專利名稱：發(fā)光二極管照明裝置及其光源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管照明裝置，尤其涉及一種具有低色溫與高演色性
的發(fā)光二極管的照明裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode， LED)為一半導(dǎo)體組件，初期主要作為指示 燈、交通號(hào)志與招牌廣告牌等。隨著白光發(fā)光二極管的出現(xiàn)，開始被應(yīng)用于照明設(shè)備，如手 電筒、車燈，甚至是一般室內(nèi)外照明的燈泡或燈管。發(fā)光二極管主要是通過半導(dǎo)體化合物將 電能轉(zhuǎn)換為光能，達(dá)到發(fā)光的效果，因此具有壽命長(zhǎng)、耗電量低與轉(zhuǎn)換效率高等特性。加上 發(fā)光二極管的封裝殼體是利用環(huán)氧樹脂(印oxy)或硅膠制作而成，因此具有不易破損的優(yōu) 點(diǎn)，同時(shí)發(fā)光二極管是一種極小的發(fā)光源，所以可配合各種應(yīng)用設(shè)備的小型化。 配合參閱圖l，為日亞化學(xué)公司(Nichia Chemical)于1997年發(fā)表的白光發(fā)光 二極管，該圖為美國(guó)核準(zhǔn)專利第5998925號(hào)，「Light emitting device having anitride compound semiconductor and a phosphor containing a garnet fluorescentmaterial」 的指定代表圖，圖中所示為一引線型發(fā)光二極管的剖視圖。 該白光發(fā)光二極管100包含一黃色熒光粉101、一藍(lán)光發(fā)光二極管晶粒102、多個(gè) 金屬引線103、一環(huán)氧樹脂(印oxy)殼體104、一支撐座105以及一導(dǎo)線架106。其中該藍(lán)色 發(fā)光二極管晶粒102的發(fā)光波段介于400nm至530nm，該黃色熒光粉為含有Y與Al的釔鋁 石榴石(Yttrium Aluminum Garnet, YAG)熒光粉。 該藍(lán)光發(fā)光二極管晶粒102安置于該支撐座105上方的凹槽，且該藍(lán)光發(fā)光二極 管晶粒102的電極端(未圖示)通過該些金屬引線103電連接至該支撐座105與該導(dǎo)線架 106，該黃色熒光粉101完全覆蓋于該藍(lán)光發(fā)光二極管晶粒102外，外部再以該環(huán)氧樹脂104 模塑成型。另外，該環(huán)氧樹脂104亦可使用硅膠取代之。 該白光發(fā)光二極管IOO是利用該藍(lán)光發(fā)光二體晶粒102激發(fā)涂布于上方的該黃色 熒光粉101，使該黃色熒光粉101被激發(fā)后產(chǎn)生的黃光與原先用于激發(fā)的藍(lán)光進(jìn)行混光而 產(chǎn)生白光。 由于人們?cè)谌粘Ｉ钪?，無論是在室內(nèi)或室外需要照明光源時(shí)，無不希望獲 得近似太陽(yáng)光的光源照射，因此白光發(fā)光二極管亦被要求有類似光譜、演色性(color rendering)與色溫(color temperature)來滿足日常生活照明需求。 其中色溫的定義是以絕對(duì)溫度K表示，若對(duì)黑體(例如鐵)加熱，當(dāng)溫度升高到某 一程度以上時(shí)，其發(fā)光顏色是深紅色，當(dāng)溫度繼續(xù)升高，則發(fā)光顏色逐漸改變?yōu)闇\紅、橙紅、 白、藍(lán)白、藍(lán)等各種光色。某光源與加熱黑體的顏色相同時(shí)，黑體對(duì)應(yīng)的絕對(duì)溫度稱為該光 源的色溫。若以色度坐標(biāo)(chromaticitycoordinate)系統(tǒng)，如CIE1931來觀察，隨色溫增 加的色度坐標(biāo)改變會(huì)呈現(xiàn)出曲線的軌跡，如圖2所示。 一般而言，色溫在3000K以下，光色 有偏紅的現(xiàn)象，給人溫暖的感覺，稱為暖色光源；而色溫超過5000K時(shí)顏色會(huì)偏向藍(lán)色，給 人一種清冷的感覺，稱為冷色光源。[0009] 另外，演色性是照明光源展現(xiàn)物體顏色忠實(shí)程度的一種特性，演色性高的光源對(duì)物體顏色的表現(xiàn)較為逼真，被照物體對(duì)人類眼睛所呈現(xiàn)的顏色也比較接近自然的原色。[0010] 然而，利用藍(lán)光發(fā)光二極管晶粒102搭配黃色熒光粉101所制成的白光發(fā)光二極管，藍(lán)光占發(fā)光光譜的大部分，因此會(huì)有色溫偏高(約6000K)與不均勻的問題，加上發(fā)光光譜的紅色部分的強(qiáng)度較弱，當(dāng)照射于物體時(shí)無法完全呈現(xiàn)紅色，造成演色性較差的現(xiàn)象。[0011] 此外，有部分廠商提出在白光發(fā)光二極管的封裝過程中，加入紅色或綠色熒光粉以達(dá)到降低色溫與以及提高演色性，但由于難以控制該些熒光粉均勻度，使得所制得的白光發(fā)光二極管不如預(yù)期，且大大增加了制作過程的困難度。因此，如何研制出一種具有低色溫且演色性高的發(fā)光二極管光源模塊是目前各發(fā)光二極管大廠面臨的重大課題。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)所述，為解決白光發(fā)光二極管白光色溫偏高與演色性低的問題，本實(shí)用新型的一 目的在于提供一種發(fā)光二極管的光源模塊，該光源模塊具有低色溫以及良好的光演色性。 本實(shí)用新型的另一目的，在于提供一種具有上述光源模塊的發(fā)光二極管照明裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種光源模塊，其特征在于，包含 多個(gè)白光發(fā)光二極管，使用藍(lán)光發(fā)光二極管芯片搭配黃色熒光粉，以形成一全波
段的白光發(fā)光二極管； 多個(gè)紅光發(fā)光二極管，該些紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于585nm至630nm之間； 多個(gè)綠光發(fā)光二極管，該些綠光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于515nm至535nm之間； 該光源模塊混合該些發(fā)光二極管發(fā)出的光線，以形成一具有較低色溫且較高演色性的光源。 上述的光源模塊，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于585nm至595nm之間。 上述的光源模塊，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于620nm至630nm之間。 上述的光源模塊，其特征在于，該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目大于該白光發(fā)光二極管。 上述的光源模塊，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的使用數(shù)目大于該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目。 上述的光源模塊，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的使用數(shù)目等于該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目。 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型還提供一種發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，包含 —支撐座； —光源模塊，設(shè)置于該支稱座的一側(cè)，該光源模塊包含[0027] 多個(gè)白光發(fā)光二極管，使用藍(lán)光發(fā)光二極管芯片搭配黃色熒光粉，以形成一全波 段的白光發(fā)光二極管； 多個(gè)紅光發(fā)光二極管，該些紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于585nm至630nm之 間； 多個(gè)綠光發(fā)光二極管，該些綠光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于515nm至535nm之 間； —散熱模塊，設(shè)置于該支稱座相反于設(shè)置該光源模塊的另一側(cè)； —套筒，用以套設(shè)于該散熱模塊外部。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該支撐座還包含一座體、一位于座體下 方的管體，以及位于該座體上表面的一金屬基板。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，還包含一置于該光源模塊前方的透光 保護(hù)罩。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于 585nm至595nm之間。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于 620nm至630nm之間。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目大于該 白光發(fā)光二極管。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的使用數(shù)目大于該 綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的使用數(shù)目等于該 綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該散熱模塊包含多個(gè)散熱鰭片，以及穿 伸該些散熱鰭片的多個(gè)導(dǎo)熱管。 上述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該金屬基板為鋁基板。 本實(shí)用新型的功效在于，借由提供三種不同顏色的發(fā)光二極管，利用混光的方式
以形成一具有較低色溫以及高演色性的光源模塊，相較于利用熒光粉的制備方式，不僅制 備簡(jiǎn)單且具有低成本等優(yōu)勢(shì)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型 的限定。

圖1為現(xiàn)有的引線式白光發(fā)光二極管的剖面圖； 圖2為CIE1931色度圖； 圖3為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明裝置的立體分解圖； 圖4為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明裝置的剖面圖； 圖5為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊的光源模塊的一排列分布圖； 圖6為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊的光源模塊的又一排列分布圖； 圖7為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊的光源模塊的另一排列分布圖。[0050]其中，附圖標(biāo)記[0051]現(xiàn)有技術(shù)[0052]100白光發(fā)光101黃色熒光:102藍(lán)光發(fā)光103金屬引線本實(shí)用新型[0057]200支撐座220座體240管體260卡槽280金屬基板300散熱模塊320散熱鰭片322中心穿孔324葉片穿孔
104
105
106
340 導(dǎo)熱管
342 蒸發(fā)段
344 冷凝段
400 套筒
500 光源模塊
520G綠光發(fā)光二極管
520R紅光發(fā)光二極管
520W光發(fā)光二極管
600 透光保護(hù)罩
具體實(shí)施方式配合參見圖3與圖4，分別為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊的立體分解圖與剖視圖。該發(fā)光二極管照明模塊包含一支撐座200、一散熱模塊300、一套筒400以及一光源模塊500。 該支撐座200包含一座體220、位于該座體220下表面的一管體240以及位于該座體220上表面用以安置該光源模塊500的金屬基板280，其中該金屬基板280為鋁基板。參見圖4，該座體的下表面另包含有兩個(gè)卡槽260。 該散熱模塊300包含有多個(gè)散熱鰭片320以及多個(gè)導(dǎo)熱管340，該些散熱鰭片320相互層疊排列而成，并于該些散熱鰭片320的中央設(shè)有一中心穿孔322。于該些散熱鰭片320的葉片部分設(shè)有多個(gè)葉片穿孔324，該中心穿孔322用以供該支撐座200的管體240套設(shè)于其中。該些導(dǎo)熱管340呈倒U字形，包含有一呈扁平狀的蒸發(fā)段342，以及連通該蒸發(fā)段342的二個(gè)管狀的冷凝段344。該蒸發(fā)段342抵頂于該座體220下表面的該些卡槽260，該冷凝段344穿伸該些葉片穿孔324，并于該些導(dǎo)熱管冷凝段344的一端利用螺絲(未圖示)鎖固。 該套筒400為一圓型且周緣鏤空的筒體，用以套設(shè)于該散熱模塊外部，并鎖固于該座體220的外緣，用以支撐該散熱模塊300，避免該散熱模塊300脫落。[0070] 該光源模塊500設(shè)置于該支撐座200的該金屬基板280上表面，該光源模塊500包含多個(gè)白光發(fā)光二極管520W、多個(gè)紅光發(fā)光二極管520R以及多個(gè)綠光發(fā)光二極管520G (參見圖5至圖7)。其中該白光發(fā)光二極管520W為利用藍(lán)色發(fā)光二極管芯片搭配黃色熒光粉所形成的白光發(fā)光二極管；該紅光發(fā)光二極管520R的發(fā)光波段介于585nm至630nm之間，其中該紅光發(fā)光二極管520R的較佳波段介于585nm至595nm間以及620nm至630nm間；該綠光發(fā)光二極管520G的發(fā)光波段介于515nm至535nm之間。
連力方
體撐線
殼支導(dǎo)[0071 ] 該些紅光發(fā)光二極管520R與該些綠光發(fā)光二極管520G主要用以提供該光源模塊 500 —紅光光源以及一綠光光源，以中和該白光發(fā)光二極管520W本身的高色溫，使該光源 模塊500形成一具有較低色溫的發(fā)光源。另外，該些紅光發(fā)光二極管520R與該些綠光發(fā)光 二極管520G是用以提高該發(fā)光源的演色性，使被照攝的物體得以呈現(xiàn)自然的原色。 配合參見圖5，為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊的光源模塊的一排列分布圖。 該光源模塊500包含有十七個(gè)發(fā)光二極管，其中白光發(fā)光二極管520W四個(gè)、綠光發(fā)光二極 管520G五個(gè)以及紅光發(fā)光二極管520R八個(gè)。該綠光發(fā)光二極管520G成十字狀的方式置 于該金屬基板280，且位于中心的綠光發(fā)光二極管520G位于該金屬基板280的中心處；該 些白光發(fā)光二極管520W穿插于該些綠光發(fā)光二極管520G間，該些紅光發(fā)光二極管520R則 置于該些綠光發(fā)光二極管520G與該些白光發(fā)光二極管520W的外圍。 配合參見圖6，為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊的光源模塊500的另一排列 分布圖。該光源模塊500包含有三十一個(gè)發(fā)光二極管，白光發(fā)光二極管520W四個(gè)、綠光發(fā) 光二極管520G九個(gè)以及紅光發(fā)光二極管520R十八個(gè)。該些紅光發(fā)光二極管520R呈等距 地環(huán)繞于該金屬基板280邊緣，該其中的一個(gè)綠光發(fā)光二極管520G位于該金屬基板280的 正中心，該些白光二極管220W呈等邊的環(huán)設(shè)于該位于金屬基板280中心的綠光發(fā)光二極管 520G，剩余的八個(gè)綠光發(fā)光二極管520G亦呈等邊的環(huán)設(shè)于該些白光發(fā)光二極管520W外圍。 配合參見圖7，為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊的光源模塊500另一排列分 布圖。該光源模塊500包含有三十七個(gè)發(fā)光二極管，其中該白光發(fā)光二極管520W九個(gè)、該 綠光發(fā)光二極管520G十四個(gè)、該紅光發(fā)光二極管520R十四個(gè)。該其中的一個(gè)白光發(fā)光二 極管520W為于該座體220的中心點(diǎn)，剩余的八個(gè)白光發(fā)光二極管520W則呈圓形分布于該 金屬基板280的八分之一等分在線。 接著，將該金屬基板280劃分為四個(gè)等分，分別為右上方、右下方、左上方以及左 下方四部分，其中該右上方的該些發(fā)光二極管的排列方式與該左下方相對(duì)稱，該右下方的 該些發(fā)光二極管的排列方式是對(duì)稱于該左上方的該些發(fā)光二極管排列方式。 該金屬基板280右上方的發(fā)光二極管包含有一位于該八分之一等分在線，且介于 該位于中心點(diǎn)白光發(fā)光二極管520W與該八分之一等分線的白光發(fā)光二極管520W之間的一 個(gè)綠光發(fā)光二極管520G。以及介于上述的綠光發(fā)光二極管520G與八分之一等分在線的白 光發(fā)光二極管520W之間的兩個(gè)紅光發(fā)光二極管520R。還有位于該八分之一等分線的白光 發(fā)光二極管520W外圍的四個(gè)發(fā)光二極管，該四個(gè)發(fā)光二極管依順時(shí)針方向依序?yàn)榫G光發(fā) 光二極管520G-紅光發(fā)光二極管520R-紅光發(fā)光二極管520R-綠光發(fā)光二極管520G。 另外，該金屬基板280右下方的發(fā)光二極管包含有一位于該八分之一等分在線， 且介于該位于中心點(diǎn)白光發(fā)光二極管520W與該八分之一等分線的白光發(fā)光二極管520W 之間的一個(gè)紅光發(fā)光二極管520R。以及介于上述的紅光發(fā)光二極管520R與八分之一等分 在線的白光發(fā)光二極管520W之間的兩個(gè)綠光發(fā)光二極管520G。還有位于該八分之一等分 線的白光發(fā)光二極管520W外圍的四個(gè)發(fā)光二極管，該四個(gè)發(fā)光二極管依順時(shí)針方向依序 為紅光發(fā)光二極管520R-綠光發(fā)光二極管520G-綠光發(fā)光二極管520G-紅光發(fā)光二極管 520R。 依照上述的三種不同光源模塊的排列方式，可整合出不同顏色的發(fā)光二極管使用 數(shù)量間的規(guī)則。先假設(shè)該白光發(fā)光二極管520W的使用數(shù)量為nW、該紅光發(fā)光二極管520R的使用數(shù)量為nR、該綠光發(fā)光二極管520G的使用數(shù)目為nG，則該不同光色的發(fā)光二極管間的使用數(shù)量符合下式nW < nG《nR較佳。其中該綠光發(fā)光二極管520G的使用數(shù)目大于該白光發(fā)光二極管520W，而該紅光發(fā)光二極管520R的使用數(shù)目大于或等于該綠光發(fā)光二極管520G的使用數(shù)目。 此外，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊還包含一位置于該光源模塊前方的透光保護(hù)罩600，該透光保護(hù)罩600主要用以保護(hù)該光源模塊500不受外物撞擊而損壞。[0080] 綜合以上所述，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明模塊利用不同光色的發(fā)光二極管進(jìn)行混光，以形成一具有較低色溫以及高演色性的光源模塊，相較于利用不同顏色的熒光粉進(jìn)行混光，具有制備簡(jiǎn)單且成本低的優(yōu)勢(shì)。 當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種光源模塊，其特征在于，包含多個(gè)白光發(fā)光二極管，使用藍(lán)光發(fā)光二極管芯片搭配黃色熒光粉，以形成一全波段的白光發(fā)光二極管；多個(gè)紅光發(fā)光二極管，該些紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于585nm至630nm之間；多個(gè)綠光發(fā)光二極管，該些綠光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于515nm至535nm之間；該光源模塊混合該些發(fā)光二極管發(fā)出的光線，以形成一具有較低色溫且較高演色性的光源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于 585nm至595nm之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于 620nm至630nm之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于，該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目大于 該白光發(fā)光二極管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源模塊，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的使用數(shù)目大于 該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源模塊，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的使用數(shù)目等于 該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目。
7. —種發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，包含 一支撐座；一光源模塊，設(shè)置于該支稱座的一側(cè)，該光源模塊包含多個(gè)白光發(fā)光二極管，使用藍(lán)光發(fā)光二極管芯片搭配黃色熒光粉，以形成一全波段的 白光發(fā)光二極管；多個(gè)紅光發(fā)光二極管，該些紅光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于585nm至630nm之間； 多個(gè)綠光發(fā)光二極管，該些綠光發(fā)光二極管的發(fā)光波段介于515nm至535nm之間； 一散熱模塊，設(shè)置于該支稱座相反于設(shè)置該光源模塊的另一側(cè)； 一套筒，用以套設(shè)于該散熱模塊外部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該支撐座還包含一座體、 一位于座體下方的管體，以及位于該座體上表面的一金屬基板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，還包含一置于該光源模 塊前方的透光保護(hù)罩。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光 光波段介于585nm至595nm之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光 光波段介于620nm至630nm之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光 用數(shù)目大于該白光發(fā)光二極管。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的 使用數(shù)目大于該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的2二極管照明裝置，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的發(fā) 二極管照明裝置，其特征在于，該紅光發(fā)光二極管的發(fā) 二極管照明裝置，其特征在于，該綠光發(fā)光二極管的使使用數(shù)目等于該綠光發(fā)光二極管的使用數(shù)目。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該散熱模塊包含多個(gè)散 熱鰭片，以及穿伸該些散熱鰭片的多個(gè)導(dǎo)熱管。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該金屬基板為鋁基板。
專利摘要一種發(fā)光二極管照明裝置，包含一支撐座、一光源模塊、一散熱模塊以及一套筒。該光源模塊設(shè)置于該支撐座上，且包含有多個(gè)白光發(fā)光二極管、多個(gè)紅光發(fā)光二極管以及多個(gè)綠光發(fā)光二極管。該散熱模塊包含多個(gè)散熱鰭片以及穿伸該些散熱鰭片的多個(gè)導(dǎo)熱管。該套筒套設(shè)于該散熱模塊外部。該發(fā)光二極管照明裝置混合該些發(fā)光二極管發(fā)出的光線，形成一具有低色溫且高演色性的光源。
文檔編號(hào)F21V29/00GK201547575SQ20092026898
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者孫宗鼎, 徐志偉 申請(qǐng)人:艾笛森光電股份有限公司