CN103423608A - 发光二极管混光元件 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管混光元件，包括一腔体、一透光片及至少一发光模块；腔体设有一腔室，腔体设有一开口，开口与腔室相互连通；透光片设于开口并封闭腔室，透光片设有至少一数组组，至少一数组组包括数个凹槽，凹槽与凹槽相互等距间隔排列设置，数个凹槽内各添有一复合化合物；至少一发光模块设于腔室内的腔底面，并朝透光片照射光线，部分光线由凹槽与凹槽之间的间隔透射而出，另一部分光线照射至凹槽，使光线通过凹槽并与复合化合物产生波长的改变，两部分的光线最后一起透出透光片时，再次将原本光线的波长以及激发所转换而成的波长相互叠加混合叠加形成新的频谱的光线。本发明可降低发光二极管的光线能量的耗损或有效增加光射出的强度等。

Description

发光二极管混光元件

技术领域

本发明是一种发光二极管混光元件，详而言之是关于一种发光二极管与荧光粉或量子点(quantum dots)的搭配，使得激发出的波长与原波长做叠加，达到使用者所预设的光线，而降低光线能量的耗损或有效增加光射出的强度。

背景技术

现今科技在发光二极管的专业领域里是博大精深，而发光二极管也就是所谓LED，而LED为一种半导体装置，其优点在于寿命长、体积小，早已被运用至多项产业或是物品等上面。然而，在众多产业里，有些是需要用到各种颜色的光源，但是，早期灯源所散发出的光线并无法呈现多种色彩，必须由不同色光的灯源加以混合，而产生使用者所需的光源，例如，光的三原色分别是红、绿、蓝三种色彩是一般可见光谱的范围，而将这三种颜色的光相互彼此混合，就可产生其余不同颜色的光，最后，当三种颜色完全混合一起时，就产生了白光。

但是，单一发光二极管的光源各具有最佳单色波峰，而导致三种颜色混合在一起的白光非常不均匀，且所透出的光线能量并不完全，容易会有特定的颜色减弱，所以，三种颜色并不能以随意的方式相互混合在一起，为此缺点，有业者用改变波长的方式，将三种颜色的波长改变，以达到混合后的白光能均匀且稳定，请参阅中国台湾专利公告号I349242「具有高演色性之数组式发光装置」，一种具有高演色性的数组式发光装置，其包括：一基板、一电性地设置于该基板上的数组式发光模块、一波长转换层组及数个透光层组。该数组式发光模块由蓝色、红色、绿色、黄色及琥珀色发光芯片组所组成。该波长转换层组覆盖在该蓝色发光芯片组上。该等透光层组分别覆盖在红色、绿色、黄色及琥珀色发光芯片组上。借此，该蓝色发光芯片组所发出的可见光的一部分通过该波长转换层组吸收开转换为具有另一发光峰值波长范围的可见光，其与其它发光芯片组所产生的投射光源彼此相互混合，以使得该数组式发光模块混合出演色性介于90～96之间的白色光源。

上述的「具有高演色性的数组式发光装置」虽已改善混合后的白光的不均匀和不稳定等缺点，但是，在其某些发光二极管的光线波长在透射时会稍嫌不足够，导致混合后的白光波长无法达到预设所需的白光波长。故，「具有高演色性的数组式发光装置」尚待加以改善与改进，以符合使用者的所需。

进一步探讨发光二极管的不同波长光线混合后，及其应用于产业用途上的功效，一般不同波长光线混合叠加后最常见到为照明以及背光方面的相关应用，然而在照明方面的应用除了白光以外，另外还有使用于农业应用上的红光加上蓝光照明于植物等相关应用，在现今的科学发达情况下，很多出乎意料之外的事情也比比皆是，例如：只能在冬季才看到的植物或蔬果能在其它季节出现或贩卖、在特定季节才会开的花能在其它季节绽放等，除了使用于农业应用以外，渐渐的也有其它产业的人们也利用了混合光线的原理，改变了生物的生长时间。但是，如何将混合后的光线达到符合生物的生长，这是相关人士所需研究的方向。

请参阅中国台湾专利公告号M399604「植物灯」，其提供一种植物灯，该植物灯包括：基板，其上设有数个接点；发光体，以封装技术与该基板组固，并与该基板上的部分接点连通，包含具有多层光幅射功率及连续光谱，并能发出不同光强度的LED芯片，该LED芯片的配光至少包括：红外光带、紫外光带及蓝光带，以及绿光带，借以提供植物光合作用所需的吸收频谱，而可令植物生长的更快、开花更加的茂盛，同时，可借以达到省电、使用安全性及寿命增长等优点。

上述的「植物灯」虽有提供植物常年生长，但是，当植物的数量过多时，在其光源使用数量上必须相当的大，进一步导致成本的提升，且此「植物灯」并无混合所设光线，以无达到符合植物的最佳照射光线效果。故，「植物灯」尚待加以改善与改进，以符合使用者的所需。

鉴于以上所述「具有高演色性的数组式发光装置」以及「植物灯」的缺点，本发明人有感上述缺点的可改善，且依据多年相关经验与研究，以及配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺点的本发明「发光二极管混光元件」，能提高光线萃取效率、高演色性以及低成本的制造，并增加光线的透射量等优点，且更符合植物生长所需的光合作用的频谱等。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种发光二极管混光元件，其可降低发光二极管的光线能量的耗损或有效增加光射出的强度等。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明发光二极管混光元件其包括一腔体、一透光片及至少一发光模块，其中：

该腔体设有一腔室，该腔体设有一开口，该开口与腔室相互连通；

该透光片设于开口并封闭腔室，该透光片设有至少一数组组，该至少一数组组包括有数个凹槽，且凹槽与凹槽相互等距间隔排列设置，而该数个凹槽内各添有一复合化合物；

该至少一发光模块设于腔室内的腔底面；

借此，该发光模块的光线朝透光片照射，部分光线由凹槽与凹槽之间的间隔透射而出，而另一部分光线照射至凹槽，使得光线通过该凹槽并与复合化合物产生波长的改变，而两部分的光线最后一起透出该透光片时，再次将原本光线的波长以及激发所转换而成的波长相互叠加混合形成新的频谱的光线。

本发明该透光片为玻璃片、丙烯酸树脂片或纸片。

本发明该数个凹槽可为方形或圆柱形的形态。

本发明该透光片发有两组数组组时，该两数组组上下层叠交错间隔设置。

本发明该复合化合物为荧光粉或量子点(quantum dots)。

本发明各凹槽内的复合化合物受光线照射而激发出的光色为黄色、红色、橘色或绿色。

本发明各凹槽内的复合化合物为不同颜色相互搭配，以符合使用者所需。

本发明该至少一发光元件为蓝光芯片，该蓝光芯片的波长约为350nm至470nm。

本发明该腔体内的腔壁设有至少一反射贴片，发光模块的部分光线照射至反射贴片后，将部分光线反射至透光片。

本发明该至少一发光模块设有单颗发光二极管或多颗发光二极管。

本发明的有益效果是，其可降低发光二极管的光线能量的耗损或有效增加光射出的强度等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明立体状态示意图。

图2是图1所示A A线段剖面状态示意图。

图3是本发明透光片经发光模块照射后的数组示意图。

图4是本发明第二实施例剖面状态示意图。

图5是本发明第三实施例剖面状态示意图。

图6是图5所示的透光片经发光模块照射后的数组示意图。

图7是本发明照射植物状态示意图。

图8是本发明第四实施例剖面状态示意图。

图中标号说明：

1腔体          11腔室

12开口         2透光片

21数组组       22凹槽

23复合化合物   3发光模块

4反射贴片

具体实施方式

本发明是有关于一种发光二极管混光元件，有关其功效及特点，以下搭配相关附图作一简单实施例说明。

请参阅图1至图2所示，本发明包括一腔体1、一透光片2及一发光模块3，其中：

该腔体1设有一腔室11，该腔体1设有一开口12，该开口12与腔室11相互连通；

该透光片2设于开口12并封闭腔室11，该透光片2设有至少一数组组21，该至少一数组组21包括有数个凹槽22，且凹槽22与凹槽22相互等距间隔排列设置，该数个凹槽22内各添有一复合化合物23；

该至少一发光模块3设于腔室11内的腔底面；

借此，该发光模块3的光线朝透光片2照射，部分光线由凹槽22与凹槽22之间的间隔透射而出，而另一部分光线照射至凹槽22，使得光线通过该凹槽22并与复合化合物23产生波长的改变，而两部分的光线最后一起透出该透光片2时，再次将原本光线的波长以及激发所转换而成的波长相互叠加混合叠加形成新的频谱的光线。

本发明以图1至图3为主要实施例，而下述的图4至图8所示，为本发明第二实施例至第四实施例。

请参阅图1至图2所示，为了使得光线能有效透射出，进一步产生预设波长的光线，该透光片2为玻璃片，以达到良好穿透效果(本发明以玻璃片为主要实施例，而其余具有透光效果的透光片2并不以此为限)。

请参阅图4至图5所示，除了图2所示该透光片2设有一数组组21，而为了使发光二极管混光元件所照射出的光线具有更多不同的波长，该透光片2设有上下层叠交错间隔设置的两组数组组21，该数组组21的数个凹槽22等距离间隔排列，而该数个凹槽22可为方形或圆柱状的形态设置(本发明主要以方型凹槽22为主要实施例，而其余形状的凹槽22并不以此为限)。

然而，为了使得该发光模块3所产生的光线有波长上的变化，以符合预定所需的波长，添入各该数个凹槽22内的复合化合物23为荧光粉或量子点，而本发明的发光模块3以蓝光芯片为例，并搭配各色荧光粉或量子点以举例说明，例如：一般蓝光芯片所散发的蓝光波长约为350nm至470nm，而蓝光经过黄色荧光粉或可激发黄光的量子点，就能混合成白光，请参阅图2所示，并请搭配图3的光源数组示意图所示(A代表黄色光，B代表蓝色光)；当该透光片2设有两数组组21时，而两数组组21上下并排且两数组组21的凹槽22相互交错设置，并留有空隙，使蓝光可以不经过荧光粉直接透射而出，而在各凹槽22内添入橘色以及绿色的荧光粉或量子点，使得蓝光芯片的一部分蓝光经过橘色荧光粉数组组21而发出橘色光，一部分蓝光经过另一组添有绿色荧光粉数组组21而会发出绿色光，剩下一部分蓝光经由凹槽22与凹槽22之间的间隙透射出，如此三部分的橘色光、绿色光以及蓝光会混合成白光，由此得知，各色荧光粉或量子点的相互组合搭配的方式，可为数组组21中的每一凹槽22皆为同一色，亦或每一凹槽22为不同色等方式，以达成使用者所需的预定光线波长，请参阅图4至图5以及图6所示，并搭配图6照射后的光源数组示意图所示(C代表橘色光、D代表蓝色光、E代表绿色光，而本发明所举例该发光模块3为蓝光芯片，以及该复合化合物23为橘色、绿色或黄色并非限制主要技术特征，而是详细说明本发明所可实施的形态)。

进一步就上述所说明的该透光片2设有两数组组21以上下并排且相互交错排列设置，并留有间隙，可避免已经激发而出的光线再次被邻近的荧光粉或量子点所吸收，以达到维持原始光线的能量，如此一来，该发光模块3所照射出的光线，一部分直接照射至该透光片2而维持原始波长透射而出，一部分照射至荧光粉或量子点而改变波长透射而出，此发明可提升原始光线的透出量，进一步利用到各项产业。

请参阅图7所示，并搭配图6照射后的光源数组示意图，根据前述所示的功效，本发明在其用途上可运用在农业用途上，为求各项农业植物的生长优良，在各凹槽22内添入的复合化合物23为红色的荧光粉或可激发红光的量子点，而同在该发光模块3为蓝光芯片下的照射，可混合成供植物最佳生长的光线(本发明现以植物举例说明，而各色发光模块3搭配各色的荧光粉或量子点所产生出的特殊混合光线用于其它产业上，并不因此受限本发明的主要技术特征与目的用法)。

请参阅图1至图2以及图4至图5所示，在使用者所使用的场地大小或预设光线的强度的不同，该至少一发光模块3可设有单颗发光二极管或多颗发光二极管，以配合各项条件或预定所需(本发明该发光二极管的数量与透光片2的数组组21，以及各色荧光粉或量子点的搭配方式，亦可任意组合，以达到使用者所需的预设光源，并不因此受限本发明的主要技术特征与目的用法)。

请参阅图8所示，在该发光模块3的光线朝透光片2照射时，一部分光线会先朝腔体1的腔壁照射，再反射至该透光片2，但光线经过反射后会容易造成光线能量的衰减，使得最后透出的光线并无法达到最佳能量，所以，在该腔体1内的腔壁设有至少一反射贴片4，当光线照射至该反射贴片4时，以降低光线的衰减，保持原始光线能量的反射，进而朝该透光片2透出，达到最佳光线照射效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起申请。

Claims (10)

1.一种发光二极管混光元件，其特征在于，包括一腔体、一透光片及至少一发光模块，其中：

该腔体设有一腔室，该腔体设有一开口，该开口与腔室相互连通；

该透光片设于该开口并封闭该腔室，该透光片设有至少一数组组，该至少一数组组包括有数个凹槽，且该凹槽与凹槽相互等距间隔排列设置，而该数个凹槽内各添有一复合化合物；

该至少一发光模块设于腔室内的腔底面，并朝透光片照射光线，部分光线由该凹槽与凹槽之间的间隔透射而出，而另一部分光线照射至该凹槽，使得光线通过该凹槽并与复合化合物产生波长的改变，而两部分的光线最后一起透出该透光片时，再次将原本光线的波长以及激发所转换而成的波长相互叠加混合叠加形成新的频谱的光线。

2.根据权利要求1所述的发光二极管混光元件，其特征在于，所述透光片为玻璃片、内烯酸树脂片或纸片。

3.根据权利要求1所述的发光二极管混光元件，其特征在于，所述数个凹槽可为方形或圆柱形的形态。

4.根据权利要求1所述的发光二极管混光元件，其特征在于，所述透光片设有两组数组组时，该两数组组上下层叠交错间隔设置。

5.根据权利要求1所述的发光二极管混光元件，其特征在于，所述复合化合物为荧光粉或量子点。

6.根据权利要求5所述的发光二极管混光元件，其特征在于，各所述凹槽内的复合化合物受光线照射而激发出的光色为黄色、红色、橘色或绿色。

7.根据权利要求5或6所述的发光二极管混光元件，其特征在于，各所述凹槽内的复合化合物为不同颜色相互搭配。

8.根据权利要求1所述的发光二极管混光元件，其特征在于，该至少一发光元件为蓝光芯片，该蓝光芯片的波长约为350nm至470nm。

9.根据权利要求1所述的发光二极管混光元件，其特征在于，所述腔室内的腔壁设有至少一反射贴片，该发光模块的部分光线照射至该反射贴片后，将部分光线反射至该透光片。

10.根据权利要求1所述的发光二极管混光元件，其特征在于，所述至少一发光模块设有单颗发光二极管或多颗发光二极管。

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