TW201523921A - 發光裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種發光裝置及其製造方法，發光裝置包括一發光二極體晶片及一金屬反射層。發光二極體晶片包括一第一半導體層、一第二半導體層及一發光層。第一半導體層具有相對之一第一連接面及一出光面。第二半導體層具有相對之一第二連接面及一反射面。第一連接面及第二連接面彼此面對。反射面設有至少一凹陷。發光層設置於第一半導體層之第一連接面及第二半導體層之第二連接面之間。凹陷貫穿發光層及第二半導體層，且凹陷之底部位於第一連接面及出光面之間。金屬反射層設置於之反射面且電性連接於第二半導體層。

Description

發光裝置及其製造方法

本提案係關於一種發光裝置及其製造方法，特別是一種於發光二極體晶片之反射面設有凹陷之發光裝置及其製造方法。

目前的發光二極體晶片所用的材料中，通常為折射係數比空氣大的材料。因此，當發光二極體晶片內的光線這設置發光二極體晶片及空氣之交接面時，僅有部分角度的光線能夠折射出發光二極體晶片之外，部分角度的光線則會在交接面上全反射。在發光二極體晶片內不斷全反射的光線，則會在發光二極體晶片內不斷的消耗而成為熱能。其中，能夠折射出發光二極體晶片之外之光線佔所有光線的比率，被稱為取光效率(light extraction efficiency)。

然而，若是取光效率過低，則表示對發光二極體晶片所施加的電能無法大部分轉換為光能以供使用者使用，而會轉換成使用者無法使用的熱能。如此，不但會造成能源的浪費，熱能對發光二極體晶片加熱後更會進一步導致發光二極體晶片的發光效率更差。因此，提升發光二極體晶片的取光效率，為目前 相關業界所面臨的課題。

有鑑於以上的問題，本提案提出一種發光裝置及其製造方法，藉以改善其之取光效率。

本提案揭露一種發光裝置，包括一發光二極體晶片及一金屬反射層。發光二極體晶片包括一第一半導體層、一第二半導體層及一發光層。第一半導體層具有相對之一第一連接面及一出光面。第二半導體層具有相對之一第二連接面及一反射面。第一連接面及第二連接面彼此面對。反射面設有至少一凹陷。發光層設置於第一半導體層之第一連接面及第二半導體層之第二連接面之間。至少一凹陷貫穿發光層及第二半導體層，且至少一凹陷之底部位於第一連接面及出光面之間。金屬反射層設置於反射面且電性連接於第二半導體層。

本提案還揭露一種發光裝置，包括一發光二極體晶片及一金屬反射層。發光二極體晶片包括一第一半導體層、一第二半導體層、一發光層及一介電微反射層。第一半導體層具有相對之一第一連接面及一出光面。第二半導體層具有相對之一第二連接面及一第三連接面。第一連接面及第二連接面彼此面對。發光層設置於第一半導體層之第一連接面及第二半導體層之第二連接面之間。介電微反射層設置於第二半導體層之第三連接面，且具有相對於第三連接面之一反射面。介電微反射層具有一導電通孔貫穿介電微反射層。反射面設有至少一凹陷。至少一凹陷之 底部位於第二連接面及反射面之間。金屬反射層設置於反射面，且至少部分之金屬反射層設置於至少一凹陷之內壁面及導電通孔內。金屬反射層經由導電通孔電性連接於第二半導體層。

本提案還揭露一種發光裝置之製造方法，包括以下步驟。製備一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層。第一半導體層具有相對之一第一連接面及一出光面。第二半導體層具有相對之一第二連接面及一反射面。第一連接面及第二連接面彼此面對。發光層位於第一半導體層之第一連接面及第二半導體層之第二連接面之間。於反射面上形成至少一凹陷，至少一凹陷之底部位於第一連接面及出光面之間。形成一金屬反射層於反射面上且電性連接於第二半導體層。

本提案還揭露一種發光裝置之製造方法，包括以下步驟。製備一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層。第一半導體層具有相對之一第一連接面及一出光面。第二半導體層具有相對之一第二連接面及一第三連接面。第一連接面及第二連接面彼此面對。發光層位於第一半導體層之第一連接面及第二半導體層之第二連接面之間。形成一介電微反射層於第三連接面上，介電微反射層具有相對於第三連接面之一反射面。於反射面上形成至少一凹陷，至少一凹陷之底部位於第二連接面及反射面之間。形成一導電通孔貫穿介電微反射層。形成一金屬反射層於反射面上，且至少部分之金屬反射層設置於至少一凹陷的內壁面及導電通孔內。金屬反射層經由導電通孔電性連接於第二半導體 層。

根據本提案之發光裝置，其中之發光二極體晶片所發出之光線除了能夠直接從出光面出光，以及藉由金屬反射層反射後再從出光面出光以外，照射至凹陷的光線能夠經由凹陷的反射而改變行進的角度，再從出光面出光。因此，本提案之發光裝置能夠具有較高的取光效率。

以上之關於本提案內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本提案之精神與原理，並且提供本提案之專利申請範圍更進一步之解釋。

1、2、3、4、5、6、7、8、9a、9b‧‧‧發光裝置

11、21、31、41b、41g、41r‧‧‧發光二極體晶片

11a、21a、31a、51a、61a、71a、81a‧‧‧出光面

11b、21b、31b、61b、71b、81b‧‧‧反射面

110、210、310、410b、410g、410r、610‧‧‧凹陷

710、810、810a、810b、910a、910b‧‧‧凹陷

110a、310a‧‧‧底部

111、211、311、511、611、711、811‧‧‧第一半導體層

111a‧‧‧第一連接面

112、212、312、512、612、712、812‧‧‧第二半導體層

112a、312a‧‧‧第二連接面

113、213、313、513、613、713、813‧‧‧發光層

12、22、32、42‧‧‧金屬反射層

13、23、33、43‧‧‧基板

151、261、351、361‧‧‧光阻遮罩

152、262、352、362‧‧‧開口

24‧‧‧介電保護層

240‧‧‧通孔

312b‧‧‧第三連接面

314‧‧‧介電微反射層

3140‧‧‧導電通孔

D1‧‧‧最遠距離

D2、D6、D7、D8‧‧‧深度

D3‧‧‧間隔距離

L‧‧‧邊長

T1、T2、T3、T4、T5‧‧‧厚度

W6、W7、W8a、W8b‧‧‧寬度

θ‧‧‧夾角

第1圖繪示依照本提案之實施例之發光裝置之剖面圖。

第2A至2F圖繪示製造第1圖之發光裝置之流程剖面圖。

第3圖繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置之剖面圖。

第4A至4F圖繪示製造第3圖之發光裝置之流程剖面圖。

第5圖繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置之剖面圖。

第6A至6H圖繪示製造第5圖之發光裝置之流程剖面圖。

第7圖繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置之剖面圖。

第8A圖繪示習知發光裝置之側視剖面圖。

第8B圖繪示習知發光裝置之仰視圖。

第9A、10A、11A圖分別繪示本提案之發光裝置之凹陷位於不同位置之側視剖面圖。

第9B、10B、11B圖分別繪示本提案之發光裝置之凹陷位於不同位置之仰視圖。

第12圖繪示第9A及9B圖所示之發光裝置於各種不同邊長下之取光效率之比較圖。

第13圖繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置之仰視圖。

第14圖繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置之仰視圖。

以下在實施方式中詳細敘述本提案之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本提案之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本提案相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本提案之觀點，但非以任何觀點限制本提案之範疇。

請參照第1圖，繪示依照本提案之實施例之發光裝置1之剖面圖。於本實施例中，發光裝置1包括一發光二極體晶片11、一金屬反射層12及一基板13。

發光二極體晶片11包括一第一半導體層111、一第二半導體層112及一發光層113。第一半導體層111能夠為N型半導體，第二半導體層112能夠為P型半導體，發光層113能夠為PN接面(PN junction)，但不限於此。第一半導體層111亦能夠為P型半導體，第二半導體層112亦能夠為N型半導體。

第一半導體層111具有相對之一第一連接面111a及 一出光面11a。出光面11a能夠為一光滑表面或一粗糙表面。出光面11a為粗糙表面時，能夠減少光線於出光面11a被全反射的比例，進而提升取光效率。另外，出光面11a上還能可選地設置如藍寶石(Sapphire)之透明基板。第二半導體層112具有相對之一第二連接面112a及一反射面11b。第一連接面111a及第二連接面112a彼此面對。發光層113之相對兩面分別設置於第一半導體層111之第一連接面111a及第二半導體層112之第二連接面112a。

反射面11b設有多個凹陷110。各個凹陷110貫穿發光層113及第二半導體層112。凹陷110之底部110a位於第一半導體層111之第一連接面111a及出光面11a之間。發光層113至反射面11b之最遠距離D1大於等於凹陷110之深度D2之二分之一，但小於凹陷110之深度D2。舉例而言，第一半導體層111之厚度T1能為1~5微米，發光層113之厚度T3為0.05~0.3微米，第二半導體層112之厚度T2為0.2~1微米，至少一凹陷之深度D2小於等於2.6微米。更甚者，至少一凹陷之深度D2能小於等於0.5微米。形成凹陷110之內壁面與反射面11b之夾角θ為0~90度。凹陷110之間隔距離D3為1~10微米。

金屬反射層12設置且電性連接於第二半導體層112之反射面11b。發光二極體晶片11能夠藉由金屬反射層12以覆晶方式電性連接至基板13。基板13能夠經由金屬反射層12對第二半導體層112施加偏壓。

當對第一半導體層111及第二半導體層112施加偏壓時，發光層113會發出光線。其中一部分光線能直接穿過第一半導體層111而從出光面11a出光。另一部分光線能先穿過第二半導體層112，藉由金屬反射層12反射後，穿過第二半導體層112、發光層113及第一半導體層111，再從出光面11a出光。在一部分之光線能先藉由凹陷110之表面進行全反射，再從出光面11a出光。另外，被出光面11a全反射過之光線亦能夠藉由凹陷110之表面進行全反射，再從出光面11a出光。因此，本提案之發光裝置1能夠具有較高的取光效率。

請參照第2A至2F圖，繪示製造第1圖之發光裝置1之流程剖面圖。如第2A圖所示，製備具第一半導體層111、第二半導體層112及位於二者之間之發光層113的晶片。

如第2B圖所示，於第二半導體層112之反射面11b上設置具有開口152之光阻遮罩151。開口152之位置對應於預計形成第1圖中之凹陷110之位置。此時光阻遮罩151的剖面形狀大致上為矩形。

如第2C圖所示，對光阻遮罩151進行加熱回焊，使光阻遮罩151之形狀改變。此時光阻遮罩151的形狀為具有曲面的凸塊，使得形成開口152之內壁面與第二半導體層112之反射面11b之間夾有一銳角。

如第2D圖所示，蝕刻光阻遮罩151之開口152所暴露之反射面11b，以於反射面11b上形成凹陷110，再移除光阻遮 罩151。凹陷110貫穿第二半導體層112及發光層113，且蝕刻至第一半導體層111。由於第1D圖中之光阻遮罩151之開口152之內壁面與第二半導體層112之反射面11b之間夾有一銳角，使得所蝕刻出來的凹陷110之內壁面與第二半導體層112之反射面11b之夾角θ亦為一銳角。如此，便完成本提案之發光二極體晶片11之製造。

如第2E圖所示，於發光二極體晶片11之第二半導體層112之反射面11b上形成金屬反射層12。但金屬反射層12不設置於凹陷110內，以避免第一半導體層111及第二半導體層112之間短路。另外亦能夠對於發光二極體晶片11之第一半導體層111之出光面11a進行表面粗糙化處理，以使出光面11a成為粗糙表面。

接著，如第2F圖所示，將發光二極體晶片11藉由金屬反射層12以覆晶方式電性連接至基板13，以完成本提案之發光裝置1之製造。

請參照第3圖，繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置2之剖面圖。本實施例之發光裝置2大致與第1圖所示之發光裝置1相似，發光裝置2包括一發光二極體晶片21、一金屬反射層22及一基板23，發光二極體晶片21包括一第一半導體層211、一第二半導體層212及一發光層213。然而，於本實施例中，發光裝置2還包括一介電保護層24。其中，至少部分金屬反射層22還設置於凹陷210內，介電保護層24設置於凹陷210之內壁 面，且位於發光二極體晶片21及金屬反射層22之間，以對發光二極體晶片21及金屬反射層22電性絕緣。介電保護層24之材質能為氮化矽(SiN)，介電保護層24之厚度T4為0.1~1微米。如此一來，即使有部分金屬反射層22設置於凹陷210內，也不會使第一半導體層211及第二半導體層212發生短路的情形。

與第1圖所示之發光裝置1類似，發光層213所發出之光線中，其中一部分光線能直接穿過第一半導體層211而從出光面21a出光。另一部份之光線能先穿過第二半導體層212，藉由金屬反射層22反射後，再從出光面21a出光。此外，於本實施例中，發光二極體晶片21內的光線在遇到凹陷210時，光線能先穿過介電保護層24後，藉由金屬反射層22反射，再從出光面21a出光。由於發光二極體晶片21內遇到凹陷210之各種角度的光線皆會被金屬反射層22反射，故本提案之發光裝置2能夠具有較高的取光效率。

請參照第4A至4F圖，繪示製造第3圖之發光裝置2之流程剖面圖。如第4A圖所示，製備具第一半導體層211、第二半導體層212、位於二者之間之發光層213及於反射面21b設置有凹陷210之發光二極體晶片21。第4A圖所示之發光二極體晶片21之製備方式與第2A至2D圖所示之製造流程相似，故在此不再贅述。

如第4B圖所示，於發光二極體晶片21之第一半導體層211、發光層213及第二半導體層212上形成介電保護層24。 介電保護層24位於凹陷210之內壁面上而不填滿凹陷210。介電保護層24亦位於第二半導體層212之反射面21b上。

如第4C圖所示，於介電保護層24上設置具有開口262之光阻遮罩261。開口262之位置與凹陷210之位置錯開。

如第4D圖所示，沿著光阻遮罩261對介電保護層24蝕刻出通孔240，再移除光阻遮罩261。通孔240露出部分第二半導體層212之反射面21b。

如第4E圖所示，於通孔240露出之反射面21b及介電保護層24上形成金屬反射層22。部分金屬反射層22亦位於凹陷210內。金屬反射層22能夠不填滿凹陷210，亦能夠選擇填滿凹陷210。即使金屬反射層22設置於凹陷210內，介電保護層24亦能夠避免第一半導體層211及第二半導體層212發生短路的情形。

接著，如第4F圖所示，將發光二極體晶片21及介電保護層24藉由金屬反射層22以覆晶方式電性連接至基板23，以完成本提案之發光裝置2之製造。

請參照第5圖，繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置3之剖面圖。本實施例之發光裝置3大致與第1圖所示之發光裝置1相似，發光裝置3包括一發光二極體晶片31、一金屬反射層32及一基板33，發光二極體晶片31包括一第一半導體層311、一第二半導體層312及一發光層313。

然而，於本實施例中，第二半導體層312具有相對 之一第二連接面312a及一第三連接面312b，發光二極體晶片31還包括一介電微反射層314。介電微反射層314設置於第二半導體層312之第三連接面312b，且具有相對於第三連接面312b之一反射面31b。第二半導體層312位於發光層313及介電微反射層314之間。介電微反射層314之材質能為氮化矽(SiN)，介電微反射層314之厚度T5為0.5~1微米。介電微反射層314具有一導電通孔3140貫穿介電微反射層314，且部分的金屬反射層32還位於凹陷310之內壁面及導電通孔3140內。金屬反射層32經由導電通孔3140電性連接於第二半導體層312。

於本實施例中，凹陷310之底部310a位於第二半導體層312之第三連接面312b與第二半導體層312相接的位置。於其他實施例中，凹陷310之底部310a能夠位於第二半導體層312之第二連接面312a及反射面31b之間。更甚者，凹陷310之底部310a亦能夠位於第二半導體層312之第三連接面312b及反射面31b之間。

與第1圖所示之發光裝置1類似，發光層313所發出之光線中，其中一部分光線能直接穿過第一半導體層311而從出光面31a出光。另一部分之光線能先穿過第二半導體層312，藉由金屬反射層32反射後，再從出光面31a出光。此外，於本實施例中，發光二極體晶片31內的光線在遇到凹陷310時，光線能藉由金屬反射層32反射，再從出光面31a出光。由於本實施例之發光層313並未被凹陷310貫穿而能不減少發光層313的 面積，且發光二極體晶片31內遇到凹陷310之各種角度的光線皆會被金屬反射層32反射，故本提案之發光裝置3能夠具有較高的取光效率。

請參照第6A至6H圖，繪示製造第5圖之發光裝置3之流程剖面圖。如第6A圖所示，製備具第一半導體層311、第二半導體層312、位於二者之間之發光層313及位於第二半導體層312上之介電微反射層314的晶片。

如第6B圖所示，於介電微反射層314之反射面31b上設置具有開口352之光阻遮罩351。開口352之位置對應於預計形成第3A圖中之凹陷310之位置。此時光阻遮罩351的剖面形狀大致上為矩形。

如第6C圖所示，對光阻遮罩351進行加熱回焊，使光阻遮罩351之形狀改變。此時光阻遮罩351的形狀為具有曲面的凸塊，使得開口352之內壁面與介電微反射層314之反射面31b之間夾有一銳角。

如第6D圖所示，蝕刻光阻遮罩351之開口352所暴露之反射面21b，以於反射面31b上形成凹陷310，再移除光阻遮罩351。由於第3D圖中之光阻遮罩351之開口352之內壁面與介電微反射層314之反射面31b之間夾有一銳角，使得所蝕刻出來的凹陷310之內壁面與介電微反射層314之反射面31b之夾角θ亦為一銳角。

如第6E圖所示，於發光二極體晶片31之介電微反 射層314之反射面31b上設置具有開口362之光阻遮罩361。開口362之位置與凹陷310之位置錯開。

如第6F圖所示，蝕刻光阻遮罩361之開口362所暴露之介電微反射層314以形成貫穿介電微反射層314之導電通孔3140，再移除光阻遮罩361。導電通孔3140露出部分第二半導體層312。如此，便完成本提案之發光二極體晶片31之製造。

如第6G圖所示，於凹陷310之內壁面、導電通孔3140內與其露出之反射面31b上及介電微反射層314上形成金屬反射層32。金屬反射層32能夠填滿凹陷310，亦能夠選擇不填滿凹陷310。

接著，如第6H圖所示，將發光二極體晶片31藉由金屬反射層32以覆晶方式電性連接至基板33，以完成本提案之發光裝置3之製造。

另外，於其他實施例中，第1圖所示之發光裝置1、第3圖所示之發光裝置2及第5圖所示之發光裝置3能夠以第一半導體層111、211及311相連的方式任意整合組成在一起。

請參照第7圖，繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置4之剖面圖。於第1、3及5圖所示之發光裝置1、2、3之單一發光二極體晶片11、21、31各自能夠發出單一色光。於本實施例中，發光裝置4包括一紅色的發光二極體晶片41r、一綠色的發光二極體晶片41g、一藍色的發光二極體晶片41b、多個金屬反射層42及一基板43。圖中之紅色的發光二極體晶片 41r、綠色的發光二極體晶片41g及藍色的發光二極體晶片41b係以第2A圖中之發光裝置2為範例，但第2A圖所示之單一發光二極體晶片具有多個凹陷210，而本實施例之單一發光二極體晶片41r、41g、41b上僅於外側具有凹陷410r、410g、410b。於第1及5圖所示之發光裝置1、3之單一發光二極體晶片11、31亦能夠以相似的方式應用於本實施例中。紅色的發光二極體晶片41r、綠色的發光二極體晶片41g及藍色的發光二極體晶片41b藉由金屬反射層42分別電性連接於基板43，使得發光裝置4能夠發出多種不同的顏色。發光裝置4之陣列能夠應用於顯示器中。

請參照第8A、8B、9A、9B、10A、10B、11A、11B圖，第8A圖繪示習知發光裝置5之側視剖面圖，第8B圖繪示習知發光裝置5之仰視圖，第9A、10A、11A圖分別繪示本提案發光裝置6、7、8之凹陷610、710、810位於不同位置之側視剖面圖，第9B、10B、11B圖分別繪示發光裝置6、7、8之凹陷610、710、810位於不同位置之仰視圖。發光裝置6、7、8係以第1圖中之發光裝置1為範例。如第8B、9B、10B、11B圖所示，發光裝置5、6、7、8之邊長L皆為12微米，第一半導體層511、611、711、811之厚度T1皆為3.75微米，第二半導體層512、612、712、812之厚度T2皆為0.2微米，發光層513、613、713、813之厚度T3皆為0.05微米。發光裝置6、7、8之凹陷610、710、810之深度D6、D7、D8皆為0.5微米，形成凹陷610、710、810之內壁面與反射面61b、71b、81b之夾角θ皆為45度。

如第8A及8B圖所示，習知發光裝置5並未設置任何凹陷。如第9A及9B圖所示，發光裝置6之凹陷610為凹槽，且以十字形設置於發光裝置6中。十字形的凹陷610之中央位於發光裝置6之中央。凹陷610之寬度W6為1微米。如第10A及10B圖所示，發光裝置7之凹陷710亦為凹槽，且以矩形設置於發光裝置7中。矩形的凹陷710位於發光裝置7的邊緣，凹陷710之寬度W7為0.5微米。如第11A及11B圖所示，發光裝置8之凹陷810亦為凹槽，且同時以十字形的凹陷810a及矩形的凹陷810b設置於發光裝置8中。十字形的凹陷810a之中央位於發光裝置8之中央，其寬度W8a為1微米。矩形的凹陷810b位於發光裝置8的邊緣，其寬度W8b為0.5微米。

以下表格比較相同尺寸的發光裝置5、6、7、8在凹陷610、710、810不同時之出光面出光效率、正負15度之正向光角度比重及二者的乘積。發光層發光比重代表在單位面積中發光層513、613、713、813所佔的面積比率。出光面出光效率代表由出光面51a、61a、71a、81a發出之光線佔所有光線的比率。正負15度之正向光角度比重表示從出光面51a、61a、71a、81a發出之光線中，朝向出光面51a、61a、71a、81a之法線方向正負偏移15度發出所佔的比重有多少。出光面出光效率與正負15度之正向光角度比重之乘積代表朝向出光面51a、61a、71a、81a之法線方向正負偏移15度發出之光線佔所有光線的比率。

由上表可知，雖然發光裝置5之發光層發光比重最多，但設置有凹陷610、710、810之發光裝置6、7、8之出光面出光效率、正負15度之正向光角度比重及二者之乘積皆比未設置有凹陷之發光裝置5更高。故從出光面51a、61a、71a、81a之法線方向正負偏移15度的位置觀察發光裝置5、6、7、8所發出的光線比率，發光裝置6、7、8之所發出的光線比率較無凹陷之發光裝置5更高。

發光裝置6及發光裝置5相比，發光裝置6之出光面出光效率為習知發光裝置5之出光面出光效率的1.6倍。發光裝置6之正負15度之正向光角度比重為習知發光裝置5之正負15度之正向光角度比重的1.2倍。故從出光面51a、61a之法線方向正負偏移15度的位置觀察發光裝置5、6所發出的光線比率，發光裝置6之光線比率較發光裝置5更高。

發光裝置7及發光裝置5相比，發光裝置7之出光面出光效率為習知發光裝置5之出光面出光效率的1.84倍。發光裝置7之正負15度之正向光角度比重為習知發光裝置5之正負15度之正向光角度比重的1.29倍。故從出光面51a、71a之法線方向正負偏移15度的位置觀察發光裝置5、7所發出的光線比率，發光裝置7之光線比率較發光裝置5更高。

發光裝置8及發光裝置5相比，發光裝置8之出光面出光效率為習知發光裝置5之出光面出光效率的2.27倍。發光裝置8之正負15度之正向光角度比重為習知發光裝置5之正負15度之正向光角度比重的1.31倍。故從出光面51a、81a之法線方向正負偏移15度的位置觀察發光裝置5、8所發出的光線比率，發光裝置8之光線比率較發光裝置5更高。

請參照第12圖，繪示第10A及10B圖所示之發光裝置7於各種不同邊長L下之取光效率之比較圖。下表則表示在第一半導體層711、第二半導體層712及發光層713之厚度、凹陷710之深度D7及形成凹陷710之內壁面與反射面71b間夾角θ不變的情況下，改變邊長L的長度，以比較各種邊長L之發光裝置7之出光面出光效率、側面出光效率及二者相加之取光效率。其中，側面出光效率代表由發光裝置7之側面所發出之光線佔所有光線的比率。第12圖中，橫軸代表邊長L，其單位為微米，而縱軸代表取光效率。由下表及第12圖中可知，發光裝置7在邊長L愈小的情況下，其取光效率愈高。

另外，將第10A及10B圖中具有邊長L為6微米之發光裝置7以五乘五之矩陣方式排列，即排列二十五個發光裝置7。其中，各發光裝置7之第一半導體層711彼此相連。在此將這些發光裝置7之集合與第8A及8B圖中具有邊長L為30微米之發光裝置5進行比較。由模擬實驗可知，發光裝置7之集合的出光面出光效率為11.96%，側面出光效率為23.17%，取光效率為35.13%。而無凹陷之發光裝置5之出光面出光效率為5.48%，側面出光效率為11.75%，取光效率為17.23%。因此，當發光裝置5及發光裝置7之集合之尺寸較大時，具有凹陷710之發光裝置7之集合相較於無凹陷之發光裝置5能大幅提高取光效率之表現。

再者，將上述之模擬實驗中之發光裝置7之集合的凹陷710之結構改換為第5圖中之發光裝置3之凹陷310，則新的發光裝置集合的出光面出光效率為5.8%，側面出光效率為21.91%，取光效率為27.71%。新的發光裝置集合相較於無凹陷之 發光裝置5仍能大幅提高取光效率之表現。

請參照第13圖，繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置9a之仰視圖。發光裝置9a之側視剖面圖與發光裝置1之側視剖面圖第1圖相似，故不重覆贅述。然而，本實施例中之發光裝置9a之凹陷910a為多個錐形凹點而非凹槽，故凹陷910a之表面為圓錐形之表面。凹陷910a最深的位置位於圓錐形的頂點。

請參照第14圖，繪示依照本提案之另一實施例之發光裝置9b之仰視圖。發光裝置9b之側視剖面圖與發光裝置1之側視剖面圖第1圖相似，故不重覆贅述。然而，本實施例中之發光裝置9b之凹陷910b排列成六角形。

綜上所述，本提案之發光裝置中，發光二極體晶片所發出之光線除了能夠直接從出光面出光，以及藉由金屬反射層反射後再從出光面出光以外，照射至凹陷的光線能夠經由凹陷的反射而改變行進的角度，再從出光面出光。因此，本提案之發光裝置能夠具有較高的取光效率。

雖然本提案以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本提案。在不脫離本提案之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本提案之專利保護範圍。關於本提案所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧發光裝置

11‧‧‧發光二極體晶片

11a‧‧‧出光面

11b‧‧‧反射面

110‧‧‧凹陷

110a‧‧‧底部

111‧‧‧第一半導體層

111a‧‧‧第一連接面

112‧‧‧第二半導體層

112a‧‧‧第二連接面

113‧‧‧發光層

12‧‧‧金屬反射層

13‧‧‧基板

D1‧‧‧最遠距離

D2‧‧‧深度

D3‧‧‧間隔距離

T1、T2、T3‧‧‧厚度

θ‧‧‧夾角

Claims (19)

1. 一種發光裝置，包括：一發光二極體晶片，包括：一第一半導體層，具有相對之一第一連接面及一出光面；一第二半導體層，具有相對之一第二連接面及一反射面，該第一連接面及該第二連接面彼此面對，該反射面設有至少一凹陷；以及一發光層，設置於該第一半導體層之該第一連接面及該第二半導體層之該第二連接面之間，該至少一凹陷貫穿該發光層及該第二半導體層，且該至少一凹陷之底部位於該第一連接面及該出光面之間；以及一金屬反射層，設置於該反射面且電性連接於該第二半導體層。
2. 如請求項1所述之發光裝置，其中至少部分之該金屬反射層設置於該至少一凹陷內，該發光裝置還包括一介電保護層，該介電保護層設置於該至少一凹陷內，且位於該發光二極體晶片及該金屬反射層之間。
3. 如請求項1所述之發光裝置，其中該發光層至該反射面之最遠距離大於等於該至少一凹陷之深度之二分之一。
4. 如請求項1所述之發光裝置，其中該發光層之厚度為0.05~0.3微米，該第二半導體層之厚度為0.2~1微米，該至少一凹陷之深度小於等於2.6微米。
5. 如請求項1所述之發光裝置，其中該至少一凹陷包括至少一凹槽或一錐形凹點。
6. 如請求項5所述之發光裝置，其中該至少一凹槽於該反射面上環繞出陣列排列的多個多邊形區域。
7. 如請求項6所述之發光裝置，其中該金屬反射層以陣列的方式設置於該些多邊形區域。
8. 如請求項1所述之發光裝置，其中該至少一凹陷之間隔距離為1~10微米。
9. 如請求項1所述之發光裝置，其中該出光面為粗糙表面。
10. 一種發光裝置，包括：一發光二極體晶片，包括：一第一半導體層，具有相對之一第一連接面及一出光面；一第二半導體層，具有相對之一第二連接面及一第三連接面，該第一連接面及該第二連接面彼此面對；一發光層，設置於該第一半導體層之該第一連接面及該第二半導體層之該第二連接面之間；以及一介電微反射層，設置於該第二半導體層之該第三連接面，且具有相對於該第三連接面之一反射面，該介 電微反射層具有一導電通孔貫穿該介電微反射層，該反射面設有至少一凹陷，該至少一凹陷之底部位於該第二連接面及該反射面之間；以及一金屬反射層，設置於該反射面，且至少部分之該金屬反射層設置於該至少一凹陷之內壁面及該導電通孔內，該金屬反射層經由該導電通孔電性連接於該第二半導體層。
11. 如請求項10所述之發光裝置，其中該至少一凹陷之底部位於該第三連接面及該反射面之間。
12. 如請求項10所述之發光裝置，其中該介電微反射層之厚度為0.5~1微米。
13. 如請求項10所述之發光裝置，其中該至少一凹陷包括至少一凹槽或一錐形凹點。
14. 如請求項13所述之發光裝置，其中該至少一凹槽於該反射面上環繞出陣列排列的多個多邊形區域。
15. 如請求項14所述之發光裝置，其中該金屬反射層以陣列的方式設置於該些多邊形區域。
16. 如請求項10所述之發光裝置，其中該至少一凹陷之間隔距離為1~10微米。
17. 一種發光裝置之製造方法，包括：製備一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層，該第一半導體層具有相對之一第一連接面及一出光面，該第二半導體層具有相對之一第二連接面及一反射面，該第一連接 面及該第二連接面彼此面對，該發光層位於該第一半導體層之該第一連接面及該第二半導體層之該第二連接面之間；於該反射面上形成至少一凹陷，該至少一凹陷之底部位於該第一連接面及該出光面之間；以及形成一金屬反射層於該反射面上且電性連接於該第二半導體層。
18. 如請求項17所述之發光裝置之製造方法，其中形成該至少一凹陷之步驟包括：於該反射面上設置具有至少一開口之一光阻遮罩；對該光阻遮罩進行加熱回焊，以令該至少一開口之內壁面與該反射面夾一銳角；蝕刻該至少一開口所暴露出的該反射面，以於該反射面上形成該至少一凹陷，且令該至少一凹陷之內壁面與該反射面夾一銳角；以及移除該光阻遮罩。
19. 如請求項17所述之發光裝置之製造方法，還包括於該至少一凹陷之內壁面上設置一介電保護層，且令至少部分之該金屬反射層形成於該介電保護層上。