201019501 * 六、發明說明： " 【發明所屬之技術領域】 本發明侧於-種發光二極體（led)白光照明模組， 更詳而言之種兼具誠光及可調色溫之㈣白光照 明模組之製造方法。 【先前技術】 按’發光二極體（Light Emitting m〇de，簡稱 LED) ❹之發光原理，仍是利用蠢晶（Epitaxy)為光電元件，藉由 電光（Electro Lmninescence )轉換效應而發出某波長的光。 由於LED具有低耗能、高效率的特性及優點，因此目前各 國及業界皆將此一技術列為策略發展的重點技術，欲以光 電兀件取代現有傳統之照明設備，並將LED之發展技術概 述如下： 如美國專利第6,765,237號專利案，係在單顆遙晶片上 ❹方直接塗佈黃色螢光層，再以環氧樹脂（Epoxy)加以罩覆 封裝以構成單一顆LED »其所運用之發光技術為磊晶片依 電光轉換效應發出單波長的藍光，照射螢光層使化學結構 的電子能量從基態轉換到激發態產生黃色螢光，與藍光混 為接近白色的二波長光源射出，故此種技術可稱之為化學 混光。 由於化學混光技術之製作及成品使用較為簡單，迄今 仍為白光LED的主流，但因晶片發光的同時必然伴隨著高 熱，而螢光層本身並不耐高溫，故當晶片溫度提高時，晶 201019501 • 片及螢光層會快速產生質變，使得LED發生所稱的光衰及 ’ 色衰現象’嚴重影響LED的照度或明亮度，此即為「光衰 . 現象」。 • 雖然目前白光LED的主流仍為化學混光，但因化學混 光有著上述之諸多缺失，因此仍不適用於需具備較長使用 壽命之照明用途發展。 請參閱第一圖，係一種多晶發光二極體照射法 (Multi-Chip LED Approach)之示意圖，其是顯示LED最 ® 常利用三原色光混出白光之技術。藉由可分別發出紅光 (RL)、綠光（GL)及藍光（BL) LED 封裝 1、2、3， 混為接近白色的光源，但除了波長配合配比要能配出白色 外，光強度亦要有適當的配比，因此在混光實施上有著相 當之困難度，常見難在於白光僅出現在光束交集的區域中 央，遠離中央區域的混光色溫會逐漸趨近R、G、B三原色 光，在照明區域形成色彩繽紛的色塊，此為混光不均所造 © 成之缺失。 若將各晶片的發光角度加大，雖可改善部份混光色塊 現象，但由於人的眼晴對光波長555nm(綠光）的靈敏度最 高，對於低於或高於此波長的光的靈敏度較差，我們稱呼 這種特性為光譜靈敏度特性（如第二圖所示）。而眼睛直視 光源時感到的刺眼眩光，如直視照明燈具、太陽、夜間對 方來車車燈及閱讀時的直接眩光即看燈光時的刺眼眩光。 故此為造成直接眩光之缺失。 201019501 請參閱第三圖，係我國專利第1255566號專利案，同 ’ 樣係一種多晶發光二極體照射法（Multi-Chip LED Approach)之示意圖，其是顯示led最常利用三原色光混 _· 出白光之技術。藉由可分別發出紅光（RL)、綠光（GL) 及藍光（BL)之晶片4、5、6，以一封膠7將紅、綠、 藍光晶片4、5、6覆蓋於一封裝基底8上，並於該封膠 7内散設多數之擴散粒子9，以藉由擴散粒子9使各晶片 4、 5、6之光束能充分地進行混光而形成均勻的白光。 ® 雖然上述之技術能提供較佳之白光混光效果，但直接 使用在照明上’尚無法接受的色塊，致目前市塲上無此量 產產品使用在照明上，應可印證。再者，將三原色晶片4、 5、 6同時覆蓋於一封膠7支架内，其所產生之熱量密度 極高（溫度提升極快）致熱及壽命問題待解決。 另外，台灣第1246207號專利案則揭露利用一發白光 之LED充當主要光源，並於白光LED附近置設一組由紅、 G 綠、藍光等LED構成之色溫補償單元，即當白光1^0亮 度因螢光層質變而快速下降而形成光衰時，以紅、綠、藍 光LED隨著衰變的白光LED進行單顆或多顆之電流強度 調整。但此種方式在原先白光LED光衰之後整個模組的亮 度、色温、色塊顯現均會大幅改變，且欲精準地控制單顆 或多顆之電流強度，於實際上有著相當高之難度而不符經 濟效益。 其次，LED的波長取決於磊晶層的結構及組成的材 201019501 料’更重要的是晶格匹配的課題’導致半導體因溫度的高 低致生波長飄移的問題不容忽視。就開機初期和通電一段 時間來說’開機初期隨著紅光發光效率的強度，該RGB = 原色光混出白色偏紅的光源；通電一段時間，隨著發光效 率較高的藍光逐步增強’讓混光色溫偏向冷光系的白色偏 藍光’故於兩段時期所混光的色溫各不相同。依光譜的角 度來看’波長由暖色系移動到冷色系的熱飄移範圍過大， 嚴重影響混光色溫的白平衡’相對減損光源的照度。 【發明内容】 有鑑於此，本發明之主要目的乃在於提供一種兼具防 眩光及可調色溫之LED白光照明模組之製造方法，係可利 用多個非白光的LED元件經過物理混光為一白光，並能將 其白光於冷色系白光至暖色系白光區間進行調整。 本發明之另一主要目的乃在於提供一種兼具防眩光及 可調色溫之LED白光照明模組之製造方法，係利用發出三 原色光之LED及一第四色光，經該四色混光發出一接近白 色的光源’減少照區的混光色塊及減少熱飄移且增進白平 衡0 緣此’本發明乃提供一種兼具防眩光及可調色溫之 LED白光照明模組之製造方法，其包含有由一或多數電路 板所構成之承載體；至少四紅光LED封裝單元，係分別設 置於該承载體之預定位ί上’並與該承載體電性連通，該 201019501 各紅光LED封裝單元分別具有一紅光LED晶片一罩覆 該紅光LED晶片之罩覆體及多數散佈於該罩覆體内之擴散 粒子，至少四綠光LED封裝單元，係分別設置於該承載體 之預定位置上，並與該承載體電性連通，該各綠光LED封 裝單元分別具有一綠光LED晶片、一罩覆該綠光LED晶 片之罩覆體及多數散佈於該罩覆體内之擴散粒子；至少四 藍光LED封裝單元，係分別設置於該承載體之預定位置 上，並與該承载體電性連通，該各藍光LED封裝單元分別 具有一藍光LED晶片、一罩覆該藍光]led晶片之罩覆體 及多數散佈於該罩覆體内之擴散粒子；由於擴散粒子具有 可將光束折射、反射的作用，而達到減少各LED封裝單元 之眩光情形的產生。 【實施方式】 為使貴審查委員能對本發明之特徵與特點有更進一 步之了解與認同，茲列舉以下較佳實施例並配合圖式說明 如下： 請參閱第四至第六圖，係本發明第一較佳實施例所提 供一種兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組之製造 方法，該方法製備包含有一承載體丄〇、多數之紅光LED 封裝單元2 0、多數之綠光LED封裝單元3 〇及多數之藍 光LED封裝單元4 0，以構成該兼具防眩光及可調色溫之 LED白光照明模組i 〇 〇，其中該方法為： 201019501 * 製備該承載體1 〇，為一印刷電路板（PCB)，佈設有 * 多數預定態樣之電路佈線（圖中未示）。 • 該等紅光LED封裝單元2 0，於本實施例中係以三組 ' 紅光LED封裝單元20呈現，該各紅光LED封裝單元2 0包含有一紅光LEE)晶片2 1、一罩覆體2 2及多數之擴 散粒子2 3 ;該紅光LED晶片2 1係能接通於預定電流， 而發射出紅光，該罩覆體2 2係由透光之材質所製成，如 ❹環氧樹脂（Epoxy )、矽膠（Silicone )、玻璃…等透光材質， 該罩覆體2 2係覆蓋於該紅光LED晶片2丄上，該等擴散 粒子2 3係散佈於該罩覆體2 2中，該擴散粒子2 3係由 具高反射率或高散射率之材料所製成，例如銀（SUver)、 樹脂、矽（Silicon)或其它材質。該等紅光lED封裝單元 2 0係依預定態樣佈設於該承載體1 〇上，並與該承載體 1 0電性接通，以由該承載體1 〇供給該等紅光LED封裝 單元2 〇電流，以使該紅光LED晶片2丄能發射出紅光。 該等絲LED封裝單it 3 0，於本實施射係以三組 綠光LED封裝單元3 〇呈現，該各綠光LED封裝單元3 〇包含有一、綠光LED晶片3 i、一罩覆體3 2及多數之擴 散粒子3 3 ;該綠光LED晶片3 1係能接通於預定電流， 而發射出綠光，該罩覆體3 2係由透光之材質所製成，如 環氧樹脂（Epoxy )、矽膠（silicone )、玻璃…等透光材質， 該罩覆體3 2係覆蓋於該綠光LED晶片3工上，該等擴散 粒子3 3係散佈於該罩覆體3 2中，該擴散粒子3 3係由 8 201019501 具商反射率或高散射率之材料所製成，例如銀（Silver)、 樹脂、石夕（Silicon)或其它材質。該等綠光1^0封裝單元 3 0係依預定態樣佈設於該承載體1 〇上，並與該承載體 1 0電性接通，以由該承載體1 〇供給該等錄光LEd封裝 單元3 0電流’以使該綠光led晶片3 1能發射出綠光。
該等藍光LED封裝單元4 〇，於本實施例中係以三翻; 藍光LED封裝單元4〇呈現，該各藍光LED封裝單元4 0包含有一藍光LED晶片4丄、一罩覆體4 2及多數之擴 散粒子4 3 ;該藍光LED晶片4 1係能接通於預定電流， 而發射出藍光，該罩覆體42係由透光之材質所製成，如 環氧樹脂（ΕΡ〇χ>〇、矽膠（Silicone)、玻璃…等透光材質， 該罩覆體4 2係覆蓋於該藍光LED晶片4 ；[上，該等擴散 粒子4 3係散佈於該罩覆體4 2中，該擴散粒子4 3係由 具兩反射率或高散射率之材料所製成，例如銀（Silver)、 樹脂、梦（SilieGn)或其它㈣。該等藍光LED封裝翠元 4 0係依預定態樣佈設於該承賴i 〇上，並與該承栽體 ^ 0電性接通’以由該承細1Q供給該等藍光咖封裝 單元上4〇電流，以使該藍光咖晶片41能發射出藍光。 請參閱第六圖所示’為使各色（紅、綠、藍）光線能 具有較佳之散射轉❿充分料，目此紐粒子在罩 内之散佈密度及數量、位置衫相同，以提供較佳之 散射路徑，使紅、綠、藍光之光束能近乎完全重叠，= 均勻地混成白光，並不致有其它顏色之色塊產生。 201019501 « 是以，由於本實施例之各色led封裝單元，係以單一 .LED晶片進行封裝，因此其散熱效果較習知以三顆LED晶 * 片進行封裝者較佳，可減少效能之損耗。 再者，由於本實施例之照明模組，係分別具有各色三 組之LED封裝單元，因此可利用佈設於承載體上位置之置 換或調配’來達成調整色溫之功效，即使混成之白光能於 冷色系白光至暖色系白光間進行調整，如室内照明或室外 ❹照明所採用不同色溫之白光，以能因應不同之照明需求。 藉此，本發明兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模 組，不僅具有較佳之混光效果，使能均勻地混成白光而無 其它色塊之產生，更具備藉由佈設於承載體上各色LED封 裝單元之數量、設置位置之變化，來達成調整色溫之效果， 而無需習知技術必須改變電流、電壓之複雜方式，使其調 整色溫之方式較為簡易。 請參閱第七圖，係本發明所揭示第二較佳實施例之兼 ®具誠光及可調色溫之led白光照賴組2 Q G，其同樣 包含有一承載體5 0、多數之紅光LED封裝單元2 〇、多 數之綠光LED封裝單元3 〇、多數之藍光LED封裝單元 4 0 ’惟與前述實施例之主要差異在於： 該承載體5 〇，係由三組電路板5 i所構成，且各電 路板5 1分別設置不同光色之LED封装單元，各電路板5 1間係互相電性接通，而能與第一較佳實施例達成同樣之 目的’況且本實施例更可有效減低製造及組裝上之成本， 201019501 並同時達到多樣變化組合之功效。 請參閱第八圖，係本發明所揭示第三較佳實施例兼具 ； 防眩光及可調色溫之LED白光照明模組3 0 0，其同樣包 - 含有一承載體6 0、多數之紅光LED封裴單元2 〇、多數 之綠光LED封裝單元3 〇、多數之藍光LED封裝單元4 0 ’惟與第一較佳實施例之主要差異在於： 該承載體6 0，係由九組電路板6丄所構成，以由各 ❾電路板6 1分別設置單顆之LED封裝單元，各電路板6工 間係互相電性接通，而能與第一較佳實施例達成同樣之目 的，況且本實施例更可有效減低製造及組裝上之成本，並 同時達到多樣變化組合之功效。 請參閲第九圖，係本發明所揭示第四較佳實施例兼具 防眩光及可調色溫之LED白光照明模組4 〇 〇，其同樣包 含有一承載體1 0、多數之紅光LED封裴單元2 〇、多數 =綠光LED㈣單元3 Q、多數之藍光咖封裝單元4 ，惟與第一較佳實施例之主要差異在於： 本實施例中係採用讀紅光LED封裝單元2 〇、五組 綠光LED封裝單元3 〇及三喊光led封料元4 〇， 並依所欲控制之白光色溫而佈設於預定位置上，其相同可 達成本發明調整色溫之目的。 請參閱第十圖，係本發明所揭示第五較佳實施例兼具 防眩光及可調色溫之咖白光照明模組 含有一承載體！ 0 4數之紅光LED封裝單元多數 201019501 之綠光LED封裝單元3 0、多數之藍光led封裝單元4 • 〇，惟與第一較佳實施例之主要差異在於： . 本實施例中係採用五組紅光LED封裝單元2 〇、七組 • 綠光LED封裝單元3 0及四組藍光LED封裝單元4 〇， 並依所欲控制之白光色溫而佈設於預定位置上，便能達到 調整色溫之目的。 請參閱第十一圖，係本發明所揭示第六較佳實施例兼 ❹具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組6 〇 〇，其同樣 包含有一承載體1 〇、多數之紅光LED封裝單元2 〇、多 數之綠光LED封裝單元3 〇、多數之藍光LED封裝單元 4 0 ’惟與第一較佳實施例之主要差異在於： 本實施例兼具防眩光及可調色溫之led白光照明模組 6 〇 〇更包含有一第四光LED封裝單元7 0，該第四光 LED封裝單元包含有一第四光晶片7丄、一罩覆體7 Q 2及多數之擴散粒子7 3 ;該第四光LED晶片7 1係能接 通於預定電流，而發射出第四光，該第四光係一波長在5 6 0 nm〜6 1 〇 nm或470nm〜5 00nm頻譜範圍的光 束’前者依第十一圖光譜圖來看泛稱一黃光（Y)，後者泛 青光（C) ;該罩覆體7 2係由透光之材質所製成，如 晨氧樹脂（Epoxy)、矽膠（Silicone)、玻璃…等透光材質， 議罩覆體7 2係覆蓋於該第四光LED晶片7 1上，該等擴 敢叙子7 3係散佈於該罩覆體7 2中，該擴散粒子7 3係 由具'高反射率或高散射率之材料所製成，例如銀（Silver)、 12 201019501 * 樹月曰> (Slllcon)或其它材質。該等第四光led封裝單 :元7 Q係依預定紐佈設於該承細i 〇上，並與該承載 體1 0電性接通，以由該承載體玉〇供給該等第四光LED 封裝單tl7〇電流，以使該第四光㈣晶片7工能發射出 有別於紅光、綠光、藍光之第四光。 一且其中’該第四光LED封裝單元7〇所發出之第四光為 一黃光’黃光為紅光與綠光的混色光，可與藍光混成白光。 ❹ 由第十二圖所示，白色光源的波長位於光譜的中央區 塊，黃光（Y)可與白系偏綠光束混光使其色溫接近光譜 的中央區塊，波長在光譜的熱飄移現象相對減少，自然地 增進白平衡。同樣地，黃光（Y)與白系偏紅光束或白系 偏藍光束混光後，色溫亦調和至光譜中央區塊的白光波長 範圍内，減少熱飄移現象使照度相對趨近於明亮的正白光。 請參閱第十三圖，係本發明所揭示第七較佳實施例兼 具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組7 0 〇，其同樣 ❹包含有一承載體10、多數之紅光LED封裝單元2 0、多 數之綠光LED封裝單元3 〇、多數之藍光LED封裝單元 4 0，惟與第一較佳實施例之主要差異在於： 本實施例更設置有一擴散片8 0，係位於該等led封 裝單元20、30、40發光方向上，並距該等led封震 單元2 0、3 0、4 0預定之距離，該擴散片8 〇具有一 擴散平板8 1及多數之擴散粒子8 2 ;該擴散平板8 1係 由透光之材質所製成’如環氧樹脂（Ep〇Xy )、發膠 13 201019501 .2=='玻璃”等透光材質’該等擴散粒子8 2係散 佈於該擴散平板8 1中，兮撼# ι ^ ★ 散粒子82係由具高反射率 .“散射率之材料所製成，例如銀I)、樹脂、梦 . (Silicon)或其它材質。 勘=增加一擴散平板8 〇之設置，可使原本未設置擴 ^一 ，其混光後之光線於周緣位置所產生之色塊（如 ❺ :::圖所示)加以消除(如第十三圖所示)，而利用第二 次混光，以增加混光之均勻度。 且第十四圖’係本發明所揭示第人較佳實施例兼 、、及可調色溫之LED白光照賴組8qq，其同樣 ^有：承载體i 〇、多數之紅光咖封裝單元2 〇、多 綠光LED封裝單元3 〇、多數之藍光led封裝單元 4 〇 ’惟與第讀佳實關之主要差異在於： ❹ 除擴散片8 〇外，更於該等LED封裝單元2 〇、3 〇、 ^之發光方向上增設有-增光片9 1，該增光片9工係 ° =加強聚光效果，使光線之所能發散之距離更長。 且請參閱第十五圖，係本發明所揭示第丸較佳實施例兼 2眩光及可調色溫之LED白光照明模組9 〇 〇，其同樣 匕3有承載體1 〇、多數之紅光led封裝單元2 〇、多 令光LED封裝單元3 0、多數之藍光led封裝單元 4 0 ’惟與第~較佳實施例之主要差異在於： 該承载體1。上更設有-保護罩體9 2，該保護罩體 係可由如環氧樹脂（Epoxy)、矽膠（Silicone)、玻璃… 14 201019501 » .等透光材質所製成，係覆蓋於該等LED封裝單元二〇、3 0、4 0上，以防止異物碰撞或異物附著於該等LED封裝 單元2 0、3 0、4 0上。 最後，雖然上述實施例係皆係先將各色LED晶片進行 封裝後再設置於承載體上，但實際上本發明亦可使用未經 封裝之LED晶片來達成同樣之目的，其方法為：先將至少 四紅光LED晶片、至少四綠光LED晶片及至少四藍光咖 ❹晶片直接正裝或倒裝固設於該承載髏上，再以一佈植有預 定態樣擴散粒子之罩覆體設置於該承載體上，以完整地將 該等紅光、綠光、藍光LED晶片上加以覆蓋；藉此，能同 樣達成本發明防止眩光、及可調色溫之功效。 另外，利用未經封裝晶片來達成本發明目的之方法， 亦可採用其它型態，如先將至少三紅光LED晶片、至少三 綠光LED晶片、至少三藍光LED晶片及至少一第四光lEd 〇晶片（前些實施例對第四光晶片已有述敘，容不再此贅述） 直接正裝或倒袭固接於該承載體上，再以一佈植有預定態 樣擴散粒子之罩覆體設置於該承載體上，以完整地將該等 紅光、綠光、藍光led晶片上加以覆蓋；如此—來，亦能 同樣達成本發明防眩光及可調色溫之功效。 為了使審查官能更了解本發明之技術，特別附上三張 利用本發明之方法所製造而成之實際模組照片三張，以作 為輔助參考之用。 15 201019501 【圖式簡單說明】 第一圖係習知一種多晶發光二極體照射法之示意圖。 第二圖係相對光譜靈敏度之波長與人眼光譜靈敏度之表。 第三圖係習知一種多晶發光二極體之封裝結構示意圖。 第四圖係本發明第一較佳實施例之設置示意圖。 第五圖係第三圖所示較佳實施例之局部構件剖視圖。 ❹第六圖係第三圖所示較佳實施例之混光效果示意圖。 第七圖係本發明第二較佳實施例之設置示意圖。 第八圖係本發明第三較佳實施例之設置示意圖。 第九圖係本發明第四較佳實施例之設置示意圖。 第十圖係本發明第五較佳實施例之設置示意圖。 第十一囷係本發明第六較佳實施例之混光效果示意圖。 第十二圖係一光譜示意圖。 Q 第十二圖係本發明第七較佳實施例之設置示意圖。 第十四圖係本發明第八較佳實施例之設置示意圖。 第十五囷係本發明第九較佳實施例之設置示意圖。 附件一為三張利用本發明之方法所製造而成之實際模組照 片° 【主要元件符號說明】 「習知」 紅光LED1 綠光LED2 藍光LED3 16 201019501 紅光LED4 綠光LED5 藍光LED6 封膠7 封裝基底8 擴散粒子9 「本發明」 「第一較佳實施例」 紅光LED封裝單元2 0 罩覆體2 2 綠光LED封裝單元3 0 罩覆體3 2 藍光LED封裝單元4 0 罩覆體4 2 兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組1 〇 〇 承載體1 0 紅光LED晶片2 1 〇 擴散粒子2 3 綠光LED晶片3 1 擴散粒子3 3 藍光LED晶片4 1 擴散粒子4 3 「第二較佳實施例 兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組2 0 0 〇 承載體5 0 電路板5 1 紅光LED封裝單元2 0 綠光LED封裝單元3 0 藍光LED封裝單元4 0 「第三較佳實施例」 兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組3 0 0 承載體6 0 電路板6 1 紅光LED封裝單元2 0 綠光LED封裝單元3 0 藍光LED封裝單元4 0 17 201019501 「第四較佳實施例」 兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組4 0 0 承載體10 紅光LED封裝單元2 0 綠光LED封裝單元30 藍光LED封裝單元40 「第五較佳實施例」 兼具防眩光及可調色溫之 承載體10 綠光LED封裝單元3 0 「第六較佳實施例」 兼具防眩光及可調色溫之 承載體1 0 綠光LED封裝單元3 0 第四光LED封裝單元7 0 罩覆體7 2 Ο LED白光照明模組5 0 0 紅光LED封裝單元2 0 藍光LED封裝單元4 ◦ 白光照明模組6 0 0 紅光LED封裝單元2 0 藍光LED封裝單元4 0 第四光LED晶片7 1 擴散粒子7 3
「第七較佳實施例」 兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組7 0 0 承載體10 紅光LED封裝單元2 0 綠光LED封裝單元3 0 藍光LED封裝單元4 0 擴散片8 0 擴散平板8 1 擴散粒子8 2 「第八較佳實施例」 兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組8 0 0 18 201019501 Λ 承載體1 0 紅光LED封裝單元2 0 綠光LED封裝單元3 0 藍光LED封裝單元40 擴散片8 0 增光片9 1 ' 「第九較隹實施例」 兼具防眩光及可調色溫之LED白光照明模組9 0 0 承載體10 紅光LED封裝單元2 0 綠光LED封裝單元3 0 藍光LED封裝單元4 0 © 保護罩體9 2
19