TW201724573A - 發光裝置以及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種發光裝置，包含一發光元件、一波長轉換層以及一可透光元件。發光元件包含一頂面、一底面、多個側面及一第一電性接點。其中，頂面及底面透過多個側面相互連結，第一電性接點形成在底面上。波長轉換層包含一透明黏合劑及多顆波長轉換粒子且至少覆蓋發光元件之頂面。可透光元件包含一出光面且位於波長轉換層之上。波長轉換粒子之D50不大於10微米，其中波長轉換粒子之D50的定義為波長轉換粒子之累積顆粒分布達到50%時所對應的粒徑。此外，波長轉換層之厚度(T)與波長轉換粒子之D50的比值介於6至20。
Description
本發明係關於一種發光裝置及其製造方法，尤關於一種包含多顆小粒徑的波長轉換粒子之發光裝置及其製造方法。
固態發光元件中之發光二極體元件（Light-Emitting Diode；LED）具有低耗電量、低發熱量、操作壽命長、耐撞擊、體積小以及反應速度快等特性，因此廣泛應用於各種需要使用發光元件的領域，例如，車輛、家電、及照明燈具等。
要將LED所發出的純色光，轉換成其他顏色的光有數種方式可採用。舉例來說，可於LED上覆蓋一層波長轉換層，例如螢光粉層來達到此目的。螢光粉是一種光致發光的物質，也可說是波長轉換材料，它可以吸收LED所發出的第一光線後發出不同於第一光之第二光線。若第一光線未被完全消耗，殘留的第一光線與第二光線互相混合，可形成另一種顏色的混合光。
不過，於不同的視角下，LED所發出的第一光線與被轉換的第二光線互相混合的比例若是不同，混合光的色彩或色溫分布便會有不均勻的現象產生。
本發明係揭露一種發光裝置，包含一發光元件、一波長轉換層以及一可透光元件。發光元件包含一頂面、一底面、多個側面及一第一電性接點，其中頂面及底面透過多個側面相互連結。第一電性接點形成在底面上。波長轉換層包含一透明黏合劑及多顆波長轉換粒子且至少覆蓋發光元件之頂面。可透光元件包含一出光面且位於波長轉換層之上。波長轉換粒子之D50不大於10微米，其中D50的定義為波長轉換粒子累積顆粒分布達到50%時所對應的粒徑且波長轉換層之厚度(T)與波長轉換粒子之D50的比值介於6至20。
本發明係揭露一種發光裝置的形成方法。先形成複數個發光元件於一載板上。接著，形成一波長轉換片於複數個發光元件上。形成一可透光層於波長轉換片之上。可透光層包含一可透光接合層及一可透光基板。加熱黏合該可透光接合層及一可透光基板。分離發光元件與暫時性基板。
第1A圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置100的剖面圖。發光裝置100包含發光元件120、一波長轉換層140及一可透光元件160。波長轉換層140覆蓋發光元件120之部分表面，此外，可透光元件160位於波長轉換層140之上。
在一實施例中，發光元件120包含一成長基板122、一發光疊層124以及電性接點126a、126b。其中，發光疊層124之一側與成長基板122相連結，另一側與電性接點126a、126b相連結。此外，發光元件120包含一上表面121、一下表面123及多個側面125，頂面121及底面123透過側面125連結。在一實施例中，發光元件120為覆晶式發光二極體晶粒（flip chip LED die）。在另一實施例中，成長基板122可以是藍寶石（sapphire）基板，作為發光疊層124磊晶成長時之基板。此外，成長基板122之一外表面，也是發光元件120之上表面121，即為發光元件120之出光面。但成長基板122並非是限制本發明的特徵，在另一實施例中，成長基板122可在製造發光裝置100之後段製程中移除或置換成其他基板（不同材料、不同結構、或不同形狀的基板）。在本實施例中，發光疊層124包含第一半導體層、活化層以及第二半導體層（未顯示）。在一實施例中，第一半導體層可為n-型半導體層，第二半導體層可為p-型半導體層。在一實施例中，兩電性接點126a及126b位在發光元件120之同一側，作為發光元件120與外界電性連結之介面，且兩電性接點126a及126b之外表面即為底面123之一部份。其中，電性接點126a及126b會分別與第一半導體層及第二半導體層電連接。此外，電性接點126a及126b可以突出於波長轉換層140的底面（如圖所示）、或與底面大約齊平（圖未示）、或僅其中之一突出底面（圖未示）。在另一實施例中，發光元件120為一垂直式發光二極體晶粒(vertical LED die/chip)，電性接點126a及126b可分別形成在發光元件的兩個相對側，並分別與第一半導體層及第二半導體層電連接。
在一實施例中，發光元件120有四個側面125，相對的側面彼此大致上互相平行，亦即，由上視圖觀之，發光元件120為矩形或平行四邊形。頂面121與底面123也大致互相平行。發光元件120可為一發光二極體晶粒（LED die/chip），例如但不限為藍光發光二極體晶粒或紫外（UV）光發光二極體晶粒 。在一實施例中，發光元件120為藍光發光二極體晶粒，可經由電源提供一電力而發出第一光線，第一光線的主波長（dominant wavelength）或峰值波長（peak wavelength）介於410nm至490nm之間。
波長轉換層140可包含一透明黏合劑142以及多個分散於透明黏合劑124中的波長轉換粒子144，其中波長轉換粒子144可吸收發光元件120發出的第一光線，並將其轉換成與第一光線波長或頻譜相異之第二光線。在一實施例中，波長轉換粒子144吸收第一光線（例如，藍光或UV光）後被激發出來的第二光線為黃光，其主波長或峰值波長介於530nm至590nm之間。另一實施例中，波長轉換粒子144吸收第一光線（例如，藍光或UV光）後被激發出來的第二光線為黃綠光，其主波長或峰值波長介於515nm至575nm之間。其他實施例中，波長轉換粒子144吸收第一光線（例如，藍光或UV光）後被激發出來的第二光線為紅光，其主波長或峰值波長介於590nm至660nm之間。
波長轉換層140可包含單一種類或多種的波長轉換粒子144。在一實施例中，波長轉換層140包含可發出黃光之波長轉換顆粒。另一實施例中，波長轉換層140包含可發出黃綠光及紅光之多種波長轉換顆粒。
透明黏合劑142可將波長轉換顆粒144分散於空間中，且可固定波長轉換粒子144彼此間的相對位置，並傳導波長轉換粒子144產生的熱。調整透明黏合劑124與波長轉換粒子144的重量比可以改變波長轉換粒子144在波長轉換層140中的濃度。波長轉換粒子144的濃度越高，可將更多來自發光元件100的光線轉換成另一種光線（轉換比例越高）。此外，在一實施例中，當波長轉換粒子144於波長轉換層140中的重量百分比在70%以下時，波長轉換粒子144於波長轉換層140中的重量百分比越高，散射光線的效果越顯著。但波長轉換粒子144的濃度若太高則表示透明黏合劑142含量太少，可能無法有效固定波長轉換粒子144。在一實施例中，波長轉換粒子144於波長轉換層140中的重量百分比在70%以下。在另一實施例中，波長轉換粒子144於波長轉換層140中的重量百分比在30%～60%。波長轉換粒子144在上述的重量百分比範圍中可得到較佳的轉換比例及散射效果，且可被有效地被固定在空間中的位置。此外，為了讓激發波長轉換粒子144的第一光線以及波長轉換粒子144發射的第二光線能有較高的出光效率，透明黏合劑142具有對第一光線及第二光線有較高的穿透率者為佳，例如穿透率大於80%、90%、95%或99%。
透明黏合劑142的材料可為熱固化樹脂，熱固化樹脂可為環氧樹脂或矽樹脂。在一實施例中，透明黏合劑142為矽樹脂，矽樹脂的組成可根據所需的物理性質或光學性質的需求做調整。一實施例中，透明黏合劑142含有脂肪族的矽樹脂，例如，甲基矽氧烷化合物，並具有較大的延展性，較可以承受發光元件110產生的熱應力。另一實施例中，透明黏合劑142含有芳香族的矽樹脂，例如，苯基矽氧烷化合物，並具有較大的折射率，可以提高發光元件110的光萃取效率。透明黏合劑142的折射率與發光元件110出光面之材料的折射率相差越小，出光的角度越大，光萃取（light extraction）的效率可更加提升。在一實施例中，發光元件120出光面之材料為藍寶石（sapphire） ，其折射率約為1.77，透明黏合劑142之材料為含有芳香族的矽樹脂，其折射率則大於1.50。
波長轉換粒子144的粒徑大小可用D50表示，其中D50的定義為波長轉換粒子144累積粒子分布達到50%時所對應的粒徑。在一實施例中，波長轉換粒子144的D50不大於10微米（µm）。在另一實施例中，波長轉換粒子144的D50介於於1微米至8微米之間。波長轉換粒子144若大於10微米，則波長轉換粒子144對第一光線及第二光線的散射不理想，如此第一光線及第二光線的混光不佳。因此，在不同的視角下會產生混合光的色彩分布不均勻的現象。波長轉換粒子144若小於1微米，則波長轉換粒子144的波長轉換效率較低，需使用更多的波長轉換粒子144，如此會產生過多的散射，造成光在透明黏合劑142行進中的能量損耗。在一實施例中，當波長轉換粒子144於波長轉換層140中的重量百分比在70%以下，若波長轉換粒子144的D50介於於1微米至8微米之間，波長轉換粒子144對光線的散射效果尤佳。
波長轉換粒子144的材料可包含無機的螢光粉（phosphor）、有機分子螢光色素（organic fluorescent colorant)、半導體材料（semiconductor）、或上述材料的組合。半導體材料包含奈米尺寸結晶體（nano crystal）的半導體材料，例如量子點（quantum-dot）發光材料。在一實施例中，波長轉換粒子144的材料為螢光粉，其可選自於由Y3
Al5
O12
：Ce、Gd3
Ga5
O12
：Ce、Lu3
Al5
O12
：Ce、（Lu、Y）3
Al5
O12
：Ce、Tb3
Al5
O12
：Ce、SrS：Eu、SrGa2
S4
：Eu、（Sr、Ca、Ba）（Al、Ga）2
S4
：Eu、（Ca、Sr）S：（Eu、Mn）、（Ca、Sr）S：Ce、（Sr、Ba、Ca）2
Si5
N8
：Eu、（Sr、Ba、Ca）（Al、Ga）Si N3
：Eu、CaAlSi ON：Eu、（Ba、Sr、Ca）2
SiO4
：Eu、（Ca、Sr、Ba）Si2
O2
N2
：Eu、K2
SiF6
：Mn、K2
TiF6
：Mn、及K2
SnF6
：Mn 所組成之群組。半導體材料可包含II-VI族半導體化合物、III-V族半導體化合物、IV-VI族半導體化合物、或上述材料的組合。量子點發光材料可選自於由硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、碲化鋅（ZnTe）、氧化鋅（ZnO）、硫化鎘（CdS）、硒化鎘（CdSe）、碲化鎘（CdTe）、氮化鎵（GaN）、磷化鎵（GaP）、硒化鎵（GaSe）、銻化鎵（GaSb）、砷化鎵（GaAs）、氮化鋁（AlN）、磷化鋁（AlP）、砷化鋁（AlAs）、磷化銦（InP）、砷化銦（InAs）、碲（Te）、硫化鉛（PbS）、銻化銦（InSb）、碲化鉛（PbTe）、硒化鉛（PbSe）、碲化銻（SbTe） 、硫化鋅鎘硒（ZnCdSeS）、及硫化銅銦（CuInS）所組成之群組。
波長轉換層140的厚度T、T1、T2與波長轉換粒子144的粒徑大小會共同影響發光裝置100的發光性質。在一實施例中，波長轉換層之厚度T1大於厚度T2。在另一實施例中，波長轉換層之厚度T1大致等於厚度T2。在一實施例中，波長轉換層之厚度(T)與波長轉換粒子之D50的比值介於6至20，其中厚度 （T）可定義為厚度T1以及厚度T2的平均值。在另一實施例中，波長轉換層之厚度（T）與 波長轉換粒子之D50的比值介於8至15。在相同的波長轉換粒子144添加量之下，波長轉換層之厚度（T）與波長轉換粒子之D50比值若小於6，則波長轉換粒子144的密度過高，第一光線與第二光線於波長轉換層140內的光因為被波長轉換粒子144散射造成不易出光。相反的，波長轉換層之厚度（T）與波長轉換粒子之D50比值若大於20，則會造成第一光線與第二光線在透明黏合劑142行進路徑拉長產生能量的損耗，造成亮度下降。在 一實施例中，波長轉換粒子144之D50介於於2.5微米至4微米之間，波長轉換層之厚度（T）介於於35微米至50微米之間，且波長轉換粒子144於波長轉換層140中的重量百分比在35%～60%，如此，波長轉換層之厚度（T）與波長轉換粒子之D50比值介於8.75至20。
在一實施例中，波長轉換層140的厚度T1及T2大致相同，厚度T1及厚度T2的差值不大於厚度T1與厚度T2平均值的10%。此外，在一實施例中，波長轉換層140的最大厚度及/或最小厚度與平均厚度差相對於平均厚度不大於10%，如此第一光線與第二光線通過波長轉換層140的路徑可較均勻。
波長轉換層140可覆蓋發光元件120的一或多個出光面。在一實施例中，發光元件120之出光面包含頂面121及側面125，波長轉換層140同時覆蓋發光元件120之頂面121及側面125。此外，在一實施例中，波長轉換層140與發光元件120之頂面121及數個側面125直接接觸。在另一實施例中，波長轉換層140僅覆蓋發光元件120之頂面121或與其直接接觸，但不覆蓋側面125或與其接觸。在一實施例中，波長轉換層140除了覆蓋發光元件120之外，可由發光元件120之側面125朝發光元件120之外延伸形成延伸區143。在其他實施例中，波長轉換層140也可僅覆蓋發光元件120。
參閱第1B圖，在一實施例中，波長轉換層140於發光元件120與可透光元件160之間的線段L1可將波長轉換層140劃分為上區塊及下區塊。其中，上區塊中的波長轉換粒子144之粒徑d1的平均值與下區塊中的波長轉換粒子144之粒徑d2的平均值相差小於10%。波長轉換粒子144的形狀可以是規則或不規則。規則的形狀包含圓形或橢圓形。不規則的形狀包含非對稱的形狀、或具有圓弧及/或稜角的形狀。波長轉換粒子144之粒徑的平均值是定義波長轉換粒子144最大粒徑與最小粒徑的平均值。
參閱第1A圖，可透光元件160形成在發光元件120與波長轉換層140之上，可保護發光元件120以及波長轉換層140。此外，可透光元件160的外表面可作為發光裝置100的出光面。在本實施例中，可透光元件160除了保護發光元件120之外，還為發光裝置100提供結構支撐。在本實施例中，可透光元件160包含一可透光接合層162以及一可透光基板164。可透光接合層162接合波長轉換層140與可透光基板164。可透光接合層162的材質可視透光基板164的材質而定，例如矽樹脂或環氧樹脂。在一實施例中，透光基板164是玻璃，可透光接合層162是矽樹脂。透光基板164一定的剛性以提供發光裝置100足夠的支撐。透光基板164的材質可以是玻璃或熔融石英（fused quartz）。在一實施例中，波長轉換層140之折射率在1.45至1.80之間。在一實施例中，可透光接合層162之折射率在1.40至1.60之間。在一實施例中，透光基板164之折射率在1.45至1.90之間。可透光接合層162與透光基板164的折射率可以是相同或不同。在一實施例中，可透光接合層162之折射率大於透光基板164且介於波長轉換層140與透光基板164之間。
參閱第1A圖，波長轉換層140之延伸區143的下表面以及部分的下表面123可被光反射層180所覆蓋。光反射層180可將第一光線及第二光線反射朝向出光面。在一實施例中，波長轉換層140之延伸區143與光反射層180直接接觸，可藉由光反射層180與波長轉換層140之延伸區143的接合提高波長轉換層140於發光裝置100內的接著強度進而減低波長轉換層140的剝離（peeling）機率。光反射層180可由光反射的不導電材料所組成。在一實施例中，光反射材料例如是氧化鈦（TiO2
）、氧化鋯（ZrO2
）、氧化鈮（Nb2
O5
）、氧化鋁（Al2
O3
）、氧化矽（SiO2
）、氟化鎂（MgF2
）、氮化鋁（Al2
N3
），在另一實例中，光反射材料是上述材料的顆粒與接著劑混合的光反射膠料所形成，接著劑例如是矽樹脂、壓克力樹脂或環氧樹脂。
參閱第1A圖，電性接點126a及126b的下表面可分別覆蓋延伸墊150a、150b（在此合稱為150）。在一實施例中，延伸墊150a、150b覆蓋電性接點126a及126b以及部分的光反射層180。如圖所示，延伸墊150a、150b會向內延伸而彼此靠近，且會向外側延伸並於碰觸光反射層180的外邊界前停止。然而，延伸墊150a、150b亦可以停止在光反射層180的外邊界上（未顯示）。在一實施例中，延伸墊150a之表面積大於接觸電極126a之表面積及/或延伸墊150b之表面積大於接觸電極126b之表面積。在一實施例中，光反射層180的厚度大於接觸電極126a及126b的厚度，延伸墊150a、150b由接觸電極126a及126b上延伸至光反射層180上時，由於光反射層180與接觸電極126間的高低差因此會形成一個斜面150a’、150b’。在另一實施例中，接觸電極126a及126b與光反射層180若是共平面（未顯示），則不存在上述的斜面。延伸墊150a、150b為一高導電的材料，例如但不限於銅（Cu）、銀（Ag）、金（Au）金屬。在一實施例中，可用電鍍方法形成延伸墊150a、150b。
第1C圖係顯示第1A圖的實施例中視角對色座標標準差的關係圖。X軸表示視角，0°對應於垂直於頂面121的方向，90°及-90°分別為平行於頂面121的兩個相對的方向。Y軸之△u’v’表示色座標上任一點與一基準點（u0
’，v0
’）的距離。換言之，△u’v’越大表示兩點在色座標上距離越遠，也就表示第一光線與第二光線混光的比例有較大的不同。其中，△u’v’=（△u’2
+△v’2
）1/2
，u’及v’分別表示CIE 1976表色系統下的色座標，△u’為u’- u0
’ ，△v’為v’- v0
’，基準值（u0
’，v0
’）定義為所有角度下色座標的平均值。
在角度分布區間內，△u’v’的變異越小表示於不同視角下的色彩分布之均勻度越好。在一實施例中，發光裝置的色彩分布之均勻度於0°至70°的視角下，△u’v’值相差小於0.0040。於第1C圖中，0°至70°（或0°至-70°）的△u’v’值相差小於0.0030。第1C圖於0°至30°（或0°至-30°）範圍內的△u’v’值相差小於0.0015。於30°至70（或-30°至-70°）°範圍內的△u’v’值相差小於0.0020。
第2A圖至第2J圖為製作發光裝置100的流程圖。參照第2A圖，提供一暫時性基板220、發光元件120a、120b及一黏膠層240用固定發光元件120a、120b於暫時性基板220基板上，其中，發光元件的數量在此僅為例示，並不限於兩個。在一實施例中，暫時性基板220為玻璃、藍寶石基板、金屬片或塑膠片，黏膠層240為一紫外線固化膠（UV curing adhesive）。
參照第2B圖，將一波長轉換片140’形成於黏膠層240上，並同時覆蓋發光元件120a、120b。波長轉換片140’是將多個波長轉換顆粒與透明黏合劑混合後預先形成之片狀結構。片狀結構的尺寸可依照需求進行調整，例如，片狀結構包含數個彼此分離的波長轉換片，此數個彼此分離的波長轉換片可以批次或依序覆蓋數個發光元件，亦即一個波長轉換片140’僅覆蓋一個或少量的發光元件（例如，暫時性基板220上發光元件總數的1/50、1/100、或1/200以下）。又例如，片狀結構是一捲帶（tape），可以連續且一次性地覆蓋數個發光元件，亦即一個波長轉換片同時覆蓋多數個或暫時性基板220上的所有發光元件（例如，暫時性基板220上發光元件總數的1/50、1/100、1/200以上）。在一實施例中，波長轉換片140’係貼合在發光元件120a、120b上。貼合係透過上模具（波長轉換片可以安置在上模具上，未顯示）及下模具（發光元件可以安置在下模具上，未顯示）的密合，同時對波長轉換片140’加熱以及加壓，以軟化波長轉換片140’使其可緊密地與發光元件120a、120b接合。此外，當上模具及下模具非常靠近，但波長轉換片140’尚未接觸發光元件120a、120b時抽氣，可減少波長轉換片140’與發光元件120a、120b之間的氣泡，提高波長轉換片140’與發光元件120a、120b之間的接合力。在一實施例中，波長轉換片140’在形成於發光元件120a、120b時還包含一載板（未顯示）用以乘載波長轉換片140’。在一實施例中，載板的可饒性較差，因此需先移除載板後，再以抽氣方式讓波長轉換片140’可以緊密貼合至發光元件120a、120b。在另一實施例中，載板的可饒性較佳，因此不需先移除載板，可以抽氣方式讓包含載板的波長轉換片140’緊密貼合至發光元件120a、120b後再移除載板。載板的材料可以是高分子，例如聚乙烯或聚酯。
參照第2C圖，形成一可透光接合膠162’於波長轉換片140’之上。在一實施例中，形成方式是透過模具成形法（molding），加熱且施加壓力使得可透光接合膠162’包覆波長轉換片140’的上表面以及填入發光元件120a、120b之間的凹陷處。在其他實施例中，可透光接合膠162’的形成方式包含塗佈或貼合一膜材。在一實施例中，此階段的可透光接合膠162’尚屬於半固化的狀態，或是稱作B階段（B-stage）的膠材。
參照第2D圖，形成一透光基板164’於可透光接合膠162’上與可透光接合膠162’接合。在一實施例中，可透過加熱方式接合透光基板164’與可透光接合膠162’ 。在一實施例中，加熱溫度需大於140℃。在另一實施例中，加熱後的可透光接合膠162’與波長轉換片140’及透光基板164’接合並轉變為完全固化的的狀態，或是稱作C階段（C-stage）的膠材。由於接合透光基板164’與可透光接合膠162’的接合溫度需大於140℃，避免黏膠層240必須可以承受140℃以上的溫度以避免熱解離而失去固定發光元件120a、120b於暫時性基板220的作用。根據一實施例，於黏膠層240為耐熱型的紫外線固化膠（UV curing adhesive）。
參照第2E圖，透過分離的製程，將發光元件120a、120b以及其上堆疊的波長轉換片140’ 、可透光接合膠162’以及透光基板164’分割。波長轉換片140’分離後形成波長轉換層140a及140b，可透光接合膠162’ 分離後形成可透光接合層162a及162b，透光基板164’ 分離後形成透光基板164a及164b。分離的製程包含以切割工具260由上至下切割透光基板164’ 、透光接合膠162’以及波長轉換片140’ 。切割的步驟可以是一次性地完成或是以多次方式進行切割。根據一實施例，多次切割是先用一個刀具切透光基板164’後再以並一個刀具切割透光接合膠162’以及波長轉換片140’ 。
參照第2F圖，提供一能量（例如，輻射能或熱能）使得黏膠層240的黏性降低或消失。根據一實施例，黏膠層240為紫外線固化膠，暫時性基板220為玻璃或藍寶石基板等透明材料。此時，由暫時性基板的方向照射紫外線使得紫外線固化膠240’固化後黏性降低。參照第2G圖，由固化後之紫外線固化膠240’上拿取發光裝置100a’及100b’。
根據第1A圖之實施例，發光元件120a、120b之底面尚需形成光反射層180及延伸墊150。參照第2G圖，將發光裝置100a’及100b’反轉後透過一黏膠270分別貼到另一暫時基板280。其中，透光基板164a及164b與黏膠270接合以固定。分別地形成光反射層180a及180b於發光元件120a、120b之電性接點126a1、126a2及126b1、120b2之周圍。光反射層180a及180b可凸出或與電性接點126a1、126a2及126b1、120b2齊平。光反射層180a及180b可以透過網印或用曝光顯影的方式形成。
參照第2I圖，將延伸墊150a1、150a2及150b1、150b2分別形成在電性接點126a1、126a2及126b1、120b2之上。根據一實施例，延伸墊150a1、150a2、150b1、150b2是以電鍍方式形成。若不需形成光反射層180及／或延伸墊150，則可以略過第2G圖及／或第2I圖的步驟。
參照第2J圖，根據一實施例，將發光裝置100a及100b反轉後貼到另一暫時基板290。暫時基板290例如是藍膜。根據其他實施例，發光裝置100a及100b可依序被放至捲帶中（pick and place）。
第3A圖至第3F圖為顯示製作發光裝置100的另一流程圖。其中，第3A圖之前的步驟可與第2A圖至第2C圖相同或相似，第3A圖與第2D圖相同或相似。
參照第3B圖，提供另一暫時性載板350與透光基板164’的另一面相接觸，暫時性載板350具有一膠層（圖未示）以固定透光基板164’至暫時性載板350上。參照第3C圖，提供一能量使得黏膠層340的黏性降低或消失後形成黏膠層340’。黏膠層340的具體結構、作用及形成的方法可參閱上開敘述。
參照第3D圖，分離黏膠層340’與發光元件120a、120b。此時，發光元件120a、120b分別會暴露出電性接點126a1、120a2及126b1、120b2。參照第3E圖，依序形成光反射層180’以及延伸墊150a1、150a2及150b1、150b2。光反射層180’以及延伸墊150a1、150a2及150b1、150b2的具體結構、作用及形成的方法可參閱上開敘述。
參照第3F圖，透過分離的製程，將光反射層180’、波長轉換片140’、 透光接合膠162’ 、透光基板164’分離。光反射層180’ 分離後形成波長轉換層180a及180b，波長轉換片140’分離後形成波長轉換層140a及140b，可透光接合膠162’ 後形成可透光接合層162a及162b，以及透光基板164’ 分離後形成透光基板164a及164b。根據一實施例，分離的製程是以切割工具360多次切割，例如先利用第一種刀具切割光反射層180’、波長轉換片140’、 透光接合膠162’後再以第二種刀具切割透光基板164’。根據另一實施例，亦可利用一種刀具一次性地切割光反射層180’、波長轉換片140’、 透光接合膠162’以及透光基板164’。
第4圖為根據本發明另一實施例所揭露之一發光裝置400的剖面圖。發光裝置400包含發光元件420、一波長轉換層440、一可透光元件460及一光反射圍欄480。波長轉換層440覆蓋發光元件420之部分表面，此外，可透光元件460位於波長轉換層440之上。光反射圍欄480圍繞發光元件420的側面。
發光元件420、一波長轉換層440及一可透光元件460的具體結構、作用及形成的方法可參閱前開與第1圖相關的段落。光反射圍欄480的材料可與光反射層180相同或相似。此外，光反射圍欄480的形成方式可以透過模具成形法（molding）或是以光反射片壓合（laminating）而成。根據一實施例，波長轉換層440覆蓋發光元件420的頂面並延伸到光反射圍欄480的頂面。根據一實施例，波長轉換層440為一平坦結構無折彎處，因此波長轉換層440不會遭遇到折彎處的應力，可減少因應力造成斷裂之風險。根據一實施例，發光裝置400還具有電極墊450a、450b與發光元件420電性連結且被光反射圍欄480所圍繞。電極墊450a、450b可以是導電性佳的金屬或合金所組成，例如：銅。
第5圖為根據本發明另一實施例所揭露之一發光裝置500的剖面圖。發光裝置500包含發光元件520、一波長轉換層540、一可透光元件560、一可透光包覆層570及一光反射圍欄580。與第1圖或／及第4圖之實施例相同部分可參閱上開敘述，不同之處包含可透光包覆層570圍繞發光元件520的側面。在一實施例中，可透光包覆層570覆蓋發光元件520的側面且與波長轉換層540之一表面相接觸。此外，可透光層之一表面與光反射圍欄580相接觸。在一實施例中，可透光包覆層570之厚度由波長轉換層540往電極墊550a、550b的方向漸減，且光反射圍欄580具有一傾斜內表面並形成一上大下小的空間以容置發光元件520。如此，發光元件520從側面出光時可被光反射圍欄580反射朝向波長轉換層540的方向。在其他實施例中，發光元件520的側面上覆蓋的可透光包覆層570以及光反射圍欄580之厚度可大致維持不變。
第6圖為根據本發明另一實施例所揭露之一發光裝置600的剖面圖。發光裝置600包含發光元件620、一波長轉換層640、一可透光元件660、及一光反射圍欄680。與第1圖或／及第4圖或／及第5圖之實施例相同部分可參閱上開相關敘述。如第6圖所示，於一實施例中，光反射圍欄680與發光元件620之側面間具有一段距離。在一實施例中，光反射圍欄680圍繞發光元件620形成一凹槽，因此具有一側壁682及一底部684。此外，光反射圍欄680之側壁682與發光元件620之側面之間還包含波長轉換層640及可透光元件660。在一實施例中，波長轉換層640覆蓋發光元件620的頂面及側面，且延伸至光反射圍欄680之底部684之上。在另一實施例中，可透光元件660覆蓋波長轉換層640，且填入波長轉換層640及光反射圍欄680的側壁682之間的空隙。由於波長轉換層640及光反射圍欄680之間存在可透光元件660，在發光元件620之側面方向有部分的光線可直接出光，因此可提高光萃取的效果。光反射圍欄680由波長轉換層640往電極墊650a、650b的方向可以是大致與發光元件620之側面平行或具有一斜面。
以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
100、100a、100b、100a’、100b’、400、500、600‧‧‧發光裝置
120、120a、120b、420、520、620‧‧‧發光元件
121‧‧‧頂面
122‧‧‧成長基板
123‧‧‧底面
124‧‧‧發光疊層
125‧‧‧側面
126a、126a1、126a2、126b、126b1、126b2‧‧‧電性接點
140、140a、140b、440、540、640‧‧‧波長轉換層
140’‧‧‧波長轉換片
142‧‧‧透明黏合劑
143‧‧‧延伸區
144‧‧‧波長轉換粒子
150、150a、150a1、150a2、150b、150b1、150b2‧‧‧延伸墊
150a’、150b’‧‧‧斜面
160、460、560、660‧‧‧可透光元件
162、162a、162b‧‧‧可透光接合層
162’‧‧‧可透光接合膠
164、164a、164b、164’‧‧‧可透光基板
180、180a、180b、180’‧‧‧光反射層
220、280、290、320、350‧‧‧暫時性基板
240、270、340‧‧‧黏膠層
260、360‧‧‧切割工具
450a、450b、550a、550b、650a、650b‧‧‧電極墊
480、580、680‧‧‧光反射圍欄
570‧‧‧可透光包覆層
682‧‧‧側壁
684‧‧‧底部
A1‧‧‧放大區塊
d1、d2‧‧‧波長轉換粒子之粒徑
T1‧‧‧第一厚度
T2‧‧‧第二厚度
120、120a、120b、420、520、620‧‧‧發光元件
121‧‧‧頂面
122‧‧‧成長基板
123‧‧‧底面
124‧‧‧發光疊層
125‧‧‧側面
126a、126a1、126a2、126b、126b1、126b2‧‧‧電性接點
140、140a、140b、440、540、640‧‧‧波長轉換層
140’‧‧‧波長轉換片
142‧‧‧透明黏合劑
143‧‧‧延伸區
144‧‧‧波長轉換粒子
150、150a、150a1、150a2、150b、150b1、150b2‧‧‧延伸墊
150a’、150b’‧‧‧斜面
160、460、560、660‧‧‧可透光元件
162、162a、162b‧‧‧可透光接合層
162’‧‧‧可透光接合膠
164、164a、164b、164’‧‧‧可透光基板
180、180a、180b、180’‧‧‧光反射層
220、280、290、320、350‧‧‧暫時性基板
240、270、340‧‧‧黏膠層
260、360‧‧‧切割工具
450a、450b、550a、550b、650a、650b‧‧‧電極墊
480、580、680‧‧‧光反射圍欄
570‧‧‧可透光包覆層
682‧‧‧側壁
684‧‧‧底部
A1‧‧‧放大區塊
d1、d2‧‧‧波長轉換粒子之粒徑
T1‧‧‧第一厚度
T2‧‧‧第二厚度
第1A圖係顯示本發明一實施例之一種發光裝置的剖面圖。
第1B圖係顯示第1A圖中波長轉換層的局部放大圖。
第1C圖係顯示一實施例中視角對色座標標準差的關係圖。
第2A圖至第2J圖係顯示依據本發明一實施例之發光裝置的製造流程圖。
第3A圖至第3F圖係顯示依據本發明另一實施例之發光裝置的製造流程圖。
第4圖係顯示依據本發明另一實施例之一種發光裝置的剖面圖。
第5圖係顯示依據本發明再一實施例之一種發光裝置的剖面圖。
第6圖係顯示依據本發明再一實施例之一種發光裝置的剖面圖。
無
無
100‧‧‧發光裝置
120‧‧‧發光元件
122‧‧‧成長基板
124‧‧‧發光疊層
126a、126b‧‧‧接觸電極
140‧‧‧波長轉換層
142‧‧‧透明黏合劑
144‧‧‧波長轉換粒子
150、150a、150b‧‧‧延伸墊
160‧‧‧可透光元件
167‧‧‧可透光接合層
164‧‧‧可透光基板
180‧‧‧光反射層
A1‧‧‧放大區塊
T1‧‧‧第一厚度
T2‧‧‧第二厚度
Claims (10)
- 一種發光裝置，包含： 一發光元件，包含一可出光之頂面，一底面以及一連結該頂面及該底面之一側面； 一波長轉換層，包含一透明黏合劑及多顆波長轉換粒子且覆蓋該發光元件之頂面形成一第一厚度；以及 一可透光元件包含一出光面且位於該波長轉換層之上， 其中，該波長轉換粒子之D50不大於10微米，D50的定義為該波長轉換粒子累積顆粒分布達到50%時所對應的粒徑，且 其中，該波長轉換層之厚度與該波長轉換粒子之D50的比值介於6至20。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該發光裝置的色彩分布之均勻度於0°至70°的視角下，△u’v’值相差小於0.0040。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該波長轉換粒子於該波長轉換層中的重量百分比在70%以下。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該波長轉換粒子之D50介於於1微米至8微米之間。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該波長轉換層覆蓋該發光元件之側面且形成一第二厚度，且該第二厚度與該第一厚度的差值不大於該第二厚度與該第一厚度平均值的10%。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該波長轉換層由該發光元件往該可透光元件之間可分成一上區塊及一下區塊，該上區塊之該波長轉換粒子之粒徑的平均值與該下區塊之該波長轉換粒子之粒徑的平均值相差不大於10%。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，還包含一電性接點以及一延伸墊分別形成在該電性接點上，且該延伸墊的面積大於該電性接點的面積。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，還包含一光反射圍欄圍繞該發光元件的該側面。
- 一種發光裝置的形成方法，包含： 形成一發光元件於一暫時性基板之上，該發光元件包含一可出光之頂面； 形成一波長轉換層於該發光元件之該頂面上； 形成一可透光元件於該波長轉換層之上； 加熱以黏合該可透光元件以形成該發光裝置；以及 分離該發光裝置與該暫時性基板，其中，該加熱之溫度大於140℃。
- 一種發光裝置，包含： 一發光元件，包含一可出光之頂面； 一波長轉換層，包含一透明黏合劑及多顆波長轉換粒子且覆蓋該發光元件之頂面；以及 一可透光元件包含一出光面且位於該波長轉換層之上， 其中，該波長轉換粒子之D50不大於10微米，D50的定義為波長轉換顆粒累積顆粒分布達到50%時所對應的粒徑，且 該發光裝置的色彩分布之均勻度於0°至70°的視角下，△u’v’值相差小於0.0040。
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