CN105185894A

CN105185894A - 发光装置及其滤光方法

Info

Publication number: CN105185894A
Application number: CN201410248199.XA
Authority: CN
Inventors: 叶倍宏; 洪崇凯; 余至恒; 李明正
Original assignee: KUN SHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Current assignee: KUN SHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2034-06-05
Also published as: CN105185894B

Abstract

本发明公开了一种发光装置，其特征在于，包括发光模块、混光层、封装层及第一滤光膜。发光模块产生蓝色光束。混光层设置于发光模块的发光面，并接收蓝色光束，以产生白色光束。封装层包覆于混光层的外部。第一滤光膜设置于封装层背对发光模块及混光层的出光面。其中，当第一滤光膜接收白色光束时，第一滤光膜则过滤白色光束的部份蓝色波长，以使发光装置发射出不同于白色光束的特定光束。藉此，可通过第一滤光膜的设置，提高过滤白光中的蓝色波长的强度，进而防止用户的眼睛黄斑部病变及视网膜受损等效果。

Description

发光装置及其滤光方法

技术领域

本发明涉及照明技术领域，特别是涉及一种具有过滤蓝光的发光装置及其滤光方法。

背景技术

由于白光LED省电、且能量转换的效率高，因此，白光LED技术已被广泛应用于白光照明设备之中。但白光LED是以蓝光为主要的激发光，蓝光波长较短、频率较高，个别光子的能量因而较高。也因此，医学已经证实，长期让肉眼暴露于此类的光波长期照射之下，容易产生不良的刺激。更有医生叮咛，别让婴幼儿的眼睛凝视具有蓝光成分的白光LED光源，以免危害婴幼儿的眼睛健康。近年来亦传出有人长期观看以白光LED作为背光源的手机或电脑萤幕，进而伤及视力的案例。

在一般阳光等强光照射下，人眼会通过缩小瞳孔而减少外部强光入射。相对地，当室内照明灯源整体发光强度不如日光时，瞳孔将扩大而增加入光量，以便审视眼前物体。不幸地，光子对于眼睛的伤害并不是以整体光子数量多寡为准，而是视个别光子所携带能量，决定是否会损害视紫质，大量的红光虽然刺目，但对眼睛的伤害仍可能小于较少量的蓝紫光或紫外光。因此当照明灯光中充斥蓝光时，灯下阅读将使得高比例的蓝光入射至眼底，当影响轻微时，会引发短暂的眼睛畏光及疲劳等不适感。若不幸该读者拥有长期阅读的好习惯、或过度投入无法自拔的工作狂，眼睛在不断受蓝光刺激下，严重者甚至会造成视网膜的受损。

综上所述，为避免白光LED对使用者的眼睛可能造成伤害，因此，本申请提出一种解决方案，提供一种滤蓝光的发光装置，使白光LED所激发的蓝光强度保持在较低的比例，提供友善的室内照明光线。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的就是提供一种发光装置及其滤光方法，以解决现有的白光LED容易对使用者的眼睛可能造成伤害的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

根据本发明的目的，提出一种发光装置，其特征在于，包括发光模块、混光层、封装层及第一滤光膜。发光模块产生蓝色光束；混光层设置于发光模块的发光面，并接收蓝色光束，以产生白色光束；封装层包覆于混光层的外部；第一滤光膜设置于封装层背对发光模块及混光层的出光面；其中，当第一滤光膜接收白色光束时，第一滤光膜则过滤白色光束的部份蓝色波长，以使发光装置发射出不同于白色光束的特定光束。

优选地，发光模块包括发光二极体、第一导线架及第二导线架。发光二极体设置在混光层的一面；第一导线架的一端连接发光二极体，第一导线架的另一端连接外部电源；第二导线架的一端通过导线连接于发光二极体，第二导线架的另一端连接外部电源。

优选地，发光装置还包括第二滤光膜，设置在混光层与封装层之间。

优选地，发光装置还包括第三滤光膜，第三滤光膜设置于发光模块与混光层之间。

优选地，第一滤光膜、第二滤光膜及第三滤光膜由氟化镁及二氧化钛所组成。

优选地，发光装置还包括罩体，罩体包覆发光模块的部分本体、混光层、封装层及第一滤光膜。

根据本发明的目的，再提出一种发光装置的滤光方法，其特征在于，发光装置包括发光模块、混光层、封装层及第一滤光膜，滤光方法包括下列步骤：

通过混光层接收发光模块所发出的蓝色光束，以产生白色光束；以及

通过第一滤光膜接收白色光束，以滤除白色光束的部份蓝色波长，以使白色光束成为特定光束。

优选地，发光装置还包括第二滤光膜，发光装置的滤光方法还包括下列步骤：

通过第二滤光膜接收混光层所发出的白色光束，以增加白色光束的穿透率。

优选地，发光装置还包括第三滤光膜，发光装置的滤光方法还包括下列步骤：

通过第三滤光膜接收发光模块所发出的蓝色光束，以增加蓝色光束的穿透率。

优选地，所述第一滤光膜、所述第二滤光膜及所述第三滤光膜由氟化镁及二氧化钛所组成。

承上所述，本发明的发光装置及其滤光方法的有益效果是：通过本发明的发光装置及其滤光方法，可通过第一滤光膜的设置，提高过滤白光中的蓝色波长的强度，进而达到防止用户的眼睛黄斑部病变及视网膜受损等效果，并可提高白光LED的出光效率。

附图简单说明

图1为本发明的发光装置的第一实施例的第一示意图。

图2为本发明的发光装置的第一实施例的第二示意图。

图3为本发明的发光装置的第一实施例的曲线图。

图4为本发明的发光装置的第二实施例的示意图。

图5为本发明的发光装置的第二实施例的曲线图。

图6为本发明的发光装置的第三实施例的示意图。

图7为本发明的发光装置的第三实施例的曲线图。

图8为本发明的发光装置的滤光方法的实施例的流程图。

附图标记说明

1------发光装置

10------发光模块

100------蓝色光束

101------发光面

102------发光二极体

103------第一导线架

104------第二导线架

105------导线

11------混光层

110------白色光束

111------出光面

12------封装层

13------第一滤光膜

130------特定光束

14------第二滤光膜

15------第三滤光膜

2------外部电源

S30～S33------步骤

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明本发明的发光装置及其滤光方法的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同元件是以相同的标号标示来说明。

请参阅图1至3，分别为本发明的发光装置的第一实施例的第一示意图、第二示意图及曲线图。如图所示，本发明的发光装置1包括发光模块10、混光层11、封装层12及第一滤光膜13。发光模块10产生蓝色光束100。混光层11设置于发光模块10的发光面101，并接收蓝色光束100，以产生白色光束110；封装层12包覆于混光层11的外部，其中，封装层12可为环氧树脂；第一滤光膜13设置于封装层12背对发光模块10及混光层11的出光面111。其中，当第一滤光膜13接收白色光束110时，第一滤光膜13则过滤白色光束110的部份蓝色波长，以使发光装置1发射出不同于白色光束110的特定光束130。

具体而言，本发明的发光装置1可通过第一滤光膜的设置，提高过滤白光中的蓝色波长的强度，以达到防止用户的眼睛黄斑部病变及视网膜受损的效果。因此，在发光模块10的发光面101产生蓝色光束100后，混光层11接收蓝色光束100，并产生白色光束110，其中，混光层11可为黄色萤光层。接着，混光层11所射出的白色光束110穿过封装层12后，并要穿过第一滤光膜13时，第一滤光膜13则会滤白色光束110的部份蓝色波长，以降低白色光束110中蓝色波长的强度。最后，穿过第一滤光膜13的过滤后白色光束110，即为发光装置1发射出不同于白色光束110的特定光束130。

进一步地说，本发明的发光装置1的滤蓝光区设计可为封装层12|L2H2L2H2L|空气，反射率约为60～70％，达到白光LED滤蓝光所要求之目标值。其中L代表低折射率材料，H代表高折射率材料，低折射率材料可为氟化镁MgF₂(n＝1.38)，高折射率材料可为二氧化钛TiO₂(n＝2.3)，而2为调变参数，适当调控这些参数来提高白光LED滤蓝光以及出光量等效果。

其中，结构设计安排的特点在以λ₀/2整数倍膜厚来设计，其反射率光谱特性在入射角等于0°，全区域415nm～455nm的反射率R≒60～70％，而入射角在25°，反射率R≒21％，如图3所示为入射角等于0°的反射率光谱图，显见达到滤蓝光区415nm～455nm范围高反射率的要求。

再者，发光模块10优选可包括发光二极体102、第一导线架103及第二导线架104。发光二极体102设置在混光层11的一面；第一导线架103的一端连接发光二极体102，第一导线架103的另一端连接外部电源2；第二导线架104的一端通过导线105连接于发光二极体102，第二导线架104的另一端连接外部电源2。

也就是说，本发明的发光模块10的结构包括了发光二极体102、第一导线架103及第二导线架104，其中发光二极体102可为蓝光发光二极体。第一导线架103的一端连接发光二极体102，而另一端连接外部电源2。并且，第二导线架104的一端通过导线105连接于发光二极体102，第二导线架104的另一端连接外部电源2。在发光模块10接收外部电源2所传输的电力后，即可使发光二极体102产生蓝色光束100，并射出至混光层11背对出光面111的一面。

请参阅图4及图5，分别为本发明的发光装置的第二实施例的示意图及曲线图。并请一并参阅图1至图3。如图所示，本实施例中的发光装置1的各组件，其与上述的实施例所述的发光装置的各组件相似，故不在此赘述。然，值得一提的是，在本实施例中，发光装置1优选还可包括第二滤光膜14，设置在混光层11与封装层12之间。

举例而言，本发明的发光装置1进一步还可在混光层11与封装层12之间设置第二滤光膜14，以提高白色光束110的穿透率。因此，在混光层11照射出白色光束110后，在白色光束110穿过第二滤光膜14至封装层12的过程中，即可通过第二滤光膜14增加穿透率，并减少反射光线。接着，穿过第二滤光膜14的白色光束110，在照射出发光装置1外部前，可再经由第一滤光膜13进一步过滤部份蓝色波长。据此，通过本发明的第二滤光膜14的设置方式，可提高白色光束110全波段的穿透率。

进一步地说，本发明的发光装置1的第二滤光膜14的抗反射波段为380nm～780nm，设计为混光层11|L2H2LH|封装层12，抗反射率为99.95％。其中，结构设计安排的特点在有两层λ₀/4整数倍膜厚，其反射率光谱特性在入射角等于0°，全区域380nm～780nm的反射率R≒0.05％，而入射角在25°，反射率R≒0.08％，如图5所示为入射角等于0°的反射率光谱图，显见达到可见光380nm～780nm范围抗反射率的要求。

请参阅图6及图7，分别为本发明的发光装置的第三实施例的示意图及曲线图。并请一并参阅图1至5。如图所示，本实施例中的发光装置1的各组件，其与上述的实施例所述的发光装置的各组件相似，故不在此赘述。然，值得一提的是，在本实施例中，发光装置1优选还可包括第三滤光膜15，第三滤光膜15设置于发光模块10与混光层11之间。

也就是说，本发明的发光装置1进一步还可在发光模块10与混光层11之间设置第三滤光膜15，以提高蓝色光束100的的穿透率。因此，在发光模块10的发光面101产生蓝色光束100后，在蓝色光束100穿过第三滤光膜15至混光层11的过程中，即可通过第三滤光膜15提高蓝色光束100的的穿透率。接着，在混光层11接收蓝色光束100并产生白色光束110后，将白色光束110照射出发光装置1外部前，可再经由第一滤光膜13进一步过滤部份蓝色波长。据此，通过本发明的第三滤光膜15的设置方式，可提高蓝色光束100的穿透率。

进一步地说，本发明的发光装置1的第三滤光膜15的抗反射波段为450nm～480nm，结构设计为发光模块10|0.5LH0.5L|混光层11，抗反射率为99.8％，显见提升白光LED的出光效率。其中，设计安排的特点在一层λ₀/4整数倍膜厚，其反射率光谱特性在入射角等于0°，全区域450nm～480nm的反射率R≒0.2％，而入射角在25°，反射率R≒0.3％，如图7所示为入射角等于0°的反射率光谱图，显见达到滤蓝光区(450nm～480nm)范围抗反射的要求。

值得一提的是，本实施例也可结合上述第一、二实施例，以利用第一滤光膜13、第二滤光膜14及第三滤光膜15提高白色光束110与蓝色光束100的穿透率，及提高蓝色波长的过滤量。

进一步地，发光装置1优选还可包括罩体16，罩体16包覆发光模块10的部分本体、混光层11、封装层12及第一滤光膜13。

上述各实施例中，第一滤光膜13、第二滤光膜14及第三滤光膜15可由氟化镁及二氧化钛所组成。其中，氟化镁是低折射率材料，二氧化钛是高折射率材料。

值得一提的是，本发明的第一滤光膜13、第二滤光膜14及第三滤光膜15也可由任何的低折射率材料及高折射率材料组成，并不限制于上述所揭示的材料。

尽管于前述说明本发明的发光装置的结构中，也已同时说明本发明的发光装置的滤光方法的概念，但为求清楚起见，以下另绘示步骤流程图以详细说明。

请参阅图8，为本发明的发光装置的滤光方法的实施例的流程图。并请一并参阅图1至7。如图所示，本发明的发光装置的滤光方法，包括下列步骤：

步骤S30：通过混光层接收发光模块所发出的蓝色光束，以产生白色光束；以及

步骤S31：通过第一滤光膜接收白色光束，以滤除白色光束的部份蓝色波长，以使白色光束成为特定光束。

优选地，本发明的发光装置的滤光方法还可包括下列步骤：

步骤S32：通过第二滤光膜接收白色光束，以增加白色光束的穿透率。

进一步地，发光装置的滤光方法优选还可包括下列步骤：

步骤S33：通过第三滤光膜接收白色光束，以增加蓝色光束的穿透率。

上述中，所述第一滤光膜、所述第二滤光膜及所述第三滤光膜由氟化镁及二氧化钛所组成。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在所附的权利要求书中。

Claims

1.一种发光装置，其特征在于，包括：

发光模块，产生蓝色光束；

混光层，设置于所述发光模块的发光面，并接收所述蓝色光束，以产生白色光束；

封装层，包覆于所述混光层的外部；以及

第一滤光膜，设置于所述封装层背对所述发光模块及所述混光层的出光面；

其中，当所述第一滤光膜接收所述白色光束时，所述第一滤光膜则过滤所述白色光束的部份蓝色波长，以使所述发光装置发射出不同于所述白色光束的特定光束。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光模块包括：

发光二极体，设置在所述混光层的一面；

第一导线架，所述第一导线架的一端连接所述发光二极体，所述第一导线架的另一端连接外部电源；以及

第二导线架，所述第二导线架的一端通过导线连接于所述发光二极体，所述第二导线架的另一端连接所述外部电源。

3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括第二滤光膜，设置在所述混光层与所述封装层之间。

4.根据权利要求3所述之发光装置，其特征在于，还包括第三滤光膜，所述第三滤光膜设置于所述发光模块与所述混光层之间。

5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述第一滤光膜、所述第二滤光膜及所述第三滤光膜由氟化镁及二氧化钛所组成。

6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括罩体，所述罩体包覆所述发光模块的部分本体、所述混光层、所述封装层及所述第一滤光膜。

7.一种发光装置的滤光方法，其特征在于，发光装置包括发光模块、混光层、封装层及第一滤光膜，所述滤光方法包括下列步骤：

通过所述混光层接收所述发光模块所发出的蓝色光束，以产生白色光束；以及

通过所述第一滤光膜接收所述白色光束，以滤除所述白色光束的部份蓝色波长，以使所述白色光束成为特定光束。

8.根据权利要求7所述的发光装置的滤光方法，其特征在于，发光装置还包括第二滤光膜，所述滤光方法还包括下列步骤：

通过所述第二滤光膜接收所述混光层所发出的所述白色光束，以增加所述白色光束的穿透率。

9.根据权利要求7所述的发光装置的滤光方法，其特征在于，发光装置还包括第三滤光膜，所述滤光方法还包括下列步骤：

通过所述第三滤光膜接收所述发光模块所发出的所述蓝色光束，以增加所述蓝色光束的穿透率。

10.根据权利要求7所述的发光装置的滤光方法，其特征在于，所述第一滤光膜、所述第二滤光膜及所述第三滤光膜由氟化镁及二氧化钛所组成。