CN2646554Y

CN2646554Y - 白光发光二极管灯具的发光装置

Info

Publication number: CN2646554Y
Application number: CNU2003201009091U
Authority: CN
Inventors: 陈隆建; 简奉任; 蓝文厚; 简奉谷
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Bright Circle Au Optronics Co; Lumens Ltd By Share Ltd
Priority date: 2003-10-13
Filing date: 2003-10-13
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2013-10-13

Abstract

本实用新型涉及一种白光发光二极管灯具的发光装置，包括：构件(9)；多个装设于此构件上的发光二极管(10、11)；反射器(6)，其呈抛物面状结构，将此构件与多个发光二极管包含于其中；涂布于此反射器朝向这些多个发光二极管的内表面上的黄色荧光粉涂层(8)；以及支撑件(7)，其连接此构件与反射器，而将发光二极管、构件、以及反射器结合成一体。当这些发光二极管受到适当顺向偏压所发射的蓝光、与经此蓝光照射在涂布于反射器内表面上的黄色(磷)荧光粉因受照射激发所产生黄光进行混合而产生白光，然后该反射器将此混合成的白光反射至照亮面，而将所欲照亮的物体照亮。

Description

白光发光二极管灯具的发光装置

技术领域

本实用新型涉及一种白光发光二极管灯具的发光装置，特别是涉及以氮化镓为材料的发光二极管所制成的白光发光二极管灯具的发光装置。

背景技术

近年来，由于科技各方面快速发展突飞猛进，因而产生许多项新的高科技产品，发光二极管即为其中重要发明之一。

众所周知，所谓的发光二极管(LED：Light-Emitting Diode)为一种利用在半导体材料的P/N结(PNjunction)处，在当对其施加顺向偏压时会产生可见光的装置。在近年来这些以发光二极管所制造组装的多种产品，由于其具有消耗能量少、产生热量小、发光性能稳定优异、使用寿命长、以及能节省制造与使用成本等特点，因而，在工商业界被广泛使用。例如：用于显示用途的广告看板(billboard)，此为利用目前所使用发光二极管所具有的基本发光的红、绿、蓝三原色为基本组成组件，配置成各种形状的阵列，经由其发光显示而构成广告看板中的变化灵活、生动活跃的可动态变化的画面；用于指示用途的指示灯装置，其由于发光性能稳定、使用寿命年限足够长、而被使用以取代传统的小型显示灯泡，而安装于各种机器设备或装置的显示面板中，以显示此机器设备或装置相关部分目前所处的状态，例如：导通、切断、暂停、以及待命等，并可指示响应于这些状态的所可选择的步骤或动作；用于照明用途的各种形式的灯具装置，由于发光二极管所消耗能量少、产生热量小、发光性能稳定，而可取代传统灯泡而制成各种照明灯具，包括例如：日光灯、汽车用大灯、手电筒、以及脚踏车前灯等；以及另外可使用于作为高科技网络光纤通信所用的光源，包括例如：在因特网的局域网络(LAN)的通讯中，将此发光二极管所发射的光作为光源，于此光纤的一端将此发光二极管所发出的光线发射进入目前已广泛使用的多模式光纤中，以形成承载所欲传送信息的载体。

在以上所述发光二极管的各种应用中，均证实且显示其性能表现极为稳定优异，但其中仍存有问题尚待解决改善以臻完善。这些问题包括例如：在目前使用发光二极管作为照明用途的应用中，由于发光二极管本身所发射的光线的颜色随种类不同而各为红、绿、蓝三种原色，在使用白光照明的场合，需将发射此三种颜色的发光二极管适当地组合调配，以产生经混合的白光。然而，目前有关此方面的技术水准仍未臻完善，因此所产生的白光混光的均匀性不佳，而会有白光以外的杂光混入的现象，以致于影响照明效果。

通常一般白光发光二极管的制造方法可分为三种。第一种是将红光发光二极管、绿光发光二极管、以及蓝光发光二极管混合使用。第二种方法是使用黄色的基板、例如硒化锌(ZnSe)所制的基板，然后在黄色基板上成长蓝光发光二极管，因此，最后所发出的光是黄光加蓝光，即白光。第三种方法是在蓝光发光二极管上涂布一层黄色荧光粉，而其最后所发光的颜色也是白光。此第二种与第三种方法所用的发光二极管因为体积较小且可弹性应用，所以是目前市场的主流。尤其是第三种方法，由于是采用氮化镓系的材料，所以其寿命较硒化锌基板的白光发光二极管长。然而，即使如此，氮化镓白光发光二极管的使用寿命会因发光二极管所产生的热量，使得涂布在其上的黄色荧光粉劣化，而导致整个组件性能包括色度与亮度也随着劣化。

图1为公知技术传统式白光发光二极管灯具的发光装置的环氧树脂(Epoxy)所制的钟形罩1，为聚光与防护组件，其目的为保护容纳于其中的发光二极管3防止其受到外力伤害。黄色荧光粉涂层2是涂布在装设于杯形容器内的晶片上。此发光二极管所需电源，由电线经由导线架4供应至电极5，而当电力导通时，驱动发光二极管发出其被设计所发出的光线。此钟形罩亦作用为凸透镜，其可使此发光二极管所产生的光线向正前方传送。

然而，此种设计的混合方式白光经常会有混光均匀性不良的现象，而会产生外黄内蓝的光束。因为此种传统式发光二极管灯具的制造方式，是将黄色荧光粉直接涂布在蓝光发光二极管上，因此所产生的混光白光会有混光均匀性不良的现象。而且，蓝光发光二极管于操作时所产生的热量会使黄色荧光粉劣化，使用寿命缩短且发光品质劣化。此为公知技术白光发光二极管灯具的发光装置的缺点与限制。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种白光发光二极管灯具的发光装置，其使用有别于传统式白光发光二极管灯具的发光二极管的反射式涂布方式，因此本实用新型所产生的白光混光的均匀性较佳，不会产生外黄内蓝光束的现象，如同传统发光二极管灯具的发光装置所产生的现象。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种白光发光二极管灯具的发光装置，包括：构件；多个装设于该构件上的发光二极管；反射器，其呈抛物面状结构，其中包含设有该构件与多个发光二极管；涂布在该反射器朝向上述多个发光二极管的内表面上的黄色荧光粉涂层，该黄色荧光粉涂层受该发光二极管发射的蓝光照射激发而产生黄光，并与该蓝光混合产生白光，该反射器将该混合成的白光反射至照亮面；以及支撑件，其连接该构件与反射器，而将发光二极管、构件以及反射器结合成一体。

也就是说，本实用新型提供的白光发光二极管灯具的发光装置，包括：构件；多个装设于此构件上的氮化镓(GaN)蓝光发光二极管；反射器，其呈抛物面状结构，将此构件与多个发光二极管包含于其中；涂布于此反射器朝向上述多个发光二极管的内表面上的黄色粉末涂层；以及支撑件，其连接此构件与反射器，而将发光二极管、构件以及反射器结合成一体；当上述发光二极管受到适当顺向偏压所发射的蓝光、与经此蓝光照射在涂布于反射器内表面上的黄色(磷)荧光粉因受照射激发所产生的黄光进行混合而产生白光，然后该反射器将此混合成的白光反射至照亮面，而将所欲照亮的物体照亮。

本实用新型提出的白光发光二极管灯具的发光装置中采用了反射式涂布方式，一方面可以增加此灯具的发光装置的使用寿命，另一方面可以降低成本，且更重要的是，可以达成混合白光极佳的均匀性，而不会产生如传统公知技术白光发光二极管灯具的发光装置所产生外黄内蓝光束的情形。

此种反射式涂布方式与传统的涂布方式不同，它并不将黄色荧光粉直接涂布在蓝光发光二极管上，而是，将黄色荧光粉涂布于反射器上，或将黄色荧光粉涂布于透明膜片上且将此透明膜片附着装附于反射器上。于是，当这些发光二极管受到适当顺向偏压所发射的蓝光、与经此蓝光照射在涂布于反射器内表面上的黄色(磷)荧光粉因受照射激发所产生黄光进行混合而产生白光，然后该反射器将此混合成的白光反射至照亮面，而将所欲照亮的物体照亮。由于此法并不如同传统公知方法将黄色荧光粉直接涂布在蓝光发光二极管上，所以不会因为蓝光发光二极管经常使用发热，而使设置于其上的黄色荧光粉产生劣化的现象，此为本实用新型颇具创意的特征。

本实用新型的各项特点与优点将由以下关于较佳实施例的详细说明，并参考所述附图而获得更加地了解。

附图说明

图1为传统白光发光二极管所构成发光装置的结构的剖面示意图；

图2为根据本实用新型第一实施例的白光发光二极管灯具的发光装置结构的剖面图；

图3为根据本实用新型第二实施例的白光发光二极管灯具的发光装置结构的剖面图；

图4为根据本实用新型第三实施例的白光发光二极管灯具的发光装置结构的剖面图；

图5为根据本实用新型实施例的另一变化实施例的结构示意图，其将涂布有黄色荧光粉的透明膜片附着装附在蓝色导光板上；

图6为根据本实用新型实施例所使用的蓝光LED对白光LED的衰减比例的比较图。

其中，附图标记说明如下：

1—钟形罩；2—黄色荧光粉涂层；3—发光二极管；4—导线架；

5—电极；6—反射器；7—支撑件；8—黄色荧光粉涂层；

9—构件；10—发光二极管(氮化镓蓝光发光二极管)；

11—发光二极管 (氮化镓蓝光发光二极管+氮化镓绿光发光二极管+铝镓砷红光发光二极管)；

12—膜片；13—导光板；14—膜片；15—发光二极管；

16—黄色荧光粉涂层。

具体实施方式

兹参考附图与以下详细描述，说明本实用新型的实施例。

图2至图4所示是本实用新型的第一至第三实施例。

请参考图2，其显示根据本实用新型第一实施例所制作的白光发光二极管灯具的发光装置的剖面示意图。其中该部分的结构是由支撑件7所支持，其将反射器6与构件9以及发光二极管10结合为一体。如图所示，这些发光二极管是固定设置于此构件9上，而黄色荧光粉涂层8是涂布于反射器6之上。其涂布的方式可以采用例如：旋涂(spin-coating)、溅镀(sputtering)、印刷(printing)或其它类似的方式，即该反射器上黄色荧光粉涂层为旋涂涂层、溅镀涂层或印刷涂层。在本实施例中所使用的发光二极管为氮化镓蓝光发光二极管(GaN blue LED)。如图所示，由该发光二极管所发射的蓝光，与经此蓝光照射的涂布在反射器内表面上的黄色荧光粉因受照射激发所产生的黄光进行混合而产生白光，然后由该反射器将此混合成的白光反射至于照亮面，而达成将所欲照亮物体照亮的目的。

本实用新型所使用特有的上述反射式涂布方式与传统二极管白光发光二极管灯具白光灯具的发光装置的设计不同。传统方式是将发光二极管所发射的光线直接照射至所欲照射的物体上，因此其混光均匀性较差，经常会产生例如外黄内蓝光束的混光不良现象。然而，本实用新型所采用反射式涂布方式，将此所产生的白光混光在混光之后，在经由反射器的反射至照亮面，即可有效地去除混光不均匀的现象。

图3为根据本实用新型第二实施例的白光发光二极管灯具的发光装置的剖面示意图，其中大部分组成组件均与图2中所示第一实施例中所使用的相同。所不同的是，在此例中的发光二极管11是使用氮化镓蓝光发光二极管、氮化镓绿光发光二极管、以及铝镓砷红光发光二极管组合而成。

图4为根据本实用新型第三实施例的白光发光二极管灯具的发光装置的剖面示意图，其与上述实施例一类似，所不同的是：实施例一是将黄色荧光粉涂布在反射器上以形成涂层，而在本实施例三中是将黄色荧光粉与反射器分离，将其涂布于一透明膜片或胶片12上。然后，将此透明膜片或胶片附着装附于反射器上，而达成与图2和图3中第一与第二实施例类似的效果。

图5为显示根据本实用新型实施例的将涂布有黄色荧光粉涂层16的透明膜片14附着装附在蓝色导光板13上。此种设计将使用年限寿命短的被激(发)光对象与使用年限寿命长的发光源(即，发光二极管15)分开而不直接接触。因此，前者的衰减与损耗不会影响后者的使用年限寿命。此为本实用新型采用的反射式涂布方式的一变化方式。

图6显示根据本实用新型实施例所使用的蓝光LED对白光LED的衰减比例的比较图。其中明确显示蓝光发光二极管的衰减速率较白光发光二极管的衰减速率为慢。此项比较是将此两种发光二极管通过20mA的电流且在室温(RT：Room Temperature)下进行所获得的结果。

本实用新型的另一有利优点为，本申请案的白光发光二极管灯具的发光装置的结构设计成模块化：反射器、发光二极管、黄色荧光粉涂层其中之一若有损坏或消耗，可以将其各别补充或更换，而不会影响到其它组件。

对于熟知此技术的人士明显可以在不偏离本实用新型的精神与范围的前题下对以上实施例作各种修正与变化。因此，本实用新型的用意为包含于所附申请专利范围及其等同物的范围内所提供本实用新型的各种修正与变化。

Claims

1、一种白光发光二极管灯具的发光装置，其特征是包括：

构件(9)；

多个装设于该构件上的发光二极管(10、11)；

反射器(6)，其呈抛物面状结构，其中包含设有该构件与多个发光二极管；

涂布在该反射器朝向上述多个发光二极管的内表面上的黄色荧光粉涂层(8)，该黄色荧光粉涂层受该发光二极管发射的蓝光照射激发而产生黄光，并与该蓝光混合产生白光，该反射器将该混合成的白光反射至照亮面；以及

支撑件(7)，其连接该构件与反射器，而将发光二极管、构件以及反射器结合成一体。

2、如权利要求1所述的发光装置，其特征在于所述的发光二极管为氮化镓蓝光发光二极管。

3、如权利要求1所述的发光装置，其特征在于所述的发光二极管是由氮化镓蓝光发光二极管、氮化镓绿光发光二极管、以及铝镓砷红光发光二极管组合而成。

4、如权利要求1所述的发光装置，其特征在于该黄色荧光粉涂层是涂布于透明膜片上，而可附着装附于反射器上。

5、如权利要求1所述的发光装置，其特征在于该反射器上黄色荧光粉涂层为旋涂涂层、溅镀涂层或印刷涂层。