TWI357475B - Led white-light lamp with an easily adjustable col - Google Patents

Description

1357475 六、發明說明： _ 【發明所屬之技術領域】 _ 本發明係與照明用燈泡有關，更詳而言之係指一種易 於調整色溫之三波長led白光照明燈泡結構。 【先前技術】 按’由於發光二極體（Light Emitting Diode，簡稱LED) 具有低耗能、高效率的特性及優點，因此目前各國及業界 * 皆將此一技術列為策略發展的重點技術，以取代現有傳統 之照明設備。 第一圖所示’現有之LED照明燈泡，係將多數可發出 紅光、綠光、藍光LED元件1、2、3電性連接於一電路 板4上’再由該電路板4連接一連接端子（圖中未示），以 由該連接端子與電源（或燈座）電性連接，使能利用三原 色光（紅、綠、藍）混出可供照明用之白光而照射。但此 籲種利用紅、綠、藍光加以混成白光之方式，除了波長配合 要能配出白色外’光強度亦要有適當的配比，因此在混光 實施上有著相當之困難度，常見白光僅出現在光束交集的 區域中央’遠離中央區域的混光色溫會逐漸趨近紅、綠、 藍二廣色光，在照明區域形成色彩繽紛的色塊，為混光不 均所造成之缺失，使照明效果不佳。 讀參閱二圖所示，另有一種LED照明燈泡，係將多數 可發出紅光、綠光、藍光LED元件丄、2、3電性連接於 1357475 一電路板4上，再由該電路板4連接一連接端子（圖中未 ,, 示），並於該電路板4前置設一透明燈罩5，該透明燈罩5 _ 内部則加入螢光粉（劑）6，以利用三原色光（紅、綠、 藍）經由螢光粉之混合而混出可供照明用之白光。但此種 方式所能照明之廣度有限，且因LED元件1、2、3發光 的同時必然伴隨著高熱，而螢光粉6本身並不耐高溫，故 當LED元件溫度提高時，螢光粉會快速產生質變，造成 LED元件產生光衰現象，嚴重影響照度或明亮度。 • 其次，LED的波長取決於磊晶層的結構及組成的材 料，更重要的是晶格匹配的課題，導致半導體因溫度的高 低致生波長飄移的問題不容忽視。就開機初期和通電一段 時間來說，開機初期隨著紅光發光效率的強度，該RGB三 原色光混出白色偏紅的光源；通電一段時間，隨著發光效 率較高的藍光逐步增強，讓混光色溫偏向冷光系的白色偏 藍光，故於兩段時期所混光的色溫各不相同。依光譜的角 φ 度來看，波長由暖色系移動到冷色系的熱飄移範圍過大， 嚴重影響混光色溫的白平衡，相對減損光源的照度。 另外，亦有一種利用一發白光之LED充當主要光源， 並於白光LED附近置設一組由紅、綠、藍光等LED構成 之色溫補償單元，即當白光LED亮度因螢光層質變而快速 下降而形成光衰時，以紅、綠、藍光LED隨著衰變的白光 LED進行單顆或多顆之電流強度調整。但此種方式不僅無 法精確地恢復至原先白光之標準色溫，且欲精準地控制單 5 1357475 - 顆或多顆之電流強度，於實際上有著相當高之難度而不符 V 經濟效益。 【發明内容】 有鑑於此，本發明之主要目的乃在提供一種易於調整 色溫之三波長led白光照明燈泡結構，係能減少混光不均 •之情形，使照明效果較佳。 本發明之另一主要目的乃在提供一種易於調整色溫之 •二波長LED白光照明燈泡結構，係可將色溫於冷色系白光 至暖色系白光間加以調整者。 本發明之再一主要目的乃在提供一種易於調整色溫之 二波長LED白光照明燈泡結構，係可形成高演色性之三波 長白光者。 緣此，本發明乃提供一種易於調整色溫之三波長LED 白光照明燈泡結構，包含有：一承載基板；至少三紅光lED 鲁封裝兀件，係設置並電性連接於該承载基板上，具有一可 發出紅光之LED晶片、一罩覆於該紅光LED晶片上之罩 覆體及多數佈設於該罩覆體中之擴散粒子；至少三綠光 LED封裝元件，躲置並電性連接於該承餘板上，具有 一可發出綠光之LED晶片、-罩覆於該綠光咖晶片上 之罩覆體及多數佈設於該罩覆體中之擴散粒子；至少三藍 光LED封裝元件，係設置並電性連接於該承載基板上，且 有一可發出藍光之LED 3、-軍覆於雜光LED晶片 1357475 - 上之罩覆體及多數佈設於該罩覆體中之擴散粒子；一罩型 ，燈殼，係連接於該承載基板之周緣；一導電件，係連接於 該罩型燈殼上，並與該承載基板電性連接，用以將外部之 電源導入至該承載基板上。 【實施方式】 為使貴審查委員能對本發明之特徵與特點有更進一 步之了解與認同’茲列舉以下較佳實施例並配合圖式說明 • 如下： 凊參閱第二及第四圖’係本發明第一較佳實施例所提 供一種易於調整色溫之三波長LED白光照明燈泡結構丄〇 0，包含有一承載基板1 0、多數紅光LED封裝元件2 〇、 多數綠光LED封裝元件3 0、多數藍光LED封裝元件4 〇、一罩型燈殼5 0及一導電件6 0 :其中： 請參閱第三圖，該承載基板i 〇，為一呈圓形板狀之 鲁印刷電路板（PCB)，佈設有多數預定態樣之電路佈線（圖 中末示）。 請參閱第三圖及第四圖，該紅光LED封裝元件2 Q， 包含有一紅光LED晶片2 1、一罩覆體2 2及多數之擴散 粒子2 3，該紅光LED晶片2 1係能接通預定電流而發射 出紅光，該罩覆體2 2係由透光之材質所製成，如環氧樹 脂（ppoxy)、矽膠（Silicone)、玻璃…等透光材質，該罩 覆體2 2係覆蓋於該紅光LED晶片2 1上，該等擴散粒子 7 1357475 -2 3係散佈於該罩覆體2 2中，該擴散粒子2 3係由具高 .. 反射率或高散射率之材料所製成，例如銀（Silver)、樹脂、 矽（Silicon)或其它材質。該等紅光LED封裝元件2 〇係 依預定態樣佈設於該承載基板i 〇上，並與該承載基板丄 0電性接通，以由該承載基板1 〇供給該等紅光LEd封裝 几件2 0電流，以使該紅光LED晶片2 1能發射出紅光。 請參閱第三圖，該綠光LED封裝元件3 〇，與該紅光 LED封裝元件2 〇相同具有一綠光LED晶片（圖中未示）、 鲁叾覆體32及多數擴散粒子3 3;惟該綠光LED封裝元 件3 0與該紅光LED封裝元件2 〇之差異僅在於所發出之 光色不同而已，即紅光LED封裝元件2 〇係發出紅光，而 綠光LED封裝元件3㈣發$綠光，並肖樣設於該承載基 板1 〇上，並與該承载基板1 0電性接通。 明參閱第二圖，該藍光LED封裝元件4 〇，與該紅光 LED封裝το件2 Q相同具有—藍光LED晶片（圖中未示）、 Φ罩覆體4 2及多數擴散粒子4 3 ;惟該藍光LED封裂元 件4 0與《亥紅光LED封裝元件2 〇之差異僅在於所發出之 光色不同而已’即紅光LED封裝元件2 q係發出紅光，而 藍光LED封Q則發丨藍光，並目樣設於該承载基 板1 〇上並與該承载基板1 Q電性接通。 、4 0非發光方向之位 、月二閱第―圖’該罩型燈殼50係由不透光之材質所 製成’係罩設於該承载基板1 Q之周緣上 ，並位於該紅、 綠、藍光LED封裝元件2 Q、3 〇 13^7475 置上，用以支擇並同時保護該承載基板1 〇。 請參閱第三圖，該導電件6〇,具有—方型 及一導電端子6 2，該方型殼體6 1係連接於診 1 50上，且該方型殼體61係由絕緣材質所製Ζ型燈殼 電端子6 2係由導電材質所製成，係置於該方型導 中，並於該承載基板！ ◦電性連接，且該二 =6 i m該方型殼體61外，於與 中未不），而由外部之電源由導電端子6 2導入=座（圖 板1 0上’再由該承載基板i 〇提供該等至载基 封裝元件2〇、30、4_，使該等紅亦2咖 封裳元件2G、3G、4G能發“、綠、以。先LED 是以，上述即為本發明第-較佳實施_提^ 色溫之三波長LED白光照明燈泡結構丄◦ 〇之各^整 其組裝方式介紹，接著再將其特點介紹如下： 及 由於該各紅、綠、藍光LED料元件2q 〇之罩覆财㈣設有呈預絲樣之擴散粒子，且擴散 子在罩覆體内之散佈密度及數量、位置並不相同， 紅、綠、藍光LED晶片分別發出紅、綠、藍光時，立光^ 經由該擴餘子較佳之㈣轉“分^，以提供較佳 之光線散射路徑，使紅、綠、藍光之光束能近衫全重義， 而能均勻地混成白光，並不致有其它顏色之色塊產生，且呈 未能均句混合之色塊區域僅會發生於光形之周緣區域其 所佔之比例遠低於人眼所能見及<比率，以達成均句混光 1357475 ' 之效果，況且光線經由擴散粒子所發散後，將使照明之廣 、 度更佳。 ' 再者，由於本實施例易於調整色溫之三波長LED白光 照明燈泡結構1 0 0，係具有多數各色紅、綠、藍光之 封裝元件，因此可利用佈設於承載基板上位置之置換或調 配，來達成調整色溫之功效，即使混成之白光能於冷色系 白光至暖色系白光間進行調整，如室内照明或室外照明所 採用不同色溫之白光，以能因應不同之照明需求。藉此， ♦本發明易於調整色溫之三波長LED白光照明燈泡結構工0 0，不僅具有較佳之混光效果，使能光而盈 其它色塊之產生，更具備藉由佈設於承載基板上各色LED 封裝元件之數量、設置位置之變化，來達成調整色溫之效 果，並防止產生眩光之情形’而無需習知技術必須：變電 流、電壓之複雜方式，使其調整色溫之方式較為簡易。 請參閱第五圖，係本發明第二較佳實施例所^提供 •易於調整色溫之三波長led白光照明燈泡結構= 與第一較佳實施例相同包含有一承載基板1 0、夕其 LED封裝元件2 〇、多數綠光LED封裝元件3 〇、^、工光 光LED封裝元件4 〇、-罩型燈殼5 〇及—導夕數藍 惟與第一較佳實施例之主要差異在於： 6 〇 該易於調整色溫之三波長LED白光照明燈泡 0更包含有一圓弧狀之增光片7〇,該增光片7 光之材質所製成，如環氧樹脂（Epoxy)、矽膠（SiiJH)透 1357475

玻等透储f，係連接於鮮型燈殼5 0上，並位於 該等紅、綠、1於 Η…件2〇、3〇、4〇之發光方向 等、二、綠' 藍光封襄元件20、30、40所發 出之光線距離更長，而可加強聚光效果。 a 請參閱第六®，係本發明第三較佳實施_提供一種 易於5周整色溫之三波長LED白光照明燈泡結構3 〇 〇，其 與第二較佳實施例相同包含有一承載基板i 〇、多數紅光 LED封裝元件2 〇、多數綠光LED封裝元件3 〇、多數藍 光LED封裝元件4 〇、一罩型燈殼5 〇、一導電件6 〇及 一增光片7 〇 ’；惟與第二較佳實施例之主要差異在於： 該增光片7 0’係呈一長型管狀。 另外’雖然上述第二及第三較佳實施例皆增加增光片 之構件，但實際上亦可將增光片改以設置一擴散片（圖中 未示）加以取代。該擴散片具有一擴散平板及多數之擴散 粒子；該擴散平板係由透光之材質所製成，如環氧樹脂 (Ep0Xy)、矽膠（silicone)、玻璃…等透光材質，該等擴 散粒子係散佈於該擴散平板中，該擴散粒子8 2係由具高 反射率或高散射率之材料所製成，例如銀（Silver)、樹脂、 矽（Silicon)或其它材質。 藉由增加一擴散片之設置，可使原本未設置擴散片 時’其混光後之光線於周緣位置所產生之色塊加以消除， 而利用第二次混光，以增加混光之均勻度。 請參閱第七圖，係本發明第四較佳實施例所提供一種 1357475 -易於難色溫之三波長LED白絲日叫祕構4 〇 〇，立 '與第一較佳實施例相同包含有-承载基板工〇、多數紅光 LED封裝元件2 Q、多數綠光LED封震元件3 q、多數藍 光㈣封震元件40、一罩型燈殼5〇及-導電件80 ; 惟與第一較佳實施例之主要差異在於： 該導電件8 0之外周面上形成有一外螺紋8 2，且該 外螺紋8 2係由可導電之材質所製成，並與該承載基板工 0電性連接，以由該外螺紋8 2直接旋入於現有一般供燈 參泡置設之燈座中，使本發明能立即運用於現有之燈座上。 另外於本實施例中，更具有多數之第四光LED封裝元 件9 0，該第四光LED封裝元件9 〇同樣包含有一第四光 LED晶片、一罩覆體及多數之擴散粒子；該第四光led晶 片係能接通於預定電流，而發射出第四光，該第四光係一 波長在5 6 Onm〜6 1 〇nm或4 7 Onm〜5 0 Onm頻 譜範圍的光束，前者依光譜圖來看泛稱一黃光（Yell〇w φ Light ’ YL) ’後者泛稱一青光或稱藍綠光（Bluish Green Light，BGL)。 該等第四光LED封裝元件g 〇係與該承载基板1 〇電 性接通，以由該承載基板1 〇供給該等第四光封裝元 件9 0電流，以使該第四光LED晶片能發射出有別於紅 光、綠光、藍光之第四光。 其中，該第四光LED封裝元件9 〇所發出之第四光為 一黃光，黃光為紅光與綠光的混色光，可與藍光混成白光。 12 1357475 • 请參閱第八圖，係本發明第五較佳實施例所提供一種 易於調整色溫之三波長led白光照明燈泡結構5 〇 〇，其 與第一較佳實施例相同包含有一承載基板1 0、多數紅光 LED封裝元件2 〇’、多數綠光LED封裝元件3 〇,、多數 藍光LED封裝元件4 〇，、一罩型燈殼5〇及一導電件6 〇;惟與第一較佳實施例之主要差異在於： 前述之實施例中各光色封裝元件係採用LEDIjAMp (插件型LED)型式之LED，而本實施例中該等紅光、綠 •光、藍光LED封裝元件2 Q，、3 0，、40,則採用為SMD LED (Surface mount device LED)，即貼片型 LED (亦稱表 面黏著型LED)，其差異僅在封裝態樣不同，但同樣可達成 本發明之目的。 另外，請參閱第九圖，係本發明第六較佳實施例所提 供一種易於調整色溫之三波長led白光照明燈泡結構6 〇 0，其中該等紅光LED封裝元件2 〇，’、多數綠光LED封 籲裝凡件3 0”、多數藍光LED封裝元件4 〇，，，亦可採用高 功率（如1瓦（W)或以上）之LED封裝元件，而能減少所 需設置之數量，其同樣可達成本發明之目的。 13 1357475 ' 【圖式簡單說明】 -第一圖係習用一種LED燈泡之照明狀態示意圖。 第一圖係習用另一種LED燈泡之照明狀態示意圖。 第二圖係本發明第一較佳實施例之立體圖。 第四圖係第一圖所示較佳實施例之局部構件示意圖。 第五圖係本發明第二較佳實施例之立體圖。 第六圖係本發明第三較佳實施例之立體圖。 第七圖係本發明第四較佳實施例之立體圖。 第八圖係本發明第五較佳實施例之立體圖。 第九圖係本發明第六較佳實施例之立體圖。 【主要元件符號說明】 「習知」 紅光LED元件1 綠光LED元件2 : 藍光LED元件3 電路板4 •透鴨$光粉6 「本發明」 易於調整色溫之三波長LED白光照明燈泡結構1 〇 0、2 〇〇、300、400、500、600 承載基板1 0 紅光LED封裝元件2 0 紅光LED晶片2 1 罩覆體2 2 擴散粒子2 3 綠光LED封裝元件3 〇 1357475 \ 罩覆體32 藍光LED封裝元件4 0 擴散粒子43 導電件6 0 導電端子6 2 增光片7 0’ 外螺紋8 2 φ 紅光LED封裝元件2 0’ 藍光LED封裝元件4 0 ’ 綠光LED封裝元件3 0 ’’ 擴散粒子3 3 罩覆體4 2 罩型燈殼5 0 方型殼體61 增光片7 0 導電件8 0 第四光LED封裝元件9 〇 綠光LED封裝元件3 〇 ’ 紅光LED封裝元件2 0，， 藍光LED封裝元件4 0’’ •r T· 15

Claims (1)

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修正日則 C5〇年\ /〇/】〆0 曰修沐)正# 七、申請專利範圍： 1、 一種易於調整色溫之三波長LED白光照明燈泡結 構，包含有： 一承載基板； 至少三紅光LED封裝元件，係設置並電性連接於該承 載基板上，具有一可發出紅光之LED晶片、一罩覆於該紅 光LED晶片上之罩覆體及多數佈設於該罩覆體中之擴散粒 子；該擴散粒子係由銀（Silver)、樹脂、石夕（Silicon)等 其一材質所製成； 至少三綠光LED封裝元件，係設置並電性連接於該承 載基板上，具有一可發出綠光之LED晶片、一罩覆於該綠 光L E D晶片上之罩覆體及多數佈設於該罩覆體中之擴散粒 子；該擴散粒子係由銀（Silver)、樹脂、矽（Silicon)等 其一材質所製成； 至少三藍光LED封裝元件，係設置並電性連接於該承 載基板上，具有一可發出藍光之LED晶片、一罩覆於該藍 光LED晶片上之罩覆體及多數佈設於該罩覆體中之擴散粒 子；該擴散粒子係由銀（Silver)、樹脂、矽（Silicon)等 其一材質所製成； 一罩型燈殼，係連接於該承載基板之周緣；以及 一導電件，係連接於該罩型燈殼上，並與該承載基板 電性連接，用以將外部之電源導入至該承載基板上。 2、 依據申請專利範圍第1項所述易於調整色溫之三 16 1357475 修正日期 (年(。月曰 波長LED白光H?'明燈泡結構，其中該承載基板為一印刷電 路板’佈設有多數預定態樣之電路佈線。 3、 依據申s青專利範圍第1項所述易於調整色溫之三 波長LED白光照明燈泡結構，其中該罩覆體係由透光之材 質所製成。 4、 依據申請專利範圍第1項所述易於調整色溫之三 波長LED白光照明燈泡結構，其中該罩覆體係由環氧樹脂 (Epoxy)、矽膠（Silicone)、玻璃…等透光材質其一所製 成。 5、 依據申請專利範圍第丄項所述易於調整色溫之三 波長LED白光照明燈泡結構，其中該擴散粒子係由具高反 射率或高散射率之材料所製成。 6、 依據申請專利範圍第丄項所述易於調整色溫之三 波長LED白光照明燈泡結構，其中該等紅、綠、藍光led 封裝元件係與該承載基板電性接通，以由該導電件透過該 承載基板，供給該等紅、綠、藍光LED封裝元件電源。 7、 依據申請專利範圍第丄項所述易於調整色溫之三 波長LED白光照明燈泡結構’其中該罩型燈殼係由不透光 之材i所製成’並位於該紅、綠、藍光LED封震元件非發 光方向之位置上。 8、 依據申請專利範圍第1項所述易於調整色溫之三 波長;LED白光照明燈泡結構，其中該導電件具有二導電端 子„亥一導電端子係由導電材質所製成’並於該承載基板 切 7475 * … 修正曰期 . 電性連接，用於與外部之電源電性連接。 • 9、依據申請專利範圍第1項所述易於調整色、、θ之二 .:長LED白光照明燈泡結構’其中該導電件之外周：上； 螺紋，該外螺紋係由可導電之材質所製成，並與 "載土板電性連接，以由該外螺紋與外部之電源連接。 1 〇、依射請專利範圍第i項所述易於調整H 二波長led白光照明燈泡結構，更包含有—增光片，^ 先片係由透光之材質所製成，係連接於該罩型燈殼上，2 位於該等紅、綠、藍光封裝元件之發光方向上。 x 11、依據申請專利範圍第10項所述易於調整色溫 =三波長LED白光照明燈泡結構’其中該增光片係由環氧 对脂（Epoxy)、石夕膠（Silic〇ne)、玻場...等透 一 所製成。 貝八 1 2、依據申請專利範圍第10項所述易於調整色溫 之三波長LED白光照明燈泡結構’其中該增光片係呈圓弧 狀。 1 3、依㈣請專利範，i ◦項所述易於調整色γ =三波長LED白光照明燈泡結構，其中該增光片係呈長型 官狀。 1 4、依射請專利範圍Μ項所述易於調整色溫之 ^皮長LED白光照明燈泡結構，更包含有—擴散片，該擴 散片具有-擴散平板及多數之擴散粒子，該擴散平板係由 透光之材質所製成’並連接於該罩型燈殼上，且位於該等 18 1357475 修正曰期 .、 ^年丨。月/日 紅、綠、藍光封裝元件之發光方向上，該等擴散粒子係散 * 佈於該擴散平板中，該擴散粒子係由具高反射率或高散射 率之材料所製成。 1 5、依據申請專利範圍第1 4項所述易於調整色溫 之三波長LED白光照明燈泡結構，其中該擴散平板係由環 氧樹脂（Epoxy )、石夕膠（Silicone )、玻璃…等透光材質其 一所製成。 1 6、依據申請專利範圍第1 4項所述易於調整色溫 之三波長LED白光照明燈泡結構，其中該擴散粒子係由銀 (Silver)、樹脂、石夕（Silicon)其一材質所製成。 1 7、依據申請專利範圍第1項所述易於調整色溫之 三波長LED白光照明燈泡結構，其中該等紅光LED封裝 元件係為LED LAMP型態。 1 8、依據申請專利範圍第1項所述易於調整色溫之 三波長LED白光照明燈泡結構，其中該等綠光LED封裝 元件係為LED LAMP型態。 1 9、依據申請專利範圍第1項所述易於調整色溫之 三波長LED白光照明燈泡結構，其中該等藍光LED封裝 元件係為LED LAMP型態。 2 0、依據申請專利範圍第1項所述易於調整色溫之 三波長LED白光照明燈泡結構，其中該等紅光LED封裝 元件係為SMD LED型態。 2 1、依據申請專利範圍第1項所述易於調整色溫之 19 1357475 __ 修正n 三波長LED白光照明燈泡結構，其中該 卜年、。< 元件係為SMD LED型態。 封裝 22、 依據巾請專利範圍 三波長LED白光照明燈泡結構，其中該 匕，復之 -,λ , Λ寺^光LED封驻 兀件係為SMD LED型態。 了歧 23、 依據申請專利範圍第！項所述易於調 三波長LED白光照明燈泡結構，更舍八 /皿< LED封^件，係設於該承載基板上。夕數之第四光 一24、依據申請專利範圍第23項所述易於調整色溫 之一波長LED白光照朋燈泡結構，其中第 件係可發出黃光。 ^四光LED封震元 —25、依據申請專利範圍第23項所述易於調整色溫 之二波長LED白光照明燈泡結構，其中第四 件係可發出藍綠光。 先⑽封衣元 26、依射請專利範圍第23項所述易於調 之三波長LED白光照明燈泡結構，其中 封裝元件係為LED LAMP型態。 Λ、四光LED —2 7、依據中請專利範圍第2 3項所述易於調整色溫 之三波長LED白光照明燈泡結構，其中料第 二 封裝元件係為SMD LED型態。 28、依據申請專利範圍第23項所述易於調整色溫 之二波長LED白光照明燈泡結構，其中該等第四光㈣ 封裝元件，分別具有一可發出第四光之LED晶片、—罩覆 20 1357475 、 修正日％ * 於兮结 f〜月 . 该第四光LED晶片上之罩覆體及多數佈設於該罩覆體t 之擴散粒子。 — • 2 9、依據申請專利範圍第2 3項所述易於調整色溫之 三波長LED白光照明燈泡結構，其中該第四光LED封袈 元件’為1瓦以上之高功率led。 3 0、依據申請專利範圍第i項所述易於調整色溫之三 波長LED白光照明燈泡結構，其中該紅光LED封裝元件， 為1瓦以上之高功率LED。 3 1、依據申請專利範圍第丄項所述易於調整色溫之二 波長LED白光照明燈泡結構，其中該綠光LED封裝元件^ 為1瓦以上之尚功率LED。 .3 2、依據申請專利範圍第丄項所述易於調整色溫之二 波長LED白光照明燈泡結構，其中該藍光led封裝元件 為1瓦以上之局功率LED。 21