TW201341725A - 光源模組 - Google Patents

Abstract

一種光源模組。此光源模組包含導光元件、至少一光源與螢光體。導光元件包含一入光面與一出光面，且出光面相對於入光面。光源之發光面朝向導光元件之入光面。螢光體之至少一面光區域朝向導光元件之出光面。

Description

光源模組

本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種具有螢光體的光源模組。

習知之光源模組常使用鎢絲燈或螢光燈作為光源，然而鎢絲燈或螢光燈具有耗能、低亮度及質量重等缺陷，使得習知之光源模組不符合現代科技之發展趨勢及環保需求。

發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)係一常見之點光源，其具有高亮度及省電等優點。因此LED可望取代習知光源模組之光源，改善習知技術之缺陷。

當LED欲應用於大面積之光源模組時，常須設置大量之LED，以滿足光源模組之需求。然而，LED之發光波長與發光強度常受到LED之封裝膠體影響，導致LED之間容易因發光波長或發光強度之差異造成光源模組之光色或亮度不均。

此外，當LED欲應用於白光光源模組時，則須藉由設置大量之藍光、綠光與紅光LED以使光源模組之發光光色混合為白光。但大量設置LED會增加光源模組之體積，使得此光源模組無法符合輕薄化之發展趨勢。

目前常見之白光光源模組之設計有兩種方式：第一種是將發光材料設置於LED之封裝膠體中，第二種是將發光材料設置於導光板上。第一種方法係藉由LED之發光來激發發光材料，使得未被發光材料吸收之LED光與發光材料之激發光混合為白光。但隨著發光時間增加，發光材料易因LED產生之熱能影響發光材料之光轉換效能。

第二種方法雖可避免LED產生之熱能影響發光材料，但發光材料設置於導光板之製程若有瑕疵產生，則導光板無法再次使用。而且此方法需使用大量之發光材料，才可避免光源模組之光色不均。如此一來，將導致光源模組的製造成本大幅增加。

有鑑於此，亟須提供一種光源模組，以改進習知光源模組之缺陷。

因此，本發明之一態樣是在提供一種光源模組，其係利用光激發材料來調整光源模組之光色，以滿足各種光源模組之光色需求。

本發明之另一態樣是在提供一種光源模組，其發光材料不與光源接觸，因此可避免光源產生之熱影響發光材料之光轉換效能，進而可延長發光材料之壽命。

本發明之又一態樣是在提供一種光源模組，其係藉由導光元件來收斂光源之發光範圍，並可將光有效地引導至螢光體上，因此可減少發光材料之用量。

本發明之再一態樣是在提供一種光源模組，其係藉由導光元件充分混合光源之發光，減少光源之間因發光波長或發光強度之差異所造成之光色或亮度不均之缺陷。

根據本發明之上述態樣，提出一種光源模組。在一實施例中，此光源模組包含導光元件、至少一光源與螢光體。導光元件包含入光面與出光面，出光面相對於入光面。光源之發光面朝向導光元件之入光面。螢光體之至少一面光區域朝向導光元件之出光面。

依據本發明一實施例，導光元件係均勻厚度之導光板。

依據本發明另一實施例，導光板之材料係高分子材料。

依據本發明又一實施例，光源包含複數個光源，且此些光源具有至少一發光波長。

依據本發明再一實施例，螢光體包含載體與複數個發光材料。

依據本發明再一實施例，載體之材料係透光材料。

依據本發明再一實施例，透光材料係高分子材料或玻璃。

依據本發明再一實施例，發光材料包含至少一光激發材料。

依據本發明再一實施例，發光材料係噴佈或塗佈於載體之表面。

依據本發明再一實施例，發光材料係散佈於載體中。

根據本發明之上述態樣，提出一種光源模組。在一實施例中，此光源模組包含導光元件、至少一光源與螢光體。導光元件包含入光面與出光面，出光面相對於入光面。光源之發光面朝向導光元件之入光面。螢光體之至少一面光區域朝向導光元件之出光面。螢光體包含複數個發光材料，且此些發光材料包含至少一光激發材料。光激發材料可包括但不限於螢光材料、磷光材料以及其任意組合所組成之族群。

依據本發明一實施例，螢光材料可包括但不限於釔鋁石榴石、鋱鋁石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物、氮氧化物以及其任意組合所組成之族群。

依據本發明另一實施例，磷光材料可包括但不限於正矽酸鹽基磷光體、含有重金屬原子之有機金屬錯合物以及其任意組合所組成之族群。

本發明之光源模組之發光材料不與光源接觸，因此可避免光源產生之熱影響發光材料之光轉換效能。

而且，本發明之光源模組更可利用導光元件來收斂光源之發光範圍，並可將光有效地導引至螢光體上，因此可縮小螢光體之體積，而可降低發光材料之用量，進而可減少製造成本。導光元件亦可充分混合光源之發光，減少光源之間因發光波長或發光強度差異所造成之光色或亮度不均之缺陷。

此外，本發明之光源模組係利用光激發材料來調整光源模組之光色，以滿足各種光源模組之光色需求。

以下詳細討論本發明之裝置結構。然而，可以理解的是，下列之實施例提供許多可應用的發明概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。惟所討論之特定實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。

請參考第1圖，其係繪示依照本發明之一實施例之一種光源模組的剖視圖。光源模組10包含導光元件110、一或多個光源102與螢光體120。導光元件110具有入光面112與出光面114，其中出光面114與入光面112係位於導光元件110之相對二側。在一實施例中，導光元件110係均勻厚度之導光板。在此實施例中，上述導光板之材料可為高分子材料，例如：聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate；PMMA)或聚碳酸酯(Poly Carbonate；PC)。

光源102具有發光面104，且發光面104係朝向導光元件110之入光面112。在一實施例中，光源102可為發光二極體、雷射二極體、其他合適之點光源或上述點光源之組合。

螢光體120具有面光區域120a，且面光區域120a係朝向導光元件110之出光面114。螢光體120可包含載體122與發光材料124。發光材料124可包含一或多種光激發材料，以調整光源模組10之發光光色，而可滿足光源模組10之需求。

在一實施例中，光激發材料可為螢光材料(fluorescence materials)、磷光材料(phosphorescence materials)、其他合適之光激發材料以及上述材料之任意混合。在此實施例中，螢光材料可包含釔鋁石榴石(Yttrium Aluminum Garnet；YAG)、鋱鋁石榴石(Terbium Aluminum Garnet；TAG)、矽酸鹽材料(例如：Ba₂SiO₄:Eu²⁺、Sr₄Si₃O₈Cl₄:Eu²⁺或BaSi₂O₅:Pb²⁺)、硫化物材料(例如：Ba₂ZnS₃:Ce³⁺)、氮化物材料(例如：CaAlSiN₃:Eu²⁺或CaAlSiN₃)、氮氧化物材料(例如：Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu或SrSi₂O₂N₂)、其他合適之螢光光激發材料以及上述材料之任意混合。在此實施例中，上述之磷光材料可包含正矽酸鹽基磷光體、含有重金屬原子的有機金屬錯合物、其他合適之磷光光激發材料以及上述材料之任意混合。

在一實施例中，載體122之材料可為透光材料。此透光材料可為高分子材料、玻璃或其他合適之材料。在一實施例中，發光材料124可以噴佈之方式形成於載體122之表面。在另一實施例中，發光材料124可以塗佈之方式形成於載體122之表面。

在又一實施例中，請參考第2圖，光源模組20之架構大致上與光源模組10之架構相同，二者之差異在於光源模組20之發光材料124係摻混於載體122之原料中，再藉由射出成型、押出加工、壓縮成型或其他成型方式形成載體122，使得發光材料124可均勻散佈於載體122中。

在一實施例中，為了滿足上述光激發材料之吸收波長範圍與光源模組之光色及發光強度，光源模組可包含複數個光源102。而且，此些光源102可具有至少一發光波長。

請再次參考第1圖，在一實施例中，光源102發出之光102a由入光面112進入導光元件110。光102a於導光元件110中進行全反射，然後由出光面114離開導光元件110。接著，由導光元件110出射之光102a照射至螢光體120之發光材料124上，其中部分之光102a被發光材料124吸收，因而發光材料124由基態被激發至激發態。當發光材料124由激發態回復至基態時，發光材料124即發出激發光124a。其他未被發光材料124吸收之光102a則被發光材料124反射而成為反射光102b。如此一來，光源模組10之發光光色即為激發光124a與反射光102b混合之光色。在一實施例中，可藉由使用不同發光材料124之載體122來調整光源模組10之發光光色與發光強度，以滿足各種光源模組之光色與亮度需求。

請參考第2圖，相同地，在光源模組20中，由導光元件110之出光面114出射之光102a照射至螢光體120之發光材料124上，其中部分之光102a被發光材料124吸收，因而發光材料124由基態被激發至激發態。當發光材料124由激發態回復至基態時，發光材料124即發出激發光124a。其他未被發光材料124吸收之光102a則被發光材料124反射而成為反射光102b。如此一來，光源模組20之發光光色即為激發光124a與反射光102b混合之光色。

由本發明上述實施例可知，本發明之光源模組的優點在於本發明之光源模組的發光材料不與光源接觸，因此可避免光源產生之熱影響發光材料之光轉換效能，進而可延長發光材料之壽命。

本發明亦利用導光元件來收斂光源之發光範圍，並可將光有效地引導至螢光體上，確保光源發出之光完全照射至螢光體之發光材料上，因此可縮小螢光體之體積，而可減少發光材料之用量，進而可降低製造成本。此外，導光元件亦可充分混合光源之發光，減少光源之間因發光波長或發光強度之差異所造成之光色或亮度不均之缺陷。

再者，本發明可利用光激發材料來調整光源模組之光色，以使本發明之光源模組可滿足各種應用需求。並且，利用LED等半導體發光元件來作為本發明之光源，使本發明之光源模組具有高亮度、省電及質輕等優點，以符合現代科技發展趨勢及環保需求，並可改進習知光源模組之缺陷。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10/20．．．光源模組

102．．．光源

102a/102b．．．光

104．．．發光面

110．．．導光元件

112．．．入光面

114．．．出光面

120．．．螢光體

120a．．．面光區域

122．．．載體

124．．．發光材料

124a．．．光

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係繪示依照本發明之一實施例之一種光源模組的剖視圖。

第2圖係繪示依照本發明之另一實施例之一種光源模組之剖視圖。

10．．．光源模組

102．．．光源

102a/102b．．．光

104．．．發光面

110．．．導光元件

112．．．入光面

114．．．出光面

120．．．螢光體

120a．．．面光區域

122．．．載體

124．．．發光材料

124a．．．光

Claims (17)

1. 一種光源模組，包含：一導光元件，包含：一入光面；以及一出光面，相對於該入光面；至少一光源，該至少一光源之一發光面朝向該導光元件之該入光面；以及一螢光體，該螢光體之至少一面光區域朝向該導光元件之該出光面。
2. 如請求項1所述之光源模組，其中該導光元件係一均勻厚度導光板。
3. 如請求項2所述之光源模組，其中該導光板之一材料係高分子材料。
4. 如請求項3所述之光源模組，其中該高分子材料係聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
5. 如請求項1所述之光源模組，其中該至少一光源包含複數個光源，且該些光源具有至少一發光波長。
6. 如請求項1所述之光源模組，其中該螢光體包含一載體以及複數個發光材料。
7. 如請求項6所述之光源模組，其中該載體之一材料係一透光材料。
8. 如請求項7所述之光源模組，其中該透光材料係一高分子材料或一玻璃。
9. 如請求項6所述之光源模組，其中該些發光材料包含至少一光激發材料。
10. 如請求項9所述之光源模組，其中該至少一光激發材料係選自於由一螢光材料、一磷光材料以及其任意組合所組成之一族群。
11. 如請求項10所述之光源模組，其中該螢光材料係選自於由釔鋁石榴石、鋱鋁石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物、氮氧化物以及其任意組合所組成之一族群。
12. 如請求項10所述之光源模組，其中該磷光材料係選自於由正矽酸鹽基磷光體、含有重金屬原子之有機金屬錯合物以及其任意組合所組成之一族群。
13. 如請求項6所述之光源模組，其中該些發光材料係噴佈或塗佈於該載體之一表面。
14. 如請求項6所述之光源模組，其中該些發光材料係散佈於該載體中。
15. 一種光源模組，包含：一導光元件，包含：一入光面；以及一出光面，相對於該入光面；至少一光源，該至少一光源之一發光面朝向該導光元件之該入光面；以及一螢光體，該螢光體之至少一面光區域朝向該導光元件之該出光面，其中該螢光體包含：複數個發光材料，該些發光材料包含至少一光激發材料，其中該至少一光激發材料係選自於由一螢光材料、一磷光材料以及其任意組合所組成之一族群。
16. 如請求項15所述之光源模組，其中該螢光材料係選自於由釔鋁石榴石、鋱鋁石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物、氮氧化物以及其任意組合所組成之一族群。
17. 如請求項15所述之光源模組，其中該磷光材料係選自於由正矽酸鹽基磷光體、含有重金屬原子之有機金屬錯合物以及其任意組合所組成之一族群。