CN107017321B

CN107017321B - 发光元件

Info

Publication number: CN107017321B
Application number: CN201610843667.7A
Authority: CN
Inventors: 蔡景元; 钟昕展; 廖文禄
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: CN107017321A; TWI754617B; TW201719928A

Abstract

本发明公开一种发光元件，包含发光叠层包含一有源层，并发出一光线；第一绝缘层具有第一折射率，该第一绝缘层位于该发光叠层上；第二绝缘层具有第二折射率，该第二绝缘层位于该第一绝缘层上；半导体层位于该发光叠层与该第一绝缘层之间，且对于该光线为透明；孔隙，穿透该第一绝缘层和该第二绝缘层；以及透明导电结构，对应于该孔隙的位置且与该半导体层接触；以及反射层位于该透明导电结构上；其中，该第二折射率介于1.4到1.8之间，且该第二折射率大于该第一折射率。

Description

发光元件

技术领域

本发明涉及一种发光元件，特别是涉及一种具有高反射率的发光元件。

背景技术

光电元件，例如发光二极管(Light-emitting Diode；LED)，目前已经广泛地使用在光学显示装置、交通号志、数据存储装置、通讯装置、照明装置与医疗器材上。此外，上述的LED可与其他元件组合连接以形成一发光装置。图1为现有的发光装置结构示意图，如图1所示，一发光装置1包含一具有一电路14的次载体12；一焊料16位于上述次载体12上，通过此焊料16将LED 11固定于次载体12上并使LED 11与次载体12上的电路14形成电连接；以及一电连接结构18，以电连接LED 11的电极15与次载体12上的电路14；其中，上述的次载体12可以是导线架或大尺寸镶嵌基底。

发明内容

本发明提供一种发光元件，包含一发光叠层、第一绝缘层、第二绝缘层、反射层、孔隙、半导体层以及透明导电结构，并发出一光线；该发光叠层包含有源层，该第一绝缘层具有第一折射率，该第二绝缘层具有第二折射率，该孔隙穿透该第一绝缘层和该第二绝缘层；该第一绝缘层位于该发光叠层上，该第二绝缘层位于该第一绝缘层上，该半导体层位于该发光叠层与该第一绝缘层之间，且对于该光线为透明，该透明导电结构对应于该孔隙的位置且与该半导体层接触，该反射层位于该第二绝缘层上；其中，该第二折射率介于1.4到1.8之间，且该第二折射率大于该第一折射率。

附图说明

图1为现有的发光装置结构示意图；

图2A为本申请案一实施例的发光元件的上视图；

图2B为图2A沿剖面线AA’的剖视图；

图3为第一接触上表面表面积相对于第一接触上表面和第二接触上表面的表面积总和的百分比对功率的示意图；

图4A为本申请案一实施例的发光元件的上视图；

图4B为图4A沿剖面线AA’的剖视图；

图5为本申请案一实施例的灯泡分解示意图。

符号说明

1 发光装置

11 LED

12 次载体

13、20 基板

14 电路

15 电极

16 焊料

18 电连接结构

2、40、100 发光元件

21 导电粘结层

22 反射结构

220 欧姆接触层

222 阻障层

224 反射粘结层

226 反射层

23 透明导电结构

230 第一导电氧化层

231 第一接触上表面

232 第二导电氧化层

24 非氧化物绝缘层

241 第二接触上表面

242 孔隙

25 发光叠层

251 第一半导体层

252 发光层

253 第二半导体层

254 出光上表面

26 电接触层

27 第一电极

271 电流注入部

272 延伸部

273 突出部

2721 第一支线

2722 第二支线

28 第二电极

29 窗户层

3 绝缘结构

31 第一绝缘层

32 第二绝缘层

4 灯泡

41 灯罩

42 透镜

43 载体

44 照明模块

45 灯座

46 散热槽

47 连结部

48 电连结器

具体实施方式

本发明的实施例会被详细地描述，并且绘制于附图中，相同或类似的部分会以相同的号码在各附图以及说明出现。

第一实施例

图2A为本申请案一实施例的发光元件上视图，图2B为图2A沿剖面线AA’的剖视图。如图2B所示，一发光元件2具有一基板20；一导电粘结层21，位于基板20之上；一反射结构22，位于导电粘结层21之上；一透明导电结构23，位于反射结构22之上；一窗户层29，位于透明导电结构23之上；一非氧化物绝缘层24，位于透明导电结构23与窗户层29之间；一发光叠层25，位于窗户层29之上；一电接触层26，位于发光叠层25之上，一第一电极27，位于发光叠层25与电接触层26之上；以及一第二电极28，位于基板20之下。发光叠层25具有一第一半导体层251，位于窗户层29与第一电极27之间；一有源层252，位于第一半导体层251与第一电极27之间；以及一第二半导体层253，位于有源层252与第一电极27之间。

第一电极27及/或第二电极28用以接受外部电压，可由透明导电材料或金属材料所构成。透明导电材料包含但不限于氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铟钨(IWO)、氧化锌(ZnO)、砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、氧化铟锌(IZO)或类钻碳薄膜(DLC)。金属材料包含但不限于铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、锑(Sb)、钴(Co)或上述材料的合金等。第一电极27具有一电流注入部271与一延伸部272。如图2A所示，电流注入部271大致位于第二半导体层253的中心之上，延伸部272具有一第一支线2721自电流注入部271向发光元件2的边界延伸，以及一第二支线2722自第一支线2721延伸，以提升电流扩散。如图2B所示，延伸部272包含一突部273，位于电接触层26之上，包覆电接触层26至少一表面，增加与电接触层26形成欧姆接触的面积，降低发光元件2的电阻，其中突部273高于电流注入部271。

电接触层26位于第二支线2722与发光叠层25之间，用以形成第二支线2722与发光叠层25之间的欧姆接触。电接触层26与第二支线2722之间的电阻值以及电接触层26与发光叠层25之间的电阻值分别小于第一电极27与发光叠层25之间的电阻值。电接触层26的材料可为半导体材料，包含一种以上的元素，此元素可选自镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、磷(P)、氮(N)、锌(Zn)、镉(Cd)与硒(Se)所构成的群组，其电性可与第二半导体层253相同。

发光叠层25的材料可为半导体材料，包含一种以上的元素，此元素可选自镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、磷(P)、氮(N)、锌(Zn)、镉(Cd)与硒(Se)所构成的群组。第一半导体层251与第二半导体层253的电性相异，用以产生电子或空穴。第二半导体层253的一出光上表面254可为一粗糙表面以降低全反射，提升光电元件2的发光效率。有源层252可发出一种或多种色光，可为可见光或不可见光，其结构可为单异质结构、双异质结构、双侧双异质结构、多层量子阱或量子点。窗户层29的电性可与第一半导体层251的电性相同，可用作光摘出层以提升发光元件2的发光效率。窗户层29对于有源层252所发之光为透明，其材料可为透明导电材料，包含但不限于氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铟钨(IWO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)或氧化铟锌(IZO)。

透明导电结构23对于发光叠层25所发之光为透明，用以增加窗户层251与反射结构22之间的欧姆接触以及电流传导与扩散，并可与反射结构22形成全方位反射镜(Omni-Directional Reflector，ODR)。其材料可为透明导电材料，包含但不限于氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铟钨(IWO)、氧化锌(ZnO)、磷化镓(GaP)、氧化铟铈(ICO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟钛(ITiO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓铝锌(GAZO)或上述材料的组合。透明导电结构23具有一第一导电氧化层230，位于非氧化物绝缘层24之下，以及一第二导电氧化层232，位于发光叠层25与第一导电氧化层230之间。其中，第一导电氧化层230与第二导电氧化层232材料不同。另一实施例中，第一导电氧化层230与第二导电氧化层232的材料相较至少一组成元素相异，例如第一导电氧化层230的材料为氧化铟锌(IZO)，第二导电氧化层232的材料为氧化铟锡(ITO)。第二导电氧化层232可与非氧化绝缘层24及/或窗户层29直接接触，且覆盖非氧化绝缘层24至少一表面。

非氧化物绝缘层24对于发光叠层25所发之光的穿透率大于90％，折射率小于1.4，较佳为介于1.3与1.4之间。非氧化物绝缘层24的材料可为非氧化物绝缘材料，例如为苯并环丁烯(BCB)、环烯烃聚合物(COC)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)、氮化硅(SiNx)、氟化钙(CaF2)或氟化镁(MgF2)。另一实施例中，非氧化物绝缘层24的材料可包含卤化物或IIA族及VII族的化合物，例如氟化钙(CaF2)或氟化镁(MgF2)。非氧化物绝缘层24的折射率小于窗户层29与透明导电结构23的折射率。由于非氧化物绝缘层24的折射率小于窗户层29与透明导电结构23的折射率，窗户层29与非氧化物绝缘层24间界面的临界角小于窗户层29与透明导电结构23间界面的临界角，所以发光叠层25所发之光射向非氧化物绝缘层24后，在窗户层29与非氧化物绝缘层24之间的界面形成全反射的机率增加。此外，原本在窗户层29与透明导电结构23之间的界面未形成全反射而进入透明导电结构23之光，在透明导电结构23与非氧化物绝缘层24之间的界面也会形成全反射，因而提升发光元件2的出光效率。透明导电结构23具有一第一接触上表面231与窗户层29接触，非氧化物绝缘层24具有一第二接触上表面241与窗户层29接触，第一接触上表面231与第二接触上表面241大致位于同一水平面，即第一接触上表面231与出光上表面254的距离大致和第二接触上表面241与出光上表面254的距离相等。图3为第一接触上表面231表面积相对于第一接触上表面231和第二接触上表面241的表面积总和的百分比对发光元件2的功率的示意图。如图3所示，第一接触上表面231的表面积相对于第一接触上表面231和第二接触上表面241的表面积总和的百分比约为10％～50％时，发光元件2的功率在50mW之上，相较于百分比为50之上的发光元件功率为佳。更佳为百分比约为12.5％～25％时，功率在55mW之上。换言之，非氧化物绝缘层24相对窗户层29的表面面积与窗户层29相对非氧化物绝缘层24的表面面积的比值约为0.5～0.9，发光元件2的功率较佳。另一实施例中，第二接触上表面241可为一粗糙表面，散射发光叠层所发之光以提升光电元件2的出光效率。非氧化物绝缘层24可具有图案化分布，例如大致位于电接触层26及/或电流注入部271的正下方，增进电流的扩散。另一实施例中，非氧化物绝缘层24可以呈现非规则性的分布，或非位于电接触层26及/或电流注入部271的正下方。非氧化物绝缘层24的厚度小于透明导电结构23的一半厚度；另一实施例中，非氧化物绝缘层24的厚度小于透明导电结构23的1/5厚度，以避免透明导电结构23形成后的表面平坦化制作工艺破坏非氧化物绝缘层24的结构。非氧化物绝缘层24至少一表面被透明导电层23覆盖，增加透明导电层23与窗户层29之间的接合，提升结构的机械强度。另一实施例中，非氧化物绝缘层24可与反射结构22直接接合，避免透明导电结构23与反射结构22之间粘结力不足，导致剥离。非氧化物绝缘层24还包含多个孔隙242穿过非氧化物绝缘层24，其中透明导电结构23填入多个孔隙242中，与窗户层29形成欧姆接触。

反射结构22可反射来自发光叠层25之光，其材料可为金属材料，包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、钨(W)或上述材料的合金等。反射结构22包含一反射层226；一反射粘结层224位于反射层226之下；一阻障层222，位于反射粘结层224之下；以及一欧姆接触层220，位于阻障层222之下。反射层226可反射来自发光叠层25之光，反射粘结层224粘结反射层226与阻障层222，阻障层222可防止反射层226的材料扩散至电极层220，破坏反射层226的结构，导致反射层226的反射率降低，欧姆接触层220与下方导电粘结层21形成欧姆接触。导电粘结层21可连接基板20与反射结构22，可具有多个从属层(未显示)。导电粘结层21的材料可为透明导电材料或金属材料，透明导电材料包含但不限于氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化锌(ZnO)、磷化镓(GaP)、氧化铟铈(ICO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟钛(ITiO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓铝锌(GAZO)或上述材料的组合。金属材料包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、钨(W)或上述材料的合金等。

基板20可用以支持位于其上的发光叠层25与其它层或结构，其材料可为透明材料或导电材料。透明材料包含但不限于蓝宝石(Sapphire)、钻石(Diamond)、玻璃(Glass)、环氧树脂(Epoxy)、石英(Quartz)、压克力(Acryl)、氧化铝(Al2O3)、氧化锌(ZnO)或氮化铝(AlN)等。导电材料包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镍(Ni)、钴(Co)、类钻碳薄膜(Diamond Like Carbon；DLC)、石墨(Graphite)、碳纤维(Carbonfiber)、金属基复合材料(Metal Matrix Composite；MMC)、陶瓷基复合材料(CeramicMatrix Composite；CMC)、硅(Si)、磷化碘(IP)、硒化锌(ZnSe)、砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、磷化镓(GaP)、磷砷化镓(GaAsP)、磷化铟(InP)、镓酸锂(LiGaO2)或铝酸锂(LiAlO2)。

图5为一灯泡分解示意图，一灯泡4具有一灯罩41；一透镜42，置于灯罩41之中；一照明模块44，位于透镜42之下；一灯座45，具有一散热槽46，用以承载照明模块44；一连结部47；以及一电连结器48，其中连结部47连结灯座45与电连接器48。照明模块44具有一载体43；以及多个前述任一实施例的发光元件40，位于载体43之上。

第二实施例

图4B为图4A沿剖面线AA’的剖视图。如图4B所示，一发光元件100具有一基板20；一导电粘结层21位于基板20之上；一反射结构22位于导电粘结层21之上；一透明导电结构23位于反射结构22之上；一窗户层29位于透明导电结构23之上；一绝缘结构3位于透明导电结构23与窗户层29之间；一发光叠层25位于窗户层29之上；一电接触层26位于发光叠层25之上，其中电接触层26图形化覆盖在部分的发光叠层25上且未覆盖其余部分的发光叠层25。一第一电极27位于发光叠层25与电接触层26之上；以及一第二电极28位于基板20之下。发光叠层25具有一第一半导体层251，一有源层252以及一第二半导体层253依序形成于窗户层29之上，其中部分的第二半导体层253接触电接触层26，其余部分的第二半导体层253则未被电接触层26覆盖。在一实施例中，第一电极27以及第二电极28以焊接或打线方式与外部装置连接，例如与封装次基板或印刷电路板连接。第一电极27或第二电极28的材料包含透明导电材料或金属材料，其中透明导电材料包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铟钨(IWO)、氧化锌(ZnO)、砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、氧化铟锌(IZO)或类钻碳薄膜(DLC)；金属材料包含铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、锑(Sb)、钴(Co)或上述材料的组合等。

第一电极27具有一电流注入部271与一延伸部272。如图4A所示，电流注入部271实质上位于第二半导体层253的中心上，延伸部272具有多个第一支线2721自电流注入部271辐射地向发光元件100的边界延伸，以及多个第二支线2722各自从第一支线2721延伸并平行于发光元件100的边界，以提升电流在第二半导体层253中扩散。如图4A所示，电接触层26被设置成多个直线结构，且如图4B所示，每一直线结构被延伸部272包围且未露出于延伸部272之外。电接触层26以半导体材料所形成，例如砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)，且电接触层26与第二半导体层253经由掺杂元素后可同为p型半导体，例如掺杂碳(Si)、镁(Mg)或锌(Zn)，或可同为n型半导体，例如掺杂锑(Te)或碳(C)，但由于电接触层26的掺杂浓度大于第二半导体层253，所以电接触层26与金属的接触电阻小于第二半导体层253与金属的接触电阻。第一电极27的材料包含金(Au)、锗(Ge)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)、铝(Al)、钯(Pd)或上述材料的合金。因此，电接触层26与第一电极27的延伸部272之间的接触电阻可小至足以形成欧姆接触，用以降低延伸部272与第二半导体层253之间的电阻，以及降低发光元件100的正向电压(Vf)。电流注入部271与延伸部272未覆盖电接触层26的部分，直接接触第二半导体层253并与第二半导体层253形成萧特基接触。

有源层252的材料包含III-V族化合物材料，例如Al_pGa_qIn_(1-p-q)P，其中0≤p、q≤1用以发出红、橘、黄或琥珀色的光，或者Al_xIn_yGa_(1-x-y)N，其中0≤x，y≤1用以发出蓝、紫外或绿光。第一半导体层251经由掺杂元素后与第二半导体层253具有相异的极性用以提供载流子，例如空穴或电子，第一半导体层251可为p型半导体，例如掺杂碳(Si)、镁(Mg)或锌(Zn)，或可为n型半导体，例如掺杂锑(Te)或碳(C)。第二半导体层253的一出光上表面254未被第一电极27覆盖，且为一粗糙表面用以散射发光叠层25所射出的光线，以提升发光元件100的出光效率。有源层252可射出单色或者多色的光线，包含单异质结构(SH)、双异质结构(DH)、双边双异质结构(DDH)、多量子阱结构(MQW)或量子点(QD)。窗户层29的极性或电性可与第一半导体层251相同用以散布电流。窗户层29的片电阻值较第一半导体层251低，且对于有源层252射出的光线是透明的。窗户层29的材料包含透明氧化物或半导体材料，其中透明氧化物包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铟钨(IWO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟锌(IZO)；半导体材料包含砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)或磷化镓(GaP)。

绝缘结构3包含一第一绝缘层31以及一第二绝缘层32，其中第一绝缘层31形成在窗户层29上并与窗户层29接触；第二绝缘层32形成在第一绝缘层31上，且从发光元件100的上视图来看，第二绝缘层32与第一绝缘层31具有相同的形状。在本实施例中，第一绝缘层31与第二绝缘层32对于有源层252发出的光线的穿透率皆大于90％。第一绝缘层31的折射率小于窗户层29以及第二绝缘层32的折射率。在一实施例中，第一绝缘层31以非氧化材料形成，例如II族化合物、IV族化合物或VII族化合物。特别地，非氧化材料包含一化合物具有氟碳键，例如CF₄、C₂F₆、C₃F₆、C₃F₈、C₄F₈、C₅F₁₂、C₆F₁₄、以及其他化学式为C_xF_y的化合物。另外，非氧化材料包含化学式为MgF_x的氟镁化合物，例如MgF₂。第一绝缘层31的非氧化材料具有折射率介于1.3到1.4之间。第二绝缘层32以氧化物形成，例如SiO_x，或氮化物，例如SiN_x，且第二绝缘层32具有折射率介于1.4到1.8之间。第一绝缘层31与第二绝缘层32被图形化后形成多个孔隙242’以露出窗户层29。当第一绝缘层31包含氟镁化合物(MgF₂)时，第一绝缘层31与第二绝缘层32可施以剥离制作工艺同时被图形化。当第一绝缘层31包含氟碳化合物时，第一绝缘层31与第二绝缘层32可施以湿蚀刻制作工艺同时被图形化，其中蚀刻液包含缓冲氧化蚀刻液(BOE)或氢氟酸(HF)。第一绝缘层31与第二绝缘层32图形化后，从发光元件100的上视图来看，具有相同的形状。从发光元件100的上视图来看，多个孔隙242’均匀地分布在窗户层29上，使电流散布在窗户层29中。俯视孔隙242’，孔隙242’的上视形状包含圆形或多边形，例如正方形。如图4A所示，孔隙242’的上视形状是一个具有直径介于2μm到20μm之间的圆形。

由于第一绝缘层31的折射率小于窗户层29的折射率至少0.5以上，第一绝缘层31与窗户层29形成全反射(TIR)界面，以反射发光叠层所发出的光线。

透明导电结构23具有一第一接触上表面231与窗户层29接触，第一绝缘层31具有一第二接触上表面241与窗户层29接触，其中第一接触上表面231与第二接触上表面241实质上位于同一水平面。从图4A的发光元件的上视图观之，在一实施例中，第一接触上表面231的表面积相对于第一接触上表面231和第二接触上表面241的表面积总和的百分比约为10％～50％，在另一实施中，第一接触上表面231的表面积相对于第一接触上表面231和第二接触上表面241的表面积总和的百分比约为12.5％～25％。在另一实施例中，第二接触上表面241可为一粗糙表面，从图4A的发光元件的上视图观之，第一接触上表面231的表面积相对于第一接触上表面231和第二接触上表面241的表面积总和的百分比约为10％～50％或12.5％～25％，以散射发光叠层25所发之光以提升光电元件100的出光效率。

在一实施例中，从上视图来看，对于一上视面积大于0.25mm²的发光元件，孔隙较佳地是不和电接触层26重叠，或是绝缘结构3较佳地是图形化后设置于电接触层26及/或电流注入部271的正下方，以促进电流散布。

绝缘结构3的厚度介于20nm到2μm之间，或较佳地是介于100nm到300nm之间，其中第一绝缘层31的厚度介于10nm到1μm之间，或较佳地是介于500nm到150nm之间，第二绝缘层32的厚度也是介于10nm到1μm之间，或较佳地是介于500nm到150nm之间。

透明导电结构23具有一第一导电氧化层230，位于绝缘结构3之下，以及一第二导电氧化层232，位于发光叠层25与第一导电氧化层230之间。第二导电氧化层232共形地覆盖绝缘结构31并填入多个孔隙242’中，与窗户层29直接接触。第一导电氧化层230共形地覆盖第二导电氧化层232。在本实施例中，第二导电氧化层232的厚度介于1nm到1μm之间，较佳地是介于10nm到100nm之间，或者更佳地是介于1nm到20nm之间；第一导电氧化层230厚度介于1nm到10000nm之间，较佳地是介于10nm到1000nm之间，或者更佳地是介于50nm到150nm之间。第一导电氧化层230包含一材料不同于第二导电氧化层232的材料。在另一实施例中，第一导电氧化层230的材料包含一元素不同于第二导电氧化层232的材料。例如，第一导电氧化层230的材料是氧化铟锌(IZO)，具有一折射率介于2.0到2.2之间，第二导电氧化层232的材料是氧化铟锡(ITO)，具有一折射率介于1.8到2.0之间。本实施例中，第一导电氧化层230的折射率大于第二导电氧化层232的折射率，第二导电氧化层232的折射率大于第二绝缘层32的折射率，第二绝缘层32的折射率大于第一绝缘层31的折射率，因此第一绝缘层31、第二绝缘层32、第二导电氧化层232以及第一导电氧化层230的折射率沿着发光叠层25朝向反射结构22的方向递增，当光线被反射结构22反射朝向发光叠层25前进时，可以减少光线在第一绝缘层31与第二绝缘层32之间、第二绝缘层32与第二导电氧化层232之间、以及第二导电氧化层232与第一导电氧化层230之间发生全反射的机率。

在另一实施例中，绝缘结构3的厚度小于透明导电结构23厚度的1/5或者透明导电结构23厚度大于绝缘结构3的厚度100nm以上，当对透明导电结构23施以研磨制作工艺以平坦化透明导电结构23与的反射结构22接触的表面时的时候，可避免研磨过度而损害到绝缘结构3。绝缘结构3实质上完全地被第二导电氧化层232覆盖，第二导电氧化层232与窗户层29有较大的粘着力，可增强透明导电结构23的机械强度。在其他的实施例中，在绝缘结构3与反射结构22之间可不具有透明导电结构23，因此绝缘结构3可与反射结构22直接接触，以避免反射结构22与透明导电结构23之间的连接界面粘着力不足，而使反射结构22与透明导电结构23剥离。透明导电结构23填入多个孔隙242’与窗户层29欧姆接触。透明导电结构23对于发光叠层25所发出的光线是透明的。此外，透明导电结构23与反射结构22形成一全方位反射镜(ODR)，用以完全地反射发光叠层25所发出的光线。第一导电氧化层230与第二导电氧化层232的材料包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铟钨(IWO)、氧化锌(ZnO)、磷化镓(GaP)、氧化铟铈(ICO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟钛(ITiO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓铝锌(GAZO)或上述材料的组合。即使从发光叠层25所发出的光线没有被第一绝缘层31与窗户层29之间的内部全反射(TIR)界面所反射，光线也可以被透明导电结构23与反射结构22所形成的全方位反射镜(ODR)反射，用以提升发光元件100的出光效率。

反射结构22对于从发光叠层25所发出的光线具有一反射率大于90％，且反射结构22的材料可以是金属材料，金属材料包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、钨(W)或上述材料的合金等。反射结构22包含一反射层226；一反射粘结层224位于反射层226之下；一阻障层222位于反射粘结层224之下；以及一欧姆接触层220位于阻障层222之下。其中反射层226可反射来自发光叠层25之光；反射粘结层224粘结反射层226与阻障层222；阻障层222可防止反射层226的材料扩散至电极层220，破坏反射层226的结构，导致反射层226的反射率降低；欧姆接触层220与下方导电粘结层21形成欧姆接触。导电粘结层21可连接基板20与反射结构22，并可具有多个从属层(未显示)，其中多个从属层的材料可为透明导电材料或金属材料，透明导电材料包含但不限于氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化锌(ZnO)、磷化镓(GaP)、氧化铟铈(ICO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟钛(ITiO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓铝锌(GAZO)或上述材料的组合。金属材料包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、钨(W)或上述材料的合金等。

上述实施例仅为例示性说明本申请案的原理及其功效，而非用于限制本申请案。任何本申请案所属技术领域中熟悉此技术者均可在不违背本申请案的技术原理及精神的情况下，对上述实施例进行修改及变化。因此本申请案的权利保护范围如上述的权利要求所列。

Claims

1.一种发光元件，包含：

发光叠层，包含有源层，并发出一光线；

第一绝缘层，具有第一折射率，且位于该发光叠层上；

第二绝缘层，具有第二折射率，且位于该第一绝缘层上；

半导体层，位于该发光叠层与该第一绝缘层之间，且对于该光线为透明；

孔隙，穿透该第一绝缘层和该第二绝缘层；

透明导电结构，对应于该孔隙的位置且与该半导体层接触；以及

反射层，位于该透明导电结构上；

其中，该第二折射率介于1.4到1.8之间，且该第二折射率大于该第一折射率。

2.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一绝缘层包含一IVA族的化合物或VIIA族的化合物。

3.如权利要求1所述的发光元件，还包含导电粘结层，位于该反射层上。

4.如权利要求1所述的发光元件，其中该第二绝缘层包含氧化物或氮化物。

5.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一折射率小于1.4。

6.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一绝缘层具有第一厚度，该第二绝缘层具有第二厚度,其中该第一厚度与该第二厚度均介于150nm到500nm之间。

7.如权利要求1所述的发光元件，其中该透明导电结构具有第一导电氧化物层和第二导电氧化物层，且该第一导电氧化物层具有第三折射率大于该第一折射率。

8.如权利要求7所述的发光元件，其中该第二导电氧化物层具有第四折射率，该第三折射率介于2到2.2之间，且该第四折射率介于1.8到2.0之间。

9.如权利要求1所述的发光元件，其中，该半导体层包含砷化铝镓、氮化镓或磷化镓。

10.如权利要求1所述的发光元件，其中该孔隙的上视形状为圆形。

11.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一绝缘层具有第一侧壁，该第二绝缘层具有第二侧壁，该第一侧壁与该第二侧壁齐平，且该透明导电结构覆盖该第一侧壁与该第二侧壁。

12.如权利要求11所述的发光元件，还包含电接触层，位于该发光叠层上。

13.如权利要求12所述的发光元件，其中该孔隙为多个，从上视图观之，该电接触层与多个该孔隙不重叠。