TW201126769A - Light-emitting device - Google Patents
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201126769 六、發明說明: 【發明所屬之技;術領域】 一,發明係關於一種發光裝置,其可將紫外線或短波長之可見 光有效,地轉換成較長波長之可見光,更可有效率地提取轉換後 的可見光,且防潮性及散熱性亦優異。 【先前技術】 、,以往’已有開發發光裝置’藉由將發出紫外線或短波長之可 見光的I^ED元件與各種各種螢光體組合,而發出以白色為首之異 於LED元件發光色的色光(專利文獻〇。此種使用LED元件的發光 裝置具有小型、節能、耐久等長處,廣泛使用作為指示用光源或 照明用光源。 乂,為此種發光裝置,舉例而言係如:在有凹部形成的基體之 遠凹部内安裝有LED元件,依序疊層有覆蓋於LED元件的封裝 層,與螢光體層。在此發光裝置中,LED元件所發出的紫外線或 短波長之可見光,大部分激發螢光體而轉換成較長波長之可見 光,但有一部分未受螢光體吸收(未轉換成可見光)並就此透射螢光 體層。此時,因為從LED元件發出的紫外線或短波長之可見光向 ^長波長之可見光的轉換效率低落,故發光裝置之發光效率低 落。又,未轉換成可見光而透射螢光體層的紫外線發射到發光裝 置外,有時對於人體等產生不良影響。 另一方面,受到led元件所發射的紫外線或短波長之可見光 而激發之螢光體所發出的可見光當中,朝向安裝有LED元件之基 體者將受該基體吸收,無法提取到發光裝置外。因此,此要因亦 導致發光裝置之發光效率低落。 又’因為LED元件相較於習知光源而言具有極長壽命,基體 或幵^成在其内面的反射鏡變成長時間曝於可見光。如此長時間曝 於可見光的基體等產生.劣化而變色。如此一來,對於發光農置的 發光色亦產生影響。 另外’專利文獻2中揭示藉由在螢光體層之下設置高折射率層 4 201126769 疋,此種構成中,雖可防止朝向 已進入高折射率層内的光再度提 而令可見光之提取效率提升。但 封裝層的光線前進,但難以將業 取到螢光體層難。 〃 光體之文f 3巾揭補第1絲濾銳置征ED元件盥螢 iit ±學慮鏡針對led元件所發出的激發光之反射 又 2,,對縣體所發出㈣叙;i。但是,設有此種 亥開口部進入 =壁物餅r目;^ 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1:日本特開2005-191197號公報 專利文獻2:曰本特開2007-27751號公報 專利文獻3:日本特開2005-294288號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題) ^發明有鑒於此問題點,主要目標在於提供一種發光裝置, 可將象外線或短波長之可見光有效率地轉換成較長波長之可見 光,更可將轉換後的可見光有效率地提取到裝置外。 (解決問題之方式) 亦即,本發明之發光裝置,其特徵係在於包含:基體,且有 在頂端面開口的凹部;led元件,安裝在該凹部的底面,發/出紫 外線或短波長之可見光;以及短波長透射濾鏡、波長轉換構件、 長波長透射濾鏡,從該led元件之光射出面側依此順序排列,其 中,該短波長透射濾鏡令紫外線及短波長之可見光透射且反射較 長波長之可見光,該波長轉換構件含有螢光體,該長波長透射濾 鏡令較長波長之可見光透射且反射紫外線及短波長之可見光;i 201126769 且,該短波長透射濾鏡係以將該LED元件氣密式密封在該凹部内 的方式與該基體密接。令,就短波長之可見光而言,舉例如有紫 色光、藍色光、綠色光等,且紫外線包含近紫外線。 只要是此種裝置,即藉由短波長透射濾鏡與長波長透射濾鏡 包夹含有螢光體的波長轉換構件,令透射該波長轉換構件的紫外 線或短波長之可見光,在該長波長透射濾鏡反射並再度進入該波 長轉換構件内。因此,提高紫外線或短波長之可見光激發螢光體 且轉換成較長波長之可見光的機率,可增加發光量。另一方面, 二到該LED元件所發出的料線或短波長之可見光激發的該勞光 =斤發出❾可見找巾,勒絲有該LEDib^紐前進者, ^該短波長透射濾鏡反射並改變前進方向,朝向該長波長透射濾 =、透射該濾鏡並射出到裝置外。所以,依據本發明,可將紫外 :或短波長之可見光有效率地轉換成較長波長之可見光,更可將 轉換後的可見光有效率地提取到装置外。 又,該波長轉換構件對於安裝有該LED元件的基體而言可為 哈j體,並藉由朝該濾鏡進行的嵌裝(Potting)塗佈、模具塗佈或 印刷而在其他步驟製造。因此,容易管理該波長轉換構件 、、則,因為朗波長與光贿已預先決定的基準光源來 轉Ϊίί 構狀發光色或照麟,並依據錢果將該波長 S 行ίΓ^理’選出具有賊的發就或照度等且與 搞二兀件組合,而能製作具有預期性能的發光裝置,故能 P制最終製品即發光裝置之發光色或照度等的紊亂。 1 f,向安I有該LEDit#的基體前進的可見光,在 慮鏡反射,故減少到達基體的可見光,抑制基體隨 <化,沲而亦能抑制發光裝置之發光色變化。· 故兮發明中’因為雜波長透射濾鏡係與絲體密接, 揮濾鏡將驗長職構件等的熱傳達到該基體並發 波長雜構种的登光體 再者在本舍a月中因為將該短波長透射濾、鏡氣密式密封在該 201126769 屬凹二内侵入,即使在該凹部之内面形 氯化等造鍾亦咖止該金㈣赫氧化、硫化、 、相對於士,ί。亦發現該短波長透射濾鏡具有防水功能。 反射面盘第獻3記載之發光裝置中,因為反射體之凹部 熱傳到第!光學部)存在,故即使榮光體的 德心㈣絲其傳導至反射體。因此認為,專利 軌劣化所卩丨/It1在散紐能方面^佳,易於產生由螢光體之 '中因為气H光色之變化。又’專利文獻3記載之發光裝置 I屬隙(開口部)侵人凹㈣,故在反射面由 金屬:専膜;it成時金屬薄财可能發生腐餘等。 者,ίίΐίϊΐ,言/具體上適合使用在490nnm下具有發射峰 者更佳者為在360〜430nm的近紫外區域具有發射峰。 質多ίΪ波==長_渡鏡,具體而言宜係介電 鋒TFn-、^/ & /皮之反射係數與透射係數高低逆轉的邊界高於 =龟射峰波長1〇nm以上’且在500nm以下之波長區 讀紐域具有赫的介ff多層^ 二屬氧化物等介電質當中具有高透明性的物 以上不同折射率者疊層而成,且熱軸生 本發光裝置係發出白色光時,該螢光體宜係發出红色 3 色螢光體。^發出綠色光的螢光歡以下稱 、、’、實先體。)及舍出監色光的螢光體(以下稱藍色螢光 (發明之效果) ’ 施^ΪΪΐ本發明’可將紫外線或短波長之可見光有效率地轉 ίΐΪ 可見光,更可將轉換後的可見光有效率地提^ 4置外。又’依據本發可令發光裝置的防酿及散熱性提升。 【實施方式】 (實施發明之最佳形態) 以下參考圖式說明本發明一實施形態。 201126769 本實施形態之發光裝置1,如圖1所示,包含:基體2,具有在 頂端面21開口的凹部22 ; LED元件3,安裝於凹部22之底面221 ; 透光性構件4,驗封裝LEDS件3 ;短波長透射濾鏡$、波長轉換 構件6及長波長透射濾鏡7,依此順序疊層於透光性構件4之上。 以下詳述各部分。 基體2,係具有在頂端面21開口的凹部22,舉例而言係如由 化铭或氮化銘等熱傳導率高的絕緣材料成型而成。 基體2係在其凹部22之底面221安裝有後述LED元件3,該底面 现形成有配線導體用於電性連接到LED元件3(未圖示此配 導體經由形成在基體2内部的配線層(未圖示。)而導出到發光裝置} 連接到外部電路基板,藉而令led元件3與外部電路基 = f 部23,藉由載置周緣部 = =波長透射濾鏡5裝設在該台座部23的頂端面,令短 波長透射濾鏡5相對於基體2在軸方向與軸正交方向均受定位。 再ί,在包含有基體2之凹部22之側面222及底面221的内面夢 由鈀以銀、鋁、金等金屬電錄等而形成 ^ : 反射鏡發揮功能。藉由該金屬薄膜,可令 後的紫外線或可見光,再度反射朝向波長轉換構件濾鏡5 LEDtl件3發出紫外線或短波長之可見光 ^此細狀件_如由氮化勒化合物半導 或亂化鍊基板之上依序叠層n型層、發光層及賴 LEDtg件3係以氮化鎵系化合物半導 側)的方极_科塊料财(未底面1 22的底面221。 、个口丁 )復日日封裝在凹部 例如係 透光性構件4充填於凹部22並將LED元件3予以封 _/τ" krf tX*rh -4rrtt .LiL· /"S n i- _____ 201126769 效率提升,又可防止螢光體61的熱劣化。 短波長透射濾鏡5係低通濾鏡,反射可見光並選擇性僅令紫外 區域到近紫外區域的電磁波透射,且設於透光性構件4之上,其周 緣部與凹部22的側面222密接,將凹部22内氣密式密封。短波^透 射濾、鏡5具體而言例如圖2所示,係以43 〇nm附近為邊界令電磁波之 透射係數與反射係數逆轉的介電質多層膜。此種介電質多層膜, 係例如藉由將膜材料附著於玻璃基板等而形成。 、曰、 波^轉換構件6内部含有螢光體61,並設於短波長透射濾鏡5 之上。就此種波長轉換構件6而言,舉例如有將螢光體61分散在透 光性及耐熱性優異且與透光性構件4之折射率差小的矽氧樹脂 中’亦可將分散有螢光體61的未硬化石夕氧旨充填至凹部22,亦 可加工成薄板狀並切割成規定尺寸來使用。 就波長轉換構件6所含有的螢光體61而言,並無特別限制,舉 例如有紅色螢光體、綠色螢光體、藍色螢光體、黄色螢光體等。 其中併用紅色螢光體、綠色螢光體及藍色螢光體時,可構成發 白色光的發光裝置1。 -已知在使用發出藍色光的LED元件並將該藍色光與從黄色螢 光體發出的黄色光混合輯成的白色光發光裝置巾,易於產生由 ΐ發光^置之發光面的光路長度差導朗色調不均勻。對此,本 實施形態之發域置1當巾,係併用紅色螢光體、綠色螢光體及藍 色螢光體作為f光體61,且係將藉由LED元件3所發㈣紫外線或 3長之可見光而激發的各螢光體61所發出的紅色光、綠色光及 ΐίίΐ合而發出白色光’此時,因為LED元件3所發出的紫外線 長之可見光’實質上不影響發光裝置㈤發光色,即白色, 故不易發生上述的色調不均勻。 f且’使用發出紫外線或短〉皮長之可見光的LED元件3而且併 ^螢光體、綠㈣光體及藍㈣光體作為螢光體_發光裝 Ϊλα’二f發㈣混合絲在軸綠跡上移動,成祕接近太陽 光的自然白色。 長波透射;1、鏡7係兩通遽鏡,·反射紫外區域到近紫外區域之 9 201126769 電磁波並選雜齡可見光赫,設於波長賴構件6之上,並以 其周緣與凹部22之飾222相制方式覆蓋在凹部22之開口部 波長透射濾、鏡7具體而言例如圖3所示,係以43〇n崎近為邊界令^ 磁波之反射係數與透射係數逆轉的介電質多層膜。此種介電 層膜係例如藉由將膜材料附著於玻璃基板等而形成。 、 一只要疋此種實施形態之發光裝置1,如圖4所示,藉由含有螢 光體61敝铺_件6受雜波長舰紐填長錄透射滤鏡 匕 5透射波長轉換構件6後的紫外線或短波長之可見光u在長 波長透射濾、鏡7反射而再度進人到波長轉換構件6内。因此,紫^ 線或短波長之可見光U激發螢光體61,使得轉換成較長波長之可 光v的機率提升,而可增加發光量。另-方面,在藉由咖元件3 的紫外線或短波長之可見光U而激發之縣體61所發出的 可見光V當中,朝向基體2前進者在短波長透射濾鏡5反射,改變前 ,方向而朝向長波長透射濾鏡7,並透射該濾鏡7而射出到裝置i ^所以,依據發光裝置1,可將紫外線或短波長之可見光u有效 ,地轉換成較長波長之可見光V,更可將轉換後的可見光V 地提取到裝置1外。 又,波長轉換構件6對於安裝有LED元件3的基體2而言可為獨 =個體,並藉由朝濾鏡5、7進行的嵌裝塗佈、模^塗佈或 =式印刷而在其他步驟製造。因此,容易f理波長轉換構件6的 广=。再者,因為使用波長與光強度已經預先決定的基準光源來 波長轉換構件6之發光色或照度等,並依擄其結果將波長轉換 ^件6予以分類•管理,選出具有期望之發光色或照度等且與適合 =LED元件3組合,而能製作具有欲期性能之發光裝置1,^可極 力抑制最終製品亦即發光裝置1之發光色或照度等的紊亂。 再者,因為朝向基體2前進的可見光v在短波長透射濾鏡5反 =,故減少到達基體2的可見光V,可抑制基體2隨時間劣化'繼而 亦抑制發光裝置1之發光色變化。 AAm又,在本發明中,因為短波長透射濾鏡5及長波長透射濾鏡7 的周緣與凹部22之侧面222相接,此濾鏡5、7將波長轉換構^6或 201126769 出的熱傳導到紐2而發揮散熱作用,故能良好的抑 =波長㈣構件6巾螢絲熱劣化㈣起·光裝置丨之發光色 變彳匕。 尤其在 1 本實施形態中’脑波長透射濾鏡5及長波長透射滅鏡 使職料性亦優異的介電好層膜,使得從LED元 落 件ίίί體61發出的熱可有效率地傳達到基體2並放出至裝置外 ’大此更有效地防止螢光體61的熱劣化、發光效率或輝度的低 又 翁Iff透光性構件4或波長轉換構件6的魏樹脂,其氣體 ㈣但因為本實施形態中短波長透射遽鏡5及長波長透 卩做凹部22内侵从氣體或水分,故能防止在凹部22 之内J形f的金屬_受到氧化、硫化、氣化等造成的腐银等。 另,本發明不限於前述實施形態。 ,如’發光褒置1不限定於圖请示態様,亦可如圖5所示,令 之開°部的方式载置於基體2的 ft ΐ ’或’亦可如®6所示,令短波長透射濾鏡5以覆蓋在 凹。卩22之開口部的方式載置於基體2的頂端面21上。 又亦可圖7所示’令長波長透射濾、鏡7以覆蓋在凹部之開 方式載置於基體2的頂端面21上’而台座部23由多段構成, 並7,、下段的頂端面上載置有短波長透射濾鏡5的周緣部,令其上 段?頂端面與波長轉換構件6的下面周緣部相接。藉由如此構^成, 因從波長轉換構件6發出的熱,直接或經過長波長透射濾鏡 7及短波長透射濾鏡5,而更有效率地朝向基體傳 ^, 故可提高發光裝置1之冷卻效率。 了料魏出 又:長波長透射濾鏡7只要係以43〇nm附近作為邊界令電磁波 之反射係數與透縣數逆轉即可,不限於具有. 具ΐ如圖8所示的光學特性,令若干紫外 見先透射。右此,在必須藉由紫色光來呈現演色性時、必須提 升散熱特性時、或必須減少在長波長透射渡鏡7反射且受基體2吸 收的紫外線或短波長之可肤並抑制基體2的劣化時,係為有效。 11 201126769 再者’波長轉換構件6亦可不是由彼此發出不同顏色的螢光體 炙勻分政,而是由彼此發出不同顏色的螢光區域並排設置。亦 即,,、要例如圖9所示,將含有紅色螢光體之紅色螢光區域R、含 有綠色螢光體之綠色螢光區域G、及含有藍色螢光體之藍色螢光區 域B板向亚排設’因為藍色螢光體發出的藍色光或綠色螢光體發出 =色光未受其他螢維6卜故可提升能量轉換效率、光的提取 效率。又’亦可如圖1()所示,在波長轉換構件6中令紅色螢光區域 R、綠色螢光區域G及藍色螢光區域陳咖元件3侧依此順序疊層 於展磨方合。 &、《·ίLED元件3亦可使用引線接合來連接到設置於基體2的配 線導體。 i透光性構件4、短波長透射濾鏡5、波長轉換構件6、長 ^透射親7亦可互不相接,制亦可中隔有例如透紐散熱構 件專:另,就該透光性散熱構件而言,舉例如由水晶、藍寶石、 鑽石等熱料率高且透光性優異的觀賴成者。又,亦可令咳 $性散熱構件覆蓋在設於長波長透射濾鏡7之上的凹部22之開 此外本發明不限於上述各實施形態,只要不脫離本發明之 〆月神,亦能以前述各種構成的部分或全部進行適當組合而構成。 (產業上利用性) 安^據本發明之發光裝置’可將料線或短波長之可見光有效 5„較長波長之可絲並令發錄增加,更可將轉換後的 I見光有效率地提取到裝置外。又,依據本發明之發光裝置,可 々發光裝置的防潮性及散熱性提升。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明一實施形態之發光裝置的示意性縱剖面圖。 圖巧顯示同—實施形態巾的短波長透射濾鏡之透射係數 反射係數的概要之圖表。 圖3係顯示同一實施形態中的長波長透射濾、鏡之透射係數 12 201126769 反射係數的概要之圖表。 之發光裝置的一部分光路之光路說 圖4係顯示同一實施形態 明圖。 甘、他貫施形態之發光1置的示意性縱剖面圖。 n'他實施形態之發光裝置的示意性縱剖面圖。 ,形態之發光裝置的示意性縱剖面圖。 圓8係顯示其他實施形態之長浊具读 射係數之概要_表。 長/皮長魏錢的透射係數及反 圖9係其他實施形態之波長轉換 圖1〇係其财施雜巾岐長轉^ 【主要元件符號說明】 1〜發光裝置 2〜基體 3〜LED元件 4〜透光性構件 5、7〜短波長透射渡鏡 6〜波長轉換構件 21〜頂端面 22〜凹部 23〜台座部 61〜螢光體 221〜底面 222〜侧面 B〜藍色螢光體 G〜綠色螢光體 R〜紅色榮光體 U〜可見光 V〜紫外線
Claims (1)
- 201126769 七、申請專利範圍: 1.一種發光裝置,其包含: 基體’具有在頂端面開口的凹部; LED兀件安裝在該凹部的底面,發出紫外線或短 見光;以及 短波長透射濾鏡、波長轉換構件、長波長透射遽鏡,從該led 依此順序排列,其中,該短波長透射濾鏡令紫 外線及短波長之可見歧射且反射較長波長之可見光,該波長轉 換構件含錢紐,綠透賴齡較長 且反射紫外線及短波長之可見光; 兄尤边耵 亚且,該短波長透射濾鏡係以將該LED元件氣密式密封在該 凹部内的方式與該基體密接。 2.如申請專利範圍第丨項之發光裝置,其中該LED元件在49〇而以 下處具有發射峰。 itt請專利範圍第1項之發絲置’其中該短波長透射遽鏡與該 ,波,透射濾鏡係介電質多層膜,該介電質多層膜的電磁波之反 射係數與透射係數產生高低逆轉的邊界,係高於該LEDS件之發 射峰波長10nm以上,且在500nm以下的波長區域。 X 專利範圍第1項之發光裝置,其巾,該縣、發出紅色 光的螢紐、發⑽色光的螢光體,以及發出藍色光的榮光體。 八、圖式: 14
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