TW200921934A - Discrete light-emitting diode light source device of wavelength conversion unit - Google Patents

Description

200921934 C11IPO_〇96TW7248 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明為一種分離式波長轉換單元之發光二極體光源裝

置，尤其是一種應用於光源裝置之分離式波長轉換單元之發光 二極體光源裝置。 X 【先前技術】 1 f' 目則白光發光二極體可藉由將紅光、綠光、及藍光發光二 極體晶片封裝至一發光二極體座體中，並利用不同大小的驅動 電流分別驅動紅光、綠光、及藍光發光二極體晶片，再將其發 出之光線混合為白光。但是因為需至少使用三顆發光二極體晶 片才忐使發光一極體發出白光，並且需設計出複雜的控制電路 才可準確地控制驅動電流，這樣的白光發光二極體的製造成本 過高，因此不適合應用於日常照明之中。 為了解決上述問題，目前業界已經發展出利用有色發光二 1 -極體配合榮光材料’籍此製造白光發光二極體。其中由於藍光 發光二極體晶片相較於其他顏色的發光二極體晶片可呈現較 高之輝度’所以發展出使用藍光發光二極體晶片，搭配可被藍 光激發出黃光的黃色螢光材料，以產生發出白光的白光發光二 極體。這種白光發光二極體係藉由藍光發光二極體晶片發出藍 光’然後其中一部份的藍光用以激發黃色螢光材料使其發出黃 光’而另一部伤的藍光再與黃光混合，藉此使發光二極體發出 白光。 第1圖為一種習知發光二極體10之結構圖。習知發光二 200921934

CilIPO_096TW7248 極體10包括：一基座n ;—於 13;以及-光學元件14。如第':極體晶片12 ; 一螢光材料 •之螢先㈣13大多先與光學封袭膠材混合均句後，再亩接爸 佈覆蓋於發光二極體晶片12上，… 再直接塗 透鏡加以保護螢光材料13，並#2„學元件14例如 之效果。光學元件14可使發學元件14達到光學設計 光線，並用以增加發光二極體5體10發出特定發光角度之 於發光二極體晶片12上的極勞 r' 尤衬枓13之厚薄不一，再利用弁 ，件Η調整發光二極體1G之發光角度後，更容易:= ° & ’目前各細也不㈣ 叙如何使發先二極體發出之光線更為均勻。 繁複另二：:1料13塗佈覆蓋於發光二極體晶片12的技術 極體曰片12 乡光材料13在封裝的過程中沈澱於發光二 杜Aik 進而使侍發光二極體10的發光效果不 之p率# 了發光—極體10之良率。如何提高發光二極體10 力^究的目i。低製作成本及簡化製作之手續，為目前各界努 【發明内容】 源裝置，、Γ提供—種分離式波長轉換單元之發光二極體光 極^將起轉換單元與發光二極體分離設置，可簡化 體晶片上厘疮 策程並改善螢光材料覆蓋於發光二極 又不一之問題’進而使得發光二極體發出之光線呈 200921934 , ^IP〇._Q96TW7248 色均勻。 為達上述目的，本發明係提供一種分離式波長轉換單元之 發光二極體光源裝置，其包括：一波長轉換單元’其包括：一 光學元件，其具有一表面；以及一波長轉換層，其係形成於表 面；以及至少一發光二極體，設置於激發波長轉換層之位置， 又每一發光二極體包括：一基座；一發光二極體晶片，係設置 於基座上；以及一透鏡’形成於基座上並覆蓋發光二極體晶片。 r 為達上述目的，本發明又提供一種波長轉換單元，其包 括：一光學元件，其具有一表面；以及一波長轉換層，係形成 於表面上。 藉由本發明的實施，至少可以達到下列之進步功效： 一、可避免習知技術上因螢光材料直接覆蓋在發光二極體晶 一片上，導致製程上螢光材料沈澱於發光二極體晶片上。 可降低光源裝置製程上的困難度、簡化製程之步驟，並且 一可提升光源裝置之製程生產上的良率。 三、 =免習知技術上因㈣材料直接覆蓋在發光二極體晶 四、 可依照波長轉換ϋ 先色之不均的缺點。 的應用性。與發光二極體之組合性，增加設計上 為了使任何熟習相 以實施’且根據本說明*技藝：了解本發明之技術内容並據 式，任何熟習相關技蓺^所揭露之内容、申請專利範圍及圖 點，因此將在實施方可輕易地理解本發明相關之目的及優 點。 詳細敘述本發明之詳細特徵以及優 7 200921934 CHfP0J96TW7248 【實施方式】 第2A圖係為本發明之一種分離式波長轉換 極體光源裝置20之☆躲八紅也 义之势九一 -插八雜切 實施侧。第2 β 0係為本發明之 77 長轉換單元之發光二極體光源裝置

視實施例圖。第3圓私-於* , oJ 元之發為本發明之—齡離以長轉換單 為本發明之 源裝置2〇之第二剖視實施例圖。第4圖係 =:分離式波長轉換單元之發光二極體光源裝置 如第2A圖及第2B圖所示，本實施例為一種分離式波長 換單元之發光二浦光源裝置2Q，其包括—波 以及至少—發光二極體4G。波長轉換單元3Q與了 可由-殼體做為支撐基座加以組合。 ㈣ 波長轉換單元3〇 ’其包括—光學元件31以及— 層32。光學元件31具有一表面，並且波長轉換層 光 學元件31之表面上。光學元…為透鏡、菲=透： (Fresnel Lens)或者擴散片。波長轉換層32之材質係為黃色 榮光材料’或者為黃色螢光材料以及紅色螢光材料之混合材 料。 犯口 波長轉換層32之平均厚度約為1〜3nro，可利用物理氣象沈 積（Physical Vapor Deposition，PVD)，包括蒸鍍（Evap〇rati〇n Deposition)、離子鍍（Ion Plating)或者濺鍍（Sputtering Deposition)於100°C〜500°C之較佳工作環境完成。 發光二極體40，其包括包括一基座41、_發光二極體晶 200921934 . CHiPOJ96TW7248 片42以及一透鏡43。基座41為承載體’設有導線架可用以電 性連接於電路板50。發光二極體晶片42設置於基座41上，可 藉由打線與導線架電性連接；透鏡形成於基座41上，並覆蓋 發光一極體晶片42。 發光二極體晶片42可為一藍光發光二極體發光源。由於 藍光發光二極體發切可呈現較高之輝度m發光二極體 發光源搭配黃色螢光材料時，藍光發光二極體發光源發出之部 r份藍光可用以激發黃色螢光材料以產生黃光’而另一部份的藍 光可再與被激發的黃光混合，藉此使發光二極體光源裳置二 發出白光。 藉由透鏡之設計’可使發光二極體40之出光角度介 度之間’並且設置於可激發上述波長轉換層32之 、- 置。透過適當出Μ度與位置，可激發波長轉換層犯 光發出。由於螢光材料並不直接覆蓋於發光二極體 避免習知技術所產生的缺失，進而提升生產良率。 ，可 如第3圖所示，波長轉換層32可進一步具 而光學元件31 «樣的可進—步具有魏個叫。^凸體’ 層32的凸體結構可利用模造方式加以完成。而光a 轉換 凹槽結構可由塑膠破璃利用射出成型方式形成，予7°件31的 方式形成。波長轉換層32之凹槽係可用以與光學3_者利用模造 體結合為一體以形成一波長轉換單元3〇。 元件31之凸 如第4圖所示，本實施例又提供另一種較大 極體光源裝置之設計。上述之發光二極體光源寸之發光二 個發光二極體40進一步設置於同—電路板上、其可將多 ，以形成一陣 200921934 … CiiiPO_096TW7248 -列式結構。上述之波長轉換單元30之尺寸大小可依照發光二 極體40與電路板50所形成之陣列結構大小而設計之，如此可 成為一較大尺寸之光源結構。 ”惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟 習該技術者能瞭解本發明之内容並據以實施，而非限定本發明 之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等 文修傅或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第1圖係為一種習知發光二極體結構圖。 第2A圖係為本發明之一種分離式波長轉換單元之發光二極體 光源裝置之立體分解實施例圖。 ' 第2B圖係為本發明之一種分離式波長轉 ^ ^ 付状早兀之發光二極體 九原裴置之第一剖視實施例圖。 第3圖係為本發明之一種分離式波長轉換單元 振袭置之第二剖視實施例圖。 之發光二極體光 早7L之發光二極體光 $ 4圖係為本發明之一種分離式波長轉換 ;原、裳置之應用實施例圖。 【主要元件符號說明】 10 .................知發光二極體 11 ................基座 ..............光二極體晶片 13.................光材料 200921934

CHIPO_09eTWT24B 14................透鏡 20................分離式波長轉換單元之發光二極體光源裝置 30 ................波長轉換單元 31 ................光學元件 32 ................波長轉換層 40 ................發光二極體 41 ................基座 42 ................發光二極體晶片 \’ 43 ................透鏡 50................電路板 11

Claims (1)

1. 200921934 CiIIPO_096TW7248 十、申請專利範圍： 1. 一種分離式波長轉換單元之發光二極體光源裝置，其包括： 一波長轉換單元，其包括： 一光學元件，其具有一表面；以及 一波長轉換層，其係形成於該表面；以及 至少一發光二極體，設置於激發該波長轉換層之位置，又 每一該發光二極體包括： 一基座； f \ 一發光二極體晶片，係設置於該基座上；以及 一透鏡，形成於該基座上並覆蓋該發光二極體晶片。 2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體光源裝置，其中該光 學元件係為一透鏡、一菲淫耳透鏡或一擴散片。 3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體光源裝置，其中該波 長轉換層之材質係為黃色螢光材料。 4. 如申請專利範圍第1項之發光二極體光源裝置，其中該波 長轉換層之材質係為黃色螢光材料及紅光螢光之混合材 料。 5. 如申請專利範圍第1項之發光二極體光源裝置，其中該波 長轉換層進一步具有複數個凸體，而該光學元件則進一步 具有複數個凹槽，其中該些凹槽係與該些凸體結合為一體。 6. 如申請專利範圍第1項之發光二極體光源裝置，其中該發 光二極體晶片係為一藍光發光二極體發光源。 7. 如申請專利範圍第1項之發光二極體光源裝置，其中該發 光二極體之出光角度係介於±60度之間。 12 200921934 CHIPO_096TW7248 8. 如申請專利範圍第1項之發光二極體光源裝置，其中該發 光二極體係與該波長轉換層相距一適當距離。 9. 如申請專利範圍第1項之發光二極體光源裝置，其中該些 發光二極體係進一步設置且電性連結於一電路板上。 10. —種波長轉換單元，其包括： 一光學元件，其具有一表面；以及 一波長轉換層，係形成於該表面上。 11. 如申請專利範圍第10項之波長轉換單元，其中該光學元件 f \ κ 係為一透鏡、一菲淫耳透鏡或一擴散片。 12. 如申請專利範圍第10項之波長轉換單元，其中該波長轉換 層之材質係為黃色螢光材料。 13. 如申請專利範圍第10項之波長轉換單元，其中該波長轉換 層之材質係為黃色螢光及紅光螢光之混合材料。 14. 如申請專利範圍第10項之波長轉換單元，其中該波長轉換 層進一步具有複數個凸體，而該光學元件則進一步具有複 ί 數個凹槽，其中該些凹槽係與該些凸體結合為一體。 13