CN109427936A - 具有分布式布拉格反射器的发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有分布式布拉格反射器的发光二极管，包括：发光结构体，包含活性层；分布式布拉格反射器(DBR)，布置于发光结构体的一侧，反射从发光结构体发出的光；界面层，布置于发光结构体与DBR之间，DBR包括相互交替层叠的低折射率的第一材料层及高折射率的第二材料层，界面层具有低于第一材料层的折射率，且厚度大于第一材料层及第二材料层各层的厚度，第二材料层中最靠近界面层的第二材料层包括密度相对低的第一子层及密度相对高的第二子层。通过采用折射率低的界面层，能够利用内部全反射提高反射率，进而提高发光效率，通过使用第一及第二子层，改善界面层与DBR的粘结特性，从而能够提供结构上稳定的发光二极管。

Description

具有分布式布拉格反射器的发光二极管
技术领域
本发明涉及一种发光二极管，尤其涉及一种为了改善光提取效率而具有分布式布拉格反射器的发光二极管。
背景技术
发出蓝色光或紫外线的氮化镓系发光二极管适用于多种应用，尤其，市场上销售有发出背光单元或普通照明等所需的混色光(例如白光)的多种种类的发光二极管封装件。
发光二极管封装件的光输出主要取决于发光二极管芯片的光效率，因此人们正不断努力改善发光二极管芯片的光效率。例如，努力通过在发光面形成粗糙的表面，或者调节外延层的形状或者透明基板的形状来改善光提取效率。
另外，有如下方法：在发光面的相反侧设置诸如Al等金属反射器以反射向芯片贴装面侧行进的光，从而改善光效率。利用金属反射器而使光反射，从而能够减少光损失，进而提高发光效率。然而，反射性金属通常易于氧化而反射率下降，因此金属反射器的反射率相对不高。
因此，利用折射率互不相同的材料交替层叠的分布式布拉格反射器 (DBR：Distributed Bragg Reflector)来实现高反射率，并且实现相对稳定的反射特性。
DBR通常由折射率互不相同的高折射率物质层与低折射率物质层交替层叠而形成。尤其，交替层叠分别相对于中心波长具有大约λ/4的光学厚度(实际厚度×折射率)的高折射率物质层及低折射率物质层，从而能够提供在包括中心波长的预定范围的光谱区域，即阻带(stop band)上的反射率较高的 DBR。
然而，DBR可能对形成它的层具有较差的粘结特性，从而需要使用透光性的界面层来弥补这一点。为了稳定的粘结，这样的界面层形成为比DBR的各层的厚度相对更厚。因此，不仅在DBR发生光吸收，在界面层也会发生光吸收，从而光效率可能下降。
发明内容
本发明要解决的课题在于提供一种具有得到改善的反射结构的发光二极管。
本发明要解决的又一课题在于提供一种结构上稳定且能够减少由于光吸收造成的损失而改善发光效率的发光二极管。
根据本发明的一实施例的发光二极管包括：发光结构体，包含活性层；分布式布拉格反射器(DBR)，布置于所述发光结构体的一侧，以反射从所述发光结构体发出的光；界面层，布置于所述发光结构体与所述分布式布拉格反射器之间，其中，所述DBR包括相互交替层叠的具有第一折射率的第一材料层及具有第二折射率的第二材料层，所述第一折射率低于所述第二折射率，所述界面层具有比所述第一材料层更低的折射率，且具有比所述第一材料层及第二材料层各层的厚度更大的厚度，所述第二材料层中的最靠近所述界面层的第二材料层包括密度相对低的第一子层及密度相对高的第二子层。
所述界面层减少所述基板底面的粗糙表面对形成于基板底面的DBR造成的影响。进而，使用折射率低于第一材料层的材料层作为界面层，从而能够利用内部全反射来减少光损失。并且，最靠近界面层的第二材料层包括密度不同的第一子层及第二子层，因此能够减少界面层与第二材料层的应力差，从而能够防止DBR剥离。
所述界面层可以是MgF2层，所述第一材料层可以是SiO2层，第二材料层可以是TiO2层。
并且，所述界面层可以受拉伸应力，所述第一子层可以受拉伸应力，所述第二子层可以受压缩应力。
进而，所述第一子层可以相比于所述第二子层更靠近所述界面层而布置。通过将受拉伸应力的界面层与受拉伸应力的第一子层靠近地布置，从而能够防止应力集中于第一材料层与界面层之间。
在若干实施例中，除了最靠近所述界面层的第二材料层之外的其他第二材料层可以具有相对高于所述第一子层的密度。第二材料层具有相对较高的密度，从而能够防止水分等浸入DBR，进而能够保持稳定的反射波长带域。
最靠近所述界面层的第二材料层可以接触于所述界面层。
另外，所述发光二极管还可以包括基板，并且所述发光结构体可以位于所述基板上。
在一实施例中，所述界面层可以与所述发光结构体相向而接触于所述基板。进而，所述发光二极管还可以包括：另一DBR，位于所述发光结构体上。所述另一DBR可以限定位于所述活性层的上部区域内而布置。进而所述发光二极管还可以包括：第一透明电极层覆盖所述另一DBR。
在另一实施例中，所述发光结构体位可以于所述基板与所述界面层之间。并且，所述DBR可以覆盖所述发光结构体的上表面及侧面。进而，所述发光二极管还可以包括：又一DBR，位于所述DBR与所述发光结构体之间。所述又一DBR可以限定于所述活性层的上部区域内而布置。进而所述发光二极管还可以包括：第二透明电极层，位于所述DBR与所述又一DBR之间，且覆盖所述又一DBR。
在又一实施例中，所述DBR可以限定于所述活性层的上部区域内而布置。另外，所述发光二极管还可以包括：表面层，与所述界面层相向而位于所述 DBR的最后一层上，并利用与所述DBR内的第一材料层相同的材料形成，且相对更厚于所述第一材料层。当贴装所述发光二极管时，所述表面层防止由于贴装发光二极管的面的粗糙表面造成DBR的损伤。
在若干实施例中，所述DBR针对于可见光区域的中心波长(λ:554nm) 可以包括：第一区域，相互交替地布置有光学厚度大于0.25λ+10％的第一组的第一材料层与光学厚度小于0.25λ+10％且大于0.25λ-10％的第二组的第一材料层；第二区域，包括光学厚度小于0.25λ-10％且连续布置的第三组的第一材料层；以及第三区域，布置于所述第一区域与第二区域之间，且包括光学厚度小于0.25λ-10％的第一材料层及光学厚度大于0.25λ的第一材料层，其中，所述第一区域相比于所述第二区域更靠近所述发光结构体而布置。
将第一区域内的第一材料层划分为光学厚度大于0.25λ+10％的第一组及光学厚度在0.25λ附近的第二组，且将其相互交替布置，从而能够强化中心波长(λ)附近以及相对于中心波长而言为长波长的光谱区域的DBR的反射特性。
并且，通过在第一区域与第二区域之间布置第三区域，能够防止在光谱区域中心区域附近发生纹波。
另外，由于短波长的光相比于长波长的光更深地浸透在DBR内，因此若将第一区域相比于第二区域更靠近发光结构体地布置，则能够提高经过较宽的光谱区域入射的光的反射效率。
进而，所述第一组的第一材料层可以包括光学厚度小于0.3λ+10％的第一材料层，所述第三组的第一材料层可以具有大于0.2λ-10％的光学厚度。所述第一组的第一材料层大致具有0.3λ左右的光学厚度，所述第三组的第一材料层大致具有0.2λ左右的光学厚度。因此，所述第一组的第一材料层提高在相对于中心波长而言为长波长区域的反射率，所述第三组的第一材料层提高在相对于中心波长而言为短波长区域的反射率。
根据本发明的实施例，所述第一区域内的第一材料层的光学厚度偏差大于所述第二区域内的第一材料层的光学厚度偏差。通过清晰地划分第一组的第一材料层与第二组的第二材料层的光学厚度，增加了第一区域内的第一材料层的光学厚度偏差。
另外，所述第一区域内的第二材料层包括光学厚度大于0.25λ+10％的第一组的第二材料层及光学厚度大于0.25λ-10％且小于0.25λ+10％的第二组的第二材料层，所述第二区域内的第二材料层包括光学厚度小于0.25λ-10％且连续布置的第三组的第二材料层，所述第三区域内的第二材料层包括光学厚度小于0.25λ-10％的第二材料层及光学厚度大于0.25λ且小于0.25λ+10％的第二材料层。
在所述第一区域内，第二材料层也会与第一材料层相似地划分为两个组。并且，第二材料层可以大致由第一组的第二材料层及第二组的第二材料层交替布置。
进而，所述第一组的第二材料层可以具有小于0.25λ+20％的光学厚度。并且，所述第一组的第二材料层的光学厚度的平均值小于所述第一组的第一材料层的光学厚度的平均值。
通常，具有相对高折射率的材料层具有相对于低折射率的材料层更高的吸收率的特性。因此，将高折射率的第二材料层的光学厚度控制为小于低折射率的第一材料层的光学厚度，这样能够减少由于光吸收造成的损失。尤其，通过在光学厚度相对较厚的第一区域将第二材料层的厚度形成为相对较小，能够有效地减少由于光吸收造成的损失。
另外，所述第一区域内的第二材料层的光学厚度偏差大于所述第二区域内的第二材料层的光学厚度偏差。第一区域内的第二材料层可以与第一材料层相似地被划分为光学厚度互不相同的两个组。与此相反，由于第二区域内的第二材料层具有大致相似的光学厚度，因此厚度偏差相对较小。
在若干实施例中，所述第三区域内的第二材料层还可以包括光学厚度大于0.25λ+10％的第二材料层。进而，所述DBR可以包括位于所述第三区域且光学厚度大于0.25λ-10％并小于0.25λ的第一材料层。
相比于第一区域及第二区域，在第三区域内包括相对较少的层。然而第三区域所包括的层相比于第一区域或第二区域可以具有相对多样的光学厚度。
在本发明的实施例中，所述发光二极管可以是水平型、垂直型或倒装芯片型等多种形态，并且不限定于特定的发光二极管结构。
并且，在本发明的实施例中，所述活性层例如可以生成蓝色光。尤其，所述活性层可以发出具有425～475nm范围内的波长的光，尤其，可以发出波长相比于中心波长(554nm)小约100nm的蓝色光。
在本说明书中，“具有低折射率的第一材料层”及“具有高折射率的第二材料层”表示将第一材料层及第二材料层相对比而体现折射率差异，低折射率的第一材料层相比于高折射率的第二材料层具有较低的折射率。在一实施例中，所述第一材料层可以是SiO2层，所述第二材料层可以是TiO2层。例如，SiO2层可以具有约1.47的折射率，TiO2层可以具有约2.41的折射率。然而，所述第一材料层及第二材料层并不限定于SiO2层及TiO2层。第一材料层及第二材料层只要具有互不相同的折射率且具有光透射性，则不仅可以使用绝缘层作为第一材料层及第二材料层，也可以使用半导体层作为第一材料层及第二材料层。但是，诸如SiO2层及TiO2层等介电层的光透射率高且易于沉积，折射率差异相对较大，因此更适合。
根据本发明的实施例，通过采用折射率低的界面层，从而能够减小入射至界面层的光的临界角，因此，利用内部全反射使入射相对较大的光反射，从而能够提高反射效率，进而能够改善发光效率。尤其，能够减少进入界面层及DBR内部的光量，从而能够减少在界面层或DBR由于光吸收造成的损失。进而，DBR通常对于入射角大的光反射率不好，然而由于利用内部全反射二使入射相对较大的光反射，从而能够增加DBR设计的宽裕程度。
根据本发明的实施例的其他优点及特征将在下文中进行详细说明，或者可以通过详细的说明而得到理解。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管100的剖面图。
图2是用于说明从基板向界面层入射的光的临界角的示意图。
图3是根据本发明的一实施例的发光二极管100的局部放大剖面图。
图4是用于说明根据本发明的另一实施例的发光二极管200的示意性剖面图。
图5a及图5b用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管300的平面图及剖面图。
图6是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管400的剖面图。
图7是为了说明根据本发明的一实施例的DBR结构而示出的按 TiO2/SiO2对的位置的光学厚度的图表。
图8是示出根据现有技术及本发明的实施例而设计的基于DBR的入射角的反射率变化的模拟曲线图。
图9是示出基于界面层的厚度的发光二极管的光度变化的曲线图。
图10是包括示出由于DBR的第一层的结构造成DBR部分剥离而发生不良的情形的光学照片(a)以及示出未发生DBR剥离的情形的光学照片(b) 的图。
图11是根据本发明的一实施例的DBR的第一层的结构的透射电子显微镜照片。
图12是用于说明应用根据本发明的一实施例的发光元件(发光二极管) 的照明装置的分解立体图。
图13是用于说明应用根据本发明的又一实施例的发光元件(发光二极管) 的显示装置的剖面图。
图14是用于说明应用根据本发明的又一实施例的发光元件(发光二极管) 的显示装置的剖面图。
图15是用于说明将根据本发明的又一实施例的发光元件(发光二极管) 应用到前照灯的示例的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。为了将本发明的思想充分传递给本领域技术人员，作为示例提供以下介绍的实施例。因此，本发明并不限定于如下所述的实施例，也可以具体化为其他形态。另外，在附图中，可能为了便利而夸张图示构成要素的宽度、长度、厚度等。在整个说明书中，相同的附图符号表示相同的构成要素。
图1是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管100的剖面图。
参照图1，发光二极管100包括基板21、发光结构体30、界面层41及 DBR 43。并且，发光二极管100可以包括缓冲层23、透明电极层31、第一电极焊盘33、第二电极焊盘35、电流阻断层39及表面层45。
基板21只要是透明基板则不受特殊限制，例如可以是蓝宝石基板、氮化镓基板或SiC基板。基板21可以是适合使氮化镓系的化合物半导体层生长的生长基板。例如，基板21可以如同图案化的蓝宝石基板(PSS:patterned sapphire substrate)，在上部表面具有预定的图案。
发光结构体30布置于基板21上部。发光结构体30包括：第一导电型半导体层25、第二导电型半导体层29以及夹设于所述第一导电型半导体层25 与第二导电型半导体层29之间的活性层27。在此，第一导电型及第二导电型是彼此相反的导电型，第一导电型可以为n型，第二导电型可以为p型，并且也可以与之相反。
所述第一导电型半导体层25、活性层27及第二导电型半导体层29可以由氮化镓系的化合物半导体物质，即(Al、In、Ga)N形成。所述活性层27 以发出所需波长的光的方式确定组成元素及组成比，所述所需波长的光例如为紫外线或蓝色光。如图所示，所述第一导电型半导体层25和/或第二导电型半导体层29可以形成为单层，但是也可以形成为多层结构。并且，活性层 27可以形成为单量子阱结构或多量子阱结构。并且，在所述基板21与第一导电型半导体层25之间可以夹设有缓冲层23。
所述半导体层25、27、29可以使用金属有机化学气相沉积(MOCVD) 或分子束外延(MBE)技术而形成，并且可以使用光刻及蚀刻工序进行图案化，使得所述第一导电型半导体层25的一部分区域暴露。
另外，透明电极层31可以利用例如ITO、ZnO或者Ni/Au形成于第二导电型半导体层29上。透明电极层31的电阻率相比于第二导电型半导体层29 较低，从而会分散电流。在第一导电型半导体层25上形成有第一电极焊盘 33，例如n-电极焊盘33，在透明电极层31上形成有第二电极焊盘35，例如 p-电极焊盘35。如图所示，p-电极焊盘35可以通过透明电极层31电连接于第二导电型半导体层29。
电流阻断层39位于第二电极焊盘35与第二导电型半导体层29之间。所述电流阻断层39可以位于透明电极层31下方，然而并不限定于此，也可以位于透明电极层31上。在电流阻断层39位于透明电极层31与第二电极焊盘 35之间的情况下，第二电极焊盘35可以通过延伸部(未图示)电连接于透明电极层31。
所述电流阻断层39使在活性层27生成而向第二电极焊盘35侧行进的光反射。这样的电流阻断层39可以形成为相对于在活性层27生成的光具有较高的反射率，例如，可以形成为将诸如TiO2及SiO2等折射率互不相同的介电层交替层叠的分布式布拉格反射器(DBR)。因此，通过防止光被所述第二电极焊盘35吸收而造成损失，从而能够改善发光效率。
DBR 43位于基板21的下部。即，在发光结构体30与DBR 43之间布置有基板21。所述DBR 43通过将具有第一折射率(低折射率)的第一材料层，例如SiO2(n:约1.47)与具有第二折射率(高折射率)的第二材料层，例如 TiO2(n:约2.41)交替层叠而形成。第一材料层及第二材料层可以利用电子束沉积法或等离子体离子辅助沉积装置而在同一腔室内形成。尤其，利用等离子体离子辅助沉积装置可以形成高密度的致密的层。并且，可以调节等离子体离子辅助沉积装置中的第一材料层及第二材料层的沉积率、腔室的压力、基板的温度、气体注入量、偏置电压等而改变薄膜的特性。尤其，基板的加热和等离子体离子辅助可以使TiO2薄膜的微观结构改变地较为致密，从而将拉伸应力改变为压缩应力。后文参照图7对DBR 43的具体层叠结构的一示例进行详细说明。
另外，在基板21与DBR 43之间可以夹设有界面层41。界面层41利用折射率低于第一材料层的材料层形成。例如，在第一材料层是SiO2时，界面层41可以是MgF2层。MgF2具有约1.38的折射率。界面层41用于防止形成于基板21底面的DBR 43受到基板21底面的表面状态的影响，因此界面层 41形成为比第一材料层相对更厚。例如，界面层41可以形成为具有300～500nm范围内的厚度，更具体而言可以形成为具有400nm的厚度。
MgF2层例如可以利用电子束蒸发法或等离子体离子辅助沉积法形成。在一实施例中，即使在利用等离子体离子辅助沉积装置沉积MgF2的情况下，为了缓和MgF2的应力也可以不利用等离子体离子辅助而沉积MgF2。进而，在沉积MgF2期间可以利用沉积率、腔室的压力、基板的温度、气体注入量、偏置电压等改变MgF2薄膜的光学特性。
进而，作为DBR 43的最后一层的表面层45可以覆盖DBR 43。表面层 45用于在封装发光二极管100时防止DBR 43受到贴装发光二极管100的贴装面的表面状态的影响，因此表面层45与界面层41相似地相对较厚地形成。例如，表面层45可以利用SiO2而形成为具有300～500nm的范围内的厚度，更具体而言可以形成为具有400nm的厚度。
在本实施例中，DBR 43与发光结构体30将基板21置于中间而相向地布置。在活性层27生成的光在DBR 43反射，进而向发光二极管100的上方射出。
根据本实施例，界面层41具有相比于低折射率的第一材料层更低的折射率。基板21及界面层41通常具有互不相同的折射率，因此在其交界面发生内部全反射。
图2是用于说明从基板向界面层入射的光的临界角θc的示意图。
参照图2，为了使氮化镓系半导体层生长而使用的基板21大致地具有高于第一材料层的折射率。例如，蓝宝石基板21具有约1.68的折射率，并且 SiO2具有约1.47的折射率。SiC基板或者氮化镓基板具有比蓝宝石基板更高的折射率。
因此，从基板21向界面层41入射的光具有临界角θc，并且以临界角以上的角度入射的光被内部全反射。尤其，基板21与界面层41的折射率差异越大临界角越小，因此被内部全反射的光量会增加。即，相比于利用与第一材料层相同的材料层形成界面层41的情形，在利用折射率低于第一材料层的材料层形成界面层41的情况下可以增加内部全反射，因此能够减少在界面层 41及DBR 43由于光吸收而损失的光量。例如，在蓝宝石基板使用SiO2界面层的情况下，临界角约为61.7度，相反地，在使用MgF2界面层的情况下临界角约为55.7度，即，相比于SiO2界面层减小了大约6度。
尤其，DBR 43通常具有针对垂直入射的光反射率相对较高的特征，其针对入射角大的光可以具有相对较低的反射率。因此，入射角大的光入射至DBR 43而造成损失的可能性较高，并且，通过利用在界面层41的内部全反射阻断入射角大的光入射至DBR 43，从而能够减少光损失。
图3是根据本发明的一实施例的发光二极管100的局部放大剖面图。
参照图3，DBR 43具有低折射率的第一材料层43a与高折射率的第二材料层43b交替层叠的结构。另外，界面层41布置于基板21与DBR 43之间。
在本实施例中，所述界面层41可以受到来自基板21的拉伸应力。受到拉伸应力的界面层41例如可以在等离子体离子辅助装置中，在没有等离子体离子辅助的条件下通过沉积而形成。另外，为了保持较高的反射率，所形成的DBR 43通常会以相对高密度形成，因此会受到基板21压缩应力。界面层 41与DBR 43之间的应力差可能会导致DBR 43剥离。
在本发明的实施例中，为了防止界面层41与DBR 43之间的剥离，DBR 43的第二材料层43b中至少第一层，即，最接近界面层41的第二材料层包括密度相对较低的第一子层43b-1及密度相对较高的第二子层43b-2。例如，第一子层43b-1可以在等离子体离子辅助装置中没有等离子体离子辅助的条件下被沉积，第二子层43b-2可以利用等离子体离子辅助而被沉积。并且，可以调节沉积率、腔室的压力、基板的温度、气体注入量、偏置电压等来调节第一子层43b-1的密度。另外，由于第一子层43b-1的密度相对较低，因此能够减小所述第一层的整体压缩应力，从而能够防止DBR 43从界面层41剥离。例如，第一子层43b-1可以利用密度相对低的TiO2形成，第二子层43b-2 可以利用密度相对高的TiO2形成。
虽然并不一定限定于此，但是第一子层43b-1可以相比于第二子层43b-2 更靠近界面层41地布置，进而，第一子层43b-1可以接触于界面层41。通过将第一子层43b-1布置在第二子层43b-2与界面层41之间，能够减小DBR 43 与界面层41之间的应力差，进而能够防止DBR 43的剥离。
第一子层43b-1厚度及第二子层43b-2的厚度可以大大地影响DBR 43 的剥离。相接于界面层41的第二材料层43b具有约50nm的厚度，通过形成第一子层43b-1能够减少剥离，但是如果厚度不够，则仍有可能发生DBR 43 的剥离。为了使第一子层43b-1的厚度足够，需要使其厚度为第二材料层43b 的1/3以上。例如，第一子层43b-1的厚度可以是15nm以上，进而可以是约 25nm以上。在将第一子层43b-1的厚度形成为5nm的情况下，虽然观察到了 DBR 43的剥离，但是在将第一子层43b-1的厚度形成为25nm的情况下，未观察到剥离。
除了相接于界面层41的第二材料层43b以外的第二材料层43b可以形成为与第一子层43b-1相同密度的单层，然而并不一定限定于此，这些层中一部分层也可以包括密度不同的子层。但是，低密度的材料层可能由于在发光二极管的工作中进入水分等而改变反射波长带，因此低密度的子层的使用极为受限。因此，例如，第二材料层43b整体层数的1/2以上没有子层而形成为高密度的材料层。
另外，在本实施例中，在所述电流阻断层39形成为分布式布拉格反射器的情况下，在分布式布拉格反射器与第二导电型半导体层29之间可以布置有界面层(未图示)。此时，所述界面层可以具有分布式布拉格反射器内的低折射率层更低的折射率，因此，相比于形成具有与分布式布拉格反射器内的低折射率层相同折射率的界面层的情况，能够增加内部全反射而减少光损失。并且，同上所述，在电流阻断层内相接于所述界面层的高折射率的第二材料层可以包括密度相对较低的第一子层及密度相对较高的第二子层。
图4是用于说明根据本发明的另一实施例的发光二极管200的示意性剖面图。
参照图4，在本实施例中，DBR 53与DBR 43大致相似，但是差异在于 DBR 53相向于基板21而布置于发光结构体30上。如图所示，DBR 53可以覆盖透明电极层31，并且可以覆盖第一导电型半导体层25的暴露面。DBR 53 将从活性层27生成的光朝向基板21侧反射。DBR53的具体结构与上述的 DBR 43相同，并且，界面层(未图示)可以布置于发光结构体30与DBR 53 之间，表面层(未图示)可以布置于DBR 53的上表面。界面层及表面层与上述的界面层41及表面层45相同，因此省略其详细说明。
所述发光二极管200例如可以是倒装芯片型发光二极管。因此，透明电极层31、n-电极焊盘33及p-电极焊盘35的具体形状及位置可以适合倒装芯片型发光二极管地改变。
图5a及图5b用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管300，图 5a示出平面图，图5b示出沿图5a的截取线A-A截取的剖面图。
参照图5a及图5b，所述发光二极管300包括基板121、第一导电型半导体层123、活性层125、第二导电型半导体层127、欧姆反射层131、下部绝缘层133、第一焊盘金属层135a、第二焊盘金属层135b及上部绝缘层137。进而，所述发光二极管还可以包括预备绝缘层129，并且还可以包括第一凸起焊盘139a及第二凸起焊盘139b。
所述基板121与参照图1说明的基板21相同，例如可以是蓝宝石基板、氮化镓基板或SiC基板等多种基板等多样的基板，并且可以是图案化的蓝宝石基板(PSS:patternedsapphire substrate)。如平面图(图5a)中所示，基板 121可以具有矩形或者正方形的外形，然而并不一定限定于此。基板121的尺寸不受特别限制，可以进行多样的选择。
第一导电型半导体层123布置于基板121上。第一导电型半导体层123 为在基板121上生长的层，可以是氮化镓系半导体层。第一导电型半导体层 123可以是涂覆有杂质，例如Si的氮化镓系半导体层。如参照图1所述，缓冲层23可以布置于第一导电型半导体层123与基板121之间。
在第一导电型半导体层123上布置有台面M。台面M可以限定位于被第一导电型半导体层123包围的区域内侧，因此，第一导电型半导体层的边缘部位附近区域可能不被台面M所覆盖，而暴露于外部。
台面M包括第二导电型半导体层127及活性层125。所述活性层125夹设于第一导电型半导体层123与第二导电型半导体层127之间。活性层125 可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。活性层125内阱层的组成及厚度决定生成的光的波长。尤其，通过调节阱层的组分，可以提供生成紫外线、蓝色光或绿色光的活性层。
另外，第二导电型半导体层127可以是掺杂有p型杂质，例如Mg的氮化镓系半导体层。第一导电型半导体层123及第二导电型半导体层127可以分别为单层，然而并不限定于此，也可以是多层，并且也可以包括超晶格层。第一导电型半导体层123、活性层125及第二导电型半导体层127可以利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)等公知方法而在腔室内的基板121上生长而形成。
另外，如图5a所示，在所述台面M可以形成有渗透到内部的凹陷部130，第一导电型半导体层123的上表面可以通过凹陷部130暴露。凹陷部130可以从台面M的一侧边缘朝向与其相向的另一侧边缘向台面M内部较长地形成。凹陷部130的长度不受特别限制，可以台面M长度的1/2或者更长。并且，虽然在图5a中图示了两个凹陷部130，但是凹陷部130的数量也可以是一个，也可以是三个以上。随着凹陷部130的数量增加，后述的第一焊盘金属层135a的内部接触部135a2的数量也增加，从而改善电流分散性能。
另外，凹陷部130从末端端部宽度变宽而具有圆形形状。通过这样形成凹陷部130的末端端部形状，能够以相似的形状形成下部绝缘层133。尤其，下部绝缘层133包括分布式布拉格反射器，在这种情况下，如图5a所示，若在末端端部宽度不变宽，则在分布式布拉格反射器的侧壁形成严重的双重阶梯，并且侧壁的倾斜角变大，因此易于在第一焊盘金属层135a发生破碎。因此，凹陷部130的末端端部形状及下部绝缘层133的第一开口部133a2的末端端部形状形成为如本实施例的形状，从而可以形成为下部绝缘层133具有平缓的倾斜角，进而能够改善发光二极管的良品率。
另外，欧姆反射层131布置于台面M上部而与第二导电型半导体层127 接触。欧姆反射层131可以在台面M上部区域跨过台面M的几乎全部的区域而布置。例如，欧姆反射层131可覆盖台面M上部区域的80％以上，进而可以覆盖90％以上的区域。
欧姆反射层131可以包括具有反射性的金属层，因此，可以将在活性层 125生成而向欧姆反射层131行进的光向基板121侧反射。例如，欧姆反射层131可形成为单个反射金属层，然而并不限定于此，也可包括欧姆层及反射层。作为欧姆层可以使用Ni之类的金属层，或者可以使用ITO等透明氧化物层，可以使用Ag或Al等反射率高的金属层作为反射层。
另外，预备绝缘层129可以覆盖所述欧姆反射层131周围的台面M。预备绝缘层129例如可以利用SiO2形成，并且可以覆盖台面M的侧面，进而覆盖第一导电型半导体层123的一部分区域。在其他实施例中，预备绝缘层129 也可以仅在台面M上部布置于欧姆反射层131周围。
下部绝缘层133覆盖台面M及欧姆反射层131。并且，下部绝缘层133 可以沿台面M周围覆盖第一导电型半导体层123，并且可以在台面M内部的凹陷部130内覆盖第一导电型半导体层123。尤其，下部绝缘层133覆盖台面M的侧面。
另外，下部绝缘层133具有使第一导电型半导体层123暴露的第一开口部133a1、133a2以及使欧姆反射层131暴露的第二开口部133b。第一开口部 133a1沿台面M周围使第一导电型半导体层123暴露，第一开口部133a2在所述凹陷部130内使第一导电型半导体层123暴露。如图5a所示，所述第一开口部133a1与第一开口部133a2可以相互连接。然而，本发明并不限定于此，第一开口部133a1与第一开口部133a2也可以相互隔开。
第二开口部133b使欧姆反射层131暴露。可以形成多个第二开口部133b，且这些第二开口部133b可以与所述凹陷部130相向而布置于基板121一侧的边缘部位附近。后文对第二开口部133b的位置再次进行说明。
另外，下部绝缘层133覆盖预备绝缘层129而与预备绝缘层129合并。只要没有特别提及，则可以理解为预备绝缘层129包含于下部绝缘层133。如上文的实施例所述，下部绝缘层133包括具有低折射率的第一材料层与具有高折射率的第二材料层交替层叠的分布式布拉格反射器(DBR)，进而包括界面层。界面层可以位于DBR下部，并且可以位于欧姆反射层131及预备绝缘层129上。
如上文的实施例所述，相接于界面层的第二材料层可以包括密度相对较低的第一子层及密度相对较高的第二子层，为避免重复，省略对其的说明。
并且，所述下部绝缘层133可以包括位于DBR上的表面层，表面层与图 1所述的表面层45相似，为避免重复，省略对其的说明。
另外，第一焊盘金属层135a布置于所述下部绝缘层133上，且通过下部绝缘层133而与台面M及欧姆反射层131绝缘。第一焊盘金属层135a通过下部绝缘层133的第一开口部133a1、133a2与第一导电型半导体层123接触。第一焊盘金属层135a可以包括：外部接触部135a1，沿台面M的周围而与第一导电型半导体层123接触；以及内部接触部135a2，在所述凹陷部130内与第一导电型半导体层123接触。外部接触部135a1沿台面M的周围而在基板 121的边缘附近与第一导电型半导体层123接触，内部接触部135a2在被外部接触部135a1包围的区域内部与第一导电型半导体层123接触。外部接触部 135a1与内部接触部135a2可以相互连接，然而并不限定于此，也可以相互隔开。
另外，第二焊盘金属层135b在下部绝缘层133上布置于台面M的上部区域，且通过下部绝缘层133的第二开口部133b电连接于欧姆反射层131。第二焊盘金属层135b可以被第一焊盘金属层135a包围，且可以在两者之间形成边界区域135ab。下部绝缘层133从边界区域135ab暴露，且该边界区域 135ab被后述的上部绝缘层137覆盖。
第一焊盘金属层135a及第二焊盘金属层135b可以在同一个工序中使用同一种材料而一起形成。第一焊盘金属层135a及第二焊盘金属层135b可以包括如A1层等欧姆反射层，且欧姆反射层可以在Ti、Cr或Ni等的粘结层上形成。并且，在所述欧姆反射层上可以形成有Ni、Cr、Au等的单层或复合层结构的保护层。第一焊盘金属层135a及第二焊盘金属层135b例如可以具有Cr/Al/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti的多层结构。
所述上部绝缘层137覆盖第一焊盘金属层135a及第二焊盘金属层135b。并且，上部绝缘层137可以沿台面M周围覆盖第一导电型半导体层123。只不过，上部绝缘层137可以沿基板121的边缘而使第一导电型半导体层123 暴露。
另外，上部绝缘层137具有使第一焊盘金属层135a暴露的第一开口部 137a以及使第二焊盘金属层135b暴露的第二开口部137b。第一开口部137a 及第二开口部137b可以布置于台面M上部区域，且可以彼此相向地布置。尤其，第一开口部137a及第二开口部137b可以靠近台面M的两侧边缘而布置。
上文中描述的下部绝缘层133的第二开口部133b可以布置于上部绝缘层 137的第二开口部137b附近。只不过，下部绝缘层133的第二开口部133b 被隔开，从而不仅不会与上绝缘层137的第一开口部137a重叠，也不会与第二开口部137b重叠。因此，即使焊料通过上部绝缘层137的第二开口部137b 浸透，也能够通过下部绝缘层133的第二开口部133b防止焊料扩散，从而能够防止由于焊料而造成的欧姆反射层131的污染。
上部绝缘层137可形成为SiO2或Si3N4的单层结构，然而并不限定于此。例如，上部绝缘层137也可以具有包括氮化硅膜及氧化硅膜的多层结构，并且还可以包括将氧化硅膜及氧化钛膜交替层叠的分布式布拉格反射器。并且，在上部绝缘层137包括分布式布拉格反射器的情况下，同上文所述的界面层可以布置于分布式布拉格反射器下部，进而表面层可以布置于分布式布拉格反射器上表面。
另外，第一凸起焊盘139a电连接于通过上部绝缘层137的第一开口部 137a暴露的第一焊盘金属层135a，第二凸起焊盘139b电连接于通过第二开口部137b暴露的第二焊盘金属层135b。如图5a所示，第一凸起焊盘139a 将所述上部绝缘层137的第一开口部137a全部覆盖并密封，并且第二凸起焊盘139b将所述上部绝缘层137的第二开口部137b全部覆盖并密封。并且，所述第二凸起焊盘139b覆盖下部绝缘层133的第二开口部133b的上部区域。即，所述第二凸起焊盘139b覆盖下部绝缘层133的第二开口部133b上部的上部绝缘层137。第二凸起焊盘139b可以将下部绝缘层133的第二开口部133b全部覆盖，然而并不限定于此，第二开口部133b中一部分也可以位于第二凸起焊盘139b的外部。
并且，如图5a所述，第二凸起焊盘139b也可以限定于第一焊盘金属层 135a的上部区域内而被布置。然而，本发明并不限定于此，第二凸起焊盘139b 的一部分也可以与第一焊盘金属层135a重复。只不过，上部绝缘层137可以布置于第一焊盘金属层135a与第二凸起焊盘139b之间而使其绝缘。
图6是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管400的剖面图。
参照图6，根据本实施例的发光二极管400与参照图5a及图5b所述的发光二极管300相似地包括基板121及发光结构体。发光结构体包括第一导电型半导体层123、活性层125及第二导电型半导体层127。基板121、第一导电型半导体层123、活性层125及第二导电型半导体层127与参照图5a及图 5b说明的内容相似，因此为避免重复，省略对其的详细的说明。活性层125 及第二导电型半导体层127也可以在第一导电型半导体层123上布置为台面形状，然而并不限定于此，活性层125及第二导电型半导体层127的外廓边缘与第一导电型半导体层123的外廓边缘可以实质上一致。
并且，如参照图5a及图5b所述，发光结构体可以包括凹陷部130，然而并不限定于此，可以包括使第一导电型半导体层123暴露的多个过孔130'。进而，也可以包括凹陷部130及过孔130'。并且，也可以没有凹陷部130或过孔130'，第一导电型半导体层123仅在台面的外廓区域暴露。
在暴露的第一导电型半导体层123上可以形成有第一电连接层231a，并且第一电连接层231a欧姆接触于第一导电型半导体层123。也可以省略第一电连接层231a。
另外，发光二极管400包括透明电极层231，以代替欧姆反射层131而作为欧姆接触于第二导电型半导体层127的接触层。透明电极层231与参照图1说明的透明电极层31相似，因此省略其详细说明。并且，在透明电极层 231与第二导电型半导体层127之间可以布置有电流阻断层230。电流阻断层 230与参照图1说明的电流阻断层39相似，因此省略其详细说明。
另外，在所述电流阻断层230上部区域内部可以布置有连接于透明电极层231的电连接层232b。通过布置多个电连接层232b，从而在多个区域连接于透明电极层231。电连接层232可以具有纤长的线形状或者可以具有点形状。所述电流阻断层230的形状可以对应于电连接层232b连接于透明电极层231的区域的形状，因此，电流阻断层230可以布置为线形状或者点形状。电连接层232b与电连接层232a可以利用同一种材料而在同一个工序中一同形成，然而并不限定于此，电连接层232b可以在对下部绝缘层233进行图案化的期间内保护透明电极层231。电连接层232b也可以被省略。
下部绝缘层233覆盖透明电极层231及发光结构体。并且，下部绝缘层 233覆盖使第一导电型半导体层123暴露的过孔130'。但是，下部绝缘层233 使形成于第一导电型半导体层123上的电连接层232a，例如过孔130'内的电连接层232a暴露，并且，使透明电极层231上的电连接层232a暴露。在电连接层232a、232b被省略的情况下，下部绝缘层233会使第一导电型半导体层123及透明电极层231暴露。
如参照图5a及图5b所述，下部绝缘层233可以包括DBR及界面层，进而可以包括表面层。
另外，在所述下部绝缘层233上可以布置有第一焊盘金属层235a及第二焊盘金属层235b，从而电连接于第一导电型半导体层123及透明电极层231。第一焊盘金属层235a及第二焊盘金属层235b可以分别电连接于通过下部绝缘层233暴露的电连接层232a、232b。
第一焊盘金属层235a及第二焊盘金属层235b可以分别布置为一个，然而并不限定于此，也可以排列多个第一焊盘金属层235a和/或多个第二焊盘金属层235b。
另外，上部绝缘层237覆盖第一焊盘金属层235a及第二焊盘金属层235b 并具有使其暴露的开口部237a、237b。上部绝缘层237与参照图5a及图5b 所述的上部绝缘层137相似，为避免重复，省略其详细说明。
第一凸起焊盘239a及第二凸起焊盘239b布置于上部绝缘层237上，并且通过开口部237a、237b连接于第一焊盘金属层235a及第二焊盘金属层235b。在第一焊盘金属层235a为多个的情况下，第一凸起焊盘239a使它们电连接。并且，在第二凸起焊盘235b为多个的情况下，第二凸起焊盘239b可以使它们电连接。
虽然上文对发光二极管的多种实施例进行了说明，但是本发明并不限定于这些特征实施例。并且，上文所述的发光二极管可以进行多种变形，并且本发明可以适用于变形的发光二极管及除此之外的多种发光二极管。
以下对用于提高反射率的DBR结构进行更详细的说明。但是应该注意本发明并不限定于以下的DBR结构。
图7是为了说明根据本发明的一实施例的DBR结构而示出的按第一材料层/第二材料层(SiO2/TiO2)对的位置的光学厚度的图表。在此，光学厚度是相对于可见光区域的中心波长(λ：554nm)的厚度。
在此，对第一材料层具有低于第二材料层的折射率的情形进行说明。并且，虽然以图1的DBR 43为示例进行说明，但是如上所述，以下说明的DBR 可以适用于多种实施例的DBR。
DBR 43的第一层可以是第一材料层，也可以是第二材料层。但是，由于使用折射率低于第一材料层的界面层，因此，在此对形成于界面层上的DBR 的第一层是第二材料层的情形进行说明。然而，本发明并不限定于此，第一层也可以是第一材料层。
另外，形成于DBR 43表面的表面层45为了执行保护DBR 43的功能而可以相对较厚地形成，并且可以利用与第一材料层相同的材料形成。因此，除了表面层45之外的DBR 43的最后一层通常为第二材料层，并且该层也可能无法形成对。
图7示出如下的情形：作为夹设于界面层41与表面层45之间的DBR 43，第一层及最后一层为第二材料层(TiO2层)。因此，在以第二材料层(TiO2层)/第一材料层(SiO2层)的顺序形成对，最后的第二材料层未形成对。
另外，参照图7能够确认DBR的结构清晰地区分为第一区域、第二区域及第三区域。在此，第一区域相比于第二区域更靠近发光结构体30而布置，第三区域布置于第一区域与第二区域之间。
(第一区域)
第一区域为了提高中心波长(λ)附近以及相对于中心波长而言为长波长的光谱区域的反射率而配置。因此，第一区域的第一材料层及第二材料层的光学厚度大致在0.25λ附近或者大于0.25λ。
具体而言，在第一区域中，第一材料层(SiO2层)被划分为光学厚度大于0.25λ+10％的第一组的第一材料层以及光学厚度小于0.25λ+10％并大于 0.25λ-10％的第二组的第一材料层。这些第一组的第一材料层与第二组的第一材料层相互交叉布置。如图7所示，相对较厚的第一组的第一材料层与相对较薄的第二组的第一材料层相互交叉布置。第一组的第一材料层可以先形成，然而并不限定于此，也可以先形成第二组的第一材料层。
进而，所述第一组的第一材料层大致具有小于0.3λ+10％的光学厚度。在本实施例中，可以得知第一组的第一材料层包括五个层，除了第一层以外的四个层具有小于0.3λ+10％的光学厚度。
另外，所述第一区域内的第二材料层(例，TiO2层)包括光学厚度大于 0.25λ+10％的第一组的第二材料层以及光学厚度大于0.25λ-10％并小于 0.25λ+10％的第二组的第二材料层。
光学厚度被清晰地划分为第一组的第二材料层及第二组的第二材料层。进而，可以得知虽然并非为第一组的第二材料层及第二组的第二材料层全部交替布置，但是大部分相互交替布置。
另外，第一组的第二材料层的光学厚度大致小于第一组的第一材料层。并且，所述第一组的第二材料层的光学厚度的平均值小于所述第一组的第一材料层的光学厚度的平均值。具有相对高折射率的第二材料层的光吸收率比具有相对低折射率的第一材料层的光吸收率更大，因此通过相对较薄地形成第一组的第二材料层，能够减少光损失。
所述第一组的第二材料层可以具有小于0.25λ+20％(即，0.3λ)的光学厚度。与此相反，第一组的第一材料层具有大致大于0.25λ+20％的光学厚度。
另外，为了防止光损失，第二组的第二材料层也可以具有小于第二组的第一材料层的光学厚度，然而由于光学厚度相对小于第一组的第二材料层，因此即使减小厚度，在减小光损失方面也不会有太大的效果。因此，第二组的第二材料层及第二组的第一材料层可具有大致相似的光学厚度。
(第二区域)
第二区域为了提高相对于中心波长(λ)而言为短波长的光谱区域的反射率而配置。因此，第一区域的第一材料层及第二材料层的光学厚度大致小于 0.25λ。
具体而言，第二区域包括光学厚度小于0.25λ-10％且连续布置的第三组的第一材料层。进而，所述第三组的第一材料层具有大于0.2λ-10％的光学厚度。
在图7中明确可知，第二区域内的第一材料层的光学厚度偏差小于第一区域内的第一材料层的光学厚度偏差。由于第一区域内的第一组的第一材料层及第二组的第一材料层具有明显彼此不同的光学厚度，因此相对于具有大致相似的光学厚度的第二区域内的第一材料层而言，第一区域的光学厚度偏差会相对较大。
另外，所述第二区域内的第二材料层包括光学厚度小于0.25λ-10％且连续布置的第三组的第二材料层。在第二区域内，仅有第一个第二材料层(即，第13对的第二材料层)具有大于0.25λ-10％的光学厚度，除此之外的第二材料层全部具有小于0.25λ-10％的光学厚度。
(第三区域)
第三区域布置于第一区域与第二区域之间，并且为了去除将具有互不相同的反射带域的DBR相互重叠时发生的纹波(Ripple)而布置。
第三区域大致由数量较少的对构成。在图7中可知，在本实施例中，第一区域由最多数量的对构成，第三区域由最少数量的对构成。
具体而言，第三区域包括光学厚度小于0.25λ-10％的第一材料层以及光学厚度大于0.25λ的第一材料层。进而，第三区域可以包括光学厚度大于 0.25λ-10％并小于0.25λ的第一材料层。
并且，所述第三区域内的第二材料层可以包括光学厚度小于0.25λ-10％的第二材料层以及光学厚度大于0.25λ并小于0.25λ+10％的第二材料层。进而，第三区域内的第二材料层还可以包括光学厚度大于0.25λ+10％的第二材料层。
在由数量相对较少的对构成的第三区域中，第一材料层及第二材料层相比于第一区域及第二区域内的材料层而言构成为具有相对多样的光学厚度。
根据本实施例，通过将相对靠近发光结构体30地布置而使长波长区域的光反射的第一区域的第一材料层及第二材料层划分为光学厚度相对较大的第一组及光学厚度相对较小的第二组，从而可以随着入射角的增加而去除产生在阻带内的纹波。
在本实施例中，虽然第一区域由9个对构成，第二区域由7.5个对构成，第三区域由3个对构成，但是对的数量可以变更。但是，第一区域内的对的数量大于其他区域有利于提高长波长区域的反射率。
构成DBR的各层的光学厚度可以利用诸如Macleod或Filmstar等模拟工具来调整。并且，DBR的各材料层可以利用离子辅助沉积装置而形成于基板 21的底面或者发光结构体30的上部。
图8是示出根据本发明的实施例而设计的基于DBR的入射角的反射率变化的模拟曲线图。该曲线图示出了利用玻璃作为基板并使用折射率低于第一材料层的MgF2作为界面层的本发明的实施例与使用与第一材料层相同的SiO2的比较例的反射率变化。
在此，DBR的具体的各层的光学厚度与图7的图表所示的光学厚度相同。并且，MgF2界面层及SiO2界面层分别形成为400nm，并且SiO2表面层也形成为400nm，进而对反射特性变化进行了仿真。
参照图8，根据本实施例，可以确认使用MgF2界面层的实施例反射率相对于使用SiO2界面层的比较例而言，反射率几乎没有差异，并且对于入射角为0度的光在约410nm～700nm的光谱区域体现90％以上的反射率。因此，在将发光二极管与荧光体一起使用的情况下，当在荧光体生成的光入射至发光二极管时，利用DBR可以使所述光反射。
另外，在本实施例中，在DBR的第一区域内，光学厚度相对较厚的第一组的第一材料层与光学厚度相对较薄的第二组的第一材料层交替布置，并且光学厚度相对较厚的第一组的第二材料层与光学厚度相对较薄的第二组的第二材料层也交替布置。这样，通过将光学厚度互不相同的第一材料层及第二材料层相互交替布置，从而能够制成相比于第一组与第二组相互分离的情况体现出更优秀的反射特性的DBR。
图9是示出基于界面层的厚度的发光二极管的光度变化的曲线图。在 970×690μm2尺寸的相同的发光二极管的蓝宝石基采用了界面层、DBR及表面层，使DBR及表面层相同，并使界面层MgF2的厚度不同，进而测定了光度，以采用400nm的SiO2界面层的发光二极管的光度为基准而以百分率示出了光度增减。另外，在此，应用MgF2的样品的第一层DBR层包括密度低的第一子层及密度高的第二子层。
参照图9，界面层厚度为30nm的样品的光度低于参考样品的光度，并且厚度为200nm的样品的光度略微提高。另外，在400nm的样品处观察到最高的光度提高，并且在600nm的样品处的光度也有提高。因此，可以预想MgF2界面层在具有300nm以上的厚度时，光度会提高。
图10是包括示出由于DBR的第一层的结构造成DBR部分剥离而发生不良的情形的光学照片(a)以及示出未发生DBR剥离的情形的光学照片(b)。光学照片为从基板侧观察到的，在残留DBR的情况下未观察到上表面的电极结构，然而在DBR被剥离的情况下观察到了电极结构。
图10的(a)的样品使用MgF2作为界面层，并且将包括DBR的第一层的第二材料层全部利用密度相对较高的TiO2形成，并且作为第一材料层而形成了SiO2层。如图10的(a)所示，DBR在多个芯片区域发生剥离，并且观察到上表面的电极结构。
图10的(b)的样品是以如下方式形成的样品：使用MgF2作为界面层，并且将DBR的第一层TiO2层构成为密度低的第一子层(约25nm)及密度高的第二子层，除此之外的第一材料层及第二材料层以与图10的(a)的第一材料层及第二材料层相同的条件形成。如图10的(b)所示，未观察到DBR 剥离。
图11是示出图10的(b)的样品中的DBR的第一层(TiO2)的结构的透射电子显微镜(TEM)照片。
参照图11，在界面层41与第一材料层43a之间布置有作为DBR的第一层的第二材料层43b，该层包括第一子层43b-1及第二子层43b-2。虽然在照片中第一子层43b-1与第二子层43b-2的交界不明确，但是第一子层43b-1包括相对较黑的带区域。TEM上看到的较黑的带区域的产生原因被判断为是因为存在多个空隙而导致密度低。
图12是用于说明应用根据本发明的一实施例的发光元件(发光二极管) 的照明装置的分解立体图。
参照图12，根据本实施例的照明装置包括：扩散盖(Diffusion Cover) 1010、发光元件模块1020及主体部1030。主体部1030可以收容发光元件模块1020，扩散盖1010可以布置于主体部1030上，以能够覆盖发光元件模块 1020的上部。
主体部1030只要是能够收容并支撑发光元件模块1020并向发光元件模块1020供应电源的形态就不受限制。例如，如图所示，主体部1030可以包括主体壳体1031、电源供应装置1033、电源壳体1035以及电源连接部1037。
电源供应装置1033可以收容于电源外壳1035内而电连接于发光元件模块1020，且包括至少一个IC芯片。所述IC芯片能够调节、转换或控制向发光元件模块1020供应的电源的特性。电源外壳1035可以收容并支撑电源供应装置1033，并且在内部固定有电源供应装置1033的电源外壳1035可以位于主体外壳1031的内部。电源连接部1037可以布置于电源外壳1035的下端，从而与电源外壳1035结合。因此，电源连接部1037可以电连接于电源外壳1035内部的电源供应装置1033，从而能够起到向电源供应装置1033供应外部电源的通路的作用。
发光元件模块1020包括基板1023以及布置于基板1023上的发光元件 1021。发光元件模块1020可以布置于主体壳体1031上部而电连接于电源供应装置1033。
基板1023只要是能支撑发光元件1021的基板就不受限制，例如，可以是包括布线的印刷电路板。基板1023可以具有对应主体外壳1031上部的固定部的形态，使其能够稳定地固定于主体外壳1031。发光元件1021可以包括上述的根据本发明的实施例的发光元件中的至少一个。
扩散盖1010可以布置于发光元件1021上，并且固定于主体外壳1031 而覆盖发光元件1021。扩散盖1010可以具有透光性材质，且可以调节扩散盖1010的形态及透光性而调节照明装置的指向特性。因此，扩散盖1010能够根据照明装置的使用目的及应用形态而变形为多种形态变形。
图13是用于说明应用根据本发明的又一实施例的发光元件(发光二极管) 的显示装置的剖面图。
本实施例的显示装置包括：显示面板2110；背光单元，用于向显示面板 2110提供光；以及面板引导件，用于支撑所述显示面板2110下部边缘。
显示面板2110不受特别的限定，例如，可以是包括液晶层的液晶显示面板。在显示面板2110的边缘还可以布置栅极驱动印刷电路板(PCB)，用于向栅极线(gate line)提供驱动信号。此处，栅极驱动PCB也可以不构成于独立的PCB而形成于薄膜晶体管基板上。
背光单元包括光源模块，所述光源模块包括至少一个的基板及多个发光元件2160。进而，背光单元还可以包括底盖(bottom cover)2180、反射片 2170、扩散板2131以及光学片2130。
底盖2180上部形成开口，可以收容基板、发光元件2160、反射片2170、扩散板2131以及光学片2130。并且，底盖2180可以与面板引导件结合。基板可以位于反射片2170的下部而布置成被反射片2170包围的形态。但是，并不限定于此，在表面涂覆有反射物质的情况下，基板也可以位于反射片2170 上。并且，基板可以形成为多个，且布置成多个基板并列布置的形态，然而并不限定于此，也可以形成为单个基板。
发光元件2160可以包括上述的根据本发明的实施例的发光元件中的至少一个。发光元件2160可以在基板上以预定的图案有规律地排列。并且，在各个发光元件2160上布置有透镜2210，从而能够提高从多个发光元件2160 发出的光的均匀性。
扩散板2131及光学片2130位于发光元件2160上。从发光元件2160发出的光可以经过扩散板2131及光学片2130而以面光源的形态向显示面板 2110提供。
与此相同，根据本发明的实施例的发光元件可以应用于与本实施例相同的直下型显示装置。
图14是用于说明应用根据本发明的又一实施例的发光元件(发光二极管) 的显示装置的剖面图。
配备有根据本实施例的背光单元的显示装置包括：显示面板3210，用于显示图像；以及背光单元，布置于显示面板3210的背面而发射光。进而，所述显示装置包括：框架3240，用于支撑显示面板3210，且收容背光单元；以及盖3270、3280，包围所述显示面板3210。
显示面板3210不受特别的限制，例如，可以是包括液晶层的液晶显示面板。在显示面板3210的边缘还可以布置有栅极驱动印刷电路板(PCB)，用于向栅极线提供驱动信号。此处，栅极驱动PCB也可以不构成为独立的PCB 而形成于薄膜晶体管基板上。显示面板3210通过位于其上部及下部的盖3270、 3280被固定，且位于其下部的盖3280可以与背光单元结合。
向显示面板3210提供光的背光单元包括：下部盖3270，所述下部盖3270 上表面的一部分形成开口；光源模块，布置于下部盖3270的内部一侧；以及导光板3250，与所述光源模块并排布置，且将点光转换为面光。并且，根据本实施例的背光单元还包括：光学片3230，位于导光板3250上，具有光扩散功能以及聚光功能；以及反射片3260，布置于导光板3250的下部，使向导光板3250的下部方向行进的光向显示面板3210的方向反射。
发光模块包括基板3220以及多个发光元件3110，所述发光元件3110在所述基板3220的一面以预定的间距隔开而布置。基板3220只要能够支撑发光元件3110且电连接于发光元件3110就不受限制，例如，可以是印刷电路板。发光元件3110可以包括至少一个上述的根据本发明的实施例的发光元件。从光源模块发出的光入射到导光板3250，并通过光学片3230被供应至显示面板3210。通过导光板3250及光学片3230，从发光元件3110发出的点光源可以转换为面光源。
如上所述，根据本发明的一实施例的发光元件可以应用于如同本实施例的边缘型显示装置。
图15是用于说明将根据本发明的又一实施例的发光元件(发光二极管) 应用到前照灯的示例的剖面图。
参照图15，所述前照灯包括灯主体4070、基板4020、发光元件4010以及保护玻璃(cover lens)4050。进而，所述前照灯还可以包括散热部4030、支撑架(rack)4060以及连接部件4040。
基板4020通过支撑架4060被固定，从而以与灯主体4070隔开的方式布置于灯主体4070上。基板4020只要是能够支撑发光元件4010的基板则不受限制，例如，可以是如印刷电路板等具有导电图案的基板。发光元件4010可以位于基板4020上，且通过基板4020得到支撑及固定。并且，通过基板4020 的导电图案，发光元件4010可以电连接于外部电源。并且，发光元件4010 可以包括上述的根据本发明的实施例的发光元件中的至少一个。
保护玻璃4050位于从发光元件4010发出的光移动的路径上。例如，如图所示，保护玻璃4050可以通过连接部件4040而布置成与发光元件4010相隔，且可以布置于欲提供发光元件4010所发出的光的方向上。通过保护玻璃 4050可以调节从前照灯向外部发出的光的指向角和/或颜色。另外，连接部件 4040也可以使保护玻璃4050与基板4020固定，并且布置成包围发光元件 4010而起到提供发光路径4045的光引导作用。此时，连接部件4040可以利用光反射性物质形成，或者被光反射性物质涂覆。另外，散热部4030可以包括散热翅片4031和/或散热风扇4033，并且向外部排放在发光元件4010驱动时产生的热。
以上，已对本发明的多样的实施例进行了说明，然而本发明并不限定于这些实施例。并且，在不脱离本发明的技术思想的限度内，对一个实施例说明的事项或构成要素也可以应用于其他实施例。

Claims (22)

1.一种发光二极管，其中，包括：
发光结构体，包含活性层；
分布式布拉格反射器，布置于所述发光结构体的一侧，以反射从所述发光结构体发出的光；
界面层，布置于所述发光结构体与所述分布式布拉格反射器之间，
其中，所述分布式布拉格反射器包括相互交替层叠的具有第一折射率的第一材料层及具有第二折射率的第二材料层，所述第一折射率低于所述第二折射率，
所述界面层具有比所述第一材料层更低的折射率，且具有比所述第一材料层及第二材料层各层的厚度更大的厚度，
所述第二材料层中的最靠近所述界面层的第二材料层包括密度相对低的第一子层及密度相对高的第二子层。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述界面层是MgF2层，所述第一材料层是SiO2层，第二材料层是TiO2层。
3.如权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述界面层受拉伸应力，
所述第一子层受拉伸应力，
所述第二子层受压缩应力。
4.如权利要求3所述的发光二极管，其中，
所述第一子层相比于所述第二子层更靠近所述界面层而布置。
5.如权利要求3所述的发光二极管，其中，
除了最靠近所述界面层的第二材料层之外的其他第二材料层具有相对高于所述第一子层的密度。
6.如权利要求1所述的发光二极管，其中，
最靠近所述界面层的第二材料层接触于所述界面层。
7.如权利要求1所述的发光二极管，其中，
还包括基板，
并且所述发光结构体位于所述基板上。
8.如权利要求7所述的发光二极管，其中，
所述界面层与所述发光结构体相向而接触于所述基板。
9.如权利要求8所述的发光二极管，其中，还包括：
另一分布式布拉格反射器，位于所述发光结构体上。
10.如权利要求8所述的发光二极管，其中，
所述另一分布式布拉格反射器限定于所述活性层的上部区域内而布置。
11.如权利要求10所述的发光二极管，其中，还包括：
第一透明电极层，覆盖所述另一分布式布拉格反射器。
12.如权利要求7所述的发光二极管，其中，
所述发光结构体位于所述基板与所述界面层之间。
13.如权利要求12所述的发光二极管，其中，
所述分布式布拉格反射器覆盖所述发光结构体的上表面及侧面。
14.如权利要求13所述的发光二极管，其中，还包括：
又一分布式布拉格反射器，位于所述分布式布拉格反射器与所述发光结构体之间。
15.如权利要求14所述的发光二极管，其中，
所述又一分布式布拉格反射器限定于所述活性层的上部区域内而布置。
16.如权利要求15所述的发光二极管，其中，还包括：
第二透明电极层，位于所述分布式布拉格反射器与所述又一分布式布拉格反射器之间，且覆盖所述又一分布式布拉格反射器。
17.如权利要求7所述的发光二极管，其中，
所述分布式布拉格反射器限定于所述活性层的上部区域内而布置。
18.如权利要求1所述的发光二极管，其中，还包括：
表面层，与所述界面层相向而位于所述分布式布拉格反射器的最后一层上，并利用与所述分布式布拉格反射器内的第一材料层相同的材料形成，且相对更厚于所述第一材料层。
19.如权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述分布式布拉格反射器针对于可见光区域的中心波长λ:554nm包括：
第一区域，相互交替地布置有光学厚度大于0.25λ+10％的第一组的第一材料层与光学厚度小于0.25λ+10％且大于0.25λ-10％的第二组的第一材料层；
第二区域，包括光学厚度小于0.25λ-10％且连续布置的第三组的第一材料层；以及
第三区域，布置于所述第一区域与第二区域之间，且包括光学厚度小于0.25λ-10％的第一材料层及光学厚度大于0.25λ的第一材料层，
其中，所述第一区域相比于所述第二区域更靠近所述发光结构体而布置。
20.如权利要求19所述的发光二极管，其中，
所述第一组的第一材料层包括光学厚度小于0.3λ+10％的第一材料层，
所述第三组的第一材料层具有大于0.2λ-10％的光学厚度。
21.如权利要求19所述的发光二极管，其中，
所述第一区域内的第一材料层的光学厚度偏差大于所述第二区域内的第一材料层的光学厚度偏差。
22.如权利要求19至权利要求21中的任意一项所述的发光二极管，其中，
所述第一区域内的第二材料层包括光学厚度大于0.25λ+10％的第一组的第二材料层及光学厚度大于0.25λ-10％且小于0.25λ+10％的第二组的第二材料层，
所述第二区域内的第二材料层包括光学厚度小于0.25λ-10％且连续布置的第三组的第二材料层，
所述第三区域内的第二材料层包括光学厚度小于0.25λ-10％的第二材料层及光学厚度大于0.25λ且小于0.25λ+10％的第二材料层。
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