CN112213808A

CN112213808A - 反射镜及应用其的封装结构

Info

Publication number: CN112213808A
Application number: CN201910618430.2A
Authority: CN
Inventors: 陈廷楷; 赖隆宽; 唐伟峰; 梁建钦
Original assignee: Lextar Electronics Corp
Current assignee: Lextar Electronics Corp
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-01-12

Abstract

一种反射镜及应用其的封装结构。反射镜包括基座与反射层。基座具有第一斜面与底面。第一斜面与底面具有夹角，且夹角介于40度至50度。反射层至少部分覆盖于第一斜面，以形成对位区。

Description

反射镜及应用其的封装结构

技术领域

本揭露是关于一种反射镜与应用前述的反射镜的封装结构。

背景技术

近年来，激光二极管(laser diode)在照明与显示等应用中扮演重要的角色，且具有许多优点，例如发光效率佳、较低的能量消耗、较长的寿命、更小的尺寸等。

然而，由于激光二极管的封装问题与光路问题，使得整体的封装结构体积较大。另一方面，在制作过程中，易发生激光二极管出光位置未对准反射镜位置，导致反射后的光路偏离，不但会造成光形异常，在多个封装体构成阵列形式时，更会因光路偏移，产生光点间距异常问题，而使相邻的封装体相互干扰。

发明内容

有鉴于此，本揭露提供了一种用于稳定光形的封装结构及其反射镜。

本揭露的一实施方式提供了一种反射镜，包括基座与反射层。基座具有第一斜面与底面。第一斜面与底面具有夹角，且夹角介于40度至50度。反射层至少部分覆盖于第一斜面，以形成对位区。

在本揭露的一些实施方式中，反射层的材料可为金属、介电材料、半导体材料或上述的组合。

在本揭露的一些实施方式中，反射层可为单层或多层。

在本揭露的一些实施方式中，反射层可包括交错排列的多个第一膜层与多个第二膜层。第一膜层与第二膜层分别具有第一折射率与第二折射率，且第一折射率不同于第二折射率。

在本揭露的一些实施方式中，对位区可位于第一斜面的几何中心的位置。

在本揭露的一些实施方式中，基座可具有第二斜面与第三斜面，分别连接于第一斜面。第二斜面较第一斜面远离底面，第三斜面与底面相连，且第二斜面与第三斜面的斜率皆与第一斜面的斜率相异。

在本揭露的一些实施方式中，基座可具有凹槽，第一斜面位于凹槽内。

在本揭露的一些实施方式中，凹槽可包括与第一斜面相连的第二斜面，且第二斜面的斜率与第一斜面的斜率相异。

在本揭露的一些实施方式中，凹槽可包括与第一斜面相连的第三斜面，且第三斜面的斜率与第一斜面的斜率相异。

在本揭露的一些实施方式中，凹槽可包括与第一斜面相连的垂直表面与水平表面，水平表面平行于底面，垂直表面垂直于底面。

本揭露另一实施方式提供了一种封装结构，包括基板、外壳、如前所述的反射镜，以及发光元件。外壳与基板结合形成容置空间。反射镜设置于容置空间中。发光元件设置于容置空间中，用以发射光束指向对位区且被反射层反射。

在本揭露的一些实施方式中，封装结构更包括光学元件，对应设置于外壳的开口。光束经由反射镜反射后通过光学元件。

在本揭露的一些实施方式中，封装结构更包括波长转换层，覆盖发光元件的出光面。

由上述实施方式可知，本揭露提供一种反射镜及应用其的封装结构。反射镜包括基座与反射层，基座的第一斜面与底面具有夹角，且夹角介于40度至50度之间。封装结构包括基板、外壳、前述的反射镜与发光元件。通过上述的封装结构及其反射镜，可确保光形、增加光强度与缩小封装结构，进而提升效能。

以上所述仅是用以阐述本揭露所欲解决的问题、解决问题的技术手段及其产生的功效等等，本揭露的具体细节在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

图1为根据本揭露一实施方式的反射镜的示意图；

图2为根据本揭露一实施方式的封装结构的示意图；

图3为根据本揭露另一实施方式的封装结构的示意图；

图4为根据本揭露另一实施方式的反射镜的示意图；

图5为根据本揭露再一实施方式的反射镜的立体示意图；

图6为图5的反射镜的剖面示意图。

【符号说明】

10、10a：封装结构

100、100a、100b：反射镜

110：基座

111：凹槽

112：第一斜面

114：底面

115：第二斜面

116：第三斜面

117：垂直表面

118：水平表面

119a、119b：斜面

120：反射层

130：对位区

200：基板

300：外壳

310：开口

400：发光元件

402：出光面

410：波长转换层

500：光学元件

S：容置空间

D1：方向

D2：方向

θ：角度

具体实施方式

下文是举实施方式配合所附附图作详细说明，以更好地理解本案的态样。然而本揭露可以通过许多不同形式实现，并且不应解释为局限于本揭露所阐述的实施方式。更确切地，提供这些实施方式是为了使本揭露内容详尽且全面，并且可以将本揭露的范围全面地转达给本领域熟知此项技艺者。在诸附图中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字意旨类似元件。应了解到，本揭露中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一者及一或多者的所有组合。在下文将参阅随附附图详细地描述本揭露的各例示性实施方式。

参阅图1。图1为根据本揭露一实施方式的反射镜100的示意图。反射镜100包括基座110与反射层120。

基座110具有第一斜面112与底面114，且第一斜面112与底面114之间具有角度θ。角度θ的范围可介于40度至50度之间。在一些实施方式中，角度θ可以是45度。在一些实施方式中，第一斜面112连接底面114。

反射层120至少部分覆盖于第一斜面112，以形成对位区130，详细来说，将反射层120透过溅镀或其他适当的方法，覆盖于第一斜面112的预设位置上，以形成对位区130。由于第一斜面112上仅被反射层120覆盖的区域具有反射功效，再加上40度至50度的斜面可使反射光维持准直路径，因此，只要使光束入射位置瞄准对位区130，便可控制反射光方向，以确保元件光形及强度。在另一些实施方式中，对位区130包含一标记，详细来说，可利用激光标记制程(laser mark process)，以在基座110的第一斜面112上形成标记，接着将反射层120透过溅镀或其他适当的方法，覆盖于第一斜面112的标记上，以形成对位区130。在一些实施方式中，反射层120的一部分嵌入于基座110中。也就是说，反射层120的底表面低于第一斜面112的顶表面。

在一些实施方式中，对位区130的形状可基于发光元件的光性来设计。举例来说，对位区130的形状可以是十字形、长方形、椭圆形或其他适当的形状。在一些实施方式中，对位区130位于第一斜面112的几何中心位置。在一些实施方式中，反射层120是部分覆盖于第一斜面112。在一些实施方式中，由于透过激光标记制程于第一斜面112上形成标记，且反射层覆盖于第一斜面的前述的标记上，故反射层120的形状与对位区130的形状相同。

在一些实施方式中，反射层120的材料为金属、介电材料、半导体材料或上述的组合。详细来说，反射层120可以是金、银、铜或是其他适当的金属。反射层120可以是二氧化钛(TiO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、二氧化硅(SiO₂)或是其他适当的介电材料。反射层120可以是氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)或是其他适当的半导体材料。

在一些实施方式中，反射层120为单层或多层。例如，反射层120的可以是由单层或多层的金属材料层所构成。反射层120也可以是由介电材料的叠层结构或是半导体材料的叠层结构所构成。

在一些实施方式中，反射层120包括交错排列的多个第一膜层与多个第二膜层。第一膜层具有第一折射率，第二膜层具有第二折射率，且第一折射率不同于第二折射率。详细来说，反射层120可以是具有分布式布拉格反射镜(distributed Bragg reflector；DBR)的叠层结构，且此叠层结构由第一膜层与第二膜层所构成。也就是说，第一膜层与第二膜层以彼此交替的顺序轮流堆叠于基座110的第一斜面112上，且其中每一个第一膜层的折射率相同，每一个第二膜层的折射率相同。由于第一膜层与第二膜层具有不同的折射率，当光束通过第一膜层与第二膜层时，所反射的光会因相位角的改变而进行建设性干涉，并互相结合而得到强烈的反射光，相较于金属材料构成的反射层，可降低反射时损失的光强度。如此一来，通过第一膜层与第二膜层所构成的反射层120，当光束经由反射层120反射时，可以达到增加光强度的效果。

在一些实施方式中，第一膜层与第二膜层的材料可以是前述的介电材料或半导体材料，且第一膜层与第二膜层的层数可介于2层至200层之间。

参阅图2。图2为根据本揭露一实施方式的封装结构10的示意图。封装结构10包括反射镜100、基板200、外壳300与发光元件400。

外壳300与基板200结合形成容置空间S。在一些实施方式中，外壳300可由绝缘材料所构成，也可以由高反射材料所构成。外壳300与基板200可经由焊接、粘接，或机械式固定等方式结合。

反射镜100设置于容置空间S中。在一些实施方式中，反射镜100设置于基板200上，且基座110的底面114接触基板200。

发光元件400设置于容置空间S，用以发射光束指向对位区130且被反射层120反射。详细来说，发光元件400沿着方向D1发射光束，且指向对位区130，待光束抵达反射镜100后，接着被反射镜100的反射层120反射。由于第一斜面112与底面114之间的角度θ介于40度至50度之间，当发光元件400所发射的光束指向对位区130时，可确保此光束为准直光，以避免光路偏移的问题，进而达到增加光强度的效果。

在一些实施方式中，发光元件400可例如为垂直腔发射激光器、边射型激光器或发光二极管。在一些实施方式中，发光元件400可以通过打线接合(wire bonding)的方式，透过导线电性连接至基板200上。或者，在一些实施方式中，发光元件400可以通过覆晶接合(flip chip bonding)的方式电性连接至基板200上。在一些实施方式中，发光元件400可发射蓝光、绿光或红光。

在一些实施方式中，发光元件400发射光束的波长可对应于反射层120的第一膜层与第二膜层。也就是说，可依据光束的波长不同，调整反射层120的第一膜层与第二膜层的厚度及堆叠层数，以达到建设性干涉。

在一些实施方式中，封装结构10更包括光学元件500，对应设置于外壳300的开口310，且发光元件400所发出的光束经由反射镜100反射后通过光学元件500。在一些实施方式中，光学元件500可嵌设于外壳300。举例来说，光学元件500可通过粘接、机械式固定或其他适当方式固定于外壳300的开口310。在发光元件400沿方向D1发射光束之后，光束经由反射镜100反射，并沿方向D2通过光学元件500。在另一些实施方式中，光学元件500可位于开口310上方、下方或是其它形式，只要光学元件500可以接收来自于方向D2上的反射光束即可。在一些实施方式中，光学元件500可为透镜，透过对位区130可确保反射光束沿方向D2进入透镜的中心位置，以获得期望的光形及强度。

在一些实施方式中，封装结构10可具有单一的发光元件400，且对应于单一的光学元件500。在一些其他的实施方式中，封装结构10可具有多个发光元件400，且对应于多个的光学元件500。

参阅图3。图3为根据本揭露另一实施方式的封装结构10a的示意图。封装结构10a包括反射镜100、基板200、外壳300、发光元件400、波长转换层410与光学元件500。由于封装结构10a的反射镜100、基板200、外壳300、发光元件400以及光学元件500与图2的封装结构10的元件相似，为简化的目的于此不再重复赘述，合先叙明。

波长转换层410覆盖发光元件400的出光面402，并配置以将发光元件400发射的光束的波长转换成对应的色光的波长。在一些实施方式中，发光元件400可发射蓝光，波长转换层410配置以将发光元件400发射的蓝光转换成绿光。在一些其他的实施方式中，发光元件400可发射蓝光，波长转换层410配置以将发光元件400发射的蓝光转换成红光。也就是说，可以根据需求任意调整波长转换层410的配置，使得发光元件400发射预期的色光。

参阅图4。图4为根据本揭露另一实施方式的反射镜100a的示意图。反射镜100a包括基座110与反射层120。

基座110具有第一斜面112与底面114，且第一斜面112与底面114之间具有角度θ。角度θ的范围可介于40度至50度之间。在一些实施方式中，角度θ可以是45度。反射层120覆盖于第一斜面112，以形成对位区130。

如图4所示，反射镜100a的基座110具有第二斜面115与第三斜面116，分别连接于第一斜面112。第二斜面115较第一斜面112远离底面114，第三斜面116与底面114相连。换句话说，第一斜面112位于第二斜面115与第三斜面116之间。在一些实施方式中，第二斜面115的斜率与第三斜面116的斜率皆与第一斜面112的斜率相异。换句话说，第一斜面112与底面114之间具有的角度θ不同于第二斜面115与底面114之间具有的角度，且第一斜面112与底面114之间具有的角度θ不同于第三斜面116与底面114之间具有的角度。在一些其他的实施方式中，第二斜面115的斜率大于第一斜面112的斜率，且第三斜面116的斜率大于第一斜面112的斜率。

在一些实施方式中，图2的发光元件400发射光束指向反射镜100a的对位区130，且被反射层120反射。由于第一斜面112与底面114之间的角度θ介于40度至50度之间，当图2的发光元件400所发射的光束指向对位区130时，可确保此光束为准直光，以避免光路偏移的问题，进而达到增加光强度的效果。

在一些实施方式中，反射层120覆盖于第一斜面112的全体，且反射层120未覆盖于第二斜面115与第三斜面116上。在一些实施方式中，反射层120可部分覆盖于第一斜面112。

一并参阅图5及图6。图5为根据本揭露再一实施方式的反射镜100b的立体示意图。图6为图5的反射镜100b的剖面示意图。反射镜100b包括基座110与反射层120。基座110具有凹槽111。

第一斜面112位于凹槽111内。凹槽111包括与第一斜面112相连的垂直表面117与水平表面118，垂直表面117垂直于底面114，且水平表面118平行于底面114。详细来说，第一斜面112位于垂直表面117与水平表面118之间，且垂直表面117较第一斜面112远离底面114。

在一些实施方式中，图2的发光元件400发射光束指向反射镜100b的凹槽111内的对位区130，且被反射层120反射。由于第一斜面112与底面114间的角度θ介于40度至50度之间，当图2的发光元件400所发射的光束指向凹槽111内的对位区130时，可确保此光束为准直光，以避免光路偏移的问题，进而达到增加光强度的效果。

在一些实施方式中，基座100b具有斜面119a与斜面119b，斜面119a与斜面119b分别连接于垂直表面117与水平表面118。也就是说，斜面119b连接于底面114，且斜面119a较垂直表面117远离底面114。

在一些实施方式中，反射层120覆盖于第一斜面112的全体，且反射层120未覆盖于垂直表面117与水平表面118上。在一些实施方式中，反射层120可部分覆盖于第一斜面112。在一些其他的实施方式中，凹槽111可包括与第一斜面112相连的第二斜面与第三斜面，且第二斜面与第三斜面的斜率皆与第一斜面112的斜率相异。前述的第二斜面与第三斜面分别连接于斜面119a与斜面119b。也就是说，凹槽111内与第一斜面112相连的两个表面可以是非垂直表面与非水平表面的斜面。

在一些实施方式中，凹槽111也可以只有垂直表面117或水平表面118，且前述的表面(垂直表面117或水平表面118)连接于第一斜面112。反射层120覆盖于第一斜面112上。也就是说，凹槽111仅包含两个表面。在一些其他的实施方式中，相连于第一斜面112的前述的表面(垂直表面117或水平表面118)可以是斜面。

综上所述，本揭露提供一种反射镜及应用其的封装结构。反射镜包括基座与反射层，基座的第一斜面与底面具有夹角，且夹角介于40度至50度之间。封装结构包括基板、外壳、前述的反射镜与发光元件。通过上述的封装结构及其反射镜，可确保光形、增加光强度与缩小封装结构，进而提升效能。

本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露的内容，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种反射镜，其特征在于，包含：

一基座，具有一第一斜面与一底面，该第一斜面与该底面具有一夹角，且该夹角介于40度至50度；以及

一反射层，至少部分覆盖于该第一斜面，以形成一对位区。

2.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，该反射层的材料为金属、介电材料、半导体材料或上述的组合。

3.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，该反射层为单层或多层。

4.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，该反射层包含交错排列的多个第一膜层与多个第二膜层，所述多个第一膜层与所述多个第二膜层分别具有一第一折射率与一第二折射率，且该第一折射率不同于该第二折射率。

5.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，该对位区位于该第一斜面的几何中心位置。

6.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，该基座具有一第二斜面与一第三斜面，分别连接于该第一斜面，其中该第二斜面较该第一斜面远离该底面，该第三斜面与该底面相连，且该第二斜面与该第三斜面的斜率皆与该第一斜面的斜率相异。

7.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，该基座具有一凹槽，该第一斜面位于该凹槽内。

8.根据权利要求7所述的反射镜，其特征在于，该凹槽包含与该第一斜面相连的一第二斜面，且该第二斜面的斜率与该第一斜面的斜率相异。

9.根据权利要求8所述的反射镜，其特征在于，该凹槽包含与该第一斜面相连的一第三斜面，且该第三斜面的斜率与该第一斜面的斜率相异。

10.根据权利要求7所述的反射镜，其特征在于，该凹槽包含与该第一斜面相连的一垂直表面与一水平表面，且该水平表面平行于该底面，该垂直表面垂直于该底面。

11.一种封装结构，其特征在于，包含：

一基板；

一外壳，与该基板结合形成一容置空间；

如权利要求1-10任一项所述的反射镜，设置于该容置空间中；

一发光元件，设置于该容置空间，用以发射一光束指向该对位区且被该反射层反射。

12.根据权利要求11所述的封装结构，其特征在于，还包含：

一光学元件，对应设置于该外壳的一开口，该光束经由该反射镜反射后通过该光学元件。

13.根据权利要求11所述的封装结构，其特征在于，还包含：

一波长转换层，覆盖该发光元件的一出光面。