TWI635622B - 發光結構、燈具及背光模組 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種發光結構。此發光結構包含藍光光源、第一螢光材料層及第二螢光材料層。藍光光源具有出光面。第一螢光材料層覆蓋藍光光源之出光面。第一螢光材料層係由第一螢光材料所組成，且第一螢光材料之激發波段為藍光波段，其放光波段為綠光波段。第二螢光材料層覆蓋於第一螢光材料層上。第二螢光材料層係由第二螢光材料所組成，且第二螢光材料之激發波段為綠光波段，其放光波長為紅光波段。一種具有發光結構的燈具及背光模組亦在此公開。
Description
本發明係關於一種發光二極體封裝結構，特別是關於一種發白光的發光二極體封裝結構及發光二極體裝置。
目前一般的白光發光二極體的製造技術已相當成熟，且逐漸應用於各種發光裝置，以取代傳統的白熾燈泡及日光燈管，成為高亮度又節能的白光光源。這種白光發光二極體大致上係由藍光發光二極體晶片及螢光膠層所組成。
在螢光膠層中，發綠光的螢光顆粒及發紅光的螢光顆粒均勻的分散於透明膠材中。當藍光發光二極體晶片發出藍光時，發綠光的螢光顆粒及發紅光的螢光顆粒均會吸收藍光波段的能量，進而分別轉換激發出綠光及紅光。由於從螢光膠層所透出的光線包含紅光、綠光及藍光，且係由一點光源發射出來，因此紅光、綠光及藍光可混色形成白光。
然而，當發綠光的螢光顆粒及發紅光的螢光顆粒混合分散於透明膠材中時，由於發綠光的螢光顆粒及發紅光的螢光顆粒的顆粒特性不同(例如：粒徑大小、顆粒密度
及顆粒形狀等)，進而產生發綠光的螢光顆粒及發紅光的螢光顆粒之間的交互吸收效應，且此交互吸收效應已顯著影響了一般白光發光二極體的發光效率及製程的複雜度。據此，目前亟需一種新穎的發光結構，以解決傳統白光發光二極體所面臨的問題。
有鑑於現有技術所面臨的問題，本發明揭露一種新穎的發光結構，及具有發光結構的燈具與背光模組。發光結構係將發綠光的螢光材料層及發紅光的螢光材料層依序覆蓋於藍光光源的出光面上。由於本發明所提供發綠光的螢光材料層及發紅光的螢光材料層係各自獨立設置於發光結構中，因此可避免傳統結構所產生的發綠光的螢光顆粒及發紅光的螢光顆粒之間的交互吸收效應。另一方面，由於本發明所提供發綠光的螢光材料層係吸收藍光激發綠光，且發紅光的螢光材料層係吸收綠光發出紅光，因此不會產生重複吸收相同波段色光的再吸收效應。
本發明之一態樣在於提供一種發光結構。此發光結構包含藍光光源、第一螢光材料層及第二螢光材料層。藍光光源具有出光面。第一螢光材料層覆蓋藍光光源之出光面。第一螢光材料層係由第一螢光材料所組成，且第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段。第二螢光材料層覆蓋於第一螢光材料層上。第二螢光材料層係由第二螢光材料所組
成，且第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段。
根據本發明之實施例，上述藍光光源之放光波段與第一螢光材料之激發波段重疊；且第一螢光材料之放光波段與第二螢光材料之激發波段重疊。
根據本發明之實施例，上述藍光光源之放光波段為約350~470nm。
根據本發明之實施例，上述藍光光源包含藍光發光二極體晶片或藍光有機發光二極體晶片。
根據本發明之實施例，上述藍光發光二極體晶片或藍光有機發光二極體晶片包含水平式、垂直式或覆晶式的發光二極體晶片。
根據本發明之實施例，上述第一螢光材料之激發波段為約350~480nm，其放光波段為約510~580nm。
根據本發明之實施例，上述第一螢光材料為一無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。
根據本發明之實施例，上述第二螢光材料之激發波段為約500~600nm，其放光波段為約600~780nm。
根據本發明之實施例，上述第二螢光材料為一有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘
(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarimide)基團的有機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合物、具有芘(pyrene)基團的有機化合物、具有吡啶(pyridine)基團的有機化合物、具有噻吩(thiophene)基團的有機化合物、具有2,3-二氫-1H-苯并[de]異喹啉-1,3-二酮(2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione)基團的有機化合物之單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)、高分子結構(polymer)及其組合。
根據本發明之實施例，上述發光結構更包含基板，且藍光光源設置於基板上。
根據本發明之實施例，上述發光結構更包含透明封裝膠料層覆蓋於第二螢光材料層之上。
根據本發明之實施例，上述透明封裝膠料層的材料係選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
根據本發明之實施例，上述發光結構更包含不透光封裝膠料層設置於基板上，且圍繞藍光光源。
根據本發明之實施例，上述不透光封裝膠料層的材料包含基底(base)及色料分散於基底中，基底係選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
本發明之另一態樣在於提供一種燈具。此燈具包含燈條及螢光燈罩。
燈條包含電路基板及至少一發光結構。發光結構設置且電性連接於電路基板上，且包含藍光光源及螢光膠材層。藍光光源具有出光面。螢光膠材層覆蓋於藍光光源之出光面上。螢光膠材層包含透明膠材及第一螢光材料分散於透明膠材中，其中第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段。
螢光燈罩覆蓋於燈條上。螢光燈罩包含燈罩本體及第二螢光材料分散於燈罩本體中。第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段。
根據本發明之實施例，上述藍光光源之放光波段與第一螢光材料之激發波段重疊；且第一螢光材料之放光波段與第二螢光材料之激發波段重疊。
根據本發明之實施例，上述藍光光源之放光波段為約350~470nm。
根據本發明之實施例，上述藍光光源包含藍光發光二極體或藍光有機發光二極體。
根據本發明之實施例，上述藍光發光二極體或藍光有機發光二極體包含水平式、垂直式或覆晶式發光二極體。
根據本發明之實施例，上述第一螢光材料之激發波段為約350~480nm，其放光波段為約510~580nm。
根據本發明之實施例，上述第一螢光材料為無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。
根據本發明之實施例，上述第二螢光材料之激發波段為約500~600nm，其放光波段為約600~780nm。
根據本發明之實施例，上述第二螢光材料為一有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarimide)基團的有機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合
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根據本發明之實施例，上述透明膠材及燈罩本體係分別獨立選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
根據本發明之實施例，上述燈具更包含一對導電支撐件，電性連接於發光結構及電路基板。
根據本發明之實施例，上述成對的導電支撐件為二金屬片，其分別連接該發光結構的二電極，以構成一插件式發光二極體。
根據本發明之實施例，上述插件式發光二極體係直接插設且電性連接於電路基板。
本發明之又一態樣在於提供一種背光模組。此背光模組包含光學元件、發光結構及螢光材料層。
光學元件具有入光面及出光面。發光結構朝向光學元件的入光面發光，且發光結構包含藍光光源及螢光膠材層。藍光光源具有出光面。螢光膠材層覆蓋於藍光光源之出光面上。螢光膠材層包含透明膠材及第一螢光材料分散於
透明膠材中。第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段。
螢光材料層覆蓋於光學元件的出光面上，且螢光材料層包含一第二螢光材料。第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段。
根據本發明之實施例，上述光學元件包含導光板、透鏡或其組合。
根據本發明之實施例，上述導光板的入光面與出光面彼此相鄰或彼此相對。
根據本發明之實施例，上述透鏡為二次光學透鏡，且螢光材料層覆蓋於二次光學透鏡的出光面上。
根據本發明之實施例，上述藍光光源之放光波段與第一螢光材料之激發波段重疊；且第一螢光材料之放光波段與第二螢光材料之激發波段重疊。
根據本發明之實施例，上述藍光光源之放光波段為約350~470nm。
根據本發明之實施例，上述藍光光源包含藍光發光二極體晶片或藍光有機發光二極體晶片。
根據本發明之實施例，上述藍光發光二極體晶片或藍光有機發光二極體晶片包含水平式、垂直式或覆晶式的發光二極體晶片。
根據本發明之實施例，上述第一螢光材料之激發波段為約350~480nm，其放光波段為約510~580nm。
根據本發明之實施例，上述第一螢光材料為無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。
根據本發明之實施例，上述第二螢光材料之激發波段為約500~600nm，其放光波段為約600~780nm。
根據本發明之實施例，上述第二螢光材料為有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarinide)基團的有機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合物、具有芘(pyrene)基團的有機化合物、具有吡啶(pyridine)基團的有機化合物、具有噻吩(thiophene)基團的有機化合物、具有2,3-二氫-1H-苯并[de]異喹啉-1,3-二酮(2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione)基團的有機化合物之單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)、高分子結構(polymer)及其組合。
根據本發明之實施例，上述透明膠材係選自由
下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
100、200、300、414、514、620、720、820‧‧‧發光結構
110、210、310、416、516、622、722、822‧‧‧藍光光源
112、212、312、417、517、614、714、814、623、723、823‧‧‧出光面
120、220、320‧‧‧第一螢光材料層
130、230、330‧‧‧第二螢光材料層
240、340、415‧‧‧基板
250‧‧‧透明封裝膠料層
350‧‧‧不透光封裝膠料層
400、500‧‧‧燈具
410、510‧‧‧燈條
412、512‧‧‧電路基板
418、518、624、724、824‧‧‧螢光膠材層
420、520‧‧‧螢光燈罩
511‧‧‧插孔
513‧‧‧導電支撐件
530‧‧‧基座
600、700、800‧‧‧背光模組
610、710、810‧‧‧光學元件
612、712、812‧‧‧入光面
630、730、830‧‧‧螢光材料層
A‧‧‧區域
第1~3圖係根據本發明之多種實施例所繪示的發光結構剖面圖；第4圖係根據本發明之一實施例所繪示的一種燈具剖面圖；第5A圖係根據本發明之一實施例所繪示的一種燈具剖面圖，且第5B圖係第5A圖的局部放大圖；以及第6~8圖係根據本發明之多種實施例所繪示的背光模組剖面圖。
接著以實施例並配合圖式以詳細說明本發明，在圖式或描述中，相似或相同的部分係使用相同之符號或編號。在圖式中，實施例之形狀或厚度可能擴大，以簡化或方便標示，而圖式中元件之部分將以文字描述之。可瞭解的是，未繪示或未描述之元件可為熟習該項技藝者所知之各種樣式。本實施方式為本發明之理想化實施例(及中間結構)以示意性的橫截面來說明，且本領域技術人員可預期本實施方式中製造方法、形狀及/或公差的合理改變。因此，不應
將本發明之實施例理解為限制本發明所請之範圍。
第1圖係根據本發明之一實施例所繪示的發光結構100剖面圖。發光結構100包含藍光光源110、第一螢光材料層120及第二螢光材料層130。
藍光光源110具有出光面112。在本發明之一實施例中，藍光光源110包含藍光發光二極體晶片或藍光有機發光二極體晶片，但不以此為限制。在本發明之另一實施例中，藍光發光二極體晶片或藍光有機發光二極體晶片例如可為水平式、垂直式或覆晶式的發光二極體晶片，但不以此為限制。
第一螢光材料層120覆蓋藍光光源110之出光面112。第二螢光材料層130覆蓋於第一螢光材料層120上。值得注意的是，第一螢光材料層120係由第一螢光材料所組成，且第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段。第二螢光材料層130係由第二螢光材料所組成，且第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段。在本發明之實施例中，上述藍光光源110之放光波段與第一螢光材料之激發波段重疊；且第一螢光材料之放光波段與第二螢光材料之激發波段重疊。根據本發明之實施例，上述藍光光源110之放光波段為約350~470nm。根據本發明之實施例，第一螢光材料之激發波段為約350~480nm，其放光波段為約510~580nm。根據本發明之實施例，第二螢光材料之激發波段為約
500~600nm，其放光波段為約600~780nm。
根據本發明之實施例，第一螢光材料為一無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。根據本發明之實施例，第二螢光材料為一有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarimide)基團的有機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合物、具有芘(pyrene)基團的有機化合物、具有吡啶(pyridine)基團的有機化合物、具有噻吩(thiophene)基團的有機化合物、具有2,3-二氫-1H-苯并[de]異喹啉-1,3-二酮(2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione)基團的有機化合物之單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)、高分子結構(polymer)及其組合。
第2圖係根據本發明之一實施例所繪示的發光結構200剖面圖。發光結構200包含藍光光源210、第一螢光材料層220及第二螢光材料層230。
不同於第1圖所繪示的發光結構100，發光結構200的藍光光源210具有多個出光面212。第一螢光材料層220覆蓋藍光光源210之所有出光面212。第二螢光材料層230覆蓋於第一螢光材料層220上。
此外，發光結構200更包含基板240，且藍光光源210設置於基板240上。在第2圖中，發光結構200更包含透明封裝膠料層250覆蓋於第二螢光材料層230之上。根據本發明之實施例，透明封裝膠料層250的材料係選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
根據本發明之一實施例中，第1圖的發光結構100亦可以具有基板和透明封裝膠料層，且具有類似第2圖發光結構200的配置關係。
第3圖係根據本發明之一實施例所繪示的發光結構300剖面圖。發光結構300包含藍光光源310、第一螢光材料層320、第二螢光材料層330及基板340。藍光光源310設置於基板340上。第一螢光材料層320覆蓋藍光光源310之所有出光面。第二螢光材料層330覆蓋於第一螢光材料層320上。
不同於第2圖所繪示的發光結構200，發光結構300更包含不透光封裝膠料層350設置於基板340上，且圍繞藍光光源310。根據本發明之實施例，不透光封裝膠料層
350的材料包含基底(base)及色料分散於基底中。根據本發明之實施例，基底係選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
根據本發明之一實施例中，第1圖的發光結構100亦可以具有基板和不透光封裝膠料層，且具有類似第3圖發光結構300的配置關係。
第4圖係根據本發明之一實施例所繪示的一種燈具400剖面圖。燈具400包含燈條410及螢光燈罩420。
燈條410包含電路基板412及至少一發光結構414。發光結構414設置且電性連接於電路基板412上，且包含藍光光源416及螢光膠材層418。藍光光源416具有出光面417。根據本發明之實施例，藍光光源416之放光波段為約350~470nm。根據本發明之實施例，藍光光源416包含藍光發光二極體或藍光有機發光二極體，但不以此為限制。根據本發明之實施例，藍光發光二極體或藍光有機發光二極體包含水平式、垂直式或覆晶式發光二極體，但不以此為限制。
螢光膠材層418覆蓋於藍光光源416之出光面417上。螢光膠材層418包含透明膠材及第一螢光材料分散於透明膠材中，其中第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段。根據本發明之實施例，第一螢光材料之激發波段為約
350~480nm，其放光波段為約510~580nm。第一螢光材料為無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。根據本發明之實施例，藍光光源416之放光波段與第一螢光材料之激發波段重疊。
在第4圖中，發光結構414更包含基板415，且藍光光源416及螢光膠材層418均設置於基板415上。在本發明之一實施例中，發光結構414中的藍光光源416係透過基板415電性連接於電路基板412。
螢光燈罩420覆蓋於燈條410上。螢光燈罩420包含燈罩本體及第二螢光材料分散於燈罩本體中。第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段。根據本發明之實施例，第二螢光材料之激發波段為約500~600nm，其放光波段為約600~780nm。根據本發明之實施例，第二螢光材料為一有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarimide)基團的有
機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合物、具有芘(pyrene)基團的有機化合物、具有吡啶(pyridine)基團的有機化合物、具有噻吩(thiophene)基團的有機化合物、具有2,3-二氫-1H-苯并[de]異喹啉-1,3-二酮(2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione)基團的有機化合物之單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)、高分子結構(polymer)及其組合。根據本發明之實施例，第一螢光材料之放光波段與第二螢光材料之激發波段重疊。
根據本發明之實施例，透明膠材及燈罩本體係分別獨立選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
第5A圖係根據本發明之一實施例所繪示的一種燈具500剖面圖。在第5A圖中，燈具500包含燈條510及螢光燈罩520。
燈條510包含電路基板512及至少一發光結構514。發光結構514設置且電性連接於電路基板512上。不同於第4圖的燈具400，燈具500更包含一對導電支撐件513，電性連接於發光結構514及電路基板512。
發光結構514包含藍光光源516及螢光膠材層518。藍光光源516具有出光面517。根據本發明之實施例，
藍光光源516為垂直式發光二極體，但不以此為限制。螢光膠材層518覆蓋於藍光光源516之出光面517上。
螢光燈罩520覆蓋於燈條510上。在第5圖中，燈具500更包含基座530，且燈條510及螢光燈罩520均設置於基座530上。在本發明之一實施例中，基座530係為散熱基座，用以排除燈條510發光時所產生的熱能，使燈具500降溫。在本發明之實施例中，燈具500的藍光光源516、螢光膠材層518及螢光燈罩520之種類範圍及成分組成均與燈具400相同，故燈具500之細部結構、材料種類、激發與放光波段及其所產生之功效不再另外贅述。
請參考第5B圖，第5B圖為第5A圖中區域A的放大圖。在第5B圖中，成對的導電支撐件513為二金屬片，其分別連接該發光結構514的二電極(未繪示)，以構成一插件式發光二極體。在第5B圖中，電路基板512具有許多插孔511，且插件式發光二極體係藉由直接導電支撐件513插設且電性連接於電路基板512之插孔511中。
第6圖係根據本發明之一實施例所繪示的背光模組600剖面圖。在第6圖中，背光模組600包含光學元件610、發光結構620及螢光材料層630。
光學元件610具有入光面612及出光面614。根據本發明之實施例，光學元件610包含導光板、透鏡或其組合。根據本發明之實施例，導光板的入光面612與出光面614彼此相鄰或彼此相對。在第6圖中，光學元件610為導光板，且其入光面612與出光面614彼此相鄰。
發光結構620朝向光學元件610的入光面612發光。發光結構620包含藍光光源622及螢光膠材層624。
藍光光源622具有出光面623。根據本發明之實施例，藍光光源622之放光波段為約350~470nm。根據本發明之實施例，藍光光源622包含藍光發光二極體晶片或藍光有機發光二極體晶片，但不以此為限制。藍光發光二極體晶片或藍光有機發光二極體晶片包含水平式、垂直式或覆晶式的發光二極體晶片，但不以此為限制。
螢光膠材層624覆蓋於藍光光源622之出光面623上。螢光膠材層624包含透明膠材及第一螢光材料分散於透明膠材中。根據本發明之實施例，透明膠材係選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段。根據本發明之實施例，第一螢光材料之激發波段為約350~480nm，其放光波段為約510~580nm。第一螢光材料為無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。根據本發明之實施例，藍光光源622之放光波段與第一螢光材料之激發波段重疊。
螢光材料層630覆蓋於光學元件610的出光面
614上，且螢光材料層630包含一第二螢光材料。第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段。根據本發明之實施例，第二螢光材料之激發波段為約500~600nm，其放光波段為約600~780nm。根據本發明之實施例，第一螢光材料之放光波段與第二螢光材料之激發波段重疊。根據本發明之實施例，第二螢光材料為有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarimide)基團的有機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合物、具有芘(pyrene)基團的有機化合物、具有吡啶(pyridine)基團的有機化合物、具有噻吩(thiophene)基團的有機化合物、具有2,3-二氫-1H-苯并[de]異喹啉-1,3-二酮(2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione)基團的有機化合物之單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)、高分子結構(polymer)及其組合。
第7圖係根據本發明之一實施例所繪示的背光模組700剖面圖。在第7圖中，背光模組700包含光學元件
710、發光結構720及螢光材料層730。
光學元件710具有入光面712及出光面714。在第7圖中，光學元件710為導光板，且其入光面712與出光面714彼此相對。
發光結構720朝向光學元件710的入光面712發光。發光結構720包含藍光光源722及螢光膠材層724。藍光光源722具有出光面723。螢光膠材層724覆蓋於藍光光源722之出光面723上。螢光材料層730覆蓋於光學元件710的出光面714上。
在本發明之實施例中，背光模組700的藍光光源722、螢光膠材層724及螢光材料層730之種類範圍及成分組成均與背光模組600相同，故背光模組700之細部結構、材料種類、激發與放光波段及其所產生之功效不再另外贅述。
第8圖係根據本發明之一實施例所繪示的背光模組800剖面圖。在第8圖中，背光模組800包含光學元件810、發光結構820及螢光材料層830。
光學元件810具有入光面812及出光面814。在第8圖中，光學元件810為透鏡，例如可為二次光學透鏡，但不以此為限制。
發光結構820朝向光學元件810的入光面812發光。發光結構820包含藍光光源822及螢光膠材層824。藍光光源822具有出光面823。螢光膠材層824覆蓋於藍光光源822之出光面823上。螢光材料層830覆蓋於光學元件
810的出光面814上。在第8圖中，螢光材料層830覆蓋於二次光學透鏡的出光面814上。
在本發明之實施例中，背光模組800的藍光光源822、螢光膠材層824及螢光材料層830之種類範圍及成分組成均與背光模組600相同，故背光模組800之細部結構、材料種類、激發與放光波段及其所產生之功效不再另外贅述。
本發明揭露一種新穎的發光結構，及具有發光結構的燈具與背光模組。發光結構係將發綠光的第一螢光材料層及發紅光的第二螢光材料層依序覆蓋於藍光光源的出光面上。由於本發明所提供發綠光的第一螢光材料層及發紅光的第二螢光材料層係各自獨立設置於發光結構中，因此可避免傳統結構所產生的發綠光的螢光顆粒及發紅光的螢光顆粒之間的交互吸收效應。另一方面，由於本發明所提供發綠光的第一螢光材料層係吸收藍光激發綠光，且發紅光的第二螢光材料層係吸收綠光發出紅光，因此不會產生重複吸收相同波段色光的再吸收效應。
雖然本發明之實施例已揭露如上，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，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定為準。
Claims (37)
- 一種發光結構，包含：一藍光光源，具有一出光面，其中該藍光光源為一藍光發光二極體晶片或一藍光有機發光二極體晶片；一第一螢光材料層，覆蓋該藍光光源之該出光面，該第一螢光材料層係由一第一螢光材料所組成，且該第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段，且該綠光波段為510~580nm；以及一第二螢光材料層，覆蓋於該第一螢光材料層上，該第二螢光材料層係由一第二螢光材料所組成，且該第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段，且其中該第一螢光材料層與該第二螢光材料層係各自獨立設置於該發光結構中，以避免一再吸收效應。
- 如請求項1所述之發光結構，其中該藍光光源之放光波段與該第一螢光材料之激發波段重疊；且該第一螢光材料之放光波段與該第二螢光材料之激發波段重疊。
- 如請求項1所述之發光結構，其中該藍光光源之放光波段為約350~470nm。
- 如請求項1所述之發光結構，其中該藍光發光二極體晶片或該藍光有機發光二極體晶片包含水平式、垂直式或覆晶式的發光二極體晶片。
- 如請求項1所述之發光結構，其中該第一螢光材料之激發波段為約350~480nm。
- 如請求項1所述之發光結構，其中該第一螢光材料為一無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。
- 如請求項1所述之發光結構，其中該第二螢光材料之激發波段為約500~600nm，其放光波段為約600~780nm。
- 如請求項1所述之發光結構，其中該第二螢光材料為一有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarimide)基團的有機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合物、具有芘(pyrene)基團的有機化合物、具有吡啶(pyridine)基團的有機化合物、具有噻吩(thiophene)基團的有機化合物、具有2,3-二氫-1H-苯并[de]異喹啉-1,3-二酮(2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione)基團的有機化合物之單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)、高分子結構(polymer)及其組合。
- 如請求項1所述之發光結構，更包含一基板，且該藍光光源設置於該基板上。
- 如請求項9所述之發光結構，更包含一透明封裝膠料層覆蓋於該第二螢光材料層之上。
- 如請求項10所述之發光結構，其中該透明封裝膠料層的材料係選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
- 如請求項9所述之發光結構，更包含一不透光封裝膠料層設置於該基板上，且圍繞該藍光光源。
- 如請求項12所述之發光結構，其中該不透光封裝膠料層的材料包含一基底(base)及一色料分散於該基底中，該基底係選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
- 一種燈具，包含：一燈條，包含：一電路基板；以及至少一發光結構，設置且電性連接於該電路基板上，該發光結構，包含：一藍光光源，具有一出光面，其中該藍光光源為一藍光發光二極體晶片或一藍光有機發光二極體晶片；以及一螢光膠材層，覆蓋於該藍光光源之該出光面上，該螢光膠材層包含一透明膠材及一第一螢光材料分散於該透明膠材中，其中該第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段，且該綠光波段為510~580nm；以及一螢光燈罩，覆蓋於該燈條上，該螢光燈罩包含一燈罩本體及一第二螢光材料分散於該燈罩本體中，其中該第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段，且其中該第一螢光材料與該第二螢光材料係各自獨立設置，以避免一再吸收效應。
- 如請求項14所述之燈具，其中該藍光光源之放光波段與該第一螢光材料之激發波段重疊；且該第一螢光材料之放光波段與該第二螢光材料之激發波段重疊。
- 如請求項14所述之燈具，其中該藍光光源之放光波段為約350~470nm。
- 如請求項14所述之燈具，其中該藍光發光二極體或該藍光有機發光二極體包含水平式、垂直式或覆晶式發光二極體。
- 如請求項14所述之燈具，其中該第一螢光材料之激發波段為約350~480nm。
- 如請求項14所述之燈具，其中該第一螢光材料為一無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。
- 如請求項14所述之燈具，其中該第二螢光材料之激發波段為約500~600nm，其放光波段為約600~780nm。
- 如請求項14所述之燈具，其中該第二螢光材料為一有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarimide)基團的有機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合物、具有芘(pyrene)基團的有機化合物、具有吡啶(pyridine)基團的有機化合物、具有噻吩(thiophene)基團的有機化合物、具有2,3-二氫-1H-苯并[de]異喹啉-1,3-二酮(2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione)基團的有機化合物之單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)、高分子結構(polymer)及其組合。
- 如請求項14所述之燈具，其中該透明膠材及該燈罩本體係分別獨立選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
- 如請求項14所述之燈具，更包含一對導電支撐件，電性連接於該發光結構及該電路基板。
- 如請求項23所述之燈具，其中該對導電支撐件為二金屬片，其分別連接該發光結構的二電極，以構成一插件式發光二極體。
- 如請求項24所述之燈具，其中該插件式發光二極體係直接插設且電性連接於該電路基板。
- 一種背光模組，包含：一光學元件，具有一入光面及一出光面；一發光結構，朝向該光學元件的該入光面發光，該發光結構，包含：一藍光光源，具有一出光面，其中該藍光光源為一藍光發光二極體晶片或一藍光有機發光二極體晶片；以及一螢光膠材層，覆蓋於該藍光光源之該出光面上，該螢光膠材層包含一透明膠材及一第一螢光材料分散於該透明膠材中，其中該第一螢光材料之激發波段(excitation band)為藍光波段，其放光波段(emission band)為綠光波段，且該綠光波段為510~580nm；以及一螢光材料層，覆蓋於該光學元件的該出光面上，該螢光材料層包含一第二螢光材料，該第二螢光材料之激發波段(excitation band)為綠光波段，其放光波長(emission band)為紅光波段，且其中該第一螢光材料與該第二螢光材料係各自獨立設置，以避免一再吸收效應。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該光學元件包含一導光板、一透鏡或其組合。
- 如請求項27所述之背光模組，其中該導光板的該入光面與該出光面彼此相鄰或彼此相對。
- 如請求項27所述之背光模組，其中該透鏡為一二次光學透鏡，且該螢光材料層覆蓋於該二次光學透鏡的出光面上。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該藍光光源之放光波段與該第一螢光材料之激發波段重疊；且該第一螢光材料之放光波段與該第二螢光材料之激發波段重疊。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該藍光光源之放光波段為約350~470nm。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該藍光發光二極體晶片或該藍光有機發光二極體晶片包含水平式、垂直式或覆晶式發光二極體晶片。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該第一螢光材料之激發波段為約350~480nm。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該第一螢光材料為一無機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：LuYAG、GaYAG、YAG、矽酸鹽(silicate)、硫化物、氮化物、量子點(quantum dot)材料及其組合。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該第二螢光材料之激發波段為約500~600nm，其放光波段為約600~780nm。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該第二螢光材料為一有機螢光材料，其係選自由下列材料所組成之群組：具有苝(perylene)基團的有機化合物、具有苯並咪唑(benzimidazole)基團的有機化合物、具有萘(naphthalene)基團的有機化合物、具有蒽(anthracene)基團的有機化合物、具有菲(phenanthrene)基團的有機化合物、具有芴(fluorene)基團的有機化合物、具有9-芴(9-fluorenone)基團的有機化合物、具有咔(carbazole)基團的有機化合物、具有戊二醯亞胺(glutarimide)基團的有機化合物、具有1,3-二苯基苯(1,3-diphenylbenzene)基團的有機化合物、具有苯并芘(benzopyrene)基團的有機化合物、具有芘(pyrene)基團的有機化合物、具有吡啶(pyridine)基團的有機化合物、具有噻吩(thiophene)基團的有機化合物、具有2,3-二氫-1H-苯并[de]異喹啉-1,3-二酮(2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione)基團的有機化合物之單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)、高分子結構(polymer)及其組合。
- 如請求項26所述之背光模組，其中該透明膠材係選自由下列材料所組成之群組：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)及其組合。
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