分离式波长转换单元的发光二极管光源装置及其波长转换单元的制作方法

文档序号:2928771阅读:328来源:国知局

专利名称::分离式波长转换单元的发光二极管光源装置及其波长转换单元的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种发光二极管光源装置及其波长转换单元,特别是涉及一种应用于光源装置的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置及其波长转换单元。
背景技术
:目前白光发光二极管可藉由将红光、绿光、及蓝光发光二极管晶片封装至一发光二极管座体中,并利用不同大小的驱动电流分别驱动红光、绿光、及蓝光发光二极管晶片,再将其发出的光线混合为白光。但是因为需至少使用三颗发光二极管晶片才能使发光二极管发出白光,并且需要设计出复杂的控制电路才可准确地控制驱动电流,这样的白光发光二极管的制造成本过高,因此不适合应用于日常照明之中。为了解决上述问题,目前业界已经发展出利用有色发光二极管配合荧光材料,藉此制造白光发光二极管。其中,由于蓝光发光二极管晶片相较于其他颜色的发光二极管晶片可呈现较高的辉度,所以发展出使用蓝光发光二极管晶片,搭配可被蓝光激发出黄光的黄色焚光材料,以产生发出白光的白光发光二极管。这种白光发光二极管是藉由蓝光发光二极管晶片发出蓝光,然后其中一部分的蓝光用以激发黄色荧光材料使其发出黄光,而另一部分的蓝光再与黄光混合,藉此使发光二极管发出白光。请参阅图l所示,为一种现有习知的发光二极管10的结构图。现有习知发光二极管IO,其包括一基座ll、一发光二极管晶片12、一荧光材料13以及一光学元件14。现有习知发光二极管10的荧光材料13,大多先与光学封装胶材混合均匀后,再直接涂布覆盖于发光二极管晶片12上,然后再设置光学元件14例如透镜加以保护荧光材料13,并藉由光学元件l4达到光学设计的效果。该光学元件14可使发光二极管IO发出特定发光角度的光线,并可用以增加发光二极管10的应用范围。但是因为覆盖于发光二极管晶片12上的焚光材料13的厚薄不一,再利用光学元件14调整发光二极管10的发光角度后,更容易使发光二极管IO发出的光线分布不均。因此目前各制造商也不断研发如何使发光二极管发出的光线更为均匀。另外,荧光材料13涂布覆盖于发光二极管晶片12的技术繁复,不但要避免荧光材料13在封装的过程中沉淀于发光二极管晶片12上,并且也必需避免在涂布荧光材料13时,因涂布而产生多余的气泡,进而使得发光二极管10的发光效果不佳,而降低了发光二极管10的优良率。如何提高发光二极管10的优良率,并且降低制作成本及简化制作的手续,为目前各界努力研究的目标。由此可见,上述现有的发光二极管在结构与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的发光二极管存在的缺陷,本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以期创设一种新型结构的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,能够改进一般现有的发光二极管,使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经过反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容本发明的目的在于,克服现有的发光二极管存在的缺陷,而提供一种新型结构的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,所要解决的技术问题是使其藉由将波长转换单元与发光二极管分离设置,可以简化发光二极管光源装置的制程,并且能够改善荧光材料覆盖于发光二极管晶片上厚度不一的问题,进而使得发光二极管发出的光线呈色均匀,非常适于实用。本发明的另一目的在于,克服现有的发光二极管存在的缺陷,而提供一种新型结构的波长转换单元,所要解决的技术问题是使其藉由将波长转换层形成于光学元件的表面,藉此控制波长转换层的厚度,并使其均匀分布于光学元件的表面,进而改善波长转换层厚度不均的问题,从而更加适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其包括一波长转换单元,其包括一光学元件,其具有一表面;及一波长转换层,其形成于该表面;以及至少一发光二极管,设置于激发该波长转换层的位置,又每一该发光二极管包括一基座;一发光二极管晶片,设置于该基座上;及一透镜,形成于该基座上并覆盖该发光二极管晶片。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其中所述的光学元件是为一透镜、一菲涅耳透镜或一扩散片。前述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装,置,其中所述的波长前述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其中所述的波长转换层进一步具有复数个凸体,而该光学元件则进一步具有复数个凹槽,其中该些凹槽是与该些凸体结合为一体。前述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其中所述的发光二极管晶片是为一蓝光发光二极管发光源。前述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其中所述的发光二极管的出光角度是介于±60度之间。前述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其中所述的发光二极管是与该波长转换层相距一适当距离。前述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其中所述的该些发光二极管进一步设置且电性连结于一电路板上。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种波长转换单元,其包括一光学元件,其具有一表面;以及一波长转换层,是形成于该表面上。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的波长转换单元,其中所述的光学元件是为一透镜、一菲涅耳透镜或一扩散片。前述的波长转换单元,其中所述的波长转换层的材质是为黄色荧光材料或黄色荧光及红光荧光的混合材料。前述的波长转换单元,其中所述波长转换层进一步具有复数个凸体,而该光学元件则进一步具有复数个凹槽,其中该些凹槽是与该些凸体结合为一体。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明分离式波长转换单元的发光二极管光源装置及其波长转换单元至少具有下列优点及有益效果1、本发明的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,可以避免现有技术中因荧光材料直接覆盖在发光二极管晶片上,而导致制程上荧光材料沉淀于发光二极管晶片上。2、本发明的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,可以降低光源装置制程上的困难度、简化制程的步骤,并且可以提升光源装置的制程生产上的优良率。3、本发明的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,可以避免现有技术中因为荧光材料直接覆盖在发光二极管晶片上,而形成覆盖厚薄不一使得白光呈色不均的缺点。4、本发明可以依照波长转换单元与发光二极管的组合性,增加设计上的应用性。5、本发明的波长转换单元,可藉由将波长转换层形成于光学元件的表面,进而便于控制波长转换层的厚度,使其均匀分布在光学元件的表面。综上所述,本发明是有关于一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其包括波长转换单元以及发光二极管。该波长转换单元包括光学元件及波长转换层,而该发光二极管则设置于可激发波长转换层的位置。藉由将波长转换层形^于光学元件的表面,可以简化发光二极管的制程,并且可以提高生产产品的优良率。又本发明通过波长转换单元与发光二极管分离设置可以增加发光二极管光源装置的应用,进而能够达到光学设计上所需呈色的均匀性及效果。本发明的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,藉由将波长转换单元与发光二极管分离设置,可以简化发光二极管光源装置的制程,且能够改善荧光材料覆盖于发光二极管晶片上厚度不一的问题,进而使得发光二极管发出的光线呈色均匀。本发明的波长转换单元,藉由将波长转换层形成于光学元件表面,藉此可以控制波长转换层的厚度,并使其均匀分布于光学元件的表面,进而能够改善波长转换层厚度不均的问题。本发明具有上述诸多优点及实用价值,其不论在产品的结构或功能上皆有较大改进,在技术上有显著的进步,并产生了好用及实用的效果,且较现有的发光二极管具有增进的突出功效,从而更加适于实用,诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。图1为一种现有习知的发光二极管的结构图。图2A为本发明的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置的实施例的分解立体图。图2B为本发明的一种分离式波长转换单元的发光二^l管光源装置的第一实施例剖视图。图3为本发明的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置的第二实施例剖视图。图4为本发明的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置的应用实施例示意图。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当;了解,'然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明;以限制。请参阅图2A及图2B所示,图2A为本发明的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置20的实施例的分解立体图,图2B为本发明的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置20的第一实施例剖视图。本实施例的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置20,其包括一波长转换单元30以及至少一发光二极管40。波长转换单元30与发光二极管40可由一壳体做为支撑基座加以组合。上述的波长转换单元30,包括一光学元件31以及一波长转换层32。该光学元件31,具有一表面,并且波长转换层32是形成于光学元件31的表面上。光学元件31可为透镜、菲涅耳透镜(FresnelLens)或者扩散片。该波长转换层32,其材质为黄色荧光材料,或者为黄色荧光材料以及红色荧光材料的混合材料。波长转换层32的平均厚度约为1~3nm,可以利用物理气象沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD),包括蒸镀(EvaporationDeposition)、离子镀(IonPlating)或者溅镀(SputteringD印osition),在100°C~500°C的较佳工作环境完成。上述的发光二极管40,包括包括一基座41、一发光二极管晶片42以及一透镜43。该基座41,其为承载体,设有导线架,可用以电性连接于电路板50(结合参阅图4所示)。该发光二极管晶片42,设置于基座41上,可藉由打线与导线架电性连接;该透镜43,形成设置于基座41上,并覆盖发光二极管晶片42。该发光二极管晶片42,可为一蓝光发光二极管发光源。由于蓝光发光二极管发光源可呈现较高的辉度,当蓝光发光二极管发光源搭配黄色荧光材料时,蓝光发光二极管发光源发出的部分蓝光可用以激发黄色荧光材料以产生黄光,而另一部分的蓝光可再与被激发的黄光混合,藉此使发光二极管光源装置20发出白光。藉由透镜的结构设计,可以使发光二极管4Q的出光角度介于土60度之间,并且设置于可激发上述波长转换层32的相对应的位置。通过适当出光角度与位置,可激发波长转换层32呈现白光发出。由于荧光材料并不直接覆盖于发光二极管40上,而可以避免现有习知技术所产生的缺失,进而能够提升生产产品的优良率。请参阅图3所示,为本发明的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置20,的第二实施例剖视图。本发明的波长转换层32可进一步具有复数个凸体,而光学元件31亦同样的可进一步具有复数个凹槽。波长转换层32的凸体结构可利用模造方式加以完成。而光学元件31的凹槽结构可由塑胶玻璃利用射出成型方式形成,或者利用模造方式形成。波长转换层32的凹槽可用以与光学元件31的凸体结合为一体,以形成一波长转换单元30。请参阅图4所示,为本发明的一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置的应用实施例示意图。本实施例又提供了另一种较大尺寸的发光二极管光源装置的设计。上述的发光二极管光源装置,其可将多个发光二极管40进一步设置于同一电路板50上,以形成一阵列式结构。上述的波长转换单元30的尺寸大小可依照发光二极管40与电路板50所形成的阵列结构大小而设计,如此可以成为一较大尺寸的光源结构。以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,各实施例是用以说明本发明的特点,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同,化的等效,施例,但凡是,,离^发明,,方案内,,依据仍属于本发明技术方案的范围内。权利要求1、一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其特征在于其包括一波长转换单元,其包括一光学元件,其具有一表面;及一波长转换层,其形成于该表面;以及至少一发光二极管,设置于激发该波长转换层的位置,又每一该发光二极管包括一基座;一发光二极管晶片,设置于该基座上;及一透镜,形成于该基座上并覆盖该发光二极管晶片。2、根据权利要求1所述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其特征在于其中所述的光学元件是为一透镜、一菲涅耳透镜或一扩散片。3、根据权利要求1所述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其特征在于其中所述的波长转换层的材质是为黄色荧光材料或黄色荧光材料及红光荧光的混合材料。4、根据权利要求1所述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其特征在于其中所述的波长转换层进一步具有复数个凸体,而该光学元件则进一步具有复数个凹槽,其中该些凹槽是与该些凸体结合为一体。5、根据权利要求1所述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其特征在于其中所述的发光二极管晶片是为一蓝光发光二极管发光源。6、根据权利要求1所述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其特征在于其中所述的发光二极管的出光角度是介于±60度之间。7、根据权利要求1所述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其特征在于其中所述的发光二极管是与该波长转换层相距一适当距离。8、根据权利要求1所述的分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,其特征在于其中所述的该些发光二极管进一步设置且电性连结于一电路板上。9、一种波长转换单元,其特征在于其包括一光学元件,其具有一表面;以及一波长转换层,是形成于该表面上。10、根据权利要求9所述的波长转换单元,其特征在于其中所述的光学元件是为一透镜、一菲涅耳透镜或一扩散片。11、根据权利要求9所述的波长转换单元,其特征在于其中所述的波长转换层的材质是为黄色荧光材料或黄色荧光及红光荧光的混合材料。12、根据权利要求9所述的波长转换单元,其特征在于其中所述的波长转换层进一步具有复数个凸体,而该光学元件则进一步具有复数个凹槽,其中该些凹槽是与该些凸体结合为一体。全文摘要本发明是有关于一种分离式波长转换单元的发光二极管光源装置及其波长转换单元。该分离式波长转换单元的发光二极管光源装置,包括一波长转换单元,其包括一光学元件,其具有一表面;及一波长转换层,其形成于该表面;以及至少一发光二极管,设置于激发该波长转换层的位置,又每一该发光二极管包括一基座;一发光二极管晶片,设置于该基座上;及一透镜,形成于该基座上并覆盖该发光二极管晶片。本发明藉由将波长转换层形成于光学元件的表面,可以简化发光二极管的制程,并且可以提高生产产品的优良率。又本发明通过波长转换单元与发光二极管分离设置可以增加发光二极管光源装置的应用,进而能够达到光学设计上所需呈色的均匀性及效果。文档编号F21Y101/02GK101436582SQ200710165978公开日2009年5月20日申请日期2007年11月14日优先权日2007年11月14日发明者吴志蔚,李财南,邓国欣,陈宏伦,黄清源申请人:精碟科技股份有限公司
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