专利名称：荧光粉混光色温检测方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光粉混光色温检测方法及其系统，其可在发光二极管封装前即调配 荧光粉混合比例而得预定色温及演色性，以缩短发光二极管色温检测时间，且改善工艺废 料问题。
背景技术：
近年来，因发光二极管(LED)具有发光效率高、耗电量少、使用寿命长、及元件体 积小等优点，已广泛应用于各种发光装置中，并取代多种照明设备。然而，LED却难以应用于民生照明市场，除了发光二极管具有散热、亮度不足和亮 度递减等问题外，更具有无法直接激发出白光的问题。目前，可通过混光机制调整LED的封 装结构中的荧光材料的混合比例，而制得白光LED。目前，检测LED的混光色温是在LED封装后进行。首先，依预定色温秤取一适当比 例的一种以上的荧光粉。接着，将荧光粉加入至A胶(如硅氧树脂或环氧树脂)并搅拌， 使荧光粉可均勻分散于A胶中。而后，将分散有荧光粉的A胶与B胶(固化剂)混合，以点 胶机将分散有荧光粉的胶体102覆盖于LED芯片101上，经烘干及封装工艺，可制得一发光 二极管10，如图1所示。为检测LED是否具有预定色温，可将所制得的发光二极管10以色温检测单元 (如分光光谱仪)进行检测。如图1所示，以电驱动LED芯片101所激发出的第一单色光 会撞击胶体102中的荧光粉而释放出第二单色光，而此第二单色光与第一单色光混合后会 从荧光粉表面释放出，而得一混合光。而后，分光光谱仪11接收此混合光，经运算单元12 分析后可得此混合光的黑体辐射色温及在色坐标上的相对位置，而于显示单元13上显示 此混合光的混光色温。通过此，可得知以此比例混合的荧光粉是否可达到预期色温。若此混合光的混光色温并非预期色温，则须重新调整荧光粉的浓度及混合比例， 再进行混合搅拌、点胶、烘干、封装工艺，以制得另一发光二极管。而后，再次以色温检测单 元测量荧光粉混光性质，并转换至色坐标上。通过反复进行上述工艺调整色温，可制作出具 有预期色温的发光二极管。虽然以上述方法可做出具有预期色温的发光二极管，但此方法仍有其缺点。其一、 荧光粉混光不均勻；其二、色温及显色指数调整不易；其三、需于发光二极管封装后始可进 行混光色温检测，导致验证时间长；其四、若所制得的发光二极管未达预期色温，则需丢弃 此发光二极管并重新制作，而导致临发光二极管良率低、废料问题严重、及荧光粉消耗量过 多等问题。因此，目前亟需发展出一种荧光粉混光色温检测方法及利用此方法的系统，以在 发光二极管封装前即可完成混光色温的检测。如此，无须等待发光二极管封装完成即可进 行光学性质测量，而可缩短验证时间、提升发光二极管良率、减少废料产生、并减少荧光粉用里。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种荧光粉混光色温检测方法，以便能在发光二极管封 装前即可调配出具预定色温的混合荧光粉。本发明的另一目的是提供一种荧光粉混光色温检测系统，以便能检测荧光粉溶液 的混光色温，而调整荧光粉溶液的混合比例，以缩短发光二极管色温验证时间。为达成上述目的，本发明提供一种荧光粉混光色温检测方法，其包括下列步骤 (A)分散一第一荧光粉组于一溶剂中，得到一荧光粉溶液；(B)将荧光粉溶液置于一发光装置上方，使发光体所发出的光线通过荧光粉溶液；(C) 以一色温检测单元检测通过荧光粉溶液的光线，以输出一信号；以及(D)将信号转换成于 色坐标上的相对位置，以得到荧光粉溶液的混光色温。本发明的荧光粉混光色温检测方法，是利用荧光粉可均勻分散于溶剂中的特性， 而可将荧光粉溶液直接至于发光装置的发光路径上，以测得荧光粉溶液的混光色温。相较 于现有技术必须先完成发光二极管封装后才能检测混光色温，本发明的检测方法可在制成 发光二极管前检测荧光粉混光色温，以避免荧光粉浪费及LED废料产生。于本发明的荧光粉混光色温检测方法中，于步骤⑶后可还包括(E)若所得的混 光色温非预定色温，则添加一第二荧光粉组于荧光粉溶液中；以及(F)重复步骤(C)及步骤 (D)。或者，本发明的荧光粉混光色温检测方法的步骤(C)亦可为步骤(C’)以一色温检测 单元检测通过荧光粉溶液的光线，以输出一信号；且若所得的混光色温非预定色温，则添加 一第二荧光粉组于荧光粉溶液中。因此，本发明的荧光粉混光色温检测方法可在检测色温 的同时，同步调整荧光粉溶液内的荧光粉比例及浓度。此外，于本发明的荧光粉混光色温检测方法中，第一荧光粉组及第二荧光粉组的 荧光粉组成可为相同或不同。同时，第一荧光粉组及第二荧光粉组分别包含一种以上具有 不同放光波长的荧光粉。此外，第一荧光粉组及第二荧光粉组所包含的荧光粉粒径较佳介 于IOnm至7μπι之间，且更佳介于20nm至3μπι之间。再者，于本发明的荧光粉混光色温检测方法中，溶剂较佳选自由硅氧树脂、环氧树 脂、水、乙醇、丙醇、及其混合物所组成的群组。此外，色温检测单元较佳为一分光光谱仪；发 光装置较佳为一发光二极管，且更佳为蓝光发光二极管、或紫外光发光二极管。另一方面，本发明还提供一种利用上述荧光粉混光色温检测方法的荧光粉混光色 温检测系统，其包括至少一荧光粉供给单元，每一该荧光粉供给单元容置有一荧光粉组； 一发光装置；一色温检测单元，对应于发光装置的发光路径；一检测槽，设置于发光装置的 发光路径上，且位于发光装置及色温检测单元间；一运算单元，与色温检测单元连接；以及 一显示单元，与运算单元连接。其中，发光装置所发出的光线穿越检测槽而射入至色温检测 单元，运算单元接收色温检测单元所输出的一信号，并将信号转换成于色坐标上的相对位 置，并输出至显示单元上以显示一混光色温；且当混光色温非预定色温，荧光粉供给单元则 添加荧光粉组至检测槽中。本发明的荧光粉混光色温检测系统，可在混光色温未达预期色温的同时，调整荧 光粉溶液中荧光粉的比例及浓度，以得到具预定色温的荧光粉混合溶液。由于本发明的荧 光粉混光色温检测系统，可在调配荧光粉混合溶液的同时即完成混光色温的检测，亦可同 时调配荧光粉混合溶液的浓度及比例，故对于色温及显色指数的调整较方便，而能节省工艺时间及制作成本。本发明的荧光粉混光色温检测系统，可还包括一泵，与该荧光粉供给单元连接；且 较佳地，泵与运算单元连接，运算单元驱动泵以将容置于荧光粉供给单元的荧光粉组添加 至检测槽中。如此，可自动化调整置于检测槽中的荧光粉比例及浓度。此外，本发明的荧光粉混光色温检测系统，可还包括一电源供应单元，其与发光装 置电性连接。同时，于本发明的荧光粉混光色温检测系统中，发光装置较佳为一发光二极管，且 更佳为蓝光发光二极管、或紫外光发光二极管。此外，色温检测单元可为一般常用的检测色 温的装置，且较佳为一分光光谱仪。再者，于本发明的荧光粉混光色温检测系统中，每一荧光粉供给单元分别容置有 不同放光波长的荧光粉。因此，运算单元可通过驱动泵，将不同的荧光粉供给单元中的荧光 粉添加至检测槽中。同时，容置于荧光粉供给单元中的荧光粉粒径较佳介于IOnm至7μπι 之间，更佳介于20nm至3 μ m之间。因此，本发明的荧光粉混光色温检测方法及其系统可在发光二极管封装前即完成 色温检测，可达到缩短发光二极管验证时间、减少荧光粉用量、避免LED废料产生、且提升 发光二极管良率等效果。
图1为现有技术的发光二极管色温检测系统示意图；图2为本发明一较佳实施例的荧光粉混光色温检测系统示意图；图3为本发明一较佳实施例的LED示意图。主要元件符号说明10,20 发光二极管101,201 LED 芯片102,202胶体11分光光谱仪
12运算单元21荧光粉供给单
元
22发光装置23色温检测单元
231输入口232输出口
24检测槽25运算单元
26显示单元27泵
28电源供应单元29平台
291透光窗口
具体实施例方式
图2为本实施例的荧光粉混光色温检测系统的示意图。本实施例的荧光粉混光色 温检测系统系包括至少一荧光粉供给单元21、一发光装置22、一色温检测单元23、一检测 槽24、一运算单元25、以及一显示单元26。其中，每一荧光粉供给单元21容置有一荧光粉 组；色温检测单元23则对应于发光装置22的发光路径；检测槽M则设置于发光装置22的 发光路径上，且位于发光装置22及色温检测单元23间；运算单元25则与色温检测单元23连接；且显示单元沈则与运算单元25连接。检测槽M用以容置有一荧光粉溶液。当发光装置22所发出的光线穿越检测槽M 而射入至色温检测单元23，运算单元25接收色温检测单元23所输出的一信号，并将此信号 转换成于色坐标上的相对位置，而输出至显示单元26上以显示一混光色温；且当混光色温 非预定色温，荧光粉供给单元21则添加其所容置的荧光粉组至检测槽M中，以调整荧光粉 溶液中荧光粉比例及浓度。此外，本实施例的荧光粉混光色温检测系统还包括一泵27，其与荧光粉供给单元 21连接，且泵27与运算单元25连接。当混光色温非预定色温，运算单元25则会驱动泵27 以将容置于荧光粉供给单元21的荧光粉组添加至检测槽M中。通过此，可自动化的调整 荧光粉溶液中荧光粉比例及浓度。 在此，色温检测单元23为一分光光谱仪，而发光装置22可为各种不同颜色的发光 二极管，如蓝光发光二极管、或紫外光发光二极管。若选用蓝光发光二极管，则可搭配YAG 黄色荧光粉混合出白光。若选用紫外光发光二极管，则可搭配红、绿、蓝三色荧光粉以混合 出白光。于本实施例中，采用紫外光发光二极管。此外，本实施例的荧光粉混光色温检测系统配置有四个荧光粉供给单元21，且每 一荧光粉供给单元21容置有不同放光波长的荧光粉。例如YAG、掺杂过渡元素(如Er3+、 Yb3+, Ce3+)的Y203、或Cdk/ZnS量子点等。为了使荧光粉可在荧光粉混合溶液中呈现布 朗运动状态，荧光粉的粒径可于IOnm至7μπι之间。于本实施例中，各种荧光粉的粒径介于 20nm至3μπι之间。再者，本实施例的检测槽M中的荧光粉混合溶液，其溶剂可为硅氧树脂 (silicone)、环氧树脂(印oxy)、水、乙醇、丙醇或其混合物。于本实施例中，为了将来方便发 光二极管的封装，荧光粉混合溶液所采用的溶剂为硅氧树脂。此外，本实施例的荧光粉混光色温检测系统还包括一电源供应单元观，其与发光 装置22电性连接。同时，发光装置22还设置在一具有透光窗口 291的平台四内，而可使 检测槽M能放置平台四上并对应于透光窗口四1，以方便荧光粉混合溶液的混光色温检 测。本实施例的荧光粉混光色温检测系统的操作如下所述。首先，于检测槽M中，以 一理论比例将第一荧光粉组分散于硅氧树脂中，得到一荧光粉溶液。于本实施例中，选用利 用紫外光激发出红、绿、蓝颜色的三种荧光粉，预期可通过有此三种颜色的荧光粉的混光， 而得到白光。接着，将容置有此荧光粉溶液的检测槽M置于发光装置22上方，以电源供应单元 28驱动发光装置22，使发光装置22发出的第一单色光。此第一单色光通过容置有荧光粉 溶液的检测槽M，并撞击荧光粉。由于荧光粉溶液中含有多种不同放光波长的荧光粉，当这 些荧光粉受到第一单色光撞击时，不同种类的荧光粉会激发出不同波长的第二单色光，并 通过混光机制而得到一混合光。接着，色温检测单元23的输入口 231接收此混合光，并于 色温检测单元23的输出口 232输出一信号。最后，运算单元25则会接收此信号，并将信号 转换成色坐标上的相对位置，而于显示单元26上显示此荧光粉溶液的混光色温。若所测得的荧光粉溶液混光色温并非预定色温，则运算单元25会驱动泵27，并通 过泵27以一微调比例的第二荧光粉组，将荧光粉供给单元21内的荧光粉组添加至检测槽24中的荧光粉混合溶液中。其中，运算单元25依照前次所得的混光色温，调整添加至荧光 粉混合溶液的第二荧光粉组的比例及含量，调整荧光粉混合溶液的浓度及荧光粉比例。接 着，重复以色温检测单元23收集通过荧光粉混合溶液的光线，并将色温检测单元23所输出 的信号转换成色坐标上的相对位置，而可得到调整过后的荧光粉溶液的混光色温。通过不 断的微调荧光粉混合溶液的浓度及比例，可得到具有预定色温的荧光粉混合溶液。当制备好具有预定色温的荧光粉混合溶液后，可依一般发光二极管封装工艺进行 封装。于本实施例中，荧光粉分散于硅氧树脂的溶剂中，而后将此荧光粉混合溶液与固化剂 混合，点胶机将分散有荧光粉的胶体202覆盖于LED芯片201上，经烘干及封装工艺，可制 得一发光二极管20，如图3所示。其中，发光二极管20的LED芯片201较佳是与荧光粉混 光色温检测系统所使用的发光装置相同，以确保所制得的发光二极管20色温为预定色温。请参阅图3，当以电驱动LED芯片201后，LED芯片201所激发出的第一单色光会 撞击胶体102中的荧光粉。由于胶体102中含有多种可发出不同放光波长的荧光粉，当荧 光粉经第一单色光撞击后，可发出不同颜色的放射光。通过各种颜色放射光的混光机制后， 则得到一具有预定色温的混合光。本发明的荧光粉混光色温检测方法及其方法，通过先完成混合荧光粉的混光色温 检测，再进行LED封装，而可减少废弃LED产生，并缩短发光二极管的验证时间。此外，于荧 光粉混光色温检测的同时，调整荧光粉的浓度及比例以得到预定色温的荧光粉混合溶液。 通过此，除了可轻易调整发光二极管色温及显色指数，并可减少荧光粉用量以避免荧光粉 浪费。再，本发明的荧光粉混光色温检测方法及其方法所使用的荧光粉较佳为纳米级荧光 粉颗粒，故荧光粉可均勻分散于溶剂中，而可使混合荧光粉的混光均勻。上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专 利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种荧光粉混光色温检测方法，包括A)分散一第一荧光粉组于一溶剂中，得到一荧光粉溶液；B)将该荧光粉溶液置于一发光装置上方，使该发光体所发出的光线通过该荧光粉溶液；C)以一色温检测单元检测通过该荧光粉溶液的光线，以输出一信号；以及D)将该信号转换成于色坐标上的相对位置，以得到该荧光粉溶液的混光色温。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，于步骤D)后还包括E)若所得的混光色温非预定色温，则添加一第二荧光粉组于该荧光粉溶液中；以及F)重复步骤C)及步骤D)。
3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，该第一荧光粉组及该第二荧光粉组的 荧光粉组成相同。
4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，该第一荧光粉组及该第二荧光粉组的 荧光粉组成不同。
5.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，该第一荧光粉组的荧光粉粒径介于 IOnm至7μπι之间。
6.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，该第二荧光粉组的荧光粉粒径介于 IOnm至7μπι之间。
7.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，该溶剂选自由硅氧树脂、环氧树脂、水、 乙醇、丙醇、及其混合物所组成的群组。
8.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，该色温检测单元为一分光光谱仪。
9.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，该发光装置为发光二极管。
10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，该发光二极管为蓝光发光二极管或紫 外光发光二极管。
11.一种荧光粉混光色温检测系统，其特征在于包括至少一荧光粉供给单元，每一该荧光粉供给单元系容置有一荧光粉组； 一发光装置；一色温检测单元，对应于该发光装置的发光路径；一检测槽，设置于该发光装置的发光路径上，且位于该发光装置及该色温检测单元间；一运算单元，与该色温检测单元连接；以及 一显示单元，与该运算单元连接；其中，该发光装置所发出的光线穿越该检测槽而射入至该色温检测单元，该运算单元 接收该色温检测单元所输出的一信号，并将该信号转换成于色坐标上的相对位置，并输出 至该显示单元上以显示一混光色温；且当该混光色温非预定色温，该荧光粉供给单元则添 加该荧光粉组至该检测槽中。
12.如权利要求11所述的检测系统，其特征在于，还包括一泵，与该荧光粉供给单元连接。
13.如权利要求12所述的检测系统，其特征在于，该泵与该运算单元连接，该运算单元 驱动该泵以将容置于该荧光粉供给单元的该荧光粉组添加至该检测槽中。
14.如权利要求11所述的检测系统，其特征在于，包括一电源供应单元，其与该发光装 置电性连接。
15.如权利要求11所述的检测系统，其特征在于，每一该荧光粉供给单元分别容置有 不同放光波长的荧光粉。
16.如权利要求11所述的检测系统，其特征在于，该荧光粉组的荧光粉粒径介于IOnm 至7μπι之间。
17.如权利要求11所述的检测系统，其特征在于，该荧光粉组的荧光粉粒径介于20nm 至3μπι之间。
18.如权利要求10所述的检测系统，其特征在于，该色温检测单元为一分光光谱仪。 如权利要求10所述的检测系统，其特征在于，该发光装置为一发光二极管。
19.如权利要求19所述的检测系统，其特征在于，该发光二极管为蓝光发光二极管或 紫外光发光二极管。
全文摘要
本发明公开了一种荧光粉混光色温检测方法及其系统，其中荧光粉混光色温检测方法包括A)分散一第一荧光粉组于一溶剂中，得到一荧光粉溶液；B)将荧光粉溶液置于一发光装置上方，使发光体所发出的光线通过荧光粉溶液；C)以一色温检测单元检测通过荧光粉溶液的光线，以输出一信号；以及D)将信号转换成于色坐标上的相对位置，以得到荧光粉溶液的混光色温。
文档编号G01J5/60GK102109382SQ200910265608
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者李威汉 申请人:李威汉