[发明专利]一种兼具防眩光及可调色温的LED白光照明模块的制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种发光二极管(LED)白光照明模块，更具体的的关于一种兼具防眩光及可调色温的LED白光照明模块的制造方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)的发光原理，是利用磊晶(Epitaxy)为光电组件，通过电光(Electro Luminescence)转换效应而发出某波长的光。由于LED具有低耗能、高效率的特性及优点，因此目前各国及业界均将此一技术列为策略发展的重点技术，欲以光电组件取代现有传统的照明设备，并将LED的发展技术概述如下：

如美国专利第6,765,237号专利案，是在单颗磊芯片上方直接涂布黄色萤光层，再以环氧树脂(Epoxy)加以罩覆封装，构成单一颗LED。其所运用的发光技术为磊芯片根据电光转换效应发出单波长的蓝光，照射萤光层使化学结构的电子能量从基态转换到激发态产生黄色萤光，与蓝光混为接近白色的二波长光源射出，故此种技术可称之为化学混光。

由于化学混光技术的制作及成品使用较为简单，迄今仍为白光LED的主流，但因芯片发光的同时必然伴随着高热，而萤光层本身并不耐高温，故当芯片温度提高时，芯片及萤光层会快速产生质变，使得LED发生所谓的光衰及色衰现象，严重影响LED的照度或明亮度，此即为光衰现象。

虽然目前白光LED的主流仍为化学混光，但因化学混光有着上述的诸多缺点，因此仍不适用于需具备较长使用寿命的照明用途发展。

请参阅图1，一种多晶发光二极管照射法(Multi-Chip LED Approach)的示意图，其显示LED最常利用三原色光混出白光的技术。通过可分别发出红光(red light“RL”)、绿光(green light“GL”)及蓝光(blue light“BL”)LED封装1、2、3，混为接近白色的光源，但除了波长配合配比要能配出白色外，光强度亦要有适当的配比，因此在混光实施上有着相当的困难度，常见困难在于白光仅出现在光束交集的区域中央，远离中央区域的混光色温会逐渐趋近R、G、B三种色光，在照明区域形成色彩缤纷的色块，此为混光不均所造成的缺点。

由于人的眼晴对光波长555nm(绿光)的灵敏度最高，对于低于或高于此波长的光的灵敏度较差，我们称这种特性为光谱灵敏度特性(如图2所示)。一般来说，为了增加光的强度及照射距离，而使用一般的聚光透镜，造成眼睛在直视光源时感到的刺眼眩光，如直视照明灯具、太阳、夜间对方来车车灯及阅读时的直接眩光即看灯光时的刺眼眩光。故此为造成直接眩光的缺点。

请参阅图3，台湾专利第I255566号专利案，同样是一种多晶发光二极管照射法(Multi-Chip LED Approach)的示意图，其是显示LED最常利用三原色光混出白光的技术。通过可分别发出红光(RL)、绿光(GL)及蓝光(BL)的芯片4、5、6，用一封胶7将红、绿、蓝光芯片4、5、6覆盖于一封装基底8上，并在该封胶7内散设多数的扩散粒子9，通过扩散粒子9使各芯片4、5、6的光束能充分地进行混光而形成均匀的白光。

虽然上述的技术能提供较佳的白光混光效果，但直接使用在照明上，由于各芯片4、5、6的光强度不同，且在单一封装单元内控制电流强弱相当困难且复杂，所以尚无法调整其色温，致目前市场上无此量产产品使用在照明上，应可印证。再者，将三原色芯片4、5、6同时覆盖于一封胶7支架内，其所产生的热量密度极高(温度提升极快)致热及寿命问题待解决。

另外，台湾第I246207号专利案则揭露利用一发白光的LED充当主要光源，并于白光LED附近设置一组由红、绿、蓝光等LED构成的色温补偿单元，即当白光LED亮度因萤光层质变而快速下降形成光衰时，由红、绿、蓝光LED随着衰变的白光LED进行单颗或多颗的电流强度调整。但此种方式在原先白光LED光衰之后整个模块的亮度、色温、色块显现均会大幅改变，且欲精准地控制单颗或多颗的电流强度，在实际上有着相当高的难度而不符经济效益。

其次，LED的波长取决于磊晶层的结构及组成的材料，更重要的是晶格匹配的课题，导致半导体因温度的高低致生波长飘移的问题不容忽视。就开机初期和通电一段时间来说，开机初期随着红光发光效率的强度，该RGB三原色光混出白色偏红的光源；通电一段时间，随着发光效率较高的蓝光逐步增强，让混光色温偏向冷光系的白色偏蓝光，故于两段时期所混光的色温各不相同。依光谱的角度来看，波长由暖色系移动到冷色系的热飘移范围过大，严重影响混光色温的白平衡，相对减损光源的照度。

发明内容