CN110634852B - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一些实施例提供一种半导体装置。上述半导体装置包含第一基板、第二基板、第一发光二极管、第一绝缘层、粘着结构及光学结构。第一发光二极管设置于第一基板上。第一绝缘层设置于第一基板上，且与第一发光二极管相邻。粘着结构设置于第一绝缘层上，且包含面向第一发光二极管的第一侧及第二侧，且第二侧与第一侧位于相反侧。第二基板设置于粘着结构上。光学结构与粘着结构的第一侧或第二侧的至少一者接触。

Description

半导体装置
技术领域
本发明是有关于半导体装置，且特别是有关于一种包含发光二极管的半导体装置。
背景技术
半导体装置已被广泛的应用，除了朝着轻、薄及时尚化发展外，对于半导体装置的效能((或质量)仍需不断改善。因此，业界仍须一种可提升效能((或质量)的半导体装置。
发明内容
本发明一些实施例提供一种半导体装置。上述半导体装置包含第一基板、第二基板、第一发光二极管、第一绝缘层、粘着结构及光学结构。第一发光二极管设置于第一基板上。第一绝缘层设置于第一基板上，且与第一发光二极管相邻。粘着结构设置于第一绝缘层上，且包含面向第一发光二极管的第一侧及第二侧，且第二侧与第一侧位于相反侧。第二基板设置于粘着结构上。光学结构与粘着结构的第一侧或第二侧的至少一者接触。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1为根据本发明的一实施例的半导体装置的剖面示意图；
图2为根据本发明的一实施例的发光二极管的剖面示意图；
图3为根据本发明的一实施例的如图1所示的半导体装置的俯视图；
图4为根据本发明的一实施例的如图1所示的半导体装置的俯视图；
图5为根据本发明的一实施例的半导体装置的剖面示意图；
图6为根据本发明的一实施例的半导体装置的剖面示意图；
图7为根据本发明的一实施例的半导体装置的剖面示意图；
图8为根据本发明的一实施例的半导体装置的剖面示意图；
图9为根据本发明的一实施例的如图8所示的半导体装置的俯视图；
图10为根据本发明的一实施例的如图8所示的半导体装置的俯视图；
图11为根据本发明的一实施例的半导体装置的剖面示意图。
附图标记
100A～100E 半导体装置
110 第一基板
110S 表面
120 发光二极管
120A 第一发光二极管
120B 第二发光二极管
121 半导体层
122 发光层
123 半导体层
124、125 导电垫
130 第一绝缘层
130U 第一穿孔
140 粘着结构
140S1 第一侧
140S2 第二侧
150、160 光学结构
150O、160O、200O 开口
170 第二基板
180 滤光层
190 光转换层
200 遮光结构
210 第二绝缘层
210U 第二穿孔
220、230、240、250 光学结构
241、251 反射层
242、252 吸收层
C1 中心点
L1 延伸线
D1、D2、D3、D4 距离
D120、D130 距离
W 宽度
P 间距
I1、I2、I3 光线
T1、T2、T3、T4 厚度
US1、US2 上表面
X、Y、Z 方向
A-A’、B-B’ 切线
具体实施方式
以下针对本发明一些实施例的半导体装置及半导体装置的制造方法作说明。在不同实施例中可能使用重复的标号，仅为了简单清楚地叙述本发明一些实施例，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形。或者，亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。
在此，“约”、“大约”、“大致”等用语通常表示在一给定值或范围的20％之内、3％之内，2％之内，1％之内或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“大抵”情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“大致”的含义。
值得注意的是，文中“基板”可包括基板上已形成的组件或膜层，其上方可例如包括多个有源组件(例如晶体管组件)，不过此处为了简化附图，仅以平整的基板表示。
半导体装置例如包括显示设备、发光装置、拼接装置、感测装置或其它合适的半导体装置，但不限于此。
图1为根据本发明的一实施例的半导体装置100A的剖面示意图。如图1所示，半导体装置100A包含第一基板110，且多个发光二极管120设置于第一基板110上。可例如透过表面粘着技术(Surface-mount technology,SMT)、双列直插封装(dual in-line package,DIP)或其它合适的方式将多个发光二极管120设置于第一基板110上。在一些实施例，第一基板110的材料包括玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石、其他适合的材料或上述组合，但不限于此。举例来说，第一基板110材料例如包括二氧化硅(SiO2)、聚醚砜(polyethersulphone，PES)、聚丙烯酸酯(polyacrylate，PAR)、聚醚酰亚胺(polyetherimide，PEI)、聚萘酸乙酯(polyethylene napthalate，PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)、聚苯硫(polyphenylene sulfide，PPS)、聚丙烯酯(polyallylate)、聚亚酰胺(polyimide，PI)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、三醋酸纤维素(cellulosetriacetate，TAC)、醋酸丙酸纤维素(cellulose acetate propionate，CAP)，或其它合适的材料，但不限于此。在一些实施例，发光二极管120例如包括发光二极管(light-emittingdiode，LED)、微型发光二极管(micro LED及/或mini LED)，量子点发光二极管(quantumdot LED,QLED)、有机发光二极管(organic LED,OLED)、磷光材料、荧光材料、量子点(quantum dot)材料，但不以此为限。在一些实施例，发光二极管120可例如发出蓝光、红光、绿光、黄光、红外光、紫外光或其它合适的波长的光，但不限于此。
图2为根据本发明的一些实施例的发光二极管120的剖面示意图。发光二极管120包含半导体层121、发光层122、半导体层123、导电垫124、及导电垫125，而半导体层121及半导体层123分别与导电垫125和导电垫124电性连接，且发光层122设置于半导体层121及半导体层123之间。须注意的是，图2所示的发光二极管120仅绘示部分组件，可根据须求适当的增加其它结构或组件。发光二极管120的层叠架构不限图2，可根据发光二极管120所使用的种类而有所不同，发光二极管120例如包括横向结构(Lateral)、垂直结构(Vertical)或其他种类的发光二极管。
如图1，半导体装置100A包含第一绝缘层130，第一绝缘层130设置于第一基板110上，且与该多个发光二极管120相邻。在一些实施例，第一绝缘层130例如具有多个开口(未标示)，发光二极管120例如设置于第一绝缘层130的开口中。即于Z方向上，发光二极管120与第一绝缘层130的开口可大致上重叠。Z方向定义为第一基板110的法线方向。在一些实施例，至少一发光二极管120设置于第一绝缘层130的一个开口中。在一些实施例，两个发光二极管120设置于第一绝缘层130的两个开口中，此两个发光二极管120所发出的光可具有大致相同的光波段，但不限于此。在一些实施例，第一绝缘层130的材料可包括透明材料、白色材料、半透明材料、其它合适材料或上述的组合，但不限于此。在一些实施例，第一绝缘层130的材料可包含硅胶(silicone)、环氧树脂(Epoxy)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、其他适合的材料或上述的组合，但不限于此。在一些实施例，第一绝缘层130可例如为单层材料、多层材料或复合材料。在一些实施例，第一绝缘层130可包括光固化胶(如UV胶或其他波段光的固化胶)、亚克力胶、湿气固化胶、光学透明胶(optical clear adhesive,OCA)、光学透明树脂(optical clear resin,OCR)、或其它合适的聚合物或上述的组合，但不限于此。
半导体装置100A包含粘着结构140，粘着结构140例如设置于发光二极管120及第一绝缘层130上。在一些实施例，粘着结构140的材料例如包含透明材料，但不限于此。粘着结构140的材料可包含光学透明胶、光学树脂、光固化胶、环氧树脂胶、亚克力胶、湿气固化胶、其他合适的粘着材料或上述组合，但不限于此。粘着结构140包含第一侧140S1及第二侧140S2，第二侧140S2位于第一侧140S1的相反侧，第一侧140S1例如面向发光二极管120。亦即，第一侧140S1为邻近于发光二极管120的一侧，而第二侧140S2为远离发光二极管120的一侧。
在一些实施例，半导体装置100A包含光学结构。光学结构可分别接触粘着结构140的第一侧140S1及第二侧140S2的至少一者。在一些实施例，光学结构150例如邻近于第一侧140S1设置。在一些实施例，光学结构160例如邻近于第二侧140S2设置。在一些实施例，光学结构150(及/或光学结构160)例如设置于粘着结构140中。在一些实施例，光学结构150(及/或光学结构160)的材料例如包括遮蔽材料、吸收材料或反射材料，但不限于此。以吸收材料为例，在一些实施例，发光二极管120发出蓝光时，光学结构150(及/或光学结构160)例如对蓝光的吸收率至少大于60％(甚至大于70％)，但不限于此。在一些实施例，发光二极管120发出不同颜色(或不同波段)光时，则光学结构150(及/或光学结构160)例如对此发光二极管120所发出的光的吸收率至少大于60％(甚至大于70％)，但不限于此。在一些实施例，光学结构150(及/或光学结构160)的材料例如包含黑色光阻、黑色印刷油墨、黑色树脂、白色油墨、外围包覆反射材料(或吸收材料)的复合材料、其它适合材料或上述的组合，但不限于此。在一些实施例，光学结构150(及/或光学结构160)的材料包含金属材料、金属合金材料、金属氧化物材料，但不限于此。在一些实施例，光学结构150(及/或光学结构160)例如设置于部分的第一绝缘层130的上表面US1(即远离第一基板110的第一绝缘层130的表面)上，而部分的第一绝缘层130的上表面US1上未设置光学结构150(及/或光学结构160)。在一些实施例，于Z方向上，光学结构150(及/或光学结构160)与部分的第一绝缘层130重叠。在一些实施例，于Z方向上，发光二极管120与光学结构150未重叠。在一些实施例，于Z方向上，第一绝缘层130可至少与部分的发光二极管120重叠，第一绝缘层130可接触至少部分的发光二极管120的上表面US2(未绘示)。在一些实施例，于Z方向上，第一绝缘层130的上表面US1与第一基板的表面110S之间的距离D130可例如小于或等于发光二极管120的上表面US2与第一基板的表面110S之间的距离D120。距离D130定义为于Z方向上，第一绝缘层130的上表面US1与第一基板的表面110S之间相距的最大距离，距离D120定义为于Z方向上，发光二极管120的上表面US2与第一基板的表面110S之间相距的最大距离。在一些实施例，发光二极管120的上表面US2可例如为如图2的半导体层121来定义，但不限于此。发光二极管120的上表面US2的定义方式可根据使用的发光二极管种类而有所不同，例如横向结构(Lateral)、垂直结构(Vertical)或其他种类的发光二极管。在一些实施例，例如可以发光二极管120最上层的组件的表面定义为上表面US2，但不限于此。上表面US2可定义为出光表面。在一些实施例，发光二极管120的上表面US2例如与粘着结构140接触。在一些实施例，粘着结构140例如具有图样化。在一些实施例，于Z方向上，粘着结构140例如与发光二极管120无重叠或部分重叠。
如图1所示，半导体装置100A包含第二基板170，第二基板170相对于第一基板110设置，且第二基板170设置于该粘着结构140上，即粘着结构140设置于第二基板170与第一基板110之间。第二基板170的材料可相似或不同于第一基板110，不再重复叙述。
在一些实施例，半导体装置100A例如包含光转换层190及/或滤光层180。如图1所示，光转换层190及/或滤光层180例如设置于发光二极管120上。在一些实施例，于Z方向上，光转换层190及/或滤光层180例如重叠于发光二极管120。在一些实施例，光转换层190例如设置于第二基板170与粘着结构140的第二侧140S2之间。在一些实施例，光转换层190例如设置于发光二极管120与粘着结构140之间。在一些实施例，滤光层180例如设置于第二基板170与光转换层190之间，但不限于此，可视需求将光转换层190及滤光层180位置对调。在一些实施例，光转换层190及/或滤光层180例如设置于第一基板110与粘着结构140之间。在一些实施例，光转换层190(或滤光层180)例如与粘着结构140接触。在一些实施例，于Z方向上，光学结构160与光转换层190(及/或滤光层180)无重叠或部分重叠。
在一些实施例，光转换层190例如用以将发光二极管120发出的光转变为具有其他波段的光。在一些实施例，发光二极管120发出蓝光时，光转换层190例如可将蓝光转换成红光、绿光或具有其他波段的光。光转换层190的材料可包含量子点材料、磷光材料、荧光材料、其它合适的材料或上述的组合，且不限于此。量子点可以由半导体纳米晶体结构制成，且可包括锌、镉、硒、硫、磷化铟(InP)、锑化镓(GaSb)、砷化镓(GaAs)或其它合适的材料或上述的组合，但不限于此。量子点通常具有1nm至30nm，1nm至20nm，或1nm至10nm的粒径，但不限于此。当量子点被入射光激发时，入射光将被量子点转换成具有其他颜色的发射光。在其他实施例中，量子点可包含球形颗粒，棒状颗粒或具有任何其他合适形状的颗粒。
在一些实施例，半导体装置100A可包含色转换提升层(未绘示)。色转换提升层可例如设置于滤光层180与光转换层190之间，但不限于此。色转换提升层例如包括反射材料，可将未被转换的光反射至光转换层190做转换，借此提高光的转换效率。
如图1所示，半导体装置100A包含第二绝缘层210及/或遮光结构200。在一些实施例，第二绝缘层210例如设置于粘着结构140的第二侧140S2上，且与光转换层190(及/或滤光层180)相邻。在一些实施例，第二绝缘层210例如具有多个开口，而于Z方向上，光转换层190(及/或滤光层180)例如重叠于第二绝缘层210的开口。在一些实施例，第二绝缘层210的材料与第一绝缘层130的材料相同或不同，故不再重复叙述。
在一些实施例，遮光结构200例如设置于第二基板170与粘着结构140之间。在一些实施例，遮光结构200例如与第二基板170接触。在一些实施例，遮光结构200例如设置于第一基板110与粘着结构140之间。在一些实施例，第二绝缘层210例如设置于遮光结构200及第二基板170之间。在一些实施例，第二绝缘层210例如设置于粘着结构140及第二基板170之间。在一些实施例，光转换层190(及/或滤光层180)例如邻近于遮光结构200设置。如图1所示，遮光结构200例如具有多个开口200O，且于Z方向上，光转换层190(及/或滤光层180)例如重叠于遮光结构200的开口200O。在一些实施例，于Z方向上，光转换层190(及/或滤光层180)可例如与部分的遮光结构200重叠。在一些实施例，遮光结构200例如包括吸收材料或遮蔽材料、其它合适材料或上述组合，但不限于此。在一些实施例，遮光结构200可例如为单层结构、多层结构或复合结构。在一些实施例，遮光结构200的材料包括黑色光阻、黑色印刷油墨、黑色树脂、其它适合的材料或上述的组合，但不限于此。在一些实施例，遮光结构200的材料可以与光学结构150(及/或光学结构160)相似或不同。遮光结构200可例如用以吸收或遮蔽环境光，减少因环境光通过半导体装置100A时被反射而影响发光(或显示)质量。
图3为根据本发明的一些实施例的如图1所示的半导体装置100A的俯视图。图3为了清楚示意出发光二极管120与光学结构150、光转换层190的位置关系，故省略其它组件。如图3所示，于Z方向上，发光二极管120例如重叠于光学结构150的开口150O，即于Z方向上，发光二极管120未与光学结构150重叠。在一些实施例，于Z方向上，光学结构150的开口150O的外型轮廓例如包括圆形、矩形、多边形或其它不规则外型，但不限于此。在一些实施例，发光二极管120(例如发光二极管120的上表面US2)的外型轮廓例如包括圆形、矩形、多边形或其它不规则外型，但不限于此。在一些实施例，于Z方向上，光学结构150的开口150O的外型轮廓例如与发光二极管120(例如发光二极管120的上表面US2)的外型轮廓相同或不同。在一些实施例，于Z方向上，光学结构150的开口150O的外型轮廓例如与发光二极管120(例如发光二极管120的上表面US2)的外型轮廓的大小不同或相同。在一些实施例，光学结构150的开口150O的外型轮廓例如等于或大于发光二极管120(例如发光二极管120的上表面US2)的外型轮廓。在一些实施例，光学结构150的开口150O的外型轮廓例如等于或小于发光二极管120(例如发光二极管120的上表面US2)的外型轮廓。在一些实施例，于Z方向上，光学结构150与光转换层190之间具有距离D1。详细来说，距离D1可定义为于X方向上，光学结构150与光转换层190之间相距的最小距离。其中X方向可定义为多个发光二极管120所设置的方向，例如透过将两相邻的发光二极管120的中心点做一联机而获得一延伸线L1，此延伸线L1的延伸方向可定义为X方向，但不限于此。距离D1可满足下述关系式(1)：
0.5μm≦D1≦((P-W)/2)-1μm (1)
间距P(Pitch)定义为两相邻的发光二极管120的间距，间距P例如为两相邻的发光二极管120的中心点C1之间的距离，又或者，间距P例如为两相邻的发光二极管120的左侧边(或右侧边)之间的距离。另外，宽度W定义为光转换层190的宽度。举例来说，在一些实施例，光转换层190的外形轮廓大致为圆形时，宽度W可定义为光转换层190的直径。在一些实施例，光转换层190的外形轮廓为矩形或不规则外型时，宽度W可定义大致通过相邻两发光二极管120的中心点C1的延伸线L1，且此延伸线L1例如与光转换层190交错于两点，此两点之间于X方向上的最大距离定义为宽度W。需注意的是，当半导体装置100A包括滤光层180，但不包括光转换层190时，上述关系式(1)中的宽度W可定义为滤光层180的宽度，而滤光层180的宽度W定义方式与光转换层190相似，故不再重复叙述。
图4为根据本发明的一些实施例的如图1所示的半导体装置100A的俯视图。图4为了清楚表示光学结构160与光转换层190的设置关系，故省略其它组件。光转换层190以及光学结构160的开口160O的外型轮廓例如包括圆形、矩形、多边形或其它不规则的外型轮廓。于Z方向上，光学结构160与光转换层190之间具有距离D2。距离D2可定义为于X方向上，光学结构160与光转换层190之间相距的最小距离。距离D2可满足下述关系式(2)：
0.5μm≦D2≦((P-W)/2)-1μm (2)
当距离D1及/或距离D2符合上述关系式(1)、(2)的范围时，可减少发光二极管120所发出的光射至其它的发光单元(或像素单元)中。举例来说，当距离D1及/或距离D2符合上述关系式时，可减少发光二极管120所发出的光射向至相邻的发光单元(或像素单元)的光转换层190(或滤光层180)中，而影响发光(或显示)质量。如图1所示，从发光二极管120所发出的侧向光线I1例如可被光学结构150所吸收(或反射)，从发光二极管120的上表面US2所发出的光线I2可例如部分被光学结构160(及/或光学结构150)吸收(或反射)，而部分未经由光转换层190转换或未被光学结构160所吸收(或反射)的光线I3可例如被遮光结构200所吸收。因此，透过设置光学结构150(或光学结构160)，且将光学结构150(或光学结构160)与光转换层190(或滤光层180)之间的距离设计符合上述关系式(1)、(2)时，有助于减少发光二极管120所发出的光射至到其它(相邻)的发光单元(或像素单元)中，减少不同(相邻)的发光单元(或像素单元)彼此间相互干扰，提高半导体装置100A的发光(显示)质量或提高各别发光单元(或像素单元)色彩纯度。需注意的是，虽然关系式(1)、(2)中的距离D1及距离D2是定义为X方向上，但不限于此，例如在Y方向上，光学结构150(或光学结构160)与光转换层190(或滤光层180)之间的最小距离也符合上述关系式，其中Y方向例如分别垂直于Z方向与X方向。同样的，于其它方向上(不同于X方向及Y方向，且垂直于Z方向)，光学结构150(或光学结构160)与光转换层190(或滤光层180)之间的最小距离也符合上述关系式。
图5为根据本发明的一些实施例的半导体装置100B的剖面示意图。半导体装置100B与半导体装置100A相似，其中之一的不同处在于：半导体装置100B不包含光学结构160，即光学结构160未设置于粘着结构140的第二侧140S2与第二基板170之间。
图6为根据本发明的一些实施例的半导体装置100C的剖面示意图。半导体装置100C与半导体装置100A相似，其中之一的不同处在于：半导体装置100C不包含光学结构150，即光学结构150未设置于黏粘着结构140的第一侧140S1与第一基板110之间。
图7为根据本发明的一些实施例的半导体装置100D的剖面示意图。半导体装置100D与半导体装置100A相似，其中之一的不同处在于：半导体装置100D的光转换层190设置于发光二极管120与粘着结构140之间。在一些实施例，粘着结构140例如设置于光转换层190与滤光层180之间。在一些实施例，光转换层190例如设置于(或覆盖于)发光二极管120的上表面US2上，且与发光二极管120接触。在一些实施例，光转换层190例如设置于(或覆盖于)发光二极管120的侧表面上(未绘示)。在一些实施例，第一绝缘层130例如邻近发光二极管120及光转换层190设置。
图8为根据本发明的一些实施例的半导体装置100E的剖面示意图。在一些实施例，光学结构220可例如设置于第一绝缘层130内。详细来说，在一些实施例，第一绝缘层130例如位于相邻的发光二极管之间(第一发光二极管120A与第二发光二极管120B之间)，第一绝缘层130具有一第一穿孔130U，光学结构220例如设置(或填入)于第一穿孔130U内。在一些实施例，光学结构230可例如设置于第二绝缘层210内。详细来说，第二绝缘层210具有一第二穿孔210U，且光学结构230设置(或填入)于第二穿孔210U内。在一些实施例，可通过对第一绝缘层130及/或第二绝缘层210执行显影或蚀刻制程，以形成第一穿孔130U及/或第二穿孔210U。在一些实施例，光学结构220及/或光学结构230的材料可与光学结构150相同或不同。在一些实施例，光学结构230可例如与遮光结构200接触。在一些实施例，光学结构220可例如部分设置于第一绝缘层130的上表面US1上。在一些实施例，光学结构230可例如部分与第二绝缘层210的表面210S接触。
图9为图8所示的半导体装置100E的俯视图。为了清楚表示发光二极管120、光学结构220及光转换层190的设置关系，故省略其它组件。如图9所示，于XY平面上，光学结构220例如设置于相邻发光二极管120之间。在一些实施例，光学结构220例如将第一绝缘层130区分出多个部分，这些部分例如分别邻近于发光二极管120设置。在一些实施例，光转换层190与光学结构220之间例如具有距离D3。距离D3例如定义为于X方向上，光转换层190与光学结构220之间相距的最短距离。在一些实施例，距离D3符合关系式(3)：
0.5μm≦D3≦((P-W)/2)-1μm (3)
在关系式(3)中，间距P及宽度W定义如上述。
图10为图8所示的半导体装置100E的俯视图。为了清楚表示光转换层190与光学结构230的设置关系，故省略其它组件。如图10所示，于XY平面上，光学结构230例如设置于相邻的光转换层190之间。在一些实施例，光学结构230例如将第二绝缘层210区分出多个部分，这些部分分别邻近光转换层190设置。在一些实施例，光转换层190与光学结构230之间例如具有距离D4。距离D4例如定义为于X方向上，光转换层190与光学结构230之间相距的最短距离，且距离D4符合关系式(4)：
0.5μm≦D4≦((P-W)/2)-1μm (4)
在关系式(4)的中，间距P及宽度W定义如上述。当距离D3或距离D4符合上述公式范围时，有助于减少发光二极管120所发出的光会射向至到其它(相邻)的发光单元(或像素单元)中，可以减少不同(相邻)的发光单元或像素单元彼此互相干扰，提高半导体装置100A的发光(显示)质量或提高各别发光单元(或像素单元)色彩纯度。
需注意的是，当半导体装置100E包括滤光层180，但不包括光转换层190时，上述关系式(3)、(4)中的宽度W可定义为滤光层180的宽度，而滤光层180的宽度W定义与上述光转换层190相似，故不再重复叙述。
如图8、图9和图10所示，于Z方向上，光学结构220可例如与光学结构230至少部分重叠。在其他实施例，于Z方向上，光学结构220可例如与光学结构230不重叠。在其他实施例，光学结构220的大小(或外型)可与光学结构230相同或不同。须注意的是，虽然图9和图10所绘示的光学结构220与光学结构230为十字外型，若将半导体装置100E的俯视图扩大视野来看，光学结构220与光学结构230的外型例如为由多个十字外型所形成的网格外型，而此网格外型可例如具有弧型边缘，但不限与此。于一些实施例，于XY平面上，光学结构220与光学结构230外型可包括多个不连续的图样，这些不连续图样例如分别对应于发光二极管120或光转换层190(或滤光层180)的外缘轮廓，但不限于此。
图11为根据本发明的一些实施例的半导体装置100F的剖面示意图。半导体装置100F可与半导体装置100E相似，其中之一的不同处在于：半导体装置100E的光学结构220及光学结构230分别被光学结构240及光学结构250取代。在一些实施例，光学结构240及/或光学结构250分别设置(或填入)在第一穿孔130U及/或第二穿孔210U中。在一些实施例，光学结构240包含反射层241及吸收层242。在一些实施例，吸收层242例如设置于反射层241上，即吸收层242例如比反射层241更邻近于粘着结构140的第一侧140S1。在一些实施例，吸收层242例如与粘着结构140接触。在一些实施例，反射层241例如设置于吸收层242上，即反射层241例如比吸收层242更邻近于粘着结构140的第一侧140S1。在一些实施例，光学结构250包含反射层251及吸收层252。在一些实施例，吸收层252例如设置于反射层251与粘着结构140之间，即吸收层252例如比反射层251更邻近于粘着结构140。在一些实施例，吸收层252例如与粘着结构140接触。在一些实施例，吸收层252例如设置于反射层251上，即反射层251例如比吸收层252更邻近于粘着结构140。反射层241及/或反射层251例如包含金属、金属合金、白色反射材料(白色油墨)、其他合适的材料或上述的组合，但不限于此。吸收层242及/或吸收层252的材料可例如与上述的光学结构220相同或相似的吸收材料，在此不再赘述。反射层241(或反射层251)可例如用以将由发光二极管120射向至其它(相邻)的发光单元(或像素单元)中的光反射至发光二极管120所对应的光转换层190(及/或滤光层180)，可提升各个发光单元(或像素单元)的发光(或显示)质量，或提高半导体装置的色彩纯度。吸收层242(或吸收层252)可例如用以将由发光二极管120射向至其它(相邻)的发光单元(或像素单元)中的光吸收，减少不同(相邻)的发光单元(或像素单元)彼此间相互干扰，提高半导体装置100A的发光(显示)质量或提高各别发光单元(或像素单元)色彩纯度。
在一些实施例中，于XY平面上，一个光转换层190(及/或滤光层180)可重叠于多个发光二极管120，而这些发光二极管120例如可发射出相同波长的光，但不限于此(未绘示)。在一些实施例中，半导体装置可不包含光转换层190及滤光层180，此时多个发光二极管120可例如分别发出具有不同波长(或不同颜色)的光。
如图11所示，反射层241具有第一厚度T1，第一厚度T1定义为反射层241于Z方向上的最大厚度。吸收层242具有第二厚度T2，第二厚度T2定义为吸收层242于Z方向上的最大厚度。在一些实施例，第一厚度T1等于或大于第二厚度T2。在一些实施例，第一厚度T1等于或小于第二厚度T2。反射层251具有第三厚度T3，第三厚度T3为反射层251于Z方向上的最大厚度。吸收层252具有第四厚度T4，第四厚度T4为吸收层252于Z方向上的最大厚度。在一些实施例，第三厚度T3等于或大于第四厚度T4。在一些实施例，第三厚度T3等于或小于第四厚度T4。上述层别(或组件)的厚度(例如第一厚度T1、第二厚度T2、第三厚度T3及第四厚度T4)可例如透过扫描式电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)测量，例如可拍摄该层别(组件)的剖面下的SEM影像，且透过测量该层别(组件)于SEM影像中的最大厚度来定义为上述层别(或组件)的厚度，或者可透过其他合适的测量方法来测量。需注意的是，上述组件(结构、层别)的宽度(例如宽度W)、组件间的间距(例如间距P)、组件间的距离(例如距离D1、D2、D3、D4)例如可透过光学显微镜(optical microscopy,OM)来拍摄出画面，并测量该组件(结构、层别)于画面中的宽度、间距、距离来定义，或者可透过其他合适的测量方法来测量。另外，可视半导体装置的设计状况，选择是否需先将第一基板110及第二基板170进行拆解后，再进行光学显微镜拍摄，又或者可于未拆解下进行光学显微镜拍摄。在一些实施例，若半导体装置设置遮光层200，且遮光层200可能影响光学结构的拍摄时，可透过湿蚀刻或干蚀刻方式去除遮光层200后再进行光学结构的观察，但不限于上述去除方法。在一些实施例中，也可透过以扫描式电子显微镜拍摄剖面结构，例如观察类似图1的A-A’切线方向上的剖面结构，或是如图8的B-B’切线方向上的剖面结构，并透过SEM图标测量上述的宽度(例如宽度W)、间距(例如间距P)、距离(例如距离D1、D2、D3、D4)，但不限于此。
虽然本发明的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中的技术人员可从本发明一些实施例的揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明一些实施例使用。因此，本发明的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一个权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (10)

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：
一第一基板；
一第一发光二极管及一第二发光二极管，设置于该第一基板上；
一第一绝缘层，设置于该第一基板上，与该第一发光二极管相邻且位于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间；
一粘着结构，设置于该第一绝缘层上，包括：
一第一侧，面向该第一发光二极管；以及
一第二侧，与该第一侧位于相反侧；
一第二基板，设置于该粘着结构上；以及
一光学结构，与该粘着结构的该第一侧及该第二侧的至少一者接触，
其中该第一发光二极管与该光学结构未重叠。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该光学结构的材料包括一吸收材料、一金属材料及一金属氧化物材料中的至少一者。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，其中该第一绝缘层具有一第一穿孔，该光学结构设置于该第一穿孔内。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，该光学结构包括一反射层及一吸收层，且该吸收层设置于该反射层上。
5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，更包括：
一光转换层，设置于该第二基板与该粘着结构的该第二侧之间；以及
一第二绝缘层，设置于该粘着结构的该第二侧上，且与该光转换层相邻。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
其中该光学结构与该粘着结构的该第一侧接触，该光学结构与该光转换层之间的一距离为D1，该第一发光二极管与该第二发光二极管之间的一间距为P，该光转换层的一宽度为W，且该距离D1满足下式：
0.5μm≦D1≦((P-W)/2)-1μm。
7.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
其中该光学结构与该粘着结构的该第二侧接触，该光学结构与该光转换层之间的一距离为D2，该第一发光二极管与该第二发光二极管之间的一间距为P，该光转换层的一宽度为W，且该距离D2满足下式：
0.5μm≦D2≦((P-W)/2)-1μm。
8.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，该第二绝缘层具有一第二穿孔，且该光学结构设置于该第二穿孔内。
9.如权利要求8所述的半导体装置，其特征在于，该光学结构包括一反射层及一吸收层，且该吸收层设置于该反射层及该粘着结构之间。
10.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，更包括：
一光转换层，设置于该第一发光二极管与该粘着结构之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022051283A (ja) * 2020-09-18 2022-03-31 新光電気工業株式会社 配線基板及びその製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106797684A (zh) * 2014-10-17 2017-05-31 株式会社半导体能源研究所 发光装置、模块、电子设备以及发光装置的制造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6191287B2 (ja) * 2013-07-05 2017-09-06 ソニー株式会社 表示装置
CN107195653A (zh) * 2016-03-14 2017-09-22 群创光电股份有限公司 显示装置
KR102419770B1 (ko) * 2016-05-20 2022-07-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치 및 전자 기기
CN107564422B (zh) * 2016-06-30 2020-02-07 群创光电股份有限公司 发光二极管显示装置
CN206021821U (zh) * 2016-08-30 2017-03-15 绍兴光彩显示技术有限公司 一种超薄时钟贴片数码管
US10886260B2 (en) * 2018-09-07 2021-01-05 Innolux Corporation Display device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106797684A (zh) * 2014-10-17 2017-05-31 株式会社半导体能源研究所 发光装置、模块、电子设备以及发光装置的制造方法

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