应用量子点色彩转换的发光装置及其制造方法与流程

本发明有关一种芯片级封装发光装置及其制造方法，特别关于一种应用绿色量子点材料及红色荧光粉的芯片级封装发光装置及其制造方法。

背景技术：

量子点(quantumdot,qd)材料为一尺寸为纳米等级的半导体晶体材料，其粒径尺寸通常介于1纳米至50纳米，在受到高能阶的光线照射后，由于量子局限效应(quantumconfinementeffect)，量子点材料可将部分入射光线转换成另一较低能阶的可见光线，故量子点材料可作为一光致发光材料。透过改变量子点材料的粒径、形状或材料组成，可使得量子点材料发出不同波长的可见光线，即改变其发光频谱(spectrum)。

相较于传统荧光材料，例如钇铝石榴石(yag)荧光粉、氮化物(nitride)或氮氧化物(oxynitride)荧光粉等，量子点材料的发光频谱具有明显较窄的半高宽(fullwidthathalfmaximum，fwhm)，因此，使用量子点材料搭配led芯片构成一led发光装置以作为显示器的背光光源时，可改进显示器的色彩纯度。相较于有机发光二极管(oled)显示器所能达到70％bt.2020的色域范围(colorgamut)，应用量子点材料的显示器在色彩表现上可具有高达90％bt.2020的色域范围；此外，相较于属有机材料的oled，其使用寿命较短，而量子点材料属无机材料，使用寿命相对较长。另一方面，应用量子点材料的发光装置可直接取代现有液晶显示器的背光光源，仅透过光致发光材料的改变即可明显增加液晶显示器的色域范围。

量子点材料搭配led芯片的发光装置虽然有上述的优势，但是实务上仍有些问题待改善或克服。举例而言，量子点材料的热稳定性(thermalstability)不佳，在高温环境(例如大于70℃的环境)下，其效能将明显衰减。因此，led芯片运作时所产生的热能可能使量子点材料的效能大幅衰减。

此外，量子点材料接触到空气中的水气或氧气时，表面易被氧化而形成氧化物，导致量子点材料的发光强度下降，因此，使用量子点材料的发光装置需具有良好的湿气阻隔保护，才能使外界的水气及氧气不易朝内渗透而接触量子点材料，以使发光装置具有较长的使用寿命。

再者，于周遭存在氧气或水气的情况下，量子点材料受到较高能阶的光线(如紫外光或蓝光)激发时，更易产生光氧化(photo-oxidation)现象，造成其发光强度(intensity)的明显下降及发光频谱的「蓝移(blueshifting)」。具体而言，高能阶光线照射于量子点等半导体材料时，由于光电效应(photovoltaiceffect)的作用，半导体材料将产生大量电子与空穴，而被激发出的自由电子使半导体材料表面容易将周遭的氧分子解离(dissociation)而形成氧原子与氧离子，促使半导体材料更易与氧反应而形成氧化物；学者younge.m.于1988年applphysa47:259-69的论文及学者satos.等于1997年japplphys81:1518的论文对此电子活化(electron-active)半导体材料的光氧化现象有诸多实验验证与描述。因此，量子点材料在高能阶光线的照射下，会明显加速其氧化反应。

同时，量子点表面产生氧化后，将使得量子点材料的有效粒径缩减，由于较小粒径的量子点光致发光材料可产生较高能阶的转换光线(即波长较短)，因此量子点材料表面于氧化后将使其发光频谱朝短波长移动，产生所谓的「蓝移(blueshifting)」现象。又，氧化物的产生将增加量子点的结构缺陷(defects)，而此结构缺陷于光电效应作用时，会造成电子与空穴循着非辐射模式结合(non-radiativeelectron-holerecombination)，此非辐射的电子空穴结合将以热能的方式释放能量，而不会转换为较低能阶的光子，因此量子点材料的光氧化现象亦会造成其发光强度下降，最终使量子点不再发光，此即量子点的光致退色(photobleaching)现象。因此，将量子点材料应用于led发光装置时，需防止量子点材料受到过强的较高能阶光线所照射，始能避免光氧化现象所造成的光衰减及发光频谱的蓝移。

此外，应用量子点色彩转换的发光装置通常需将量子点材料均匀分散于黏合胶材(binder)之中以获得良好的发光效率。然而，并非量子点材料皆能兼容于所有胶材，通常需要先将量子点材料进行表面改质，例如形成配位基(ligand)，才能将量子点均匀分散于特定胶材中；因此，表面改质、特定胶材的选用及不同胶材之间的制程兼容性亦成为实现将量子点材料应用于led发光装置的重要技术挑战。

综合上述，如何更好地改善或克服上述的任一问题以将量子点材料应用于led发光装置，正是目前led业界待解决的技术课题。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提出一种应用量子点色彩转换的发光装置其制造方法，该发光装置为芯片级封装发光装置，使用覆晶式led芯片，具有低热阻的散热途径以降低led芯片接面温度(junctiontemperature)，因此可有效地改善量子点材料的热衰减现象，降低量子点材料所承受的温度。

本发明的一个目的在于提出一种应用量子点色彩转换的发光装置及其制造方法，该发光装置具有良好的湿气阻隔气密性(hermeticseal)，以减少或避免外界空气中的水气与氧气接触到量子点材料，可有效地改善量子点材料的氧化现象。

本发明的一个目的在于提出一种应用量子点色彩转换的发光装置及其制造方法，将不易光氧化的荧光材料设置于较易光氧化的量子点材料与led芯片之间，可有效降低入射于量子点材料的高能阶光线的光强度，使其不超过量子点材料所能承受者，以改善量子点材料的光氧化现象。

本发明的一个目的在于提出一种应用量子点色彩转换的发光装置其制造方法，固定荧光材料所需的黏合胶材与固定量子点材料所需的黏合胶材具有不同特性，其胶材固化制程亦不兼容，该发光装置可有效阻隔用于固定量子点材料的高分子材料与用于固定荧光材料的高分子材料，避免两者制程或材料特性不兼容的问题。

为达上述目的，所提出的发光装置可包含：一覆晶式led芯片，用以提供一第一光线，该第一光线为一蓝光、一深蓝光、一紫光或一紫外光；一光致发光结构设置于该覆晶式led芯片的一上表面上，且包括一第一光致发光层、一光透明隔离层、一第二光致发光层及一光透明湿气阻隔层，该光透明隔离层设置于该第一光致发光层上，该第二光致发光层设置于该光透明隔离层上，而该光透明湿气阻隔层设置于该第二光致发光层上，其中，该第一光致发光层包含一第一高分子材料及混合于该第一高分子材料中的一较低激发能阶的荧光材料(例如红色荧光材料)，而该第二光致发光层包含一第二高分子材料及混合于该第二高分子材料中的一较高激发能阶的量子点材料(例如绿色量子点材料)；以及一湿气阻隔反射结构，覆盖该光致发光结构的一侧面及该覆晶式led芯片的一立面，且不低于该覆晶式led芯片的一电极面；其中，该第一光致发光层的该较低激发能阶的荧光材料用以将该第一光线(例如蓝光)的一部份转换为一较长波长的可见光线(例如红光)，使得该未被转换的第一光线(例如蓝光)的光强度减小，以达到不大于该较高激发能阶的量子点材料(例如绿色量子点材料)所能承受的光强度。本发明揭露的发光装置的制造方法可包含：将一光致发光结构与一覆晶式led芯片相贴合；以及形成一湿气阻隔反射结构，以覆盖该光致发光结构的一侧面及该覆晶式led芯片的一立面。

藉此，本发明所提出的发光装置至少可提供以下有益技术效果：

1、相对于覆晶式led芯片所在的位置而言，第二光致发光层设置于第一光致发光层的上方，故覆晶式led芯片所发出的第一光线的一部份会先被第一光致发光层转换，减少第一光线照射到第二光致发光层中的较高激发能阶的量子点材料(例如绿色量子点材料)的剂量。因此，照射至较高激发能阶的量子点材料的第一光线的光强度不大于其所能承受的光强度，可有效抑制或避免较高激发能阶的量子点材料的光氧化现象。

2、发光装置可不需封装支架，因此在相同封装体积之下，可具有较大的发光面积，因此可有效降低照射于量子点材料的蓝光单位面积强度，以减少量子点材料的光氧化。

3、光透明湿气阻隔层及湿气阻隔反射结构皆具有较低的水气渗透率，可使外界的水气及氧气不易穿透其中而接触到第二光致发光层中的量子点材料，可有效避免或减少量子点材料的氧化现象。

4、光透明隔离层将第二光致发光层与第一光致发光层相分隔，使两者不相接触，换言之，用于胶合较高激发能阶的量子点材料的第二高分子材料与用于胶合较低激发能阶的荧光材料(例如红色荧光材料)的第一高分子材料不会相接触，因此不会相互影响对方的材料特性或制程特性(如固化机制)。

5、相较于采用封装支架或封装基板的发光装置，采用覆晶式led芯片的芯片级封装发光装置具有较低的热阻，可有效降低led芯片的接面温度，且第二光致发光层较远离覆晶式led芯片，因此，覆晶式led芯片所产生的热能对于量子点材料的影响较小，可减少量子点材料所承受的温度，例如低于50℃、40℃或30℃，有效改善量子点材料的热衰减现象。

6、当第一光致发光层所采用的较低激发能阶的荧光材料为氟化物荧光材料(即ksf或mgf)时，由于ksf与mgf不被绿光所激发，因此可将较高激发能阶的量子点材料所发出较高能阶的光线(例如绿光)有效往外散射，故可增加发光装置的整体光萃取效率。

附图说明

为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以较佳的实施例配合所附附图进行详细说明。

图1a及图1b为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的二剖面示意图；

图1c为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的另一态样的剖面示意图；

图2a及图2c为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的另二剖面示意图，显示光转换及传递；

图2b为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的发光光谱量测结果；

图3为依据本发明的第2较佳实施例的发光装置的剖面示意图；

图4a为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的剖面示意图；

图4b为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的另一态样的剖面示意图；

图5a至图5i为依据本发明的一较佳实施例的发光装置的制造方法的步骤示意图；以及

图6a至图6d为依据本发明的一较佳实施例的发光装置的制造方法的步骤示意图。

符号说明：

1～3发光装置

10覆晶式led芯片、led芯片

101上表面

102电极面、下表面

103立面

104电极组

20光致发光结构、pl结构

201顶面

202底面

203侧面

21第一光致发光层、第一pl层

211第一高分子材料

212较低激发能阶的荧光材料、红色荧光材料

22光透明隔离层

23第二光致发光层、第二pl层

231第二高分子材料

232较高激发能阶的量子点材料、绿色量子点材料、绿色qd材料

233光散射性微粒

234蓝色量子点材料

24光透明湿气阻隔层

25光透明导热层

26光透明分隔层

30湿气阻隔反射结构、反射结构

301顶面

302底面

31第三高分子材料

32光散射性微粒

40光导引结构

401顶面

402倾斜侧面

900离型材料

b蓝光、蓝光频谱

g、g1、g2绿光、绿光频谱

r红光、红光频谱

具体实施方式

请参阅图1a及图1b，其为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置1的示意图。，发光装置1可包含一覆晶式led芯片10、一光致发光结构20及一湿气阻隔反射结构30，各组件的技术内容将依序说明如下。

覆晶式led芯片(以下简称为led芯片)10用以提供一第一光线(或称主光线)，其可为一蓝光、一深蓝光、一紫光或一紫外光等较高能阶的光线；以一蓝光led芯片为例，led芯片10所提供的第一光线为蓝光。芯片10可包含一上表面101、一下表面102、一立面103及一电极组104，上表面101与下表面102为相对且相反地设置，立面103形成于上表面101与下表面102之间、且连接上表面101与下表面102，换言之，立面103沿着上表面101的边缘与下表面102的边缘而形成，故立面103相对于上表面101与下表面102为环形(例如矩型环)。

电极组104设置于下表面102上，且可具有二个以上的电极。由于电极组104设置于其上，下表面102又称为电极面102；申言之，此电极面102并非指电极104的下表面。led芯片10可透过电极组104将电能(图未示)转换而发出符合第一光线(蓝光)的波长范围的光线；该光线绝大多数可从上表面101及立面103发出。

另一方面，相较于使用支架或基板的发光装置，本发明所揭露的发光装置1为芯片级封装发光装置，其一技术特征是led芯片10为覆晶式芯片，可直接接合于印刷电路板或其他应用基板上，由于未包含支架，因此具有较低的热阻，其运作时所产生的热能可经由电极组104较直接地排散，减少热能对于其他结构的影响。

光致发光(photoluminescent，pl)结构20在受到led芯片10所发出的第一光线激发后，可吸收部份的第一光线而转换出较低能阶的光线(如红光及绿光)，然后部分未被转换的第一光线(如蓝光)与红光及绿光相混合后，构成所需颜色的光线(例如为白光)。

外观上，光致发光结构(以下简称为pl结构)20可包括一顶面201、一底面202及一侧面203，顶面201与底面202为相对且相反设置，侧面203形成于顶面201及底面202之间，且连接顶面201与底面202，换言之，侧面203相对于顶面201及底面202为环形(例如矩型环)。

位置上，pl结构20设置于led芯片10上，pl结构20的底面202位于led芯片10的上表面101上，且底面202可直接覆盖于上表面101上，但未有覆盖led芯片的立面103；然而，不排除底面202与上表面101相距的实施态样，表示pl结构20与led芯片10之间可设置其他结构或材料(图未示)。此外，底面202可略大于上表面101，但不以此为限。

结构上，pl结构20包括一第一光致发光层(以下简称为第一pl层)21、一光透明隔离层22、一第二光致发光层(以下简称为第二pl层)23及一光透明湿气阻隔层24，沿着led芯片10的上表面101的法线方向依序堆栈设置，也就是，第一pl层21设置于led芯片10的上表面101上，光透明隔离层22设置于第一pl层21上，第二pl层23设置于光透明隔离层22上，而光透明湿气阻隔层24设置于第二pl层23上。

第一pl层21于第一光线激发时可产生一较低能阶的光线(例如红光)，其可包含一第一高分子材料211及一较低激发能阶的荧光材料(例如红色荧光材料)212，为使说明简便，以下将以红色荧光材料212及其所发出的红光为例进行技术说明。红色荧光材料212可均匀地混合及胶合(固定)于第一高分子材料211中。红色荧光材料212在受到较高能阶的第一光线激发后，可将第一光线部分地转换成红光；换言之，第一光线通过第一pl层21后，由于一部份被转换为红光，部分未转换的第一光线的光强度会随之降低；此方面的技术内容尔后将参阅图2a来进一步说明。此外，相较于后述量子点材料(例如绿色量子点材料)232，荧光材料(例如红色荧光材料)212可承受较高的温度，因此可较接近或接触led芯片10。

红色荧光材料212例如可包含但不限定：一氟化物荧光材料或一氮化物荧光材料等可产生红光者；氟化物荧光材料例如可为ksf荧光材料，其至少可包含下列其中一者：(a)a2[mf6]:m⁴⁺，其中a选自li、na、k、rb、cs、nh4及其组合，m选自ge、si、sn、ti、zr及其组合；(b)e2[mf6]:m⁴⁺，其中e选自mg、ca、sr、ba、zn及其组合，m选自ge、si、sn、ti、zr及其组合；(c)ba0.65zr0.35f2.70:m⁴⁺；或(d)a3[zrf7]:m⁴⁺，其中a选自li、na、k、rb、cs、nh4及其组合。其他氟化物荧光材料例如可为mgf荧光材料，其至少可包含下列其中一者：(x-a)mgo.(a/2)sc2o3.ymgf2.ccaf2.(1-b)geo2.(b/2)mt2o3:zmn⁴⁺；其中，2.0≤x≤4.0、0<y<1.5、0<z<0.05、0≤a<0.5、0<b<0.5、0≤c<1.5、y+c<1.5，且mt选自al、ga及in中的至少1种。

上述种类的氟化物荧光材料所产生的光线具有较窄的半波宽，其可被激发的光源波长小于500纳米，因此不会被第二pl层23所产生的绿光所激发，故可增加发光装置1的整体光萃取率(lightextractionefficiency)；此方面的技术内容尔后将参阅图2c来进一步说明。

第一高分子材料211可包括但不限定：一树脂材料或一硅胶材料。由于第一pl层21较接近热源led芯片10，故第一高分子材料211需具有较佳的耐热性，例如为一热固化的硅胶材料(silicone)，其可包括一白金触媒硅胶(platinumsilicone)或一锡触媒硅胶(tinsilicone)，其中白金触媒硅胶具有较佳的耐热性，因此发光装置1较佳地选用白金触媒硅胶作为第一高分子材料211。白金触媒硅胶是为硅胶中含有白金触媒，其可帮助硅胶受热后快速固化；然而，白金触媒容易受到若干化学成分钝化(deactivated)或毒化(poisoned)，使得硅胶的固化反应受到抑制(inhibition)，进而导致硅胶无法固化、或仅部分固化。可能使白金触媒钝化或毒化的化学成分包含：硫、硫化物、硫氢化合物、锡、脂肪酸锡盐、磷、膦、亚磷酸盐、砷、胂、锑、二苯乙烯、硒、硒化物、碲、碲化物、胺、酰胺、乙醇胺、n-甲基乙醇胺、三乙醇胺、螯合物、edta(ethylenediaminetetraaceticacid)、nta(nitriloaceticacid)、乙醇、甲醇等。因此，当白金触媒硅胶作为第一高分子材料211，较佳地应考虑白金触媒的钝化或毒化问题。

第二pl层23于第一光线激发时可产生一较高能阶的光线(例如绿光)，其可包含一第二高分子材料231及一较高激发能阶的量子点材料(例如绿色量子点材料，以下简称为绿色qd材料)232，为使说明简便，以下将以绿色qd材料232及其所发出的绿光为例进行技术说明。绿色qd材料232可均匀地混合及胶合(固定)于第二高分子材料231中。绿色qd材料232在受到较高能阶的第一光线照射后，可产生绿光。绿色qd材料232例如可包含但不限定：硒化镉(cdse)、磷化铟(inp)、硫化锌(zns)、硒化锌(znse)或碲化锌(znte)等可产生绿光者。此外，绿色qd材料232的量子点晶体结构通常包含内核(core)及保护壳层(shell)。

由于前述氟化物荧光材料于第一光线激发时所产生的红光具有较窄的半高宽，可媲美量子点材料所产生的高纯度红光。因此，于广色域显示器背光源的应用中，发光装置1的一较佳实施例为：led芯片10为发出蓝光的led芯片、第一pl层21所包含的荧光材料为一能发出较高纯度红光的氟化物荧光材料及第二pl层23包含一能发出较高纯度绿光的绿色量子点材料。

第二高分子材料231可包括但不限定：一树脂材料或一硅胶材料等具有良好透光率者。由于量子点材料于高温时易产生氧化，故较不适合使用热固化胶材，因此第二高分子材料231较佳地为一紫外线固化胶，第二高分子材料231于常温下受到紫外光的照射即可固化，不需如热固化胶般于高温下才可固化。如此，第二高分子材料231固化时，不会经历高温而使绿色qd材料232的效能衰减。

紫外线固化胶内通常包含使白金触媒钝化或毒化的化学成分，造成需热固化的硅胶无法固化。因此，以紫外线固化胶构成的第二高分子材料231于制程中不能与热固化胶构成的第一高分子材料211相接触，否则会导致第一高分子材料211无法固化。

在本实施例中，光透明隔离层22可隔离第一pl层21及第二pl层23，第二高分子材料231之中能使白金触媒钝化或毒化的化学成分无法扩散至第一高分子材料211，使得第一高分子材料211能完全固化。由此可知，光透明隔离层22可改善第一高分子材料211与第二高分子材料231彼此材料特性或固化制程不兼容的问题。具体而言，光透明隔离层22用以隔离第一pl层21及第二pl层23，以避免两者相接触，且可使第二pl层23更远离led芯片10，以减少led芯片10的热能对于第二pl层23的影响。光透明隔离层22可包括但不限定一透明无机材料(例如石英或玻璃等)或一高分子材料等具有良好透光率者。此外，光透明隔离层22较佳地不包含会使白金触媒钝化或毒化的化学成分，故可接触第一高分子材料211。

此外，发光装置1的光透明湿气阻隔层24用以阻碍水气的通过，以对第二pl层23的量子点材料形成保护，防止其产生氧化。光透明湿气阻隔层24可包括但不限定一透明无机材料(例如石英或玻璃等)或一高分子材料等具有良好透光率者；若为高分子材料时，选用具有低水气渗透率者，例如于厚度为1厘米时具有不大于20g/(m2day)的水气渗透率。光透明隔离层22亦可选用具有低水气渗透率者，例如于厚度为1厘米时具有不大于20g/(m2day)的水气渗透率，因此光透明湿气阻隔层24与光透明隔离层22将内含量子点材料的第二pl层23夹置于其间，使得外界环境中的水气或氧气难以接触到第二pl层23中的绿色qd材料232，减少或避免水气或氧气从上方或下方渗透至绿色qd材料232。

湿气阻隔反射结构(以下简称为反射结构)30可反射发光装置侧面发出的光线并导向正面出光。具体而言，反射结构30覆盖pl结构20的侧面203及led芯片10的立面103，但不覆盖pl结构20的顶面201，故能够反射从立面103及侧面203所射出的光线，使光线朝向pl结构20的顶面201射出。反射结构30不低于led芯片10的下表面102，不覆盖下表面102及电极组104。反射结构30的顶面301可实质齐平于pl结构20的顶面201，由于发光装置1为芯片级封装发光装置，可直接接合于印刷电路板或其他应用基板上，因此具有较低的热阻以降低发光装置的操作温度，故反射结构30的底面302不可低于电极面102的高度以避免电极组104与基板焊垫接合不良，较佳地，反射结构30的底面302可实质齐平于led芯片10的电极面102。此外，反射结构30还可覆盖pl结构20的底面202超出led芯片10的上表面101的部分。虽然内含量子点材料的第二pl层23被设置于光透明湿气阻隔层24与光透明隔离层22之间，使得外界环境中的水气难以接触到第二pl层23中的绿色qd材料232，但水气仍可经由第二pl层23的侧面渗入。本发光装置的反射结构30的另一功效为阻碍环境中的水气渗入，以减少或避免水气或氧气从侧方接触到绿色qd材料232的可能；因此，透过湿气阻隔反射结构30、光透明湿气阻隔层24及光透明隔离层22三者的包覆，可进一步提供绿色qd材料232湿气阻隔保护，以减少光氧化的发生。

为使反射结构30具有上述的特性，其较佳地可包含一第三高分子材料31及混合于第三高分材料31的一光散射性微粒32；第三高分子材料31可选用具有较低水气渗透率者(例如厚度为1厘米时不大于20g/m2/day)，例如可包括一树脂材料或一硅胶材料，以使水气难以通过；光散射性微粒32具体可为二氧化钛(tio2)、氮化硼(bn)、二氧化硅(sio2)或三氧化二铝(al2o3)等，且其在反射结构30中的一重量百分比不小于20％，以达到良好的反射效果。

请配合参阅图2a，接着将进一步说明如何利用第一pl层21降低第一光线的光强度至绿色qd材料232所能承受的光强度，以避免量子点材料光氧化的发生。具体而言，led芯片10所发出的第一光线以蓝光b为例，其初始的光强度为l0，蓝光b通过第一pl层21时，其一部份(即第一部份)会被转换成红光r。蓝光b的剩余未被转换的另一部份(即第二部份)的光强度为l1，小于初始光强度l0。蓝光b的剩余的第二部份接着再部分地激发绿色qd材料232，然后被转换成绿光g(也就是，第二部份的一部份再转换成绿光g)。因此，最终从pl结构20的顶面201(亦即发光装置1的发光面)发出的光包含蓝光b、红光r及绿光g，可混合而形成一白光。

因此，本发明所揭露的发光装置1中的绿色qd材料232将受到蓝光b与红光r的照射，由于红光r的能阶不足以激发绿色qd材料232而产生绿光g，故不会使绿色qd材料232产生自由电子与空穴，而自由电子将活化(electron-active)量子点材料使其产生光氧化，因此绿色qd材料232受到红光r照射时不易产生光氧化现象。

由于绿色qd材料232于蓝光b照射下仍会产生大量的自由电子而导致量子点材料光氧化，而本发明所揭露的发光装置1可大幅减低照射于绿色qd材料232的蓝光b强度。具体而言，led芯片10所提供的蓝光b初始光强度为l0，为便于说明，将其区分为第一部份及第二部份；通过第一pl层21后，第一部份的蓝光b转换为红光r与未转换的第二部份蓝光b，初始蓝光强度l0将降低为第二部份所对应的蓝光强度l1，此蓝光强度l1不大于绿色qd材料232所能承受的光强度，故在光强度l1的蓝光b照射下，绿色qd材料232仍不易产生光氧化现象，进而使绿色qd材料232具有更稳定的发光频谱及发光效率，并具有更长的使用寿命。

通过第一pl层21后未被转换的蓝光b(第二部份)，其光强度l1的量测可为以下方式：于第二pl层23设置前(或是将第二pl层23移除)，驱动led芯片10使其发出蓝光b，然后从第一pl层21的上方测量蓝光b的强度值。另外，于一段时间内由具有光强度l1的蓝光b照射下，若绿色qd材料232所转换出的光线没有明显的强度衰减(例如不大于20％或不大于10％的强度衰减)、或是没有明显的波长偏移(例如不大于10纳米或不大5纳米的峰值波长偏移)，应可推论出蓝光b的光强度l1不大于绿色qd材料232所能承受的光强度。

绿色qd材料232依据其结构及材料不同，其所能承受的第一光线的光强度亦会不同；例如目前习知的绿色qd材料232能承受的蓝光光强度不大于10w/cm2、不大于5w/cm2或不大于2w/cm2。由于科技的发展将持续地改善量子点材料的结构，可预期到量子点材料所能承受的光强度上限应会提升，例如超过10w/cm2。

用于激发量子点材料的入射光的光强度上限通常可由其制造商或供货商提供，亦可经由实验测试而得知。例如，照射不同光强度的蓝光b(或其他高能阶的第一光线)至绿色qd材料232上，然后量测绿色qd材料232于一段时间内所转换出绿光强度及峰值波长的变化量；藉由观察所转换出光线的强度是否有明显地衰减(例如不大于20％或不大于10％的强度衰减)、波长有明显地偏移(例如不大于10纳米或不大5纳米的峰值波长偏移)，则可量测出绿色qd材料232于长时间操作下所能承受的蓝光b的光强度。

图2b为发光装置1的一较佳实施实例的发光光谱量测结果，此实例的led芯片10可发出一峰值波长为443纳米的蓝光b，使用峰值波长为630纳米的ksf红色荧光材料作为第一pl层21的较低激发能阶的荧光材料，并使用峰值波长为540纳米的inp绿色量子点材料作为第二pl层23的较高激发能阶的量子点材料。在蓝光激发下，较靠近led芯片10的ksf荧光材料可先吸收一部分led芯片10所发出的蓝光b，并转换发出一具有窄半高宽的红光r，而未被转换的蓝光b与红光r接着传递至第二pl层23，其中未被转换的蓝光b再被第二pl层23的绿色量子点材料部分吸收后并转换发出一半高宽为39纳米的绿光g，并于图2b中呈现为绿光频谱g。图2b中所示的蓝光频谱b为部分未被第二pl层23转换的蓝光b，而红光r由于能阶较低而不足以激发第二pl层23的绿色量子点材料，因此可大部分输出发光装置外并呈现为图2b中所示的红光频谱r。由于第一pl层21已将约1/3的蓝光b强度转换为红光r，因此可有效降低约1/3蓝光b照射于绿色量子点材料的光强度，使其较不易造成光氧化而具有更长的使用寿命。由于此发光装置1具有高色彩纯度(窄半高宽)的红、绿及蓝频谱，因此非常适合应用于广色域液晶显示器的背光光源。

请配合参阅图2c，以下将进一步说明第一pl层21如何增加绿光g的光萃取率。绿色qd材料232转换出的一部份的绿光g1会朝外输出至pl结构20外，但另一部份的绿光g2会反向朝led芯片10前进；若第一pl层21的红色荧光材料212选用特定种类的氟化物荧光材料，则不会被波长大于约500nm的光线所激发，故朝向芯片10散射的绿光g2不会被红色荧光材料212吸收而转换。如此，反向朝led芯片10前进的绿光g2可被红色荧光材料212有效地朝外散射(scattering)，绿光并输出至发光装置1外。因此，可有效增加绿光g(g1、g2)的光萃取效率。

请配合参阅图1c，于另一实施态样中，第二pl层23可更包含一光散射性微粒233，其混合于该第二高分子材料231。量子点材料为纳米等级的微粒，第一光线易穿透而不激发量子点材料，因此光散射性微粒233用以使第一光线于第二pl层内产生散射，增加第一光线激发绿色qd材料232的机率。易言之，光散射性微粒233可增加第一光线通过第二pl层23时的总光路径，以增加第一光线被转换成绿光的比例。另，光散射性微粒233于第二pl层23中的重量百分比较佳地不大于20％、不大于15％或不大于10％，以提供合适的光穿透率，避免过度阻挡第一光线。

于又一实施态样中，led芯片10为一深蓝光led芯片、一紫光led芯片或一紫外光led芯片，其所发出的第一光线为深蓝光、紫光或紫外光。此时，第二pl层23可更包含另一较高激发能阶的量子点材料234，例如可为一蓝色量子点材料234，其可混合于第二高分子材料231中，亦可混合于不同于第二高分子材料231的另一高分子材料中(图未示)。深蓝光或紫外光可被蓝色量子点材料234转换成蓝光，使发光装置1所产生的光线可包含蓝光、红光及绿光等频谱。

以上是发光装置1的技术内容的说明，接着说明依据本发明其他实施例的技术内容，而各实施例的技术内容应可互相参考，故相同的部分将省略或简化。此外，各实施例的技术内容应可互相应用、组合搭配。

请参阅图3所示，其为依据本发明的第2较佳实施例的发光装置2的示意图。发光装置2的pl结构20更包含一光透明导热层25；光透明导热层25可设置于第二pl层23与光透明湿气阻隔层24之间、及/或设置于第二pl层23与光透明隔离层22之间，换言之，第二pl层23的顶面及/或底面都可设置覆盖一光透明导热层25。

光透明导热层25具有良好的热传导率(即低热阻)，并大于光透明湿气阻隔层24或光透明隔离层22的热传导率；此外，光透明导热层25亦需具有良好的透光率。因此，光透明导热层25可包含但不限定：一薄膜金属、一网格状金属、一透明导电氧化物或一石墨烯等；其中，透明导电氧化物可例如为氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)，其透光率可大于90％，且热传导率(于25℃)约为10～12w/mk；石墨烯的热传导率更是高达5300w/mk。光透明导热层25可使第二pl层23于光转换时所产生的热能快速地向外传递或分散，以减少绿色qd材料232的操作温度，进而减少热能对于绿色qd材料232的影响。

反射结构30亦可选择地包含一导热材料(图未示)，混合于第三高分子材料31中，使得反射结构30的热传导率不小于光透明湿气阻隔层24或光透明隔离层22的热传导率。如此，第二pl层23的热能亦可有效地通过反射结构30向外传递，减少高温对绿色qd材料232的影响。导热材料可包含石墨烯或陶瓷材料等，其中陶瓷材料可为氮化铝(热传导率约为285w/mk)或氧化铝。导热材料亦可包含金属材料，较佳地可避免其接触到led芯片10，例如使包含金属导热材料的反射结构30覆盖于后述的光导引结构40(如图4b所示)，换言之，反射结构30间接覆盖led芯片10的立面103。

请参阅图4a所示，其为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置3的示意图。发光装置3的pl结构20更包含一光透明分隔层26，其设置于led芯片10的上表面101上；第一pl层21则设置于光透明分隔层26上，未直接覆盖、接触led芯片10。如此，第二pl层23可更远离于较热的led芯片10，以进一步减少高温的led芯片10对绿色qd材料232的影响。光透明分隔层26可包括但不限定一透明无机材料(例如石英或玻璃等)或一高分子材料(例如硅胶)等；若为高分子材料时，较佳地可选用具有低水气渗透率者，以降低水气及氧气在发光装置内部渗透的可能性。

请参阅图4b所示，于本发明的第3较佳实施例的另一态样中，发光装置3更包含一光导引结构40。光导引结构40可包括一高分子材料(例如硅胶、环氧树脂、橡胶等良好透光率者)，且可覆盖led芯片10的立面103，然后被反射结构30覆盖。更具体而言，光导引结构40可包含一顶面401及一倾斜侧面402，顶面401可与led芯片10的上表面101齐平，而倾斜侧面402相对于led芯片10的立面103为倾斜；倾斜侧面402可为凹状曲面(如图所示)，亦可为平面或凸状曲面(图未示)。此外，倾斜侧面402还被反射结构30直接覆盖，故反射结构30具有与倾斜侧面33相贴合对应的一内侧斜面(或称内倾斜侧面)。当倾斜侧面402被反射结构30直接覆盖时，led芯片10的立面103被反射结构30间接地覆盖。

此外，由于芯片级封装发光装置不需封装支架，因此在相同封装体积之下，本发明所揭露的发光装置可具有较大的发光面积，即pl结构20的面积可较大，因此，当led芯片10所发出的蓝光b照射于较大面积的pl结构20时，则可有效降低照射于pl结构20内的量子点材料的单位面积蓝光强度，故可进一步减少量子点材料的光氧化现象。光导引结构40配合反射结构30，可将led芯片10的侧向所发出的第一光线有效反射至pl结构20中，以使第一光线较均匀地照射pl结构20，降低单位面积蓝光强度，减少量子点材料的光氧化现象以增加其使用寿命；光导引结构40配合反射结构30的技术内容可进一步参考申请人先前所申请的申请号106103239的中国台湾专利申请案。

请参阅图5a至图5i，接着将说明依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法，该制造方法可制造出相同或类似于上述实施例的发光装置1～3，故制造方法的技术内容与发光装置1～3的技术内容可相互参考、应用。

如图5a所示，首先提供或形成出光透明湿气阻隔层24，然后藉由喷涂(spraying)、旋转涂布(spincoating)或印刷(printing)等方式直接于光透明湿气阻隔层24上形成第二pl层23；也就是，将未固化的第二高分子材料231及绿色qd材料232先混合后，然后透过上述方式形成于光透明湿气阻隔层24上，待第二高分子材料231固化，即形成第二pl层23，若第二高分子材料231为热固化硅胶，则需于惰性气体或真空环境中进行热固化。此外，第二pl层23亦可单独地形成后，再贴合至光透明湿气阻隔层24。

如图5b所示，接着，于第二pl层23上直接形成光透明隔离层22，例如可采喷涂、旋转涂布或印刷等方式，或是将光透明隔离层22贴合至第二pl层23。如图5c所示，尔后，于光透明隔离层22上直接形成第一pl层21，例如可采喷涂、旋转涂布或印刷等方式，或采用公开号us2010/0119839的美国专利申请案(对应于证书号i508331的中国台湾专利)所揭露的技术；或者，于第一pl层21单独形成后，再贴合至光透明隔离层22。

如此，可制作出复数个发光装置1的pl结构20，彼此仍一体相连。另外，于图5a所示的步骤中，可于第二pl层23形成前及/或后，选择地形成光透明导热层25，以制作出复数个发光装置2的pl结构20。如图5d所示，可选择地于第一pl层21上形成光透明分隔层26，以制作出复数个发光装置3的pl结构20。

如图5e所示，制作出pl结构20后，接着将复数个led芯片10倒置，使其上表面101朝下(下表面102朝上)、面对pl结构20的底面202，然后将led芯片10贴合至pl结构20的外层(即光透明分隔层26或第一pl层21)。led芯片10贴合完成后，可选择地形成光导引结构40于第一pl层21或光透明分隔层26上，光导引结构40的具体形成方式可参考申请人所申请的申请号106103239的中国台湾专利申请案。

如图5f所示，led芯片10贴合完成后，切割一体相连的该等pl结构20，使其分离；每一个pl结构20与其中一个led芯片10相贴合，以构成一发光结构。如图5g所示，接着，将该等发光结构排列于一离型材料900上，构成一发光结构数组；排列时，可选择使pl结构20的顶面201贴合至离型材料900(如图所示)，或是使led芯片10的下表面102贴合至离型材料900、而电极组104嵌入离型材料900中(图未示)。

如图5h所示，然后，于离型材料900上与发光结构之间形成反射结构30，以覆盖pl结构20的侧面203及光导引结构40的倾斜侧面402(间接地覆盖led芯片10的立面103)，但未有覆盖led芯片10的下表面102；反射结构30的形成可采模造或点胶等方法。反射结构30形成后，可获得复数个发光装置3(或其他类型的发光装置)，该些发光装置3彼此相互连接。如图5i所示，最后，采取一切割步骤以将相连接的发光装置3分离，便得到相互分离的发光装置3；其中，可于切割前或切割后将离型材料900与发光装置3分离。

请复参阅图5c或图5d，一体相连的pl结构20制作出后，亦可直接进行切割步骤，使其分离成复数个pl结构20；尔后，将pl结构20与led芯片10相贴合，再形成反射结构30将两者包覆，亦可完成发光装置3(或其他类型的发光装置)的制作。

请参阅图6a至图6d，pl结构20亦可采取以下方式来制作。如图6a所示，首先提供或形成出光透明湿气阻隔层24，然后于光透明湿气阻隔层24上形成第二pl层23。如图6b所示，接着，另外再提供或形成光透明隔离层22，并形成第一pl层21于光透明隔离层22上；光透明隔离层22及第一pl层21皆不是如图5b那样于第二pl层23上依序形成。

换言之，光透明湿气阻隔层24及第二pl层23的组合，与光透明隔离层22及与第一pl层21的组合，是分别进行制作，两者的制程不会相互影响。因此，若第一pl层21的第一高分子材料211为热固化胶时，其进行热固化的高温不会影响到第二pl层23的绿色qd材料232，故绿色qd材料232的效能不会因为经历第一pl层21的热固化制程而衰减。

如图6c所示，尔后，将led芯片10贴合至第一pl层21，并且可选择地，于第一pl层21上形成光透明分隔层26及/或光导引结构40。再如图6d所示，将光透明隔离层22与第二pl层23相贴合，以制造出如图5e所示的pl结构20。之后可采取如图5f至图5i的步骤，得到相互分离的发光装置3或其他发光装置。

综合上述，本发明的较佳实施例所提出的发光装置可有效地改善量子点材料的氧化现象，且可减少或避免外界空气中的水气及氧气接触到量子点材料；还可有效地避免用于固定量子点材料的高分子材料与用于固定荧光材料的高分子材料，两者材料特性不兼容的问题；亦可有效地改善量子点材料的热衰减现象，降低量子点材料所承受的温度，以及增加发光装置的光萃取效率。发光装置的制造方法可制造出各种具有上述功效的发光装置，且制造过程中可使量子点材料不会承受高温。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。