TWI837763B - 發光模組 - Google Patents
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Abstract
一種發光模組包含發光二極體模組以及螢光層。螢光層覆設於發光二極體模組上。螢光層包含彼此均勻混合的第一螢光粉、第二螢光粉以及氟化物螢光粉。螢光層所輸出具最大光強度的峰值波長大於或等於620奈米，且螢光層所輸出的頻譜在小於或等於490奈米的光強度小於或等於最大光強度的一半。
Description
本發明係有關一種發光模組，尤指一種摻有氟化物螢光粉且低藍光輸出的一種發光模組。
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。
一般市面上所看到的發光二極體的相關產品，通常所輸出之藍光的波峰值相對於輸出頻譜的其他波長之峰值會是最高，且市面上號稱的低藍光太陽光譜產品，在大於凱氏溫標4000K色溫以上之頻譜的波峰值能量比值，都還是會超過0.5，長期使用容易對眼睛造成傷害，且亮度會因為受限於藍光輸出而較低，無法達到同時兼顧低藍光照明以及高演色性指數(color rendering index, CRI)的發光效果，且徒增為了提升亮度的能量消耗與成本。
為此，如何設計出一種發光模組，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。
本發明之其中一目的在於提供一種發光模組，可同時兼顧低藍光照明以及高演色指數的發光效果，藉此達到護眼且節約照明成本之目的。
為了達到前述目的，本發明所提出的發光模組用以輸出色溫4000K以上的光，且包含發光二極體模組以及螢光層。發光二極體模組輸出藍光。螢光層覆設於發光二極體模組上，且接收藍光。螢光層包含彼此均勻混合的第一螢光粉、第二螢光粉以及氟化物螢光粉。氟化物螢光粉的第三峰值波長大於第一螢光粉的第一峰值波長或第二螢光粉的第二峰值波長，且第一峰值波長、第二峰值波長以及第三峰值波長彼此不重疊。
在某些實施例中，藍光的波長小於或等於490奈米。
在某些實施例中，藍光通過螢光層之後所輸出的光譜中具最大光強度的峰值波長大於或等於620奈米，且光譜在小於或等於490奈米之間任一波長的光強度小於或等於最大光強度的一半。
在某些實施例中，發光二極體模組包含具均等數量的第一晶粒、第二晶粒以及第三晶粒，第一晶粒輸出第一晶粒峰值波長，第二晶粒輸出第二晶粒峰值波長，第三晶粒輸出第三晶粒峰值波長。
在某些實施例中，第一晶粒峰值波長介於460奈米至475奈米之間。
在某些實施例中，第二晶粒峰值波長介於450奈米至465奈米之間。
在某些實施例中，第三晶粒峰值波長介於440奈米至455奈米之間。
在某些實施例中，氟化物螢光粉的波長介於610奈米至650奈米。
綜上所述，本發明所述之發光模組藉由引入了可包含多數個晶粒的發光二極體模組以及包含氟化物螢光粉的螢光層，可以使混光之後所輸出的頻譜在色溫4000K以上時受到良好的光強度分配，發光二極體模組所輸出之藍光(具有用以激發螢光粉進行電子躍遷之足夠能量)通過螢光層之後所輸出具最大光強度的峰值波長(peak emission wavelength)大於或等於620奈米，即是螢光層所輸出的頻譜中，具最大光強度的波長範圍約落於橘紅色的視覺顏色區間，對於維持或提升演色性指數(color rendering index, CRI)有所幫助，且螢光層所輸出的頻譜在小於或等於490奈米的光強度小於或等於最大光強度的一半，即代表頻譜在藍光的光強度受到相當的壓抑，可降低藍光對於眼睛的傷害，尤其是使人們的夜間工作光環境更加合理，合理的光環境有助於人們促進睡眠、提高工作效率或改善情緒等。
為此，本發明所述之發光模組，使照明設備中可能會對眼睛造成傷害的藍光的光強度受到良好控制，且具最大光強度的波長範圍約落於橘紅色的視覺顏色區間，可同時兼顧低藍光照明以及高演色指數的發光效果，藉此達到護眼且節約照明成本之目的。
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。
圖1為本發明發光模組之第一實施例的結構示意圖。
如圖1所示，本發明所提出之第一實施例的發光模組1用以輸出色溫4000K以上的光，且包含發光二極體模組10以及螢光層20。
發光二極體模組10輸出藍光。
在某些實施例中，發光二極體模組10可被設置於在基板30上，且發光二極體模組10所輸出之藍光的波長小於或等於490奈米，然其非限制性。進一步而言，所述藍光的波長範圍係介於450奈米以及460奈米之間，然其非限制性。
在某些實施例中，發光二極體模組10亦可包含發光二極體，且發光二極體可包含可見光範疇之紅光發光二極體(例如：鋁砷化鎵(AlGaAs)、砷化鎵磷化物(GaAsP)、磷化銦鎵鋁(AlGaInP)、磷化鎵摻雜氧化鋅(GaP:ZnO))、橙光發光二極體(例如：砷化鎵磷化物(GaAsP)、磷化銦鎵鋁(AlGaInP)、磷化鎵摻雜X (GaP:X))、黃光發光二極體(例如：砷化鎵磷化物(GaAsP)、磷化銦鎵鋁(AlGaInP)、磷化鎵摻雜氮(GaP:N))、綠光發光二極體(例如：銦氮化鎵(InGaN)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、磷化銦鎵鋁(AlGaInP)、鋁磷化鎵(lGaP))、藍光發光二極體(例如：硒化鋅(ZnSe)、銦氮化鎵(InGaN)、碳化矽(SiC))、紫光發光二極體(例如：銦氮化鎵(InGaN))，以及可包含不可見光範疇的紅外光發光二極體(例如：砷化鎵(GaAs)、鋁砷化鎵(AlGaAs))或紫外光二極體(例如：鑽石(diamond)、氮化鋁(AlN)、鋁鎵氮化物(AlGaN)、氮化鋁鎵銦(AlGaInN))等，且發光二極體之形式亦可包含有機發光二極體(organic light-emitting diode, OLED)，然其非限制性。
在某些實施例中，基板30可包含晶粒支架或FR-4基板製成的印刷電路板(printed circuit board, PCB)。FR-4基板包含玻璃纖維、環氧樹脂以及BT樹脂之至少一者。所述BT樹脂為以雙馬來醯亞胺(bismaleimide, BMI)和三嗪為主樹脂成份，並加入環氧樹脂(epoxy resins)、聚苯醚樹脂(polyphenylene ether, PPE)或烯丙基化合物等作為改性組分所形成的熱固性樹脂，然其非限制性。
螢光層20覆設於發光二極體模組10上，且接收藍光。
在某些實施例中，螢光層20包含彼此均勻混合的第一螢光粉、第二螢光粉以及氟化物螢光粉。氟化物螢光粉的第三峰值波長大於第一螢光粉的第一峰值波長或第二螢光粉的第二峰值波長，且第一峰值波長、第二峰值波長以及第三峰值波長彼此不重疊。
在某些實施例中，氟化物螢光粉的波長介於610奈米至650奈米，然其非限制性。
在某些實施例中，螢光層20可更包含有光學透明膠體(例如，環氧樹脂(epoxy resin)等)，可使第一螢光粉、第二螢光粉以及氟化物螢光粉均勻地散佈於光學透明膠體中而形成封裝材料，且覆設於發光二極體模組10之上，用以隔絕發光二極體模組10與外界環境。在本發明之所述實施例中，在基板30上更包含有圍牆膠40，用以圈繞螢光層20，而使光學透明膠體、第一螢光粉、第二螢光粉以及氟化物螢光粉固定於發光二極體模組10之周緣，然其非限制性。
為此，本發明所述之發光模組1藉由引入了發光二極體模組10以及包含氟化物螢光粉的螢光層20，可以使混光之後所輸出的頻譜在色溫4000K以上時受到良好的光強度分配，發光二極體模組10所輸出之藍光(具有用以激發螢光粉進行電子躍遷之足夠能量)通過螢光層20之後所輸出具最大光強度的峰值波長(peak emission wavelength)大於或等於620奈米，即是螢光層20所輸出的頻譜中，具最大光強度的波長範圍約落於橘紅色的視覺顏色區間，對於維持或提升演色性指數(color rendering index, CRI)有所幫助，且螢光層20所輸出的頻譜在小於或等於490奈米的光強度小於或等於最大光強度的一半，即代表頻譜在藍光的光強度受到相當的壓抑，可降低藍光對於眼睛的傷害，尤其是使人們的夜間工作光環境更加合理，合理的光環境有助於人們促進睡眠、提高工作效率或改善情緒等。
在某些實施例中，發光二極體模組10所輸出之藍光在通過螢光層20之後，螢光層20所輸出具最大光強度的峰值波長(peak emission wavelength)大於或等於620奈米，即是螢光層20所輸出的頻譜中，具最大光強度的波長範圍約落於橘紅色的視覺顏色區間，對於維持或提升演色性指數(CRI)有所幫助。並且，螢光層20受到發光二極體模組10所輸出之藍光激發而輸出的頻譜在小於或等於490奈米的光強度小於或等於最大光強度的一半，即代表頻譜在藍光的光強度受到相當的壓抑，可降低藍光對於眼睛的傷害，尤其是使人們的夜間工作光環境更加合理，合理的光環境有助於人們促進睡眠、提高工作效率或改善情緒等，然其非限制性。
圖2為本發明發光模組之第二實施例的結構示意圖。
如圖1所示，本發明所提出之第二實施例的發光模組2與前述第一實施例的發光模組1大致相同，惟發光二極體模組10包含具均等數量的第一晶粒11、第二晶粒12以及第三晶粒13。第一晶粒11輸出第一晶粒峰值波長，第二晶粒12輸出第二晶粒峰值波長，第三晶粒13輸出第三晶粒峰值波長，且第一晶粒峰值波長、第二晶粒峰值波長以及第三晶粒峰值波長彼此不重疊。進一步而言，基板30可呈一圓盤狀，螢光層20覆設於第一晶粒11、第二晶粒12以及第三晶粒13之上，且圍牆膠40沿基板30的周緣圈繞螢光層20為一圓形，然其非限制性。
在某些實施例中，發光二極體模組10包含第一燈串L11、第二燈串L12以及第三燈串L13。並且，各個燈串亦包含均等數量的第一晶粒11、第二晶粒12以及第三晶粒13，例如第一燈串L11、第二燈串L12以及第三燈串L13的每一個，均包含四個第一晶粒11、四個第二晶粒12以及四個第三晶粒13，然其非限制性。
在某些實施例中，第一晶粒峰值波長介於460奈米至475奈米之間，第二晶粒峰值波長介於450奈米至465奈米之間，第三晶粒峰值波長介於440奈米至455奈米之間，然其非限制性。
圖3為本發明發光模組之圖形化資料的示意圖。
在某些實施例中，如下表1所示，在大於色溫4000K (例如，4125K、4288K、4422K等)的範圍內，演色性指數(CRI)均大於90，且藍光強度皆小於0.5，可一併對應圖3所示，然其非限制性。
[表1]
| Color temp | CRI | Lm/W | 藍光強度 | |
| MIM | 4125 | 95.1 | 154 | 0.38 |
| AVG | 4288 | 95.6 | 156 | 0.44 |
| MAX | 4422 | 96.1 | 155 | 0.48 |
綜上所述，本發明所述之發光模組藉由引入了可包含多數個晶粒的發光二極體模組以及包含氟化物螢光粉的螢光層，可以使混光之後所輸出的頻譜在色溫4000K以上時受到良好的光強度分配，發光二極體模組所輸出之藍光(具有用以激發螢光粉進行電子躍遷之足夠能量)通過螢光層之後所輸出具最大光強度的峰值波長(peak emission wavelength)大於或等於620奈米，即是螢光層所輸出的頻譜中，具最大光強度的波長範圍約落於橘紅色的視覺顏色區間，對於維持或提升演色性指數(CRI)有所幫助，且螢光層所輸出的頻譜在小於或等於490奈米的光強度小於或等於最大光強度的一半，即代表頻譜在藍光的光強度受到相當的壓抑，可降低藍光對於眼睛的傷害，尤其是使人們的夜間工作光環境更加合理，合理的光環境有助於人們促進睡眠、提高工作效率或改善情緒等。
為此，本發明所述之發光模組，使照明設備中可能會對眼睛造成傷害的藍光的光強度受到良好控制，且具最大光強度的波長範圍約落於橘紅色的視覺顏色區間，可同時兼顧低藍光照明以及高演色指數的發光效果，藉此達到護眼且節約照明成本之目的。
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。
1、2：發光模組
10：發光二極體模組
11：第一晶粒
12：第二晶粒
13：第三晶粒
20：螢光層
30：基板
40：圍牆膠
100：框線
L11：第一燈串
L12：第二燈串
L13：第三燈串
圖1為本發明發光模組之第一實施例的結構示意圖；
圖2為本發明發光模組之第二實施例的結構示意圖；以及
圖3為本發明發光模組之圖形化資料的示意圖。
1：發光模組
10：發光二極體模組
20：螢光層
30：基板
40：圍牆膠
Claims (6)
- 一種發光模組，用以輸出色溫4000K以上的光，且包含： 一發光二極體模組，輸出一藍光；以及 一螢光層，覆設於該發光二極體模組上，且接收該藍光，該螢光層包含彼此均勻混合的一第一螢光粉、一第二螢光粉以及一氟化物螢光粉，該氟化物螢光粉的一第三峰值波長大於該第一螢光粉的一第一峰值波長或該第二螢光粉的一第二峰值波長，且該第一峰值波長、該第二峰值波長以及該第三峰值波長彼此不重疊； 其中，該藍光的波長小於或等於490奈米； 其中，該藍光通過該螢光層之後所輸出的一光譜中具一最大光強度的一峰值波長大於或等於620奈米，且該光譜在小於或等於490奈米之間任一波長的一光強度小於或等於該最大光強度的一半。
- 如請求項1所述之發光模組，其中，該發光二極體模組包含具均等數量的一第一晶粒、一第二晶粒以及一第三晶粒，該第一晶粒輸出一第一晶粒峰值波長，該第二晶粒輸出一第二晶粒峰值波長，該第三晶粒輸出一第三晶粒峰值波長。
- 如請求項2所述之發光模組，其中，該第一晶粒峰值波長介於460奈米至475奈米之間。
- 如請求項2所述之發光模組，其中，該第二晶粒峰值波長介於450奈米至465奈米之間。
- 如請求項2所述之發光模組，其中，該第三晶粒峰值波長介於440奈米至455奈米之間。
- 如請求項1所述之發光模組，其中，該氟化物螢光粉的波長介於610奈米至650奈米。
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| Publication Number | Publication Date |
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| TW202408035A TW202408035A (zh) | 2024-02-16 |
| TWI837763B true TWI837763B (zh) | 2024-04-01 |
Family
ID=90822741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111130083A TWI837763B (zh) | 2022-08-10 | 2022-08-10 | 發光模組 |
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| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI837763B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200950137A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-01 | wei-hong Luo | Warm white light LED and its fluorescent powder |
-
2022
- 2022-08-10 TW TW111130083A patent/TWI837763B/zh active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200950137A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-01 | wei-hong Luo | Warm white light LED and its fluorescent powder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202408035A (zh) | 2024-02-16 |
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