TW201308683A - 發光二極體 - Google Patents

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Yau-Tzu Jang
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Advanced Optoelectronic Tech
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Abstract

本發明涉及一種發光二極體，包括基座、位於基座上的發光二極體光源、以及設置在該發光二極體光源的出光路徑上的濾光片層。該發光二極體光源發出白光。該濾光片層包括複數個紅色濾光片區域、複數個綠色濾光片區域及複數個藍色濾光片區域，該複數個紅色濾光片區域、綠色濾光片區域及藍色濾光片區域分別沿相互垂直的第一、第二方向交替排列並呈矩陣形。

Description

發光二極體
本發明涉及一種發光二極體，尤其涉及一種白光發光二極體。
目前市場上的部分白光發光二極體將發藍光的發光二極體晶片與黃光螢光粉相互配合使用，利用黃光螢光粉受藍光激發而產生的黃光與未被黃光螢光粉吸收的藍光相混合得到白光。然而，該種方式得到的白光演色性不足，不能滿足特定的出光要求。
為提高發光二極體的演色性，還有部分白光發光二極體將紅光發光二極體晶片、綠光發光二極體晶片以及藍光發光二極體晶片設置在同一封裝結構中，利用紅、綠、藍三色光混成白光。該種包含三色發光二極體晶片的發光二極體具有較好的演色性，然而，該種發光二極體採用紅、綠、藍三色光混成白光時，需要分別控制各色發光二極體晶片的工作電流，從而調節各色光的分配比例來混成白光，導致該種發光二極體的配色較為複雜。
有鑒於此，有必要提供一種出光均勻且演色性高的發光二極體。
一種發光二極體，包括基座、位於基座上的發光二極體光源、以及設置在該發光二極體光源的出光路徑上的濾光片層。該發光二極體光源發出白光。該濾光片層包括複數個紅色濾光片區域、複數個綠色濾光片區域及複數個藍色濾光片區域，該複數個紅色濾光片區域、綠色濾光片區域及藍色濾光片區域分別沿相互垂直的第一、第二方向交替排列並呈矩陣形。
所述發光二極體的發光二極體光源發出的光分別激發紅、綠、藍三色濾光片產生紅光、綠光、藍光進而混成白光，使得該種發光二極體不僅出光均勻，而且演色性好，並且該發光二極體的混光簡單而無需額外的電流控制達成配色目的。
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發明第一實施例的發光二極體10包括基座11、發光二極體光源12以及濾光片層14。
該基座11包括基底110、設置在基底110上的反射杯112以及位於基底110兩側的第一電極114、第二電極116。
該基底110及反射杯112可以由LCP(Liquid Crystal Polymer，即液晶高分子)材料一體製成，也可以為不同材料分開製造，比如反射杯112由LCP材料製成，而基底110為矽基板、塑膠基板或陶瓷基板。
該第一電極114及第二電極116由金屬材料製成，並彎折成U型，且相對設置在基座11的兩側。該第一電極114與第二電極116相互隔開以避免短路。該第一電極114及第二電極116均包括位於基底110底部的接觸段1140、1160，位於基底110頂面且暴露於反射杯112底部的接線段1142、1162，以及連接接觸段1140、1160及接線段1142、1162的連接段1144、1164。該接觸段1140、1160用於與外部的電路(圖未示)連接以將電能經由連接段1144、1164傳導至接線段1142、1162。該接線段1142、1162與該發光二極體光源12電連接，以供給該發光二極體光源12發光所需的電能。本實施例中，該接線段1142、1162平行於接觸段1140、1160且垂直於連接段1144、1164。
該發光二極體光源12發出白光，在本實施例中，該發光二極體光源12包括藍光發光二極體晶片121、覆蓋該藍光發光二極體晶片121的透光封裝體122、以及設置在封裝體122內的黃光螢光粉123。該黃光螢光粉123受該藍光發光二極體晶片121發出的藍光激發而產生黃光，該黃光與未被該黃光螢光粉123吸收的藍光相混合得到白光。
該藍光發光二極體晶片121容置於所述基座11的反射杯112內，並固定於第一電極114的接線段1142的表面上。該藍光發光二極體晶片121的兩個電極通過金屬線15分別連接至第一電極114及第二電極116的接線段1142、1162以實現電性連接。當然，該藍光發光二極體晶片121也可採用覆晶封裝(flip-chip)的方式直接固定於第一電極114及第二電極116的接線段1142、1162表面，而無需使用金屬線15。
該封裝體122可由聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料所製成。該封裝體122填充在反射杯112內並覆蓋該藍光發光二極體晶片121以及基底110上未被第一電極114、第二電極116覆蓋的部分。在本實施例中，該黃光螢光粉123均勻設置在該封裝體122中。
所述濾光片層14設置在該封裝體122的遠離該發光二極體光源12的表面上。該濾光片層14包括複數個紅色濾光片區域140、複數個綠色濾光片區域142以及複數個藍色濾光片區域144。該複數個紅色濾光片區域140、綠色濾光片區域142及藍色濾光片區域144呈矩陣形排列。
本實施例中，所述紅色濾光片區域140、綠色濾光片區域142及藍色濾光片區域144以馬賽克(mosaic)形圖案排列成矩陣。如圖2所示，紅色濾光片區域140、綠色濾光片區域142及藍色濾光片區域144分別沿X、Y方向交替排列，該X方向與Y方向相互垂直。在本實施例中，該濾光片層14包括的複數個紅色濾光片區域140、複數個綠色濾光片區域142及複數個藍色濾光片區域144的比例為1：1：1。具體的：
自左向右，X方向上第N(N=2n+1，n為整數)行的首個濾光片區域為紅色濾光片區域140且排列次序為“紅綠藍(RGB)，紅綠藍(RGB)”；X方向上第N+1行的首個濾光片區域為藍色濾光片區域144且排列次序為“藍紅綠(BRG)，藍紅綠(BRG)”；
Y方向上第N(N=3n+1，n為整數)行的首個濾光片區域為紅色濾光片區域140且以“紅藍(RB)，紅藍(RB)…”的次序排列,Y方向上第N+1行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域142且以“綠紅(GR)，綠紅(GR)…”的次序排列；Y方向上第N+2行的首個濾光片區域為藍色濾光片區域144且以“藍綠(BG)，藍綠(BG)…”的次序排列。
如此方式設置的濾光片層14，其X方向上的任意兩個同色濾光片區域互不相鄰，且Y方向上的任意兩個同色濾光片區域也互不相鄰，從而使得各色濾光片區域均勻分佈，以達成更均勻的混光效果。該發光二極體10的演色性高且配光簡單。本實施例中，該發光二極體10發出的為偏冷白光，其出光均勻。
請參閱圖3，本發明第二實施例的發光二極體20，其與第一實施例提供的發光二極體10的不同之處在於：該發光二極體光源22包括依次串聯的藍光發光二極體晶片221、紅光發光二極體晶片222以及綠光發光二極體晶片223；設置在該發光二極體光源22出光面的濾光片層24包括的紅色濾光片區域240、綠色濾光片區域242及藍色濾光片區域244分別沿X、Y方向交替排列，該X方向與Y方向相互垂直，且該紅色濾光片區域240、綠色濾光片區域242及藍色濾光片區域244比例設置為3：6：1，其排布方式請參見圖4所示，具體地：
自左向右，X方向上第N(N=4n+1，n為整數)行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且排列次序為“綠綠紅紅綠綠紅綠藍綠紅(GGRGGRGBGR)，綠綠紅紅綠綠紅綠藍綠紅(GGRGGRGBGR)…”；X方向上第N+1行的首個濾光片區域為紅色濾光片區域240且排列次序為“紅綠藍綠紅綠綠紅綠綠(RGBGRGGRGG)，紅綠藍綠紅綠綠紅綠綠(RGBGRGGRGG)…”；X方向上第N+2行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且排列次序為“綠紅藍紅綠綠綠紅綠綠(GRBRGGGRGG)，綠紅藍紅綠綠綠紅綠綠(GRBRGGGRGG)…”；X方向上第N+3行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且排列次序為“綠綠紅綠綠綠紅藍紅綠(GGRGGGRBRG)，綠綠紅綠綠綠紅藍紅綠(GGRGGGRBRG)…”；
對應地，Y方向上第N(N=10n+1，n為整數)行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且以“綠紅綠綠(GRGG)，綠紅綠綠(GRGG)…”的次序排列,Y方向上第N+1行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且以“綠綠紅綠(GGRG)，綠綠紅綠(GGRG…”的次序排列；Y方向上第N+2行的首個濾光片區域為紅色濾光片區域240且以“紅藍藍紅(RBBR)，紅藍藍紅(RBBR)…”的次序排列；Y方向上第N+3行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且以“綠綠紅綠(GGRG)，綠綠紅綠(GGRG)…”的次序排列；Y方向上第N+4行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且以“綠紅綠綠(GRGG)，綠紅綠綠(GRGG)…”的次序排列；Y方向上第N+5行的首個濾光片區域為紅色濾光片區域240且以“紅綠綠綠(RGGG)，紅綠綠綠(RGGG)…”的次序排列；Y方向上第N+6行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且以“綠綠綠紅(GGGR)，綠綠綠紅(GGGR)…”的次序排列；Y方向上第N+7行的首個濾光片區域為藍色濾光片區域244且以“藍紅紅藍(BRRB)，藍紅紅藍(BRRB)…”的次序排列；Y方向上第N+8行的首個濾光片區域為綠色濾光片區域242且以“綠綠綠紅(GGGR)，綠綠綠紅(GGGR)…”的次序排列；Y方向上第N+9行的首個濾光片區域為紅色濾光片區域240且以“紅綠綠綠(RGGG)，紅綠綠綠(RGGG)…”的次序排列。
當然，濾光片層24的設置位置還可以在發光二極體光源22的出光路徑上適當變更，紅、綠、藍色濾光片區域的分佈也還可以有其他多種變形方式，在此不再一一贅述。進一步地，該發光二極體光源12、22也可以為其他形式，如藍光發光二極體晶片發出的光激發黃光螢光粉以及綠光螢光粉發出白光，或者利用紫外光發光二極體晶片發出的光激發紅光、綠光、藍光螢光粉發出白光等。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
10、20．．．發光二極體
11．．．基座
12、22．．．發光二極體光源
121、221．．．藍光發光二極體晶片
222．．．紅光發光二極體晶片
223．．．綠光發光二極體晶片
123．．．黃光螢光粉
122．．．封裝體
14、24．．．濾光片層
140、240．．．紅色濾光片區域
142、242．．．綠色濾光片區域
144、244．．．藍色濾光片區域
110．．．基底
112．．．反射杯
114．．．第一電極
116．．．第二電極
1140、1160．．．接觸段
1142、1162．．．接線段
1144、1164．．．連接段
圖1是本發明第一實施例提供的發光二極體的結構示意圖。
圖2是圖1所示發光二極體的濾光片區域排布結構示意圖。
圖3是本發明第二實施例提供的發光二極體的結構示意圖。
圖4是圖3所示發光二極體的濾光片區域排布結構示意圖。
10．．．發光二極體
11．．．基座
12．．．發光二極體光源
121．．．藍光發光二極體晶片
222．．．紅光發光二極體晶片
223．．．綠光發光二極體晶片
123．．．黃光螢光粉
122．．．封裝體
14．．．濾光片層
140．．．紅色濾光片區域
142．．．綠色濾光片區域
144．．．藍色濾光片區域
110．．．基底
112．．．反射杯
114．．．第一電極
116．．．第二電極
1140、1160．．．接觸段
1142、1162．．．接線段
1144、1164．．．連接段

Claims (8)

  1. 一種發光二極體，包括基座、位於基座上的發光二極體光源，該發光二極體光源發出白光，其改進在於：該發光二極體光源的出光路徑上設置有一個濾光片層，該濾光片層包括複數個紅色濾光片區域、複數個綠色濾光片區域及複數個藍色濾光片區域，該複數個紅色濾光片區域、綠色濾光片區域及藍色濾光片區域分別沿相互垂直的第一、第二方向交替排列並呈矩陣形。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，該基座包括基底及形成於該基底上的反射杯，所述發光二極體光源設置於基底上且位於反射杯內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，該發光二極體光源包括設置在基座上的藍光發光二極體晶片、覆蓋該藍光發光二極體晶片的透光封裝體、以及設置在封裝體內的黃光螢光粉，該濾光片層設置在該黃光螢光粉的遠離該藍光發光二極體晶片的一側。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體，其中，該基座包括基底及形成於該基底上的反射杯，所述發光二極體光源設置於基底上且位於反射杯內，該封裝體填充在反射杯內，且該封裝體覆蓋該發光二極體光源以及基底上未被第一電極、第二電極覆蓋的部分，該濾光片層設置在該反射杯的遠離該藍光發光二極體晶片的一側。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，該發光二極體光源包括設置在基座上的藍光發光二極體晶片、紅光發光二極體晶片以及綠光發光二極體晶片。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，該發光二極體光源還包括覆蓋該藍光發光二極體晶片、紅光發光二極體晶片以及綠光發光二極體晶片的透光封裝體，所述濾光片層為平板狀並設置在封裝體的表面上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，該濾光片層包括的複數個紅色濾光片區域、複數個綠色濾光片區域及複數個藍色濾光片區域的比例為1：1：1。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，該濾光片層包括的複數個紅色濾光片區域、複數個綠色濾光片區域及複數個藍色濾光片區域的比例為3：6：1。
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