CN111883627A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种发光装置，包括发光单元以及光学层。发光单元包括发光芯片以及设置在发光芯片上的封装结构。光学层设置在发光单元上，具有在发光装置的俯视方向上与发光芯片重叠的第一区域，以及在发光装置的俯视方向上与发光芯片不重叠的第二区域，其中第一区域的穿透率小于第二区域的穿透率。

Description

发光装置

技术领域

本申请实施例是关于一种发光装置，且特别关于一种发光二极管发光装置。

背景技术

近年来，发光二极管(light-emitting diode，LED)被广泛地应用，但仍有问题需要被克服，例如出光强度随视角衰退过快等问题。因此，发展出能够进一步提升发光二极管效能的发光装置的结构设计仍为目前业界致力研究的课题之一。

发明内容

本申请提供一种发光装置，包括发光单元以及光学层。所述发光单元包括发光芯片以及设置在发光芯片上的封装结构。所述光学层设置在发光单元上，具有在发光装置的俯视方向上与发光芯片重叠的第一区域，以及在发光装置的俯视方向上与发光芯片不重叠的第二区域，其中第一区域的穿透率小于第二区域的穿透率。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1A是本申请一些实施例的发光装置一些元件的示意图。

图1B及图1C显示根据本申请一些实施例中的发光芯片的剖面示意图。

图2A与图2B是本申请中发光单元的出光强度与视角关系的示意图。

图3A至图3C是本申请一些实施例的发光装置的示意图。

图4是本申请一些实施例的示意图。

图5A至图5D是本申请一些实施例的俯视图。

图6A与图6B是本申请一些实施例的俯视图。

图7是本申请一些实施例的示意图。

图8是本申请一些实施例的光学层在不同位置的反射率的示意图。

图9A与图9B是本申请一些实施例的发光装置一些元件的示意图。

图10A至图10E是本申请一些实施例的发光装置一些元件的示意图。

图11是本申请一些实施例的发光装置一些元件的示意图。

图12是本申请一些实施例的发光装置一些元件的示意图。

图中元件标号说明：

1、2A、2B、2C、3A、3B、4A、4B、4C、4D、4E、5、6发光装置

10、12基板

20、20A、20B、20C发光单元

22封装基板

24、25封装结构

26发光芯片组

26A、26B、26C、27发光芯片

30、30A、30B、30C、30D、30E光学层

31A、31B光学材料

32A、32B、32C孔洞

34A、34B、34C、36A、36B、36C缝隙

38A、38B、38C挡光图案

40光学膜片

42显示层

44波长转换层

50反射层

60导光层

70抗反射层

B1、B2、B3背光单元

R1第一区域

R2第二区域

T1、T2最大厚度

具体实施方式

以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本申请。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本申请的范围。举例来说，在说明书中若提到第一特征部件形成于第二特征部件之上，则其可包括第一特征部件与第二特征部件是直接接触的实施例，另外也包括于第一特征部件与第二特征部件之间另外有其他特征的实施例，亦即，第一特征部件与第二特征部件并非直接接触。

此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示，这些重复仅为了简单清楚地叙述本申请，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，在本申请中的在另一特征部件之上形成、连接到及/或耦接到另一特征部件可包括其中特征部件形成为直接接触的实施例，并且还可包括其中可形成插入上述特征部件的附加特征部件的实施例，使得上述特征部件可能不直接接触。此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“垂直的”、“上方”、＂上＂、＂下＂、＂底＂及类似的用词(如＂向下地＂、＂向上地＂等)，这些空间相关用词是为了便于描述附图中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词旨在涵盖包括特征的装置的不同方向。

在此，“约”、“大约”、“实质上”的用语通常表示在一给定值或范围的20％内，或10％内，或5％内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“实质上”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“实质上”的含义。

此外，在本申请一些实施例中，关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构是直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。

此外，用语“在第一数值至第二数值的范围中”、“范围为第一数值至第二数值”表示所述范围包含第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。

图1A是本申请一些实施例的发光装置1一些元件的示意图。本申请一些实施例的发光装置1可包括软性显示装置(flexible display)、触控显示装置(touch display)、曲面显示装置(curved display)或非矩形显示装置(free shape display)的一部分元件，但本申请并不限于此。在一些实施例中，发光装置1主要可包括基板10、设置在基板10上的多个发光单元20、以及设置在发光单元20上的光学层30。

在一些实施例中，基板10可为阵列基板，例如，可作为发光单元20的驱动基板。详细而言，基板10可包含薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，TFT)或驱动电路(图未示)，但不限于上述两者。其中驱动电路可例如为有源式驱动电路或无源式驱动电路。根据一些实施例，驱动电路可包含晶体管(例如，开关晶体管或驱动晶体管等)、数据线、扫描线、导电垫、介电层或其它线路等，但并不限于此。所述开关晶体管可用以控制发光单元20的开关。在一些实施例中，驱动电路可耦接集成电路(IC)或微芯片等而对发光单元20进行控制。

在一些实施例中，基板10的材料可包含玻璃、石英、蓝宝石(sapphire)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)、橡胶、玻璃纤维、陶瓷、其它适合材料或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，基板10可包含金属-玻璃纤维复合板材、金属-陶瓷复合板或印刷电路板(printed circuit board，PCB)、软性电路板(flexible printed circuit，FPC)等，且并不限于此。

在一些实施例中，发光单元20可用以作为发光装置1所需的光源，并且主要可包括封装基板22、设置在封装基板22上的封装结构24、以及设置在封装结构24中的发光芯片组26。封装基板22的材料例如可为BT树脂(Bismaleimide Triazine Resin)、聚亚酰胺(Polyimide,PI)、环氧树脂(Epoxy)玻璃纤维、陶瓷等，但本申请不限于此。在一些实施例中，可在封装基板22中设置电路，以使发光芯片组26通过封装基板22与基板10电性连接。封装结构24的材料例如可为硅(silicon)、环氧树脂(Epoxy resin)等，但本申请不限于此。封装结构24可作为一保护层用以保护设置在其中的发光芯片组26。

在一些实施例中，可借由化学气相沉积制程、涂布制程、印刷制程、喷墨印刷制程、压模成形等其它合适的方法或前述的组合形成封装结构24。或者，也可借由一或多道光光刻制程及蚀刻制程形成封装结构24。

在一些实施例中，发光芯片组26可包括多个发光芯片(例如图1A所示的发光芯片26A、26B、26C)，其可分别发出相同或不同颜色的光线(例如红、绿、蓝、白光)，但本申请并不以此为限。在一些实施例中，发光芯片26A、26B、26C可包含有机发光二极管(organiclight-emitting diode，OLED)、量子点发光二极管(quantum dot light-emitting diode，QLED/QDLED)、发光二极管(light-emitting diode，LED)等；上述发光二极管可包含微型发光二极管(micro LED或mini LED)等类型。

请参照图1B及图1C，图1B及图1C显示根据本申请一些实施例中，发光芯片26A(或发光芯片26B、26C)的剖面示意图。如图1B所示，根据一些实施例，发光芯片26A可为具有垂直式结构(vertical type)的发光芯片。根据另一些实施例，如图1C所示，发光芯片26A可为具有覆晶式结构(flip-chip type)的发光芯片。但本申请并不限于此。

具体来说，发光芯片26A(或发光芯片26B、26C)可包含第一半导体层261、第二半导体层262以及有源层263。有源层263可设置于第一半导体层261与第二半导体层262之间。在一些实施例中，第一半导体层261及第二半导体层262的其中一者可用于提供及/或传输电子，而另一者可用于提供及/或传输空穴。在一些实施例中，第一半导体层261及第二半导体层262可分别借由具有n型导电类型的半导体材料及具有p型导电类型的半导体材料所形成。然而，在另一些实施例中，第一半导体层261及第二半导体层262可分别借由具有p型导电类型的半导体材料及具有n型导电类型的半导体材料所形成。

在一些实施例中，所述n型导电类型的半导体材料可包含掺杂四价原子的氮化镓(n-GaN)或磷化铝铟(n-AlInP)，所述p型导电类型的半导体材料可包含掺杂二价原子的氮化镓(p-GaN)或磷化铝铟(p-AlInP)，但本申请并不限于此。此外，在一些实施例中，有源层263可具有量子阱(quantum well)结构，例如，可包含单量子阱(single quantum well，SQW)、多重量子阱(multiple quantum well，MQW)、纳米线(Nanowire)、其它适当的结构、或前述的组合。在一些实施例中，有源层263的材料可包含氮化镓、磷化铝铟(AlInP)、氮化铟镓(InGaN)或前述的组合，但不限于此。

在一些实施例中，可借由外延成长制程形成所述第一半导体层261、第二半导体层262及有源层263。所述外延成长制程可包含分子束外延(molecular beam epitaxy，MBE)制程、液相外延(liquid phase epitaxy，LPE)制程、固相外延(solid phase epitaxy，SPE)制程、气相外延成长(vapor phase epitaxy，VPE)制程、选择性外延成长(selectiveepitaxial growth，SEG)制程、金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapordeposition，MOCVD)制程、原子层化学气相沉积(atomic layer deposition，ALD)等制程或前述制程的组合。

此外，在一些实施例中，发光芯片26A亦包含设置于第一半导体层261及第二半导体层262上的第一电极层264及第二电极层265。具体而言，在发光芯片26A具有垂直式结构的实施例中，第一电极层264及第二电极层265是设置于相对的两侧(如图1B所示)。在发光芯片26A具有覆晶式结构的实施例中，第一电极层264及第二电极层265是设置于同一侧(如图1C所示)。

在一些实施例中，第一电极层264及第二电极层265可进一步与基板10的信号线(图未示)或驱动电路(图未示)进行电性连接。在一些实施例中，第一电极层264及第二电极层265的材料可包含导电金属材料。例如，所述导电金属材料可包含铜(Cu)、铝(Al)、钨(W)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、锡(Sn)、铟(In)、前述金属材料的合金、其它合适的导电材料或前述的组合，但不限于此。

在一些实施例中，可借由一或多道沉积制程、光光刻制程及蚀刻制程形成第一电极层264及/或第二电极层265。在一些实施例中，所述沉积制程可包含化学气相沉积制程、物理气相沉积制程、电镀制程、无电电镀制程、其它合适的制程或前述的组合。此外，在一些实施例中，所述光光刻制程可包含光阻涂布(例如，旋转涂布)、软烘烤、硬烘烤、掩模对齐、曝光、曝光后烘烤、光阻显影、清洗及干燥等。在一些实施例中，所述蚀刻制程包含干蚀刻制程、湿蚀刻制程或其它合适的蚀刻制程。

应理解的是，根据一些实施例，可根据需求调整发光芯片26A的结构，或额外设置所需的元件于所述发光芯片26A，本申请所述的发光芯片26A并不限于前述的结构。

请参照图1A。在一些实施例中，光学层30例如可包括具有高反射率(reflectance)的材料，例如金属或其他具有不同折射率(refractive index)的复合材料等，但本申请并不以此为限。在一些实施例中，所述金属可包括银、铝、金、镍、其他适合的材料或上述材料的组合，但不限于此，而所述复合材料可包括TiO₂、SiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、ZrO₂、Al₂O₃、Y₂O₃、MgO、其他适合的材料或上述材料的组合，但不限于此。

在光学层30为前述复合材料的实施例中，光学层30例如可为一布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector，DBR)。具体来说，当光经过不同介质时，在不同介质的介面处会发生反射，其中反射率的大小与介质间的折射率大小有关。因此，若将具有不同折射率的薄膜交互周期性的堆叠在一起，当光经过所述具有不同折射率的薄膜时，被各层所反射的光会因相位角(phase angle)的改变而进行建设性干涉(constructiveInterference)再进行结合，而使光线被反射，形成布拉格反射镜的结构。然而，本申请并不限于此。亦可使用具有不同穿透率(transmittance)的不同金属来形成光学层30，亦可达成控制光线反射或穿透的效果。

在一些实施例中，光学层30亦可包含内反射镜(omni-directional reflector，ODR)结构。具体而言，所述内反射镜结构可包含介电材料/金属反射材料/介电材料的层叠。在一些实施例中，所述介电材料可包含氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al₂O₃)、二氧化钛(TiO₂)、其它合适的材料或前述的组合，但本申请并不以此为限。在一些实施例中，所述金属反射材料可包含铜、铝、铟、钌、锡、金、铂、锌、银、钛、铅、镍、铬、镁、钯、前述金属材料的合金、其它合适的材料或前述材料的组合，但不限于此。

借此，由发光单元20所发出的光线一部分可被光学层30所反射，而改为从未设置光学层30的侧边出光，从而可改变发光装置1的视角。举例来说，图2A与图2B是本申请中发光单元的出光强度与视角关系的示意图。图2A的发光单元20并未设置光学层30，而图2B的发光单元则具有光学层30。在图2A中，所述发光单元20大致上在视角为0度(也就是在基板10的俯视方向Z上)时具有最强的出光强度，并且随着视角增加而递减。需说明的是，为了简化起见，在随后的说明中，“基板的俯视方向”一词将一律以“俯视方向”称呼。

然而在图2B的实施例中，由于设置了光学层30，可反射视角较小(接近俯视方向)的光线，以使所述光线至少一部分从未设置光学层30的侧边出光，即从具有较大视角的位置进行出光。因此，在图2B中，所述发光装置的出光强度在视角为0度(平行于俯视方向)时并非最强，并且出光强度可随着视角增加而增加，直至一特定角度(例如为图2B中的约60度，但本申请并不以此为限)。随后，可再随着视角增加而降低其出光强度。借此，可改善发光单元20的出光强度随着视角增加而衰退过快的问题。

在一些实施例中，可借由前述沉积制程、涂布制程、印刷制程、喷墨印刷制程、压模成形等其它合适的方法或者前述方法的组合形成光学层30。再者，也可借由一或多道光光刻制程及蚀刻制程形成光学层30。

图3A至图3C分别是本申请一些实施例的发光装置2A、2B、2C的示意图。发光装置2A主要包括背光单元B1(包括基板10、发光单元20A、光学层30、光学膜片40)以及设置在背光单元B1上的显示层42。举例来说，光学膜片40可为棱镜片(Prism film)、扩散片(diffusionfilm)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film，DBEF)、量子点膜(quantumdot film)等，但不限于此。此外，光学膜片40可借由机构件、胶合或其它方式所设置。显示层42可例如选择性包含液晶(liquid crystal，LC)、量子点(quantum dot)、荧光材料(fluorescence material)、磷光材料(phosphor material)、有机发光二极管(OLED)、或其他显示介质，或上述材料的组合，但本申请并不限于此。可在前述基板10以及光学膜片40之间提供额外的粘着材料或其他机构件(图未示)以连接或固定基板10以及光学膜片40。

发光单元20A可具有与前述发光单元20类似的结构，但本申请并不限于此。举例来说，在图3B中，背光单元B2的发光单元20B可包括封装基板22、封装结构24、以及设置在封装结构24中的发光芯片27。此外，背光单元B2还包括设置在光学膜片40上的波长转换层44。在一些实施例中，所述发光芯片27提供的光源可为短波长到可见光波长范围的光，例如，波长的范围可包含约10纳米(nm)至约780纳米。但本申请中并不限于此，在一些实施例中，发光芯片27可发出红外线光或远红外线光。在一些实施例中，发光芯片27提供的光源可包含蓝光或UV光，并且可借由波长转换层44将发光芯片27所发出的光线转换为所需波长分布的光线(例如转换为红光、绿光或白光，但不以此为限)。例如在一些实施例中，波长转换层44则可被图案化且和发光单元20B对应设置，将不同发光芯片27所发出的光线转换成不同波长分布的光线。而在一些实施例中，可互换光学膜片40以及波长转换层44的位置，亦即波长转换层44可位在光学膜片40以及显示层42之间。而在一些实施例中，波长转换层44则具有滤光作用，借由过滤掉部分波长的光线而使发光芯片27所发出的光线在经过波长转换层44后呈现出具有所需波长分布的光线。

然而，本申请并不限于此。亦可如图3C所示，在发光装置2C的背光单元B3中不设置前述实施例的波长转换层，而是使用包括波长转换介质的封装结构25来包覆发光芯片27，以使得发光单元20C(包括封装基板22、封装结构25、发光芯片27)直接发出所欲波长的光线(例如红光、绿光或白光，但不以此为限)。前述背光单元B1、B2、B3例如可提供所述显示层42显示图像时所需的光源。相似的，在一些实施例中，封装结构25也具有滤光作用。

封装结构25或波长转换层44可具有转换光波长的功能，例如可将发光芯片27产生的光源转换为具有特定波长范围(特定颜色)的光。在一些实施例中，封装结构25或波长转换层44可包含基质(base material)及分散于基质中的颗粒。在一些实施例中，基质的材料可包含有机聚合物、无机聚合物、玻璃或前述的组合，但不限于此。在一些实施例中，基质可为透明或半透明的。

在一些实施例中，所述颗粒可包含磷光体(phosphor)、量子点(quantum dot，QD)材料、有机荧光材料、其它适当的材料、或前述材料的组合，但不限于此。在一些实施例中，封装结构25或波长转换层44可包含用于将光源转换为红光、绿光、蓝光或其它合适颜色的光的磷光体。在一些实施例中，量子点材料可具有核心-外壳(core-shell)结构。核心结构可包含硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、氧化锌(ZnO)、碲化锌(ZnTe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。外壳结构可包含硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、其他适合的材料或上述材料的组合，但不限于此。

此外，在一些实施例中，封装结构25或波长转换层44可包含散射粒子(scatterparticle)。举例来说，所述散射粒子可具有高反射率(例如，大于30％)的材料。散射粒子可进一步提升量子点材料的光吸收效率或是改变不同视角下出光强度的分布。在一些实施例中，散射粒子的材料可包含钛(Ti)或锌(Zn)。例如，在一些实施例中，散射粒子可包含二氧化钛(TiO₂)、铌掺杂的氧化钛(niobium-doped titanium oxide，TNO)、氧化锌(ZnO)、二氧化锆(ZrO₂)或前述的组合，但本申请并不以此为限。

在一些实施例中，可借由化学气相沉积制程、涂布制程、印刷制程、喷墨印刷制程、压模成形等其它合适的方法或前述的组合形成封装结构25或波长转换层44。或者，可借由一或多道光光刻制程及蚀刻制程形成封装结构25或波长转换层44。

图4是本申请一些实施例的示意图，而图5A至图5D以及图6A至图6B是本申请一些具有不同光学层的实施例的俯视图，其中的光学层30可替换为图5A至图5D或图6A至图6B中的光学层，取决于设计需求。

首先，在图4、图5A与图5B中，光学层30A(等于图4中的光学层30)可包括第一区域R1以及第二区域R2。如图4、图5A与图5B所示，第一区域R1可为在俯视方向上与发光芯片组26或发光芯片27重叠的区域，而第二区域R2可为在俯视方向上与发光芯片组26(或发光芯片27)不重叠的区域。换句话说，第一区域R1为发光芯片组26中个别发光芯片的正投影的联集或发光芯片27的正投影。此外，对于如图5B中具有多个发光芯片26A、26B、26C的发光芯片组26的状况，第一区域R1的面积为发光芯片26A、26B、26C面积的总和。

在一些实施例中，光学层30A可包括光学材料31A以及位在光学材料31A中的多个孔洞32A、孔洞32B、孔洞32C。所述光学材料31A例如可为具有高反射率的材料，例如金属或其他具有不同折射率的复合材料等，但本申请并不以此为限。在一些实施例中，所述金属可包括银、铝、金、镍或其组合，而所述复合材料可包括TiO₂、SiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、ZrO₂、Al₂O₃、Y₂O₃、MgO或上述材料的组合等，但本申请并不以此为限。

在一些实施例中，如图5A及图5B所示，从俯视方向上来看，孔洞32C可位在第一区域R1中，而孔洞32A、孔洞32B可位在第二区域R2中。更具体的说，从俯视方向上来看，孔洞32C与发光芯片组26(或发光芯片27)重叠，而孔洞32A和孔洞32B与发光芯片组26(或发光芯片27)间隔一距离，并且孔洞32B与发光芯片组26(或发光芯片27)的距离(也就是在俯视方向上，孔洞32B的投影的边缘与发光芯片组26或发光芯片27的投影的边缘间的最短距离)小于孔洞32A与发光芯片组26(或发光芯片27)的距离。此外，所述孔洞32A在第一区域R1的面积密度小于孔洞32B、32C在第二区域R2的面积密度。

应注意的是，本文的“面积密度”指的是在单位面积的光学层中，在俯视方向上孔洞(或随后提及的缝隙、挡光图案等)的投影总面积所占的比例，且第一区域R1以及第二区域R2的面积分别为光学层在俯视方向上与发光芯片组26(或发光芯片27)重叠的面积、以及不与发光芯片组26(或发光芯片27)重叠的面积。需说明的是，在一些实施例(如图10C所示的实施例)中，光学层可能会连续的设置，此时第二区域R2的面积测量范围可以仅限于边长为数个毫米(millimeter，mm)的正方形范围而不需要测量整片光学层。另外，在一些实施例中，发光芯片组26中的发光芯片可分散分布，此时第一区域R1可视为在俯视方向上分别与各发光芯片重叠的部分，而第一区域R1的面积则为与各发光芯片重叠部分的面积总和。

借此，可使光学层30A的穿透率从中心向边缘递增，即第一区域R1的穿透率可小于第二区域R2的穿透率。因此，从发光芯片组26(或发光芯片27)发射到第一区域R1的光会倾向被反射而非穿透，可产生如前述图2B的出光效果，以改善出光强度随着视角增加而衰退过快的问题。需注意的是，在本申请中，穿透率为出射光强度与入射光强度的比例(也就是说，穿透率＝出射光强度/入射光强度)。

在一些实施例中，孔洞32A的尺寸(例如最大宽度)可大于孔洞32B的尺寸，且孔洞32B的尺寸可大于孔洞32C的尺寸，以使得第一区域R1的孔洞面积密度小于第二区域R2的孔洞面积密度。然而，本申请并不限于此。举例来说，孔洞32A、32B、32C亦可具有相同的尺寸，并可借由改变单位面积下的孔洞数量来改变孔洞面积密度，即在单位面积下，第二区域中的孔洞数量比第一区域中的孔洞多，且并不限于此。

在一些实施例中，除了在光学层上提供孔洞之外，亦可提供具有不同面积密度的缝隙，以达成前述功效。举例来说，图5C以及图5D是本申请一些实施例的发光装置的俯视图，其中的光学层30B上具有矩形的缝隙34A、34B、34C，而图5D的光学层30C上具有圆形的缝隙36A、36B、36C(例如为同心圆，但不限于此)。应注意的是，在所述实施例中，缝隙34A或缝隙36A位在第一区域R1，而缝隙34B、34C或36B、36C位在第二区域R2，缝隙34B与第一区域R1的距离(也就是在俯视方向上，该缝隙34B的投影与发光芯片组26或发光芯片27的投影的边缘间的最短距离，其他缝隙的距离测量方式亦同)小于缝隙34C与第一区域R1的距离，缝隙36B与第一区域R1的距离小于缝隙36C与第一区域R1的距离，且缝隙34A、34B、34C(或缝隙36A、36B、36C)的宽度可随着远离光学层30C(或光学层30D)的中心而递增。借此，可使得在第一区域R1的缝隙面积密度小于位在第二区域R2的缝隙面积密度。借此可使光学层30B或30C的穿透率从中心向边缘递增，即第一区域R1的穿透率小于第二区域R2的穿透率，因此可改善出光强度随着视角增加而衰退过快的问题。

在前述实施例中，虽然是以具有高反射率的光学材料31A与孔洞或缝隙的搭配来达成改善在不同视角的出光强度，但本申请并不限于此。举例来说，在一些实施例中，如图6A以及图6B所示，亦可在光学层30D中使用高穿透率(例如穿透率高于光学材料31A)的光学材料31B，并且可在光学材料31B中设置多个挡光图案38A、38B、38C。挡光图案38A、38B、38C可包括与前述光学材料31A类似的反射材料，但不限于此。在一些实施例中，挡光图案38A、38B、38C也可采用具光吸收性质的材料。

挡光图案38C可设置在第一区域R1中，而挡光图案38A、38B可设置在第二区域R2中。在一些实施例中，挡光图案38A的尺寸(例如最大宽度)可小于挡光图案38B的尺寸，且挡光图案38B的尺寸可小于挡光图案38C的尺寸，以使得第一区域R1的挡光图案面积密度大于第二区域R2的挡光图案面积密度。借此可使光学层30A的穿透率从中心向边缘递增，即第一区域R1的穿透率小于第二区域R2的穿透率，以改善出光强度随着视角增加而衰退过快的问题。

虽然在前述实施例中，叙述了三个具有不同尺寸的孔洞32A、32B、32C、缝隙34A、34B、34C、缝隙36A、36B、36C、及挡光图案38A、38B、38C，但其仅为示意，本申请并不以此为限。举例来说，前述孔洞、缝隙、或挡光图案亦可具有相同的尺寸或是大于三种不同的尺寸，取决于设计需求。

此外，可借由使光学层在不同区域具有不同的厚度，以改变光学层在不同位置处的反射率。举例来说，在图7中，光学层30E可具有多层的结构，且在第一区域R1的光学层30E的厚度T1大于在第二区域R2的光学层30E的厚度T2(例如在第一区域R1中有较多层光学层)。或者，可将光学层设计为中央的厚度大于边缘的厚度的单层光学层，以使得第一区域R1的穿透率小于第二区域R2的穿透率，而可改善出光强度随着视角增加而衰退过快的问题。需说明的是，第一区域R1与第二区域R2的光学层的厚度为个别区域中的光学层30E的上表面到发光单元20上表面在俯视方向上的最大厚度。

图8是本申请一些实施例(如前述图4至图7的实施例)的光学层在不同位置的反射率的示意图，其中X轴代表位置(如图4的线段A-A’所示，其原点为发光芯片组26或发光芯片27的中心)，而Y轴代表光学层的反射率。应注意的是，若在X轴上越接近发光芯片组26或发光芯片27的中心，则光学层的反射率越大。借此，在小角度方向(接近发光装置中基板的俯视方向上)的光会较易被光学层反射，而改为从较大角度处出光。

在一些实施例中，如图9A以及图9B所示，可将发光单元20与光学层30设置在透明的基板12上，并且在基板12上可另外具有反射层50。基板12可包括玻璃、聚酰亚胺等透明材料、其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。此外，在基板12上还可包含薄膜晶体管(TFT)或驱动电路(图未示)，其中驱动电路可例如为有源式(Active)驱动电路或无源式(Passive)驱动电路。根据一些实施例，驱动电路可包含晶体管(例如，开关晶体管或驱动晶体管等)、数据线、扫描线、导电垫、介电层或其它线路等，但并不限于此。

反射层50可由具有反射特性的材料形成。在一些实施例中，反射层50的材料可包含金属。举例而言，所述金属材料可包含铜(Cu)、铝(Al)、铟(In)、钌(Ru)、锡(Sn)、金(Au)、铂(Pt)、锌(Zn)、银(Ag)、钛(Ti)、铅(Pb)、镍(Ni)、铬(Cr)、镁(Mg)、钯(Pd)、前述金属材料的合金、其它合适的材料或前述材料的组合，但不限于此。在另一些实施例中，反射层50的材料亦可进一步包含二氧化钛、二氧化硅、其他适合的材料或上述材料的组合，但不限于此。在一些实施例中，反射层50可与发光单元20设置于基板12的相同侧(如图9A所示)或者反射层50与发光单元20分别设置于基板12的不同侧(如图9B所示)，于此并不限制。借此，可将发射到基板12上的光线反射到具有显示层(例如图3A的显示层42)的方向，以提升所述发光装置的亮度。

在一些实施例中，可借由前述沉积制程、涂布制程、印刷制程、喷墨印刷制程、其它合适的方法或前述的组合形成反射层50。或者，亦可借由一或多道光光刻制程及蚀刻制程形成反射层50。

于前述实施例中，发光芯片组26与基板10之间具有封装基板22，但本申请并不限于此。图10A至图10E是本申请一些实施例的发光装置一些元件的示意图。在图10A中，发光装置4A的发光芯片组26可设置于基板10上，且不包含封装基板22。在基板10的表面可设置驱动发光芯片组26的驱动电路(图未示)。借此，可简化制造发光装置4A所需的制程。

此外，可使用前述透明的基板12与反射层50的组合来取代基板10。举例来说，在图10B至图10E中，发光装置4B、4C、4D、4E具有透明的基板12与反射层50，其中发光装置4B、4C的反射层50与发光芯片组26设置在基板12的不同侧，而发光装置4D、4E的反射层50与发光芯片组26设置在基板12的相同侧。此外，在一些实施例中，光学层30可覆盖在发光芯片组26的上方并露出一部分封装结构24的上表面(如图10B所示)，或者可将光学层30覆盖在整个封装结构24的上表面上(如图10C所示)，取决于设计需求。

应注意的是，在前述实施例中，可将多个发光芯片组26设置在同一个封装结构24中(例如封装在同一个封装结构24中)。借此，可简化所需的制程。然而，本申请并不以此为限。举例来说，在图10E中，发光装置4E上的发光芯片组26是设置在不同的封装结构24中。

在一些实施例中，如图11的发光装置5所示，可在发光芯片组26与光学层30间额外设置一层导光层60，以使得从发光芯片组26发出的光均匀。导光层60的材料例如可为塑胶、玻璃、聚酰亚胺、蓝宝石、其他适合的材料或上述材料的组合，但不限于此。此外，在一些实施例中，发光芯片组26的顶表面(远离基板12的表面)可直接接触导光层60，或者在发光芯片组26与导光层60之间可具有一部分封装结构24，于此并不限制。

在一些实施例中，可在发光装置的基板上额外增加一层抗反射层，以减少外界的光线被基板反射到发光芯片上，而影响发光芯片的效果。举例来说，如图12所示，发光装置6的基板10上具有一层抗反射层70。抗反射层70的材料可包括黑色光阻或吸光胶材等具有低光反射率的材料，但并不限于此。因此，可减少基板10反射的光线对相邻的发光装置的影响，以增加发光装置的使用寿命，或是降低发光装置之间的相互干扰，或是当发光装置6在户外环境作为显示装置使用时，由于阳光等环境光源的反射而降低整体影像品质。当发光装置6作为显示装置使用时，发光装置6的发光装置例如可作为像素而直接显示图像。

在一些实施例中，可借由前述沉积制程、涂布制程、印刷制程、喷墨印刷制程、其它合适的方法或前述的组合形成抗反射层70。再者，可借由一或多道光光刻制程及蚀刻制程形成抗反射层70。

综上所述，本申请一些实施例提供了在发光单元上具有光学层的发光装置。借由在发光装置中使用在不同区域具有不同穿透率的光学层，可改善发光装置的出光强度随着视角增加而衰退过快的问题，以改善使用所述发光装置的发光装置的使用效果。此外，各实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。

本申请前述实施例所制得的发光装置亦可整合触控功能，作为一种触控电子装置。此外，本申请前述实施例所制得的发光装置或触控电子装置可应用在任何需要显示屏幕的电子装置上，譬如显示器、手机、手表、笔记本电脑、摄影机、照相机、移动导航装置、电视机等，然上述装置仅为举例而已，本申请的应用并不限于此。本申请前述实施例所制得的触控电子装置亦可应用在具有天线功能的电子装置或其他类型的电子装置上。

虽然本申请的实施例及其优点已经公开如上，但应该了解的是，本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，当可作组合、更动、替代与润饰。此外，本申请的保护范围并未局限于说明书内所述特定的实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，且本领域技术人员可从本申请揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本申请使用。因此，本申请的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本申请的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (10)

1.一种发光装置，包括：

一发光单元，包括一发光芯片以及设置在该发光芯片上的一封装结构；以及

一光学层，设置在该发光单元上，其中该光学层具有在该发光装置的一俯视方向上与该发光芯片重叠的一第一区域，以及在该发光装置的该俯视方向上与该发光芯片不重叠的一第二区域，且该第一区域的穿透率小于该第二区域的穿透率。

2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光学层包括多个孔洞，且该多个孔洞在该第一区域的面积密度小于该多个孔洞在该第二区域的面积密度。

3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光学层包括多个挡光图案，且该多个挡光图案在该第一区域的面积密度大于该多个挡光图案在该第二区域的面积密度。

4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一区域的厚度大于该第二区域的厚度。

5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光学层包括一金属材料。

6.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该金属材料包括银、铝、金、镍及其组合。

7.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光学层包括一复合材料，且该复合材料包括TiO₂、SiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、ZrO₂、Al₂O₃、Y₂O₃、MgO及其组合。

8.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光学层为一布拉格反射镜。

9.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该发光单元更包括另一个发光芯片。

10.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于，该另一个发光芯片与该发光芯片所发出的光的颜色不同。

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