TWI707484B - 發光裝置 - Google Patents

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TWI707484B
TWI707484B TW103133696A TW103133696A TWI707484B TW I707484 B TWI707484 B TW I707484B TW 103133696 A TW103133696 A TW 103133696A TW 103133696 A TW103133696 A TW 103133696A TW I707484 B TWI707484 B TW I707484B
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廖世安
余仁傑
謝明勳
郭家泰
宋玉璽
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晶元光電股份有限公司
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Abstract

本發明係揭露一發光裝置，包含一半導體發光元件，發出一第一光線並包含一出光面、一位於半導體發光元件之上並包含一第一區與一第二區的透明支撐元件，以及位於透明支撐元件之上的光學元件。第一光線經過光學元件以產生一具有一光場分布的第二光線，並且光場分布具有一最大值對應於第一區以及一最小值對應於第二區。

Description

發光裝置
本發明係揭露一種發光裝置，包含有半導體發光元件與光學元件。
從白熾燈以來，發光二極體(Light-emitting diode；LED)因為兼具節能、綠色環保、壽命長、體積小等諸多優點而在各種照明應用上逐漸取代傳統照明燈具，而其中又以能發出白光的LED為各企業發展的重點。
相關的照明技術中，除了調整色溫以及顏色的參數之外，也有調整燈具的出光方向與光場的技術。而發光二極體由於體積小的關係，通常是透過於外在封裝增加各種光學構件的方式將發光二極體發出的光進行反射、干涉或繞射，以調整需要的光場。
各種不同的光學構件中，常見的有增加具有反射效果的光學構件於發光二極體相對於發光面的一側，例如反射板，藉此將發光二極體往另一側發出的光線反射回到發光面的同側， 達到增加光強度的效果。也有的是在發光面的一側或周圍加上具有改變光行進路線的光學構件，藉此遮擋(例如貼附在發光面上的光學膜)或反射(例如燈具內位於發光源周圍具有反射性的側壁)發光二極體所發出的部分光線，以改變發光二極體的光場而達到增加特定方向的光場，例如增加側向發光。
而上述具有光學構件之發光二極體更可以進一步地與其他元件組合連接以形成一發光裝置(light-emitting device)；其中，發光裝置包含一具有至少一電路之次載體(sub-mount)；至少一焊料(solder)位於上述次載體上，藉由此焊料將上述發光元件黏結固定於次載體上並使發光元件之基板與次載體上之電路形成電連接；以及，一電性連接結構，以電性連接發光元件之電極與次載體上之電路；其中，上述之次載體可以是導線架(lead frame)或大尺寸鑲嵌基底(mounting substrate)，以方便發光裝置之電路規劃並提高其散熱效果。
本發明係揭露一發光裝置，包含一半導體發光元件，包含一出光面並發出一第一光線；一透明支撐元件位於半導體發光元件之上；以及一光學元件位於透明支撐元件之上，包含一第一區與一第二區，其中第一光線經過光學元件以產生一第二光線，並且第二光線的光場具有一光場分布，並且光場分布具有一最大值對應於第一區以及一最小值對應於第二區。
本發明係揭露一發光裝置，包含一半導體發光元件，包含一出光面；一第一電極連接於半導體發光元件；一透明支撐元件包含一底面，位於半導體發光元件之上；以及一光學結構位於透明支撐元件之上，包含覆蓋於出光面之上的一第二區與一平行於該出光面的第一區，其中至少一部份第一電極被透明支撐元件覆蓋但未被半導體發光元件覆蓋，並且發光裝置發出一光場包含一最大值大致對應第一區以及一最小值大致對應第二區。
本發明係揭露一發光裝置，包含一半導體發光元件，包含一出光面；以及一透明支撐元件，包含第一斜面、第二斜面與底面，並位於半導體發光元件之上；其中發光裝置發出一光場包含一最大值大致對應第一斜面或第二斜面以及一最小值大致對應底面。
本發明係揭露一發光裝置，包含複數個半導體發光元件，其中各半導體發光元件包含一上表面、一下表面以及一反射層位於上表面與下表面之間，其中下表面的寬度小於上表面的寬度；以及一光學元件覆蓋複數個半導體發光元件。
2、2R、2G、2B:發光元件
4:透明支撐元件
6、106、107:光學元件
1061:內表面
1064:外表面
8、12:光學層
10:反射板
1201:第一光學層
1202:第二光學層
1203:第三光學層
14:光阻層
520:散熱裝置
521:散熱部
522:支撐部
5221:第一部分
5522:第二部分
5223:第三部分
20:載板
201:發光疊層
21:基板
212:第一型半導體層
213:活性層
214:第二型半導體層
215:第一電極層
216:第二電極層
217:阻擋層
22:側面
24:出光面
26:接合面
30:波長轉換層
40:承載板
42:側壁
44、68:頂面
46:底面
480、482:斜面
60:隔離層
62:側邊
64、66:斜邊
71:第一暫時載板
72:第二暫時載板
80、82、84、86、88:切割道
801、811:成長基板
802:溝槽
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1000R、1000G、1000B、1000P:發光裝置
122:第一絕緣層
124:第二絕緣層
126:第三絕緣層
142:第一電極
143:空隙
144:第二電極
146:中間層
1420、1440、1480:導電層
1481:基材
1482:導電黏著膜
601:第一區
602、604:第二區
6021、6022、6023、6024、6025、6026、6027、6028、6029、6030、6031、6032、6033、6034:第二次區
W、WL、WD:寬度
D:深度
A:凹陷方向
θ:頂角
圖1a-1b為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖；圖2a-2b為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖； 圖3為根據本發明之一實施例的發光裝置所發出的光場示意圖；圖4a-4e為根據本發明實施例中光學元件的上視圖；圖5a-5b為根據本發明實施例中光學元件的上視圖；圖6為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖；圖7a-7b為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖8為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖9a-9h為根據本發明實施例的發光裝置製造方法之流程圖；圖10a-10b為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖11為根據本發明實施例的光學元件之示意圖；圖12為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖13a-13b為根據本發明實施例的光學層之光學特性示意圖；圖14a-14c為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖15為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖16a-16b為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖17a-17b為根據本發明之實施例的發光裝置所發出的光場示意圖；圖18a~18d為根據本發明實施例的發光裝置所發出光線的CIE座標偏移；圖19a-19f為根據本發明實施例的發光裝置示意圖； 圖20a-20f為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖21a-21b為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖22a-22e為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖23a-23d為根據本發明實施例的發光裝置製造方法之流程圖；圖24a-24c為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖25a-25d為根據本發明實施例中導電層形成於發光元件上之不同實施例之製造流程示意圖。
圖26a-26e為根據本發明實施例中導電層形成於發光元件上之不同實施例之製造流程示意圖。
圖27a-27h為根據本發明實施例中發光裝置製造方法之流程剖面圖。
圖28a-28c為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖29a-29e為根據本發明實施例的發光裝置示意圖；圖30a-30d為根據本發明實施例的發光裝置示意圖。
第1a圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置100，發光裝置100包含一透明支撐元件4形成於發光元件2之上，以及一覆蓋於透明支撐元件4之上的光學元件6。在本實施例中，發光元件2為一可發出非同調性光的半導體發光元件。發光元件2具有一側面22環繞發光元件2、一出光面24以及一接合面26，其 中側面22垂直於出光面24與接合面26。透明支撐元件4覆蓋著發光元件2的出光面24與側面22，並且具有一側壁42環繞透明支撐元件4與發光元件2、一頂面44介於發光元件2與光學元件6之間，以及一底面46。其中，透明支撐元件4的頂面44位於出光面24的上方。由於頂面44在水平方向上的面積大於出光面24，因此也可以說頂面44覆蓋出光面24，但頂面44並不與出光面24共平面在頂面44與出光面24之間存在有透明支撐元件4。側壁42則垂直於頂面44與底面46，並且底面46與發光元件2的接合面26共平面。在另一實施例中，發光元件2的接合面26與底面46不共平面，例如透明支撐元件4將發光元件2包覆於內。在本實施例中，頂面44與出光面24平行，而且側壁42垂直出光面24並平行側面22。在別的實施例中，頂面44與出光面24不平行，因此側壁42僅垂直於頂面44或出光面24其中之一，但側壁42仍平行側面22。而在另一實施例中側壁42為一斜面，此時側壁42不垂直於頂面44或出光面24，並且側壁42也不平行於發光元件2的側面22。在本實施例中，側面22為一垂直於出光面24的平面，在別的實施例中側面22也可以為一斜面，並且不垂直於出光面24。在本實施例中，側面22與出光面24為相互垂直的平面，而在別的實施例中側面22與出光面24也可以視需求而形成相互垂直或不垂直的平面組合。在別的實施例中側面22與出光面24可以同為粗糙面，也可以僅有其中一面為粗糙面而另一面為平面。參考第1b圖，第1b圖具有跟第1a圖類似的結構，其中光學 元件6可以是一個多邊形，例如長方形、六角形或正方形，具有一側邊62環繞光學元件6，以及連結側邊62並位於光學元件6相對兩側的兩個斜邊64與66，而斜邊64與66並不接觸透明支撐元件4。換句話說，斜邊64與66形成在具有一高度不為零的側邊62之上，使得光學元件6具上窄下寬的外型。以長方形之光學元件6為例，光學元件6可以在四個邊上都形成斜邊，而相鄰的斜邊之間也會形成稜線；也可以是只有兩個斜邊，並且所在的位置不限於同在長方形的短邊或者長邊，也可以是位於長方形相鄰接的一個長邊與一個短邊上，這種情況下在相鄰的兩個斜邊上也會形成稜線。藉由在光學元件6上形成斜邊64與66，使發光元件2所發出的光在經過光學元件6的斜邊時改變了行進方向，因此光線分布的角度也隨之改變，所以第1a圖中的裝置與第1b中的裝置具有不同的光場。
第2a-2b圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置200，發光裝置200包含一發光元件2、一包覆發光元件2之透明支撐元件4，以及一覆蓋於透明支撐元件4之上的光學元件6。光學元件6在遠離發光元件2的表面上包含有第一區601與第二區602，其中第一區601平行於出光面24，而第二區602位於第一區601之間。本實施例中，第一區601為平面區域，而第二區602則為具有凹陷部的區域。如第2a圖所示，第二區602具有一凹陷部以一往發光元件2延伸的凹陷方向A凹陷，並且凹陷方向A垂直於光學元件6上第一區601所在區域的表面。參考第2a圖， 第二區602的凹陷部在與第一區601共水平面上具有一最大寬度W以及一最大深度D，而寬度W與深度D的比例約為2：1。並且本實施例中第二區602在凹陷處最靠近發光元件2的位置，具有一約為90度的頂角θ。在其他實施例中，可以依照所需要的光學特性，例如光場，來選擇第二區602的各種參數，例如第二區602中凹陷部的最大寬度W與深度D的比例可以是大於或小於2：1，而位於凹陷方向A頂點的頂角θ可以是一直角、銳角或是鈍角。本實施例中，僅第二區602位於發光元件2的正上方。參考第2b圖，發光元件2的側面22往正上方的延伸線和光學元件6的第二區602相交，而發光元件2的出光面24在第二區602的正下方。第二區602的最大寬度W大於發光元件2的寬度，並且第二區602的最大寬度W與發光元件2的寬度之間的比例介於1：0.01~1：1之間。在別的實施例中，第二區602的最大寬度W小於發光元件2的寬度，並且第二區602的最大寬度W與發光元件2的寬度之間的比例介於1：1~1：1.1之間。參考第2b圖，一光學層8形成於光學元件6之上，覆蓋第二區602的一部分並位於發光元件2的正上方，同時光學層8並未接觸第一區601。本實施例中，光學層8的最大寬度WL大於出光面24的寬度WD，同時大於發光元件2的寬度。此外，光學層8可以覆蓋整個第二區602，或是延伸到第一區601。在別的實施例中光學層8的最大寬度WL小於或等於出光面24的寬度WD。在本實施例中，光學層8對入射到光學層8的光線所具有的波長之波峰值範圍在450-475nm之間時，具有大於 85%的反射率；或在所入射的光線波長之波峰值介於400-600nm的範圍間時具有大於80%的反射率。在別的實施例中，光學元件6之上不具有凹陷部，此時將覆蓋有光學層8的區域定義為第二區602，並且第二區602依然在發光元件2的正上方。在其他實施例中，光學元件6不僅在表面上具有第一區601、第二區602與光學層8，也可以運用製程方法在兩側形成如第1b圖中的斜邊64與66，藉此達到需要的光學特性，例如光場。
上述實施例中，光學層8可以是一單層結構或是多層結構。單層結構例如為一金屬層，包含例如銀或者鋁，或是一氧化物層，包含例如氧化鈦，利用材料的反射性改變發光元件2所發出來的光的行進路線。其中，金屬材料選擇在製程中較不會與環境中其他材料發生反應的金屬，例如製程環境中含有硫的情況下就避免選擇銀，以免產生硫化銀等包含硫與銀的化合物。多層結構可以是分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg reflector；DBR)，例如氧化鈦(TiO2)與(SiO2)的疊層，或是金屬與金屬氧化物的疊層，例如鋁與氧化鋁的疊層，以達到反射的效果。在其他實施例中，光學層8更可以包含有波長轉換材料。在本實施例中，不論是單層結構或者多層結構，都不會完全反射光線，因此至少有部分的光線會直接穿過光學層8。在別的實施例中，可以透過增加厚度或者多層結構的層數使光線不直接穿過光學層8以增加反射的效果。
參考第2a-2b圖，其中發光元件2發出的第一光線， 經過透明支撐元件4與光學元件6之後成為第二光線。當透明支撐元件4內不包含波長轉換材料的情況下，第一光線的波長之波峰值與第二光線的波長之波峰值相同。當第一光線經過透明支撐元件4之後，部分的第一光線受到光學層8影響，或是在經過第二區602的時候因為光學元件6與外在環境折射率的不同影響，進而改變了光線的行進方向，使得第二光線與第一光線具有不同的光場分布。在別的實施例中，光學元件6更同時具有第1b圖中的斜邊64與66以及第2b圖中的光學層8，使得部分被光學層8反射的第一光線會從斜邊64與66側離開光學元件6而成為第二光線的一部分。由於斜邊64與66的尺寸、位置與傾斜角度(相對於光學元件6之表面)的不同，會影響到第一光線的行進路線。在其他實施例中，透明支撐元件4及/或光學元件6內部包含有波長轉換材料時，第一光線的行進路線將會影響第一光線被波長轉換材料所轉換的量，例如原本50%的第一光線的行進路線會接觸到波長轉換材料，但是當斜邊64與66的尺寸、位置與傾斜角度有所改變時，可能僅有30%的第一光線會接觸到波長轉換材料，此時第二光線的光學特性，例如色溫、亮度、CIE XY色度座標點或波長分布範圍，會因此有所改變。在一實施例中，發光元件2發出的第一光線為藍光，並且在透明支撐元件4內具有將藍光轉換為黃綠光的波長轉換材料，在這個實施例中當斜邊64與66的尺寸較大與位置較低時(側邊62較窄或較短)，原本沒碰觸到波長轉換材料便離開光學元件6的第一光線在斜邊產生反射，使得 更多第一光線接觸到波長轉換材料並激發產生更多的黃綠光，第二光線的波長分布範圍因而會往波長較長的範圍移動。具體而言，第二光線的波長之波峰值會偏向紅光的波長範圍，或是說第二光線的色度座標往CIE色度座標的左下方移動。
在上述的實施例中，發光元件2與透明支撐元件4的尺寸具有相同、相近或相異的長度及/或寬度的比例，並具有相似的高度，也就是透明支撐元件4的頂面44與發光元件2的出光面24之間的距離很近。對發光裝置100與200而言，在水平面上的第一方向上發光元件2與透明支撐元件4的尺寸具有一個第一比例，而在水平面上的第二方向上具有一個第二比例，其中第一方向垂直於第二方向，並且第一比例可以是大於、等於或者小於第二比例。當發光元件2為長方形時，第一方向與第二方向分別代表發光元件2長邊的方向與發光元件2短邊的方向。在一實施例中，第一比例與第二比例大約是介於1：1.04~1：7.1之間。此外，當本發明實施例中的兩個發光裝置具有相同或者相近之第一比例及/或第二比例，並且其水平面上的邊長中的較短邊長的長度大於某個限制值，此二發光裝置具有大致相同的發光強度。舉例而言，發光裝置A具有一第一比例為1：2.11以及一第二比例為1：1.83，以及一發光裝置B具有一第一比例為1：1.81以及一第二比例為1：1.57，兩個發光裝置的發光強度之間的差值小於發光裝置A的發光強度的百分之一。在這個實施例中，兩個發光裝置具有相近的第一比例及第二比例，第一比例的比值為1.16(2.11/1.81=1.16)， 而第二比例的比值為1.65(1.83/1.57=1.65)，兩個發光裝置之間對應的兩個比例之間的比值皆小於2，而兩個發光裝置的發光強度差也小於百分之一。若是兩個發光裝置具有相近的尺寸比例(兩個尺寸比例的比值小於2，例如1.1、1.2、1.4與1.6)時，在發光裝置水平面上的邊長中的最短長度低於某個限制值，例如1.4mm時，發光裝置的發光強度會受到前述較短邊的長度的影響。舉例來說，當兩個發光裝置包含有同樣的發光元件2並具有相同的第一比例及/或第二比例，例如約為1：2的時候，當兩個發光裝置的短邊長度大於一限制值，例如1.4mm，兩個發光裝置的發光強度近似。但是在同樣比例下，水平面上的最短長度低於限制值的時候，例如兩個發光裝置的短邊長分別為1.3mm與1.0mm時，邊長為1.3mm的發光裝置的發光強度大約比邊長為1.0mm的發光裝置的發光強度多了至少百分之一。也就是具有同樣長短邊比例的兩個發光裝置，只要邊長都大於限制值的時候會具有近似的發光強度，例如兩個裝置的發光強度相差小於發光強度較大者的百分之一，但若是有其中一個發光裝置的邊長低於限制值時，兩個發光裝置的發光強度就有較為明顯的差異。
第3圖為根據本發明實施例所揭露之發光裝置300發出的第二光線的光場分布示意圖，圖上的兩個曲線代表的是從兩個不同的方向量測光場分布的情況，在這兩個方向上光場的分布範圍約略介於-90°~+90°之間，而在其他實施例中，分布範圍約略介於178°~190°。兩個光場各自具有兩個峰部以及一個谷 部，並且光場約略以谷部為中心往兩側對稱分布。其中，兩個峰部大致對應第一區601且谷部大致對應第二區602。在其他實施例中，因第二區602凹陷的深度不同，影響發光元件2所發出的光行進方向，造成峰部的位置對應到發光裝置的位置會往遠離發光裝置中心的方向移動，甚至由原本對應到的第一區601向外移動到超出側邊62的範圍。但整體來說，發光裝置發出的第二光線的光場分布具有一最大值對應於第一區601以及一最小值對應於第二區602。在本實施例中，兩個光場各自的最大值與最小值的比值介於1.05~2倍之間。在本實施例中，因為沒有設置波長轉換材料，例如螢光粉，所以第一光線的波長之波峰值與第二光線的波長之波峰值相同。而在別的實施例中，不論是在發光元件2與透明支撐元件4之間設置有波長轉換材料，或者是在透明支撐元件4內有波長轉換材料存在，又或者光學元件6的內部、第一區601、第二區602與光學層8的任一或全部包含有波長轉換材料，都會使得第二光線與第一光線的波長之波峰值不同，而波長轉換材料可以是一層或多層相同或者相異的材料。同樣地，在別的實施例中波長轉換材料更包含有黏著層與具有增加亮度用途的增亮劑，例如二氧化矽。
第4a-4e圖為根據本發明實施例所揭露之光學元件6的上視圖，光學元件6為一個長方形並具有由第一區601與第二區602所形成的各種不同樣態。本實施例中，第一區601為平面區域，而第二區602則包含有凹陷區，並且選擇性地有光學層位於 其上。參考第4a圖，光學元件6的表面上有著位於兩個第一區601之間的第二區602，其中兩個第一區601是位在平行於光學元件6的長邊的方向上。參考第4b圖，光學元件6的表面有著位於兩個第一區601之間的第二區602，其中兩個第一區601是位在平行於光學元件6的短邊的方向上。在第4a-4b圖的實施例中，第二區602皆從光學元件6的一邊延伸到另一邊，例如第4a圖中第二區602是沿著光學元件6的短邊從一長邊延伸到另一長邊，在第4b圖中則是沿著光學元件6的長邊從一短邊延伸至另一短邊。而在別的實施例中，第二區602可以僅接觸到光學元件6的單一邊，或者並未接觸到光學元件6的任一邊。參考第4c圖，在光學元件6的表面上具有一個呈十字型的第二區602以及位於四個角落上的第一區601。第二區602包含一個沿著光學元件6長邊延伸的第二次區6021，以及一個沿著短邊延伸的第二次區6022。位於光學元件6表面上的四個角落的第一區601的面積可以相同或相異，而第二次區6021與6022的寬度可以相同或相異。參考第4d圖，在光學元件6的表面上具有六個第一區601以及一個將光學元件6的表面分隔成網格狀的第二區602。光學元件6表面上的六個第一區601的面積可以相同或相異，而第二區602則包含兩個沿著長邊延伸的第二次區6023與6024，以及一個沿著短邊延伸的第二次區6025，並且這三個第二次區的寬度也可以相同或者相異。在第4e圖的實施例中，表面有九個面積大致相同的第一區601以及一個將光學元件6的表面分隔成網格狀的第二區602，位於光學元件6 表面上的九個第一區601的面積可以相同或相異，而第二區602則包含兩個沿著長邊延伸的第二次區6026與6027，以及兩個沿著短邊延伸的第二次區6028與6029，並且這四個第二次區的寬度也可以相同或者相異。如前所述，在第4a-4e圖的各種實施例中，第一區601為平面區域，而第二區602則包含有凹陷區，並且選擇性地可以有光學層位於其上。更參考第2b圖的實施例，位於第二區602的光學層8可以是僅覆蓋第二區602，也可以接觸到第一區601，又或是覆蓋到第一區601的一部份。在別的實施例中，第一區601以及第二區602皆為平坦面，但僅第二區602有光學層8位於其上，而第一區601的上方沒有光學層。
第5a-5b圖為根據本發明實施例所揭露之光學元件6具有不同的第一區601與第二區602所形成的樣態的上視圖。參考第5a圖，位在光學元件6的表面的第二區602包含兩個相互不平行也不垂直的第二次區6030與6031，以及被第二區所分隔為具有不同面積的四個第一區601。而在第5b圖中，位在光學元件6的表面的第二區602則包含兩個平行的第二次區6033與6034，與不垂直也不平行於第二次區6033與6034的第二次區6032，以及被第二區602分割為六個不同面積的第一區601。在別的實施例中，第二次區6033與6034彼此相互不平行。
綜上所述，在光學元件6遠離發光元件2的表面上，可以依據需求形成各種不同的表面樣態，藉由相互垂直或者不垂直的第二次區將表面分成複數個面積相同或者不同的第一區 601，並且這些第二次區可以是分別平行或不平行於光學元件6的長邊與短邊。在別的實施例中，第二次區也可以是平行或不平行於光學元件6相鄰的兩邊。在光學元件6的表面上，被第二區602所分割所形成的複數個第一區601可以具有相同或是不同的面積，而第二區602也可以包含有相同或是不同面積的第二次區。第4a-4e圖與第5a-5b圖的實施例中，光學元件6不僅可以具有不同的表面樣態及更可以具有第1b圖的實施例中的斜邊。而位在光學元件6的第二區602也可以選擇性地包含有凹陷部或者光學層8形成於其上。
第6圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置300，發光裝置300包含一透明支撐元件4包覆發光元件2，與一位於透明支撐元件4之上的光學元件6，並且在光學元件6上覆蓋有光學層8，以及在發光元件2相對於光學元件6的另一側的反射板10。透明支撐元件4覆蓋著發光元件2並且具有一側壁42環繞透明支撐元件4與發光元件2、一頂面44介於發光元件2與光學元件6之間，以及一底面46。其中，底面46與發光元件2的接合面26共平面。在本實施例中，在底面46側的反射板10反射至少部分由發光元件2所發出的第一光線，並且部分被反射的第一光線會從側壁42離開發光裝置300。在某些實施例中，在反射板10上更包含有電路與發光元件2電性連接，或是在發光裝置300的透明支撐元件4內包含有波長轉換材料，並且這些波長轉換材料會被部分第一光線所激發。
第7a-7b圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置400，發光裝置400包含一透明支撐元件4包覆發光元件2，與一位於透明支撐元件4之上的光學元件6，並且在光學元件6上覆蓋有光學層8，以及在發光元件2相對於光學元件6的另一側具有第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126，並且三個絕緣層之間互相不接觸。其中第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126位於發光元件2的下方，其中第三絕緣層126與發光元件2相對應，例如位於發光元件2正下方，而第一絕緣層122與第二絕緣層124對應於側壁42並包含不位於發光元件2的下方的部分。第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126的材料可以包含氧化物，例如二氧化鈦。接著參考第7b圖，在第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126之上更覆蓋有第一電極142與第二電極144，使發光元件2得以藉由第一電極142與第二電極144與外部電路電性連接。第一電極142與第二電極144位於發光元件2遠離光學元件6的一側，且第一電極142與第二電極144之間具有空隙，並藉由第三絕緣層126使電極之間彼此電性隔絕。
第8圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置500，發光裝置500包含一透明支撐元件4包覆發光元件2，與一位於透明支撐元件4之上的光學元件6，以及在發光元件2相對於光學元件6的另一側具有第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126。第一絕緣層122與第二絕緣層124各自有一部分被發 光元件2所覆蓋，而第三絕緣層126則位於發光元件2的下方，並且第三絕緣層126可以是部分或者全部被發光元件2所覆蓋，並且第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126彼此互相不接觸。在本實施例中，透明支撐元件4更包含斜面480、482介於側壁42與底面46之間，並且斜面480、482從底面46向上延伸的垂直高度低於發光元件2的厚度，第一絕緣層122與第二絕緣層124則分別覆蓋斜面480、482與一部分的底面46。在其他實施例中，斜面480、482從向上延伸的垂直高度則高於發光元件2的厚度。發光裝置500中，斜邊64與66位於光學元件6側邊62之上並各自大致對應到斜面480與482，亦即斜面480與發光元件2的側面22之間的最短水平距離大約與斜邊64與發光元件2的側面22之間的最短水平距離相同，而斜面482與發光元件2的側面22之間的最短水平距離大約與斜邊66與發光元件2的側面22之間的最短水平距離相同。斜面480與側面22之間的最短水平距離以及斜面482與側面22之間的最短水平距離可以相同、相異或相近，而斜邊64、66在水平上距離側面22的最短距離也有類似的特性，在其他實施例中也可以是斜邊、斜面與側面之間的最長水平距離或者平均水平距離相同、相異或相近。在另一實施例中，斜面480和斜邊64在水平上與發光元件2的側面22距離也可以不相同，可以是水平上各自距離側面22最短距離或是最遠距離不同。第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126的材料包含有氧化物，例如二氧化鈦。在本實施例中，第一絕緣層122、第二絕 緣層124與第三絕緣層126更可以做為反射層使用，藉以反射發光元件2所發出的光。因此在發光裝置500中，透明支撐元件4包覆發光元件2，並且與透明支撐元件4相連的第一絕緣層122與第二絕緣層124可以作為反射層使用，並具有一水平位置低於或約等於發光元件2的高度。而本實施例中，透明支撐元件4具有上寬下窄(連接光學元件6的一側較寬，連接絕緣層的一側較窄)的外型與斜面480、482。本實施例中，更在斜面480、482上覆蓋有第一絕緣層122與第二絕緣層124。
在第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126之上覆蓋有第一電極142與第二電極144，使發光元件2得以藉由第一電極142與第二電極144與外部電路電性連接。第一絕緣層122位於第一電極142與透明支撐元件4之間，第二絕緣層124位於第二電極144與透明支撐元件4之間。第一電極142與第二電極144往外延伸至透明支撐元件4的側面42，並且第一絕緣層122與第二絕緣層124也從發光元件2延伸至側面42。發光元件2的n型半導體層與p型半導體層則分別藉由第一電極142與第二電極144與外部電路電性連接，並且第一電極142與第二電極144位於發光元件2遠離光學元件6的一側。其中第一電極142與第二電極144之間具有空隙位於第三絕緣層126相對於發光元件2的一側，避免電極之間電性連結造成短路，更藉由第三絕緣層126電性隔絕兩個電極。第一電極142與第二電極144從被發光元件2所覆蓋的部分向外延伸到透明支撐元件4的下方，此時向外延伸 的部分便不被發光元件2所覆蓋。
第9a-9h為根據本發明實施例的發光裝置製造方法之流程圖，參考第9a圖，複數個發光元件2位於一載板20上，每一個發光元件2被透明支撐元件4覆蓋，彼此之間也以透明支撐元件4隔離。載板20為一承載裝置，以提供發光元件2支撐以及供後續製程操作，可以是硬質材料，例如陶瓷或藍寶石基板，也可以是具有彈性的材料，例如玻璃纖維或三氮雜苯樹脂(BT)。在其他實施例中，透明支撐元件4的形成是先覆蓋一層第一透明材料，接著於第一透明材料之上再覆蓋一波長轉換材料，而波長轉換材料可選擇性地被包覆在一第二透明材料之內，接著再於波長轉換材料之上再覆蓋一第三透明材料。因此，透明支撐元件4內由載板20往遠離載板20的方向依序可以包含有第一透明材料、波長轉換材料與第三透明材料，或者可以是第一透明材料、第二透明材料與波長轉換材料的混合物以及第三透明材料，並且第一透明材料、第二透明材料以及第三透明材料的材料可以由同一材料組成，或者由兩種或以上的材料組成，例如三個透明材料同為環氧樹脂(Epoxy)或者三個透明材料各自包含有環氧樹脂(Epoxy)及矽氧樹脂(Silicone)；又或者各透明材料由具有相同化學元素，但不同的化學組成或比例的材料組成。
在其他實施例中，載板20與發光元件2之間更包含一層黏著層強化兩者之間的附著強度。此外，載板20與發光元件2之間可以未完全密合，即形成透明支撐元件4時，部分材料會流 入發光元件2與載板20之間，造成發光元件2不完全直接接觸載板20而有部分透明支撐元件4位於載板20與發光元件2之間。參考第9b-9c圖，覆蓋光學元件6於發光元件2之上後移除載板20，而在光學元件6與發光元件2之間可形成一黏著層(未繪示於圖中)，使得光學元件6在後續流程中不易與發光元件2剝離，並且黏著層的材料可以跟透明支撐元件4的材料相同或者相異。參考第9d圖，在透明支撐元件4上形成切割道80、82與84，透過切割道80、82與84用來分離任兩個位於切割道兩側的發光單元，例如9d圖中的切割道84可以分離圖中的的兩個發光元件2，並且切割道並未接觸光學元件6，也就是在切割道與光學元件6之間還有透明支撐元件4的存在，而每一個發光元件2位於兩個切割道之間。參考第9e圖，以一個發光元件2，於發光元件2的相對於光學元件6的一側形成第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126。其中填入切割道80與82的絕緣材料形成第一絕緣層122與第二絕緣層124，而覆蓋於發光元件2之上的絕緣材料則形成第三絕緣層126。在第9d與9e圖中，切割道80、82與84的形成可以是透過固態的刀具，例如金屬刀或塑膠刀，或者是雷射與蝕刻等製程在透明支撐元件4的表面上形成具有相同、相異或相近的深度與寬度的切割道。因為切割道形成的方法不同，因此在透明支撐元件4的表面上可以是平坦或者粗糙的。在本實施例中，複數個絕緣層的厚度與寬度也可以相同或者相異，並且絕緣層的表面也可以是平坦的區域或者是粗糙的區域。參考第9f-9g圖，在第 一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126之間覆蓋第一電極142與第二電極144，提供發光元件2與外部電路電性連接的路徑，其中第一電極142與第二電極144各自具有一部份接觸第一絕緣層122與第二絕緣層124但不與發光元件2重疊，其中第一絕緣層122位於第一電極142與透明支撐元件4之間，第二絕緣層124位於第二電極144與透明支撐元件4之間，以及第三絕緣層126與底面46以及發光元件2的接合面26相接，並且第一電極142與第二電極144的厚度與長度可以相同或相異。接著於光學元件6遠離發光元件2的一側形成切割道86與88，所使用的方法包含但不僅限於前述形成切割道的方法，使切割道86與88的位置大約對應切割道80與82，並且切割道86與88也不會接觸到透明支撐元件4，也就是不僅切割道80與82不會切穿透明支撐元件4，切割道86與88也不會切穿光學元件6。接著沿切割道80、82、86與88以劈裂或切割等方式形成如第9h圖中的發光裝置500，並同時產生斜邊64與66，其中斜邊64與66可以是平整面或者粗糙面。第9h圖中的發光裝置500，相較於第6圖中的發光裝置300或第1a-1b圖中的發光裝置100而言，發光裝置500中發光元件2所發出的光除了部分直接經由透明支撐元件4的頂面44離開光學元件6，更有一部分是先經由接觸著斜面480、482的第一絕緣層122與第二絕緣層124所反射，再經由透明支撐元件4的頂面44離開光學元件6，造成發光元件2發出的光線所形成的光場，與發光裝置500發出的光線的光場不同。本實施例中，絕緣層122、124不僅 提供電極之間的電性絕緣功用，更提供了反射層的功能。因此相較於發光裝置100或發光裝置300而言，發光裝置500中發光元件2所發出的光經過透明支撐元件4的側壁42離開發光裝置的光較少，亦即發光裝置500具有更高比例的光在發光元件2往頂面44的方向，而提供更好的指向性。並且發光裝置500發出的光線具有一光場分布，而光場分布更具有一最大值大致對應斜面480、482以及一最小值大致對應底面46。
第10a圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置600，發光裝置600包含一透明支撐元件4形成於發光元件2之上。透明支撐元件4覆蓋著發光元件2，並且具有一側壁42環繞透明支撐元件4與發光元件2，一頂面44覆蓋發光元件2但不接觸發光元件2，以及一底面46。底面46包含與接合面26共平面的部分以及往透明支撐元件4頂面44延伸的斜面，而側壁42則垂直於頂面44以及底面46中與發光元件2的接合面26共平面的部分。在本實施例中，底面46透過一斜面與側壁42相連，而在別的實施例中底面46水平式的向兩側延伸至側壁42的延伸線上，並直接與側壁42相連。在其他實施例中，發光元件2的接合面26與底面46不共平面，也就是部分透明支撐元件4位於發光元件2的接合面26與底面46之間。第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126則位於透明支撐元件4的底面46與發光元件2的接合面26的一側，並在絕緣層之間具有第一電極142與第二電極144。第一絕緣層122與第二絕緣層124覆蓋著斜面，並提供反射 的功能以改變光行進的方向進而改變光場。本實施例中，透明支撐元件4之上同樣可以包含有第一區與第二區，並同樣可以具有但不僅限於第4a-4e圖或5a-5b圖之內容所揭示的光學元件6上的各種組成態樣，可以是包含平坦的第一區以及凹陷的第二區，並且在第二區上可以選擇性的覆蓋光學層8；或是覆蓋光學層8的第二區，以及未被光學層8所覆蓋的第一區。參考第10b圖，透明支撐元件4不僅可以有不同的樣態在頂面44上，也可以在頂面44上往靠近側壁42的地方形成一個斜面連接到側壁42。並且在第10b圖的實施例中，同樣可以在頂面44上具有各種不同的樣態，並根據所需要產生的光場在頂面44上設計不同的表面及/或斜面連接側壁42。
第11圖為根據本發明之另一實施例所揭露之光學元件6的上視圖。在本實施例中，光學元件6為一長方形，其中光學元件6的表面為平面區域，並可分為第一區601與第二區604，第二區604上覆蓋有光學層。第11圖中，第二區大致位於光學元件6表面的中心位置且為一圓形，因此第二區604的圓心大致位於光學元件6表面的幾何中心。第二區604的形狀除了圓形之外，也可以是橢圓形、矩形、多邊形、十字形或是輪廓包含有平滑曲線的多邊形，或者是第4a-4e與5a-5b圖中所顯示的第二次區的各種樣態，但其中第二區604的幾何中心大致與光學元件6表面的幾何中心相重疊，並且選擇性地具有以幾何中心彼此對稱的輪廓。覆蓋在第二區604的光學層利用材料的反射性改變發光元件2 所發出來的光的行進路線，相較於包含氧化矽的光學元件6，光學層更包含有不同於光學元件6的材料。其光學層的材料可以是金屬例如銀或者鋁，或是氧化物，例如氧化鈦。其中，金屬材料的選擇使用製程中較不會與環境中其他材料發生反應的金屬，例如製程環境中含有硫的情況下就避免選擇銀，以免產生硫化銀等包含硫與銀的化合物。光學層也可以是多層結構，例如分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg reflector；DBR)，而材料可以是氧化物的疊層，例如氧化鈦(TiO2)與(SiO2)的疊層；或是金屬與金屬氧化物的疊層，例如鋁與氧化鋁的疊層，以達到反射的效果。在其他實施例中，光學層的材料更可以包含有波長轉換材料。在本實施例中，不論是單層結構或者多層結構，都不會完全反射光線，因此至少有部分的光線會直接穿過光學層。在別的實施例中，可以透過增加厚度或者多層結構的層數使光線不直接穿過光學層以增加反射的效果；或是加入散射粒子，讓光線可以經散射粒子散射之後再離開發光裝置。透過光學層的設置，會形成類似第3圖所示的光場分布示意圖，使得光場分布具有一最大值對應於第一區601以及一最小值對應於第二區604。在本實施例中第二區604為一平面，但在別的實施例中第二區604包含有粗糙面，並且粗糙面上可以有規則或者不規則的突起以增加散射或反射的效果。由於第二區604上覆蓋有光學層，發光元件2發出的光線不會特別集中於某一方向上，因此可避免或減輕發光裝置產生光暈的情況。在別的實施例中，當透明支撐元件4內包含有波長轉換材料 時，波長轉換材料受激發後發出的光線也會被位於第二區604的光學層所反射或散射使得光線不會集中於某個區域，因此避免了光暈的發生。相同地，光學元件6上也可以有斜邊64與66，並與第二區604上的光學層一同提供光學效果。
第12圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置700，發光裝置700包含一透明支撐元件4形成於發光元件2之上。透明支撐元件4覆蓋著發光元件2，而光學元件6位於透明支撐元件4之上。光學層12位於光學元件6與透明支撐元件4之間，而第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126位於發光元件2相對於光學層12的一側，並在絕緣層之間具有第一電極142與第二電極144與發光元件2電性連接。光學層12可以是單層或者多層結構，材料的組成包括但不限於第11圖的實施例中覆蓋在第二區604上的材料。本實施例中，光學層12為一多層結構，例如DBR結構，組成的成分則可以是金屬與金屬、金屬與氧化物或氧化物與氧化物的疊層，例如氧化鈦與的疊層，並且光學層12具有如第13a~13b圖所示的光學特性。光學層12在入射波長之波峰值420~750nm之間，具有約略100%的反射率，可以反射發光元件2發出的光，包含紅光、黃光、藍光以及綠光。光學層12在350~420nm以及大於750nm的部分則幾乎不反射。如第13a圖所示，光學層12可進一步包含第一光學層1201與第二光學層1202，並且第一光學層1201在420~600nm之間而第二光學層1202在550~750nm之間各自具有約略100%的反射率，藉由兩個光學層的組合提供如第13a 圖的光學效果。在第13b圖中，光學層12由第一光學層1201、第二光學層1202與第三光學層1203組成，三個光學層各自具有不同的光學特性，堆疊後具有在420~750nm之間反射率約略100%的光學特性。第13a~13b圖所示為根據本發明實施例的光學層之光學特性示意圖，其中第一光學層1201、第二光學層1202與第三光學層1203的厚度不同，而在其他實施例中，上述的三個光學層各自的厚度相同。更在其他實施例中，光學層12可以是由三層以上厚度相同或者不同的材料層所組成。光學層12所包含的複數個材料層各自具有不同的光學特性，並且可以在同樣的波長範圍內提供類似的反射率，例如第13a圖中，第一光學層1201與第二光學層1202在550~600nm之間都具有約略100%的反射率。在其他實施例中，光學層12更可以在380~980nm之間具有約略100%反射率的光學特性。當光線入射到光學層12的角度增加時，例如大於90度或者大於110度的時候，光學層12對於可以反射的光波長降低。以原本入射到光學層12的光線為紅光搭配藍光的白光為例，當入射角度增加的時候，紅光成分(波長之波峰值大於藍光)不會被反射。換言之，將光學層能提供約略100%反射率的波長範圍增加，例如增加到980nm的情況，可以改善上述在大角度入射情況下無法反射紅光的情況。
在第12圖的實施例中，光學層12實質上覆蓋整個發光裝置700的橫截面，也代表光學層覆蓋發光元件2、第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126，使得發光元件2發出 的光線在經過光學元件6之前必然經過光學層12，而被光學層12反射的部份也會於被絕緣層反射後，經過側壁42離開發光裝置700。因此，對發光裝置700而言，所形成的光場在水平方向的各個角度上具有類似的光強度。在其他實施例中，當發光裝置700在所設置的水平面上具有相同的長度與寬度的情況下，所形成的光場會呈現明顯的對稱性。透明支撐元件4更可以包含波長轉換材料，使得部分波長轉換材料被發光元件2發出的光激發產生光線，這些光線部分被光學層12反射到絕緣層，再經絕緣層的反射從側壁42離開發光裝置700。在透明支撐元件4包含波長轉換材料的情況下，更由於光學層12覆蓋整個發光裝置700，使發光裝置700從上視不會觀察到波長轉換材料的存在。由於發光裝置700在各角度上的光強度類似，使發光裝置各角度上的顏色(color over angle；COA)也相當一致。
參考第14a圖的實施例，在發光裝置700之上更可以覆蓋有光學層8，使得光學元件6的表面可以有不同的表面態樣，形成如前述第4a~4e圖以及第5a~5b圖中所顯示光學元件上視圖中的各種形式，也可以形成如上述第11圖的實施例中光學層覆蓋於光學元件6表面的第二區604的情況。本實施例中，光學層8的材料與光學層12相同，並藉由光學層8的設置提供不同於第12圖中的光學分布。光學層8的材料可以跟光學層12不同，而厚度也可以是相同或者不同。在第14b圖的實施例中，光學元件6與透明支撐元件4之間沒有光學層12，而光學層12則環繞發光裝置 700的側邊，使得發光元件2發出的光部分直接經過光學元件6便離開發光裝置700。在第7a~8圖中直接從發側邊離開發光裝置700的光線，以及經第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126反射後由側壁離開發光裝置700的光線，在本實施例中受到環繞發光裝置700的光學層12影響，被反射後經過光學元件6的頂面68離開發光裝置700，進而減少了側向發光，並使得發光裝置700大部分(大於80%)的光線都經過頂面68離開，而成為一表面發光(surface emitter)的發光裝置。在其他的實施例中，更有超過90%的光線都是經由頂面68離開發光裝置700。並且在其他實施例中，發光裝置700可以包含有上述各個實施例中的斜邊64、66、各種不同實施樣態的頂面68、斜面480與482，並且更可以選擇性地將光學層12設置於位於光學元件6與透明支撐元件4之間，或是將光學層12設置於發光裝置的側壁。在第14b圖的實施例，光學元件6具有一第一區域及一第二區域，第一區域之寬度比第二區域大。
第15圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置800，發光裝置800包含一第12圖中的發光裝置700、一光學元件106以及一承載板40。發光裝置700的第一電極142與第二電極144與位於承載板40上的電路(未繪示於圖中)或導電部(未繪示於圖中)電性連接，而光學元件106覆蓋發光裝置700，但承載板40靠近發光元件2的表面僅一部分被光學元件106所覆蓋。在其他實施例中，承載板40的表面被發光裝置700與光學元件106 覆蓋，也就是承載板40的表面不僅直接接觸發光裝置700，承載板40更有其他部分直接接觸光學元件106。本實施例中，至少一部份由發光元件2發出的光經由光學元件106離開發光裝置800，而光學元件106可以是單層或者多層結構並且相對於發光元件2發出的光線同時具有穿透以及反射的特性。光學元件106可以是一硬性材質，例如玻璃，也可以是一軟性材質，例如塑料等在常溫(25℃)或高溫(>50℃)下會發生形變的材料。在其他實施例中，透明支撐元件4包含波長轉換材料的情況時，至少部分波長轉換材料受激後發出的光線能穿透光學元件106而不被吸收或者反射。在本實施例中，發光裝置700不直接接觸光學元件106，因此在其他實施例中發光裝置700與光學元件106之間的空隙可以選擇性地填入流體以增加導熱效果，例如在環境溫度15℃以及氣壓1bar的環境下具有導熱係數40~180(mW/m-K)的氣體，像是氦氣、氖氣、氫氣、氯氟烴，氫氯氟烴，二氟甲烷或五氟乙烷等單一種氣體或多種氣體的混合氣體，也可以填入具有相當導熱係數的流體，同樣可以增加導熱的效果。本實施例中，發光裝置700與光學元件106之間沒有再額外填入流體，因此位於第一電極142與第二電極144之間的空隙143內也沒有另外填充進入發光裝置800的流體；而發光裝置700與光學元件106之間以及空隙143可以是真空的狀態，或者僅有形成發光裝置800時自然存在的氣體。在填入流體的時候，流體會至少充滿發光裝置700與光學元件106之間的部分空間，並且也至少填入部分的空隙143。當空隙143有 流體填充於其間的時候，等同於對發光裝置800進行底部填充(underfill)，不僅增加了散熱還改進了發光裝置800整體結構的穩定程度。而填入發光裝置700與光學元件106之間以及空隙143的流體，對於發光裝置700所發出的光為透明，也就是至少部分發光裝置700所發出的光可以直接穿過流體而不被吸收或反射。波長轉換材料除了可以存在於發光裝置700內的透明支撐元件4之內，也可以存在於發光裝置700與光學元件106之間的流體，或者是形成於光學元件106之上，例如位於光學元件106上靠近發光裝置700的內表面1061，或者是位於光學元件106上遠離發光裝置700的外表面1064，以吸收發光裝置700於一個方向或者多個方向所發出的光線。當波長轉換材料形成於光學元件106之上的時候，波長轉換材料上的熱更容易向外逸散，可避免過多的熱積存於發光裝置800內造成發光元件2的發光效率降低。本實施例中，光學元件106為一具有平整表面的元件，在其他實施例中光學元件106的內表面1061及/或外表面1064更可以有各種規律或者不規律的，具有相同形狀或者不同形狀的突起、粗糙部或者孔穴位於光學元件106的各種表面，而達到改變發光裝置800的光場分布的功效。
除了如第15圖用一光學元件106覆蓋一發光裝置700的結構，本發明的另一實施例的側視圖，如第16a圖所示，更可以利用一光學元件107覆蓋位於承載板40上的複數個發光裝置700以形成發光裝置900，承載板40上的電路(未繪示於圖中)或 導電部(未繪示於圖中)可以電性連接複數個發光裝置700。在第16a圖的實施例中，發光裝置700具有一上寬下窄(梯形)的外型，其結構類似第14A、14B圖所示；在第16b圖的實施例中，發光裝置700具有上寬下窄(T型)的結構，其詳細結構如第14C圖所示，並以較窄的一側與承載板40相連接。其中上寬下窄的外型是為了讓發光元件2發出的光線所形成的光場更大，例如選擇寬度大於透明支撐元件4的光學元件6，讓光線可以照射到更大的範圍。而在第14C圖中的結構，上寬下窄的外型是在製作過程中利用切割的步驟形成。此外，在光學元件107與承載板40之間亦可以選擇性地填入流體(例如氣體)增加散熱的效果，或者在流體內加入波長轉換材料。如前所述，在形成發光裝置800時填入流體，部分流體會流入發光裝置800內的空隙143；而在本實施例中，在形成發光裝置900的同時填入流體，部分流體也會流入發光裝置700與承載板40之間，進而形成底部填充(underfill)的情況，除了達到散熱效果之外也增加了發光裝置700與承載板40之間的接合強度。在另一實施例中，一透明材料環繞並覆蓋發光裝置700，且填入承載板40與複數個發光裝置700間的空隙，而形成光學元件107；其中，透明材料的厚度略高於發光裝置700的高度，使發光裝置700從各個方向發出的光線會先經過透明材料才離開發光裝置900。參考第15圖的結構，本實施例中發光裝置700具有一上寬下窄的外型，位於透明支撐元件4內的波長轉換材料會被光學層12所遮蓋，從上視的角度並不會觀察到波長轉換材料的存在， 也就是不論發光裝置900發光與否，從上視的角度不會看到波長轉換材料的存在，而改善發光裝置900的視覺效果。發光裝置700上寬下窄的外型可以透過形成單一個發光裝置700的切割步驟產生，或者利用成模以及磊晶堆疊等方式形成。如上述的理由，當應用上為了美觀或者其他需求而不希望從上視角度看到波長轉換材料時，上述外型不需要再增加其他光學膜或者改變光學元件及/或填充入發光裝置的流體的材料，便能達到遮蔽波長轉換材料的效果，從而減少發光裝置700發出的光線被其他光學膜或者光學元件107自身所吸收的情況。以發光裝置900的外觀而言，光學元件107的外型可以是一橢圓形、圓柱形或一上寬下窄的形狀，更可以依照需要的光型改變光學元件107的外型。此外，當承載板40為一可透光基板的實施例時，發光裝置700所發出的光線可以透過上下兩側、前後兩側，以及左右兩側離開發光裝置900，使得發光裝置900成為一六面出光的發光裝置。
第17a-17b圖所示，為本發明在第15~16圖中沿著兩個不同的方向量測光場分布的光強度分布圖。第17a圖中，在光強度分布圖的兩個峰部(100%)之間，有一個從約略-30°延伸到+30°的谷區，其中谷區的強度大約為60%。兩個峰部所在的位置大約在+/-60°，而0°則位在谷部之內。第17a圖中的光強度的分布大約是從-80°延伸到+80°並呈現大致左右對稱的情形，並且光強度分布的0°所在位置大約會對應到發光裝置800、900的幾何中心位置。第17b圖中，在光強度分布圖的兩個峰部(100%)之 間，有一個從約略-35°延伸到+35°的谷區，其中谷區的強度大約為55%而兩個峰部所在的位置大約在+/-60°，而0°則位在谷部之內。第17b圖中的光強度的分布大約是從-70°延伸到+70°並呈現大致左右對稱的情形，並且光強度分布的0°所在位置大約會對應到發光裝置800、900的幾何中心位置。從這兩個光強度分布圖可以得知，光強度大致以發光裝置的幾何中心為中心對稱分布，並且同樣都具有一個谷部位在兩個峰部之間，而兩個實施例中谷部與峰部的光強度比例大約在1：1.67~1：1.8之間。
如第18a~18b圖所示，本發明實施例揭露之一發光裝置在持續操作經過一段時間後，發光裝置所發出的光線所具有的CIE X座標(Cx)與CIE Y座標(Cy)會具有一偏移量(ΔCx,ΔCy≠0)，但是在經過一段操作時間之後又會回到原本的數值(ΔCx,ΔCy=0)。如第18a圖所示，一發光裝置所發出的光線所具有的CIE Y座標的值在經過約24小時的操作之後減少了約0.004(ΔCy=-0.004)，而同一光線所具有的CIE X座標的值如第18b圖所示在經過約24小時的操作之後減少了約0.001(ΔCx=-0.001)，但是兩個座標值在經過400小時的操作之後便緩慢的回到原本的數值。如第18c圖所示，另一發光裝置所發出的光線所具有的CIE Y座標的值在經過約24小時的操作之後減少了約0.005(ΔCy=-0.005)，但在經過100小時的操作之後，CIE Y座標的值不僅回到原本的值(ΔCy=0)，更出現大於原本數值的情況(ΔCy>0)；而同一光線所具有的CIE X座標的值如第18d圖所示在經過約24小時的操作之後 減少了約0.003(ΔCx=-0.003)，但在經過100小時的操作之後，CIE X座標的值不僅回到原本的值(ΔCx=0)，也跟CIE Y座標相似，出現了大於原本數值的情況(ΔCx>0)。除了前述的CIE XY座標之外，發光裝置的光輸出功率也會在持續運轉一定時間之後出現輸出功率降低的情況，但是再持續操作一段時間後，輸出的功率又會回到原本的數值。更有其他實施例在經過一段時間的持續操作之後，輸出的功率反而會更大於原本初始的輸出功率。
參考第19a圖的實施例，發光裝置1000包含一透明支撐元件4形成於發光元件2之上。透明支撐元件4覆蓋著發光元件2，而光學元件6位於透明支撐元件4之上，以及一包含波長轉換材料的波長轉換層30位於發光元件2之上。本實施例中，發光元件2與光學元件6之間存在有透明支撐元件4與波長轉換層30，其中波長轉換層30大致沿著發光元件2的輪廓覆蓋著發光元件2。在另一實施例中，可先形成一透明材料(圖未示)沿著發光元件2的輪廓覆蓋著發光元件2，再形成波長轉換層30於透明材料上。波長轉換層30係沿著透明材料的輪廓覆蓋透明材料。透明材料可為透明度類似或相同於透明支撐元件4的材料。波長轉換材料也可分散於透明支撐元件4中。
如第19a圖所示，第一絕緣層122、第二絕緣層124與第三絕緣層126位於發光元件2相對於光學元件6的一側。光學元件6包含斜邊(如第1b圖所示)。發光元件2具有第一電極142與第二電極144形成在絕緣層122、124、126之間，電極142、 144係分別電性連接至發光元件2之第一半導體層及第二半導體層(圖未示)。發光裝置1000更包含一中間層146及導電層1420、1440。中間層146有助於強化導電層1420、1440與絕緣層122、124間之結合。中間層146具有一側，與電極142、144及絕緣層122、124、126相連；以及具有另一側，與導電層1420、1440相連，其中導電層1420、1440位於中間層146下方並具有一彎曲的最下表面不與電極142、144平行，並且導電層1420、1440從該下表面的下方延伸到該底下表面的下方。發光元件2可透過電極142、144、中間層146與導電層1420、1440與外部電路電性連接。電極142、144之材料可以包含金、銅、錫、銀、鈦、鉑、鎳或其合金。中間層146之材料可選用適於電鍍時作為晶種層之金屬，例如鈦、銅、鎳、銀、錫、金或其組合。中間層146亦可為一銀膏，其包含複數個顆粒尺寸為5nm至500nm間的銀或銀合金粒子。
此外，即使導電層1420、1440與電極142、144間及導電層1420、1440與絕緣層122、124、126間沒有中間層146，導電層1420、1440也可直接連接電極142、144及絕緣層122、124。導電層1420、1440除了提供發光元件2與外部的電性連接之外，亦具有足夠的黏著性，可使發光元件2不需使用焊料即可固定在承載板40上(參照第15圖)。因此，可省略銲料以及回銲(reflow)的步驟，降低製程成本。需注意的是，若有需要，焊料仍可施加於導電層1420、1440與承載板40之間。導電層1420、1440可以在溫度低於300℃以及壓力0.2~20Mpa的條件下與電極142、144 貼合。或者，可以在溫度230℃及壓力5Mpa的條件下與電極142、144進行貼合。也就是，該導電層1420、1440具有一小於300℃之狀態轉換溫度。在一實施例中，導電層1420、1440可以在溫度低於300℃或者在800℃~250℃的溫度下不需施以額外的壓力即可以與電極142、144貼合。同樣地，導電層1420、1440與承載板40的連接條件可以參照上述導電層1420、1440與電極142、144的任一貼合條件(加壓或/及加熱)。導電層1420、1440於後續會再詳細描述。
第19c、19e圖之發光裝置1000具有與第19a圖類似的結構，其中相同的符號或是記號表示具有類似或是相同的元件、裝置或步驟。如第19c圖所示，光學元件6具有一矩形的剖面。如第19e圖所示，透明支撐元件4的寬度比光學元件6的寬度略大，因而改變從透明支撐元件4的側邊離開發光裝置1000的光線的行進方向以及出光量，因而形成不同於第19a與19c圖中發光裝置1000的光場。第19b、19d、19f圖之發光裝置1000分別具有與第19a、19c、19e圖類似的結構，但發光裝置1000內不包含波長轉換材料。於本發明之各實施例中，波長轉換材料亦可選擇性地散佈(disperse)於透明支撐元件4內。
參照第20a~20f圖，第20a~20f圖之發光裝置1000具有與第19a~19f圖類似的結構，其中相同的符號或是記號表示類似或是相同的元件或裝置。第20a~20f圖之發光裝置1000不設置絕緣層122、124以及126及中間層146。此外，導電層1420、1440 僅形成於電極142、144之上並具有與電極142、144相同或不同之面積(例如：大於或小於)。當發光裝置1000藉由導電層1440、1420固定於承載板(圖未式)時，可設計導電層1440、1420之厚度以增加與承載板間的連結強度。增加導電層1440、1420之厚度亦可幫助發光裝置100所產生的熱傳至外界環境。在一實施例中，導電層1440、1420具有一大於10um的厚度，或者具有一不小於20um且不大於100um的厚度。導電層1440、1420的厚度至少為電極142、144厚度的5倍以上或10倍以上以增加結構強度。
如第21a與21b圖所示，可於透明支撐元件4與光學元件6之間加入光學層12，。透過調整光學層12的成分與結構，可以達到需要的反射率及/或光場。光學層12之詳細描述可參考第12圖之說明，為簡潔故，將不在此撰述。
參照第22a及22b圖，發光裝置1000具有與第19a及19b圖類似的結構，其中相同的符號或是記號表示類似或是相同的元件或裝置。第22a及22b圖之發光裝置1000包含覆蓋於發光元件2上之透明支撐元件4，但在透明支撐元件4上沒有覆蓋一光學元件6。第22c及22d圖之發光裝置1000具有與第20a及20b圖類似的結構。第22c及22d圖之發光裝置1000包含覆蓋於發光元件2上之透明支撐元件4，但在透明支撐元件4上沒有再覆蓋一光學元件6。第22e圖之發光裝置1000包含一波長轉換層30位於發光元件2及透明支撐元件4之間。
在本發明中，第1~2b圖、第6~8圖、第9e~9h、10a~10b 圖、第12圖、第14a~15圖、第19a~19f圖、第20a~20f圖、第21a~21b圖、第22a~22e圖的實施例中，雖然僅包含單一發光元件2，但也可以設置多個發光元件2於單一個發光裝置內，且多個發光元件2可以發出一種或多種的光線。並且在個別實施例中，各元件的調整或者變形，皆可以依據不同的需求應用在別的實施例中。
第23a~26e圖顯示導電層
形成於發光元件上之不同實施例之製造流程示意圖。在23a~26e圖中，雖以發光元件為例，但相同的製造流程亦可適用於其他的電子元件，如電容、電阻、電感、二極體或積體電路等非發光元件。須注意的是，導電層因其性質或廠牌不同，形成於發光元件上之方法亦可能不同。例如：於第23a~24c圖中的實施例，導電層可以是膠體狀，適於利用印刷方式形成於發光元件上；於第25a~27f圖中的實施例，導電層係先形成膜再與發光元件接合。以下將針對不同實施例做詳細描述。
如第23a圖所示，複數個發光元件2設置在第一暫時載板71上且暴露出電極142、144。接著，提供導電層1420、1440。在此實施例中，導電層1420、1440為一導電黏著膠。導電黏著膠為一金屬膠體，其包含具有包覆體(capping agent)的金屬顆粒分散於一膠體中。金屬顆粒包含金、銀、銅、鎳、鉑、鈀、鐵、鎳其合金或其混和物。金屬顆粒之顆粒尺寸為5nm至500nm。包覆體係包覆於金屬顆粒外以防止在製作具有奈米尺寸之金屬顆粒時金屬顆粒彼此聚集(coalesce)，且進一步控制金屬顆粒的尺寸。包 覆體可為一有機胺；例如：十六烷基胺(hexadecylamine)；硫醇(thiol)，例如：dodecanethiol；或吡啶(pyridine)，例如；triazolopyridine或tepyridiner。膠體包含熱塑性黏著劑或熱固性黏著劑。
如第23b圖所示，利用網版印刷方式將導電黏著膠1420、1440分別形成於電極142、144上。接著，於一介於70~250℃的第一溫度下加熱固化導電黏著膠1420、1440。需注意的是，於加熱前，導電黏著膠1420、1440呈現一膠體狀；加熱後，部分包覆體會被移除且使導電黏著膠1420、1440硬化且呈現一半固化狀。此外，當包覆體被移除時，金屬顆粒會聚集且可形成一具有一第一孔隙率之多孔隙之膜層。在本實施例中，因使用網版印刷，因此導電黏著膠1420、1440具有一凹凸上表面以及一弧形側表面。若使用鋼板印刷，則導電黏著膠1420、1440通常具有一平整上表面。
如第23c圖所示，將複數個具有導電黏著膠1420、1440之發光元件2翻轉並排列在第二暫時載板72上。於此步驟中，導電黏著膠1420、1440僅與第二暫時載板72暫時接觸。之後，移除第一暫時載板71。
如第23d圖所示，將複數個發光元件2從第二暫時載板72轉移至承載板40上。接著，於一介於150~200℃的第二溫度下加熱導電黏著膠1420、1440。此時，剩餘之包覆體會部分或全部被移除，因此導電黏著膠1420、1440被完全或幾乎完全固化且使得複數個發光元件2固定於承載板40上。同樣地，當剩餘之 包覆體被移除時，多孔隙之膜層可進一步形成具有一第二孔隙率之膜層或者形成一無孔隙之膜層。第二孔隙率通常小於第一孔隙率。需注意的是，相較於單一取放(pick and place)製程，透過以上方法，複數個發光元件2可同時一次性地(volumn transfer)固定於承載板40上。此外，本實施例之方法，可以不使用焊錫，藉由導電黏著膠1420、1440即可使複數個發光元件2固定於承載板40上。在此實施例中，於第二溫度的加熱過程中(第二溫度大於第一溫度)，可以不施加其他外力於發光元件2上即可將其固定於承載板40上。由於導電黏著膠1420、1440具有一小於300℃之狀態轉換溫度，根據不同的需求，導電黏著膠1420、1440可從膠體狀轉換成半固化狀、半固化狀轉換成固化狀或是膠體狀轉換成固化狀。
第24a~24c圖為根據本發明另一實施例之製造流程示意圖。與其他實施例相同的符號或是記號表示類似或是相同的元件或裝置，將不再贅述。在此實施例中，導電層亦為一導電黏著膠。導電黏著膠之描述可參考前述實施例中的描述。
如第24a圖所示，複數個發光疊層201磊晶成長於一成長基板801(例如：藍寶石、Si℃、GaN、GaP或GaAs等)上。一溝槽802形成於兩相鄰發光疊層201之間。
如第24b圖所示，利用網版印刷方式分別將導電黏著膠1420、1440形成於電極142、144上。接著，於一介於70~250℃的第一溫度下加熱固化導電黏著膠1420、1440。之後，沿著溝 槽802分開複數個發光疊層201以形成複數個彼此各自獨立且仍保有部分成長基板811之發光元件2。同樣地，如第23b圖所示，導電黏著膠1420、1440亦具有一凹凸上表面以及一弧形側表面如第24c圖所示，將複數個發光元件2放置於承載板40上。於一介於150~200℃的第二溫度下加熱導電黏著膠1420、1440，使導電黏著膠1420、1440被固化且使得複數個發光元件2因此固定於承載板40上。
第25a~25c圖為根據本發明另一實施例之製造流程示意圖。如第25a圖所示，提供複數個發光元件2於一第一暫時基板71上以暴露出電極142、144。接著，提供導電層1480。在此實施例中，導電層為一膜層(Film)。導電層1480包含一基材1481及導電黏著膜1482形成於基材上。可利用塗佈(spin coating)或噴塗(spray)等方式將導電黏結膠形成於基材1481上以形成一導電黏著膜1482。導電黏著膜1482包含膠體及具有包覆體(capping agent)的金屬顆粒。金屬顆粒包含金、銀、銅、鎳、鉑、鈀、鐵、其合金或其混和物。金屬顆粒顆粒尺寸可為5nm至500nm。包覆體係包覆於金屬顆粒外以防止在製作具有奈米尺寸之金屬顆粒時金屬顆粒彼此聚集(coalesce)，且進一步控制金屬顆粒的尺寸。包覆體可為一有機胺；例如：十六烷基胺(hexadecylamine)；硫醇(thiol)，例如：dodecanethiol；或吡啶(pyridine)，例如；triazolopyridine或tepyridiner。膠體包含熱塑性黏著劑或熱固性黏著劑。
如第25b圖所示，將複數個發光元件2之電極142、 144固定在導電黏著膜1482上移除第一暫時載板71。之後，進行加熱加壓(70~250℃以及0.2~20Mpa)步驟使得導電黏著膜1482可與電極142、144相結合。如第25c圖所示，當分離導電層1480與複數個發光元件2時，與發光元件2相接觸之導電黏著膜1482會同時轉移至電極142、144上，因此發光元件2即具有導電黏著膜1420、1440。
如第25d圖所示，將具有導電黏著膜1420、1440之發光元件2放置於承載板40並進行一加熱或加熱加壓(150~200℃，0.2~20Mpa)的製程以使發光元件2固定於承載板40上。由於承載板40上具有電路(圖未示)，因此發光元件2係藉由導電黏著膜1420、1440直接與承載板40上之電路形成電連接。需注意的是，於加熱後，部分或全部之包覆體會被移除，使得導電黏著膜具有不同的性質(例如：孔隙率改變、顏色改變或黏度改變)。
第26a~26e圖為根據本發明另一實施例導電層與發光元件接合之製造方法流程剖面圖。相同的符號或是記號表示類似或是相同的元件或裝置。同樣的，在此實施例中，導電層1480包含一基材1481及導電黏著膜1482形成於基材1481上。導電層1480之描述可參考前述實施例中的描述。
如第26a圖所示，複數個發光疊層201磊晶成長於一成長基板801(例如：藍寶石、SiC、GaN、GaP或GaAs等)上。一溝槽802形成於兩發光疊層201之間。
如第26b圖所示，複數個發光元件2之電極142、144 固定在導電黏著膜1482上，並加熱加壓(70~250℃以及0.2~20Mpa)使得導電黏著膜1482可與電極142、144相結合。
如第26c圖所示，沿著溝槽802分開複數個發光疊層201以形成彼此各自獨立且具有成長基板811之複數個發光元件2。如第26d圖所示，當分離導電層1480與複數個發光元件2時，與發光元件2相接觸之導電黏著膜1482會同時轉移至電極142、144上，因此發光元件2即具有導電黏著膜1420、1440。
如第26e圖所示，將具有導電黏著膜1420、1440之發光元件2放置於承載板40並進行一加熱或加熱加壓(150~200℃，0.2~20Mpa)的製程以使發光元件2固定於承載板40上。由於承載板40上具有電路(圖未示)，因此發光元件2係藉由導電黏著膜1420、1440直接與承載板40上之電路形成電連接。
第27a~27f圖為根據本發明一實施例中的發光裝置製造方法之流程剖面圖，如第27a~27b圖所示，先在載板20上形成複數個發光元件2，其中電極142與144係接觸載板20。接著利用透明材料覆蓋複數個發光元件2。當透明材料固化後，透明材料便成為覆蓋發光元件2的透明支撐元件4。部分的透明材料也可能會進入發光元件2下方的電極142與144間空隙，並且部分填充或者完全填充發光元件2與載板20之間的空隙。
如第27c圖所示，移除載板20並曝露出電極142與144的一側。接著，提供導電層。在此實施例中，導電層為導電黏著膜1482，其描述可參考前述實施例中的描述。如第27d圖所示， 於電極142與144暴露出的一側上覆蓋導電黏著膜1482，導電黏著膜1482與各個發光元件2的電極142與144電性連接。
如第27e圖所示，於導電黏著膜1482相對於電極142、144的一側覆蓋光阻層14。透過曝光顯影的製程，將對應於電極142與144間的光阻層14移除以曝露出部分之導電黏著膜1482。如第27f圖所示，移除曝露之導電黏著膜1482後再移除剩餘的光阻層14，使得一發光元件2中之電極142與144彼此物理性分開。切割(或其他分割手段)透明支撐元件4及導電層1480以分離各個發光元件2，因此形成各自獨立的發光裝置，如第27g圖所示。
在另一實施例中，如第27h圖所示，可於切割步驟中，選擇性地使一發光裝置包含複數個彼此串聯之發光元件2。因此，發光裝置可具有大於3V的操作電壓(例如一發光裝置具有一發光元件，發光裝置具有3V的操作電壓。當一發光裝置包含複數個發光元件，發光裝置可具有15V、21V、24V、33V、48V或其基本電壓整數倍的操作電壓)
在另一實施例中，當透明支撐元件4形成於電極142與144間之空隙時，可選擇性地完全或部分移除位於兩電極142與144之間的透明支撐元件。
需注意的是，上述之製造方法係使用發光元件2作為例子。然，發光元件2可先形成透明支撐元件4、及/或光學元件6、及/或波長轉換層30、及/或絕緣層122、124、126、及/或中 間層146後，再使用相同製程方式以形成導電層於電極142、144上。詳細的結構如第19a~22e圖。
在上述實施例中，導電層係以網版印刷方式形成於發光件元2上。但在其他實施例中，可透過鋼板印刷、塗佈、刷塗、旋塗、噴墨印刷等方式將導電黏著膠形成於發光元件2上。選擇性地，具有包覆體(capping agent)的金屬顆粒溶於一可揮發之溶劑中，再透過塗佈或噴墨印刷等形成於發光元件2上，接著，進行一加熱或/且加壓的步驟，移除溶劑或包覆體使得金屬顆粒接合於發光元件2上。溶劑的成分包含甲苯、己烷、或者具有4~10個碳的飽和或不飽和烴類。
需注意的是，在第19a~19f、21a~22b圖中，導電層形成於絕緣層122、124、126及電極142、144上。然，根據上述不同的製程方法，導電層可僅形成於電極142、144而不形成於絕緣層122、124、126上。在第20a~20f、22c~22e圖中，導電層僅形成於電極142、144上。
前述之實施例，係先將導電層形成於發光裝置或發光元件之一側後，再將發光裝置或發光元件固定於承載板40上。然而，導電層亦可先形成於承載板40上，再與發光裝置或發光元件接合並電性連接。需注意的是，發光裝置或發光元件與承載板之貼合條件(加熱及/或加壓)，如同前所述，於此將不在撰述。
在其他實施例中，也可以選擇其他兼具導電性以及黏性的導電層，或者是對於高分子材料具有良好黏性以及導電性 的材料或薄膜(例如：異方導電膠)。由於異方性導電膠主要在垂直方向提供導電性，在製程上可以選擇性地省略移除部分異方性導電膠的步驟(類似第27d-27f圖移除導電層的步驟)，因此減少移除步驟所花的時間。更者，可同時避免使用導電層時，應被移除之導電層移除不全所導致發光元件之電極間發生短路的情況。
上述發光裝置係設置於承載板40上，然亦可如第6圖所示，發光裝置可以設置於反射板10上，以使發光元件2所發出的光線可被反射。
前述實施例中的發光裝置透過導電層與承載板40相連後，可進一步再與其他元件或構件組成一發光組件。如第28a圖所示，為根據本發明一實施例之發光裝置的示意圖。發光裝置1000R、1000G與1000B藉由導電層與承載板40上的電路電性連接，其中發光裝置1000R、1000G與1000B分別代表可以發出紅光、綠光與藍光的發光裝置1000且各自僅包含一個發光元件。當第28a圖的實施例應用於顯示器時，1000R、1000G與1000B的三個發光裝置構成為一顯示器的一畫素單元(pixel)，而發光裝置1000R、1000G與1000B則作為次畫素(sub-pixel)。透過承載板40上的電路設計可分開控制發光裝置1000R、1000G與1000B，以顯示特定畫面或顏色。
第28b圖中，在相鄰的次畫素單元1000R、1000G與1000B之間更設置一具有吸光或反射效果之隔離層60。透過隔離層60的設置，使得相鄰的次畫素單元1000R、1000G與1000B所 發出的光線彼此互不影響，因而可以提升顯示器呈現的畫面對比。隔離層60之成分可包白漆、黑漆或其組合。白漆包含複數個二氧化鈦粒子分散於一環氧樹脂基質或矽膠基質中。黑漆包含黑色物質(例如：碳或硫化鐵)分散於一環氧樹脂基質或矽膠基質中。
如第28c圖中的實施例，顯示器包含有複數個發光裝置1000P，其中每一個發光裝置1000P包含有三個發光元件2R、2G與2B。這三個發光元件分別可以提供紅色可見光波長、綠色可見光波長與藍色可見光波長。而每一個發光元件可以是元件內的半導體疊層包含有發出特定可見光的主動層，例如可發出紅色可見光、綠色可見光或藍色可見光。或者是，發光元件內的半導體疊層發出的光線經過發光元件內的波長轉換材料後發出紅色可見光、綠色可見光或藍色可見光。在本實施例中，由於一發光裝置1000P已包含有三個發光元件2R、2G與2B，因此一個發光裝置1000P即可構成為一顯示器的一畫素單元(pixel)。在第28c圖的實施例中，同樣也設置了隔離層60以達到增加畫面對比的效果。
需注意的是，除了利用導電層使承載板與發光元件電性連結的實施例之外，前述並未使用導電層的各個實施例，也可以應用於第28a~28c圖以形成各種不同的顯示器。
參考第29a~29e圖的實施例，發光元件2除了透過導電層連接到基板、承載板或者反射板之外，更可以連接到一散熱裝置以增進散熱效果。第29a圖為一種散熱裝置520之立體圖。第 29b圖為散熱裝置520之上視圖。第29c圖為散熱裝置520之仰視圖。第29d圖為散熱裝置520沿著第29b圖中線段AA’的剖面側視圖。第29e圖為散熱裝置520沿著第29b圖中線段BB’的剖面側視圖。散熱裝置520包含散熱部521以及支撐部522，其中散熱部為導電材料，而支撐部為電性絕緣材料。支撐部522係夾置(clamp)散熱部521並暴露出部分散熱部521。支撐部522具有第一部份5221形成於散熱部521之間；第二部份5222係貫穿散熱部521；及第三部份5223覆蓋部分之散熱部521的上、下表面及側面。第一部分5221、第二部分5222及第三部分5223可為一體形成之結構。在其他實施例中，支撐部522可僅覆蓋散熱部521的上、下表面，而不覆蓋散熱部的側面。在第29b圖中，發光元件係透過前述導電層(圖未示)接合於曝露出之散熱部521上，此後，再利用散熱裝置以連接到基板、承載板或者反射板。
於一實施例中，導電層亦可應用為一發光元件中之打線墊(bonding pad)。如第30a圖所示，發光元件2為一垂直式之發光元件且包含一導電基板21、第一型半導體層212、一活性層213、及一第二型半導體層214。發光元件2更包含一第一電極層215形成於第二型半導體層214上，一第二電極層216形成於導電基板21。導電層1420結合於第一電極層215上且作為一打線墊。導電層1420之描述可參考前述之實施例，且其結合於第一電極層215之方法如同結合於電極142、144上，為簡潔故，將不再撰述。第一電極層215或/及第二電極層216可包含多層結構， 例如：Cr/Au、Cr/Cu、Cr/Pt/Au、Cr/Ti/Pt/Au、Ti/Cu、Ti/AuAu/BeAu/Au、Au/GeAu/Au等。導電層1420係結合於Au或Cu上。Au或Cu之厚度介於500nm~1μm。因導電層1420作為一打線墊，因此其厚度需介於15μm~50μm以方便後續打線製程。選擇性地，一透明層(例如：ITO、IZO、InO、SnO、CTO、ATO、AZO、ZTO、GZO、ZnO、IGO、GAZO或、類碳鑽(DLC)或GaP)可形成於第二型半導體層214與第一電極層215之間。如第30b圖所示，發光元件可為一水平式之發光元件。導電層1420結合於第一電極層215及第二電極層216上且作為打線墊。選擇性地，第一電極層215與第二電極層216間，可形成一阻擋層217。當導電層1420以印刷方式形成於電極層215、216上時，導電層1420可能會溢流而造成不必要的短路路徑，因此，藉由形成一阻擋層217來防止溢流問題。阻擋層217具有一大於電極層215、216之厚度。阻擋層217之厚度介於20μm~100μm。
於一實施例中，導電層亦可應用為一固晶膠。第30c圖之發光元件具有與第30a圖類似的結構。相同的符號或是記號表示具有類似或是相同的元件、裝置或步驟。導電層1420進一步形成於第二電極層216以作為固晶膠。同樣地，如第30d圖所示，於水平式之發光元件中，導電層1420進一步形成於基板21之相對於電極215、216之一側211，藉此以作為固晶膠，且後續固定於一支架(leadfram)、封裝體(例如：PLCC、EMC、或HTCC型式)、或電路板(PCB)上。例如：一焊錫形成於一電路板上；放置發光 元件於焊錫上；接著，於220~280度的溫度下回焊(reflow)藉此固定發光元件於電路板上。
需注意的是，前述實施例之發光元件或發光裝置固定於承載板上時，可再形成一焊錫於發光元件或發光裝置與承載板間，且於220~280度的溫度下進行回焊步驟。
為簡潔故，上述有些發光元件並未繪製詳細的磊晶結構，然，上述之發光元件可包含一第一型半導體層、一活性層、及一第二型半導體層。選擇性地，發光元件可包含一成長基板，如砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、鍺(Ge)藍寶石、玻璃、鑽石、碳化矽(SiC)、矽、氮化鎵(GaN)、及氧化鋅(ZnO)所構成材料組群中之至少一種材料。。第一型半導體層及第二型半導體層例如為包覆層(cladding layer)或限制層(confinement layer)，可分別提供電子、電洞，使電子、電洞於活性層中結合以發光。第一型半導體層、一活性層、及一第二型半導體層之材料可包含Ⅲ-V族半導體材料，例如AlxInyGa(1-x-y)N或AlxInyGa(1-x-y)P，其中0≦x,y≦1；(x+y)≦1。依據活性層之材料，發光元件於一電流操作下可發出波峰值介於610nm及650nm之間的紅光，波峰值介於530nm及600nm之間的黃光或綠光，或是波峰值介於450nm及490nm之間的藍光。
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。
2‧‧‧發光元件
4‧‧‧透明支撐元件
6‧‧‧光學元件
22‧‧‧側面
24‧‧‧出光面
26‧‧‧接合面
42‧‧‧側壁
44‧‧‧頂面
46‧‧‧底面
100‧‧‧發光裝置

Claims (6)

  1. 一發光裝置，包含：一半導體發光元件，包含一上表面、一側表面、一下表面以及一電極；一透明元件覆蓋該上表面與該側表面，並暴露該電極；其中，該透明元件具有一底下表面，該側表面位於該下表面與該底下表面之上；一絕緣層，連接該透明元件；一中間層，電性連接該電極並連接該絕緣層；以及一導電層位於該中間層下方並具有一彎曲的最下表面不與該電極平行，其中該導電層從該下表面的下方延伸到該底下表面的下方。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該中間層具有一最下表面不與該電極平行。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含一光學元件位於該透明元件之上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該導電層包含複數個奈米顆粒。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該半導體發光元件包含一基板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該導電層具有一小於300℃之狀態轉換溫度。
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