TW201324871A - 反射元件以及發光二極體封裝裝置 - Google Patents

Abstract

一種反射元件，用以反射來自光源的光線。反射元件包括：光源容置部以及反射部。光源容置部具有光源容置高度。反射部圍繞光源容置部，反射部面向光源容置部之表面包含不同表面特性的第一光學表面與第二光學表面，其中，第一光學表面鄰近光源容置部且具有第一反射率與第一粗糙度。第二光學表面遠離該光源容置部且具有第二反射率與第二粗糙度。此外，還提出一種具有上述反射元件的發光二極體封裝裝置。

Description

反射元件以及發光二極體封裝裝置

本發明是有關於一種反射元件與發光二極體封裝裝置，且特別是有關於一種能夠提昇出光效率的反射元件與發光二極體封裝裝置。

隨著發光二極體(Light Emitting Diode,LED)的技術發展，發光二極體已逐漸地取代傳統燈泡而被應用於照明領域。

一般而言，照明裝置需要提供大面積的照明光線。但是，由於發光二極體為點光源，僅僅使用發光二極體無法滿足大面積的照明需求。因此，通常會以發光二極體晶片搭配反射杯的方式進行封裝，以使發光二極體所發出的光線具有較大的照明區域。

習知的反射杯雖然可具有不同角度的平面或曲面，以反射、散射發光二極體所發出的光線。然而，一般而言，習知的反射杯僅具有單一反射率與粗糙度，光線無法被有效地反射、散射，並且，光線還可能被照明裝置內部的元件所吸收，而使出光效率下降。

有鑑於此，本發明提供一種反射元件，能夠提昇光源的反射效率以及具有良好的整體出光效率。

本發明提供一種發光二極體封裝裝置，具有上述的反射元件，能夠提昇光源的反射效率以及具有良好的整體出光效率。

本發明提出一種反射元件，用以反射來自光源的光線。反射元件包括：光源容置部以及反射部。光源容置部具有光源容置高度。反射部圍繞光源容置部，反射部面向光源容置部之表面包含不同表面特性的第一光學表面與第二光學表面；其中，第一光學表面鄰近光源容置部且具有第一反射率與第一粗糙度。第二光學表面遠離光源容置部且具有第二反射率與第二粗糙度。

在本發明的一實施例中，上述的第一反射率大於等於第二反射率，第一粗糙度大於等於第二粗糙度；且當第一反射率等於第二反射率時，第一粗糙度不等於第二粗糙度。

在本發明的一實施例中，上述的第一反射率之範圍為95%～100%，第二反射率之範圍為90%~95%。

在本發明的一實施例中，上述的第一粗糙度的範圍為0.05至0.5微米之間，第二粗糙度的範圍為0.001至0.3微米之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一光學表面由金屬材料所構成。

在本發明的一實施例中，上述的第二光學表面由塑膠材料所構成。

在本發明的一實施例中，上述的第一光學表面連接於第二光學表面。

在本發明的一實施例中，上述的反射元件更包括：圖案化導電層，此圖案化導電層設置於光源容置部上。

在本發明的一實施例中，上述的反射元件更包括：水平連接部，此水平連接部之二端分別與第一光學表面以及第二光學表面連接。

在本發明的一實施例中，上述的反射元件更包括：圖案化導電層，此圖案化導電層設置於水平連接部上。

在本發明的一實施例中，上述的第一光學表面與水平方向夾第一角度，第二光學表面與水平方向夾第二角度，而第二角度大於等於第一角度。

在本發明的一實施例中，上述的光源容置高度為0.05 mm～0.3 mm。

本發明還提出一種發光二極體封裝裝置，包括：發光二極體以及反射元件。發光二極體提供一光線。反射元件包括：發光二極體容置部以及反射部。發光二極體容置部具有一容置高度，發光二極體設置在發光二極體容置部上。反射部圍繞發光二極體容置部，反射部面向發光二極體容置部之表面包含不同表面特性的第一光學表面與第二光學表面；其中，第一光學表面鄰近發光二極體容置部且具有第一反射率與第一粗糙度；第二光學表面遠離發光二極體容置部且具有第二反射率與第二粗糙度。

在本發明的一實施例中，上述的第一反射率大於等於第二反射率，第一粗糙度大於等於第二粗糙度；且當第一反射率等於第二反射率時，第一粗糙度不等於第二粗糙度。

在本發明的一實施例中，上述的第一反射率之範圍為95%～100%，第二反射率之範圍為90%~95%。

在本發明的一實施例中，上述的第一粗糙度的範圍為0.05至0.5微米之間，第二粗糙度的範圍為0.001至0.3微米之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一光學表面由金屬材料所構成。

在本發明的一實施例中，上述的第二光學表面由塑膠材料所構成。

在本發明的一實施例中，上述的第一光學表面連接於第二光學表面。

在本發明的一實施例中，上述的發光二極體封裝裝置更包括：圖案化導電層，此圖案化導電層設置於發光二極體容置部上、且與發光二極體電性接觸。

在本發明的一實施例中，上述的發光二極體封裝裝置更包括：水平連接部，此水平連接部之二端分別與第一光學表面以及第二光學表面連接。

在本發明的一實施例中，上述的發光二極體封裝裝置更包括：圖案化導電層，此圖案化導電層設置於水平連接部上、且與發光二極體電性接觸。

在本發明的一實施例中，上述的第一光學表面與水平方向夾第一角度，第二光學表面與水平方向夾第二角度，而第二角度大於等於第一角度。

在本發明的一實施例中，上述的容置高度為0.05 mm～0.3 mm。

基於上述，本發明的反射元件具有兩種以上的不同反射率與粗糙度，能夠配合光源的形式來進行發光二極體封裝裝置的光學設計，以有效地提昇光源使用效率。例如，在靠近光源處使反射元件的反射率較高，以大量地將光源所發出的光線向發光二極體封裝裝置的外部進行反射；並且，能配合反射元件的粗糙度設計，使光線先往多個不同的方向進行散射後，再進行光線的集中與均勻化。因此，可有效地提昇發光二極體封裝裝置的整體出光效率。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明較佳實施例的一種反射元件的示意圖。圖1中以虛線繪示了虛擬的光源LS以及光源所發出的光線L，以更容易理解反射元件100的作用。

請參照圖1，反射元件100用以反射來自光源LS的光線L。反射元件100包括：光源容置部110以及反射部120。光源容置部110具有光源容置高度h。反射部120圍繞光源容置部110，反射部120面向光源容置部110之表面包含不同表面特性的第一光學表面122與第二光學表面124；其中，第一光學表面122鄰近光源容置部110且具有第一反射率與第一粗糙度。第二光學表面124遠離光源容置部110且具有第二反射率與第二粗糙度。

請繼續參照圖1，說明具有兩種以上的反射率與粗糙度的反射元件100對於光線L的作用，以及反射元件100提昇光源LS反射率的機制。

如圖1所示，光源容置部110具有光源容置高度h，可容置光源LS。在一實施例中，光源容置高度h可為0.05 mm～0.3mm、略高於光源LS的高度。光源LS可使用發光二極體晶片或類似的光源。並且，光線L的波長可為430 nm～470 nm，換言之，光源LS可使用藍光晶片。

值得注意的是，在反射元件100中，第一反射率大於等於第二反射率，第一粗糙度大於等於第二粗糙度；且當第一反射率等於第二反射率時，第一粗糙度不等於第二粗糙度。

更詳細而言，第一光學表面122的第一反射率與第一粗糙度，以及第二光學表面124的第二反射率與第二粗糙度之間的關係，可有以下三種組合，如：第一種組合：第一反射率大於第二反射率，第一粗糙度大於第二粗糙度；以及第二種組合：第一反射率等於第二反射率，第一粗糙度大於第二粗糙度；以及第三種組合：第一反射率大於第二反射率，第一粗糙度等於第二粗糙度。需注意，第一反射率等於第二反射率、且第一粗糙度等於第二粗糙度的情形並不會同時成立。

請參照圖1，在第一種組合(第一反射率大於第二反射率，第一粗糙度大於第二粗糙度)的情形之下，第一光學表面122的第一反射率大於第二光學表面124的第二反射率，所以，圍繞光源LS的具有高反射率的第一光學表面122可以將光線L大量地向外反射，以有效地將光源LS發出的光線L汲取出來；並且，第一光學表面122的第一粗糙度大於第二光學表面124的第二粗糙度，可使經過反射後的光線L被第二光學表面124有效地使光線集中與均勻化，而形成大面積的光線集中度高與均勻性高的照明區域。如此，可有效地提昇光源LS的反射效率。

在第二種組合(第一反射率等於第二反射率，第一粗糙度大於第二粗糙度)的情形之下，即使第一光學表面122的第一反射率等於第二光學表面124的第二反射率，對於光線L的反射效果相同，然而，由於第一光學表面122的第一粗糙度大於第二光學表面124的第二粗糙度，可使經過反射後的光線L經由第二光學表面124而使光線集中與均勻化，而形成大面積的光線集中度高與均勻性高的照明區域。如此，仍可提昇光源LS的反射效率。

在第三種組合(第一反射率大於第二反射率，第二粗糙度等於第一粗糙度)的情形之下，即使第一光學表面122的第一粗糙度等於第二光學表面124的第二粗糙度，對於光線L的散射效果相同；然而，由於第一光學表面122的第一反射率大於第二光學表面124的第二反射率，可使第一光學表面122有效地將光線L大量地向外反射，以良好地將光源LS所發出的光線L汲取出來。如此，仍可提昇光源LS的反射效率。

請參照圖1，上述的第一反射率之範圍可為95%～100%，第二反射率之範圍可為90%～95%。反射率的設定可利用表面鍍膜來達成，例如，在第一光學表面122上鍍金屬膜，如鋁膜、銀膜等而達到較高的第一反射率，相對而言，未鍍有金屬膜的第二光學表面124則具有較低的第二反射率；或者，反射率的設定可使用不同的材質來達成，例如，第一光學表面122使用具有金屬光澤的材料而達到高的第一反射率，相對而言，第二光學表面124可使用白色的樹脂材料而具有較低的第二反射率。在一實施例中，第一光學表面122可由金屬材料所構成，第二光學表面124可由塑膠材料所構成。

另外，上述的第一光學表面122具有第一粗糙度，第二光學表面124具有該第二粗糙度，且第一表面粗糙度大於等於第二表面粗糙度。粗糙度的設定可利用表面處理來達成，例如，在第一光學表面122上進行噴沙粗化處理而達到較高的第一粗糙度，相對而言，在第二光學表面124上進行拋光處理而達到較低的第二粗糙度。在一實施例中，第一粗糙度的範圍可為0.05至0.5微米之間，第二粗糙度的範圍可為0.001至0.3微米之間。

請再參照圖1，上述的第一粗糙度隨著遠離光源LS而逐漸降低。換言之，只要使靠近光源LS處的第一粗糙度較高，即可良好地散射光線L。並且，遠離光源LS處的第二光學表面124的第二粗糙度較低，即代表該處的光線集中度與光線均勻性較好，而能夠將已經行走了一段距離而散射的光線L向內集中，進而提昇光線L的反射效率。

圖2為本發明較佳實施例的另一種反射元件的示意圖。圖2中以虛線繪示了虛擬的光源LS以及光源所發出的光線L，以更容易理解反射元件102的作用。

請參照圖2，反射元件102與圖1的反射元件100類似，相同的元件標示以相同的符號。可注意到，反射元件102可更包括：第三光學表面126連接於第二光學表面124，第三光學表面126具有第三反射率與第三粗糙度，第二反射率大於等於第三反射率，第二粗糙度大於等於第三粗糙度；當第二反射率等於第三反射率時，第二粗糙度不等於第三粗糙度。

同樣地，第三光學表面126的第三反射率與第三粗糙度，以及第二光學表面124的第二反射率與第二粗糙度之間的關係，可有以下三種組合，如：第一種組合：第二反射率大於第三反射率，第二粗糙度大於第三粗糙度；第二種組合：第二反射率等於第三反射率，第二粗糙度大於第三粗糙度；以及第三種組合：第二反射率大於第三反射率，第二粗糙度等於第三粗糙度。需注意，第三反射率等於第二反射率、且第二粗糙度等於第三粗糙度的情形並不會同時成立。關於這三種組合提昇光源LS的反射效率的作用過程，類似於圖1所述，在此即不予以贅述。並且，當規範了第三光學表面126的第三反射率與第三粗糙度、以及第二光學表面124的第二反射率與第二粗糙度之間的關係之後，自然也規範了第三光學表面126的第三反射率與第三粗糙度、以及第一光學表面122的第一反射率與第一粗糙度之間的關係。

圖3為本發明較佳實施例的又一種反射元件的示意圖。圖3中以虛線繪示了虛擬的光源LS以及光源所發出的光線L，以更容易理解反射元件104的作用。請參照圖3，反射元件104與圖1的反射元件100類似，相同的元件標示以相同的符號。可注意到，第一光學表面122與水平方向夾第一角度θ1，第二光學表面124與水平方向夾第二角度θ2。此反射元件104利用反射率高的第一光學表面122將光線L進行良好的反射，並利用粗糙度低的第二光學表面124來集中經過反射的光線L，能提昇光源LS的反射率。

圖3繪示的是第二角度θ2大於第一角度θ1的情形，使得第二光學表面124產生收斂光線L的效果，然而，在另外的實施例中(未繪示)，第二角度θ2也可等於第一角度θ1，亦即第一光學表面122與第二光學表面124位於同一平面上。

另外，第一光學表面122、第二光學表面124、第三光學表面1.40之間可透過另外的平面進行連接(如圖1、圖2所繪示)或直接連接(繪示於圖3)，在此並不限定上述第一光學表面122、第二光學表面124、第三光學表面140之間的連接方式。例如，在透過另外的平面進行連接的情形時，如圖1所示，反射元件100可包括：水平連接部128，此水平連接部128之二端分別與第一光學表面122以及第二光學表面124連接。同樣地，如圖2所示，此水平連接部128之二端分別與第一光學表面122以及第二光學表面124連接，且另一水平連接部128之二端可分別與第二光學表面124以及第三光學表面126連接。又如，在直接連接的情形時，如圖3所示，第一光學表面122可連接於第二光學表面124。

圖4為本發明較佳實施例的再一種反射元件的示意圖。圖4中以虛線繪示了虛擬的光源LS以及光源所發出的光線L，以更容易理解反射元件106的作用。請參照圖4，反射元件106與圖1的反射元件100類似，相同的元件標示以相同的符號。在此實施例中，反射元件106可包括：圖案化導電層130，此圖案化導電層130設置於光源容置部110上。光源LS可為發光二極體，圖案化導電層130可與發光二極體電性接觸，例如：透過焊線140可使光源LS電性連接到圖案化導電層130。

圖5為本發明較佳實施例的另一種反射元件的示意圖。圖5中以虛線繪示了虛擬的光源LS以及光源所發出的光線L，以更容易理解反射元件108的作用。請參照圖5，反射元件108與圖1的反射元件100類似，相同的元件標示以相同的符號。在此實施例中，反射元件108可包括：圖案化導電層130，此圖案化導電層130設置於水平連接部128上。光源LS可為發光二極體，圖案化導電層130可與發光二極體電性接觸，例如：透過焊線140可使光源LS電性連接到圖案化導電層130。

圖6為本發明較佳實施例的一種發光二極體封裝裝置的示意圖。請參照圖6，發光二極體封裝裝置200包括：光源LS以及上述的反射元件100。光源LS設置於光源容置部110中，當光源LS為發光二極體時，光源容置部110即可視為發光二極體容置部。

使用了上述反射元件100的發光二極體封裝裝置200，可有效地提昇光源LS的反射效率。當然，發光二極體封裝裝置200也可使用上述的反射元件102、104、106、108。另外，關於反射元件100、102、104、106、108的相關說明已經於圖1～圖5中進行了相關說明，在此不予以重述。

綜上所述，本發明的反射元件以及發光二極體封裝裝置至少具有以下優點：反射元件具有兩種以上的不同反射率與粗糙度，能配合光源的形式來進行發光二極體封裝裝置的光學設計，以有效地提昇光源反射效率。可在靠近光源處使反射元件的反射率較高，以大量地將光源所發出的光線向發光二極體封裝裝置的外部進行反射；並且，能配合反射元件的粗糙度設計，使光線先往多個不同的方向進行散射後，再進行光線的集中與均勻化。因此，可有效地提昇發光二極體封裝裝置的整體出光效率。雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、102、104．．．反射元件

110．．．光源容置部

120．．．反射部

122．．．第一光學表面

124．．．第二光學表面

126．．．第三光學表面

128．．．水平連接部

130．．．圖案化導電層

140．．．焊線

200．．．發光二極體封裝裝置

h．．．光源容置高度

L．．．光線

LS．．．光源

圖1為本發明較佳實施例的一種反射元件的示意圖。

圖2為本發明較佳實施例的另一種反射元件的示意圖。

圖3為本發明較佳實施例的又一種反射元件的示意圖。

圖4為本發明較佳實施例的再一種反射元件的示意圖。

圖5為本發明較佳實施例的另一種反射元件的示意圖。

圖6為本發明較佳實施例的一種發光二極體封裝裝置的示意圖。

100．．．反射元件

110．．．光源容置部　反射部

122．．．第一光學表面

124．．．第二光學表面

h．．．光源容置高度

L．．．光線

LS．．．光源

Claims (13)

1. 一種反射元件，用以反射來自一光源的一光線，該反射元件包括：一光源容置部，具有一光源容置高度；以及一反射部，圍繞該光源容置部，該反射部面向該光源容置部之表面包含不同表面特性的一第一光學表面與一第二光學表面；其中，該第一光學表面鄰近該光源容置部且具有一第一反射率與一第一粗糙度；該第二光學表面遠離該光源容置部且具有一第二反射率與一第二粗糙度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，其中，該第一反射率大於等於該第二反射率，該第一粗糙度大於等於該第二粗糙度；且當該第一反射率等於該第二反射率時，該第一粗糙度不等於該第二粗糙度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，其中，該第一反射率之範圍為95%～100%，該第二反射率之範圍為90%～95%。
4. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，其中，該第一粗糙度的範圍為0.05至0.5微米之間，該第二粗糙度的範圍為0.001至0.3微米之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，其中，該第一光學表面由金屬材料所構成。
6. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，其中，該第二光學表面由塑膠材料所構成。
7. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，其中，該第一光學表面連接於該第二光學表面。
8. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，更包括：一圖案化導電層，該圖案化導電層設置於該光源容置部上。
9. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，更包括：一水平連接部，該水平連接部之二端分別與該第一光學表面以及該第二光學表面連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述的反射元件，更包括：一圖案化導電層，該圖案化導電層設置於該水平連接部上。
11. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，其中，該第一光學表面與一水平方向夾一第一角度，該第二光學表面與該水平方向夾一第二角度，而該第二角度大於等於該第一角度。
12. 如申請專利範圍第1項所述的反射元件，其中，該光源容置高度為0.05 mm～0.3 mm。
13. 一種發光二極體封裝裝置，包括：一發光二極體，提供一光線；以及一反射元件，包括：一發光二極體容置部，具有一容置高度，該發光二極體設置在該發光二極體容置部上；一反射部，圍繞該發光二極體容置部，該反射部面向該發光二極體容置部之表面包含不同表面特性的一第一光學表面與一第二光學表面；其中，該第一光學表面鄰近該發光二極體容置部且具有一第一反射率與一第一粗糙度；該第二光學表面遠離該發光二極體容置部且具有一第二反射率與一第二粗糙度。