CN117174732A - 发光元件、其制造方法及显示模块 - Google Patents

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light
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wavelength converting
electrode
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谢明勋
刘欣茂
苏英阳
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Epistar Corp
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Abstract

本发明公开一种发光元件，其包含发光主体、支撑结构、第一波长转换结构、以及吸光层。发光主体包含多个彼此分离的活性层、第一半导体层连续地位于多个活性层之上、以及支撑结构位于发光主体上且包含第一开孔。第一波长转换结构位于第一开孔中。吸光层位于支撑结构的上表面之上。

Description

发光元件、其制造方法及显示模块
本申请是中国发明专利申请(申请号：201910060391.9，申请日：2019年01月22日，发明名称：发光元件、其制造方法及显示模块)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发光元件及其制造方法，尤其是涉及一种具有支撑结构的发光/显示元件及其制造方法。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode；LED)具有低耗电量、低发热量、操作寿命长、耐撞击、体积小以及反应速度快等特性，因此广泛应用于各种需要使用发光元件的领域，例如，车辆、家电、显示屏及照明灯具等。
LED属于一种单色光(monochromatic light)，可以做为显示器中的像素(pixel)。例如可作为户外或室内显示屏的像素。其中，提高显示器的分辨率是目前技术发展趋势之一。为了提高分辨率，将衍伸出许多的技术问题。例如，将做为像素的LED微小化时，当LED不具成长基板或是仅具有减薄基板时，LED自身的机械强度降低容易破裂。当显示器上做为像素的LED数量庞大，遇到像素损坏需要维修时，因LED尺寸微小，也不容易替换损坏的LED。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种发光元件，其包含发光主体、支撑结构、第一波长转换结构、以及吸光层。发光主体包含多个彼此分离的活性层、第一半导体层连续地位于多个活性层之上、以及支撑结构位于发光主体上且包含第一开孔。第一波长转换结构位于第一开孔中。吸光层位于支撑结构的上表面之上。
附图说明
图1A为本发明一实施例的发光元件的剖面示意图。
图1B为本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。
图1C为本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。
图1D为本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。
图2A为本发明一实施例的发光元件的下视图。
图2B为本发明另一实施例的发光元件的下视图。
图3A为本发明一实施例的发光元件的上视图。
图3B为本发明另一实施例的发光元件的上视图。
图3C为本发明另一实施例的发光元件的上视图。
图3D为本发明另一实施例的发光元件的上视图。
图4A～4H为本发明的一实施例的发光元件制造流程示意图。
图5为本发明一实施例所揭露的一显示模块示意图。
图6为本发明一实施例所揭露的一显示装置示意图。
图7A为本发明一实施例的发光元件的上视图。
图7B为本发明一实施例的发光元件的剖面示意图。
图8A～8F为当有发光单元损坏时，修补后的发光元件上视示例图。
图9A为本发明一实施例的发光元件的上视图。
图9B为本发明另一实施例的发光元件的上视图。
图9C为本发明另一实施例的发光元件的上视图。
图10A～10B为本发明一实施例的发光元件的剖面示意图。
图10C～10D为本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。
图11A～11C为本发明的一实施例的发光元件修补的流程示意图。
图12A为本发明一实施例的发光元件的剖面示意图。
图12B为本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。
图12C为本发明一实施例的发光元件的下视图。
图13A～13E为本发明不同实施例的发光元件的上视图。
图14A为本发明一实施例的发光元件的剖面示意图。
图14B为本发明另一实施例的发光元件的剖面示意图。
图14C～14D为本发明一实施例的发光元件的下视图。
图15为本发明一实施例的发光元件的剖面示意图。
图16A～16B为本发明一实施例的发光单元与电路板的接合制造步骤。
符号说明
100、101、102、103、201、202、301、302、303、304 发光元件
500、700、701、702、801、802、803、804、805、806 发光元件
901、902、903、1200、1310、1320、1330、1340、1350 发光元件
1400、1410、1500、1600 发光元件
1、41、1201、1301、1401、1501 发光主体
11、1201、1402 第一半导体层
12、71、81、91、1502 第一发光单元
13、72、82、92、1503 第二发光单元
14、73、83、93、1504 第三发光单元
15、35、45、76、86、96、1207、1307、1407 支撑结构
17、37 吸光层 18 透光层
40 成长基板 42、43、44 发光单元
47 粘接材料 48 暂时载板
49 承载体 74、94 第四发光单元
75、95 第五发光单元
121、131、141、221、231、241、421、431、441 第一电极
1205、1405、1601 第一电极
122、132、142、222、232、242、422、432、442 第二电极
1206、1406、1602 第二电极
123、133、143、1204、1404 第二半导体层
124、134、144、1203、1403 活性层
151 第一开孔
152 第二开孔
153 第三开孔
154、1611、1621、1631、171、181、7711 最上表面
161、361、771、871、971 第一波长转换结构
162、362、772、872、972 第二波长转换结构
163、363、773、873、973 第三波长转换结构
451、452、453、861、862、863、864、865 开孔
461、462、463 波长转换结构
761、762、763、764、765、961、962、963、964、965 开孔
961、962、963、964、965、966 开孔
1302 前侧 1303 后侧
1304 右侧 1305 左侧
1603 出光面 1604 电路板
1605 膏剂 1606 外侧表面
1612、13071 第一部分 1613、13072 第二部分
1614、14012 侧表面 3011、3041 上侧边
3012、3042 右侧边 3013、3043 左侧边
3611、3612、3621、3622、3631、3632 一端
3613、3623、3633 第一斜边 3614、3624、3634 顶点
3615、3625、3635 第二斜边 3626 第三斜边
5000、1100显示模块 5001、6001、1101 载板
6000 显示装置 6002 框架
6003 面板 12011、14011 平台区
12012、12014、16055 最外侧表面
12013、16011 下表面 12015、13015、14015 上表面
12051、12061 最下表面 13073 第三部分
13074 第四部分 14081介电层
14082 绝缘层 14091第一支撑结构
14092 第二支撑结构绝缘材料
16052 导电粒子 16061导通区域
16062 非导通区域 16041第一焊垫
16053 导通结构
L1、L2、W1、W2、W3、W4、W5、W6 宽度
T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7 厚度
C 几何中心 P 走道
G1 第一间隔 G2 第二间隔
S 对称轴
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皆不脱离本发明的精神与范围。
图1A为根据本发明一实施例中一发光元件100的剖面示意图。发光元件100包含一发光主体1、支撑结构15、第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163。支撑结构15、第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163位于发光主体1的上表面。发光主体1为一可发出非同调性光/同调性光的半导体发光元件，包含第一半导体层、活性层、以及第二半导体层。第一半导体层及第二半导体层，可分别提供电子、空穴，使电子、空穴于活性层中复合(Recombination)以发光。第一半导体层、活性层、及第二半导体层可包含Ⅲ-Ⅴ族半导体材料，例如AlxInyGa(1-x-y)N或AlxInyGa(1-x-y)P，其中0≤x、y≤1；(x+y)≤1。依据活性层的材料，发光主体1可发出一峰值介于610nm及650nm之间的红光，峰值介于530nm及570nm之间的绿光，峰值介于450nm及490nm之间的蓝光，或是峰值介于400nm及450nm之间的紫光，或是峰值介于280nm及400nm之间的紫外光。
图1A显示，发光主体1包含第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14。第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14具有共同的第一半导体层11，但具有彼此物理性分离的活性层124、134、144位于第一半导体层11之下，具有彼此物理性分离的第二半导体层123、133、143位于各自的活性层124、134、144之下。第一半导体层11连续性的设置于彼此分离的活性层124、134、144以及彼此分离的第二半导体层123、133、143上。此外，第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14的活性层具有实质上相同的或相似外延叠层(实际上，彼此间仍可能存有差异)，第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14的第二半导体层理论上具有相同或相似的外延叠层(实际上，彼此间仍可能存有差异)。第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14可以成长于同一个基板上，具有相同或相似的材料组成以及结构，包含但不限于掺杂材料、掺杂浓度、材料比重、以及尺寸。第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14可以发出相同或近似的峰值波长(peak wavelength)或主波长(dominant wavelength)。详言之，第一发光单元12的活性层124形成在第一半导体层11下，第一发光单元12的第二半导体层123位于活性层124下。第二发光单元13具有一与第一发光单元12的活性层124物理性分离的活性层134，位于第一半导体层11下。第二发光单元13具有一与第一发光单元12的第二半导体层123物理性分离的第二半导体层133，位于活性层134下。第三发光单元14具有一与第二发光单元13的活性层134物理性分离的活性层144，位于第一半导体层11下。第三发光单元14具有一与第二发光单元13的第二半导体层133物理性分离的第二半导体层143，位于活性层144下。发光主体1具有一厚度T1。以第一发光单元12为例，第一半导体层11、活性层122、以及第二半导体层123共同形成一厚度T1，例如，1.5μm≤T1≤10μm。第二发光单元13、第三发光单元14与第一发光单元12大致上具有相同的厚度。
第一发光单元12包含位于第一半导体层11下方与第一半导体层11电连接的第一电极121、以及位于第二半导体层123下方与第二半导体层123电连接的第二电极122。第二发光单元13包含位于第一半导体层11下方与第一半导体层11电连接的第一电极131、以及位于第二半导体层133下方与第二半导体层133电连接的第二电极132。第三发光单元14包含位于第一半导体层11下方与第一半导体层11电连接的第一电极141、以及位于第二半导体层143下方与第二半导体层143电连接的第二电极142。换句话说，发光元件100具有数量大于2个的电极，例如，在此实施例，发光元件100具有6个电极，分别是三个正极与三个负极。发光主体1具有三个物理性分离用于发光的活性层，因此，发光主体1对应于活性层124、134、144的上表面，具有三个物理性分离的发光区。第一发光单元12包含第一发光区，第一发光区通过第一发光单元12的第一电极121与第二电极122接收电力。第二发光单元13包含第二发光区，第二发光区通过第二发光单元13的第一电极131与第二电极132接收电力。第三发光单元14包含第三发光区，第三发光区通过第三发光单元14的第一电极141与第二电极142接收电力。因此，第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14可以独立操控。第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14的电极121、122、131、132、141、142的下表面大体上共平面，以利于后续与载板(未显示)的接合。或者，相同电性的电极具有实质上相同的水平高度，但不同电性的电极具有不同的水平高度。
支撑结构15位于第一半导体层11上，并与第一半导体层11直接接触。支撑结构15具有一厚度T2，2μm≤T2≤30μm，例如：3μm≤T2≤25μm、or5μm≤T2≤15μm。在其他实施例中，T2为10μm或为6μm。在一实施例中，T2≥T1，1≤T2/T1≤2.5。支撑结构15具有第一开孔151位于第一发光单元12的活性层124/第二半导体层123之上。参考图1A，在发光主体1上表面的法线方向上，第一开孔151与至少部分的第一发光单元12的活性层122/第二半导体层123重叠，且未覆盖到第一发光单元12的第一电极121(但在其他实施例中，第一开孔151可能覆盖第一电极121)。支撑结构15具有第二开孔152位于第二发光单元13的活性层134/第二半导体层133之上。参考图1A，在发光主体1上表面的法线方向上，第二开孔152与至少部分的第二发光单元13的活性层134/第二半导体层133重叠，且未覆盖到第二发光单元13的第一电极131(但在其他实施例中，第二开孔152可能覆盖第一电极131)。支撑结构15具有第三开孔153位于第三发光单元14的活性层142/第二半导体层143之上。参考图1A，在发光主体1上表面的法线方向上，第三开孔153与至少部分的第三发光单元14的活性层144/第二半导体层143重叠，且未覆盖到第三发光单元14的第一电极141(但在其他示图中，第三开孔153可能覆盖第一电极141)。换言之，第一开孔151仅位于第一发光单元12的发光区之上，第二开孔152仅位于第二发光单元13的发光区之上，第一开孔153仅位于第三发光单元14的发光区之上。以第一发光单元12为例，第一开孔151具有一宽度W1，活性层具有一宽度W2，W1≤W2，2μm≤W1≤20μm。在另一个实施例中，在一剖面中，第一发光单元12上的第一开孔151往第一电极121延伸超过活性层124。第二发光单元13与第二开孔152的宽度关系与第一发光单元12与第一开孔151的宽度关系相同，第三发光单元14与第三开孔153的宽度关系与第一发光单元12与第一开孔151的宽度关系相同。在另一实施例中，可以根据发光元件100需要的亮度、颜色、发光角度，使得该些发光单元与开孔之间的宽度关系全部相同、全部不同、或部分相同/不同，例如，第二发光单元13与第二开孔152的宽度关系与第一发光单元12与第一开孔151的宽度关系不相同，或是第三发光单元14与第三开孔153的宽度关系与第一发光单元12与第一开孔151的宽度关系不相同。
支撑结构15的材料为金属或是可用于挡光的不透光材料。金属包含但不限于金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铬(Cr)、铝(Al)、铂(Pt)、镍(Ni)、钛(Ti)、锡(Sn)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、锑(Sb)、钴(Co)、上述材料的合金、或上述材料的多层结构。不透光(opaque)材料可以包含吸光材料或是反射材料。吸光材料的颜色以不易反射光线的深色尤佳，例如黑色、咖啡色、灰色，或其他深色的颜色。吸光材料可以包含黑色油墨、金属、树脂与光吸收物质的混合物、或是石墨。其中，金属的材料可以为铬、镍。树脂可以为硅树脂(silicone resin)、环氧树脂(epoxy resin)、Polyimide(PI)、或是压克力(Acrylate。光吸收物质可以为碳(carbon)、氧化钛，或是深色颜料。反射材料包含一基质及高反射率物质的混和物。基质可为硅胶基质(silicone-based)或环氧基质(epoxy-based)。高反射率物质可包含二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、K2TiO3、ZrO2、ZnS、ZnO、或MgO。
参考图1A，第一波长转换结构161被填入第一开孔151，与第一半导体层11直接或间接接触，将第一发光单元12发出的光线传换成第一波长的光线后向上离开发光元件100。第二波长转换结构162被填入第二开孔152，与第一半导体层11直接或间接接触，将第二发光单元13发出的光线传换成第二波长的光线后向上离开发光元件100。第三波长转换结构163填入第三开孔153，与第一半导体层11直接或间接接触，将第三发光单元14发出的光线传换成第三波长的光线后向上离开发光元件100。第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163可以包含不相同的波长转换材料，也即具有不同的激发与放射光谱，使得第一波长、第二波长、第三波长不相同。在一实施例中，当发光主体1发出紫外光或是紫光，例如：峰值波长(peak wavelength)或主波长(dominant wavelength)＜450nm，第一波长为蓝光，第二波长为绿光，第三波长为红光。在另一实施例中，第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163，至少其中两个可以包含相同的成分，也即具有实质上相同的激发与放射光谱。例如，第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163其中两个包含可转换绿光的波长转换材料，或是其中两个包含可转换成红光的波长转换材料。
第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163包含基质以及波长转换材料。基质可以包含硅胶(Silicone)、环氧树脂(Epoxy)、聚亚酰胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)、SU8、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚醚酰亚胺(Polyetherimide)。波长转换材料可包含一种或一种以上的无机的荧光粉(phosphor)、有机分子荧光色素(organicfluorescent colorant)、半导体材料(semiconductor)、或者上述材料的组合。无机的荧光粉(phosphor)材料具有5um～100um的颗粒尺寸且包含但不限于黄绿色荧光粉及红色荧光粉。黄绿色荧光粉的成分为例如铝氧化物(例如钇铝石榴石(YAG)或是铽铝石榴石(TAG))、硅酸盐、钒酸盐、碱土金属硒化物、或金属氮化物。红色荧光粉的成分为例如氟化物(K2TiF6:Mn4+、K2SiF6:Mn4+)、硅酸盐、钒酸盐、碱土金属硫化物(CaS)、金属氮氧化物、或钨钼酸盐族混合物。半导体材料包含纳米尺寸结晶体(nano crystal)的半导体材料，例如量子点(quantum-dot)发光材料。量子点发光材料可以包含硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、硒化镓(GaSe)、锑化镓(GaSb)、砷化镓(GaAs)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、碲(Te)、硫化铅(PbS)、锑化铟(InSb)、碲化铅(PbTe)、硒化铅(PbSe)、碲化锑(SbTe)、硫化锌镉硒(ZnCdSeS)、硫化铜铟(CuInS)、铯氯化铅(CsPbCl3)、铯溴化铅(CsPbBr3)、或铯碘化铅(CsPbI3)。
在一实施例中，第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163中至少其一仅包含基质而不包含波长转换材料，例如：当发光主体1发出蓝光时，可以直接经过第一开孔151、第二开孔152、或第三开孔153中的基质且不被转换过而离开发光元件100。
在另一实施例中，第一半导体层11与支撑结构15之间具有一基板(未显示)、或是透明粘结层。基板可以为减薄的成长基板或用以取代成长基板以乘载第一半导体层、活性叠层、以及第二半导体层的透光载体。基板的材料包含但不限于锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、铟化磷(InP)、蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、铝酸锂(LiAlO2)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、金属、玻璃、复合材料(Composite)、钻石、CVD钻石、类钻碳(Diamond-Like Carbon；DLC)等。透明粘结层包含但不限于聚酰亚胺(polyimide)、苯并环丁烯(benzocyclobutene；BCB)、过氟环丁烷(perfluorocyclobutane；PFCB)、环氧树脂(epoxy)、Su8、或旋涂玻璃(spin-on glass；SOG)。
参考图1A，在一剖面图中，第一波长转换结构161具有一最大厚度T3，T3可以大于、小于、或是等于支撑结构15的厚度T2(T2也等同于第一开孔151、第二开孔152、及/或第三开孔153的深度)。换句话说，第一波长转换结构161的最上表面1611可以高于、齐平于、或是低于支撑结构15的最上表面154。当T3＞T2时，第一波长转换结构161的最上表面1611具有一最大宽度W3，第一波长转换结构161的最下表面具有一宽度W1等同于第一开孔151的宽度，W3≥W1。当W3＞W1时，第一波长转换结构161的侧表面具有第一部分1612与第二部分1613。第一部分1612具有一高度与支撑结构15的厚度T2相同，且与支撑结构15直接接触。第二部分1613位于第一部分1612之上，并具有一个弧面。第一波长转换结构161覆盖部分支撑结构15的最上表面154。选择性地，第一波长转换转换结构161的最上表面1611可以为平面、外凸或内凹的弧面。第二波长转换结构162与支撑结构15的厚度、宽度的关系以及第一波长转换结构161与支撑结构15的厚度、宽度的关系相同。第三波长转换结构163与支撑结构15的厚度、宽度的关系以及第一波长转换结构161与支撑结构15的厚度、宽度的关系相同。第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163的最大厚度可以相同、部分相同、或是不同。在另一实施例中，可以根据发光元件100需要的亮度、发光角度、颜色，使得(1)第二波长转换结构162与支撑结构15的厚度、宽度的关系及第一波长转换结构161与支撑结构15的厚度、宽度的关系不相同，及/或(2)第三波长转换结构163与支撑结构15的厚度、宽度的关系以及第一波长转换结构161与支撑结构15的厚度、宽度的关系不相同。
若支撑结构15为金属时，支撑结构15未与第一半导体层11相接的表面可以包覆一层吸光材料，用以增加发光元件的对比度。如图1B显示发光元件101的剖面示意图，类似于发光元件100，包含发光主体1、支撑结构15、第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163。支撑结构15、第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163位于发光主体1的上表面。发光主体1包含第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14。第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14具有共同的第一半导体层11、各自具有彼此物理性分离的活性层124、134、144位于第一半导体层11之下、各自具有彼此物理性分离的第二半导体层123、133、143位于各自的活性层124、134、144之下、以及各自的第一电极121、131、141以及第二电极122、132、142位于发光主体1之下表面。支撑体15具有第一开孔151、第二开孔152、以及第三开孔153位于相对于第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14的上方。第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163分别填入第一开孔151、第二开孔152、以及第三开孔153内。
如图1B所示，支撑结构15未接触发光主体1的侧表面以及上表面被吸光层17包覆。因此，第一波长转换结构161填放于第一开孔151内，第一波长转换结构161的侧表面被吸光层17直接覆盖，第一波长转换结构161的最上表面1611不被吸光层17以及支撑结构15覆盖，第一波长转换结构161的下表面不被吸光层17覆盖。第二波长转换结构162填放于第二开孔152内，第二波长转换结构162的侧表面被吸光层17直接覆盖，第二波长转换结构162的最上表面1621不被吸光层17以及支撑结构15覆盖，第二波长转换结构162的下表面不被吸光层17覆盖。第三波长转换结构163填放于第三开孔153内，第三波长转换结构163的侧表面被吸光层17直接覆盖，第三波长转换结构163的最上表面1631不被吸光层17以及支撑结构15覆盖，第三波长转换结构163的下表面不被吸光层17覆盖。换句话说，覆盖支撑结构15侧表面的吸光层17被夹在支撑结构15与第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、或第三波长转换结构163之间。覆盖支撑结构15上表面的吸光层17与第一波长转换材料161的最上表面1611大致上齐平。因此，支撑结构15加上吸光层17具有一厚度T4，与第一波长转换结构161的厚度T3大致上相同，第一波长转换结构161的最上表面1611的宽度与最下表面的宽度大致上相同。在另一实施例中，第一波长转换结构161的厚度T3小于支撑结构15加上吸光层17的厚度T4。在另一实施例中，第一波长转换结构161的厚度T3大于支撑结构15加上吸光层17的厚度T4。则第一波长转换结构161的最上表面1611的宽度可以大于或等于最下表面的宽度。第二波长转换结构162的厚度、宽度与吸光层17的结构关系与第一波长转换结构161的厚度、宽度与吸光层17的结构关系相同。第三波长转换结构163的厚度、宽度与吸光层17的结构关系与第一波长转换结构161的厚度、宽度与吸光层17的结构关系相同。因此，发光元件101于一上视图中，第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、或第三波长转换结构163之间被吸光层17隔绝，且四周被吸光层17围绕。在另一实施例中，可以根据发光元件101需要的亮度、颜色，使得第二波长转换结构162的厚度、宽度与吸光层17的结构关系与第一波长转换结构161的厚度、宽度与吸光层17的结构关系不相同。第三波长转换结构163的厚度、宽度与吸光层17的结构关系与第一波长转换结构161的厚度、宽度与吸光层17的结构关系不相同。
吸光层17也可以仅形成在支撑结构15的上表面不覆盖支撑结构15的侧表面，也可以增加发光元件的对比度。如图1C显示发光元件102的剖面示意图，类似于发光元件101，包含发光主体1、支撑结构15、第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163。支撑结构15、第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163位于发光主体1的上表面。发光主体1包含第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14。第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14具有共同的第一半导体层11、各自具有彼此物理性分离的活性层124、134、144位于第一半导体层11之下、各自具有彼此物理性分离的第二半导体层123、133、143位于各自的活性层124、134、144之下、以及各自具有第一电极121、131、141以及第二电极122、132、142位于发光主体1之下表面。支撑结构15具有第一开孔151、第二开孔152、以及第三开孔153位于相对于第一发光单元12、第二发光单元13、以及第三发光单元14的上方。第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163分别填入第一开孔151、第二开孔152、以及第三开孔153内。
参考图1C，在一剖面图中，第一波长转换结构161具有一厚度T3，T3大于支撑结构15的厚度T2。换句话说，第一波长转换结构161的最上表面1611高于支撑结构15的最上表面。第一波长转换结构161的最上表面1611具有一最大宽度W3，第一波长转换结构161的最下表面具有一宽度W1等同于第一开孔151的宽度，W3≥W1。当W3>W1时，吸光层17仅形成在支撑结构15的最上表面154之上。第一波长转换结构161的侧表面具有第一部分1612与第二部分1613。第一部分1612具有一高度与支撑结构15的厚度T2相同，且与支撑结构15直接接触。第二部分1613位于第一部分1612之上，并具有一个弧面、以及与吸光层17相似的最大厚度T5，且被吸光层17围绕并与之直接接触。因此，第一波长转换结构161的最上表面1611可以与吸光层17的最上表面171大致上齐平。在另一个实施例中，第一波长转换转换结构161的最上表面1611可以为平面、外凸或内凹的弧面。第二波长转换结构162与支撑结构15、吸光层17的厚度、宽度的关系以及第一波长转换结构161与支撑结构15的厚度、宽度的关系相同。第三波长转换结构163与支撑结构15、吸光层17的厚度、宽度的关系以及第一波长转换结构161与支撑结构15、吸光层17的厚度、宽度的关系相同。在另一实施例中，可以根据发光元件102需要的亮度、发光角度、以及颜色，使得第二波长转换结构162与支撑结构15、吸光层17的厚度、宽度的关系以及第一波长转换结构161与支撑结构15、吸光层17的厚度、宽度的关系不相同，及/或第三波长转换结构163与支撑结构15、吸光层17的厚度、宽度的关系以及第一波长转换结构161与支撑结构15、吸光层17的厚度、宽度的关系不相同。
图1D为依据本发明另一实施例的发光元件103的剖面示意图。发光元件103类似于前述发光元件102，发光主体1、支撑结构15、第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163可参考前述段落的描述。第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163的最上表面1611、1621、1631不与吸光层17的最上表面171齐平，且低于吸光层17的最上表面171。透光层18位于支撑结构15的第一开孔151、第二开孔152、第三开孔153中，且位于第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163之上。透光层18的最上表面181与吸光层17的最上表面171大致上齐平。详言之，以第一波长转换结构161为例，第一波长转换结构161的最大厚度T3小于支撑结构15的厚度T2。第一波长转换结构161的侧表面1614完全被支撑结构15覆盖并与之直接接触。透光层18位于第一波长转换结构161之上且与第一波长转换结构161直接接触。透光层18的侧表面部分被支撑结构15围绕，部分被吸光层17围绕。第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163与支撑结构15、吸光层17的结构关系与第一波长转换结构161相同。因此，发光元件103经由第一波长转换结构161、第二波长转换结构162、以及第三波长转换结构163转换出来的光，彼此间不会互相干扰。
图2A为根据本发明实施例中发光元件的下视示意图。发光元件201的剖面示意图可以参考前述发光元件100、101、102的结构。发光元件201包含发光主体1，发光主体1内包含三个发光单元(第一发光单元、第二发光单元、以及第三发光单元)(图未示)，以及六个彼此分离的电极。详言之，第一发光单元包含物理性分离的第一电极221以及第二电极222用于控制导通第一发光单元，第二发光单元包含物理性分离的第一电极231以及第二电极232用于控制导通第二发光单元，第三发光单元包含物理性分离的第一电极241以及第二电极242用于控制导通第三发光单元。第一发光单元的第二电极222电连接到第一发光单元的第二半导体层，第二发光单元的第二电极232电连接到第二发光单元的第二半导体层，第三发光单元的第二电极242电连接到第三发光单元的第二半导体层。第一发光单元的第一电极221、第二发光单元的第一电极231、以及第三发光单元的第一电极241电连接至发光主体1的第一半导体层。换句话说，第一发光单元的第一电极221、第二发光单元的第一电极231、以及第三发光单元的第一电极241虽然物理性分开的配置，但彼此电连接。
在另一个实施例中，位于不同发光单元下方且彼此电连接的第一电极可以共用同一个电极。如图2B所示，发光元件202包含发光主体1，发光主体1内包含三个发光单元(第一发光单元、第二发光单元、以及第三发光单元)(图未示)，以及四个彼此分离的电极。详言之，第一发光单元透过物理性分离的第一电极221以及第二电极222接受控制电流/信号；第二发光单元透过物理性分离的第一电极221以及第二电极232接受控制电流/信号；第三发光单元透过物理性分离的第一电极221以及第二电极242接受控制电流/信号。第一发光单元、第二发光单元、以及第三发光单元具有共同的第一电极221。因此，在后续设计控制线路时，使用发光元件202可以减少导线的数量，简化线路设计的复杂度。电极的形状、大小、配置在此仅为例示，不构成本发明的限制。
图3A～3D为根据本发明实施例中发光元件的上视图。图3A～3D所示的发光元件301、302、303、304的边长小于150μm，例如：边长小于100μm、小于75μm、或是小于50μm。发光元件301、302、303、304的形状可以为正方形、矩形、或是非矩形的多边形，在此仅例示正方形，但此形状不构成本发明的限制。在一实施例中，发光元件301、302、303、304的面积具有一不大于150μm×150μm的尺寸，例如：不大于100μm×100μm、不大于750μm×100μm、或是不大于50μm×50μm。发光元件301、302、303、304具有彼此互相物理性分离的第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363。第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363被支撑结构35及/或吸光层37隔离并包围。波长转换结构361、362、363的边长小于40μm，例如：边长小于20μm、15μm、或是10μm。波长转换结构361、362、263的面积不大于40μm×20μm，例如：不大于14μm×37.5μm、不大于15μm×20μm、不大于12μm×20μm、不大于10μm×15μm、或不大于8μm×12μm。发光元件301、302、303、304的剖面示意图可以参考前述发光元件100、101、102的结构。发光元件301、302、303、304具有至少两个互相分离的波长转换结构，在此虽例示三个波长转换结构，但此数量不构成本发明的限制。由上视图观之，多个波长转换结构的形状可以相同、部分相同、或是不相同。
图3A显示发光元件301的上视图，第一波长转换结构361靠近发光元件301上侧边3011的一端3611具有一钩状(hook)的外型，朝发光元件301的左侧边3013延伸。第三波长转换结构363靠近发光元件301上侧边3011的一端3631具有一钩状(hook)的外型，朝发光元件301的右侧边3012延伸。第二波长转换结构362大致上具有一个长方形的外型且位于第一波长转换结构361与第三波长转换结构363之间。第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363以一直线方式排列，排列方向与第二波长转换结构362的长边垂直。因此，靠近发光元件301上侧3011的第一波长转换结构361与第二波长转换结构362的端点距离(端点3611至端点3621的距离)较靠近发光元件301下侧边的第一波长转换结构361与第二波长转换结构362的端点距离(端点3612至端点3622的距离)大。靠近发光元件301上侧3011的第二波长转换结构362与第三波长转换结构363的端点距离(端点3621至端点3631的距离)较靠近发光元件301下侧边的第二波长转换结构362与第三波长转换结构363的端点距离(端点3622至端点3632的距离)大。在一实施例中，第一波长转换结构361与第三波长转换结构363相对于第二波长转换结构362呈现镜面对称。
图3B显示发光元件302的上视图，发光元件202具有彼此互相物理性分离的第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构263。第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363被支撑结构35及/或吸光层37隔离并围绕第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363的形状大致上相似，为一长方形。第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363的长边彼此互相平行，以一直线方式排列，排列方向与第二波长转换结构362的长边垂直。第一波长转换结构361与第三波长转换结构363相对于第二波长转换结构362呈现镜面对称。图3C显示发光元件303的上视图，发光元件303类似于发光元件302，第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363的形状大致上相似，为一正方形，并且呈现一直线方式排列。第一波长转换结构361与第三波长转换结构363相对于第二波长转换结构362呈现镜面对称。发光元件301、302、303大致上呈现一横向直线排列，当用于显示器时，可以转置90度排列，即发光元件301、302、303大致上呈现一纵向直线排列。较佳地，显示器在不同的横向视角(例如，-120度～120度、-130度～130度、-140度～140度、-150度～150度、-180度～180度)所呈现的颜色(例如，白色、红色、蓝色、绿色、黄色、紫色等)较均匀。
在另一实施例中，多个波长转换结构不排列在特定轴线上。如图3D中的发光元件304的上视图，发光元件304具有彼此互相物理性分离的第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363。第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363被支撑结构35及/或吸光层37围绕。第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、以及第三波长转换结构363的形状大致上相似，为一三角形。第一波长转换结构361具有一第一边3613平行且靠近发光元件304的左侧边3043、一顶点3614指向发光元件304的中心处C。第二波长转换结构362具有一第一边3623平行且靠近发光元件304的上侧边3041、一顶点3624指向发光元件304的中心处C。第三波长转换结构363具有一第一边3633平行且靠近发光元件304的右侧边3042、一顶点3634指向发光元件304的中心处C。第一波长转换结构361的第二边3615面对且平行于第二波长转换结构362的第二边3625。第二波长转换结构362的第三边3626面对且平行于第三波长转换结构363的第二边3635。换言之，发光元件304的多个波长转换结构的一顶点共同指向发光元件304的中心处C。波长转换结构的形状不限于上述例示的长方形、正方形与三角形，也可以为其他非矩形的多边形、圆形、或是椭圆形。发光元件304的第一波长转换结构361、第二波长转换结构362、第三波长转换结构363面积较大，且彼此间的距离较小。用于显示器上时，混合出的光近似点光源，于各视角上可获得较为一致且均匀的颜色。
图4A～4H显示发光元件的制造流程图。参考图4A，提供一成长基板40，通过有机金属化学气相沉积法、分子束外延法或氢化物气相外延法等方法，在成长基板40上形成发光主体41(由下而上，依序为第一半导体层、活性层、以及第二半导体层)。接着，参考图4B，蚀刻发光主体41中的第二半导体层、活性层、以及部分的第一半导体层，形成多个平台部以及凹陷部，由此定义出具有彼此分离的第二半导体层以及活性层的多个发光单元42、43、44。并在发光主体41上形成多个第二电极(422、432、442)与各自对应的发光单元的第二半导体层形成电连接。在发光主体41上形成第一电极(421、431、441)与第一半导体层形成电连接。参考图4C，在发光主体41相对于成长基板40的一侧通过粘接材料47与一暂时载板48相连接。暂时载板48可以为蓝宝石(Sapphire)、或是玻璃。粘接材料47可以为苯并环丁烯(BCB)、热移除胶带(thermal release tape)、光解胶膜(UV tape)、化学移除胶带(Chemicalrelease tape)、耐热胶带、或蓝膜。接着，参考图4D，移除或是减薄成长基板40。移除成长基板40的方法包括利用激光剥离技术(Laser-Lift)。激光剥离技术使用激光穿透成长基板40，照射成长基板40与发光主体41之间的界面，来达到分离发光主体41与成长基板40的目的。另外，也可以利用湿式蚀刻法直接移除成长基板40，或移除成长基板40与发光主体41之间的牺牲层(未显示)，进而分离成长基板40与发光主体41。除此之外，还可以于高温下利用蒸气蚀刻(Vapor Etching)直接移除成长基板40与发光主体41之间的牺牲层(未显示)，达到成长基板40与发光主体41分离的目的。
参考图4E，翻转图4D的结构，形成一光掩模(未显示)于发光主体41之上，通过纳米压印(Nanoimprint Lithography)在光掩模上定义开孔与支撑结构的形状与位置，并移除支撑结构位置处的光掩模。再通过印刷(printing)、铸模灌胶(molding)、电镀、或是化镀的方式于光掩模被移除处形成支撑结构45。通过以上方式，可以形成图案化之支撑结构45于发光主体41相对于暂时载板48的一侧上。接着，移除光掩模(未显示)，于对应的发光单元上形成对应的开孔(451、452、453)。接着移除部分发光主体41以形成走道P，进而定义彼此分离的发光元件。接着参考图4F，通过印刷(printing)、涂布(coating)、喷涂(spraying)、点胶(dispensing)、或铸模灌胶(molding)等方式于开孔中填入波长转换结构(461、462、463)。其中，印刷的方式可以包含气溶胶喷印(aerosol jet printing)、或喷墨印刷(ink-jet printing)。参考图4G，翻转图4F的结构并使之固定在一承载体49上，承载体可以为苯并环丁烯(BCB)、热移除胶带(thermal release tape)、光解胶膜(UV tape)、化学移除胶带(Chemical release tape)、耐热胶带、或蓝膜。最后，参考图4H，通过激光剥离、加热分离、溶解等方式移除粘接材料47与暂时载板48，形成多个发光元件。
图5为根据本发明一实施例所揭露之一显示模块5000的示意图。显示模块5000包含一载板5001，例如一电路基板，以及多个发光元件500。发光元件500可以为前述发光元件100～400、或其组合。在一实施例中，多个发光元件500是以阵列方式排列在载板5001上并与载板5001上的电路电连接，每一个发光元件为一个或多个像素(每个像素包含红蓝绿的次像素)。载板5001表面可以选择性的具有一层吸光层(图未示)，可提高显示模块5000在显示影像时的对比度。吸光层的材料可以参考前述相关段落的说明。在一实施例中，为了增加显示模块5000的对比度，载板5001也可以选择性地包含黑色阴/阳电极结构(blackcathode/anode structure)。
图6为根据本发明一实施例所揭露的一显示装置6000。显示装置6000包含一载板6001，多个显示模块5000形成在载板6001上，一框架6002(可以省略)围绕多个显示模块5000，以及一面板(plate)6003(可以省略)盖在显示模块5000以及框架6002之上。在一实施例中，为了增加显示装置6000的对比度，面板6003可以选择性的包含抗反射镀膜(Anti-reflection coating；AR)、圆形极化器(circular polarizer)、黑色矩阵(black matrix；BM)。在一实施例中，显示模块5000之间的间距可以非常接近，甚至是紧靠在一起(间距为0)。
在另一实施例中，发光元件可以包含多个冗余(redundant)的发光单元，用于替换损坏的发光单元。换句话说，一发光元件可以包含超过三个发光单元，如图7A显示一发光元件700之上视示意图。图7B显示图7A中A-A′线段的剖面示意图。图7B中的结构类似图1D所示之结构，然而，在其他实施例中，图7B中的结构也可以类似述图1～3中的任一结构。发光元件700包含五个发光单元，分别是第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75。第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75的结构可以参考前述发光元件的相关段落。发光单元71～75具有共同的第一半导体层，以及各自物理性分离的活性层以及第二半导体层。支撑结构76位于第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75上，并在对应第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75的位置上具有开孔761、762、763、764、765。第一波长转换结构771位于第二发光单元72上方的开孔762中，且被支撑结构76围绕。第二波长转换结构772位于第四发光单元74上方的开孔764中，且被支撑结构76围绕。第三波长转换结构773位于第五发光单元75上方的开孔765中，且被支撑结构76围绕。透光层78位于开孔762、764、765中，覆盖且与第一波长转换结构771、第二波长转换结构772、第三波长转换结构773直接接触。第一发光单元71上方的开孔761以及第三发光单元73上方的开孔763未被填入波长转换材料，为开放的空间。第一发光单元71上方的开孔761以及第三发光单元73上方的开孔763中也可以选择性地形成不含波长转换材料的光穿透材料。因此，由上视图观之，发光元件700具有五个被支撑结构76隔离的发光区域(开孔)。
光穿透材料可以为硅胶(Silicone)、环氧树脂(Epoxy)、聚亚酰胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)、SU8、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚醚酰亚胺(Polyetherimide)。支撑结构15的材料为金属或是可用于遮蔽光线的材料，其材料的相关描述可以参考前述相关段落。波长转换结构的材料可参考前述相关段落的描述。发光元件700的部分剖面示意图可以参考前述发光元件的相关段落。开孔的形状以及排列的方式，在此仅为例示，不构成本发明的限制。参考图3A～3D，发光元件的开孔形状不限于矩形、正方形、三角形、以及其他非矩形的多边形。开孔的位置也不限于此例示的两列阵列。
第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75具有相似峰值波长(peak wavelength)或主波长(dominant wavelength)的色光，例如：波长介于400nm～480nm的蓝光或紫光，或是UV光。第一波长转换结构771可以将第二发光单元72发出的光转换成第一色光，例如：波长介于480nm～580nm的绿光。第二波长转换结构772可以将第四发光单元74发出的光转换成不同于第一色光的第二色光，例如：波长介于590nm～750nm的红光。第三波长转换结构773可以将第五发光单元75发出的光转换成不同于第一色光、第二色光的第三色光，例如：波长介于400nm～480nm的蓝光。值得注意的是，当第五发光单元75发出的光是波长介于400nm～480nm的蓝光，则第五发光单元75不需要覆盖第三波长转换结构773或是覆盖不含波长转换材料的光穿透材料。第一波长转换结构771、第二波长转换结构772、以及第三波长转换结构773所在的位置在此仅为例示，不构成本发明的限制。在其他实施例中，第一波长转换结构771、第二波长转换结构772、以及第三波长转换结构773可以不同于第7图的设置，例如，第一波长转换结构771、第二波长转换结构772、以及第三波长转换结构773系排列在一直线上。
当发光元件设置于显示模块(图未示)的载板(图未示)上，正常操作导通发光元件700时，第二发光单元72、第四发光单元74、以及第五发光单元75为主(master)发光单元，并与载板(图未示)的电路连接线(图未示)形成电连接发光单元可以各自于不同时序中导通点亮。第一发光单元71以及第三发光单元73为冗余(redundancy)的发光单元，不与载板的电路连接线形成电连接或未接受电力/操作信号。当第二发光单元72、第四发光单元74、以及第五发光单元75可正常导通点亮时，第一发光单元71以及第三发光单元73并不会发光，且没有波长转换材料位于其上。主发光单元与冗余发光单元的位置在此仅为例示，不构成本发明的限制。在其他实施例中，主发光单元与冗余发光单元也可以有其他的排列方式。冗余发光单元的个数不限于2，在其他实施例中，主发光单元的个数为3，冗余发光单元的个数至少大于1，换句话说，发光元件中至少有4个发光单元。
当具有主发光单元以及冗余发光元单元的发光元件中，有部分的主发光单元损坏时，可以利用冗余发光单元替换主发光单元。图8A～8F显示主发光单元损坏时，利用冗余发光单元替换的各实施例的上视示意图。如图8A显示，发光元件801类似发光元件700，包含五个发光单元，分别是三个主发光单元：第二发光单元82、第四发光单元84、以及第五发光单元85、以及两个冗余发光单元：第一发光单元81以及第三发光单元83。支撑结构86位于第一发光单元81、第二发光单元82、第三发光单元83、第四发光单元84、以及第五发光单元85上，并在对应第一发光单元81、第二发光单元82、第三发光单元83、第四发光单元84、以及第五发光单元85的位置上具有五个开孔861、862、863、864、865。第一波长转换结构871位于第二发光单元82上方的开孔862中，且被支撑结构86围绕，用于转换第二发光单元82的光产生第一色光。第二波长转换结构872位于第四发光单元84上方的开孔864中，且被支撑结构86围绕，用于转换第四发光单元84的光产生第二色光。第三波长转换结构873位于第五发光单元85上方的开孔865中，且被支撑结构86围绕，用于转换第五发光单元85的光产生第三色光。若第二发光单元82损坏而无法发光，可在第一发光单元81上方的开孔861填入第一波长转换结构871，使冗余的第一发光单元81取代主第二发光单元82发光，经第一波长转换结构871转换使发光元件801发出第一色光。并于发光元件801所在的显示模块的载板(未显示)上，调整电路连接线，使电路连接线与第二发光单元82断开，并与第一发光单元81形成电连接。换言之，由上视图观之，发光元件801具有两个相同材料/颜色的第一波长转换结构871位于不同的发光单元上，发光元件801仍可发出三个不同的色光。
冗余的第一发光单元81替换损坏的主第二发光单元82仅为一例示。在另一实施例，冗余的第三发光单元83替换损坏的主第二发光单元82。在其他实施例中，冗余的第一发光单元81也可以用于替换其他的主发光单元。如图8B所示，若第四发光单元84损坏而无法发光，可在第一发光单元81上方的开孔861填入第二波长转换结构872，使冗余的第一发光单元81取代主第四发光单元84发光，经第二波长转换结构872转换使发光元件802发出第二色光。在另一实施例，冗余的第三发光单元83替换损坏的主第四发光单元84。在另一实施例中，如第8C图所示，若第五发光单元85损坏而无法发光，可在第一发光单元81上方的开孔861填入第三波长转换结构873，使冗余的第一发光单元81取代主第五发光单元85发光，经第三波长转换结构873转换使发光元件803发出第三色光。在另一实施例，冗余的第三发光单元83替换损坏的主第五发光单元85。
上述实施例中，发光元件中仅有一个损坏的主发光单元，在其他实施例中，发光元件中损坏的主发光单元个数可以大于1且小于等于主发光单元的个数。如图8D～8F所示，冗余发光单元系替换发光元件中损坏的两个或更多个主发光单元。如图8D所示，若第二发光单元82以及第四发光单元84无法发光，可在第一发光单元81上方的开孔861填入第一波长转换结构871，使冗余的第一发光单元81取代主第二发光单元82发光，经第一波长转换结构871转换使发光元件804发出第一色光。在第三发光单元83上方的开孔863填入第二波长转换结构872，使冗余的第三发光单元83取代主第四发光单元84发光，经第二波长转换结构872转换使发光元件804发出第二色光。如图8E显示，若第二发光单元82以及第五发光单元85无法发光，可在第一发光单元81上方的开孔861填入第一波长转换结构871，使冗余的第一发光单元81取代主第二发光单元82发光，经第一波长转换结构871转换使发光元件805发出第一色光。在第三发光单元83上方的开孔863填入第三波长转换结构873，使冗余的第三发光单元83取代主第五发光单元85发光，经第三波长转换结构873转换使发光元件805发出第三色光。如图8F显示，若第四发光单元84以及第五发光单元85无法发光，可在第一发光单元81上方的开孔861填入第二波长转换结构872，使冗余的第一发光单元81取代主第四发光单元84发光，经第二波长转换结构872转换使发光元件806发出第二色光。在第三发光单元83上方的开孔863填入第三波长转换结构873，使冗余的第三发光单元83取代主第五发光单元85发光，经第三波长转换结构873转换使发光元件806发出第三色光。
在另一实施例中，发光单元81、82、83、84、85发出一蓝光，发光元件801～806即不需要使用第三波长转换结构873产生蓝光，且产生蓝光的位置上可以选择性地不填入波长转换材料或填入光穿透材料。上述实施例中，冗余发光单元与主发光单元的相对位置仅为例示，用以替换主发光单元的冗余发光单元的位置选择在此也仅为例示，不构成本发明的限制。在其他实施例，皆可以任意替换或调整。
为了使显示器的左右视角可以获得一致且均匀的颜色，主发光单元可以在一直线上的排列。图9A为根据本发明一实施例中一发光元件901之上视图。发光元件901类似前述发光元件700，包含三个主发光单元以及两个冗余发光单元。第一发光单元91、第二发光单元92、以及第三发光单元93为主发光单元，且以第一直线排列。第四发光单元94以及第五发光单元95为冗余发光单元，且以第二直线排列，第二直线大体上位于第一直线下方且平行于第一直线。由上视图观之，第一发光单元91上的开孔961、第二发光单元92上的开孔962、第三发光单元93上的开孔963、第四发光单元94上的开孔964、以及第五发光单元95上的开孔965被支撑结构96围绕且互相隔离。第一发光单元91上方的开孔961填入第一波长转换结构971，将第一发光单元91发出的光转换为第一色光，例如：波长介于400nm～480nm的蓝光。第二发光单元92上方的开孔962填入第二波长转换结构972，将第二发光单元92发出的光转换为第二色光，例如：波长介于500nm～580nm的绿光。第三发光单元93上方的开孔963填入第三波长转换结构973，将第三发光单元93发出的光转换为第三色光，例如：波长介于590nm～680nm的红光。当第一发光单元91发出的光是波长介于400nm～480nm的蓝光，发光元件901可以不使用第一波长转换结构971或填入不含波长转换材料的光穿透材料。冗余的第四发光单元94上方的开孔964以及冗余的第五发光单元95上方的开孔965，可以在检测发光单元901之后，根据损坏的主发光单元，填入与损坏主发光单元相同的波长转换结构用以替换损坏的主发光单元。
冗余的发光单元不限于要小于主发光单元的个数，也可以大于或是等于主发光单元的个数。图9B为根据本发明一实施例中一发光元件902之上视图。发光元件902，包含三个主发光单元以及三个冗余发光单元。第一发光单元91、第二发光单元92、以及第三发光单元93为主发光单元，且以第一直线排列。第四发光单元94、第五发光单元95、及第六发光单元97为冗余发光单元，且以第二直线排列，第二直线大体上位于第一直线下方且平行于第一直线。第一波长转换材料971、第二波长转换材料972、以及第三波长转换材料973与第一发光单元91、第二发光单元92、第三发光单元的93关系以及材料说明可参考前述相关段落，在此不再重复说明。冗余的第四发光单元94上方的开孔964、冗余的第五发光单元95上方的开孔965、以及冗余的第六发光单元97上方的开孔966，可以在检测发光单元901之后，根据损坏的主发光单元，填入与损坏主发光单元相同的波长转换结构用以替换损坏的主发光单元。
发光元件包含多个主发光单元，个数不限于三个，换句话说，发光单元不限于仅发出三种色光。如图9C显示另一实施例中，发光元件903的上视示意图。发光元件903包含多个主发光单元以及多个冗余发光单元，以及一支撑结构96。第四发光单元94以及第六发光单元97为冗余发光单元。第一发光单元91、第二发光单元92、第三发光单元93、以及第五发光单元95为主发光单元。由上视图观之，第一发光单元91上的开孔961、第二发光单元92上的开孔962、第三发光单元93上的开孔963、第四发光单元94上的开孔964、第五发光单元95上的开孔965、以及第六发光单元97上的开孔966被支撑结构96围绕且互相隔离。第一发光单元91上方的开孔961填入第一波长转换结构971，将第一发光单元91发出的光转换为第一色光，例如：波长介于400nm～480nm的蓝光。第二发光单元92上方的开孔962填入第二波长转换结构972，将第二发光单元92发出的光转换为第二色光，例如：波长介于500nm～580nm的绿光。第三发光单元93上方的开孔963填入第三波长转换结构973，将第三发光单元93发出的光转换为第三色光，例如：波长介于590nm～680nm的红光。当第一发光单元91发出的光是波长介于400nm～480nm的蓝光，发光元件903可以不填入第一波长转换结构971或填入不含波长转换材料的光穿透材料。第五发光单元95上方的开孔965填入第四波长转换结构974，将第五发光单元95发出的光转换为第四色光，例如：白光。白光可用于控制白平衡(whitebalance)。冗余的第四发光单元94上方的开孔964以及冗余的第六发光单元97上方的开孔966，可以在检测发光单元903之后，根据损坏的主发光单元，填入与损坏主发光单元相同的波长转换结构用以替换损坏的主发光单元。在一实施例中，未被使用的冗余发光单元上方可以选择性的不填入任何材料或是填入不含波长转换材料的光穿透材料。发光元件903仅例示两个冗余发光单元搭配四个主发光单元，在其他实施例，发光元件包含至少一个冗余发光单元，也可以包含比主发光单元数量更多的冗余发光单元，例如，4～6个冗余发光单元。
上述实施例的发光元件，其结构可以参考图1～3及相关段落所描述的发光元件结构，具有共同的第一半导体叠层，以及各自物理性分离的活性层以及第二半导体层。支撑结构在第一半导体层上，并在对应发光单元的位置上有对应的开孔。在另一个实施例，多个发光单元具有各自物理性分离的第一半导体层、活性层、以及第二半导体层，如图10A～10B所示。以第7图中发光元件700为例，图10A～10B分别显示发光元件700中A-A′以及B-B′线段的剖面示意图。如图10A～10B所示，第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75彼此物理性分离。支撑结构76位于发光单元之间的走道P中，围绕第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75的侧表面与部分的上表面。支撑结构76于第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75上方具有对应的开孔761、762、763、764、765。开孔的宽度小于发光单元的宽度，例如：开孔的宽度为发光单元宽度的60～90％。在另一实施例中，开孔的宽度大于发光单元的宽度，也即发光单元的上表面没有被支撑结构76覆盖，可获得更大的出光面积。于主发光单元上方的开孔填入波长转换材料。详言之，主发光单元的第二发光单元72上方开孔762填入第一波长转换结构771，主发光单元的第四发光单元74上方开孔764填入第二波长转换结构772，主发光单元的第五发光单元75上方开孔765填入第三波长转换结构773。因此，在一剖面图中，支撑结构76填满于波长转换结构、发光单元之间的走道，且覆盖波长转换结构、发光单元的侧表面。参考图10A以及图10B，波长转换结构的最上表面大致上与支撑结构76的上表面共平面。此外，波长转换结构的最下表面的宽度大致上等于最上表面的宽度，为一柱状结构。
在另一实施例中，波长转换结构的最上表面超出支撑结构76的上表面，如图10C～10D所示。图10C～10D为根据本发明另一实施例中发光元件700中A-A′以及B-B′线段的剖面示意图。类似于图10A～10B，第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75彼此物理性分离。支撑结构76位于发光单元之间的走道P中，围绕第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75的侧表面与部分的上表面。支撑结构76于第一发光单元71、第二发光单元72、第三发光单元73、第四发光单元74、以及第五发光单元75上方具有对应的开孔761、762、763、764、765。开孔与发光单元的宽度可参考图10A～10B及相关段落的描述。第一波长转换结构771、第二波长转换结构772、以及第三波长转换结构773与主发光单元的相对位置关系，可参考第10A～10B及相关段落的描述。以第一波长转换结构771为例，第一波长转换结构771具有一最大厚度T3。开孔762具有一深度T2，T3＞T2。第一波长转换结构771的最上表面7711具有一最大宽度大于最下表面的宽度。换句话说，第一波长转换结构771的最上表面7711具有一最大宽度大于开孔762的最大宽度。第一波长转换结构771与开孔762的大小关系，可参考图1A及相关段落的描述。第二波长转换结构772、第三波长转换结构773与开孔的大小关系，类似于第一波长转换结构771，在此不再重复说明。
图11A为根据本发明一实施例的发光元件的修补步骤。步骤S1为设置多个发光元件于显示模块的载板或测试用载板上。图11B显示步骤S1的上视示意图。显示模块1100包含一载板1101，例如一电路基板，以及多个发光元件701，每一个发光元件为一个或数个像素。发光元件701如前述发光元件700、900、901、或902，具有至少三个主发光单元以及至少一个冗余发光单元。值得注意的是，冗余发光单元预设不与载板1101上的电路连接线(图未示)电连接或不接受电力及控制信号。多个发光单元以阵列的方式设置在载板1101上。在一实施例中，36个发光单元以6×6的矩阵排列于载板1101上，但发光单元的个数与矩阵的阶数不构成本发明的限制，在其他实施例可以为其他个数。步骤S2为检测每一个发光元件中的发光单元，判断是否有损坏无法发光的发光单元。被检测的发光单元包含主发光单元以及冗余发光单元。再另一实施例中，检测步骤可以分为两个子步骤，第一子步骤为仅检测发光元件中的主发光单元。若发光元件中有主发光单元损坏，再进行第二子步骤，针对有主发光单元损坏的发光元件，再检测这些主发光单元的冗余发光单元是否可以正常发光，用以节省检测时间。步骤S3为判断并且标记损坏发光元件(或发光单元)的位置。图11C例示步骤S3的检测结果之上视示意图。如图11C所示，在一检测结果中，位于第一列第五行、第三列第二行、第四列第四行、第五列第二行、第六列第三行、以及第六列第六行的损坏的发光元件702中，分别有至少一个发光单元损坏无法点亮。步骤S4为修补于步骤S3中标记的损坏的发光元件(或发光单元)。修补的方式如同前述实施例中，于未损坏的冗余发光单元上方填入适当的波长转换结构并且调整载板1101上的电路连接线，使冗余发光单元取代损坏的主发光单元发光。调整电路连接线的方式可以使损坏的主发光单元与电路连接线断开，必且将欲用于取代的冗余发光单元与电路连接线电连接。填入波长转换材料的方式可以为依序填入或是批次地同时填入多区波长转换材料。
图12A为根据本发明一实施例中一发光元件1200之剖面示意图。发光元件1200包含一发光主体1201以及支撑结构1207位于发光主体1201之上。发光主体1201包含第一半导体层1202、第二半导体层1204位于第一半导体层1202下方、以及活性层1203位于第一半导体层1202与第二半导体层1204之间。发光主体1201不具有成长基板，或是具有减薄基板位于第一半导体层1202上方(未显示)。第一电极1205以及第二电极1206位于发光主体1201的下表面，用以接收来自外部电源之电力。详言之，发光主体1201具有一平台区12011(mesa)，平台区12011包含第二半导体层1204、活性层1203、以及选择性地包含部分的第一半导体层1202。平台区12011的最外侧表面12012相对于平台区12011的下表面12013具有一倾斜角，不与平台区12011的下表面12013垂直。平台区12011的位置系自发光主体12011的最外侧表面12014向内缩。换言之，平台区12011的最外侧表面12012不与发光主体1201的最外侧表面12014直接相连。在另一实施例中，平台区12011的最外侧表面12012与发光主体1201的最外侧表面12014直接相连。第二电极1206位于平台区12011下方与第二半导体层1204电连接。第一电极1205与平台区12011及第二电极1206物理性分离，位于第一半导体层1202下方并与第一半导体层1202电连接。在一剖面中，第一电极1205不与平台区12011重叠。第一电极1205与第二电极1206的厚度大体上相似，且第一电极1205的最下表面12051不与第二电极1206的最下表面12061齐平。
支撑结构1207位于发光主体1201相对于第一电极1205、第二电极1206的另一侧。换言之，支撑结构1207直接位于发光主体1201的上表面12015的正上方。用于支撑发光主体1201。在另一实施例中，支撑结构1207与发光主体1201之间具有一层透光的粘接材料(图未示)，使支撑结构1207固定在发光主体1201上方。粘接材料可以参考前述相关段落的描述。支撑结构的材料可以为金属或是可用于挡光的不透光材料。较佳为金属。金属与不透光材料可以参考前述相关段落。
支撑结构1207可以利用电镀或是化镀的方式形成在发光主体上，并具有一个厚度T2，例如，1μm≤T2≤5μm。在一实施例中，T2＝2μm。发光主体1201具有一厚度T1，例如，1μm≤T1≤10μm，或者1.5μm≤T1≤9μm。于一剖面中，发光主体1201具有一个最大宽度L1，例如，20μm≤L1≤150μm，或者20μm≤L≤100μm。L1与T1的具有一比值，2≤L1/T1≤150。支撑结构1207有助于支撑发光主体1201，避免因后制程遭受外力，例如：抓取、或是固晶，损坏发光主体1201。支撑结构1207具有一个最大宽度L2，L2≤L1。
在另一实施例中，第一电极1205与第二电极1206的厚度不相同，且第一电极1205的最下表面与第二电极1206的最下表面大致上齐平。如图12B所示，第二电极1206较第一电极1205厚，因此第一电极1205的最下表面12051与第二电极1206的最下表面12061大致上齐平。
图12C为根据本发明一实施例中一发光元件1200之底视图。如图12C所示，第二电极1206位于平台区12011的表面上，第一电极1205分别与第二电极1206以及平台区12011物理性分离。第一电极1205与第二电极1206的形状为长方形，电极形状在此仅为例示，不构成本发明的限制。第一电极1205与第二电极1206的形状也可以为其他非矩形的多边形、圆形、或是椭圆形。
参考图12A～12B，支撑结构1207位于发光主体1201的上表面12015。发光主体1201的上表面12015也是发光主体1201的主要发光面，因此，支撑结构1207必须尽量不遮蔽发光面，但又必须具有足够刚性才足够支撑发光主体1201，例如：支撑结构1207的投影面积为发光主体1201上表面面积的1/20～1/3(支撑结构1207的投影面积小于出光面面积)。图13A～13D为根据本发明不同实施例中发光元件的上视图。其相对应的剖面图以及下视图可以参考前述图12A～12C。
图13A～13E显示为根据本发明其他数个实施例中发光元件的上视图。图13A显示发光元件1310的上视图，支撑结构1307为一长条状的矩形，位于发光主体1301上表面13015的中间处，且四周被发光主体1301围绕。发光主体1301由上视图观之，上表面13015的前侧1302与后侧1303为长边，支撑结构1307的长边与前侧1302和后侧1303平行。换言之，支撑结构1307大约位于发光主体1301上表面13015的前侧1302与后侧1303的对称轴上。第13B图显示发光元件1320的上视图，支撑结构1307为两个长条状的矩形，分别为第一部分13071以及第二部分13072，位于发光主体1301上表面13015且彼此镜像对称。如第13B图所示，第一部分13071以及第二部分13072的长边与上表面13015的前侧1302以及后侧1303平行。第一部分13071靠近前侧1302，第二部分13072靠近后侧1303并与第一部分13071互相平行。第13C图显示发光元件1330的上视图，支撑结构1307为封闭矩形。封闭矩形由四个长条状结构构成，分别为较长的第一部分13071与第二部分13072以及较短的第三部分13073与第四部分13074组成。第一部分13071与第二部分13072互相平行，第三部分13073与第四部分13074互相平行且分别连接第一部分13071与第二部分13072。第一部分13071靠近前侧1302，第二部分13072靠近后侧1303，第三部分13073靠近右侧1304，第四部分13074靠近左侧1305。
图13D显示发光元件1340的上视图，支撑结构1307为I字型。I字型由三个长条状结构构成，分别为较长的第一部分13071与第二部分13072以及较短的第三部分13073。第一部分13071与第二部分13072互相平行，第三部分13073约位于发光主体1301上表面13015的中心处，连接第一部分13071与第二部分13072。第一部分13071靠近前侧1302，第二部分13072靠近后侧1303，第三部分13073约位于发光主体1301上表面13015中心轴线(也是右侧1304与左侧1305的对称轴)上。支撑结构1307的位置、形状、面积在此仅为例示，本发明不受限于此。根据支撑结构材料的机械强度、以及发光元件的所需要的发光强度调整支撑结构的形状、面积与位置。在其他实施例中，支撑结构可以具有弧状，或是不同于长条状，例如：圆饼状、三角形、弯折线的形状组合。图13E显示发光元件1350的上视图，支撑结构1307为封闭矩形，围绕在发光主体1301的外围。封闭矩形由四个长条状结构构成，分别为较长的第一部分13071与第二部分13072以及较短的第三部分13073与第四部分13074组成。第一部分13071与第二部分13072互相平行，第三部分13073与第四部分13074互相平行且分别连接第一部分13071与第二部分13072。第一部分13071位于前侧1302，第二部分13072位于后侧1303，第三部分13073位于右侧1304，第四部分13074位于左侧1305。当发光元件1350的尺寸较小时，发光主体1301的外围会因为非辐射复合效应(non-radiative recombination)而不发光的区域的比例会上升。支撑结构1307分布于发光主体1301的外围，例如，不发光区域的上方，得以尽可能保留位于发光主体中间的发光区，既可以减少遮蔽发光主体1301的出光面积又可以达到良好支撑的目的。
除了发光主体的上表面具有支撑结构，发光主体相对于上表面的下表面也可以具有支撑结构用以增加支撑性。图14A为根据本发明一实施例中一发光元件1400之剖面示意图。发光元件1400包含一发光主体1401以及支撑结构1407位于发光主体1401之上。发光主体1401包含第一半导体层1402、第二半导体层1404位于第一半导体层1402下方、以及活性层1403位于第一半导体层1402与第二半导体层1404之间。发光主体1401不具有成长基板，或是具有减薄基板位于第一半导体层1402上方。第一电极1405以及第二电极1406位于发光主体1401的下表面以连接电源。第二电极1406位于平台区14011下方与第二半导体层1404电连接。第一电极1405与平台区14011、以及第二电极1406物理性分离，位于第一半导体层1402下方并与第一半导体层1402电连接。支撑结构1407、发光主体1401、第一电极1405、第二电极1406、以及平台区14011的结构、厚度、宽度的关系，可参考前述图12A～12B及相关的段落。
发光主体1401的下表面，平台区14011面对第一电极1405的一侧表面14012上形成介电层14081提供电绝缘的功能。介电层14081自平台区14011的侧表面14012往第一电极1405延伸覆盖部分第一半导体层1402的下表面，也自平台区14011的侧表面14012往第二电极1406延伸覆盖部分第二半导体层1404下表面。详言之，介电层14081沿着第一半导体层1402、平台区14011的侧表面14012的轮廓覆盖部分的第一半导体层1401的下表面、平台区14011的侧表面14012、以及部分的第二半导体层1404的下表面。第一支撑结构14091以及第二支撑结构14092位于发光主体1401相对于上表面14015的下表面上。第一支撑结构14091从第一电极1405延伸，覆盖第一半导体层1402以及介电层14081，往第二电极1406延伸，且不接触到第二电极1406以及第二半导体层1404。详言之，第一支撑结构14091沿着第一半导体层1402、介电层14081外表面的轮廓覆盖部分的第一半导体层1401的下表面以及介电层14081的下表面。第二半导体层1404下的第一支撑结构14091，位于介电层14081的下方，且不超过介电层14081的外侧边。因此，介电层14081使第一支撑结构14091与活性层1403、第二半导体层1404隔绝。第一支撑结构14091的厚度小于或等于第一电极1405的厚度。第二支撑结构14092从第二电极1406延伸，覆盖第二半导体层1404，往第一电极1405延伸，且不接触到介电层14081以及第一支撑结构14091。详言之，位于第二半导体层1404下的第二支撑结构14092与介电层14081之间具有不等于零的第一间隔G1，与第一支撑结构14091之间具有不等于零的第二间隔G2，G2＞G1。第二支撑结构14092的厚度小于第二电极1406的厚度。介电层14081的材料包含但不限定为有机材料、无机材料、或其二者之组合。有机材料系例如Su8、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)、环氧树脂(Epoxy)、丙烯酸树脂(AcrylicResin)、环烯烃聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)。无机材料系例如硅胶(Silicone)、玻璃(Glass)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、或氟化镁(MgF2)。
如图14A所示，绝缘层14082形成第一电极1405以及第二电极1406之间，且位于第二支撑结构14092、第一支结构14091之下，完全覆盖第一支撑结构14091以及第二支撑结构14092。当发光元件1400与电路板连接时，绝缘层14082可用以隔绝第一电极1405以及第二电极1406，降低第一电极1405与第二电极1406因为焊料溢流产生短路的机率。绝缘层14082覆盖第二支撑结构14092、第一支撑结构14091，以及填补第一间隔G1、以及第二间隔G2的空间。绝缘层14082覆盖部分的第一电极1405的侧表面以及部分的第二电极1406的侧表面。绝缘层14082的部分下表面与第二电极1406的下表面大体上齐平，绝缘层14082的另一部分下表面与第一电极1405的下表面大体上齐平，但第一电极1405的下表面不与第二电极1406的下表面齐平。绝缘层14082的材料可以包含硅胶(Silicone)、环氧树脂(Epoxy)、聚亚酰胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)、SU8、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚醚酰亚胺(Polyetherimide)。在另一实施例中，绝缘层可以包含高反射率物质，例如：二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、K2TiO3、ZrO2、ZnS、ZnO、或MgO。
第一支撑结构14091以及第二支撑结构14092可以利用电镀或是化镀的方式形成在发光主体的下表面上，并具有一个厚度T6，例如，1μm≤T6≤5μm。在一实施例中，T6＝2μm。第一支撑结构14091位于介电层14081与绝缘层14082之间的部分，具有一厚度T7。第一支撑结构14091位于介电层14081与绝缘层14082之间的部分，具有一厚度T6，T7小于或等于T6。参考图14A，发光元件1400中，第一电极1405、绝缘层14082、以及第二电极1406的最下表面不共平面。在另一实施例中，第一电极1405、绝缘层14082、以及第二电极1406的最下表面部分共平面。
在另一实施例中，为了增加与电路板接合的接合面的平整性，第一电极1405、绝缘层14082、以及第二电极1406的最下表面共平面。如图14B所示，发光元件1410的第一电极1405厚度大于第二电极1406的厚度，使得第一电极1405与第二电极1406的最下表面共平面。绝缘层14082填补于第一电极1405与第二电极1406之间，覆盖第一电极1405与第二电极1406的侧表面、第一支撑结构14091、以及第二支撑结构14092。因此第一电极1405、绝缘层14082、以及第二电极1406的最下表面共平面。图14B的绝缘层14082仅覆盖第一电极1405以及第二电极1406之间的区域。在另一实施例中(图未示)，绝缘层14082也覆盖第一电极1405与发光主体1401最外侧之间的区域、以及第二电极1406与发光主体1401最外侧之间的区域。
图14C显示发光元件1400(省略绝缘层14082以及介电层14081)的下视图。第一支撑结构14091与第二支撑结构14092为指叉型(interdigitated)排列，彼此交叉排列用以增加对于发光主体1401的支撑性。第一支撑结构14091为多根长条状结构，从第一电极1405延伸，跨越发光元件1400的中央轴S往平台区14011与第二电极1406延伸。因此，第一支撑结构14091有部分位于平台区14011之上。第二支撑结构14092为多根长条状结构，从第二电极1406延伸，跨越发光元件1400的中央轴S往第一电极1405延伸。第二支撑结构14092未向外延伸超出平台区14011的范围，仅位于平台区14011之上。在另一实施例中，第二支撑结构14092跨越中央轴S且超出平台区的范围往第一电极1405延伸。换句话说，部分的第二支撑结构14092形成在介电层(未显示)上，与第一半导体层以及活性层绝缘。图14C所示，第一支撑结构14091为三根长条状结构，第二支撑结构14092为三根长条状结构，在其他实施例可以有其他数目的长条状结构，本实施例之数量仅为例示不构成本发明的限制。第一支撑结构14091与第二支撑结构14092长条状结构的数目可以相同或是不同。
图14D显示发光元件1400(包含绝缘层14082)的下视图。绝缘层14082位于第一电极1405以及第二电极1406之间，覆盖第一支撑结构14091、第二支撑结构14092、以及部分的平台区14011。换句话说，从下视图观之，第一支撑结构14091以及第二支撑结构14092为绝缘层14082所遮蔽而未显现。在另一实施例中(图未示)，绝缘层14082仅覆盖部分的第一支撑结构14091以及第二支撑结构14092，部分的第一支撑结构14091以及第二支撑结构14092不被覆盖而显示在下视图或其他视图之中。
在另一实施例中，发光元件不限于一个发光单元，发光元件可以如前述实施例中，具有至少两个发光单元。图15为根据本发明一实施例中一发光元件1500之剖面示意图。发光元件1500中发光主体1501的结构可以参考前述图1～4及与发光主体相关于的段落。发光主体1501包含三个发光单元1502、1503、1504。第一发光单元1502包含两个电极位于发光主体1501的下表面，第二发光单元1503包含两个电极位于发光主体1501的下表面，第三发光单元1504包含两个电极位于发光主体1501的下表面。支撑结构1505位于发光主体相对于电极的上表面上，在一剖面中，支撑结构1505覆盖第一发光单元1502、第二发光单元1503、以及第三发光单元1504。在其他实施例中，发光主体可以包含其他数目的发光单元，且支撑结构覆盖至少两个发光单元的上表面。在另一实施中，在发光主体下表面上，电极延伸出如图14A、14B的第一支撑结构以及第二支撑结构用以增加对发光元件的支撑性。在另一实施例中，在支撑结构1505上方，具有如图1～4的波长转换结构形成在对应的发光单元上。换句话说，在发光单元以及波长转换结构之间具有一支撑结构用以增加发光元件的支撑性。
图16A以及图16B显示前述发光元件接合于电路板的制程步骤。在此仅例示一个发光单元，也即一组第一电极与第二电极，的态样，当发光元件包含不只一个发光单元，也即大于一组第一电极与第二电极，的态样时，可依相同的原理及概念得到对应的结构。参照图16A，以发光元件1600为例子。发光元件1600包含第一电极1601、第二电极1602位于相对于出光面1603的下表面。第一电极1601、第二电极1602与电路板1604上的第一焊垫16041、第二焊垫16042各自相对，膏剂1605涂布在发光元件1600和电路板1604之间。参考图16A，加热固化前的膏剂1605包括绝缘材料16051以及分散在绝缘材料16051中的多个导电粒子16052。接合发光元件1600的方法包括一加热固化步骤，在固化过程中，绝缘材料16051的粘度会先下降再上升，且导电粒子16052会聚集在发光元件1600的第一电极1601、第二电极1602以及第一焊垫16041、第二焊垫16042之间或周遭。图8B显示加热固化后的状态。膏剂1605覆盖的区域包括导通区域16061以及一非导通区域16062。导通区域16061位于第一电极1601和第一焊垫16061之间，以及第二电极1602和第二焊垫16042之间。除了导通区域16061外，其他膏剂覆盖的区域为非导通区域16062。如图8A所示，加热固化步骤前，导通区域16061内的导电粒子16052的平均密度与非导通区域16062相似。如图8B所示，加热固化步骤后，大部分的导电粒子16052聚集于导通区域16061中。导通区域16061内的导电粒子16052的平均密度大于非导通区域16062。在一实施例中，导通区域16061内的导电粒子16052的平均密度大于75％、或者导通区域16061优选地不具有绝缘材料16051。非导通区域16062内的导电粒子16052的平均密度小于40％，但不等于零。也就是说，非导通区域16062包含少量彼此分开的导电粒子16052。例如，非导通区域16062内的导电粒子16052的含量介于0.1％～40％，较佳地为2％～10％。绝缘材料16051在非导通区域16062中的平均密度高于60％，优选地介于60％～99.9％之间，更加地介于90％～98％之间。在一个实施例中，非导通区域16062包含10％～40％的导电粒子16052以及60％～90％的绝缘材料16051，并且优选地，非导通区域16062包含20％～30％的导电粒子16052以及70％～80％的绝缘材料16051。在另一个实施例中，非导通区域16062不包含导电粒子16052。
膏剂1605可以划分成多个子部分(例如：3～10个子部分)。平均密度定义为所有或选定子部分密度的平均值。子部分的尺寸可以根据测试样本的大小或测量方法调整。例如，子部分具有三维的形状或是在剖视图中具有二维的形状。二维的形状可以是八边形、六边形、矩形、三角形、圆形、椭圆形、或其组合。三维的形状可以是圆柱体、立方体、长方体、或球体。导电粒子16052的密度为膏剂1605于一子部分(例如20×20μm2)内，计算所有导电粒子16052的数量或占据面积来获得。
导电粒子16052可以包含低熔点的金属或低液化熔点(liquidus melting point)的合金，其熔点或液化温度低于210℃。金属材料可以是元素、化合物、或合金，例如：铋(Bi)、锡(Sn)、银(Ag)、铟(In)、或其合金。在一实施例中，低熔点的金属或低液化熔点合金的熔点或液化温度低于170℃。低液化熔点合金的材料可以是锡铟合金或锡铋合金。绝缘材料16051可以是热固性聚合物，例如：环氧树脂(epoxy)、硅氧树脂(silicone)、聚甲基丙烯酸甲酯、以及环硫化物(episulfide)。绝缘材料16051可以在固化温度下固化。在本实施例中，导电粒子16052的熔点低于绝缘材料16051的固化温度。如图16A所示，在加热固化步骤之前，导电粒子16052的粒径被定义为导电粒子16052的直径，介于1μm～20μm之间，例如：2μm、10μm。导电粒子16052相对于膏剂1605的重量比介于30％至80％之间。在一实施例中，导电粒子16052的粒径大致为2μm时，导电粒子16052相对于膏剂1605的重量比介于30％至70％之间。在另一实施例中，导电粒子16052的粒径大致为10μm时，导电粒子16052相对于膏剂1605的重量比介于40％至80％之间。第一电极1601、第二电极1602之间的最短距离优选地是导电粒子16052粒径的两倍以上。
在一实施例中，绝缘材料16051为透光的。在另一实施例中，绝缘材料16051可以选择性的加入光吸收物质，使绝缘材料呈现深色，例如黑色，当发光元件应用于显示器中时，可以增加显示器的对比度。在另一实施例中，绝缘材料16051可以选择性的加入高反射物质，使绝缘材料呈现白色，用以反射发光主体射向电路板的光，可以增加发光元件向上的出光强度。
如第16B图所示，加热固化之后，位于导通区域16061内的导电粒子16052是呈现一块状(bulk)的导通结构16053，并覆盖第一电极1601、第二电极1602和第一焊垫16041、第二焊垫16042的至少一个侧表面。导通结构16053与各自相对应的第一电极1601、第二电极1602与第一焊垫16041、第二焊垫16042直接接触提供电性导通，外部的电源可以通过第一焊垫16041、第二焊垫16042、导通结构16053、以及第一电极1601、第二电极1602传输至发光元件1600。绝缘材料16051围绕导通结构16053、第一电极1601、第二电极1602、以及第一焊垫16041、第二焊垫16042的外侧表面。非导通区域16062内的导电粒子16052是离散状分布，并被绝缘材料16051包覆。因此，电流无法通过非导通区域16062。填充于非导通区域16062内的绝缘材料16051可以增强发光元件1600和电路板1604之间的接合强度，也可以避免外部环境对导电材料的氧化，还可避免导通结构16053在高温环境下因材料软化或融化造成短路的问题。在一侧视图中，以对应的第一电极1601与第一焊垫16041为例，导通结构16053的下端(与第一焊垫16041接触的一端)完全覆盖第一焊垫16041的上表面16043，导通结构16053相对于下端的上端(与第一电极1601接触的一端)完全覆盖第一电极1601的下表面16011。导通结构16053具有一颈部(necking)的形状，导通结构16053的外侧表面16054具有凹部与凸部的表面。详言之，第一电极1601具有宽度W4、焊第一焊垫16041具有宽度W5，第一焊垫16041的宽度W5大于或等于第一电极1601的宽度W4。导通结构16053具有宽度W6，宽度W6于电路板1604法线方向上并非为一固定值。导通结构16053于颈部具有一最小宽度W6(min)位于第一电极1601与第一焊垫16041之间，且小于第一电极1601的宽度W4或是/以及第一焊垫16041的宽度W5。在另一实施例中，导通结构16053的外侧表面16054为一个外凸的圆弧状，也即导通结构16053无颈部结构。在另一实施例中，导通结构16053的外侧表面16054为一个平坦面。
如图16B所示，膏剂1605的最外侧表面16055具有弯曲形状，并从电路板1604延伸至发光元件1600的外侧表面1606。膏剂1605的形状在加热固化之后会发生变化(相较于第16A图)，也即，膏剂1605在加热固化步骤之前和之后具有不同的形状。膏剂1605覆盖部分的发光元件1600的外侧表面1606。更具体地说，在加热固化后，如第16B图所示，膏剂1605的最外侧表面16055与电路板1604之间具有一角度θ，角度θ沿着最外侧表面16055向发光元件1600的外侧表面1606的方向逐渐增加。
图16A～16B所示，第一电极1601与第二电极1602的下表面不共平面，因此第一电极1601与第二电极1602与电路板1604之间的距离不同。在另一实施例中(图未示)，第一电极1601与第二电极1602的下表面共平面，因此第一电极1601与第二电极1602与电路板1604之间的距离相同。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的专利范围，即举凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种发光元件，其特征在于，包含：
发光主体，包含：
第一半导体层及第二半导体层；以及
活性层，位于该第一半导体层及该第二半导体层之间；
第一电极，位于该发光主体的下表面并电连接该第一半导体层；
第二电极，位于该发光主体的该下表面并电连接该第二半导体层；以及
支撑结构，位于该发光主体的上表面；
其中，该发光主体具有最大宽度且该支撑结构具有厚度，该最大宽度与该厚度的比值介于2～150。
2.如权利要求1所述的发光元件，其中，在上视图中，该支撑结构的面积小于该发光主体的面积。
3.如权利要求2所述的发光元件，其中，该支撑结构的该面积为该发光主体的该面积的1/20～1/3。
4.一种发光元件，其特征在于，包含：
多个发光单元，包含多个主发光单元以及第一冗余发光单元，该多个主发光单元包含第一发光单元、第二发光单元及第三发光单元；
第一波长转换结构，位于该第一发光单元之上；
第二波长转换结构，位于该第二发光单元之上，并具有与该第一波长转换结构不同的放射波长；以及
支撑结构，包含多个开孔，该多个开孔中的一个开孔对应该第一冗余发光单元，且该第一波长转换结构及该第二波长转换结构被该支撑结构隔离；
其中，该多个主发光单元的数量与该多个开孔的数量不同。
5.如权利要求4所述的发光元件，还包含有第三波长转换结构，位于该第三发光单元之上及该多个开孔中的一个开孔中，该第一波长转换结构、该第二波长转换结构及该第三波长转换结构具有不同的放射波长。
6.如权利要求4所述的发光元件，还包含有第四波长转换结构，位于该第一冗余发光单元之上，该第一波长转换结构及该第四波长转换结构具有相同的放射波长。
7.一种发光元件，其特征在于，包含：
第一发光单元组，以第一直线排列，该第一发光单元组包含有位于该第一直线首位的第一发光单元，该第一发光单元具有第一左侧边；以及
第二发光单元组，以第二直线排列，该第二发光单元组包含有位于该第二直线首位的第二发光单元，该第二发光单元具有第二左侧边；
其中，该第二直线平行于该第一直线，且该第一发光单元组与该第二发光单元组可发出相同色光；
其中，在上视图中，该第一左侧边平行但不切齐该第二左侧边。
8.如权利要求7所述的发光元件，其中，该第一发光单元组及该第二发光单元组间无可发出相同色光的其他发光单元。
9.如权利要求7所述的发光元件，其中，在该上视图中，该第一发光单元与该第二发光单元在垂直于该第一直线的方向上部分重叠。
10.如权利要求7所述的发光元件，其中，该第一发光单元组中相邻两发光单元的距离与该第二发光单元组中相邻两发光单元的距离大致相同。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI707491B (zh) * 2019-12-04 2020-10-11 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光二極體顯示面板
US20190393112A1 (en) * 2018-06-25 2019-12-26 Elizabeth Nofen Encapsulant material containing fluorophores for in-situ visualization of stress in an organic package
US11094530B2 (en) 2019-05-14 2021-08-17 Applied Materials, Inc. In-situ curing of color conversion layer
US11239213B2 (en) * 2019-05-17 2022-02-01 Applied Materials, Inc. In-situ curing of color conversion layer in recess
DE102019121877A1 (de) * 2019-08-14 2021-02-18 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauelements
CN110911464B (zh) * 2019-11-29 2022-08-05 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种显示面板及显示装置
CN113013132A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 群创光电股份有限公司 电性连接结构及包含其的电子装置
CN111370541A (zh) * 2020-04-20 2020-07-03 武汉华星光电技术有限公司 Micro-LED芯片坏点修复方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7547921B2 (en) * 2000-08-08 2009-06-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor chip for optoelectronics
US7348600B2 (en) * 2003-10-20 2008-03-25 Nichia Corporation Nitride semiconductor device, and its fabrication process
JP4680260B2 (ja) * 2005-07-15 2011-05-11 パナソニック株式会社 半導体発光素子及び半導体発光素子実装済み基板
US7745839B2 (en) * 2006-02-23 2010-06-29 Rohm Co., Ltd. Double wavelength semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
DE102006034847A1 (de) * 2006-04-27 2007-10-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
US8368100B2 (en) * 2007-11-14 2013-02-05 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
KR101142965B1 (ko) * 2010-09-24 2012-05-08 서울반도체 주식회사 웨이퍼 레벨 발광 다이오드 패키지 및 그것을 제조하는 방법
CN103843163A (zh) * 2012-03-30 2014-06-04 三菱化学株式会社 半导体发光装置和照明装置
US9461209B2 (en) * 2013-11-27 2016-10-04 Epistar Corporation Semiconductor light-emitting device
US10910350B2 (en) 2014-05-24 2021-02-02 Hiphoton Co., Ltd. Structure of a semiconductor array
US9831387B2 (en) * 2014-06-14 2017-11-28 Hiphoton Co., Ltd. Light engine array
JP6295171B2 (ja) * 2014-09-16 2018-03-14 アルパッド株式会社 発光ユニット及び半導体発光装置
WO2016120400A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a semiconductor component and semiconductor component
US10535296B2 (en) * 2015-06-10 2020-01-14 Apple Inc. Display panel redundancy schemes
WO2017106319A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-22 Adac Plastics, Inc. Hands-free vehicle access system and improvements thereto
KR102476137B1 (ko) * 2016-02-25 2022-12-12 삼성전자주식회사 발광소자 패키지의 제조 방법
KR102480220B1 (ko) * 2016-04-08 2022-12-26 삼성전자주식회사 발광 다이오드 모듈 및 이를 구비한 디스플레이 패널
CN110024142B (zh) * 2016-11-24 2023-02-17 Lg伊诺特有限公司 半导体器件和包括半导体器件的显示装置
KR20180078940A (ko) 2016-12-30 2018-07-10 (재)한국나노기술원 발광다이오드 칩 및 그의 제조방법
KR102430500B1 (ko) * 2017-05-30 2022-08-08 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 및 이를 이용한 led 모듈
KR102476136B1 (ko) * 2017-09-05 2022-12-09 삼성전자주식회사 Led를 이용한 디스플레이 장치

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