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TWI842694B - 具有布拉格反射結構的發光元件 - Google Patents

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TWI842694B
TWI842694B TW108102483A TW108102483A TWI842694B TW I842694 B TWI842694 B TW I842694B TW 108102483 A TW108102483 A TW 108102483A TW 108102483 A TW108102483 A TW 108102483A TW I842694 B TWI842694 B TW I842694B
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卓亨穎
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晶元光電股份有限公司
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Abstract

一種發光元件，包含ㄧ基板，具有一第一表面及一第二表面，第二表面與第一表面相對；一發光疊層，形成於基板的第一表面上，發光疊層包含一第一導電型半導體層、一主動層及一第二導電型半導體層，其中，主動層位於第一導電型半導體層及第二導電型半導體層間；以及一布拉格反射結構，形成於基板的第二表面上，布拉格反射結構包含複數介電層對自第二表面向外依序設置，每一介電層對分別包含一第一介電層，具有一光學厚度，以及一第二介電層，具有一光學厚度，其中，自第二表面向外，每一介電層對之第一介電層的光學厚度大於毗鄰之前一介電層對之第一介電層的光學厚度。

Description

具有布拉格反射結構的發光元件
本發明關於一種發光元件，特別是關於一種具有布拉格反射結構(Distributed Bragg Reflector；DBR)的發光元件。
發光二極體(Light-emitting Diode；LED)係一種固態半導體元件，其至少包含一p-n接面(p-n junction)形成於p型與n型半導體層之間。當於LED施加一定程度之偏壓時，來自p型半導體層中之電洞與來自n型半導體層中之電子會在p-n接面結合而釋放出光。此光產生之區域一般又稱為發光區(light-emitting region)或主動層(active layer)。
如第1圖所示，一習知發光元件100包含一基板103；一第一導電型半導體層105、一主動層107及一第二導電型半導體層111位於基板103之上；一第一電極113與一第二電極115分別位於第一導電型半導體層105及第二導電型半導體層111之上；以及一布拉格反射結構101位於基板103之下，其中布拉格反射結構101具有複數介電層交互堆疊。自主動層107所產生的光會被布拉格反射結構101反射，第2圖顯示布拉格反射結構101之每一介電層對中，第一介電層的第一光學厚度(optical thickness)及第二介電層的第二光學厚度相對於可見光波段(400nm ~ 700nm)之中心波長λ，即550nm，的比值，其中，第一介電層的材料為二氧化矽(SiO2 )，第二介電層的材料為二氧化鈦(TiO2 )，而光學厚度定義為介電層之物理厚度與介電層之折射率的乘積。
當發光元件100之主動層107所產生的光接觸到布拉格反射結構101時，光線L入射的方向將與布拉格反射結構101的法線n夾一角度Θ，其定義為入射角。參照第7圖，其顯示當入射角角度Θ為0度時，布拉格反射結構101對波長範圍為350nm至1050nm之入射光的反射率模擬資料。其中，布拉格反射結構101在對藍光波段，例如400nm-450nm波長範圍的反射率偏低，平均反射率約低於50%。另，參照第3圖，其顯示在入射光波長為450nm時，布拉格反射結構101對各入射角角度Θ的反射率模擬資料。布拉格反射結構101於入射角角度Θ為40度至65度的範圍下的反射率相低於其他入射角的反射率。
一種發光元件，包含ㄧ基板，具有一第一表面及一第二表面，第二表面與第一表面相對；一發光疊層，形成於基板的第一表面上，發光疊層包含一第一導電型半導體層、一主動層及一第二導電型半導體層，其中，主動層位於第一導電型半導體層及第二導電型半導體層間；以及一布拉格反射結構，形成於基板的第二表面上，布拉格反射結構包含複數介電層對自第二表面向外依序設置，每一介電層對分別包含一第一介電層，具有一光學厚度，以及一第二介電層，具有一光學厚度，其中，自第二表面向外，每一介電層對之第一介電層的光學厚度大於毗鄰之前一介電層對之第一介電層的光學厚度。
一種發光元件，包含ㄧ基板，具有一第一表面及一第二表面，第二表面與第一表面相對；一發光疊層，形成於基板的第一表面上，發光疊層包含一第一導電型半導體層、一主動層及一第二導電型半導體層，其中，主動層位於第一導電型半導體層及第二導電型半導體層間；以及一布拉格反射結構，形成於基板的第二表面上，布拉格反射結構包含一第一膜堆及一第二膜堆，其中，第一膜堆包含複數第一介電層對，第二膜堆包含複數第二介電層對，複數第一介電層對及複數第二介電層對中的每一介電層對分別包含一第一介電層，具有一光學厚度，及一第二介電層，具有一光學厚度，其中，在第一膜堆中，每一介電層對之第一介電層的光學厚度與第二介電層的光學厚度具有一比例，此比例大於等於1.5且小於等於1.8。
本揭露之實施例會被詳細地描述，並且繪製於圖式中，相同或類似的部分會以相同的號碼在各圖式以及說明出現。本揭露之實施例可配合圖式一併理解，圖式亦被視為本揭露之實施例說明的一部分。需了解的是，圖式並未以實際裝置及元件之比例繪示。在圖式中可能誇大實施例的形狀與厚度以便清楚表現出本揭露之實施例的特徵。
此外，實施例中可能使用相對性的用語，例如「下」、「上」、「之下」、「之上」、「較低」或「底部」及「較高」或「頂部」，以描述圖式的一個元件對於另一元件的相對關係。能理解的是，如果將圖式的裝置翻轉使其上下顛倒，則所敘述在「下」、「之下」、「較低」側的元件將會成為在「上」、「之上」、「較高」側的元件。
實施例可能使用「第一」、「第二」、「第三」等用語來敘述各種元件、組成成分、區域、層、及/或部分，但不應被這些用語限定，這些用語僅用來區別不同的元件、組成成分、區域、層、及/或部分。因此，以下討論的一第一元件、組成成分、區域、層、及/或部分可在不偏離本揭露之實施例的教示下被稱為一第二元件、組成成分、區域、層、及/或部分。
第4圖顯示依據本揭露之一實施例之發光元件200的剖面示意圖。發光元件200具有一基板207，基板207具有彼此相對的第一表面2071與第二表面2072。一發光疊層214形成於基板207的第二表面2072上，其包括一第一導電型半導體層209、一主動層211及一第二導電型半導體層213，其中主動層211位於第一導電型半導體層209及第二導電型半導體層213間。一第一電極215與一第二電極217分別位於第一導電型半導體層209及第二導電型半導體層213之上。一光摘出結構206則形成於基板207的第一表面2071之下。
基板207可用以成長及/或支持位於其上之發光疊層214，其材料相對於發光疊層214產生之光為透明，可包含絕緣材料、導電材料或兩者。絕緣材料可為藍寶石(Sapphire)、鑽石(Diamond)、玻璃(Glass)、石英(Quartz)、壓克力(Acryl)或氮化鋁(AlN)。導電材料可為半導體材料，例如碳化矽(SiC)、磷化碘(IP)、砷化鎵(GaAs)、鍺(Ge)、磷化鎵(GaP)、磷砷化鎵(GaAsP)、硒化鋅(ZnSe)、磷化銦(InP)、氧化鋅(ZnO)、鎵酸鋰(LiGaO2 )或鋁酸鋰(LiAlO2 )。基板207用於提供發光疊層214成長時，其材料可選自與其上之發光疊層214晶格匹配或接近的單晶材料，例如藍寶石、碳化矽、砷化鎵、或磷化鎵。
發光疊層214可成長於基板207之上，或藉由接合層(未顯示)貼附至基板207之上。發光疊層214之材料可為半導體材料，包含一種以上之元素，此元素可選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)與硒(Se)所構成之群組。第一導電型半導體層209與第二導電型半導體層213的電性相異，用以產生電子或電洞。主動層211可產生一種或多種色光，可為可見光或不可見光，於本實施例中為可見光。主動層211之結構可為單異質結構(single heterostructure)、雙異質結構(double heterostructure)或多層量子井(multilayer quantum well)。
第一電極215、第二電極217或兩者用以接受外部電源，可由透明導電材料、金屬材料或兩者所構成。透明導電材料包含金屬氧化物、類鑽碳薄膜(DLC)、石墨烯或上述材料之組合，其中，金屬氧化物包含但不限於氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鎵鋅(GZO)或上述材料之組合。金屬材料包含但不限於銅(Cu)、鋁(Al)、銦(In)、錫(Sn)、金(Au)、鉑(Pt)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鍺(Ge)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎘(Cd)、錳(Mn)、銻(Sb) 、鉍(Bi)、鎵(Ga)、鎢(W)、鈹(Be)或上述材料之合金等。
光摘出結構206具有一介面層205位於基板207的第一表面2071之下；一消干涉層201位於介面層205之下，以及一布拉格反射結構203位於介面層205與消干涉層201之間，其中布拉格反射結構203具有複數介電層對。在另一實施例中，光摘出結構206包含消干涉層201及介面層205兩者之一與布拉格反射結構203。
於本實施例中，介面層205用以增加基板207與布拉格反射結構203間的附著性。介面層205的材料相對於發光疊層214所發之光為透明的，可包括導電材料或是絕緣材料。導電材料可為氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)或氧化銦鋅(IZO)；絕緣材料可為二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2 )、二氧化鈦(TiO2 )、五氧化二鉭(Ta2 O5 )、五氧化二鈮(Nb2 O5 )或其他合適的材料。介面層205與布拉格反射結構203之形成方式可相同或不相同。於一實施例中，介面層205可藉由物理氣相沉積法(physical vapor deposition，PVD)或化學氣相沉積法(chemical vapor deposition，CVD)方式形成，其中，物理氣相沉積法可為濺鍍法(sputtering)或電子束蒸鍍法(E-Beam evaporation)；而化學氣相沉積法可為電漿輔助化學氣相沈積法(plasma-enhanced CVD，PECVD)、原子層沉積技術(atomiclayer deposition，ALD)等。布拉格反射結構203也可藉由上述之一的方式形成，其中，布拉格反射結構203與介面層205之形成方式可相同或不相同。於一實施例中，介面層205藉由上述化學氣相沉積法形成較緻密的膜層，以增加其和基板207之附著性，進而增加基板207與布拉格反射結構203間的附著性；而布拉格反射結構203藉由物理氣相沉積法可快速鍍膜形成多層介電層對。
於一實施例中，介面層205的光學厚度約介於100nm與1000nm。於另一實施例中，介面層205的光學厚度大於可見光波段之中心波長的一個波長長度，以提升發光元件200之光摘出效率。於本實施例中，介面層205的光學厚度約為900nm-1000nm，材料選用SiO2 。
在發光元件200之製程中，當晶圓片以雷射切割(laser dicing)方式分割以形成多個發光元件200時，雷射光由基板207的第一表面2071側射入晶圓片，可藉由設置消干涉層201以降低雷射光束，例如波長900nm以上，的反射率，從而提升雷射切割效率及提高發光元件200的良率。
消干涉層201的材料相對於發光疊層214所發之光為透明的，可包括導電材料或是絕緣材料。導電材料可為氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)或氧化銦鋅(IZO)；絕緣材料包括二氧化矽(SiO2 )、氟化鎂(MgF2 )、二氧化鈦(TiO2 )、五氧化二鉭(Ta2 O5 )、五氧化二鈮(Nb2 O5 )或其他合適的材料。
在一實施例中，消干涉層201的光學厚度約介於100nm與1000nm。於本實施例中，消干涉層201的材料選用SiO2 ，其光學厚度約為300nm-400nm。於另一實施例中，消干涉層201的光學厚度約為可見光波段之中心波長的1/8，光學厚度範圍約67-69nm，借此可提升發光元件200之光摘出效率。以一剖面觀之，介面層205及消干涉層201具有與基板207大致相等之寬度。在另一實施例中，自剖面觀之，介面層205亦可具有大於或小於消干涉層201之寬度，用以調整發光元件200之光場(light field)以符合下游產品應用。
布拉格反射層203自基板207之第一表面2071向外依序設置複數介電層對，用以反射來自發光疊層214的光，其中，每一介電層對分別包含一第一介電層及一第二介電層(圖未示)，第一介電層具有一第一光學厚度及一第一折射率，而第二介電層具有一第二光學厚度及一第二折射率，第一折射率與第二折射率的差異至少為0.5，較佳至少為1。於一實施例中，第一介電層及第二介電層的材料包括二氧化鈦(TiO2 )及二氧化矽(SiO2 )，其中，TiO2 與SiO2 的折射率分別為2.6及1.5。
第5圖顯示依據本揭露之一實施例，布拉格反射結構203之每一介電層對中，第一介電層的第一光學厚度及第二介電層的第二光學厚度相對於可見光波段(400nm ~ 700nm)之中心波長λ，即550nm，的比值。如第5圖所示，布拉格反射結構203包含複數介電層對，如圖中的第1對至第23對，但不限於此，可依產品應用而減少或增加介電層對的對數。在固定中心波長λ的條件下，布拉格反射結構203中每一介電層對的第一介電層的第一光學厚度係大於毗鄰之前一介電層對的第一介電層的第一光學厚度，或是，布拉格反射結構203中每一介電層對的第二介電層的第二光學厚度係大於毗鄰之前一介電層對的第二介電層的第二光學厚度。換言之，自基板207之第一表面2071向外的方向上，以第一介電層而言，在布拉格反射結構203中，第一介電層的第一光學厚度於每兩毗鄰介電層對係呈現遞增的趨勢；同理，自基板207之第的表面2071向外的方向上，以第二介電層而言，第二介電層的第二光學厚度於每兩毗鄰介電層對係呈現遞增的趨勢。在另一實施例中，布拉格反射結構203之每一介電層對的第一介電層的第一光學厚度及第二介電層的第二光學厚度分別大於毗鄰之前一介電層對的第一介電層的第一光學厚度及第二介電層的第二光學厚度。
第6圖顯示依據本揭露之一實施例，布拉格反射結構203中，前後毗鄰介電層對之第一介電層的第一光學厚度比值及前後毗鄰介電層對之第二介電層的第二光學厚度比值，其中，布拉格反射結構203的前後毗鄰介電層對中，第一介電層的第一光學厚度的比值係大於1且小於等於1.1；前後毗鄰介電層對中，第二介電層的第二光學厚度的比值係大於1且小於等於1.1。須注意的是，本揭露係以發光元件200之發光波長在550nm下作為示例性的說明，但不限於此，在發光元件200的其他發光波段下，例如UV波段(例如350nm ~ 400nm)、藍光波段(例如400nm ~ 500nm)、綠光波段(500nm ~ 600nm)、紅光波段(600 ~ 700nm)或紅外光(＞700nm)波段下，布拉格反射結構203之每一介電層對中的第一介電層的第一光學厚度及/或第二介電層的第二光學厚度分別大於毗鄰之前一介電層對的中之第一介電層的第一光學厚度及/或第二介電層的第二光學厚度。
第7圖顯示依據本揭露之一實施例，當入射角角度Θ為0度時，布拉格反射結構203與布拉格反射結構101對波長範圍為350nm至1050nm之入射光的反射率模擬資料。從第7圖可知，相較於布拉格反射結構101，布拉格反射結構203具有更優的反射效果。在布拉格反射結構203中，其反射率大於90%的波長範圍約為409nm至930nm，特別在波長範圍為434nm至815nm的反射率更近乎100%；另，對於波長400nm至450nm的藍光波段，布拉格反射結構203之反射率更較布拉格反射結構101之反射率有顯著提升。第8圖顯示當入射光波長為450nm時，布拉格反射結構203與布拉格反射結構101相對於入射光在不同入射角角度Θ下的反射率模擬資料。從第8圖可知，入射角角度Θ於40度至65度的範圍中，布拉格反射結構203的整體反射率較布拉格反射結構101的整體反射率佳，可提高在大入射角下的入射光反射率，進而提升發光元件200的光摘出效率。
第9圖顯示依據本揭露之一實施例之發光元件300的剖面示意圖。發光元件300包含一基板307、一第一導電型半導體層309、主動層311及第二導電型半導體層313，一第一電極315與一第二電極317，其中基板307包含一第一表面3071及一第二表面3072。第一電極315與第二電極317的相對位置或可用材料可參考上一實施例中發光元件200之對應結構的描述，不再贅述。發光元件300具有一光摘出結構306位於基板307的第一表面3071之下，光摘出結構306具有一介面層305位於基板307之下；一消干涉層301位於介面層305之下，以及一布拉格反射結構303位於介面層305與消干涉層301之間，其中布拉格反射結構303具有複數膜堆。介面層305與消干涉層301的材料或功用可如上一實施例之介面層205與消干涉層201的材料或功用，不再贅述。
在一實施例中，布拉格反射結構303自基板307之第一表面3071向外依序具有N個膜堆，其中，N≥3。於本實施例中，以三個膜堆為例，布拉格反射結構303自基板307之第一表面3071向外依序包含一第一膜堆3031、一第二膜堆3033及一第三膜堆3035。在另一實施例中，三個膜堆順序可調換，例如第三膜堆3035可較第一膜堆3031更靠近基板307，亦即布拉格反射結構303自基板307之第一表面3071向外依序包含第三膜堆3035、第二膜堆3033及第一膜堆3031；或是，自第一表面3071向外依序包含第三膜堆3035、第一膜堆3031及第二膜堆3033。
在布拉格反射結構303中，N膜堆分別包含複數介電層對，每一介電層對分別包括m層介電層，其中，m≥2。於本實施例中，每一介電層對分別包括一第一介電層及一第二介電層。N膜堆中至少包含一膜堆，其複數介電層對中的第一介電層的第一光學厚度與第二介電層的第二光學厚度的比值介於1.5與2之間。以本實施例為例，第一膜堆3031、第二膜堆3033及第三膜堆3035分別包含一複數第一介電層對、一複數第二介電層對及一複數第三介電層對(圖未示)，複數第一介電層對、複數第二介電層對及複數第三介電層對中的每一介電層對分別包括第一介電層及第二介電層，其中，第一介電層具有一第一光學厚度及一第一折射率，而第二介電層具有一第二光學厚度及一第二折射率，第一折射率與第二折射率的差異至少為0.5，較佳至少為1。於一實施例中，第一介電層及第二介電層的材料包括二氧化鈦(TiO2 )及二氧化矽(SiO2 )，其中，TiO2 與SiO2 的折射率分別為2.6及1.5。
在一實施例中，第一膜堆3031、第二膜堆3033及第三膜堆3035中的介電層對對數分別介於5至10對之間。在另一實施例中，各組膜堆中複數介電層對可以是整數介電層對或是非整數介電層對，此非整數的介電層對可包含半對介電層對，亦即此半對介電層對只有一層第一介電層或一層第二介電層。第10圖顯示依據本揭露之一實施例，布拉格反射結構303之第一膜堆3031、第二膜堆3033及第三膜堆3035中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度及第二介電層的第二光學厚度相對於可見光波段(400nm ~ 700nm)之中心波長λ，即550nm，的比值。如第10圖所示，第一膜堆3031包含6對介電層對，第二膜堆3033包含6對介電層對，第三膜堆3035包含7對介電層對。當前後膜堆之第一介電層及/或第二介電層的光學厚度差異太大時，可於此兩膜堆間包含一轉換層(對)或調整層(對)。以本實例為例，第二膜堆3033的最後一對的SiO2介電層及第三膜堆3035的第一對的SiO2介電層間之光學厚度差異較大，因此於兩膜堆之間插入一轉換層3034，轉換層3034之光學厚度介於第二膜堆3033之最後一對的SiO2介電層光學厚度與第三膜堆3035之第一對的SiO2介電層光學厚度之間。在另一實施例中，第三膜堆3035之後可以再形成另一膜堆或複數膜堆，此另一膜堆或複數膜堆包含一對或複數對的介電層對，其中的第一介電層及第二介電層的光學厚度相對於可見光波段(400nm ~ 700nm)之中心波長λ，即550nm，的比值分別小於第一膜堆之各介電層相對於可見光波段之中心波長λ的比值，或小於第二膜堆之各介電層相對於可見光波段之中心波長λ的比值，或小於第三膜堆之各介電層相對於可見光波段之中心波長λ的比值。可依產品應用或光學需求而減少或增加各膜堆中介電層對的對數或轉換層(對)的數目。
第11圖顯示依據本揭露之一實施例，第一膜堆3031、第二膜堆3033及第三膜堆3035中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度與第二介電層的第二光學厚度的比值。第一膜堆3031中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度與第二介電層的第二光學厚度的比例係介於0.8與1.2間；第二膜堆3033中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度與第二介電層的第二光學厚度的比例係介於0.8與1.2間；第三膜堆3035中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度與第二介電層的第二光學厚度的比例係介於1.5與1.8間。須注意的是，本揭露係以發光元件300之發光波長在550nm，作為示例性的說明，但不限於此，發光元件300的其他發光波段，例如UV波段(例如350nm ~ 400nm)、藍光波段(例如400nm ~ 500nm)、綠光波段(500nm ~ 600nm)、紅光波段(600 ~ 700nm)或紅外光(＞700nm)波段下，布拉格反射結構303之第一膜堆3031、第二膜堆3033及第三膜堆3035中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度與第二介電層的第二光學厚度的比值亦符合上述的範圍。
於本實施例中，第一膜堆3031、第二膜堆3033及第三膜堆3035中的第一介電層材料彼此皆相同，例如SiO2；第一膜堆3031、第二膜堆3033及第三膜堆3035中的第二介電層材料亦彼此相同，例如TiO2。在另一實施例中，第一膜堆3031中的第一介電層材料可與第二膜堆3033中的第一介電層材料及/或與第三膜堆3035中的第一介電層材料相異；第一膜堆3031中的第二介電層材料可與第二膜堆3033中的第二介電層材料及/或與第三膜堆3035中的第二介電層材料相異。只要第一膜堆3031、第二膜堆3033或第三膜堆3035中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度與第二介電層的第二光學厚度的比例落於上述的範圍中，皆符合本所揭露之技術原理。
第12圖顯示依據本揭露之一實施例，布拉格反射結構303、布拉格反射結構203與布拉格反射結構101對波長範圍在350nm至1050nm之入射光的反射率模擬資料。相較於布拉格反射結構101，布拉格反射結構303具有更優的反射效果，在布拉格反射結構303中，其反射率大於90%波長範圍約為394nm至402nm及404nm至912nm，特別在波長範圍為406nm至872nm的反射率近乎100%；此外，對於波長400nm至450nm的藍光波段，光布拉格反射結構303之反射率更較布拉格反射結構101之反射率或布拉格反射結構203之反射率有顯著提升。第13圖顯示當入射光波長為450nm時，布拉格反射結構303與布拉格反射結構101相對於入射光在不同入射角角度Θ下的反射率模擬資料。從第13圖可知，入射角角度Θ於40度至65度的範圍中，布拉格反射結構303的整體反射率較布拉格反射結構101的整體反射率佳，可提高在大入射角下的入射光反射率，進而可提升發光元件300的光摘出效率。
第14圖係繪示出本揭露另一實施例之一燈泡3分解示意圖，燈泡3具有一燈罩31；一透鏡32，置於燈罩31之中；一照明模組34，位於透鏡32之下；一燈座35，具有一散熱槽36，用以承載照明模組34；一連結部37；以及一電連結器38，其中連結部37連結燈座35與電連接器38。照明模組34具有一載體33；以及複數個前述任一實施例之發光元件30，位於載體33之上。
惟上述實施例僅為例示性說明本申請案之原理及其功效，而非用於限制本申請案。任何本申請案所屬技術領域中具有通常知識者均可在不違背本申請案之技術原理及精神的情況下，對上述實施例進行修改及變化。因此本申請案之權利保護範圍如後述之申請專利範圍所列。
100,200,300:發光元件101,203,303:布拉格反射結構103,207,307:基板105,209,309:第一導電型半導體層107,211,311:主動層111,213,313:第二導電型半導體層113,215,315:第一電極115,217,317:第二電極201,301:消干涉層205,305:介面層206,306:光摘出結構2071,3071:第一表面2072,3072:第二表面214:發光疊層3:燈泡30:發光元件31:燈罩32:透鏡33:載體34:照明模組35:燈座36:散熱槽37:連結部38:電連結器3031:第一膜堆3033:第二膜堆3034:轉換層3035:第三膜堆L:光線n:法線Θ:角度λ:中心波長
第1圖顯示具有布拉格反射結構101之發光元件的剖面示意圖。
第2圖顯示布拉格反射結構101之每一介電層對中，第一介電層的第一光學厚度及第二介電層的第二光學厚度相對於可見光之中心波長λ的比值。
第3圖顯示於入射光波長為450nm時，布拉格反射結構101對不同入射角角度Θ的反射率模擬資料。
第4圖顯示依據本揭露之一實施例之發光元件的剖面示意圖。
第5圖顯示依據本揭露之一實施例，布拉格反射結構203之每一介電層對中，第一介電層的第一光學厚度及第二介電層的第二光學厚度相對於可見光波段之中心波長λ的比值。
第6圖顯示依據本揭露之一實施例，布拉格反射結構203中，前後毗鄰介電層對中第一介電層的第一光學厚度比值及第二介電層的第二光學厚度比值。
第7圖顯示依據本揭露之一實施例，當入射角角度Θ為0度時，布拉格反射結構203與布拉格反射結構101對波長範圍為350nm至1050nm之入射光的反射率模擬資料。
第8圖顯示依據本揭露之一實施例，在入射光波長為450nm時，布拉格反射結構203與布拉格反射結構101對不同入射角角度Θ的反射率模擬資料。
第9圖顯示依據本揭露之一實施例之發光元件的剖面示意圖。
第10圖顯示依據本揭露之一實施例，布拉格反射結構303之第一介電層膜堆、第二介電層膜堆及第三介電層膜堆中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度及第二介電層的第二光學厚度相對於可見光波段之中心波長λ的比值。
第11圖顯示依據本揭露之一實施例，布拉格反射結構303之第一介電層膜堆、第二介電層膜堆及第三介電層膜堆中，每一介電層對之第一介電層的第一光學厚度與第二介電層的第二光學厚度比值。
第12圖顯示依據本揭露之一實施例，當入射角角度Θ為0度時，布拉格反射結構303、布拉格反射結構203與布拉格反射結構101對波長範圍為350nm至1050nm之入射光的反射率模擬資料。
第13圖依據本揭露之一實施例，在入射光波長為450nm時，布拉格反射結構303與布拉格反射結構101對不同入射角角度Θ的反射率模擬資料。
第14圖係繪示出本揭露另一實施例之一燈泡分解示意圖。
200:發光元件
201:消干涉層
203:布拉格反射結構
205:介面層
206:光摘出結構
207:基板
2071:第一表面
2072:第二表面
209:第一導電型半導體層
211:主動層
213:第二導電型半導體層
214:發光疊層
215:第一電極
217:第二電極

Claims (12)

  1. 一種發光元件，包含：一基板，具有一第一表面及一第二表面，該第二表面與該第一表面相對；一發光疊層，形成於該基板的該第一表面上，該發光疊層包含一第一導電型半導體層、一主動層及一第二導電型半導體層，其中，該主動層位於該第一導電型半導體層及該第二導電型半導體層間；以及一布拉格反射結構，形成於該基板的該第二表面上，該布拉格反射結構包含複數介電層對自該第二表面向外依序設置，每一介電層對分別包含一第一介電層，具有一光學厚度，以及一第二介電層，具有一光學厚度，其中，自該第二表面向外，該複數介電層對包含依序毗鄰設置的一第一介電層對、一第二介電層對、一第三介電層對以及一第四介電層對；該第四介電層對之該第一介電層的該光學厚度大於該第三介電層對之該第一介電層的該光學厚度；該第三介電層對之該第一介電層的該光學厚度大於該第二介電層對之該第一介電層的該光學厚度；以及該第二介電層對之該第一介電層的該光學厚度大於該第一介電層對之該第一介電層的該光學厚度。
  2. 如請求項第1項所述的發光元件，其中，該第四介電層對之該第一介電層的該光學厚度與該第三介電層對之該第一介電層的該光學厚度具有一比例，該比例大於1且小於或等於1.1；該第三介電層對之該第一介電層的該光學厚度與該第二介電層對之該第一介電層的該光學厚度具有一比例，該比例大於1且小於或等於1.1；以及 該第二介電層對之該第一介電層的光學厚度與該第一介電層對之該第一介電層的該光學厚度具有一比例，該比例大於1且小於或等於1.1。
  3. 如請求項第1項所述的發光元件，其中，自該第二表面向外，該第四介電層對之該第二介電層的該光學厚度大於該第三介電層對之該第二介電層的該光學厚度；該第三介電層對之該第二介電層的該光學厚度大於該第二介電層對之該第二介電層的該光學厚度；以及該第二介電層對之該第二介電層的該光學厚度大於該第一介電層對之該第二介電層的該光學厚度。
  4. 如請求項第3項所述的發光元件，其中，該第四介電層對之該第二介電層的該光學厚度與該第三介電層對之該第二介電層的該光學厚度具有一比例，該比例大於1且小於或等於1.1；該第三介電層對之該第二介電層的該光學厚度與該第二介電層對之該第二介電層的該光學厚度具有一比例，該比例大於1且小於或等於1.1；以及該第二介電層對之該第二介電層的該光學厚度與該第一介電層對之該第二介電層的該光學厚度具有一比例，該比例大於1且小於或等於1.1。
  5. 一種發光元件，包含：一基板，具有一第一表面及一第二表面，該第二表面與該第一表面相對；一發光疊層，形成於該基板的該第一表面上，該發光疊層包含一第一導電型半導體層、一主動層及一第二導電型半導體層，其中，該主動層位於該第一導電型半導體層及該第二導電型半導體層間；以及一布拉格反射結構，形成於該基板的該第二表面上，該布拉格反射結構包含一第一膜堆及一第二膜堆， 其中，該第一膜堆包含複數第一介電層對，該第二膜堆包含複數第二介電層對，該複數第一介電層對及該複數第二介電層對中的每一介電層對分別包含一第一介電層，具有一光學厚度，及一第二介電層，具有一光學厚度，其中，在該第一膜堆中，每一介電層對之該第一介電層的該光學厚度與該第二介電層的該光學厚度具有一比例，該比例大於或等於1.5且小於或等於1.8。
  6. 如請求項第5項所述的發光元件，其中，該第一膜堆較該第二膜堆靠近或遠離該基板的該第二表面。
  7. 如請求項第1或5項所述的發光元件，更包含一介面層，位於該基板與該布拉格反射結構之間。
  8. 如請求項第7項所述的發光元件，其中，該介面層具有一光學厚度，該光學厚度為可見光波段之一中心波長長度。
  9. 如請求項第5項所述的發光元件，其中，該第二膜堆中，每一介電層對之該第一介電層的光學厚度與該第二介電層的光學厚度具有一比例，該比例大於或等於0.8且小於或等於1.2。
  10. 如請求項第5項所述的發光元件，更包含一第三膜堆，其中該第三膜堆包含複數第三介電層對，介於該第一膜堆及該第二膜堆之間，或較該第一膜堆及該第二膜堆靠近或遠離該基板的該第二表面。
  11. 如請求項第1或5項所述的發光元件，更包括一消干涉層，其中，該布拉格反射結構位於該基板與該消干涉層間。
  12. 如請求項第11項所述的發光元件，其中，該消干涉層具有一光學厚度，該光學厚度為可見光波段之一中心波長的1/8。
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