TWI330705B - Light-emitting device - Google Patents

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九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種包含光導主體之發光裝置。 【先前技術】 舉例而言’可在W0 2006/038502 A1之專利申請文件中，得知 包含一光導主體之發光裝置。 【發明内容】 本發明之多個特定實施例的目的，在於進一步提供包含一光導 主體之發光裝置。 該目的可藉由依據中請專概_丨項之發光裝置達成。其他 之申請專利範圍則更進—步提供與發光裳置、照明裝置、以及 包含發光裝置之顯示裝之相關的裝置配置。 本發明之一種實施例提供一發光裝置，包含： --賴射來源’可發出具有至少—第一波長之姉；以及 --瘦長―曲的光導主體’其中該練來騎發出之具有該 第-波長之触於絲導主軸合後，⑽應於長軸而具有 一角度之方向，耦合發出一光線。 1330705 在此發光裝置中，可_料主體練射來狀配置，提升發 光效率：光導主體並非直接鄰近地配置在触來齡，而是利 用諸如光波導之方式純射來軸光導主體間隔。因此，舉例 而° ^ $可見光之發射位置與熱能產生位Ϊ及H射來源相間 故可降低光導主體之運作溫度，並因此增加其可靠度。 痩長之光導主體（即，基本上具有展延之區域），可與輻射來 源進仃光學㉝合；藉此，該光導主體可崎_步傳播轄射來源 所發出之_射，並使得在長财向上之整偃域皆可發光。由 此及光導主體之實施例可為玻璃桿或者光導纖維；舉例而 吕’利用相對應的表面處理技術，可在光導主體中將光線導向 並發射至外部。 依據本發明之—種實施例，該光導主體經由—光波導，光學搞 合至輻射來源。 依據本發明之另一種實施例，輻射來源之設置係可對應紅色、 綠色、與藍色（RGB)來發出對應之輻射。舉例而言，輻射來 源之貫施例可為RGB模組。輻射來源因此可將不同波長之輻 射發送至光導主體，而該輻射可對應至紅色、綠色、與藍色。 利用不同強度之輻射波長的對應組合，即可由光導主體發出均 6 1330705 勾__之㈣’建構完全之白光，或者具有特定色溫之光 線。 為能在光導主體中傳遞光線，並同時獲得均句之輕射，本㈣ 之另-實施例，可在光導主體彎曲之處提供反射材料。舉例而 言，可在光導主體上塗佈或者_—反射層，嫌止過多的光

能卿^㈣在彎曲之餘合發^⑺刪㈣⑽〜亦可形成 粗經之光導主體表面，峨進光線之_合發出。糊而言，可 利用玻璃纖維或者塑膠纖維形成粗糙之光導主體。 • 依據本發明之又—實施例，光導主體具有-轉換材料 (convertermaterial)，其可將由光波導（〇pticalwaveguide)所 傳遞之輻射轉換為具有第二（較長）波長的光線。該具有第二 • (較長）波長之光線的發射角度，與光導主體之橫軸具有一相 對角度。 可將發出輻射之輻射來源與轉換材料進行空間間隔（叩对㈤ separation) ’以增加光轉換之效率。舉例而言，就該經過轉換 的第二（練）波長光線而言，可糊輻射來源降低該光線的 再吸收情況(re-absorption)。此外，前述降低光導主體運作溫度 方法亦可降低轉換材料之溫度即同時增加可靠度。此種 7 1330705 將輕射來源與轉換材料加以空間間隔之方法，可稱為「遠端石粦 光物配置」（rem〇te phosphor configuration)。利用該轉換，該具 有第一波長之輻射可轉換為具有第二波長之光線（較佳實施例 為可見光），而該第二波長大於該輻射激發之第一波長。 再依據本發明之另一實施例，可發射輻射之輻射來源發出波長 位於210 nm至500 nm之範圍間的短波輻射，在較佳實施例中 波長係位於210 nm至420 nm之間，在更佳實施例中波長係在 360 nm至420 nm之間，或者位於更靠近藍光範圍的似。 至500 nm之間。在此例中（可見光之較佳實施例），所轉換之 光線所具有的第二波長，其經過轉換後所發出之波長係大於輻 射來源所發出的原始波長；而該輕射之波長範圍可位在働nm 至800 nm之間。 在此例中，轉換材料尤其可為磷光物質，而該鱗光物質可被輕 射來所發出之㈣騎發，舉例而言可造錢光。在近紫外光 (nearUV)中，例如’其可使用以氧化物為基礎之鱗光物質， 舉例而言可為摻雜銪（europium)的鋇鎂鋁酸鹽，如 3咖為〇17伽'•亦可能使用摻軸（㈣㈣的舰紹 _ LMgAll(A7:Eu2+ ;再者，可翻含有銷、鎖、妈 ^ ^ ^ ^ ^ (chlorapatites) > * ^ ^ ^ ^ ( } 8 5(P04)3C1:Eu。另外，尚可採用鋇紹酸鹽，舉例而言可為 Ba3Al28 0 45:Eu 〇在近紫外光之照射下，上述所有化合物均可 發出藍光fcSl之波長。可發出綠光之魏物質舉例而言可為 SrAl2〇4: Eu2+，而可發射綠光至黃綠光之碌光物質，舉例而言 可為氣矽酸鹽’其化學式為Ca8Mg(Si()4)4C：l2:Eu2+，Mn2、雜 銪或猛’以及可用通常化學式八㈨心：Eu2+，Ce2+表示之硫代 〆又艮子酸（thiogallates)，其中a可為由|弓、錄、鋇、鋅、或 鎂等7G素之一。此外，舉例而言，可以鹼土金屬元素取代通常 化學式為（A，S〇 S : Eu2+#含銷之硫化物，其中a為驗土金 屬離子；亦可為氮矽酸鹽，其通常化學式為M2Si5N5N8 :Eu2+， 其中Μ可為飼或銘，藉此作為發射紅光之磷光物質以及轉換 材料。 轉換材料或者嶙光物f亦可具有如下之制：於受到短波輕射 之激發時發射白光，並由此將短波輻射轉換為可視白光。舉例 而吕，混合重量47%之锶氣磷灰石、重量48%之锶鋁酸鹽、 以及重罝5%之氮矽酸鹽，即可在激發波長為4〇5 nm之條件 下&出CIE標準色階表中色度座標（c〇i〇r i〇cus) χ=〇 354 與y=〇,386之白光。依據本發明之另一種實施例，利用轉換具 有第一波長之輻射，可在具有第二波長之可見光可在白光之 卜讓觀察者看到黃、綠紅、等顏色或者其他顏色。此外， 1330705 發光裝置所發射的姐，村絲經觀之短波储與經轉換 之光線的組合。 光波‘舉例而s可包含具有破璃或者塑膠之纖維。此外，光波 導同時可包含先賴線或者光導棒(峡咖㈣她) 。採用玻 璃之光波導特別適於轉合與傳輸短波光線（例如紫外光），而 # 該短波光線係由本發明之某些實施例之輻射來源所發射。光波 導之製作可利用諸如-纖維、穿越該纖維而具有高折射係數之 -剖面’以形成-核心區域，·該區域係為—鐘層（也如㈣ • Γ_η)區域所包覆，其折射係數低於該核心區域。在本例中， ‘ 該核心區域可利用諸如干涉與折射之狀態，傳遞福合進入模式 之光線（coupled-in modes of light)以及短波輻射。 • 依據本發明之另一實施例，可採用複數光波導，舉例而言其可 組合形成光波導束，而各該光波導均可將輻射來源所發出具有 第一波長之輻射耦合進入之後，將該輻射傳遞至光導主體，或 傳遞至轉換材料。於此，依據本發明之另一較佳實施例，亦可 包含複數輻射來源；舉例而言，此種情況下亦可能包含複數輻 射來源，而各該輻射來源對應至個別之光波導。由此，這些輕 射來源所發出具有第一波長之輻射，即可藉由光波導束中的光 波導進行集中；隨後，舉例而言，將該輻射傳輸通過該光波導 1330705 束，即可利用轉換材料，將這些輻射轉換為具有第二（較長） 波長之H射。在關巾，亦可使得不同触來騎產生之^ 射，輕合至不同的光波導中，並利用不同的轉換材料，將其轉田 換為具有不同波長的第二輻射。混合具林同波長之^見 光’即可為觀察者建構均勻的白光影像。 :例而言，触來源可以包含短波輻射來源，尤討為紫外光 雷射二極體，例如N型基底的雷射二極體，如InGaN雷射二 極體。尤其，可域舰常化學式為从叫响之材料，: 中X、y、泣0，而x+y+z=卜舉例而言，一雷射二極體，具有 365nm至仍肺之發織長者，其發光層之&組成可為原子 百分比〇-1〇〇/0 (舉例而言x=0 ; y=〇_〇] ; ζ=〇9 ι 〇)。紫外光 雷射二極雜職於發向性(―丨)料光，而該種光 線可以輕易地耦合至光波導中。 ，射來源可以連接至-散熱器，在某些實施例中1散熱器可 散逸熱量。在此例中’輕射來源可直接連接至散熱器，或者與 散熱器具有導熱連接。 在其他實侧巾’光導主體之表面係具有轉換材料之塗佈或印 刷。於此财，在具有第—波長之輻射或短魏射會穿過的光 1330705 導主體之核心區域，該光導主_設有散射材料，而該賴射穿 過該核心區域後會到達光導主體之表面；同時，該照射在轉換 材料上之輕射，會轉換為具有第二波長之光線或轄射。 依據本發明之發光裝置的另一實施例，轉換材料可包含囊括於 光導主體之中的奈米粒子。利用該奈米粒子之優點，在於該奈 # 綠子可以降低光線散射(酬之情況，並且由此使得轉 換材料所發出之可見光，達成均勻之發光強度嘯佳實施例 中，奈米粒子之粒子直徑為奈米級，舉例而言為2⑽至％ . 細’更佳之實施例為2跡10聰之間，因為此種小奈米粒子， - 侧可以降低經轉換之可見光的散射情形。此外，例如由於量 子尺寸效應等因素，粒子之直徑亦可能影響經轉換之光線的波 長。因此’相對於具有較大直徑之奈米粒子而言，具有相對較 | +錢之奈餘子，可以將光轉縣較小之波長。 舉例而§ ’轉換材料之奈米粒子係囊括於光導主體之鑛層之 而其實施例可為玻璃纖維。決定玻璃纖維之核心與鍍層設 疋後舉例而言，具有第一波長之輕射即可部分地由核心發出 至鍍層區域，並且依次照射在轉換材料上。隨後，具有第一波 長之部分輕射，轉換為具有第二波長之光線，而其餘具有第二 波長之輕射，進一步在該玻璃纖維之核心傳遞，即沿著該光導 12 主體之長轴傳遞。 似虞本U之另—較佳實施例，該彎曲之光導主體形成一二維 區域。舉例而言’該光導主體藉由彎曲之型態，盡可能地均勻 填滿預先決定之區域。在關中，光導主體之區域㈣（areal forms)可為圓形、長方形或者任何其他多邊形。為此，舉 J «在°亥一維區域中光導主體可為曲折、螺旋、或婉蜒之 型態。由於光導主體通常為小區_態（尤細玻璃纖維製作 時）’该設置光導主體之區域可赠常平坦。由此，可以製作 薄而平坦之光源，並且應躲發光裝置的不同實施例中。 此外，依據本發明之另一較佳實施例，發光裝置可另外包含一 光學元件，該絲元倾轉狀練交 導主體發崎具以―波長之輻較互彻。上敍互作用 舉例而言’可為散射 '折射、反射、偏折（她_、或者 仃射’其中’舉例H具有第—波長之輻射可為短波輕射。 該光學元件可包含—漫射縣（碰^㈣咖）；例如· 幕可設置在平行於該f料红叙_上，或者紅施 例中，設置在光線由料主_合發出之雜上。舉例而+， 經轉換之祕可雜_幕，歸於其絲輯。㈣， 即可達成均勻之光線發射。 糊彻㈣觀娜侧測光波導和 • / ♦域之損害’同時伽可能馳察者具有危害的光線。 在更佳貝施例中’可偵測光波導和/或光導主體之損壞之债 峨L同日村騎峰社触麵監督-電祕應（電流 和/或電壓供應源）’並可藉此在光波導和/或光導主體具有損壞 時關閉韻源供應；如此，即可阻土光波導和/或光導主體 發出可能具有危險之短波輻射（例如紫外光輕射）。 I 舉例而言，_裝置可以依據光波導和/或光導主體之損壞摘 測結果，咖可發畴射之輻射來_電源供應。 依據發光健之-種實酬，侧裝置包含—第二偵測來源， 其可發射具有-第三波長之之輕射。舉例而言，該第二輕射來 源包含-雷射二極體，其設置係可發射紅光。舉例而言，該第 二輪射來源可發出例如波長位於630 nm至770 run之間的賴 射更進乂而。’δ亥偵測裝置包含可偵測該第三波長之一摘 14 ⑶ υ/υ5 、J »。在此例中，對該具有第三波長之韓射進行偵測，可以瞭 解該光波導和該先導主體之功能。 舉例而吕，光波導與光導主體係設置於第二輕射來源與制器 之間。第二輕射來源可與具有第三波長之輕射輕合並在與第 幸田射來源相同之第—端,合進人光波導。由此，若光波導 • f光導主體未贿’上軸合之輻射碰傳輸進人光導主體 遂端之制器。若翻器測得該具有第三波長之輕射，即可假 设光波導與光導主體均未損壞，同_歧導與料主體不會 - 發出可能具有危險之輻射。 依據發光裝置之另一實施例，第二輕射來源與_器係設置在 光波導之第-端，而光導主體係設置在光波導的第二端。舉例 • ❿言’其可再度㈣檢查第二輻射來源所發出具有第三波長之 輕射是否到達偵測器。在此例中，即可假設：若光波導盘光導 主體未損壞，具有第三波長之輻射可喊本上在未受阻礙的情 況下，到達光導主體之遠端，同時具有第三波長之輕射不會有 反饋輻射（back-radiati〇n)或者輕射折射之情況。 然而，若光波導和/或光導主體損壞（例如產生斷裂），則可能 在損壞之位置發生具有第三波長之輕射的折射。依損壞之位置 15 1330705 而定，具有第三波長之輻射折射會經由料主體和/或光波導 回傳至偵測器，同時在該_器中被_。在此例中，侦測且 有第三波長之輕射，可以指出光波導和/或光導主體之損壞Γ 在光波導與光導主體未損壞之情況下，亦可利用對應於第三波 長輕射之低折射的臨界值，進行偵測。若所測得之具有第三波 長的輻射高於臨界值，即可推斷存有損壞。 舉例而言，光波導和/或光導主體之_可能在操作第—輕射 j狀前即存在，並影響由光導主體所發出之光線。舉例而 β #作之刖’即由第二輻射來源發射短輻射脈衝（比0过 radiation pulse) ’同時可於_器中測得結果。隨後，即可在 #作發光裝置之前’檢查第—触來源是雜触行安全之操 作。此外’在操作裝麟，亦可能使得第二鋪來源發射短輻 射脈衝，同時對應地使偵測器測得該脈衝，以在操作之時確認 光導主體或者光波導之損壞。在此例中，具有第三波長之輕射 脈衝的較佳實施例為短暫的脈衝，故舉例而言人類無法察覺。 舉例而言，偵測器可以導光之型態’輕合至光波導之一端，而 光導主體則可以設置在此光波導之另_端。此光波導為較大光 波導組合之-部份，舉例而言該組合可為「光波導集束」。在 1330705 此例中’該集束之其他光波導可連接至該輕射來源，同時，舉 例而言，僅有此光波導纖維可連接至該第一偵測器。亦可能在 光波導中安排-光束分離器，其可至少將部分具有第三波長之 輻射（而被光波導回傳者），導向該第一偵測器。 " 賴測裝置（可彳貞測光波導和/或光導主體之損壞者），舉例而 言可包含第-導電連接，*該連接形成於光波導與光導主體 中。此外，可由此設置偵測該第一導電連接之功能的裝置，而 該第-導電連接之功能，即代表光波導與光導主體之功能。 在魏型S的歧導和/或光導域巾（如料棒或玻璃纖 維），第一導電連接的較佳實施例係沿著光波導和/或光導主體 之主軸設置，其可特別有效地指出光波導和/或光導主體之損 壞。檢查該第-導電連接之功㈣裝置，舉例而言可包含一電 流供應’其將電脈衝傳送至第一導電連接（如電線）中，同時 檢查整個光波導之所有區域中，該第一連接的長度。該第一導 電連接（例如電線）之長度，係由電線另一端之脈衝折射以及 傳輸時間（Propagation time)而決定。 依據本發明之另-種實施例，可以使得第二導電連接額外經過 光波導與光導主體’並與第一導電連接產生電性連接，以形成 17 一電路，而檢查該第-導電連接之功能的裝置更包含可以偵測 進入電路之m元件。該元件可為電晶體電路，舉例而言 其可僅在電路關時，為第—輻射來源提供電源，並由此辨識 光波導與光導主體是妓整。舉例而言，該第—與第二導電連 接可在光導主體之遠端連接，以形成—電流闕（例如可利用 金屬袖套或者金屬環）。 此外，第二導電連接亦可能在與第—導電連接具有—距離之 處’以穿越光波導之型態設置，而檢查該第—導電連接之功能 的裴置，可以偵測該第一與第二導電連接之間的電壓。 舉例而言’可以測量具有間隔之第—與第二導電連接間的電容 效應，並_電容之變化或者Rc额之娜，辨識光波導和 /或光導主體是否完整。 依據本發明之-種較佳實施例，光波導與光導主體具有鑛層區 域以及核純域，而導電連制較其個區域更易損壞 (brittle)。在此例中，可由此確保在具有加載（⑽― —ing)之情況下’導電連接會在光波導和/或光導主體斷裂 或損壞之前先行_。如此，導輯射設置在該光波導和/ 或光導主體的鑛層區域之上或之中’或者設置在顯區域與核 1330705 心區域之間。導電連接設置在光波導之中或之上，同時於設置 在光波導之上的情況，圍繞在於光波導四周；如此種較佳實施 例，即可由不同之方向，偵測加諸於光波導之加載。此實施例 同時可類似地應用於光導主體。導電連接可為極微瘦薄，在較 佳實施例中方會在光波導和/或光導主體（尤其個別在其核心 區域）損壞之前，先行損壞。 所謂易壞（brittleness)’通常指@態物體受到壓力之時，因損 壞而分裂，而非指發生塑性形變或者彈力形變之情況。在此說 明書中’所謂「易壞」一詞’係指Ge〇rg_Thieme Verlag s__ 之ΙΙδηιρ Chemielexikon化學百科全書中所定義者，請參見第9 版之修正版。 本發明之另-較佳實施例’係關於包含前述任_種發光装置之 照明裝置。該種照明裝置，舉例而言可紐、桌面照明、天花 板照明、或者其他任何照明裝置，而這些照職置的較佳實施 例為係採用平面光源。 本心月之X種較佳實施例，係關於包含前述任—種發光裝置 之顯示裝置。可以依據顯示區域之區域型態發出光線的發光裝 置，特別適合作為顯示器之組件。此種區域照明，特別適於提 1330705 供LCD之背光。 因此’本發明之-種較佳實施例，同時包含顯示器，而顯示器 之背光襄置包含前述之發光裝置。較佳實施例中，該等顯示器 本身不發光，而設置成例如具有液晶_之液晶顯示器。 • 町將參照詳細實施方式與圖式，進-步介紹本發明之詳細實 施例。圖式為概括繪製，並非全真比例。在多個圖式中，以相 同編號呈現之元件’係指完全相同或者魏相同之元件。 【實施方式】 第1圖顯示一發光裝置，其中輕射來源5舉例而言可為紫外光 -極體雷射’其與散熱^ 6具有導熱連接與電性連接；該雷射 • 彳發射短波轄射11 (舉例而言為紫外光轄射），其輕合進入光 波導10。纽實關巾，_麵5膽狀織光線u係 在光波導H)之第-端10A搞合進入光波導。光波導1〇同時 包含-鍍層區域1GC，光波導1G所傳遞之短波骑u係在光 波導H)之第二端輕合至光波導1〇之外，同時搞合進入 光導主體20之第一端20B。光波導10之10B端以及光導主體 20之20B端係相互具有光學耦合。 20 1330705 光導主體20，舉例而言可為延伸之型態，該延伸之玻璃棒或 者玻璃纖維具有-彎曲，同時構成—曲折或_延_態。光導 主體因此具有區域型態（arealfashi〇n)，並形成一二維區域。 光導主體20包含-轉換材料15，利用該轉換材料15可將經 過光波導ίο之短波輻射u轉換成具有較大波長12之可見光。 在此例中，光導主體20同時將輻射u沿著光導主體2〇之長 軸傳輸，如此即可在整個光導主體2〇的長度中（直到第二端 20E)，均勻地發射經轉換的光線12。 亦可形成祕之解主體表面，贼祕縣線12之散射。 第2圖顯雜據本發明之另—實施_發光裝置。在本例中， 轄射來源5之設置射對鱗出紅色、綠色、以及⑮色 射’其具有可發出紅光之模組5A、可發出綠光之模組5B、^ 及可發出縣之模組5C。由轄射來源5發出、㉝合進入光波 導10之‘射11包含具有不同波長之紐，其對應至模組从、 5B以及5C舉例而5，輕射n可形成白光，或者具有特定 色溫之光線’其可軸缝導1Q傳送進人光導域如，以於 光導主體20之中發射。 1330705 舉例而言，光導主體20之實施例可為彎折或彎曲之玻璃棒， 或者為玻璃或塑膠所組成之光導纖維。在此例中，光導主俨 2〇之設置可使得輻射11由第一端2〇B傳送至第二端，同 時在對應於長軸之一角度上發射為光線12。舉例而言，該角 度可對應於光導主體2〇之長軸的橫斷方向。在特定之位置 上’该光導主體2〇可具有反射層2〇A，其可預防輕射^或光 線12在該位置過度發散。由此，即可使得光線12均句地發射。 如第2圖所示之光導主體2〇的形式，係在此範例中採用簡單 的弧形，而’其他二維區域同時可利用光導主體扣來形成， =之=第1圖所示之實施例，相對應地形成敝 第3圖顯稀賊频維之光導域2 20或破璁鏞給目女分 扪只知例。光導主體 長型玻璃2GC叹顯咖，該_示者及為 ::_圖。此外，光導主體2。之表面係有轉換 波長之mu’轉換為具有較大波長 ™ Γ ^ 線12八㈣/長之輪射u，_可傳遞具有第二波長之光 導主體20之表面可_塗佈或者 如轉換材料I5之物質。 之方式，復盍 22 1330705 核心區域20C以及20D之折射指向如此安排時，輻射丨丨除了 在核心區域2GC之中藉由反射或干涉進行傳輸或導引之外， 輕射11之部分亦會照射在具有轉撕料15之該薄層的鍵層區 域20D之上’以產生具有第—（較長）波長之光線。該薄詹 45使得經轉換之光線U可以由光導主體2〇舰，但同時< 預防短波輻射U由光導主體20發散之危險。 第4圖顯雜縣發明之另-種實施例，射光導主體2〇係 =玻璃纖維。在此實施例中’鑛層區域2qd之中具有包含 不米粒子之轉換材料15。該光導主體20再一次包含一薄層 ^該薄層45對於具有第—波長之輻射u而言為不透明，但 可以讓具有第二波長之光線12穿透。

圖所不之發絲置之實施例包含―偵測裝置Μ，立可福 鐵導細之财。編的，偵測裝置 13 ^射來源25E，其可發射具有第三波長之輻射 外，^輪射來源25E係與散熱器6A具有導熱連接。此 該光導有第三波長之傭13 __卻係設置於 ^ H20的遠端施。具有第三波長之輕射 蝴1〇’可錢有㈣織射心卜另外加入^韓 23 射’或者取代該具有第—波長的輻射u，藉以經由光波導10 以及光導主體20傳送到偵測器25D。 在光波‘ 1G與光導主體％均未損壞之情況下，侧器卻 可以足夠之強度偵測具有第三波長之幸畐射。然而，如果光波導 10或光導主體20損壞（例如產生斷裂），或者二者均損壞， • 則偵測器無法债測該具有第三波長之輕射Π，或者僅能在低 強度之情況下進行偵測。在赠町，舉例而言，光導元件 10、20之損壞可將低’同時可將細器25〇搞合至第一辖射 ' 來源5 射來源5之電源供應。依據此實施例，如此 即可預防發光裝置發出可能具有危害的輻射U。 在另貝施例中’第二輻射來源25E可作為發射紅光雷射之雷 鲁 身卜在操作第一輕射來源5之前，或者操作該韓射來源5之過 私中，均可對光導元件1〇、2〇進行損壞測試。 第6圖進—步顯示一具有偵測裝置25之發光裝置實施例，其 中邊第二輻射來源25E以及偵測器25D均設置在光波導10之 第一端10A。一光導主體20 (未顯示於圖面中），係安排於光 波導10之第二端10B (亦未顯示無圖面中）。 24 1330705 t

在此貫施财，可藉由細器现是_㈣具有第三波長 之輕射13的反射，麵定光導元㈣、2G是否具有損壞。舉 例而言’若光波導H)和/或光導主體2Q受有損壞，則輻㈣ 之反射會增加；而在本㈣之—種實施财，只要該輻射反射 超過-門檻數值’則_器25D即可偵測到該細反射。若 偵測裝置25確認光料件W有損壞，财可能利用類 似於第5圖所示之實施例，_對於輻射來源5之電流或者電 壓供應’以猶發域置發出可能具有危害的輕射。 第7圖顯示依據本發明之另―種發光裝置實_，其中包含一 偵測裝置25，其可肋_光波導1()是频壞。在此實施例 t ^ «-^^^^stelectncalconnect^^ , ^ 第二導電連接现亦同為電線，而二者平行地並排於光波導 ίο之鑛層區域ioc和/或光導主體2〇之鑛層區域2〇d。該二 導電連接25A與25B共同形成電路，同時連接至裝置況， 藉以檢驗導電接觸之功能。由第7圖即可得知，該裝置況（例 如為電晶體電路）同時替触來源5監督電源供應。若導電連 接25A與25B所組成之封閉電路因為光波導1〇和/或光導主 體20之損轴情’ _麵5之電祕應即可立即關閉， 以預防發光裂置發出可能具有危害的補u (例如紫外光）。 25 1330705 第8A圖與第8B圖顯示具有一核心區域10]E以及圍繞著該核 心區域10E的鍍層區域10C;該核心區域10E之折射率高於該 鍍層區域10C。該核心區域10E可利用反射或干涉傳導光或輻 射’舉例而言可為短波輻射。鑛層區域10C之表面上具有第 一導電連接25A，該連接包覆該鍍層區域i〇c，或者與光波導 1〇之表面垂直，因此可在多種不同的位置上偵測該光波導1〇 是否斷裂或損壞。第8B圖為光波導1〇上斷面2〇〇之剖面圖。 除了採用單一導電連接25A以外，亦可利用此種方式，在鍍 層區域10C之上形成兩組導電連接，如此即可形成一封閉電 路，舉例而言可如先前所述之實施例；或者亦可測定兩個平行 的連接之間的電容效應，藉以偵測光波導1〇是否損壞。 相對於第8A目至第8B圖’在第9八圖與第9B圖所示之光波

導中’第-導電連接25A與第二導電連接25B係設置於光導 主體20之鍍層區域20D。同樣地，第9B圖為第9a圖之料 主體20的剖面圖。除了採用兩组導電連接25八與25b以外， 亦可以僅在鍍層區域2GD之中採用單—導電連接。在此實施 例中’舉例而言，兩個導電連接可平行於光導主體2〇之主轴 3〇〇,或者如第8八圖與第犯圖所示，以其他之方法包圍在光 導主體20之周圍。 26 1330705 如第10A ®與剖面圖第圖所示之光波導1〇，一第一導電 連接MA以及平行之—第二導電連接现均設置於光波導川 之鑛層區域10C的表面。舉例而言，這些導電連接可以共同 構成則述之電路或者電容效應，並以測量這些平行之連接，有 效地偵測光波導1 〇之損壞。 第11圖更進-步顯示發光裝置之另—實施例。相對於第i圖 所示之發光裝置，該光導域2G係為職㈣。在此實施例 中’韓射來源5再一次可為RGB模組，以發射作為白光之基 礎的輻射11，而該白光係經由螺旋之光導主體2〇，以光線12 之型態發出。在另一實施例中，為能發射短波輻射n (例如 紫外光輻射），輻射來源5之實施例可為紫外光二極體雷射； 該輻射11經過光波導10傳送至光導主體2〇，並照射在由轉 換材料15所組成之光導主體2〇之上。在此實施例中，短波輻 射11會轉換為具有較大波長12之光線。 第12圖顯示照明裝置1〇〇之實施例，其中包含依據本發明之 一種實施例所製作之發光裝置。同樣地’於此實施例中，輻射 來源5所發射之短波輻射，由光波導1〇之第一端1〇A耦合進 入光波導10，隨後在經過光波導10之第二端1〇Β之後，進入 光導主體20。同樣地，光導主體20具有轉換材料15，舉例而 27 1330705 言其可將短魏射η轉換為具有較長波長之減12。光導主 體20設置於投料元5〇财之對應位置。在此實施例中，光 導主體20形成-長方騎域，其可（舉例而言）對應至一顯 示器之勞幕區域。在此實施财，另外尚可增加光學元件6〇， 舉例而言其可為漫射屏幕（diffusingscreen)，同時其可設置在 光線由光導主體20耦合發散之光束路徑之上。利用光學元件 60，可使經轉換之光線12更佳均勻地發散。 背投影單元50具有一纖維固定點51(flberflxing)，舉例而言， 以此方法即可利用機械方式將光波導1〇固定在背投影單元5〇 之上。 如第12圖所示，可在發光裝置100中，額外增加可以發出具 • 有第三波長之輻射13的第二輻射來源25E、以及可以偵測該 輻射13之偵測器25D。如第5圖所示，舉例而言，偵測裝置 25可以查明光波導10和/或光導主體20之損壞，以預防發光 裝置100發出可能具有危害的輻射。 依據本發明之一種較佳實施例所顯示之發光裝置，舉例而言， 該輻射來源5可為一雷射，其與光導主體20所形成之實際發 光體可以具有空間間隔。舉例而言，此種設置有利於包含該種 28 υ〕υ/ϋ5 發光裝置之照明裝置的維修，同時也令該裝置易於使用。舉例 而e，利用该具有空間間隔之設計，亦可能將設置在維修區域 中之5亥光源或者該電子驅動裝置，而將實際之照明裝置（光導 主體20)置放在難以接近利用之空間，舉例而言，可為無塵 至、防免爆炸之空間、光源室、傳輸桿等。如此，即可將空間 間隔與簡化之維修設計利用於顯示器中，尤其利用於液晶顯示 鲁 器中較為繁忙之區域，或者建築之較高位置。 此種可利用薄玻璃纖維或其他薄光導元件製作光導主體2〇之 ' 技術，尤其可以作為具有平面設計之發光裝置的光源。舉例而 . &，藉此可以實現具有均勻光線輻射之大區域空間照明。 上述實施方式與較佳實施例並非用以限制本發明之範疇；尤 φ 其，特定實施例中所述之特徵，亦以其他實施方式完成❶其他 可能之設計方式均與光導主體2〇之各種位置變化相關。 29 1330705 【圖式簡單說明】 第1圖與第2圖顯示依據本發明所揭露之發光裝置的不同實施 例。 第3圖與第4圖顯示具有轉換材料之光導主體的不同實施例。 第5圖、第6圖、與第7圖顯示具有偵測裝置之發光裝置的不 同實施例。 第8A圖、第8B圖、第9A圖、第9B圖、第10A圖、與第 10B圖顯示具有導電連接之光導元件的不同實施例。 第11圖顯示發光裝置之另一實施例。 第12圖顯示包含本發明所揭露之發光裝置的一種照明裝置的 實施例。 1330705 【主要元件符號說明】 5:輻射來源 5A :可發出紅光之模組 5B :可發出綠光之模組 5C :可發出藍光之模組 6 :散熱器 6A :散熱器 10 :光波導 10A :光波導之第一端 10B :光波導之第二端 10C :鍍層區域 10E :核心區域 11 :第一（較短）波長之韓射輻射 12 :第二（較大）波長之輻射 13 :第三波長之輻射 15 :轉換材料 20 :光導主體 20B :光導主體之第一端 20C :光導主體核心 20D :光導主體鍍層 20E :光導主體之第二端 31 1330705 偵測裝置 :第一導電連接 :第二導電連接 :檢驗裝置 .弟-一輕射來源 薄層 投影單元 纖維固定點 光學元件 :照明裝置 :光波導斷面 :光導主體之主軸

Claims (1)

1. 、申:專利範固：一二修正;==5 種發光裝置，包含·· 民國99年4月扣日呈送-附件 二.1射來源，以發射具有-第-波長之輻射； 第2=二的光導主體，其中該輕射來源所發出之具有該 -二射於該光導主體麵合後，以對應於長轴而具有 用度之方向，柄合發出一光線； 2波導’該版姉谢私該光導主體； —俄測裝置，其可_該光波導和/或該光導主體之損壞。 2·如申請專利範圍第i項所述之褒置，其中該輕射來源可發射 對應於紅、綠、藍三色之輻射。 3.如申請專纖圍第i項所述之裝置，其巾該光導主體具有— 轉換材料，其可轉換該具有該第一波長之輻射為具有一第二 波長（較長）之光線。 4. 如申請專利範圍第3項所述之装置，其中該輻射來源包含一 短波輻射來源，尤其可為一紫外光雷射二極體。 5. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中該轉換材料包含由 下列群組中所選出之一組合：Ca8Mg(Si04)4Cl2:Eu2+，Mn2+ ; Y203:Eu2+ ’ Bi3+ ; ( Sr,Ba，Ca ) 5(P04)3C1:EU2+ ; BaMgAl10O17:Eu2+ ; SrMgAl10〇17:Eu2+ ; Ba3Al28045:Eu2+ ; (Sr，Ba)2Al6011:Eu2+ ; SrAl204 : Eu2+ ; M2Si5N5N8 : Eu2+，其中 33 M可為約或銷；AGa2S4 : Eu2+，Ce2+，其中A可為Ca、Sr、 Ba、Zn、與Mg之群組中所選出之一元素；Wr :別2+， 其中A為驗土金屬離子；以及BalVfeAUOwu2,。 6. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中該光導主體之一表 面係具有轉換材料之塗佈或印刷。 、 7. 如申請細_ 3項所述之裝置，其中該轉換材料包含囊 括於該光導主體之内的複數奈米粒子。 8. 如申請專纖_ 3 述之裝置，其中錢光導主體之中 或者之上，具有—薄層’該薄層可反射該具有第—波長之轄 射，並使得該具有第二波長之輻射穿透。 9. 如申請專利範圍第i項所述之裝置，其中該光導主體包含一 玻璃纖維。 10. 如申請專利範圍第i項所述之裝置，其中該光導主體形成 """"—維區域。 11. 如中請專利範圍第1G項所述之襄置，其中該光導主體可為 曲折、螺旋、或婉诞之型態。 ^如申請專利細第1項所述之裝置，其中該光_合離開 該光導主體之光束路徑上，具有一光學元件。 I3.如申凊專利範圍第i項所述之裳置，其中該光導主體係具 有一粗輪表面。 如申凊專利範圍第！項所述之裝置，其中該光波導包含由 34 1330705 f? 4 k 玻璃或塑膠為材料所組成之複數纖維。 15·如申請專利範圍第i項所述之裝置，其中該_裝置包含 -第二輕射來源’赠射—具有红波長之細，該侦測裝 置更包含-偵測器，以偵測該具有第三波長之_，以做: 該光波導與該光導主體之一功能指標。 16.如申請專利範圍第1S項所述之農置，其中該光波導與該光 導主體係配置於該第二轄射來源與該細器之間。 Π.如申請專利範圍第15項所述之農置，其中該第二輻射來源 與該細ϋ係安排於該光波導之—第—端，喊光導主體係 安排於該光波導之一第二端。 18·如申請專利範圍第i項所述之震置，其中該光波導鱼該光 導主體之巾設有-導電連接，並具有複數功如檢查該導電 連接之功能’而鱗電連接之舰，即_歧導與該光導 主體之功能的指標。 I9·如申請專利範圍第i項所述之裝置，其中該铜裝置之設 置’可依_歧導和/或該光導主體之該卿_結果，關 閉該輻射來源之一電源供應。 20. -種照明裝置’包含依據前述任一申請專利範圍所述之發 光裝置。 21. -顯示裝置，包含依據申請專利範圍第i項至第19項任一 者之發光裝置。 35 1330705 .. ff 4 /o 22.如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置，其係以一液晶陣 列型態，安排於所述如申請專利範圍第1項至第19項任一者 之發光裝置的該光線粞合發出之路徑上。 36