TW201339501A

TW201339501A - 發光裝置

Info

Publication number: TW201339501A
Application number: TW101109659A
Authority: TW
Inventors: 張炫熙; 黃俊閔; 陳世鵬; 薛清全; 林立凡; 廖文甲
Original assignee: 台達電子工業股份有限公司
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-10-01
Also published as: US20130250572A1

Abstract

一種發光裝置包括一電路基板、複數個發光二極體單元以及一部分穿透部分反射的光學部件。該些發光二極體單元及光學部件係設置於電路基板上。光學部件具有至少一反射面使該些發光二極體單元射出至光學部件的光線係部分穿透且部分反射。

Description

發光裝置

本發明係關於一種發光裝置，特別是關於一種光線部分穿透且部分反射之發光裝置。

隨者科技日新月異，發光裝置已成為生活中不可或缺之必需品。從早期大量使用鎢絲燈泡作為發光裝置，現已進步到使用發光二極體（LED）作為發光裝置。使用LED作為發光裝置具有省電、體積小以及發光亮度更亮等優點。

請參閱圖1，其係為習知發光裝置之示意圖。發光裝置1包括一發光二極體（LED）單元11，並利用導光柱12引導光線（如箭頭所示）。導光柱12係為實心之透光結構，且具有一反射面121，並將導光柱12設置於LED單元11發射光線的路徑上，使得LED單元11所發出的光線經由導光柱12之反射面121反射後射出。

然而，由於導光柱12其具有的光學性質會使得LED單元11所發出的光線被侷限於導光柱12內部而造成損失，亦即出光無法完全有效地利用。因此，即使設置有反射面121以反射增加LED單元11所發出的發光量，但由於導光柱12已造成LED單元11的出光係侷限於導光柱12內部而造成損失，因此亦無法改善增加發光裝置發射至外部的發光量。

此外，LED單元11亦具有光線照射範圍較小，容易產生室內光線亮度不足的問題。而為使LED單元11的發光強度達至足以用於室內照明的話，其發光效率也會下降到比螢光燈更差（比螢光燈耗電）。亦或者，為了要改善光線照射範圍較小，致使設置於室內的LED單元11其光線亮度不足的問題，勢必要增加設置發光裝置的數量。然而，此亦將造成設置發光裝置的成本、維護發光裝置的人力以及用電量增加的問題。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種部分穿透且部分反射的發光裝置，可有效使得發光裝置所發出之光線更有效地利用並可發出大角度的光線。

為達上述之目的，本發明提供一種發光裝置包括一電路基板、複數個發光二極體單元以及一部分穿透部分反射的光學部件。該些發光二極體單元及光學部件係設置於電路基板上。光學部件具有至少一反射面使該些發光二極體單元射出至光學部件的光線係部分穿透且部分反射。

於本發明之一較佳實施例中，光學部件為可透光材質製成；光學部件亦可為不透光材質製成，且具有至少一開口，同樣可達到使光線係部分穿透且部分反射的效用。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，光學部件之反射面由至少一平面、至少一曲面或其組合所構成。反射面可由單一或多個平面或曲面構成，亦即，反射面包含單一平面、單一曲面、多個平面、多個曲面、單一平面結合單一曲面、單一平面結合多個曲面、多個平面結合單一曲面、多個平面結合多個曲面等的不同組合態樣。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，反射面的全部或部分為平滑面、粗糙面或其組合。亦即，反射面包含全部為平滑面、部分為平滑面、全部為粗糙面、部分為粗糙面、部分為平滑面結合部分為粗糙面等的不同組合態樣。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，發光裝置更可包括一燈泡基座，電性連接電路基板。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，發光裝置更可包括一燈罩，連接於燈泡基座的周緣，且燈罩包覆該些發光二極體單元及光學部件。其中，燈罩可包含螢光材料，亦即可於燈罩摻雜螢光粉體，用以調變發光二極體單元所發出的光色。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，該些發光二極體單元所發出之光線經由光學部件的反射光線及折射光線之間的角度可大於120度。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，光學部件可設置於該些發光二極體單元的幾何中心位置。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，在投影方向上，該些發光二極體單元可對應鄰近設置於光學部件的周緣。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，該些發光二極體單元係可發出不同的光色。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，該些發光二極體單元可呈規則配置，或者該些發光二極體單元可呈不規則配置。

於本發明之ㄧ較佳實施例中，發光二極體單元可包含至少一發光二極體晶粒（LED die）或至少一發光二極體封裝體（LED package）。

本發明亦提供一種發光裝置包括一電路基板、複數個發光二極體單元、一燈泡基座、一燈罩以及一部分穿透部分反射的光學部件。該些發光二極體單元係設置於電路基板上。燈泡基座係電性連接電路基板。燈罩係連接於燈泡基座的周緣，且燈罩包覆該些發光二極體單元。光學部件係連接燈罩，且具有至少一反射面使該些發光二極體單元射出至光學部件的光線係部分穿透且部分反射。

承上所述，本發明之發光裝置藉由設置具有至少一反射面且部分穿透部分反射光線的光學部件於電路基板上，使得該些二極體單元射出至光學部件的光線部分穿透且部分反射。因此，該些二極體單元所發出的光線可更有效地被利用而無造成損失，因而增加發光裝置的發光量。此外，光線透射及反射之效果係取決於光學部件之反射面具有不同材質、開口、表面形狀以及表面粗糙度、光學部件以及該些發光二極體單元之設置位置，因此，亦可根據需求設計本發明之發光裝置，使得光線經由光學部件反射後發出大角度的光線，因而改善光線照射範圍過小的問題，並使得室內光線亮度更佳充足，因此可減少發光裝置設置的數量。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之ㄧ種發光裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖2A，其係為根據本發明發光裝置所描繪之結構示意圖。發光裝置2係使用複數個發光二極體單元11作為發光光源，並設置於電路基板21上。發光二極體單元11可包含至少一發光二極體晶粒（未預先封裝者）或至少一發光二極體封裝體（已預先封裝者）。發光裝置2亦包括部分穿透且部分反射光線的光學部件22，其係設置於電路基板21上。光學部件22具有至少一反射面221，用以使該些發光二極體單元11發射至光學部件22的光線為部分穿透，且部分自光學部件22反射後射出；部分穿透部分反射是指發光二極體單元11射出至光學部件22的光線，部分光線直接穿透光學部件22而射出，其他部分光線則經光學部件22反射後再射出。該些發光二極體單元11所發出之光線經由光學部件22的反射光線及折射光線之間的角度θ係大於120度。

光學部件22可以例如玻璃、壓克力、樹脂及塑膠等可透光材質製成，但並不限於此。或者，光學部件22亦可以具有至少一開口（opening）的不透光材質製成，同樣可達到部分穿透部分反射的效用。不透光材質可為例如金屬材質或者表面具有反射層的非金屬材質，但並不限於此。

請參照圖3A及圖3B，其係為根據本發明之發光裝置於光學部件上設置開口之示意圖。當光學部件32、32a以不透光材質製成時，係利用開口以透射該些發光二極體單元11所發出之光線。開口可為孔洞或溝槽（未圖示）的形式，而孔洞可為穿孔321（如圖3A所示發光裝置3）或者半穿孔322（如圖3B所示發光裝置3a）的形式；於此所稱半穿孔是指形成穿孔後，原穿孔處的材料並不移除，而仍是部分連接於孔洞的周緣。當光學部件32、32a設置多個開口時，該些開口的尺寸、形狀以及該些開口之間的間距可根據所需設計為相同或不相同。

請參閱圖4A至圖4F，其係為根據本發明之發光裝置所繪製各種光學部件之示意圖。光學部件之反射面係可由至少一平面、至少一曲面或其組合所構成。如圖4A所示，發光裝置4a的光學部件42a的反射面係為多個平面之形式。如圖4B所示，發光裝置4b的光學部件42b的反射面係為多個曲面的形式。如圖4C所示，發光裝置4c的光學部件42c的反射面係為單一平面結合單一曲面的形式。如圖4D所示，發光裝置4d的光學部件42d的反射面係為單一平面結合多個曲面的形式。如圖4E所示，發光裝置4e的光學部件42e的反射面係為多個平面結合單一曲面的形式。如圖4F所示，發光裝置4f的光學部件42f的反射面係為多個平面結合多個曲面的形式。此外，該技術領域中具有通常知識者應可瞭解反射面之的形式並不以此為限。

再者，反射面之表面可為全部平滑面、部分平滑面、全部粗糙面、部分粗糙面、部分平滑面結合部分粗糙面之態樣。

請參閱圖5A，其係為本發明發光裝置之電路基板電性連接於燈泡基座上之示意圖。本發明之發光裝置5更可包括一燈泡基座51，用於設置電源組件於其內而提供電力至設置於電路基板21上之該些發光二極體單元11。

請參閱圖5B，其係為本發明發光裝置之燈罩連接於燈泡基座之示意圖。本發明之發光裝置5a更可包括一燈罩52，其係連接於燈泡基座51的周緣，且包覆該些發光二極體單元11及光學部件22以避免灰塵污染或外力損傷。燈罩52的材質可摻雜螢光材料，用以調變該些發光二極體單元11所發出的光色。或者，該些發光二極體單元11本身亦可發出不同的光色。

請參閱圖6，其係為根據本發明之發光裝置所繪製另一種光學部件之示意圖。圖6係為圖5B之另一種發光裝置的態樣，與圖5B不同之處在於光學部件62並未設置於電路基板21上，而是連接於燈罩52上。

此外，該些發光二極體單元11可以例如環狀配置、同心圓配置、陣列配置、斜向陣列配置等的規則配置。或者，該些發光二極體單元11亦可以例如亂數配置、零散配置等的不規則配置。亦或者，該些發光二極體單元11可依據出光強度分佈的需求而於電路基板21之部分或全部作疏密配置。亦即，出光強度需求高的區域，於電路基板21上配置較密、數量較多的發光二極體單元11，而在出光強度需求低的區域，於電路基板21上配置較疏、數量較少的發光二極體單元11。

再請參照圖2B所示，不論該些發光二極體單元11如何配置，光學部件22可設置於該些發光二極體單元11的幾何中心位置。再者，於光學部件22投影的方向上，該些發光二極體單元11可對應鄰近設置於光學部件22的周緣。亦即，在光學部件22的投影方向上，光學部件22的周緣會通過發光二極體單元11，而發光二極體單元11的設置位置相對於光學部件22的周緣可具有一定程度的設置範圍。

綜上所述，本發明之發光裝置藉由設置具有至少一反射面且部分穿透部分反射光線的光學部件於電路基板上，使得該些二極體單元射出至光學部件的光線部分穿透且部分反射。因此，該些二極體單元所發出的光線可更有效地被利用而無造成損失，因而增加發光裝置的發光量。此外，光線透射及反射之效果係取決於光學部件之反射面具有不同材質、開口、表面形狀以及表面粗糙度、光學部件以及該些發光二極體單元之設置位置，因此，亦可根據需求設計本發明之發光裝置，使得光線經由光學部件反射後發出大角度的光線，因而改善光線照射範圍過小的問題，並使得室內光線亮度更佳充足，因此可減少發光裝置設置的數量。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、2、3、3a、4a~4f、5、5a．．．發光裝置

11．．．發光二極體(LED)單元

12．．．導光柱

121、221．．．反射面

21．．．電路基板

22、32、32a、42a~42f、62．．．光學部件

321．．．穿孔

322．．．半穿孔

51．．．燈泡基座

52．．．燈罩

θ．．．角度

圖1係為習知發光裝置之示意圖；
圖2A及圖2B係為根據本發明發光裝置所描繪之結構示意圖；
圖3A及圖3B係為根據本發明之發光裝置於光學部件上設置開口之示意圖；
圖4A至圖4F係為根據本發明之發光裝置所繪製各種光學部件之示意圖；
圖5A係為本發明發光裝置之電路基板電性連接於燈泡基座上之示意圖；
圖5B係為本發明發光裝置之燈罩連接於燈泡基座之示意圖；以及
圖6係為根據本發明之發光裝置所繪製另一種光學部件之示意圖。

11．．．發光二極體單元

2．．．發光裝置

21．．．電路基板

22．．．光學部件

221．．．反射面

θ．．．角度

Claims

一種發光裝置，包括：
一電路基板；
複數個發光二極體單元，設置於該電路基板上；以及
一部分穿透部分反射的光學部件，設置於該電路基板上，該光學部件具有至少一反射面使該些發光二極體單元射出至該光學部件的光線係部分穿透且部分反射。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該光學部件為可透光材質製成。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該光學部件為不透光材質製成，且具有至少一開口。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該反射面由至少一平面、至少一曲面或其組合所構成。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該反射面的全部或部分為平滑面、粗糙面或其組合。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括：
一燈泡基座，電性連接該電路基板。
如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，更包括：
一燈罩，連接於該燈泡基座的周緣，且該燈罩包覆該些發光二極體單元及該光學部件。
如申請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中該燈罩包含螢光材料。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體單元所發出之光線經由該光學部件的反射光線及折射光線之間的角度大於120度。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該光學部件設置於該些發光二極體單元的幾何中心位置。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中在投影方向上，該些發光二極體單元對應鄰近設置於該光學部件的周緣。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體單元係發出不同的光色。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體單元呈規則配置。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體單元呈不規則配置。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該發光二極體單元包含至少一發光二極體晶粒或至少一發光二極體封裝體。
一種發光裝置，包括：
一電路基板；
複數個發光二極體單元，設置於該電路基板上；
一燈泡基座，電性連接該電路基板；
一燈罩，連接於該燈泡基座的周緣，且該燈罩包覆該些發光二極體單元；以及
一部分穿透部分反射的光學部件，係連接該燈罩，該光學部件具有至少一反射面使該些發光二極體單元射出至該光學部件的光線係部分穿透且部分反射。