CN113036008B - 发光元件及显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光元件及显示面板，所述发光元件包括磊晶结构以及导光结构。磊晶结构具有相对的第一表面与第二表面且包括有源层。导光结构设置于磊晶结构的第一表面上且包括第一光反射层以及覆盖于所述第一光反射层的上表面的滤波层。第一光反射层完全覆盖第一表面。

Description

发光元件及显示面板
技术领域
本发明涉及一种半导体装置，尤其涉及一种发光元件及显示面板。
背景技术
显示面板色彩的呈现将会直接影响观众的感受，因此显示面板须具有较高的色度规格才能达到较佳的视觉体验。进一步而言，显示面板内的发光元件的出光色纯度对其光学品质会具有相当程度的影响，举例而言，当出光色纯度越高时，可以使得显示面板具有较好的光学品质，因此如何提升发光元件的出光色纯度，以使得显示面板具有较好的光学品质，将是本领域相当重要的课题。
发明内容
本发明提供一种发光元件及显示面板，其可以提升发光元件的出光色纯度，以使得显示面板具有较好的光学品质。
本发明的一种发光元件，包括磊晶结构以及导光结构。磊晶结构具有相对的第一表面与第二表面且包括有源层。导光结构设置于磊晶结构的第一表面上且包括依序堆叠的第一光反射层以及覆盖于第一光反射层的上表面的滤波层。第一光反射层完全覆盖第一表面。
在本发明的一实施例中，上述的滤波层局部覆盖第一光反射层的上表面。
在本发明的一实施例中，上述的第一光反射层包括被滤波层覆盖的第一区域以及暴露于滤波层外的第二区域，且第一区域的面积占上表面的面积的比例大于或等于20％。
在本发明的一实施例中，上述的发光元件还包括电性连接于磊晶结构的至少一个电极，至少一个电极与滤波层相邻并且设置于上表面。
在本发明的一实施例中，上述的滤波层完全覆盖第一光反射层的上表面。
在本发明的一实施例中，上述的发光元件还包括第二光反射层，第二光反射层覆盖第二表面上。
在本发明的一实施例中，上述的磊晶结构还具有连接第一表面与第二表面的侧表面，且第二光反射层进一步覆盖侧表面。
在本发明的一实施例中，上述的第一光反射层延伸超出磊晶结构的侧表面，且第二光反射层连接第一光反射层。
在本发明的一实施例中，上述的发光元件还包括第一保护层，上述的导光结构位于第一保护层与磊晶结构之间，或者是第一保护层位于第一光反射层与磊晶结构之间。
在本发明的一实施例中，上述的发光元件还包括第二保护层，第二保护层设置于滤波层的两侧且覆盖第一光反射层。
在本发明的一实施例中，上述的发光元件还包括电性连接于磊晶结构的多个电极。多个电极设置于磊晶结构的第二表面；或者，多个电极分别设置于磊晶结构的第一表面与第二表面。
在本发明的一实施例中，上述的滤波层的厚度与导光结构的等效折射率呈正相关。
在本发明的一实施例中，上述的第一光反射层掺杂有P型材料或N型材料。
在本发明的一实施例中，上述的第一光反射层与滤波层包含铝材料，且第一光反射层的铝含量小于滤波层的铝含量。
本发明的一种显示面板，包括基板以及多个发光元件。多个发光元件排列于基板上。多个发光元件具有不同色光，且与基板电性连接。每一发光元件包括磊晶结构以及导光结构。磊晶结构具有相对的第一表面与第二表面且包括有源层。导光结构设置于磊晶结构的第一表面上且包括第一光反射层以及覆盖于第一光反射层的上表面的滤波层。第一光反射层完全覆盖第一表面。
在本发明的一实施例中，上述的每一发光元件的滤波层于基板上的正投影面积小于或等于对应的磊晶结构于基板上的正投影面积。
在本发明的一实施例中，上述的多个发光元件的多个第一光反射层彼此相连。
在本发明的一实施例中，上述的保护层位于多个第一光反射层与多个发光元件的磊晶结构之间。
在本发明的一实施例中，上述的相邻的任二滤波层之间保有间隙，且多个第一光反射层于间隙的位置暴露于外。
在本发明的一实施例中，上述的多个发光元件分别具有第一色光、第二色光以及第三色光。每一发光元件的折射率匹配层包括供第一色光通过的第一滤波层、供第二色光通过的第二滤波层以及供第三色光通过的第三滤波层，第一滤波层、第二滤波层以及第三滤波层依序堆叠于第一光反射层上。
在本发明的一实施例中，上述的磊晶结构还具有连接第一表面与第二表面的侧表面。每一发光元件还包括第二光反射层，第二光反射层覆盖第二表面与侧表面。
基于上述，本发明的发光元件通过第一光反射层与滤波层的搭配，可控制仅令特定波长的光可以从导光结构透射出去，如此一来，可以让出光的波长(颜色)被控制在小范围内，提升发光元件的出光色纯度，以使得包括该些发光元件的显示面板具有较好的光学品质。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1至图12示出本发明一些实施例的发光元件的部分剖面示意图；
图13A、图14A、图15A与图16A示出本发明一些实施例的显示面板的部分剖面示意图；
图13B、图14B、图15B与图16B分别为图13A的区域A、图14A的区域B、图15A的区域C与图16A的区域D的部分放大示意图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
图1至图12示出本发明一些实施例的发光元件的部分剖面示意图。请参考图1，在本实施例中，发光元件100包括磊晶结构110以及导光结构120，其中磊晶结构110具有相对的第一表面110a与第二表面110b，而导光结构120设置于磊晶结构110的第一表面110a上。进一步而言，磊晶结构110可以包括依序堆叠的第一型半导体层112、有源层114以及第二型半导体层116，而导光结构120包括第一光反射层122以及滤波层124。
在一些实施例中，磊晶结构110的第一型半导体层112例如是P型半导体层，如P-GaN，有源层114例如是多层量子井结构(Multiple Quantum Well,MQW)，而第二型半导体层116例如是N型半导体层，如N-GaN，但本发明不限于此，可以视实际设计上的需求进行调整。
在本实施例中，导光结构120的第一光反射层122完全覆盖第一表面110a，滤波层124覆盖第一光反射层122的上表面122a，因此，通过前述第一光反射层122与滤波层124的搭配，第一光反射层122可以形成禁制带(Forbidden band)，而滤波层124可以用于改变被覆盖的第一光反射层122的等效折射率(equivalent refractivity)，藉以在禁制带中形成对应特定透射频谱的建设性干涉区间，并且仅允许波长在该区间内的光线通过。因此，将滤波层124覆盖第一光反射层122的上表面122a，可以使光线投射至第一光反射层122时受到禁制带遮蔽；假若光线的波长与滤波层124(以及该处的第一光反射层122)的等效折射率相匹配，表示光线相对于入射的介面为建设性干涉，进而可控制仅令特定波长的光可以从导光结构120透射出去，如此一来，可以让出光的波长(颜色)被控制在小范围内，提升发光元件100的出光色纯度。在此，发光元件100的光可以由有源层114朝导光结构120的方向进行出光，而第一光反射层122的上表面122a可以相对于下表面122b，其中下表面122b直接接触磊晶结构110的第一表面110a。
在一些实施例中，第一光反射层122与滤波层124可以为配置于磊晶结构110上的多层结构。举例而言，滤波层124可以包含一或多层的折射率匹配层126，而滤波层124的各层材料与折射率匹配层126的配置方式变化(例如但不限于材质、厚度、顺序、数量等变化)将决定滤波层124可允许通过的光线的波长。于光学面来看，第一光反射层122、滤波层124在磊晶结构110的堆叠方向上的重叠部分可以视为带通滤波器(band pass filter,BPF)，而第一光反射层122在磊晶结构110的堆叠方向上未与滤波层124重叠的部分可以视为分散式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector,DBR)(此实施例未示出此部分)，但本发明不限于此。
在一些实施例中，第一光反射层122与滤波层124的多层结构中的各层厚度、材料与排列方式会影响整体的等效折射率与可透射波长，举例而言，当第一光反射层122与滤波层124的多层结构中的单一层越厚且多层排列越密集(层与层之间的间距小)，则整体的等效折射率会变大，可透射波长也会变大，但本发明不限于此。
在一些实施例中，第一光反射层122的材料、滤波层124与折射率匹配层126的材料包括SiO2、TiO2、Ta2O5、TaxOy、MgF2、SiNx、SiON或其组合，但本发明不限于此。
在一些实施例中，第一光反射层122与滤波层124掺杂有P型材料或N型材料，第一光反射层122与滤波层124包含铝材料，且第一光反射层122的铝含量小于滤波层124的铝含量，举例而言，第一光反射层122的材料与滤波层124的材料包括AlxGa1-xN、AlxGa1-xInN、AlxGa1-xInP、AlxGa1-xAs或其组合。当x数值越小时，代表铝含量越低，则折射率就会越高，因此第一光反射层122的铝含量可以小于滤波层124的铝含量，以使第一光反射层122的折射率可以大于滤波层124的折射率，但本发明不限于此。
在一些实施例中，第一光反射层122的材料与滤波层124的材料可以相同，但本发明不限于此，第一光反射层122的材料与滤波层124的材料也可以不同。
在一些实施例中，第一光反射层122包括被滤波层124覆盖的区域R，其中区域R的面积占上表面122a的面积的比例大于或等于20％，以降低膜层制造的困难度。举例而言，本实施例的滤波层124可以完全覆盖第一光反射层122的上表面122a，即区域R的面积占上表面122a的面积的比例为100％；但本发明不限于此，在其他实施例中可以具有不同覆盖态样。
在一些实施例中，折射率匹配层126覆盖并接触第一光反射层122的上表面122a，因此可以通过调整滤波层124层中的折射率匹配层126来改变导光结构120的等效折射率，但本发明不限于此。
在一些实施例中，折射率匹配层126的厚度与导光结构120的等效折射率呈正相关，关系式可以为d＝λ/2n，其中d为厚度，λ为波长，而n为折射率，举例而言，当折射率匹配层126的厚度变厚时，等效折射率变高，临界折射角度变小，使光形收窄，出光范围变小，反之亦然，当折射率匹配层126的厚度变薄时，等效折射率变低，临界折射角度变大，使光形放宽，出光范围变大，因此通过调整折射率匹配层126的厚度可以将发生内全反射角度与透射出滤波层126角度控制在所需的范围内，但本发明不限于此。
据此，本实施例的发光元件100通过其导光结构120中的第一光反射层122、滤波层124之间的设计来调整整体结构的等效折射率，使导光结构120在各个波段区间内只会允许特定波长的光子通过。亦即，只有特定波长的光可以从导光结构120透射出去，如此一来，可以让出光的波长(颜色)被控制在小范围内，提升发光元件100的出光色纯度。
在此必须说明的是，以下实施例沿用上述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明，关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
请参考图2，相较于发光元件100而言，本实施例的发光元件200的导光结构220的滤波层224局部覆盖第一光反射层122的上表面122a，换句话说，滤波层224可以内缩于第一光反射层122，因此可以将光形控制在所需的范围内出光，减少光发散的机率。举例而言，光线L1入射进第一光反射层122的角度为θ1，其出光处位于滤波层224的侧边缘224e之间，因此可以透射出去，而光线L2入射进第一光反射层122的角度为θ2，其出光处与滤波层224的侧边缘224e重叠，亦即，当光线入射进第一光反射层122的角度大于θ2时，光线便会发生全反射而无法透射出去，但本发明不限于此。
在本实施例中，第一光反射层122可以包括被滤波层224覆盖的区域R1以及暴露于滤波层224外的第二区域R2，其中第一区域R1夹于二相邻的第二区域R2之间。进一步而言，第一区域R1的面积占上表面122a的面积的比例可以大于或等于20％且小于100％，但本发明不限于此。
请参考图3，相较于发光元件200而言，本实施例的发光元件300还包括覆盖在第二表面110b上的第二光反射层330，其中第二光反射层330可以具有分散式布拉格反射镜的功能，透过分散式布拉格反射镜的设计，可以使有源层114向下发出的光线被反射上来，以回收下方光线，使其可以从上方出光提升发光元件300的出光量。在此，第二光反射层330可以类似于第一光反射层122，于此不再赘述。
在本实施例中，第二光反射层330可以完全覆盖磊晶结构110的第二表面110b且未延伸超出磊晶结构110的侧表面110s，其中侧表面110s为磊晶结构110中连接第一表面110a与第二表面110b的表面，但本发明不限于此。在一些实施例中，第二光反射层可以内缩于磊晶结构110的侧表面110s，或者，第二光反射层可以延伸超出磊晶结构110的侧表面110s。
请参考图4，相较于发光元件300而言，本实施例的发光元件400的第二光反射层430进一步覆盖磊晶结构410的侧表面410s，以保护磊晶结构410，使部分光线可以于磊晶结构410内进行反射再出光，且当发光元件后续以阵列方式应用于显示面板时可以防止侧面混光的现象发生，其中侧表面410s为磊晶结构410的中连接第一表面410a与第二表面410b的表面。在此，磊晶结构410的剖面轮廓可以为梯形轮廓，因此磊晶结构410中的第一型半导体层412的侧表面、有源层414的侧表面与第二型半导体层416的侧表面可以是斜向延伸连接，但本发明不限于此。在未示出的实施例中，磊晶结构的剖面轮廓也可以是如图1至图3所示的矩形轮廓。应说明的是，于本发明不同实施例的实施例中的磊晶结构的剖面轮廓皆可以是梯形轮廓或矩形轮廓。
在本实施例中，导光结构420的第一光反射层422延伸超出磊晶结构410的侧表面410s，且第二光反射层430连接第一光反射层422，以使第一光反射层422与第二光反射层430围绕磊晶结构410，但本发明不限于此。
在本实施例中，第一光反射层422可以包括被滤波层224覆盖的区域R11以及暴露于滤波层224外的第二区域R21，其中滤波层224可以局部覆盖第一光反射层422的上表面422a，换句话说，第一区域R11的面积占上表面422a的面积的比例小于100％，但本发明不限于此。
请参考图5，相较于发光元件100而言，本实施例的发光元件500的导光结构520的第一光反射层522延伸超出磊晶结构110的侧表面110s，换句话说，滤波层124可以局部覆盖第一光反射层522的上表面522a。此外，发光元件500更可以包括设置于导光结构520上的第一保护层540，其中导光结构520可以位于第一保护层540与磊晶结构110之间，但本发明不限于此。在其他实施例中，第一保护层可以具有其他实施例的配置方式。第一保护层540的材料可以包括树脂或玻璃。
在一些实施例中，导光结构520预先形成在第一保护层540上，再将导光结构520与第一保护层540软接合至磊晶结构110上，以降低于磊晶结构110上形成导光结构520应力造成发光元件损伤的机率，其中软接合例如是采用环氧树脂、空气(或抽真空)等低折射透光介质进行，但本发明不限于此。
在一些实施例中，导光结构520先形成于磊晶结构110上后，再将第一保护层540接合至导光结构520上，但本发明不限于此。
请参考图6，相较于发光元件500而言，本实施例的发光元件600的第一保护层640位于第一光反射层522与磊晶结构110之间。换句话说，第一保护层640可以与磊晶结构110的第二型半导体层116直接接触，但本发明不限于此。
在一些实施例中，可以类似于第一保护层540，导光结构520可以预先形成在第一保护层640上，再将导光结构520与第一保护层640软接合至磊晶结构110上，以降低于磊晶结构110上形成导光结构520应力造成发光元件损伤的机率，但本发明不限于此。
请参考图7，相较于发光元件600而言，本实施例的发光元件700还包括第二保护层750，第二保护层750设置于滤波层124的两侧且覆盖第一光反射层522，以进一步提升对发光元件700的保护性，但本发明不限于此。第二保护层750的材料可以包括树脂或玻璃。
在一些实施例中，第二保护层750围绕滤波层124，但本发明不限于此。
请参考图8，相较于发光元件200而言，本实施例的发光元件800还包括多个电极(如图8中的第一电极861与第二电极862)，其中第一电极861与第二电极862设置于磊晶结构110的第二表面110b的一侧，且电性连接于磊晶结构110，换句话说，第一电极861与第二电极862可以以水平式配置于磊晶结构110上。
在一些实施例中，第一电极861是第一型电极并电性连接至第一型半导体层112，而第二电极862是第二型电极并电性连接至第二型半导体层116，但本发明不限于此。第一电极861与第二电极862的材料例如是金属，但本发明不限于此。
在未示出的实施例中，第一电极861与第二电极862设置于磊晶结构110的第一表面110a的一侧，其中第一电极861可一并贯穿第一光反射层122、第二型半导体层116以及有源层114而接触且电性连接至第一型半导体层112；第二电极862接触且电性连接至第二型半导体层116，但本发明不限于此。
请参考图9，相较于发光元件800而言，本实施例的发光元件900的第二光反射层330掺杂有P型材料或N型材料，以使第一电极961与第二电极962可以直接与第二光反射层330进行欧姆接触。此外，发光元件900还包括钝化层970，以降低第一电极961与第二电极962之间发生漏电现象的机率，但本发明不限于此。
请参考图10，相较于发光元件900而言，本实施例的发光元件1000还包括阶梯状的第二光反射层1030，且第一电极1061与第二电极1062也可以对应第二光反射层1030为阶梯状，但本发明不限于此。
请参考图11，相较于发光元件1000而言，本实施例的发光元件1100的多个电极(如图11中的第一电极1161与二个第二电极1162)分别设置于磊晶结构110的第一表面110a与第二表面110b，且电性连接于磊晶结构110，换句话说，第一电极1161与二个第二电极1162以垂直式配置于磊晶结构110上。进一步而言，在本实施例中，二个第二电极1162与滤波层224相邻并且设置于上表面122a，换句话说，二个第二电极1162可以配置于导光结构220的暴露于滤波层224外的第二区域R2上，亦即将第二电极1162配置于导光结构220两侧的未出光区，因此可以不用牺牲出光面积。
在一些实施例中，第一电极1161是第一型电极并电性连接至第一型半导体层112，而二个第二电极1162是第二型电极并电性连接至第二型半导体层116。第一电极1161与第二电极1162的材料例如是金属，但本发明不限于此。
在一些实施例中，二个第二电极1162与导光结构220的第一光反射层122直接接触且贯穿第一光反射层122，以延伸至第二型半导体层116。
请参考图12，相较于发光元件1100而言，本实施例的第一光反射层122与第二光反射层330掺杂有P型材料或N型材料，以使第一电极1261与第二电极1262可以分别直接与第二光反射层330与第一光反射层122进行欧姆接触。
图13A、图14A、图15A与图16A示出本发明一些实施例的显示面板的部分剖面示意图。图13B、图14B、图15B与图16B分别为图13A的区域A、图14A的区域B、图15A的区域C与图16A的区域D的部分放大示意图。
请参考图13A与图13B，在本实施例中，显示面板DP1包括基板S以及多个发光元件10，其中多个发光元件10排列于基板S上。应说明的是，尽管图13A中仅示出出三个发光元件10，但本发明不限制发光元件10的数量，多个发光元件10可以以阵列方式排列于基板S上。基板S例如是背板电路，但本发明不限于此。
在本实施例中，多个发光元件10具有不同色光，且与基板S电性连接，举例而言，多个发光元件10分别具有第一色光、第二色光以及第三色光。在此，本发明不限制第一色光、第二色光以及第三色光的色光颜色。进一步而言，每一发光元件10包括磊晶结构104以及导光结构108，其中磊晶结构104具有相对的第一表面104a与第二表面104b，而导光结构108设置于磊晶结构104的第一表面104a上，其中磊晶结构104可以包括依序堆叠的第一型半导体层101、有源层102以及第二型半导体层103，而导光结构108包括第一光反射层105以及滤波层106。第一光反射层105完全覆盖第一表面104a，滤波层106覆盖第一光反射层105的上表面105a。据此，本实施例的发光元件10通过其导光结构108中第一光反射层105与滤波层106之间的设计来调整整体结构的等效折射率，使导光结构108在各个波段区间内只会允许特定波长的光子通过，亦即，只有特定波长的光可以从导光结构108透射出去，如此一来，可以让出光的波长(颜色)被控制在小范围内，提升发光元件10的出光色纯度，以使得包括该些发光元件10的显示面板DP1具有较好的光学品质。
在一些实施例中，多个发光元件10的第一光反射层105彼此相连以构成共用光反射层，换句话说，多个发光元件10于基板S上的正投影可以落入第一光反射层105于基板S上的正投影范围内，但本发明不限于此。
在一些实施例中，显示面板DP1还包括位于共用光反射层与多个发光元件10的磊晶结构104之间的保护层P。换句话说，保护层P于基板S上的正投影可以与第一光反射层105于基板S上的正投影完全重叠，但本发明不限于此。
在一些实施例中，相邻的任二滤波层106之间保有间隙G，且共用光反射层105的一部分自间隙G暴露于外。由于共用光反射层105在位于间隙G的部分不具备光透射性质，因此每一发光元件10发出至间隙G的光将被共用光反射层反射而不会穿透出第一光反射层105，以降低观看视角较大时发生侧向混光现象的机率，但本发明不限于此。
在一些实施例中，每一发光元件10还包括第二光反射层109，第二光反射层109覆盖磊晶结构104的第二表面104b与连接第一表面104a与第二表面104b的侧表面104s，但本发明不限于此。
在一些实施例中，导光结构108延伸超出磊晶结构104的侧表面104s，但本发明不限于此。
在一些实施例中，每一发光元件10的多个电极以水平方式配置于基板S上，但本发明不限于此。
应说明的是，本发明不限制于上述实施例的各种实施例的发光元件与显示面板，上述各种实施例的发光元件里的配置方式与构件可以依照实际设计上的需求进行组合，且各种实施例的发光元件也可以依照实际设计上的需求设计于显示面板中，只要显示面板的发光元件的磊晶结构上设计有包括第一光反射层、折射率匹配层与滤波层的导光结构皆属于本发明的保护范围。
请参考图14A与图14B，相较于显示面板DP1而言，本实施例的显示面板DP2的发光元件20的导光结构208的滤波层206于基板S上的正投影面积小于或等于对应的磊晶结构104于基板S上的正投影面积，换句话说，导光结构208的滤波层206内缩于对应的磊晶结构104，但本发明不限于此。
请参考图15A与图15B，相较于显示面板DP1而言，本实施例的显示面板DP3的发光元件30的导光结构308的滤波层包括供第一色光通过的第一滤波层3061、供第二色光通过的第二滤波层3062以及供第三色光通过的第三滤波层3063，第一滤波层3061、第二滤波层3062以及第三滤波层3063依序堆叠于第一光反射层105上，以同时允许多种不同色光波长通过。以显示器应用为例，可令第一滤波层3061、第二滤波层3062以及第三滤波层3063分别对应红、蓝、绿等波长的光线，如此一来，即可在显示面板DP3一并制作所有滤波层，省去依据各个磊晶结构104的色光来设置相对应波长的滤波层的麻烦。
请参考图16A与图16B，相较于显示面板DP3而言，本实施例的显示面板DP4的发光元件40的导光结构408的滤波层(第一滤波层4061、第二滤波层4062与第三滤波层4063)于基板S上的正投影面积小于等于对应的磊晶结构104于基板S上的正投影面积，但本发明不限于此。
综上所述，本发明的发光元件通过第一光反射层与滤波层的搭配，以在磊晶结构的出光面分别形成禁制带以及建设性干涉区间，并且仅允许波长在该区间内的光线通过。如此一来，可以让出光的波长(颜色)被控制在小范围内，提升发光元件的出光色纯度，以使得包括该些发光元件的显示面板具有较好的光学品质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种发光元件，其特征在于，包括：
磊晶结构，具有相对的第一表面与第二表面，其中所述磊晶结构包括有源层；以及
导光结构，设置于所述磊晶结构的所述第一表面上，其中所述导光结构包括第一光反射层以及覆盖于所述第一光反射层的上表面的至少一部份的滤波层，且所述第一光反射层完全覆盖所述第一表面；
其中所述滤波层用于改变被覆盖的所述第一光反射层的等效折射率，用以使所述上表面被所述滤波层覆盖的所述至少一部份为建设性干涉区间，所述建设性干涉区间允许所述有源层发出的光线的波段的至少一部份透射，并遮蔽所述至少一部份波段以外的波段的光线，而所述上表面未被所述滤波层覆盖的部份为禁制区间，且所述禁制区间遮蔽所述有源层发出的所述光线透射。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第一光反射层包括被所述滤波层覆盖的第一区域以及暴露于所述滤波层外的第二区域，且所述第一区域的面积占所述上表面的面积的比例大于或等于20％。
3.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括电性连接于所述磊晶结构的至少一个电极，所述至少一个电极与所述滤波层相邻并且设置于所述上表面。
4.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述滤波层完全覆盖所述第一光反射层的所述上表面。
5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括第二光反射层，覆盖所述第二表面上。
6.根据权利要求5所述的发光元件，其特征在于，所述磊晶结构还具有连接所述第一表面与所述第二表面的侧表面，且所述第二光反射层进一步覆盖所述侧表面。
7.根据权利要求6所述的发光元件，其特征在于，所述第一光反射层延伸超出所述磊晶结构的所述侧表面，且所述第二光反射层连接所述第一光反射层。
8.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括第一保护层，其中所述导光结构位于所述第一保护层与所述磊晶结构之间，或者是所述第一保护层位于所述第一光反射层与所述磊晶结构之间。
9.根据权利要求8所述的发光元件，其特征在于，还包括第二保护层，设置于所述滤波层的两侧且覆盖所述第一光反射层。
10.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括电性连接于所述磊晶结构的多个电极，其中所述多个电极设置于所述磊晶结构的所述第二表面，或所述多个电极分别设置于所述磊晶结构的所述第一表面与所述第二表面。
11.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述滤波层的厚度与所述导光结构的等效折射率呈正相关。
12.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第一光反射层掺杂有P型材料或N型材料。
13.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第一光反射层与所述滤波层包含铝材料，且所述第一光反射层的铝含量小于所述滤波层的铝含量。
14.一种显示面板，其特征在于，包括：
基板；以及
多个发光元件，排列于所述基板上，其中所述多个发光元件具有不同色光，且与所述基板电性连接，每一所述发光元件包括：
磊晶结构，具有相对的第一表面与第二表面，所述磊晶结构包括有源层；
导光结构，设置于所述磊晶结构的所述第一表面上，且所述导光结构包括第一光反射层以及覆盖于所述第一光反射层的上表面的至少一部份的滤波层，所述第一光反射层完全覆盖所述第一表面；
其中所述滤波层用于改变被覆盖的所述第一光反射层的等效折射率，用以使所述上表面被所述滤波层覆盖的所述至少一部份为建设性干涉区间，所述建设性干涉区间允许所述有源层发出的光线的波段的至少一部份透射，并遮蔽所述至少一部份波段以外的波段的光线，而所述上表面未被所述滤波层覆盖的部份为禁制区间，且所述禁制区间遮蔽所述有源层发出的所述光线透射。
15.根据权利要求14所述的显示面板，其特征在于，每一所述发光元件的所述滤波层于所述基板上的正投影面积小于或等于对应的所述磊晶结构于所述基板上的正投影面积。
16.根据权利要求14所述的显示面板，其特征在于，所述多个发光元件的所述多个第一光反射层彼此相连。
17.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，还包括保护层，其中所述保护层位于所述多个第一光反射层与所述多个磊晶结构之间。
18.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，相邻的任二所述滤波层之间保有间隙，且所述多个第一光反射层于所述间隙暴露于外。
19.根据权利要求14所述的显示面板，其特征在于，所述多个发光元件分别具有第一色光、第二色光以及第三色光，每一所述发光元件包括供所述第一色光通过的第一滤波层、供所述第二色光通过的第二滤波层以及供所述第三色光通过的第三滤波层，且所述第一滤波层、所述第二滤波层以及所述第三滤波层依序堆叠于所述第一光反射层上。
20.根据权利要求14所述的显示面板，其特征在于，所述磊晶结构还具有连接所述第一表面与所述第二表面的侧表面，每一所述发光元件还包括第二光反射层，所述第二光反射层覆盖所述第二表面与所述侧表面。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04252083A (ja) * 1991-01-28 1992-09-08 Nec Corp 半導体発光素子
JP2001024210A (ja) * 1999-07-06 2001-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受光素子およびその製造方法
KR20140098521A (ko) * 2013-01-31 2014-08-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자
CN104009131A (zh) * 2013-02-27 2014-08-27 精工爱普生株式会社 半导体发光装置、超辐射发光二极管以及投影仪
CN105895775A (zh) * 2015-02-17 2016-08-24 新世纪光电股份有限公司 发光二极管
WO2018174425A1 (ko) * 2017-03-21 2018-09-27 서울바이오시스주식회사 분포 브래그 반사기 적층체를 구비하는 발광 다이오드
CN111146231A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 三星电子株式会社 发光装置
WO2020229043A2 (de) * 2019-05-14 2020-11-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement, pixel, displayanordnung und verfahren

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070284567A1 (en) * 2004-09-10 2007-12-13 Luminus Devices, Inc Polarization recycling devices and methods
CN109411590B (zh) * 2017-08-17 2020-01-07 光宝光电(常州)有限公司 发光二极管结构及发光单元

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04252083A (ja) * 1991-01-28 1992-09-08 Nec Corp 半導体発光素子
JP2001024210A (ja) * 1999-07-06 2001-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受光素子およびその製造方法
KR20140098521A (ko) * 2013-01-31 2014-08-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자
CN104009131A (zh) * 2013-02-27 2014-08-27 精工爱普生株式会社 半导体发光装置、超辐射发光二极管以及投影仪
CN105895775A (zh) * 2015-02-17 2016-08-24 新世纪光电股份有限公司 发光二极管
WO2018174425A1 (ko) * 2017-03-21 2018-09-27 서울바이오시스주식회사 분포 브래그 반사기 적층체를 구비하는 발광 다이오드
CN111146231A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 三星电子株式会社 发光装置
WO2020229043A2 (de) * 2019-05-14 2020-11-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement, pixel, displayanordnung und verfahren

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