TWI829671B - 發光裝置 - Google Patents

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Abstract

發光裝置包括發光晶片、透光層以及反射層。透光層形成在發光晶片上並具有複數個側表面。反射層形成在透光層上並延伸超出透光層的複數個側表面。

Description

發光裝置
本發明涉及一種發光裝置，尤其涉及一種包括反射層形成在波長轉換層上的發光裝置。
發光二極體（Light-Emitting Diode，LED）具有功耗低，使用壽命長，體積小，響應快以及發光光電特性穩定的特點。最近，發光二極體逐漸用於液晶顯示器的背光單元中。
在傳統的直下式背光單元中，通常使用透鏡將具有朗伯分佈(lambertian pattern)的發光裝置的光轉變成蝙蝠翼(Batwing)發光型式。透鏡具有一定的厚度，而不利應用在薄的顯示裝置之中。
本發明之一實施例揭露一發光裝置，包含一發光晶片、一接觸墊、一第一透光層以及一第一反射層。發光晶片具有上表面和下表面，上表面相對於下表面。接觸墊設置在下表面的下方。第一透光層形成在發光晶片上，第一透光層具有複數個側表面。第一反射層形成在發光晶片的上表面上方，第一反射層延伸超過第一透光層的複數個側表面。
以下實施例將伴隨著圖式說明本發明之概念，在圖式或說明中，相似或相同之部分係使用相同之標號，並且在圖式中，元件之形狀、厚度或高度在合理範圍內可擴大或縮小。本發明所列舉之各實施例僅用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍。對本發明所作之任何顯而易知之修飾或變更皆不脫離本發明之精神與範圍。
第1A圖是根據本發明實施例的發光裝置100的立體圖。第1B圖是第1A圖的發光裝置100沿著I-I線的剖面圖。為了簡化說明，發光晶片11在第1B圖中顯示為長方體，且未顯示在第1A圖中。在外觀上，取決於第一透光層12的材料，發光晶片11可以被看到或不被看到。
如第1A圖和第1B圖所示，發光裝置100包括發光晶片11、包覆發光晶片11的第一透光層12、以及形成在第一透光層12之上表面121上的第一反射層13。第一透光層12覆蓋發光晶片11的四個側表面112和上表面113（兩個側表面顯示在第1B圖中）。發光晶片11具有兩個接觸墊111，每個接觸墊111具有側表面和未被第一透光層12覆蓋的底表面1113。側表面具有被第一透光層12覆蓋的第一部分1111和未被第一透光層12覆蓋的第二部分1112。發光晶片11藉由焊料、或具有與環氧樹脂混合的複數個焊料顆粒的黏著劑（例如，異方性導電膜（anisotropic conductive film）或自組裝異方性導電膠（Self Assembly Anisotropic Conductive Paste））固定在載體（未顯示）上。
第一反射層13可以為在一基質中混合複數個反射顆粒（未顯示）的材料。基質包括矽氧樹脂基材料或環氧樹脂基材料，並且具有折射率（n）為1.4~1.6或1.5~1.6。反射顆粒包括二氧化鈦，二氧化矽，氧化鋁，氧化鋅或二氧化鋯。
在其他實施例中，第一反射層13可以是多層，用於形成分散式布拉格反射器(DBR)，其材料包括Al2 O3 ，SiO2 ，TiO2 ，Ta2 O5 或SiNx 。
第1C圖顯示第1A圖中發光裝置100的量測圖。在此實施例中，當發光裝置100發光時，使用分佈光度計（例如，來自Light Ports Inc.的編號為LP-360B的產品）來測量圓P1、圓P2 或圓P3上的每個點的發光強度，其中，圓P1、P2和P3是虛擬且被定義用於測量。當通過分佈光度計測量時，由於探測器與發光裝置100間隔一段距離（至少20cm），所以可以將發光裝置100視為點光源並且得到如第1G圖所示的遠場光型圖。為了清楚地顯示圓P1、P2或P3與發光裝置100之間的相對位置，在第1C圖中繪製了放大尺寸的發光裝置100。相反地，在第1D圖至第1F圖中將發光裝置100繪製為點光源和中心點PC。
圓上的量測點測量到的角度和發光強度可進而用於繪製發光強度分佈曲線圖（例如，第1G圖）。圓P1、P2或P3上的每個量測點的發光強度是測量由第一線和第二線之間的夾角（θ）所定義的角度，其中第一條線連接在圓P1、P2或P3上要測量的一個量測點和中心點PC，第二條線是通過中心點PC的主軸（例如Z軸）並定義為0度。
第1D圖顯示發光裝置100在P1處的量測圖。第1E圖顯示發光裝置100在P2處的量測圖。第1F圖顯示發光裝置100在P3處的量測圖。如第1D圖至第1F圖所示，0度位於Z軸上；圓P1的+ 90度和-90度位於X軸上；圓P2的+ 90度和-90度位於相對於X軸成45度角的軸上；圓P3的+ 90度和-90度位於Y軸上。圓P1位於XZ平面上而圓P3位於YZ平面上。
如第1B圖所示，光（例如，R0）相對於與側表面122平行的假想線（例如，M）以一定角度（例如，θ0 ）從發光裝置100射出。如第1C圖至第1F圖所述，發光裝置100被視為點光源（或PC），當發光裝置100發光並且經由分佈光度計測量時，光（例如，R0）不管被任何物體反射或散射（在第7A圖中討論），而以角度（θ0 ）離開發光裝置100，這將有助於在圓P1、P2或P3上夾角（θ0 ）的發光強度（θ0 僅在P1中顯示）。換句話說，夾角等於光離開發光裝置的角度。
第1G圖在笛卡兒坐標系(x坐標代表角度; y坐標表示發光強度)顯示從圓P1、P2和P3測量的發光強度分佈曲線圖（極坐標圖）轉換的發光強度和角度之間的關係曲線圖。例如，對於圓P1，夾角為0°時的發光強度約為150燭光(cd)，夾角為50°時的發光強度約為170燭光。發光強度取決於發光裝置的工作電流。基本上，工作電流越高，發光強度越高。
第2A圖是根據本發明實施例的發光裝置200的立體圖。第2B圖是第2A圖的發光裝置200沿著I-I線的剖面圖。為了簡化說明，發光晶片11在第2B圖中顯示為長方體，且並未顯示在第2A圖中。發光裝置200具有與發光裝置100類似的結構，具有相似或相同符號的裝置或元件表示具有相同或相似功能的裝置或元件。
如第2B圖所示，第一反射層13延伸超出透光層12的兩個側表面122。如第2A圖所示，第一反射層13延伸超出透光層12的另外兩個側表面123。具體地，第一反射層13的側表面131與側表面122隔開第一距離（d1）並且不與側表面122齊平。第一反射層13具有寬度（x）和厚度（y）。第一透光層12具有厚度（H）和寬度（L）。點A被定義為側表面122的最低點，點B被定義為第一反射層13的下表面132的最外點。連接點A和點B的線相對於第一透光層12的側表面122的角度被定義為最小角度（θm ）。d1（= x-L/2）、θm 和H滿足公式I：(公式I)
如上所述，同樣地，假設光（R）從點A發射到點B，光（R）將以角度（θm ）離開發光裝置200並在圓P1、P2或P3上的夾角（θm ）貢獻發光強度(θm 並未顯示在第1D圖至第1F圖)。
當發光晶片11發光時，部分光會穿過第一透光層12而接觸到第一反射層13，部分光會穿過第一透光層12但不會接觸到第一反射層13而直接從發光裝置200射出。
此外，由於第一反射層13延伸超出第一透光層12且被用來當屏蔽，因此大部分的光將接觸第一反射層13並被第一反射層13反射。被第一反射層13反射的光直到不再接觸第一反射層13，才會從發光裝置200射出。基本上，光不接觸第一反射層13並且以不小於最小角度（θm ）的角度從發光裝置200射出，這有助於在不小於θm 的夾角處的發光強度。因此，夾角不小於θm 的發光強度高於夾角小於θm 的發光強度。夾角θm 被定義為發光強度分佈曲線圖中的臨界角（θc ）。
參考公式I，可以設計厚度（H），寬度（x）和寬度（L）來決定最小角度（θm ）。換句話說，通過設計第一透光層12的厚度（H）和寬度（L）以及第一反射層13的寬度（x），可以決定最小角度（θm ），臨界角（θc ）也就同時可以被確定。
在與第一反射層13接觸的光之中，大部分的光被反射層13反射，較少部分的光直接穿過第一反射層13。大部分直接穿過第一反射層13的光將在0°〜θm 的角度被檢測到（稍後將討論）。第一反射層13的厚度越厚，可以通過第一反射層13的光就越低，即在0°〜θm 的角度下測量到的發光強度就越低。因此，基本上角度為0°~θm 的發光強度可以由第一反射層13的厚度（y）所決定。
第3A圖至第3F圖是根據本發明實施例製造發光裝置的剖面圖(分別為第4A圖至第4F圖中沿著W-W線的剖面圖)。第4A圖至第4F圖分別為第3A圖至第3F圖的上視圖。
如第3A圖及第4A圖所示，複數個發光晶片11設置在第一暫時基板20上，並且每個發光晶片11的兩個接觸墊111附著到第一暫時基板20上。第一暫時基板20包括黏著層201和支撐層202。
如第3B圖及第4B圖所示，形成第一透光層12以包覆發光晶片11。
如第3C圖及第4C圖所示，第一反射層13形成在第一透光層12的上表面121上，但不覆蓋透光層12的側表面122。
如第3D圖、第3E圖、第4D圖及第4E圖所示，將包括黏著層231和支撐層232的第二暫時基板23附著到第一反射層13，並移除第一暫時基板20以暴露接觸墊111。之後，執行第一切割步驟，沿著切割線（L）切割透光層12，直到暴露出第一反射層13。在此步驟中，第一透光層12被分成複數個透光部分12S。此外，第一反射層13不被切割而是連續層。透光部分12S彼此以第二距離（d2）分開。
如第3F圖及第4F圖所示，執行第二切割步驟，切割第一反射層13以形成複數個反射部分13S。反射部分13S彼此以第三距離（d3）分開。第三距離（d3）小於第二距離（d2）。
在移除第二暫時基板23之後，形成複數個發光裝置200。
第5圖是根據本發明實施例的發光裝置300的剖面圖。發光裝置300包括發光晶片11，包覆發光晶片11的第一透光層12，覆蓋側表面122並具有彎曲上表面151的第二透光層15，以及形成在上表面121和彎曲上表面151上的第一反射層13。第二透光層15用以改善結構強度。第一透光層15具有與第二透光層15相同或不同的折射率。當第二透光層15的折射率小於第一透光層12時，可以增強發光裝置300的光通量。
第6A圖至第6G圖是根據本發明實施例製造發光裝置300的剖面圖。
如第6A圖所示，複數個發光晶片11設置在第一暫時基板20上，並且每個發光晶片的兩個接觸墊111附著到第一暫時基板20上。第一暫時基板20包括黏著層201和支撐層202。
如第6B圖所示，形成第一透光層12以包覆發光晶片11。
如第6C圖所示，執行第一切割步驟，沿著切割線（未顯示）切割第一透光層12，直到暴露出黏著層201並形成複數個溝槽31。
如第6D圖所示，第二透光層15填充到溝槽31之中並覆蓋透光層12的側表面122。第二透光層15的高度大於第一透光層12的高度，並且具有在製造過程中形成的彎曲上表面151。
如第6E圖所示，在第一透光層12和第二透光層15上形成第一反射層13，以覆蓋其上表面121、151。第一反射層13並不覆蓋透光層12的側表面122。
如第6F圖所示，將包括黏著層231和支撐層232的第二暫時基板23貼附到第一反射層13，並且移除第一暫時基板20以暴露接觸墊111。之後，如第6G圖所示，執行第二切割步驟，切割第一透光層12、第二透光層15以及第一反射層13。
在移除第二暫時基板23之後，形成複數個發光裝置300。
第7A圖至第7C圖顯示根據本發明實施例發光裝置200經由混合複數個焊料顆粒的環氧樹脂之黏著劑（例如，自組裝異方性導電膠）固定在各種反射特性載體的剖面圖。簡而言之，黏著劑形成在載體上，發光裝置200設置在黏著劑上。隨後，對黏著劑進行熱處理以使複數個焊料顆粒聚集而形成集成焊料116和圍繞集成焊料116的環氧樹脂120。發光裝置200設計成具有50°的最小角度（θm ）。
第7A圖是發光裝置200在具有漫反射(diffuse-reflection)表面的第一載體61的剖面圖。第8A圖顯示，從第7A圖的結構測量圓P1、P2以及P3，在笛卡兒坐標系中（x坐標表示角度; y坐標表示發光強度），顯示發光強度和角度之間的關係曲線模擬結果(使用Lambda Research Corporation的Trace Pro V7.1軟體)。圓P1、P2以及P3可以參考第1D圖至第1F圖。
當來自發光裝置200的光R1向上朝第一反射層13發射時，大部分的光被第一反射層13吸收或反射，幾乎沒有光直接穿過第一反射層13。當光進入反射層13時，可能被反射顆粒散射，一些光（R11）將以小於50°的角度（例如，θ1 = 30°）離開發光裝置200，這有助於第8A圖中在小於50°的角度下的發光強度（例如，在圓P1、P2或P3中為30°），一些光（R12）將以大於50°的角度（例如，θ2 = 80°）離開發光裝置200，這有助於第8A圖中在大於50°的角度下的發光強度（例如，在圓P1、P2或P3中為80°）。
當光R2被第一反射層13反射而朝向第一載體61時，由於第一載體61具有漫反射表面，所以光R2被以許多角度反射，其中一些光（R21）可貢獻角度小於50°的發光強度，其中一些光（R22）貢獻角度大於50°的發光強度。因此，角度小於50°的發光強度與角度大於50°的發光強度之間的差異很小。角度0°的發光強度與角度80°的發光強度之比值大於0.5，角度50°的發光強度與角度80°的發光強度之比值大於0.7。
光R3並不接觸第一反射層13而直接從發光裝置200射出，並且貢獻角度不小於50°的發光強度。藉由塗覆具有複數個反射顆粒的材料來形成漫反射表面。
第7B圖是根據本發明實施例發光裝置200在具有吸光(light-absorbing)表面的第二載體62的剖面圖。第8B圖顯示，從第7B圖的結構測量圓P1、P2以及P3，在笛卡兒坐標系中（x坐標表示角度; y坐標表示發光強度），顯示發光強度和角度之間的關係曲線模擬結果。圓P1、P2以及P3可以參考第1D圖至第1F圖。
同樣地，大部分的光R1被第一反射層13吸收或反射，並且只有極少量的光線直接穿過第一反射層13以貢獻角度小於50°或不小於50°的發光強度。與第一載體61不同，由第一反射層13朝向第二載體62反射的光（例如，R2）被具有吸光表面的第二載體62吸收。因此，由第一反射層13反射而朝向第二載體62的光（例如，R2）對角度小於50°的發光強度沒有貢獻。角度小於50°的發光強度較低且不等於零。角度在0°（或50°）的發光強度與角度在80°的發光強度之比值小於0.2。
第7C圖是根據本發明實施例發光裝置200在具有鏡反射(specular-reflection)表面的第三載體63的剖面圖。第8C圖顯示，從第7C圖的結構測量圓P1、P2以及P3，在笛卡兒坐標系中（x坐標表示角度; y坐標表示發光強度），顯示發光強度和角度之間的關係曲線模擬結果。圓P1、P2以及P3可以參考第1D圖至第1F圖。
同樣地，大部分的光R1被第一反射層13吸收或反射，並且只有極少量的光線直接穿過第一反射層13以貢獻角度小於50°或不小於50°的發光強度。類似於第一載體61，由第一反射層13反射而朝向第三載體63的光被第三載體63反射，但是以單一角度反射。例如，光（R2）被第三載體63以大於50°的角度反射，可以貢獻角度大於50°的發光強度，光（R4）被第三載體63以小於50°的角度反射，這可以貢獻角度小於50°的發光強度。因此，角度小於50°的發光強度並不是很低。角度0°的發光強度與角度80°的發光強度之比值小於0.1，角度50°的發光強度與角度80°的發光強度之比值大於0.5。鏡反射表面藉由塗覆諸如銀或鋁的金屬材料形成。
與第8A圖、第8B圖以及第8C圖中角度小於50°的發光強度相比較，形成在具有吸光表面的第二載體62上的發光裝置200具有最低的發光強度，而形成在具有漫反射表面的第一載體61上的發光裝置200具有最高的發光強度。另外，由於大多數的光被第二載體62吸收，因此第8B圖的發光強度最大值是最低的。此外，發光裝置200形成在具鏡反射表面的第三載體63上，在50~80°的角度具有更高的發光強度。
第9A圖是根據本發明實施例的發光裝置400的立體圖。第9B圖是第9A圖的上視圖。為了清楚起見，第9A圖中的發光晶片11以實線繪製，第9B圖的每一層都用實線繪製而不管其材料是不透明、透明或半透明。發光裝置400包括發光晶片11，包覆發光晶片11的第一透光層12，以及形成在第一透光層12的上表面 121上的第一反射層13。第一透光層12和第一反射層13呈圓形狀。與第2A圖呈矩形形狀的第一透光層12和第一反射層13相比，發光裝置400被配置為產生更均勻的照明分佈。發光裝置400的剖面圖可以參考第2B圖，其相關描述可以參考發光裝置200的相應段落。
第10A圖至第10G圖是根據本發明實施例製造發光裝置400的剖面圖。
如第10A圖所示，在包括黏著層201和支撐層202的第一暫時基板20上形成第一光阻層18。執行光刻製程(photolithography process)以在第一光阻層18中形成複數個第一圓柱形凹槽30。
如第10B圖所示，複數個發光晶片11設置在第一圓柱形凹槽30之中。在此實施例中，一個發光晶片11設置在一個凹槽30之中。在其他實施例中，兩個或更多個發光晶片11可設置在一個凹槽30之中。
如第10C圖所示，第一透光層12填充到凹槽30之中以覆蓋發光晶片11。
如第10D圖所示，在第一透光層12和第一光阻層18上形成第二光阻層19。
如第10E圖所示，執行光刻製程以在第二光阻層19中形成複數個第二圓柱形凹槽301。
如第10F圖所示，第一反射層被13填充到第二凹槽301之中以形成在透光層12上。
如第10G圖所示，將包括黏著層231和支撐層232的第二暫時基板23附著到第一反射層13，並移除第一暫時基板20以暴露接觸墊111。之後，進行蝕刻製程以移除第一光阻層18和第二光阻層19。由於第一光阻層18和第二光阻層19包含相同的材料，所以它們同時被移除。
第11A圖是根據本發明實施例的發光裝置500的剖面圖。發光裝置500具有與發光裝置200類似的結構，具有相似或相同符號的裝置或元件表示具有相同或相似的功能。在第一反射層13和第一透光層12之間形成氣隙135。由於空氣的折射率低於第一透光層12的折射率，在第一透光層12和氣隙135之間的邊界處可能發生全內反射，可以改善在角度大於最小角度（θm ）的發光強度並增強光通量。此外，第一反射層13可用於反射通過氣隙135的一些光，以減少角度小於最小角度（θm ）的發光強度。
第11B圖是根據本發明實施例的發光裝置501的剖面圖。發光裝置501具有與發光裝置500類似的結構，具有相似或相同符號的裝置或元件表示具有相同或相似的功能。在第一反射層13和第一透光層12之間並沒有氣隙。第一反射層13具有彎曲的下表面132，可用於增強光通量。
第11C圖是根據本發明實施例的發光裝置502的剖面圖。發光裝置502具有與發光裝置200類似的結構，具有相似或相同符號的裝置或元件表示具有相同或相似的功能。提供第二反射層17以圍繞發光晶片11但不覆蓋發光晶片11的上表面113。第一透光層12覆蓋上表面113以及第二反射層17的上表面117。第一反射層13形成在透光層12的上表面121上。由於第二反射層17，從發光晶片11發射的大部分光將通過高於點A的側表面122（第一透光層12與周圍環境（例如，空氣）之間的界面）離開發光裝置502，因此光（例如，R5）將以大於θm 的角度離開發光裝置502，從而增強角度大於θm 的發光強度。
第11D圖是根據本發明實施例的發光裝置503的剖面圖。發光裝置503具有與發光裝置200類似的結構，具有相似或相同符號的裝置或元件表示具有相同或相似的功能。第一反射層13具有彎曲表面136，可用於增強光通量。
第11E圖是根據本發明實施例的發光裝置504的剖面圖。發光裝置504具有與發光裝置200類似的結構，具有相似或相同符號的裝置或元件表示具有相同或相似的功能。第一反射層13具有彎曲表面136，可用於增強光通量。與第11D圖中發光裝置503不同的是，第一透光層12具有與第一光反射層13的側表面齊平的側表面。
第11F圖是根據本發明實施例的發光裝置505的剖面圖。發光裝置505具有與發光裝置200類似的結構，具有相似或相同符號的裝置或元件表示具有相同或相似的功能。第一反射層13具有可用於增強光通量的彎曲表面137以及從彎曲表面137沿遠離發光晶片11的方向延伸的平面138。
第12A圖是根據本發明實施例的發光裝置200在複合載體上的剖面圖。複合載體包括第四載體650，形成在第四載體650上的第一層651，以及可選擇性地在第一層651上形成之第二層652。第一層651用於反射光並經由焊料116'電結合到發光裝置200，並由Ag、Au、Cu、Pt或Sn所製成，以提供一鏡反射表面。或者，可以在第一層651上或在第一層651和第二層652之間形成Al層，以保護第一層651免受環境（例如，氧化或硫化）的劣化並提供鏡反射表面。第二層652對於朝向第一層651的光或者被第一層651所反射的光是可透光的。第二層652包括SiO2 、SiN、AlN或 Al2 O3 。
第12B圖是根據本發明實施例的發光裝置200經由焊料116’固定在具有二拋物面641、642之第五載體64上的剖面圖。在此實施例中，拋物面641、642的焦點位於點C和點B，拋物面642的頂點位於點A。連接點A和點B的線是對稱軸。當光入射到拋物面641、642上時，光會被以不小於最小角度（θm ）的角度反射。換句話說，當光擊中拋物面641、642時，將不會有光以小於最小角度（θm ）的角度離開發光裝置200。發光裝置200設計成具有50°的最小角度（θm ）。
第12C圖顯示，從第12B圖中的結構測量圓P1、P2以及P3，在笛卡兒坐標系中（x坐標表示角度; y坐標表示發光強度），顯示發光強度和角度之間的關係曲線模擬結果。圓P1、P2以及P3可以參考第1D圖至第1F圖。
類似於第7A圖以及第8A圖，大部分的光R1被第一反射層13吸收或反射，並且極少量的光線直接穿過第一反射層13以貢獻角度小於50°或不小於50°的發光強度。由拋物面641、642反射的光（例如，R6）將貢獻角度不小於50°的發光強度。因此，角度小於50°的發光強度較低且不等於零。角度在0°的發光強度與角度在80°的發光強度之比值小於0.3。角度在0°的發光強度與角度在50°的發光強度之比值小於0.2。
第13A圖是根據本發明實施例的導線架66的立體圖。第13B圖是根據本發明實施例的發光裝置200固定在導線架66上的分解圖。第13C圖是根據本發明實施例的發光裝置200固定在導線架66上的剖面圖。
在此實施例中，導線架66包括第一電極板661和第二電極板662，第二電極板662與第一電極板661物理分離。第一電極板661和第二電極板662分別包括第一部件6610、6620、第二部件6611、6621、第三部件6612、6622以及第四部件6613、6623。
第一部件6610（6620）和第二部件6611（6621）相對於第三部件6612（6622）是傾斜的。第四部件6613（6623）從第二部件6611（6621）沿遠離第三部件6612（6622）的方向延伸。第四部件6613、6623用於藉由焊料（未顯示）將導線架66固定在另一個載體（未顯示）上。第三部件6612、6622用於固定在其上的發光裝置200。具體地，發光裝置200的接觸墊111分別藉由焊料116'連接到第三部件6612、6622。在第一電極板661和第二電極板662之間可選擇性地形成絕緣體663，用於牢固地連接第一電極板661和第二電極板662。第一部件6610（6620）和第二部件6611（6621）提供類似拋物線狀的反射表面。
第14圖是根據本發明實施例的導線架67的立體圖。在此實施例中，導線架67包括第一電極板671和第二電極板672，第二電極板672與第一電極板671物理分離。第一電極板671和第二電極板672分別包括第一部件6711、6721、第二部件6712、6722、以及第三部件6713、6723。
與導線架66類似，第二部件6712 (6722)相對於第一部件6711 (6721)是傾斜的。第三部件6713 (6723)從第二部件6712 (6722)沿遠離第一部件6711 (6721)的方向延伸。第三部件6713 (6723)用於藉由焊料（未顯示）將導線架67固定在另一個載體（未顯示）上。第一部件6711、 6721用於固定在其上的發光裝置200。具體地，發光裝置200的接觸墊111（顯示在第2B圖中）分別通過焊料（未顯示）連接到第一部件6711、6721。在第一電極板671和第二電極板672之間可選擇性地形成絕緣體（未顯示），用於牢固地連接第一電極板671和第二電極板672。第二部件6712、6722提供類似拋物線狀的反射表面。
第15圖是根據本發明實施例的直下式背光顯示器900的剖面圖。直下式背光顯示器900包括以陣列方式設置在第六載體71上的複數個發光裝置200、光學單元73以及面板74。光學單元73可包括多個膜，例如，漫射膜，亮度增強膜等。顯示器的亮度均勻性經由間距(pitch；P)，光學距離（OD；Optical Distance）、最小角度（θm ）和光學單元73的特徵（例如，厚度）等的各種參數決定。
如第15圖所示，間距（P）定義為發光裝置200的中心點與相鄰發光裝置200的中心點之間的距離。光學距離定義為第六載體71的上表面和光學單元73的下表面之間的距離。光學距離，間距和角度符合公式II：(公式II) 理想上，當間距等於2*OD*tanθm 時，光學單元73的整個下表面可以被發光裝置200照射，用以獲得更好的亮度均勻性。在其他實施例中，由於光學單元73可以漫射光，為了製造成本考量，因此可以將間距設計成大於2*OD*tanθm 。或者，可以提供透鏡以增加間距。例如，假設OD為10cm且最小角度（θm ）為40°，則間距為16.782mm。假設OD為10cm且最小角度（θm ）為50°，則間距為23.82mm。假設OD為10cm，最小角度（θm ）為60°，則間距為34.64mm。假設OD為10cm且最小角度（θm ）為70°，則間距為54.94mm。
一般而言，將顯示器分成九個區域並測量九個區域的亮度（cd/m2 , nit）來測試亮度均勻性。當九個區域中的最大亮度與最小亮度的比值小於1%時，可以獲得較好的亮度均勻性。
同樣地，第六載體71可以是上述載體61、62、63或複合載體中的一種。發光裝置200可以由上述發光裝置300、400、500~505取代。或者，上述發光裝置可以固定在導線架66、67上，然後固定在載體上。第六載體71可包括對應於各個發光裝置的拋物面（如第12B圖所示），用於增強角度不小於θm 的發光強度。
發光晶片包括第一型半導體層，主動層和第二型半導體層。當上述發光晶片具有異質結構時，第一型半導體層和第二型半導體層（例如包覆層或限制層）分別提供電洞和電子，並且第一型半導體層和第二型半導體層的能帶隙都大於主動層的能帶隙，從而增加了主動層中電子和電洞復合的機率來發光。第一型半導體層、主動層和第二型半導體層可以由Ⅲ-Ⅴ族半導體材料製成，例如Alx InyGa（ 1-x-y ） N或Alx InyGa(1-x-y) P，其中0≦x≦1；0≦y≦1；(x+y)≦1。根據主動層的材料，發光晶片可以發出峰值波長或主波長為610~650 nm的紅光，峰值波長或主波長為530~570 nm的綠光，峰值波長或主波長為450~490nm的藍光，峰值波長或主波長為400~440nm的紫光，峰值波長為200~400nm的紫外光，或峰值波長大於700nm（例如，850nm，940nm，1100nm或1300nm）的光。
可選擇性地將複數個波長轉換粒子添加到第一透光層或/和第二透光層之中。波長轉換粒子的粒徑為10nm~100μm，包括一種或多種無機磷光體、有機螢光著色劑、半導體或其組合。無機磷光體包括但不限於黃綠色磷光體或紅色磷光體。黃綠色磷光體包括氧化鋁（例如YAG或TAG），矽酸鹽，釩酸鹽，鹼土金屬硒化物或金屬氮化物。紅色磷光體包括氟化物（K2 TiF6 :Mn4+ , K2SiF6:Mn4+ ），矽酸鹽，釩酸鹽，鹼土金屬硫化物（CaS），金屬氮氧化物，鎢酸鹽和鉬酸鹽的混合物。基質中波長轉換顆粒的重量百分比（w/w）在50%~70%之間。半導體包括具有納米尺寸的晶體，例如量子點。量子點可以是ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、CdS、CdSe、CdTe、GaN、GaP、GaSe、GaSb、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InP、InAs、Te、PbS、InSb、PbTe、PbSe、SbTe、ZnCdSeS、CuInS、CsPbCl3 、CsPbBr3 或CsPbI3 。
波長轉換粒子可以吸收從發光晶片11發射的第一種光並將第一種光轉換為具有與第一種光不同光譜的第二種光。第一種光與第二種光混合以產生第三種光。在本實施例中，第三種光在CIE 1931色度坐標圖上的色度坐標為（x，y），其中0.27≦x≦0.285；0.23≦y≦0.26。在另一個實施例中，第一種光與第二種光混合以產生第三種光，例如白光。基於波長轉換粒子的重量百分比和材料，在熱穩態下，發光裝置具有色點（CIE x, y）在七階麥克亞當橢圓內約2200K~6500K（例如2200K，2400K，2700K，3000K，5000K，5700K，6500K）的相關色溫。在另一實施例中，第一種光與第二種光混合以產生紫光、琥珀色光、綠光、黃光或其他非白光。
透光層包括環氧樹脂，矽樹脂，PI，BCB，PFCB，丙烯酸樹脂，PMMA，PET，PC或聚醚酰亞胺。黏著層包括藍色PVC膠膜，熱解片或熱解膠膜，UV光解膠膜或聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。支撐層包括用於支撐黏著層201的玻璃或藍寶石。
需了解的是，本發明中上述之諸多實施例在適當的情況下，是可以彼此互相組合或替換，而非僅限於所描述之特定實施例。本發明所列舉之各實施例僅用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍。任何人對本發明所作之任何顯而易見之修飾或變更接不脫離本發明之精神與範圍。
100、200、300、400、500、501、502、503、504、505‧‧‧發光裝置 11‧‧‧發光晶片 111‧‧‧接觸墊 1113‧‧‧底表面 1111‧‧‧第一部分 1112‧‧‧第二部分 112、122、123、131‧‧‧側表面 113、117、121‧‧‧上表面 116‧‧‧集成焊料 116'‧‧‧焊料 12‧‧‧第一透光層 120‧‧‧環氧樹脂 122‧‧‧側表面 12S‧‧‧透光部分 13‧‧‧第一反射層 132‧‧‧下表面 135‧‧‧氣隙 136、137‧‧‧彎曲表面 138‧‧‧平面 13S‧‧‧反射部分 15‧‧‧第二透光層 151‧‧‧彎曲上表面 17‧‧‧第二反射層 18‧‧‧第一光阻層 19‧‧‧第二光阻層 20‧‧‧第一暫時基板 201、231‧‧‧黏著層 202、232‧‧‧支撐層 23‧‧‧第二暫時基板 30‧‧‧第一圓柱形凹槽 301‧‧‧第二圓柱形凹槽 31‧‧‧溝槽 61‧‧‧第一載體 62‧‧‧第二載體 63‧‧‧第三載體 64‧‧‧第五載體 641、642‧‧‧拋物面 650‧‧‧第四載體 651‧‧‧第一層 652‧‧‧第二層 66、67‧‧‧導線架 661、671‧‧‧第一電極板 662、672‧‧‧第二電極板 6610、6620、6711、6721‧‧‧第一部件 6611、6621、6712、6722‧‧‧第二部件 6612、6622、6713、6723‧‧‧第三部件 6613、6623‧‧‧第四部件 663‧‧‧絕緣體 71‧‧‧第六載體 73‧‧‧光學單元 74‧‧‧面板 900‧‧‧直下式背光顯示器 A、B、C‧‧‧點 d1‧‧‧第一距離 d2‧‧‧第二距離 d3‧‧‧第三距離 M‧‧‧假想線 I‧‧‧公式 I-I、W-W‧‧‧線 L‧‧‧切割線 P‧‧‧間距 P1、P2、P3‧‧‧圓 PC‧‧‧中心點 R、R0、R1、R11、R12、R2、R21、R22、R3、R4、R5‧‧‧光 x、L‧‧‧寬度 y、H‧‧‧厚度 θ、θ0、θ1、θ2、θm‧‧‧角度 θc‧‧‧臨界角
第1A圖是根據本發明實施例的發光裝置的立體圖。
第1B圖是第1A圖的發光裝置沿著I-I線的剖面圖。
第1C圖顯示第1A圖中發光裝置的量測圖。
第1D圖顯示第1C圖的發光裝置在P1處的量測圖。
第1E圖顯示第1C圖的發光裝置在P2處的量測圖。
第1F圖顯示第1C圖的發光裝置在P3處的量測圖。
第1G圖顯示從第1A圖的發光裝置測量發光強度和角度之間的關係曲線圖。
第2A圖是根據本發明實施例的發光裝置的立體圖。
第2B圖是第2A圖的發光裝置沿著I-I線的剖面圖。
第3A圖至第3F圖是根據本發明實施例製造發光裝置的剖面圖。
第4A圖至第4F圖分別為第3A圖至第3F圖的上視圖。
第5圖是根據本發明實施例的發光裝置的剖面圖。
第6A圖至第6G圖是根據本發明實施例製造發光裝置的剖面圖。
第7A圖顯示根據本發明實施例固定發光裝置在具有漫反射(diffuse-reflection)表面的載體的剖面圖。
第7B圖顯示根據本發明實施例固定發光裝置在具有吸光(light-absorbing)表面的載體的剖面圖。
第7C圖顯示根據本發明實施例固定發光裝置在具有鏡反射(specular-reflection)表面的載體的剖面圖。
第8A圖顯示從第7A圖的結構測量發光強度和角度之間的關係曲線模擬結果。
第8B圖顯示從第7B圖的結構測量發光強度和角度之間的關係曲線模擬結果。
第8C圖顯示從第7C圖的結構測量發光強度和角度之間的關係曲線模擬結果。
第9A圖是根據本發明實施例的發光裝置的立體圖。
第9B圖是第9A圖的上視圖。
第10A圖至第10G圖是根據本發明實施例製造發光裝置的剖面圖。
第11A圖至第11F圖是根據本發明實施例的發光裝置的剖面圖。
第12A圖是根據本發明實施例第2B圖的發光裝置在複合載體上的剖面圖。
第12B圖是根據本發明實施例第2B圖的發光裝置在具有二拋物面之載體上的剖面圖。
第12C圖是從第12B圖的結構測量發光強度和角度之間的關係曲線圖。
第13A圖是根據本發明實施例的導線架的立體圖。
第13B圖是第2B圖的發光裝置在第13A圖的導線架上的分解圖。
第13C圖是第2B圖的發光裝置在第13A圖的導線架上的剖面圖。
第14圖是根據本發明實施例的導線架的立體圖。
第15圖是根據本發明實施例液晶顯示器的直下式背光單元的剖面圖。
11‧‧‧發光晶片
111‧‧‧接觸墊
12‧‧‧第一透光層
122‧‧‧側表面
13‧‧‧第一反射層

Claims (9)

  1. 一發光裝置，包含：一發光晶片具有一上表面和一下表面，該上表面相對於該下表面；一接觸墊設置在該下表面的下方；一第一透光層形成在該發光晶片上，該第一透光層具有一第一側表面；以及一第一反射層形成在該發光晶片的該上表面上方並具有一第三側表面，該第一反射層延伸超過該第一透光層的該第一側表面，且該第三側表面與該第一側表面不共平面；其中，該第一反射層具有一彎曲下表面凸向該發光晶片，且該彎曲下表面直接接觸該第一透光層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含一第二透光層，該第二透光層覆蓋該第一側表面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置，其中，該第一透光層的折射率與該第二透光層的折射率不同。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置，其中，該第二透光層包含一第二側表面，該第二側表面與該第三側表面共平面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含一第二反射層，第二反射層圍繞該發光晶片。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中，該第一透光層形成在該第二反射層上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含一載體，該發光晶片固定在該載體上，該載體具有一漫射表面、一鏡反射表面、一吸光表面或一拋物面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含一導線架，該發光晶片固定在該導線架上，該導線架具有一第一電極板以及一第二電極板，該第一電極板與該第二電極板分開。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一透光層包含複數個波長轉換粒子。
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