CN2682276Y

CN2682276Y - 白光发光二极管组合装置

Info

Publication number: CN2682276Y
Application number: CNU2004200012570U
Authority: CN
Inventors: 陈文河; 黄惠燕; 张金彰; 林佳锋
Original assignee: Zhengqi Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2014-02-04

Abstract

一种白光发光二极管组合装置，包含至少两种选自下列组群的在背光板边缘的白光发光单元：(A)红蓝绿三色发光二极管组成的第一白光发光单元；(B)蓝光及黄绿光发光二极管组成的第二白光发光单元；(C)蓝光发光二极管配合黄光荧光粉的第三白光发光单元；(D)紫外光发光二极管配合红蓝绿光荧光粉的第四白光发光单元。依据本实用新型的白光发光二极管组合装置，可以兼具发光效率及显色性、及可弹性运用荧光粉。

Description

白光发光二极管组合装置

技术领域

本实用新型涉及一种白光发光二极管组合装置，特别是一种可兼具发光效率及显色性、及可弹性运用荧光粉的白光发光二极管组合装置。

背景技术

白光为多颜色的混合光，可被人眼感觉为白光者，且至少包括二种以上波长的混合光。例如，当人眼同时受红、蓝、绿光的刺激时、或同时受到蓝光与黄光的剌激时，均可感受为白光。因此，可依照此种原理，来制作一可发出白光的半导体发光装置。公知的白光半导体发光装置的制造方式主要有四种，分述如下。

第一种方式是使用以磷化铝镓铟(AlInGaP)、氮化铟镓(InGaN)与磷化镓(Gap)为材质的三颗发光二极管，控制通过各发光二极管的电流，而使其分别发出红、绿及蓝光。将此三颗发光二极管晶粒配置于同一个灯泡(lamp)中，并利用透镜将三种颜色的光加以混合而产生白光。

第二种方式是使用InGaN与AlInGaP或Gap为材质的二颗发光二极管，控制通过各发光二极管的电流，使其分别发出蓝及黄绿光，然后加以混合以产生白光。

第三种方式为1996年日本日亚化学(Nichia Chemical)公司所发展出的技术，其以氮化铟镓蓝光发光二极管配合受激发可发出黄光的钇铝氧石榴石型荧光粉，来制成一白光光源。由于此种方式仅须使用一组发光二极管芯片，可大幅地降低制造成本。现今其所搭配的荧光粉调制技术已臻成熟，故已有商品呈现。

第四种方式是使用紫外光发光二极管(UV LED)，激发红蓝绿三色荧光粉发出不同颜色的荧光，经混色后产生白光。

前述第一与第二种方式的共同缺点在于，当不同光色发光二极管其中的一发生故障时，将无法得到正常的白光，且总体而言，发光效率较差。第二与第三种方式皆利用互补色原理以产生白光，其光谱波长分布的连续性不如真实的太阳光，因此色光混合后会在可见光光谱范围(400nm～700nm)出现色彩的不均匀，导致色彩饱合度较低。虽然人类的眼睛可忽略此现象而只看见白色光，但在一些精密度较高的光学检测器的感测下，例如摄影机或相机等，其显色性(color rendering property)在实质上仍偏低。

至于第四种方式的缺点，则在于是采取三波段可见光组成白光光源，以提高其显色性，因此须使用三种或三种以上的荧光粉方可达成。欲同时利用多种荧光粉体使其发出不同波长的荧光，先决条件之一是所选用的激发光必须恰可被这些荧光粉所吸收，并且，各荧光粉体对此波长的光的吸收系数不可相差太多，此外，光能转换的量子效率亦需尽可能接近为佳。这些因素大幅限制适用的荧光材料种类，造成选用荧光材料的困难。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种可兼具发光效率及显色性、及可弹性运用荧光粉的白光发光二极管组合装置，以解决上述公知白光发光二极管的缺点。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种白光发光二极管组合装置，包含至少两种选自下列组群的在背光板边缘的白光发光单元：(A)红蓝绿三色发光二极管组成的白光发光单元；(B)蓝光及黄绿光发光二极管组成的白光发光单元；(C)蓝光发光二极管配合黄色荧光粉的白光发光单元；(D)紫外光发光二极管配合红蓝绿色荧光粉的白光发光单元。

换言之，依据本实用新型的白光发光二极管组合装置，可以有下列11种搭配组合：A+B(具有红蓝绿三色发光二极管组成的白光发光单元A及蓝光及黄绿光发光二极管组成的白光发光单元B)，A+C，A+D，..，A+B+C，....A+B+C+D。因此，依据本实用新型的白光发光二极管组合装置，可以兼具发光效率及显色性、及可弹性运用荧光粉。

为了能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所述附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为依据本实用新型的第一较佳具体实例的白光发光二极管组合装置的示意图；

图2A至图2C为对于三种不同光源的光谱测量图形；

图3为说明本实用新型控制单元的示意图；

图4A及图4B为更进一步说明本实用新型控制单元的示意图；

图5为依据本实用新型的第二较佳具体实例的白光发光二极管组合装置的示意图；

图6为依据本实用新型的第三较佳具体实例的白光发光二极管组合装置的示意图；

图7为依据本实用新型的第四较佳具体实例的白光发光二极管组合装置的示意图；及

图8为依据本实用新型的第五较佳具体实例的白光发光二极管组合装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10，50，60，70，80—白光发光二极管组合装置；

110，120，130，140—白光发光单元；

510，520，530，540—白光发光单元；

610，620，630，640—白光发光单元；

710，720，730，740—白光发光单元；

810，820，830，840—白光发光单元；

160—控制单元；110A～110H-RGB发光二极管组件；

160A—红光控制部分；

160B—绿光控制部分；

160C—蓝光控制部分。

具体实施方式

参见图1，为依据本实用新型的第一较佳具体实例的白光发光二极管组合装置10的示意图。该白光发光二极管组合装置10是运用在一LCD背光板上，且包含多个第一白光发光单元110，其由红蓝绿三色发光二极管组成；多个第二白光发光单元120，其由蓝光及黄绿光发光二极管组成；多个第三白光发光单元130，其由蓝光发光二极管配合黄色荧光粉组成；及多个第四白光发光单元140，其由紫外光发光二极管配合红蓝绿色荧光粉组成。

在上述的具体实例中，须知该白光发光二极管组合装置10并不一定要具有所有的白光发光单元110-140，而可具有其中至少两种即可。例如，本实用新型的白光发光二极管组合装置10亦可以由一组第一白光发光单元110(其系由红蓝绿三色发光二极管组成)及一组第三白光发光单元130(其系由蓝光发光二极管配合黄光荧光粉组成)所构成。第三白光发光单元130虽然具有较高的发光效率，但是黄光荧光粉的吸收尖峰不一定和蓝光发光二极管相符合；而红蓝绿三色发光二极管可以提供更宽广的发光频谱，因此可以使荧光粉可以做更有效的运用。

参见图2A至图2C，分别为独立的第三白光发光单元(C)130、独立的第一白光发光单元(A)110、及依据本实用新型的白光发光二极管组合装置10(其系由一组第一白光发光单元110及一组第三白光发光单元130所构成，即A+C)的发光频谱。图2A为独立的第三白光发光单元130发光频谱，可以看出其在红光部分有不足的现象，因此会影响光源的显色性。图2B为独立的第一白光发光单元110发光频谱，虽然其具有较佳的显色性，但是效率较差，须耗电较大才能发出照度。图2C为依据本实用新型的白光发光二极管组合装置10发光频谱，可看出其具有相当优异的显色性，并且在耗电较小即可发出照度。

为了更进一步控制白光发光二极管组合装置10的显色性，可以在白光发光二极管组合装置10的中提供一控制单元160。如图3所示，说明以控制单元控制白光发光二极管组合装置10的第一白光发光单元110的示意图。该第一白光发光单元110包含多个RGB发光二极管组件110A-110H，每一RGB发光二极管组件中皆有红蓝绿三色的发光二极管，且分别电连接至控制单元160的红光控制部分160A、绿光控制部分160B及蓝光控制部分160C。每一控制单元160具有一内存单元，以储存对于每一发光二极管的驱动电流数据。该控制单元可为一控制IC。

如图4A及图4B所示，RGB发光二极管组件110A-110H中每一发光二极管的阳极可以经由接线A，B，C而连接到红光控制部分160A、绿光控制部分160B及蓝光控制部分160C的对应接点；RGB发光二极管组件110A-110H中每一发光二极管的阴极可以经由接线D，E，F而连接到红光控制部分160A、绿光控制部分160B及蓝光控制部分160C的对应接点。因此可以藉由控制单元160的红光控制部分160A、绿光控制部分160B及蓝光控制部分160C而分别控制每一RGB发光二极管组件110A-110H中每一发光二极管的驱动电流，进而控制每一RGB发光二极管组件110A-110H的色温。

同样的，亦可以在白光发光二极管组合装置10的第三白光发光单元130中设立一控制单元(未图标)，以控制第三白光发光单元130的色温。

图5所示为本实用新型的白光发光二极管组合装置应用在背光板的另一示意图，该白光发光二极管组合装置10是安置在背光板(未标号)的一侧，且包含多个第一白光发光单元510，具由红蓝绿三色发光二极管组成；多个第二白光发光单元520，其由蓝光及黄绿光发光二极管组成；多个第三白光发光单元530，其由蓝光发光二极管配合黄光荧光粉组成；及多个第四白光发光单元540，其由紫外光发光二极管配合红蓝绿色荧光粉组成。同样的，该白光发光二极管组合装置50并不一定要具有所有的白光发光单元510-540，而可具有其中至少两种即可。

图6及图7所示为本实用新型的白光发光二极管组合装置应用在灯具的示意图，该白光发光二极管组合装置60包括白光发光单元610、620、630、640，该白光发光二极管组合装置70包括白光发光单元710、720、730、740，该白光发光单元是在一平面上呈线状或阵列状排列，该白光发光二极管组合装置60及70可以由多排或是单排方式呈现。图8所示为本实用新型的白光发光二极管组合装置应用在手电筒的示意图，该白光发光二极管组合装置80包括白光发光单元810、820、830、840，须知在上述三个具体实例中，该白光发光二极管组合装置并不一定要具有所有的白光发光单元，而可具有其中至少两种即可。

综上所述，本实用新型的白光发光二极管组合装置，可兼具发光效率及显色性、及可弹性运用荧光粉，可应用于照明灯具及LCD背光板。以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求书所做的均等修饰与变化，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims

1、一种白光发光二极管组合装置，其特征是包含至少两种选自下列组群的在背光板边缘的白光发光单元：(A)红绿蓝三色发光二极管组成的第一白光发光单元；(B)监光及黄绿光发光二极管组成的第二白光发光单元；(C)蓝光发光二极管配合黄色荧光粉的第三白光发光单元；(D)紫外光发光二极管配合红蓝绿色荧光粉的第四白光发光单元。

2.如权利要求1的白光发光二极管组合装置，其特征是还包含一控制单元，以控制该白光发光二极管组合装置中每一发光二极管的亮度。

3.如权利要求1的白光发光二极管组合装置，其特征是该白光发光单元是在一平面上呈线状或阵列状排列。

4.如权利要求1的白光发光二极管组合装置，其特征是该白光发光二极管组合装置包含一由红蓝绿三色发光二极管组成的白光发光单元及一由蓝光发光二极管配合黄色荧光粉组成的白光发光单元。

5.如权利要求2的白光发光二极管组合装置，其特征是每一控制单元具有一内存单元，储存对于每一发光二极管的驱动电流数据。

6.如权利要求2的白光发光二极管组合装置，其特征是该控制单元为一控制IC。