发光装置的制作方法

文档序号:11388214阅读:151来源:国知局
发光装置的制造方法

本发明涉及一种发光装置,尤其是涉及一种具有环绕透明封装结构的反射结构的发光装置。



背景技术:

发光二极管(light-emittingdiode;led)具有耗能低、寿命长、体积小、及反应速度快等特性,逐渐取代传统的照明光源而被应用于各式照明装置中。

在各式发光二极管的照明应用中,多以荧光粉与发光二极管搭配以发出各种色光,但是荧光粉与发光二极管的组合后的发光效率往往不如预期。因此,如何提升在照明装置中使用荧光粉时的效率成为重要的课题。



技术实现要素:

本发明的一实施例公开一种发光装置,其包含一发光主体、一透明封装结构、一反射结构与一光学转换结构。发光主体包含一出光面、一相对于出光面的底面、一侧表面,一第一电极、以及一第二电极,其中第一电极与第二电极位于底面上。透明封装结构覆盖该出光面,以及该侧表面。反射结构具有一环绕透明封装结构的第一反射结构、以及与第一反射结构直接接触的第二反射结构。光学转换结构形成于反射结构与透明封装结构之上。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举优选实施例,并配合所附的附图,作详细说明如下。

附图说明

图1a为本发明一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图1b为本发明一实施例的一发光元件的下视图;

图1c为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图2a~图2g为本发明一实施例的一发光元件的制作流程示意图;

图3a~图3i为本发明一实施例的发光元件的另一制作流程示意图;

图4为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图5为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图6为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图7为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图8a为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图8b为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图8c为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图9a~图9g为本发明又一实施例的一发光元件的制作流程示意图;

图10为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图11为本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图12a~图12i为本发明另一实施例的一发光元件的制作流程示意图;图13a为本发明一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图13b为本发明一实施例的一发光元件的上视图;

图14例示一个粗糙表面的剖视图;

图15a为本发明一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图15b为本发明一实施例的一发光元件的局部放大图;

图16a为本发明一实施例的一发光元件的剖面示意图;

图16b为本发明一实施例的一发光元件的局部放大图;

图17a~图17g为本发明另一实施例的一发光元件的制作流程示意图。

符号说明

1发光主体2第一反射结构

11、51、64、141、侧表面

12出光面13承载板

21、43、52、63、142下表面

22、53、61、143上表面23、23'、23"、251、261内表面

24、33外表面25、231第一部分

26、232第二部分27、233第三部分

234、2711一端14扩散层

3第二反射结构31第一部分

32第二部分4导电电极

41上方部42下方部

5光学转换结构521第一下表面

522第二下表面55'第一波长转换材料

55”第二波长转换材料57、57'斜面

6透明封装结构54、62切割道

6'次透明封装结构2'、2”反射结构

5'第一光学转换结构5”第二光学转换结构

7'第四暂时载具7第一暂时载具

8第二暂时载具9光学元件

101外侧边10延伸电极

271斜边4001最外侧边

100、100'、200、300、400、500、600、600'、600"、700、800发光元件

900、1000、1000'发光元件

w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8、w9宽度

h1、h2、h3高度θ、θ'倾斜角

t1、t2、t3厚度t总高度

d、l距离

rp波峰rv波谷

s1、s2、sn样本长度rl、rl1、rl2基准线

具体实施方式

以下配合附图说明本发明的实施例。附图或说明书中,相似或相同的元件是使用相同的标号标示。

图1a显示本发明一实施例中发光元件100的剖面示意图。图1b显示本发明一实施例中发光元件100的下视图。发光元件100包含一发光主体1、一第一反射结构2、一第二反射结构3、一透明封装结构6、以及一光学转换结构5。发光主体1具有一出光面12、两个导电电极4位于发光主体1相对于出光面12的下表面、以及数个侧表面11。其中,导电电极4包含较靠近出光面的上方部41、以及较远离出光面12的下方部42,且导电电极4的最外缘不超过发光主体1的最外缘(亦即,导电电极4可能与发光主体1的最外缘齐平或较最外缘内缩)。第一反射结构2环绕发光主体1的侧表面11、以及导电电极4的上方部41。第一反射结构2具有一下表面21、一上表面22、一内表面23、以及一外表面24,内表面23及外表面24可以因制作工艺或材料的差异具有相同或相异的反射系数。其中,下表面21具有一宽度w1,上表面22具有一宽度w2,w1>w2。内表面23为一个斜面,不与发光主体1的侧表面11平行,且与下表面21间具有一倾斜角θ,θ为一介于0~90之间的锐角。外表面24大致上垂直于下表面21。也就是说,第一反射结构2的剖面具有一上窄下宽的梯型结构。第一反射结构2的上表面22不与发光主体1的出光面12共水平,且上表面22位于出光面12的上方,与出光面12间具有一大于0的高度差l。第二反射结构3位于第一反射结构2的下方,包含第一部分31环绕导电电极4的下方部42、以及第二部分32覆盖于两导电电极4之间的区域。其中,第一部分31靠近发光主体1的一端覆盖导电电极4的下方部42的一外侧边,而上端位于第一反射结构2的下方,并与下表面21直接接触。第二部分32填补于两个导电电极4之间的区域,第二部分32的两端与两导电电极4的侧面直接接触。因此,未被导电电极4覆盖到的发光主体1的下表面大多数或全部皆被第二反射结构3覆盖。参考图1b,由发光元件100的下视图观之,第二反射结构3围绕两个导电电极4。在另一实施例中,第一反射结构2与第二反射结构3是通过一次步骤形成。第二反射结构3的下表面与两个导电电极4的下表面43大体上共平面。在另一实施例中,第二反射结构3的第一部分31与/或第二部分32具有一弧状的下表面(例如,由侧视图观之),使第二反射结构3的下表面不与两个导电电极4的下表面43共平面。

在一实施例中,发光元件100中的透明封装结构6包含或不包含波长转换材料(例如,荧光粉、染料、纳米粒子等),且位于第一反射结构2、第二反射结构3、以及发光主体1之间。透明封装结构6围绕发光主体1的侧表面11以及位于导电电极4的上方部41,并且完全覆盖出光面12。光学转换结构5位于透明封装结构6的上方,覆盖第一反射结构2、透明封装结构6、以及发光主体1。光学转换结构5的下表面52与透明封装结构6的上表面61以及第一反射结构的上表面22大体上共平面且互相接合。换句话说,透明材料6位于第一反射结构2、第二反射结构3、以及光学转换结构5之间,并环绕发光主体1。光学转换结构5的侧表面51、第一反射结构2的外表面24、以及第二反射结构3的外表面33大体上共平面(如图1a所示,至少在一剖视图中共平面)。在另一实施例中,第二反射结构3的外表面33不与第一反射结构2的外表面24共平面,并位于第一反射结构2的下表面21下方。然而,透明封装结构6的周围仍被光学转换结构5、第一反射结构2、以及第二反射结构3完整包覆,不与外界环境直接接触。整体来说,第一反射结构2与第二反射结构3形成如反射碗杯的结构,可反射发光主体1所发出的光并将其导向透明封装结构6的上表面61,再经过光学转换结构5转换及/或混和成所需的光线,使发光元件100向上出光。当透明封装结构6中包含波长转换材料,亦可以转换发光主体1所发出的光线,且光学转换结构5与透明封装结构6的波长转换材料可以为相同材料。若材料相同时,光学转换结构5与透明封装结构6的波长转换材料可以具有不同的浓度,例如,透明封装结构6中的波长转换材料浓度高于光学转换结构5中的波长转换材料浓度。透明封装结构6中的波长转换材料也可以与光学转换结构5中的波长转换材料不同,例如,光学转换结构5中包含较短放射波长荧光粉(例如黄色/黄绿色荧光粉),透明封装结构6中包含较长放射波长荧光粉(例如红色荧光粉)。在另一实施例中,透明封装结构6的部分会延伸到两导电电极4之间,例如,第二反射结构3的第二部分32与发光主体1之间。

参考图1a,在一实施例中,发光元件100具有一总高度t。t不大于650μm。在另一实施例中t不大于570μm。发光主体1具有一高度h1(导电电极4的下表面43至出光面12间的距离),第一反射结构2以及第二反射结构3整体具有一高度h2,光学转换结构5具有一高度h3,光学转换结构5的下表面52与发光主体1的出光面12有一大于0的距离l。在一实施例中,0<l≤200μm。其中,h2>h1,且h2大约为h1的1.2~2.5倍。在一实施例中,h2/h1=1.2、1.55、或2。t大约为h3的1.2~4.7倍。在一实施例中t大约为h3的1.6~4.5倍,例如1.7、2.1、4.3倍。发光主体1的出光面12具有一宽度w3,透明封装结构6的上表面61具有一宽度w4,光学转换结构5具有一宽度w5,w5>w4>w3。换句话说,光学转换结构5完全覆盖透明封装结构6以及发光主体1,透明封装结构6完全覆盖发光主体1。其中,w5大约为w3的1.2~3倍。在一实施例中,w5大约为w3的1.3~2.6倍、1.4、2、2.1、或2.4倍。w5大约为w4的1~1.4倍。在一实施例中,w5/w4=1.25、1.27、或1.31。第一反射结构2的内表面23与发光主体1的侧表面11具有一大于0的距离d,例如是50μm≤d≤300μm,其中w3为d的2~11倍。在一实施例中,w3/d=2.24、3.13、3.4、6.6、7.62、7.8、9、10.2、或13.2等。当尺寸位于以上数值区间中,发光元件100通常可具有较佳的光学特性,例如发光效率、光场与色温。

在一实施例中,发光主体1为一可发出非同调性光的半导体发光元件,包含一载具、一第一型半导体层、一活性层、以及一第二型半导体层。第一型半导体层及第二型半导体层例如为包覆层(claddinglayer)或限制层(confinementlayer),可分别提供电子、空穴,使电子、空穴于活性层中结合以发光。第一型半导体层、活性层、及第二型半导体层可包含ⅲ-ⅴ族半导体材料,例如alxinyga(1-x-y)n或alxinyga(1-x-y)p,其中0≤x、y≤1;(x+y)≤1。依据活性层的材料,发光主体1可发出一峰值介于610nm及650nm之间的红光,峰值介于530nm及570nm之间的绿光,峰值介于450nm及490nm之间的蓝光,或是峰值介于405nm及450nm之间的近紫外光,或是峰值介于280nm及400nm之间的紫外光。载具可做为第一型半导体层、一活性层、以及一第二型半导体层的成长基板,或是移除成长基板后做为第一型半导体层、一活性层、以及一第二型半导体层的载体。基板的材料包含但不限于锗(ge)、砷化镓(gaas)、铟化磷(inp)、蓝宝石(sapphire)、碳化硅(sic)、硅(si)、铝酸锂(lialo2)、氧化锌(zno)、氮化镓(gan)、氮化铝(aln)、金属、玻璃、复合材料(composite)、钻石、cvd钻石、与类钻碳(diamond-likecarbon;dlc)等。

在一实施例中,导电电极4材料可以是金属,例如金(au)、银(ag)、铜(cu)、铬(cr)、铝(al)、铂(pt)、镍(ni)、钛(ti)、锡(sn)、或其合金、或其叠层组合。透明封装结构6包含硅胶(silicone)、环氧树脂(epoxy)、聚亚酰胺(pi)、苯并环丁烯(bcb)、过氟环丁烷(pfcb)、su8、丙烯酸树脂(acrylicresin)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚醚酰亚胺(polyetherimide)、氟碳聚合物(fluorocarbonpolymer)、氧化铝(al2o3)、sinr、旋涂玻璃(sog)。

在一实施例中,光学转换结构5包含一基体与波长转换材料,并且光学转换结构5包含与透明封装结构6相同或相异的波长转换材料,而波长转换材料可以包含分散于一基体中的多个荧光粉材料。选择性地,光学转换结构5还可包含扩散粒子。基体包含环氧树脂(epoxy)、硅胶(silicone)、聚亚酰胺(pi)、苯并环丁烯(bcb)、过氟环丁烷(pfcb)、su8、丙烯酸树脂(acrylicresin)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、或聚醚酰亚胺(polyetherimide)。荧光粉材料包含但不限于黄绿色荧光粉及红色荧光粉。黄绿色荧光粉的成分例如铝氧化物(例如钇铝石榴石(yag)或是铽铝石榴石(tag))、硅酸盐、钒酸盐、碱土金属硒化物、或金属氮化物。红色荧光粉的成分例如硅酸盐、钒酸盐、碱土金属硫化物、金属氮氧化物、或钨钼酸盐族混合物。扩散粒子的成分包含但不限于二氧化钛、氧化锆、氧化锌或氧化铝。

在一实施例中,第一反射结构2以及第二反射结构3的材料包含一基质及高反射率物质的混和物。基质可为硅胶基质(silicone-based)或环氧基质(epoxy-based);高反射率物质可包含二氧化钛、二氧化硅或氧化铝。

图1c为依据本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图。发光元件100'的技术特征可以参考前述关于发光元件100的描述,唯第一反射结构2的内表面23'靠近光学转换结构5具有一弧面。与前述实施例相同的符号、记号表示类似、或是相同的元件或装置,在此不再赘述。

图2a~图2g为依据本发明一实施例的发光元件的制作流程示意图。参照图2a,首先提供一具有粘着性的第一暂时载具7,将多个发光主体1的两个导电电极4安置于第一暂时载具7上,导电电极4的下方部42埋进第一暂时载具7。相邻发光主体1间的区域定义为走道区,其中发光主体1放置于第一暂时载具7的精准度主要取决于挑选放置系统(pick&placesystem)的精准度,一般而言挑选放置系统的误差不会超过±15μm。接着,形成透明封装结构6以填满发光主体1间的走道区,并且覆盖发光主体1的出光面12及未被发光主体1覆盖的第一暂时载具7的上表面。透明封装结构6可以利用钢板印刷、涂布、刷涂、旋涂、喷墨印刷、点胶、铸模灌胶等方式形成。其中,第一暂时载具7的材料包含但不限于热解离胶。如图2b所示,提供一具有粘着性的第二暂时载具8粘着于透明封装结构6的上表面61上。之后,移除第一暂时载具7,裸露出导电电极4的下方部42以及下表面43、和透明封装结构6的下表面63。移除方法可以使用激光剥离、加热分离、溶解等方式。需特别注意的是,此时透明封装结构6的下表面63与导电电极4的下表面43没有共平面。具体而言,导电电极4的下方部42是突出于透明封装结构6之外。其中,第二暂时载具8的材料可为热移除胶带(thermalreleasetape)、光解胶膜(uvtape)、化学移除胶带(chemicalreleasetape)、耐热胶带或蓝膜。

如图2c所示,翻转图2b中的结构。使用刀具切割透明封装结构6以形成上宽下窄的切割道62。切割道62内远离第二暂时载具8的宽度大于靠近第二暂时载具8的宽度。换句话说,切割道62使透明封装结构6形成一上窄下宽近似梯形的结构。透明封装结构6的较窄的底边与发光主体1的导电电极4的侧边直接接触。需特别注意的是,刀具可能会在第二暂时载具8上产生割痕,但并不会使第二暂时载具8实质上分离。换言之,第二暂时载具8上仍然附着各个被透明封装结构6包覆的发光主体1。接着,如图2d所示,形成一反射结构2'于切割道62内,并覆盖发光主体1的导电电极4和透明封装结构6的下表面63、以及两个导电电极4之间的空隙。反射结构2'可以利用钢板印刷、涂布、刷涂、旋涂、喷墨印刷、点胶、溅镀(sputtering)、或铸模灌胶等方式形成。随后,如图2e所示,进行一抛光制作工艺(polishprocess),裸露出导电电极4的下表面43,并使反射结构2'与导电电极4的下表面43大体上共平面。在一实施例中,反射结构2'包含类似图1a所示的第一反射结构2以及第二反射结构3

接着,如图2f所示,翻转图2e中的结构,使用激光剥离、加热分离、溶解、照射紫外光等方式移除第二暂时载具8。在此,也可进行一平坦化制作工艺,例如抛光制作工艺(polishprocess),使透明封装结构6的上表面61平坦化,并且由此步骤可以清除透明封装结构6上的第二暂时载具8的残留物。其后,利用钢板印刷、涂布、刷涂、旋涂、喷墨印刷、点胶、压合或铸模灌胶等方式形成光学转换结构5于透明封装结构6的上表面61的上方。在此,也可进行一抛光制作工艺(polishprocess),使光学转换结构5的上表面平坦化。最后,如图2g所示,在切割道62间进行切割以分离发光元件。在图2g的步骤中,可选择性的先翻转图2f中的结构(亦即,使光学转换结构5朝下),再进行切割。在另一实施例中,在图2f的步骤中,先提供一第三暂时载具(未显示)粘接于光学转换结构5相对于第二暂时载具8的另外一面,再移除第二暂时载具8。在图2g的步骤中,完成切割制作工艺再移除第三暂时载具。其中,移除第三载具的方法如同移除第二暂时载具8,在此不再赘述。

在图2a的步骤中,透明封装结构6会填补于发光主体1的两个导电电极4之间。因此,如图2g所示,两个导电电极4的上方部41之间存在透明封装结构6,并且连接到发光主体1的两个相邻导电电极4之间的反射结构2',使发光主体1的两个导电电极4之间存有透明封装结构6。在另一实施例中,在图2a的步骤中,透明封装结构6没有形成于发光主体1的两个导电电极4之间。因此,在图2g的步骤中,发光主体1的下方不存在透明封装结构6,形成如图1a所示的发光元件100。

图3a~图3i为依据本发明一实施例的发光元件的另一制作流程示意图。与前述制作流程相同的符号、记号表示类似、或是相同的元件或装置,可参考前述相对应的描述,于此将不再赘述。图3a~图3c的步骤同图2a~图2c的步骤。接着,如图3d所示,提供一第四暂时载具7'于相对于第二暂时载具8的另一面后,再移除第二暂时载具8。第四暂时载具7'与第一暂时载具7具有相似的材料特性,导电电极4的下方部42埋进第四暂时载具7'内。随后,如图3e所示,翻转图3d中的结构,利用钢板印刷、涂布、刷涂、旋涂、喷墨印刷、点胶、溅镀(sputtering)、或铸模灌胶等方式形成第一反射结构2于切割道62之中。在此,也可进行一抛光制作工艺(polishprocess),使透明封装结构6的上表面61平坦化,并且可以清除溢流至透明封装结构6上的第一反射结构2。接着,如图3f所示,形成光学转换结构5于透明封装结构6的上表面61以及第一反射结构2的上方。如图3g所示,翻转图3f中的结构,移除第四暂时载具7’,裸露出导电电极4的下方部42及下表面43、以及透明封装结构6的下表面63。接着,如图3h所示,利用钢板印刷、涂布、刷涂、旋涂、喷墨印刷等方式形成第二反射结构3于透明封装结构6相对于光学转换结构5的另一面,使第二反射结构3环绕导电电极4的外侧表面、覆盖透明封装结构6的下表面63以及第一反射结构2的下表面21。其中,第二反射结构3并未覆盖到导电电极4的下表面43或并未覆盖全部下表面43。如图3i所示,在切割道62间进行切割,形成各自分离的多个发光元件。在图3h的步骤中,可选择性的先提供另一暂时载具(未显示)于光学转换结构5上,再形成第二反射结构3。在图3i的步骤,也可以完成切割制作工艺后再移除此暂时载具(未显示),移除的方法如同移除第二暂时载具8。

在图3a的步骤中,透明封装结构6会填补于发光主体1的相邻导电电极4之间。因此,如图3h所示,相邻导电电极4的上方部41之间存有透明封装结构6,使位于导电电极4之间的第二反射结构3的第二部分32与发光主体1之间存有透明封装结构6。另一实施例中,于图3a的步骤中,透明封装结构6没有填补于发光主体1的相邻导电电极4之间。因此,在图3h的步骤中,相邻导电电极4之间只存有第二反射结构3的第二部分32而没有透明封装结构6填入,形成如图1a~图1c所示的发光元件100。

在图2c或图3c的步骤中,刀具的刀尖若具有弧形剖面时,透明封装结构6于靠近第二暂时载具8处即具有一弧型的形状。随后形成第一反射结构2时,其内表面23'于靠近光学转换结构5处即具有一弧型的表面或线条,如图1c所示的发光元件100'。

本发明的另一实施例中,发光元件100的光学转换结构5具有多层结构,如图4所示。发光元件200近似发光元件100,其中,光学转换结构5包含第一光学转换结构5'以及第二光学转换结构5"。第一光学转换结构5'包含的荧光粉材料不同于第二光学转换结构5"。例如,第一光学转换结构5'包含黄绿色荧光粉的成分,第二光学转换结构5"包含红色荧光粉的成分或黄绿色荧光粉以及红色荧光粉的混合。调整第一光学转换结构5'以及第二光学转换结构5"的成分或密度或厚度比,可以改变发光元件200发出光线的颜色或色温。

本发明的另一实施例中,发光元件300具有一光学元件设置于光学转换结构5的上方,如图5所示。发光元件300具有一光学元件9设置于光学转换结构5的上方。光学元件9,例如凸透镜、凹透镜、菲涅耳透镜(fresnellens),可用于改变来自光学转换结构5的光的光型,或是增加发光元件300的亮度。光学元件9的下表面与光学转换结构5的上表面53相接,并完全覆盖透明封装结构6、第一反射结构2与发光主体1。在一实施例中,光学元件9具有一弧形的凸起表面。在其他实施例中,可以依照所需要光型,光学元件9的上表面可以具有其他的形状,例如:弧形凹面、平面、v形凹面、具有尖点的突起表面…等,但是上述形状并不限制本发明的范围。光学元件9的材料包含蓝宝石(sapphire)、钻石(diamond)、玻璃(glass)、环氧树脂(epoxy)、石英(quartz)、丙烯酸树脂(acrylicresin)、氧化硅(siox)、氧化铝(al2o3)、氧化锌(zno)、或硅胶(silicone)。

本发明的另一实施例中,发光元件400的导电电极4下方设置延伸电极,如图6所示。发光元件400具有延伸电极10形成于各个导电电极4的下表面43并与导电电极4形成电连接。延伸电极10沿着第二反射结构3的第一部分31往发光元件400的最外侧边4001延伸。具体而言,延伸电极10覆盖导电电极4的下表面43以及第二反射结构3的下表面。延伸电极10的宽度或/及面积比导电电极4大,以增加发光元件400后续组装焊接的便利性及可靠度。在一实施例中,延伸电极10的外侧边101与最外侧边4001大体上共平面。在另一实施例中,延伸电极10的外侧边101不与发光元件400的最外侧边4001共平面,或内缩或外凸。延伸电极10的材料包含金属,例如:金(au)、银(ag)、铜(cu)、铬(cr)、铝(al)、铂(pt)、镍(ni)、钛(ti)、锡(sn)或其合金或其叠层组合。在另一实施例中(未显示),发光元件400的第二反射结构3具有弧状的下表面,此下表面的顶点低于导电电极4的下表面43,因此延伸电极10与导电电极4接触的部分被第二反射结构3所环绕。若第二反射结构3的第一部分31具有弧形的下表面,覆盖其上的延伸电极10也会因此形成类似轮廓,而具有弧形的上表面或下表面。

本发明的另一实施例中,发光元件500的透明封装结构6与光学转换结构5之间具有另一个次透明封装结构6’,如图7所示。发光元件500具有一次透明封装结构6’于透明封装结构6的上方,并完全覆盖透明封装结构6与发光主体1。光学转换结构5共形的形成于次透明封装结构6’上,并完全覆盖次透明封装结构6’、透明封装结构6、以及发光主体1。次透明封装结构6’的材料可以与透明封装结构6相同或是不同。次透明封装结构6’不包含波长转换材料,但可选择性地包含扩散粒子。在一实施例中,次透明封装结构6’与透明封装结构6是通过一次步骤形成,次透明封装结构6’的材料与透明封装结构6相同。如图7所示,由于次透明封装结构6’具有一弧形的上凸表面,发光主体1与光学转换结构5间在各个方向上的距离较为相近,因此光线由各方向上自发光主体1射向光学转换结构5的光路径也较为平均,进而使得发光元件500于各角度的光特性(例如,光强度、色温、颜色)亦较均匀。次透明封装结构6’可先改变发光主体1射出光线的光型,再使其进入光学转换结构5做转换或是混合。次透明封装结构6’可以依照所需要光型选择不同的结构,例如,凹透镜、菲涅耳透镜(fresnellens)、方形、圆柱形、平截头体等,但是以上所举结构并不用以限制本发明的范围。

图8a为依据本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图。发光元件600包含一发光主体1、一第一反射结构2、一第二反射结构3、一透明封装结构6、以及一光学转换结构5。发光主体1具有一出光面12、正负导电电极4位于发光主体1相对于出光面12的下表面、以及数个侧表面11。其中,导电电极4包含较靠近出光面的上方部41、以及较远离出光面12的下方部42,且导电电极4的最外缘不超过侧表面11的最外缘(亦即,导电电极4可能与侧表面11的最外缘齐平或较最外缘内缩)。第一反射结构2环绕发光主体1的侧表面11、以及导电电极4的上方部41。第一反射结构2具有一下表面21、一上表面22、一内表面23、以及一与内表面23具有相近反射系数的外表面24。第一反射结构2的内表面23大致上垂直于下表面21,上表面22与发光主体1的出光面12具有不同的水平高度,且上表面22位于出光面12的上方,与出光面12间具有一大于0的高度差l。第二反射结构3位于第一反射结构2的下方,大体上与第一反射结构2垂直。第二反射结构3包含第一部分31环绕导电电极4的下方部42(由下视图观之,参考图1b)、以及第二部分32位于正负导电电极4之间的区域。其中,第一部分31靠近发光主体1的一端覆盖导电电极4的下方部42的一外侧表面,而第一部分31的上表面位于第一反射结构2的下方,并有部分与下表面21直接接触。第二部分32填补于正负导电电极4之间的区域,第二部分32的两端与导电电极4的一外侧表面直接接触并覆盖发光主体1位于导电电极4间的区域。在另一实施例中,第一反射结构2与第二反射结构3是通过一次步骤形成。第二反射结构3的下表面与导电电极4的下表面43大体上共平面。在另一实施例中,第二反射结构3具有一弧状的下表面,因此,第二反射结构3的下表面可能会低于或高于导电电极4的下表面43。

在一实施例中,发光元件600中的透明封装结构6包含或不包含波长转换材料,且位于第一反射结构2、第二反射结构3、以及发光主体1之间。透明封装结构6围绕发光主体1的侧表面11以及导电电极4的上方部41,并且完全覆盖出光面12。光学转换结构5位于透明封装结构6的上方,覆盖第一反射结构2、透明封装结构6、以及发光主体1。光学转换结构5的下表面52、透明封装结构6的上表面61以及第一反射结构的上表面22大体上共平面且互相接合。换句话说,透明封装结构6填满于第一反射结构2、第二反射结构3、以及光学转换结构5之间,并环绕发光主体1。光学转换结构5的侧表面51、第一反射结构2的外表面24、以及第二反射结构3的外表面33大体上共平面(如图8a所示,至少在一剖视图中在一个直线上彼此对齐)。在另一实施例中,第二反射结构3的外表面33不与第一反射结构2的外表面24共平面,但仍位于第一反射结构2的下表面21下方。此时,透明封装结构6的周围仍被光学转换结构5、第一反射结构2、以及第二反射结构3完整包覆,不与外界环境直接接触。整体来说,第一反射结构2与第二反射结构3可反射发光主体1所发出的光线并将其导向透明封装结构6的上表面61,再经过光学转换结构5转换及/或混和成所需的光线,使发光元件100向上出光。若透明封装结构6中包含波长转换材料,亦可以转换发光主体1所发出的光线,且光学转换结构5与透明封装结构6的波长转换材料可以为相同材料。若材料相同时,光学转换结构5与透明封装结构6的波长转换材料可以具有不同的浓度。透明封装结构6中的波长转换材料也可以与光学转换结构5中的波长转换材料不同,例如,光学转换结构5中包含较短放射波长荧光粉(例如黄色/黄绿色荧光粉),透明封装结构6中包含较长放射波长荧光粉(例如红色荧光粉)。在另一实施例中,在相邻导电电极4之间,第二反射结构3的第二部分32与发光主体1之间存有透明封装结构6。发光元件600的制作流程可以参考前述图2a~图2g、图3a~图3i及其相应说明,若采用无斜边的刀具切割透明封装材料6,可形成如图8a所示具有相同上下宽度的透明封装结构6。在另一实施例中,采用图2a~图2g或是图3a~图3i制作发光元件600时,采用的无斜边的刀具具有一弧形剖面时,即可形成如图8b所示的发光元件600’。第一反射结构2的内表面23'于靠近光学转换结构5处具有一弧面。详言之,发光元件600'的第一反射结构2的上表面22小于下表面21。图8c显示另一实施例的一发光元件的剖面示意图。第一反射结构2的内表面23"于靠近第二反射结构3处具有一弧面。详言之,发光元件600"的第一反射结构2的下表面21小于上表面22。发光元件600"的制作方法可参考后述的图9a~图9g。

发光元件600的光学转换结构5可以为单层结构或多层结构,若为多层结构可以参考图4及其相应说明。再者,发光元件600亦可以具有一光学元件设置于光学转换结构5上方,可以参考图5及其相应说明。发光元件600亦可以于导电电极4下方设置延伸电极,可以参考图6及其相应说明。发光元件600的透明封装结构6与光学转换结构5之间亦可具有一个次透明封装结构,可参考图7及其相应说明。

图9a~图9g为依据本发明一实施例的发光元件的制作流程示意图。与前述制作流程相同的符号、记号表示类似、或是相同的元件或装置,将不再赘述。参照图9a,首先提供一具有粘着性的第一暂时载具7,将多个发光主体1的两个导电电极4安置于第一暂时载具7上,导电电极4的下方部42埋进第一暂时载具7里。相邻发光主体1间的区域定义为走道区。接着,形成透明封装结构6以填满发光主体1的走道区,并且覆盖发光主体1的出光面12及未被发光主体1覆盖的第一暂时载具7的上表面。如图9b所示,使用刀具切割透明封装结构6以形成切割道62。需特别注意的是,刀具可能会在第一暂时载具7上产生割痕,但并不会实质上切断第一暂时载具7。换言之,第一暂时载具7上仍然附着各个被透明封装结构6包覆的发光主体1。如同前述,可选择具有斜边的刀具,制作出如图1a所示的具有倒梯形形状的透明封装结构6的发光元件。或者,选择无斜边的刀具,制作出如图8a所示具有大体上似四方形的透明封装结构6的发光元件。

如图9c所示,形成第一反射结构2于切割道62之间。在此,也可进行一抛光制作工艺(polishprocess),使透明封装结构6的上表面61平坦化,并且由此抛光步骤可以清除溢流到透明封装结构6上的第一反射结构2。接着,如图9d所示,形成光学转换结构5于透明封装结构6的上表面61以及第一反射结构2的上方。如图9e所示,提供一具有粘着性的第二暂时载具8粘着于光学转换结构5相对于第一暂时载具7的另一面上。之后,移除第一暂时载具7,暴露出导电电极4的下方部42以及下表面43、和透明封装结构6的下表面63。此时透明封装结构6的下表面63与导电电极4的下表面43没有共平面。具体而言,导电电极4的下方部42是突出于透明封装结构6之外。随后,如图9f所示,翻转图9e中的结构,形成第二反射结构3于透明封装结构6相对于第二暂时载具8的另一面上,并使第二反射结构3环绕各个导电电极4的外侧表面、覆盖透明封装结构6的下表面63、以及第一反射结构2的下表面21。其中,第二反射结构3并未覆盖到导电电极4的全部下表面43。如图9g所示,切割位于切割道62中的第一反射结构2以及光学转换结构5,并移除第二暂时载具8,形成多个独立的发光元件。在另一实施例中,在图9b的步骤中,采用的刀具的刀尖具有一弧形剖面时,透明封装结构6靠近第一暂时载具7处即可产生一弧型的表面或线条,可形成如第8c图之发光元件,发光元件600”的第一反射结构2于靠近第二反射结构处3的表面具有一弧面。

图10为依据本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图。发光元件700包含一发光主体1、一第一反射结构2、一第二反射结构3、一透明封装结构6、以及一光学转换结构5。发光主体1具有一出光面12、正负导电电极4位于发光主体1相对于出光面12的下表面、以及数个侧表面11。其中,导电电极4包含较靠近出光面的上方部41、以及较远离出光面12的下方部42。导电电极4的最外缘不超过侧表面11的最外缘(亦即,导电电极4可能与侧表面11的最外缘齐平或较最外缘内缩)。透明封装结构6包含或不包含波长转换材料,围绕发光主体1的侧表面11、出光面12、以及导电电极4的上方部41,并且完全覆盖出光面12。透明封装结构6的上表面61位于出光面12上方,且与出光面12相距一大于0的距离l。光学转换结构5位于透明封装结构6的上方,覆盖透明封装结构6、以及发光主体1。光学转换结构5具有比透明封装结构6大的宽度。详言之,透明封装结构6的侧表面64不与光学转换结构5的侧表面51共平面(如图10所示,侧表面64与侧表面51不在一个直线上相互对齐),且侧表面64较侧表面51靠近发光主体1。透明封装结构6的侧表面64与光学转换结构的下表面52大体上互相垂直,透明封装结构6的上表面61大体上与光学转换结构5的下表面52彼此接触。第一反射结构2环绕透明封装结构6以及光学转换结构5,其内表面23与外表面24具有相近的反射系数。第一反射结构2的下表面21大体上与透明封装结构6的下表面63共平面并彼此接触。

在一实施例中,第一反射结构2具有一不平均的宽度。第一反射结构2的内表面23包含三个部分231、232、233(数量三在此仅为例示,非用以限制本发明的专利范围或应用于其他数量)。在图10中,三个部分231、232、233并未在一直线上彼此对齐。第一部分231与第三部分233大致平行于发光主体1的侧表面11。第二部分232连接且大致上垂直于第一部分231与第三部分233。内表面23的第一部分231大致上垂直于下表面21(因制作工艺条件,第一部分231与第三部分233也可能会向内或向外倾斜于下表面21)且围绕透明封装结构6与发光主体1的侧表面11。第一部分231与发光主体1的侧表面11具有一大于0的距离,并且与透明封装结构6的侧表面64接触。第二部分232与光学转换结构5的下表面52接触。详言之,第二部分232与靠近侧表面51的部分下表面52重叠。第三部分233围绕且接触光学转换结构5的侧表面51。第一部分231与外表面24具有一距离w7。第三部分233与外表面24具有一距离w6。w7不同于且大于w6。换句话说,第一反射结构2具有不同厚度的两个部分,第一部分25的厚度w7大于第二部分26的厚度w6,且围绕透明封装结构6;第二部分26围绕光学转换结构5。其中,w7大于w6的1.3倍,更佳地,为大于2倍的w6。在一实施例中,w7=100或129μm,w6=45.2或82.8μm。第一反射结构2的上表面22,亦即第二部分26的上表面大体上与光学转换结构5的上表面53共平面。因此,光学转换结构5是被设置于第一反射结构2内,并暴露出上表面53。第一部分25的部分上表面被光学转换结构5的下表面52所覆盖。详言之,光学转换结构5靠近侧表面51的部分与第一反射结构2的下凹处互相接触,而光学转换结构5位于中间处的下表面52与透明封装结构6互相接触,使第一反射结构2与光学转换结构5的接触面形成如l形的形状。换句话说,第二部分232与第三部分233的剖面呈现如l形的外型(如图10所示的剖视图中)。

参考图10,在一实施例中,第二反射结构3位于第一反射结构2的下方且与第一反射结构2垂直。第二反射结构3包含第一部分31环绕导电电极4的下方部42、以及第二部分32覆盖于两导电电极4之间的区域。其中,第一部分31靠近发光主体1的一端覆盖导电电极4的下方部42的一外侧表面,而上表面位于第一反射结构2的下方,并与下表面21、63直接接触。第二部分32填补于相邻导电电极4之间的区域,第二部分32的两端与导电电极4的外侧表面直接接触。因此,未被导电电极4覆盖到的发光主体1的下表面大多数或全部皆被第二反射结构3覆盖。在另一实施例中,第一反射结构2与第二反射结构3是通过一次步骤形成。第二反射结构3的下表面与两个导电电极4的下表面43大体上共平面。在另一实施例中,第二反射结构3具有一弧状的下表面,第二反射结构3的下表面因此通常高于或低于导电电极4的下表面43。另一实施例中,在相邻导电电极4之间,第二反射结构3的第二部分32与发光主体1之间存有透明封装结构6。第一反射结构2与第二反射结构3可反射发光主体1所发出的光并将其导向透明封装结构6的上表面61,再经过光学转换结构5转换及/或混和成所需的光线,使发光元件700向上出光。若透明封装结构6中包含波长转换材料,亦可以转换发光主体1所发出的光线,且光学转换结构5与透明封装结构6的波长转换材料可以为相同材料。若材料相同时,光学转换结构5与透明封装结构6的波长转换材料可以具有不同的浓度。透明封装结构6中的波长转换材料也可以与光学转换结构5中的波长转换材料不同,例如,光学转换结构5中包含较短放射波长荧光粉(例如黄色/黄绿色荧光粉),透明封装结构6中包含较长放射波长荧光粉(例如红色荧光粉)。发光元件700的第一反射结构2围绕光学转换结构5,因此,发光元件700的发光角度较发光元件100~600小。在一实施例中,发光元件700的发光角度小于125度,较佳为不大于120度。在此所描述的发光角度定义为当亮度为最大亮度的50%时所包含的角度范围。发光角度的详细描述可参考中国台湾申请案104103105的内容,并将其援引为本案的内容。在另一实施例中,发光元件700并无第二反射结构3,使两导电电极4的下方部42裸露出来。

本发明的另一实施例中,发光元件800的第一反射结构2除了具有不同厚度的第一部分25以及第二部分26,还具有一第三部分27位于第一部分25与第二部分26之间,换言之,第一反射结构2的内表面23的第二部分232为一个斜面,如图11所示。发光元件800包含一发光主体1、一第一反射结构2、一第二反射结构3、一透明封装结构6、以及一光学转换结构5。第一反射结构2的第一部分25以及第二部分26具有一似四边形的剖面,第三部分27具有一似梯形的剖面。第三部分27较宽的下底与第一部分25互相接触,较窄的上底与第二部分26互相接触。第三部分27具有一斜边271自第一部分25的内表面251往第二部分26的内表面261延伸。第三部分27的斜边271的一端2711与第二部分26的内表面261接触。换言之,第一反射结构2的内表面23包含未在一直线上彼此对齐的三个部分231、232、233。第一部分231与第三部分233大致平行于发光主体1的侧表面11(因制作工艺条件,第一部分231与第三部分233也可能会向内或向外倾斜,并不会平行于侧表面11)。第二部分232连接且不垂直于第一部分231与第三部分233。第二部分232与外表面24的距离沿着由第一部分231往第三部分233的方向递减。第三部分233的一端234与第二部分232接触。因此,光学转换结构5的下表面52不与第一反射结构2接触,且透明封装结构6的上表面61与光学转换结构5的下表面52大体上等宽。透明封装结构6靠近光学转换结构5的上部具有一梯形的形状。透明封装结构6的宽度沿着由第一部分231往第三部分233的方向递增。在另一实施例中(未显示),第三部分27的斜边271一端2711与光学转换结构5的下表面52接触,不与第二部分26的内表面261接触。因此,光学转换结构5靠近侧表面51的部分下表面52与第一反射结构2接触。第一反射结构与光学转换结构相接的位置呈现状似图10的l型线条。亦即,第二部分232一端234与光学转换结构5的下表面52接触,不与第三部分233接触。发光主体1、第二反射结构3、透明封装结构6、以及光学转换结构5的详细说明可以参考前述发光元件700的相应段落。

发光元件700、800的光学转换结构5可以为单层或多层的结构,若为多层结构,可以参考同图4及其相应的说明。发光元件700、800若具有一光学元件设置于光学转换结构5上方,可以参考图5及其相应说明。若发光元件700、800于导电电极4下方设置延伸电极,可以参考图6及其相应说明。发光元件700、800的透明封装结构6与光学转换结构5之间若具有另一个次透明封装结构,可以参考图7及其相应说明。

图12a至图12i为依据本发明的一实施例的发光元件700的制作流程。参照图12a,首先提供一承载板13,上方具有一粘着性的第一暂时载具7,将多个发光主体1的导电电极4通过第一暂时载具7粘着于承载板13上,且导电电极4的下方部42埋进第一暂时载具7内。相邻发光主体1间的区域定义为走道区。接着,形成透明封装结构6以填入发光主体1间的走道区,并且覆盖发光主体1的出光面12及未被发光主体1覆盖的第一暂时载具7的上表面。承载板13的材料可以为玻璃(glass)或蓝宝石(sapphire)等透明硬质材料。如图12b所示,形成光学转换结构5于透明封装结构6的上表面61的上方。再提供一具有粘着性的第二暂时载具8于光学转换结构5之上。接着,如图12c所示,翻转图12b中的结构,移除第一暂时载具7以及承载板13,使承载板13与发光主体1及透明封装结构6分离,并裸露出导电电极4的下方部42以及下表面43、和透明封装结构6的下表面63。移除方法可以使用激光剥离、加热分离、溶解等方式。随后,如图12d所示,提供一第四暂时载具7'于导电电极4及透明封装结构6相对于第二暂时载具8的另一面。第四暂时载具7'与第一暂时载具7可以具有相似或相同的材料特性,因此导电电极4的下方部42亦埋进第四暂时载具7'内。

接着,如图12e所示,使用刀具切割第四暂时载具7'以及透明封装结构6以形成切割道62。刀具可能会在光学转换结构5上产生割痕,但并不会切断光学转换结构5使其实质上分离。换言之,光学转换结构5上仍然附着被透明封装结构6包覆的发光主体1。然后,如图12f所示,使用另一较窄的刀具于切割道62处切割光学转换结构5以形成一较切割道62窄的次切割道54。换言之,两个不等宽的切割道62以及次切割道54使得围绕于发光主体1的透明封装结构6的宽度较光学转换结构5小。此较窄的刀具可能会在第二暂时载具8上产生割痕,但并不会切断第二暂时载具8使其实质上分离。换言之,第二暂时载具8上仍然附着被透明封装结构6包覆的发光主体1及其被分离后的光学转换结构5。随后,如图12g所示,利用钢板印刷、涂布、刷涂、旋涂、喷墨印刷、点胶、溅镀(sputtering)、或铸模灌胶等方式形成第一反射结构2于切割道62、次切割道54之间,并使第一反射结构的下表面21与透明封装结构6的下表面63大体上共平面。如图12h所示,移除第四暂时载具7′,暴露出导电电极4的下方部42和下表面43、以及透明封装结构6的下表面63。接着,如图12i所示,利用钢板印刷、涂布、刷涂、旋涂、喷墨印刷方式形成第二反射结构3于透明封装结构6相对于第二暂时载具8的另一面,使第二反射结构3环绕导电电极4的侧表面、覆盖透明封装结构6的下表面63、以及第一反射结构2的下表面21。第二反射结构3并未覆盖到导电电极4的全部下表面43。如图12i所示,切割位于切割道62及次切割道54中的第一反射结构2及第二反射结构3,再使用激光剥离、加热分离、溶解、照射紫外光等方式移除第二暂时载具8,形成多个独立的发光元件。

在图12a的步骤中,透明封装结构6会填补于发光主体1的相邻导电电极4之间。因此,如图12i所示,相邻导电电极4的上方部41之间存有透明封装结构6,使位于导电电极4之间的第二反射结构3的第二部分32与发光主体1之间存有透明封装结构6。另一实施例中,在图12a的步骤中,透明封装结构6没有填补于发光主体1的相邻导电电极4之间。因此,在图12i的步骤中,导电电极4之间只存有第二反射结构3的第二部分32,形成如图10所示的发光元件700。另一实施例中,在图12e的步骤中,使用一上宽下窄具有斜边的刀具(未显示)产生切割道62及/或次切割道54,使透明封装结构6于靠近光学转换结构5的部分形成如图11斜边271的形状。再接续之后的步骤,即可形成如光学元件800的结构。另一实施例中,在图12e与/或图12f的步骤中,若使用的刀具的刀尖或转折处具有弧形剖面时,如同发光元件600'与/或600",图10中的发光元件700与图11中的发光元件800的第一反射结构2靠近光学转换结构5的内表面具有一或多个弧面。

图13a为依据本发明另一实施例的一发光元件的剖面示意图。发光元件900包含一发光主体1、一第一反射结构2、一光学转换结构5、以及一扩散层14。发光主体1具有一出光面12、正负导电电极4位于发光主体1相对于出光面12的下表面、以及数个侧表面11。其中,导电电极4包含较靠近出光面的上方部41、以及较远离出光面12的下方部42。光学转换结构5位于发光主体1之上并完全覆盖出光面12,且包含波长转换材料(55'与55”)。其中,光学转换结构5与出光面12直接接触,亦即,光学转换结构5与发光主体1之间并无额外的接合物质。光学转换结构5的侧表面51不与发光主体1的侧表面11共平面。光学转换结构5具有一宽度w5,1000μm≤w5≤1250μm。在一实施例中,w5=1100μm、或1150μm。发光主体1具有一宽度w3,其中,w5>w3。亦即,光学转换结构5的下表面包含一第一下表面521与发光主体1的发光面12直接接触,与一第二下表面522不与发光主体1直接接触并向外延伸超过发光主体1的最外缘。

光学转换结构5包含第一光学转换结构5'以及第二光学转换结构5"。其中,第二光学转换结构5"位于第一光学转换结构5'之上。亦即,第一光学转换结构5'直接与发光主体的出光面12直接接触,第二光学转换结构5"不与发光主体的出光面12直接接触。第一光学转换结构5'内具有第一波长转换材料55',第二光学转换结构5"具有第二波长转换材料55”。第一波长转换材料55'与第二波长转换材料55”具有相同的成分,亦即波长转换材料55'与55”具有相似的激发与放射光谱。其中,大部分的第一波长转换材料55'的粒径大于7μm,在一实施例中,95%以上的第一波长转换材料55'粒径大于10μm。95%以上的第二波长转换材料55”粒径皆小于10μm。在一实施例中,第二波长转换材料55”的粒径皆小于5μm。换句话说,第一波长转换材料55'中最大的粒径为a,第二波长转换材料55”中最大的粒径为b,a>b。荧光粉材料的形状可为圆形、椭圆形、或不规则形状的颗粒。在此的粒径指单一颗粒在一个2维平面(例如,一个剖视图)或3维空间下所测量到的最大外径。此外,波长转换材料55'相对于第一光学转换结构5'具有第一重量百分比,波长转换材料55”相对于第二光学转换结构5"具有第二重量百分比。第一重量百分比大于第二重量百分比,例如,第一重量百分比为第二重量百分比的5倍以上。在一实施例中,第一重量百分比大于90%,第二重量百分比小于10%。换句话说,第二光学转换结构5"大部分的组成皆为基体,只有小粒径的波长转换材料小比例地分散在基体中。又或者说,在一侧视图中,第一波长转换材料55'于第一光学转换结构5'中的面积密度大于第二波长转换材料55”于第二光学转换结构5'中'的面积密度,例如:五倍以上。重量百分比的测量可以采用但不限于热重分析(tga)的方式,荧光粉材料的粒径大小可以采用但不限于电子显微镜的方式测量。荧光粉材料于光学转换结构的面积密度可以采用但不限于电子显微镜的方式测量。

第一光学转换结构5'与第二光学转换结构5"之间并无明显的分界线。如图13a所示,第一光学转换结构5'靠近第二光学转换结构5"的最上表面可以大体上描绘出一水平线,使第一光学转换结构5'由最左侧边到最右侧边具有一大致均匀的第一厚度t1。此外,第二光学转换结构5"也如同第一光学转换结构5'由最左侧边到最右侧边具有一大致均匀的第二厚度t2,t1大于t2。光学转换结构5具有一厚度(t1与t2的总和),50μm<(t1+t2)<80μm。在一实施例中,t1+t2≈70μm;25μm<t1<60μm,5μm<t2<35μm。光学转换结构5的第一下表面521以及第二下表面522具有相异的表面粗糙度。第一下表面521与发光主体1的发光面12直接接触并具有第一表面粗糙度r1,第二下表面522不与发光主体1直接接触且具有第二表面粗糙度r2,r2>r1。详言之,第一下表面521大体上为一平整的表面,第二下表面522具有多个微小的凹面以及凸面(例如:该些凹面凸面的最大高低落差>100nm或150nm)。此外,光学转换结构5的上表面53具有一第三表面粗糙度r3,光学转换结构5的侧表面51具有一第四表面粗糙度r4,在一实施例中,r2>r3>r4。

表面粗糙度可通过测量剖视图中粗糙表面的曲线得知。图14例示一个粗糙表面的剖视图,粗糙表面的曲线可以区分成n段样本长度(s1、s2、s3…sn),每一段样本长度可定义一基准线rl(referenceline)。其中,基准线rl(referenceline)为一直线,穿越粗糙表面高低起伏的曲线,并与曲线产生数个交点而将曲线分成位于基准线rl上下(左右)两侧的两部分(第一曲线与第二曲线)。其中,第一曲线与基准线rl形成的面积等于第二曲线与基准线形成的面积。每一段样本长度相对此基准线可以量得一最高波峰(peak)rp与最低波谷(trough)rv。每一段样本长度的最大粗糙度高度(maximumheightoftheprofile)ry=|rp|+|rv|。因此,根据所有样本长度的最大粗糙度高度ry的平均值可以定义此表面的表面粗糙度。当ry越大时,表面越粗糙。换言之,由肉眼观之,粗糙表面上的多个凹面与凸面的高低落差越大。

扩散层14位于光学转换结构5之上,与光学转换结构5直接接触,并且大致上与光学转换结构5等宽或具有相近的形状(由上视图观之)。亦即,光学转换结构5的侧表面51与扩散层14的侧表面141大体上共平面。参考图13a,扩散层14具有一厚度t3,10μm≤t3≤35μm。在一实施例中,t3=30μm。扩散层14包含一基体与扩散粒子。基体包含环氧树脂(epoxy)、硅胶(silicone)、聚亚酰胺(pi)、苯并环丁烯(bcb)、过氟环丁烷(pfcb)、su8、丙烯酸树脂(acrylicresin)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、或聚醚酰亚胺(polyetherimide)。扩散粒子的成分包含但不限于二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化锌或氧化铝。在一实施例中,扩散层14中具有高重量百分浓度(weightpercentageconcentration,w/w)的二氧化硅,例如,重量百分浓度大于20%,例如:大于25%、大于30%、或大于35%。高重量百分浓度的扩散层14可以使发光元件900于不同的视角下皆具有较佳的色均匀度。色均匀度可由△u'v'的值来表示,△u'v'的值越小表示色均匀度越好。u'及v'分别表示cie1976表色系统下的色坐标,基准值(u0',v0')定义为所有角度下色坐标的平均值,△u'为u'-u0',△v'为v'-v0',△u'v'=(△u'2+△v'2)1/2。在一实施例中,发光元件900于视角0°至70°的△u'v'值皆小于0.003。此外,扩散层14具有一与光学转换结构5直接接触的下表面142,与一可供出光且相对于下表面142的上表面143,下表面142的表面粗糙度等于或近似光学转换结构5的上表面53的表面粗糙度r3。上表面143具有一第六表面粗糙度r6,其中,r6<r2,且r6大致上近似于r3。侧表面141的表面粗糙度大致上等于或近似光学转换结构5的侧表面51的表面粗糙度r4。亦即,扩散层14的侧表面141与光学转换结构5的侧表面51具有相同或近似的表面粗糙度。在一实施例中,扩散层14的上表面143与下表面142具有近似的表面粗糙度,且较光学转换结构5的第二下表面522平整。

第一反射结构2围绕且直接接触发光主体1的侧表面11、光学转换结构5的侧表面51、以及扩散层14的侧表面141。第一反射结构2具有一不平均的宽度。第一反射结构2的内表面23包含未在一直线上彼此对齐的三个部分231、232、233(数量三在此仅为例示,非用以限制本发明的专利范围或应用于其他数量)。第一部分231与第三部分233大致平行于发光主体1的侧表面11。第二部分232连接且大致上垂直于第一部分231与第三部分233。内表面23的第一部分231大致上垂直于下表面21,且围绕并接触发光主体1的侧表面11。第二部分232与光学转换结构5的第二下表面522接触。详言之,第二部分232与第二下表面522完全重叠并具有相同的粗糙度。第三部分233围绕且接触光学转换结构5与扩散层14的侧表面141、51。第一部分231与外表面24具有一距离w7。第三部分233与外表面24具有一距离w6。w7不同于且大于w6。第一反射结构2的上表面22与扩散层14的上表面143大体上共平面。亦即,第一反射结构2并未覆盖扩散层14的上表面143,使得由发光主体1发出的光线可以经由光学转换结构5以及扩散层14之后,由扩散层14的上表面143向上出光。发光元件900具有一宽度w8约略等同于第一反射结构2的最大宽度,w8大约为w3的1.2~3倍。在一实施例中,w8/w3=1.3~2.6。此外。w8>w5>w3。第一反射结构2的材料可参考前述实施例的叙述。发光元件900具有一总高度t,t不大于300μm。在一实施例中,t不大于260μm、或250μm。光学转换结构5与扩散层14的总高度(t1+t2+t3)较佳地不大于150μm。光学转换结构5与扩散层14的高度是关系发光元件900发出光线的色温与色均匀度的关键参数。在一实施例中,t1+t2+t3=120μm、100μm、或80μm。图13b显示发光元件900的上视图,扩散层14四周被第一反射结构2围绕。因此,与发光元件700、或800类似,发光元件900中位于扩散层14下方的光学转换结构5被第一反射结构2围绕,因此,发光元件900具有较小的发光角度。在一实施例中,发光元件900的发光角度小于120度,较佳地不大于115度。第一反射结构2也围绕覆盖在光学转换结构5上的扩散层14,可以使光学元件900具有较好的聚光效果与较佳的色均匀度。

在另一实施例中,第一反射结构2的内表面23的第二部分232为一个斜面,如图15a所示。参考图15a,发光元件1000类似发光元件900,包含一发光主体1、一第一反射结构2、一光学转换结构5、以及一扩散层14。与前述实施例相同的符号、记号表示类似、或是相同的元件或装置,可以参考前述相关的附图或段落。光学转换结构5包含第一光学转换结构5'以及第二光学转换结构5"。第一光学转换结构5'与第二光学转换结构5"内的荧光粉材料具有不同的重量百分比浓度。其中,具有较低重量百分浓度的第二光学转换结构5"位于具有较高重量百分浓度的第一光学转换结构5'之上。如图15a所示,第一反射结构2的内表面包含未在一直线上彼此对齐的三个部分。第一部分231与第三部分233大致平行于发光主体1的侧表面11。第二部分232连接且不垂直于第一部分231与第三部分233。第二部分232与外表面24的距离沿着由第一部分231往第三部分233的方向递减。第一部分231围绕并接触发光主体1的侧表面11,第二部分232围绕并接触第一光学转换结构5'的下部(较靠近发光主体1的区域)。第三部分233围绕并接触扩散层14、第二光学转换结构5”、以及第一光学转换结构5'的上部(较远离发光主体1的区域)。

参考图15a,光学元件1000的光学转换结构5具有一倒平截头体的剖面。光学转换结构5具有一与发光主体1直接接触的下表面52,一相对于下表面52并与扩散层14直接接触的上表面53、与上表面53相接的侧表面51(侧表面51可以因制作工艺条件向内倾斜、或近乎垂直)、以及连接侧表面51与下表面52的一斜面57。图15b显示斜面57的放大图,斜面57为一粗糙表面,具有一基准线rl1,rl1大体上为一直线。斜面57具有多个微小的凹面以及凸面,并具有一第二表面粗糙度r2,粗糙度的特征可参考前述相关段落的叙述。详言之,光学转换结构5的斜面57的基准线rl1与下表面52间具有一倾斜角θ,此倾斜角θ为钝角。在另一实施例中,如图16a所示,斜面57'具有弧状的轮廓,并具有多个微小的凹面以及凸面。图16b显示斜面57'的放大图,斜面57'为一粗糙表面,具有一基准线rl2,rl2大体上为一弧线。发光元件1000'中的光学转换结构5的斜面57'的基准线rl2与光学转换结构5的下表面52具有一倾斜角θ',倾斜角θ'随着斜面57远离发光主体1逐渐增加。在一实施例中,斜面57、57'也可以设计成一平滑的表面。

图17a~图17g为依据本发明一实施例的发光元件的制作流程示意图。与前述制作流程相同的符号、记号表示类似、或是相同的元件或装置,可以参考前述附图或相关段落。参照图17a,首先提供一承载板13,上方具有一粘着性的第一暂时载具7,将多个发光主体1的导电电极4通过第一暂时载具7粘着于承载板13上,且导电电极4的下方部42埋进第一暂时载具7内。相邻发光主体1间的区域定义为走道区。接着,形成反射结构2'填入发光主体1间的走道区,并且覆盖发光主体1的出光面12及未被发光主体1覆盖的第一暂时载具7的上表面。如图17b所示,移除部分的反射结构2'以露出发光主体1的出光面12,形成反射结构2”。移除反射结构2'的方式包含湿式去胶法,例如水刀去胶法(waterjetdeflash)或湿式喷砂去胶法(wetblastingdeflash)。水刀去胶法的原理是利用喷嘴将液体,例如水,加压喷向并移除反射结构2'。湿式喷砂去胶法则在液体中添加特定的粒子,同时以液体的压力以及粒子碰撞反射结构2'的表面来移除反射结构2'。可通过粒子的大小与液体的压力以控制移除反射结构2'的速度,通过粒子碰撞时间的长短以控制移除反射结构2'的厚度。在一实施例中,通过控制粒子碰撞力大小与碰撞时间,使位于发光主体1上方的反射结构被移除的厚度较位于走道上的反射结构被移除的厚度厚。因此位于走道上的反射结构2”的上表面28高于发光主体1的出光面12,如图17b显示。在一实施例中,位于走道区的反射结构2”的上表面28与发光主体1的出光面大致共平面,即可形成如图13a的发光元件。此外,粒子可在反射结构2”的上表面28碰撞出多个微小的凹凸结构。

接着,如图17c所示,形成光学转换结构5于发光主体1的出光面12、以及反射结构2”的上表面28的上方。在图中,不同粒径大小的波长转换材料(55'与55”)均匀地分布于光学转换结构5中,但并不以此为限,大粒径的颗粒也可以比小粒径的颗粒形成在更下方的位置,或者小粒径的颗粒形成在在比大粒径的颗粒更下方的位置。如图17d所示,使用沉降法(sedimentationmethod),使具有较大粒径的波长转换材料55'因具有较大的沉降速率而堆叠于光学转换结构5的下层,而具有较小粒径的波长转换材料55”因具有较小的沉降速率而位于光学转换结构5的上层,使光学转换结构5形成大致上可区别(distiquinshable)的第一光学转换结构5'与第二光学转换结构5"。待光学转换结构5完全固化后,进行一抛光制作工艺(polishprocess),一方面平坦化光学转换结构5的上表面53,也可进一步调整光学转换层5的总厚度(t1+t2)。接着,形成扩散层14于光学转换结构5的上方。随后,如图17e所示,使用刀具切穿扩散层14以及光学转换结构5,并移除少部分的反射结构2”以形成切割道62。换言之,切割道62使位于不同发光主体1上方的扩散层14以及光学转换结构5彼此分离。若选用适当宽度的刀具进行切割可以使得发光主体1上方的扩散层14以及光学转换结构5具有一比发光主体1大的宽度。接着,如图17f所示,形成反射结构2”'于切割道62之间,使反射结构2”'的上表面与扩散层14的上表面大体上共平面,形成第一反射结构2。此时,也可进行一抛光制作工艺(polishprocess),一方面平坦化第一反射结构2与扩散层14的上表面,也可进一步调整发光元件的总厚度。最后,如图17g所示,切割位两相邻光主体1间的第一反射结构2、第一暂时载具7、及/或承载板13,再使用激光剥离、加热分离、溶解、照射紫外光等方式移除第二暂时载具7与乘载板13,形成多个独立的发光元件。

在另一实施例中,发光元件900、1000、或1000'可以包含一第二反射结构(未显示)位于第一反射结构2的下方,并围绕导电电极4,更多信息可以参考图1a~图1c、图10、图11及其相应说明。再者,发光元件900、1000、或1000'亦可以更具有一光学元件设置于扩散层14上方,可以参考图5及其相应说明。发光元件900、1000、或1000'亦可以于导电电极4下方设置延伸电极,可以参考图6及其相应说明。

需了解的是,本发明中上述的诸多实施例在适当的情况下,是可以彼此互相组合或替换,而非仅限于所描述的特定实施例。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明,并非用以限制本发明的范围。任何人对本发明所作的任何显而易见的修饰或变更接不脱离本发明的精神与范围。

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