專利名稱：白光發(fā)光二極管組合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種白光發(fā)光二極管組合裝置，特別是一種可兼具發(fā)光效率及顯色性、及可彈性運(yùn)用熒光粉的白光發(fā)光二極管組合裝置。
背景技術(shù)：
白光為多顏色的混合光，可被人眼感覺為白光者，且至少包括二種以上波長的混合光。例如，當(dāng)人眼同時(shí)受紅、藍(lán)、綠光的刺激時(shí)、或同時(shí)受到藍(lán)光與黃光的剌激時(shí)，均可感受為白光。因此，可依照此種原理，來制作一可發(fā)出白光的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。公知的白光半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方式主要有四種，分述如下。
第一種方式是使用以磷化鋁鎵銦(AlInGaP)、氮化銦鎵(InGaN)與磷化鎵(Gap)為材質(zhì)的三顆發(fā)光二極管，控制通過各發(fā)光二極管的電流，而使其分別發(fā)出紅、綠及藍(lán)光。將此三顆發(fā)光二極管晶粒配置于同一個(gè)燈泡(lamp)中，并利用透鏡將三種顏色的光加以混合而產(chǎn)生白光。
第二種方式是使用InGaN與AlInGaP或Gap為材質(zhì)的二顆發(fā)光二極管，控制通過各發(fā)光二極管的電流，使其分別發(fā)出藍(lán)及黃綠光，然后加以混合以產(chǎn)生白光。
第三種方式為1996年日本日亞化學(xué)(Nichia Chemical)公司所發(fā)展出的技術(shù)，其以氮化銦鎵藍(lán)光發(fā)光二極管配合受激發(fā)可發(fā)出黃光的釔鋁氧石榴石型熒光粉，來制成一白光光源。由于此種方式僅須使用一組發(fā)光二極管芯片，可大幅地降低制造成本?，F(xiàn)今其所搭配的熒光粉調(diào)制技術(shù)已臻成熟，故已有商品呈現(xiàn)。
第四種方式是使用紫外光發(fā)光二極管(UV LED)，激發(fā)紅藍(lán)綠三色熒光粉發(fā)出不同顏色的熒光，經(jīng)混色后產(chǎn)生白光。
前述第一與第二種方式的共同缺點(diǎn)在于，當(dāng)不同光色發(fā)光二極管其中的一發(fā)生故障時(shí)，將無法得到正常的白光，且總體而言，發(fā)光效率較差。第二與第三種方式皆利用互補(bǔ)色原理以產(chǎn)生白光，其光譜波長分布的連續(xù)性不如真實(shí)的太陽光，因此色光混合后會(huì)在可見光光譜范圍(400nm～700nm)出現(xiàn)色彩的不均勻，導(dǎo)致色彩飽合度較低。雖然人類的眼睛可忽略此現(xiàn)象而只看見白色光，但在一些精密度較高的光學(xué)檢測器的感測下，例如攝影機(jī)或相機(jī)等，其顯色性(color rendering property)在實(shí)質(zhì)上仍偏低。
至于第四種方式的缺點(diǎn)，則在于是采取三波段可見光組成白光光源，以提高其顯色性，因此須使用三種或三種以上的熒光粉方可達(dá)成。欲同時(shí)利用多種熒光粉體使其發(fā)出不同波長的熒光，先決條件之一是所選用的激發(fā)光必須恰可被這些熒光粉所吸收，并且，各熒光粉體對此波長的光的吸收系數(shù)不可相差太多，此外，光能轉(zhuǎn)換的量子效率亦需盡可能接近為佳。這些因素大幅限制適用的熒光材料種類，造成選用熒光材料的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種可兼具發(fā)光效率及顯色性、及可彈性運(yùn)用熒光粉的白光發(fā)光二極管組合裝置，以解決上述公知白光發(fā)光二極管的缺點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種白光發(fā)光二極管組合裝置，包含至少兩種選自下列組群的在背光板邊緣的白光發(fā)光單元(A)紅藍(lán)綠三色發(fā)光二極管組成的白光發(fā)光單元；(B)藍(lán)光及黃綠光發(fā)光二極管組成的白光發(fā)光單元；(C)藍(lán)光發(fā)光二極管配合黃色熒光粉的白光發(fā)光單元；(D)紫外光發(fā)光二極管配合紅藍(lán)綠色熒光粉的白光發(fā)光單元。
換言之，依據(jù)本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置，可以有下列11種搭配組合A+B(具有紅藍(lán)綠三色發(fā)光二極管組成的白光發(fā)光單元A及藍(lán)光及黃綠光發(fā)光二極管組成的白光發(fā)光單元B)，A+C，A+D，..，A+B+C，....A+B+C+D。因此，依據(jù)本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置，可以兼具發(fā)光效率及顯色性、及可彈性運(yùn)用熒光粉。
為了能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所述附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。


圖1為依據(jù)本實(shí)用新型的第一較佳具體實(shí)例的白光發(fā)光二極管組合裝置的示意圖；圖2A至圖2C為對于三種不同光源的光譜測量圖形；圖3為說明本實(shí)用新型控制單元的示意圖；圖4A及圖4B為更進(jìn)一步說明本實(shí)用新型控制單元的示意圖；圖5為依據(jù)本實(shí)用新型的第二較佳具體實(shí)例的白光發(fā)光二極管組合裝置的示意圖；圖6為依據(jù)本實(shí)用新型的第三較佳具體實(shí)例的白光發(fā)光二極管組合裝置的示意圖；圖7為依據(jù)本實(shí)用新型的第四較佳具體實(shí)例的白光發(fā)光二極管組合裝置的示意圖；及圖8為依據(jù)本實(shí)用新型的第五較佳具體實(shí)例的白光發(fā)光二極管組合裝置的示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下10，50，60，70，80—白光發(fā)光二極管組合裝置；110，120，130，140—白光發(fā)光單元；510，520，530，540—白光發(fā)光單元；610，620，630，640—白光發(fā)光單元；710，720，730，740—白光發(fā)光單元；810，820，830，840—白光發(fā)光單元；160—控制單元；110A～110H-RGB發(fā)光二極管組件；160A—紅光控制部分；160B—綠光控制部分；160C—藍(lán)光控制部分。
具體實(shí)施方式
參見圖1，為依據(jù)本實(shí)用新型的第一較佳具體實(shí)例的白光發(fā)光二極管組合裝置10的示意圖。該白光發(fā)光二極管組合裝置10是運(yùn)用在一LCD背光板上，且包含多個(gè)第一白光發(fā)光單元110，其由紅藍(lán)綠三色發(fā)光二極管組成；多個(gè)第二白光發(fā)光單元120，其由藍(lán)光及黃綠光發(fā)光二極管組成；多個(gè)第三白光發(fā)光單元130，其由藍(lán)光發(fā)光二極管配合黃色熒光粉組成；及多個(gè)第四白光發(fā)光單元140，其由紫外光發(fā)光二極管配合紅藍(lán)綠色熒光粉組成。
在上述的具體實(shí)例中，須知該白光發(fā)光二極管組合裝置10并不一定要具有所有的白光發(fā)光單元110-140，而可具有其中至少兩種即可。例如，本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置10亦可以由一組第一白光發(fā)光單元110(其系由紅藍(lán)綠三色發(fā)光二極管組成)及一組第三白光發(fā)光單元130(其系由藍(lán)光發(fā)光二極管配合黃光熒光粉組成)所構(gòu)成。第三白光發(fā)光單元130雖然具有較高的發(fā)光效率，但是黃光熒光粉的吸收尖峰不一定和藍(lán)光發(fā)光二極管相符合；而紅藍(lán)綠三色發(fā)光二極管可以提供更寬廣的發(fā)光頻譜，因此可以使熒光粉可以做更有效的運(yùn)用。
參見圖2A至圖2C，分別為獨(dú)立的第三白光發(fā)光單元(C)130、獨(dú)立的第一白光發(fā)光單元(A)110、及依據(jù)本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置10(其系由一組第一白光發(fā)光單元110及一組第三白光發(fā)光單元130所構(gòu)成，即A+C)的發(fā)光頻譜。圖2A為獨(dú)立的第三白光發(fā)光單元130發(fā)光頻譜，可以看出其在紅光部分有不足的現(xiàn)象，因此會(huì)影響光源的顯色性。圖2B為獨(dú)立的第一白光發(fā)光單元110發(fā)光頻譜，雖然其具有較佳的顯色性，但是效率較差，須耗電較大才能發(fā)出照度。圖2C為依據(jù)本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置10發(fā)光頻譜，可看出其具有相當(dāng)優(yōu)異的顯色性，并且在耗電較小即可發(fā)出照度。
為了更進(jìn)一步控制白光發(fā)光二極管組合裝置10的顯色性，可以在白光發(fā)光二極管組合裝置10的中提供一控制單元160。如圖3所示，說明以控制單元控制白光發(fā)光二極管組合裝置10的第一白光發(fā)光單元110的示意圖。該第一白光發(fā)光單元110包含多個(gè)RGB發(fā)光二極管組件110A-110H，每一RGB發(fā)光二極管組件中皆有紅藍(lán)綠三色的發(fā)光二極管，且分別電連接至控制單元160的紅光控制部分160A、綠光控制部分160B及藍(lán)光控制部分160C。每一控制單元160具有一內(nèi)存單元，以儲(chǔ)存對于每一發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流數(shù)據(jù)。該控制單元可為一控制IC。
如圖4A及圖4B所示，RGB發(fā)光二極管組件110A-110H中每一發(fā)光二極管的陽極可以經(jīng)由接線A，B，C而連接到紅光控制部分160A、綠光控制部分160B及藍(lán)光控制部分160C的對應(yīng)接點(diǎn)；RGB發(fā)光二極管組件110A-110H中每一發(fā)光二極管的陰極可以經(jīng)由接線D，E，F(xiàn)而連接到紅光控制部分160A、綠光控制部分160B及藍(lán)光控制部分160C的對應(yīng)接點(diǎn)。因此可以藉由控制單元160的紅光控制部分160A、綠光控制部分160B及藍(lán)光控制部分160C而分別控制每一RGB發(fā)光二極管組件110A-110H中每一發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而控制每一RGB發(fā)光二極管組件110A-110H的色溫。
同樣的，亦可以在白光發(fā)光二極管組合裝置10的第三白光發(fā)光單元130中設(shè)立一控制單元(未圖標(biāo))，以控制第三白光發(fā)光單元130的色溫。
圖5所示為本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置應(yīng)用在背光板的另一示意圖，該白光發(fā)光二極管組合裝置10是安置在背光板(未標(biāo)號(hào))的一側(cè)，且包含多個(gè)第一白光發(fā)光單元510，具由紅藍(lán)綠三色發(fā)光二極管組成；多個(gè)第二白光發(fā)光單元520，其由藍(lán)光及黃綠光發(fā)光二極管組成；多個(gè)第三白光發(fā)光單元530，其由藍(lán)光發(fā)光二極管配合黃光熒光粉組成；及多個(gè)第四白光發(fā)光單元540，其由紫外光發(fā)光二極管配合紅藍(lán)綠色熒光粉組成。同樣的，該白光發(fā)光二極管組合裝置50并不一定要具有所有的白光發(fā)光單元510-540，而可具有其中至少兩種即可。
圖6及圖7所示為本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置應(yīng)用在燈具的示意圖，該白光發(fā)光二極管組合裝置60包括白光發(fā)光單元610、620、630、640，該白光發(fā)光二極管組合裝置70包括白光發(fā)光單元710、720、730、740，該白光發(fā)光單元是在一平面上呈線狀或陣列狀排列，該白光發(fā)光二極管組合裝置60及70可以由多排或是單排方式呈現(xiàn)。圖8所示為本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置應(yīng)用在手電筒的示意圖，該白光發(fā)光二極管組合裝置80包括白光發(fā)光單元810、820、830、840，須知在上述三個(gè)具體實(shí)例中，該白光發(fā)光二極管組合裝置并不一定要具有所有的白光發(fā)光單元，而可具有其中至少兩種即可。
綜上所述，本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置，可兼具發(fā)光效率及顯色性、及可彈性運(yùn)用熒光粉，可應(yīng)用于照明燈具及LCD背光板。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求書所做的均等修飾與變化，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種白光發(fā)光二極管組合裝置，其特征是包含至少兩種選自下列組群的在背光板邊緣的白光發(fā)光單元(A)紅綠藍(lán)三色發(fā)光二極管組成的第一白光發(fā)光單元；(B)監(jiān)光及黃綠光發(fā)光二極管組成的第二白光發(fā)光單元；(C)藍(lán)光發(fā)光二極管配合黃色熒光粉的第三白光發(fā)光單元；(D)紫外光發(fā)光二極管配合紅藍(lán)綠色熒光粉的第四白光發(fā)光單元。
2.如權(quán)利要求1的白光發(fā)光二極管組合裝置，其特征是還包含一控制單元，以控制該白光發(fā)光二極管組合裝置中每一發(fā)光二極管的亮度。
3.如權(quán)利要求1的白光發(fā)光二極管組合裝置，其特征是該白光發(fā)光單元是在一平面上呈線狀或陣列狀排列。
4.如權(quán)利要求1的白光發(fā)光二極管組合裝置，其特征是該白光發(fā)光二極管組合裝置包含一由紅藍(lán)綠三色發(fā)光二極管組成的白光發(fā)光單元及一由藍(lán)光發(fā)光二極管配合黃色熒光粉組成的白光發(fā)光單元。
5.如權(quán)利要求2的白光發(fā)光二極管組合裝置，其特征是每一控制單元具有一內(nèi)存單元，儲(chǔ)存對于每一發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求2的白光發(fā)光二極管組合裝置，其特征是該控制單元為一控制IC。
專利摘要一種白光發(fā)光二極管組合裝置，包含至少兩種選自下列組群的在背光板邊緣的白光發(fā)光單元(A)紅藍(lán)綠三色發(fā)光二極管組成的第一白光發(fā)光單元；(B)藍(lán)光及黃綠光發(fā)光二極管組成的第二白光發(fā)光單元；(C)藍(lán)光發(fā)光二極管配合黃光熒光粉的第三白光發(fā)光單元；(D)紫外光發(fā)光二極管配合紅藍(lán)綠光熒光粉的第四白光發(fā)光單元。依據(jù)本實(shí)用新型的白光發(fā)光二極管組合裝置，可以兼具發(fā)光效率及顯色性、及可彈性運(yùn)用熒光粉。
文檔編號(hào)F21S10/00GK2682276SQ20042000125
公開日2005年3月2日 申請日期2004年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月4日
發(fā)明者陳文河, 黃惠燕, 張金彰, 林佳鋒 申請人:政齊科技股份有限公司