TWI380469B - - Google Patents

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1380469 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種發光元件，尤指一種具反射層之發光元件，該反 射層具有良好的反射率。 【先前技術】 按，發光二極體（Light Emitting DiodeLED)是由半導體材料所製 成之發光元件，元件具有兩個電極端子，在端子間施加電壓，通入極小的 φ 電流，經由電子電洞之結合可將剩餘能量以光的形式激發釋出，此即發光 極體之基本發光原理。發光一極體不同於一般白織燈泡，發光二極體係 屬冷發光，具有耗電量低、元件壽命長、無須暖燈時間及反應速度快等優 點’再加上其黯小、_震動、適合量產，容㈣合應用上的需求製成極 小或陣列式的元 件’目前發光二極體已普遍使用於資訊、通訊及消費性電子產品的指示器 與顯示裝置上，成為日常生活中不可或缺的重要元件。 目前發光二極體為了增加發光效率，於發光二極體結構中設置一反射 層’以反射該發光二極體所發出的光能量，減少光能量損失。習知的反射 籲層的材料大部分為金屬材料，但該反射層的反射率並不佳，導致被反射的 光能量被發光二極體之其他材料層所吸收，無法提升該發光二極體的發光 效率，而·反⑽會與其他金屬層產生相互擴散的現象。 為了解決上述問題’目前研發出由一金屬材料及一介電材料構成該反射 層，如此該反射層只能改善與其他金屬層產生相互擴散的現象但仍無法 提高其反射率，對於該發光二極體之發光效率提升仍有限。 有鐘於上述問題，本發明提供一種不含金屬機之反射層之結構，該反 射層可應用於各類型的發光二極體，以提升該發光二極體的發光效率。 1380469 【發明内容】 本發明之目的之係在於提供—種具反射層之發光元件及其反射層 之結構’該反射層可提供良好的反射率，有效提升該發光元件之發光效率。 本發明之目的之-，係在於提供—種具反射層之發光元件及其反射層 之結構，該反射層由複數介電材料構成，不含金屬材料，*會與其他金屬 層產生擴散之狀況。 為了達到上述之目的’本發_提供—種具反麟之發光元件及其反 射層之結構’該反射層包含複數介電層，該些介電層之材料種類分為兩種 籲以上’及該些介電層之厚度分為兩種以上，以產生多種組合方式，進而產 生多種不同結構之該反射層，但該些介電層之材料種類分為兩種及其厚度 分為兩種之組合方式除外。.而該反射層可細於直型發光二極體或一 覆晶式發光二極體，以形成一種具反射層之發光元件。 【實施方式】 茲為使貴審查娄員對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一步 之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後： 請參閱第一圖，係本發明之一較佳實施例之結構示意圖 。如圖所示， φ本實施例提供一種發光元件，該發光元件1包含一發光二極體10及一反射 層12’該發光二極體10包含一基板1〇1及一磊晶結構1〇3,該磊晶結構1〇3 設於該基板101 ’該反射層12可依照該發光二極體1〇冬出光方向設置，而 本實施例之該反射層12設於該發光二極體1〇之該基板1〇1，並與該磊晶結 構103相對。 本實施例所提供之該發光元件1主要特徵在於該反射層12由多種介電 材料構成，並不包含金屬材料，因傳統由金屬材料所構成之反射層之反射 率不高，所以本實施例使用由多種介電材料構成之該反射層12，改善傳統 • 由金屬材料所構成之反射層之反射率不高之問題，以避免被該反射層12所 • 反射之光能量被該發光二極體10之其他材料吸收，如此可有效提升該發光 6 1380469 -元件1之發光效率。 為了提升該反射層12之反射率，該反射層12之穿透率小於百分之二 十其厚度介於3000A與500000A之間，而該反射層12包含複數介電層， 該些介電層之材料種類可分為兩種及其厚度可分為三種以上，或者該些介 電層之材料種類可分為三種以上及其厚度可分為兩種以上。依據上述條件 可構成多種不同結構之該反射層12，如此該反射層12可反射各種波段之 光，並具有高反射率，進而提升該發光元件之發光效率。有關於該反射層 12之結構請參閱下述實施例。 • 請參閱第二圖，係本發明之另一較佳實施例之反射層之結構示意圖。 如圖所示’承第-圖之實施例，該反射層12由多種介電材料構成本實施 例之該反射層12包含該些介電層，該些介電層之材料種類分為兩種，所以 該些介電層包含複數第-介電材料層A及複數第二介電㈣層B，而該些介 電層中相鄰的該二介電層之材料種類必須為不同，所以該些第—介電材料 層A及該些第二介電材料層B交錯設置，其中該介電層之材料選自氧化石夕、 氧化鈦、氧化辞、氧化銳、氧化组、氧化銘、氧化銦、氧化鎮、氧化錫及 上述組合之氧化物中擇其一者；或者選自氮化石夕、氮化欽氣化辞氮化 銳、氮化紐、氣化銘、氮化銦、氮化鎂、氮化錫及上述組合之氮化物中擇 φ其一者。而該些介電層之厚度分為三種厚度，分別為a、b、c ,其厚度排列 如第二圖所示’該些介電層之厚度排列可為酬·，或者為不規則排列， 而本實施例之該些介電層之厚度排列為規則排列，該第一介電材料層a與 該第一/1電材料層B之厚度不為一固定值（a、b或〇)，但該第一介電材料 層A與該第二介電材料層B之厚度必為三種厚度之一，依據上述條件所構 成之該反射層12與傳統由兩種介電材料構成該反射層不同在於傳統的該 反射層由兩種介電材料構成’但每種介電材料的厚度為固定的，而本實施 例每介電材料層之厚度為不固定的，如此本實施例之該反射層12較傳統 的該反射層之反射率更佳，並可反射各種波段之光，進而提升該發光元件工 之發光效率。 1380469 請參閱第二圖’ ^本發明之另—較佳實施例之反射層之結構示意圖。 如騎示’承第二®之實闕，本實施峨供另—種反射層之結構與第 二圖之實施例不同在於，本實施例所提供之該反射層12由三種介電材料構 成’該反射層財包含該些介電層，該些介電層包含複數第__介電材料層 A、複數第三介電材料層B及複數第三介電材料層c ,而該些介電層中相鄰 的該二介電層之材料種類必須為不同，所以依該第一介電材料層A、該第二 介電材料層B及該第三介電材料層c之順序反覆設置，本實施例之該些第 -介電材料層A、該些第二介電材料層B及該些第三介電材料層e之排^為 規則排列，但該些第-介電材料層A、該些第二介電材料層B及該些第三介 攀電材料層C之排列亦可為不規則排列。 而該些介電潛之厚度分為兩種，該些介電層之兩種厚度為a、b，其厚 度排列請參閱第三圖’該些介電層之厚度排财式為多種排列方式之一， 該些介電層之厚度排列可為規則排列，或者為不規則排列，而本實施例之 該些介電層之厚度排列為規則排列，該第一介電材料層A、該第二介電材料 層B及該第二；|電材料層c之厚度不為―固定值，但該第—介電材料層a、 該第二介電材料層B及該第三介電材料層C之厚度—定為兩種厚度之一， 而該些介電層中相鄰的該二介電層之厚度必須不同，依據上述條件所構成 φ之該反射層I2可反射各種波段之光，並具有高反射率，進而提升該發光元 件之發光效率。 請參閱第四®，穌發明之另—較佳實施例之反射層之結構示意圖。 如圖所示’本實施例亦提供—種反㈣之結構，承第三圖之實施例，該反 射層12由三種介電材料構成，並包含該些介電層，該些介電層又包含該些 第-介電材料層Α、該些第二介電材料層8及該些第三介電材料層C，該些 第-介電材料層Α、該些第二介電材料層Β及該些第三介電材料層c之排列 為不規則，而且_滿足相_該二介電層之材__不同之條件。 而該二"電層之厚度分為二種，分別為a、b、c，該些介電層之厚度排 列為不規則（請參閱第四圖），又必須滿足相鄰的該二介電層之厚度必須不 1380469 ·-同之條件，而該第一介電材料層A、該第二介電材料層b或該第三介電材料 -層c之厚度為三種厚度之―，依據上述條件所構成之該反射層12可反射各 種波段之光，並具有高反射率，進而提升該發光元件之發光效率。 上述第二、三及四圖皆揭露該反射層之結構，除了上述實施 結構之外，該反射層包含該些介電層，並滿足該些介電層之材料種類可分 為兩種以上’及雜介電層之厚度可分躺種社之條件，但該些介電層 之材料種類分為兩種及其厚度分為兩種之組合除外，如此可得到具$ 率之該反射層12。 八同、 # 請參閱第五圖’係本發明之另一較佳實施例之發光元件之結構示意圖。 如圖所示，本實施例提供一種發光元件，該發光元件工包含—發光二極體 10、一反射層12及一熱傳導層14，該發光二極體1〇包含—基板1〇1及一 磊晶結構1G3’縣晶結構1〇3設於絲板ig，該反射層12設_基板1〇， 並與該磊晶結構103相對，而該熱傳導層14設於該反射層12，並與該基板 1〇相對’該反射層12之結構如第二、三及四圖之實施例所述，該反射層 12包含該些介電層’並滿足該些介電層之材料種類可分為兩種以上，及該 些介電層之厚度可分為兩種以上之條件，而該反射層12之穿透率小於百分 之二十，其厚度介於3000A與500000A之間。該熱傳導層14之柑暫古 •高熱傳導係數之金屬合金，如:金錫合金、銅鶴合金，因 光耕1之該反射層12由該些介電材料構成，如此有效改良傳統利用金屬 材料所構成之該反射層12與材質為金屬合金之該熱傳導層.14會產生互相 擴散之狀況。

請參閱第六圖’係本《之另—較佳實關之發統件之結構示意圖。 如圖所示，承第五圖實施例，該反射層12更設置複數熱傳導通道⑵該 發光二極體1G所纽之減藉赖絲料通道傳121導 進行散熱，如此提升該發光糊之散熱效p ‘，，、傳導層U 請參閱第七® ’縣魏之另-触實酬之發光元件之結構示意圖。 如圖所示’本實施例亦提供一種發光元件，該發光元件i包含一發光二極 1380469 曰、一承載平台16及-反射層12，該發光二極體1〇包含一基板ι〇ι及 :蟲晶結構103，該层晶結構1〇3設於該基板1〇1，該反射層12設於該蟲 二…構103 ’並與該基板1G1相對，該承載平台16利用複數金屬凸塊μ與 。又=該反射層12之該蟲晶結構1G3接合，其#該反射層12之穿透率小於 I分之二十’其厚度介於加罐與聊嘯之間，而該反射層12包含複數 "電層’而該些介電層之材料種類必須包含兩種以上該些介電層之厚度 分為兩種以上，但婦介€層之材難類分為兩種及其厚度分^種之=

合除外’賴上述所構成之該反射層12可反射各種波段的光，並具有高反 射率，以提升該發光元件1之發光效率。 請參閱第人圖，係本發明之另—較佳實施例之發光元件之結構示意圖。 如圖所不’承第七圖之實施例’本實施例亦提供—種發光树，與第七圖 之實施例不同在於，該承載平台16與設有該反射層12之該遙晶結構103 之間設有-支撐層19 ’以支撐設有該反射層12之該發光二極體1G。該支 樓層19之材料為有機高分子材料。 請參閱第九圖，縣發明之[較佳實_之發光元件之結構示音圖。 如圖所示，本實施例提供-種献元件，該發光元件1包含一發光二極體 1〇、-承載平台16及-反射層12，該發光二極體1G包含一基板m及一 遙晶結構103 ’該遙晶結構103設於該基板1〇 ’該承載平台16設於該蟲晶 ^構⑽之-側’與第七圖之實施例不同在於，該反射層12餅設於該承 ^平台16，設有該反射層12之該承載平台16與該為晶結構1〇3間利用複 數金屬凸塊18接合，林實施例之發光元件丨顿由該反射層12之高反 射率’而提升整體之發光效率。 請參閱第十圖，係本發明之另-較佳實施例之發光元件之結構示意圖。 如圖所示’承第九圖之實_，本實施例亦提供—種發光元件，與第 之細_在於，設有該反射層12之該承齡台16與临$結構⑽ ^間設有-支㈣19，以战該發光二極體1Q ^該支觸19之材 機咼分子材料。 1380469 由上述可知，本發明係提供一種具反射層之發光元件及其反射層之結 構’該反射層利用多種介電材料構成，並不含金屬材料，有效減少該反射 層與其他金制相互擴散之情^而該反射層包含該些介電層，該些介電 層之材料種類分為兩種以上，及其厚度分為兩種以上，以構成多種不同結 構之反射層’而飯射層可反射各種波段的光，並具有高反料，且可應 用於各種_之魏二極體，以形賴的發統件，而該發光元件之發光 效率提高。 綜上所述，本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者， 籲應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申 請’祈鈞局早日賜准利，至感為禱。 准以上所述者，僅為本發明之—較佳實施例而已，並非用來限定本發 明實施之範圍’舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精 神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖：本發明之一較佳實施例之發光元件之結構示意圖； 第二圖：本發明之另一較佳實施例之反射層之結構示意圖； φ 第三圖：本發明之另一較佳實施例之反射層之結構示意圖； 第四圖.本發明之另一較佳實施例之反射層之結構示意圖； 第五圖：本發明之另一較佳實施例之發光元件之結構示意圖； 第六圖：本發明之另一較佳實施例之發光元件之結構示意圖； 第七圖：本發明之另一較佳實施例之發光元件之結構示意圖； 第八圖：本發明之另一較佳實施例之發光元件之結構示意圖； 第九圖：本發明之另一較佳實施例之發光元件之結構示意圖；以及 第十圖：本發明之另一較佳實施例之發光元件之結構示意圖。 11 1380469 【主要元件符號說明】 1 發光元件 10 發光二極體 101 基板 103 蟲晶結構 12 反射層 121 熱傳導通道 14 熱傳導層 16 承載平台 18 金屬凸塊 19 支撐層 A 第一介電材料層 B 第二介電材料層 C 第三介電材料層 a、b、 c厚度

Claims (1)

1380469 . • « I _ _______ 101年10月4日修正替換頁 十、申請專利範圍： ~---!_ 1. 一種具反射層之發光元件，係包含： 一發光二極體；以及 一反射層，設於該發光二極體，並包含複數介電層，且該些介電層之 材料種類分為兩種以上及其厚度分為兩種以上，其中該些介電層之 材料分為兩種及其厚度分為兩種之組合除外； 其中該反射層之穿透率係不超過百分之二十。 2. 如申請專利範圍第i項所述之具反射層之發光元件其中該反射層之 厚度係介於3000A與500000A之間。 φ 3.如申请專利範圍第1項所述之具反射層之發光元件，其中該些介電層 中相鄰的該二介電層之材料種類為不同。 如申請專利範圍第1項所述之具反射層之發光元件，其中該些介電層 之材料選自氧化石夕、氧化鈦、氧化辞、氧化銳、氧化组、氧化铭、氧 化銦、氧化鎂、氧化錫及上述組合之氧化物中擇其一者。 如申請專利範圍第1項所述之具反射層之發光元件，其中該些介電層 之材料選自氮切、氮化鈦、氮化辞、氮倾、氮脸、氮化銘、乳

化銦、氮化鎂、氮化錫及上述組合之氮化物中擇其一者。 如申請專利範圍第1項所述之具反射層之發光元件，更包含： 熱傳導層，設於該反射層，並與該發光二極體相對。 =申請專利_第6項所述之具反射層之發光元件，其中該反射層更 設置複數熱傳導通道。 申"月專利範圍第6項所述之具反射層之發光元件，其中該熱傳導層 =材料係選自金錫合金、銅鎢合金及其他具高熱傳導係數之金屬合金 中擇其一者。 如申請專利範圍第1項所述之具反射層之發光元件，其中該發光二極 體包含一磊晶結構，該反射層設於該磊晶結構。 如申請專利範圍第9項所述之具反射層之發光元件，更包含： 13 1380469 1〇1年10月4日修正替換頁 一承載平台’設於該反射層之一側，並利用複數:設有該反-； 射層之該磊晶結構接合。 U·如申請專利範圍第10項所述之具反射層之發光元件，其中該發光二極 體更包含一基板，該基板設於該磊晶結構，並與該反射層相對。 12. 如申請專利範圍第10項所述之具反射層之發光元件，其中該承載平台 與設有該反射層之該磊晶結構間設有一支撐層。 13. 如申請專利範圍第12項所述之具反射層之發光元件，其中該支撐層之 材料為有機高分子材料。 H·—種具反射層之發光元件，係包含：

一發光二極體，包含一磊晶結構； —承載平台’設於該磊晶結構之一側；以及 一反射層，設於該承載平台，並利用複數金屬凸塊將該承載平台設有 該反射層之一側與該磊晶結構接合，而該反射層包含複數介電層， 該些介電層之材料種類分為兩種以上及其厚度分為二種以上，除了 該些介電層之材料為兩種及其厚度為兩種之組合之外。 15. 如:請專利範圍第14項所述之具反射層之發光元件，其發光二極體更 包含-基板，該基板設於該磊晶結構，並與該承載平台相對。 16. 如申凊專利範圍第14項所述之具反射層之發光元件其中該反射層之 穿透率係不超過百分之二十。 π·如申凊專利範圍帛14項所述之具反射層之發光元件 厚度係介於3〇〇〇A與5〇〇〇〇〇a之間。 18,3=範圍第14項所述之具反射層之發光元件，其中該些介 中相鄰的該二介電層之材料種類為不同。 19. 圍第14項所述之具反射層之發光元件，其中該些介 化銦、氧化錄化f、氧化欽、氧化辞、氧化銳、氧化组、氧化銘 20. 如申㈣&'、乳化錫及上述組合之氧化物中擇其一者。 °月利範圍第14項所述之具反射層之發光元件，其中該些介 1380469 101年2月〗7日修正替換頁 之材料選自氫化矽、氮化鈦、氮化辞、氮化銳、、氮化鋁 化銦、氮化鎂'氮化錫及上述組合之氮化物中擇其一者。 21. 如申請專利範圍第14項所述之具反射層之發光元件，其中該反射層與 該蟲晶結構間更設有一支樓層。 22. 如申請專利範圍第21項所述之具反射層之發光元件，其中該支樓層之 • 材料為有機高分子材料。 23. -種反射層之結構’係包含複數介電層，該些介電層之材料種類分為 兩種以上及其厚度分為二種以上，但該些介電層之材料為兩種及其厚 ^ 度為兩種之組合除外。 24. 如中請專利細第23項所述之反射層之結構，其中該反射層之穿 係不超過百分之二十。 25. 如申請專利範圍第23項所述之反射層之結構，其中該反射層之厚度係 介於3000A與500000A之間。 26. 如申請專利範圍第23項所述之反射層之結構，其中該些介電層中相鄰 的該二介電層之材料種類為不同。 汉如申請專利範圍第23項所述之反射層之結構，其中該些介電層之材料 ^氧切、氧化鈦、氧化鋅、氧化錕' 氧化组、氧她、氧化鋼、 • 氧化鎂'氧化錫及上述組合之氧化物中擇其一者。 汎如申請專利範圍第23項所述之反射層之結構，其十該 =氮切、氮化欽、氮化辞、_、氮她'氮倾'氮化^ 氮化鎂、氮化錫及上述組合之氮化物中擇其一者。 a 15 S 1380469 --—Ί 101年2月17日修正替換頁- 十一、圖式：

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