TW201715750A - 具有分布式布拉格反射器的發光二極體晶片 - Google Patents

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Abstract

公開了一種發光二極體晶片，其包括分布式布拉格反射鏡（DBR），DBR設置在發光結構的一側以便反射從發光結構發射出的光。DBR包括具有高折射率的第一材料層和具有低折射率的第二材料層，其中第一和第二材料層交替地堆疊在彼此之上。關於可見光範圍的中心波長（λ：554nm），DBR包括：第一區域，其中交替地設有光學厚度大於0.25λ+10%的第一材料層的第一組和光學厚度大於0.25λ-10%且小於0.25λ+10%的第一材料層的第二組；第二區域，其包括光學厚度小於0.25λ-10%且連續配置的第一材料層的第三組；和第三區域，其設置在第一區域和第二區域之間且包括光學厚度小於0.25λ-10%的第一材料層和光學厚度大於0.25λ的第一材料層。借助這種結構，即使當光的入射角增大時，DBR也可以防止在阻帶中產生波動。

Description

具有分布式布拉格反射器的發光二極體晶片
本發明涉及一種發光二極體晶片，尤其涉及一種包括分布式布拉格反射器以提高光提取效率的發光二極體晶片。
被構造成發射藍光或UV光的氮化鎵基發光二極體在各種應用中使用，特別是，不同類型的被構造成發射用於背光單元或普通照明的混合光（例如白光）的發光二極體封裝在市場上可買到。
由於發光二極體封裝的光輸出通常取決於發光二極體晶片的光效率，所以已經作出了連續嘗試來提高發光二極體晶片的光效率。例如，在光出射面的一個表面上形成粗糙表面，或改進磊晶層或透明基底的形狀，以提高發光二極體晶片的光提取效率。
或者，在光出射面的另一表面（比如基底的下表面）上設置諸如Al反射器之類的金屬反射器，以藉由反射射向晶片安裝平面的光來提高光效率。發光二極體晶片的光效率可以通過使用金屬反射器對光進行反射以減少光損耗得到提高。然而，這種反射金屬可能因爲氧化而造成反射不良，並且金屬反射器的反射率比較低。
因此，使用通過交替疊放具有不同折射率的材料而形成的分布式布拉格反射器（distributed Bragg reflector，DBR）來實現高反射率，同時確保相對穩定的反射特徵。
DBR通常是通過交替疊放高折射率材料層和低折射率材料層而形成。特別是，在包括中心波長的一定的光譜範圍內（即在阻帶中）具有高反射率的DBR可以通過交替疊放高折射率材料層和低折射率材料層而形成，各個材料層具有等於λ/4（λ：中心波長）的光學厚度（實際厚度×折射率）。
然而，阻帶不能簡單地通過將各自具有等於λ/4光學厚度的高折射率材料層和低折射率材料層進行交替疊放而充分被加寬。爲了克服這個問題，阻帶可通過將波長大於中心波長的DBR1與波長小於中心波長的DBR2進行疊放而加寬，從而所提供的DBR基本上在整個可見光範圍內具有高反射率。DBR每層的厚度可使用諸如Macleod或Filmstar之類的模擬工具進行微調。
圖1是示出了通過使用模擬工具將DBR1和DBR2進行疊放來設計具有較寬阻帶DBR的過程的模擬圖。
爲了設計在425-700奈米波段內具有90%或更高反射率的DBR，首先，參照555奈米中心波長（λ），設計在555-700奈米波段內展現高反射率的DBR1以及在555奈米及更短波段內展現高反射率的DBR2，並將它們一個在另一個上面地進行疊放。此時，使用模擬工具對DBR1和DBR2中每個材料層的厚度進行調整，從而實現在425-700奈米波段內具有90%或更高反射率的DBR的設計。
[技術問題]
在其中藍寶石基底上形成包括主動層的氮化鎵基發光結構並且基底的下表面上設置DBR的結構中，一些主動層發射的光經過基底後到達反射器。在這種情況下，光不僅以0°入射角（與反射器成直角）而且以不同入射角度進入反射器。特別是，在其中藍寶石基底是圖案化藍寶石基底的結構中，傾斜入射角的光量比起直角的入射角的光量增加。
圖2是取決於到達基底下表面的光的入射角的光功率的示意圖。在這個圖中，Ex表示基底下表面上X方向的入射角，Ez表示垂直於基底下表面上X方向的X方向的入射角。根據包括圖案化藍寶石基底的發光二極體晶片的實際尺寸，通過時域有限差分（FDTD）數值分析方法以10°間隔對取決於到達基底下表面的光的入射角的光功率進行分析。
參照圖2，近似以直角（即0°到10°的入射角）入射到基底下表面上的光的光功率小於約3.5%。反之，以20°或更高（特別是在20°到50°入射角範圍內）的角度入射的光的光功率約爲60%或更高，其占據了到達基底下表面的光的大部分功率。在採用圖案化藍寶石基底（PSS）的結構中，光被形成在基底上的圖案散射，從而增加了到達基底下表面的光的入射角。因此，在採用圖案化藍寶石基底（PSS）的結構中，由於大量的光以較大入射角到達基底下表面，所以對構造成反射基底下表面上的入射光的DBR進行設計時必須考慮光的入射角。
另一方面，相對於以0°入射角進入的光，在寬波長範圍內，典型的DBR具有約100%的高反射。然而，隨著入射角的變化，DBR的阻帶朝短波長偏移以及阻帶的頻譜帶寬變窄。此外，即使在阻帶內，典型DBR受導致反射率降低的波動現象影響。
圖3A、圖3B和圖3C是模擬圖，其表示典型DBR的反射率隨入射角的變化而變化。
參見圖3A、圖3B和圖3C，可以看出隨著入射角增大至20°、25°和30°，阻帶朝短波長偏移以及阻帶的帶寬變窄。例如，在20°的入射角處，阻帶在長波長帶上向左偏移約65nm以及在短波長帶上向左偏移約20nm，因此阻帶的帶寬減少約45nm。此外，在25°的入射角處，阻帶在長波長帶上向左偏移約90nm以及在短波長帶上向左偏移約25nm，因此阻帶的帶寬減少約65nm。另外，在30°的入射角處，阻帶在長波長帶上向左偏移約120nm以及在短波長帶上向左偏移約30nm，因此阻帶的帶寬減少約90nm。同樣地，隨著入射角的增大，阻帶的帶寬預期將會進一步減小。
另一方面，隨著入射角從20°增大到30°，在阻帶中觀察到具有相對低反射率的波動R。可以看出，波動R中的反射率隨著入射角的增大而逐漸減小。此外，隨著入射角的增大，波動R也朝短波長偏移。相應地，例如，即使在阻帶包括450nm的情況下，在發出具有約450nm的波長（λe）的光的發光二極體晶片中，關於在20°到50°的入射角處進入的光的反射率可迅速因波動R而降低。
本發明的示例性實施例提供了一種包括DBR的發光二極體晶片，所述DBR不僅相對於在直角處進入的光還相對於在各種入射角處進入的光均展現出良好的反射率以改善發光效率。
本發明的示例性實施例提供了一種分布式布拉格反射器，其可防止或抑制在阻帶中生成隨著入射角增大而表現出低反射率的波動。 [技術方案]
本發明的示例性實施例提供一種發光二極體晶片，其包括：包括主動層的發光結構；以及分布式布拉格反射器（DBR），其配置在發光結構的一側處以反射從發光結構發出的光，其中DBR包括具有高折射率的第一材料層和具有低折射率的第二材料層，所述第一材料層和第二材料層交替地堆疊在彼此上方，且相對於可見範圍的中心波長（λ：554nm），包括：第一區域，其中具有大於0.25λ+10%的光學厚度的第一材料層的第一組和具有大於0.25λ-10%且小於0.25λ+10%的光學厚度的第一材料層的第二組交替地配置；第二區域，其包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度且連續配置的第一材料層的第三組；以及第三區域，其配置在第一區域和第二區域之間且包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第一材料層和具有大於0.25λ的光學厚度的第一材料層，第一區域被放置地比第二區域更接近發光結構。
本發明的另一個示例性實施例提供一種發光二極體晶片，其包括：包括發出具有第一波長的光的主動層的發光結構；以及分布式布拉格反射器（DBR），其配置在發光結構的一側處以反射從發光結構發出的光，其中DBR包括具有低折射率的第一材料層和具有高折射率的第二材料層，所述第一材料層和第二材料層交替地堆疊在彼此上方，且相對於比第一波長長75nm至125nm的第二波長（λ），包括：第一區域，其中具有大於0.25λ+10%的光學厚度的第一材料層的第一組和具有大於0.25λ-10%且小於0.25λ+10%的光學厚度的第一材料層的第二組交替地配置；第二區域，其包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度且連續配置的第一材料層的第三組；以及第三區域，其配置在第一區域和第二區域之間且包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第一材料層和具有大於0.25λ的光學厚度的第一材料層，第一區域被放置地比第二區域更接近發光結構。 [有益效果]
根據示例性實施例，不僅相對於以直角進入的光還相對於以各種入射角進入的光，分布式布拉格反射器均展現出良好的反射率，從而改善包括所述反射器的發光二極體晶片的發光效率。具體地，根據示例性實施例，DBR可防止或抑制在阻帶中生成隨著入射角增大而表現出低反射率的波動，從而改善發光二極體晶片的發光效率。另外，借助包括DBR的發光二極體晶片，發光二極體封裝以及照明裝置具有改善的發光效率。
在下文中，將參照附圖詳細的描述本發明的示例性實施例。通過舉例方式提供以下實施例，以便爲那些本發明涉及的技術人員充分地傳達本發明的精神。相應地，本發明並不限於此處公開的實施例，還可以以不同的形式來實施。在附圖中，爲了清晰和描述目的，元件的帶寬、長度、厚度等會被誇大。在整個說明書中，相同的參考標號表示具有相同或相似功能的相同元件。
根據本發明的一個示例性實施例，發光二極體晶片包含：包含主動層的發光結構；和分布式布拉格反射器（DBR），其被設置在發光結構的一側以便反射從發光結構發射的光。在這個示例性實施例中，DBR包含具有高折射率的第一材料層和低折射率的第二材料層，其中第一材料層和第二材料層彼此交替地堆疊。對於可見範圍的中心波長（λ：554nm），DBR包含：第一區域，其中，具有大於0.25λ+10%的光學厚度的第一組第一材料層和具有大於0.25λ-10%以及小於0.25λ+10%的光學厚度的第二組第一材料層被交替地配置；第二區域，其包含光學厚度小於0.25λ-10%且連續設置的第三組第一材料層；和第三區域，其被設置在第一區域和第二區域之間並且包含具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第一材料層和具有大於0.25λ的光學厚度的第一材料層。第一區域被放置成比第二區域更接近發光結構。
在第一區域中，第一材料層被分成其光學厚度大於0.25λ+10%的第一組第一材料層和其光學厚度接近0.25λ的第二組第一材料層，並且這些組被交替的配置，從而改善DBR在中心波長（λ）附近以及在其波長大於中心波長的光譜範圍中的反射特性。借助這種結構，DBR可以在進入DBR的光的各種入射角下防止在阻帶中發生波動。
另外，第三區域被設置在第一區域和第二區域之間，從而防止在光譜區域的中心附近發生波動。
另一方面，對於寬的光譜範圍內的入射光，其中第一區域被設置成比第二區域更靠近發光結構的結構可以提高反射效率。這是因爲，較短波長的光可以比具有較長波長的光更深地滲透到DBR。
此外，第一組第一材料層可以包括具有小於0.3λ+10％的光學厚度的第一材料層，第三組第一材料層可具有大於0.2λ-10％的光學厚度。第一組第一材料層通常具有接近0.3λ的光學厚度，而第三組第一材料層通常具有接近0.2λ的光學厚度。因此，第一組第一材料層在比中心波長更長的波長範圍內增大反射率，而第三組第一材料層在比中心波長更短的波長範圍內增大反射率。
根據示例性實施例，第一材料層在第一區域中的光學厚度偏差大於第一材料層在第二區域中的光學厚度偏差。第一材料層在第一區域中的光學厚度偏差通過明確地區分第一組第一材料層的光學厚度和第二組第一材料層的光學厚度而增加。
第一區域內的第二材料層包括具有大於0.25λ+10％的光學厚度的第一組第二材料層和具有大於0.25λ-10％且小於0.25λ+10％的光學厚度的第二組第二材料層；第二區域中的第二材料層包括具有小於0.25λ-10％的光學厚度且連續設置的第三組第二材料層；以及，第三區域中的第二材料層包括具有小於0.25λ-10％的光學厚度的第二材料層和具有大於0.25λ且小於0.25λ+10％的光學厚度的第二材料層。
在第一區域中，第二材料層可以被分成兩組，就像第一材料層那樣。第二材料層還可以包括第一組第二材料層和第二組第二材料層，其中第一組和第二組可以交替設置。
第一組第二材料層可以具有小於0.25λ+20％的光學厚度。此外，第一組第二材料層可以具有小於第一組第一材料層的平均光學厚度。
通常來說，具有高折射率的材料層具有高於具有低折射率材料層的光吸收率。因此，具有高折射率的第二材料層的光學厚度可以被調整爲比具有低折射率的第一材料層的光學厚度小，以減少光吸收所造成的光損失。具體地講，在具有相對較大光學厚度的第一區域中，第二材料層的厚度可以相對減小，以實現對光吸收引起的光損失的有效預防。
第二材料層在第一區域中的光學厚度偏差大於第二材料層在第二區域中的偏差。在第一區域中，第二材料層可被分成具有不同光學厚度的兩組，就像第一材料層那樣。與此相反，在第二區域中，第二材料層具有基本上類似的光學厚度，因此具有相對小的厚度偏差。
在一些示例性實施例中，第三區域可還包括具有大於0.25λ+10％的光學厚度的第二材料層。此外，DBR還可以包括設置在第三區域中、具有大於0.25λ-10％且小於0.25λ的光學厚度的第一材料層。
第一區域包括的層少於第一區域和第二區域。然而，第三區域中的層可以具有比第一區域或第二區域更多樣的光學厚度。
在一些示例性實施例中，發光二極體晶片還可以包括設置在發光結構與DBR之間的基底。所述基底可以是圖案化藍寶石基底（PSS）。光線以20°至50°範圍的入射角度入射到DBR，由此，發光二極體晶片可以通過根據本示例性實施例的DBR維持高反射率。
發光二極體晶片還可以包括設置在基底與DBR之間且由與DBR中第一材料層相同的材料形成的中間層，其中中間層具有比第一材料層更大的厚度。中間層減小了基底的粗糙底表面對形成在基底底表面上的DBR的影響。
發光二極體晶片可以還包括設置在DBR最上層從而面對中間層的表面層，其中表面層由與DBR中第一材料層相同的材料形成，並且具有大於第一材料層的厚度。表面層防止了在發光二極體晶片的封裝時DBR被發光二極體晶片的安裝平面的粗糙表面損壞。
在一些示例性實施例中，發光二極體晶片可以還包括設置在DBR和發光結構之間以面對DBR的基底。例如，發光二極體晶片可以是倒裝晶片發光二極體晶片，使主動層中產生的光線在被DBR反射之後通過基底被放出。
在一些示例性實施例中，主動層可以產生藍光。具體地講，主動層可以發射具有425奈米至475奈米範圍內波長的光，例如，具有比中心波長（554奈米）短約100奈米的波長的藍光。
如這裡使用的，術語“高折射率”和“低折射率”被用於指示第一材料層的折射率與第二材料層的折射率之間的差異。也就是，低折射率的第一材料層具有比高折射率的第二材料層更低的折射率。在一個示例性實施例中，第一材料層可以是SiO2 層，且第二材料層可以是TiO2 層。例如，SiO2 層可具有約1.47的折射率，且TiO2 層可具有約2.41的折射率。應當被理解的是，第一材料層和第二材料層並不限於SiO2 層和TiO2 層。只要第一材料層和第二材料層具有不同的折射率且是光學透明的，不僅絕緣層而且半導體層可以被用作爲第一和第二材料層。這裏，例如SiO2 層和TiO2 層的電介質層由於其高透光率、易沉積和相對大的折射率差異而是更合適的。
根據本發明的另一示例性實施例，發光二極體晶片包括：發光結構，其包括發射具有第一波長的光的主動層；以及分布式布拉格反射器（DBR），其設置在發光結構的一側，以便反射從發光結構發射出的光。在這個示例性實施例中，DBR包括具有低折射率的第一材料層和具有高折射率的第二材料層，其中，第一和第二材料層彼此交替地堆疊。針對比第一波長長75nm到125nm的第二波長（λ），DBR包括第一區域，在所述第一區域中，交替地配置有第一組第一材料層和第二組第一材料層，所述第一組第一材料層具有大於0.25λ+10%的光學厚度，所述第二組第一材料層具有大於0.25λ-10%且小於0.25λ+10%的光學厚度；第二區域，所述第二區域包括第三組第一材料層，其具有小於0.25λ-10%的光學厚度且被連續地配置；以及設置在第一區域與第二區域之間的第三區域，且所述第三區域包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第一材料層和具有大於0.25λ的光學厚度的第一材料層，其中，與第二區域相比，第一區域被設置的更接近於發光結構。
在根據所述示例性實施例的發光二極體晶片中，爲了DBR的設計，將比從主動層發射出的光的第一波長長75nm到125nm的第二波長設置爲參考波長（λ）。第二波長可以比第一波長長100nm。從主動層發射出的光的波長根據主動層的材料可能有所不同。因此，所述DBR可以參考第二波長（λ）來製作，所述第二波長比第一波長長100nm，以便實現從主動層發出的光的有效反射，同時還相對於以DBR的各種入射角進入DBR的光保持高的反射率。
下面，將參照附圖來更加詳細地描述本發明的示例性實施例。
圖4A是根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片100的剖視圖。
參考圖4A，所述發光二極體晶片100包括基底21、發光結構30和DBR43。所述發光二極體晶片100還可包括緩衝層23、透明電極31、第一電極焊盤33、第二電極焊盤35、電流阻擋層39、中間層41和表面層45。
基底21可以是任何透明基底，其可以是但不限於例如藍寶石基底或SiC基底。基底21可以是適合於GaN基化合物半導體層的生長的生長基底。例如，基底21可具有在其上表面形成的預定圖案，如圖案化的藍寶石基底（PSS）。由於圖案化的藍寶石基底通常允許光以範圍在20°到50°內的入射角進入其底表面，因此根據本發明的DBR在被應用於其上時可以更有效地展示出有利的效果。
發光結構30設置在基底21的上表面上。發光結構30包括第一導電型半導體層25、第二導電型半導體層29和介入在第一導電型半導體層25與第二導電型半導體層29之間的主動層27。這裏，第一導電型和第二導電型是相反的導電類型，且第一導電型爲n型和第二導電型爲p型，或者反過來。
第一導電型半導體層25、主動層27和第二導電型半導體層29可以由GaN基化合物半導體材料，也就是(Al,In,Ga)N形成。主動層27的組成元素和組合物被確定，以使得所述主動層27可發射具有期望波長的光，例如，紫外光或藍光。如圖中所示，第一導電型半導體層25和/或第二導電型半導體層29可以由單層組成，或可以具有多層結構。此外，主動層27可具有單量子阱結構或多量子阱結構。進一步，緩衝層23可介入在基底21與第一導電型半導體層25之間。
半導體層25、27、29可以由MOCVD或MBE形成，且第一導電型半導體層25可以進行圖案化處理，以便通過微影和蝕刻來暴露所述第一導電型半導體層25的一些區域。
透明電極層31可以使用例如ITO、ZnO或Ni/Au形成在第二導電型半導體層29上。透明電極層31具有比第二導電型半導體層29更低的比電阻，且因而傳播電流。第一電極焊盤33（例如n型電極焊盤33）形成在第一導電型半導體層25上，並且第二電極焊盤35（例如p型電極焊盤35）形成在透明電極層31上。如圖中所示，p型電極焊盤35可以通過透明電極層31電連接至第二導電型半導體層29。
在電極焊盤35與第二導電型半導體層29之間設置有電流阻擋層39。電流阻擋層39可設置在透明電極層31的下方，或可設置在透明電極層31之上。在其中電流阻擋層39設置在透明電極層31與電極焊盤35之間的結構中，電極焊盤35可以通過延伸腿（未示出）電連接至透明電極層31。
電流阻擋層39反射在主動層27內生成的且朝向電極焊盤35行進的光。這樣一種電流阻擋層39可形成為相對於在主動層27中生成的光具有高的反射率，且可由其中具有不同折射率的電介質層（例如TiO2 層和SiO2 層）彼此相互交替地堆疊的分布式布拉格反射器組成。這種結構可以防止由於電極焊盤35的光吸收引起的光損耗，因而提高了發光二極體晶片的發光效率。
DBR 43設置在基底21的下側。也就是，基底21介於發光結構30與DBR 43之間。DBR 43通過交替地堆疊第一材料層和第二材料層形成，所述第一材料層具有第一折射率（低折射率），例如SiO2 層（n：約1.47），所述第二材料層具有第二折射率（高折射率），例如TiO2 層（n：約2.41）。以下參考圖5將更詳細地描述DBR43的堆疊結構。
中間層41可介入在基底21與DBR 43之間。中間層41可由與第一材料層相同的材料（例如SiO2 ）形成。中間層41用於防止在基底21的底表面上形成的DBR 43受到基底21的底表面的表面狀態的影響，且所述中間層41比第一材料層厚。例如，中間層41可具有300nm到500nm的厚度，特別是400nm。
此外，表面層45可形成作爲DBR 43的最上層，以便覆蓋DBR 43。表面層45消除了在封裝發光二極體晶片100時將發光二極體晶片100安裝於其上的安裝平面的表面狀態對DBR 43的影響，且被形成相對高的厚度，像中間層41一樣。例如，表面層45可具有300nm到500nm的厚度，特別是400nm。
在這個示例性實施例中，DBR 43被設置成面向發光結構30，且基底21介入在它們兩者之間。在主動層27中生成的光由DBR 43反射，以從發光二極體晶片100向上發射。
圖4B是根據本發明的另一示例性實施例的發光二極體晶片200的剖視圖。
參考圖4B，在這個示例性實施例中，DBR53大致類似於DBR47，除了DBR53被設置成經由發光結構30面向基底21。如在所述圖中所示，DBR53可覆蓋透明電極層31以及第一導電型半導體層25的暴露表面。DBR53將在主動層27中生成的光朝向基底21反射。以下參考圖5將更詳細地描述DBR53的結構。
發光二極體晶片200可以是例如倒裝晶片型發光二極體晶片。因而，透明電極層31、n型電極焊盤33和p型電極焊盤35的詳細形狀和位置可以被改進以適用於倒裝晶片型發光二極體晶片。
如參考圖4A和圖4B所描述的，DBR 43或53可在基底21的下表面或發光結構30的上表面上形成。儘管在此未示出，DBR可以介入基底21與發光結構30之間。在這個示例性實施例中，DBR可利用例如半導體層來形成。
圖5爲描述了取決於位置的TiO2 /SiO2 對的光學厚度的圖表，其用於說明根據本發明的一個示例性實施例的DBR結構。在這裏，光學厚度指的是與可視範圍內的中心波長（λ：554nm）有關的厚度。
形成第一材料層和第二材料層的順序並不重要且根據狀況可能改變。例如，如在圖4A中所示的實施例中，在中間層41由與第一材料層相同的材料（例如，SiO2 ）形成的結構中，DBR 43的第一層可以是第二材料層。可替換地，在省略中間層41的結構中，DBR 43的第一層可以是第一材料層。此外，在如圖4B中所示的實施例中，在不需要中間層41的結構中，DBR53的第一層可以是第一材料層或第二材料層。通常地，由於SiO2 層的黏合强度優於TiO2 層的黏合强度，所述SiO2 層可以被用作爲被黏合至基底21或發光結構30的層。
另一方面，形成於DBR 43或53的表面上的表面層45具有相對大的厚度以保護DBR 43或53，且可以由與第一材料層相同的材料形成。因此，除了表面層45之外的DBR43的最後一層通常爲第二材料層並且不形成一對。
圖5示出了插入在中間層41和表面層45之間的DBR43，其中DBR43的第一層和最後一層爲第二材料層（TiO2 層）。這裏，第二材料層（TiO2 層）/第一材料層（SiO2 層）構成一對且最後的第二材料層不會形成一對。
參照圖5，可以確認，DBR的結構明顯地分成第一區域、第二區域和第三區域。這裏，第一區域比第二區域更接近於發光結構30放置，第三區域介於第一區域和第二區域之間。
（第一區域）
第一區域用於增加中心波長（λ）附近以及具有比中心波長（λ）更長的波長的光譜區域中的反射率。因此，在第一區域中，第一材料層和第二材料層通常具有接近0.25λ或大於0.25λ的光學厚度。
確切地說，在第一區域中，第一材料層（SiO2 層）被分成具有大於0.25λ+10％的光學厚度的第一組第一材料層和具有大於0.25λ-10％且小於0.25λ+10％的光學厚度的第二組第一材料層。第一組第一材料層和第二組第一材料層交替配置。如圖5所示，具有相對大厚度的第一組第一材料層和具有相對小厚度的第二組第一材料層交替配置。第一組第一材料層可以在第二組第一材料層之前形成，反之亦然。
此外，第一組第一材料層通常具有小於0.3λ+10％的光學厚度。在本示例性實施例中，第一組包括五個第一材料層，且所述第一組中除了第一層之外的四個層具有小於0.3λ+10％的光學厚度。
在第一區域中，第二材料層（例如，TiO2 層）包括具有大於0.25λ+10％的光學厚度的第一組第二材料層和具有大於0.25λ-10％且小於0.25λ+10％的光學厚度的第二組第二材料層。
第一組第二材料層的光學厚度與第二組第二材料層的光學厚度明顯不同。此外，可以看出，儘管第一組第二材料層和第二組第二材料層並非完全交替配置，但第一和第二組第二材料層中的大部分是交替配置的。
另一方面，第一組第二材料層通常具有小於第一組第一材料層的光學厚度。進一步地，第一組第二材料層具有小於第一組第一材料層的平均光學厚度。由於具有較大折射率的第二材料層顯示出比具有較低折射率的第一材料層更大的光吸收率，故第一組第二材料層可以形成爲相對小的厚度以降低光損失。
第一組第二材料層可以具有小於0.25λ+20％（即，0.3λ）的光學厚度。相反地，第一組第一材料層通常具有大於0.25λ+20％的光學厚度。
另一方面，儘管第二組第二材料層還可具有小於第二組第一材料層的光學厚度以降低光損失，但由於第二組第二材料層具有小於第一組第二材料層的光學厚度，故第二組第二材料層的厚度降低不會對光損失降低提供實質效果。因此，第二組第二材料層和第二組第一材料層可基本具有類似的光學厚度。
（第二區域）
提供了第二區域以增加具有比中心波長（λ）更短的波長的光譜區域中的反射率。因此，在第二區域中，第一材料層和第二材料層通常具有小於0.25λ的光學厚度。
確切的說，第二區域包括具有小於0.25λ-10％的光學厚度並連續配置的第三組第一材料層。此外，第三組第一材料層具有大於0.2λ-10％的光學厚度。
參照圖5，可以清楚地看出，第二區域中的第一材料層的光學厚度偏差小於第一區域中的第一材料層的光學厚度偏差。由於第一區域中的第一組第一材料層和第二組第一材料層具有明顯不同的光學厚度，故第一區域中的第一材料層具有大於第二區域中的第一材料層（其通常具有較小的光學厚度）的光學厚度偏差。
在第二區域中，第二材料層包括具有小於0.25λ-10％的光學厚度並連續配置的第三組第二材料層。在第二區域中，僅第一第二材料層（即，第十三對中的第二材料層）具有大於0.25λ-10％的光學厚度，且所有的其他第二材料層具有小於0.25λ-10％的光學厚度。
（第三區域）
第三區域設置在第一區域和第二區域之間以去除在堆疊具有不同反射段的DBR時產生的波動。
第三區域通常是由很少數量的對組成。如從圖5中可以看到的那樣，在此示例性實施例中，第一區域是由最多數量的對組成，且第三區域是由最小數量的對組成。
確切地說，第三區域包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第一材料層和具有大於0.25λ的光學厚度的第一材料層。另外，第三區域可以包括具有大於0.25λ-10%並且小於0.25λ的光學厚度的第一材料層。
另外，在第三區域中，第二材料層包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第二材料層和具有大於0.25λ並且小於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層。另外，在第三區域中，第二材料層可以進一步包括具有大於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層。
在由相對較少數量的對組成的第三層中，第一材料層和第二材料層具有比第一區域和第二區域中的材料層更多樣的光學厚度。
根據此示例性實施例，設置成相對靠近發光結構30並且反射長波長帶中的光的第一區域中的第一和第二材料層被分成具有較大光學厚度的第一組和具有較小光學厚度的第二組，由此即使在其中入射角增大的情況下也能夠實現對產生在阻帶中的波動的消除。
雖然在此示例性實施例中第一區域是由9對組成、第二區域是由7.5對組成且第三區域是由3對組成，但是應當理解的是，在其它示例性實施例中可改變對數。然而，應注意，其中第一區域中的對數大於其它區域中的對數的結構有利於補償長波長帶中的反射率。
構成DBR的層中的每一個的光學厚度可使用諸如Macleod或Filmstar的模擬工具來調整。另外，DBR的材料層中的每一個可使用離子輔助沉積設備形成在基底21的底面上或發光結構30的上表面上。
圖6A、6B和6C是描繪如根據本發明的一個示例性實施例設計的取決於入射角的DBR的反射率中的變化的模擬圖表。
圖5中示出了DBR的材料層中的每一個的光學厚度。另外，在取決於入射角的反射率中的變化的模擬中增加了厚度爲400nm的SiO2 中間層41和厚度爲400nm的SiO2 表面層45，且模擬結果連同0度入射角下的反射率一起被示出。
參考圖6A、6B和6C，根據此示例性實施例的DBR關於以0°入射角進入的光在約410nm至700nm的光譜區域中展現出90%或更高的反射率。因此，在其中發光二極體晶片與螢光體一同使用的結構中，從螢光體中產生並且進入發光二極體晶片的光可使用DBR來反射。
另一方面，可以看到的是，隨著入射角增加至20°、25°和30°，阻帶朝短波長移動且阻帶的帶寬變窄。然而，可以看到，根據此示例性實施例的DBR在約550nm的波長下保持大致100%的反射率，並且不會在阻帶中產生波動。
因此，可使用根據此示例性實施例的DBR來實現發光二極體晶片中光的有效反射，所述發光二極體晶片發射具有例如420nm至500nm的波長的藍光。
根據此示例性實施例，在DBR的第一區域中，具有較大光學厚度的第一組第一材料層和具有較小光學厚度的第二組第一材料層交替地配置，且具有較大光學厚度的第一組第二材料層和具有較小光學厚度的第二組第二材料層也大致上交替地配置。因而，具有其中具有不同光學厚度的第一和第二材料層交替地配置的結構的DBR可展現出比具有其中第一組和第二組彼此分開的結構的DBR更優越的反射特性。這將參考圖7和圖8更詳細地描述。
圖7A是描繪取決於位置的光學厚度的圖表，其說明了其中具有較大光學厚度的材料層的第一組和具有較小光學厚度的材料層的第二組彼此分開的一個實例。圖7B是描繪取決於位置的光學厚度的圖表，其說明了其中具有較大光學厚度的材料層的第一組和具有較小光學厚度的材料層的第二組交替地配置的一個實例。
各自具有0.3λ的光學厚度的第一材料層和第二材料層的第一組以及各自具有0.25λ的光學厚度的第一材料層和第二材料層的第二組可以不同方式配置。例如，第一組和第二組可以被配置成彼此分開（圖7A）或可以交替地配置（圖7B）。在此處，DBR是由8.5對組成。
圖8是描繪圖7A和圖7B的DBR取決於入射角的反射率的圖表。
參照圖8，圖7A中的DBR提供了其中處於0°入射角下的反射率A-0°不具有清晰邊界的阻帶。相反地，圖7B中的DBR提供了其中處於0°入射角下的反射率B-0°具有清晰邊界的阻帶。如由處於30°入射角下的A-30°和B-30°所指示的那樣，在圖7B中所示的DBR的阻帶具有更清晰的邊界。
相應地，可以看出，在具有不同光學厚度的材料層的配置中，其中具有較大厚度的材料層和具有較小厚度的材料層交替地配置的結構可以改進反射特性。
在另一方面，基於FDTD數值分析，使用典型的DBR和按照本發明的示例性實施例的DBR來分析處於晶片級和處於封裝級的光提取率。在這種分析中，DBR設爲設置在基底的下表面並且其它部件具有與實際的發光二極體晶片相同的尺寸。
從這種分析中，可以看出，在晶片等級上，與在使用典型DBR的情況（63.10%）下相比，在使用根據所述示例性實施例的DBR的情況下總光提取率（63.35%）增加了約0.25%。此外，在晶片等級下，在使用典型的DBR的情況下通過基底的下表面放出的光爲0.35%，在使用根據所述示例性實施例的DBR的情況下降低至0.15%。進一步地，可以看出，在封裝等級下，與在使用典型DBR（65%）的情況下相比，在使用根據所述示例性實施例的DBR（63.53%）的情況下總光提取率增加了約0.53%。這種光提取率的增加是在相同的條件下僅通過DBR的改變發生的，並且是非常顯著的結果。
圖9示出了使用其上應用了典型的DBR（比較示例）和根據示例性實施例的DBR（本發明的示例）的實際發光二極體晶片的在晶片級上的光輸出。
參照圖9，在20mA處，比較示例的發光二極體晶片具有80.83mW的平均光輸出，且本發明示例的發光二極體晶片具有81.91mW的平均光輸出。相應地，可以看出，發光二極體晶片的光提取率可以通過改變DBR的設計來改進，由此發光二極體晶片的光輸出可增加。
在所述示例性實施例中，參照可見光範圍的中心波長（即爲554nm的波長）來設置DBR的每個材料層的光學厚度。對於配置爲發射藍光的發光二極體晶片，當考慮到隨著入射角的增加阻帶朝向短波長移動時，建立以可見光範圍的中心波長爲中心波長是有意義的。此外，在其中發光二極體晶片與螢光體一起使用的結構中，當考慮到關於通過螢光粉發射出的光的反射時，DBR需要參照中心波長進行設計。
然而，應該理解，本發明不局限於配置爲發射藍光的發光二極體晶片且也不局限於包括與發光二極體晶片一起的螢光體的結構。相應地，本發明還可以應用到配置爲發射UV光的發光二極體晶片，且在這種情況下，可通過考慮從發光二極體晶片發射的光的波長（第一波長）選擇新的參考波長（第二波長）來替代可見光範圍的中心波長。
第二波長可以比第一波長長75nm至125nm。即使當隨著入射角的增大阻帶朝向短波長移動時，相對於從發光二極體晶片發射的光，DBR可通過以這種方式來設置第二波長維持高反射率。如果第二波長比第一波長長小於75nm，第一波長太接近於第二波長，從而隨著入射角增加，相對於具有第一波長的光，DBR會經歷反射率的減少。如果第二波長比第一波長長125nm或更多，則會難以製造在0°入射角上相對於具有第一波長的光具有高反射率的DBR。具體地說，第二波長比第一波長長約100nm。
除了第二波長設置爲參考波長來替代中心波長554nm之外，第一材料層和第二材料層中的每一個的光學厚度可設置爲如上所述。
本文中，儘管SiO2 層和TiO2 層分別被示爲第一材料層和第二材料層，但應所述理解，本發明不限於此，且其它的絕緣層或半導體層也可以用作第一和第二材料層。
圖10是其上應用有根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片的照明設備的一個示例性實施例的分解透視圖。
參照圖10，根據本實施例的照明設備包括擴散蓋1010、發光二極體模組1020、和主體1030。主體1030可接收發光二極體模組1020並且擴散蓋1010可以設置在主體1030上以覆蓋發光二極體模組1020的上側。
主體1030可以具有任何形狀，只要所述主體可將電功率供應至發光二極體模組1020並同時接收和支撑發光二極體模組1020。例如，如圖中所示，主體1030可以包括主體外殼1031、電源1033、電源外殼1035以及電源連接段1037。
電源1033收納在電源外殼1035中以電連接至發光二極體模組1020，並且可以包括至少一個IC晶片。IC晶片可以調節、改變或控制供應給發光二極體模組1020的電功率。電源外殼1035可以接收和支撑電源1033。其中固定有電源1033的電源外殼1035可以被設置在主體外殼1031內。電源連接段1037被設置在電源外殼1035的下端處並且耦合至電源外殼1035。因此，電源連接段1037電連接至電源外殼1035內的電源1033並且可以充當功率可通過其從外部電源供應至電源1033的通道。
發光二極體模組1020包括基底1023以及設置在基底1023上的發光二極體晶片1021。發光二極體模組1020可以被設置在主體外殼1031的上部處並且電連接至電源1033。
可以使用能夠支撑發光二極體晶片1021的任何基底作爲基底1023，而不受任何限制。例如，基底1023可以包括上面形成互連件的印刷電路板。基底1023可以具有與形成於主體外殼1031的上部處的固定部分相對應的形狀，以便穩定地固定至主體外殼1031。發光二極體晶片1021可以包括根據上述實施例的發光二極體晶片中的至少一個。
擴散蓋1010被設置在發光二極體晶片1021上並且可以被固定至主體外殼1031上以遮蓋發光二極體晶片1021。擴散蓋1010可以由透光材料形成，且照明設備的光定向可以通過調節擴散蓋1010的形狀和光學透射率而調整。因而，擴散蓋1010可以根據照明設備的用途和應用場合而修改成各種形狀。
圖11是應用有根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片的顯示器的一個示例性實施例的剖面圖。
根據此實施例的顯示器包括顯示面板2110、將光供應至顯示面板2110的背光單元以及支撑顯示面板2110的下緣的面板導向器。
顯示面板2110沒有特別限制並且可以是（例如）包括液晶層的液晶面板。閘極驅動PCB可以被進一步設置在顯示面板2110的邊緣處以將驅動信號供應至閘極線。在此處，閘極驅動PCB可以形成在薄膜電晶體基底上而非形成在單獨的PCB上。
背光單元包括光源模組，其包括至少一個基底以及多個發光二極體晶片2160。背光單元可以進一步包括底蓋2180、反射片2170、擴散板2131以及光學片2130。
底蓋2180可以在其上側處敞開以接收基底、發光二極體晶片2160、反射片2170、擴散板2131以及光學片2130。另外，底蓋2180可以耦合至面板導向器。基底可以設置在反射片2170下方以被反射片2170包圍。或者，當反射材料塗佈至其表面上時，基底可以設置在反射片2170上。另外，多個基底可以配置成彼此平行。然而，應當瞭解，其它實施方案也是可行的且光源模組可以包括單個基底。
發光二極體晶片2160可以包括根據上述實施例的發光二極體晶片中的至少一個。發光二極體晶片2160可以規則地以預定圖案配置在基底上。另外，透鏡2210可以被設置在每個發光二極體晶片2160上以改進從多個發光二極體晶片2160發出的光的均勻性。
擴散板2131和光學片2130被設置在發光裝置2160上。發射自發光裝置2160的光可以通過擴散板2131和光學片2130以片狀光的形式被供應至顯示面板2110。
以此方式，根據實施例的發光二極體晶片可以應用至直接型顯示器，如根據此實施例的顯示器這樣。
圖12是應用有根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片的顯示器的另一個示例性實施例的剖面圖。
根據此實施例的顯示器包括上面顯示圖像的顯示面板3210，以及被設置在顯示面板3210的後側處並且將光發射至顯示面板3210的背光單元。另外，顯示器包括支撑顯示面板3210並且接收背光單元的框架240，以及包圍顯示面板3210的蓋3240、3280。
顯示面板3210沒有特別限制，並且可以是（例如）包括液晶層的液晶面板。閘極驅動PCB可以被進一步設置在顯示面板3210的邊緣處以將驅動信號供應至閘極線。在此處，閘極驅動PCB可以形成在薄膜電晶體基底上而非形成在單獨的PCB上。顯示面板3210是由被設置在其上側和下側處的蓋3240、3280所固定，且被設置在顯示面板3210的下側處的蓋3280可以耦合至背光單元。
將光供應至顯示面板3210的背光單元包括其上側處部分敞開的下蓋3270、設置在下蓋3270內側的一側處的光源模組，以及設置成平行於光源模組並且將點狀光轉換爲片狀光的導光板3250。另外，根據此實施例的背光單元可以進一步包括設置在導光板3250上以傳播並且收集光的光學片3230，以及設置在導光板3250的下側處並且將沿導光板3250的向下方向行進的光朝顯示面板3210反射的反射片3260。
光源模組包括基底3220以及以恆定間隔配置在基底3220的一個表面上的多個發光二極體3110。可以使用能夠支撑發光二極體3110並且電連接至其的任何基底作爲基底3220，而沒有任何限制。例如，基底3220可以包括印刷電路板。發光二極體3110可以包括根據上述示例性實施例的發光二極體晶片中的至少一個。發射自光源模組的光進入導光板3250並且通過光學片3230供應至顯示面板3210。導光板3250和光學片3230將發射自發光二極體3110的點狀光轉換爲片狀光。
以此方式，根據實施例的發光二極體晶片可以被應用於邊緣型顯示器，如根據此實施例的顯示器這樣。
圖13是應用有根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片的前燈的一個實施例的剖面圖。
參考圖13，根據此實施例的前燈包括燈體4070、基底4020、發光二極體晶片4010以及覆蓋透鏡4050。前燈可以進一步包括散熱單元4030、支撑支架4060和連接構件4040。
基底4020是由支撑支架4060固定並且設置在燈體4070上方。可以使用能夠支撑發光二極體晶片4010的任何構件作爲基底4020，而沒有任何限制。例如，基底4020可以包括具有導電圖案的基底，諸如印刷電路板。發光二極體晶片4010被設置在基底4020上並且可以由基底4020支撑和固定。另外，發光二極體晶片4010可以通過基底4020的導電圖案電連接至外部電源。另外，發光二極體晶片4010可以包括根據上述示例性實施例的發光二極體晶片中的至少一個。
覆蓋透鏡4050設置在發射自發光二極體晶片4010的光的路徑上。例如，如圖中所示，覆蓋透鏡4050可以通過連接構件4040與發光二極體晶片4010分隔開並且可以被設置在發射自發光二極體晶片4010的光的供應方向上。通過覆蓋透鏡4050，可以調整由前燈發射的光的定向角和/或顏色。另一方面，連接構件4040被設置成將覆蓋透鏡4050固定至基底4020，同時包圍發光二極體晶片4010，且因此可以用作提供發光路徑4045的光導。連接構件4040可以由反光材料形成或上面塗佈有反光材料。另一方面，散熱單元4030可以包括散熱鰭片4031和/或散熱風扇4033，並且消散發光二極體晶片4010運行時產生的熱。
以此方式，根據示例性實施例的發光二極體晶片可以被應用於前燈，尤其是車輛的前燈，如根據此實施例的前燈這樣。
雖然本文已經描述了某些示例性實施例，但是本領域技術人員應當理解的是，這些實施例僅僅是通過說明方式給定，且在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可做出各種修改、改變和更改。因此，本發明的範圍應當僅僅是由隨附權利要求書和其等效物限制。
21‧‧‧基底
23‧‧‧緩衝層
25‧‧‧第一導電型半導體層
27‧‧‧主動層
29‧‧‧第二導電型半導體層
30‧‧‧發光結構
31‧‧‧透明電極
33‧‧‧第一電極焊盤
35‧‧‧第二電極焊盤
39‧‧‧電流阻擋層
41‧‧‧中間層
43‧‧‧DBR
45‧‧‧表面層
53‧‧‧DBR
100、200‧‧‧發光二極體晶片
1010‧‧‧擴散蓋
1020‧‧‧發光二極體模組
1021‧‧‧發光二極體晶片
1023‧‧‧基底
1030‧‧‧主體
1031‧‧‧主體外殼
1033‧‧‧電源
1035‧‧‧電源外殼
1037‧‧‧電源連接段
2110‧‧‧顯示面板
2130‧‧‧光學片
2131‧‧‧擴散板
2160‧‧‧發光二極體晶片
2170‧‧‧反射片
2180‧‧‧底蓋
2210‧‧‧透鏡
3110‧‧‧發光二極體
3210‧‧‧顯示面板
3230‧‧‧光學片
3220‧‧‧基底
3240‧‧‧框架
3250‧‧‧導光板
3260‧‧‧反射片
3270‧‧‧下蓋
3280‧‧‧蓋
4010‧‧‧發光二極體晶片
4020‧‧‧基底
4030‧‧‧散熱單元
4031‧‧‧散熱鰭片
4033‧‧‧散熱風扇
4040‧‧‧連接構件
4045‧‧‧發光路徑
4050‧‧‧覆蓋透鏡
4060‧‧‧支撑支架
4070‧‧‧燈體
R‧‧‧波動
圖1爲模擬圖，其示出了使用模擬工具通過堆疊DBR1和DBR2設計具有相對寬阻帶的DBR的製程。 圖2爲圖表，其描述了取決於到達基底下表面的光的入射角的光功率。 圖3A、圖3B和圖3C爲模擬圖，其描述了典型DBR的反射率隨入射角的變化的變化。 圖4A爲根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片100的剖面圖。 圖4B爲根據本發明的另一示例性實施例的發光二極體晶片200的剖面圖。 圖5爲描述了取決於位置的TiO2 /SiO2 對的光學厚度的圖表，其用於說明根據本發明的一個示例性實施例的DBR結構。 圖6A、圖6B和圖6C是描繪如根據本發明的一個示例性實施例設計的取決於入射角的DBR的反射率中的變化的模擬圖表。 圖7A爲描述了取決於位置的光學厚度的圖表，其說明了其中具有較大光學厚度的第一組材料層與具有較小光學厚度的第二組材料層彼此分離的一個實例。 圖7B爲描述了取決於位置的光學厚度的圖表，其說明了其中具有較大光學厚度的第一組材料層和具有較小光學厚度的第二組材料層被交替地配置的一個實例。 圖8爲描述了取決於入射角的圖7A和圖7B的DBR的反射率的圖表。 圖9爲描述了包含根據本發明示例性實施例的DBR的發光二極體晶片的光輸出的圖表。 圖10爲其上應用了根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片的照明裝置的一個示例性實施例的分解透視圖。 圖11爲其上應用了根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片的顯示器的一個示例性實施例的剖面圖。 圖12爲其上應用了根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片的顯示器的另一示例性實施例的剖面圖。 圖13爲其上應用了根據本發明的一個示例性實施例的發光二極體晶片的前燈的一個示例性實施例的剖面圖。

Claims (20)

  1. 一種發光二極體晶片，其包括： 發光結構，包括主動層；以及 分布式布拉格反射器（DBR），其設置在所述發光結構的一側處以反射從所述發光結構發射出的光， 其中所述分布式布拉格反射器包括具有高折射率的多個第一材料層和具有低折射率的多個第二材料層，所述第一材料層和所述第二材料層交替地堆疊在彼此上方，且關於可見光範圍的中心波長（λ：554nm），包括：第一區域，其中具有大於0.25λ+10%的光學厚度的所述第一材料層的第一組和具有大於0.25λ-10%且小於0.25λ+10%的光學厚度的所述第一材料層的第二組交替地配置；第二區域，其包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度並且連續配置的所述第一材料層的第三組；以及第三區域，其設置在所述第一區域與所述第二區域之間並且包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第一材料層和具有大於0.25λ的光學厚度的第一材料層， 所述第一區域被放置成比所述第二區域更加靠近所述發光結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中所述第一材料層的所述第一組包括具有小於0.3λ+10%的光學厚度的第一材料層，且所述第一材料層的所述第三組具有大於0.2λ-10%的光學厚度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體晶片，其中所述第一區域中的所述第一材料層的光學厚度偏差大於所述第二區域中的所述第一材料層的光學厚度偏差。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的發光二極體晶片，其中 所述第一區域中的所述多個第二材料層包括具有大於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層的第一組和具有大於0.25λ-10%且小於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層的第二組； 所述第二區域中的所述多個第二材料層包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度且連續配置的第二材料層的第三組；以及 所述第三區域中的所述多個第二材料層包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第二材料層和具有大於0.25λ且小於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體晶片，其中所述第二材料層的所述第一組具有小於0.25λ+20%的光學厚度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體晶片，其中所述第二材料層的所述第一組具有比所述第一材料層的所述第一組更小的平均光學厚度。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體晶片，其中所述第一區域中的所述第二材料層的光學厚度偏差大於所述第二區域中的所述第二材料層的光學厚度偏差。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體晶片，其中所述第三區域中的所述第二材料層進一步包括具有大於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體晶片，其中所述分布式布拉格反射器進一步包括設置於所述第三區域中且具有大於0.25λ-10%且小於0.25λ的光學厚度的第一材料層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其進一步包括：插入在所述發光結構和所述分布式布拉格反射器之間的基底。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體晶片，其中所述基底爲圖案化的藍寶石基底（PSS）。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體晶片，其進一步包括： 中間層，其設置在所述基底和所述分布式布拉格反射器之間，且所述中間層由與所述分布式布拉格反射器中的所述第一材料層相同的材料形成，且所述中間層具有大於所述第一材料層的厚度。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的發光二極體晶片，其進一步包括： 表面層，其設置在所述分布式布拉格反射器的最上層上以面向所述中間層，所述表面層由與所述分布式布拉格反射器中的所述第一材料層相同的材料形成，且具有大於所述第一材料層的厚度。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其進一步包括： 基底，其面向所述分布式布拉格反射器，所述發光結構介於所述基底和所述分布式布拉格反射器之間。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中所述主動層產生藍光。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中所述第一材料層爲SiO2 層，且所述第二材料層爲TiO2 層。
  17. 一種發光二極體晶片，其包括： 發光結構，其包括發射具有第一波長的光的主動層；以及 分布式布拉格反射器（DBR），其設置在所述發光結構的一側處以反射從所述發光結構發出的光， 其中所述分布式布拉格反射器包括具有低折射率的多個第一材料層和具有高折射率的多個第二材料層，所述第一材料層和所述第二材料層交替地堆疊在彼此之上，且關於比所述第一波長長75 nm到125 nm的第二波長（λ），包括： 第一區域，其中具有大於0.25λ+10%的光學厚度的所述第一材料層的第一組和具有大於0.25λ-10%且小於0.25λ+10%的光學厚度的所述第一材料層的第二組交替設置； 第二區域，其包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度且連續設置的所述第一材料層的第三組；以及 第三區域，其設置在所述第一區域和所述第二區域之間，且包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第一材料層和具有大於0.25λ的光學厚度的第一材料層， 所述第一區域放置得比所述第二區域更靠近所述發光結構。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的發光二極體晶片，其中所述第一材料層的所述第一組包括具有小於0.3λ+10%的光學厚度的第一材料層，且所述第一材料層的所述第三組具有大於0.2λ-10%的光學厚度。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的發光二極體晶片，其中所述第一區域中的所述第一材料層的光學厚度偏差大於所述第二區域中的所述第一材料層的光學厚度偏差。
  20. 如申請專利範圍第15項至第17項中任一項所述的發光二極體晶片，其中 所述第一區域中的所述第二材料層包括具有大於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層的第一組和具有大於0.25λ-10%且小於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層的第二組； 所述第二區域中的所述第二材料層包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度且連續設置的第二材料層的第三組；以及 所述第三區域中的所述第二材料層包括具有小於0.25λ-10%的光學厚度的第二材料層和具有大於0.25λ且小於0.25λ+10%的光學厚度的第二材料層。
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