还包括覆盖该蓝光发光二极管芯片、红光发光二极管芯片以及绿光发光二极管芯片的透光封装体，所述滤光片层为平板状，其设置在封装体的表面上。
7.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该滤光片层包括的多个红色滤光片区域、多个绿色滤光片区域及多个蓝色滤光片区域的比例为3：6：1。
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