专利名称：具有发光二极管的光源模板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有发光二极管的光源模板，特别是一种光源模板上的白光发光二极管中的光源晶粒可省去一颗绿色晶粒的发光二极管的光源模板，可降低成本、降低光热能及电能。
背景技术：
传统的光源模组已被广泛使用于各种光扫描装置上，如复印机、传真机、使用于计算机上的扫描器及液晶电视银幕的背光光源...等设备上。
典型的范例，如中国台湾专利公告号第574822号“用于扫描装置之光源模组”，其光源模板使用由红、蓝、绿(R、B、G)三个发光晶粒组合成单颗的白光发光二极管，再将复数颗的白光发光二极管一一焊接于电路板上，以形成用于扫描仪中的光源模组或液晶电视银幕的背光光源模组。
在中国台湾发明专利证书号第I226792号“可缩短扫描时间的扫描装置及相关方法”中，第二光源也使用了白光发光二极管，然后白光发光二极管也是由红、蓝、绿(R、B、G)三颗独立发光晶粒组合为单颗的白光发光二极管。
但是上述现有技术具有以下缺点(1)、每一颗白光发光二极管(LED)，由三颗独立的红、蓝、绿三颗发光晶粒的组合，要控制三颗晶粒同步发光及发光强度的控制，其驱动电路的设计相当麻烦而且在电路制作成本高。
(2)、要控制白光的演色性接近于全频谱的太阳光，必须要考虑到红、蓝、绿三种光的均匀整齐性及彼此间距的排列，倘有一颗晶粒发光强度差或发光的顺序时间不同步或彼此晶粒的距离差太大，则混合光产生色差大，白光演色性不佳，白光最初的起始点产生不纯真，可能为白中带黄色或白中带红色。
(3)、利用三颗红、蓝、绿各为独立晶粒发光，不但发光会产生高热量而且更耗电能。
本设计人先前的中国台湾发明专利申请第092128458号“发光装置”，利用了蓝光及红色的二颗晶粒(LED)做为光源，荧光层胶合覆接于蓝光晶粒及红光晶粒上，荧光层被蓝光光源激发出一绿色的光，该绿光与蓝、红光混合以形成白光。
该申请利用了荧光层(粉)替代了一颗绿色的晶粒(LED)，而且绿光的产生与蓝光、红光的发光均为同步，所得白光演色性佳。
但是，该申请仅实施于单颗的白光发光二极管，未配合实施于各下游应用实施例的光源模组上，因此如何提升光源模组的白光发光演色性品质，以及降低发光的材料成本、光热能及电能，是本实用新型申请所要解决的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种可降低成本的具有发光二极管的光源模板。
本实用新型的上述目的是这样实现的，一种具有发光二极管的光源模板，其特征在于包括一电路板，其上焊接有数个白光发光二极管，每个白光发光二极管至少包括一个以上的蓝光晶粒及一个以上的红光晶粒；荧光层，由荧光粉加上透明胶均匀混合而成，该荧光层胶合覆接于蓝光晶粒及红光晶粒上。
本实用新型的技术效果是1)通过在印刷电路板上焊接有一维或二维以上阵列式排列的白光发光二极管，每一个白光发光二极管仅具有蓝、红二颗晶粒，藉此可省去传统技术中的绿光晶粒的发光光源，以及减少一个绿光晶粒(LED)的材料成本。
2)通过在印刷电路板上焊接有一维或二维以上阵列式排列的白光发光二极管，每一个白光发光二极管均覆接有波长介于500～570nm左右的荧光层，蓝光晶粒发光同时激发荧光层以同时产生激发光，使激发光可同步的与蓝光、红光二光源混为白光，增进白光其产生的起始点演色性的品质控制。
3)通过在印刷电路板上焊接有一维或二维以上阵列式排列的白光发光二极管，省去了传统白光二极管中的绿色晶粒，使驱动电路得以简化，并降低发光高热量、高耗电的产生。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
图1是本实用新型光源模板的立体图；图2是图1的俯视图；图3是本实用新型光源模板的俯视图；图4是本实用新型光源模板再一实施例的俯视图；图5是本实用新型单颗发光二极管与电路板连接的局部断面放大图；图6是本实用新型另一种单颗发光二极管与电路板连接的局部断面放大图；图7是本实用新型另一种单颗发光二极管与电路板连接的局部断面放大图；图8是蓝、红及绿色光波长混合以显示白光的平面示意图。
附图标记说明电路板100；发光二极管120；处理器150；电源160；蓝光晶粒10；导线12、14、22、24；红色晶粒20；荧光层30、30′；导电架42、44；接脚66、68；反射盖50；凹槽52、62；内壁面53；主导线架60；透明树脂64；透明胶层70；白光W；激发光G；蓝光B；红光R。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型所提供的一种具有发光二极管的光源模板包含一电路板100，其上焊接有复数的白光发光二极管120，每一个独立的白光发光二极管120至少包括一个以上的作为蓝光发光光源的蓝光晶粒(LED)10及一个以上的作为红光发光光源的红光晶粒(LED)20；
荧光层30，由荧光粉加上透明胶均匀混合而成，该荧光层30胶合覆接于蓝光晶粒10及红光晶粒20上，其中主要以蓝光B来激发荧光层30，荧光层30被激发出波长与蓝光B及红光R等波长不同的光，该不同的光波长介于500～570nm间，被定义为激发光G，激发光G与蓝光B及红光R相混合的混合光透射出荧光层30外，被定义为白光W。
其中蓝光晶粒10所发出的蓝光B的波长约为360～480nm间，红光晶粒20所发出的红光R波长为585～780nm。
其中荧光层30中的荧光粉可为铝石榴石系(Yttrium Aluminium Garnet)或矽酸盐类(SmOn4-)或硼酸盐类(BxOy3-)材质构成。
其中蓝光晶粒10及红光晶粒20可连接于一反射盖50的凹槽52中，凹槽52中可填充荧光层30，其二导电架42、44焊接于电路板100上(如图5所示)。
其中蓝光晶粒10及红光晶粒20可连接于主导线架60上方预设的凹槽62中，荧光层30填充于凹槽62中，一灯泡型的透明树脂64可将荧光层30及主导线架60上端一体包覆，其电极接脚66、68焊接于电路板100上(如图7所示)。
其中荧光层30中的荧光粉的材质可由下列组合物的一种或二种或三种的组合来选用荧光粉由铈元素致活且含Y与Al的铝石榴石系(YAGCe3+)；荧光粉由铕元素致活的石榴系(YAGEU2+/3+)；荧光粉由铽(Terbium)元素致活的石榴系(YAGTb3+)。
如图6所示的本实用新型的另一实施例，所提供一种具有发光二极管的光源模板，是在一电路板100上焊接有复数的白光发光二极管120，每一颗独立的白光发光二极管120包含至少一个以上的蓝光晶粒(LED)10，以作为蓝光B发光的光源；至少一个以上的红光晶粒(LED)20，以作为红光R发光的光源；荧光层30′由荧光粉加上透明胶均匀混合，该荧光层30′将蓝光晶粒10封装包覆；透明胶层70将荧光层30′及红色晶粒20封装包覆，其中蓝光用以激发荧光层30′，使荧光层30′发出波长与蓝光B、红光R等二波长不同的光，其光波长介于500～570nm之间，被定义为激发光G，该激发光G与蓝光B及红光R相混合形成白光W。
其中复数的白光发光二极管120以一维直线阵列式焊接排列在电路板100上，该电路板100可做为扫描仪的光源模板/照明灯具。
其中复数的白光发光二极管120以多排一维直线数陈列焊接排列于电路板100上，该电路板100可做为液晶显示器的背光光源模板/照明灯具。
以下结合附图对本实用新型的构造及工作原理进行详细说明。
如图1所示，本实用新型的光源模板为长条状，每相邻的发光二极管120(120)设为等距或不等距的线性排列，该光源模板可被使用于扫描器中的光源模板上。其中每一颗发光二极管120中包含有蓝光晶粒10、红光晶粒20及荧光层30，蓝光晶粒10及红光晶粒20受电极同时发出蓝光B及红光R做为二个光源，蓝光B及红光R混合后并以蓝光B光源去激发荧光层30，使荧光层30被激发出激发光G(波长介于500～570nm的绿光)，激发光G再与蓝光B、红光R相混合，可得白光W(如图8所示)。如图2所示，蓝光晶粒10、红光晶粒20藉电源端与接地端连接一处理器150及电源160，因此其处理器150及驱动电路的设计较之传统的三个晶粒的设计，得以简化。本实用新型的每一颗白光发光二极管120内部仅有二个发光晶粒(即蓝光晶粒10及红光晶粒20)与传统的光源模组的白光发光二极管相较，本实用新型实质上减少了一颗绿色的晶粒，而由荧光层30来替代，如此可减少一颗绿色晶粒的成本，减少发光二极管120的整体体积，同时本实用新型的驱动电路仅需针对蓝、红晶粒10、20等二颗来设计，无需像传统的必须要同时针对三颗蓝、红、绿晶粒来设计发光的驱动电路及处理器。另外致光荧光层30、30′被蓝光B激发为激发光G(即绿光)时，激发光G几近同步于蓝、红光(B、R)的发光时间，故蓝、红、激发光(B、R、G)混合的起始点较容易控制，换言之仅需控制蓝、红光晶粒10、20的同步发光，即可掌握到被致光的激发光G几近同步的与蓝、红光(B、R)混合，故蓝、红、激发光(B、R、G)混合成白光的起始点或熄灭点的白光演色性及均匀性较传统白光二极管为佳。
本实用新型的发光光源仅有蓝、红晶粒10、20二颗，与传统光源模组上的发光二极管所使用三颗晶粒相比较，本实用新型所产生光热能及电能低。
本实用新型的蓝光晶粒10正常的状态下使用了3(V)及0.02(A)的电源，所耗功率为0.06W、红光晶粒20使用了2(V)及0.02(A)的电源，所耗功率为0.04W，两者相加也仅有0.1W，然而传统光源模组所使用的白光发光二极管所消耗功率至少约0.15W以上，因此本实用新型的电功率的消耗显著降低。
如图4所示，本实用新型的电路板100为较大面积的四方形，其复数的白光发光二极管120(120)以二维以上阵列式的排列，该光源模板可被使用于液晶显示器中的背光光源模板。当然本实用新型的光源模板也可被使用于各种日常生活的照明设备，如照明灯具、闪烁灯具或警示灯具...等。
如图5所示，蓝光晶粒10及红光晶粒20分别连接于一反射盖50的凹槽52中，其中红光晶粒20正、负极的导线22、24分别连接于二个导电架42、44上，蓝光晶粒10的正、负级导线12、14分别连接于二导电架42、44上，左、右导电架42、44之间为绝缘而且左、右导电架42、44焊接于电路板100上，以形成电气回路。荧光层30中的荧光粉由铝石榴石系(YAG)或矽酸盐类(SmOn4-)或硼酸盐类(BxOy3-)材质所构成，更进一步而言，荧光粉可选择YAGCe3+、YAGEU2+/3+、YAGTb3+其中之一种或二种，或者为这些材质的组合。该荧光层30的光波长为500～585nm间，其被定义为绿色或黄色，或绿色与黄色之间的颜色。蓝光晶粒10及红光晶粒20受电极作用，同步发光，产生蓝色及红色的光源，其中蓝光B其光源的波长介于360～480nm之间，红光晶粒20所发出红光R其光源的波长介于585～780nm之间，当这二个各为独立的蓝、红光(B、R)相互同步混合向外发出并经过反射盖50，其内壁面53将光反射出，乃激发荧光层30中的绿色或黄色荧光粉，产生异于蓝光(B)、红光(R)两者波长不同的激发光G，该激发光G的波长介于510～570nm间，与蓝、红光(B、R)波长相混合，被人眼视觉时，乃被定义为白光W(如图8所示)。由于该白光W的产生是由二个独立的蓝、红光(B、R)的光源同步发射，用以激发荧光层30，因此具有亮度高、效率高的特性，以达三个光波长混合成高亮度及演色性更佳的白光W显现。
如图6所示的本实用新型的另一实施例，荧光层30′以独立的将蓝光晶粒10封装包覆，此荧光层30′的材质作用与前述的荧光层30相同；透明胶层70再填充包覆于荧光层30′及红光晶粒20上，藉此，蓝光晶粒10发出蓝光B时，蓝光B激发荧光层30′使荧光层30′发出另一波长与蓝、红光不同的激发光G，与蓝、红光二光波长相混合，使三波长不同的光相混合为白光W并从透明胶层70显现并发出。
如图7所示的本实用新型的另一可行实施例，透明树脂64将荧光层30及主导线架60包覆，其中蓝、红光晶粒10、20的导线12、22焊接于一接脚68上，另一导线14焊接于另一接脚66上，左、右导线接脚66、68焊接于电路板100上，以形成电气回路。
荧光层30受蓝光B、红光R的激发，发出激发光G与蓝光B、红光R混合形成白光W，并从透明树脂64透射出。
本实用新型的光源模板可做为扫描仪及液晶显示器的背光模板来使用，亦可做为照明设备来使用。
权利要求1.一种具有发光二极管的光源模板，其特征在于包括一电路板，其上焊接有复数的白光发光二极管，每个独立的白光发光二极管至少包括一个以上的蓝光晶粒及一个以上的红光晶粒；荧光层，由荧光粉加上透明胶均匀混合而成，该荧光层胶合覆接于蓝光晶粒及红光晶粒上。
2.依据权利要求1所述的具有发光二极管的光源模板，其特征在于，蓝光晶粒所发出的蓝光其波长约为360～480nm间，红光晶粒所发出的红光波长为585～780nm。
3.依据权利要求1所述的具有发光二极管的光源模板，其特征在于荧光层中的荧光粉由铝石榴石系或矽酸盐类或硼酸盐类材质构成。
4.依据权利要求1所述的具有发光二极管的光源模板，其特征在于蓝光晶粒及红光晶粒连接于一反射盖的凹槽中，凹槽中填充荧光层，其二导电架焊接于电路板上。
5.依据权利要求1所述的具有发光二极管的光源模板，其特征在于，蓝光晶粒及红光晶粒连接于主导线架上方预设的凹槽中，荧光层填充于凹槽中，一灯泡型的透明树脂将荧光层及主导线架上端一体包覆，其电极接脚焊接于电路板上。
6.依据权利要求1所述的具有发光二极管的光源模板，其特征在于，复数的白光发光二极管以一维直线阵列式焊接排列在电路板上。
7.依据权利要求1所述的具有发光二极管的光源模板，其特征在于，复数的白光发光二极管以多排一维直线阵列式焊接排列于电路板上。
8.一种具有发光二极管的光源模板，在一电路板上焊接复数的白光发光二极管，其特征在于每一颗独立的白光发光二极管包含至少一个以上的蓝光晶粒；至少一个以上的红光晶粒；荧光层，由荧光粉加上透明胶均匀混合，该荧光层将蓝光晶粒封装包覆；透明胶层，将荧光层及红色晶粒封装包覆。
专利摘要本实用新型是一种具有发光二极管的光源模板，包括一电路板，其上焊接有复数的白光发光二极管，每个独立的白光发光二极管至少包括一个以上的蓝光晶粒及一个以上的红光晶粒；荧光层，由荧光粉加上透明胶均匀混合而成，该荧光层胶合覆接于蓝光晶粒及红光晶粒上。由于本实用新型将荧光层利用为绿光源，因此可以省去绿光晶粒。
文档编号F21S4/00GK2821871SQ20052001113
公开日2006年9月27日 申请日期2005年3月28日 优先权日2005年3月28日
发明者李坤锥, 朱哲男 申请人:优佰利股份有限公司