TWI577935B - 發光裝置及其波長轉換裝置 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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Description

發光裝置及其波長轉換裝置
本發明係關於一種發光裝置，且特別係關於一種發光裝置及其波長轉換裝置。
由於發光二極體(Light Emitting Diode,LED)的耗電量低，目前已逐漸取代傳統的螢光燈等高耗電的光源，而廣泛運用於照明領域及背光模組中。
在背光模組中，通常發光二極體上會設有螢光粉等波長轉換物質。然而，由於螢光粉通常不耐濕氣，也不耐熱，亦即，當螢光粉處於高溫度或高濕度的環境中，容易發生劣化問題，故容易影響背光模組的出光效果。
有鑑於此，本發明之一目的係在於防止螢光粉等波長轉換物質受到熱及濕氣的影響而劣化。
為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種波長轉換裝置包含一中空管以及一波長轉換物質。中空 管具有一容置腔。波長轉換物質係位於容置腔中。
於本發明之一或多個實施方式中，中空管具有相對兩端部。這兩端部係封閉的。
於本發明之一或多個實施方式中，中空管具有相對兩端部。這兩端部之其中至少一者具有一開口。
於本發明之一或多個實施方式中，容置腔係一非真空腔，且裡面充填有氮氣或惰性氣體。
於本發明之一或多個實施方式中，容置腔係一真空腔。
於本發明之一或多個實施方式中，中空管為一透光管。
於本發明之一或多個實施方式中，中空管之材質為玻璃、石英、藍寶石、聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、聚碳酸脂(Polycarbonate)或聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate)。
於本發明之一或多個實施方式中，波長轉換物質可為硫化物系、氮化物系、氮氧化物系、矽酸鹽系、或石榴石系之螢光粉。
於本發明之一或多個實施方式中，波長轉換物質包含一透光填充物。透光填充物係填充於容置腔並抵合於中空管之內壁，使螢光粉被摻雜於透光填充物中。
於本發明之一或多個實施方式中，透光填充物之材質為聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、聚碳酸脂(Polycarbonate)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate)、矽氧樹脂(Silicone)或環氧樹脂(Epoxy)。
依據本發明之另一實施方式，一種發光裝置包含一發光二極體元件以及如前述實施方式所述之波長轉換裝置。發光二極體元件朝一出光路徑發出一波長為λ 1之第一光線。波長轉換裝置係設置於此出光路徑之上方。部分第一光線照射波長轉換裝置內之波長轉換物質後，被轉換成一波長為λ 2之第二光線。第一光線與第二光線混合成一波長涵蓋波長λ 1與波長λ 2之第三光線。
於本發明之一或多個實施方式中，發光二極體元件與波長轉換裝置係彼此分隔的。
於本發明之一或多個實施方式中，第一光線是藍光。
於本發明之一或多個實施方式中，第三光線是白光。
於本發明之一或多個實施方式中，發光裝置還包括一光擴散板。波長轉換裝置是位於光擴散板與發光二極體元件之間。
於本發明之一或多個實施方式中，發光裝置還包括一外殼。外殼容納波長轉換裝置於其中。外殼具有至少一透光板。此光擴散板是位於透光板與波長轉換裝置之間。
於上述實施方式中，由於波長轉換物質(如螢光粉)係位於中空管的容置腔中，故可藉由中空管的管壁來阻隔外界的濕氣及熱，而避免受到濕氣及熱的影響而劣化，從而克服先前技術所遭遇到的問題。
以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
100‧‧‧波長轉換裝置
110、110a‧‧‧中空管
111‧‧‧內壁
112‧‧‧容置腔
114、114a‧‧‧端部
115‧‧‧開口
116、116a‧‧‧端部
117‧‧‧開口
120‧‧‧波長轉換物質
130‧‧‧透光填充物
200‧‧‧發光二極體元件
300‧‧‧外殼
310‧‧‧透光板
320‧‧‧底板
330、340‧‧‧側板
400‧‧‧光擴散板
D‧‧‧間距
L1‧‧‧第一光線
L2‧‧‧第二光線
L3‧‧‧第三光線
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置的剖面圖；第2圖繪示第1圖之波長轉換裝置與發光二極體元件的光路示意圖；以及第3圖繪示依據本發明另一實施方式之發光裝置的剖面圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明另一實施例中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置的剖面圖。第2圖繪示第1圖之波長轉換裝置100與發光二極體元件200的光路示意圖。如第1圖所示，本實施方式 之發光裝置可包含一波長轉換裝置100、一發光二極體元件200以及一外殼300。外殼300將波長轉換裝置100與發光二極體元件200容納於其中。如第2圖所示，波長轉換裝置100係位於發光二極體元件200的發光路徑上，且波長轉換裝置100包含波長轉換物質120，其可用以改變發光二極體元件200放射光的波長。具體來說，如第2圖所示，發光二極體元件200可朝出光路徑發出波長為λ 1之第一光線L1。當第一光線L1行進至波長轉換裝置100中時，部分第一光線L1會照射到波長轉換裝置100內的波長轉換物質120，而轉換成一波長為λ 2之第二光線L2。第一光線L1與第二光線L2可混合成一波長涵蓋波長λ 1與波長λ 2之第三光線L3。舉例來說，第一光線L1可為藍光，部分藍光(第一光線L1)可被波長轉換物質120轉換成黃光(第二光線L2)，剩餘的藍光(第一光線L1)與黃光(第二光線L2)可混合成白光(第三光線L3)。
於部分實施方式中，波長轉換物質120可為螢光粉。舉例來說，波長轉換物質120可為硫化物系、氮化物系、氮氧化物系、矽酸鹽系、或石榴石系之螢光粉，但本發明並不以此為限。由於波長轉換物質120處於高溫度或高濕度的環境中，容易發生劣化問題，而影響發光裝置的出光效果。因此，本發明提出以下技術方案，以防止環境中的濕氣與熱影響波長轉換物質120。
具體來說，如第2圖所示，波長轉換裝置100可包含一中空管110。中空管110具有一容置腔112。波長轉換 物質120係位於中空管110的容置腔112中。如此一來，中空管110的管壁可阻隔環境中的濕氣與熱，從而防止波長轉換物質120劣化。
於部分實施方式中，中空管110為一封閉管體，以提升阻隔濕氣的能力。舉例來說，中空管110具有相對兩端部114及116。這兩端部114及116均係封閉的。如此一來，中空管110將無開口可供濕氣滲入容置腔112中，而影響波長轉換物質120。
於部分實施方式中，如第2圖所示，波長轉換裝置100還包含透光填充物130。透光填充物130係填充於中空管110的容置腔112中，並抵合於中空管110之內壁111。換句話說，透光填充物130可填滿中空管110的容置腔112，而波長轉換物質120(例如螢光粉)可被分散地摻雜於透光填充物130中。透光填充物130不僅可供光線穿透，亦可阻隔濕氣。舉例來說，透光填充物130的材質可為為聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、聚碳酸脂(Polycarbonate)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate)、矽氧樹脂(Silicone)或環氧樹脂(Epoxy)，但本發明並不以此為限。
於部分實施方式中，發光二極體元件200與波長轉換裝置100係彼此分隔的，如此可避免發光二極體元件200在發光時所產生的熱直接傳導至波長轉換裝置100，從而防止波長轉換物質120受熱而劣化。換句話說，發光二極體元件200與波長轉換裝置100之間相隔一間距D，以防止發光二極體元件200所產生的熱影響波長轉換物質120。
於部分實施方式中，容置腔112為一真空腔，以避免波長轉換物質120與空氣中的物質產生化學反應。於其他實施方式中，容置腔112可為一非真空腔，且容置腔112中充填有氮氣或惰性氣體，此防止波長轉換物質120產生化學反應。
於部分實施方式中，如第2圖所示，中空管110為一透光管，以供發光二極體元件200所發出的第一光線L1能夠穿過中空管110之管壁而進入容置腔112中，並供第三光線L3能夠穿過中空管110之管壁而脫離容置腔112外。舉例來說，中空管110的材質可為玻璃、石英、藍寶石、聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、聚碳酸脂(Polycarbonate)或聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate)，但本發明並不以此為限。此外，上述材質除了具備透光性外，亦具備低導熱係數，如此可進一步防止發光二極體元件200所產生的熱影響波長轉換物質120。
於部分實施方式中，如第1圖所示，外殼300具有至少一透光板310、一底板320以及兩側板330與340。側板330與340係設置於底板320上，而透光板310連接側板330與340。透光板310係位於波長轉換裝置100上方，如此一來，穿出波長轉換裝置100的光線可穿過透光板310而行進至外界環境中。
於部分實施方式中，如第1圖所示，發光裝置還包括一光擴散板400。波長轉換裝置100是位於光擴散板400與發光二極體元件200之間，而光擴散板400是位於外殼 300的透光板310與波長轉換裝置100之間。如此一來，發光二極體元件200所發出的光線在經過波長轉換裝置100後，可被光擴散板400所擴散，而擴散後的光線可穿過透光板310至外界環境中，從而使透光板310呈亮度均勻的面光源。
第3圖繪示依據本發明另一實施方式之發光裝置的剖面圖。本實施方式與第1圖之間的主要差異係在於：本實施方式之中空管110a的端部114a具有一開口115，而端部116a亦具有一開口117。也就是說，本實施方式之中空管110a並非封閉的管體，不需封口步驟，簡化了製程。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧波長轉換裝置
110‧‧‧中空管
120‧‧‧波長轉換物質
130‧‧‧透光填充物
200‧‧‧發光二極體元件
300‧‧‧外殼
310‧‧‧透光板
320‧‧‧底板
330、340‧‧‧側板
400‧‧‧光擴散板

Claims (15)

  1. 一種波長轉換裝置，包含：一中空管，具有一容置腔；複數螢光粉，位於該容置腔中；以及一透光填充物，填充於該容置腔並抵合於該中空管之內壁，使該些螢光粉被分散地摻雜於該透光填充物中。
  2. 如請求項1所述之波長轉換裝置，其中該中空管具有相對兩端部，該兩端部係封閉的。
  3. 如請求項1所述之波長轉換裝置，其中該中空管具有相對兩端部，該兩端部之其中至少一者具有一開口。
  4. 如請求項1所述之波長轉換裝置，其中該容置腔係一非真空腔，且裡面充填有氮氣或惰性氣體。
  5. 如請求項1所述之波長轉換裝置，其中該容置腔係一真空腔。
  6. 如請求項1所述之波長轉換裝置，其中該中空管為一透光管。
  7. 如請求項1所述之波長轉換裝置，其中該中空管之材質為玻璃、石英、藍寶石、聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、聚碳酸脂(Polycarbonate)或聚對苯二甲酸乙二酯 (Polyethylene terephthalate)。
  8. 如請求項1所述之波長轉換裝置，其中該些螢光粉為硫化物系、氮化物系、氮氧化物系、矽酸鹽系、或石榴石系之螢光粉。
  9. 如請求項1所述之波長轉換裝置，其中該透光填充物之材質為聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、聚碳酸脂(Polycarbonate)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate)、矽氧樹脂(Silicone)或環氧樹脂(Epoxy)。
  10. 一種發光裝置，包含：一發光二極體元件，朝一出光路徑發出一波長為λ 1之第一光線；以及一如請求項1至9中任一項所述之波長轉換裝置，設置於該出光路徑之上方，且部分該第一光線照射該波長轉換裝置內之該波長轉換物質後被轉換成一波長為λ 2之第二光線，且該第一光線與該第二光線混合成一波長涵蓋該波長λ 1與該波長λ 2之第三光線。
  11. 如請求項10所述之發光裝置，其中該發光二極體元件與該波長轉換裝置係彼此分隔的。
  12. 如請求項10所述之發光裝置，其中該第一光線是藍光。
  13. 如請求項12所述之發光裝置，其中該第三光線是白光。
  14. 如請求項10所述之發光裝置，更包括一光擴散板，其中該波長轉換裝置是位於該光擴散板與該發光二極體元件之間。
  15. 如請求項14所述之發光裝置，更包括一外殼，容納該波長轉換裝置與該發光二極體元件於其中，且該外殼具有至少一透光板，該光擴散板是位於該透光板與該波長轉換裝置之間。
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