TW201705527A - 發光元件及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種發光元件，其包括半導體發光單元以及透光基板。透光基板包括具有二長邊以及二短邊的上表面以及側面，且半導體發光單元配置於上表面。側面包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結構。每個第一表面連接上表面的其中之一長邊，每個第二表面連接上表面的其中之一短邊。粗糙微結構形成於第一表面及第二表面，粗糙微結構在每個第一表面的覆蓋率大於或等於粗糙微結構在每個第二表面的覆蓋率。一種發光元件的製作方法亦被提出。

Description

發光元件及其製作方法
本發明是有關於一種光學裝置及其製作方法，且特別是有關於一種發光元件及其製作方法。
現有的光學元件中，發光二極體這種能夠發光的半導體電子元件由於已經發展至可以發出可見光、紅外光、紫外光及白光等各種波段的光束。同時，隨著發光二極體的亮度的提昇，發光二極體也已經廣泛得應用在例如是照明、顯示或指示燈等領域。發光二極體由於具有效率高、壽命長、反應速度快等優點，因此已經逐漸在上述的應用領域取代了傳統光源。
在發光二極體的發展過程中，發光二極體的出光效率、發光角度、光型等也一直都是主要改良的項目之一。現有的發光二極體都具有用以承載半導體層的基板，而為了改善上述的光學效果，往往還會對基板額外的加工來讓自半導體層進入到基板的光束可以自基板發出。然而，上述的加工也往往容易傷及基板上的半導體層，額外的加工除了增加製作成本外，更降低了整體發光二極體的製作良率。
本發明的實施例提供一種發光元件，其具有良好的出光效率。
本發明的實施例提供一種發光元件的製作方法，其可以有效率地製作出具有高出光效率的發光元件。
本發明的實施例的發光元件包括半導體發光單元以及透光基板。透光基板包括具有二長邊以及二短邊的上表面以及側面，且半導體發光單元配置於上表面。側面包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結構。每個第一表面連接上表面的其中之一長邊，每個第二表面連接上表面的其中之一短邊。粗糙微結構形成於第一表面及第二表面，粗糙微結構在每個第一表面的覆蓋率大於或等於粗糙微結構在每個第二表面的覆蓋率。
本發明的實施例的發光元件的製作方法包括提供一晶圓，且晶圓包括平邊；以一切割光束沿著一第一方向切割晶圓，第一方向實質上垂直或近似垂直於平邊；以切割光束沿著一第二方向切割晶圓，進而形成多個發光元件，且第二方向實質上平行或近似平行於平邊。上述的發光元件包括半導體發光單元以及透光基板。透光基板包括上表面以及側面，且半導體發光單元配置於上表面。上表面具有二長邊以及二短邊，長邊平行於第二方向，短邊平行於第二方向，側面包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結構。每個第一表面連接其中之一長邊，每個第二表面連接其中之一短邊。粗糙微結構由切割光束形成於第一表面以及第二表面，且粗糙微結構在每個第一表面的覆蓋率大於或等於粗糙微結構在每個第二表面的覆蓋率。
在本發明的一實施例中，上述的每個第一表面包括至少一第一帶狀區域，每個第二表面包括至少一第二帶狀區域，第一帶狀區域沿著一第一方向延伸，第二帶狀區域沿著一第二方向延伸，第一方向與第二方向平行於上表面，且粗糙微結構配置於第一帶狀區域以及第二帶狀區域。
在本發明的一實施例中，上述的每個第一表面的第一帶狀區域在垂直於第一方向上具有一第一寬度，每個第二表面的第二帶狀區域在垂直於第二方向上具有一第二寬度，且第一寬度大於或等於第二寬度，其中每個第一表面的第一帶狀區域的面積大於每個第二表面的第二帶狀區域的面積。
在本發明的一實施例中，上述的每個第一表面上包括多個第一帶狀區域，且每個第一表面上的第一帶狀區域的數量大於每個第二表面上的第二帶狀區域的數量。
在本發明的一實施例中，上述的每個第一表面上的這些第一帶狀區域之間具有至少一間隔區域，間隔區域在第一表面上的覆蓋率落在0.4至0.8的範圍內。
在本發明的一實施例中，上述的每個第一表面的至少其中之一第一帶狀區域與其中之一第二表面的第二帶狀區域連接。
在本發明的一實施例中，上述的透光基板符合：13,R1 為粗糙微結構在每個第一表面上的覆蓋率，R2 為粗糙微結構在每個第二表面上的覆蓋率。
在本發明的一實施例中，上述的透光基板符合：及，d1B 為每個第一表面中的粗糙微結構與上表面之間在一垂直方向上的最短距離，d2B 為每個第二表面中的粗糙微結構與上表面之間在垂直方向上的最短距離，d 為透光基板在垂直方向上的厚度，垂直方向平行於上表面的法向量。
在本發明的一實施例中，上述的每個長邊的長度與每個短邊的長度的比值落在1至20的範圍內。
在本發明的一實施例中，上述的每個發光元件中，切割光束在每個第一表面上形成至少一第一帶狀區，切割光束在每個第二表面上形成至少一第二帶狀區。
在本發明的一實施例中，上述的切割光束以一第一寬度沿著第一方向切割晶圓，切割光束以一第二寬度沿著第二方向切割晶圓，且第一寬度大於或等於第二寬度。
在本發明的一實施例中，上述的切割光束在第一方向上切割晶圓的次數高於切割光束在第二方向上切割晶圓的次數。
在本發明的一實施例中，上述的切割光束在切割晶圓的位置的最小深度不超過透光基板在一垂直方向上的厚度的三分之一，垂直方向平行於上表面的法向量。
在本發明的一實施例中，上述的透光基板由一結晶材質形成，結晶材質包括一第一結晶面以及一第二結晶面。長邊垂直於第一結晶面的法向量，上表面平行於第二結晶面，第一結晶面的法向量與第二結晶面的法向量的夾角大於90度。
在本發明的一實施例中，上述的結晶材質更包括一第三結晶面。第三結晶面的法向量與第二結晶面的法向量垂直。
在本發明的一實施例中，上述的第一結晶面為(1012)結晶面，第二結晶面為(0001)結晶面。
在本發明的一實施例中，上述的結晶材料為藍寶石。
基於上述，本發明的實施例的發光元件的基板具有粗糙微結構，且粗糙微結構在第一表面的覆蓋率大於或等於粗糙微結構在第二表面的覆蓋率，因此發光元件可以具有良好的出光效率。本發明的實施例的發光元件的製作方法可以在切割發光元件的同時形成粗糙微結構於適當的位置，且整體上切割光束在第一方向上的切割晶圓的面積會大於切割光束在第二方向上切割晶圓的面積，因此可以形成具有良好出光效率的發光元件。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明的第一實施例的一種發光元件的示意圖。本發明的實施例所提供的發光元件適於發出光束，請參照圖1，在本發明的第一實施例中，發光元件100包括半導體發光單元110以及透光基板120。透光基板120包括側面123以及具有二長邊S1 以及二短邊S2 的上表面124，且半導體發光單元110配置於上表面124。換句話說，本實施例的透光基板120的上表面124的形狀例如是平行四邊形或矩形，其具有一組互相平行且長度相對較長的邊S1 以及一組互相平行且長度相對較短的邊S2 ，且這些邊S1 與S2 與側面123互向連接，但本發明並不限於上述的形狀及大小。
請參照圖1，本發明的第一實施例的側面123包括二第一表面125、二第二表面127以及粗糙微結構122。這二個第一表面125各自與上表面124的二個長邊S1 連接，這二個第二表面127各自與上表面124的二個短邊S2 連接。換句話說，在本實施例環繞透光基板120的側面123以大小不同的平面連接上表面124的長邊S1 與短邊S2 中，其中連接長邊S1 的第一表面125的面積較連接短邊S2 的第二表面127的面積大。
在本實施例中，粗糙微結構122形成於第一表面125及第二表面127，且粗糙微結構122在每個第一表面125的覆蓋率大於或等於粗糙微結構122在每個第二表面127的覆蓋率。詳細來說，粗糙微結構122形成於部分的側面123上，且二個第一表面125和二個第二表面127都各自有形成粗糙微結構122，其中在第一表面125上的粗糙微結構122的覆蓋面積在第一表面125的總面積中所占的百分比較第二表面127上的粗糙微結構122的覆蓋面積在第二表面127的總面積中所占的百分比高，且在第一表面125上的粗糙微結構122的覆蓋面積大於在第二表面127上的粗糙微結構122的覆蓋面積。
因此，由於在本實施例的發光元件100中，環繞透光基板120的側面123具有粗糙微結構122，因此當半導體發光單元110發出光束至透光基板120中時，環繞透光基板120的粗糙微結構122可以讓上述的光束有效率地自透光基板120中發出。另一方面，本實施例的粗糙微結構122在面積較大的第一表面125具有較高的覆蓋率及覆蓋面積，因此透光基板120中傳遞至第一表面125的光束可以更輕易地自第一表面125發出，進而進一步改善整體發光元件100的發光光型及出光角度。
具體來說，在本實施例中，粗糙微結構122配置於側面123上的帶狀區域A、B、C上。詳細來說，本實施例的第一表面125包括第一帶狀區域A、B，第二表面127包括第二帶狀區域C，第一帶狀區域A、B沿著第一方向d1 延伸，第二帶狀區域C沿著第二方向d2 延伸，第一方向d1 與第二方向d2 平行於上表面124，且粗糙微結構122配置於第一帶狀區域A、B以及第二帶狀區域C上。換句話說，粗糙微結構122各自沿著垂直於上表面124的法向量的方向d1 及方向d2 配置於第一表面125以及第二表面127，而且環繞透光基板120的這些第一帶狀區域A、B和第二帶狀區域C上的粗糙微結構122可以一致地改善發光元件100在各角度上的出光效率，進而增加發光元件100的發光角度。
更具體來說，本實施例的透光基板120的粗糙微結構122在第一表面125和第二表面127的覆蓋率的比值範圍符合：13，R1 為粗糙微結構122在每個第一表面125上的覆蓋率，R2 為粗糙微結構122在每個第二表面127上的覆蓋率。因此，本發明的實施例的發光元件100在各方向上都具有良好的出光效率。
另一方面，本實施例的每個第一表面125上包括二個第一第一帶狀區域A、B，且每個第一表面125上的第一帶狀區域A、B的數量大於每個第二表面127上的第二帶狀區域C的數量。換句話說，本實施例藉由在第一表面125上形成多個第一帶狀區域A、B來增加粗糙微結構122在第一表面125上的覆蓋率，進而使粗糙微結構122在第一表面125的覆蓋率可以大於粗糙微結構122在第二表面127的覆蓋率，且粗糙微結構122在第一表面125上的覆蓋面積大於粗糙微結構122在第二表面127上的覆蓋面積。
由於第一帶狀區域A、B是沿著與長邊S1 平行的第一方向d1 延伸，第二帶狀區域C是沿著與短邊S2 平行的第二方向d2 延伸，因此粗糙微結構122所配置的第一帶狀區域A、B在第一表面125上的總寬度可以定義粗糙微結構122在第一表面125的覆蓋率，粗糙微結構122所配置的第二帶狀區域C在第二表面127上的總寬度可以定義粗糙微結構122在第二表面127的覆蓋率。因此，本實施例的透光基板120會符合(h1 +h2 ) ≧ h3 ，其中h1 為第一帶狀區域A在垂直於第一方向d1 上的寬度，h2 為第一帶狀區域B在垂直於第一方向d1 上的寬度，h3 為第二帶狀區域C在垂直於第二方向d2 上的寬度。
另一方面，本實施例的第一表面125上的第一帶狀區域A和第一帶狀區域B之間具有間隔區域D，間隔區域D在第一表面125上的覆蓋率落在0.4至0.8的範圍內。在本發明的較佳的實施例中，間隔區域D在第一表面上的覆蓋率落在0.5至0.7的範圍內。更具體來說，在本發明的第一實施例中，在垂直於第一方向d1 的方向上，間隔區域D的寬度hg 落在小於或等於200微米的範圍內。因此，發光元件100的透光基板120可以透過這些第一表面125上的第一帶狀區域A、第二帶狀區域B以及間隔區域D來適度分配粗糙微結構122在側面123上的位置，進而改善發光元件100的整體出光效率。
在本實施例中，透光基板120符合：及，其中距離d1B 為每個第一表面125中的粗糙微結構122與上表面124之間在垂直方向上的最短距離，距離d2B 為每個第二表面127中的粗糙微結構122與上表面124之間在垂直方向上的最短距離，厚度d 為透光基板120在垂直方向上的厚度，垂直方向平行於上表面124的法向量。因此，本實施例的粗糙微結構122在透光基板120上與用以配置半導體發光單元110的上表面124之間有保持適當的間隔距離，進而讓上表面124及半導體發光單元110都不會因粗糙微結構122的形成而受損。換句話說，本實施例的透光基板120的側面123因為具有粗糙微結構122，因此透光基板120的側面123具有良好的取光效率，同時粗糙微結構122和上表面124之間的間隔可以讓發光元件100的發光功能不會因粗糙微結構122的形成而喪失。
另一方面，本實施例的透光基板120是由一結晶材質形成，且結晶材質包括第一結晶面以及第二結晶面。上表面124的長邊S1 垂直於第一結晶面的法向量，且上表面124平行於第二結晶面，其中第一結晶面與第二結晶面的法向量的夾角大於90度。也就是說，本實施例的透光基板120的上表面124實質上主要是由結晶材質的第二結晶面形成，進而半導體發光單元110可以成長其上，而第一結晶面與第二結晶面所夾的角度為鈍角。因此當連接於長邊S1 的第一表面125實質上主要是由結晶材質的第一結晶面形成時，至少部分第一表面125會和水平的上表面124夾一鈍角，進而讓第一表面125可以有更好的光提取效果。
具體來說，本實施例的結晶材質例如是藍寶石，但本發明不限於此，在其他實施例中，結晶材質更可以是其他適於成長或配置半導體的透光材質，且所述透光材質包括二結晶面，此二結晶面的法向量的夾角為鈍角。
以下將以米勒指數（Miller index）來進一步說明本發明的實施例的發光元件的技術特徵。本實施例的透光基板120的材質例如是藍寶石，第一結晶面例如是藍寶石的(1012)結晶面，亦即藍寶石的R平面（R-plane），第二結晶面例如是藍寶石的(0001)結晶面，亦即藍寶石的c平面（c-plane）。因此當發光元件100的第一表面125大致沿著R平面(1012)形成時，第一表面125可以提昇發光元件100的整體出光角度。
進一步來說，本發明的實施例的結晶材質還包括第三結晶面，且第三結晶面的法向量與第二結晶面的法向量垂直。因此，在本實施例中，第二方向d2 例如垂直於第三結晶面的法向量，且第三結晶面的法向量亦垂直於第一結晶面的法向量，因此第一方向d1 垂直於第二方向d2 ，但本發明不限於此。在其他實施例中，第二方向更可以依照其他結晶材質的結晶面的方向來改變，進而得到最佳的切割效果。
具體來說，上述實施例的第三結晶面例如是藍寶石的(1120)結晶面，亦即藍寶石的a平面（a-plane），但本發明不限於此。
以下將列舉其他實施例以作為說明。下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖2是依照本發明的第二實施例的一種發光元件的示意圖。請參考圖2，發光元件100A與發光元件100大致相似，惟二者主要差異之處在於：在本發明的第二實施例中，每個第一表面125A的第一帶狀區域E在垂直於第一方向d1 上具有一第一寬度h4 ，每個第二表面127的第二帶狀區域C在垂直於第二方向d2 上具有一第二寬度h3 ，且第一寬度h4 大於第二寬度h3 。每個第一表面125A中，第一帶狀區域E在第一表面125A的覆蓋面積大於每個第二表面127中的第二帶狀區域C的覆蓋面積。
換句話說，在本發明的實施例的發光元件並不限於上述第一實施例中具有多個第一帶狀區域A、B的配置方式，在第二實施例的發光元件100A中，透光基板120A的這二個第一表面125A上的第一帶狀區域E的寬度較第二表面127上的第二帶狀區域C的寬度大。因此當粗糙微結構122A形成在這些第一帶狀區域E和第二帶狀區域C時粗糙微結構122A在第一表面125A的覆蓋率可以高於粗糙微結構122A在第二表面127的覆蓋率，進而使發光元件100A可以具有良好地出光效率。
另一方面，第一表面125A可以大致由透光基板120A的結晶材質的第一結晶面形成，而供半導體發光單元110所配置的表面可以大致是由結晶材質的第二結晶面形成，因此傾斜的第一表面125A可以提供良好的光提取效果。
圖3是依照本發明的第三實施例的一種發光元件的示意圖。請參考圖3，發光元件100B與發光元件100大致相似，惟二者主要差異之處在於：在本發明的第三實施例中，每個第一表面125B具有第一帶狀區域G及第一帶狀區域H，且第一帶狀區域G與第二表面127B的第二帶狀區域F連接。換句話說，本實施例的第一帶狀區域G和第二帶狀區域F形成在相同的高度上，且每個第一表面125B上還具有第一帶狀區域H，因此當粗糙微結構122B形成在這些第一帶狀區域G、H及第二帶狀區域F上時，粗糙微結構122B在第一表面125B上的覆蓋率可以高於粗糙微結構122B在第二表面127B上的覆蓋率，進而使發光元件100B的出光效率提昇。
另一方面，第一表面125B可以大致由透光基板120B的結晶材質的第一結晶面形成，而供半導體發光單元110所配置的表面可以大致是由結晶材質的第二結晶面形成，因此傾斜的第一表面125B可以提供良好的光提取效果。
在本發明的上述實施例中，上述的透光基板120、120A、120B的每個長邊S1 的長度與每個短邊S2 的長度的比值落在1至20的範圍內。在本發明的較佳實施例中，透光基板的每個長邊的長度與短邊的長度的比值落在1至10的範圍內，因此上述實施例中的粗糙微結構可以良好的改善發光元件的出光效率，而第一表面更可以改善整體發光元件的發光效果。
以下將再以幾個實施例說明本發明的上述實施例或其他實施例的發光元件的製作方法。圖4A是依照本發明的第四實施例的發光元件以及晶圓的俯視示意圖。圖4B是依照本發明的第四實施例的發光元件的製作方法的流程示意圖。請參照圖4A及圖4B，在本發明的第四實施例中的發光元件的製作方法先包括提供一包括一平邊315的晶圓300（步驟S11 ）。舉例來說，本實施例的晶圓300例如是一透光基板310以及多個半導體發光單元，這些半導體發光單元成長於透光基板310的一表面311上，而透光基板310的邊緣313包括一平邊315。
本實施例的製作方法在提供晶圓300後以切割光束沿著第一方向d1 切割晶圓300，也就是沿著路徑k1 切割晶圓300。第一方向d1 大致垂直於平邊315，也就是這些路徑k1 垂直或大致垂直於平邊315。
具體來說，圖5A是依照本發明的第四實施例的發光元件的製作方法中切割光束沿著第一方向d1 切割晶圓300的剖面示意圖。請一併參照圖4B及圖5A，晶圓300具有透光基板310以及多個半導體發光單元110成長於透光基板310的表面311上。因此，當本實施例的製作方法在提供晶圓300（步驟S11 ）後便以切割光束L1 沿著第一方向d1 切割晶圓300（步驟S12 ），藉以使粗糙微結構122C可以在切割光束L1 的路徑上形成。
由於第一方向d1 大致垂直於平邊315，因此當透光基板310的結晶材質的第二結晶面平行於表面311時，第一方向d1 也會垂直於透光基板310的結晶材質的第一結晶面的法向量。
本實施例所述的切割光束L1 例如是一種匿跡切割雷射（Stealth Dicing Laser），其藉由光學元件52將雷射光束聚焦於晶圓300內部來切割晶圓300內部的部份區域。在本實施例中，切割光束L1 的聚焦區域51沿著第一方向d1 在第一帶狀區域I及第一帶狀區域J照射，進而在這些區域中形成粗糙微結構122C，且第一帶狀區域I和第一帶狀區域J之間還具有間隔區域L。
請再一併參照圖1，本發明第四實施例的製作方法中所用的切割光束L1 可以沿著第一方向d1 切割出類似於第一實施例的發光元件100的第一表面125上的第一帶狀區域A、B中的粗糙微結構122。換句話說，本發明的第四實施例的步驟S12形成了沿著第一方向d1 延伸的粗糙微結構122C，進而使沿著第一方向d1 延伸的第一表面125C可以形成。
具體來說，圖5B是依照本發明的第四實施例的發光元件的製作方法中切割光束沿著第二方向切割晶圓的剖面示意圖。請一併參照圖4及圖5B，當本實施例的製作方法在以切割光束L1 沿著第一方向d1 切割晶圓300（步驟S12 ）後，便以切割光束L1 沿著第二方向d2 切割晶圓300，且第二方向d2 大致平行於平邊315，藉以使粗糙微結構122C可以在切割光束L1 的路徑上形成，並形成多個發光元件（步驟S13 ）。
換句話說，藉由切割光束L1 沿著第一方向d1 以及第二方向d2 切割來使例如是區域α中的部分晶圓300可以分離，進而形成發光元件，且由於切割光束L1 在第一方向d1 上沿著路徑k1 切割，其間隔w1 可以定義後續形成的發光元件的短邊長度，而切割光束L1 在第二方向d2 上沿著路徑k2 切割，其間隔w2 可以定義後續形成的發光原件的長邊長度。
在本實施例中，切割光束L1 的聚焦區域51沿著第二方向d2 在第二帶狀區域M照射，進而在區域中形成粗糙微結構122C。詳細來說，切割光束L1 沿著第一方向d1 切割晶圓300的這些路徑60之間的間隔較短，因此本實施例的步驟S12 所切割的是發光元件的透光基板的第一表面125C上的粗糙微結構，而步驟S13 所切割的是發光元件的透光基板的第二表面127C上的粗糙微結構。
請再一併參照圖1，本發明第四實施例的製作方法中所用的切割光束L1 可以沿著第二方向d2 切割出類似於第一實施例的發光元件100的第二表面127上的第一帶狀區域C中的粗糙微結構122。換句話說，本發明的第四實施例的步驟S13 形成了沿著第二方向d1 延伸的粗糙微結構122C，且在步驟S13 形成的發光元件中，粗糙微結構122C在每個第一表面125C的覆蓋率大於或等於粗糙微結構122C在每個第二表面127C的覆蓋率，且粗糙微結構122C在每個第一表面125C的覆蓋面積大於粗糙微結構122C在每個第二表面127C的覆蓋面積。
因此，本發明的第四實施例的發光元件的製作方法可以在切割晶圓300的同時在路徑上形成適當的粗糙微結構122C，同時藉由切割光束L1 的聚焦區域51及其照射路徑的調整來使形成的發光單元的透光基板的粗糙微結構122C在透光基板的第一表面的覆蓋率大於在透光基板的第二表面的覆蓋率。由於本實施例的製作方法切割並形成發光元件後就不用再額外對發光元件作加工，因此大幅增加了製作具有高出光效率的發光元件的製作效率、良率，同時也降低了整體的製作成本。
另一方面，在本發明上述的實施例中，上述的切割光束L1 在沿著第一方向d1 切割晶圓300的位置（亦即聚焦區域51的位置）的最小深度d3B 不超過透光基板310在一垂直方向上的厚度d 的三分之一，切割光束L1 在沿著第二方向d2 切割晶圓300的位置（亦即聚焦區域51的位置）的最小深度d4B 不超過透光基板310在一垂直方向上的厚度d 的三分之一，垂直方向平行於上表面的法向量。因此，切割光束L1 在切割晶圓300時並不會傷害到基板310的上表面311及半導體發光單元110。
詳細來說，請參照圖5A，在本實施例的製作方法中，切割光束L1 沿著第一方向d1 移動，並且在第一方向d1 沿著第一帶狀區域G切割晶圓300後再沿著第一方向d1 沿著第一帶狀區域H切割晶圓300，亦即切割光束L1 在第一方向d1 上的切割次數高於切割光束L2 在第二方向d2 上的切割次數。簡單來說，本實施例藉由增加切割光束L1 在第一方向d1 上的切割次數來增加粗糙微結構122C在第一表面125C上的覆蓋率，但本發明不限於此。
另一方面，本發明在其他實施例的發光元件的製作方法中更可以讓切割光束L1 在第一方向d1 上及第二方向d2 上的切割高度相同，接著再增加切割光束L1 在第一方向上以不同高度切割的切割次數來增加粗糙微結構在第一表面上的覆蓋率。
圖6是依照本發明的其他實施例中的發光元件的製作方法中切割光束沿著第一方向切割晶圓的剖面示意圖。請參照圖6，在本發明的第6實施例中，切割光束L2 可以以比第二寬度大的第一寬度h5 沿著第一方向d1 切割晶圓300A，其中切割光束L2 以第二寬度沿著第二方向切割晶圓300A。換句話說，本發明的其他實施例更可以藉由調整切割光束L2 的聚焦區域51A的寬度h5 來讓來讓本實施例的製作方法所製作出的發光元件的透光基板的粗糙微結構在第一表面的覆蓋率大於粗糙微結構在第二表面的覆蓋率。
綜上所述，本發明的實施例的發光元件的透光基板具有第二表面以及面積大於第二表面的第一表面以及粗糙微結構，且粗糙微結構形成於第一表面和第二表面上，因此透光基板內的光束更容易自第一表面和第二表面穿出，進而提昇這些表面的出光效率。同時，粗糙微結構在第一表面的覆蓋率大於或等於粗糙微結構在第二表面的覆蓋率，因此透光基板的側面因為包括有這些第一表面和第二表面，所以可以讓發光元件的光束可以以更佳的出光角度發出。本發明的實施例的發光元件的製作方法可以在切割發光元件的同時形成粗糙微結構於適當的位置，且整體上切割光束在第一方向上的切割晶圓的面積會大於切割光束在第二方向上切割晶圓的面積，因此可以有效率得形成具有良好出光效率的發光元件。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、L、M、α‧‧‧區域
d1、d2‧‧‧方向
d1B、d2B、d3B、d4B‧‧‧距離
d‧‧‧厚度
h1、h2、h3、h4、h5、hg‧‧‧寬度
L1、L2‧‧‧光束
S1 ‧‧‧長邊
S2 ‧‧‧短邊
S11 、S12 、S13 ‧‧‧步驟
51‧‧‧聚焦區域
52‧‧‧光學元件
60、k1、k2‧‧‧路徑
100、100A、100B‧‧‧發光元件
110‧‧‧半導體發光單元
120、120A‧‧‧透光基板
122、122A、122B‧‧‧粗糙微結構
123‧‧‧側面
124‧‧‧上表面
125、125A、125B‧‧‧第一表面
127、127B‧‧‧第二表面
300‧‧‧晶圓
310‧‧‧透光基板
311‧‧‧表面
313‧‧‧邊緣
315‧‧‧平邊
圖1是依照本發明的第一實施例的一種發光元件的示意圖。 圖2是依照本發明的第二實施例的一種發光元件的示意圖。 圖3是依照本發明的第三實施例的一種發光元件的示意圖。 圖4A是依照本發明的第四實施例的發光元件以及晶圓的俯視示意圖。 圖4B是依照本發明的第四實施例的發光元件的製作方法的流程示意圖。 圖5A是依照本發明的第四實施例的發光元件的製作方法中切割光束沿著第一方向切割晶圓的剖面示意圖。 圖5B是依照本發明的第四實施例的發光元件的製作方法中切割光束沿著第二方向切割晶圓的剖面示意圖。 圖6是依照本發明的其他實施例中的發光元件的製作方法中切割光束沿著第一方向切割晶圓的剖面示意圖。
A、B、C、D‧‧‧區域
d1、d2‧‧‧方向
d1B、d2B‧‧‧距離
d‧‧‧厚度
h1、h2、h3、hg‧‧‧寬度
S 1 ‧‧‧長邊
S 2 ‧‧‧短邊
100‧‧‧發光元件
110‧‧‧半導體發光單元
120‧‧‧透光基板
122‧‧‧粗糙微結構
123‧‧‧側面
124‧‧‧上表面
125‧‧‧第一表面
127‧‧‧第二表面

Claims (26)

  1. 一種發光元件，包括： 一半導體發光單元；以及 一透光基板，包括： 一上表面，具有二長邊以及二短邊，該半導體發光單元配置於該上表面；以及 一側面，包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結構，每個該第一表面連接該二長邊的其中之一，每個該第二表面連接該二短邊的其中之一，粗糙微結構形成於該二第一表面及該二第二表面，其中該粗糙微結構在每個該第一表面的覆蓋率大於或等於該粗糙微結構在每個該第二表面的覆蓋率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中每個該第一表面包括至少一第一帶狀區域，每個該第二表面包括至少一第二帶狀區域，該第一帶狀區域沿著一第一方向延伸，該第二帶狀區域沿著一第二方向延伸，該第一方向與該第二方向平行於該上表面，且該粗糙微結構配置於該第一帶狀區域以及該第二帶狀區域。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光元件，其中每個該第一表面的第一帶狀區域在垂直於該第一方向的方向上具有一第一寬度，每個該第二表面的第二帶狀區域在垂直於該第二方向的方向上具有一第二寬度，該第一寬度大於或等於該第二寬度。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的發光元件，其中每個該第一表面上包括多個該第一帶狀區域，且每個該第一表面上的第一帶狀區域的數量大於每個該第二表面上的第二帶狀區域的數量。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光元件，其中每個該第一表面上的該些第一帶狀區域之間具有至少一間隔區域，該間隔區域在該第一表面上的覆蓋率落在0.4至0.8的範圍內。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的發光元件，其中每個該第一表面的至少其中之一該第一帶狀區域與其中之一該第二表面的第二帶狀區域連接。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該透光基板符合：13，R1 為該粗糙微結構在每個該第一表面上的覆蓋率，R2 為該粗糙微結構在每個該第二表面上的覆蓋率。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該透光基板符合：及，d1B 為每個該第一表面中的該粗糙微結構與該上表面之間在一垂直方向上的最短距離，d2B 為每個該第二表面中的該粗糙微結構與該上表面之間在該垂直方向上的最短距離，d 為該透光基板在該垂直方向上的厚度，該垂直方向平行於該上表面的法向量。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中每個該長邊的長度與每個該短邊的長度的比值落在1至20的範圍內。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該透光基板由一結晶材質形成，該結晶材質包括一第一結晶面以及一第二結晶面，該長邊垂直於該第一結晶面的法向量，該上表面平行於該第二結晶面，該第一結晶面的法向量與該第二結晶面的法向量的夾角大於90度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的發光元件，其中該結晶材質更包括一第三結晶面，該第三結晶面的法向量與該第二結晶面的法向量垂直。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的發光元件，其中該第一結晶面為(1012)結晶面，該第二結晶面為(0001)結晶面。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的發光元件，其中該結晶材料為藍寶石。
  14. 一種發光元件的製作方法，包括： 提供一晶圓，該晶圓包括一平邊； 以一切割光束沿著一第一方向切割該晶圓，該第一方向實質上垂直或近似垂直於該平邊；以及 以該切割光束沿著一第二方向切割該晶圓，進而形成多個發光元件，該第二方向實質上平行或近似平行於該平邊，其中每個該發光元件包括： 一半導體發光單元；以及 一透光基板，包括： 一上表面，具有二長邊以及二短邊，該二長邊平行於該第一方向，該二短邊平行於該第二方向，該半導體發光單元配置於該上表面；以及 一側面，包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結構，每個該第一表面連接該二長邊的其中之一，每個該第二表面連接該二短邊的其中之一，粗糙微結構由該切割光束形成於該二第一表面及該二第二表面，其中該粗糙微結構在每個該第一表面的覆蓋率大於或等於該粗糙微結構在每個該第二表面的覆蓋率。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的發光元件的製作方法，其中在每個該發光元件中，該切割光束在每個該第一表面上形成至少一第一帶狀區，該切割光束在每個該第二表面上形成至少一第二帶狀區。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的發光元件的製作方法，其中該切割光束以一第一寬度沿著該第一方向切割該晶圓，該切割光束以一第二寬度沿著該第二方向切割該晶圓，且該第一寬度大於或等於該第二寬度。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的發光元件的製作方法，其中該切割光束在該第一方向上切割該晶圓的次數高於該切割光束在該第二方向上切割該晶圓的次數。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的發光元件的製作方法，其中每個該第一表面上的該些第一帶狀區域之間具有至少一間隔區域，該間隔區域在該第一表面上的覆蓋率落在0.4至0.8的範圍內。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的發光元件的製作方法，其中每個該第一表面的至少其中之一該第一帶狀區域與其中之一該第二表面的第二帶狀區域連接。
  20. 如申請專利範圍第14項所述的發光元件的製作方法，其中該透光基板符合：13，R1 為該粗糙微結構在每個該第一表面上的覆蓋率，R2 為該粗糙微結構在每個該第二表面上的覆蓋率。
  21. 如申請專利範圍第14項所述的發光元件的製作方法，其中該切割光束在切割該晶圓的位置的最小深度不超過該透光基板在一垂直方向上的厚度的三分之一，該垂直方向平行於該上表面的法向量。
  22. 如申請專利範圍第14項所述的發光元件的製作方法，其中在每個該發光元件中，該長邊的長度與該短邊的長度的比值落在1至20的範圍內。
  23. 如申請專利範圍第14項所述的發光元件的製作方法，其中每個該透光基板由一結晶材質形成，該結晶材質包括一第一結晶面以及一第二結晶面，該第一方向垂直於該第一結晶面的法向量，該第二結晶面平行於該上表面，該第一結晶面的法向量與該第二結晶面的法向量的夾角大於90度。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的發光元件的製作方法，其中該結晶材質更包括一第三結晶面，該第三結晶面的法向量與該第二方向平行。
  25. 如申請專利範圍第23項所述的發光元件的製作方法，其中該第一結晶面為(1012)結晶面，該第二結晶面為(0001)結晶面。
  26. 如申請專利範圍第23項所述的發光元件的製作方法，其中該結晶材質為藍寶石。
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