CN110783441A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种发光装置，上述发光装置包括发光元件。上述发光装置亦包括波长转换元件，其设置于发光元件上，波长转换元件在第一波长具有第一折射率。上述发光装置更包括遮光元件，其围绕波长转换元件。遮光元件在第一波长具有第二折射率。其中，第二折射率大于第一折射率。

Description

发光装置
技术领域
本申请是有关于发光装置，且特别是有关于具有发光二极管的发光装置。
背景技术
随着数字科技的发展，发光装置已被广泛地应用在日常生活的各个层面中，例如其已广泛应用于电视、笔记本、电脑、移动电话、智能手机等现代化信息设备，且此发光装置不断朝着轻、薄、短小及时尚化方向发展。而此发光装置包括发光二极管发光装置。
发光二极管中的电子和空穴的再结合可借由p-n接面的电流产生电磁辐射(例如光)。例如，在由例如GaAs或GaN的直接带隙材料形成的正向偏压p-n接面中，注入空泛区的电子和空穴的结合引发电磁辐射。上述电磁辐射可以位于可见光区或非可见光区。不同带隙的材料可用于形成不同颜色的发光二极管。
在现今微发光二极管发光装置产业皆朝大量生产的趋势迈进的情况下，任何微发光二极管发光装置的生产成本的减少皆可带来巨大的经济效益。然而，目前的发光装置并非各方面皆令人满意。
因此，需要可以进一步提高产量的发光二极管和由发光二极管制造的发光装置。
发明内容
本申请提供一种发光装置，上述发光装置包括发光元件。上述发光装置亦包括波长转换元件，其设置于发光元件上，波长转换元件在第一波长具有第一折射率。上述发光装置更包括遮光元件，其围绕波长转换元件。遮光元件在第一波长具有第二折射率。其中，第二折射率大于第一折射率。
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1A-1G为根据本申请的一些实施例，形成发光装置的制程的各阶段的剖面示意图；
图2A-2D为根据本申请的一些实施例，形成包含光转换元件和遮光元件的结构的制程的各阶段的剖面示意图；
图3A-3D为根据本申请的一些实施例，形成包含光转换元件和遮光元件的结构的制程的各阶段的剖面示意图；
图4为根据本申请的一些实施例的发光装置的剖面示意图；
图5为根据本申请的一些实施例的包含光转换元件和遮光元件的结构的剖面示意图；
图6A、图6B为根据本申请的一些实施例，形成发光装置的制程的各阶段的剖面示意图；
图7为根据本申请的一些实施例的包含光转换元件和遮光元件的结构的剖面示意图；
图8为根据本申请的一些实施例的发光装置的剖面示意图；
图9为根据本申请的一些实施例的发光装置的剖面示意图；
图10为根据本申请的一些实施例的发光装置的剖面示意图；
图11为根据本申请的一些实施例的发光装置的剖面示意图；
图12为根据本申请的一些实施例的发光装置的剖面示意图。
图中元件标号说明：
100A～100G 发光装置
102 成长基底
104 发光元件
104T 侧面
106 导电垫
108 承载基底
110 粘着层
112 支撑结构
114 转移头
116 切割道
118 基底
120 电路层
122 遮光元件
122S 侧面
122T 上表面
124、126、128 色转换元件
130 滤光层
130S 上表面
132 保护层
134 覆盖层
136 承载基底
138 遮光层
139 光阻元件
140 覆盖层
142 平坦层
144 有源元件
146 导线
148 栅极绝缘层
150 源极电极
152 漏极电极
154 栅极电极
156 导电膜
158 导电粒子
160 粘着层
162 有源元件
164 导线
166 散射粒子
168 微结构
170、170’ 半透层
200A～200D 结构
具体实施方式
以下针对本申请一些实施例的元件基板、发光装置及发光装置的制造方法作详细说明。应了解的是，以下的叙述提供许多不同的实施例或例子，用以实施本申请一些实施例的不同样态。以下所述特定的元件及排列方式仅为简单清楚描述本申请一些实施例。当然，这些仅用以举例而非本申请的限定。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本申请一些实施例，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。
此外，实施例中可能使用相对性的用语，例如“较低”或“底部”及“较高”或“顶部”，以描述附图的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是，如果将附图的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。
在此，“约”、“大约”、“大抵”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内，或3％之内，或2％之内，或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”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“大抵”的含义。
能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种元件、组成成分、区域、层、及/或部分，这些元件、组成成分、区域、层、及/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的元件、组成成分、区域、层、及/或部分。因此，以下讨论的一第一元件、组成成分、区域、层、及/或部分可在不偏离本申请一些实施例的教导的情况下被称为一第二元件、组成成分、区域、层、及/或部分。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有与相关技术及本申请的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本申请实施例有特别定义。
本申请一些实施例可配合附图一并理解，本申请实施例的附图亦被视为本申请实施例说明的一部分。需了解的是，本申请实施例的附图并未以实际装置及元件的比例绘示。在附图中可能夸大实施例的形状与厚度以便清楚表现出本申请实施例的特征。此外，附图中的结构及装置是以示意的方式绘示，以便清楚表现出本申请实施例的特征。
在本申请一些实施例中，相对性的用语例如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“「之下”、“「之上”、“顶部”、“底部”等等应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作。而关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构是直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。
值得注意的是，在后文中“基板”一词可包括透明基板上已形成的元件与覆盖在基底上的各种膜层，其上方可以已形成任何所需的多个有源元件(晶体管元件)，不过此处为了简化附图，仅以平整的基板表示的。
本申请的这些实施例所叙述的一结构的厚度，表示删除离群值(outlier)之后该结构的厚度平均值。离群值可以是边缘、明显微型凹槽或明显微型凸起区域的厚度。删除这些离群值后，该结构绝大部分的厚度值皆位于该厚度平均值正负三个标准差的范围之内。
图1A-1G为根据本申请的一些实施例，形成发光装置100A的制程的各阶段的剖面示意图。在一些实施例，如图1所示，多个发光元件104形成在成长基底102上。在一些实施例，成长基底102为晶圆基底，其包含硅或蓝宝石基底，蓝宝石基底包括氧化铝。在其他实施例，成长基底102是包括GaP、GaAs、AlGaAs或SiC的基底。
在一些实施例，发光元件104例如为微发光二极管(μLED)。μLED的芯片尺寸介于约1μm至约100μm的范围间。发光元件104可为微发光二极管(mini LED)。mini LED的芯片尺寸介于约100μm至约300μm的范围间。发光元件104可为发光二极管(LED)。LED的芯片尺寸介于约300μm至约10mm的范围间。μLED利用P-N接面中的电子-空穴对的再结合(recombination)来产生电磁辐射(例如光)。在例如砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)的直接能隙材料(directband gap material)形成的顺向偏压的P-N接面中，注入空乏区中的电子-空穴对的再结合产生电磁辐射。上述电磁辐射可位于可见光区或非可见光区，且具有不同能隙的材料会形成发出不同颜色的光的微型发光二极管。
在一些实施例，发光元件104包括p型半导体层、n型半导体层，及设置于两者之间的发光层。p型半导体层可提供空穴，n型半导体层可提供电子。据此，空穴与电子再结合而产生电磁波。半导体层包括AlN、GaN、GaAs、InN、AlGaN、AlInN、InGaN、AlInGaN或上述组合，但不限于此。
发光层可包括同质接面(homojunction)、异质接面(heterojunction)、单一量子阱(single-quantum well(SQW))、多重量子阱(multiple-quantum well(MQW))、或其它类似的结构。在一些实施例，发光层108包含未掺杂的n型InxGa(1-x)N。在其它实施例中，发光层108可包含例如AlxInyGa(1-x-y)N的其它适当的材料。另外，发光层108可为包含多重井层(例如为InGaN)和阻障层(例如为GaN)交错排列的多重量子阱结构。再者，发光层108的形成方式可包含金属有机物化学气相沉积法(metal organic chmical vapor deposition，MOCVD)、分子束外延法(molecular beam epitaxy，MBE)、氢化物气相外延法(hydridevapor phase epitaxy，HVPE)、液相外延法(liquid phase epitaxy，LPE)、或其它适当的化学气相沉积法。
如图1A所示，导电垫106形成在发光元件104上。导电垫106的材料可包含银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、铬(Cr)、镍(Ni)、铂(Pt)、钛(Ti)、铱(Ir)、铑(Rh)、铟(In)、铋(Bi)、上述的合金、上述的组合、或其它导电性佳的金属材料，且不限于此。
在一些实施例，如图1B所示，将发光元件104贴合至承载基底108，且成长基底102从发光元件104上移除。在一些实施例，发光元件104经由导电垫106和粘着层110贴合至承载基底108。在一些实施例，承载基底108是用来暂时放置发光元件104的基底。在之后的制程，发光元件104会从承载基底108上移除。承载基底108可包括玻璃基底、陶瓷基底、塑胶基底或其他适合的基底。粘着层110的材料可为聚合物或其他适合的材料。在一些实施例，发光元件104借由激光剥离(laser lift off，LLO)制程从成长基底102转移至承载基底108。
在一些实施例，如图1C所示，形成支撑结构112以围绕发光元件104及导电垫106。支撑结构112是设置来保护发光元件104及导电垫106不受之后制程的伤害或污染。支撑结构112的材料可包括树脂或其他适合的材料，且不限于此。在一些实施例，支撑结构112由黑色树脂形成。支撑结构112可借由涂布制程形成。在一些实施例，涂布树脂材料使其填入两个相邻的发光元件104之间的空间，且覆盖发光元件104的上表面。接下来，执行图案化制程以移除树脂材料的一部分，露出发光元件104的上表面。
在一些实施例，如图1D所示，将发光元件104导电垫106及支撑结构112转移至转移头114上。转移头114用来拾取发光元件104，并将其放置于其他基底上。在一些实施例，转移头114可设置于微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)装置(图未示)上。在一些实施例，发光元件104借由真空力或静电力被转移至转移头114上。此外，在执行转移制程时，形成切割道116。将支撑结构112切割以形成切割道116。图1D绘示三个发光元件104组成一个群组，且这些发光元件104位于相邻的两个切割道116之间。可以调整一个群组所具有的发光元件104的数量，本申请并不以此为限。
在一些实施例，如图1E所示，发光元件104从转移头114转移到基底118。为了清楚地描绘各种元件之间的关系，图1E和下述附图仅绘示由三个发光元件104组成的群组和其他元件的位置关系。在一些实施例，基底118可包括透明或不透明的基底，如玻璃基底、陶瓷基底、塑胶基底或其它适合的基底。如图1E所示，在基底118上形成电路层120。基底118可以是承载基底，电路层120可包括形成于其中的介电层(图未示)和多个导电元件。介电层可包括氧化硅、氮化硅、硅氧化物或其他适合的材料，且不限于此。导电元件可包括各种无源和有源元件，例如电容器，例如金属-绝缘体-金属电容(metal-insulator-metal capacitor，MIMCAP)、电感、二极管、金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductorfield-effect transistors，MOSFETs)、互补式MOS晶体管、双载子接面晶体管(bipolarjunction transistors，BJTs)、横向扩散型MOS晶体管、高功率MOS晶体管、或其它类型的晶体管。如图1E所示例，发光元件104可经由导电垫106电性连接至电路层120。
在一些实施例中，如图1F所示，结构200A贴合至发光元件104和支撑结构112的上表面上。形成结构200A的制程的细节将在后面描述。在一些实施例，如图1F所示，结构200A包括遮光元件122、红色色转换元件124、绿色色转换元件126和蓝色色转换元件128。红色色转换元件124、绿色色转换元件126或蓝色色转换元件128一般也称为波长转换元件。也就是说，在本申请中，色转换元件与波长转换元件相同。红色色转换元件124、绿色色转换元件126和蓝色色转换元件128被遮光元件122围绕，并且借由遮光元件122彼此隔开。在本申请中，用语“围绕”可包含”完全环绕”及”部分环绕”。另外，红色色转换元件124、绿色色转换元件126和蓝色色转换元件128覆盖发光元件104一部分的上表面。在一些实施例，遮光元件122覆盖一部分发光元件104的上表面，并覆盖支撑结构112的上表面。或者，切割道116位于遮光元件122下方。结构200A可借由透明的粘着层(图未示)贴合至发光元件104。
遮光元件122可用来遮住发光装置100A并非用来显示颜色的元件或区域。例如，遮光元件122可用来遮住数据线或扫描线。
如图1F所示，色转换元件124、126及128位于发光元件104上。在一些实施例，红色色转换元件124、绿色色转换元件126和蓝色色转换元件128分别对应于红色像素、绿色像素和蓝色像素。红色色转换元件124，绿色色转换元件126和蓝色色转换元件128的材料包括量子点薄膜、萤光材料或其他波长转换材料，且不限于此。例如，色转换元件124、126及128是与量子点混合的有机或无机层。量子点可包括锌、镉、硒、硫、InP、GaSb、GaAs、CdSe、CdS、ZnS或上述组合，且不限于此。量子点的粒径可介于约1nm至约30nm的范围内，但本发明不限于此。
当不同粒径的量子点被光激发，可转换而产生具有不同波长的光。例如粒径小的量子点可以激发出偏短波长的光(例如蓝光)，粒径大的量子点可以激发出偏长波长的光(例如红光)，故可借由调整量子点的粒径大小来产生具不同波长的光，达到广色域的效果。举例来说，可透过混入或掺杂有第一粒径的量子点的红色色转换元件124被激发后会产生红光、混入或掺杂有第二粒径的量子点的绿色色转换元件126被激发后会产生绿光，及混入或掺杂有第三粒径的量子点的蓝色色转换元件128被激发后会产生红光。
在一些实施例，遮光元件122的折射率(n1)大于色转换元件124、126或128折射率(n2)。此外，在一些实施例，折射率(n1)和折射率(n2)之间的差大于1。例如，遮光元件122的折射率和红色色转换元件124的折射率之间的差大于1。从发光元件104射出的光的强度I1和从遮光元件122反射的光的强度I2满足下式：
I2∝I1*[(n1-n2)2/(n1+n2)2]
方程式指的是当光的强度I2与折射率(n1)和折射率(n2)之间的差值成正比。也就是说，折射率(n1)和折射率(n2)之间的差越大，强度I2越大。在一些情况下，当遮光元件122的折射率与波长转换元件的折射率的差大于1时，反射光具有更大的强度。因此，改善了发光装置发出的光的强度。
在一些实施例，遮光元件122的折射率大于2。例如，遮光元件122的材料包括，氧化锆(ZrO2)、铌酸钾钠(KNbO3)、碳化硅(SiC)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、锗(Ge)或硅锗(SiGe)，且不限于此。在一些实施例中，遮光元件的折射率与色转换元件124、126或128之间的折射率的差大于1是在波长约为630nm之下测量。由于遮光元件122无法轻易地吸收更长波长的光，如红光。因此，在约630nm的波长中，遮光元件122的折射率和色转换元件124、126或128的折射率之间的差越大，越有助于提高红光的色转换效率。
在一些实施例，发光元件104发出蓝光。此时，蓝色像素的蓝色色转换元件128可以用透明填充材取代。在一些实施例，发光元件104发出紫外光或其他可见光。在一些实施例，在波长约为450nm时，遮光元件122的消光系数大于光转换元件124、126或128的消光系数。在一些实施例，在波长约为450nm时，支撑结构112的消光系数大于发光元件104的消光系数。在一些实施例，遮光结构122的消光系数大于发光元件104的消光系数。在波长约为450nm时，当遮光结构122的消光系数大于发光元件104的消光系数及光转换元件124、126或128的消光系数时，发光元件104发出的蓝光可被遮光元件122或支撑结构112更有效地吸收。据此，可防止漏光或提升发光装置的色纯度。
在一些实施例，如图1G所示，滤光层130、保护层132及覆盖层134依序地设置于遮光元件122、色转换元件124、126及128上。据此，形成发光装置100A。滤光层130可允许特定波长的光通过。例如，蓝色滤光层允许约400nm至约500nm之间的波长的光通过，绿色滤光层允许约500nm至约570nm之间的波长的光通过。红色滤光层允许约620nm至约750nm之间的波长的光通过。在一些实施例，如图1G所示，滤光层130可为设置在红色色转换元件124上的红色滤光层、设置在绿色色转换元件126上的绿色滤光层，或设置在红色色转换元件124和绿色色转换元件126上，且能够滤掉蓝光的滤光层。图1G绘示滤光层130从红色色转换元件124和绿色色转换元件126的上表面连续延伸。可在本申请的实施例作各种变化及调整。在一些实施例，滤光层130可覆盖红色色转换元件124的上表面，且覆盖绿色色转换元件126的上表面。在一些实施例，滤光层130不覆盖蓝色色转换元件128的上表面。在一些实施例，滤光层130是由有机薄膜制成的颜料滤光片。在一些实施例中，滤光层130是由氧化硅膜、氮化硅膜、氧化钛膜和其它适合的薄膜堆叠而成的多层膜。在一些实施例中，滤光层130覆盖一部分的遮光元件122以防止漏光。
保护层132设置来防止色转换元件124、126及128因环境而受损。如图1G所示，保护层132覆盖遮光元件122、滤光层130和蓝色色转换元件128的上表面，且覆盖遮光元件122和滤光层130的侧面。在一些实施例中，保护层132与蓝色色转换元件128的上表面直接接触。此外，保护层132可提供平坦表面，使其用于设置覆盖层134。保护层132的材料可包括，磷硅酸盐玻璃(phosphosilicate glass，PSG)、硼磷硅酸盐玻璃(borophosphosilicate glass，BPSG)、氧化硅、氮化硅、硅氧氮化物或有机材料，且不限于此。
覆盖层134作为发光装置100A的外表面。覆盖层134覆盖保护层132的上表面。覆盖层的材料134包括玻璃、石英、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate)，PMMA)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)，聚酰亚胺(polyimide，PI)或其他适用的材料，且不限于此。
在一些实施例中，角度θ1由发光元件104的上表面104T和遮光元件122的侧面122S构成。角度θ2由遮光元件122的上表面122T和滤光层130的侧面130S构成，且角度θ1大于角度θ2。在一些实施例中，角度θ2为锐角。当角度θ2小于90°时，可以防止在形成保护层时发生剥离。在一些情况下，角度θ2不大于角度θ1。当角度θ2小于角度θ1时，有助于光的绕射，或防止光与来自相邻像素的光混合。此外，角度θ1可为由色转换元件124、126及128的下表面和侧面所构成。角度θ2可为由滤光层130的侧面和滤光层130与遮光元件122之间的界面所构成。
在一些实施例，发光元件104的折射率(n3)大于色转换元件124、126或128的折射率(n2)，色转换元件124,126或128的折转率(n2)大于滤光层130的折射率(n4)，且滤光层130的折射率(n4)大于保护层132的折射率(n5)。在一些实施例，两个相邻介质的折射率的差小于0.5，当两个相邻介质的折射率的差小于0.5时，折射光可具有较小的折射角。据此，可改善发光装置100A的发光效率。
在一些实施例，遮光元件122的硬度大于支撑结构112的硬度。当遮光元件122的硬度大于支撑结构112的硬度时，能在组装结构200A和发光元件104的过程中，增强稳定性。在一些实施例，遮光元件122的弹性小于支撑结构112的弹性。当遮光元件122的弹性小于支撑结构112的弹性时，能在组装结构200A和发光元件104的过程中，增强稳定性。
图2A-2D为根据本申请的一些实施例，形成结构200A的制程的各阶段的剖面示意图。在一些实施例，如图2A所示，提供承载基底136及形成在承载基底136上的遮光层138。承载基底136是用来在让后续形成的元件放置的基底。承载基底136可为玻璃基底、陶瓷基底、塑胶基底或其他适合的基底。
遮光层138是用来形成遮光元件122的材料。遮光层138可由沉积制程或晶体成长制程形成。沉积制程包括化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、溅镀、电阻热蒸镀、电子束蒸镀，及任何其他适合的方法。化学气相沉积可包括低压化学气相沉积(lowpressure chemical vapor deposition，LPCVD)、低温化学气相沉积(low temperaturechemical vapor deposition，LTCVD)、快速热化学气相沉积(rapid thermal chemicalvapor deposition，RTCVD)、等离子辅助化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapordeposition，PECVD)、原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)、其他适合的方法，且不限于此。
如图2B所示，图案化遮光层138以形成遮光元件122，在一些实施例。遮光层138可由光刻黄光制程图案化。光刻制程包含光阻涂布(例如旋转涂布)、软烤、光罩对位、曝光、曝后烤、将光阻显影、冲洗、干燥(例如硬烤)、其它合适的制程或前述的组合。另外，光刻制程可由其它适当的方法，例如无遮罩光刻、电子束写入(electron-beam writing)及离子束写入(ion-beam writing)进行或取代。形成遮光元件122后，形成多个被遮光元件122围绕的开口U，并露出承载基底136一部分的上表面。
在一些实施例，如图2C所示，红色色转换元件124，绿色色转换元件126及蓝色色转换元件128形成于开口U内。在一些实施例，借由喷墨或印刷制程将色转换元件的材料喷洒至开口U内。在一些实施例，遮光元件122具有厚度T1，色转换元件124、126或128具有厚度T2。当厚度T2小于厚度T1，可防止不同的色转换元件材料混合。在一些实施例，色转换元件124、126或128下表面的宽度W1小于色转换元件124、126或128的上表面的宽度W2。当宽度W1小于宽度W2，可改善发光效率或视角。
在一些实施例，如图2D所示，从遮光元件122、红色色转换元件124、绿色色转换元件126及蓝色色转换元件128移除承载基底136，以形成结构200A。在一些实施例，借由加热、照光或其他适合的方法移除承载基底136。
图2A-2D绘示遮光元件122由单一成分组成。可在本申请的实施例作各种变化及调整。遮光元件122可以是包括两种或更多种材料的复合结构。参阅图3A-3D，图3A-3D为根据本申请的一些实施例，形成结构200B的制程的各阶段的剖面示意图。在一些实施例，如图3A所示，经图案化的光阻元件139形成于承载基底136上，且覆盖层140共形地形成于光阻元件139上。光阻元件139及覆盖层140可借由多个沉积或黄光光刻制程形成。在一些实施例，遮光元件122包括光阻元件139及覆盖光阻元件139的覆盖层140。光阻元件139包括黑色光阻、黑色喷墨、黑色树脂或其他适合的遮光材料，且不限于此。
在一些实施例，光阻元件139的上表面或侧面被覆盖层140覆盖。在此实施例，覆盖层140包括硅。更具体而言，覆盖层140由多晶硅或非晶硅制成，使得遮光元件122具有较佳的遮光或防水能力。在一些实施例，覆盖层140包括高介电常数材料。高介电常数材料可包括金属氧化物、金属氮化物、金属硅化物、过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属硅化物、过渡金属氧氮化物、金属铝酸盐、硅酸锆及铝酸锆。高介电常数材料的材料包括LaO、AlO、ZrO、TiO、Ta2O5、Y2O3、SrTiO3(STO)、BaTiO3(BTO)、BaZrO、HfO2、HfO3、HfZrO、HfLaO、HfSiO、HfSiON、LaSiO、AlSiO、HfTaO、HfTiO、HfTaTiO、HfAlON、(Ba,Sr)TiO3(BST)、Al2O3、其他适合的高介电常数材料，上述组合，且不限于此。
在一些实施例，如图3B所示，形成红色色转换元件124、绿色色转换元件126及蓝色色转换元件128于开口U内。在一些实施例，借由喷墨或印刷制程将色转换元件124、126及128的材料喷洒至开口U内。
在一些实施例，如图3C所示，形成平坦层142于色转换元件124、126、128及覆盖层140上。平坦层142的外表面可在后续的制程用来接贴附发光元件104。在一些实施例，平坦层142包括有机材料或无机材料，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅，及其他介电材料，且不限于此。如图3C所示，色转换元件124、126及128的上表面或侧面被平坦层142覆盖。据此，可防止色转换元件124、126及128在后续的制程受到损害。
在一些实施例，如图3D所示，从遮光元件122、红色色转换元件124、绿色色转换元件126及蓝色色转换元件128移除承载基底136，以形成结构200B。在一些实施例，承载基底136借由加热、照光，或其他适合的方法移除。
参阅图4，图4为根据本申请的一些实施例的发光装置100B的剖面示意图。如图1G所示的发光装置100A与如图4所示的发光装置100的其中之一不同在于：发光装置100A的结构200A被结构200B取代。在一些实施例，平坦层142设置于发光元件104与遮光元件122之间。如图4所示，平坦层142覆盖发光元件104及支撑结构112的上表面。此外，一部分的覆盖层140并未被滤光层130覆盖。具有结构200B的发光装置100B可具有较佳遮光或防水能力。
可在本申请的实施例作各种变化及调整。参阅图5，图5为根据本申请的一些实施例的结构200C的剖面示意图。在一些实施例，如图5所示，有源元件144形成在遮光元件122内。在一些实施例，有源元件144包括薄膜晶体管，例如开关晶体管、驱动晶体管、重置晶体管，或其他有源元件。
图5绘示有源元件144镶入于遮光元件122内。可在本申请的实施例作各种变化及调整。在一些实施例，一部分的有源元件144形成在遮光元件122内。在一些实施例，有源元件144形成在遮光元件122的表面上或镶入遮光元件122内。可对遮光元件122执行多个制程以形成有源元件144。或者，有源元件144可先形成在另一个基底(图未示)上，之后，再将有源元件144转移至遮光元件122的表面上。
参阅图6A及图6B，图6A、图6B为根据本申请的一些实施例，形成发光装置100C的制程的两个阶段的剖面示意图。到图6A所示的结构的材料及制程步骤可与上述图1A-1E所描述的相同或相似，在此不再重复叙述。在此实施例中与先前实施例所述的细节相似的部分在此不再重复叙述。
在一些实施例，如图6A所示，导线146形成在支撑结构112内。导线146经由导线121及121’电性连接至发光元件104，其中导线121及121’形成在电路层120内。导线146的材料可包括铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、铬(Cr)、镍(Ni)、铂(Pt)、钛(Ti)、上述合金、上述组合，或其他适合的材料，且不限于此。在一些实施例，执行黄光光刻制程使得开口形成在支撑结构112内，且露出一部分的电路层120。接下来，将导电材料填入开口。值得注意的是：导线146可在将发光元件104贴合至基底118前形成。
值得注意的是：如图6A所示的导线146仅为示例，以更清楚地了解本申请，本申请并不以此为限。亦即，在不同的实施例，导线146可以不同的方式排列。
导线121及121’形成在电路层120内，且接触导电垫106。导线121及121’的材料可包括铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、铬(Cr)、镍(Ni)、铂(Pt)、钛(Ti)、上述合金、上述组合，或其他适合的材料，且不限于此。
在一些实施例，如图6B所示，将结构200C贴合至发光元件104。接下来，依序形成滤光层130、保护层132及覆盖层134于结构200C上，以形成发光装置100C。如图6B所示，有源元件144经由导线146、导线121、121’及导电垫106电性连接至发光元件104。此外，有源元件144电性连接至形成于电路层120内的有源元件及/或无源元件。导线146各别电性连接至有源元件144的源极电极、漏极电极及栅极电极(图未示)。在此实施例，一些有源元件(例如开关晶体管、驱动晶体管、重置晶体管)形成于遮光元件122内而不是形成在电路层120内。因此，让电路层120变薄，使得厚度减少让发光装置100C的尺寸变小。在其他实施例，无源元件电性连接至发光元件104。
可在本申请的实施例作各种变化及调整。参阅图7，图7为根据本申请的一些实施例的结构200D的剖面示意图。如图7所示的结构200D与如图3D所示的结构200C的其中之一的不同在于：结构200D更包括电性连接至覆盖层140的导电元件。
如图7所示，在一些实施例，结构200D包括源极电极150、漏极电极152及栅极电极154于覆盖层140上。首先，形成源极电极150及漏极电极152于覆盖层140上。之后，在形成平坦层142前，形成栅极绝缘层148。在一些实施例，栅极绝缘层148由氧化硅或其他介电材料形成。接下来，将导电材料沉积至栅极绝缘层148上，并图案化以形成栅极电极154。栅极电极154的材料可包括金属或其他的导电材料。形成栅极电极154后，将平坦层142沉积至栅极电极154及极绝缘层148上。接下来，执行黄光光刻制程使得开口形成在平坦层142和栅极绝缘层148内，并露出一部分的源极电极150、漏极电极152及栅极电极154的表面。接下来，将导电材料填入开口使其接触源极电极150、漏极电极152及栅极电极154。源极电极150、漏极电极152及栅极电极154的材料可包括铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、铬(Cr)、镍(Ni)、铂(Pt)、钛(Ti)、上述合金、上述组合，或其他适合的材料，且不限于此。
如图7所示，覆盖层140与源极电极150及漏极电极152接触。此外，栅极电极154借由栅极绝缘层148与覆盖层140隔开。在一些实施例，覆盖层140由非晶硅、多晶硅、或金属氧化物半导体形成。因此，覆盖层140可电性连接至源极电极150及漏极电极152。据此，结构200D可用来作为控制发光装置的开关。在一些实施例，发光装置100C的结构200C被如图7所示的结构200D上下颠倒后取代，使得导线146经由填入开口内的导电材料而各别电性连接至源极电极150、漏极电极152及栅极电极154。
可在本申请的实施例作各种变化及调整。图8为根据本申请的一些实施例的发光装置100D的剖面示意图。如图8所示的发光装置100D与图1G所示的发光装置100A的其中之一的不同在于：发光装置100D更包括导电膜156，其设置于发光元件104与电路层120之间。
如图8所示，有源元件162及导线164形成于电路层120内。电路层120设置于基底118上。因此，有源元件162设置于基底118上。有源元件162可包括薄膜晶体管，例如开关晶体管、驱动晶体管、重置晶体管，或其他有源元件。导线164的材料可与导线146相同或相似，在此不再重复叙述。在一些实施例，导电膜156为异相性导电膜(anisotropic conductivefilm，ACF)，其包括多个导电粒子158及粘着层160。导电粒子158可包括金属或另一个导电材料。粘着层160可包括光学胶(optical adhesive，OCA)、光学透明树脂(optical clearresin，OCR)，或另一个适合材料。如图8所示，导电粒子158垂直地排列。因为粘着层160由绝缘材料制成，因此导电膜156只有提供垂直方向的导电路径。如图8所示，发光元件104经由导电垫106、导电粒子158及导线164电性连接至有源元件162。使用导电膜156有助于大量制造发光装置100D。
可在本申请的实施例作各种变化及调整。图9为根据本申请的一些实施例的发光装置100E的剖面示意图。如图9所示的发光装置100E与图1G所示的发光装置100A的其中之一的不同在于：发光装置100E具有多个散射粒子166形成在保护层132内。
散射粒子166的材料包括二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化锆(ZrO2)、二氧化硅(SiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化钨(WO3)、氧化钇(Y2O3)、二氧化铈(CeO2)、氧化锑(Sb2O3)、二氧化铌(NbO2)、氧化硼(B2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氟化铈(CeF3)、氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)、上述组合，或其他适合的纳米粒子，且不限于此。在保护层132内形成散射粒子166有助于形成均匀出光的发光装置100E。
可在本申请的实施例作各种变化及调整。图10为根据本申请的一些实施例的发光装置100F的剖面示意图。如图10所示的发光装置100F与图1G所示的发光装置100A的其中之一的不同在于：发光装置100F具有微结构168，其形成在保护层132的上表面上。
在一些实施例，微结构168可为形成在保护层132上的粗糙表面。在此实施例，借由对保护层132的上表面执行蚀刻或机械研磨制程形成微结构168。在一些实施例，微结构168包括多个微透镜(micro lens)。形成微结构168有助于形成具有较大的光散射角的发光装置100G。
可在本申请的实施例作各种变化及调整。图11为根据本申请的一些实施例的发光装置100G的剖面示意图。如图11所示的发光装置100G与图1G所示的发光装置100A的其中之一的不同在于：发光装置100G更包括半透层170，其形成在发光元件104与色转换元件124、126及128之间。
在一些实施例，半透层170可为分散式布瑞格反射器(distributed Braggreflector，DBR)结构。半透层170可包括至少两种具有不同折射率的材料。例如，半透层170可包括多个氧化硅膜及多个氮化硅膜。这些氧化硅膜及氮化硅膜交互排列。在一些实施例，半透层170的材料包括氮氧化硅或其他介电材料。形成半透层170有助于改善发光装置100G的发光效率。
可在本申请的实施例作各种变化及调整。图12为根据本申请的一些实施例的发光装置100H的剖面示意图。如图12所示的发光装置100G与图11所示的发光装置100G的其中之一的不同在于：发光装置100H的半透层170’被遮光元件122围绕。形成半透层170’有助于减少发光装置100H的尺寸。
虽然本申请的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本申请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，本领域技术人员可从本申请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申请一些实施例使用。因此，本申请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，每一权利要求构成个别的实施例，且本申请的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (10)

1.一种发光装置，包括：
一发光元件；
一波长转换元件，设置于该发光元件上，该波长转换元件在一第一波长具有一第一折射率；以及
一遮光元件，围绕该波长转换元件，该遮光元件在该第一波长具有一第二折射率；
其中，该第二折射率大于该第一折射率。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二折射率与该第一折射率的差大于1。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一波长为630nm。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该波长转换元件在一第二波长的一消光系数小于该遮光元件在该第二波长的一消光系数。
5.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于，该第二波长为450nm。
6.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该波长转换元件的一下表面的一宽度小于该波长转换元件的一上表面的一宽度。
7.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该波长转换元件的一厚度小于该遮光元件的一厚度。
8.如权利要求1所述的发光装置，更包括：
一有源元件，电性连接至该发光元件。
9.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，该有源元件形成在该遮光元件内。
10.如权利要求8所述的发光装置，更包括：
一基底，其中该有源元件设置于该基底上。
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