CN113314652B - Led元件及利用该led元件的照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明主要提出一种LED元件及利用该LED元件的照明装置，LED元件主要包括：一LED芯片、一封装胶体、以及一荧光粉。其中，该封装胶体包覆该LED芯片，且该荧光粉掺杂于该封装胶体之内。依据本发明的设计，在该LED芯片所发出的一短波长色光射入该封装胶体之后，一特殊色光即透过该封装胶体射出。并且，该特殊色光的基础组成包含：相对强度为1的一第一色光、相对强度介于0.6至0.8之间的一第二色光、以及相对强度介于0.4至0.6之间的一第三色光。显然地，本发明能够做到令单一LED元件发出粉色、桃红色、等与女性气质相联系的特殊色光。
Description
技术领域
本发明涉及发光元件的技术领域，尤其涉及一种LED元件及利用该LED元件的照明装置。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)为目前广泛应用的发光元件，由于其具有体积小、使用寿命长等优点，因而被广泛地应用于人类的日常生活之中。
白光LED元件的实现方式有两种。其中一种实现方式是透过封装技术将红(R)、绿(G)、蓝(B)LED芯片集成单一白光LED元件，这样的方式具备高可控性以及高显色性的优点，但缺点是电路设计复杂且生产成本过高。另外一种实现方式是将短波长LED芯片、红色荧光粉、以及绿色荧光粉集成单一白光LED元件。值得说明的是，此类LED元件亦被称为荧光转换LED元件(phosphor-converted LED,PC-LED)。如此设计，荧光粉经短波长色光的激发后会放射出长波长的红光与绿光，且该红光与绿光会与所述短波长色光(例如：蓝光或者紫外光)混合成白光。
图1显示现有的一种白光LED元件的立体图，且图2显示现有的白光LED元件的立体剖视图。如图1与图2所示，现有的白光LED元件1’是于结构上包括：一底座11’、一导线架12’、一主体10’、一LED芯片13’、以及一封装胶体(colloidal encapsulation)14’。其中该导线架12’埋于该主体10’的中的一第一电极121’与一第二电极122’，且该第一电极121’与该第二电极122’分别具有露出于该主体10’之外的一第一焊接部123’和一第二焊接部124’。并且，该主体10’具有一凹槽101’，且该LED芯片13’位于该凹槽101’内，并设置在该导线架12’的该第二电极122’之后，且电性连接该第一电极121’。
更详细地说明，该封装胶体14’内掺杂有一荧光粉141’，且该荧光粉141’由一红色荧光粉和一绿色荧光粉依一特定比例混成。如此设置，只要利用电力驱动该LED芯片13’发出一短波长色光激发该荧光粉141’放射出一红光与一绿光，便可以令所述白光LED元件1’发出由该短波长色光、该红光和该绿光所混成的一白光。
随着半导体光电技术的不断进步，除了能够发射蓝光或紫外光等短波常色光以外，在对应地变更主动层(亦即量子井层)的材料及/或结构的情况下，单一LED芯片13’还是可以发出绿光、黄光、或红光等不同色光。然而，目前技术仍无法做到令如图1所示的单一白光LED元件1’能够发出粉色或桃红色等与女性气质相联系的特殊色光。
然而，在搭配使用滤光片(或色轮)的情况下，还是可以获得能够发出粉色或桃红色的发光装置。图3即显示能够发出粉色或桃红色的一种发光装置的侧剖视图。如图3所示，所述发光装置包含两个如图2所示的白光LED元件1’、一个滤光片2’、以及一个混光单元3’。其中，该滤光片2’用以将一个白光LED元件1’所发出的白光转换成红光，且令该红光射入该混光单元3’。另一方面，另一个白光LED元件1’所发出的白光则直接入射该混光单元3’。透过调整白光和红光的比例(例如光通量比例)，则最终透过该混光单元3’所射出的色光便会带粉色或桃红色。
可惜的是，目前市面上仍缺少能够直接发出粉色光或桃红色光的单颗LED元件，同时也缺少能够提供粉色或桃红色的照明光的照明装置。有鉴于此，本案的发明人极力加以研究发明，而终于研发完成本发明的一种LED元件及利用该LED元件的照明装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED元件及利用该LED元件的照明装置，LED元件其主要包括：一LED芯片、一封装胶体、以及一荧光粉。其中，该封装胶体包覆该LED芯片，且该荧光粉掺杂于该封装胶体之内。依据本发明的设计，在该LED芯片所发出的一短波长色光射入该封装胶体之后，一特殊色光即透过该封装胶体射出。并且，该特殊色光的基础组成包含：相对强度为1的一第一色光、相对强度介于0.6至0.8之间的一第二色光、以及相对强度介于0.4至0.6之间的一第三色光。显然地，本发明能够做到令单一LED元件发出粉色、桃红色、等与女性气质相联系的特殊色光。并且，在不同的激发光的照射下，还可发出橘红、橘黄等特殊色光。
为达成上述目的，本发明提出所述LED元件的一实施例，其包括：
一LED芯片，用以发出一短波长色光，且该短波长色光的波长范围介于380nm至420nm之间；
一封装胶体(colloidal encapsulation)，包覆该LED芯片；以及
一荧光粉，掺杂于该封装胶体之内；
其中，在该LED芯片所发出的该短波长色光射入该封装胶体之后，一色光透过该封装胶体射出，且该色光包含：相对强度为1的一第一色光、相对强度介于0.6至0.8之间的一第二色光、以及相对强度介于0.4至0.6之间的一第三色光；
其中，该第一色光的波长范围介于625nm至650nm之间，该第二色光的波长范围介于695nm至710nm之间，且该第三色光的波长范围介于600nm至625nm之间。
在前述本发明的LED元件的一可行实施例中，该色光还包含相对强度介于0.1至0.2之间的一第四色光，且该第四色光的波长范围介于585nm至600nm之间。
在前述本发明的LED元件的另一可行实施例中，该色光还包含相对强度介于0.1至0.2之间的一第五色光，且该第五色光的波长范围介于725nm至750nm之间。
于前述本发明的桃红光LED元件的实施例中，该荧光粉为下列任一者：硫化物体系红色荧光粉、氮化物体系红色荧光粉、硫氧化物体系红色荧光粉、或氮氧化物体系红色荧光粉。
在前述本发明的LED元件的一可行实施例中，更包括一电极连接单元，用以供所述LED芯片设置于其上，并具有一第一电连接件和一第二电连接件用以分别电连接该LED芯片的一第一电极和一第二电极。
在前述本发明的LED元件的另一可行实施例中，更包括：
一基座；
一主体，设于该基座之上，且具有一容置槽；
一第一电极，埋于该主体内，且具有一第一电连接部与一第一焊接部，其中该第一电连接部露出于该容置槽之中，且该第一焊接部露出于该主体的外部；以及
一第二电极，埋于该主体内，且具有一第二电连接部与一第二焊接部，其中该第二电连接部露出于该容置槽之中，且该第二焊接部露出于该主体的外部；
其中，该LED芯片的一第一电极电连接该第一电连接部，且该LED芯片的一第二电极电连接该第二电连接部。
于前述本发明的LED元件的实施例中，更包括一透镜，其设于该主体之上，且遮盖该容置槽。
并且，本发明同时提供一种照明装置，其使用如前所述本发明的LED元件作为其所包含的至少一发光元件。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1显示现有的一种白光LED元件的立体图；
图2显示现有的白光LED元件的立体剖视图；
图3显示能够发出粉色或桃红色的一种发光装置的侧剖视图；
图4显示本发明的一种LED元件的第一实施例的示意性侧剖视图；
图5显示本发明的LED元件的光谱图；
图6显示本发明的LED元件的第二实施例的立体图；
图7显示本发明的LED元件的第二实施例的立体剖视图；
图8显示本发明的LED元件的第三实施例的立体图；
图9显示本发明的LED元件的第三实施例的立体剖视图；
图10显示本发明的LED元件的第一应用例的立体图；以及
图11显示本发明的LED元件的第二应用例的立体图。
其中，附图标记
本发明
1:LED元件
11:LED芯片
11P:第一电极
11N:第二电极
12:封装胶体
13:荧光粉
14:基板单元
141:第一电连接件
142:第二电连接件
15:透镜
1B:基座
1M:主体
1M1:容置槽
E1:第一电极单元
E1C:第一电连接部
E1W:第一焊接部
E2:第二电极单元
E2C:第二电连接部
E2W:第二焊接部
A1:台灯
A2:吊灯
现有技术
1’:白光LED元件
10’:主体
101’:凹槽
11’:底座
12’:导线架
121’:第一电极
122’:第二电极
123’:第一焊接部
124’:第一焊接部
13’:LED芯片
14’:封装胶体
141’:荧光粉
2’:滤光片
3’:混光单元
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明所提出的一种LED元件及利用该LED元件的照明装置，以下将配合图示，详尽说明本发明的较佳实施例。
第一实施例
图4显示本发明的一种LED元件的第一实施例的示意性侧剖视图。如图4所示，本发明的LED元件1主要包括：一LED芯片11、一封装胶体(colloidal encapsulation)12、一荧光粉13、以及一基板单元14。补充说明的是，一般LED元件的晶粒对角线长度是介于200微米至300微米之间。另一方面，晶粒的对角线长度介于50微米至60微米之间的发光二极管被称为次毫米发光二极管(Mini LED)，而晶粒的对角线长度小于50微米的发光二极管则被称作微发光二极管(Micro LED,μLED)。因此，应可理解，图4所示的本发明的桃红光LED元件1所包含的LED芯片11为一Mini LED芯片或一Micro LED芯片。
更详细地说明，该LED芯片11设置于该基板单元14之上。其中，该基板单元14具有一第一电连接件141和一第二电连接件142用以分别电连接该LED芯片11的一第一电极11P和一第二电极11N。依据本发明的设计，该LED芯片11，用以发出一短波长色光，且该短波长色光的波长范围介于380nm至420nm之间。另一方面，该封装胶体12包覆该LED芯片11，且该荧光粉13掺杂于该封装胶体12之内。
图5显示本发明的LED元件的光谱图。依据本发明的设计，在该LED芯片11所发出的该短波长色光射入该封装胶体12之后，一特殊色光即透过该封装胶体12射出。图5即为所述特殊色光的光谱图。观察图5可发现，该特殊色光的基础组成包含：相对强度为1的一第一色光、相对强度介于0.6至0.8之间的一第二色光、以及相对强度介于0.4至0.6之间的一第三色光。其中，该第一色光的波长范围介于625nm至650nm之间，该第二色光的波长范围介于695nm至710nm之间，且该第三色光的波长范围介于600nm至625nm之间。并且，在更仔细地观察图5之后，可发现该特殊色光的组成更包含：相对强度介于0.1至0.2之间的一第四色光以及相对强度介于0.1至0.2之间的一第五色光。其中，该第四色光的波长范围介于585nm至600nm之间，且该第五色光的波长范围介于725nm至750nm之间。
更详细地说明，本发明主要是在所述封装胶体12掺杂一荧光粉13，且令所述LED芯片11发出波长范围介于380nm至420nm之间的一短波长色光通过该封装胶体12，从而获得一特殊色光，且该特殊色光为一桃红色光或粉色色光。值得说明的是，在不同的激发光的照射下，还可发出橘红、橘黄等特殊色光。补充说明的是，图5的光谱显示所述特殊色光为桃红色光，其是利用波长为400nm的色光激发一红色荧光粉所获得。本发明不限制所述红色荧光粉的种类，然而，所述红色荧光粉较佳地可为下列任一者：硫化物体系红色荧光粉、氮化物体系红色荧光粉、硫氧化物体系红色荧光粉、或氮氧化物体系红色荧光粉。并且，每一种荧光材料的示范性材料整理于下表(1)中。
表(1)
第二实施例
图6显示本发明的LED元件的第二实施例的立体图，且图7显示本发明的LED元件的第二实施例的立体剖视图。如图6与图7所示，本发明的LED元件1的第二实施例于结构上包括：一LED芯片11、一封装胶体12、一荧光粉13、一基座1B、一主体1M、以及包含一第一电极单元E1和一第二电极单元E2的一导线架。补充说明的是，常规LED元件的晶粒对角线长度介于200微米至300微米之间。因此，应可理解，图7所示的本发明的LED元件1所包含的LED芯片11为一常规LED芯片。
如图6与图7所示，该主体1M设于该基座1B之上，且具有一容置槽1M1。另一方面，该第一电极单元E1埋于该主体1M内，且具有一第一电连接部E1C与一第一焊接部E1W，其中该第一电连接部E1C露出于该容置槽1M1之中，且该第一焊接部E1W露出于该主体1M的外部。并且，该第二电极单元E2埋于该主体1M内，且具有一第二电连接部E2C与一第二焊接部E2W，其中该第二电连接部E2C露出于该容置槽1M1之中，且该第二焊接部E2W露出于该主体1M的外部。值得注意的是，于第二实施例中，该LED芯片11的一第一电极11P电连接该第一电连接部E1C，且该LED芯片11的一第二电极11N电连接该第二电连接部E2C。
第三实施例
图8显示本发明的LED元件的第三实施例的立体图，且图9显示本发明的LED元件的第三实施例的立体剖视图。如图8与图9所示，本发明的LED元件1的第三实施例系于结构上包括：一LED芯片11、一封装胶体12、一荧光粉13、一基座1B、一主体1M、包含一第一电极单元E1和一第二电极单元E2的一导线架、以及一透镜15。其中，该透镜15设于该主体1M之上，且遮盖该容置槽1M1。
应用例
图10显示本发明的LED元件的第一应用例的立体图，且图11显示本发明的LED元件的第二应用例的立体图。如图10与图11所示，本发明的LED元件1的第一应用例为一台灯A1，且本发明的LED元件1的第二应用例为一吊灯A2。简单地说，本发明的LED元件1可以应用在时下的台灯、吊灯、造型灯、桌灯、夜灯、情境灯、照明灯、球泡灯、管灯等任一种照明装置之中，用以作为所述照明装置所包含的至少一发光元件。
如此，上述已完整且清楚地说明本发明的一种LED元件及利用该LED元件的照明装置的所有实施例及其特征。必须加以强调的是，前述本案所揭示者乃为较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为熟习该技术的人所易于推知者，都应不脱离本案所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED元件，其特征在于，包括：
一LED芯片，用以发出一短波长色光，且该短波长色光的波长范围介于380nm至420nm之间；
一封装胶体，包覆该LED芯片；以及
一荧光粉，掺杂于该封装胶体之内；
其中，在该LED芯片所发出的该短波长色光射入该封装胶体之后，一色光透过该封装胶体射出，且该色光包含：相对强度为1的一第一色光、相对强度介于0.6至0.8之间的一第二色光、以及相对强度介于0.4至0.6之间的一第三色光；
其中，该第一色光的波长范围介于625nm至650nm之间，该第二色光的波长范围介于695nm至710nm之间，且该第三色光的波长范围介于600nm至625nm之间。
2.如权利要求1所述的LED元件，其特征在于，该LED芯片具有一晶粒对角线长度，且该晶粒对角线长度介于50微米至60微米之间。
3.如权利要求1所述的LED元件，其特征在于，该LED芯片具有一晶粒对角线长度，且该晶粒对角线长度小于50微米。
4.如权利要求1所述的LED元件，其特征在于，射出的该色光更包含相对强度介于0.1至0.2之间的一第四色光，且该第四色光的波长范围介于585nm至600nm之间。
5.如权利要求4所述的LED元件，其特征在于，射出的该色光更包含相对强度介于0.1至0.2之间的一第五色光，且该第五色光的波长范围介于725nm至750nm之间。
6.如权利要求1所述的LED元件，其特征在于，该荧光粉为下列任一者：硫化物体系红色荧光粉、氮化物体系红色荧光粉、硫氧化物体系红色荧光粉、或氮氧化物体系红色荧光粉。
7.如权利要求1所述的LED元件，其特征在于，更包括一基板单元，用以供所述LED芯片设置于其上，并具有一第一电连接件和一第二电连接件用以分别电连接该LED芯片的一第一电极和一第二电极。
8.如权利要求1所述的LED元件，其特征在于，更包括：
一基座；
一主体，设于该基座之上，且具有一容置槽；
一第一电极单元，埋于该主体内，且具有一第一电连接部与一第一焊接部，其中该第一电连接部露出于该容置槽之中，且该第一焊接部露出于该主体的外部；以及
一第二电极单元，埋于该主体内，且具有一第二电连接部与一第二焊接部，其中该第二电连接部露出于该容置槽之中，且该第二焊接部露出于该主体的外部；
其中，该LED芯片的一第一电极电连接该第一电连接部，且该LED芯片的一第二电极电连接该第二电连接部。
9.如权利要求8所述的LED元件，其特征在于，更包括一透镜，其设于该主体之上，且遮盖该容置槽。
10.一种照明装置，其使用如权利要求1至权利要求9的任一项所述的LED元件作为其所包含的至少一发光元件。
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