TWI770639B - 單體多焦點光源裝置 - Google Patents

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Abstract

一種光源裝置包括一燈光裝置總成及一單體透鏡。該燈光裝置總成包括一第一基板，該第一基板帶有相對的頂部表面及底部表面及形成至該頂部表面中的多個空腔；多個光源晶片，該等多個光源晶片各自至少部分地設置在該等多個空腔中之一個中且各自包括一發光裝置及電氣接點；以及多個電極，該等多個電極各自在該頂部表面與該底部表面之間延伸且各自電氣地連接至該等電氣接點中之一個。該單體透鏡設置在該第一基板之該頂部表面上，且包括帶有多個透鏡片段之一單件式基板，該等多個透鏡片段各自設置在該等光源晶片中之一個上。

Description

單體多焦點光源裝置
本發明係關於用於使用在行動裝置上的發光裝置。
本發明係關於超小光學裝置及製造用於超小光學裝置之整合光學組件之方法。特定而言，超小光源裝置使用在諸如行動電話之各種應用中。然而，設計及製造超小光源裝置由於涉及整合使用於此等裝置之超小組件的複雜性而為挑戰性的。先前技術解決方案涉及複雜的多透鏡解決方案，該等解決方案為昂貴的，不能實現大小縮放之所要的位準，且展現折衷之效能。
本發明藉由將常規結構與新穎組件及組態組合來解決此等挑戰，該等新穎組件及組態一起展現較好的效能，提供較好的大小縮放，生產成本較少，且提供相較於當前背景技術中可利用的方案的較簡單解決方案。
前面提到的問題及需求藉由包括燈光裝置總成及單體透鏡的光源裝置加以解決。該燈光裝置總成包括一第一基板，該第一基板帶有相對的頂部表面及底部表面及形成至該頂部表面中的多個空腔；多個光源晶片，該等多個光源晶片各自至少部分地設置在該等多個空腔中之一個中且各自包括一發光裝置及電氣接點；以及多個電極，該等多個電極各自在該頂部表面與該底部表面之間延伸且各自電氣地連接該等電氣接點中之一個。該單體透鏡設置在該第一基板之該頂部表面上，且包括帶有多個透鏡片段之一單件式基板，該等多個透鏡片段各自設置在該等光源晶片中之一個上。
本發明之其他目的及特徵將藉由查閱說明書、申請專利範圍及所附圖式變得顯而易見。
本發明為帶有單體透鏡之光源裝置，該單體透鏡具有用於多個光源晶片之多個透鏡片段，該等多個光源晶片一起整合在單個封裝中。圖1A至圖1I例示形成基板中之步驟，多個光源裝置裝配在該基板上。製程藉由提供矽基板10開始。矽晶圓薄化可藉由機械研磨、化學機械拋光(CMP)、濕式蝕刻、大氣下游電漿(ADP)、乾式化學蝕刻(DCE)，或前面提到的製程之組合或任何另一適當的矽薄化方法(多個)對基板10執行。此步驟較佳地將矽基板10之厚度減少至約50 µm至500 µm之範圍。絕緣層12形成於矽基板10之底部表面10b上。絕緣層12之材料可為二氧化矽(在下文中「氧化物」)或氮化矽(在下文中「氮化物」)。較佳地，絕緣層12之厚度大於0.5 µm。絕緣層12可藉由化學氣相沈積(CVD)、電漿增強化學氣相沈積(PECVD)、旋塗及噴塗或其組合加以形成。光阻劑14經形成於基板10之頂部表面10a上，使用光罩選擇性地照射，且顯影，藉此光阻劑14之部分經選擇性地移除。光阻劑形成、照射及選擇性移除為用於選擇性地覆蓋層或結構之一些部分而留下其他部分暴露的熟知光微影遮蔽技術。所得結構展示於圖1A中。
一或多個矽蝕刻然後經對藉由光阻劑14暴露留下的基板10之部分執行，以將空腔16形成至基板10之頂部表面10a中(該等空腔自頂部表面10a延伸至基板中但未達到基板之底部表面10b)，且用以形成孔洞18 (該等孔完全延伸穿過基板10)，如圖1B中所示。空腔16及孔洞18可使用大氣下游電漿(ADP)、乾式及濕式化學蝕刻，或蝕刻製程之任何其他組合加以形成。雖然示出用於形成空腔16及孔洞18之單個遮蔽步驟，但多個遮蔽步驟可用來單獨形成空腔16及孔洞18。孔洞18之壁較佳地但無須垂直於基板10之頂部表面及底部表面。在光阻劑移除之後，絕緣層20經形成於基板10之暴露表面上，該等暴露表面包括基板之頂部表面10a及空腔16及孔洞18之表面。絕緣層20可由氧化物、氮化物、聚合物、聚醯亞胺，或此等材料之組合製成。絕緣層20之厚度較佳地大於0.5 µm，且可藉由化學氣相沈積(CVD)、電漿增強化學氣相沈積(PECVD)、旋塗及噴塗或其組合加以形成。孔洞18然後充滿導電材料22，諸如例如Cu、Al、Ti、Cr、Ni或其組合。導電材料22可藉由金屬濺鍍、電鍍、充滿導電膏或其組合加以形成。每個孔洞18中之導電材料形成導電電極22，該導電電極完全延伸穿過基板10。所得結果展示於圖1C中。
黏合劑層24經形成於空腔16之底部表面上。光源晶片26然後經置放在空腔16中，且藉由黏合劑層24緊固在適當位置。光源晶片26較佳地為發光半導體裝置，該發光半導體裝置含有諸如發光二極體LED之發光裝置28及用於供電至發光裝置28的處於光源晶片26之上表面處的電氣接點30。發光裝置28亦可稱為光源晶片26之主動區域。然而，發光裝置28可為任何適當的光產生元件，諸如垂直空腔表面發射雷射(VCSEL)。絕緣層32 (例如，較佳地具有至少0.5 µm之厚度之氧化物、氮化物、聚合物、聚醯亞胺等)經形成於頂部基板表面10a上，且使用光微影遮蔽步驟加以圖案化以移除絕緣層32之部分以暴露電氣接點30及發光裝置28及孔洞18中之電極22之頂部，如圖1D中所示(在光阻劑移除之後)。光阻劑經形成於頂部基板表面10a上，且使用光微影遮蔽步驟加以圖案化以移除光阻劑之部分以暴露孔洞18中之電極22之頂部。導電材料(例如，Cu、Al、Ti、Ni、Cr等)經形成於電極22之暴露頂部上以形成導電結合襯墊34，如圖1E中所示(在光阻劑移除之後)。絕緣層36 (例如，較佳地具有至少0.5 µm之厚度之氧化物、氮化物、聚合物、聚醯亞胺等)經形成於底部基板表面10b上，且使用光微影遮蔽步驟加以圖案化以移除絕緣層36之部分以暴露孔洞18中之電極22之底部。導電材料(例如，Cu、Al、Ti、Ni、Cr等)經形成於電極22之暴露底部上以形成導電結合襯墊35，如圖1F中所示(在光阻劑移除之後)。結合襯墊34及35之形成可藉由材料沈積，接著使用光微影步驟及蝕刻的沉積材料之選擇性移除來執行。
絕緣層38 (例如，較佳地具有至少0.5 µm之厚度之氧化物、氮化物、聚合物、聚醯亞胺等)經形成於絕緣層36上，且然後使用光微影遮蔽步驟加以圖案化以暴露結合襯墊35及鄰近結合襯墊35的絕緣層36之部分。導電材料(例如，Cu、Al、Ti、Ni、Cr等)然後經形成於暴露的結合襯墊35及絕緣層36之暴露的部分上(例如藉由材料沈積及選擇性光微影遮蔽步驟移除)以形成再分配引線40，如圖1G中所示(在光阻劑移除之後)。絕緣層42 (例如，較佳地具有至少0.5 µm之厚度之氧化物、氮化物、聚合物、聚醯亞胺等)經形成於絕緣層38及引線40上，且然後使用光微影遮蔽步驟加以圖案化以暴露引線40之部分。焊球連接器44經形成於引線40之暴露的部分上，如圖1H中所示(在光阻劑移除之後)。焊球連接器44 (亦通常稱為球柵陣列BGA)可使用印刷製程或球附接製程加以形成，且可由Pb、、Sn、SnCu或焊料材料之任何其他組合形成。焊球連接器44充當用於延伸穿過基板10的電極22之重新佈線接點(藉由結合襯墊35及引線40)。
導線46連接在光源電氣接點30與結合襯墊34之間，如圖1I中所示。用於導線46之材料可為Cu、Ag、Au，或任何其他適當的材料(多個)。導線46為自每個光源電氣接點30，穿過導線46、結合襯墊34、電極22、結合襯墊35、引線40及BGA 44的電氣路徑之部分。此時，結構可經切單(分割)，其中結構經沿著分割線DL分割以形成如圖1I中所示之燈光裝置總成48。組件之基板切單/分割可以機械刀片分割設備、雷射切割或機械製程及雷射製程之任何其他組合進行。分割可經執行，使得所得燈光裝置總成48含有僅一個光源晶片26，或多個光源晶片26。此外，燈光裝置總成48上之光源晶片26之定向可取決於所要的光輸出而變化。例如，圖2為含有以三角間隔關係配置的三個光源晶片26之燈光裝置總成48的俯視圖。光源晶片26之數目及定位可取決於特定設計規範而變化。圖3為圖2之燈光裝置總成48的仰視圖，其中焊球連接器44是以相較於該等焊球連接器電氣地連接到的電氣接點30的更均勻隔開的分佈配置。
圖4A至圖4K例示形成用於以上描述之燈光裝置總成48之單體多焦點透鏡中的步驟。製程始於第一主模52，該第一主模具有上表面52a，該上表面成形為具有匹配成品透鏡之所要的形狀之該圖案的圖案，如圖4A中所示。主模52可使用其中兩者為此項技術中已知的光微影及蝕刻技術，或機械金剛石工具圖案化加以形成。金屬層54較佳地形成於主模52之成形上表面52a上(以防止隨後形成的聚合物黏附至主模上表面52a)。聚合物層56形成於金屬層54上，且黏合劑層58形成於聚合物層56上。載體模60藉由黏合劑58裝配至聚合物層56。聚合物層56較佳地由樹脂、聚二甲基矽氧烷(PMDS)、環烯聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或任何其他適當材料製成。黏合劑層58較佳地由光學透明或UV可固化材料製成。載體模60可為軟模或金屬模。聚合物層56可藉由熱固化或光固化固定成該聚合物層之設計圖案，如圖4B中所示。
主模52及金屬層54經移除，從而留下頂部透鏡複製總成62，如圖4C中所示。底部透鏡複製總成64 (具有其帶有匹配透鏡之所要的底部表面之該表面曲率的表面曲率的聚合物層56)係以與頂部透鏡複製總成62相同的方式形成，且展示於圖4D中。聚合物層66經分配至頂部透鏡複製總成62及底部透鏡複製總成64中之一個上，該等頂部及底部透鏡複製總成然後裝配至衝壓機總成68，藉此使該等頂部及底部透鏡複製總成彼此相對地定位且對準，如圖4E中所示。聚合物層66可自噴嘴分配且旋塗成設計厚度。聚合物層66較佳地為樹脂、聚二甲基矽氧烷(PMDS)、環烯聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或作為透鏡材料適當的任何其他透明材料(多個)。接點對準儀、近接對準儀、掃描突出對準儀或其他適當的對準方法(多個)可用來使複製總成62/64彼此對準。衝壓機總成68然後以所要的壓力且在所要的溫度處將複製總成62/64按壓在一起，使得聚合物層66符合(且固化成)總成62/64之聚合物層56之形狀，如圖4F中所示。此按壓製製程可作為單個步驟，或在一次一個地將壓力單獨施加至複製總成62/64中之一個的多個步驟中執行。聚合物層66然後經抽出(作為具有所要的上成形表面66a及下成形表面66b之單件式基板)，如圖4G中所示。如圖4H之俯視圖中所示，多個透鏡形狀可形成於單個透鏡基板66中，該單個透鏡基板然後經分割/切單以形成多個單獨透鏡，其中每個單獨透鏡包括以下進一步詳細地描述的多個透鏡片段84。
金屬層70形成於透鏡基板66之上表面66a及下表面66b兩者上，且可包括Cu、Ti，及Al中之一或多個。上表面66a上之金屬層70然後經圖案化(例如，光微影遮蔽步驟及金屬蝕刻)以創造金屬層70中之孔洞70a，該等孔洞暴露下層透鏡基板66之部分。濾光器材料層72然後經形成於透鏡基板66之暴露的部分上。濾光器材料較佳地為過濾紅外光的材料，諸如氟化鎂(MgF1)、N-BK7，或碲化鎘(CdTe)，該材料可藉由化學氣相沈積(CVP)、離子束輔助沈積或任何其他適當沈積方法(多個)形成。所得結構展示於圖4I中(在使用於光微影遮蔽步驟的光阻劑之移除之後)。下表面66b上之金屬層70然後經圖案化(例如，光微影遮蔽步驟及金屬蝕刻)以創造暴露下層透鏡基板66的孔洞70a。在光阻劑移除之後，抗反射材料層(AR塗層74)經形成於下表面66a上，包括直接形成於金屬層70之孔洞部分70a中的透鏡基板66之暴露的部分上，如圖4J中所示。若多於一個透鏡正同時經形成，則透鏡基板66可例如按圖4J之分割線76分割/切單成所要的大小及形狀.分割/切單透鏡基板66然後可使用黏合劑80裝配至透鏡架78。較佳地，透鏡架78由諸如非透明矽的非透明材料製成。所得完成透鏡總成82展示於圖4K中。
圖5A及圖5B為完成透鏡總成82的側視圖及俯視圖。在此非限制實例中，透鏡基板66為單件式的(連續的)且具有三個透鏡片段84。然而，透鏡總成82中之透鏡片段84之數目可變化。透鏡總成82中之所有透鏡片段84展示為具有相同焦點性質(亦即，焦距、光學聚焦/分散性質等)。然而，相同透鏡總成82中之透鏡片段之間的焦點性質可經變化。例如，圖6例示其中透鏡片段84之形狀及因此焦點性質彼此不同的透鏡基板66。每個透鏡片段84中之孔洞70a允許光通過透鏡片段。
圖7A至圖7F例示形成用於以上描述之單體多焦點透鏡82之微透鏡陣列及多光源裝置基板10中之步驟。製程始於由諸如玻璃之透明材料製成的基板90。基板可藉由機械研磨、化學機械拋光(CMP)、濕式蝕刻、大氣下游電漿(ADP)、乾式化學蝕刻(DCE)或其組合薄化。圖案化聚合物層92形成於基板90之上表面上。例如，聚合物層92可藉由使用光微影遮蔽製程來形成及圖案化光阻劑，及形成/固化藉由光阻劑暴露的留下的基板90之部分上的聚合物加以形成。所得結構展示於圖7A中(在光阻劑移除之後)。微影術/聚合物製程經重複以將第二圖案化聚合物層94形成於聚合物層92上，如圖7B中所示(在光阻劑移除之後)。製程再次經重複多次，直至所要的形狀(例如，繞射圖案)之聚合物之所要的微透鏡96形成於基板90上，如圖7C中所示。
光微影遮蔽製程經執行來以光阻劑覆蓋微透鏡96，但留下基板90之鄰近區域暴露。金屬層98形成於基板90之暴露的部分上。在光阻劑移除之後，光學塗層100可經沉積在微透鏡96上，如圖7D中所示。光學塗層100較佳地為濾出紅外光的材料，諸如氟化鎂(MgF1)、N-BK7、碲化鎘(CdTe)或任何其他適當的IR濾光器材料。金屬層102形成於基板90之底部表面上，且使用光微影遮蔽製程及金屬蝕刻加以圖案化，使得金屬層102包括微透鏡96下面的孔洞102a。任擇的抗反射塗層104可形成於孔洞102a中的基板90之底部表面上，如圖7E中所示。用於塗層104之材料可為氟化鎂(MgF1)，或任何其他適當的抗反射塗層材料。此時，圖7E中之多個結構形成於共用基板90上。較佳地，基板90此時經沿著分割線DL切單(分割)。透明基板106藉由黏合劑108裝配至金屬層98且裝配在微透鏡96上，如圖7F中所示。基板106可為塑膠、玻璃，或任何其他適當的透明材料。面對微透鏡96的基板106之表面可包括任擇的抗反射塗層110，且基板106之相對表面可包括任擇的紅外濾光器塗層112。基板106較佳地包括空腔114，使得基板106不干擾微透鏡96。最終繞射透鏡總成116展示於圖7F中。
間隔物120使用黏合劑材料124裝配至基板10，如圖8A中所示。間隔物120較佳地由剛性材料製成，該剛性材料不傳輸光，且具有低熱膨脹係數(CTE)或匹配基板10之該CTE的CTE。較佳地，間隔物120為不透明矽或玻璃。然而，間隔物120亦可由金屬形成。間隔物120可藉由使用光微影遮蔽及蝕刻製程貫穿矽基板蝕刻正方形或其他形狀的孔洞加以形成。任擇的光反射塗層122可形成於間隔物120之內部側壁上。先前描述的透鏡總成82經裝配於間隔物120上，使得每個透鏡片段84設置在光源晶片26中之一個上，用於聚焦來自該等光源晶片之光。第二間隔物120經裝配於透鏡總成82上。繞射透鏡總成116經裝配至第二間隔物120。最終光源裝置126展示於圖8B中。
光源裝置126以獨特方式整合光源及其個別光學元件且提供許多優點。裝置126提供尤其保護光源晶片26、透鏡片段84及微透鏡96的緊湊、密封外殼總成。光源裝置126利用單體透鏡，以高度精確的方式將其組件整合在薄封裝中，但降低成本。至光源晶片26的電氣連接經佈線穿過基板10且佈線至該基板之底部表面，其中該等電氣連接經佈線至焊球連接器44。每個透鏡片段84設置在光源晶片26中之一個上且與該光源晶片準確地對準。空腔16提供光源晶片26在x及y (側向)方向上及在z (深度)方向上的高準確度定位。每個光源晶片26與其透鏡片段84之間的光焦距可經準確地控制(例如藉由間隔物120)以產生所要的光輸出，且可經變化。例如，光源晶片26之厚度可變化，且/或黏合劑24之厚度可變化，使得光源晶片26與其對應的透鏡片段84之間的距離可在相同光源裝置126內變化，以總體上由光源裝置126產生所要的總光輸出特性。參見例如圖9，其中兩個光源晶片具有不同厚度，下面的黏合劑24亦如此。替代地或另外，相同裝置126中之透鏡片段84之焦點性質可變化以提供所要的光輸出。此意味每個光源晶片26及其透鏡片段84可產生不同於來自其他光源晶片及透鏡片段之該光輸出的光輸出，藉此組合式光輸出可產生不能以單個光源達成的獨特設計的整體光輸出。例如，一個光源晶片26及其透鏡片段84可經組配來最大化較接近於裝置126的區域之均勻照明，而光源晶片26中之一或多個及其透鏡片段84可經組配來最大化較遠離裝置126的區域之均勻照明。作為另一實例，不同的光源晶片26及透鏡片段84可經組配來照射相對於裝置126的不同空間區域。
形成不透明材料之間隔物120及/或包括反射塗層122阻擋來自外側之任何光，且防止來自裝置126之任何光洩漏，因而改良光效率。抗反射塗層減少光學損耗且增加效率。光學塗層72及100可用來阻擋來自裝置126之光學輸出的不需要的波長，諸如紅外光。微透鏡96之繞射光學圖案在需要時提供用於均勻或非均勻光分佈之輸出之所要的繞射。來自不同光源晶片26之光使用具有均勻或變化的焦點性質的透鏡片段84來照射微透鏡96提供了通用性以提供任何所要的光輸出圖案。藉由微影術製程使用光學透明的聚合物材料將微透鏡96形成於基板90之表面上(與將繞射圖案蝕刻至基板之表面中的習知技術相反)降低成本且增加一致性、可靠性及達成所要的效能之能力。此外，諸如繞射圖案微透鏡陣列之焦距及透鏡直徑的參數為靈活的且可藉由軟體直接可調諧的。
光源裝置126為對於許多應用理想的。例如，用來解鎖手機的面部辨識 將大大地受益於本發明。考慮到不同的使用者不同地持有其行動電話，一個挑戰為如何最好地照射行動手機之攝影機前面的三維空間中之使用者之臉，用於拍攝使用者之臉之細節。本發明將使用不同的光源晶片及透鏡片段組合來照射該三維空間之不同區域。具體而言，一個光源晶片及其透鏡片段可經組配來最好地照射較接近於攝影機的區域，而另一光源晶片及其透鏡片段可經組配來最好地照射較遠離攝影機的區域，等等。任何數目的光源晶片及透鏡片段組合可用來以三維空間之不同區域為目標。另一理想應用可為粒子偵測，其中三維空間之不同區域藉由不同的光源晶片及透鏡片段組合照射，使得三維空間中之粒子可經光學地偵測。其他應用可包括汽車、家庭、TV，或需要二維空間或三維空間之準確及精確照明的任何其他應用。
多個分離的光源裝置126可包括在相同應用裝置(亦即，手機、攝影機、汽車、家用電器、TV等)中，其中任何給定單個應用裝置中之各種光源裝置126可為相同的或可為就大小、設計及/或功能而言彼此不同的。例如，在可見區域中操作的光源裝置126及在不可見光譜中操作的光源裝置126可包括在相同應用裝置中。另外或替代地，單個光源裝置126可包括大小、設計及功能不同的光源晶片26。例如，單個光源裝置126可包括產生可見光的第一光源晶片26及產生不可見光(例如，UV或IR)的第二光源晶片26。
圖10例示第一替代性實施例，其中光源晶片26之電氣接點30藉由導電跡線130而非藉由導線46電氣地連接至基板10中之導電電極22。導電跡線130可藉由將導電材料層形成且圖案化於基板10上加以形成。
圖11例示第二替代性實施例，其中濾光器層72及A/R塗層74首先經形成於透鏡基板66上，繼之以金屬層70之形成。金屬層70然後經受遮蔽/蝕刻製程以創造孔洞70a以暴露下層濾光器層72及A/R塗層74。所得結構然後具有設置於層72/74上的金屬層72。
圖12A例示第三替代性實施例，除透鏡總成82包括嵌入聚合物透鏡基板66中的玻璃基板132之外，該第三替代性實施例與圖10中所示之該實例例相同。圖13A至圖13E例示形成玻璃聚合物混合物，且從圖4C至圖4D之頂部透鏡複製總成62及底部透鏡複製總成64開始的步驟。玻璃基板132經置放於載體134上，且聚合物66經沉積在玻璃基板132上，如圖13A中所示。衝壓機總成136然後以所要的壓力及溫度將複製總成62向下按壓至聚合物66上，使得聚合物66之上表面符合(且固化成)總成62之聚合物層56之形狀，如圖13B中所示。載體134及複製總成62經移除，且以支撐聚合物66及玻璃基板132之邊緣的載體138替換。聚合物66經沉積在玻璃基板132之另一側上，如圖13C中所示。衝壓機總成136然後以所要的壓力及溫度將複製總成64向下按壓至聚合物66上，使得聚合物66之頂部表面符合(且固化成)總成64之聚合物層56之形狀，如圖13D中所示。具有嵌入其中之玻璃基板132之聚合物基板66然後經抽出(作為具有所要的上成形表面66a及下成形表面66b之透鏡基板)，如圖13E中所示。玻璃基板132向透鏡總成82提供額外剛性，且可藉由提供剛性基板來使製造較容易，聚合物層經形成於該剛性基板上。此外，限定孔洞70a的金屬層70可形成於玻璃基板132上而非如先前所描述形成於聚合物層66上，如圖12B中所示。抗反射塗層亦可形成於玻璃基板132上。
圖14例示第四替代性實施例，除導電連接盤140形成於重新分配引線40而非焊球連接器44上之外，該第四替代性實施例與圖8B中所示該實施例相同。導電連接盤140經形成為重新分配引線40上的導電材料層。使用導電連接盤140而非焊球連接器44之優點在於，連接盤140比焊球連接器更薄。
將理解，本發明不限於以上描述及本文例示之實施例(多個)，但涵蓋屬任何申請專利範圍之範疇內的任何及所有變化。例如，本文對本發明之所述內容不欲限制任何申請專利範圍或申請專利範圍術語之範疇，而是僅提及可藉由申請專利範圍中之一或多個覆蓋的一或多個特徵。以上所描述之材料、製程及數值實例僅為示範性的，且不應被視為限制申請專利範圍。此外，如自申請專利範圍及說明書顯而易見的，並非所有方法步驟需要以所例示或主張的精確順序執行，但實情為以允許本發明之光源裝置之適當形成的任何順序執行。單個材料層可經形成為此類或類似材料之多個層，且反之亦然。最後，如本文所使用之術語「形成」及「經形成」應包括材料沈積、材料生長，或提供如所揭示或主張的材料中之任何其他技術。
應注意，如本文所使用，術語「在…之上」及「在…上」兩者在內地包括「直接在…上」(無設置在其間的中間材料、元件或空間)及「間接在…上」(設置在其間的中間材料、元件或空間)。同樣，術語「鄰近」包括「直接鄰近」(無設置在其間的中間材料、元件或空間)及「間接鄰近」(有設置在其間的中間材料、元件或空間)，「裝配至」包括「直接裝配至」(無設置在其間的中間材料、元件或空間)及「間接裝配至」(有設置在其間的中間材料、元件或空間)，且「電氣地耦接」包括「直接電氣地耦接至」(其間無將元件電氣地連接在一起的中間材料或元件)及「間接電氣地耦接至」(其間有將元件電氣地連接在一起的中間材料或元件)。例如，將元件形成「在基板之上可包括在無其間的中間材料/元件的情況下將元件直接形成於基板上，以及在具有其間之一或多個中間材料/元件的情況下將元件間接地形成於基板上。
10:矽基板 10a:頂部表面 10b:底部表面 12,20,32,36,38,42:絕緣層 14:光阻劑 16,114:空腔 18:孔洞 22:導電材料,電極 24,58:黏合劑層 26:光源晶片 28:發光裝置 30:電氣接點 34,35:導電結合襯墊 40:再分配引線 44:焊球連接器 46:導線 48:燈光裝置總成 52:第一主模 52a:上表面 54,70,98,102:金屬層 56,66,92:聚合物層 60:載體模 62:頂部透鏡複製總成 64:底部透鏡複製總成 66a:上成形表面 66b:下成形表面 68,136:衝壓機總成 70a,102a:孔洞 72:濾光器材料層 74:AR塗層 76,DL:分割線 78:透鏡架 80,108:黏合劑 82:完成透鏡總成 84:透鏡片段 90:基板 94:第二圖案化聚合物層 96:微透鏡 100:光學塗層 104,110:抗反射塗層 106:透明基板 112:紅外濾光器塗層 116:繞射透鏡總成 120:間隔物 122:光反射塗層 124:黏合劑材料 126:光源裝置 130:導電跡線 132:玻璃基板 134,138:載體 140:導電連接盤
圖1A至圖1I為例示形成燈光裝置總成中之步驟的側橫截面圖。
圖2為燈光裝置總成的俯視圖。
圖3為燈光裝置總成的仰視圖。
圖4A至圖4K為例示形成透鏡總成中之步驟的側橫截面圖。
圖5A及圖5B為透鏡總成的側橫截面圖及俯視圖。
圖6為具有變化透鏡片段設計的透鏡總成的側橫截面圖。
圖7A至圖7F為例示形成繞射透鏡總成中之步驟的側橫截面圖。
圖8A至圖8B為示出形成光源裝置中之步驟的側橫截面圖。
圖9為例示光源晶片及/或其具有不同厚度之黏合劑層的側橫截面圖。
圖10為光源裝置之第一替代實施例的側橫截面圖。
圖11為光源裝置之第二替代實施例的側橫截面圖。
圖12A至圖12B為光源裝置之第三替代實施例的側橫截面圖。
圖13A至圖13E為例示形成用於第三替代實施例之透鏡中之步驟的側橫截面圖。
圖14為光源裝置之第四替代實施例的側橫截面圖。
10:矽基板
26:光源晶片
48:燈光裝置總成
82:完成透鏡總成
84:透鏡片段
90:基板
116:繞射透鏡總成
120:間隔物
124:黏合劑材料
126:光源裝置

Claims (18)

  1. 一種光源裝置，包含：一燈光裝置總成，該燈光裝置總成包括：一第一基板，該第一基板帶有相對的頂部表面及底部表面及形成至該頂部表面中的多個空腔，多個光源晶片，該等多個光源晶片各自至少部分地設置在該等多個空腔中之一個中且各自包括一發光裝置及數個電氣接點，及多個電極，該等多個電極各自在該頂部表面與該底部表面之間延伸且各自電氣地連接至該等電氣接點中之一個；以及一單體透鏡，該單體透鏡設置在該第一基板之該頂部表面上，其中該單體透鏡包括帶有多個透鏡片段的一單件式基板，該等多個透鏡片段各自設置在該等光源晶片中之一個上；其中該等電極中之每一個藉由形成於該頂部表面上的一導電跡線電氣地連接至該等電氣接點中之一個。
  2. 一種光源裝置，包含：一燈光裝置總成，該燈光裝置總成包括：一第一基板，該第一基板帶有相對的頂部表面及底部表面及形成至該頂部表面中的多個空腔，多個光源晶片，該等多個光源晶片各自至少部分地設置在該等多個空腔中之一個中且各自包括一發光裝置及數個電氣接點，及多個電極，該等多個電極各自在該頂部表面與該底部表面之間延伸且各自電氣地連接至該等電氣接點中之一個；以及一單體透鏡，該單體透鏡設置在該第一基板之該頂部表面上，其中該單體透鏡包括帶有多個透鏡片段的一單件式基板，該等多個透鏡片段各自設置在該 等光源晶片中之一個上；多個焊球連接器，該等多個焊球連接器各自設置在該底部表面上且電氣地連接至該等電極中之一個。
  3. 如請求項2之光源裝置，其中該第一基板由矽形成。
  4. 如請求項2之光源裝置，其中該單件式基板由一聚合物形成。
  5. 如請求項2之光源裝置，其中該等電極中之每一個藉由一導線電氣地連接該等電氣接點中之一個。
  6. 如請求項2之光源裝置，其中：該單件式基板包括相對的上表面及下表面；該等多個透鏡片段中之該上表面之至少部分包括選擇性地過濾紅外光的一材料層；且該等多個透鏡片段中之該下表面之至少部分包括一抗反射材料層。
  7. 如請求項2之光源裝置，其中該單件式基板包括相對的上表面及下表面，該光源裝置進一步包含：一第一金屬層，該第一金屬層設置在該上表面上且包括在該第一金屬層中之孔洞，該等孔洞各自設置在該等透鏡片段中之一個中；一第二金屬層，該第二金屬層設置在該下表面上且包括在該第二金屬層中之孔洞，該等孔洞各自設置在該等透鏡片段中之一個中。
  8. 如請求項2之光源裝置，其中該單件式基板包括相對的上表面及下表面，該光源裝置進一步包含：一玻璃基板，該玻璃基板設置在該單件式基板中的該上表面與該下表面之間。
  9. 如請求項2之光源裝置，其中該等透鏡片段中之一個經成形以提供光聚焦性質，而該光聚焦性質不同於該等透鏡片段中之另一透鏡片段之光 聚焦性質。
  10. 如請求項2之光源裝置，進一步包含：一光繞射透鏡，該光繞射透鏡設置在該單體透鏡上。
  11. 如請求項10之光源裝置，其中該光繞射透鏡包括多個微透鏡，該等多個微透鏡經設置以使來自該發光裝置之光繞射，該光通過該單體透鏡。
  12. 如請求項2之光源裝置，其中該等光源晶片中之一個光源晶片之該等發光裝置中之一個發光裝置係設置成比該等光源晶片中之另一光源晶片之該等發光裝置中之另一發光裝置更接近於該單體透鏡。
  13. 如請求項2之光源裝置，其中該等多個空腔中之每一個包括：設置在該空腔之一底部表面與至少部分地設置在該空腔中的該光源晶片之間的一黏合劑層。
  14. 如請求項13之光源裝置，其中該等空腔中之一個空腔中的該黏合劑層比該等空腔中之另一空腔中的該黏合劑層更厚。
  15. 如請求項2之光源裝置，進一步包含：一剛性材料之間隔物，該剛性材料之間隔物設置在該第一基板與該單體透鏡之間。
  16. 如請求項15之光源裝置，其中該間隔物包括帶有一反射塗層之一側壁。
  17. 如請求項10之光源裝置，進一步包含：一剛性材料之間隔物，該剛性材料之間隔物設置在該光繞射透鏡與該單體透鏡之間。
  18. 如請求項17之光源裝置，其中該間隔物包括帶有一反射塗層之一側壁。
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