CN110190169A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光装置，其包括发光芯片、透光层以及反射层。透光层形成在发光芯片上并具有多个侧表面。反射层形成在透光层上并延伸超出透光层的多个侧表面。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置，尤其涉及一种包括反射层形成在波长转换层上的发光装置。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)具有功耗低，使用寿命长，体积小，响应快以及发光光电特性稳定的特点。最近，发光二极管逐渐用于液晶显示器的背光单元中。
在传统的直下式背光单元中，通常使用透镜将具有朗伯分布(lambertianpattern)的发光装置的光转变成蝙蝠翼(Batwing)发光型式。透镜具有一定的厚度，而不利应用在薄的显示装置之中。
发明内容
本发明的一实施例公开一发光装置，包含一发光芯片、一接触垫、一第一透光层以及一第一反射层。发光芯片具有上表面和下表面，上表面相对于下表面。接触垫设置在下表面的下方。第一透光层形成在发光芯片上，第一透光层具有多个侧表面。第一反射层形成在发光芯片的上表面上方，第一反射层延伸超过第一透光层的多个侧表面。
附图说明
图1A为本发明实施例的发光装置的立体图；
图1B为图1A的发光装置沿着I-I线的剖视图；
图1C为图1A中发光装置的测量图；
图1D为图1C的发光装置在P1处的测量图；
图1E为图1C的发光装置在P2处的测量图；
图1F为图1C的发光装置在P3处的测量图；
图1G为从图1A的发光装置测量发光强度和角度之间的关系曲线图；
图2A为本发明实施例的发光装置的立体图；
图2B为图2A的发光装置沿着I-I线的剖视图；
图3A至图3F为本发明实施例制造发光装置的剖视图；
图4A至图4F分别为图3A至图3F的上视图；
图5为本发明实施例的发光装置的剖视图；
图6A至图6G为本发明实施例制造发光装置的剖视图；
图7A为本发明实施例固定发光装置在具有漫反射(diffuse-reflection)表面的载体的剖视图；
图7B为本发明实施例固定发光装置在具有吸光(light-absorbing)表面的载体的剖视图；
图7C为本发明实施例固定发光装置在具有镜反射(specular-reflection)表面的载体的剖视图；
图8A为从图7A的结构测量发光强度和角度之间的关系曲线模拟结果的示意图；
图8B为从图7B的结构测量发光强度和角度之间的关系曲线模拟结果的示意图；
图8C为从图7C的结构测量发光强度和角度之间的关系曲线模拟结果的示意图；
图9A为本发明实施例的发光装置的立体图；
图9B为图9A的上视图；
图10A至图10G为本发明实施例制造发光装置的剖视图；
图11A至图11F为本发明实施例的发光装置的剖视图；
图12A为本发明实施例图2B的发光装置在复合载体上的剖视图；
图12B为本发明实施例图2B的发光装置在具有二抛物面的载体上的剖视图；
图12C为从图12B的结构测量发光强度和角度之间的关系曲线图；
图13A为本发明实施例的导线架的立体图；
图13B为图2B的发光装置在图13A的导线架上的分解图；
图13C为图2B的发光装置在图13A的导线架上的剖视图；
图14为本发明实施例的导线架的立体图；
图15为本发明实施例液晶显示器的直下式背光单元的剖视图。
符号说明
100、200、300、400、500、501、502、503、504、505：发光装置
11：发光芯片
111：接触垫
1113：底表面
1111：第一部分
1112：第二部分
112、122、123、131：侧表面
113、117、121：上表面
116：集成焊料
116'：焊料
12：第一透光层
120：环氧树脂
122：侧表面
12S：透光部分
13：第一反射层
132：下表面
135：气隙
136、137：弯曲表面
138：平面
13S：反射部分
15:第二透光层
151：弯曲上表面
17：第二反射层
18：第一光致抗蚀剂层
19：第二光致抗蚀剂层
20：第一暂时基板
201、231：粘着层
202、232：支撑层
23：第二暂时基板
30：第一圆柱形凹槽
301：第二圆柱形凹槽
31：沟槽
61：第一载体
62：第二载体
63：第三载体
64：第五载体
641、642：抛物面
650：第四载体
651：第一层
652：第二层
66、67：导线架
661、671：第一电极板
662、672：第二电极板
6610、6620、6711、6721：第一部件
6611、6621、6712、6722：第二部件
6612、6622、6713、6723：第三部件
6613、6623：第四部件
663：绝缘体
71：第六载体
73：光学单元
74：面板
900：直下式背光显示器
A、B、C：点
d1：第一距离
d2：第二距离
d3：第三距离
M：假想线
I：公式
I-I、W-W：线
L：切割线
P：间距
P1、P2、P3：圆
PC：中心点
R、R0、R1、R11、R12、R2、R21、R22、R3、R4、R5：光
x、L：宽度
y、H：厚度
θ、θ0、θ1、θ2、θm：角度
θc：临界角
具体实施方式
以下实施例将伴随着附图说明本发明的概念，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在附图中，元件的形状、厚度或高度在合理范围内可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
图1A是根据本发明实施例的发光装置100的立体图。图1B是图1A的发光装置100沿着I-I线的剖视图。为了简化说明，发光芯片11在图1B中显示为长方体，且未显示在图1A中。在外观上，取决于第一透光层12的材料，发光芯片11可以被看到或不被看到。
如图1A和图1B所示，发光装置100包括发光芯片11、包覆发光芯片11的第一透光层12、以及形成在第一透光层12的上表面121上的第一反射层13。第一透光层12覆盖发光芯片11的四个侧表面112和上表面113(两个侧表面显示在图1B中)。发光芯片11具有两个接触垫111，每个接触垫111具有侧表面和未被第一透光层12覆盖的底表面1113。侧表面具有被第一透光层12覆盖的第一部分1111和未被第一透光层12覆盖的第二部分1112。发光芯片11通过焊料、或具有与环氧树脂混合的多个焊料颗粒的粘着剂(例如，各向异性导电膜(anisotropic conductive film)或自组装各向异性导电胶(Self Assembly AnisotropicConductive Paste))固定在载体(未显示)上。
第一反射层13可以为在一基质中混合多个反射颗粒(未显示)的材料。基质包括硅氧树脂基材料或环氧树脂基材料，并且具有折射率n为1.4～1.6或1.5～1.6。反射颗粒包括二氧化钛，二氧化硅，氧化铝，氧化锌或二氧化锆。
在其他实施例中，第一反射层13可以是多层，用于形成分散式布拉格反射器(DBR)，其材料包括Al2O3，SiO2，TiO2，Ta2O5或SiNx。
图1C显示图1A中发光装置100的测量图。在此实施例中，当发光装置100发光时，使用分布光度计(例如，来自Light Ports Inc.的编号为LP-360B的产品)来测量圆P1、圆P2或圆P3上的每个点的发光强度，其中，圆P1、P2和P3是虚拟且被定义用于测量。当通过分布光度计测量时，由于探测器与发光装置100间隔一段距离(至少20cm)，所以可以将发光装置100视为点光源并且得到如图1G所示的远场光型图。为了清楚地显示圆P1、P2或P3与发光装置100之间的相对位置，在图1C中绘制了放大尺寸的发光装置100。相反地，在图1D至图1F中将发光装置100绘制为点光源和中心点PC。
圆上的测量点测量到的角度和发光强度可进而用于绘制发光强度分布曲线图(例如，图1G)。圆P1、P2或P3上的每个测量点的发光强度是测量由第一线和第二线之间的夹角θ所定义的角度，其中第一条线连接在圆P1、P2或P3上要测量的一个测量点和中心点PC，第二条线是通过中心点PC的主轴(例如Z轴)并定义为0度。
图1D显示发光装置100在P1处的测量图。图1E显示发光装置100在P2处的测量图。图1F显示发光装置100在P3处的测量图。如图1D至图1F所示，0度位于Z轴上；圆P1的+90度和-90度位于X轴上；圆P2的+90度和-90度位于相对于X轴成45度角的轴上；圆P3的+90度和-90度位于Y轴上。圆P1位于XZ平面上而圆P3位于YZ平面上。
如图1B所示，光(例如，R0)相对于与侧表面122平行的假想线(例如，M)以一定角度(例如，θ0)从发光装置100射出。如图1C至图1F所述，发光装置100被视为点光源(或PC)，当发光装置100发光并且经由分布光度计测量时，光(例如，R0)不管被任何物体反射或散射(在图7A中讨论)，而以角度θ0离开发光装置100，这将有助于在圆P1、P2或P3上夹角θ0的发光强度(θ0仅在P1中显示)。换句话说，夹角等于光离开发光装置的角度。
图1G在笛卡儿坐标系(x坐标代表角度；y坐标表示发光强度)显示从圆P1、P2和P3测量的发光强度分布曲线图(极坐标图)转换的发光强度和角度之间的关系曲线图。例如，对于圆P1，夹角为0°时的发光强度约为150烛光(cd)，夹角为50°时的发光强度约为170烛光。发光强度取决于发光装置的工作电流。基本上，工作电流越高，发光强度越高。
图2A是根据本发明实施例的发光装置200的立体图。图2B是图2A的发光装置200沿着I-I线的剖视图。为了简化说明，发光芯片11在图2B中显示为长方体，且并未显示在图2A中。发光装置200具有与发光装置100类似的结构，具有相似或相同符号的装置或元件表示具有相同或相似功能的装置或元件。
如图2B所示，第一反射层13延伸超出透光层12的两个侧表面122。如图2A所示，第一反射层13延伸超出透光层12的另外两个侧表面123。具体地，第一反射层13的侧表面131与侧表面122隔开第一距离d1并且不与侧表面122齐平。第一反射层13具有宽度x和厚度y。第一透光层12具有厚度H和宽度L。点A被定义为侧表面122的最低点，点B被定义为第一反射层13的下表面132的最外点。连接点A和点B的线相对于第一透光层12的侧表面122的角度被定义为最小角度θm。d1(＝x-L/2)、θm和H满足公式I：
如上所述，同样地，假设光R从点A发射到点B，光R将以角度θm离开发光装置200并在圆P1、P2或P3上的夹角θm贡献发光强度(θm并未显示在图1D至图1F)。
当发光芯片11发光时，部分光会穿过第一透光层12而接触到第一反射层13，部分光会穿过第一透光层12但不会接触到第一反射层13而直接从发光装置200射出。
此外，由于第一反射层13延伸超出第一透光层12且被用来当屏蔽，因此大部分的光将接触第一反射层13并被第一反射层13反射。被第一反射层13反射的光直到不再接触第一反射层13，才会从发光装置200射出。基本上，光不接触第一反射层13并且以不小于最小角度θm的角度从发光装置200射出，这有助于在不小于θm的夹角处的发光强度。因此，夹角不小于θm的发光强度高于夹角小于θm的发光强度。夹角θm被定义为发光强度分布曲线图中的临界角θc。
参考公式I，可以设计厚度H，宽度x和宽度L来决定最小角度θm。换句话说，通过设计第一透光层12的厚度H和宽度L以及第一反射层13的宽度x，可以决定最小角度θm，临界角θc也就同时可以被确定。
在与第一反射层13接触的光之中，大部分的光被反射层13反射，较少部分的光直接穿过第一反射层13。大部分直接穿过第一反射层13的光将在的角度被检测到(稍后将讨论)。第一反射层13的厚度越厚，可以通过第一反射层13的光就越低，即在的角度下测量到的发光强度就越低。因此，基本上角度为0°～θm的发光强度可以由第一反射层13的厚度y所决定。
图3A至图3F是根据本发明实施例制造发光装置的剖视图(分别为图4A至图4F中沿着W-W线的剖视图)。图4A至图4F分别为图3A至图3F的上视图。
如图3A及图4A所示，多个发光芯片11设置在第一暂时基板20上，并且每个发光芯片11的两个接触垫111附着到第一暂时基板20上。第一暂时基板20包括粘着层201和支撑层202。
如图3B及图4B所示，形成第一透光层12以包覆发光芯片11。
如图3C及图4C所示，第一反射层13形成在第一透光层12的上表面121上，但不覆盖透光层12的侧表面122。
如图3D、图3E、图4D及图4E所示，将包括粘着层231和支撑层232的第二暂时基板23附着到第一反射层13，并移除第一暂时基板20以暴露接触垫111。之后，执行第一切割步骤，沿着切割线L切割透光层12，直到暴露出第一反射层13。在此步骤中，第一透光层12被分成多个透光部分12S。此外，第一反射层13不被切割而是连续层。透光部分12S彼此以第二距离d2分开。
如图3F及图4F所示，执行第二切割步骤，切割第一反射层13以形成多个反射部分13S。反射部分13S彼此以第三距离d3分开。第三距离d3小于第二距离d2。
在移除第二暂时基板23之后，形成多个发光装置200。
图5是根据本发明实施例的发光装置300的剖视图。发光装置300包括发光芯片11，包覆发光芯片11的第一透光层12，覆盖侧表面122并具有弯曲上表面151的第二透光层15，以及形成在上表面121和弯曲上表面151上的第一反射层13。第二透光层15用以改善结构强度。第一透光层15具有与第二透光层15相同或不同的折射率。当第二透光层15的折射率小于第一透光层12时，可以增强发光装置300的光通量。
图6A至图6G是根据本发明实施例制造发光装置300的剖视图。
如图6A所示，多个发光芯片11设置在第一暂时基板20上，并且每个发光芯片的两个接触垫111附着到第一暂时基板20上。第一暂时基板20包括粘着层201和支撑层202。
如图6B所示，形成第一透光层12以包覆发光芯片11。
如图6C所示，执行第一切割步骤，沿着切割线(未显示)切割第一透光层12，直到暴露出粘着层201并形成多个沟槽31。
如图6D所示，第二透光层15填充到沟槽31之中并覆盖透光层12的侧表面122。第二透光层15的高度大于第一透光层12的高度，并且具有在制造过程中形成的弯曲上表面151。
如图6E所示，在第一透光层12和第二透光层15上形成第一反射层13，以覆盖其上表面121、151。第一反射层13并不覆盖透光层12的侧表面122。
如图6F所示，将包括粘着层231和支撑层232的第二暂时基板23贴附到第一反射层13，并且移除第一暂时基板20以暴露接触垫111。之后，如图6G所示，执行第二切割步骤，切割第一透光层12、第二透光层15以及第一反射层13。
在移除第二暂时基板23之后，形成多个发光装置300。
图7A至图7C显示根据本发明实施例发光装置200经由混合多个焊料颗粒的环氧树脂的粘着剂(例如，自组装各向异性导电胶)固定在各种反射特性载体的剖视图。简而言之，粘着剂形成在载体上，发光装置200设置在粘着剂上。随后，对粘着剂进行热处理以使多个焊料颗粒聚集而形成集成焊料116和围绕集成焊料116的环氧树脂120。发光装置200设计成具有50°的最小角度θm。
图7A是发光装置200在具有漫反射(diffuse-reflection)表面的第一载体61的剖视图。图8A显示，从图7A的结构测量圆P1、P2以及P3，在笛卡儿坐标系中(x坐标表示角度；y坐标表示发光强度)，显示发光强度和角度之间的关系曲线模拟结果(使用LambdaResearch Corporation的Trace Pro V7.1软件)。圆P1、P2以及P3可以参考图1D至图1F。
当来自发光装置200的光R1向上朝第一反射层13发射时，大部分的光被第一反射层13吸收或反射，几乎没有光直接穿过第一反射层13。当光进入反射层13时，可能被反射颗粒散射，一些光R11将以小于50°的角度(例如，θ1＝30°)离开发光装置200，这有助于图8A中在小于50°的角度下的发光强度(例如，在圆P1、P2或P3中为30°)，一些光R12将以大于50°的角度(例如，θ2＝80°)离开发光装置200，这有助于图8A中在大于50°的角度下的发光强度(例如，在圆P1、P2或P3中为80°)。
当光R2被第一反射层13反射而朝向第一载体61时，由于第一载体61具有漫反射表面，所以光R2被以许多角度反射，其中一些光R21可贡献角度小于50°的发光强度，其中一些光R22贡献角度大于50°的发光强度。因此，角度小于50°的发光强度与角度大于50°的发光强度之间的差异很小。角度0°的发光强度与角度80°的发光强度的比值大于0.5，角度50°的发光强度与角度80°的发光强度的比值大于0.7。
光R3并不接触第一反射层13而直接从发光装置200射出，并且贡献角度不小于50°的发光强度。通过涂覆具有多个反射颗粒的材料来形成漫反射表面。
图7B是根据本发明实施例发光装置200在具有吸光(light-absorbing)表面的第二载体62的剖视图。图8B显示，从图7B的结构测量圆P1、P2以及P3，在笛卡儿坐标系中(x坐标表示角度；y坐标表示发光强度)，显示发光强度和角度之间的关系曲线模拟结果。圆P1、P2以及P3可以参考图1D至图1F。
同样地，大部分的光R1被第一反射层13吸收或反射，并且只有极少量的光线直接穿过第一反射层13以贡献角度小于50°或不小于50°的发光强度。与第一载体61不同，由第一反射层13朝向第二载体62反射的光(例如，R2)被具有吸光表面的第二载体62吸收。因此，由第一反射层13反射而朝向第二载体62的光(例如，R2)对角度小于50°的发光强度没有贡献。角度小于50°的发光强度较低且不等于零。角度在0°(或50°)的发光强度与角度在80°的发光强度之比值小于0.2。
图7C是根据本发明实施例发光装置200在具有镜反射(specular-reflection)表面的第三载体63的剖视图。图8C显示，从图7C的结构测量圆P1、P2以及P3，在笛卡儿坐标系中(x坐标表示角度；y坐标表示发光强度)，显示发光强度和角度之间的关系曲线模拟结果。圆P1、P2以及P3可以参考图1D至图1F。
同样地，大部分的光R1被第一反射层13吸收或反射，并且只有极少量的光线直接穿过第一反射层13以贡献角度小于50°或不小于50°的发光强度。类似于第一载体61，由第一反射层13反射而朝向第三载体63的光被第三载体63反射，但是以单一角度反射。例如，光R2被第三载体63以大于50°的角度反射，可以贡献角度大于50°的发光强度，光R4被第三载体63以小于50°的角度反射，这可以贡献角度小于50°的发光强度。因此，角度小于50°的发光强度并不是很低。角度0°的发光强度与角度80°的发光强度的比值小于0.1，角度50°的发光强度与角度80°的发光强度的比值大于0.5。镜反射表面通过涂覆诸如银或铝的金属材料形成。
与图8A、图8B以及图8C中角度小于50°的发光强度相比较，形成在具有吸光表面的第二载体62上的发光装置200具有最低的发光强度，而形成在具有漫反射表面的第一载体61上的发光装置200具有最高的发光强度。另外，由于大多数的光被第二载体62吸收，因此图8B的发光强度最大值是最低的。此外，发光装置200形成在具镜反射表面的第三载体63上，在50～80°的角度具有更高的发光强度。
图9A是根据本发明实施例的发光装置400的立体图。图9B是图9A的上视图。为了清楚起见，图9A中的发光芯片11以实线绘制，图9B的每一层都用实线绘制而不管其材料是不透明、透明或半透明。发光装置400包括发光芯片11，包覆发光芯片11的第一透光层12，以及形成在第一透光层12的上表面121上的第一反射层13。第一透光层12和第一反射层13呈圆形状。与图2A呈矩形形状的第一透光层12和第一反射层13相比，发光装置400被配置为产生更均匀的照明分布。发光装置400的剖视图可以参考图2B，其相关描述可以参考发光装置200的相应段落。
图10A至图10G是根据本发明实施例制造发光装置400的剖视图。
如图10A所示，在包括粘着层201和支撑层202的第一暂时基板20上形成第一光致抗蚀剂层18。执行光刻制作工艺(photolithography process)以在第一光致抗蚀剂层18中形成多个第一圆柱形凹槽30。
如图10B所示，多个发光芯片11设置在第一圆柱形凹槽30之中。在此实施例中，一个发光芯片11设置在一个凹槽30之中。在其他实施例中，两个或更多个发光芯片11可设置在一个凹槽30之中。
如图10C所示，第一透光层12填充到凹槽30之中以覆盖发光芯片11。
如图10D所示，在第一透光层12和第一光致抗蚀剂层18上形成第二光致抗蚀剂层19。
如图10E所示，执行光刻制作工艺以在第二光致抗蚀剂层19中形成多个第二圆柱形凹槽301。
如图10F所示，第一反射层被13填充到第二凹槽301之中以形成在透光层12上。
如图10G所示，将包括粘着层231和支撑层232的第二暂时基板23附着到第一反射层13，并移除第一暂时基板20以暴露接触垫111。之后，进行蚀刻制作工艺以移除第一光致抗蚀剂层18和第二光致抗蚀剂层19。由于第一光致抗蚀剂层18和第二光致抗蚀剂层19包含相同的材料，所以它们同时被移除。
图11A是根据本发明实施例的发光装置500的剖视图。发光装置500具有与发光装置200类似的结构，具有相似或相同符号的装置或元件表示具有相同或相似的功能。在第一反射层13和第一透光层12之间形成气隙135。由于空气的折射率低于第一透光层12的折射率，在第一透光层12和气隙135之间的边界处可能发生全内反射，可以改善在角度大于最小角度θm的发光强度并增强光通量。此外，第一反射层13可用于反射通过气隙135的一些光，以减少角度小于最小角度θm的发光强度。
图11B是根据本发明实施例的发光装置501的剖视图。发光装置501具有与发光装置500类似的结构，具有相似或相同符号的装置或元件表示具有相同或相似的功能。在第一反射层13和第一透光层12之间并没有气隙。第一反射层13具有弯曲的下表面132，可用于增强光通量。
图11C是根据本发明实施例的发光装置502的剖视图。发光装置502具有与发光装置200类似的结构，具有相似或相同符号的装置或元件表示具有相同或相似的功能。提供第二反射层17以围绕发光芯片11但不覆盖发光芯片11的上表面113。第一透光层12覆盖上表面113以及第二反射层17的上表面117。第一反射层13形成在透光层12的上表面121上。由于第二反射层17，从发光芯片11发射的大部分光将通过高于点A的侧表面122(第一透光层12与周围环境(例如，空气)之间的界面)离开发光装置502，因此光(例如，R5)将以大于θm的角度离开发光装置502，从而增强角度大于θm的发光强度。
图11D是根据本发明实施例的发光装置503的剖视图。发光装置503具有与发光装置200类似的结构，具有相似或相同符号的装置或元件表示具有相同或相似的功能。第一反射层13具有弯曲表面136，可用于增强光通量。
图11E是根据本发明实施例的发光装置504的剖视图。发光装置504具有与发光装置200类似的结构，具有相似或相同符号的装置或元件表示具有相同或相似的功能。第一反射层13具有弯曲表面136，可用于增强光通量。与图11D中发光装置503不同的是，第一透光层12具有与第一光反射层13的侧表面齐平的侧表面。
图11F是根据本发明实施例的发光装置505的剖视图。发光装置505具有与发光装置200类似的结构，具有相似或相同符号的装置或元件表示具有相同或相似的功能。第一反射层13具有可用于增强光通量的弯曲表面137以及从弯曲表面137沿远离发光芯片11的方向延伸的平面138。
图12A是根据本发明实施例的发光装置200在复合载体上的剖视图。复合载体包括第四载体650，形成在第四载体650上的第一层651，以及可选择性地在第一层651上形成的第二层652。第一层651用于反射光并经由焊料116'电结合到发光装置200，并由Ag、Au、Cu、Pt或Sn所制成，以提供一镜反射表面。或者，可以在第一层651上或在第一层651和第二层652之间形成Al层，以保护第一层651免受环境(例如，氧化或硫化)的劣化并提供镜反射表面。第二层652对于朝向第一层651的光或者被第一层651所反射的光是可透光的。第二层652包括SiO2、SiN、AlN或Al2O3。
图12B是根据本发明实施例的发光装置200经由焊料116’固定在具有二抛物面641、642的第五载体64上的剖视图。在此实施例中，抛物面641、642的焦点位于点C和点B，抛物面642的顶点位于点A。连接点A和点B的线是对称轴。当光入射到抛物面641、642上时，光会被以不小于最小角度θm的角度反射。换句话说，当光击中抛物面641、642时，将不会有光以小于最小角度θm的角度离开发光装置200。发光装置200设计成具有50°的最小角度θm。
图12C显示，从图12B中的结构测量圆P1、P2以及P3，在笛卡儿坐标系中(x坐标表示角度；y坐标表示发光强度)，显示发光强度和角度之间的关系曲线模拟结果。圆P1、P2以及P3可以参考图1D至图1F。
类似于图7A以及图8A，大部分的光R1被第一反射层13吸收或反射，并且极少量的光线直接穿过第一反射层13以贡献角度小于50°或不小于50°的发光强度。由抛物面641、642反射的光(例如，R6)将贡献角度不小于50°的发光强度。因此，角度小于50°的发光强度较低且不等于零。角度在0°的发光强度与角度在80°的发光强度的比值小于0.3。角度在0°的发光强度与角度在50°的发光强度的比值小于0.2。
图13A是根据本发明实施例的导线架66的立体图。图13B是根据本发明实施例的发光装置200固定在导线架66上的分解图。图13C是根据本发明实施例的发光装置200固定在导线架66上的剖视图。
在此实施例中，导线架66包括第一电极板661和第二电极板662，第二电极板662与第一电极板661物理分离。第一电极板661和第二电极板662分别包括第一部件6610、6620、第二部件6611、6621、第三部件6612、6622以及第四部件6613、6623。
第一部件6610(6620)和第二部件6611(6621)相对于第三部件6612(6622)是倾斜的。第四部件6613(6623)从第二部件6611(6621)沿远离第三部件6612(6622)的方向延伸。第四部件6613、6623用于通过焊料(未显示)将导线架66固定在另一个载体(未显示)上。第三部件6612、6622用于固定在其上的发光装置200。具体地，发光装置200的接触垫111分别通过焊料116'连接到第三部件6612、6622。在第一电极板661和第二电极板662之间可选择性地形成绝缘体663，用于牢固地连接第一电极板661和第二电极板662。第一部件6610(6620)和第二部件6611(6621)提供类似拋物线状的反射表面。
图14是根据本发明实施例的导线架67的立体图。在此实施例中，导线架67包括第一电极板671和第二电极板672，第二电极板672与第一电极板671物理分离。第一电极板671和第二电极板672分别包括第一部件6711、6721、第二部件6712、6722、以及第三部件6713、6723。
与导线架66类似，第二部件6712(6722)相对于第一部件6711(6721)是倾斜的。第三部件6713(6723)从第二部件6712(6722)沿远离第一部件6711(6721)的方向延伸。第三部件6713(6723)用于通过焊料(未显示)将导线架67固定在另一个载体(未显示)上。第一部件6711、6721用于固定在其上的发光装置200。具体地，发光装置200的接触垫111(显示在图2B中)分别通过焊料(未显示)连接到第一部件6711、6721。在第一电极板671和第二电极板672之间可选择性地形成绝缘体(未显示)，用于牢固地连接第一电极板671和第二电极板672。第二部件6712、6722提供类似拋物线状的反射表面。
图15是根据本发明实施例的直下式背光显示器900的剖视图。直下式背光显示器900包括以阵列方式设置在第六载体71上的多个发光装置200、光学单元73以及面板74。光学单元73可包括多个膜，例如，漫射膜，亮度增强膜等。显示器的亮度均匀性经由间距(pitch；P)，光学距离(OD；Optical Distance)、最小角度θm和光学单元73的特征(例如，厚度)等的各种参数决定。
如图15所示，间距P定义为发光装置200的中心点与相邻发光装置200的中心点之间的距离。光学距离定义为第六载体71的上表面和光学单元73的下表面之间的距离。光学距离，间距和角度符合公式II：
2*OD*tanθm＝P (公式II)
理想上，当间距等于2*OD*tanθm时，光学单元73的整个下表面可以被发光装置200照射，用以获得更好的亮度均匀性。在其他实施例中，由于光学单元73可以漫射光，为了制造成本考虑，因此可以将间距设计成大于2*OD*tanθm。或者，可以提供透镜以增加间距。例如，假设OD为10cm且最小角度θm为40°，则间距为16.782mm。假设OD为10cm且最小角度θm为50°，则间距为23.82mm。假设OD为10cm，最小角度θm为60°，则间距为34.64mm。假设OD为10cm且最小角度θm为70°，则间距为54.94mm。
一般而言，将显示器分成九个区域并测量九个区域的亮度(cd/m2,nit)来测试亮度均匀性。当九个区域中的最大亮度与最小亮度的比值小于1％时，可以获得较好的亮度均匀性。
同样地，第六载体71可以是上述载体61、62、63或复合载体中的一种。发光装置200可以由上述发光装置300、400、500～505取代。或者，上述发光装置可以固定在导线架66、67上，然后固定在载体上。第六载体71可包括对应于各个发光装置的抛物面(如图12B所示)，用于增强角度不小于θm的发光强度。
发光芯片包括第一型半导体层，主动层和第二型半导体层。当上述发光芯片具有异质结构时，第一型半导体层和第二型半导体层(例如包覆层或限制层)分别提供空穴和电子，并且第一型半导体层和第二型半导体层的能带隙都大于主动(有源)层的能带隙，从而增加了主动层中电子和空穴复合的机率来发光。第一型半导体层、主动层和第二型半导体层可以由Ⅲ-Ⅴ族半导体材料制成，例如AlxInyGa(1-x-y)N或AlxInyGa(1-x-y)P，其中0≤x≤1；0≤y≤1；(x+y)≤1。根据主动层的材料，发光芯片可以发出峰值波长或主波长为610～650nm的红光，峰值波长或主波长为530～570nm的绿光，峰值波长或主波长为450～490nm的蓝光，峰值波长或主波长为400～440nm的紫光，峰值波长为200～400nm的紫外光，或峰值波长大于700nm(例如，850nm，940nm，1100nm或1300nm)的光。
可选择性地将多个波长转换粒子添加到第一透光层或/和第二透光层之中。波长转换粒子的粒径为10nm～100μm，包括一种或多种无机磷光体、有机荧光着色剂、半导体或其组合。无机磷光体包括但不限于黄绿色磷光体或红色磷光体。黄绿色磷光体包括氧化铝(例如YAG或TAG)，硅酸盐，钒酸盐，碱土金属硒化物或金属氮化物。红色磷光体包括氟化物(K2TiF6:Mn4+,K2SiF6:Mn4+)，硅酸盐，钒酸盐，碱土金属硫化物(CaS)，金属氮氧化物，钨酸盐和钼酸盐的混合物。基质中波长转换颗粒的重量百分比(w/w)在50％～70％之间。半导体包括具有纳米尺寸的晶体，例如量子点。量子点可以是ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、CdS、CdSe、CdTe、GaN、GaP、GaSe、GaSb、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InP、InAs、Te、PbS、InSb、PbTe、PbSe、SbTe、ZnCdSeS、CuInS、CsPbCl3、CsPbBr3或CsPbI3。
波长转换粒子可以吸收从发光芯片11发射的第一种光并将第一种光转换为具有与第一种光不同光谱的第二种光。第一种光与第二种光混合以产生第三种光。在本实施例中，第三种光在CIE 1931色度坐标图上的色度坐标为(x，y)，其中0.27≤x≤0.285；0.23≤y≤0.26。在另一个实施例中，第一种光与第二种光混合以产生第三种光，例如白光。基于波长转换粒子的重量百分比和材料，在热稳态下，发光装置具有色点(CIE x,y)在七阶麦克亚当椭圆内约2200K～6500K(例如2200K，2400K，2700K，3000K，5000K，5700K，6500K)的相关色温。在另一实施例中，第一种光与第二种光混合以产生紫光、琥珀色光、绿光、黄光或其他非白光。
透光层包括环氧树脂，硅树脂，PI，BCB，PFCB，丙烯酸树脂，PMMA，PET，PC或聚醚酰亚胺。粘着层包括蓝色PVC胶膜，热解片或热解胶膜，UV光解胶膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。支撑层包括用于支撑粘着层201的玻璃或蓝宝石。
需了解的是，本发明中上述的诸多实施例在适当的情况下，是可以彼此互相组合或替换，而非仅限于所描述的特定实施例。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。任何人对本发明所作的任何显而易见的修饰或变更接不脱离本发明的精神与范围。

Claims (10)

1.一种发光装置，其特征在于，包含：
发光芯片，具有上表面和下表面，该上表面相对于该下表面；
接触垫，设置在该下表面的下方；
第一透光层，形成在该发光芯片上，该第一透光层具有多个侧表面；以及
第一反射层，形成在该发光芯片的该上表面上方，该第一反射层延伸超过该第一透光层的该多个侧表面。
2.如权利要求1所述的发光装置，还包含第二透光层，该第二透光层覆盖该多个侧表面。
3.如权利要求2所述的发光装置，其中，该第一透光层的折射率与该第二透光层的折射率不同。
4.如权利要求3所述的发光装置，其中，该第二透光层的折射率小于该第一透光层的折射率。
5.如权利要求1所述的发光装置，还包含气隙，该气隙位于该第一透光层和该第一反射层之间。
6.如权利要求1所述的发光装置，还包含第二反射层，第二反射层围绕该发光芯片。
7.如权利要求6所述的发光装置，其中，该第一透光层形成在该第二反射层上。
8.如权利要求1所述的发光装置，还包含载体，该发光芯片固定在该载体上，该载体具有漫射表面、镜反射表面、吸光表面或抛物面。
9.如权利要求1所述的发光装置，还包含导线架，该发光芯片固定在该导线架上，该导线架具有第一电极板以及第二电极板，该第一电极板与该第二电极板分开。
10.一种显示器，其特征在于，包含：
多个如权利要求1所述的发光装置；
光学单元；以及
面板。
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