TW201934921A

TW201934921A - 發光裝置及其製造方法

Info

Publication number: TW201934921A
Application number: TW107139377A
Authority: TW
Inventors: 鄭景太; 陳効義; 任益華; 胡瑋珊; 藍培軒
Original assignee: 晶元光電股份有限公司
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2019-09-01
Also published as: TWI743410B; TWI775608B; TW202200928A

Abstract

發光裝置包括第一發光元件、第二發光元件、反射圍欄及顯色層。第一發光元件發出一波峰不大於500 nm的第一光線。第二發光元件發出一波峰不大於500 nm的第二光線。反射圍欄位於第一發光元件與第二發光元件之間，並環繞第一發光元件與第二發光元件。顯色層包括第一區域及第二區域。第一區域覆蓋第一發光元件並允許第一光線直接通過，且第二區域覆蓋第二發光元件並將第二光線轉換成一波峰大於500 nm的第三光線。

Description

發光裝置及其製造方法

本發明是有關於一種發光裝置及其製造方法，且特別是有關於一種具有多個發光元件的發光裝置及其製造方法。

傳統的發光裝置包括一金屬支架、一發光二極體晶粒、封膠及一反射杯。發光二極體晶粒及反射杯配置在金屬支架上，其中發光二極體晶粒位於反射杯內，再以封膠覆蓋發光二極體。然而，此種發光裝置通常只發出單一種波長或單一顏色的光，此限制了發光裝置的應用。

因此，本發明提出一種發光裝置及其製造方法，可改善前述習知問題。

根據本發明之一實施例，提出一種發光裝置。發光裝置包括一第一發光元件、一第二發光元件、一反射圍欄及一顯色層。第一發光元件，用以發出一波峰不大於500奈米(nm)的第一光線。第二發光元件用以發出一波峰不大於500 nm的第二光線。反射圍欄位於第一發光元件與第二發光元件之間，並環繞第一發光元件與第二發光元件。顯色層包括一第一區域及一第二區域。第一區域覆蓋第一發光元件，並允許第一光線直接通過，且第二區域覆蓋第二發光元件，並將第二光線轉換成一波峰大於500 nm的第三光線。

根據本發明之另一實施例，提出一種發光裝置的製造方法。製造方法包括以下步驟。設置一第一發光元件及一第二發光元件在一第一暫時載板上，其中第一發光元件用以發出一波峰不大於500 nm的第一光線，一第二發光元件用以發出一波峰不大於500 nm的第二光線；形成一反射圍欄於第一發光元件與第二發光元件之間，其中反射圍欄環繞第一發光元件與第二發光元件；以及，黏貼一顯色層於第一發光元件及第二發光元件上，其中顯色層包括一第一區域及一第二區域，第一區域覆蓋第一發光元件並允許第一光線直接通過，且第二區域覆蓋第二發光元件，並將第二光線轉換成一波峰大於500 nm的第三光線。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

請參照第1A及1B圖，第1A圖繪示依照本發明一實施例之發光裝置100的俯視圖，而第1B圖繪示第1A圖之發光裝置100沿方向1B-1B’的剖視圖。

發光裝置100包括第一發光元件110、第二發光元件120、第三發光元件130、反射圍欄140、顯色層150及黏合層160。

在一實施例中，第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130為可發出相同波長或顏色的光線。例如，第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130可發出波峰不大於500奈米(nm)的光線，例如：藍光。藍光的主波長（dominant wavelength）或峰值波長（peak wavelength）大致介於430奈米 (nm)~490 nm之間。在另一實施例中，第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130發出的光線不限於藍光，亦可為具有其它波長範圍的色光，例如：紫光或紫外光。紫光的主波長（dominant wavelength）或峰值波長（peak wavelength）大致介於400 nm至 430 nm之間。紫外光的峰值波長（peak wavelength）大致介於315 nm至 400 nm之間。在另一實施例中，第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130可以是分別發出相異波長或顏色的光線。在一實施例中，第一發光元件110發出藍光的光線，第二發光元件120及第三發光元件130發出紫外光的光線。

此外，在一實施例中，第一發光元件110、第二發光元件120及第三發光元件130例如是發光二極體晶粒。

如第1B圖所示，第一發光元件110包括承載基板111、發光疊層112、第一電極113及第二電極114。承載基板111具有一外表面111a（亦稱第一外表面），且發光疊層112具有一外表面112a（亦稱第二外表面）。在一實施例中，承載基板111為成長基板（growth substrate），例如可以是藍寶石（sapphire）基板，作為發光疊層112磊晶成長時之基板。在另一實施例中，承載基板111並非成長基板，在製造第一發光元件110之製程中成長基板被移除或置換為其他基板（例如，不同材料、不同結構、或不同形狀的基板）。雖然圖未繪示，然發光疊層112包括數層半導體磊晶層。例如，發光疊層112依序包含第一型半導體層、發光層及第二型半導體層，其中發光層設於第一型半導體層與第二型半導體層之間。第一型半導體層例如是N型半導體層，而第二型半導體層則為P型半導體層；或是，第一型半導體層是P型半導體層，而第二型半導體層則為N型半導體層。在一實施例中，第一電極113及第二電極114位在第一發光元件110之同一側，作為第一發光元件110與外界電性連結之介面。

第一電極113及第二電極114形成於發光疊層112下方，使第一發光元件110成為覆晶(flip-chip)。第二發光元件120及第三發光元件130具有或同於第一發光元件110的結構，於此不再贅述。

如第1B圖所示，反射圍欄140直接接觸第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130的側面，因此反射圍欄140與此些發光元件的側面之間不具有間隙。如此，第一光線L1、第二光線L21及第四光線L31射出後直接接觸到反射圍欄140。反射圍欄140亦可部分接觸第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130的側面。或者，反射圍欄140與第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130的側面形成一個距離。在一實施例中，反射圍欄140具有一斜面或弧面（圖未示），因此反射圍欄140的厚度並非是均一的。在一實施例中，反射圍欄140的厚度由第一外表面向第二外表面增加。

如第1B圖所示，第一發光元件110、第二發光元件120、第三發光元件130及反射圍欄140構成一發光區100a。黏合層160位於發光區100a與顯色層150之間，以固定發光區100a與顯色層150的相對位置。黏合層160例如是透光黏合層。黏合層160可包括但不限於透光樹脂，而透光樹脂的材料包括但不限於矽膠(silicone)、環氧樹脂(epoxy resin)或其他合成樹脂。在另一實施例中，發光裝置100不包含黏合層160，顯色層150與發光區100a可直接黏合。

如第1B圖所示，反射圍欄140的下表面140b與發光疊層112的外表面112a大致齊平，且第一電極113及第二電極114突出超過發光疊層112的外表面112a，或是第一電極113及第二電極114的側壁及下表面並未被反射圍欄140所覆蓋。如此，當發光裝置100配置在一電子元件(未繪示)上時，第一電極113及第二電極114被導電材料，例如：錫膏，包覆的表面積更多，因此可提高發光裝置100與電子元件的接著強度。此處的電子元件例如是電路板。此外，第二發光元件120與反射圍欄140的關係以及第三發光元件130與反射圍欄140的關係類似或同於第一發光元件110與反射圍欄140的關係，於此不再贅述。

在一實施例中，反射圍欄140的組成中包含樹脂以及分散於樹脂內的反射粒子，例如：氧化鈦（titanium oxide）、氧化鋅、氧化鋁、硫酸鋇或碳酸鈣。於一實施例中，反射粒子為氧化鈦，氧化鈦相對於反射圍欄140的重量百分比不小於60%，於另一實施例中，氧化鈦相對於反射圍欄140的重量百分比在10%至60%之間。於一實施例中，反射圍欄140之厚度在10微米（μm）至200微米之間。於另一實施例中，反射圍欄140之厚度在20微米至100微米之間。

如第1B圖所示，顯色層150包括第一區域150R1、第二區域150R2及第三區域150R3。第一區域150R1覆蓋第一發光元件110，並允許第一光線L1直接通過。第二區域150R2覆蓋第二發光元件120並包含波長轉換材料（亦稱第一波長轉換材料），將第二光線L21轉換成一波峰大於500 nm的第三光線L22，例如，將藍光轉換成綠光。綠光波長大致介於510 nm至560 nm之間。相似地，第三區域150R3覆蓋第三發光元件130並包含另一波長轉換材料（亦稱第二波長轉換材料），將第四光線L31轉換成一波峰大於500nm的第五光線L32。第五光線L32的波長可與第三光線L22的波長相異，例如，第五光線L32為紅光，紅光波長大致介於600 nm至660 nm之間。在另一實施例中，第三光線L22與第五光線L32可以是與前述色光相異的色光。第一區域150R1、第二區域150R2及第三區域150R3可顯示不同顏色的光，所對應顏色的排列也可依需要做調整。在另一實施例中，第一區域150R1發出綠光，第二區域150R2發出紅光，以及第三區域150R3發出藍光。

顯色層150中，第一區域150R1可包含透明材料151（亦稱第一透明材料），第二區域150R2可包含第一波長轉換材料152，以及第三區域150R3可包含第二波長轉換材料153。在一實施例中，第二區域150R2包含透明材料154（亦稱第二透明材料）以及分散在透明材料154中的第一波長轉換材料152。在一實施例中，第三區域150R3包含透明材料155（亦稱第三透明材料）以及分散在透明材料155中的第二波長轉換材料153。透明材料例如是矽膠或環氧樹脂。第一透明材料，第二透明材料以及第三透明材料彼此可以相同或不同。第一波長轉換材料152例如是可將第二光線L21轉換成第三光線L22的螢光顆粒，而第二波長轉換材料153例如是可將第四光線L31轉換成第五光線L32的螢光顆粒。顯色層150的第一區域150R1只包含第一透明材料151，不包含任何波長轉換材料，因此通過第一區域150R1的第一光線L1仍保持原本光色。第二區域150R2包含透明材料154及第一波長轉換材料152，因此能將第二光線L21轉換成不同波長的第三光線L22。第三區域150R3包含透明材料155及第二波長轉換材料153，因此能將第四光線L31轉換成不同波長的第五光線L32。在另一實施例中，顯色層150中，第一區域150R1包含第一波長轉換材料，第二區域150R2包含第二波長轉換材料，以及第三區域150R3可包含第三波長轉換材料（圖未示）。

在一實施例中，顯色層150可以是片狀的透明材料151中摻雜第一波長轉換材料152及／或第二波長轉換材料153所形成，其中未摻雜波長轉換材料的區域定義為第一區域150R1，摻雜有第一波長轉換材料152的區域定義為第二區域150R2，而摻雜有第二波長轉換材料153的區域定義為第三區域150R3。在發光裝置100的製程中，顯色層150可另外製作完成後，然後再貼附在發光元件上。另外製作的顯色層150本身為片狀且具有可撓性。

在一實施例中，第一波長轉換材料152及/或第二波長轉換材料153及/或第三波長轉換材料，例如是無機的螢光粉（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、SrLiAl₃ N₄ ： Eu²⁺ 、CaAlSi ON：Eu、（Ba、Sr、Ca）₂ SiO₄ ：Eu、(Ca、Sr、Ba)₈ MgSi₄ O₁₆ (F, Cl, Br)₂ ：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。量子點發光材料可包含主要發光的核心區（core）以及包覆核心區的殼（shell），核心區的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）、氯化銫鉛（CsPbCl₃ ）、溴化銫鉛（CsPbBr₃ ）、碘化銫鉛（CsPbI₃ ）、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）、硒化鋅鎘（ZnCdSe）、硫化鋅鎘硒（ZnCdSeS）、及硫化銅銦（CuInS）所組成之群組。

在本實施例中，顯色層150可將一光色完全轉換成另一光色。例如，第二區域150R2可將第二光線L21完全轉換成第三光線L22。換言之，第三光線L22是第二光線L21被完全轉換後形成，而非二光色混光而成。同理，第五光線L32是第四光線L31被完全轉換後形成，而非二光色混光而成。

如第1B圖所示，第一發光元件110可發出第一光線L1，第二發光元件120可發出第二光線L21，而第三發光元件130可發出第四光線L31。在一實施例中，第一光線L1、第二光線L21及第四光線L31可發出藍光。反射圍欄140位於第一發光元件110與第二發光元件120之間以及第二發光元件120與第三發光元件130之間，並環繞第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130的側面，以將第一光線L1、第二光線L21及第四光線L31反射後朝向顯色層150的方向。如此，可避免相鄰二發光元件的光線在入射至顯色層150前混光。

前述實施例之發光裝置100係以包含三個發光元件為例說明。然在另一實施例中，發光裝置100可省略第二發光元件120與第三發光元件130之一者，且對應地省略第二區域150R2或第三區域150R3。

綜上，發光裝置100可發出至少二種不同光色的色光，成為一自發光的發光結構。發光裝置100可整合在一顯示裝置中，例如發光裝置100與顯示裝置的液晶顯示面板結合，以顯示一彩色畫面。在此設計下，顯示裝置可省略彩色濾光片及背光模組。換言之，發光裝置100提供了類似有機發光二極體的自發光功能。在配置上，一發光裝置100的一個區域(第一區域150R1、第二區域150R2或第三區域150R3)可對應液晶顯示面板的一個畫素區。

請參照第2A及2B圖，第2A圖繪示依照本發明另一實施例之發光裝置200的俯視圖，而第2B圖繪示第2A圖之發光裝置200沿方向2B-2B’的剖視圖。發光裝置200包括第一發光元件110、第二發光元件120、第三發光元件130、反射圍欄140、顯色層250及黏合層160。

發光裝置200具有類似前述發光裝置100的結構，不同處在於，發光裝置200之顯色層250的結構不同於顯色層150。

顯色層250包括第一區域150R1、第二區域150R2及第三區域150R3及光吸收區251。光吸收區251位於第一區域150R1、第二區域150R2與第三區域150R3之間，且圍繞第一區域150R1的側面、第二區域150R2的側面及第三區域150R3的側面。例如，光吸收區251直接接觸第一區域150R1的側面、第二區域150R2的側面及第三區域150R3的側面。光吸收區251具有數個網格251a，網格251a為光吸收區251的貫穿部。顯色層250的一個區域(如第一區域150R1、第二區域150R2或第三區域150R3)位於對應的一個網格251a內。顯色層150的相鄰二區域被網格251a完全隔離。

光吸收區251可吸收通過顯色層150的光線(如第一光線L1、第三光線L22及第五光線L32)，可避免顯色層250的一區域內的光線穿透至另一區域而與該另一區域的光線混光。如此，發光裝置200發出的色光可保持顯色層150中所欲表現的光色。詳言之，由於光吸收區251的設計，使發光裝置200可發出非混光的藍光、綠光及紅光。

在一實施例中，光吸收區251具有光密度（Optical Density, OD）不小於1的性質。在另一實施例中，光吸收區251具有光密度不小於2的性質。其中，光密度為遮光能力的特徵，OD=log（入射光強度/透射光強度）。光吸收區251中，第一區域150R1的側面與第二區域150R2的側面之間的光吸收厚度T1、第二區域150R2的側面與第三區域150R3的側面之間的光吸收厚度T2、第一區域150R1外側面的光吸收厚度T3或第三區域150R3外側面的光吸收厚度T4彼此可以相同或不同。在一實施例中，光吸收厚度在0.1微米到100微米之間。在另一實施例中，光吸收厚度在0.5微米到20微米之間。在一實施例中，第一區域150R1的寬度與光吸收厚度的比值在2到3000之間。在另一實施例中，第一區域150R1的寬度與光吸收厚度的比值在5到30之間。在一實施例中，第一區域150R1的寬度與第一發光元件110的寬度的比值在1.0到2.0之間。在另一實施例中，第一區域150R1的寬度與第一發光元件110的寬度的比值在1.05到1.5之間。光吸收區251的材料可以是包含光吸收的材料，例如：黑色樹脂，黑色油墨或鍍鎳層。

請參照第3A1~3G2圖，其繪示第1B圖之發光裝置100的製造過程圖。

如第3A1及3A2圖所示，其中第3A1圖繪示數個發光元件配置在第一暫時載板10上的示意圖，而第3A2圖繪示第3A1圖之結構沿方向3A2-3A2’的剖視圖。

在本步驟中，可採用例如是表面黏貼技術(Surface Mount Technology, SMT)，設置至少一第一發光元件110、至少一第二發光元件120及至少一第三發光元件130在第一暫時載板10上，其中第一發光元件110、第二發光元件120及第三發光元件130可分別用以發出一波峰不大於500nm的第一光線L1、第二光線L21及第四光線L31。

如第3A1圖所示，數個第一發光元件110沿一第一直線排列成直線，其中第一直線例如是X軸向，數個第二發光元件120例如是沿第一直線排列成直線，且數個第三發光元件130例如是沿第一直線排列成直線。整排第一發光元件110、整排第二發光元件120與整排第三發光元件130沿第二直線排列，第二直線例如是Y軸向。

如第3A2圖的放大圖所示，第一發光元件110包括承載基板111、發光疊層112、第一電極113及第二電極114，其中發光疊層112包括數層半導體磊晶層，第一電極113及第二電極114形成於承載基板下方，使第一發光元件110成為覆晶。如圖所示，第一電極113及第二電極114的至少一部分陷入第一暫時載板10內。如此，使後續完成的發光裝置100的電極可突出超過反射圍欄140的下表面140b，如第1B圖所示。在另一實施例中，第一電極113的端面及第二電極114的端面可接觸第一暫時載板10的上表面10u，而不陷入第一暫時載板10內。此外，第二發光元件120及第三發光元件130具有類似或同於第一發光元件110的結構，於此不再贅述。

然後，如第3B圖所示，可採用例如是塗佈技術，形成反射圍欄140於第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130之間，其中反射圍欄140環繞第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130。如圖所示，反射圍欄140更覆蓋第一發光元件110、第二發光元件120與第三發光元件130的頂面。

然後，如第3C圖所示，可採用例如是機械式的磨平、濕式去膠法或兩者的組合，移除反射圍欄140之一部分，如反射圍欄140中覆蓋發光元件的部分，以露出第一發光元件110的頂面110u、第二發光元件120的頂面120u與第三發光元件130的頂面130u。濕式去膠法包含了水刀去膠法（Water Jet Deflash）或濕式噴砂去膠法（Wet Blasting Deflash）。水刀去膠法的原理是利用噴嘴將液體，例如水，噴出後利用噴出後壓力將反射圍欄140移除。濕式噴砂去膠法則在液體中添加特定的粒子，同時以液體的壓力以及粒子碰撞反射圍欄140的表面來移除反射圍欄140。如圖所示，第一發光元件110的頂面110u、第二發光元件120的頂面120u、第三發光元件130的頂面130u與反射圍欄140的頂面140u大致上對齊，如齊平。

然後，如第3D1及3D2圖所示，其中第3D1圖繪示顯色層150配置在發光元件上的示意圖，而第3D2圖繪示第3D1圖之結構沿方向3D2-3D2’的剖視圖。

在本步驟中，黏貼顯色層150於第一發光元件110、第二發光元件120及第三發光元件130上，其中顯色層150包括至少一第一區域150R1、至少一第二區域150R2及至少一第三區域150R3，其中一個第一區域150R1、一個第二區域150R2及一個第三區域150R3係依序排列，如第3D1圖所示。第一區域150R1為長條形，使第一區域150R1可覆蓋數個第一發光元件110。相似地，第二區域150R2為長條形，使第二區域150R2可覆蓋數個第二發光元件120，且第三區域150R3為長條形，使第三區域150R3可覆蓋數個第三發光元件130。

然後，如第3E圖所示，倒置第3D2圖的整體結構，使第一暫時載板10朝上。然後，將倒置後的整體結構設置在一第二暫時載板20上。例如，以顯色層150黏貼在第二暫時載板20的方式，將整體結構設置在第二暫時載板20上。雖然未繪示，然第二暫時載板20可具有一黏合層，以黏合顯色層150。

然後，如第3F圖所示，移除第3E圖的第一暫時載板10，以露出發光元件的電極。

然後，如第3G1及3 G 2圖所示，其中第3G1圖繪示切割第3F圖之結構的俯視圖，而第3G2圖繪示第3G1圖之結構沿方向3G2-3G2’的剖視圖。

在本步驟中，可採用刀具或雷射，形成至少一切割道C1經過第3F圖之結構，以形成至少一如第1B圖的發光裝置100。由於發光元件的電極朝上露出，因此切割時可依據電極位置進行對位，可提升切割準確性。在切割步驟中，切割道C1未貫穿第二暫時載板20。雖然圖未繪示，然切割道C1可經過部分第二暫時載板20。

然後，可分離第二暫時載板20與數個發光裝置100。由於切割道C1未貫穿第二暫時載板20，因此切割後數個發光裝置100仍保持在第二暫時載板20上。如此，可提升數個發光裝置100自第二暫時載板20上分離的作業便利性。

請參照第4A及4B圖，其繪示第2圖之發光裝置200的製程過程圖。發光裝置200的製程類似發光裝置100，不同處在於顯色層250的結構。

如第4A及4B圖所示，顯色層250透過黏合層160黏貼於第一發光元件110、第二發光元件120及第三發光元件130上。顯色層250包括第一區域150R1、第二區域150R2及第三區域150R3及光吸收區251。光吸收區251圍繞第一區域150R1、第二區域150R2及第三區域150R3。光吸收區251具有數個網格251a，第一區域150R1、第二區域150R2及第三區域150R3的一個區域(如第一區域150R1、第二區域150R2或第三區域150R3)位於對應的一個網格251a內。

發光裝置200的其它製程步驟類似於或相同於發光裝置100的對應步驟，於此不再贅述。

請參照第5A，5B及5C圖，第5A圖繪示依照本發明一實施例之發光裝置500的俯視圖，第5B圖繪示第5A圖之發光裝置500沿方向A-A1的剖視圖，而第5C圖繪示第5A圖之發光裝置500沿方向B-B1的剖視圖。

發光裝置500包括第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c、第四發光元件520d、第一波長轉換層540a、第二波長轉換層540b及反射圍欄560。

如第5A圖所示，在一實施例中，第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c以及第四發光元件520d可發出相同波長或顏色的光線。在另一實施例中，第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c以及第四發光元件520d可發出相異波長或顏色的光線。關於發光元件之波長及結構的描述可參閱[0021]至[0023]段落。在一實施例中，第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c以及第四發光元件520d的排列可以是矩陣方式排列，例如：2X2的矩陣。在一實施例中，第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c以及第四發光元件520d彼此具有大致相同的面積。在其他實施例中，第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c以及第四發光元件520d的面積也可不同。在一實施例中，第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c以及第四發光元件520d之間彼此分離。在一實施例中，第一發光元件520a與第二發光元件520b間具有一間距（第一間距），第三發光元件520c與第四發光元件520d之間具有一間距（第二間距），且第一間距與第二間距大致相等。相似地，第一發光元件520a與第三發光元件520c間具有一間距（第三間距），第二發光元件520b與第四發光元件520d之間具有一間距（第四間距），且第三間距與第四間距大致相等。

如第5A圖所示，在一實施例中，第一波長轉換層540a覆蓋第一發光元件520a及第二發光元件520b，且第二波長轉換層540b覆蓋第三發光元件520c及第四發光元件520d。詳言之，第一波長轉換層540a在第一發光元件520a的上方往第二發光元件520b的方向延伸，並穿過第一間距至第二發光元件520b上方。相似地，第二波長轉換層540b在第三發光元件520c的上方往第四發光元件520d的方向延伸，並穿過第二間距至第四發光元件520d上方。換言之，第一波長轉換層540a的面積大於第一發光元件520a及第二發光元件520b兩者的面積之和，且第二波長轉換層540b的面積大於第三發光元件520c及第四發光元件520d兩者的面積之和。在另一實施例中，第一波長轉換層540a與第二波長轉換層540b以相互交錯方式排列（圖未示），因此第一波長轉換層540a覆蓋第一發光元件520a及第四發光元件520d，且第二波長轉換層540b覆蓋第二發光元件520b及第三發光元件520c。

在一實施例中，第一發光元件520a及第二發光元件520b發出第一波長的光並透過第一波長轉換層540a轉換成第二波長的光，且第一波長與第二波長混光後形成第一混光。相似地，第三發光元件520c及第四發光元件520d發出第三波長的光並透過第二波長轉換層540b轉換成第四波長的光，且第三波長與第四波長混光後形成第二混光。第一混光與第二混光的相對色溫（Correlated Color Temperature, CCT）或CIE色點座標不同。第一波長轉換層540a與第二波長轉換層540b的波長轉換材料的密度及／或種類不同可作為達成第一混光與第二混光的相對色溫不同的技術方案。在一實施例中，第一波長轉換層540a包含接著劑542a以及波長轉換材料544a（亦稱第一波長轉換材料），且第二波長轉換層540b包含接著劑542b以及波長轉換材料544b（亦稱第一波長轉換材料）。在一實施例中，第一混光的色溫小於第二混光的色溫，因此，第一波長轉換材料544a的密度大於第二波長轉換材料544b的密度。在一實施例中，第一混光與第二混光的相對色溫相差至少2000K。此外，發光裝置500在使用時，發光裝置500的色溫是可變化的，在第一混光與第二混光兩者相對色溫之間的範圍做調整。在一實施例中，發光裝置500可操作的相對色溫在2000K至6000K之間。在另一實施例中，發光裝置500可操作的相對色溫在2000K至8000K之間。

如第5A圖所示，在一實施例中，反射圍欄560圍繞第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c以及第四發光元件520d。此外，反射圍欄560圍繞第一波長轉換層540a以及第二波長轉換層540b。反射圍欄560包含一頂表面561、一底表面563以及位於頂表面561及底表面563之間的一側表面565。反射圍欄560可反射發光元件以及波長轉換層所發出的光，並減小發光角度。在一實施例中，反射圍欄560對波長450 nm以及560 nm的光線的反射率皆大於50%以上。關於反射圍欄560之材料的描述可參閱[0028]段落。

如第5B圖所示，在一實施例中，第一波長轉換層540a的寬度W2大於第一發光元件520a的寬度W1。相似地，第二波長轉換層540b的寬度大於第三發光元件520c的寬度。在另一實施例中，第一波長轉換層540a的寬度W2大致等於第一發光元件520a的寬度W1。在一實施例中，如第5B圖所示，反射圍欄560具有上部份562以及下部份564。上部份562可分隔第一波長轉換層540a以及第二波長轉換層540b，且上部份562具有厚度T5。下部份564可分隔第一發光元件520a以及第三發光元件520c，且下部份564具有厚度T6。在一實施例中，上部份562的厚度T5小於下部份564的厚度T6。在一實施例中，上部份562的厚度T5不大於100微米，且下部份564的厚度T6不大於325微米。若下部分564厚度大於325微米，將無法有效地減小發光裝置500整體的尺寸。在另一實施例中，上部份562的厚度T5在25微米至100微米之間。若上部分562厚度小於25微米，可能無法有效地阻擋第一發光元件520a及／或第三發光元件520c的光線的穿透至隔壁的發光元件或波長轉換層，如此將會造成干擾。在另一實施例中，下部份564的厚度T6在200微米至325微米之間。在一實施例中，第一波長轉換層540a具有一上表面541a，第二波長轉換層540b具有一上表面541b。第一波長轉換層540a的上表面541a與第二波長轉換層540b的上表面541b以及反射圍欄560的頂表面561大致共平面。接著參閱第5C圖，第一波長轉換層540a從第一發光元件520a往第二發光元件520b的方向延伸並不存在上部份。下部份564可分隔第一發光元件520a以及第二發光元件520b。

如第5D圖所示，在一實施例中，第一發光元件520a的底部具有兩個電極526a（亦稱第一電極），第二發光元件520b的底部具有兩個電極526b（亦稱第二電極），第三發光元件520c的底部具有兩個電極526c（亦稱第三電極），以及第四發光元件520d的底部具有兩個電極526d（亦稱第四電極）。第一發光元件520a的底部，第二發光元件520b的底部，第三發光元件520c的底部，以及第四發光元件520d的底部皆從反射圍欄560暴露出。

發光裝置500中，透過反射圍欄560連結第一發光元件520a以及第三發光元件520c，並連結第一波長轉換層640a以及第二波長轉換層640b。如此的設計可減少另一個反射圍欄的厚度以及反射圍欄彼此之間的間距，發光裝置500的尺寸可被縮小，如此對於電子產品小型化的設計有很大的幫助。

第6A~第6I圖係顯示第5A圖之發光裝置500的製造過程圖。參照第6A圖，在一實施例中，提供一暫時性基板612、一黏膠層614形成在暫時性基板612之上、以及發光元件520a、520c位於黏膠層614上，其中，發光元件的數量在此僅為例示，於本實施例中需為4個或其倍數。在一實施例中，暫時性基板612為玻璃、藍寶石基板、金屬或塑膠材料，可做為支撐之用。黏膠層614可作為發光元件520a、520c暫時的固定之用。在一實施例中，黏膠層614為一熱固化膠（thermal curing adhesive），於此步驟，黏膠層614尚未被完全固化而仍具有黏性。在另一實施例中，黏膠層614可為光固化膠（photo curing adhesive）。

參照第6B圖，在一實施例中，於暫時性基板612上設置反射圍欄下部660a。反射圍欄下部660a的高度大致與發光元件520a、520c的厚度相同。在一實施例中，先覆蓋一反射圍欄材料（亦稱第一反射圍欄材料）於多個發光元件520a、520c，再移除部分的反射圍欄材料662以形成反射圍欄下部660a。移除部分的反射圍欄材料662可以透過機械式的磨平、濕式去膠法或兩者的組合。濕式去膠法包含了水刀去膠法（Water Jet Deflash）或濕式噴砂去膠法（Wet Blasting Deflash）。水刀去膠法的原理是利用噴嘴將液體，例如水，噴出後利用噴出後壓力將部分的反射圍欄材料662移除。濕式噴砂去膠法則在液體中添加特定的粒子，同時以液體的壓力以及粒子碰撞絕緣層材料的表面來移除部分的反射圍欄材料662。

參照第6C圖，在一實施例中，第一波長轉換層材料640a’ 覆蓋反射圍欄下部660a。在一實施例中，透過移除部分的第一波長轉換層材料642a’以形成第一波長轉換層材料640a’所欲形成的厚度。參照第6D圖，在一實施例中，第一波長轉換層材料640a’被部分地移除並露出發光元件520c以及部份的反射圍欄下部660a。此外，第一波長轉換層材料640a’被部分地移除後形成第一波長轉換層材料640a’’。在一實施例中，第一波長轉換層材料640a’被部分地移除的方式可以是用刀具切除。

參照第6E圖，在一實施例中，第二波長轉換層材料640b’ 覆蓋反射圍欄下部660a、發光元件520c以及第一波長轉換層材料640a’’。參照第6F圖，在一實施例中，第二波長轉換層材料640b’’ 被部分地移除並露出第一波長轉換層材料640a’’。第二波長轉換層材料640a’’ 被移除的方式可與移除反射圍欄材料的方式相同或相似。

參照第6G圖，在一實施例中，第一波長轉換層材料640a’’被部分地移除以形成第一波長轉換層640a。此外，第二波長轉換層材料640b’’被部分地移除以形成第二波長轉換層640b。在一實施例中，移除第一波長轉換層材料640a’’以及第二波長轉換層材料640b’’的方式可以透過刀具切割。

參照第6H圖，在一實施例中，於反射圍欄下部660a上設置反射圍欄上部660b並形成反射覆蓋物660’。在一實施例中，反射圍欄上部660b的形成方式是先形成一反射圍欄材料（亦稱第二反射圍欄材料）於反射圍欄上部660b後，再透過移除部分的反射圍欄材料並露出第一波長轉換層640a以及第二波長轉換層640b。第二反射圍欄材料被移除的方式可與移除第一反射圍欄材料的方式相同或相似。

參照第6I圖，在一實施例中，反射覆蓋物660’被部分地移除（反射圍欄的移除部分662）以形成反射圍欄660並形成發光裝置。在一實施例中，移除反射覆蓋物660’的方式可以透過刀具切割。

請參照第7A及7B圖，第7A圖繪示依照本發明一實施例之發光模組700的俯視圖，且第7B圖繪示第7A圖之發光模組700沿方向A-A1的剖視圖。

發光模組700包含發光裝置500以及一光學元件720及一承載板740。發光裝置500形成在承載板740上，此外，光學元件720覆蓋發光裝置500。參照第7B圖，在一實施例中，光學元件720具有左半部及右半部，左半部對應第一發光元件520a以及第一波長轉換層640a，且右半部對應第三發光元件520c以及第二波長轉換層640b。此外，承載板740為一電路板，具有一絕緣層742以及一電路層744。電路層744與發光裝置500電性連接。在一實施例中，光學元件720為一菲涅耳透鏡（Fresnel lens），具有多個區域各自對應發光元件。參照第7A圖，菲涅耳透鏡中具有四組的同心圓紋路各自面對發光裝置500中的第一發光元件520a、第二發光元件520b、第三發光元件520c以及第四發光元件520d。如此，發光裝置500透過菲涅耳透鏡可以近似或等同平行光方式發光。

發光模組700可應用於電子產品中的閃光燈上，透過不同色溫的光源設計，在不同環境可提供更細緻的白平衡處理，因此可更貼近真實的影像。

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。

10‧‧‧第一暫時載板

10u、541a、541b‧‧‧上表面

20‧‧‧第二暫時載板

100、200、500‧‧‧發光裝置

100a‧‧‧發光區

110、520a‧‧‧第一發光元件

111‧‧‧承載基板

111a、112a‧‧‧外表面

112‧‧‧發光疊層

140b‧‧‧下表面

112、526a‧‧‧第一電極

113、526b‧‧‧第二電極

110u、120u、130u‧‧‧頂面

120、520b‧‧‧第二發光元件

130、520c‧‧‧第三發光元件

140、560‧‧‧反射圍欄

150、250‧‧‧顯色層

150R1‧‧‧第一區域

150R2‧‧‧第二區域

150R3‧‧‧第三區域

151‧‧‧透明材料

152、544a‧‧‧第一波長轉換材料

153、544b‧‧‧第二波長轉換材料

160‧‧‧黏合層

251‧‧‧光吸收區

251a‧‧‧網格

520d‧‧‧第四發光元件

526c‧‧‧第三電極

526d‧‧‧第四電極

540a‧‧‧第一波長轉換層

540b‧‧‧第二波長轉換層

542a、542b‧‧‧接著劑

561‧‧‧頂表面

562‧‧‧上部份

563‧‧‧底表面

564‧‧‧下部份

565‧‧‧側表面

612‧‧‧暫時性基板

614‧‧‧黏膠層

640a’、640a’’‧‧‧第一波長轉換層材料

640b’、640b’’‧‧‧第二波長轉換層材料

642a’‧‧‧部分的第一波長轉換層材料

660’‧‧‧反射覆蓋物

660a‧‧‧反射圍欄下部

660b‧‧‧反射圍欄上部

662‧‧‧反射圍欄的移除部分

700‧‧‧發光模組

720‧‧‧光學元件

740‧‧‧承載板

742‧‧‧絕緣層

744‧‧‧電路層

C1‧‧‧切割道

L1‧‧‧第一光線

L21‧‧‧第二光線

L22‧‧‧第三光線

L31‧‧‧第四光線

L32‧‧‧第五光線

T1~T6‧‧‧厚度

W1、W2‧‧‧寬度

第1A圖繪示依照本發明一實施例之發光裝置的俯視圖。

第1B圖繪示第1A圖之發光裝置沿方向1B-1B’的剖視圖。

第2A圖繪示依照本發明另一實施例之發光裝置的俯視圖。

第2B圖繪示第2A圖之發光裝置沿方向2B-2B’的剖視圖。

第3A1~3G2圖繪示第1B圖之發光裝置的製造過程圖。

第4A及4B圖繪示第2圖之發光裝置的製程過程圖。

第5A圖係顯示根據本發明另一實施例所揭露之發光裝置的俯視圖。

第5B圖係顯示第5A圖之發光裝置沿方向A-A1的剖視圖。

第5C圖係顯示第5A圖之發光裝置沿方向B-B1的剖視圖。

第6A~第6I圖係顯示第5A圖之發光裝置的製造過程圖。

第7A圖係顯示根據本發明一實施例所揭露之發光模組的俯視圖。

第7B圖係顯示第7A圖之發光模組沿方向A-A1的剖視圖。

無

Claims

一種發光裝置，包括：一第一發光元件，用以發出一波峰不大於500奈米(nm)的第一光線；一第二發光元件，用以發出一波峰不大於500 nm的第二光線；一反射圍欄，位於該第一發光元件與該第二發光元件之間，並環繞該第一發光元件與該第二發光元件；以及一顯色層，包括一第一區域及一第二區域；其中，該第一區域覆蓋該第一發光元件，並允許該第一光線直接通過，且該第二區域覆蓋該第二發光元件，並將該第二光線轉換成一波峰大於500 nm的第三光線。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一區域包含一透明材料，但不包含波長轉換材料。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第二區域包含一透明材料及一波長轉換材料，該第二光線完全被該波長轉換材料轉換。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該顯色層更包括一第三區域，該發光裝置更包括：一第三發光元件，用以發出一波峰不大於500 nm的第四光線；其中，該第三區域覆蓋該第三發光元件，並將該第四光線轉換成一波峰大於500 nm的第五光線，該第五光線的波長與該第三光線的波長相異。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該顯色層更包括：一光吸收區，位於該第一區域與該第二區域之間。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括：一黏合層，位於該顯色層與該第一發光元件及該第二發光元件之間，以將該顯色層黏合在該第一發光元件及該第二發光元件上。
一種發光裝置的製造方法，包括：設置一第一發光元件及一第二發光元件在一第一暫時載板上，其中該第一發光元件用以發出一波峰不大於500 nm的第一光線，該一第二發光元件用以發出一波峰不大於500 nm的第二光線；形成一反射圍欄於該第一發光元件與該第二發光元件之間，其中該反射圍欄環繞該第一發光元件與該第二發光元件；以及黏貼一顯色層於該第一發光元件及該第二發光元件上，其中該顯色層包括一第一區域及一第二區域，該第一區域覆蓋該第一發光元件並允許該第一光線直接通過，且該第二區域覆蓋該第二發光元件，並將該第二光線轉換成一波峰大於500 nm的第三光線。
如申請專利範圍第7項所述之製造方法，在形成該反射圍欄於該第一發光元件與該第二發光元件之間之步驟後，該製造方法更包括：移除該反射圍欄之一部分，以露出該第一發光元件及該第二發光元件。
如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中設置該第一發光元件及該第二發光元件在該第一暫時載板上之步驟包括：設置複數個該第一發光元件及複數個該第二發光元件在該第一暫時載板上；其中，在黏貼該顯色層於該第一發光元件及該第二發光元件上之步驟中，該顯色層的該第一區域為長條形，以覆蓋該些第一發光元件，而該第二區域為長條形，以覆蓋該些第二發光元件。
如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中在黏貼該顯色層於該第一發光元件及該第二發光元件上之步驟後，該製造方法更包括：倒置該第一發光元件、該第二發光元件、該反射圍欄及該顯色層之整體結構，並將倒置後的該整體結構設置在一第二暫時載板上；以及移除該第一暫時載板，以露出該第一發光元件及該第二發光元件。