TWM550478U - 一種具均勻出光之發光裝置 - Google Patents

Description

一種具均勻出光之發光裝置

本創作係關於一種發光裝置，特別是一種具均勻出光之發光裝置，其讓發光單元之出光均勻反射至四周圍。

發光二極體(Light Emitting Diode, LED)係一種能夠將電能轉化成可見光的固態半導體器件，其可以直接把電能轉化為光，隨著發光二極體的日漸普及與發達，且因LED光源具有節能、壽命長、環保等特點，決定了LED係替代傳統光源的較理想光源，具有廣泛的用途。

LED在於將半導體材料形成作用層、p型材料與n型材料，p型材料帶有載子「電洞」，n型材料帶有載子「電子」。當電壓施加於LED時，p型材料之載子「電洞」以及n型材料之載子「電子」會在發光層交會而產生光，由於電子以光子之形式釋放能量。因此，LED之一重要優點在於，其產生光，並非是加熱金屬燈絲而發光，所以不會隨時間流逝而發生燒毀燈絲之問題。

此外LED模組通常包括LED晶片、COB（Chip On Board）基板、電路板及散熱器；其中，LED晶片位於基板上並通過COB基板上的電極與電路板電性連接，散熱器位於COB基板的下方用於將LED晶片發光時所產生的熱量散發出去。先前的COB基板上的電極通常都只設置在COB基板的正面側，為減少焊接時出現異常，通常COB基板需要配合連接器(Connector)一起使用。然而，連接器一般具有較高的價格，因此其會造成LED模組成本的上升。因此，因應產品趨勢，目前LED趨向於覆晶式（Flip Chip）的晶片形式發展，且現今晶片製程朝向微型化演進，業者因而出晶片級封裝（Chip Scale Package，CSP）之封裝技術。

然而，現今無論是傳統封裝技術，還是現今趨勢中的晶片級封裝技術，對於LED出光後的反射處理，接較為不甚理想，基於習知反射層為鋪設於LED之上，因而形成一平板式反射層，其容易讓反射後之光線形成漫射，且反射光照射較為不均勻，普遍出光效率不佳，需要將LED之反射層做一改良，並提升出光效率。

綜上所述，本創作就上述之技術缺點提出一種具均勻出光之發光裝置，其藉由一均光反射層將發光單元之出光均勻向四周反射，所以發光裝置之出光較不易形成漫射，而有效提升出光效率。

本創作之一目的，在於提供一種具均勻出光之發光裝置，其在提供發光單元之出光均勻向四周反射，以讓發光裝置之出光可均勻化而不易產生漫射，因而提升出光效率。

本創作之一目的，在於提供一種具均勻出光之發光裝置，其在提供一光通道穿設於均光反射層，而讓發光裝置不僅側面發光，更可正向發光。

針對上述之目的，本創作提供一種具均勻出光之發光裝置，其包含一基板、一發光單元、一透光層、一均光反射層與一光通道，發光單元設置於該基板之上，透光層設置於該發光單元之上，均光反射層設置於該透光層之上以及光通道穿設於該均光反射層，該發光單元之出光經該透光層發送至該反射層，該反射層反射該出光穿過該透光層並往四周均勻發散，該發光單元之部分出光直接通過光通道，也就是該發光單元之部分出光穿過該均光反射層。

本創作提供一實施例，其在於其中該光通道之側壁為一曲面。

本創作提供一實施例，其在於發光裝置更包含一螢光層，其設置於該發光單元與該導光層之間。

本創作提供一實施例，其在於發光裝置更包含一螢光層，其設置於該導光層之一側。

本創作提供一實施例，其在於發光裝置更包含一反射件，其環設於該發光單元之一側。

本創作提供一實施例，其在於發光裝置更包含一光折射部，其設置於該導光層之上，該發光單元之部分出光穿過該光折射部並通過該光通道，向外折射。

本創作提供一實施例，其在於發光裝置更包含一光學件，其設置於該均光反射層之上，該光學件設有一光折射部，其對應於該光通道之設置位置。

綜上所述，本創作所提供之一種晶片級封裝之發光裝置，其提供均光反射層，以讓發光二極體之出光均勻反射至發光單元之四周，較為不易產生漫射之光線。

為使　貴審查委員對本創作之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

在下文中，將藉由圖式來說明本創作之各種實施例來詳細描述本創作。然而本創作之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例式性實施例。

首先，請參閱第一圖，其為本創作之第一實施例之結構示意圖。如圖所示，本創作為一種具均勻出光之發光裝置10，其包含一發光單元12、一螢光層14、一導光層16與一均光反射層18。螢光層14設置於發光單元12之上，導光層16設置於螢光層14之上，換而言之，導光層16設置於發光單元12之上方。均光反射層18為設置於導光層16之上。本實施例之發光單元12為一覆晶式發光二極體，但本創作不限於此，發光單元12更可為正向出光發光二極體或垂直式發光二極體。發光單元12之部分出光至螢光層14而轉換光波長，同時發光單元12之出光L1與螢光層14所轉換之出光Lp1一併經導光層16發送至均光反射層18。此外，本創作之發光單元12之底部更設有複數連接墊122，用以連接至外部電路，本實施例係以二連接墊122作為舉例。

接續上述，均光反射層18為一光學曲面，其將發光單元12之出光L1與螢光層14所轉換之出光Lp1反射至四周，也就是均光反射層18之反射面使其所產生之反射光Lfl均勻反射至四周，因而讓均光反射層18所產生之反射光Lfl經再次反射不會發生漫射的情況，因而提升出光效率。其中導光層16之材料為矽膠、環氧樹脂或尿素樹脂，用於固定發光單元12，並讓發光單元12之出光L1傳導至均光反射層18，而產生均勻分散之複數反射光Lfl，以將發光單元12之出光L1均勻反射至外界。本實施例之均光反射層18為金屬材質，除此之外，更可為聚合物材質，亦可形成光滑表面，以達成鏡反射，其中均光反射層18之反射角度為30°-75°，亦即出光L1於均光反射層18之入射角度在30°-75°。

此外，如第二圖所示，其為本創作之第二實施例，本創作之發光裝置10更包含一反射件124，其環設於發光單元12之一側，換句話說，反射件124可將發光單元12之側邊出光向上反射，而形成反射出光L2，以提高發光單元12正面出光的出光效率，同時藉由均光反射層18依據反射出光L2產生反射光Lfl，以提升發光裝置10之出光效率。因此，螢光層14之覆蓋範圍僅為覆蓋於發光單元12之上。

如第三圖所示，上述實施例所述之反射件124除了可為矩形外形設置於發光單元10之一側之外，斜面反射件126更將其反射面設為斜面反射面，而環設於發光單元12之一側。如第四圖所示，上述之均光反射層18為曲面外形，用於鏡反射，本實施例之均光反射層19為倒錐狀外形，用於鏡反射，且本創作之螢光層15更可為砲彈狀外形，以設置於發光單元12之上，且發光單元12之上更設有一導光單元層128之上，螢光層15設置於導光單元層128之上並包覆發光單元12，而本實施例係將反射件130環設於螢光層15，因此，出螢光層15之側向出光Ls被反射件130反射至均光反射層19，以鏡反射至外部。

請參閱第五圖，其為本創作之第五實施例之結構示意圖。如圖所示，本實施例之發光裝置10之發光單元12及螢光層14或15之結構可如第一、二、三、四或五圖所示之結構，螢光層14、導光層16與均光反射層18依序設置於發光單元12之上，或進一步將反射件124環設於發光單元12之一側，除此之外，更可進一步將反射件124替換成斜面反射件126，抑或如第四圖所示，將反射件130設置於螢光層14之外側。本實施例之均光反射層19為其尖端部192具有一第一角度θ1，而均光反射層19之尖端部192與側面194之間具有一第二角度θ2。

請參閱第六圖與第七圖，其為本創作之第六實施例之結構示意圖與第七實施例之上視圖。如第六圖所示，本創作為了提升正面出光之出光效率，更進一步設置至少一光通道182於導光層16之上，換句話說，光通道182為穿設於均光反射層18，即光通道182在均光反射層18上的穿設位置提供穿透出光L3通過，而不會發生反射的情況，其中，本實施例之光通道之側壁184為一垂直面，此外，本創作之發光單元10更可進一步將螢光層15改設置在導光層16外側，或者更可進一步同時在發光單元12與導光層16之間設置螢光層14，同時在導光層16外側設置螢光層15，也就是本創作更可依據使用需求而設置一層螢光層在發光單元12與導光層16之間或導光層16之外側，或設置二層螢光層在發光單元12與導光層16之間及導光層16之外側。

再者，如第七圖所示，本創作之發光裝置10除了可設置光通道182之外，更可設置一矩形光通道183於導光層16之上，也就是矩形光通道183穿設於均光反射層18，使光通過長形縫隙183之後，發光裝置10之正向出光即可藉由長形縫隙183增加正向出光。此外，本創作除了設置矩形光通道183之外，更可設置為十字形光通道或圓形光通道。另外，本創作之發光裝置10更可進一步螢光層15改設置在導光層16外側，也就是本創作更可依據使用需求而設置一層螢光層在導光層16之外側。

請參閱第八圖，其為本創作之第八實施例之結構示意圖。如圖所示，本創作之發光裝置10更可節省用於製作光折射件之材料，而是進一步將導光層16之上表面經蝕刻或鑽鑿或切割，以形成一光折射部162於導光層16之上，且光折射部162之位置係對應於光通道182之設置位置。因此，本創作之發光裝置10除了如第一圖與第二圖所示之結構，螢光層14、導光層16、均光反射層18依序設置於發光單元12之上之外，或是更進一步反射件124設置於發光單元12之周圍，更在導光層16之上設有光折射部162，以提供通過光通道182的穿透出光L3產生折射光Lfr，以讓通過光通道182的穿透出光L增加照射範圍。

請參閱第九圖，其為本創作之第九實施例之結構示意圖。如圖所示，本創作之發光裝置10設置於導光層16之上的光通道182之側壁186並非垂直側壁，而是曲面側壁，因而讓通過光通道182的穿透出光L3在側壁186反射，因而讓衝過光通道182的光照射更大範圍。此外，由於光通道182之側壁186為曲面側壁，因而讓光通道182之底部直徑R1小於光通道182之頂部直徑R2，而為呈現一碗形外觀。本實施例之光折射件20係設置於光通道182之底部，也就是設置於導光層16之上。

請參閱第十圖，其為本創作之第十實施例之結構示意圖。如圖所示，本創作之發光裝置10係依據如第一圖與第二圖所示之結構，而更進一步將光學件20設置於均光反射層18之上，且光學件20設置一光折射部202，其對應於光通道182，且光折射部2022之面積亦對應於光通道182。此外，本創作之光折射部202更設置為矩形結構，以對應於如第四圖所示之矩形光通道。

以上所述之實施例，本創作之發光裝置10係透過均光反射層18將發光單元12之出光均勻反射至四周，因而避免再次反射時產生漫射，以提升發光裝置10之出光效率，且本創作更進一步藉由均光反射層18設置至少一光通道182，以增加發光裝置10之正面出光量，如此本創作之發光裝置10藉由均光反射層18增加照射範圍，因而具有較佳之出光效率。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

10‧‧‧發光裝置
12‧‧‧發光單元
122‧‧‧連接墊
124‧‧‧反射件
126‧‧‧斜面反射件
128‧‧‧導光單元層
130‧‧‧反射件
14‧‧‧螢光層
15‧‧‧螢光層
16‧‧‧導光層
162‧‧‧光折射部
18‧‧‧均光反射層
182‧‧‧光通道
183‧‧‧矩形光通道
184‧‧‧側壁
186‧‧‧側壁
19‧‧‧均光反射層
192‧‧‧尖端部
194‧‧‧側面
20‧‧‧光學件
202‧‧‧光折射部
L1‧‧‧出光
L2‧‧‧反射出光
L3‧‧‧穿透出光
Lfl‧‧‧反射光
Lfr‧‧‧折射光
Lp1‧‧‧出光
Ls‧‧‧側向出光
θ1‧‧‧第一角度
θ2‧‧‧第二角度

第一圖：其為本創作之第一實施例之結構示意圖； 第二圖：其為本創作之第二實施例之結構示意圖； 第三圖：其為本創作之第三實施例之結構示意圖； 第四圖：其為本創作之第四實施例之結構示意圖； 第五圖：其為本創作之第五實施例之結構示意圖； 第六圖：其為本創作之第六實施例之結構示意圖； 第七圖：其為本創作之第七實施例之上視圖； 第八圖：其為本創作之第八實施例之結構示意圖； 第九圖：其為本創作之第九實施例之結構示意圖；以及 第十圖：其為本創作之第十實施例之結構示意圖。

10‧‧‧發光裝置

12‧‧‧發光單元

122‧‧‧連接墊

14‧‧‧螢光層

16‧‧‧導光層

18‧‧‧均光反射層

Claims (9)

1. 一種具均勻出光之發光裝置，其包含： 一發光單元； 一導光層，設置於該發光單元之上； 一均光反射層，設置於該導光層之上，該均光反射層鏡反射該發光單元之出光，以產生均勻分散之複數反射光，而穿過該導光層並往四周均勻發散；以及 一光通道，其穿設於該均光反射層，該發光單元之部分出光通過該光通道。
2. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該光通道之側壁為一曲面。
3. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，更包含一螢光層，其設置於該發光單元與該導光層之間。
4. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，更包含一螢光層，其設置於該導光層之一側。
5. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，更包含: 一光折射部，其設置於該導光層之上，該發光單元之部分出光穿過該光折射部並通過該光通道，向外出光。
6. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，更包含一光學件，其設置於該均光反射層之上，該光學件設有一光折射部，其對應於該光通道之設置位置。
7. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，更包含一反射件，其環設於該發光單元之一側。
8. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該均光反射層具有一尖端部與一側面，該尖端部具有一第一角度，該尖端部與該側面之間具有一第二角度。
9. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該均光反射層為呈現一曲面外形或一圓錐外形。