TW202101787A - 發光二極體混光結構 - Google Patents

發光二極體混光結構 Download PDF

Info

Publication number
TW202101787A
TW202101787A TW108122945A TW108122945A TW202101787A TW 202101787 A TW202101787 A TW 202101787A TW 108122945 A TW108122945 A TW 108122945A TW 108122945 A TW108122945 A TW 108122945A TW 202101787 A TW202101787 A TW 202101787A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
emitting diode
spectrum
light mixing
phosphor
Prior art date
Application number
TW108122945A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI678002B (zh
Inventor
邢陳震崙
洪雅鈺
魏浩哲
Original Assignee
葳天科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 葳天科技股份有限公司 filed Critical 葳天科技股份有限公司
Priority to TW108122945A priority Critical patent/TWI678002B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI678002B publication Critical patent/TWI678002B/zh
Publication of TW202101787A publication Critical patent/TW202101787A/zh

Links

Images

Abstract

一種發光二極體混光結構，包括一單一封裝體、至少二個發光二極體晶片以及一螢光層。各發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差至少10nm。螢光層覆設於至少二個發光二極體晶片上，螢光層均勻混和有對應彼此不同的允許激發波段的至少一種螢光粉，各螢光粉同時吸收各發光二極體晶片所發出的光強度峰值之後，螢光層輸出一混光光譜。混光光譜中色溫值大於或等於4000K的波長範圍內，屬於藍光區間的光強度峰值的最大值佔整個波長範圍內強度積分值的75%。

Description

發光二極體混光結構
本發明係有關一種混光結構，尤指可使至少二個發光二極體晶片同時激發一螢光層的一種發光二極體混光結構。
發光二極體(light-emitting diode, LED)為一種半導體元件，主要透過半導體化合物將電能轉換為光能以達到發光效果，因其具有壽命長、穩定性高及耗電量小等優點，所以目前已被廣泛地應用於照明。傳統具有調光功能的發光二極體燈泡主要是將兩種不同色溫的發光二極體分別連接到驅動電路中，由驅動電路控制由何種色溫的發光二極體發光。然而驅動電路的設計與製作成本高，且效果不甚理想。
現今多數發光二極體皆使用以單一區間波段晶片激發螢光粉之方式來生成需要之色溫、演色性或光譜，在目前所習知既有的封裝條件下，不論是螢光粉的選用或是晶片單一區間波段的更換都無法達到良好的發光效果，例如現有技術在評估光源對於人體之藍光危害時，難以僅針對光譜中任意波段進行光強度調整而不影響其他部分，無法達到符合太陽光光譜之趨勢所需的發光效果。
為此，如何設計出一種發光二極體混光結構，來解決前述的技術問題，乃為本案發明人所研究的重要課題。
本發明之目的在於提供一種二極體混光結構，其透過在單一封裝體之內加入複數個不同區間波段之發光二極體晶片，促使具有至少一允許激發波段的一螢光層受到良好激發以改善光譜組成，且達到獲得符合太陽光光譜之趨勢所需的發光效果之目的。
為達成前揭目的，本發明所提出的發光二極體混光結構包括一單一封裝體、至少二個發光二極體晶片以及一螢光層；其中，至少二個發光二極體晶片配置於單一封裝體之內，且各發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差至少10nm；螢光層配置於單一封裝體的內部空間，且覆設於至少二個發光二極體晶片上，螢光層均勻混和有對應彼此不同的允許激發波段的至少一種螢光粉與膠體，各螢光粉同時吸收各發光二極體晶片所發出的光強度峰值之後，螢光層輸出一混光光譜；其中，混光光譜中色溫值大於或等於4000K的波長範圍內，屬於藍光區間的光強度峰值的最大值佔整個波長範圍內強度積分值的75%。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，混光光譜的色溫值為4000K時，混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.4006, 0.4044)、(0.3736, 0.3874)、(0.3670, 0.3578) 與 (0.3898, 0.3716)。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，混光光譜的色溫值為4500K時，混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3736, 0.3874)、(0.3515, 0.3487)、(0.3551, 0.3760) 與 (0.3670, 0.3578)。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，混光光譜的色溫值為5000K時，混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3551, 0.3760)、(0.3376, 0.3616)、(0.3366, 0.3369) 與 (0.3515, 0.3487)。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，混光光譜的色溫值為5700K時，混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3376, 0.3616)、(0.3207, 0.3462)、(0.3222, 0.3243) 與 (0.3366, 0.3369)。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，混光光譜的色溫值為6500K時，混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3207, 0.3462)、(0.3038, 0.3308)、(0.3078, 0.3117) 與 (0.3222, 0.3243)。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，各發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差至少20nm至30nm之間。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，各發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差27nm。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，各發光二極體晶片所發出之波長範圍的最大值與最小值的平均值彼此相差至少10nm。
進一步而言，在所述之發光二極體混光結構中，各螢光粉之允許激發波段的最大值與最小值的平均值彼此相差至少5nm。
在使用前述發光二極體混光結構時，透過在單一封裝體之內加入複數個不同區間波段之發光二極體晶片(光強度峰值的對應波長彼此相差至少10nm)，促使具有至少一允許激發波段的螢光層受到良好激發以改善光譜組成，可使得混光光譜中色溫值大於或等於4000K的波長範圍內，屬於藍光區間(自445nm至465nm)的光強度峰值的最大值受到適當控制(例如，佔整個波長範圍內強度積分值的75%)，可使照明設備中可能會對人體傷害的藍光的光強度受到良好控制。即是，透過至少二個發光二極體晶片同時對螢光層進行激發的組合，達到獲得符合太陽光光譜之趨勢所需的發光效果之目的。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本發明說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
須知，本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小、元件數量等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技術之人士瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。
請參閱圖1至圖2所示，其中，圖1為本發明發光二極體混光結構的剖面示意圖。圖2為本發明發光二極體混光結構架構示意圖。
本發明所提出的一種發光二極體混光結構包括一單一封裝體10、二個發光二極體晶片21、22以及一螢光層30。其中，二個發光二極體晶片21、22分別為第一發光二極體晶片21以及第二發光二極體晶片22，其配置於單一封裝體10之內，且各發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差至少10nm。進一步而言，各發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差可以為至少20nm至30nm之間。在較佳的實施態樣中，各發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差27nm，且各發光二極體晶片所發出之波長範圍的最大值與最小值的平均值彼此相差至少10nm。在本發明之實施例中，第一發光二極體晶片21以及第二發光二極體晶片22是透過導線50彼此電性導通，且第一發光二極體晶片21、第二發光二極體晶片22以及單一封裝體10之間的間隙被螢光層30所填滿。
螢光層30配置於單一封裝體10的內部空間，且覆設於至少二個發光二極體晶片21、22上，螢光層30均勻混和有對應彼此不同的允許激發波段的至少一種螢光粉與膠體，各螢光粉同時吸收各發光二極體晶片21、22所發出的光強度峰值之後，螢光層30輸出一混光光譜100。其中，各螢光粉之允許激發波段的最大值與最小值的平均值彼此相差至少5nm。進一步而言，混光光譜100中色溫值大於或等於4000K的波長範圍內，而屬於藍光區間(例如，大約自445nm至465nm)的光強度峰值的最大值佔整個波長範圍內強度積分值的75%。
如圖2所示，在本發明之第一實施例中，選用的第一發光二極體晶片21發光的波長範圍是400nm至420nm，第二發光二極體晶片22發光的波長範圍是445nm至465nm。在本發明之第一實施例中，螢光層30均勻混和有對應彼此不同的允許激發波段的三種螢光粉，三種螢光粉分別是第一螢光粉31、第二螢光粉32以及第三螢光粉33。其中，第一螢光粉31為可被激發出460nm至480nm之青色螢光粉。第二螢光粉32為可被激發出510nm至530nm之黃色螢光粉。第三螢光粉33為可被激發出630nm至650nm之紅色螢光粉。螢光層30中膠體與各色螢光粉之重量百分比為膠體：青色螢光粉：黃色螢光粉：紅色螢光粉＝1±0.50：0.25±0.10：0.35±0.10：0.07±0.10。
依據美國國家標準協會於2008年制定的照明規範C78.377-2008，藉此制定光源在相對色溫下所對應之色座標區域中的色溫量測誤差範圍，主要色溫值量測範圍為2500K至7000K，分別對應八個色座標區塊，規範定義範圍由暖色系光色至冷色系光色，如白熾燈泡、鹵素燈之色溫為3000K，光色略帶紅光，而日光燈色溫約為3000K至5000K，若白晝日光燈其色溫則大於5000K，光色略帶藍光。
如圖3所示，為本發明發光二極體混光結構之色度座標示意圖，其顯示了各色溫對應CIE1931規範於CIE(x,y)座標系中之容許四邊形範圍的角點座標。所述色溫曲線符合普朗克黑體輻射軌跡線(Planckian locus) 200，同一相對色溫可由多種色度組合，只要光源混光後越靠近色溫曲線的目標位置，即可任意調控色溫值。本發明所述之混光光譜100色溫值為4000K時，混光光譜100對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.4006, 0.4044)、(0.3736, 0.3874)、(0.3670, 0.3578) 與 (0.3898, 0.3716)。本發明所述之混光光譜100的色溫值為4500K時，混光光譜100對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3736, 0.3874)、(0.3515, 0.3487)、(0.3551, 0.3760) 與 (0.3670, 0.3578)。本發明所述之混光光譜100的色溫值為5000K時，混光光譜100對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3551, 0.3760)、(0.3376, 0.3616)、(0.3366, 0.3369) 與 (0.3515, 0.3487)。本發明所述之混光光譜100的色溫值為5700K時，混光光譜100對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3376, 0.3616)、(0.3207, 0.3462)、(0.3222, 0.3243) 與 (0.3366, 0.3369)。
如圖4所示，為本發明發光二極體混光結構之第一實施例的光譜示意圖。可以看出其激發形成之混光光譜100的曲線與該色溫之太陽光光譜疊圖後可明顯看出其在可見光(例如，約自400nm至780nm)之範圍內各波段趨勢相同。
在本發明之第二實施例中，選用的第一發光二極體晶片21發光的波長範圍是445nm至465nm，第二發光二極體晶片22發光的波長範圍是470nm至490nm。在本發明之第二實施例中，螢光層30均勻混和有對應彼此不同的允許激發波段的三種螢光粉，三種螢光粉分別是第一螢光粉31、第二螢光粉32以及第三螢光粉33。其中，第一螢光粉31為可被激發出510nm至530nm之第一黃色螢光粉。第二螢光粉32為可被激發出530nm至550nm之第二黃色螢光粉。第三螢光粉33為可被激發出630nm至650nm之紅色螢光粉。螢光層30中膠體與各色螢光粉之重量百分比為膠體：第一黃色螢光粉：第二黃色螢光粉：紅色螢光粉＝1±0.50：0.3±0.10：0.2±0.10：0.05±0.10。
如圖5所示，為本發明發光二極體混光結構之第二實施例的光譜示意圖。可以看出其激發形成之混光光譜100的曲線可明顯看出雖有使用到445nm至465nm區間波段之晶片，但其所產生之光強度峰值卻顯著的與一般白光發光二極體還減少了25%，可確實的達到降低特定波段能量的成效。
在使用前述發光二極體混光結構時，透過在單一封裝體10之內加入複數個不同區間波段之發光二極體晶片21、22 (光強度峰值的對應波長彼此相差至少10nm)，促使具有至少一允許激發波段的螢光層30受到良好激發以改善光譜組成，可使得混光光譜100中色溫值大於或等於4000K的波長範圍內，屬於藍光區間(例如，大約自445nm至465nm)的光強度峰值的最大值受到適當控制(例如，佔整個波長範圍內強度積分值的75%)，可使照明設備中可能會對人體傷害的藍光的光強度受到良好控制。即是，透過至少二個發光二極體晶片21、22同時對螢光層30進行激發的組合，達到獲得符合太陽光光譜之趨勢所需的發光效果之目的。
以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
10:單一封裝體
21:第一發光二極體晶片
22:第二發光二極體晶片
30:螢光層
31:第一螢光粉
32:第二螢光粉
33:第三螢光粉
50:導線
100:混光光譜
200:普朗克黑體輻射軌跡線
圖1為本發明發光二極體混光結構的剖面示意圖；
圖2為本發明發光二極體混光結構架構示意圖；
圖3為本發明發光二極體混光結構之色度座標示意圖；
圖4為本發明發光二極體混光結構之第一實施例的光譜示意圖；
圖5為本發明發光二極體混光結構之第二實施例的光譜示意圖。
10:單一封裝體
21:第一發光二極體晶片
22:第二發光二極體晶片
30:螢光層
50:導線

Claims (8)

  1. 一種發光二極體混光結構，包括： 一單一封裝體； 至少二個發光二極體晶片，配置於該單一封裝體之內，且各該發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差至少10nm；以及 一螢光層，配置於該單一封裝體的表層，且覆設於該至少二個發光二極體晶片上，該螢光層均勻混和有對應彼此不同的允許激發波段的至少一種螢光粉，各該螢光粉同時吸收各該發光二極體晶片所發出的光強度峰值之後，該螢光層輸出一混光光譜； 其中，該混光光譜中色溫值大於或等於4000K的波長範圍內，屬於藍光區間的光強度峰值的最大值佔整個波長範圍內強度積分值的75%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體混光結構，其中，該混光光譜的色溫值為4000K時，該混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.4006, 0.4044)、(0.3736, 0.3874)、(0.3670, 0.3578) 與 (0.3898, 0.3716)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體混光結構，其中，該混光光譜的色溫值為4500K時，該混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3736, 0.3874)、(0.3515, 0.3487)、(0.3551, 0.3760) 與 (0.3670, 0.3578)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體混光結構，其中，該混光光譜的色溫值為5000K時，該混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3551, 0.3760)、(0.3376, 0.3616)、(0.3366, 0.3369) 與 (0.3515, 0.3487)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體混光結構，其中，該混光光譜的色溫值為5700K時，該混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3376, 0.3616)、(0.3207, 0.3462)、(0.3222, 0.3243) 與 (0.3366, 0.3369)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體混光結構，其中，該混光光譜的色溫值為6500K時，該混光光譜對應CIE1931規範之色度座標的容許四邊形角點座標分別為: (0.3207, 0.3462)、(0.3038, 0.3308)、(0.3078, 0.3117) 與 (0.3222, 0.3243)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體混光結構，其中，各該發光二極體晶片所發出的光強度峰值的對應波長彼此相差至少20nm至30nm之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體混光結構，其中，各該螢光粉之允許激發波段的最大值與最小值的平均值彼此相差至少5nm。
TW108122945A 2019-06-28 2019-06-28 發光二極體混光結構 TWI678002B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108122945A TWI678002B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 發光二極體混光結構

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108122945A TWI678002B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 發光二極體混光結構

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI678002B TWI678002B (zh) 2019-11-21
TW202101787A true TW202101787A (zh) 2021-01-01

Family

ID=69188941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108122945A TWI678002B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 發光二極體混光結構

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI678002B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790083B (zh) * 2022-01-04 2023-01-11 張喆堯 全光譜led發光裝置及其照明燈具

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111540733B (zh) * 2020-05-08 2021-10-08 开发晶照明（厦门）有限公司 发光二极管封装结构

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI508332B (zh) * 2011-11-09 2015-11-11 Au Optronics Corp 發光光源及其顯示面板

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790083B (zh) * 2022-01-04 2023-01-11 張喆堯 全光譜led發光裝置及其照明燈具

Also Published As

Publication number Publication date
TWI678002B (zh) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2635841B1 (en) Lighting device with multiple emitters and remote lumiphor
US8511851B2 (en) High CRI adjustable color temperature lighting devices
EP2671019B1 (en) Lighting apparatus providing increased luminous flux while maintaining color point and cri
JP2023058559A (ja) フルスペクトル白色発光デバイス
CN105814699B (zh) 具有高显色性的白光发光装置
US8884508B2 (en) Solid state lighting device including multiple wavelength conversion materials
US9335006B2 (en) Saturated yellow phosphor converted LED and blue converted red LED
JP6037541B2 (ja) 白色光のエネルギー効率のよい再現のためのｌｅｄモジュール、ｌｅｄ照明具およびｌｅｄランプ
EP2642519A2 (en) Phosphor composition for a luminaire
CN108598244B (zh) 一种光源模组及包括该光源模组的照明装置
US20160254421A1 (en) White light emitting devices including both red and multi-phosphor blue-shifted-yellow solid state emitters
JP2022540191A (ja) フルスペクトル白色発光デバイス
TWI678002B (zh) 發光二極體混光結構
TWI595803B (zh) 白光照明系統
KR102193591B1 (ko) 광대역 발광 장치
TWI509845B (zh) 光源模組
TWI525280B (zh) 高演色性燈具
EP2407706A1 (en) Warm white light LED lamp with high luminance and high color rendering index and led module
CN112216683A (zh) 发光二极管混光结构
EP2830093B1 (en) LED-module with high color rendering index
CN209859973U (zh) 一种光源模组及包括该光源模组的照明装置
US20230411566A1 (en) Light emitting device
TW572994B (en) Method for manufacturing white light source
US20230411567A1 (en) Light emitting device
WO2018184576A1 (zh) 一种光源模组及包括该光源模组的照明装置