CN103165793A - 反射元件以及发光二极管封装装置 - Google Patents
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Abstract
一种反射元件以及发光二极管封装装置，反射元件用以反射来自光源的光线。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。反射部围绕光源容置部，反射部面向光源容置部的表面包含不同表面特性的第一光学表面与第二光学表面，其中，第一光学表面邻近光源容置部且具有第一反射率与第一粗糙度。第二光学表面远离该光源容置部且具有第二反射率与第二粗糙度。
Description
技术领域
本发明涉及一种反射元件与发光二极管封装装置，尤其涉及一种能够提升出光效率的反射元件与发光二极管封装装置。
背景技术
随着发光二极管(Light Emitting Diode,LED)的技术发展，发光二极管已逐渐地取代传统灯泡而被应用于照明领域。
一般而言，照明装置需要提供大面积的照明光线。但是，由于发光二极管为点光源，仅仅使用发光二极管无法满足大面积的照明需求。因此，通常会以发光二极管芯片搭配反射杯的方式进行封装，以使发光二极管所发出的光线具有较大的照明区域。
现有的反射杯虽然可具有不同角度的平面或曲面，以反射、散射发光二极管所发出的光线。然而，一般而言，现有的反射杯仅具有单一反射率与粗糙度，光线无法被有效地反射、散射，并且，光线还可能被照明装置内部的元件所吸收，而使出光效率下降。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种反射元件，能够提升光源的反射效率以及具有良好的整体出光效率。
本发明提供一种发光二极管封装装置，具有上述的反射元件，能够提升光源的反射效率以及具有良好的整体出光效率。
本发明提出一种反射元件，用以反射来自光源的光线。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。反射部围绕光源容置部，反射部面向光源容置部的表面包含不同表面特性的第一光学表面与第二光学表面；其中，第一光学表面邻近光源容置部且具有第一反射率与第一粗糙度。第二光学表面远离光源容置部且具有第二反射率与第二粗糙度。
在本发明的一实施例中，上述的第一反射率大于等于第二反射率，第一粗糙度大于等于第二粗糙度；且当第一反射率等于第二反射率时，第一粗糙度不等于第二粗糙度。
在本发明的一实施例中，上述的第一反射率的范围为95%～100%，第二反射率的范围为90%~95%。
在本发明的一实施例中，上述的第一粗糙度的范围为0.05至0.5微米之间，第二粗糙度的范围为0.001至0.3微米之间。
在本发明的一实施例中，上述的第一光学表面由金属材料所构成。
在本发明的一实施例中，上述的第二光学表面由塑胶材料所构成。
在本发明的一实施例中，上述的第一光学表面连接于第二光学表面。
在本发明的一实施例中，上述的反射元件还包括：图案化导电层，此图案化导电层设置于光源容置部上。
在本发明的一实施例中，上述的反射元件还包括：水平连接部，此水平连接部的二端分别与第一光学表面以及第二光学表面连接。
在本发明的一实施例中，上述的反射元件还包括：图案化导电层，此图案化导电层设置于水平连接部上。
在本发明的一实施例中，上述的第一光学表面与水平方向夹第一角度，第二光学表面与水平方向夹第二角度，而第二角度大于等于第一角度。
在本发明的一实施例中，上述的光源容置高度为0.05mm～0.3mm。
本发明还提出一种发光二极管封装装置，包括：发光二极管以及反射元件。发光二极管提供一光线。反射元件包括：发光二极管容置部以及反射部。发光二极管容置部具有一容置高度，发光二极管设置在发光二极管容置部上。反射部围绕发光二极管容置部，反射部面向发光二极管容置部的表面包含不同表面特性的第一光学表面与第二光学表面；其中，第一光学表面邻近发光二极管容置部且具有第一反射率与第一粗糙度；第二光学表面远离发光二极管容置部且具有第二反射率与第二粗糙度。
在本发明的一实施例中，上述的第一反射率大于等于第二反射率，第一粗糙度大于等于第二粗糙度；且当第一反射率等于第二反射率时，第一粗糙度不等于第二粗糙度。
在本发明的一实施例中，上述的第一反射率的范围为95%～100%，第二反射率的范围为90%~95%。
在本发明的一实施例中，上述的第一粗糙度的范围为0.05至0.5微米之间，第二粗糙度的范围为0.001至0.3微米之间。
在本发明的一实施例中，上述的第一光学表面由金属材料所构成。
在本发明的一实施例中，上述的第二光学表面由塑胶材料所构成。
在本发明的一实施例中，上述的第一光学表面连接于第二光学表面。
在本发明的一实施例中，上述的发光二极管封装装置还包括：图案化导电层，此图案化导电层设置于发光二极管容置部上、且与发光二极管电性接触。
在本发明的一实施例中，上述的发光二极管封装装置还包括：水平连接部，此水平连接部的二端分别与第一光学表面以及第二光学表面连接。
在本发明的一实施例中，上述的发光二极管封装装置还包括：图案化导电层，此图案化导电层设置于水平连接部上、且与发光二极管电性接触。
在本发明的一实施例中，上述的第一光学表面与水平方向夹第一角度，第二光学表面与水平方向夹第二角度，而第二角度大于等于第一角度。
在本发明的一实施例中，上述的容置高度为0.05mm～0.3mm。
基于上述，本发明的反射元件具有两种以上的不同反射率与粗糙度，能够配合光源的形式来进行发光二极管封装装置的光学设计，以有效地提升光源使用效率。例如，在靠近光源处使反射元件的反射率较高，以大量地将光源所发出的光线向发光二极管封装装置的外部进行反射；并且，能配合反射元件的粗糙度设计，使光线先往多个不同的方向进行散射后，再进行光线的集中与均匀化。因此，可有效地提升发光二极管封装装置的整体出光效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的一种反射元件的示意图；
图2为本发明较佳实施例的另一种反射元件的示意图；
图3为本发明较佳实施例的又一种反射元件的示意图；
图4为本发明较佳实施例的再一种反射元件的示意图；
图5为本发明较佳实施例的另一种反射元件的示意图；
图6为本发明较佳实施例的一种发光二极管封装装置的示意图。
附图标记：
100、102、104：反射元件；
110：光源容置部；
120：反射部；
122：第一光学表面；
124：第二光学表面；
126：第三光学表面；
128：水平连接部；
130：图案化导电层；
140：焊线；
200：发光二极管封装装置；
h：光源容置高度；
L：光线；
LS：光源。
具体实施方式
图1为本发明较佳实施例的一种反射元件的示意图。图1中以虚线显示了虚拟的光源LS以及光源所发出的光线L，以更容易理解反射元件100的作用。
请参照图1，反射元件100用以反射来自光源LS的光线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围绕光源容置部110，反射部120面向光源容置部110的表面包含不同表面特性的第一光学表面122与第二光学表面124；其中，第一光学表面122邻近光源容置部110且具有第一反射率与第一粗糙度。第二光学表面124远离光源容置部110且具有第二反射率与第二粗糙度。
请继续参照图1，说明具有两种以上的反射率与粗糙度的反射元件100对于光线L的作用，以及反射元件100提升光源LS反射率的机制。
如图1所示，光源容置部110具有光源容置高度h，可容置光源LS。在一实施例中，光源容置高度h可为0.05mm～0.3mm、略高于光源LS的高度。光源LS可使用发光二极管芯片或类似的光源。并且，光线L的波长可为430nm～470nm，换言之，光源LS可使用蓝光芯片。
值得注意的是，在反射元件100中，第一反射率大于等于第二反射率，第一粗糙度大于等于第二粗糙度；且当第一反射率等于第二反射率时，第一粗糙度不等于第二粗糙度。
更详细而言，第一光学表面122的第一反射率与第一粗糙度，以及第二光学表面124的第二反射率与第二粗糙度之间的关系，可有以下三种组合，如：第一种组合：第一反射率大于第二反射率，第一粗糙度大于第二粗糙度；以及第二种组合：第一反射率等于第二反射率，第一粗糙度大于第二粗糙度；以及第三种组合：第一反射率大于第二反射率，第一粗糙度等于第二粗糙度。需注意，第一反射率等于第二反射率、且第一粗糙度等于第二粗糙度的情形并不会同时成立。
请参照图1，在第一种组合(第一反射率大于第二反射率，第一粗糙度大于第二粗糙度)的情形之下，第一光学表面122的第一反射率大于第二光学表面124的第二反射率，所以，围绕光源LS的具有高反射率的第一光学表面122可以将光线L大量地向外反射，以有效地将光源LS发出的光线L汲取出来；并且，第一光学表面122的第一粗糙度大于第二光学表面124的第二粗糙度，可使经过反射后的光线L被第二光学表面124有效地使光线集中与均匀化，而形成大面积的光线集中度高与均匀性高的照明区域。如此，可有效地提升光源LS的反射效率。
在第二种组合(第一反射率等于第二反射率，第一粗糙度大于第二粗糙度)的情形之下，即使第一光学表面122的第一反射率等于第二光学表面124的第二反射率，对于光线L的反射效果相同，然而，由于第一光学表面122的第一粗糙度大于第二光学表面124的第二粗糙度，可使经过反射后的光线L经由第二光学表面124而使光线集中与均匀化，而形成大面积的光线集中度高与均匀性高的照明区域。如此，仍可提升光源LS的反射效率。
在第三种组合(第一反射率大于第二反射率，第二粗糙度等于第一粗糙度)的情形之下，即使第一光学表面122的第一粗糙度等于第二光学表面124的第二粗糙度，对于光线L的散射效果相同；然而，由于第一光学表面122的第一反射率大于第二光学表面124的第二反射率，可使第一光学表面122有效地将光线L大量地向外反射，以良好地将光源LS所发出的光线L汲取出来。如此，仍可提升光源LS的反射效率。
请参照图1，上述的第一反射率的范围可为95%～100%，第二反射率的范围可为90%～95%。反射率的设定可利用表面镀膜来达成，例如，在第一光学表面122上镀金属膜，如铝膜、银膜等而达到较高的第一反射率，相对而言，未镀有金属膜的第二光学表面124则具有较低的第二反射率；或者，反射率的设定可使用不同的材质来达成，例如，第一光学表面122使用具有金属光泽的材料而达到高的第一反射率，相对而言，第二光学表面124可使用白色的树脂材料而具有较低的第二反射率。在一实施例中，第一光学表面122可由金属材料所构成，第二光学表面124可由塑胶材料所构成。
另外，上述的第一光学表面122具有第一粗糙度，第二光学表面124具有该第二粗糙度，且第一表面粗糙度大于等于第二表面粗糙度。粗糙度的设定可利用表面处理来达成，例如，在第一光学表面122上进行喷沙粗化处理而达到较高的第一粗糙度，相对而言，在第二光学表面124上进行抛光处理而达到较低的第二粗糙度。在一实施例中，第一粗糙度的范围可为0.05至0.5微米之间，第二粗糙度的范围可为0.001至0.3微米之间。
请再参照图1，上述的第一粗糙度随着远离光源LS而逐渐降低。换言之，只要使靠近光源LS处的第一粗糙度较高，即可良好地散射光线L。并且，远离光源LS处的第二光学表面124的第二粗糙度较低，即代表该处的光线集中度与光线均匀性较好，而能够将已经行走了一段距离而散射的光线L向内集中，进而提升光线L的反射效率。
图2为本发明较佳实施例的另一种反射元件的示意图。图2中以虚线显示了虚拟的光源LS以及光源所发出的光线L，以更容易理解反射元件102的作用。
请参照图2，反射元件102与图1的反射元件100类似，相同的元件标示以相同的符号。可注意到，反射元件102可还包括：第三光学表面126连接于第二光学表面124，第三光学表面126具有第三反射率与第三粗糙度，第二反射率大于等于第三反射率，第二粗糙度大于等于第三粗糙度；当第二反射率等于第三反射率时，第二粗糙度不等于第三粗糙度。
同样地，第三光学表面126的第三反射率与第三粗糙度，以及第二光学表面124的第二反射率与第二粗糙度之间的关系，可有以下三种组合，如：第一种组合：第二反射率大于第三反射率，第二粗糙度大于第三粗糙度；第二种组合：第二反射率等于第三反射率，第二粗糙度大于第三粗糙度；以及第三种组合：第二反射率大于第三反射率，第二粗糙度等于第三粗糙度。需注意，第三反射率等于第二反射率、且第二粗糙度等于第三粗糙度的情形并不会同时成立。关于这三种组合提升光源LS的反射效率的作用过程，类似于图1所述，在此即不予以赘述。并且，当规范了第三光学表面126的第三反射率与第三粗糙度、以及第二光学表面124的第二反射率与第二粗糙度之间的关系之后，自然也规范了第三光学表面126的第三反射率与第三粗糙度、以及第一光学表面122的第一反射率与第一粗糙度之间的关系。
图3为本发明较佳实施例的又一种反射元件的示意图。图3中以虚线显示了虚拟的光源LS以及光源所发出的光线L，以更容易理解反射元件104的作用。请参照图3，反射元件104与图1的反射元件100类似，相同的元件标示以相同的符号。可注意到，第一光学表面122与水平方向夹第一角度θ1，第二光学表面124与水平方向夹第二角度θ2。此反射元件104利用反射率高的第一光学表面122将光线L进行良好的反射，并利用粗糙度低的第二光学表面124来集中经过反射的光线L，能提升光源LS的反射率。
图3显示的是第二角度θ2大于第一角度θ1的情形，使得第二光学表面124产生收敛光线L的效果，然而，在另外的实施例中(未显示)，第二角度θ2也可等于第一角度θ1，亦即第一光学表面122与第二光学表面124位于同一平面上。
另外，第一光学表面122、第二光学表面124、第三光学表面126之间可通过另外的平面进行连接(如图1、图2所显示)或直接连接(显示于图3)，在此并不限定上述第一光学表面122、第二光学表面124、第三光学表面126之间的连接方式。例如，在通过另外的平面进行连接的情形时，如图1所示，反射元件100可包括：水平连接部128，此水平连接部128的二端分别与第一光学表面122以及第二光学表面124连接。同样地，如图2所示，此水平连接部128的二端分别与第一光学表面122以及第二光学表面124连接，且另一水平连接部128的二端可分别与第二光学表面124以及第三光学表面126连接。又如，在直接连接的情形时，如图3所示，第一光学表面122可连接于第二光学表面124。
图4为本发明较佳实施例的再一种反射元件的示意图。图4中以虚线显示了虚拟的光源LS以及光源所发出的光线L，以更容易理解反射元件106的作用。请参照图4，反射元件106与图1的反射元件100类似，相同的元件标示以相同的符号。在此实施例中，反射元件106可包括：图案化导电层130，此图案化导电层130设置于光源容置部110上。光源LS可为发光二极管，图案化导电层130可与发光二极管电性接触，例如：通过焊线140可使光源LS电性连接到图案化导电层130。
图5为本发明较佳实施例的另一种反射元件的示意图。图5中以虚线显示了虚拟的光源LS以及光源所发出的光线L，以更容易理解反射元件108的作用。请参照图5，反射元件108与图1的反射元件100类似，相同的元件标示以相同的符号。在此实施例中，反射元件108可包括：图案化导电层130，此图案化导电层130设置于水平连接部128上。光源LS可为发光二极管，图案化导电层130可与发光二极管电性接触，例如：通过焊线140可使光源LS电性连接到图案化导电层130。
图6为本发明较佳实施例的一种发光二极管封装装置的示意图。请参照图6，发光二极管封装装置200包括：光源LS以及上述的反射元件100。光源LS设置于光源容置部110中，当光源LS为发光二极管时，光源容置部110即可视为发光二极管容置部。
使用了上述反射元件100的发光二极管封装装置200，可有效地提升光源LS的反射效率。当然，发光二极管封装装置200也可使用上述的反射元件102、104、106、108。另外，关于反射元件100、102、104、106、108的相关说明已经于图1～图5中进行了相关说明，在此不予以重述。
综上所述，本发明的反射元件以及发光二极管封装装置至少具有以下优点：
反射元件具有两种以上的不同反射率与粗糙度，能配合光源的形式来进行发光二极管封装装置的光学设计，以有效地提升光源反射效率。可在靠近光源处使反射元件的反射率较高，以大量地将光源所发出的光线向发光二极管封装装置的外部进行反射；并且，能配合反射元件的粗糙度设计，使光线先往多个不同的方向进行散射后，再进行光线的集中与均匀化。因此，可有效地提升发光二极管封装装置的整体出光效率。虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (13)
1.一种反射元件，用以反射来自一光源的一光线，该反射元件的特征在于包括：
一光源容置部，具有一光源容置高度；以及
一反射部，围绕该光源容置部，该反射部面向该光源容置部的表面包含不同表面特性的一第一光学表面与一第二光学表面；
其中，该第一光学表面邻近该光源容置部且具有一第一反射率与一第一粗糙度；
该第二光学表面远离该光源容置部且具有一第二反射率与一第二粗糙度。
2.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于，该第一反射率大于等于该第二反射率，该第一粗糙度大于等于该第二粗糙度；且
当该第一反射率等于该第二反射率时，该第一粗糙度不等于该第二粗糙度。
3.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于，该第一反射率的范围为95%~100%，该第二反射率的范围为90%~95%。
4.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于，该第一粗糙度的范围为0.05至0.5微米之间，该第二粗糙度的范围为0.001至0.3微米之间。
5.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于，该第一光学表面由金属材料所构成。
6.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于，该第二光学表面由塑胶材料所构成。
7.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于，该第一光学表面连接于该第二光学表面。
8.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于还包括：
一图案化导电层，该图案化导电层设置于该光源容置部上。
9.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于还包括：
一水平连接部，该水平连接部的二端分别与该第一光学表面以及该第二光学表面连接。
10.根据权利要求9所述的反射元件，其特征在于还包括：一图案化导电层，该图案化导电层设置于该水平连接部上。
11.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于，该第一光学表面与一水平方向夹一第一角度，该第二光学表面与该水平方向夹一第二角度，而该第二角度大于等于该第一角度。
12.根据权利要求1所述的反射元件，其特征在于，该光源容置高度为0.05mm~0.3mm。
13.一种发光二极管封装装置，其特征在于包括：
一发光二极管，提供一光线；以及
一反射元件，包括：
一发光二极管容置部，具有一容置高度，该发光二极管设置在该发光二极管容置部上；
一反射部，围绕该发光二极管容置部，该反射部面向该发光二极管容置部的表面包含不同表面特性的一第一光学表面与一第二光学表面；
其中，该第一光学表面邻近该发光二极管容置部且具有一第一反射率与一第一粗糙度；
该第二光学表面远离该发光二极管容置部且具有一第二反射率与一第二粗糙度。
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