專利名稱：具有發(fā)光二極管的光源模板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有發(fā)光二極管的光源模板，特別是一種光源模板上的白光發(fā)光二極管中的光源晶?？墒∪ヒ活w綠色晶粒的發(fā)光二極管的光源模板，可降低成本、降低光熱能及電能。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的光源模組已被廣泛使用于各種光掃描裝置上，如復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、使用于計(jì)算機(jī)上的掃描器及液晶電視銀幕的背光光源...等設(shè)備上。
典型的范例，如中國(guó)臺(tái)灣專利公告號(hào)第574822號(hào)“用于掃描裝置之光源模組”，其光源模板使用由紅、藍(lán)、綠(R、B、G)三個(gè)發(fā)光晶粒組合成單顆的白光發(fā)光二極管，再將復(fù)數(shù)顆的白光發(fā)光二極管一一焊接于電路板上，以形成用于掃描儀中的光源模組或液晶電視銀幕的背光光源模組。
在中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專利證書號(hào)第I226792號(hào)“可縮短掃描時(shí)間的掃描裝置及相關(guān)方法”中，第二光源也使用了白光發(fā)光二極管，然后白光發(fā)光二極管也是由紅、藍(lán)、綠(R、B、G)三顆獨(dú)立發(fā)光晶粒組合為單顆的白光發(fā)光二極管。
但是上述現(xiàn)有技術(shù)具有以下缺點(diǎn)(1)、每一顆白光發(fā)光二極管(LED)，由三顆獨(dú)立的紅、藍(lán)、綠三顆發(fā)光晶粒的組合，要控制三顆晶粒同步發(fā)光及發(fā)光強(qiáng)度的控制，其驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)相當(dāng)麻煩而且在電路制作成本高。
(2)、要控制白光的演色性接近于全頻譜的太陽光，必須要考慮到紅、藍(lán)、綠三種光的均勻整齊性及彼此間距的排列，倘有一顆晶粒發(fā)光強(qiáng)度差或發(fā)光的順序時(shí)間不同步或彼此晶粒的距離差太大，則混合光產(chǎn)生色差大，白光演色性不佳，白光最初的起始點(diǎn)產(chǎn)生不純真，可能為白中帶黃色或白中帶紅色。
(3)、利用三顆紅、藍(lán)、綠各為獨(dú)立晶粒發(fā)光，不但發(fā)光會(huì)產(chǎn)生高熱量而且更耗電能。
本設(shè)計(jì)人先前的中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專利申請(qǐng)第092128458號(hào)“發(fā)光裝置”，利用了藍(lán)光及紅色的二顆晶粒(LED)做為光源，熒光層膠合覆接于藍(lán)光晶粒及紅光晶粒上，熒光層被藍(lán)光光源激發(fā)出一綠色的光，該綠光與藍(lán)、紅光混合以形成白光。
該申請(qǐng)利用了熒光層(粉)替代了一顆綠色的晶粒(LED)，而且綠光的產(chǎn)生與藍(lán)光、紅光的發(fā)光均為同步，所得白光演色性佳。
但是，該申請(qǐng)僅實(shí)施于單顆的白光發(fā)光二極管，未配合實(shí)施于各下游應(yīng)用實(shí)施例的光源模組上，因此如何提升光源模組的白光發(fā)光演色性品質(zhì)，以及降低發(fā)光的材料成本、光熱能及電能，是本實(shí)用新型申請(qǐng)所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種可降低成本的具有發(fā)光二極管的光源模板。
本實(shí)用新型的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種具有發(fā)光二極管的光源模板，其特征在于包括一電路板，其上焊接有數(shù)個(gè)白光發(fā)光二極管，每個(gè)白光發(fā)光二極管至少包括一個(gè)以上的藍(lán)光晶粒及一個(gè)以上的紅光晶粒；熒光層，由熒光粉加上透明膠均勻混合而成，該熒光層膠合覆接于藍(lán)光晶粒及紅光晶粒上。
本實(shí)用新型的技術(shù)效果是1)通過在印刷電路板上焊接有一維或二維以上陣列式排列的白光發(fā)光二極管，每一個(gè)白光發(fā)光二極管僅具有藍(lán)、紅二顆晶粒，藉此可省去傳統(tǒng)技術(shù)中的綠光晶粒的發(fā)光光源，以及減少一個(gè)綠光晶粒(LED)的材料成本。
2)通過在印刷電路板上焊接有一維或二維以上陣列式排列的白光發(fā)光二極管，每一個(gè)白光發(fā)光二極管均覆接有波長(zhǎng)介于500～570nm左右的熒光層，藍(lán)光晶粒發(fā)光同時(shí)激發(fā)熒光層以同時(shí)產(chǎn)生激發(fā)光，使激發(fā)光可同步的與藍(lán)光、紅光二光源混為白光，增進(jìn)白光其產(chǎn)生的起始點(diǎn)演色性的品質(zhì)控制。
3)通過在印刷電路板上焊接有一維或二維以上陣列式排列的白光發(fā)光二極管，省去了傳統(tǒng)白光二極管中的綠色晶粒，使驅(qū)動(dòng)電路得以簡(jiǎn)化，并降低發(fā)光高熱量、高耗電的產(chǎn)生。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型光源模板的立體圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本實(shí)用新型光源模板的俯視圖；圖4是本實(shí)用新型光源模板再一實(shí)施例的俯視圖；圖5是本實(shí)用新型單顆發(fā)光二極管與電路板連接的局部斷面放大圖；圖6是本實(shí)用新型另一種單顆發(fā)光二極管與電路板連接的局部斷面放大圖；圖7是本實(shí)用新型另一種單顆發(fā)光二極管與電路板連接的局部斷面放大圖；圖8是藍(lán)、紅及綠色光波長(zhǎng)混合以顯示白光的平面示意圖。
附圖標(biāo)記說明電路板100；發(fā)光二極管120；處理器150；電源160；藍(lán)光晶粒10；導(dǎo)線12、14、22、24；紅色晶粒20；熒光層30、30′；導(dǎo)電架42、44；接腳66、68；反射蓋50；凹槽52、62；內(nèi)壁面53；主導(dǎo)線架60；透明樹脂64；透明膠層70；白光W；激發(fā)光G；藍(lán)光B；紅光R。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型所提供的一種具有發(fā)光二極管的光源模板包含一電路板100，其上焊接有復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管120，每一個(gè)獨(dú)立的白光發(fā)光二極管120至少包括一個(gè)以上的作為藍(lán)光發(fā)光光源的藍(lán)光晶粒(LED)10及一個(gè)以上的作為紅光發(fā)光光源的紅光晶粒(LED)20；
熒光層30，由熒光粉加上透明膠均勻混合而成，該熒光層30膠合覆接于藍(lán)光晶粒10及紅光晶粒20上，其中主要以藍(lán)光B來激發(fā)熒光層30，熒光層30被激發(fā)出波長(zhǎng)與藍(lán)光B及紅光R等波長(zhǎng)不同的光，該不同的光波長(zhǎng)介于500～570nm間，被定義為激發(fā)光G，激發(fā)光G與藍(lán)光B及紅光R相混合的混合光透射出熒光層30外，被定義為白光W。
其中藍(lán)光晶粒10所發(fā)出的藍(lán)光B的波長(zhǎng)約為360～480nm間，紅光晶粒20所發(fā)出的紅光R波長(zhǎng)為585～780nm。
其中熒光層30中的熒光粉可為鋁石榴石系(Yttrium Aluminium Garnet)或矽酸鹽類(SmOn4-)或硼酸鹽類(BxOy3-)材質(zhì)構(gòu)成。
其中藍(lán)光晶粒10及紅光晶粒20可連接于一反射蓋50的凹槽52中，凹槽52中可填充熒光層30，其二導(dǎo)電架42、44焊接于電路板100上(如圖5所示)。
其中藍(lán)光晶粒10及紅光晶粒20可連接于主導(dǎo)線架60上方預(yù)設(shè)的凹槽62中，熒光層30填充于凹槽62中，一燈泡型的透明樹脂64可將熒光層30及主導(dǎo)線架60上端一體包覆，其電極接腳66、68焊接于電路板100上(如圖7所示)。
其中熒光層30中的熒光粉的材質(zhì)可由下列組合物的一種或二種或三種的組合來選用熒光粉由鈰元素致活且含Y與Al的鋁石榴石系(YAGCe3+)；熒光粉由銪元素致活的石榴系(YAGEU2+/3+)；熒光粉由鋱(Terbium)元素致活的石榴系(YAGTb3+)。
如圖6所示的本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，所提供一種具有發(fā)光二極管的光源模板，是在一電路板100上焊接有復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管120，每一顆獨(dú)立的白光發(fā)光二極管120包含至少一個(gè)以上的藍(lán)光晶粒(LED)10，以作為藍(lán)光B發(fā)光的光源；至少一個(gè)以上的紅光晶粒(LED)20，以作為紅光R發(fā)光的光源；熒光層30′由熒光粉加上透明膠均勻混合，該熒光層30′將藍(lán)光晶粒10封裝包覆；透明膠層70將熒光層30′及紅色晶粒20封裝包覆，其中藍(lán)光用以激發(fā)熒光層30′，使熒光層30′發(fā)出波長(zhǎng)與藍(lán)光B、紅光R等二波長(zhǎng)不同的光，其光波長(zhǎng)介于500～570nm之間，被定義為激發(fā)光G，該激發(fā)光G與藍(lán)光B及紅光R相混合形成白光W。
其中復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管120以一維直線陣列式焊接排列在電路板100上，該電路板100可做為掃描儀的光源模板/照明燈具。
其中復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管120以多排一維直線數(shù)陳列焊接排列于電路板100上，該電路板100可做為液晶顯示器的背光光源模板/照明燈具。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)造及工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型的光源模板為長(zhǎng)條狀，每相鄰的發(fā)光二極管120(120)設(shè)為等距或不等距的線性排列，該光源模板可被使用于掃描器中的光源模板上。其中每一顆發(fā)光二極管120中包含有藍(lán)光晶粒10、紅光晶粒20及熒光層30，藍(lán)光晶粒10及紅光晶粒20受電極同時(shí)發(fā)出藍(lán)光B及紅光R做為二個(gè)光源，藍(lán)光B及紅光R混合后并以藍(lán)光B光源去激發(fā)熒光層30，使熒光層30被激發(fā)出激發(fā)光G(波長(zhǎng)介于500～570nm的綠光)，激發(fā)光G再與藍(lán)光B、紅光R相混合，可得白光W(如圖8所示)。如圖2所示，藍(lán)光晶粒10、紅光晶粒20藉電源端與接地端連接一處理器150及電源160，因此其處理器150及驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)較之傳統(tǒng)的三個(gè)晶粒的設(shè)計(jì)，得以簡(jiǎn)化。本實(shí)用新型的每一顆白光發(fā)光二極管120內(nèi)部?jī)H有二個(gè)發(fā)光晶粒(即藍(lán)光晶粒10及紅光晶粒20)與傳統(tǒng)的光源模組的白光發(fā)光二極管相較，本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)上減少了一顆綠色的晶粒，而由熒光層30來替代，如此可減少一顆綠色晶粒的成本，減少發(fā)光二極管120的整體體積，同時(shí)本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電路僅需針對(duì)藍(lán)、紅晶粒10、20等二顆來設(shè)計(jì)，無需像傳統(tǒng)的必須要同時(shí)針對(duì)三顆藍(lán)、紅、綠晶粒來設(shè)計(jì)發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路及處理器。另外致光熒光層30、30′被藍(lán)光B激發(fā)為激發(fā)光G(即綠光)時(shí)，激發(fā)光G幾近同步于藍(lán)、紅光(B、R)的發(fā)光時(shí)間，故藍(lán)、紅、激發(fā)光(B、R、G)混合的起始點(diǎn)較容易控制，換言之僅需控制藍(lán)、紅光晶粒10、20的同步發(fā)光，即可掌握到被致光的激發(fā)光G幾近同步的與藍(lán)、紅光(B、R)混合，故藍(lán)、紅、激發(fā)光(B、R、G)混合成白光的起始點(diǎn)或熄滅點(diǎn)的白光演色性及均勻性較傳統(tǒng)白光二極管為佳。
本實(shí)用新型的發(fā)光光源僅有藍(lán)、紅晶粒10、20二顆，與傳統(tǒng)光源模組上的發(fā)光二極管所使用三顆晶粒相比較，本實(shí)用新型所產(chǎn)生光熱能及電能低。
本實(shí)用新型的藍(lán)光晶粒10正常的狀態(tài)下使用了3(V)及0.02(A)的電源，所耗功率為0.06W、紅光晶粒20使用了2(V)及0.02(A)的電源，所耗功率為0.04W，兩者相加也僅有0.1W，然而傳統(tǒng)光源模組所使用的白光發(fā)光二極管所消耗功率至少約0.15W以上，因此本實(shí)用新型的電功率的消耗顯著降低。
如圖4所示，本實(shí)用新型的電路板100為較大面積的四方形，其復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管120(120)以二維以上陣列式的排列，該光源模板可被使用于液晶顯示器中的背光光源模板。當(dāng)然本實(shí)用新型的光源模板也可被使用于各種日常生活的照明設(shè)備，如照明燈具、閃爍燈具或警示燈具...等。
如圖5所示，藍(lán)光晶粒10及紅光晶粒20分別連接于一反射蓋50的凹槽52中，其中紅光晶粒20正、負(fù)極的導(dǎo)線22、24分別連接于二個(gè)導(dǎo)電架42、44上，藍(lán)光晶粒10的正、負(fù)級(jí)導(dǎo)線12、14分別連接于二導(dǎo)電架42、44上，左、右導(dǎo)電架42、44之間為絕緣而且左、右導(dǎo)電架42、44焊接于電路板100上，以形成電氣回路。熒光層30中的熒光粉由鋁石榴石系(YAG)或矽酸鹽類(SmOn4-)或硼酸鹽類(BxOy3-)材質(zhì)所構(gòu)成，更進(jìn)一步而言，熒光粉可選擇YAGCe3+、YAGEU2+/3+、YAGTb3+其中之一種或二種，或者為這些材質(zhì)的組合。該熒光層30的光波長(zhǎng)為500～585nm間，其被定義為綠色或黃色，或綠色與黃色之間的顏色。藍(lán)光晶粒10及紅光晶粒20受電極作用，同步發(fā)光，產(chǎn)生藍(lán)色及紅色的光源，其中藍(lán)光B其光源的波長(zhǎng)介于360～480nm之間，紅光晶粒20所發(fā)出紅光R其光源的波長(zhǎng)介于585～780nm之間，當(dāng)這二個(gè)各為獨(dú)立的藍(lán)、紅光(B、R)相互同步混合向外發(fā)出并經(jīng)過反射蓋50，其內(nèi)壁面53將光反射出，乃激發(fā)熒光層30中的綠色或黃色熒光粉，產(chǎn)生異于藍(lán)光(B)、紅光(R)兩者波長(zhǎng)不同的激發(fā)光G，該激發(fā)光G的波長(zhǎng)介于510～570nm間，與藍(lán)、紅光(B、R)波長(zhǎng)相混合，被人眼視覺時(shí)，乃被定義為白光W(如圖8所示)。由于該白光W的產(chǎn)生是由二個(gè)獨(dú)立的藍(lán)、紅光(B、R)的光源同步發(fā)射，用以激發(fā)熒光層30，因此具有亮度高、效率高的特性，以達(dá)三個(gè)光波長(zhǎng)混合成高亮度及演色性更佳的白光W顯現(xiàn)。
如圖6所示的本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，熒光層30′以獨(dú)立的將藍(lán)光晶粒10封裝包覆，此熒光層30′的材質(zhì)作用與前述的熒光層30相同；透明膠層70再填充包覆于熒光層30′及紅光晶粒20上，藉此，藍(lán)光晶粒10發(fā)出藍(lán)光B時(shí)，藍(lán)光B激發(fā)熒光層30′使熒光層30′發(fā)出另一波長(zhǎng)與藍(lán)、紅光不同的激發(fā)光G，與藍(lán)、紅光二光波長(zhǎng)相混合，使三波長(zhǎng)不同的光相混合為白光W并從透明膠層70顯現(xiàn)并發(fā)出。
如圖7所示的本實(shí)用新型的另一可行實(shí)施例，透明樹脂64將熒光層30及主導(dǎo)線架60包覆，其中藍(lán)、紅光晶粒10、20的導(dǎo)線12、22焊接于一接腳68上，另一導(dǎo)線14焊接于另一接腳66上，左、右導(dǎo)線接腳66、68焊接于電路板100上，以形成電氣回路。
熒光層30受藍(lán)光B、紅光R的激發(fā)，發(fā)出激發(fā)光G與藍(lán)光B、紅光R混合形成白光W，并從透明樹脂64透射出。
本實(shí)用新型的光源模板可做為掃描儀及液晶顯示器的背光模板來使用，亦可做為照明設(shè)備來使用。
權(quán)利要求1.一種具有發(fā)光二極管的光源模板，其特征在于包括一電路板，其上焊接有復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管，每個(gè)獨(dú)立的白光發(fā)光二極管至少包括一個(gè)以上的藍(lán)光晶粒及一個(gè)以上的紅光晶粒；熒光層，由熒光粉加上透明膠均勻混合而成，該熒光層膠合覆接于藍(lán)光晶粒及紅光晶粒上。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光二極管的光源模板，其特征在于，藍(lán)光晶粒所發(fā)出的藍(lán)光其波長(zhǎng)約為360～480nm間，紅光晶粒所發(fā)出的紅光波長(zhǎng)為585～780nm。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光二極管的光源模板，其特征在于熒光層中的熒光粉由鋁石榴石系或矽酸鹽類或硼酸鹽類材質(zhì)構(gòu)成。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光二極管的光源模板，其特征在于藍(lán)光晶粒及紅光晶粒連接于一反射蓋的凹槽中，凹槽中填充熒光層，其二導(dǎo)電架焊接于電路板上。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光二極管的光源模板，其特征在于，藍(lán)光晶粒及紅光晶粒連接于主導(dǎo)線架上方預(yù)設(shè)的凹槽中，熒光層填充于凹槽中，一燈泡型的透明樹脂將熒光層及主導(dǎo)線架上端一體包覆，其電極接腳焊接于電路板上。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光二極管的光源模板，其特征在于，復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管以一維直線陣列式焊接排列在電路板上。
7.依據(jù)權(quán)利要求1所述的具有發(fā)光二極管的光源模板，其特征在于，復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管以多排一維直線陣列式焊接排列于電路板上。
8.一種具有發(fā)光二極管的光源模板，在一電路板上焊接復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管，其特征在于每一顆獨(dú)立的白光發(fā)光二極管包含至少一個(gè)以上的藍(lán)光晶粒；至少一個(gè)以上的紅光晶粒；熒光層，由熒光粉加上透明膠均勻混合，該熒光層將藍(lán)光晶粒封裝包覆；透明膠層，將熒光層及紅色晶粒封裝包覆。
專利摘要本實(shí)用新型是一種具有發(fā)光二極管的光源模板，包括一電路板，其上焊接有復(fù)數(shù)的白光發(fā)光二極管，每個(gè)獨(dú)立的白光發(fā)光二極管至少包括一個(gè)以上的藍(lán)光晶粒及一個(gè)以上的紅光晶粒；熒光層，由熒光粉加上透明膠均勻混合而成，該熒光層膠合覆接于藍(lán)光晶粒及紅光晶粒上。由于本實(shí)用新型將熒光層利用為綠光源，因此可以省去綠光晶粒。
文檔編號(hào)F21S4/00GK2821871SQ20052001113
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者李坤錐, 朱哲男 申請(qǐng)人:優(yōu)佰利股份有限公司